JP2000085694A - Landing support sensor device, and landing support system of vertical launching/landing plane using this - Google Patents
Landing support sensor device, and landing support system of vertical launching/landing plane using thisInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、へリコプタ等の垂
直離着陸機の、船舶上のヘリポート等の動揺する着陸対
象エリアへの着陸を支援する着陸支援センサ装置及び、
これを用いた着陸支援システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a landing support sensor device for supporting a vertical take-off and landing aircraft such as a helicopter to land on a shaking target area such as a helipad on a ship, and a landing support sensor device.
It relates to a landing support system using this.
【０００２】[0002]
【従来の技術】へリコプタ等の垂直離着陸機（以下、単
にへリコプタという）を、船舶上のヘリポート、あるい
は強風下で動揺する原油掘削リグ上あるいは、高層ビル
上のヘリポートに安全確実に着陸するには、高度の操縦
技術が要求される。2. Description of the Related Art A vertical take-off and landing aircraft such as a helicopter (hereinafter, simply referred to as a helicopter) is safely and securely landed on a helipad on a ship, a crude oil drilling rig swaying under strong wind, or a heliport on a high-rise building. Requires advanced maneuvering skills.
【０００３】したがって、これまで、ヘリポート等の狭
域な区画にヘリコプタを着陸させる際の操縦を支援する
着陸支援システムが開発されている。[0003] Accordingly, landing support systems have been developed to assist maneuvers when landing a helicopter in a narrow area such as a heliport.
【０００４】図５は、船舶１のヘリポート１０に、へリ
コプタ２を着船（陸）させる従来の着陸支援システムを
説明する図である。図５において、船舶１は、海上の状
態に応じてその姿勢角（ピッチ角、ロール角及び、ヨー
角）が常に変化する。これにより、ヘリポート１０の面
も常に変化している。FIG. 5 is a view for explaining a conventional landing support system for landing (landing) a helicopter 2 on a heliport 10 of a ship 1. In FIG. 5, the attitude angle (pitch angle, roll angle, and yaw angle) of the ship 1 constantly changes according to the state of the sea. Thus, the surface of the heliport 10 is constantly changing.
【０００５】これにより、へリコプタ２は、着陸に際
し、かかる船舶１の姿勢に同期する制御を行う必要があ
る。かかる制御のために、へリコプタ２には、その姿勢
角を求める姿勢角センサ２０と、レーザ光の送受信装置
２１が搭載されている。Accordingly, it is necessary for the helicopter 2 to perform control in synchronization with the attitude of the boat 1 when landing. For such control, the helicopter 2 is equipped with a posture angle sensor 20 for obtaining the posture angle thereof, and a laser beam transmitting / receiving device 21.
【０００６】図５の例においては、操縦者は、先ずへリ
コプタ２を船舶１のヘリポート１０の上空まで誘導す
る。次いで、ヘリポート１０の上空において、レーザ光
の送受信装置２１により、船舶１のヘリポート１０に向
け送信されるレーザ光の反射光から船舶１とへリコプタ
２との間の距離を測定する。同時に、目視される船舶の
姿勢に合わせ、ヘリコプタ２の姿勢角センサ２０が所定
の値になるように操縦して、着陸する。かかる図５に説
明する着陸の方法では、悪天候下では船舶１の動揺が大
きく、船舶１上のヘリポート１０等の定まった位置に着
陸させることが、非常に難しい。In the example shown in FIG. 5, the operator first guides the helicopter 2 to the sky above the helipad 10 of the ship 1. Then, the distance between the ship 1 and the helicopter 2 is measured from the reflected light of the laser light transmitted toward the heliport 10 of the ship 1 by the laser light transmitting / receiving device 21 above the heliport 10. At the same time, the aircraft controls the attitude of the helicopter 2 so that the attitude angle sensor 20 of the helicopter 2 becomes a predetermined value in accordance with the attitude of the ship to be visually observed, and then lands. In the landing method described with reference to FIG. 5, the ship 1 is greatly swayed in bad weather, and it is very difficult to land at a fixed position such as the heliport 10 on the ship 1.
【０００７】本出願人等は、かかる図５の方法における
問題を解決する為に、先の特許出願（特願平５−０３３
１５２号）により、着船支援センサ装置を提案してい
る。かかる特許出願で開示される技術は、船上の特定箇
所と、ヘリコプタ（機）上の特定箇所との相対情報（相
対距離及び、相対速度）を演算により検出し、その結果
をヘリコプタのコックピットに表示し、或いは自動操縦
装置に出力している。To solve the problem in the method shown in FIG. 5, the present applicant has filed an earlier patent application (Japanese Patent Application No. 5-033).
No. 152) proposes a landing support sensor device. The technology disclosed in this patent application detects the relative information (relative distance and relative speed) between a specific location on a ship and a specific location on a helicopter (machine), and displays the result in the cockpit of the helicopter. Or output to an autopilot.
