(57)【要約】【課題】捕捉効率を向上させるスマート追尾システムを提供することにある。【解決手段】追尾装置及び航空機を含み、前記追尾装置は複数のデータを保存するデータベースを有して認識モジュールにカップリングされ、前記認識モジュールはエリア範囲内の目標を自動的に認識して照合情報を取得するのに用いられ、計算モジュールにカップリングされ、前記計算モジュールはアルゴリズムによって前記照合情報を計算し、目標情報を取得するのに用いられ、ガイドモジュールにカップリングされ、前記ガイドモジュールは前記目標情報に基づいて実行待ち目標を追尾して座標情報を取得するのに用いられ、前記航空機は制御モジュールを有し、前記制御モジュールは位置測定モジュールで前記座標情報を同期受信し、前記座標情報に基づいて前記航空機が前記実行待ち目標へ向かって飛行するように制御し、実行モジュールにより前記実行待ち目標に対して命令を実行させる、スマート追尾システム。【選択図】図１
0003218521.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
追尾装置及び航空機を含み、
前記追尾装置は、複数のデータを保存するデータベースを有して認識モジュールにカップリングされ、前記認識モジュールが、エリア範囲内の目標を自動的に認識して照合情報を取得するのに用いられ、計算モジュールにカップリングされ、前記計算モジュールが、アルゴリズムによって前記照合情報を計算して目標情報を取得するのに用いられ、ガイドモジュールにカップリングされ、前記ガイドモジュールが、前記目標情報に基づいて実行待ち目標を追尾して座標情報を取得するのに用いられ、
前記航空機は、制御モジュールを有し、前記制御モジュールが、位置測定モジュールで前記座標情報を同期受信し、前記座標情報に基づいて前記航空機が前記実行待ち目標へ向かって飛行するように制御し、実行モジュールにより前記実行待ち目標に対して命令を実行させる、スマート追尾システム。
【請求項２】
前記複数のデータが、複数の無人機型番の画像及び重量情報を含むことを特徴とする、請求項１に記載のスマート追尾システム。
【請求項３】
前記照合情報とは、前記目標を前記複数のデータと照合して取得した、前記複数の無人機における少なくとも一機の無人機の重量パラメーターであることを特徴とする、請求項２に記載のスマート追尾システム。
【請求項４】
前記アルゴリズムが、複数の重量パラメーターを昇順に並べて順次に加算して荷重パラメーターを取得することを特徴とする、請求項３に記載のスマート追尾システム。
【請求項５】
前記アルゴリズムには、しきい値があり、
前記アルゴリズムは、前記荷重パラメーターが前記しきい値を超えていないかどうかを判断し、超えていないと判断した場合に新たに重量パラメーターを入力して改めて前記荷重パラメーターを計算し、引き続き前記荷重パラメーターが前記しきい値を超えていないかどうかを判断することを特徴とする、請求項４に記載のスマート追尾システム。
【請求項６】
前記アルゴリズムは、前記荷重パラメーターが前記しきい値を超えたと判断した場合に、前記入力した重量パラメーターを削除することを特徴とする、請求項５に記載のスマート追尾システム。
【請求項７】
前記実行モジュールが、捕捉ネット及びキャッチャーから選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１に記載のスマート追尾システム。
【請求項８】
前記実行モジュールが、消火器或いは燃焼抑制剤から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする、請求項１に記載のスマート追尾システム。
【請求項９】
前記実行モジュールが、ブザーであることを特徴とする、請求項１に記載のスマート追尾システム。
【請求項１０】
前記航空機が、画像モジュールを含むことを特徴とする、請求項１に記載のスマート追尾システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、追尾システムに関し、特に、リアルタイムでエリア範囲内を監視して、アルゴリズムを用いて航空機によって複数の目標を最大限に捕捉し、或いは、異なる場合に応じて対応する命令を実行して様々な任務を果たすことができるスマート追尾システムに係るものである。
【背景技術】
【０００２】
法律で立入禁止と定められている区域は、警告看板、或いは、セキュリティーガード、兵士などによって２４時間監視されるが、人間を要しない監視は、威嚇する効果しかなく、人為的な監視は、不注意や疲労により監視の抜け穴ができてしまう問題がある。
例えば、世界中で無人機に対する管制が、難題となっている。
