(57)【要約】  電子速度調節器が設けられた無人機の飛行を制御するための無人機のアビオニクスシステムは、ハウジングと、飛行制御回路基板（２０１）と、無線通信回路基板（２０２）と、位置決めモジュール（３００）と、接続ライン（４００）とを備え、前記飛行制御回路基板（２０１）、無線通信回路基板（２０２）及び位置決めモジュール（３００）が前記ハウジング内に取り付けられ、前記飛行制御回路基板（２０１）と無線通信回路基板（２０２）が一つのＰＣＢ板（２００）に集積され、前記位置決めモジュール（３００）が前記ＰＣＢ板（２００）の上方又は下方に設けられ、前記ハウジングに、前記接続ライン（４００）が貫通される取付穴が開き、前記飛行制御回路基板（２０１）が前記接続ライン（４００）を介して前記ハウジング外の電子速度調節器に通信接続されている。本発明の無人機のアビオニクスシステムは電子部品の電磁界干渉を避け、無人機の安定性を向上させ、安全上のリスクを低減することができる。本発明は無人機をさらに提供する。
2021504810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子速度調節器が設置された無人機の飛行を制御するための無人機のアビオニクスシステムであって、
ハウジングと、飛行制御回路基板と、無線通信回路基板と、位置決めモジュールと、接続ラインとを備え、
前記飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び位置決めモジュールが前記ハウジング内に取り付けられ、
前記飛行制御回路基板と無線通信回路基板が一つのＰＣＢ板に集積され、
前記位置決めモジュールが前記ＰＣＢ板の上方又は下方に設置され、
前記ハウジングに、前記接続ラインが貫通される取付穴が開き、前記飛行制御回路基板が前記接続ラインを介して前記ハウジング外の電子速度調節器と通信接続されていることを特徴とする無人機のアビオニクスシステム。
【請求項２】
前記ハウジングにおける前記無人機の前進方向に向かう側壁である前側壁に固定された視覚センサー装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項３】
前記視覚センサー装置は両眼カメラと画像伝送モジュールとを備えることを特徴とする請求項２に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項４】
前記両眼カメラの二つのレンズのそれぞれが前記画像伝送モジュールの両側に設けられることを特徴とする請求項３に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項５】
前記画像伝送モジュールの前端には前記画像伝送モジュールの作動状態を表示するための表示灯が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項６】
前記視覚センサー装置を保持するための両眼装着ホルダをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項７】
前記位置決めモジュールは、ＧＰＳ位置決めモジュールと、前記ＧＰＳ位置決めモジュールの上方に設置されたＲＴＫ位置決めモジュールとを備えることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項８】
前記ＲＴＫ位置決めモジュールが前記ＰＣＢ板の下方に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項９】
前記ハウジング内に設置され且つ前記ＲＴＫ位置決めモジュールの下方に位置する慣性センサーモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１０】
前記ハウジングの左側壁、右側壁の少なくとも一つに固定され、前記無線通信回路基板に設置されたインターフェースを介して前記無線通信回路基板と通信接続されるアンテナをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１１】
前記取付穴が前記ハウジングの後側壁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１２】
前記接続ラインがニードルプラグ又はニードルソケットを備え、前記ＰＣＢ板には、前記ニードルプラグ又はニードルソケットとセットとなるニードルソケット又はニードルプラグが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１３】
前記ハウジングの外側に設けられ、前記ハウジングを降温するためのファンをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１４】
前記ファンが前記ハウジングの頂面に取り付けられていることを特徴とする請求項１３に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１５】
前記ハウジングは上カバーと下カバーとを備え、前記上カバーと下カバーとの間に前記ＰＣＢ板と位置決めモジュールを取り付けるための密閉空間が囲まれていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１６】
前記ハウジングは中間フレームをさらに含み、前記上カバーが前記中間フレームの上開口に覆設され、前記下カバーが前記中間フレームの下開口に覆設され、前記ＰＣＢ板と位置決めモジュールが前記中間フレームに固定されていることを特徴とする請求項１５に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１７】
前記ハウジング内にはシールリングがさらに設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１８】
