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公開番号2025041262
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148453
出願日2023-09-13
発明の名称飛行システム、制御装置および飛行体の制御方法
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B64U 50/18 20230101AFI20250318BHJP(航空機;飛行;宇宙工学)
要約【課題】飛行体により検出すべき情報を適切に検出することが可能な飛行システム、制御装置および飛行体の制御方法を提供する。
【解決手段】空中を飛行する飛行体1と、飛行位置と姿勢を含む飛行体1の飛行情報を取得する、飛行情報取得部と、飛行情報取得部により取得された飛行情報にもとづいて、飛行体1を制御する、飛行制御部と、飛行体1に備えられ、飛行体1の飛行中に検出対象物4から対象物情報を検出する検出部と、を備える。検出対象物4が複数の検出対象領域5を含み、検出部が、基準軸refAを有し、基準軸refAに沿って検出対象領域5から対象物情報を検出する。飛行制御部は、検出部が、複数の検出対象領域5から対象物情報を検出する時に、複数の検出対象領域5の各々に対して予め定められた検出方向と、検出部の基準軸refAとがなす角度が、予め定められた第1の範囲内となるように、飛行体1を制御する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
空中を飛行する飛行体と、
飛行位置を含む前記飛行体の飛行情報を取得する飛行情報取得部と、
前記飛行情報取得部により取得された前記飛行情報に基づいて、前記飛行体を制御する飛行制御部と、
前記飛行体に設けられ、前記飛行体の飛行中に検出対象物から対象物情報を検出する検出部と、
を備え、
前記検出対象物は、複数の検出対象領域を含み、
前記検出部は、基準軸を有し、前記基準軸に沿って前記複数の検出対象領域から対象物情報を検出し、
前記飛行制御部は、前記検出部が、前記複数の検出対象領域の各々から前記対象物情報を検出する時に、前記複数の検出対象領域の各々に対して予め定められた検出方向と、前記検出部の前記基準軸とがなす角度が、予め定められた第１の範囲内となるように、前記飛行体を制御することを特徴とする飛行システム。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記飛行制御部は、前記飛行体の目的位置を取得し、前記角度が前記第１の範囲内となるように、前記目的位置を補正し、補正した目的位置に向かうように前記飛行体を制御する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の飛行システム。
【請求項３】
前記飛行制御部は、前記複数の検出対象領域の位置および前記検出方向、ならびに前記検出部による前記複数の検出対象領域の検出の順序に基づいて、前記飛行体の飛行経路を決定し、決定した飛行経路に沿って飛行するように前記飛行体を制御する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の飛行システム。
【請求項４】
前記飛行体の飛行位置の適正範囲が第２の範囲として定められ、
前記飛行システムは、
前記飛行体の飛行位置が前記第２の範囲内にあるか否かを判定する第１の判定部をさらに備え、
前記第１の判定部により前記飛行体の飛行位置が前記第２の範囲内にないと判定された場合、前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行位置が前記第２の範囲内になるように、前記飛行体を制御する、
ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の飛行システム。
【請求項５】
前記検出部は、前記検出対象領域を撮像することにより前記検出対象領域の画像データを前記対象物情報として検出する撮像部を含み、
前記撮像部は、予め定められた画角および予め定められた焦点深度を有し、
前記第２の範囲は、前記撮像部の画角および前記焦点深度に基づいて定められる、
ことを特徴とする、請求項４に記載の飛行システム。
【請求項６】
前記複数の検出対象領域の前記検出方向は、互いに等しい、
ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の飛行システム。
【請求項７】
前記複数の検出対象領域のうち少なくとも２つの検出対象領域の前記検出方向は、互いに異なる、
ことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の飛行システム。
【請求項８】
前記飛行制御部は、前記複数の検出対象領域のうち少なくとも１つの検出対象領域を含むように設定された曲面状の検出面に沿って、前記飛行体が曲線状に飛行するように、前記飛行体を制御する、
ことを特徴とする、請求項７に記載の飛行システム。
【請求項９】
前記飛行制御部は、前記複数の検出対象領域の位置に基づいて、前記飛行体が経由すべき複数の経由位置を設定し、
前記複数の経由位置は、第１の経由位置と、前記第１の経由位置の次に前記飛行体が経由すべき第２の経由位置とを含み、
前記複数の検出対象領域は、前記飛行体が前記第１の経由位置から前記第２の経由位置まで飛行する期間に前記検出部により検出すべき経由位置間対象領域を含み、
前記飛行制御部は、前記第１の経由位置から前記第２の経由位置まで前記飛行体が飛行する期間に、前記飛行体が直線的にかつ一定の姿勢で飛行しつつ、前記検出部の前記基準軸と前記経由位置間対象領域の前記検出方向とがなす角度が、前記第１の範囲内になるように、前記飛行体を制御する、
ことを特徴とする、請求項７に記載の飛行システム。
【請求項１０】
前記飛行制御部は、前記飛行体の前記経由位置を取得し、前記経由位置の適正範囲が第３の範囲として定められ、