無人機は、様々な小型のカメラ付きドローンや軍用偵察機などを含むが、民間用小型のドローンが立入禁止区域に無断で侵入する事件や撮影禁止区域を無断で撮影する事件が頻発し、さらに、違法飛行が飛行安全に影響を及ぼす状況が発生してしまうので、無人機の使用には、安全性やプライバシーに関わる問題がある。
軍事方面において、無人機は、最初の偵察用途から、現在武器を装備し攻撃機能を有するまでに発展を遂げ、軍事防御における脅威となっている。
よって、人為的な監視の代わりに、立入禁止区域を自動的に探知し、無断で侵入した生物や機械などを自動的に追尾できるようにする手段が必要である。
【０００３】
従来の追尾システムは、画像認識、熱感知、赤外線誘導、或いは、ソナー位置測定などの技術を用いて、所定範囲内の目標を認識し、さらに、目標を追尾し位置測定するものであり、人力の需要の代わりに目標の撮影や捕捉、物品の投下など様々な任務をこなし、或いは、目標を監視、攻撃、或いは、ジャミングすることなどで防御手段を達するものであった。
特許文献１には、遠距離防御装置が開示され、リアルタイムで区域を保護する装置であり、プラットフォームで画像認識技術を用いて区域内の不審物をリアルタイムで追尾し、無人機に対しては、ジャミング電波を発射して操縦不能にして墜落させ、動物や人間に対しては、一般的な弾丸、信号弾、或いは、ゴム弾などを発射して攻撃するものである。
【０００４】
一般的には、目標に傷害を与え得る攻撃的行為について考慮し、特に目標が生物である場合、慎重に対応する必要があるので、目標を捕捉する方法が好ましい。
例えば、従来の追尾システムの目標が一機の無人機である場合、無人機を出動させてその目標を捕捉し、或いは、ジャミングなどの方法により目標を墜落させることができる。
しかしながら、従来の追尾システムの目標が複数の無人機である場合、出動した無人機が多すぎる目標や重すぎる目標を捕捉したことで制限荷重を超えてしまい、墜落することを避けるために、ジャミングなどの方法により目標を墜落させるしかなかった。
よって、従来の追尾システムを改善する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】台湾第Ｍ５２７９５４号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
上記課題を解決するために、本考案は、アルゴリズムを用いて複数の目標を最大限に捕捉することを達し、捕捉効率を向上させるスマート追尾システムを提供することを目的とする。
【０００７】
さらに、本考案は、異なる状況に合わせて対応する命令を行い、多目的用途に適用できるスマート追尾システム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】
【０００８】
本考案は、追尾装置及び航空機を含み、前記追尾装置は、複数のデータを保存するデータベースを有して認識モジュールにカップリングされ、前記認識モジュールが、エリア範囲内の目標を自動的に認識して照合情報を取得するのに用いらて、計算モジュールにカップリングされ、前記計算モジュールが、アルゴリズムによって前記照合情報を計算し、目標情報を取得するのに用いられ、ガイドモジュールにカップリングされ、前記ガイドモジュールが、前記目標情報に基づいて実行待ち目標を追尾して座標情報を取得するのに用いられ、前記航空機は、制御モジュールを有し、前記制御モジュールが、位置測定モジュールで前記座標情報を同期受信し、前記座標情報に基づいて前記航空機が前記実行待ち目標へ向かって飛行するように制御し、実行モジュールにより前記実行待ち目標に対して命令を実行させる、スマート追尾システムである。
【０００９】
これにより、本考案に係るスマート追尾システムは、エリア範囲内における目標の数及び重量を自動的に判断し、アルゴリズムにより最も効率の高い捕捉数を判断することで、航空機を各々の目標の位置へ向かわせて最大限に捕捉させ、航空機の捕捉効率を向上させることができる。
【００１０】
また、前記複数のデータが、複数の無人機型番の画像及び重量情報を含む。
これにより、前記追尾装置が、無人機を識別することができる。
【００１１】
また、前記照合情報とは、前記目標を前記複数のデータと照合して取得した、前記複数の無人機における少なくとも一機の無人機の重量パラメーターである。
これにより、前記追尾装置が、実行待ち目標をマークすることができる。
【００１２】
また、前記アルゴリズムが、複数の重量パラメーターを昇順に並べて順次に加算して荷重パラメーターを取得する。
これにより、前記追尾装置が、最も効率の高い捕捉数を判断することで、航空機の捕捉効率を向上させることができる。
【００１３】
また、前記アルゴリズムには、しきい値があり、前記アルゴリズムは、前記荷重パラメーターが前記しきい値を超えていないかどうかを判断し、超えていないと判断した場合に新たに重量パラメーターを入力して改めて前記荷重パラメーターを計算し、前記荷重パラメーターが前記しきい値を超えていないかどうかを判断する。