前記ＰＣＢ板が前記上カバーと中間フレームで形成された上密閉空間内に取り付けられ、前記位置決めモジュールが前記下カバーと中間フレームで形成された下密閉空間内に取り付けられていることを特徴とする請求項１７に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１９】
アビオニクスシステムと電子速度調節器とを備え、
前記アビオニクスシステムが、ハウジングと、飛行制御回路基板と、無線通信回路基板と、位置決めモジュールと、接続ラインとを備え、
前記飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び位置決めモジュールが前記ハウジング内に取り付けられ、
前記飛行制御回路基板と無線通信回路基板が一つのＰＣＢ板に集積され、
前記位置決めモジュールが前記ＰＣＢ板の上方又は下方に設けられ、
前記ハウジングに、前記接続ラインが貫通される取付穴が開き、前記飛行制御回路基板が前記接続ラインを介して前記ハウジング外に設置された電子速度調節器に通信接続されていることを特徴とする無人機。
【請求項２０】
前記ハウジングにおける前記無人機の前進方向に向かう側壁である前側壁に固定された視覚センサー装置をさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の無人機。
【請求項２１】
前記視覚センサー装置は両眼カメラと画像伝送モジュールとを備えることを特徴とする請求項２０に記載の無人機。
【請求項２２】
前記両眼カメラの二つのレンズのそれぞれが前記画像伝送モジュールの両側に設けられることを特徴とする請求項２１に記載の無人機。
【請求項２３】
前記画像伝送モジュールの前端には前記画像伝送モジュールの作動状態を表示するための表示灯が取り付けられていることを特徴とする請求項２１に記載の無人機。
【請求項２４】
前記視覚センサー装置を保持するための両眼装着ホルダをさらに備えることを特徴とする請求項２０に記載の無人機。
【請求項２５】
前記位置決めモジュールは、ＧＰＳ位置決めモジュールと、前記ＧＰＳ位置決めモジュールの上方に設置されたＲＴＫ位置決めモジュールとを備えることを特徴とする請求項１９に記載の無人機。
【請求項２６】
前記ＲＴＫ位置決めモジュールが前記ＰＣＢ板の下方に設けられていることを特徴とする請求項２５に記載の無人機。
【請求項２７】
前記ハウジング内に設置され且つ前記ＲＴＫ位置決めモジュールの下方に位置する慣性センサーモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項２５に記載の無人機。
【請求項２８】
前記ハウジングの左側壁、右側壁の少なくとも一つに固定され、前記無線通信回路基板に設置されたインターフェースを介して前記無線通信回路基板と通信接続されるアンテナをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の無人機。
【請求項２９】
前記取付穴が前記ハウジングの後側壁に設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の無人機。
【請求項３０】
前記接続ラインがニードルプラグ又はニードルソケットを備え、前記ＰＣＢ板には前記ニードルプラグ又はニードルソケットとセットとなるニードルソケット又はニードルプラグが設けられていることを特徴とする請求項１９に記載の無人機。
【請求項３１】
前記ハウジングの外側に設けられ、前記ハウジングを降温するためのファンをさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の無人機。
【請求項３２】
前記ファンが前記ハウジングの頂面に取り付けられていることを特徴とする請求項３１に記載の無人機。
【請求項３３】
前記ハウジングは上カバーと下カバーとを備え、前記上カバーと下カバーとの間に前記ＰＣＢ板と位置決めモジュールを取り付けるための密閉空間が囲まれていることを特徴とする請求項１９〜３２のいずれか一項に記載の無人機。
【請求項３４】
前記ハウジングは中間フレームをさらに含み、前記上カバーが前記中間フレームの上開口に覆設され、前記下カバーが前記中間フレームの下開口に覆設され、前記ＰＣＢ板と位置決めモジュールが前記中間フレームに固定されていることを特徴とする請求項３３に記載の無人機。
【請求項３５】
前記ハウジング内にはシールリングがさらに設けられていることを特徴とする請求項３３に記載の無人機。
【請求項３６】
前記ＰＣＢ板が前記上カバーと中間フレームで形成された上密閉空間内に取り付けられ、前記位置決めモジュールが前記下カバーと中間フレームで形成された下密閉空間内に取り付けられていることを特徴とする請求項３５に記載の無人機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無人機のアビオニクスシステム及び無人機に関し、航空機の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
無人航空機は無人機（ＵＡＶ，Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）と略称され、人間が搭乗しない飛行装置であり、速くて柔軟性があり、操作が便利である利点を備えている。無人機の機体上に多くのセンサーが搭載されていることにより、リアルタイム映像伝送、地形や地貌の探測、病虫害や山火事の監視などが図れる。技術の進歩に従い、無人機の使用範囲が次第に軍事、科学研究分野から例えば電力、通信、気象、農業、海洋、地質調査、撮影、防災・減災、農作物の収穫量の予測、毒品・密輸の監査、国境の巡察、保安・テロ対策などの各分野に広がっている。
【０００３】
