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WO2018003078A1 - 無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラム - Google Patents

無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラム Download PDF

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Publication number
WO2018003078A1
WO2018003078A1 PCT/JP2016/069503 JP2016069503W WO2018003078A1 WO 2018003078 A1 WO2018003078 A1 WO 2018003078A1 JP 2016069503 W JP2016069503 W JP 2016069503W WO 2018003078 A1 WO2018003078 A1 WO 2018003078A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
input
flight control
flight
wireless aircraft
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/069503
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊二 菅谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Optim Corp
Original Assignee
Optim Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Optim Corp filed Critical Optim Corp
Priority to PCT/JP2016/069503 priority Critical patent/WO2018003078A1/ja
Publication of WO2018003078A1 publication Critical patent/WO2018003078A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/106—Change initiated in response to external conditions, e.g. avoidance of elevated terrain or of no-fly zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/02—Agriculture; Fishing; Forestry; Mining
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/40—UAVs specially adapted for particular uses or applications for agriculture or forestry operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00—UAVs characterised by their flight controls

Definitions

  • the present invention relates to a flight control system for a wireless aircraft, a flight control method for a wireless aircraft, and a flight control program for a wireless aircraft.
  • This wireless aircraft includes a communication module that receives a radio signal transmitted from a pilot, a control device that controls flight according to the radio signal, and a power unit that includes an engine, a propeller, and the like controlled by the control device have.
  • the communication module receives a radio signal that commands ascending, descending, and turning from the pilot
  • the communication module outputs the received radio signal to the control device.
  • the control device converts the radio signal from analog to digital and decodes the command content of the radio signal.
  • the control device controls the power unit in accordance with the decoded command content.
  • the flight control of the wireless aircraft is performed by changing the command content of the radio signal transmitted from the pilot machine from time to time in the form of turning from right to left and from rising to falling.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a flight control system, a flight control method for a wireless aircraft, and a flight control program for a wireless aircraft that automatically fly a wireless aircraft according to a crop type. Objective.
  • the present invention provides the following solutions.
  • the crop type receiving means for receiving the input of the crop type;
  • An area receiving means for receiving an input of the area on the map data;
  • Flight control means for automatically flying a wireless aircraft with the flight plan corresponding to the input crop type with respect to the input area.
  • the invention accepts an input of a crop type, accepts an input of an area on map data, and is wireless with a flight plan corresponding to the input crop type with respect to the input area. Let the aircraft fly automatically.
  • the invention according to the first feature is an invention according to the system, but an invention according to another category such as a method also exhibits the same actions and effects according to the category.
  • the input receiving unit receives an input of cropping time
  • the flight control unit inputs the input crop type and the input to the input region. It is characterized by automatically flying a wireless aircraft with a flight plan according to the planting time.
  • an input of a cropping time is accepted, and a wireless aircraft is operated with a flight plan corresponding to the input crop type and the input cropping time for the input region. Let it fly automatically.
  • the input receiving means receives an input of crop status
  • the flight control means causes the wireless aircraft to automatically fly with the flight plan corresponding to the input crop type and the input cropping state with respect to the input region.
  • an input of crop status is received, and a wireless aircraft is operated with a flight plan corresponding to the input crop type and the input cropping status with respect to the input area. Let it fly automatically.
  • the information processing apparatus includes external information acquisition means for acquiring external information, and the flight control means is configured to acquire the input crop type and the acquired information for the input area. It is characterized by automatically flying a wireless aircraft with a flight plan according to external information.
  • external information is acquired, and a wireless aircraft is automatically operated with a flight plan corresponding to the input crop type and the acquired external information for the input area. Let it fly.
  • the flight control means further comprises user notification means for notifying the user of the result of the automatic flight of the wireless aircraft.
  • the invention according to the fifth feature notifies the user of the result of automatically flying the wireless aircraft.
  • the sixth aspect of the invention is further characterized by further comprising area attribute changing means for changing the attribute of the accepted area according to the accepted crop type.
  • the invention according to the sixth feature changes the attribute of the accepted area according to the accepted crop type.
  • a crop type receiving step for receiving an input of a crop type
  • an area receiving step for receiving an input of an area on map data
  • the input for the input area and the input for the input area.
  • a flight control step for automatically flying the wireless aircraft with a flight plan according to the type of crop.
  • the invention according to the seventh aspect receives an input of a crop type, receives an input of an area on map data, and wirelessly transmits the input area to the input area according to the input crop type. Let the aircraft fly automatically.
  • the crop type acceptance program that accepts an input of a crop type
  • an area acceptance program that accepts an input of an area on map data
  • the input for the inputted area
  • a flight control program for automatically flying a wireless aircraft with a flight plan according to the crop type.
  • an input of a crop type is received, an input of an area on map data is received, and a flight plan corresponding to the input crop type is wirelessly transmitted to the input area. Let the aircraft fly automatically.
  • the present invention it is possible to automatically fly the wireless aircraft with the flight plan corresponding to the input crop type with respect to the input area.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a system configuration to which a flight control system for a wireless aircraft, a flight control method for a wireless aircraft, and a flight control program for a wireless aircraft according to a first embodiment of the present invention are applied.
  • the map which shows an example of the flight plan production
  • the flowchart which shows the flight control process of the embodiment.
  • the block diagram which shows the system configuration
  • structure to which the flight control system of the wireless aircraft which concerns on 3rd embodiment of this invention, the flight control method of a wireless aircraft, and the flight control program of a wireless aircraft are applied.
  • structure to which the flight control system of the wireless aircraft which concerns on 4th embodiment of this invention, the flight control method of a wireless aircraft, and the flight control program of a wireless aircraft are applied.
  • structure to which the flight control system of the wireless aircraft which concerns on 5th embodiment of this invention, the flight control method of a wireless aircraft, and the flight control program of a wireless aircraft are applied.
  • FIG. 1 shows a system configuration to which a flight control system for a wireless aircraft, a flight control method for a wireless aircraft, and a flight control program for a wireless aircraft according to the present embodiment are applied.
  • the flight control system of the wireless aircraft, the flight control method of the wireless aircraft, and the flight control program of the wireless aircraft according to the present embodiment are, for example, crop image photography, bird protection, sowing, fertilizer application, agricultural chemicals Used for spraying and pollination.
  • the wireless aircraft When used for fertilizer, sowing, pesticide application and pollination, the wireless aircraft further includes devices necessary for fertilizer application, seeding, pesticide application and pollination.
  • the wireless aircraft 100 has a flight control system 110 that controls the flight of the wireless aircraft 100.
  • the flight control system 110 is configured by, for example, a microcomputer, a control circuit, a program installed therein, or the like.
  • the flight control system 110 includes a crop type receiving unit 111 that constitutes a crop type receiving unit that receives an input of a crop type that is a type of a crop such as a crop, and an area receiving unit that receives an input of an area where a predetermined crop exists.
  • a flight control unit 113 constituting flight control means for automatically flying a wireless aircraft with a flight plan corresponding to the input crop type and area.
  • the crop type reception unit 111, the region reception unit 112, and the flight control unit 113 are configured by, for example, a program programmed in a microcomputer or control circuit to which the flight control system 110 is applied, or a separate microcomputer or control circuit.
  • the wireless aircraft 100 can also include a GPS (Global Positioning System) sensor for detecting the position of the wireless aircraft 100.
  • the flight control system 110 can control the flight route of the wireless aircraft 100 on the basis of the current location of the wireless aircraft 100 and the accepted area as the flight target.
  • the crop type reception unit 111 receives, for example, an input of the crop type input to the user through a selection device mounted on the wireless aircraft 100.
  • a crop type such as rice, cabbage or onion is selected as the crop type.
  • the crop type acceptance unit 111 outputs information indicating the accepted crop type to the flight control unit 113.
  • the area receiving unit 112 holds, for example, map data, and receives information regarding latitude and longitude indicating a specific area in the map data.
  • the region receiving unit 112 can receive a region by selecting a specific region displayed on the map image.
  • the area receiving unit 112 outputs information indicating the received area to the flight control unit 113.