【０００８】そして、上記計算は、船側の特定位置例え
ば、拘束装置（ベア・トラップ）とヘリコプタ側の特定
位置例えば、拘束装置（メイン・ローブ）との間のベク
トル及び、その時間変化率を求めるものである。In the above calculation, a vector between a specific position on the ship side, for example, a restraint device (bear trap), and a specific position on the helicopter side, for example, a restraint device (main lobe), and a time change rate thereof are obtained. Things.
【０００９】したがって、かかるベクトル及び、その時
間変化率を求める為に、船上側には、船の動揺センサ、
ジンバル機構を含むレーザセンサ及びデータ送信装置を
有する。一方、ヘリコプタ側には、機体の動揺センサ、
コーナ・キューブ・リフレクタ、データ受信装置及び、
演算処理装置を備える。Therefore, in order to obtain such a vector and its time rate of change, the ship's sway sensor,
It has a laser sensor including a gimbal mechanism and a data transmission device. On the other hand, on the helicopter side,
Corner cube reflector, data receiving device,
An arithmetic processing unit is provided.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】かかる点から、先に図
５により説明した従来方法では、船舶の動揺により、定
まった位置に着陸させることが容易でないという問題が
ある。また、先の出願による着陸支援センサ装置では、
必要とする構成が複雑になり、従って、コストが上昇す
るという問題が存在する。In view of the above, the conventional method described above with reference to FIG. 5 has a problem that it is not easy to land at a fixed position due to the motion of the ship. In the landing support sensor device according to the earlier application,
There is a problem that the required configuration is complicated and therefore the cost is increased.
【００１１】したがって、本願発明の目的は、簡易な構
成でより確実に定まった位置にヘリコプタを着陸させる
ことを可能とする着陸支援センサ装置及び、これを用い
た垂直離着陸機の着陸支援システムを提供することにあ
る。Accordingly, an object of the present invention is to provide a landing support sensor device which enables a helicopter to land at a fixed position with a simple configuration and a landing support system for a vertical take-off and landing aircraft using the same. Is to do.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記本発明の課題を解決
する本発明の着陸支援センサ装置は、垂直離着陸機に搭
載され、着陸対象の姿勢角情報を受信する受信装置と、
垂直離着陸機の姿勢角を検知する姿勢角センサと、前記
受信装置が受信した姿勢角情報と、この姿勢角センサに
より検知される姿勢角とを同期させる姿勢制御信号を出
力する回路と、前記着陸対象の所定エリアを撮像する撮
像手段と、着陸対象の所定エリアに対応する基準パター
ンを保持する回路と、撮像手段からの撮影画像と前記基
準パターンの画像とを比較し、垂直離着陸機の位置制御
信号を出力する回路と、前記姿勢制御信号及び、位置制
御信号に基づき、当該垂直離着陸機の推力及び方向を制
御する制御装置とを有する。A landing support sensor device according to the present invention for solving the above-mentioned problems of the present invention is mounted on a vertical take-off and landing aircraft and receives a posture angle information of a landing object;
A posture angle sensor for detecting the posture angle of the vertical take-off and landing aircraft, a posture angle information received by the receiving device, a circuit for outputting a posture control signal for synchronizing the posture angle detected by the posture angle sensor, and the landing Imaging means for imaging a predetermined area of the target; a circuit for holding a reference pattern corresponding to the predetermined area of the landing target; comparing the captured image from the imaging means with the image of the reference pattern to control the position of the vertical take-off and landing aircraft A circuit for outputting a signal; and a control device for controlling the thrust and direction of the vertical take-off and landing aircraft based on the attitude control signal and the position control signal.
【００１３】かかる構成により、本発明に従う着陸支援
センサ装置は、前記姿勢制御信号を出力する回路からの
姿勢制御信号に基づき、着陸対象の姿勢角と垂直離着陸
機の姿勢角が同期させる。同時に、前記着陸対象の所定
エリアの撮影画像と基準パターンが一致する様に、垂直
離着陸機の位置が制御される。With this configuration, the landing support sensor device according to the present invention synchronizes the attitude angle of the landing target with the attitude angle of the vertical take-off and landing aircraft based on the attitude control signal from the circuit that outputs the attitude control signal. At the same time, the position of the vertical take-off and landing aircraft is controlled such that the captured image of the predetermined area of the landing target matches the reference pattern.
【００１４】さらに、上記の着陸支援センサ装置を用い
て、着陸支援システムを構成する場合、着陸対象には、
その姿勢角を検知する姿勢角センサと、この姿勢角セン
サで得られる姿勢角情報を送信する送信装置を有する。Further, when a landing support system is configured using the above-mentioned landing support sensor device, the landing target includes:
It has a posture angle sensor for detecting the posture angle, and a transmission device for transmitting posture angle information obtained by the posture angle sensor.
