(57)【要約】【課題】  常に安定した通信状態が得られる無人ヘリコプタのアンテナを提供する。【解決手段】  機体に搭載された通信機２７にアンテナ切換器７４を介して複数本のアンテナ１８，７１を接続し、通信状態に応じてアンテナ１８，７１を切換える。一例として、機体下部に備わるスキッドの前後に前記アンテナを設ける。別の例として、機体側面より外側の左右に前記アンテナを設ける。さらに別の例として、機体下部に備わる左右のスキッドの支持脚に前記アンテナを一体的に設ける。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に搭載された通信機にアンテナ切換器を介して複数本のアンテナを接続し、通信状態に応じてアンテナを切換えることを特徴とする無人ヘリコプタのアンテナ。
【請求項２】
機体下部に備わるスキッドの前後に前記アンテナを設けたことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプタのアンテナ。
【請求項３】
機体側面より外側の左右に前記アンテナを設けたことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプタのアンテナ。
【請求項４】
機体下部に備わる左右のスキッドの支持脚に前記アンテナを一体的に設けたことを特徴とする請求項１に記載の無人ヘリコプタのアンテナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人ヘリコプタのアンテナに関する。
【背景技術】
【０００２】
無人ヘリコプタは、農薬等の薬剤を散布するため（例えば特許文献１）、あるいは航空写真撮影等のために用いられる。この無人ヘリコプタは、無線操縦機で使用者が地上から機体を見ながら飛行状態に応じて遠隔操作できる。さらにこのような無人ヘリコプタにおいて、エンジンの運転状態等に応じて最適な飛行制御を自動的に行う自律飛行制御が実用化されている。このような自律飛行制御を行う場合、機体側から運転状態の検出データがデジタル信号で地上局に送られるとともに、地上局側から自律飛行に必要な指令信号がデジタル信号で機体側に送られる。このような自律飛行用の操縦データ通信用のアンテナが機体に備わる。
【０００３】
一方、写真撮影用カメラを搭載した無人ヘリコプタでは、撮影した画像のアナログデータを地上局に送信する。この画像データ通信のために画像データ用のアンテナが機体に備わる。
【０００４】
さらに機体には、地上局からの無線指令を受信するための無線操縦用受信アンテナやＧＰＳアンテナが備わる。
【０００５】
また、機体内部又は機体側面の制御ボックス内には、デジタル操縦データやアナログ画像データ等を送受信するための通信機が収納される。
【０００６】
機体下部ほぼ中央部の左右両側には離着陸時に機体を支持するスキッドが設けられる。
【０００７】
アンテナは、ＧＰＳアンテナ以外は地上との通信のために、通常機体下部に設けられる。機体下部のほぼ中央左右にはスキッドが備わるため、機体の向きや姿勢によってアンテナと地上局との間にスキッドが位置した場合、あるいは電波の伝搬状態によって、電波が乱れたり強度が低下して安定した通信状態が保てなくなる場合がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１６６８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、常に安定した通信状態が得られる無人ヘリコプタのアンテナの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、機体に搭載された通信機にアンテナ切換器を介して複数本のアンテナを接続し、通信状態に応じてアンテナを切換えることを特徴とする無人ヘリコプタのアンテナを提供する。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、機体下部に備わるスキッドの前後に前記アンテナを設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１の発明において、機体側面より外側の左右に前記アンテナを設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、機体下部に備わる左右のスキッドの支持脚に前記アンテナを一体的に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、１台の通信機に対し複数のアンテナを接続し、すなわち同じ周波数帯の電波に対するアンテナを複数個備え、通信状態に応じてアンテナを切換えて使用するため、常に良好な通信状態でデータの送受信が可能になる。
【００１５】