  • the input of the crop type and the region to the crop type reception unit 111 and the region reception unit 112 is transmitted from an information terminal such as a personal computer or a high-functional portable terminal (smart phone) owned by the user instead of the selection device. It is also possible to accept crop types and areas through reception of wireless communication. In addition, reception of this wireless communication can also be performed via a server, for example. In addition, the crop type reception unit 111 and the region reception unit 112 are based on the data and the flight history when the data regarding the crop type and the region registered in advance are owned or when the previous flight history exists. It is also possible to accept crop types and areas.
  • the flight control unit 113 determines the flight plan of the wireless aircraft 100 according to the received information.
  • the flight control unit 113 controls the flight altitude, speed, flight route, and the like of the wireless aircraft 100 by controlling the power mechanism of the wireless aircraft 100 according to the determined flight plan.
  • the flight control unit 113 determines a flight plan based on, for example, a predetermined calculation. Further, the flight control unit 113 can hold, for example, a map shown in FIG. 2 and determine a flight plan based on this map.
  • FIG. 2 shows an example of a flight plan generation map used when the flight control unit 113 determines a flight plan based on the map calculation.
  • This flight plan generation map is stored in, for example, a memory area held by the flight control system 110.
  • the flight plan generation map shows information related to the crop type classified for each type, such as leaf vegetables, fruit vegetables, cereals, beans, and root vegetables. Cabbage and onions are registered as leaf vegetables.
  • a flight plan of the wireless aircraft 100 corresponding to the characteristics of the crop type is defined based on a predetermined rule. For example, as a flight plan for cabbage, the altitude when the wireless aircraft 100 flies in a predetermined area where the cabbage is planted, the speed, the staying time when flying in the area, the traveling course in the area, the priority, and The number of visits is associated with each crop type.
  • an all-area course in which the wireless aircraft 100 swirls and flies over the entire area of one field where cabbage is planted, and an outer periphery of the area in which the wireless aircraft 100 flies only in the outer periphery of the one field Courses are prescribed.
  • the flight plan defined for the accepted crop type is associated with the area of the crop type.
  • a flight plan of the wireless aircraft 100 for cabbage planted in a field located at a predetermined latitude and longitude “altitude 150 cm”, “speed 1.5 m / sec”, “flight time over cabbage” “Area staying time 600 seconds” and “All traveling flights in one area” are determined.
  • FIG. 3 shows the flight control process of the wireless aircraft 100 of the present embodiment.
  • step S10 of FIG. 3 first, information regarding the type of crop such as cabbage, tomato, and rice is accepted as a flight target of the wireless aircraft 100.
  • step S11 the planted area of each accepted crop type is accepted (S11).
  • the flight plan is determined based on the accepted crop type and area, for example, by referring to the flight plan generation map or by a predetermined calculation (S12).
  • the crop type for example, the crop type (cabbage) present at the closest point from the flight start point of the wireless aircraft 100
  • the crop type (lettuce) adjacent to the crop type for example.
  • a series of flight plans is determined. In determining the series of flight plans, for example, the priority defined for each crop type is also taken into consideration, and priority is given to the time series order of the flight of the crop type having a higher priority first.
  • the wireless aircraft 100 flies over the area of the accepted crop based on the flight plan (S13).
  • the wireless aircraft 100 photographs the crops with a mounted camera when flying over the crops.
  • the wireless aircraft 100 controls a spraying device mounted in advance on the wireless aircraft 100 so that the amount of agricultural chemicals and fertilizers specified for each crop is sprayed. I do.
  • the wireless aircraft 100 lands at a preset point, the first flight point, the vicinity of the first flight crop, the vicinity of the last flight crop, or the like. This completes the flight control process.
  • the wireless aircraft 100 can automatically fly over the crops based on an optimal flight plan according to the characteristics of the crop type.
  • FIG. 4 shows a system configuration to which a flight control system for a wireless aircraft, a flight control method for a wireless aircraft, and a flight control program for a wireless aircraft according to a second embodiment are applied.
  • the wireless aircraft 100 includes a communication module 120 that performs communication with an information terminal such as a smart phone or a personal computer owned by the user.
  • the communication module 120 performs, for example, direct communication with an information terminal or indirect communication via a server.
  • a communication method any method can be used.
  • a wireless PAN such as Bluetooth or ZigBee
  • a wireless LAN such as Wi-Fi
  • a wireless MAN can be applied.
  • the flight control system 110A further includes an external information acquisition unit 114 that acquires external information of the wireless aircraft 100, and a region attribute change unit 115 that changes the attributes of the region received by the region reception unit 112. Further, the flight control system 110A includes a user notification unit 116 that notifies the user of the result of the automatic flight of the flight control system 110A controlled by the flight control unit 113.
  • the external information acquisition unit 114, the region attribute change unit 115, and the user notification unit 116 are each configured by an application program installed in a microcomputer, a control circuit, or the like constituting the flight control system 110A, or by a separate microcomputer, control circuit, or the like. Can be done.
  • the crop type reception unit 111 according to the present embodiment further receives a cropping time, which is a time when the crop is planted, in addition to the crop type. Further, the crop type receiving unit 111 according to the present embodiment further receives a crop state such as a crop cultivation state and an insect eating state in addition to the crop type and the cropping time. Note that the crop type reception unit 111 according to the present embodiment can receive the crop type, cropping time, and crop status through communication via the communication module 120, for example. That is, the communication module 120 receives the transmitted wireless communication when information regarding the crop type, cropping time, and crop status input to the information terminal is transmitted as wireless communication.
  • the crop type reception unit 111 acquires information regarding the crop type, cropping time, and crop status indicated by the received wireless communication from the communication module 120.
  • a predetermined application program is installed in the information terminal, and through this application program processing, the crop type, cropping time, and crop status are input by the user.
  • the external information acquisition unit 114 receives weather information such as season, weather, and wind direction as external information.
  • weather information such as wind speed and weather
  • the external information acquisition unit 114 receives the input weather information.
  • the external information acquisition unit 114 can also acquire weather information from a weather information center, a server, an information terminal, and the like, for example, via the communication module 120 included in the wireless aircraft 100.
  • the external information acquisition unit 114 for example, when the wireless aircraft 100 has sensors such as an air temperature sensor, an anemometer, a barometer, a Doppler sensor, and a millimeter wave radar, the wind speed, the atmospheric pressure, and the Obtain information about obstacles etc. as external information.
  • the external information acquisition unit 114 outputs the acquired external information to the flight control unit 113.
  • the region attribute changing unit 115 changes the region attribute received by the region receiving unit 112 according to the crop type received by the crop type receiving unit 111.
  • the attributes of the region the attention level of the region determined by the type of crop planted in each region, the display mode when displaying the region, and the like are defined.
  • region attributes regional characteristics such as surrounding buildings around the region, terrain, and climate can be defined.
  • the region attribute changing unit 115 acquires information indicating the crop type received by the crop type receiving unit 111 and the region received by the region receiving unit 112 from the crop type receiving unit 111 and the region receiving unit 112, respectively.
  • the region attribute changing unit 115 changes the region attribute based on the acquired information.
  • the region attribute change unit 115 outputs information indicating the changed region attribute to the user notification unit 116.
  • region attribute change part 115 outputs the information which shows this attribute to the flight control part 113, when the attribute of an area
  • the flight control unit 113 acquires information indicating the crop type, cropping time, and cropping status from the crop type reception unit 111 when controlling the flight of the wireless aircraft 100.
  • the flight control unit 113 acquires information indicating the crop region from the region reception unit 112 and acquires information indicating external information of the wireless aircraft 100 from the external information acquisition unit 114.
  • the flight control unit 113 acquires information indicating the attribute of the region regarding the changed terrain characteristic from the region attribute changing unit 115.
  • the flight control unit 113 determines a flight plan of the wireless aircraft 100 by using predetermined calculations and maps based on the acquired information.
  • the flight control unit 113 controls the flight of the wireless aircraft 100 with the determined flight plan.
  • the flight control unit 113 outputs the flight result to the user notification unit 116 after completion of the flight plan.
