(57)【要約】【課題】無人ヘリコプタの飛行や散布材の散布のデータ管理を正確に行うことができる無人ヘリコプタのデータ管理方法およびデータ管理装置を提供する。【解決手段】補正部３５ｄは、飛行データに基づく飛行軌跡を補正する。これにより、飛行軌跡の位置ずれを修正することができるので、結果として、無人ヘリコプタの飛行や散布剤の散布のデータ管理を正確に行うことができる。【選択図】  図３
2008068709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面上に無人ヘリコプタの飛行領域の地図を表示するステップと、
前記地図上に無人ヘリコプタの飛行軌跡を表示するステップと、
前記地図上に表示された前記飛行軌跡を補正するステップと
を有することを特徴とする無人ヘリコプタのデータ管理方法。
【請求項２】
請求項１記載の無人ヘリコプタのデータ管理方法において、
前記補正するステップは、前記無人ヘリコプタの離着陸地点に基づいて、前記飛行軌跡を補正する
ことを特徴とする無人ヘリコプタのデータ管理方法。
【請求項３】
請求項１記載の無人ヘリコプタのデータ管理方法において、
前記補正するステップは、前記無人ヘリコプタによる散布材の散布領域に基づいて、前記飛行軌跡を補正する
ことを特徴とする無人ヘリコプタのデータ管理方法。
【請求項４】
表示画面上に無人ヘリコプタの飛行領域の地図を表示する地図抽出手段と、
前記地図上に無人ヘリコプタの飛行軌跡を表示する軌跡抽出手段と、
前記地図上に表示された前記飛行軌跡を補正する補正手段と
を有することを特徴とする無人ヘリコプタのデータ管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人ヘリコプタの飛行や薬剤等の散布に関するデータの管理方法および管理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、薬剤や肥料等の散布材の散布のために無人ヘリコプタが使用されている（例えば、特許文献１参照。）。この無人ヘリコプタにおいて、オペレータは、機体の飛行状態を目視や共同作業者の合図で確認しながら、地上からのリモコン操作により無人ヘリコプタを薬剤散布の対象となる畑や田んぼなどの領域内で移動させることによって、その領域に薬剤を散布する。飛行中、無人ヘリコプタの飛行軌跡等の飛行データと薬剤の散布区間および散布量は、無人ヘリコプタに設けられたデータコレクタによりメモリに記録される。飛行後、このメモリに記録されたデータをパソコンに取り込んで、薬剤が散布された領域をパソコン画面上に地図と重ね合わせて表示することにより、薬剤が散布された領域を確認することができるので、重複散布を避けたり、未散布領域をなくしたりすることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２２８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来は、ＧＰＳ信号の誤差等により、無人ヘリコプタの飛行軌跡が実際の位置をずれて表示されることがあった。このため、無人ヘリコプタの飛行や散布材の散布のデータ管理を正確に行うことが困難であった。
【０００５】
そこで、本願発明は、無人ヘリコプタの飛行や散布材の散布のデータ管理を正確に行うことができる無人ヘリコプタのデータ管理方法およびデータ管理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述したような課題を解消するために、本発明に係る無人ヘリコプタのデータ管理方法は、表示画面上に無人ヘリコプタの飛行領域の地図を表示するステップと、地図上に無人ヘリコプタの飛行軌跡を表示するステップと、地図上に表示された飛行軌跡を補正するステップとを有することを特徴とする。
【０００７】
上記無人ヘリコプタのデータ管理方法において、補正するステップは、無人ヘリコプタの離着陸地点に基づいて、飛行軌跡を補正するようにしてもよい。また、補正するステップは、無人ヘリコプタによる散布材の散布領域に基づいて、飛行軌跡を補正するようにしてもよい。
【０００８】
また、本発明に係る無人ヘリコプタのデータ管理装置は、表示画面上に無人ヘリコプタの飛行領域の地図を表示する地図抽出手段と、前記地図上に無人ヘリコプタの飛行軌跡を表示する軌跡抽出手段と、前記地図上に表示された前記飛行軌跡を補正する補正手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、飛行軌跡を補正することにより、飛行軌跡の位置ずれを修正することができるので、結果として、無人ヘリコプタの飛行や散布材の散布のデータ管理を正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