これにより、前記追尾装置が、最も効率の高い捕捉数を判断することで、航空機の捕捉効率を向上させることができる。
【００１４】
また、前記アルゴリズムは、前記荷重パラメーターが前記しきい値を超えたと判断した場合に、前記入力した重量パラメーターを削除する。
これにより、前記追尾装置が、最も効率の高い捕捉数を判断することで、航空機の捕捉効率を向上させることができる。
【００１５】
また、前記実行モジュールが、捕捉ネット及びキャッチャーから選ばれる少なくとも一つである。
これにより、航空機に捕捉機能を与えることで、特定範囲内の違法無人機を自動的に追尾し捕捉することができ、違法無人機の数を減らすことができる。
【００１６】
また、前記実行モジュールが、消火器或いは燃焼抑制剤から選ばれる少なくとも一つである。
これにより、航空機に消火機能を与え、火勢を抑えるように速やかに向かわせることができ、環境の安全を維持することができる。
【００１７】
また、前記実行モジュールがブザーである。
これにより、航空機に警告機能を与え、人間の代わりに見回りを行い、人的資源を節約することができる。
【００１８】
また、前記航空機が、さらに画像モジュールを含む。
これにより、航空機の飛行状況を観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案の実施例に係るスマート追尾システムのシステムブロック図。
【図２】本考案の実施例の応用を示す図。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
本考案の実施例について、以下、図面を参照して説明する。
【００２１】
本考案の明細書全文にわたって述べられる「カップリング（coupling）」とは、二つの装置の間に、有線の実体（例えば、ワイヤや光ファイバーなど）或いはワイヤレス技術（例えば、赤外線、bluetooth、WIFI、3G、GPSなど）を用いて相互にメッセージをやりとり、前記二つの装置が互いにデータを通信できるようにすることを指し、当業者が理解できるものである。
【００２２】
図１、図２に示されるように、本考案に係るスマート追尾システムの第一実施例は、追尾装置１及び航空機２を含み、追尾装置１が航空機２にカップリングされる。
【００２３】
追尾装置１は、画像認識、データ計算、論理判断、追尾、ガイド、及び、同期通信などの機能を備えた小型の監視装置であり、複数のデータを保存するためのデータベース１１を有する。
データベース１１は、ローカルデータベースまたはクラウドデータベースであっても良く、本実施例では、データベース１１が、ローカルデータベースである。
また、本実施例では、複数のデータは、各種の無人機型番の画像及び重量などの情報を含むが、本考案は、これらに限定されるものではない。
【００２４】
データベース１１は、認識モジュール１２にカップリングされる。
認識モジュール１２は、フルカラー撮影機能を有するカメラであっても良く、フルカラー画像認識技術と合わせて前記複数のデータと照合してエリア範囲Ａ内の目標Ｔを自動的に認識し、さらに、その目標Ｔの照合情報を得る。
本実施例では、無人機を目標Ｔとして実施し、下記説明の依拠とするが、本考案は、これに限定されるものではない。
また、本実施例において、照合情報とは、目標Ｔを前記複数のデータと照合して取得した重量パラメーターであるが、本考案は、これに限定されるものではない。
【００２５】
また、認識モジュール１２は、計算モジュール１３にカップリングされる。
計算モジュール１３は、アルゴリズムによって計算できるマイクロプロセッサーであり、照合情報に対して計算するのに用いられ、命令を実行できる対象となる複数の目標Ｔを複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎとし、目標情報とする。
【００２６】
詳しく述べると、本実施例において、前記アルゴリズムは、照合情報により目標Ｔとなる無人機それぞれの重量パラメーターを取得し、この重量パラメーターに基づいて各々の目標Ｔを昇順に並べて増加列とし、この増加列の先頭となる目標の重量パラメーターから順次に次の項となる目標の重量パラメーターを加算して荷重パラメーターを取得する。
なお、先頭となる目標及びそれ以降の目標を複数の実行待ち目標とする。
さらに、計算モジュール１３には、航空機２の制限荷重であるしきい値があり、これにより、アルゴリズムは、荷重パラメーターがそのしきい値を超えていないかどうかを判断し、超えていないと判断した場合に、新たに重量パラメーターを増加して改めて荷重パラメーターを計算し、引き続き、この荷重パラメーターがそのしきい値を超えていないかどうかを判断する。
