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JP2019182131A - Flight control device, method and program - Google Patents

Flight control device, method and program Download PDF

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JP2019182131A
JP2019182131A JP2018073930A JP2018073930A JP2019182131A JP 2019182131 A JP2019182131 A JP 2019182131A JP 2018073930 A JP2018073930 A JP 2018073930A JP 2018073930 A JP2018073930 A JP 2018073930A JP 2019182131 A JP2019182131 A JP 2019182131A
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uav
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flight
point
midpoint
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JP2018073930A
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宮川 勲
Isao Miyagawa
勲 宮川
杵渕 哲也
Tetsuya Kinebuchi
哲也 杵渕
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

【課題】無人飛行機を自由自在に操作し、かつ、円滑かつ安定的に飛行させるように制御できる。【解決手段】位置方位検出部が、位置計測センサによって計測されたマーカの各々の三次元座標と、予め設定されたUAVの目標地の目標点とに基づいて、マーカの各々の三次元座標の中点、中点からの目標点までの距離、及びグローバル座標系における目標点に対するマーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出する。速度制御部が、目標点までの距離に応じて加速又は減速するように、前記中点及び前記目標点から定まる前記UAVの速度ベクトルを制御するための制御データを更新する。飛行コマンド変換部が、更新された制御データと、算出された方位角とに基づいて、UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した飛行指令データに基づいてUAVの運動を制御する。【選択図】図1An unmanned airplane can be operated freely and controlled to fly smoothly and stably. A position and orientation detector detects three-dimensional coordinates of each marker based on three-dimensional coordinates of each marker measured by a position measurement sensor and a preset target point of a UAV destination. The midpoint, the distance from the midpoint to the target point, and the azimuth of a line connecting the three-dimensional coordinates of each of the markers with respect to the target point in the global coordinate system are calculated. The speed control unit updates control data for controlling a speed vector of the UAV determined from the middle point and the target point so as to accelerate or decelerate according to the distance to the target point. The flight command conversion unit calculates flight command data in the UAV based on the updated control data and the calculated azimuth, and controls the movement of the UAV based on the calculated flight command data. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、飛行制御装置、方法、及びプログラムに係り、特に、無人飛行機を制御する飛行制御装置、方法、及びプログラムに関する。   The present invention relates to a flight control apparatus, method, and program, and more particularly, to a flight control apparatus, method, and program for controlling an unmanned airplane.

クアッドロータ型UAV(Unmanned Aerial Vehicle)は4つのプロペラを持ち、それぞれのプロペラに与える揚力を制御することにより飛行操縦する無人飛行機である。ドローンと呼ばれる無人飛行機の多くは、クアッドロータ型UAVの一種である。以降で扱う無人飛行機をUAVと略称する。   A quad-rotor type UAV (Unmanned Aerial Vehicle) is an unmanned airplane that has four propellers and controls flight by controlling the lift applied to each propeller. Many unmanned airplanes called drones are a kind of quadrotor type UAV. The unmanned airplane that will be handled hereinafter is abbreviated as UAV.

一般的に、UAVの姿勢を計測するために、図11に示すように機体にローカル座標系が設定される。UAVの前進方向をX軸、X軸と垂直な方向をY軸、重力とは逆方向をZ軸とする。   Generally, in order to measure the posture of the UAV, a local coordinate system is set on the aircraft as shown in FIG. The UAV forward direction is the X axis, the direction perpendicular to the X axis is the Y axis, and the direction opposite to gravity is the Z axis.

また、UAVの三次元位置を計測するため、図12に示すように、ある基準となるグローバル座標系を設定する。GPSでは世界座標系とした三次元座標となり、モーションキャプチャシステムではその計測座標系がグローバル座標系となる。UAVの重心すなわちUAVの位置(ローカル座標系の原点)はグローバル座標系の点P=(X,Y,Z)として表現する。また、UAVの姿勢はグローバル座標系に対するローカル座標系の回転角で表現し、X軸周りの回転はロール回転(回転角φ)、Y軸周りの回転はピッチ回転(回転角ω)、Z軸周りの回転はヨー回転(回転角θ)と呼ばれる。UAVの飛行運動は、4つのプロペラに与える揚力を変化させることにより、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転を発生させる。Y軸周りの回転はX軸方向の並進運動を生み出し、X軸周りの回転はY軸方向の並進運動を生み出す。Z軸周りの回転は方位の回転を生み出し、同じ揚力が同時に4つのプロペラに与えられたとき、その強弱によってZ軸方向の並進運動(高度の昇降)を生み出す。   Further, in order to measure the three-dimensional position of the UAV, a global coordinate system serving as a reference is set as shown in FIG. In GPS, the coordinate system is a three-dimensional coordinate system, and in the motion capture system, the measurement coordinate system is a global coordinate system. The center of gravity of the UAV, that is, the position of the UAV (the origin of the local coordinate system) is expressed as a point P = (X, Y, Z) in the global coordinate system. The UAV posture is expressed by the rotation angle of the local coordinate system with respect to the global coordinate system. The rotation around the X axis is roll rotation (rotation angle φ), the rotation around the Y axis is pitch rotation (rotation angle ω), and the Z axis. The rotation around is called yaw rotation (rotation angle θ). The flight movement of the UAV generates rotation about the X axis, rotation about the Y axis, and rotation about the Z axis by changing the lift applied to the four propellers. Rotation around the Y axis produces a translational motion in the X axis direction, and rotation around the X axis produces a translational motion in the Y axis direction. Rotation around the Z-axis produces azimuthal rotation, and when the same lift is applied to the four propellers simultaneously, it produces a translational movement (high elevation) in the Z-axis direction.

グローバル座標系において所定の座標値(X,Y,Z)と方位θが与えられたとき、UAVの現在位置P=(X,Y,Z)と現在方位から、その所定位置へ飛行して所定方位に機体を向けるためには、UAVの姿勢と位置を制御する必要がある。非特許文献1には、UAVの運動方程式と角運動方程式に基づいたバックステッピング制御が公開されている。非特許文献2では、AR Drone 2.0(市販の低価格なUAV)に関する飛行運動制御法が公開されている。従来技術の多くは、グローバル座標系における飛行の軌跡として離散的な所定位置と所定方位が与えられ、UAVが各点と各方位を追跡するようにその運動が制御される。 When given coordinate values (X d , Y d , Z d ) and azimuth θ d are given in the global coordinate system, the UAV current position P = (X, Y, Z) and the current azimuth to the predetermined position In order to fly and point the aircraft in a predetermined direction, it is necessary to control the attitude and position of the UAV. Non-Patent Document 1 discloses backstepping control based on UAV equations of motion and angular equations of motion. Non-Patent Document 2 discloses a flight motion control method for AR Drone 2.0 (a commercially available low-cost UAV). In many of the conventional technologies, discrete predetermined positions and predetermined directions are given as flight trajectories in the global coordinate system, and the movement is controlled so that the UAV tracks each point and each direction.

T. Madani and A. Benallegue: "Backstepping Control for a Quadrotor Helicopter", IEEE Conference on Intelligent Robots and Systems, 2006.T. Madani and A. Benallegue: "Backstepping Control for a Quadrotor Helicopter", IEEE Conference on Intelligent Robots and Systems, 2006. L. V. Santana, A. S. Brandao, M. S-Filho, and R. Carelli: "A Trajectory Tracking and 3D Positioning Controller for the AR.Drone Quadrotor", International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS) May 27-30, 2014.L. V. Santana, A. S. Brandao, M. S-Filho, and R. Carelli: "A Trajectory Tracking and 3D Positioning Controller for the AR. Drone Quadrotor", International Conference on Unmanned Aircraft Systems (ICUAS) May 27-30, 2014.

UAVの飛行を自由自在に制御する課題は、大まかに3つに大別でき、ホバリング(hovering)、軌跡追跡(trajectory tracking)、パスフォロー(path following)と呼ばれる。ホバリングは、与えられた位置と方位に留まるよう飛行を制御する。軌跡追跡では、与えられた経路(空間中の離散的な三次元位置と方位)に沿ってリアルタイムに追跡するよう制御する。これに対して、パスフォローは、リアルタイム性は問わないが、指定された空間中の三次元位置と方位において、何らかの空間中の拘束条件を与えて飛行を制御する。非特許文献1と非特許文献2によれば、軌跡追跡の課題に対して、所定の経路に従って飛行するように、UAVの飛行運動を適切に制御することができる。しかしながら、これらの技術は所定の経路に沿って目標地に到達することを目的とした制御であるため、UAVの安定した飛行が保証されていない。   The problems of freely controlling the flight of UAV can be roughly divided into three, which are called hovering, trajectory tracking, and path following. Hovering controls the flight to stay in a given position and orientation. In trajectory tracking, control is performed so that tracking is performed in real time along a given route (a discrete three-dimensional position and direction in space). On the other hand, although the path follow does not matter in real time, the flight is controlled by giving some constraint condition in the space at the specified three-dimensional position and orientation in the space. According to Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2, it is possible to appropriately control the flight motion of the UAV so as to fly according to a predetermined route with respect to the problem of trajectory tracking. However, since these technologies are controls aimed at reaching the target location along a predetermined route, stable flight of the UAV is not guaranteed.