［無人ヘリコプタのデータ管理システムの構成］
図１に示すように、本実施の形態に係る無人ヘリコプタのデータ管理システムは、無人ヘリコプタ１と、リモコン２と、データ管理装置３とから構成される。
【００１２】
（無人ヘリコプタ）
無人ヘリコプタ１は、非自立型、すなわちオペレータの操作入力に基づく機体操縦送信機（以下、「リモコン」という）４からの信号したがってエンジンのスロットル弁を開閉させたりメインロータやテールロータの状態を変える各種のサーボモータを動作させたりすることにより飛行するヘリコプタからなり、上記操作入力に基づいて薬剤や肥料等を散布するものである。このような無人ヘリコプタ１は、図２に示すように、無人ヘリコプタ１の全体の動作を制御するコントローラ１１として、ＣＰＵ１２の制御プログラムにより制御される飛行制御装置１３およびＧＰＳ制御装置１４を備える。コントローラ１１には受信機１５、散布制御装置１６、サーボ駆動装置１７、回転センサ１８、姿勢センサ１９、方位センサ２０、ＧＰＳ(Grobal Positioning System)センサ２１およびデータコレクタ２２が接続されている。なお、上記制御プログラムは、ＣＰＵ１２の内蔵メモリや図示しないメモリ装置に記録されるようにしてもよい。
【００１３】
ＣＰＵ１２は、無人ヘリコプタ１の全体の動作を実現するために、無人ヘリコプタ１の各動作の制御プログラムにしたがって各種演算を行う。この演算結果により、無人ヘリコプタ１の各構成要素の動作が制御される。
【００１４】
飛行制御装置１３は、回転センサ１８および姿勢センサ１９から入力される情報、ＧＰＳ制御装置１４による演算結果および受信機１５からの情報等に基づき、ＣＰＵ１２の制御プログラムにしたがって、無人ヘリコプタ１の飛行状態を検出するとともに無人ヘリコプタ１を安定飛行させるための各サーボモータの制御量を演算する。
【００１５】
ＧＰＳ制御装置１４は、方位センサ２０やＧＰＳセンサ２１から入力される情報等に基づき、ＣＰＵ１２の制御プログラムにしたがって、無人ヘリコプタ１の位置、速度、加速度、高度、機首の向きなど無人ヘリコプタ１の飛行に関する情報を検出する。この検出した情報は、ＣＰＵ１２に入力される。
【００１６】
受信機１５は、受信アンテナ２３により受信された上記リモコン４からの各種指令信号をＣＰＵ１２に入力する。この入力された信号に基づいて、ＣＰＵ１２は、無人ヘリコプタ１の動作を制御するための演算を行う。
【００１７】
散布制御装置１６は、コントローラ１１からの指示に基づいて、散布装置２６から薬剤等の散布材の散布を制御する。
【００１８】
サーボ駆動装置１７は、コントローラ１１からの指示に基づいて、無人ヘリコプタ１に設けられた複数のサーボモータの駆動を制御する。これにより、無人ヘリコプタ１の機体の前後左右方向および上下方向の移動や回転方向およびスロットル駆動が実現される。
【００１９】
回転センサ１８は、無人ヘリコプタ１のエンジンの回転数を検出する。この検出した値は、コントローラ１１に入力される。
【００２０】
姿勢センサ１９は、ジャイロにより無人ヘリコプタ１の機体の姿勢を検出する。この検出した値は、コントローラ１１に入力される。
【００２１】
方位センサ２０は、無人ヘリコプタ１の機体の方位を検出する。この検出した値は、コントローラ１１に入力される。
【００２２】
ＧＰＳセンサ２１は、ＧＰＳアンテナ２４により受信されたＧＰＳ衛星からの信号に基づいて、無人ヘリコプタ１の機体の座標（緯度および経度）等に関する情報を検出する。この検出した情報は、コントローラ１１に入力される。
【００２３】
データコレクタ２２は、飛行中（散布中）の無人ヘリコプタ１の飛行や各構成要素の制御量に関する情報（以下、「飛行データ」と呼ぶ）や無人ヘリコプタ１による薬剤等の散布に関する情報（以下、「散布データ」と呼ぶ）を収集し、これらを半導体メモリなどからなるメモリ２５に記録する。このメモリ２５は、データコレクタ２２から着脱可能とするようにしてもよい。
【００２４】
（リモコン）
リモコン２は、無人ヘリコプタ１の駆動や薬剤の散布の開始または停止に関するオペレータの操作入力を検出し、この操作入力に基づく無線信号を無人ヘリコプタ１に送信することにより、無人ヘリコプタ１の飛行の遠隔操作を実現する装置である。
【００２５】
（データ管理装置）