前記飛行システムは、
前記補正後の経由位置が前記第３の範囲内にあるか否かを判定する第３の判定部をさらに備え、
前記第３の判定部により前記補正後の経由位置が前記第３の範囲内にないと判定された場合、前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行位置が前記第２の範囲内、かつ補正後の経由位置が前記第３の範囲内になるように、前記飛行体を制御する、
ことを特徴とする、請求項９に記載の飛行システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、飛行体を制御する飛行システム、制御装置および飛行体の制御方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、トンネル、橋梁などのインフラ構造物の点検に、無人飛行体の遠隔操作または自律飛行が活用されている。無人飛行体としてのドローンを自律飛行させる場合には、ドローンに開始位置、経由位置および目的位置（終点）などを表す経路情報を与えて、ドローンがＧｌоｂａｌＰоｓｉｔｉоｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ（ＧＰＳ）などの自己位置を推定する機能などを用いて飛行する。
【０００３】
ドローンが自律飛行している際に、ドローンに搭載したセンサーにより検出された画像またはセンサー情報を、リアルタイムにオペレータが確認しながら調査を行う場合もあるが、あらかじめドローンの飛行経路を設定して、ドローンを自律飛行させたあとに、センサーにより検出された画像またはセンサー情報をオペレータがオフラインで確認する場合もある。オフラインでセンサーにより検出された画像やセンサー情報を用いる場合、ドローンの自律飛行には、予め設定された経路に沿った飛行が求められる。
【０００４】
特許文献１に記載された無人飛行体の飛行経路制御システムは、３次元空間における空間飛行経路を生成し、２次元平面地図に投影した、無人飛行体の飛行位置が、生成された空間飛行経路を２次元平面地図に投影した２次元経路に沿うように、無人飛行体を制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１９－１２０９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実際の飛行では風などの外乱や自己位置推定の誤差などで飛行体の飛行位置が飛行経路から外れる。特許文献１の飛行経路制御システムでは、無人飛行体の飛行位置が飛行経路から外れた場合、制御システムは、飛行体の飛行方向および姿勢を補正しながら飛行経路に沿うように飛行体を飛行させる。しかしながら、飛行体の飛行方向または姿勢が変化すると、測定対象と飛行体との位置関係が変化し、本来の検出すべき情報が検出できないことがある。
【０００７】
本開示は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、飛行体により検出すべき情報を適切に検出することが可能な飛行システム、制御装置および飛行体の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係る飛行体の飛行システムは、空中を飛行する飛行体と、飛行位置と姿勢を含む飛行体の飛行情報を取得する、飛行情報取得部と、飛行情報取得部により取得された飛行情報に基づいて、飛行体を制御する、飛行制御部と、飛行体に備えられ、飛行体の飛行中に検出対象物から対象物情報を検出する検出部と、を備える。検出対象物が複数の検出対象領域を含み、検出部が、基準軸を有し、基準軸に沿って複数の検出対象領域から対象物情報を検出する。飛行制御部は、検出部が、複数の検出対象領域から対象物情報を検出する時に、複数の検出対象領域の各々に対して予め定められた検出方向と、検出部の基準軸とがなす角度が、予め定められた第１の範囲内となるように、飛行体を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、飛行中、複数の検出対象領域の各々に設定された検出方向と、検出部の基準軸とがなす角度が、予め定められた範囲内となる。それにより、検出対象領域に対する検出部の姿勢が一定となり、飛行体により検出すべき情報を適切に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る飛行システムの構成を示す図である。
飛行体の平面図である。
飛行体の側面図である。
飛行体の従来の制御方法について説明するための図である。
実施の形態１の制御例１に係る飛行体１の制御方法について説明するための図である。
実施の形態１において飛行位置が第２の範囲から外れた場合の動作を示す模式的平面図である。
実施の形態１の制御例１に係る動作フローを示すフローチャートである。
実施の形態１の制御例２に係る飛行体の飛行方向と検出部の基準軸を示す図である。
実施の形態１の制御例２に係る動作フローを示すフローチャートである。
実施の形態２の制御例１について説明するための模式的平面図である。
実施の形態２の制御例１における飛行体１の飛行方向を示す模式的平面図である。
実施の形態２の制御例１に係る動作フローを示すフローチャートである。
実施の形態２の制御例２について説明するための模式的平面図である。
実施の形態２の制御例２に係る動作フローを示すフローチャートである。
実施の形態２の制御例３に係る飛行体の飛行方向を示す模式的平面図である。
飛行体が、第２の範囲の境界面近傍を飛行している時の経由位置を示す模式的平面図である。
実施の形態２の制御例３に係る動作フローを示すフローチャートである。
制御部の少なくとも一部の機能がソフトウェアで実現される例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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