これに対して、パスフォローは障害物あるいは人との衝突を避けるため、特定の場所を飛行しないように空間中に拘束条件を設定することができる。また、飛行運動中のトラブルを回避するため、UAVには多様なセンサやカメラが取り付けられている場合がある。例えば、超音波センサは地面あるいは床からの高度を計測し、ジャイロセンサと加速度センサによって機体の速度と姿勢を計測することができる。また、移動物体を検出しながら、空間中を自律的に飛行させることにカメラが利用されている。これらの機体から計測した空間情報や画像情報を使うことも考えられるが、大半のUAVに内蔵されているセンサの精度はミリ単位での正確な精度で計測できることを保証しておらず、別の手段を使って機体の正確な位置と方位を計測する必要がある。さらに、これらの技術も目標地に到達することを目的とした制御であるため、UAVを円滑かつ安定して飛行させることは保証されていない。   On the other hand, in the path follow, in order to avoid collision with an obstacle or a person, a constraint condition can be set in the space so as not to fly in a specific place. In addition, in order to avoid troubles during flight movement, various sensors and cameras may be attached to the UAV. For example, the ultrasonic sensor can measure the altitude from the ground or the floor, and can measure the speed and posture of the aircraft by using a gyro sensor and an acceleration sensor. Cameras are used to fly autonomously in space while detecting moving objects. Although it is conceivable to use spatial information and image information measured from these aircraft, the accuracy of sensors built into most UAVs is not guaranteed to be measured with accurate accuracy in millimeters. It is necessary to measure the exact position and orientation of the aircraft using the means. Furthermore, since these techniques are also controlled for reaching the target location, it is not guaranteed that the UAV can fly smoothly and stably.

本発明は、上記問題点を解決するために成されたものであり、無人飛行機を自由自在に操作し、かつ、円滑かつ安定的に飛行させるように制御できる飛行制御装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a flight control device, method, and program capable of controlling an unmanned airplane to freely operate and to smoothly and stably fly. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、第1の発明に係る飛行制御装置は、UAV(Unmanned Aerial Vehicle)に付与され、かつ、マーカ間の距離が既知の複数のマーカの各々の三次元座標を計測する位置計測センサと、前記位置計測センサによって計測された前記マーカの各々の三次元座標と、予め設定された前記UAVの目標地の目標点とに基づいて、前記マーカの各々の三次元座標の中点、前記中点からの前記目標点までの距離、及びグローバル座標系における前記目標点に対する前記マーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出する位置方位検出部と、前記目標点までの距離に応じて加速又は減速するように、前記中点及び前記目標点から定まる前記UAVの速度ベクトルを制御するための制御データを更新する速度制御部と、更新された前記制御データと、算出された前記方位角とに基づいて、前記UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した前記飛行指令データに基づいて前記UAVの運動を制御する飛行コマンド変換部と、を含んで構成されている。   In order to achieve the above object, a flight control apparatus according to a first aspect of the present invention measures the three-dimensional coordinates of each of a plurality of markers provided to a UAV (Unmanned Aerial Vehicle) and having a known distance between the markers. Based on the position measurement sensor, the three-dimensional coordinates of each of the markers measured by the position measurement sensor, and the preset target point of the UAV target location, A position and direction detection unit that calculates a point, a distance from the midpoint to the target point, and an azimuth angle of a line segment connecting each three-dimensional coordinate of the marker with respect to the target point in a global coordinate system; and the target A speed control unit that updates control data for controlling the speed vector of the UAV determined from the middle point and the target point so as to accelerate or decelerate according to the distance to the point; A flight command conversion unit that calculates flight command data in the UAV based on the control data and the calculated azimuth angle, and controls movement of the UAV based on the calculated flight command data; It is configured to include.

第2の発明に係る飛行制御方法は、位置計測センサが、UAV(Unmanned Aerial Vehicle)に付与され、かつ、マーカ間の距離が既知の複数のマーカの各々の三次元座標を計測するステップと、位置方位検出部が、前記位置計測センサによって計測された前記マーカの各々の三次元座標と、予め設定された前記UAVの目標地の目標点とに基づいて、前記マーカの各々の三次元座標の中点、前記中点からの前記目標点までの距離、及びグローバル座標系における前記目標点に対する前記マーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出するステップと、速度制御部が、前記目標点までの距離に応じて加速又は減速するように、前記中点及び前記目標点から定まる前記UAVの速度ベクトルを制御するための制御データを更新するステップと、飛行コマンド変換部が、更新された前記制御データと、算出された前記方位角とに基づいて、前記UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した前記飛行指令データに基づいて前記UAVの運動を制御するステップと、を含んで実行することを特徴とする。   The flight control method according to the second invention includes a step of measuring a three-dimensional coordinate of each of a plurality of markers having a position measurement sensor attached to a UAV (Unmanned Aerial Vehicle) and having a known distance between the markers; The position / orientation detection unit, based on the three-dimensional coordinates of each of the markers measured by the position measurement sensor and the target point of the target location of the UAV set in advance, A step of calculating a midpoint, a distance from the midpoint to the target point, and an azimuth angle of a line segment connecting each three-dimensional coordinate of the marker with respect to the target point in a global coordinate system; Updating control data for controlling the velocity vector of the UAV determined from the middle point and the target point so as to accelerate or decelerate according to the distance to the target point; A line command conversion unit calculates flight command data in the UAV based on the updated control data and the calculated azimuth angle, and moves the UAV based on the calculated flight command data. And the step of controlling.

第3の発明に係るプログラムは、コンピュータを、第1の発明に係る飛行制御装置の各部として機能させるためのプログラムである。   A program according to a third invention is a program for causing a computer to function as each part of the flight control device according to the first invention.

本発明の飛行制御装置、方法、及びプログラムによれば、位置計測センサによって計測されたマーカの各々の三次元座標と、予め設定されたUAVの目標地の目標点とに基づいて、マーカの各々の三次元座標の中点、中点からの目標点までの距離、及びグローバル座標系における目標点に対するマーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出し、目標点までの距離に応じて加速又は減速するように、前記中点及び前記目標点から定まる前記UAVの速度ベクトルを制御するための制御データを更新し、更新された制御データと、算出された方位角とに基づいて、UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した飛行指令データに基づいてUAVの運動を制御することにより、無人飛行機を自由自在に操作し、かつ、円滑かつ安定的に飛行させるように制御できる、という効果が得られる。   According to the flight control device, method, and program of the present invention, each of the markers is based on the three-dimensional coordinates of each of the markers measured by the position measurement sensor and the preset target point of the UAV target location. Calculate the azimuth of the line segment connecting the 3D coordinates of each marker with respect to the target point in the global coordinate system by calculating the midpoint of 3D coordinates, the distance from the midpoint to the target point, and the target point in the global coordinate system. The control data for controlling the velocity vector of the UAV determined from the middle point and the target point is updated so as to accelerate or decelerate according to the control point, and based on the updated control data and the calculated azimuth angle By calculating flight command data in UAV, and controlling UAV movement based on the calculated flight command data, the unmanned airplane can be operated freely and smoothly and stably. Can be controlled so as to fly, the effect is obtained that.

本発明の実施形態に係る飛行制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the flight control apparatus which concerns on embodiment of this invention. UAVの飛行を制御する状況の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the condition which controls the flight of UAV. 直線飛行におけるUAVの速度変化を示す図である。It is a figure which shows the speed change of UAV in a straight flight. 本発明の実施形態に係る飛行制御装置における飛行制御処理ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flight control processing routine in the flight control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 飛行制御処理ルーチンにおける位置方位検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of the position direction detection process in a flight control processing routine. 点q、及び点q、並びに、目標点pをZ軸方向から視た位置と方位の関係を示す図である。Point q 1, and point q 2, and a view of the target point p indicating the position and orientation of the relationship viewed from Z w axis. 飛行制御処理ルーチンにおける速度制御処理のフローチャートである。It is a flow chart of speed control processing in a flight control processing routine. 飛行コマンド変換処理ルーチンにおける飛行コマンド変換処理のフローチャートである。It is a flowchart of the flight command conversion process in a flight command conversion process routine. 幾何パターンに基づいたUAVの飛行経路の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the flight path | route of UAV based on a geometric pattern. 複数のUAVの空間配置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the space arrangement | positioning of several UAV. UAVの概観とUAV固定のローカル座標系の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a UAV external appearance, and a UAV fixed local coordinate system. グローバル座標系とUAV固定のローカル座標系の関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a global coordinate system and a UAV fixed local coordinate system.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明の実施形態に係る手法は、UAVの飛行を自由自在に操作し、かつ、円滑かつ安定的にUAVを飛行させる、という課題を解決するものである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The technique according to the embodiment of the present invention solves the problem of freely operating UAV flight and allowing the UAV to fly smoothly and stably.