データ管理装置３は、無人ヘリコプタ１のデータコレクタ２２に記録された飛行データや散布データ等に基づいて、無人ヘリコプタ１の飛行軌跡や薬剤等の散布領域を、無人ヘリコプタ１が飛行した地図データ上に重ね合わせてディスプレイに表示する装置である。このようなデータ管理装置３は、図３に示すように、Ｉ／Ｆ部３１と、入力部３２と、表示部３３と、記憶部３４と、演算部３５とを備える。
【００２６】
Ｉ／Ｆ部３１は、メモリ２５を介して無人ヘリコプタ１から飛行データや散布データを取得する。取得したデータは、演算部３５に出力される。また、記憶部３４により記録される。
【００２７】
入力部３２は、入力装置を介してユーザからの操作入力を検出する。検出した操作入力に関する情報は、演算部３５に出力される。
【００２８】
表示部３３は、演算部３５による演算結果を表示装置に表示させる。
【００２９】
記憶部３４は、無人ヘリコプタ１から取得した飛行データおよび散布データ、並びに、地図サーバや情報記録媒体から取得した地図データなどデータ管理装置３による動作を実現するための各種情報を記録する。
【００３０】
演算部３５は、データ管理装置３による動作を実現するための各種演算を行う機能部である。このような演算部３５は、飛行データに基づいて無人ヘリコプタ１の飛行軌跡を抽出する軌跡抽出部３５ａと、無人ヘリコプタ１の飛行した領域の地図データを記憶部３４から抽出する地図抽出部３５ｂと、軌跡抽出部３５ａによる演算結果を地図抽出部３５ｂにより抽出された地図データ上に重ね合わせて表示部３３により表示装置に表示させる投影部３５ｃと、無人ヘリコプタ１の飛行軌跡を補正する補正部３５ｄとから構成される。
【００３１】
このようなデータ管理装置３は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等の演算装置と、メモリ、ＨＤＤ(Hard Disc Drive)等の記憶装置と、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル、ジョイスティック、スライディングパッド等の外部から情報の入力を検出する入力装置と、インターネット、ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷＡＮ(Wide Area Network)、電話回線、無線通信等の通信回線や半導体メモリ等の記録媒体を介して各種情報の送受信を行うＩ/Ｆ装置と、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)、有機ＥＬ(Electoroluminescence)またはＦＥＤ(Field Emission Display)等の表示装置を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述したＩ／Ｆ部３１、入力部３２、表示部３３、記憶部３４および演算部３５が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。
【００３２】
［無人ヘリコプタの管理システムの動作］
次に、本実施の形態に係る無人ヘリコプタの管理システムの動作について説明する。
【００３３】
（飛行データおよび散布データの記録）
まず、オペレータは、リモコン２を操縦することにより、無人ヘリコプタ１を駆動し、所定の領域に対して薬剤等の散布を行う。このとき、データコレクタ２２は、その際の飛行データおよび散布データをメモリ２５に記録する。
【００３４】
ここで、収集される飛行データとしては、飛行日時、飛行開始時刻、飛行終了時刻、各時点の座標、各時点の速度、各時点の加速度、各時点の各サーボモータに対する制御量、各時点のエンジンの回転数等が挙げられる。このような飛行データは、ＣＰＵ１２を介して飛行制御装置１３、ＧＰＳ制御装置１４および受信機１５により取得することができる。
【００３５】
また、収集される散布データとしては、散布開始時刻、散布終了時刻、各時点における散布量等が記録される。このような散布データは、ＣＰＵ１２を介して受信機１５および散布制御装置１６から取得することができる。
【００３６】
なお、速度や加速度などを測定する時点は、例えば１ｍｓｅｃ間隔や１ｓｅｃ間隔など適宜自由に設定することができる。
【００３７】
（表示動作）
無人ヘリコプタ１による薬剤等の散布が終了すると、無人ヘリコプタ１からメモリ２５を取り外し、このメモリ２５に記録されたデータをデータ管理装置３に入力させる。なお、メモリ２５に記録されたデータは、有線や無線などを介して無人ヘリコプタ１からデータ管理装置３に入力するようにしてもよい。入力されたデータは、データ管理装置３の記憶部３４により記録される。