超えたと判断した場合に、その増加した重量パラメーターを削除する。
【００２７】
さらに詳しく述べると、計算モジュール１３のアルゴリズム式は、下記の式を満たす：
0003218521.tif 000003
Ｓｎは、重量パラメーターであり、Ｗ１、Ｗ２、…、Ｗｎは、各々の目標Ｔの重量を昇順に並べたものであり、Ｖは、しきい値であり、ｎは、目標Ｔの数であり、ｋは、複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎの数である。
これにより、計算モジュール１３は、上記式に基づいて計算し、複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎをマークして目標情報とし、複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎの重量合計が航空機２の制限荷重に合致するようにすることで、複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎが無人機である場合に最大限に捕捉することができるので、捕捉効率を向上させることができる。
【００２８】
また、計算モジュール１３は、ガイドモジュール１４にカップリングされている。
ガイドモジュール１４は、レーザー追尾機能を有するレーザー距離計、或いは、赤外線誘導熱源追尾機能を有するサーモグラフィーであっても良い。
ガイドモジュール１４は、複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎの座標情報を取得するために、前記目標情報に基づいて複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎを追尾する。
なお、ガイドモジュール１４は、座標情報を更新し続けるように、複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎに対して継続的にレーザー追尾し、更新された座標情報を継続的に航空機２へ送信する。
【００２９】
航空機２は、飛行機能、位置追尾、環境感知及び自動運転など高度な計算能力を有する無人航空機であっても良い。
航空機２は、制御モジュール２１を有し、制御モジュール２１は、位置測定モジュール２２で上記座標情報を同期受信することで、航空機２が複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎの位置へ正確に移動するように制御することができる。
なお、ガイドモジュール１４は、位置測定モジュール２２へ座標情報を遠隔同期送信し続けているので、複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎが移動し続けていても、位置測定モジュール２２は、継続的に追尾することができ、これにより、航空機２を複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎの位置へ正確に移動させ、実行モジュール２３により複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎに対して命令を実行させることができる。
本実施例において、実行モジュール２３は、複数の捕捉ネットを用いて、複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎとなる複数の無人機に対して捕捉ネットを射出して捕捉することができる。
他の実施例では、実行モジュール２３は、複数のキャッチャーなどの捕捉用道具を使用しても良く、本考案は、これに限定されるものではない。
【００３０】
図２に示されるように、例えば、航空機２の制限荷重が３５ｋｇであり、認識モジュール１２がフルカラー画像認識技術によりエリア範囲Ａ内に６機の無人機Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６があると認識した場合、６機の無人機Ｔ１〜Ｔ６の画像とデータベース１１の複数のデータとを照合し、６機の無人機Ｔ１〜Ｔ６の型番を取得し、さらに、６機の無人機Ｔ１〜Ｔ６それぞれの重量パラメーターとして１５ｋｇ、１０ｋｇ、１２ｋｇ、１０ｋｇ、８ｋｇ、５ｋｇを取得して照合結果とする。
計算モジュール１３は、アルゴリズムにより照合結果を計算し、６機の無人機Ｔ１〜Ｔ６の重量パラメーターを昇順に並べ、順次に加算して複数の荷重パラメーターとし、複数の荷重パラメーターを順次にしきい値（制限荷重）と比較する。
計算モジュール１３は、重量パラメーターが最も小さい４機の無人機Ｔ６、Ｔ５、Ｔ２、Ｔ４の重量パラメーターを計算して合計が３３ｋｇとなる場合、荷重パラメーターがしきい値である３５ｋｇを超えていないと判断するので、無人機Ｔ３の重量パラメーターを荷重パラメーターに加算する。