<本発明の第1の実施形態に係る飛行制御装置の構成>
本発明の第1の実施形態に係るクアッドロータ型UAVの飛行制御装置の構成について説明する。本実施形態は1台のUAVの飛行速度を制御する形態である。図1に示すように、本発明の第1の実施形態に係る飛行制御装置100は、CPUと、RAMと、後述する飛行制御処理ルーチンを実行するためのプログラムや各種データを記憶したROMと、を含むコンピュータで構成することが出来る。この飛行制御装置100は、機能的には図1に示すように位置計測センサ10と、演算部20と、通信部50とを備えている。この構成において、位置計測センサ10は必ずしも構成要素として接続している必要はなく、処理に必要なデータを取得すればよく、演算部20における位置方位検出部30、速度制御部32、及び飛行コマンド変換部34からそれぞれの矢印へのデータの流れは、ハードディスク、RAID装置、CD−ROMなどの記録媒体を利用する、または、ネットワークを介してリモートなデータ資源を利用する形態でもどちらでも構わない。
<Configuration of Flight Control Device According to First Embodiment of the Present Invention>
The configuration of the quadrotor type UAV flight control apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the flight speed of one UAV is controlled. As shown in FIG. 1, the flight control apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a CPU, a RAM, a ROM for storing a program and various data for executing a flight control processing routine to be described later, Can be configured with a computer including Functionally, the flight control apparatus 100 includes a position measurement sensor 10, a calculation unit 20, and a communication unit 50 as shown in FIG. In this configuration, the position measurement sensor 10 does not necessarily have to be connected as a component, and only needs to acquire data necessary for processing. The position / direction detection unit 30, the speed control unit 32, and the flight command in the calculation unit 20 The flow of data from the conversion unit 34 to each arrow may be in the form of using a recording medium such as a hard disk, a RAID device, or a CD-ROM, or using a remote data resource via a network.

位置計測センサ10は、UAV14に付与され、かつ、マーカ間の距離が既知の複数のマーカ(点q、及び点qとする)の各々の三次元座標を計測データとして計測する。本実施形態では、位置計測センサ10の例として、モーションキャプチャ装置を利用する。UAV14の目標地12の目標点pの位置は飛行計画に応じて任意に設定し、UAV14には点q、及び点qの位置にセンシング用のマーカが取り付けられている。図2に示す状況において、位置計測センサ10はグローバル座標系において3次元座標を計測するようにセットアップされており、各マーカの3次元座標が、ある一定間隔で逐次計測される。初期状態において、UAV14に取り付けたマーカ点q1とマーカ点q2の中点qと目標地12の目標点pが十分に離れているとする。 The position measurement sensor 10 measures three-dimensional coordinates of each of a plurality of markers (points q 1 and q 2 ) that are given to the UAV 14 and have known distances between the markers as measurement data. In this embodiment, a motion capture device is used as an example of the position measurement sensor 10. The position of the target point p of the target location 12 of the UAV 14 is arbitrarily set according to the flight plan, and a sensing marker is attached to the position of the points q 1 and q 2 on the UAV 14. In the situation shown in FIG. 2, the position measurement sensor 10 is set up to measure three-dimensional coordinates in a global coordinate system, and the three-dimensional coordinates of each marker are sequentially measured at a certain interval. In the initial state, it is assumed that the marker point q 1 attached to the UAV 14, the midpoint q of the marker point q 2 , and the target point p of the target location 12 are sufficiently separated.

図3は、UAV14に取り付けたマーカ点q1とマーカ点q2の中点qの初期位置をA地点、目標地12の目標点pをB地点とした直線飛行の例を示す。A地点とB地点ではUAV14の速度を0とする。すなわち、ホバリングにて空中に停滞する。図3の下には、速度vと時刻tのグラフが示されている。このグラフはUAV14の速度変化を示す。初期状態ではホバリングにて飛行を行っており、時刻t1において加速し始める(その途中の速度をv=Vaとする)。速度がV0に達した時点、すなわち、時刻t2で、その速度を維持して飛行する。さらに、X地点を通過した時点すなわち時刻t3で減速を始める(その途中の速度をv=Vbとする)。このとき、X地点からB点までの距離をL0とする。やがて、時刻t4において速度0になりホバリング状態となる。 FIG. 3 shows an example of a straight flight in which the initial position of the midpoint q between the marker point q 1 and the marker point q 2 attached to the UAV 14 is the A point and the target point p of the target location 12 is the B point. The UAV 14 speed is set to 0 at points A and B. In other words, it stays in the air due to hovering. In the lower part of FIG. 3, a graph of speed v and time t is shown. This graph shows the speed change of UAV14. In the initial state, the aircraft flies by hovering and starts accelerating at time t 1 (the speed on the way is assumed to be v = V a ). When the velocity reaches V 0 , that is, at time t 2 , the aircraft keeps the velocity and flies. Further, the vehicle starts decelerating at the point of passing through point X, that is, at time t 3 (the speed in the middle is assumed to be v = V b ). At this time, the distance from the point X to the point B is L 0 . Eventually, at time t 4 , the speed becomes 0 and the hovering state is established.

本実施形態では、図3に示した直線飛行においてA地点からB地点に安定的に到達するためにUAV14の運動を制御する。なお、本実施形態では、マーカの数は2つとしたが、これに限定されるものではなく、3つ以上として、物体間の相対的な位置関係を求めるようにしてもよい。   In this embodiment, the movement of the UAV 14 is controlled in order to stably reach the point B from the point A in the straight flight shown in FIG. In the present embodiment, the number of markers is two. However, the number of markers is not limited to this. The number of markers may be three or more, and the relative positional relationship between objects may be obtained.

演算部20は、位置計測センサ10によりグローバル座標系におけるUAV14の位置と方位を検出する位置方位検出部30と、位置に基づき、UAV14の飛行速度を制御する速度制御部32と、飛行速度と方位に基づき、使用するUAV14に応じて指令を送出するための飛行コマンド変換部34とを含んで構成されている。なお、位置方位検出部30、速度制御部32、及び飛行コマンド変換部34の具体的な処理内容は後述の作用の説明において説明する。   The calculation unit 20 includes a position / orientation detection unit 30 that detects the position and orientation of the UAV 14 in the global coordinate system by the position measurement sensor 10, a speed control unit 32 that controls the flight speed of the UAV 14 based on the position, and the flight speed and direction. And a flight command conversion unit 34 for sending a command in accordance with the UAV 14 to be used. The specific processing contents of the position / orientation detection unit 30, the speed control unit 32, and the flight command conversion unit 34 will be described in the description of the operation described later.

位置方位検出部30は、位置計測センサ10によって計測されたUAV14のマーカの点q、及び点qの三次元座標と、予め設定されたUAV14の目標地12の目標点pとに基づいて、マーカの点q、及び点qの三次元座標の中点q、中点qからの目標点pまでのベクトルTから求まる距離||T||、及びグローバル座標系における目標点pに対するマーカの点q、及び点qの中点qを三次元座標で結んだ線分の方位角θを算出する。 The position / orientation detection unit 30 is based on the three-dimensional coordinates of the marker points q 1 and q 2 of the UAV 14 measured by the position measurement sensor 10 and the target point p of the target location 12 of the UAV 14 set in advance. , Marker point q 1 , and midpoint q of the three-dimensional coordinates of point q 2 , distance || T || determined from vector T from midpoint q to target point p, and target point p in the global coordinate system The azimuth angle θ of the line segment connecting the marker point q 1 and the midpoint q 2 of the point q 2 with three-dimensional coordinates is calculated.

速度制御部32は、目標点pまでの距離に基づいて、上記図3に示す飛行計画に従った速度となるように、UAV14の速度ベクトルを制御するための制御データuを更新する。   Based on the distance to the target point p, the speed control unit 32 updates the control data u for controlling the speed vector of the UAV 14 so that the speed according to the flight plan shown in FIG.

飛行コマンド変換部34は、更新された制御データuと、算出された方位角θとに基づいて、UAV14における、X軸周りの回転速度Vx、Y軸周りの回転速度Vy、Z軸に沿った速度V、及びZ軸周りの回転速度Vθを飛行指令データとして算出し、飛行指令データを通信部50を介してUAV14に送信することで、算出した飛行指令データに基づいてUAV14の運動を制御する。 Based on the updated control data u and the calculated azimuth angle θ, the flight command conversion unit 34 converts the rotation speed V x around the X axis, the rotation speed V y around the Y axis, and the Z axis in the UAV 14. The speed V z along and the rotation speed V θ around the Z axis are calculated as flight command data, and the flight command data is transmitted to the UAV 14 via the communication unit 50, so that the UAV 14 Control movement.