請求項２の発明によれば、スキッドの前後にそれぞれアンテナを配置するため、一方のアンテナがスキッドにより電磁的に遮蔽されても、他方のアンテナに切換えて良好な通信状態を維持できる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、機体側面より外側の左右それぞれにアンテナを配置するため、一方のアンテナが機体により電磁的に遮蔽されても、他方のアンテナに切換えて良好な通信状態を維持できる。
【００１７】
請求項４の発明によれば、スキッドの支持脚にアンテナ線やアンテナフィルムを貼り付ける等によりアンテナとスキッド支持脚を一体構造とすることにより、機体下部の構成が簡素化してスペースに余裕ができ他の機器類の搭載が可能になる。またアンテナ自体が補強される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜図３はそれぞれ、本発明に係る無人ヘリコプタの側面図、上面図及び正面図である。
無人ヘリコプタ１は、メインボディ２とテールボディ３からなる機体４を備える。メインボディ２の上部にメインロータ５が備わり、テールボディ３の後部にテールロータ６が備わる。メインボディ２の前部にラジエータ７が備わり、機体４のほぼ中央部のメインボディ２の左右下部に支持脚８を介してスキッド９が備わる。
【００１９】
スキッド９の前端部上方の機体下部には、機体内のエンジン（不図示）に接続された排気管６０に備わるマフラー６１が配設される。
【００２０】
メインボディ２の後部上側にコントロールパネル１０が備わり、下側に表示灯１１が備わる。コントロールパネル１０は、飛行前のチェックポイントやセルフチェック結果等を表示する。コントロールパネル１０の表示は地上局でも確認できる。表示灯１１は、ＧＰＳ制御の状態や機体の異常警告等の表示を行う。
【００２１】
メインボディ２の前部下側に、赤外線カメラ（あるいはＣＣＤカメラ）を収容したカメラ装置１２がカメラ雲台１３を介して取付けられる。カメラ装置１２は、カメラ雲台１３に対し、パン軸（垂直軸）廻りに回転するとともに、内部のカメラ（不図示）がチルト軸（水平軸）廻りに回転可能である。これにより、カメラが前側の窓１４を通して上空から地上の全方位を撮影できる。
【００２２】
メインボディ２の左側に自律制御ボックス１５が搭載される。自律制御ボックス１５内には、自律制御に必要な、ＧＰＳ制御装置、地上と通信するデータ通信機や画像送信機、及び制御プログラムを組込んだ制御基板などが収容される。自律制御は、機体の位置や速度などの飛行データ、機体の姿勢や方位などの機体データ、エンジン回転数やスロットル開度などの運転状態データ等に基づいて、予め定められた運転モードや制御プログラムを自動的にあるいは地上局からの指令によって選択し、運転状態に応じて最適な操縦制御を行う。
【００２３】
この無人ヘリコプタ１は、このような自律制御で飛行できるとともに、飛行状態を目で確認しながら、この飛行状態や機体から送信された各種運転状態データに基づいて、無線操縦機によりマニュアル操作が可能である。
【００２４】
メインボディ２の下面側にアンテナ支持枠１６が取付けられる。このアンテナ支持枠１６に、傾斜したステー１７が取付けられる。このステー１７に、前述の自律制御に必要な運転状態データや飛行指令データ等の操縦データ（デジタルデータ）を地上局との間で送受信するための操縦データアンテナ１８が取付けられる。ステー１７にはさらに、前述のカメラ装置１２で撮影した画像データ（アナログデータ）を地上局に送信するための画像データアンテナ１９が取付けられる。
【００２５】
テールボディ３の下面側に地磁気等に基づく方位センサ２０が備わる。方位センサ２０により機体の向き（東西南北）が検出される。メインボディ２内にさらに、ジャイロ装置からなる姿勢センサ（不図示）が備わる。
【００２６】
テールボディ３の上面側にメインＧＰＳアンテナ２１及びサブＧＰＳアンテナ２２が備わる。テールボディ３の後端部に、無線操縦機からの指令信号を受信する無線操縦用受信アンテナ２３が備わる。
【００２７】
機体４の前端部下面に、第２の操縦データアンテナ７１及び第２の画像データアンテナ７２が備わる。２本の操縦データアンテナ１８，７１及び２本の画像データアンテナ１９，７２は、それぞれ後述のように、アンテナ切換器を介してデータ通信機及び画像通信機に接続される。
【００２８】
図４は、本発明に係る無人ヘリコプタのブロック構成図である。
カメラ装置１２は、カメラ雲台１３に搭載された赤外線カメラ（又はＣＣＤカメラ）２４を備える。
【００２９】
自律制御ボックス１５内には、カメラ２４からの映像データを受信する画像制御装置２５と、画像データを地上局に送る画像送信機２６と、自律制御に必要なデータを地上局との間で送受信するためのデータ通信機２７と、自律制御プログラムが格納されたマイコン等からなる制御基板２８と、メインＧＰＳアンテナ２１に接続されたメインＧＰＳ受信機２９と、サブＧＰＳアンテナ２２に接続されたサブＧＰＳ受信機３０が収納される。
【００３０】