【００３８】
メモリ２５に記録されたデータが記憶部３４に記録されると、演算部３５の軌跡抽出部３５ａは、無人ヘリコプタ１の飛行軌跡および散布軌跡を表示装置に表示させるため、飛行データおよび散布データから無人ヘリコプタ１の対応する飛行の一連の座標と薬剤等を散布した時刻のデータを抽出する。
【００３９】
無人ヘリコプタ１の座標のデータが抽出されると、地図抽出部３５ｂは、記憶部３４からその座標を包含する地図データを抽出する。
【００４０】
地図データが抽出されると、投影部３５ｃは、その地図データ上に軌跡抽出部３５ａにより抽出された座標を投影し、それらを線で結ぶことにより地図データ上に飛行軌跡を描き、この飛行軌跡を描いた地図データを表示部３３により表示装置の画面に表示させる。これにより、例えば図４に示すように、表示装置の画面上には、符号ａで示す地図データ上に、符号ｂで示す飛行軌跡が表示される。
【００４１】
また、投影部３５ｃは、飛行軌跡上において薬剤等を散布した箇所を意味する散布軌跡を表示させる。例えば、図４の符号ｃで示すように、飛行軌跡上に太線の散布軌跡を表示するようにしてもよい。これは、抽出した薬剤等を散布した時刻に対応する無人ヘリコプタ１の座標を検出し、この箇所を太線で表示させることにより行うことができる。これにより、ユーザは、何れの箇所において農薬が散布されたかを容易に確認することができる。
【００４２】
（補正動作）
次に、データ管理装置３による飛行軌跡の補正動作について説明する。この補正動作とは、無人ヘリコプタ１により畑や田んぼなどの所定の区画に対して適正に散布剤が散布された場合において、ＧＰＳ信号の誤差等により、例えば図５に示すように無人ヘリコプタ１の飛行軌跡ｂが散布を行った位置に対してずれて表示されると、そのずれを補正する動作のことを意味する。飛行軌跡がずれたことは、例えば、ユーザにより入力装置を介して飛行軌跡を補正する旨の指示を入力部３２が検出したり、飛行軌跡が何れかの区画から大きくはみ出すまたは飛行軌跡の離着陸位置が区画内などの離着陸位置として適正ではない位置に存在していることを補正部３５ｄが検出したりすることにより、検出される。飛行軌跡の補正動作としては、２通りの方法が挙げられる。それぞれについて、以下に説明する。
【００４３】
＜第１の補正動作＞
まず、第１の補正動作について、図６を参照して説明する。
【００４４】
図５に示すように、無人ヘリコプタ１の飛行軌跡ｂが散布を行った区画ｄに対してずれて表示されたことが検出されると、補正部３５ｄは、ユーザに対して、その飛行軌跡ｂに対応する飛行を行った際の無人ヘリコプタ１の離着陸位置の座標を入力させる（ステップＳ１）。
【００４５】
離着陸位置の入力は、例えば、表示装置の画面に表示された地図データに対して、ユーザが入力装置を介して離着陸位置に相当する箇所を指定することにより行われる。指定された離着陸位置は、地図データ上に表示するようにしてもよい。これにより、図５に示すように、符号ａで示す地図データ上には、飛行軌跡ｂに対応する無人ヘリコプタ１の離陸地点ｅおよび着陸地点ｆが表示される。
【００４６】
離着陸位置が入力されると、補正部３５ｄは、記憶部３４を介して飛行データを取得し（ステップＳ２）、この飛行データから離陸地点の座標を抽出する（ステップＳ３）。
【００４７】
飛行データによる離陸地点の座標が抽出されると、補正部３５ｄは、その座標とユーザにより入力された離陸地点の座標との差分を算出し（ステップＳ４）、この差分に基づいて飛行軌跡を移動させる（ステップＳ５）。具体的には、図５に示すように、飛行軌跡ｂの離陸地点ｇがユーザにより入力された離陸地点ｅと一致するように、飛行軌跡ｂを矢印ｈの方向に平行移動させる。
【００４８】
飛行軌跡を移動させると、補正部３５ｄは、飛行データから着陸地点の座標を抽出する（ステップＳ６）。
【００４９】
飛行データによる着陸地点の座標が抽出されると、補正部３５ｄは、その座標とユーザにより入力された着陸地点の座標との差分を算出し（ステップＳ７）、この差分に基づいて飛行軌跡を回転させる（ステップＳ８）。具体的には、図７に示すように、飛行軌跡ｂの着陸地点ｉがユーザにより入力された着陸地点ｆと一致するように、飛行軌跡ｂを離陸地点ｅを回転中心として矢印ｊの方向に回転させる。これにより、飛行軌跡ｂは、ずれが補正され、図４に示すように実際に散布を行った位置に表示される。
【００５０】
＜第２の補正動作＞
次に、第２の補正動作について、図８を参照して説明する。