<本発明の第1の実施形態に係る飛行制御装置の作用>
次に、本発明の第1の実施形態に係る飛行制御装置100の作用について説明する。UAV14のマーカの点q、及び点qの三次元座標の計測を開始すると、飛行制御装置100は、図4に示す飛行制御処理ルーチンを実行する。
まず、ステップS100では、位置方位検出部30が、位置計測センサ10によって計測されたUAV14のマーカの点q、及び点qの三次元座標と、予め設定されたUAV14の目標地12の目標点pとに基づいて、マーカの点q、及び点qの三次元座標の中点q、中点qからの目標点pまでのベクトルTから求まる距離||T||、及びグローバル座標系における目標点pに対するマーカの点q、及び点qの中点qを三次元座標で結んだ線分の方位角θを算出する。
<Operation of the flight control apparatus according to the first embodiment of the present invention>
Next, the operation of the flight control device 100 according to the first embodiment of the present invention will be described. When the measurement of the three-dimensional coordinates of the marker points q 1 and q 2 of the UAV 14 is started, the flight control device 100 executes a flight control processing routine shown in FIG.
First, in step S100, the position / orientation detection unit 30 uses the three-dimensional coordinates of the marker points q 1 and q 2 of the UAV 14 measured by the position measurement sensor 10 and the target of the target location 12 of the UAV 14 set in advance. Based on the point p, the point q 1 of the marker and the center point q of the three-dimensional coordinates of the point q 2 , the distance || T || obtained from the vector T from the center point q to the target point p, and global coordinates The azimuth angle θ of the line segment connecting the point q 1 of the marker with respect to the target point p in the system and the midpoint q of the point q 2 by three-dimensional coordinates is calculated.

次に、ステップS102では、速度制御部32が、目標点pまでの距離に基づいて、上記図3に示す飛行計画に従った速度となるように、UAV14の速度ベクトルを制御するための制御データuを更新する。   Next, in step S102, the control data for the speed control unit 32 to control the speed vector of the UAV 14 so as to achieve the speed according to the flight plan shown in FIG. 3 based on the distance to the target point p. Update u.

ステップS104では、飛行コマンド変換部34が、更新された制御データuと、算出された方位角θとに基づいて、UAV14における、X軸周りの回転速度Vx、Y軸周りの回転速度Vy、Z軸に沿った速度V、及びZ軸周りの回転速度Vθを飛行指令データとして算出し、飛行指令データを通信部50を介してUAV14に送信することで、算出した飛行指令データに基づいてUAV14の運動を制御する。 In step S104, the flight command conversion unit 34, based on the updated control data u and the calculated azimuth angle θ, in the UAV 14, the rotational speed V x around the X axis and the rotational speed V y around the Y axis. The speed V z along the Z axis and the rotational speed V θ around the Z axis are calculated as flight command data, and the flight command data is transmitted to the UAV 14 via the communication unit 50, whereby the calculated flight command data Based on this, the movement of the UAV 14 is controlled.

次に、ステップS100の位置方位検出部30の位置方位検出処理の詳細について説明する。   Next, details of the position / orientation detection process of the position / orientation detection unit 30 in step S100 will be described.

図5は位置方位検出部30の処理のフロー図である。位置方位検出部30は処理を開始すると、ステップS1000で、グローバル座標系における目標地12の目標点pを設定する。目標点pは操作者が決定した任意の三次元座標でよい。   FIG. 5 is a flowchart of the processing of the position / orientation detection unit 30. When the processing starts, the position / orientation detection unit 30 sets a target point p of the target location 12 in the global coordinate system in step S1000. The target point p may be any three-dimensional coordinate determined by the operator.

ステップS1002で、位置計測センサ10によって計測されたUAV14のマーカの点q、及び点qの三次元座標を取得する。 In step S1002, the three-dimensional coordinates of the marker points q 1 and q 2 of the UAV 14 measured by the position measurement sensor 10 are acquired.

ステップS1003で、位置計測センサ10によって計測されたUAV14のマーカの点q、及び点qの三次元座標に基づいて、中点qの座標を、q=(q+q)/2により計算する。以下では、中点qの座標を、UAV14の現在位置とする。 In step S1003, based on the three-dimensional coordinates of the marker point q 1 and the point q 2 of the UAV 14 measured by the position measurement sensor 10, the coordinate of the middle point q is expressed by q = (q 1 + q 2 ) / 2. calculate. Hereinafter, the coordinate of the midpoint q is the current position of the UAV 14.

ステップS1004で、マーカの点q及び点qの中点qから目標点pまでの距離を算出する。位置計測センサ10で得た現在のUAV14の位置(中点q)と目標地12の目標点p間の距離を、ベクトルTから||T||=||p−q||の計算により求める。||・||はベクトルのノルム(大きさ)を表す。 In step S1004, the calculated distance from the midpoint q point markers q 1 and point q 2 to the target point p. The distance between the current position (midpoint q) of the UAV 14 obtained by the position measurement sensor 10 and the target point p of the target location 12 is obtained from the vector T by calculating || T || = || p−q ||. . || · || represents the norm (size) of the vector.

ステップS1006で、グローバル座標系における目標点pに対するマーカの点q、及び点qの中点qを三次元座標で結んだ線分の方位角θを算出する。図6に、マーカの点q、及び点q、並びに、目標地12の目標点pをZ軸方向から視た位置と方位の関係を示す。位置方位検出部30では、マーカの点q及び点qの三次元座標の線分が、目標点pの線分に対して直交する線分となるように回転角(方位角θ)をベクトル内積の関係を用いて算出する。 In step S1006, the azimuth angle θ of the line segment connecting the point q 1 of the marker with respect to the target point p in the global coordinate system and the midpoint q of the point q 2 by three-dimensional coordinates is calculated. 6, a point q 1 marker, and point q 2, and shows the position and orientation relationship between the target point p of the target areas 12 as viewed from the Z w axis. In the position / orientation detection unit 30, the rotation angle (azimuth angle θ) is set so that the three-dimensional coordinate line segments of the marker points q 1 and q 2 are perpendicular to the line segment of the target point p. Calculated using the vector dot product relationship.

ステップS1008では、位置方位検出の処理を停止するかを判定し、処理を停止する場合には位置方位検出部30の処理を終了し、終了しない場合にはステップS1000に戻って処理を繰り返す。なお、処理を停止する場合とは、ここでは操作者がUAV14の飛行制御を終了する場合とし、以下の処理においても同様である。   In step S1008, it is determined whether to stop the position / orientation detection process. If the process is to be stopped, the process of the position / orientation detection unit 30 ends. If not, the process returns to step S1000 to repeat the process. Here, the case where the process is stopped is a case where the operator ends the flight control of the UAV 14, and the same applies to the following processes.

位置方位検出部30では、以上の処理により、中点qから目標点pまでの距離||T||、及び方位角θを算出する。   The position / orientation detection unit 30 calculates the distance || T || from the midpoint q to the target point p and the azimuth angle θ through the above processing.

次に、ステップS102の速度制御部32の速度制御処理の詳細について説明する。以下では、図3で示した直線飛行を例にして詳細な処理を説明する。図3には、A地点(出発地点)からB地点(到着地点)までの直線飛行が示されている。B地点の座標値は、図2の点pに対応する。点pとUAV14が対面の関係にあるとし、UAV14の初期状態としてA地点においてホバリングにより空間中を飛行しているとする。   Next, details of the speed control process of the speed control unit 32 in step S102 will be described. Hereinafter, detailed processing will be described using the straight flight shown in FIG. 3 as an example. FIG. 3 shows a straight flight from point A (departure point) to point B (arrival point). The coordinate value of the point B corresponds to the point p in FIG. It is assumed that the point p and the UAV 14 are in a face-to-face relationship, and that the UAV 14 is flying in space by hovering at a point A as an initial state.

図7は速度制御部32の処理のフロー図である。速度制御部32は処理を開始すると、ステップS1100で、制限パラメータが入力される。制限パラメータとは、図3に示す等速飛行の速度V0、一定速度を満たすための許容誤差Δv、減速を開始するための地点からB地点までの距離L0、並びに、B地点に到達したかどうかを判定するための許容距離ΔLである。本実施形態では、判定処理の閾値である許容誤差Δvと許容距離ΔLをほぼ0に近い値に設定する。 FIG. 7 is a flowchart of processing of the speed control unit 32. When the speed control unit 32 starts the process, a limiting parameter is input in step S1100. The limiting parameters are the constant-velocity flight speed V 0 shown in FIG. 3, the allowable error Δv for satisfying a constant speed, the distance L 0 from the point to start deceleration to the point B, and the point B is reached. This is an allowable distance ΔL for determining whether or not. In the present embodiment, the allowable error Δv and the allowable distance ΔL, which are threshold values for the determination process, are set to values close to zero.