  • flight control data can be output to the user notification unit 116 in real time at any time during execution of flight control.
  • the user notification unit 116 When the user notification unit 116 acquires the flight result or flight control data from the flight control unit 113, the user notification unit 116 generates notification data for visual display or voice guidance of the flight result or flight control data. In addition, when the user notification unit 116 acquires information about the attribute of the region from the region attribute change unit 115, the user notification unit 116 generates notification data by further adding the information about the attribute.
  • the user notification unit 116 distributes the created notification data to the information terminal owned by the user of the wireless aircraft 100 via the communication module 120.
  • the communication module 120 distributes the notification data to the information terminal via a server connected to the Internet.
  • the communication module 120 can also directly deliver the notification data to the information terminal through direct wireless communication with the information terminal without using a server.
  • the distributed notification data is output as display guidance or voice guidance that is visually displayed on the display screen through an application installed in the information terminal.
  • [Flight plan generation map] 5 to 8 show an example of a flight plan generation map used when a flight plan is determined based on the map calculation.
  • This flight plan generation map is stored in, for example, a memory area held by the flight control system 110A.
  • the flight plan generation map includes a correction coefficient k1 for correcting the flight plan created based on the crop type and area according to the cropping time, crop status, and external information.
  • ⁇ kn, x1 ⁇ xn, and z1 ⁇ zn are defined.
  • the flight altitude of the wireless aircraft 100 defined in the tomato is, for example, 500 cm in order to minimize the influence of the whirlwind associated with the flight of the wireless aircraft 100 on the seed of the seeded tomato.
  • Addition correction is performed, or the flight altitude of the wireless aircraft 100 defined for tomato is multiplied by 120%.
  • a flight altitude higher than the flight altitude for tomato specified in FIG. 2 is set.
  • the cropping time includes information on the period during which pests are likely to occur, and a correction coefficient for setting low-flying is set during periods when pests are likely to occur. On the other hand, in a period during which pests are not likely to occur, a correction coefficient for canceling the low-flying setting is set.
  • the flight setting altitude of the wireless aircraft 100 defined in the cabbage is corrected 200 cm higher than the set value.
  • the flight speed of the wireless aircraft 100 is corrected to be lower than the initial setting speed for the cabbage, or the area residence time during the flight of the cabbage area is longer than the initial setting time for the cabbage. It can be corrected for a long time.
  • the flight of the wireless aircraft 100 defined in the cabbage is corrected to be 50 cm (or a predetermined percentage) lower than the initial set altitude, and the flight set speed of the wireless aircraft 100 defined in the cabbage is reduced by 0.5 m / s (or a predetermined percentage) from the initial set speed. Is set.
  • the flight speed of the wireless aircraft 100 is corrected to be lower than the initial setting speed for the cabbage, or the area residence time during the flight of the cabbage area is longer than the initial setting time for the cabbage. It can be corrected for a long time. Further, the flight order of the wireless aircraft 100 for a plurality of regions of a plurality of crop types can be changed based on the correction coefficient so as to fly with priority on cabbage regions where pests exist.
  • Flight plan changes are not limited to crop type units such as cabbage or tomato, but when the cabbage area is divided into areas with high pests and areas with low pests, each cropping situation in one cabbage area It is also possible to set a plurality of flight plans according to the conditions.
  • the initial flight altitude and flight of the wireless aircraft 100 defined for each crop type according to the wind direction and the wind speed. Speed etc. are corrected. Further, when a lightning warning is acquired in a predetermined area as external information, a route that bypasses this area is created, or the flight of the wireless aircraft 100 is temporarily stopped until the lightning warning is canceled.
  • the display color of the area corresponding to the crop type being planted is defined as the attribute of the area. For example, when the rice is set as yellow, when the information terminal displays the flight result, the entire rice planting area or the outer periphery of the area is displayed in yellow. Thereby, a user's visibility improves.
  • the attention level of rice is set as “large”
  • the rice planting area is highlighted and displayed when the information terminal displays the flight result. The highlighting is performed, for example, by enlarging the area or changing the size of the display icon.
  • the flight altitude, the flight speed, the region staying time, the intra-type course, the priority, and the number of tours set for each crop type are obtained by referring to such a map or by a predetermined calculation specified in advance. It is corrected dynamically.
  • FIG. 9 shows the flight control process of the wireless aircraft 100 of the present embodiment.
  • the crop type, the region, and the like are received based on information input through an application installed in an information terminal such as a smart phone.
  • a region to be a flight target is selected from the map screen displayed on the display screen of the information terminal.
  • the type of crop planted in the selected area is selected (FIG. 9, S20, S21).
  • FIG. 11 information on the cropping time and cropping status is input (FIG. 9, S22, S23).
  • the flight purpose of the wireless aircraft 100 may be set, and the operations of the wireless aircraft 100 such as photographing and fertilizer application may be set for each region or each crop type.
  • the region receiving unit 112 of the flight control system 110A receives the crop type, the cropping time, and the crop status, and the flight control unit 113 receives the region, as shown in step S24 of FIG.
  • the information acquisition unit 114 acquires external information, and the region attribute change unit 115 identifies and changes attributes (S25 in FIG. 9).
  • the flight control unit 113 determines the flight plan (FIG. 9, S26). For example, the determined flight plan is delivered to the information terminal by the user notification unit 116 as notification data. Based on this notification data, for example, as shown in FIG. 12, a series of flight plans in which the wireless aircraft 100 flies over the selected area is displayed on the information terminal. When the flight plan of each area displayed on the information terminal is selected, the information terminal visually displays or provides voice guidance on the flight altitude, the flight speed, the area stay time, and the like as the detailed information of the flight plan. Note that the delivery of the flight plan before the flight and the notification to the user can be omitted. The guided flight plan can be changed by the user.
  • the information terminal displays the flight trajectory of the wireless aircraft 100 that has flew over various other crops such as onions, cabbage, and broccoli, as illustrated by broken lines in FIG. Further, for example, as shown in FIG. 13, the information terminal displays the area where each crop type exists in a mode based on the attribute changed by the area attribute changing unit 115. Thereby, each area is displayed according to the changed attention level and display color. Note that the information terminal can also guide crop information and cropping area, cropping time, cropping status, external information such as weather and temperature, and region attributes such as topographic characteristics.
  • the flight plan is determined by further adding the cropping time, cropping status, external information, and region attributes to the input region. Thereby, a more optimal flight plan according to the cropping time, cropping status, external information, and region attributes is executed.
  • the flight result of the wireless aircraft 100 can be confirmed by the user being notified of the flight result. Furthermore, by changing the display mode according to the region attributes, the visibility of the user is improved even when there are special crop types in a plurality of regions.
  • the control center 200 that manages the flight plan of the wireless aircraft 300 includes a flight control system 210.
  • the control center 200 includes a communication module 220 for wireless communication with the wireless aircraft 300.
  • the flight control system 210 includes a crop type reception unit 211, a region reception unit 212, a flight control unit 213, an external information acquisition unit 214, a region attribute change unit 215, and a user notification unit 216. I have. Among these, the external information acquisition unit 214, the region attribute change unit 215, and the user notification unit 216 can be omitted.
  • the wireless aircraft 300 includes a flight control unit 310 that controls the flight of the wireless aircraft 300 based on flight control information generated by the flight control unit 213 of the flight control system 210 and distributed from the communication module 220.
  • the wireless aircraft 300 includes a communication module 320 that performs wireless communication with the control center 200.
  • the flight control unit 310 transmits the flight result to the control center 200 via the communication module 320 when the flight of the wireless aircraft 300 based on the flight control information received from the communication module 220 is completed.
  • the user notification unit 216 of the control center 200 generates notification data for the user of the wireless aircraft 300 based on the flight result, and distributes the generated notification data to a user information terminal registered in advance.
  • the wireless aircraft 300 does not need to calculate a flight plan for flight control by itself, and can have a simpler configuration. Further, by providing the flight control system 210 in the control center 200, the flight control system 210 can collectively control a plurality of wireless aircraft. That is, the control of a plurality of wireless aircraft and the flight results are collectively managed by the flight control system 210.