無人機のアビオニクスシステムは無人機の核心たる部材の一つであり、当該無人機のアビオニクスシステムにより、無人機の制御、及び周囲環境の監視を実現できる。従来の無人機のアビオニクスシステムは飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び各種類のセンサーなどの多くの電子部品を含む。最初は、これらの電子部品はばらばらに無人機のフレームの内部に取付けられ、非常に分散しているように見え、無人機の体積の大型化になるとともに、無人機の機能の拡張に深刻な影響を与えていた。その後、研究者は無人機の体積の減少をするために、その一部の電子部品を一緒に集積しているが、実際の使用中に、これらの一緒に集積された電子部品が互いに干渉し合い、無人機の制御信号に大きな雑音が生じ、後続の濾波の作動の難しさが大きくなり、そして多大の雑音濾波処理を行っても、完全に消されない雑音がなおあり、無人機の飛行安全に潜在的危険性を与えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術に存在する上記或いはその他の潜在的課題を解決するために、本発明の実施例は無人機のアビオニクスシステム及び無人機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一部の実施例によれば、電子速度調節器が設けられた無人機の飛行を制御するための無人機のアビオニクスシステムであって、ハウジングと、飛行制御回路基板と、無線通信回路基板と、位置決めモジュールと、接続ラインとを備え、前記飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び位置決めモジュールが前記ハウジング内に取り付けられ、前記飛行制御回路基板と無線通信回路基板が一つのＰＣＢ板に集積され、前記位置決めモジュールが前記ＰＣＢ板の上方又は下方に設けられ、前記ハウジングに前記接続ラインが貫通される取付穴が開き、前記飛行制御回路基板が前記接続ラインを介して前記ハウジング外の電子速度調節器に通信接続されている無人機のアビオニクスシステムを提供する。
【０００６】
本発明の一部の実施例によれば、無人機のアビオニクスシステムと電子速度調節器とを備え、前記無人機のアビオニクスシステムが、ハウジングと、飛行制御回路基板と、無線通信回路基板と、位置決めモジュールと、接続ラインとを備え、前記飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び位置決めモジュールが前記ハウジング内に取り付けられ、前記飛行制御回路基板と無線通信回路基板が一つのＰＣＢ板に集積され、前記位置決めモジュールが前記ＰＣＢ板の上方又は下方に設けられ、前記ハウジングに、前記接続ラインが貫通される取付穴が開き、前記飛行制御回路基板が前記接続ラインを介して前記ハウジング外に設けられた電子速度調節器に通信接続されている無人機を提供する。
【０００７】
電子速度調節器、モータ及びプロペラからなるパワーユニットは作動中に頻繁に変化する電磁界を生じるので、これらの高速で変化する電磁界の情報が飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び位置決めモジュールにより伝送される信号に重畳され、これらの電子部品に干渉を与える。本発明の実施例の技術案には、飛行制御回路基板と無線通信回路基板を一つのＰＣＢ板に集積するとともにこのＰＣＢ板と位置決めモジュールをハウジング内に取付けた後で、飛行制御回路基板と電子速度調節器とを接続するための接続ラインを、ハウジング側壁上に設置された取付穴を貫通させることで、電子速度調節器、モータ及びプロペラと飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び位置決めモジュールとが離隔され、パワーユニットの作動時に生じる磁界変化信号が無人機のアビオニクスシステムに重畳しなくなり、後続の濾波の作動の難しさが低減され、無人機のアビオニクスシステムの情報伝送の信頼性が向上された。また、接続ラインを介して無人機のアビオニクスシステムと電子速度調節器とを接続することで、強電と弱電とを区切り、強電と弱電の相互の影響を避け、無人機のアビオニクスシステム内の配線の複雑性を低減し、無人機のアビオニクスシステムの安定性を向上させることもできる。
【０００８】
図面の以下のような詳細を参照して、本発明の実施例の上記及びその他の目的、特徴及び利点がより容易に理解できるようになる。図面に、例示及び限定されていない形態で本発明の複数の実施例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例に係る無人機のアビオニクスシステムの分解図である。
【図２】図１における無人機のアビオニクスシステムの上カバーが取り外された上面図である。
【図３】図１における無人機のアビオニクスシステムの下カバーが取り外された下面図である。
【図４】図１における無人機のアビオニクスシステムの正面図である。
【図５】図１の無人機のアビオニクスシステムの背面図である。
【図６】図１における無人機のアビオニクスシステムの断面図である。
【図７】本発明の一実施例に係る無人機の構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の一部の実施形態を詳細に説明する。抵触しない場合、下記の実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。
【００１１】
実施例１
図１は本実施例に係る無人機のアビオニクスシステムの分解図であり、図２は図１における無人機のアビオニクスシステムの上カバーが取り外された上面図であり、図３が図１における無人機のアビオニクスシステムの下カバーが取り外された下面図であり、図４が図１における無人機のアビオニクスシステムの正面図であり、図５が図１の無人機のアビオニクスシステムの背面図であり、図６が図１における無人機のアビオニクスシステムの断面図である。