そして、ステップS1101で、中点qから目標点pまでの距離||T||を取得する。具体的には、位置方位検出部30において、UAV14の位置(点q)が位置計測センサ10を使って時系列に得られているので、現在時点でのUAV14の位置とΔt秒前(1つ前のステップ)に計測したUAV14の位置を取り出し、現在位置からB地点までの距離||T||を算出する。||・||はベクトルのノルム(大きさ)を表す。   In step S1101, the distance || T || from the midpoint q to the target point p is acquired. Specifically, since the position (point q) of the UAV 14 is obtained in time series using the position measurement sensor 10 in the position / orientation detection unit 30, the position of the UAV 14 at the present time and Δt seconds ago (one The position of the UAV 14 measured in the previous step) is taken out, and the distance || T || from the current position to the point B is calculated. || · || represents the norm (size) of the vector.

ステップS1102で、距離||T||が許容距離ΔL以下(||T||≦ΔL)であるか否かを判定する。||T||≦ΔLであればステップS1104へ移行する。||T||≦ΔLでなく、||T||>ΔLであれば運動を制御するためステップS1106へ移行する。   In step S1102, it is determined whether the distance || T || is equal to or smaller than the allowable distance ΔL (|| T || ≦ ΔL). If || T || ≦ ΔL, the process shifts to step S1104. If || T ||> ΔL instead of || T || ΔL, the process proceeds to step S1106 to control the motion.

ステップS1104で、ホバリングにより飛行を維持するように制御する。   In step S1104, control is performed to maintain the flight by hovering.

ステップS1106で、UAV14の速度ベクトルvを算出する。本実施形態では、位置計測センサ10によって点qから点qの三次元位置が入力として与えられるため、逐次、中点qが入力として与えられる。中点qを用いて、時間間隔Δtの間に中点qがベクトルmだけ移動したときの速度ベクトルv=m/Δtを算出する。初期状態のUAV14については、ホバリング状態から開始するので速度はv=0であり、B地点までの距離||T||はL0より十分に大きいとする。 In step S1106, the velocity vector v of the UAV 14 is calculated. In the present embodiment, since the three-dimensional position of the point q 2 from the point q 1 by the position measuring sensor 10 is provided as an input, sequentially, given midpoint q as input. Using the midpoint q, the velocity vector v = m / Δt when the midpoint q moves by the vector m during the time interval Δt is calculated. Since the UAV 14 in the initial state starts from the hovering state, the speed is v = 0, and the distance to the point B || T || is sufficiently larger than L 0 .

ステップS1108で、現在位置からB地点までの距離||T||が、L0以下であるか否かを判定する。現在位置からB地点までの距離||T||が、L0より大きい場合には、ステップS1109へ移行し、加速制御において上記図3の飛行計画に従い、ホバリング状態のv=0から一定速度V0まで加速させる。具体的には、加速制御では、現在の速度vと制限速度V0間の絶対差分||V0−v||を求める。このとき、||V0−v||>Δvのとき、制御データを

と求める。もし、||V0−v||≦Δvならば、制御データをu=0と与える。
In step S1108, the distance || T || from the current position to the point B, it is determined whether the L 0 or less. If the distance || T || from the current position to the point B is larger than L 0 , the process proceeds to step S1109, and in acceleration control, according to the flight plan of FIG. Accelerate to zero . Specifically, in the acceleration control, an absolute difference || V 0 −v || between the current speed v and the speed limit V 0 is obtained. At this time, when || V 0 −v ||> Δv, the control data is

I ask. If || V 0 −v || ≦ Δv, the control data is given as u = 0.


はフィードバック制御におけるゲインパラメータであり、ユーザが状況に応じて設定する。このフィードバックにより、v<V0のとき、一定速度V0まで加速するように制御する。制御データuが出力されて、飛行コマンド変換部34に渡される。この反復を続けることにより、UAV14は一定速度V0まで加速し、その制限速度に達したとき、等速V0で飛行を続けることになる。一定速度で飛行を続けることにより、やがてUAV14の位置からB地点までの関係は||T||≦L0となる。すなわち、UAV14の現在位置から目標点pまでの距離がL0以下になる。このとき、ステップS1110へ移行し、減速制御において一定速度の飛行から減速するように運動を制御する。減速制御では、現在の速度vの絶対差分||v||を求める。このとき、||v||>Δvのとき、制御データを

と求める。||v||≦Δvならば、制御データu=0と与える。λはフィードバック制御におけるゲインパラメータであり、ユーザが状況に応じて設定する。例えば、

と与えてもよいが、B地点でホバリング状態となるように、加速時のゲインパラメータ値よりやや大きめの値を設定してもよい。制御データuが出力されて、飛行コマンド変換部34に渡される。このフィードバックを反復することにより、v>0のとき、v=0になるまでUAV14を減速する。

Is a gain parameter in feedback control and is set by the user according to the situation. By this feedback, when v <V 0 , control is performed to accelerate to a constant speed V 0 . Control data u is output and passed to the flight command converter 34. By continuing this repetition, the UAV 14 accelerates to a constant speed V 0, and when it reaches the speed limit, it continues to fly at the constant speed V 0 . By continuing to fly at a constant speed, the relationship from the position of the UAV 14 to the point B eventually becomes || T || ≦ L 0 . That is, the distance from the current position of the UAV 14 to the target point p is L 0 or less. At this time, the process proceeds to step S1110, and the motion is controlled so as to decelerate from the flight at a constant speed in the deceleration control. In the deceleration control, an absolute difference || v || of the current speed v is obtained. At this time, if || v ||> Δv, the control data is

I ask. If || v || ≦ Δv, control data u = 0 is given. λ is a gain parameter in feedback control, and is set by the user according to the situation. For example,

However, a slightly larger value than the gain parameter value at the time of acceleration may be set so as to be in a hovering state at point B. Control data u is output and passed to the flight command converter 34. By repeating this feedback, when v> 0, the UAV 14 is decelerated until v = 0.

ステップS1112では、速度制御の処理を停止するかを判定し、処理を停止する場合には速度制御部32の処理を終了し、終了しない場合にはステップS1101に戻って処理を繰り返す。   In step S1112, it is determined whether to stop the speed control process. If the process is stopped, the process of the speed control unit 32 is terminated. If not, the process returns to step S1101 to repeat the process.

以上の処理によって、速度制御部32は、上記図3の飛行計画に従い、UAV14を加速、等速、減速に応じて制御データuを出力する。   Through the above processing, the speed control unit 32 outputs the control data u according to acceleration, constant speed, and deceleration of the UAV 14 in accordance with the flight plan of FIG.

次に、ステップS104の飛行コマンド変換部34の飛行コマンド変換処理の詳細について説明する。   Next, details of the flight command conversion process of the flight command conversion unit 34 in step S104 will be described.

飛行コマンド変換部34の処理により、速度制御部32より与えられる制御データuと位置方位検出部30で得た方位θを、使用するUAV14に応じて飛行コマンドの飛行指令データへ変換して通信部50から無線経由で指令する。UAV14への飛行コマンドには様々なデータ形式が存在するが、本実施形態では、市販製品のAR Drone 2.0を例にした場合を示す。ただし、それ以外のUAV14の飛行を制御する場合にも、本実施形態を利用できることは言うまでもない。   By the processing of the flight command converter 34, the control data u given by the speed controller 32 and the azimuth θ obtained by the position / orientation detector 30 are converted into flight command flight command data according to the UAV 14 to be used. Command from 50 via wireless. There are various data formats for the flight command to the UAV 14, but in this embodiment, a case where a commercially available product AR Drone 2.0 is taken as an example is shown. However, it goes without saying that this embodiment can also be used when controlling the flight of other UAVs 14.

図8は飛行コマンド変換部34の処理のフロー図である。飛行コマンド変換部34は処理を開始すると、ステップS1200で、更新された制御データuと、算出された方位角θとの入力を受け付ける。   FIG. 8 is a flowchart of processing of the flight command conversion unit 34. When the process is started, the flight command conversion unit 34 receives input of the updated control data u and the calculated azimuth angle θ in step S1200.

ステップS1202で、制御データuと方位角θとの組み合わせを、UAV14へ送信するための飛行指令データへ変換する。UAV14への飛行指令データは、機体に設定されたX軸周りの回転速度V、Y軸周りの回転速度V、Z軸に沿った速度Vと、Z軸周りの回転速度Vθになる。制御データuがu=(u,u,u)と与えられるとする。UAV14では、X軸周りの回転がY軸の並進運動を生み出し、Y軸周りの回転がX軸の並進運動を生み出するため、本処理では、UAV14に与える飛行指令データを以下(1)〜(4)式により変換する。 In step S1202, the combination of the control data u and the azimuth angle θ is converted into flight command data for transmission to the UAV 14. The flight command data to the UAV 14 includes the rotation speed V x around the X axis, the rotation speed V y around the Y axis, the speed V z along the Z axis, and the rotation speed V θ around the Z axis set in the aircraft. Become. It is assumed that the control data u is given as u = (u x , u y , u z ). In UAV14, rotation around the X axis produces a translational movement of the Y axis, and rotation around the Y axis produces a translational movement of the X axis. 4) Convert according to equation.