  • an information terminal such as a smart phone 400 or a personal computer 400 ⁇ / b> A owned by a user of wireless aircraft 300 includes flight control system 410.
  • the smart phone 400 and the personal computer 400A include a communication module 420 for performing direct communication with the wireless aircraft 300 or communication via a server.
  • the flight control system 410 includes a crop type reception unit 411, a region reception unit 412, a flight control unit 413, an external information acquisition unit 414, a region attribute change unit 415, and a user notification unit 416. I have. Among these, the external information acquisition unit 414, the region attribute change unit 415, and the user notification unit 416 can be omitted.
  • the flight control system 410 of this Embodiment is comprised by the application program installed in the smart phone 400 or the personal computer 400A, for example.
  • the wireless aircraft 300 does not have to calculate a flight plan for flight control by itself, and can be configured more simply.
  • the flight control system 410 can be easily incorporated into the information terminal by installing the application program. Therefore, the expandability of the flight control system 410 is improved.
  • a wireless aircraft 500 As shown in FIG. 16, a wireless aircraft 500 according to the present embodiment is equipped with a camera 520 for photographing crops.
  • the flight control system 510 also includes a type analysis unit 511a that analyzes an image of a crop type based on image data acquired by the camera 520. For example, the type analysis unit 511a compares the feature amount of the acquired image data with the feature amount of the image data for each crop type that is held in advance, thereby determining the crop type indicated by the image data acquired by the camera 520. Identify. Thereby, the wireless aircraft 500 according to the present embodiment does not need to acquire information on the crop type from the outside, and the autonomy of automatic flight of the wireless aircraft 500 is further enhanced. Further, the type analysis unit 511a associates the shooting point of the acquired image data with the image data as needed. The type analysis unit 511a outputs information regarding the identified crop type to the crop type reception unit 511. In addition, the type analysis unit 511a outputs latitude / longitude information indicating the associated shooting point to the region reception unit 512.
  • the image data is acquired by traveling in a predetermined area at a predetermined altitude when acquiring the image data to be analyzed by the type analysis unit 511a.
  • the crop type of each region is analyzed based on this image data.
  • the flight control unit 513 performs flight control of the wireless aircraft 500 based on the information indicating the crop type received by the crop type receiving unit 511 and the information indicating the region received by the region receiving unit 512.
  • flight control systems 110 and 110A, the flight control system 210, and the flight control system 410 according to the first to fourth embodiments can also include a type analysis unit.
  • the flight result of the wireless aircraft 500 can be displayed, for example, on the user's information terminal, and information on the analyzed crop type and area is guided. Moreover, the image data of the crop image
  • the flight control system 510 has an external information acquisition unit
  • the clear, rain, thunder, strong wind, temperature, humidity, topography, etc. acquired as external information are displayed.
  • An icon may be displayed.
  • a captured crop image, an icon indicating external information, or the like may be displayed as part of the flight result. Also, in the first to fourth embodiments, these icons may be displayed.

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Abstract

【課題】作物種別に応じて所定の領域にて無線航空機を自動飛行させる飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムを提供する。 【解決手段】無線航空機１００は、作物種別、作付時期、作物状況、及び外部状況に応じた飛行プランで、所定の領域を自動飛行する。無線航空機１００の飛行結果は、アプリケーションプログラムを通じて情報端末上で案内される。

Description

無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラム
　本発明は、無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムに関する。
　近年、無線航空機として、例えば、特許文献１にみられるように、いわゆるドローンの開発が進められている。
　この無線航空機は、操縦機から発信される無線信号を受信する通信モジュール、この無線信号に応じて飛行を制御する制御装置、及び該制御装置によって制御されるエンジンやプロペラ等から構成される動力部を有している。通信モジュールは、操縦機から上昇、下降、旋回を指令する無線信号を受信すると、この受信した無線信号を制御装置に出力する。制御装置は、無線信号を受信すると、例えば、この無線信号をアナログ／デジタル変換し、無線信号の指令内容を解読する。制御装置は、解読した指令内容に応じて動力部を制御する。