【００１２】
図１〜図６に示すように、本実施例に係る無人機のアビオニクスシステムは、ハウジングと、飛行制御回路基板２０１と、無線通信回路基板２０２と、位置決めモジュール３００と、接続ライン４００とを備え、この無人機のアビオニクスシステムにより無人機の飛行を制御することができる。具体的には、無人機のアビオニクスシステムは電子速度調節器の作動状態を制御可能であり、モータの出力を制御することで、プロペラの回動を制御し、さらに無人機の離陸、着陸、急降下、ステアリングなどを制御する。当該無人機のアビオニクスシステムはさらに無人機に取り付けられたセンサーの作動を制御することで、映像、位置、標高などの周囲環境の情報を取得することができる。
【００１３】
無人機のアビオニクスシステムは無人機の機体の外部或いは内部に取り付けられてもよい。無人機のアビオニクスシステムは無人機の機体の頂部、底部、機首、機尾又は両側にも取り付けられてもよい。具体的に、本実施形態において、無人機のアビオニクスシステムが機体の外部に取り付けられ且つ機首部位に位置することで、無人航空機の前視覚モジュール、例えば視覚センサー装置５００を搭載しやすいようにする。
【００１４】
ハウジング内に飛行制御回路基板２０１、無線通信回路基板２０２（ＳＤＲ，Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｄｅｆｉｎａｔｉｏｎ  Ｒａｄｉｏ）及び位置決めモジュール３００を取り付けるための密閉空間が形成されている。また、飛行制御回路基板２０１と無線通信回路基板２０２が一つのＰＣＢ板２００に集積され、位置決めモジュール３００が当該ＰＣＢ板２００の上方又は下方に取り付けられてもよい。本実施例において、ハウジングが金属、プラスチック又はその他の材料などで四角形、円筒形、又はその他の形状に作成されてもよい。
【００１５】
具体的には、ハウジングは上ハウジングと下ハウジングとを含んでもよく、上ハウジング及び下ハウジングの側壁が係合又はボルト接続などの方式で一体に固定され、上ハウジングと下ハウジングがＰＣＢ板２００及び位置決めモジュール３００を取り付けるための密閉空間を囲んでいる。
【００１６】
ＰＣＢ板２００と位置決めモジュール３００はボルトにて密閉空間の内壁に固定されてもよい。好ましくは、上ハウジングと下ハウジングはプレス又は射出成形などの方式で内表面に複数の取付領域が形成され、ＰＣＢ板２００と位置決めモジュール３００が異なる取付領域内に固定されることができる。例えば、ＰＣＢ板２００と位置決めモジュール３００は外観形状がこれらの両者にマッチングする取付領域内に取り付けられることができる。
【００１７】
上ハウジングの側壁或いは下ハウジングの側壁上、又は上ハウジングと下ハウジングとの接続箇所に取付穴が開けてあり、ＰＣＢ板２００と電子速度調節器とを接続する接続ライン４００が当該取付穴から貫通する。好ましくは、接続ライン４００はニードルプラグ又はニードルソケットを備え、ＰＣＢ板２００には、接続ライン４００におけるニードルプラグ又はニードルソケットとセットとなるニードルソケット又はニードルプラグが設けられている。
【００１８】
ハウジングの密封性能を向上させ、埃又は液体のハウジング内への進入を防ぎ、無人機のアビオニクスシステムの使用寿命及び安定性を向上させるように、上ハウジングと下ハウジングとの接続箇所には、シールリング１０４を設けてもよい。
【００１９】
本実施例の無人機のアビオニクスシステムにおいて、飛行制御回路基板２０１と無線通信回路基板２０２を一つのＰＣＢ板２００に集積するとともに、このＰＣＢ板２００と位置決めモジュール３００をハウジング内に取り付けた後で、飛行制御回路基板２０１と電子速度調節器を接続するための接続ライン４００を、ハウジング側壁に設置された取付穴を貫通させることで、電子速度調節器、モータ及びプロペラと飛行制御回路基板２０１、無線通信回路基板２０２及び位置決めモジュール３００とを離隔させ、パワーユニット作動時に生じる磁界変化信号が無人機のアビオニクスシステムに重畳しなくなり、後続の濾波の作動の難しさを低減し、無人機のアビオニクスシステムの情報伝送の信頼性を向上させ、無人機を安定に作動させ、さらに無人機の潜在的な安全上の危険を低減する。
【００２０】
また、パワーユニットが接続ライン４００を介して無人機のアビオニクスシステムに通信接続されるので、無人機の弱電部分と強電部分とが離隔され、無人機のアビオニクスシステムにおける強電・弱電変換及び離隔部材の数量が減少され、そして無人機のアビオニクスシステムのワイヤハーネス量が減少され、配線も容易になり、無人機のアビオニクスシステムの体積が減少され、製造・組み立てや修理又はテストもより簡単で便利になり、線路の複雑さによる信号伝送への干渉が低減され、無人機の安定性のさらなる向上が図れ、無人機の安全上のリスクが低減された。また、無人機のアビオニクスシステムの放熱量が大幅に減少され、無人機のアビオニクスシステムにおける電子部品が定格作動温度内で作動可能であり、無人機のアビオニクスシステムの安定性が向上された。
【００２１】
実施例２
本実施例と実施例１の相違点はハウジングの構成が異なることであり、本実施例のハウジングは本体と上カバー１０１とを備え、本体が底壁と底壁の外縁に沿って設置された側壁とを備え、上カバー１０１が本体の上開口に覆設されるとともにボルト又はスナップフィット接続などの方式で本体の側壁と一体に固定されることで、上カバー１０１と本体がＰＣＢ板２００、及び位置決めモジュール３００を設けるための密閉空間を囲んでいる。
【００２２】