係数α、α、α、αθはAR Drone 2.0が扱うことができる変換係数であり、パラメータとしてユーザが決めてよく、例えば、α=α=α=αθ=0.1と与える。 The coefficients α x , α y , α z , and α θ are conversion coefficients that can be handled by the AR Drone 2.0, and may be determined by the user as parameters, for example, α x = α y = α z = α θ = 0. Give it one.

ステップS1204で、通信部50を介して無線通信により(1)〜(4)式で算出した飛行指令データをUAV14へ送信する。   In step S1204, the flight command data calculated by the equations (1) to (4) is transmitted to the UAV 14 by wireless communication via the communication unit 50.

本処理は、速度制御部32で得た制御データuと位置方位検出部30で得た方位角θが与えられるたびに、式(1)〜式(4)で算出した飛行指令データをUAV14へ送り続ける。なお、方位角θを送出することにより、目標地の点pに対するUAV14の向きは、図6で示したように、ベクトルT(中点qから点p)と直交するように補正される。正確に直交するときは、マーカ点q1とマーカ点q2は点p1と点p2に一致する。 In this process, whenever the control data u obtained by the speed control unit 32 and the azimuth angle θ obtained by the position / orientation detection unit 30 are given, the flight command data calculated by the equations (1) to (4) is sent to the UAV 14. Keep sending. By sending the azimuth angle θ, the orientation of the UAV 14 with respect to the target point p is corrected so as to be orthogonal to the vector T (middle point q to point p), as shown in FIG. When they are exactly orthogonal, the marker point q 1 and the marker point q 2 coincide with the points p 1 and p 2 .

ステップS1206で、飛行コマンド変換の処理を停止するかを判定し、処理を停止する場合には飛行コマンド変換部34の処理を終了し、終了しない場合にはステップS1200に戻って処理を繰り返す。   In step S1206, it is determined whether to stop the flight command conversion process. If the process is stopped, the process of the flight command conversion unit 34 is terminated. If not, the process returns to step S1200 to repeat the process.

以上により、本実施形態は、位置計測センサ10によってUAV14の位置と方位を算出し、目標地に向かって上記図3に示す飛行計画に従った速度で飛行するように、UAV14の飛行運動を制御することができる。さらに、目標地では速度v=0でホバリングすることを拘束条件として制御するため、経路を逸脱することなく、飛行経路に沿って忠実に制御するため、安定的かつ正確にUAV14の飛行ナビゲーションを実現することができる。   As described above, in the present embodiment, the position measurement sensor 10 calculates the position and orientation of the UAV 14 and controls the flight movement of the UAV 14 so as to fly toward the destination at a speed according to the flight plan shown in FIG. can do. Furthermore, since hovering at a speed of v = 0 is controlled as a constraint condition at the target location, the flight navigation of the UAV14 is realized stably and accurately because it is faithfully controlled along the flight route without departing from the route. can do.

以上説明したように、第1の実施形態に係る飛行制御装置によれば、位置計測センサによって計測されたマーカの各々の三次元座標と、予め設定されたUAV14の目標地12の目標点とに基づいて、マーカの各々の三次元座標の中点、中点からの目標点までの距離、及びグローバル座標系における目標点に対するマーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出し、目標点までの距離に応じて加速又は減速するように、中点及び目標点から定まるUAVの速度ベクトルを制御するための制御データを更新し、更新された制御データと、算出された方位角とに基づいて、UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した飛行指令データに基づいてUAVの運動を制御することにより、無人飛行機を自由自在に操作し、かつ、円滑かつ安定的に飛行させるように制御できる。   As described above, according to the flight control device according to the first embodiment, the three-dimensional coordinates of each marker measured by the position measurement sensor and the preset target point of the target location 12 of the UAV 14 are set. Based on this, the midpoint of each 3D coordinate of the marker, the distance from the midpoint to the target point, and the azimuth of the line connecting each 3D coordinate of the marker to the target point in the global coordinate system are calculated. The control data for controlling the velocity vector of the UAV determined from the middle point and the target point is updated so as to accelerate or decelerate according to the distance to the target point, and the updated control data and the calculated azimuth angle Based on the above, the flight command data in the UAV is calculated, and the movement of the UAV is controlled based on the calculated flight command data. It can be controlled so as to stably fly.

<本発明の第2の実施形態に係る飛行制御装置の構成及び作用>
本発明の第2の実施形態は、上記図2の第1の実施形態の構成において、空間中において多様な幾何パターンを描くように飛行を制御する例である。図9に幾何パターンに基づいたUAV14の飛行経路の例を示す。図9(A)では、上記図2の第1の実施形態の構成において、A地点からB地点への直線飛行とB地点からA地点への直線飛行を連続して飛行制御することにより、UAVはA地点とB地点間の往復路を飛行する。
<Configuration and Action of Flight Control Device According to Second Embodiment of the Present Invention>
The second embodiment of the present invention is an example of controlling the flight so as to draw various geometric patterns in the space in the configuration of the first embodiment of FIG. FIG. 9 shows an example of the flight path of the UAV 14 based on the geometric pattern. In FIG. 9A, in the configuration of the first embodiment of FIG. 2 described above, the UAV is controlled by continuously controlling the straight flight from the point A to the point B and the straight flight from the point B to the point A. Flies in a round trip between point A and point B.

図9(B)では、上記図2の第1の実施形態の構成において、A地点からB地点への直線飛行、B地点からC地点への直線飛行、並びにC地点からA地点への直線飛行を連続して飛行制御することにより、UAV14はA地点、B地点、C地点で形成される三角形状の周回を飛行する。   In FIG. 9B, in the configuration of the first embodiment of FIG. 2, the straight flight from the point A to the point B, the straight flight from the point B to the point C, and the straight flight from the point C to the point A. By continuously controlling the flight, the UAV 14 flies around a triangular circuit formed by points A, B, and C.

図9(C)では、上記図2の第1の実施形態の構成において、A地点からB地点への直線飛行、B地点からC地点への直線飛行、C地点からD地点への直線飛行、並びにD地点からA地点への直線飛行を連続して飛行制御することにより、UAV14はA地点、B地点、C地点、D地点で形成される四角形状の周回を飛行する。   In FIG. 9C, in the configuration of the first embodiment of FIG. 2, the straight flight from the point A to the point B, the straight flight from the point B to the point C, the straight flight from the point C to the point D, In addition, the UAV 14 flies through a square circuit formed by the points A, B, C, and D by continuously controlling the straight flight from the point D to the point A.

図9(D)では、上記図2の第1の実施形態の構成において、A地点からB地点への直線飛行、B地点からC地点への直線飛行、C地点からD地点への直線飛行、D地点からE地点への直線飛行、並びにE地点からA地点への直線飛行を連続して飛行制御することにより、UAV14はA地点、B地点、C地点、D地点、E地点で形成される五角形状を描くように飛行する。あるいは、A地点からD地点への直線飛行、D地点からB地点への直線飛行、B地点からE地点への直線飛行、E地点からC地点への直線飛行、並びにC地点からA地点への直線飛行を連続して飛行制御することにより、UAV14はA地点、D地点、B地点、E地点、C地点で形成される五角形状の周回を飛行する。第1の実施形態は直線飛行を基本にして加速、等速、減速の制御が行われるため、直線飛行で描く幾何パターンであれば任意の幾何形状の経路に沿って飛行することができる。   In FIG. 9D, in the configuration of the first embodiment of FIG. 2, the straight flight from the point A to the point B, the straight flight from the point B to the point C, the straight flight from the point C to the point D, By continuously controlling straight flight from D point to E point and straight flight from E point to A point, UAV 14 is formed at A point, B point, C point, D point and E point. Fly like drawing a pentagon. Or, straight flight from point A to point D, straight flight from point D to point B, straight flight from point B to point E, straight flight from point E to point C, and from point C to point A The UAV 14 flies in a pentagonal circle formed by point A, point D, point B, point E, and point C by continuously controlling straight flight. In the first embodiment, acceleration, constant speed, and deceleration are controlled on the basis of linear flight, and therefore, a geometric pattern drawn by linear flight can fly along a path of any geometric shape.