　そして、操縦機から発信される無線信号の指令内容が右旋回から左旋回へ、上昇から下降へといった態様で随時変化することで、無線航空機の動的な飛行制御が行われる。
特開２０１５－１０６８４０号公報
　また、近年、こうした無線航空機を農業分野に活用することも検討されている。しかし、無線航空機を農作業に活用しようとすると、煩雑な操縦が要求されるなど、操縦者の操縦スキルに依存しなければならない。
　本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、作物種別に応じて無線航空機を自動で飛行させる飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムを提供することを目的とする。
　本発明は、以下のような解決手段を提供する。
　第一の特徴に係る発明によれば、作物種別の入力を受付ける作物種別受付手段と、
　地図データ上に領域の入力を受付ける領域受付手段と、
　前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる飛行制御手段と、を備えることを特徴とする。
　第一の特徴に係る発明は、作物種別の入力を受付け、地図データ上に領域の入力を受付け、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる。
　ここで、第一の特徴に係る発明は、システムに係る発明であるが、方法等の他のカテゴリに係る発明おいても、そのカテゴリに応じた同様の作用・効果を奏する。
　第二の特徴に係る発明によれば、前記入力受付手段は、作付時期の入力を受付け、前記飛行制御手段は、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記入力された作付時期とに応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させることを特徴とする。
　第二の特徴に係る発明は、作付時期の入力を受付け、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記入力された作付時期とに応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる。
　第三の特徴に係る発明によれば、前記入力受付手段は、作物状況の入力を受付け、
　前記飛行制御手段は、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記入力された作付状況とに応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させることを特徴とする。
　第三の特徴に係る発明は、作物状況の入力を受付け、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記入力された作付状況とに応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる。
　第四の特徴に係る発明によれば、外部情報を取得する外部情報取得手段を備え、前記飛行制御手段は、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記取得された外部情報とに応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させることを特徴とする。
　第四の特徴に係る発明は、外部情報を取得し、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記取得された外部情報とに応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる。
　第五の特徴に係る発明によれば、前記飛行制御手段が無線航空機を自動飛行させた結果を、ユーザに通知するユーザ通知手段をさらに備えることを特徴とする。
　第五の特徴に係る発明は、無線航空機を自動飛行させた結果を、ユーザに通知する。
　第六の特徴に係る発明によれば、前記受付けた作物種別に応じて、前記受付けた領域の属性を変更する領域属性変更手段をさらに備えることを特徴とする。
　第六の特徴に係る発明は、前記受付けた作物種別に応じて、前記受付けた領域の属性を変更する。
　第七の特徴に係る発明によれば、作物種別の入力を受付ける作物種別受付ステップと、地図データ上に領域の入力を受付ける領域受付ステップと、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる飛行制御ステップとを備える。
　第七の特徴に係る発明は、作物種別の入力を受付け、地図データ上に領域の入力を受付け、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる。
　第八の特徴に係る発明によれば、作物種別の入力を受付ける作物種別受付プログラムと、地図データ上に領域の入力を受付ける領域受付プログラムと、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる飛行制御プログラムとを含むことを特徴とする。
　第八の特徴に係る発明は、作物種別の入力を受付け、地図データ上に領域の入力を受付け、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる。
　本発明によれば、入力された領域に対して、入力された作物種別に応じた飛行プランで無線航空機を自動飛行させることができる。また、本発明によれば、作物種別及び領域に応じた飛行プランで自動飛行した無線航空機の飛行結果をユーザに案内することができる。
本発明の第一の実施形態に係る無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムが適用されるシステム構成を示すブロック図。 同実施の形態に適用される飛行プラン生成マップの一例を示すマップ。 同実施の形態の飛行制御処理を示すフローチャート。 本発明の第二の実施形態に係る無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムが適用されるシステム構成を示すブロック図。 作付時期と該作付時期に規定された補正係数の一例を示すマップ。 作物状況と該作物状況に規定された補正係数の一例を示すマップ。 外部情報と該外部情報に規定された補正係数の一例を示すマップ。 領域の属性の一例を示すマップ。 同実施の形態の飛行制御処理を示すフローチャート。 同実施の形態のアプリケーションプログラムを通じた作物種別及び領域の設定例を示す図。 同実施の形態のアプリケーションプログラムを通じた作物時期及び作物状況の設定例を示す図。 同実施の形態のアプリケーションプログラムを通じた飛行プランの表示例を示す図。 同実施の形態のアプリケーションプログラムを通じた飛行結果の一例を示す図。 本発明の第三の実施形態に係る無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムが適用されるシステム構成を示すブロック図。 本発明の第四の実施形態に係る無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムが適用されるシステム構成を示すブロック図。 本発明の第五の実施形態に係る無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムが適用されるシステム構成を示すブロック図。 同実施の形態のアプリケーションプログラムを通じた自動解析結果及び飛行結果の一例を示す図。
　（第一の実施形態）
　以下、本発明を実施するための第一の実施の形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
　［システム構成］
　図１の構成図は、本実施形態に係る無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムが適用されるシステム構成を示す。
　なお、本実施の形態に係る無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムは、例えば、農作物の画像撮影、鳥よけ、種まき、肥料の散布、農薬の散布、及び受粉等に用いられる。なお、肥料、種まき、農薬の散布や受粉に用いられる際には、無線航空機は、肥料の散布、種まき、農薬の散布や受粉を行うために必要な装置をさらに備える。
　図１に示されるように、無線航空機１００は、当該無線航空機１００の飛行を制御する飛行制御システム１１０を有している。飛行制御システム１１０は、例えば、マイクロコンピュータや制御回路、もしくはそれらにインストールされたプログラム等によって構成される。飛行制御システム１１０は、農作物等の作物の種類である作物種別の入力を受付ける作物種別受付手段を構成する作物種別受付部１１１、所定の農作物の存在するエリアである領域の入力を受付ける領域受付手段を構成する領域受付部１１２、及び、入力された作物種別及び領域に応じた飛行プランで無線航空機を自動飛行させる飛行制御手段を構成する飛行制御部１１３を有している。作物種別受付部１１１、領域受付部１１２、及び飛行制御部１１３は、例えば、飛行制御システム１１０が適用されるマイクロコンピュータもしくは制御回路にプログラミングされたプログラムや、別途のマイクロコンピュータや制御回路によって構成される。なお、無線航空機１００は、当該無線航空機１００の位置を検出するためのＧＰＳ（全地球測位システム）センサを有することも可能である。この場合、飛行制御システム１１０は、無線航空機１００の現在地と、受付けた飛行対象とする領域とに基づき、無線航空機１００の飛行ルートを制御することが可能である。
　作物種別受付部１１１は、例えば、無線航空機１００に搭載された選択装置を通じてユーザに入力される作物種別の入力を受付ける。作物種別としては、米、キャベツ、たまねぎといった農作物の種別が選択される。作物種別受付部１１１は、受付けた作物種別を示す情報を飛行制御部１１３に出力する。