ＰＣＢ板２００と位置決めモジュール３００はボルトで本体の内壁に固定されてもよい。好ましくは、本体の底壁にプレス又は射出成形などの方式で複数の取付領域が形成され、その中の一つの取付領域にはＰＣＢ板２００が設けられ、位置決めモジュール３００がもう一つの取付領域に設けられている。当然ながら、本実施例は位置決めモジュール３００とＰＣＢ板２００が同一の取付領域内に設けられることをも排除しないが、例えば、ＰＣＢ板２００と位置決めモジュール３００が上下に積み重ねて又は左右に配列して同一の取付領域内に設けられてもよい。ハウジングの密閉空間を合理的かつ効果的に利用できるように、本体の底壁をプレス又は射出成形を行う時に、ＰＣＢ板２００及び位置決めモジュール３００の外観形状に基づき、相応するプレス又は射出成形操作を行ってもよい。
【００２３】
本体の側壁に取付穴が開けてあり、電子速度調節器に通信接続されるための接続ライン４００（例えばバス）が当該取付穴を貫通し、飛行制御回路基板２０１に接続される。好ましくは、接続ライン４００がニードルプラグ又はニードルソケットを備え、ＰＣＢ板２００には、接続ライン４００におけるニードルプラグ又はニードルソケットとセットとなるニードルソケット又はニードルプラグが設けられている。
【００２４】
ハウジングの密封性を向上させ、水又は埃のハウジングの密閉空間内への進入を避け、ハウジング内に取り付けられたＰＣＢ板２００及び位置決めモジュール３００などの電子デバイスの使用寿命を向上させるように、本体の側壁と上カバー１０１との間にシールリング１０４を設けてもよい。例を挙げると、本体の開口又は上カバー１０１の下面にシールリング１０４を取り付けるための凹溝を開けてもよい。
【００２５】
本実施例の無人機のアビオニクスシステムにおいて、ハウジングが上カバー１０１と本体部分を備えるようにすることで、水と埃が側面から無人機のアビオニクスシステムに進入しにくくなり、無人機のアビオニクスシステムの密閉性を向上させることができる。
【００２６】
実施例３
本実施例と実施例１、２との相違点はハウジングの構成が異なることにあり、図１に示すように、本実施例のハウジングは、上カバー１０１と、中間フレーム１０３と、下カバー１０２とを備える。
【００２７】
上カバー１０１は中間フレーム１０３の上開口に覆設されるとともにボルト又はスナップフィット接続などの方式で一体に固定されることで、上カバー１０１と中間フレーム１０３は上密閉空間を囲んでいる。同様に、下カバー１０２が中間フレーム１０３の下開口に覆設されるとともにボルト又はスナップフィット接続などの方式で一体に固定されることで、下カバー１０２と中間フレーム１０３が下密閉空間を囲んでいる。組み立て時には、ＰＣＢ板２００を上密閉空間内に取り付け、位置決めモジュール３００を下密閉空間内に取り付け、両者間を、ワイヤハーネスを介して通信接続してもよい。ＰＣＢ板２００と位置決めモジュール３００を接続するワイヤハーネスを取り付けるために、中間フレーム１０３上にワイヤハーネスが貫通するビアホールを開けてもよいと理解可能である。
【００２８】
中間フレーム１０３は取付板と取付板の外縁に沿って設置される側壁とを備え、取付板にプレス又は射出成形などの方式で複数の取付領域が形成され、これらの取付領域の一部が取付板の上面に位置し、他の部分が取付板の下面に位置している。具体的には、ＰＣＢ板２００と位置決めモジュール３００を取り付ける際に、ＰＣＢ板２００をボルトで取付板の上方の取付領域内に固定し、位置決めモジュール３００をボルトで取付板の下方の取付領域内に固定してもよい。取付領域がＰＣＢ板２００及び位置決めモジュール３００の外観形状にマッチングするように設置されることで、ハウジングの体積の大きさを減少することができると理解可能である。
【００２９】
中間フレーム１０３の側壁に取付穴が開けてあり、電子速度調節器に通信接続するための接続ライン４００（例えばバス）が当該取付穴を貫通し飛行制御回路基板２０１に接続される。好ましくは、接続ライン４００はニードルプラグ又はニードルソケットを備え、ＰＣＢ板２００には、接続ライン４００におけるニードルプラグ又はニードルソケットとセットとなるニードルソケット又はニードルプラグが設けられている。
【００３０】
ハウジングの密封性を向上させ、埃又は液体のハウジング内への進入を避け、ハウジング内に取り付けられたＰＣＢ板２００及び位置決めモジュール３００などの電子デバイスの使用寿命を確保するように、上カバー１０１、中間フレーム１０３及び下カバー１０２の接続箇所にシールリング１０４が設けられている。例えば、一部の実施形態において、上カバー１０１、中間フレーム１０３及び下カバー１０２の接続箇所にシールリング１０４を取り付けるための凹溝を開けてもよい。
【００３１】
本実施例の無人機のアビオニクスシステムにおいて、ハウジングが、上カバー１０１と、下カバー１０２と、中間フレーム１０３とを備えるように設計することで、密閉空間が上下２部分に分けられ、電子部品が同一表面に積み重ねることが避けられ、無人機のアビオニクスシステムの体積が減少されるとともに、放熱性能が向上された。
【００３２】
実施例４
本実施例は上記のいずれかの実施例に基づき改善されるものであり、主な相違点はハウジングの前側壁に視覚センサー装置５００が固定されていることにある。
【００３３】
図１〜図４に示すように、ハウジングは、無人機の前進方向に向かう前側壁と、前側壁と反対側の後側壁と、前側壁と後側壁とを接続する左側壁及び右側壁とを含む。例えば、図１に、中間フレーム１０３が前側壁と、後側壁と、左側壁及び右側壁とを備えるハウジングの構成を示している。
【００３４】
好ましくは、ハウジングの前側壁に視覚センサー装置５００が固定されている。具体的には、前側壁に取付口が開口し、視覚センサー装置５００が取付口に固定され、その継手が取付口を貫通して飛行制御回路基板２０１のインターフェースに電気的に接続されることで、視覚センサー装置５００と飛行制御回路基板２０１との間の信号伝送が実現される。
【００３５】