このとき、荷重パラメーターは、重量パラメーターが最も小さい５機の無人機Ｔ６、Ｔ５、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ３の重量パラメーターの合計で４５ｋｇとなり、計算モジュール１３がしきい値である３５ｋｇを超えていると判断するので、荷重パラメーターから無人機Ｔ３の重量パラメーターを引き、さらに、重量パラメーターがそれぞれ５ｋｇ、８ｋｇ、１０ｋｇ、１０ｋｇである４機の無人機Ｔ６、Ｔ５、Ｔ２、Ｔ４を複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎとしてマークし目標情報としてガイドモジュール１４へ送信する。
これにより、ガイドモジュール１４は、この目標情報に基づいて複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎとしてマークされたそれぞれの無人機Ｔ６、Ｔ５、Ｔ２、Ｔ４の位置を測定して追尾し、それぞれの実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎの位置を座標情報として航空機２へ送信することで、航空機２が捕捉へ向かい、最大限の捕捉数に達することができる。
【００３１】
本考案に係るスマート追尾システムは、複数の追尾装置１を等間隔で設置し、追尾装置１同士の間でワイヤレス技術（例えば、赤外線、bluetooth、WIFI、3G、GPSなど）によってリソースを共有させることで、エリア範囲Ａを拡大させることができる。
さらに、複数の追尾装置１に少なくとも一機の航空機２が結合されることで、様々な地形や環境に広範的に応用されることができる。
本考案に係るスマート追尾システムは、追尾装置１が航空機２に設置されることもでき、これにより、機動性を向上させ、見回りや探査任務に巧く活用されることができる。
【００３２】
本考案において、目標Ｔの種類が限定されない。
例えば、動物を目標Ｔとし、同様に、追尾装置１のアルゴリズムにより複数の実行待ち目標Ｔ１〜Ｔｎが航空機２の制限荷重に合致できるようにすることで、航空機２を捕捉に向かわせることができる。
また、例えば、火元を目標Ｔとし、認識モジュール１２及びデータベース１１によりエリア範囲Ａ内の火元を認識し、ガイドモジュール１４により火元の座標情報を制御モジュール２１に送信することで航空機２を向かわせ、消火器或いは燃焼抑制剤を航空機２の実行モジュール２３とすることにより、消火などの任務に協力することができる。
また、例えば、人間を目標Ｔとし、立入禁止の浜辺や保護区を追尾装置１の探知できるエリア範囲Ａとし、立入禁止の浜辺や保護区へ無断侵入する人間を自動的に認識し、ブザーを航空機２の実行モジュール２３とすることにより、人間の居場所へ向かわせて警告することができる。
【００３３】
また、航空機２は、画像撮影及び画像抽出機能を有する画像モジュール２４を含んでも良く、これにより、航空機２の飛行中の画面を記録する。
画像モジュール２４が画像をディスプレイインターフェイスへ同期通信することで航空機２の飛行状況を即時に把握し、或いは、画像をメモリに保存することで航空機２の飛行状況を後から確認することができる。
【００３４】
以上により、本考案に係るスマート追尾システムは、エリア範囲内における目標の数及び重量を自動的に判断し、アルゴリズムにより最も効率の高い捕捉数を判断することで、航空機を各々の目標の位置へ向かわせて最大限に捕捉させ、航空機の捕捉効率を向上させることができる。
本考案に係るスマート追尾システムは、異なる任務の需要に合わせて対応する命令を行うこともできるので、多目的用途に適用することができる。
【００３５】
本考案は、その精神と必須の特徴事項から逸脱することなく、他のやり方で実施することができる。
従って、本明細書に記載した実施形態は、例示的なものであり、本考案の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００３６】
１      ・・・追尾装置
１１    ・・・データベース
１２    ・・・認識モジュール
１３    ・・・計算モジュール
１４    ・・・ガイドモジュール
２      ・・・航空機
２１    ・・・制御モジュール
２２    ・・・位置測定モジュール
２３    ・・・実行モジュール
２４    ・・・画像モジュール
Ａ      ・・・エリア範囲
Ｔ      ・・・目標
Ｔ１〜Ｔｎ    ・・・実行待ち目標
Ｔ１〜Ｔ６    ・・・無人機
【図１】
0003218521.tif 000004
【図２】
0003218521.tif 000005