　領域受付部１１２は、例えば地図データを保有しており、この地図データのうちの特定の領域を示す緯度経度に関する情報を受付ける。また、領域受付部１１２は、例えば、上記選択装置が地図画像を表示可能な場合、この地図画像に表示される特定の領域が選択されることにより、領域の受付けを行うことが可能である。領域受付部１１２は、受付けた領域を示す情報を飛行制御部１１３に出力する。
　なお、作物種別受付部１１１及び領域受付部１１２への作物種別及び領域の入力は、選択装置に代えて、ユーザの所有するパーソナルコンピュータや高機能携帯端末（スマートホン）等の情報端末から発信される無線通信の受信を通じて、作物種別や領域を受付けることも可能である。なお、この無線通信の受信は、例えば、サーバを介して行われることも可能である。また、作物種別受付部１１１及び領域受付部１１２は、予め登録された作物種別及び領域に関するデータを所有している場合や、前回の飛行履歴が存在する場合には、これらデータや飛行履歴に基づいて作物種別及び領域を受付けることも可能である。
　飛行制御部１１３は、作物種別受付部１１１及び領域受付部１１２から作物種別及び領域に関する情報を受付けると、この受付けた情報に応じて無線航空機１００の飛行プランを決定する。飛行制御部１１３は、この決定した飛行プランに応じて無線航空機１００の動力機構を制御することにより、無線航空機１００の飛行高度、速度、飛行ルート等を制御する。なお、飛行制御部１１３は、例えば、予め規定された演算に基づき飛行プランを決定する。また、飛行制御部１１３は、例えば、図２に示されるマップを保有し、このマップに基づき飛行プランを決定することも可能である。
　［飛行プラン生成マップ］
　図２は、飛行制御部１１３がマップ演算に基づき飛行プランを決定する場合に用いられる飛行プラン生成マップの一例を示す。この飛行プラン生成マップは、例えば、飛行制御システム１１０が保有するメモリ領域に記憶される。
　図２に示されるように、飛行プラン生成マップは、例えば、葉菜類、果菜類、穀類、豆類、及び根菜類といった種別毎に分類された作物種別に関する情報を示す。葉菜類としては、キャベツやたまねぎ等が登録されている。そして、作物種別の特性に応じた無線航空機１００の飛行プランが所定のルールのもとに規定されている。例えば、キャベツに対する飛行プランとして、キャベツが作付けされた所定の領域を無線航空機１００が飛行する際の高度、速度、当該領域を飛行する際の滞在時間、当該領域内における巡回コース、優先度、及び巡回数が、それぞれ作物種別毎に対応付けられている。一領域内の巡回コースとしては、例えば、キャベツが植え付けられた一つの畑の全領域を無線航空機１００が旋回飛行する全領域コース、当該一つの畑の外周のみを無線航空機１００が飛行する領域外周コース等が規定されている。
　ここで、例えば、作物種別としてキャベツが受付けられ、該受付けられたキャベツの存在する領域（畑等）が例えば緯度経度として受付けられたとする。すると、図２の飛行プラン生成マップに示されるように、受付けられた作物種別に対して規定された飛行プランと、当該作物種別の領域とが対応付けられる。これにより、例えば、所定の緯度経度に位置する畑に作付けされたキャベツに対する無線航空機１００の飛行プランとして、「高度１５０ｃｍ」、「速度１．５ｍ／秒」、「キャベツの上空の飛行時間である領域滞在時間６００秒」、及び「一領域内全ての巡回飛行」が決定される。こうした処理が飛行エリアの各領域に存在する作物種別毎に実行されることにより、受付けられた作物種別毎の飛行プランが決定される。
　［飛行制御処理］
　図３は、本実施の形態の無線航空機１００の飛行制御処理を示す。
　同図３のステップＳ１０に示されるように、まず、無線航空機１００の飛行対象として、キャベツ、トマト、及び米といった作物種別に関する情報が受付けられる。次いで、受付けられた各作物種別の植え付けられている領域が受付けられる（Ｓ１１）。
　作物種別及び領域が受付けられると、この受付けられた作物種別と領域とに基づき、例えば、飛行プラン生成マップの参照や所定の演算を通じて、飛行プランが決定される（Ｓ１２）。なお、受付けられた作物種別及び領域が複数存在する場合には、例えば、無線航空機１００の飛行開始地点から最も近い地点に存在する作物種別（キャベツ）、当該作物種別に隣接する作物種別（レタス）といった態様で一連の飛行プランが決定される。なお、この一連の飛行プランの決定に際しては、例えば、作物種別毎に規定されている優先度も加味され、優先度が高い作物種別の飛行の時系列順序が先となるように優先される。
　こうして飛行プランが決定されると、無線航空機１００は当該飛行プランに基づき、受付けた作物の領域上空を飛行する（Ｓ１３）。なお、無線航空機１００は、撮影目的で利用される際には、各作物の上空を飛行する際に、搭載されたカメラによって当該作物を撮影する。また、無線航空機１００は、農薬や肥料の散布目的で利用される際には、無線航空機１００に予め搭載された散布装置を制御することで、作物毎に規定された量の農薬や肥料の散布を行う。
　そして、受付けられた作物種別に対する飛行プランが完了すると、無線航空機１００は、予め設定された地点、最初の飛行地点、最初に飛行した作物の近辺、もしくは、最後に飛行した作物の近辺等に着陸することで、本飛行制御処理が終了される。
　以上、本実施の形態では、入力された領域に対して、入力された作物種別に応じた飛行プランで無線航空機１００を自動飛行させることができる。これにより、無線航空機１００は、作物種別の特性に応じた最適な飛行プランのもとに、各作物の上空を自動で飛行することが可能となる。
　（第二の実施の形態）
　次に、本発明を実施するための第二の実施の形態について図を参照しながら説明する。また、本実施の形態において上記第一の実施の形態と重複する特徴については同一の符号が付され、重複する説明については割愛される。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
　［システム構成］
　図４の構成図は、第二の実施形態に係る無線航空機の飛行制御システム、無線航空機の飛行制御方法、及び無線航空機の飛行制御プログラムが適用されるシステム構成を示す。
　図４に示されるように、本実施の形態の無線航空機１００は、ユーザが所有するスマートホンやパーソナルコンピュータ等の情報端末との通信を行う通信モジュール１２０を有している。通信モジュール１２０は、例えば、情報端末との直接通信もしくはサーバを介した間接的な通信を行う。なお、通信方式としては任意の方式が利用可能であり、例えば、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＺｉｇＢｅｅなどの無線ＰＡＮ、Ｗｉ-Ｆｉ等の無線ＬＡＮ、並びに無線ＭＡＮが適用されることも可能である。
　本実施の形態の飛行制御システム１１０Ａは、無線航空機１００の外部情報を取得する外部情報取得部１１４、及び領域受付部１１２が受付ける領域の属性を変更する領域属性変更部１１５をさらに備えている。また、飛行制御システム１１０Ａは、飛行制御部１１３によって制御された飛行制御システム１１０Ａの自動飛行の結果をユーザに通知するユーザ通知部１１６を備えている。外部情報取得部１１４、領域属性変更部１１５及びユーザ通知部１１６はそれぞれ、飛行制御システム１１０Ａを構成するマイクロコンピュータや制御回路等にインストールされたアプリケーションプログラムや、別個のマイクロコンピュータや制御回路等によって構成されることが可能である。
　本実施の形態の作物種別受付部１１１は、作物種別に加え、作物が作付された時期である作付時期をさらに受付ける。また、本実施の形態の作物種別受付部１１１は、作物種別及び作付時期に加え、作物の栽培状態や虫喰状況等の作物状況をさらに受付ける。なお、本実施の形態の作物種別受付部１１１は、作物種別、作付時期、及び作物状況の受付を、例えば、通信モジュール１２０を介した通信を通じて行うことが可能である。すなわち、通信モジュール１２０は、情報端末に入力された作物種別、作付時期、及び作物状況に関する情報が無線通信として発信されると、この発信された無線通信を受信する。そして、この受信された無線通信が示す作物種別、作付時期、及び作物状況に関する情報を、作物種別受付部１１１が通信モジュール１２０から取得する。なお、情報端末には、所定のアプリケーションプログラムがインストールされており、このアプリケーションプログラムの処理を通じて、作物種別、作付時期、及び作物状況がユーザによって入力される。
　外部情報取得部１１４は、外部情報として、例えば、季節、天候及び風向といった気象情報を受付ける。外部情報取得部１１４は、無線航空機１００に設定された選択装置に風速や天候等の気象情報が入力されると、この入力された気象情報を受付ける。また、外部情報取得部１１４は、例えば、無線航空機１００が備える通信モジュール１２０を介して、気象情報センター、サーバ、及び情報端末等から気象情報を取得することも可能である。また、外部情報取得部１１４は、例えば、無線航空機１００が気温センサ、風速計、気圧計、ドップラーセンサ、ミリ波レーダー等のセンサを保有する場合、これら各種センサによって検出される風速、気圧、及び障害物等に関する情報を外部情報として取得する。外部情報取得部１１４は、外部情報を取得すると、この取得した外部情報を飛行制御部１１３に出力する。
　領域属性変更部１１５は、領域受付部１１２が受付ける領域の属性を、作物種別受付部１１１が受付ける作物種別に応じて変更する。領域の属性としては、各領域に作付けられた作物の種別によって決定される領域の注目度、及び領域を表示させる際の表示態様等が規定されている。なお、領域の属性としては、領域周辺の周囲の建造物、地形、及び気候等といった地域特性が規定されることも可能である。領域属性変更部１１５は、作物種別受付部１１１が受付けた作物種別と領域受付部１１２が受付けた領域とを示す情報を作物種別受付部１１１、領域受付部１１２からそれぞれ取得する。領域属性変更部１１５は、この取得した情報に基づいて領域の属性を変更する。なお、属性の初期設定として、例えば、属性無し、もしくは領域の地域特性が規定されている。領域属性変更部１１５は、領域の属性を変更すると、変更した領域の属性を示す情報をユーザ通知部１１６に出力する。なお、領域属性変更部１１５は、地域特性に応じて領域の属性を変更した場合、この属性を示す情報を飛行制御部１１３に出力する。