【００１５】上記の様に、先の出願の技術では、レーダ
による相対距離従って、点により制御をしている。一
方、本発明では、画像のゆがみ等の変化を面により制御
するものである。したがって、艦の動揺を考慮すると、
ヘリコプタをより安全に着艦させる制御が可能である。As described above, in the technique of the prior application, the control is performed by the relative distance by the radar and, therefore, by the point. On the other hand, in the present invention, a change such as distortion of an image is controlled by a surface. Therefore, considering the ship's upset,
It is possible to control the helicopter to land more safely.
【００１６】本発明の更なる課題及び、特徴は、以下の
図面を参照しての実施の形態の説明から明らかになる。Further objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
従い説明する。なお、図において、同一又は類似のもの
には同一の参照番号及び、参照記号を付して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar components will be described with the same reference numerals and reference symbols.
【００１８】図１は、本発明が適用される、ヘリコプタ
等の垂直離着陸機の着陸支援システムの実施例の概要を
説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of an embodiment of a landing support system of a vertical take-off and landing aircraft such as a helicopter to which the present invention is applied.
【００１９】図１は、図５で説明したと同様に、ヘリコ
プタ２が、船舶１の甲板上のヘリポート１０に着陸する
例である。本発明の着陸支援システムを適用する場合に
は、船舶１側には、船の姿勢角を検知する姿勢角センサ
１１と、姿勢角センサ１１により検知される船舶１の姿
勢角情報即ち、姿勢角（ピッチ角、ロール角及び、機首
磁方位）データを送信するデータ送信装置１２を備え
る。FIG. 1 shows an example in which the helicopter 2 lands on the helipad 10 on the deck of the boat 1 as described with reference to FIG. When the landing support system of the present invention is applied, a posture angle sensor 11 for detecting the posture angle of the ship, and posture angle information of the ship 1 detected by the posture angle sensor 11, that is, a posture angle (Pitch angle, roll angle, and nose magnetic direction).
【００２０】これに対し、本発明の着陸支援システムを
適用するヘリコプタ２側には、データ送信装置１２から
送られる姿勢角（ピッチ角、ロール角及び、機首磁方
位）データを受信するデータ受信装置２０、船舶１の甲
板上のヘリポート１０を撮像する可視カメラ２１及び、
ヘリコプタ２の姿勢角を検知する、船舶１側の姿勢角セ
ンサ１１と同様の、姿勢角センサ２３を有する。On the other hand, on the side of the helicopter 2 to which the landing support system of the present invention is applied, data reception for receiving attitude angle (pitch angle, roll angle, and heading magnetic direction) data transmitted from the data transmission device 12 is performed. Device 20, a visible camera 21 for imaging the heliport 10 on the deck of the ship 1, and
It has a posture angle sensor 23 that detects the posture angle of the helicopter 2 and is similar to the posture angle sensor 11 on the ship 1 side.
【００２１】さらに、ヘリコプタ２には、姿勢角センサ
２３の出力とデータ受信装置２０の出力信号を処理し、
また、可視カメラ２１の出力を処理する制御装置２２を
有する。Further, the output of the attitude angle sensor 23 and the output signal of the data receiving device 20 are processed by the helicopter 2,
Further, it has a control device 22 for processing the output of the visible camera 21.
【００２２】この制御装置２２の出力により、メインロ
ータ２４及び２５の回転及び角度が制御されて、ヘリコ
プタ２が船舶１の甲板上のヘリポート１０に着陸され
る。The output of the control device 22 controls the rotation and angle of the main rotors 24 and 25, and the helicopter 2 is landed on the helipad 10 on the deck of the boat 1.
【００２３】図２は、上記図１の実施例に対応する本発
明の着陸支援システムの実施例ブロック図であり、特に
図１における制御装置２２の詳細構成例が示される。図
２に示される制御装置２２において、同期制御回路２２
０は、姿勢角センサ２３の出力と、受信装置２０の出力
を入力し、これらが同期するように、推進／方向制御装
置２２３に制御信号を出力する。FIG. 2 is a block diagram of an embodiment of the landing support system of the present invention corresponding to the embodiment of FIG. 1, and particularly shows a detailed configuration example of the control device 22 in FIG. In the control device 22 shown in FIG.
0 inputs the output of the attitude angle sensor 23 and the output of the receiving device 20, and outputs a control signal to the propulsion / direction control device 223 so that they are synchronized.