【００５１】
無人ヘリコプタ１の飛行軌跡が実際に散布を行った区画に対してずれて表示されたことが検出されると、補正部３５ｄは、無人ヘリコプタ１による散布剤の散布領域を算出する（ステップＳ１１）。
【００５２】
ここで、薬剤等の落下分散領域、すなわち散布される薬剤等の幅は、散布装置２６からの薬剤等の散布方向と、無人ヘリコプタ１の高度とから推定することができる。したがって、補正部３５ｄは、散布軌跡と上記幅とに基づいて、散布領域の面積を算出する。算出された散布領域は、表示装置により表示するようにしてもよい。例えば図９において、符号ｋで表す散布領域は、飛行軌跡ｂおよび散布軌跡ｃに対応する。
【００５３】
散布領域が算出されると、補正部３５ｄは、その散布領域の重心を算出する（ステップＳ１２）。例えば、図９の場合、散布領域ｋの重心は、符号ｌで表される。
【００５４】
散布領域の重心が算出されると、補正部３５ｄは、その散布領域の周辺の各区画の重心を算出する（ステップＳ１３）。例えば、図９の場合、散布領域ｋの周辺の区画ｍ〜ｐの重心として、重心ｑ〜ｔがそれぞれ算出される。
【００５５】
各区画の重心が算出されると、補正部３５ｄは、重心が散布領域の重心に最も近い区画を検出する（ステップＳ１４）。例えば、図９の場合、散布領域ｋの重心ｌに最も近い重心ｒを有する区画ｎが検出される。
【００５６】
最も重心が近い区画が検出されると、補正部３５ｄは、検出された区画の重心に散布領域の重心を合わせるように、散布領域とともに飛行軌跡を移動させる（ステップＳ１５）。例えば、図９の場合、散布領域ｋの重心ｌを区画ｎの重心ｒに合わせるよう、散布領域ｋを矢印ｋの方向に平行移動させる。これにより、飛行軌跡は、ずれが補正され、図４に示すように実際に散布を行った位置に表示される。
【００５７】
このように、本実施の形態によれば、上述した第１，２の補正動作により飛行軌跡の補正することにより、飛行軌跡の位置ずれを修正することができるので、結果として、無人ヘリコプタ１の飛行や散布剤の散布のデータ管理を正確に行うことができる。
【００５８】
なお、第２の補正動作において、散布領域が区画に対して重心を鉛直方向に貫く軸回りに回転してずれている場合、その軸回りに散布領域を回転させるようにしてもよい。これにより、飛行軌跡のずれをより正確に補正することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、無人ヘリコプタなどの遠隔操作が可能な装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の無人ヘリコプタの管理システムの構成を模式的に示す図である。
【図２】無人ヘリコプタの構成を示すブロック図である。
【図３】データ管理装置の構成を示すブロック図である。
【図４】飛行軌跡および散布軌跡が表示された表示画面を模式的に示す図である。
【図５】飛行軌跡がずれて表示された表示画面を模式的に示す図である。
【図６】第１の補正動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の補正動作を示す表示画面を模式的に示す図である。
【図８】第２の補正動作を示すフローチャートである。
【図９】第２の補正動作を示す表示画面を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
１…無人ヘリコプタ、２…リモコン、３…データ管理装置、１１…コントローラ、１２…ＣＰＵ、１３…飛行制御装置、１４…ＧＰＳ制御装置、１５…受信機、１６…散布制御装置、１７…サーボ駆動装置、１８…回転センサ、１９…姿勢センサ、２０…方位センサ、２１…ＧＰＳセンサ、２２…データコレクタ、２３…受信アンテナ、２４…ＧＰＳアンテナ、２５…メモリ、２６…散布装置、３１…Ｉ／Ｆ部、３２…入力部、３３…表示部、３４…記憶部、３５…演算部、３５ａ…軌跡抽出部、３５ｂ…地図抽出部、３５ｃ…投影部、３５ｄ…補正部。
【図１】
2008068709.tif 000003
【図２】
2008068709.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008068709.tif 000008
【図７】
2008068709.tif 000009
【図８】
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【図９】
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