好ましくは、視覚センサー装置５００は両眼カメラ５０１と画像伝送モジュール５０２（ＦＰＶ，Ｆｉｒｓｔ  Ｐｅｒｓｏｎ  Ｖｉｅｗ）とを備え、好ましくは両眼カメラ５０１の二つのレンズのそれぞれが画像伝送モジュール５０２の両側に設けられ、さらに画像伝送モジュール５０２の前方には好ましくは表示灯５０３が設けられている。図２を例として、画像伝送モジュール５０２が中間フレーム１０３の前側壁の中央に固定され、両眼カメラ５０１の二つのレンズのそれぞれが画像伝送モジュール５０２の左右両側に取り付けられている。
【００３６】
好ましくは、図１と図２を引き続き参照し、中間フレーム１０３の前端に視覚センサー装置５００を保持するための両眼装着ホルダ６００が設けられている。
【００３７】
好ましくは、接続ライン４００が貫設される取付口がハウジングの後側壁に設けられることで、ハウジングの前側壁に設置された視覚センサー装置５００と互いに干渉し合うことが避けられる。
【００３８】
本実施例の無人機のアビオニクスシステムにおいて、ハウジングの前側壁に視覚センサー装置５００を取り付けることで、視覚センサー装置５００による最適な位置の取得を可能とし、視覚センサー装置５００による画像取得の角度範囲を向上させ、そして視覚センサー装置５００が中間フレーム１０３の前側壁に取り付けられるため、無人機のその他の構成の干渉が減少され、従って、視覚センサー装置５００への点検修理もより便利になる。視覚センサー装置５００が両眼カメラ５０１と画像伝送モジュール５０２とを備える場合、両眼カメラ５０１により、より多くの画像情報を取得するとともに、画像伝送モジュール５０２を介してリアルタイムに映像を地面の受信装置、例えばリモコン又は地上ステーションに伝送することができる。また、画像伝送モジュール５０２の前方に表示灯５０３が取り付けられている場合、操作者は表示灯５０３により視覚センサー装置５００が作動しているか、及び画像伝送モジュール５０２が映像データを伝送しているかなどを便利に直接観察することができる。
【００３９】
実施例５
本実施例は上記のいずれかの実施例に基づき改善されるものであり、その主な相違点は本実施例の位置決めモジュール３００がＲＴＫ位置決めモジュール３０１とＧＰＳ位置決めモジュール３０２とを備えることにある。
【００４０】
具体的には、ＲＴＫ位置決めモジュール３０１とＧＰＳ位置決めモジュール３０２との相対位置及びこの両者とＰＣＢ板２００との相対位置は実際の需要に応じて設置することができる。図１に示す無人機のアビオニクスシステムを例として、ＰＣＢ板２００が取付板の上方に固定され、取付板の下方であって、無線通信回路基板２０２に対応する位置に、ＲＴＫ位置決めモジュール３０１とＧＰＳ位置決めモジュール３０２が設けられる。言い換えれば、ＰＴＫ位置決めモジュール３００とＧＰＳ位置決めモジュール３０２が取付板と下カバー１０２との間の下密閉空間内に位置する。好ましくは、ＲＴＫ位置決めモジュール３０１がＧＰＳ位置決めモジュール３０２の上方に設けられる。具体的には、取り付け時に、ＲＴＫ位置決めモジュール３０１とＧＰＳ位置決めモジュール３０２を一緒に集積するとともに取付板の下面又は下カバー１０２の内壁に固定してもよい。
【００４１】
本実施例の無人機のアビオニクスシステムにおいて、ＲＴＫ位置決めモジュール３０１とＧＰＳ位置決めモジュール３０２を設けることで、無人機の位置決めの精度を向上させることができ、また、ＧＰＳモジュールをＲＴＫ位置決めモジュール３０１の下方に集積することで、ハウジング内の空間を十分に利用して、無人機のアビオニクスシステムの体積を減少することができる。
【００４２】
実施例６
本実施例は上記のいずれかの実施例に基づき改善されるものであり、その主な相違点は、無人機のアビオニクスシステムには好ましくは慣性センサーモジュール７００とアンテナ８００の少なくとも一つが設けられていることにある。
【００４３】
ハウジング内の空間を十分に利用して、無人飛行システムの体積を減少するように、図１に示すように、慣性センサーモジュール７００をハウジング内に取り付けることができ、また、その取付位置がＲＴＫ位置決めモジュール３０１の下方に位置してもよい。
【００４４】
アンテナ８００はハウジングの左側壁及び右側壁に固定されてもよく、当該アンテナ８００が無線通信回路基板２０２に設置されたインターフェースを介して当該無線通信回路基板２０２に通信接続される。具体的には、ハウジングの左側壁及び右側壁にアンテナ８００の取付口が開けてあり、アンテナ８００の継手がアンテナ８００取付口を貫通してハウジングの密閉空間内に挿入するとともに無線通信回路基板２０２におけるインターフェースと直接結合されたり又はワイヤハーネスを介して接続されたりして、無線信号の送受信が実現される。本実施例のアンテナ８００がハウジングの左側壁又は右側壁のみに固定されてもよいと理解可能である。
【００４５】
具体的には、図１と図３を引き続き参照し、無人機のアビオニクスシステムの体積を減少することができるように、ハウジングの左側壁及び右側壁に開いているアンテナ８００の取付口の位置がＰＣＢ板２００の位置からずれてもよい。
【００４６】
好ましくは、アンテナ８００の信号送受信の電力を向上させるように、ハウジングの左側壁及び右側壁のそれぞれに二つのアンテナ８００が設けられてもよい。ハウジングの左側壁及び右側壁のそれぞれに取り付けられたアンテナ８００が一つ又は二つ以上でもよいと理解可能である。
【００４７】
本実施例の無人機のアビオニクスシステムにおいて、ハウジング内に慣性センサーモジュール７００が取り付けられている場合、無人機の加速度、傾斜、衝撃、振動、回転及び多自由度運動の検出・測定が実現でき、ハウジングの左側壁及び右側壁の少なくとも一つに無線通信回路基板２０２と通信接続されるアンテナ８００が取り付けられている場合、無人機のアビオニクスシステムの無線通信の能力を向上させることができる。
【００４８】
実施例７
本実施例は上記のいずれかの実施例に基づき改善されるものであり、その主な相違点はハウジングの外側にハウジングを降温するためのファン９００が設けられていることにある。