　本実施の形態の飛行制御部１１３は、無線航空機１００の飛行の制御に際し、作物種別、作付時期、及び作付状況を示す情報を作物種別受付部１１１から取得する。また、飛行制御部１１３は、作物の領域を示す情報を領域受付部１１２から取得し、無線航空機１００の外部情報を示す情報を外部情報取得部１１４から取得する。さらに、飛行制御部１１３は、変更された地形特性に関する領域の属性を示す情報を領域属性変更部１１５から取得する。飛行制御部１１３は、それぞれ取得した情報に基づき、所定の演算やマップを用いることにより、無線航空機１００の飛行プランを決定する。飛行制御部１１３は、この決定した飛行プランで無線航空機１００の飛行を制御する。そして、飛行制御部１１３は、飛行プランの完了後に飛行結果をユーザ通知部１１６に出力する。なお、飛行制御の実行中に随時、リアルタイムで飛行制御データをユーザ通知部１１６に出力することも可能である。
　ユーザ通知部１１６は、飛行結果もしくは飛行制御データを飛行制御部１１３から取得すると、この飛行結果もしくは飛行制御データを可視表示や音声案内させるための通知データを生成する。また、ユーザ通知部１１６は、領域の属性に関する情報を領域属性変更部１１５から取得した場合、該属性に関する情報をさらに加味して通知データを生成する。
　ユーザ通知部１１６は、作成した通知データを、通信モジュール１２０を介して、無線航空機１００のユーザが所有する情報端末に配信する。通信モジュール１２０は、インターネットに接続されたサーバを介して通知データを情報端末に配信する。また、通信モジュール１２０は、サーバを介さずに、情報端末との直接の無線通信を通じて、通知データを当該情報端末に直接配信することも可能である。配信された通知データは、情報端末にインストールされたアプリケーションを通じて、表示画面に可視表示される表示案内や音声案内として出力される。
　［飛行プラン生成マップ］
　図５～図８は、マップ演算に基づき飛行プランが決定される場合に用いられる飛行プラン生成マップの一例を示す。この飛行プラン生成マップは、例えば、飛行制御システム１１０Ａが保有するメモリ領域に記憶される。
　図５～図７に示されるように、飛行プラン生成マップには、作物種別と領域に基づいて作成される飛行プランを作付時期、作物状況、及び外部情報に応じて補正するための補正係数ｋ１～ｋｎ、ｘ１～ｘｎ、及びｚ１～ｚｎが規定されている。
　例えば、トマトが５日前に種付けされた場合、種付けされたトマトの種子に対する無線航空機１００の飛行に伴う旋風の影響を最小化すべく、例えば、トマトに規定された無線航空機１００の飛行高度に５００ｃｍが加算補正されたり、トマトに規定された無線航空機１００の飛行高度に１２０％を乗算補正される。これにより、例えば、先の図２に規定されたトマト用の飛行高度よりも高い飛行高度が設定される。
　逆に、作付時期から、栽培中のトマトが成熟期にあることが推定される場合、例えば、トマトに規定された無線航空機１００の飛行高度から５０ｃｍ減算する演算が実行されたり、トマトに規定された無線航空機１００の飛行高度に８０％に対して乗算する演算が実行される。
　また、作付時期には、害虫の発生しやすい期間に関する情報も含まれ、害虫の発生しやすい期間では、低空飛行を設定する補正係数が設定される。一方、害虫の発生しにくい期間では、低空飛行を解除設定する補正係数が設定される。
　例えば、作物状況としてキャベツの領域に存在する害虫の数が多い場合、もしくは害虫の発生頻度が高い領域にキャベツが作付けされている場合には、害虫により傷んでいるキャベツを考慮した飛行プランとすべく、例えば、キャベツに規定された無線航空機１００の飛行設定高度が設定値よりも２００ｃｍ高く補正される。また、害虫の居場所を正確に撮影すべく、無線航空機１００の飛行速度がキャベツに対する初期設定速度よりも低速に補正されたり、キャベツの領域の飛行時の領域滞在時間がキャベツに対する初期設定時間よりも長く補正されたりすることも可能である。
　逆に、作物状況としてキャベツの領域に存在する害虫の数が少ない場合、もしくは害虫の発生頻度が低い領域にキャベツが作付けされている場合には、例えば、キャベツに規定された無線航空機１００の飛行設定高度が初期設定高度よりも５０ｃｍ（又は所定％）低く補正され、キャベツに規定された無線航空機１００の飛行設定速度が初期設定速度よりも０．５ｍ／ｓ（又は所定％）減速するように設定される。
　また、害虫の居場所を正確に撮影すべく、無線航空機１００の飛行速度がキャベツに対する初期設定速度よりも低速に補正されたり、キャベツの領域の飛行時の領域滞在時間がキャベツに対する初期設定時間よりも長く補正されたりすることも可能である。さらに、害虫の存在するキャベツの領域を優先して飛行すべく、複数の作物種別の複数の領域に対する無線航空機１００の飛行順序が、補正係数に基づき変更されることも可能である。
　なお、飛行プランの変更は、キャベツやトマトといった作物種別の単位だけではなく、キャベツの領域が害虫の多い領域と害虫の少ない領域とに分割されている場合、一つのキャベツの領域の各作付状況に応じた複数の飛行プランが設定されることも可能である。
　同様に、図７に示されるように外部情報の種類として、風向や風速が規定されている場合、この風向や風速に応じて作物種別毎に規定された無線航空機１００の初期の飛行高度や飛行速度等が補正される。また、外部情報として、所定の領域で雷警報が取得された場合、この領域を迂回するルートが作成されたり、雷警報が解除されるまで無線航空機１００の飛行が一旦停止されたりする。
　また、図８に示されるように、領域の属性として、作付けされている作物種別に応じた領域の表示色が規定されている。例えば、米は黄色として設定されている場合、情報端末が飛行結果を表示する際、米の作付け領域全体もしくは領域の外周が黄色で表示される。これにより、ユーザの視認性が向上する。また、米の注目度が「大」として設定されている場合、情報端末が飛行結果を表示する際、米の作付け領域が強調して表示される。強調表示は、例えば、領域の拡大表示や表示アイコンのサイズ変更等によって行われる。
　本実施の形態では、こうしたマップの参照、もしくは、予め規定された所定の演算を通じて、作物種別毎に設定された飛行高度、飛行速度、領域滞在時間、種別内コース、優先度、及び巡回数が動的に補正される。
　［飛行制御処理］
　図９は、本実施の形態の無線航空機１００の飛行制御処理を示す。なお、本実施の形態では、図１０～図１３に示されるように、スマートホン等の情報端末にインストールされたアプリケーションを通じて入力される情報に基づき、作物種別や領域等の受付が行われる。
　図１０に示されるように、情報端末の表示画面に表示された地図画面から、飛行対象とする領域が選択される。また、選定された領域に植え付けられている作物種別が選択される（図９　Ｓ２０、Ｓ２１）。
　次いで、図１１に示されるように、作付時期及び作付状況に関する情報が入力される（図９　Ｓ２２、Ｓ２３）。なお、同図１１に示されるように、無線航空機１００の飛行目的が設定され、撮影や肥料散布といった無線航空機１００の動作が領域毎もしくは作物種別毎に設定されてもよい。
　そして、飛行制御システム１１０Ａの領域受付部１１２が作物種別、作付時期、及び作物状況を受付け、飛行制御部１１３が領域を受付けると、図９のステップＳ２４に示されるように飛行制御システム１１０Ａの外部情報取得部１１４が外部情報を取得し、領域属性変更部１１５が属性の識別・変更を行う（図９　Ｓ２５）。
　属性が変更されると、飛行制御部１１３が飛行プランを決定する（図９　Ｓ２６）。決定された飛行プランは、例えば、ユーザ通知部１１６が通知データとして情報端末に配信する。この通知データに基づき、例えば、図１２に示されるように、選択された領域を無線航空機１００が飛行する一連の飛行プランが情報端末に表示される。なお、情報端末に表示された各領域の飛行プランが選択されると、情報端末は、飛行プランの詳細情報として、飛行高度、飛行速度、及び領域滞在時間等を可視表示もしくは音声案内する。なお、飛行前の飛行プランの配信及びユーザへの通知は割愛されることも可能である。また、案内された飛行プランはユーザによって変更されることも可能である。
　飛行プランに基づく無線航空機１００の飛行が完了すると（図９　Ｓ２７、Ｓ２８：ＹＥＳ）、無線航空機１００の飛行制御が完了するとともに、飛行結果を示す情報がユーザ通知部１１６からユーザの情報端末に配信される。
　情報端末は、図１３に破線で例示されるように、たまねぎ、キャベツ、ブロッコリーといった各種別の作物の上空を飛行した無線航空機１００の飛行軌跡を表示する。また、例えば、情報端末は、図１３に示されるように、各作物種別が存在する領域を、領域属性変更部１１５が変更した属性に基づく態様で表示する。これにより、変更された注目度や表示色に応じて各領域が表示される。なお、情報端末は、作物種別及び領域とともに、作付時期、作付状況、天候や気温等の外部情報、及び地形特性等の領域属性を併せて案内することも可能である。
　以上、本実施の形態では、入力された領域に対して、作付時期、作付状況、外部情報、及び領域の属性がさらに加味されて飛行プランが決定される。これにより、作付時期、作付状況、外部情報、及び領域の属性に応じたより最適な飛行プランが実行される。
　また、飛行結果がユーザに通知されることで、ユーザは無線航空機１００の飛行履歴を確認することができる。さらに、領域の属性に応じて表示態様が変更されることで、複数の領域に格別の作物種別が存在する場合であっても、ユーザの視認性が高められる。
　（第三の実施の形態）
　次に、本発明を実施するための第三の実施の形態について図を参照しながら説明する。また、本実施の形態において上記第一の実施の形態と重複する特徴については同一の符号が付され、重複する説明については割愛される。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
　［システム構成］
　図１４に示されるように、本実施の形態では、無線航空機３００の飛行プランを管理するコントロールセンター２００が飛行制御システム２１０を備える。