【００２４】すなわち、同期制御回路２２０は、船舶１
の姿勢角とヘリコプタ２の姿勢角を同期させ、船舶１の
姿勢と、ヘリコプタ２の姿勢が平行になるように制御す
る回路である。船舶１の姿勢角の内、少なくともピッチ
角及び、ロール角に、ヘリコプタ２のピッチ角及び、ロ
ール角を一致させる様に制御する回路である。より具体
的には、船舶１のピッチ角及びロール角のそれぞれを基
準とし、ヘリコプタ２の現在のピッチ角及びロール角と
の差分を、推進／方向制御装置２２３に出力する回路で
ある。後に説明する様に、推進／方向制御装置２２３
は、同期制御回路２２０に入力される上記差分に対応し
て、メインロータ２４及びテールロータ２５を制御す
る。That is, the synchronization control circuit 220
Is a circuit that synchronizes the attitude angle of the helicopter 2 with the attitude angle of the helicopter 2 so that the attitude of the ship 1 and the attitude of the helicopter 2 become parallel. This is a circuit for controlling the pitch angle and the roll angle of the helicopter 2 to coincide with at least the pitch angle and the roll angle of the attitude angle of the boat 1. More specifically, it is a circuit that outputs the difference between the current pitch angle and roll angle of the helicopter 2 to the propulsion / direction control device 223 based on each of the pitch angle and roll angle of the boat 1. As will be described later, the propulsion / direction control device 223
Controls the main rotor 24 and the tail rotor 25 in accordance with the difference inputted to the synchronization control circuit 220.
【００２５】ここで、この船舶１とヘリコプタ２のそれ
ぞれのピッチ角及び、ロール角の差分が零となる場合
は、船舶１のヘリポート１０の面に対し、ヘリコプタ２
の姿勢が平行であることを意味する。If the difference between the pitch angle and the roll angle of the ship 1 and the helicopter 2 becomes zero, the helicopter 2
Are parallel.
【００２６】さらに、図２の制御装置２２において、パ
ターンマッチング回路２２１は、可視カメラ２１で、撮
像した船舶１のヘリポート１０の撮影画像と基準パター
ン保持回路２２２から読み出される基準パターンの画像
とを比較する回路である。Further, in the control device 22 of FIG. 2, the pattern matching circuit 221 compares the captured image of the heliport 10 of the ship 1 captured by the visible camera 21 with the image of the reference pattern read from the reference pattern holding circuit 222. Circuit.
【００２７】基準パターンは、ヘリポート１０に近似す
るパターンである。すなわち、ヘリポート１０のパター
ンが図示される様に円形をなす場合、基準パターン保持
回路２２２に保持されるパターンも円形パターンであ
る。The reference pattern is a pattern similar to the heliport 10. That is, when the pattern of the heliport 10 has a circular shape as illustrated, the pattern held by the reference pattern holding circuit 222 is also a circular pattern.
【００２８】ここで、基準パターン保持回路２２２から
読み出される円形パターンの画像の大きさは、一定であ
る。これに対し、可視カメラ２１の撮像倍率が一定であ
る場合、可視カメラ２１により撮像されるヘリポート１
０の撮影画像の大きさは、ヘリコプタ２の高度により大
きさが異なってくる。Here, the size of the image of the circular pattern read from the reference pattern holding circuit 222 is constant. On the other hand, when the imaging magnification of the visible camera 21 is constant, the heliport 1 imaged by the visible camera 21 is
The size of the captured image of 0 varies depending on the altitude of the helicopter 2.
【００２９】したがって、パターンマッチング回路２２
１で基準パターンと比較されるヘリポート１０の撮影画
像の大きさを一定とする為に、ヘリコプタ２の高度に連
動して可視カメラ２１の出力ゲインを調整する。あるい
は、可視カメラ２１の撮像倍率（ズーム率）をヘリコプ
タ２の高度に連動して制御することにより、ヘリポート
１０の撮影画像の大きさを一定とすることが可能であ
る。Therefore, the pattern matching circuit 22
The output gain of the visible camera 21 is adjusted in conjunction with the altitude of the helicopter 2 in order to keep the size of the captured image of the heliport 10 to be compared with the reference pattern at 1. Alternatively, by controlling the imaging magnification (zoom rate) of the visible camera 21 in conjunction with the altitude of the helicopter 2, the size of the image captured by the heliport 10 can be made constant.
【００３０】図３は、このようにして一定の大きさで撮
像されるヘリポート１０の撮影画像１００と、基準パタ
ーン保持回路２２２から読み出される基準パターンの画
像２００を図示しないモニタに表示した時の関係を説明
する図である。FIG. 3 shows the relationship between the captured image 100 of the heliport 10 captured at a fixed size and the image 200 of the reference pattern read from the reference pattern holding circuit 222 on a monitor (not shown). FIG.