<本発明の第3の実施形態に係る飛行制御装置の構成及び作用>
本発明の第3の実施形態は、上記図2の第1の実施形態の構成において、N台のUAV14の飛行を同時に制御する例である。図10に、UAV14#1を先頭にしてN台のUAV14が編成を組んで飛行する状況を示す。それぞれのUAV14には位置計測センサ10で検出可能な2つのマーカが設置されている。UAV14#1の点Aと点Bの中点が第1の実施形態の目標点pに対応するものとし、UAV14#2の点Aと点Bの中点が第1の実施形態の点qと点qに対応するものとする。以下、N台目のUAV14の中点をq、N−1台目のUAV14の目標点をpとして説明する。各UAV14が互いに衝突しないように、第1の実施形態と同様に速度制御部32において、ΔL=Dと与えて、UAV14間の距離をDとするようにUAV14#2の運動を制御する。ただし、間隔DとしてはUAV14が衝突しない程度に十分な間隔が設定される。本実施形態では、等間隔Dを設定した場合を例に説明するが、UAV14が衝突しない程度の安全な距離に個別に設定してもよい。
<Configuration and Action of Flight Control Device According to Third Embodiment of the Present Invention>
The third embodiment of the present invention is an example in which the flight of N UAVs 14 is simultaneously controlled in the configuration of the first embodiment of FIG. FIG. 10 shows a situation in which N UAVs 14 form a flight starting from UAV 14 # 1. Each UAV 14 is provided with two markers that can be detected by the position measurement sensor 10. UAV14 # midpoint of A 1 and point B 1 point 1 is assumed to correspond to the target point p of the first embodiment, UAV14 # midpoint of A 2 and point B 2 points 2 the first embodiment It corresponds to a q 1 and the point q 2 points. In the following description, it is assumed that the midpoint of the Nth UAV14 is q and the target point of the (N-1) th UAV14 is p. In order to prevent the UAVs 14 from colliding with each other, the speed control unit 32 controls the movement of the UAV 14 # 2 so that ΔL = D is given and the distance between the UAVs 14 is D, as in the first embodiment. However, a sufficient interval is set as the interval D so that the UAV 14 does not collide. In this embodiment, the case where the equal interval D is set will be described as an example. However, the distance may be individually set to a safe distance so that the UAV 14 does not collide.

この割り当てにより、第1の実施形態1と同様に、UAV14#1の点Aと点Bの中点座標、すなわち目標点までの距離Dに近づくように、UAV14#2の点Aと点Bの位置と方位、並びにUAV14#2の速度が制御される。 By this assignment, as in the first embodiment, the point A 2 of the UAV 14 # 2 approaches the midpoint coordinate of the point A 1 of the UAV 14 # 1 and the point D of the point B 1 , that is, the distance D to the target point. the position and orientation of the point B 2, and UAV14 # 2 speed is controlled.

同様にして、UAV14#Nの点Aと点Bを第1の実施形態の点qと点qに対応させ、目標点pについては、1つ前を飛行するUAV14#N−1の点AN−1と点BN−1の中点を目標点pとすることにより、UAV14#Nの位置、方位、並びに速度を制御する。 Similarly, the point A N and the point B N of the UAV 14 # N are made to correspond to the point q 1 and the point q 2 of the first embodiment, and the target point p is UAV 14 # N-1 which is flying one before. By setting the midpoint of the points A N-1 and B N-1 as the target point p, the position, orientation, and speed of the UAV 14 # N are controlled.

本実施形態において、複数のUAV14の運動を同時に制御することができ、直線に沿ってUAV14#1を先頭にしてN台のUAV14の編隊飛行を可能とする。   In the present embodiment, the movements of a plurality of UAVs 14 can be controlled simultaneously, and N UAVs 14 can fly in a flight along the straight line with UAV 14 # 1 at the head.

本実施形態の位置方位検出部30、速度制御部32、及び飛行コマンド変換部34は1台目のUAV14について上記第1の実施形態と同様に処理を行う。以下、2台目以降のUAV14について以下の処理を行う。   The position / orientation detection unit 30, the speed control unit 32, and the flight command conversion unit 34 of the present embodiment perform processing on the first UAV 14 in the same manner as in the first embodiment. Thereafter, the following processing is performed for the second and subsequent UAVs 14.

本実施形態の位置方位検出部30は、位置計測センサ10によって計測されたN台目のマーカの各々の三次元座標と、予め求められたN−1台目のUAV14の中点とに基づいて、N台目のUAV14のマーカの各々の三次元座標の中点、中点からN−1台目のUAV14の中点である目標点pまでの距離||T||、及びグローバル座標系におけるN−1台目のUAV14の中点である目標点pに対するN台目のUAV14のマーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角θを算出する。   The position / orientation detection unit 30 according to the present embodiment is based on the three-dimensional coordinates of each of the Nth markers measured by the position measurement sensor 10 and the midpoint of the (N−1) th UAV 14 obtained in advance. , The midpoint of each of the Nth UAV14 markers, the distance from the midpoint to the target point p which is the midpoint of the (N-1) th UAV14, and the global coordinate system The azimuth angle θ of the line segment connecting the three-dimensional coordinates of each marker of the Nth UAV 14 with respect to the target point p, which is the middle point of the (N−1) th UAV 14, is calculated.

速度制御部32は、N台目のUAV14の中点qに対するN−1台目のUAV14の目標点pまでの距離に基づいて、上記図3に示す飛行計画に従った速度となるように、N台目のUAV14に対する制御データuを更新する。   Based on the distance from the midpoint q of the Nth UAV 14 to the target point p of the (N-1) th UAV 14, the speed control unit 32 is set to a speed according to the flight plan shown in FIG. The control data u for the Nth UAV 14 is updated.

飛行コマンド変換部34は、N台目のUAV14について更新された制御データuと、N台目のUAV14について算出された方位角θとに基づいて、N台目のUAV14における、飛行指令データを算出し、算出した飛行指令データに基づいてN台目のUAV14の運動を制御する。   The flight command conversion unit 34 calculates flight command data in the Nth UAV 14 based on the control data u updated for the Nth UAV 14 and the azimuth angle θ calculated for the Nth UAV 14. The movement of the Nth UAV 14 is controlled based on the calculated flight command data.

以上説明したように、第3の実施形態に係る飛行制御装置によれば、複数のUAVに対しても、各UAVに対して三次元位置と方位を示す飛行指令を出すことにより、複数のUAV同士を衝突させることなく、空間中を自由自在に操作することが可能となる。さらに、ユーザの意図でUAVを制御することにより、人を取り巻く実環境において、人の単独行動では実現不可能な作業をUAVが支援する、あるいは協調作業することが可能となる。   As described above, according to the flight control device according to the third embodiment, a plurality of UAVs can be obtained by issuing a flight command indicating a three-dimensional position and direction to each UAV. It is possible to freely operate in the space without colliding each other. Furthermore, by controlling the UAV for the user's intention, it becomes possible for the UAV to support work that cannot be realized by a single action of a person or to perform cooperative work in an actual environment surrounding the person.

<本発明の第4の実施形態に係る飛行制御装置の構成及び作用>
本発明の第4の実施形態は、上記第3の実施形態の構成において、空間中において上記図9に示す多様な幾何パターンを描くように編隊飛行を制御する例である。あるいは、直線飛行で描く幾何パターンであれば、任意の幾何形状の経路に沿って編隊飛行することができる。
<Configuration and Action of Flight Control Device According to Fourth Embodiment of the Present Invention>
The fourth embodiment of the present invention is an example of controlling formation flight so as to draw various geometric patterns shown in FIG. 9 in the space in the configuration of the third embodiment. Alternatively, if it is a geometric pattern drawn by straight flight, it is possible to fly in a formation along a path having an arbitrary geometric shape.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.

10 位置計測センサ
12 目標地
14 UAV
20 演算部
30 位置方位検出部
32 速度制御部
34 飛行コマンド変換部
50 通信部
100 飛行制御装置
10 Position measurement sensor 12 Target location 14 UAV
20 arithmetic unit 30 position and direction detection unit 32 speed control unit 34 flight command conversion unit 50 communication unit 100 flight control device

Claims (7)