【００４９】
図１に示すように、ファン９００はハウジングの上方に設けられてもよく、例えば、ファン９００がハウジングの上カバー１０１の頂面に固定されている。好ましくは、ハウジングは金属で作成することができ、その上カバー１０１の頂面に、複数の放熱フィンが長手方向又は短手方向に沿って上へ延長して形成され、隣接する二つの放熱フィンの間に放熱風路が形成され、空気が放熱風路内を流れることができる。具体的には、ハウジングの密閉空間内の電子部品から放熱された熱がハウジングの上カバー１０１の放熱フィンに伝達された後で、放熱風路内の空気に伝達される。放熱フィンの中間に取り付けられたファン９００の回動が放熱風路と外部環境との間の空気の循環を駆動させ、放熱フィンにおける熱を速やかに持ち去り、無人機のアビオニクスシステムの降温が実現される。
【００５０】
本実施例の放熱フィンの形状と数量が実際の需要に基づき設置してもよいが、例えば、図１に示すように、放熱フィンが長手方向に沿って配列され、また放熱フィンが左方部分と右方部分とを備え、ファン９００がボルトで左方部分と右方部分との間に固定されていると理解可能である。
【００５１】
本実施例の無人機のアビオニクスシステムにおいて、ハウジングの外側にファン９００を取り付けることで、ハウジング及びハウジング内に取り付けられたＰＣＢ板２００及び位置決めモジュール３００などを降温させ、ハウジング内の飛行制御回路基板２０１、無線通信回路基板２０２及び位置決めモジュール３００などの安定且つ正常の作動を確保することができる。
【００５２】
実施例８
図７は本実施例に係る無人機の構成概略図である。図７に示す本実施例に係る無人機は、フレーム１と、パワーユニット３と、フレーム１とパワーユニット３を接続するアーム２とを備える。
【００５３】
フレーム１内に無人機のアビオニクスシステム（飛行制御システム）１０が取り付けられ、当該無人機のアビオニクスシステム１０が上記したいずれかの実施例の無人機のアビオニクスシステムでもよく、その構成、作動原理及び発生可能な有益な効果が上記の実施例を参照することができ、ここではその説明を省略する。
【００５４】
パワーユニット３は、電子速度調節器３１と、電子速度調節器３１と通信接続されるモータ３２と、モータ３２に回転駆動されるプロペラ３３とを備える。電子速度調節器３１は接続ライン１１を介して無人機のアビオニクスシステム１０における飛行制御回路基板に通信接続されることで、飛行制御回路基板から送出された指令に基づきモータ３２に制御信号を出力して、モータ３２の回転数、ステアリングなどを制御することができる。本実施例の電子速度調節器３１、モータ３２及びプロペラ３３は従来の技術のいかなる構成も適用可能であり、ここでは説明を省略する。
【００５５】
本実施例の無人機について、無人機のアビオニクスシステムにおける飛行制御回路基板と無線通信回路基板を一つのＰＣＢ板に集積するとともに、このＰＣＢ板及び位置決めモジュールをハウジング内に取り付けた後で、飛行制御回路基板と電子速度調節器とを接続するための接続ラインを、ハウジング側壁に設置された取付穴を貫通させることで、電子速度調節器、モータ及びプロペラと飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び位置決めモジュールとが離隔され、パワーユニット作動時に生じる磁界変化信号が無人機のアビオニクスシステムに重畳しなくなり、後続の濾波の作動の難しさが低減され、無人機のアビオニクスシステムの情報伝送の信頼性が向上され、無人機が安定に作動し、さらに無人機の潜在的な安全上の危険が低減された。
【００５６】
また、パワーユニットが接続ラインを介して無人機のアビオニクスシステムと通信接続されるので、無人機の弱電部分と強電部分とが離隔され、無人機のアビオニクスシステムにおける強電・弱電変換及び離隔部材の数量が減少され、そして無人機のアビオニクスシステムのワイヤハーネス量が減少され、配線も容易になり、無人機のアビオニクスシステムの体積が減少され、製造・組み立てや修理又はテストもより簡単かつ便利になり、線路の複雑さによる信号伝送への干渉が低減され、無人機の安定性のさらなる向上が図れ、無人機の安全上のリスクが低減された。そして、無人機のアビオニクスシステムの放熱量が大幅に低減され、無人機のアビオニクスシステムにおける電子部品が定格作動温度内で作動可能であり、無人機のアビオニクスシステムの安定性が向上された。
【００５７】
最後に、これらの実施例に本技術の一部の実施例に係る利点が記載されているが、その他の実施例にもこれらの利点が含まれてもよく、また実施例全体には本発明のすべての利点が詳細に記載されるわけではなく、実施例における技術的特徴により客観的にもたらした利点はいずれも本発明が従来の技術と区別する利点とみなされるべきであり、いずれも本発明の保護範囲に属する。
【符号の説明】
【００５８】
１０１  上カバー
１０２  下カバー
１０３  中間フレーム
１０４  シールリング
２００  ＰＣＢ板
２０１  飛行制御回路基板
２０２  無線通信回路基板
３００  位置決めモジュール
３０１  ＲＴＫ位置決めモジュール
３０２  ＧＰＳ位置決めモジュール
４００  接続ライン
５００  視覚センサー装置
５０１  両眼カメラ
５０２  画像伝送モジュール
５０３  表示灯
６００  両眼装着ホルダ
７００  慣性センサーモジュール
８００  アンテナ
９００  ファン
１  フレーム
１０  無人機のアビオニクスシステム
２  アーム
３  パワーユニット
３１  電子速度調節器
３２  モータ
３３  プロペラ
【図１】
2021504810.tif 000003
【図２】
2021504810.tif 000004
【図３】
2021504810.tif 000005
【図４】
2021504810.tif 000006
【図５】
2021504810.tif 000007
【図６】
2021504810.tif 000008
【図７】
2021504810.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月22日(2020.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子速度調節器が設置された無人機の飛行を制御するための無人機のアビオニクスシステムであって、
ハウジングと、飛行制御回路基板と、無線通信回路基板と、位置決めモジュールと、接続ラインとを備え、
前記飛行制御回路基板、無線通信回路基板及び位置決めモジュールが前記ハウジング内に取り付けられ、
前記飛行制御回路基板と無線通信回路基板が一つのＰＣＢ板に集積され、
前記位置決めモジュールが前記ＰＣＢ板の上方又は下方に設置され、
前記ハウジングに、前記接続ラインが貫通される取付穴が開き、前記飛行制御回路基板が前記接続ラインを介して前記ハウジング外の電子速度調節器と通信接続されていることを特徴とする無人機のアビオニクスシステム。
【請求項２】
前記ハウジングにおける前記無人機の前進方向に向かう側壁である前側壁に固定された視覚センサー装置をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項３】
前記視覚センサー装置は両眼カメラと画像伝送モジュールとを備えることを特徴とする請求項２に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項４】
前記両眼カメラの二つのレンズのそれぞれが前記画像伝送モジュールの両側に設けられることを特徴とする請求項３に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項５】
前記画像伝送モジュールの前端には前記画像伝送モジュールの作動状態を表示するための表示灯が取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項６】
前記視覚センサー装置を保持するための両眼装着ホルダをさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項７】
前記位置決めモジュールは、ＧＰＳ位置決めモジュールと、前記ＧＰＳ位置決めモジュールの上方に設置されたＲＴＫ位置決めモジュールとを備えることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項８】
前記ＲＴＫ位置決めモジュールが前記ＰＣＢ板の下方に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項９】
前記ハウジング内に設置され且つ前記ＲＴＫ位置決めモジュールの下方に位置する慣性センサーモジュールをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１０】
前記ハウジングの左側壁、右側壁の少なくとも一つに固定され、前記無線通信回路基板に設置されたインターフェースを介して前記無線通信回路基板と通信接続されるアンテナをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１１】
前記取付穴が前記ハウジングの後側壁に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１２】
前記接続ラインがニードルプラグ又はニードルソケットを備え、前記ＰＣＢ板には、前記ニードルプラグ又はニードルソケットとセットとなるニードルソケット又はニードルプラグが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１３】
前記ハウジングの外側に設けられ、前記ハウジングを降温するためのファンをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１４】
前記ファンが前記ハウジングの頂面に取り付けられていることを特徴とする請求項１３に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１５】
前記ハウジングは上カバーと下カバーとを備え、前記上カバーと下カバーとの間に前記ＰＣＢ板と位置決めモジュールを取り付けるための密閉空間が囲まれていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１６】
前記ハウジングは中間フレームをさらに含み、前記上カバーが前記中間フレームの上開口に覆設され、前記下カバーが前記中間フレームの下開口に覆設され、前記ＰＣＢ板と位置決めモジュールが前記中間フレームに固定されていることを特徴とする請求項１５に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１７】
前記ハウジング内にはシールリングがさらに設けられていることを特徴とする請求項１５に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１８】
前記ＰＣＢ板が前記上カバーと中間フレームで形成された上密閉空間内に取り付けられ、前記位置決めモジュールが前記下カバーと中間フレームで形成された下密閉空間内に取り付けられていることを特徴とする請求項１７に記載の無人機のアビオニクスシステム。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載の無人機のアビオニクスシステムと電子速度調節器とを備える無人機。
【国際調査報告】
2021504810.tif 000010
2021504810.tif 000011
2021504810.tif 000012
2021504810.tif 000013