【００３１】ヘリポート１０の撮影画像１００は、ヘリ
コプタ２の所定位置に所定角度で取り付けられた可視カ
メラ２１により撮像される。したがって、モニタ上にヘ
リポート１０の上空位置に対応して基準パターンの画像
２００を表示し、可視カメラ２の位置即ち、ヘリコプタ
２の位置に対応してヘリポート１０の撮影画像１００を
表示する場合、それらの位置関係は、一例として図３
（Ａ）に示される如くである。An image 100 captured by the heliport 10 is captured by a visible camera 21 mounted at a predetermined position on the helicopter 2 at a predetermined angle. Therefore, when displaying the image 200 of the reference pattern corresponding to the sky position of the heliport 10 on the monitor and displaying the captured image 100 of the heliport 10 corresponding to the position of the visible camera 2, that is, the position of the helicopter 2, The positional relationship of FIG.
(A).
【００３２】したがって、基準パターンの画像２００と
撮影画像１００との間の相対距離は、ヘリポート１０の
上空位置とヘリコプタ２との間の距離に対応する。Therefore, the relative distance between the image 200 of the reference pattern and the photographed image 100 corresponds to the distance between the sky position of the helipad 10 and the helicopter 2.
【００３３】さらに、図３（Ａ）に示す例では、基準パ
ターンの画像２００とヘリポート１０の撮影画像１００
は、一部で重なっている。したがって、この画像の重な
りが多くなるように、図３（Ａ）でヘリポート１０の撮
影画像１００を移動する様に制御する。Further, in the example shown in FIG. 3A, the image 200 of the reference pattern and the photographed image 100 of the heliport 10 are shown.
Are partially overlapped. Therefore, control is performed so as to move the photographed image 100 of the heliport 10 in FIG. 3A so as to increase the overlap of the images.
【００３４】この時、基準パターンの画像２００とヘリ
ポート１０の撮影画像１００は、ともに円形であるの
で、画像の重なりが多くなる方向は一意である。したが
って、図３（Ａ）において、移動方向は、矢印で示すよ
うな方向である。At this time, since the image 200 of the reference pattern and the photographed image 100 of the heliport 10 are both circular, the direction in which the overlapping of the images increases is unique. Therefore, in FIG. 3A, the moving direction is a direction indicated by an arrow.
【００３５】すなわち、画像の重なりの大きさに対応す
る信号が、パターンマッチング回路２２１から推力／方
向制御装置２２３に入力される。これにより、推力／方
向制御装置２２３は、ヘリコプタ２をヘリポート１０の
上空位置に近づく様に推進させる制御を行う。That is, a signal corresponding to the size of the image overlap is input from the pattern matching circuit 221 to the thrust / direction control device 223. As a result, the thrust / direction control device 223 performs control to propel the helicopter 2 so as to approach the position above the heliport 10.
【００３６】したがって、図３（Ｂ）に示す様に、基準
パターンの画像２００とヘリポート１０の撮影画像１０
０の重なりが大きくなり、この状態で、ヘリコプタ２が
ヘリポート１０の上空位置にあることが認識できる。Therefore, as shown in FIG. 3B, the image 200 of the reference pattern and the image 10
The overlap of 0 becomes large, and in this state, it can be recognized that the helicopter 2 is located above the heliport 10.
【００３７】ここで、推力／方向制御装置２２３には、
上記したように同期制御回路２２０から姿勢角の差分信
号が入力され、パターンマッチング回路２２１から画像
の重なりの大きさの信号が入力される。したがって、推
力／方向制御装置２２３は、姿勢角の差分信号が零とな
るとともに、画像の重なりの大きさが、基準パターンの
大きさに近づく様に、推力及び、方向を求める。Here, the thrust / direction control device 223 includes:
As described above, the difference signal of the posture angle is input from the synchronization control circuit 220, and the signal of the magnitude of the image overlap is input from the pattern matching circuit 221. Therefore, the thrust / direction control device 223 obtains the thrust and the direction such that the difference signal of the attitude angle becomes zero and the size of the overlapping image approaches the size of the reference pattern.
【００３８】そして、推力／方向制御装置２２３により
求められた推力及び、方向となるように、メインロータ
２４及び、テールロータ２５が制御される。このよう
に、本発明により求められる制御すべき姿勢角及び、推
進方向に基づきヘリコプタ２を制御する推力／方向制御
装置２２３の機能は、既存の自動操縦装置の機能によっ
て容易に実現が可能である。Then, the main rotor 24 and the tail rotor 25 are controlled so that the thrust and the direction are obtained by the thrust / direction control device 223. As described above, the function of the thrust / direction control device 223 that controls the helicopter 2 based on the attitude angle to be controlled and the propulsion direction required by the present invention can be easily realized by the function of the existing automatic pilot device. .
【００３９】一方、上記図３の説明では、ヘリコプタ２
の姿勢角が可視カメラ２１の光軸がヘリポート１０の面
に対し、垂直に向いた状態にあることを前提にしてい
る。すなわち、ヘリコプタ２と、着船するヘリポート１
０の面は平行である。On the other hand, in the description of FIG.