　コントロールセンター２００は、無線航空機３００と無線通信するための通信モジュール２２０を備えている。飛行制御システム２１０は、上記第二の実施の形態と同様、作物種別受付部２１1、領域受付部２１２、飛行制御部２１３、外部情報取得部２１４、領域属性変更部２１５、及びユーザ通知部２１６を備えている。このうち、外部情報取得部２１４、領域属性変更部２１５、及びユーザ通知部２１６は割愛されることも可能である。
　無線航空機３００は、飛行制御システム２１０の飛行制御部２１３が生成し、通信モジュール２２０から配信される飛行制御情報に基づいて無線航空機３００の飛行を制御する飛行制御部３１０を備える。また、無線航空機３００は、コントロールセンター２００との無線通信を行う通信モジュール３２０を備える。飛行制御部３１０は、通信モジュール２２０から受信した飛行制御情報に基づく無線航空機３００の飛行が完了した際、通信モジュール３２０を介して、飛行結果をコントロールセンター２００に送信する。
　コントロールセンター２００のユーザ通知部２１６は、飛行結果に基づき無線航空機３００のユーザへの通知データを生成し、生成した通知データを予め登録されたユーザの情報端末に配信する。
　本実施の飛行制御システム２１０によれば、無線航空機３００は飛行制御のための飛行プランを自身で算出する必要がなく、より簡易な構成とされることが可能である。また、飛行制御システム２１０がコントロールセンター２００に設けられることで、飛行制御システム２１０は、複数の無線航空機を一括制御することが可能となる。つまり、複数の無線航空機の制御と飛行結果が飛行制御システム２１０で一括管理される。
　（第四の実施の形態）
　次に、本発明を実施するための第四の実施の形態について図を参照しながら説明する。また、本実施の形態において上記第一の実施の形態と重複する特徴については同一の符号が付され、重複する説明については割愛される。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
　［システム構成］
　図１５に示されるように、本実施の形態では、無線航空機３００のユーザが所有するスマートホン４００やパーソナルコンピュータ４００Ａ等の情報端末が飛行制御システム４１０を備える。
　スマートホン４００やパーソナルコンピュータ４００Ａは、無線航空機３００と直接の通信もしくはサーバを経由した通信を行うための通信モジュール４２０を備えている。飛行制御システム４１０は、上記第二の実施の形態と同様、作物種別受付部４１１、領域受付部４１２、飛行制御部４１３、外部情報取得部４１４、領域属性変更部４１５、及びユーザ通知部４１６を備えている。このうち、外部情報取得部４１４、領域属性変更部４１５、及びユーザ通知部４１６は割愛されることも可能である。なお、本実施の形態の飛行制御システム４１０は、例えば、スマートホン４００やパーソナルコンピュータ４００Ａにインストールされたアプリケーションプログラムによって構成される。
　本実施の飛行制御システム４１０によれば、無線航空機３００は飛行制御のための飛行プランを自身で算出する必要がなく、より簡易な構成とされることが可能である。また、アプリケーションプログラムがインストールされることによって容易に飛行制御システム４１０が情報端末に組み込まれることが可能となる。よって、飛行制御システム４１０の拡張性が高められる。
　（第五の実施の形態）
　次に、本発明を実施するための第五の実施の形態について図を参照しながら説明する。また、本実施の形態において上記第一の実施の形態と重複する特徴については同一の符号が付され、重複する説明については割愛される。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
　［システム構成］
　図１６に示されるように、本実施の形態の無線航空機５００には、作物を撮影するためのカメラ５２０が搭載されている。
　また、飛行制御システム５１０は、カメラ５２０が取得する画像データに基づいて作物種別の画像を解析する種別解析部５１１ａを有している。種別解析部５１１ａは、例えば、取得した画像データの特徴量と、予め保有している作物種別毎の画像データの特徴量とを比較することで、カメラ５２０が取得した画像データが示す作物種別を識別する。これにより、本実施の形態の無線航空機５００は、外部から作物種別に関する情報を取得する必要がなく、無線航空機５００の自動飛行の自律性がさらに高められる。また、種別解析部５１１ａは、取得した画像データの撮影地点を随時画像データに紐付けする。種別解析部５１１ａは、識別した作物種別に関する情報を作物種別受付部５１１に出力する。また、種別解析部５１１ａは、紐付けた撮影地点を示す緯度経度情報を領域受付部５１２に出力する。
　なお、画像データは、種別解析部５１１ａが解析する画像データの取得に際し、所定の領域を予め規定された高度で巡回飛行することで取得される。また、過去の飛行時等に撮影した画像データが存在する場合には、この画像データに基づき各領域の作物種別を解析する。
　飛行制御部５１３は、作物種別受付部５１１が受付けた作物種別を示す情報、及び領域受付部５１２が受付けた領域を示す情報に基づき無線航空機５００の飛行制御を行う。
　なお、上記第１～４の各実施の形態の飛行制御システム１１０、１１０Ａ、飛行制御システム２１０、飛行制御システム４１０も種別解析部を備えることができる。
　［飛行結果表示］
　図１７に示されるように、無線航空機５００の飛行結果は、例えば、ユーザの情報端末に表示されることが可能であり、解析された作物種別と領域に関する情報が案内される。また、カメラ５２０によって撮影された作物の画像データは、例えば、飛行結果の一部として表示される。
　なお、飛行結果に際しては、図１７に示されるように、飛行制御システム５１０が外部情報取得部を有する場合、外部情報として取得された快晴、雨、雷、強風、気温、湿度、及び地形等を示すアイコンが表示されてもよい。同様に、上記各実施の形態においても、撮像された作物の画像や外部情報を示すアイコン等が飛行結果の一部として表示されてもよい。また、上記第１～４の各実施の形態においても、これらのアイコンが表示されてもよい。
　１００　無線航空機、１１０、１１０Ａ　飛行制御システム、１１１　作物種別受付部、１１２　領域受付部、１１３　飛行制御部、１１４　外部情報取得部、１１５　領域属性変更部、１１６　ユーザ通知部、１２０　通信モジュール、２００　コントロールセンター、２１０　飛行制御システム、２１１　作物種別受付部、２１２　領域受付部、２１３　飛行制御部、２１４　外部情報取得部、２１５　領域属性変更部、２１６　ユーザ通知部、２２０　通信モジュール、３００　無線航空機、３１０　飛行制御部、３２０　通信モジュール、４００　スマートホン、４００Ａ　パーソナルコンピュータ、４１０　飛行制御システム、４１１　作物種別受付部、４１２　領域受付部、４１３　飛行制御部、４１４　外部情報取得部、４１５　領域属性変更部、４１６　ユーザ通知部、５００　無線航空機、５１０　飛行制御システム、５１１　作物種別受付部、５１１ａ　種別解析部、５１２　領域受付部、５１３　飛行制御部、５２０　カメラ。

Claims (8)

  1. 　作物種別の入力を受付ける作物種別受付手段と、
    　地図データ上に領域の入力を受付ける領域受付手段と、
    　前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる飛行制御手段と、
    　を備えることを特徴とする無線航空機の飛行制御システム。
  2. 　前記入力受付手段は、作付時期の入力を受付け、
    　前記飛行制御手段は、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記入力された作付時期とに応じた飛行プランで、前記無線航空機を自動飛行させる
    　ことを特徴とする請求項１に記載の無線航空機の飛行制御システム。
  3. 　前記入力受付手段は、作物状況の入力を受付け、
    　前記飛行制御手段は、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記入力された作付状況とに応じた飛行プランで、前記無線航空機を自動飛行させる
    　ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線航空機の飛行制御システム。
  4. 　外部情報を取得する外部情報取得手段を備え、
    　前記飛行制御手段は、前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別と前記取得された外部情報とに応じた飛行プランで、前記無線航空機を自動飛行させる
    　ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の無線航空機の飛行制御システム。
  5. 　前記飛行制御手段が前記無線航空機を自動飛行させた結果を、ユーザに通知するユーザ通知手段を備える
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の無線航空機の飛行制御システム。
  6. 　前記受付けた作物種別に応じて、前記受付けた領域の属性を変更する領域属性変更手段を備える
    　ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の無線航空機の飛行制御システム。
  7. 　作物種別の入力を受付ける作物種別受付ステップと、
    　地図データ上に領域の入力を受付ける領域受付ステップと、
    　前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる飛行制御ステップと、
    　を備えることを特徴とする無線航空機の飛行制御方法。
  8. 　作物種別の入力を受付ける作物種別受付プログラムと、
    　地図データ上に領域の入力を受付ける領域受付プログラムと、
    　前記入力された前記領域に対して、前記入力された作物種別に応じた飛行プランで、無線航空機を自動飛行させる飛行制御プログラムと、
    　を含むことを特徴とする無線航空機の飛行制御プログラム。
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