UAV(Unmanned Aerial Vehicle)に付与され、かつ、マーカ間の距離が既知の複数のマーカの各々の三次元座標を計測する位置計測センサと、
前記位置計測センサによって計測された前記マーカの各々の三次元座標と、予め設定された前記UAVの目標地の目標点とに基づいて、前記マーカの各々の三次元座標の中点、前記中点からの前記目標点までの距離、及びグローバル座標系における前記目標点に対する前記マーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出する位置方位検出部と、
前記目標点までの距離に応じて加速又は減速するように、前記中点及び前記目標点から定まる前記UAVの速度ベクトルを制御するための制御データを更新する速度制御部と、
更新された前記制御データと、算出された前記方位角とに基づいて、前記UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した前記飛行指令データに基づいて前記UAVの運動を制御する飛行コマンド変換部と、
を含む飛行制御装置。
A position measurement sensor that is provided to a UAV (Unmanned Aerial Vehicle) and that measures the three-dimensional coordinates of each of a plurality of markers whose distances between the markers are known;
Based on the three-dimensional coordinates of each of the markers measured by the position measurement sensor and the target point of the target location of the UAV set in advance, the midpoint, the midpoint of each of the markers A position and orientation detection unit that calculates a distance from the target point to the target point, and an azimuth angle of a line segment connecting each three-dimensional coordinate of the marker with respect to the target point in a global coordinate system;
A speed control unit that updates control data for controlling the speed vector of the UAV determined from the middle point and the target point so as to accelerate or decelerate according to the distance to the target point;
A flight command conversion unit that calculates flight command data in the UAV based on the updated control data and the calculated azimuth angle, and controls movement of the UAV based on the calculated flight command data When,
Including flight control device.
前記速度制御部は、前記目標点までの距離が、予め定められた距離以下である場合には、前記速度ベクトルを減速させた任意の速度ベクトルとして、前記制御データを更新し、
前記目標点までの距離が、前記予め定められた距離より長い場合には、前記速度ベクトルを加速させた、または一定の速度とした任意の速度ベクトルとして、前記制御データを更新する請求項1に記載の飛行制御装置。
When the distance to the target point is equal to or less than a predetermined distance, the speed control unit updates the control data as an arbitrary speed vector obtained by decelerating the speed vector,
The control data is updated as an arbitrary speed vector obtained by accelerating the speed vector or setting a constant speed when the distance to the target point is longer than the predetermined distance. The flight control device described.
前記UAVをN台のUAVとし、N−1台目のUAVの中点をN台目のUAVの前記目標点とし、
前記位置方位検出部は、前記位置計測センサによって計測された前記N台目の前記マーカの各々の三次元座標と、予め求められた前記N−1台目の前記UAVの中点とに基づいて、前記N台目の前記UAVの前記マーカの各々の三次元座標の中点、前記中点からN−1台目のUAVの中点である前記目標点までの距離、及びグローバル座標系におけるN−1台目のUAVの中点である前記目標点に対する前記N台目の前記UAVの前記マーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出し、
前記速度制御部は、前記N台目の前記UAVの前記中点に対する前記目標点までの距離に基づいて、前記N台目の前記UAVに対する前記制御データを更新し、
前記飛行コマンド変換部は、前記N台目のUAVについて更新された前記制御データと、前記N台目のUAVについて算出された前記方位角とに基づいて、前記N台目の前記UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した前記飛行指令データに基づいて前記N台目の前記UAVの運動を制御する請求項1又は請求項2に記載の飛行制御装置。
The UAV is N UAVs, the midpoint of the (N-1) th UAV is the target point of the Nth UAV,
The position / orientation detection unit is based on a three-dimensional coordinate of each of the Nth markers measured by the position measurement sensor and a midpoint of the N−1th UAV obtained in advance. , The midpoint of each of the markers of the Nth UAV, the distance from the midpoint to the target point which is the midpoint of the (N-1) th UAV, and N in the global coordinate system Calculating an azimuth angle of a line segment connecting the three-dimensional coordinates of the markers of the Nth UAV with respect to the target point which is the midpoint of the first UAV;
The speed control unit updates the control data for the Nth UAV based on a distance from the midpoint of the Nth UAV to the target point,
The flight command conversion unit is configured to perform a flight in the Nth UAV based on the control data updated for the Nth UAV and the azimuth calculated for the Nth UAV. The flight control device according to claim 1, wherein command data is calculated, and the movement of the Nth UAV is controlled based on the calculated flight command data.
位置計測センサが、UAV(Unmanned Aerial Vehicle)に付与され、かつ、マーカ間の距離が既知の複数のマーカの各々の三次元座標を計測するステップと、
位置方位検出部が、前記位置計測センサによって計測された前記マーカの各々の三次元座標と、予め設定された前記UAVの目標地の目標点とに基づいて、前記マーカの各々の三次元座標の中点、前記中点からの前記目標点までの距離、及びグローバル座標系における前記目標点に対する前記マーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出するステップと、
速度制御部が、前記目標点までの距離に応じて加速又は減速するように、前記中点及び前記目標点から定まる前記UAVの速度ベクトルを制御するための制御データを更新するステップと、
飛行コマンド変換部が、更新された前記制御データと、算出された前記方位角とに基づいて、前記UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した前記飛行指令データに基づいて前記UAVの運動を制御するステップと、
を含む飛行制御方法。
A step of measuring a three-dimensional coordinate of each of a plurality of markers provided with a position measurement sensor on a UAV (Unmanned Aerial Vehicle) and having a known distance between the markers;
The position / orientation detection unit is configured to determine the three-dimensional coordinates of each of the markers based on the three-dimensional coordinates of each of the markers measured by the position measurement sensor and the preset target point of the target location of the UAV. Calculating a midpoint, a distance from the midpoint to the target point, and an azimuth of a line segment connecting each three-dimensional coordinate of the marker with respect to the target point in a global coordinate system;
Updating a control data for controlling a velocity vector of the UAV determined from the middle point and the target point so that the speed control unit accelerates or decelerates according to a distance to the target point;
A flight command conversion unit calculates flight command data in the UAV based on the updated control data and the calculated azimuth angle, and moves the UAV based on the calculated flight command data. A controlling step;
Including flight control method.
前記速度制御部が更新するステップでは、前記目標点までの距離が、予め定められた距離以下である場合には、前記速度ベクトルを減速させた任意の速度ベクトルとして、前記制御データを更新し、
前記目標点までの距離が、前記予め定められた距離より長い場合には、前記速度ベクトルを加速させた、または一定の速度とした任意の速度ベクトルとして、前記制御データを更新する請求項4に記載の飛行制御方法。
In the step of updating the speed control unit, when the distance to the target point is equal to or less than a predetermined distance, the control data is updated as an arbitrary speed vector obtained by decelerating the speed vector,
The control data is updated as an arbitrary speed vector obtained by accelerating the speed vector or setting a constant speed when the distance to the target point is longer than the predetermined distance. The flight control method described.
前記UAVをN台のUAVとし、N−1台目のUAVの中点をN台目のUAVの前記目標点とし、
前記位置方位検出部が算出するステップでは、前記位置計測センサによって計測された前記N台目の前記マーカの各々の三次元座標と、予め求められた前記N−1台目の前記UAVの中点とに基づいて、前記N台目の前記UAVの前記マーカの各々の三次元座標の中点、前記中点からN−1台目のUAVの中点である前記目標点までの距離、及びグローバル座標系におけるN−1台目のUAVの中点である前記目標点に対する前記N台目の前記UAVの前記マーカの各々の三次元座標を結んだ線分の方位角を算出し、
前記速度制御部が更新するステップでは、前記N台目の前記UAVの前記中点に対する前記目標点までの距離に基づいて、前記N台目の前記UAVに対する前記制御データを更新し、
前記飛行コマンド変換部が制御するステップでは、前記N台目のUAVについて更新された前記制御データと、前記N台目のUAVについて算出された前記方位角とに基づいて、前記N台目の前記UAVにおける、飛行指令データを算出し、算出した前記飛行指令データに基づいて前記N台目の前記UAVの運動を制御する請求項4又は請求項5に記載の飛行制御方法。
The UAV is N UAVs, the midpoint of the (N-1) th UAV is the target point of the Nth UAV,
In the step of calculating by the position / orientation detection unit, the three-dimensional coordinates of each of the Nth markers measured by the position measurement sensor and the midpoint of the U-1th UAV obtained in advance Based on the three-dimensional coordinates of each of the markers of the Nth UAV, the distance from the midpoint to the target point which is the midpoint of the (N-1) th UAV, and global Calculating an azimuth angle of a line segment connecting the three-dimensional coordinates of each of the markers of the Nth UAV with respect to the target point which is the midpoint of the N-1st UAV in the coordinate system;
The step of updating by the speed control unit updates the control data for the Nth UAV based on a distance from the middle point of the Nth UAV to the target point,
In the step of controlling by the flight command conversion unit, based on the control data updated for the Nth UAV and the azimuth calculated for the Nth UAV, the Nth UAV 6. The flight control method according to claim 4, wherein flight command data in a UAV is calculated, and a motion of the Nth UAV is controlled based on the calculated flight command data. 7.
コンピュータを、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の飛行制御装置の各部として機能させるためのプログラム。   The program for functioning a computer as each part of the flight control apparatus of any one of Claims 1-3.
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Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11139396A (en) * 1997-11-10 1999-05-25 Makoto Toyama Formation flying control device
JP4017448B2 (en) * 2002-06-14 2007-12-05 財団法人くまもとテクノ産業財団 Autonomous flight kite plane system and kite plane controller
JP5107582B2 (en) * 2007-01-15 2012-12-26 三菱電機株式会社 Aircraft navigation calculation program with image sensor
JP5391164B2 (en) * 2010-08-23 2014-01-15 日本電信電話株式会社 Autonomous mobile robot motion planning method, autonomous mobile robot control method using autonomous mobile robot motion planning method, autonomous mobile robot motion planning device, autonomous mobile robot motion control device, autonomous mobile robot motion planning program, autonomous mobile robot Mobile robot control program
US20170131726A1 (en) * 2015-11-06 2017-05-11 SySense Incorporated Automated operation of aircraft systems in inverted-v formations
CN105717489A (en) * 2016-03-11 2016-06-29 歌尔声学股份有限公司 Following method and device of unmanned aerial vehicle and wearable equipment
US12428171B2 (en) * 2016-03-18 2025-09-30 Sunlight Aerospace Inc. Flight control methods for operating close formation flight
TWI589905B (en) * 2016-09-08 2017-07-01 博泰科技有限公司 Orientation control method for drone

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