Is based on the assumption that the optical axis of the visible camera 21 is perpendicular to the plane of the heliport 10. That is, the helicopter 2 and the helicopter 1
The planes of 0 are parallel.
【００４０】したがって、ヘリコプタ２は、図３に従い
位置決めができた時にそのまま降下すれば良い。しか
し、船舶１が、動揺する場合は、ヘリコプタ２と着船す
るヘリポート１０の面は平行とならない。したがって、
この場合は、ヘリコプタ２の姿勢をヘリポート１０の角
度に合わせて姿勢制御することが必要である。Therefore, the helicopter 2 may be lowered as it is when the positioning is completed according to FIG. However, when the ship 1 shakes, the plane of the helicopter 2 and the surface of the helipad 10 that lands are not parallel. Therefore,
In this case, it is necessary to control the attitude of the helicopter 2 in accordance with the angle of the heliport 10.
【００４１】図４は、かかる場合の姿勢制御について説
明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining attitude control in such a case.
【００４２】図４（Ａ）は、ヘリコプタ２とヘリポート
１０の面が平行にある状態を示している。この場合、可
視カメラ２１で撮像されるヘリポート１０の像は、円形
である。したがって、ヘリポート１０の画像の２軸上の
直径ＡとＢの比Ｂ／Ａは１である。FIG. 4A shows a state where the planes of the helicopter 2 and the heliport 10 are parallel to each other. In this case, the image of the heliport 10 captured by the visible camera 21 is circular. Therefore, the ratio B / A of the diameters A and B on the two axes of the image of the heliport 10 is 1.
【００４３】これに対し、図４（Ｂ）は、船舶１が動揺
し、ヘリコプタ２とヘリポート１０の面が平行にない状
態を示している。この場合は、可視カメラ２１で撮像さ
れるヘリポート１０の像は、図示されるように歪む状態
となる。On the other hand, FIG. 4B shows a state in which the ship 1 shakes and the planes of the helicopter 2 and the heliport 10 are not parallel. In this case, the image of the heliport 10 captured by the visible camera 21 is distorted as illustrated.
【００４４】したがって、ヘリポート１０の画像の２軸
上の直径ＡとＢの比Ｂ／Ａは１以下となる。この様な関
係に基づき、ヘリコプタ２の姿勢制御が次のように行わ
れる。Accordingly, the ratio B / A of the diameters A and B on the two axes of the image of the heliport 10 is 1 or less. Based on such a relationship, the attitude control of the helicopter 2 is performed as follows.
【００４５】すなわち、パターンマッチング回路２２１
は、上記撮像されたヘリポート１０の画像の２軸上の直
径ＡとＢの比Ｂ／Ａを求める。さらに、姿勢角センサ２
３からヘリコプタ２の姿勢角データを入力する。したが
って、パターンマッチング回路２２１は、上記直径Ａと
Ｂの比Ｂ／Ａが、”１”になる方向にヘリコプタ２の姿
勢角の補正値を計算する。That is, the pattern matching circuit 221
Calculates the ratio B / A of the diameters A and B on the two axes of the image of the heliport 10 captured above. Further, the attitude angle sensor 2
3, the attitude angle data of the helicopter 2 is input. Therefore, the pattern matching circuit 221 calculates a correction value of the attitude angle of the helicopter 2 in a direction in which the ratio B / A of the diameters A and B becomes “1”.
【００４６】計算された姿勢角の補正値が推力／方向制
御装置２２３に送られ、ヘリコプタ２の姿勢角が補正制
御される。これにより、ヘリコプタ２の姿勢とヘリポー
ト１０の面が平行にされる。The correction value of the calculated attitude angle is sent to the thrust / direction control device 223, and the attitude angle of the helicopter 2 is corrected and controlled. Thereby, the attitude of the helicopter 2 and the surface of the heliport 10 are made parallel.
【００４７】上記のようにして、本発明は、着船対象の
ヘリポート１０の撮影画像に基づき、ヘリコプタ２とヘ
リポート１０の位置合わせ及び、ヘリコプタ２とヘリポ
ート１０が平行になるように自動制御が可能である。As described above, according to the present invention, the position of the helicopter 2 and the heliport 10 can be adjusted and the helicopter 2 and the heliport 10 can be automatically controlled on the basis of the image of the heliport 10 to be laid. It is.
【００４８】さらに、図１の実施例では、ヘリポート１
０の形状に対応して、熱発生源１３が配置されている。
これにより、ヘリコプタ２をヘリポート１０に夜間に着
陸させることが容易である。Further, in the embodiment of FIG.
The heat generating source 13 is arranged corresponding to the shape of 0.
This makes it easy to land the helicopter 2 on the heliport 10 at night.