機体４には、自律制御ボックス１５内の画像送信機２６及びデータ通信機２７からそれぞれ、アナログ画像データを地上局に送る画像データアンテナ１９及びデジタル操縦データを地上局との間で送受信する操縦データアンテナ１８が、前述のようにメインボディ２（図１）の下面側に備わる。方位センサ２０は、自律制御ボックス１５内の制御基板２８に接続される。機体４内には、ジャイロ装置等からなる姿勢センサ３１が備わり、コントロールボックス３２に接続される。コントロールボックス３２は、自律制御ボックス１５内の制御基板２８とデータ通信して５台のサーボモータ３３を駆動する。３台のサーボモータ３３がメインロータを制御してエンジンコントロール用のサーボモータとともに、機体の前後、左右、上下方向の移動を制御し、テールロータ制御用のサーボモータが機体の回転を制御する。
【００３１】
図５は、地上局のブロック構成図である。
無人ヘリコプタ１と通信する地上局５３には、ＧＰＳ衛星からの信号を受信するＧＰＳアンテナ３４と、無人ヘリコプタ１とデータ通信を行うための通信アンテナ３５と、無人ヘリコプタ１から画像データを受信するための画像受信アンテナ３６の３本のアンテナが地上に設置される。
【００３２】
地上局５３は、データ処理部３７と、監視操作部３８と、電源部３９とにより構成される。
【００３３】
データ処理部３７は、ＧＰＳ受信機４０と、データ通信機４１と、画像受信機４２と、これらの受信機４０，通信機４１，受信機４２に接続された通信基板４３とにより構成される。
【００３４】
監視操作部３８は、手動用コントローラ（無線操縦機）４４と、カメラ操作や機体の操縦調整などを行うベースコントローラ４５と、バックアップ電源４６と、ベースコントローラ４５に接続されたパソコン４７と、パソコン用のモニタ４８と、ベースコントローラ４５に接続され画像データを表示する画像モニタ４９とにより構成される。
【００３５】
電源部３９は、発電機５０と、バッテリブースタ５１を介して発電機５０に接続されたバックアップバッテリ５２とにより構成される。バックアップバッテリ５２は、飛行前のチェック時などの発電機５０が動作していないときに機体側に接続して１２Ｖの電圧を供給する。飛行中は、発電機５０からデータ処理部３７及び監視操作部３８に１００Ｖの電圧を供給する。
【００３６】
前述のように、機体下部に支持脚８を介してスキッド９が備わる。このスキッド９の前後に同じ通信機に接続される２本の操縦データアンテナ１８及び第２操縦データアンテナ７１がそれぞれ備わり、さらに別の通信機に接続される２本の画像データアンテナ１９，７２がそれぞれ備わる。
【００３７】
図６は、本発明に係るアンテナのブロック図である。この例は、機体側で受信電波の感度を判定してアンテナを切換える例を示す。後述の図７も同様である。
同じ周波数帯の２本の操縦データアンテナ１８及び第２操縦データアンテナ７１が機体下部に備わる。２本のアンテナ１８，７１は、アンテナ切換器７４を介してデータ通信機２７に接続される。データ通信機２７は、アンテナ切換器７４で選択された２本のアンテナ１８，７１のうち一方のアンテナを介して地上局と通信する。データ通信機２７は制御基板２８に接続される（図４参照）。データ通信機２７には感度検出部７５が接続され、通信データの強度やノイズ、ゴーストなどの通信状態からアンテナの感度を検出する。この感度検出部７５は、感度判定部７３に接続され、検出したアンテナ感度が所定の感度より低下しているか否かを判定する。所定の感度より低下していたらアンテナ切換器７４を動作させてアンテナを切換える。
【００３８】
図７は、本発明に係る別のアンテナのブロック図である。
アンテナ切換器７４を介して受信した通信データの感度を直接感度検出部７５で検出する。感度検出部７５は、感度判定部７３に接続され、検出したアンテナ感度が所定の感度より低下しているか否かを判定する。所定の感度より低下していたらアンテナ切換器７４を動作させてアンテナを切換える。
【００３９】
図８は、本発明に係る別のアンテナのブロック図である。この例は、機体からの送信データを地上局で受信し、地上局で受信電波の感度を判定してこれに応じて機体のアンテナを切換える例を示す。
【００４０】
（Ａ）に示すように、機体側にカメラ２４が搭載される。カメラ２４は、前述のように（図４参照）、画像制御装置２５を介して画像送信機２６に接続される。画像送信機２６にはアンテナ切換器７４を介して画像データアンテナ１９及び第２画像データアンテナ７２が接続される。画像送信機２６は、アンテナ切換器７４で選択された２本のアンテナ１９，７２のうち一方のアンテナを介して地上局に画像データを送信する。
【００４１】
地上局では、（Ｂ）に示すように、画像受信アンテナ３６を介して機体側からの画像データを画像受信機４２で受信し、通信基板４３に送る（図５参照）。画像通信機４２には感度検出部７５が接続され、受信した画像データの強度やノイズ、ゴーストなどの受信状態から機体側のアンテナの感度を検出する。感度検出部７５は、感度判定部７３に接続され、検出したアンテナ感度が所定の感度より低下しているか否かを判定する。感度判定部７３の判定結果のデータは、データ通信機４１から通信アンテナ３５を介して機体側の制御基板２８に送信される。制御基板２８は、判定結果のデータが所定の感度より低下しているデータであればアンテナ切換器７４を動作させてアンテナを切換える。
【００４２】
図９は、アンテナの別の配置例を示す。
この例は、機体下部のスキッド９の後方の機体下面に直接操縦データアンテナ１８及び画像データアンテナ１９を取付け、機体前端部下面に、図１の例と同様に、第２操縦データアンテナ７１及び第２画像データアンテナ７２を取付けた構成である。その他の構成及び作用効果は前述の実施例と同様である。
【００４３】
図１０は、アンテナのさらに別の配置例を示す。
この例は、機体左右の側面より外側に突出した位置に、この例では右側に操縦データアンテナ１８及び画像データアンテナ１９を下向きに垂下して取付け、左側に第２操縦データアンテナ７１及び第２画像データアンテナ７２を下向きに垂下して取付けた構成である。その他の構成及び作用効果は前述の実施例と同様である。
【００４４】
図１１及び図１２はそれぞれ、本発明に係るさらに別のアンテナの側面図及び平面図である。
この例は、スキッド９の支持脚８と一体化したアンテナを示す。機体下部の左右に、スキッド９が、前後の支持脚８の下端部に支持されて備わる。この例では前後の支持脚８の右側の側面にそれぞれ操縦データアンテナ１８及び画像データアンテナ１９が一体形成される。すなわち、これらのアンテナ１８，１９は、フィルム状あるいはワイヤ状であり、支持脚８の表面に貼り付けられ、あるいはパターニングその他の方法で支持脚８に一体的に固定される。左側の前後の支持脚８の表面にそれぞれ第２画像データアンテナ７２及び第２操縦データアンテナ７１が同様に一体形成される。このように、アンテナ１８，１９，７１，７２を支持脚８と一体形成することにより、機体下部の構成が簡素化してスペースに余裕ができ他の機器類の搭載が可能になる。またアンテナ自体が補強される。その他の構成及び作用効果は、前述の実施例と同様である。
【００４５】
なお、上記実施例では、操縦データアンテナ１８及び画像データアンテナ１９についてそれぞれ２本設けた構成としたが、メイン及びサブのＧＰＳアンテナ２１，２２や無線操縦用受信アンテナ２３についてもそれぞれ同様に２本設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、無人ヘリコプタだけでなく、翼を有する無人飛行機に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る無人ヘリコプタの側面図。
【図２】図１の無人ヘリコプタの上面図。
【図３】図１の無人ヘリコプタの正面図。
【図４】本発明に係る無人ヘリコプタのブロック構成図。
【図５】地上局のブロック構成図。
【図６】本発明のアンテナ回路図。
【図７】本発明の別のアンテナ回路図。
【図８】本発明のさらに別のアンテナ回路図。
【図９】本発明の別のアンテナの側面図。
【図１０】本発明のさらに別のアンテナの平面図。
【図１１】本発明のさらに別のアンテナの側面図。
【図１２】図１１のアンテナの平面図。
【符号の説明】
【００４８】
１：無人ヘリコプタ、２：メインボディ、３：テールボディ、４：機体、５：メインロータ、６：テールロータ、７：ラジエータ、８：支持脚、９：スキッド、１０：コントロールパネル、１１：表示灯、１２：カメラ装置、１３：雲台、１４：窓、１５：自律制御ボックス、１６：アンテナ支持枠、１７：ステー、１８：操縦データアンテナ、１９：画像データアンテナ、２０：方位センサ、２１：メインＧＰＳアンテナ、２２：サブＧＰＳアンテナ、２３：無線操縦用受信アンテナ、２４：カメラ、２５：画像制御装置、２６：画像送信機、２７：データ通信機、２８：制御基板、２９：メインＧＰＳ受信機、３０：サブＧＰＳ受信機、３１：姿勢センサ、３２：コントロールボックス、３３：サーボモータ、３４：ＧＰＳアンテナ、３５：通信アンテナ、３６：画像受信アンテナ、３７：データ処理部、３８：監視操作部、３９：電源部、４０：ＧＰＳ受信機、４１：データ通信機、４２：画像受信機、４３：通信基板、４４：無線操縦機、４５：ベースコントローラ、４６：バックアップ電源、４７：パソコン、４８：モニタ、４９：画像モニタ、５０：発電機、５１：バッテリブースタ、５２：バックアップバッテリ、５３：地上局、５６：ステー支持枠、５７：クッション材、５８，５９：ブラケット、６０：排気管、６１：マフラー、７１：第２操縦データアンテナ、７２：第２画像データアンテナ、７３：感度判定部、７４：アンテナ切換器、７５：感度検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007106268.tif 000011
【図１０】
2007106268.tif 000012
【図１１】
2007106268.tif 000013
【図１２】
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