【００４９】すなわち、可視カメラ２１を赤外線感知カ
メラとすることにより、夜間は、熱発生源１３のパター
ンをヘリポート１０の撮影画像として得ることが可能で
ある。これにより、撮像された熱発生源１３のパターン
即ち、ヘリポート１０の撮影画像と、基準パターン２０
０の画像とを図３、図４で説明したように表示すること
が可能である。その他の処理は、図３、図４により説明
した通りである。That is, by using the infrared camera as the visible camera 21, the pattern of the heat source 13 can be obtained as a photographed image of the helipad 10 at night. Thus, the captured pattern of the heat source 13, that is, the captured image of the heliport 10 and the reference pattern 20
0 can be displayed as described with reference to FIGS. Other processing is as described with reference to FIGS.
【００５０】[0050]
【発明の効果】以上図面に従い、実施の形態を説明した
ように、本発明により、ヘリコプタ等の垂直離着陸機が
船舶等の着陸対象の所定エリアに着陸する際の着陸支援
を行うための、垂直離着陸機に搭載される着陸支援セン
サ装置および、これを用いた着陸支援システムが提供さ
れる。According to the present invention, a vertical take-off and landing aircraft such as a helicopter supports landing when landing on a predetermined area to be landed, such as a ship, as described above with reference to the drawings. A landing support sensor device mounted on a take-off and landing aircraft and a landing support system using the same are provided.
【００５１】そして、本発明による着陸支援センサ装置
は、着陸対象から送られる着陸対象の姿勢角情報と垂直
離着陸機の姿勢角センサで検知される姿勢角とを同期さ
せる姿勢制御信号を出力する回路と、着陸対象の所定エ
リアの撮影画像とこの着陸対象の所定エリアに対応する
基準パターンとを比較し、垂直離着陸機の位置制御信号
を出力する。さらに、これら姿勢制御信号及び、位置制
御信号に基づき、垂直離着陸機の推力及び方向を制御す
る制御装置とを有して構成される。The landing support sensor device according to the present invention outputs a posture control signal for synchronizing the posture angle information of the landing object sent from the landing object with the posture angle detected by the posture angle sensor of the vertical take-off and landing aircraft. And a reference image corresponding to the predetermined area of the landing target is compared with a captured image of the predetermined area of the landing target, and a position control signal of the vertical take-off and landing aircraft is output. Further, a control device for controlling the thrust and direction of the vertical take-off and landing aircraft based on the attitude control signal and the position control signal is provided.
【００５２】したがって、垂直離着陸機の姿勢制御と位
置制御のための制御信号の発生は、独立して行われ、且
つ位置制御のための制御信号は、画像データに基づき行
われる。かかる着陸支援センサ装置の特徴に対応して、
着陸対象は、その姿勢角を求めるセンサと、求められた
姿勢角情報を送信する送信装置を備えるのみでよい。Therefore, generation of control signals for attitude control and position control of the vertical take-off and landing aircraft is performed independently, and control signals for position control are performed based on image data. In response to the features of such a landing support sensor device,
The landing target need only be equipped with a sensor for obtaining the attitude angle and a transmission device for transmitting the obtained attitude angle information.
【００５３】これにより、本発明は、簡易な構成で確実
な着陸支援を行う着陸支援システムの提供が可能であ
る。Thus, according to the present invention, it is possible to provide a landing support system that performs reliable landing support with a simple configuration.
【００５４】なお、上記説明における実施の形態及び、
図面は、本発明の理解のためのものであり、本発明の保
護の範囲はこれに限定されない。さらに、特許請求の範
囲の記載と均等の範囲も本発明の保護の範囲に含まれる
ものである。The embodiment described above,
The drawings are for understanding the present invention, and the scope of protection of the present invention is not limited thereto. Furthermore, the scope equivalent to the description in the claims is also included in the protection scope of the present invention.
【図１】本発明が適用される、ヘリコプタ等の垂直離着
陸機の着陸支援システムの実施例の概要を説明する図で
ある。FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of an embodiment of a landing support system of a vertical take-off and landing aircraft such as a helicopter to which the present invention is applied.
【図２】図１の実施例に対応する、本発明の着陸支援シ
ステムの実施例ブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a landing support system according to an embodiment of the present invention, corresponding to the embodiment of FIG. 1;
【図３】ヘリポート１０の撮影画像１００と、基準パタ
ーン保持回路２２２から読み出される基準パターンの画
像２００を画像表示した時の関係を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a captured image 100 of the heliport 10 and an image 200 of a reference pattern read from a reference pattern holding circuit 222 when the image is displayed.
【図４】ヘリコプタ２の姿勢とヘリポート１０の面が平
行にならない場合の姿勢角制御を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating attitude angle control when the attitude of the helicopter 2 and the surface of the heliport 10 are not parallel.
【図５】船舶１のヘリポート１０に、へリコプタ２を着
陸させる従来の着陸支援システムを説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a conventional landing support system for landing a helicopter 2 on a heliport 10 of a ship 1.
１ 船舶 １０ ヘリポート １１ 船舶の姿勢角センサ １２ データ送信装置 １３ 熱発生源 ２ ヘリコプタ ２０ データ受信装置 ２１ 可視カメラ ２２ 制御装置 ２３ ヘリコプタの姿勢角センサ ２４ メインロータ ２５ テールロータ ２２０ 同期制御回路 ２２１ パターンマッチング回路 ２２２ 基準パターン保持回路 ２２３ 推力／方向制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ship 10 Heliport 11 Ship attitude angle sensor 12 Data transmission device 13 Heat generation source 2 Helicopter 20 Data reception device 21 Visible camera 22 Control device 23 Helicopter attitude angle sensor 24 Main rotor 25 Tail rotor 220 Synchronous control circuit 221 Pattern matching circuit 222 Reference pattern holding circuit 223 Thrust / direction control device
Claims (2)
陸する際の着陸支援を行うための、該垂直離着陸機に搭
載される着陸支援センサ装置であって、 該着陸対象の姿勢角情報を受信する受信装置と、 該垂直離着陸機の姿勢角を検知する姿勢角センサと、 該受信装置が受信した姿勢角情報と、該姿勢角センサに
より検知される姿勢角とを同期させる姿勢制御信号を出
力する回路と、 該着陸対象の所定エリアを撮像する撮像手段と、 該着陸対象の所定エリアに対応する基準パターンを保持
する回路と、 該撮像手段からの撮影画像と該基準パターンの画像とを
比較し、該垂直離着陸機の位置制御信号を出力する回路
と、 該姿勢制御信号及び、位置制御信号に基づき、該垂直離
着陸機の推力及び方向を制御する制御装置とを有するこ
とを特徴とする着陸支援センサ装置。A landing support sensor device mounted on a vertical take-off and landing aircraft for performing landing assistance when the vertical take-off and landing aircraft lands on a predetermined area to be landed. A receiving device for receiving, a posture angle sensor for detecting a posture angle of the vertical take-off and landing aircraft, and a posture control signal for synchronizing the posture angle information received by the receiving device with a posture angle detected by the posture angle sensor. A circuit for outputting, an imaging unit for imaging the predetermined area of the landing target, a circuit for holding a reference pattern corresponding to the predetermined area of the landing target, and a photographed image from the imaging unit and an image of the reference pattern. A circuit for comparing and outputting a position control signal of the vertical take-off and landing aircraft; and a control device for controlling the thrust and direction of the vertical take-off and landing aircraft based on the attitude control signal and the position control signal. Landing support sensor device.
に着陸する際の着陸支援を行う着陸支援システムであっ
て、 該着陸対象に、該着陸対象の姿勢角を検知する姿勢角セ
ンサと、該姿勢角センサで得られる姿勢角情報を送信す
る送信装置を有し、 該垂直離着陸機に、該着陸対象の送信装置から送られる
該姿勢角情報を受信する受信装置と、該垂直離着陸機の
姿勢角を検知する姿勢角センサと、該受信装置が受信し
た姿勢角情報と、該姿勢角センサにより検知される姿勢
角とを同期させる姿勢制御信号を出力する回路と、該着
陸対象の所定エリアを撮像する撮像手段と、該着陸対象
の所定エリアに対応する基準パターンを保持する回路
と、該撮像手段からの撮影画像と該基準パターンの画像
とを比較し、該垂直離着陸機の位置制御信号を出力する
回路と、該姿勢制御信号及び、位置制御信号に基づき、
該垂直離着陸機の推力及び方向を制御する制御装置とを
有することを特徴とする着陸支援システム。2. A landing support system for performing a landing support when a vertical take-off and landing aircraft lands on a predetermined area to be landed, comprising: a posture angle sensor for detecting the posture angle of the landing object; A transmitting device for transmitting attitude angle information obtained by the attitude angle sensor, a receiving device for receiving the attitude angle information transmitted from the landing target transmitting device to the vertical take-off and landing aircraft, and the vertical take-off and landing aircraft A posture angle sensor for detecting the posture angle of the vehicle, a circuit for outputting a posture control signal for synchronizing the posture angle information received by the receiving device with the posture angle detected by the posture angle sensor, Image pickup means for picking up an area, a circuit for holding a reference pattern corresponding to a predetermined area of the landing object, and comparing the captured image from the image pickup means with the image of the reference pattern to control the position of the vertical take-off and landing aircraft Signal A circuit for, attitude control signal and, based on the position control signal,
A control device for controlling the thrust and direction of the vertical take-off and landing aircraft.
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| JP10253565A JP2000085694A (en) | 1998-09-08 | 1998-09-08 | Landing support sensor device, and landing support system of vertical launching/landing plane using this |
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|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |