JP2006213302A - Wide area/high-accuracy control system for mobile object through cellular phone network - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空中や地上あるいは水面上を移動する移動物体の、移動速度、移動方向、姿勢、等を制御する方式に係る技術である。The present invention relates to a technique for controlling a moving speed, a moving direction, a posture, and the like of a moving object that moves in the air, on the ground, or on the water surface.
従来の技術は、電波法で許可された微弱無線電波により移動体とリモート地点の制御装置を結んで制御する方法が採用されていたが、微弱無線は,到達距離に制限があり広域に移動物体を制御することには適さなかった。また高速伝送路を設定することが出来なかった。In the conventional technology, a method of connecting a mobile unit and a remote point control device using weak radio waves permitted by the Radio Law has been adopted, but weak radio has a limited range and is moving over a wide area. It was not suitable for controlling. In addition, a high-speed transmission line could not be set.
本発明は携帯電話を使うことによって、広域かつ高速の伝送路を設定し、コンピュータ等の高性能制御装置をもちいて移動物体を広域に亘り高精度にリモート地点から制御する方式に係る発明である。The present invention relates to a method for setting a wide-area and high-speed transmission path by using a mobile phone and controlling a moving object from a remote location over a wide area with high accuracy using a high-performance control device such as a computer. .
従来の技術では微弱電波を使うため制御可能な範囲が狭く、地形などの環境条件にもよるが1km前後であった。The conventional technology uses a weak radio wave, so the controllable range is narrow, and it is around 1 km depending on environmental conditions such as topography.
また、移動物体と制御装置間の通信路が狭帯域であり動画像や、高精細画像のような大容量の情報を送ることが出来なかった。In addition, the communication path between the moving object and the control device is a narrow band, and it has not been possible to send large volumes of information such as moving images and high-definition images.
本発明は携帯電話回線を移動物体とリモート地点の制御装置間に設定し、この通信路を用いて情報を伝送することによって、上記課題を全て経済的に解決する。The present invention solves all the above problems economically by setting a mobile phone line between a moving object and a remote point control device and transmitting information using this communication path.
本発明により、移動物体の制御可能範囲は、携帯電話の通信可能範囲と一致し、日本全国はもとより、全世界に広がり、 According to the present invention, the controllable range of a moving object matches the communicable range of a mobile phone and spreads not only in Japan but throughout the world.
動画像や高精細画像が移動物体からオンラインでリモート制御装置に送信可能となるため、利便性と効用が飛躍的に高まる。Since moving images and high-definition images can be transmitted online from a moving object to a remote control device, convenience and utility are dramatically increased.
移動物体にその運動を制御する姿勢制御装置と姿勢・運動の状態を検知する検知装置と画像など外部の情報を取り入れる撮像装置やセンサと携帯電話回線を制御する通信制御装置を搭載しこれらを電気的に結合して例えば半導体ボードに構成する。Equipped with a posture control device that controls the movement of a moving object, a detection device that detects the state of posture and motion, an imaging device that incorporates external information such as images, and a communication control device that controls the sensor and mobile phone line. For example, a semiconductor board is configured.
リモート地点の制御装置には、携帯電話回線を制御する通信制御装置と、移動物体の運動を制御する装置および移動物体が取得した画像などの外部情報を処理する装置を例えば汎用コンピュータのプログラムなどで構成する。The remote location control device includes a communication control device for controlling a mobile phone line, a device for controlling the movement of a moving object, and a device for processing external information such as an image acquired by the moving object, such as a program for a general-purpose computer. Constitute.
図−1において1は飛行物体に搭載された動作情報検出装置、2は動作制御装置、3は携帯電話端末、aはこれらを結ぶ電気回路網である。
bは携帯電話回線、4はリモート地点の制御装置に接続した第二の携帯電話端末、5はリモート制御装置であり、cはこれらを結ぶ電気回路網である。飛行物体とリモート地点を結ぶ携帯電話回線bの数は帯域や電送スピードに応じて単一の場合もあれば複数の場合もある。In FIG. 1, 1 is a motion information detection device mounted on a flying object, 2 is a motion control device, 3 is a mobile phone terminal, and a is an electric circuit network connecting them.
b is a mobile phone line, 4 is a second mobile phone terminal connected to a remote control device, 5 is a remote control device, and c is an electric network connecting them. The number of mobile phone lines b connecting the flying object and the remote point may be single or plural depending on the band and the transmission speed.
動作情報検出装置1は内蔵したGPSセンサ、速度センサ、高度センサ、傾斜センサ、あるいは移動物体のエンジンセンサ、操縦系統センサ、異常検出センサ等の情報を、情報の種類によって一定時間間隔ごとあるいは、発生の都度収集し、電気回路aを通じて携帯電話端末3に送り出している。リモートにある第二の携帯電話端末4はリモート制御装置5の指令あるいは人手等によりダイヤル発信し飛行物体の携帯電話端末3を呼び出すと、携帯電話端末3は自動応答し、応答信号を携帯電話4に返送して携帯電話回線bが設定される。
リモート制御装置5は、携帯電話回線bが設定されたことを認知すると動作情報検出装置1からの情報を順次読み込み所定の処理を行う。The motion information detection device 1 generates information such as a built-in GPS sensor, speed sensor, altitude sensor, tilt sensor, or moving object engine sensor, steering system sensor, abnormality detection sensor, etc. at regular time intervals or depending on the type of information. And is sent out to the mobile phone terminal 3 through the electric circuit a. When the second mobile phone terminal 4 that is remote is dialed by a command from the remote control device 5 or manually, and the mobile phone terminal 3 of the flying object is called, the mobile phone terminal 3 automatically responds and sends a response signal to the mobile phone 4. And the mobile phone line b is set.
When the remote control device 5 recognizes that the mobile phone line b has been set, the remote control device 5 sequentially reads information from the motion information detection device 1 and performs predetermined processing.
動作情報検出装置1からの位置、姿勢,移動速度等の情報をリモート制御装置内にて処理する流れの例を図−2に示す。動作情報検出装置から送られた情報は、動作情報受信部によって受信し位置情報、姿勢情報,移動速度情報などの情報の属性を識別し、次の風推定部に渡す。FIG. 2 shows an example of the flow of processing information such as the position, posture, and moving speed from the motion information detecting device 1 in the remote control device. Information sent from the motion information detecting device is received by the motion information receiving unit, and attributes of information such as position information, posture information, and movement speed information are identified and passed to the next wind estimation unit.
風推定部の動作を図−3に示す。風推定部ではピトー管の大気速度とGPSによる対地速度の差を検出し、風の成分を推定する。風を考慮すると、目的地までの、または目的地から出発地までの最適な飛行経路が変化する。上図に示すように,初め,原点(0,0)にあった飛行物体が,風の吹く環境下,座標(0,500)まで飛行して,原点に戻ってくる飛行経路を考える.バッテリー消費量,あるいは飛行時間という最小化すべき評価関数を設定すると,軌道最適化問題(最適制御問題)が定義でき、標準的なパソコンなどで解くことができる.The operation of the wind estimation unit is shown in Fig.-3. The wind estimation unit detects the difference between the atmospheric speed of the Pitot tube and the ground speed by GPS, and estimates the wind component. Considering the wind, the optimal flight path to the destination or from the destination to the departure point changes. As shown in the figure above, let us consider a flight path where the flying object at the origin (0, 0) first flies to the coordinates (0, 500) in the windy environment and returns to the origin. By setting an evaluation function to be minimized such as battery consumption or flight time, a trajectory optimization problem (optimal control problem) can be defined and solved with a standard personal computer.
飛行物体は、地上の携帯電話局の電波到達範囲内を飛行することが望ましいので、そのことも考慮して移動経路を最適に算出する。具体的には、移動経路上の格子点に重みを設定し、重みが最小となる経路を選択する。各格子点における重みは、基地局との通信における送受信電力、所要旋回量より計算する。その様子を図−4に示す。本実施例においては、前記実施例に加えて移動するエリア内の携帯電話用無線通信基地局の位置座標と出力仕様データを含むデータ保存手段と、移動体の将来の移動経路を無線通信基地局と通信可能な経路に基づいて決定する経路計算手段からなる誘導制御装置である。
経路計算手段においては、移動経路上の格子点に重みを設定し、重みが最小となる経路を選択する。各格子点における重みは、基地局との通信における送受信電力、所要旋回量より計算する。
基地局の座標はデータ保存手段たるデータベースを用いて求める。
携帯電話を無線通信手段として用いる移動物体においては、目標点までの移動中に携帯電話の無線通信基地局が途切れることにより、誘導が困難となる場合がある。本発明の実施例によれば、基地局と通信可能な経路を主として選択することで、通信の中断を伴うことなく、精度の良い誘導が可能となる。
また、移動中の障害物や高度の情報をリモート制御装置内に記憶し、そうした状況を考慮した最適な移動ルートの設定が可能である。Since it is desirable for the flying object to fly within the radio wave reachable range of the mobile phone station on the ground, the movement path is optimally calculated taking this into consideration. Specifically, a weight is set for a grid point on the movement route, and a route with the smallest weight is selected. The weight at each grid point is calculated from the transmission / reception power and the required turning amount in communication with the base station. This is shown in Figure-4. In the present embodiment, in addition to the embodiment described above, the data storage means including the position coordinates and output specification data of the mobile phone radio communication base station in the moving area, and the future movement path of the mobile object are indicated by the radio communication base station. It is a guidance control device which consists of a route calculation means to determine based on a communicable route.
In the route calculation means, a weight is set to the grid point on the moving route, and the route having the smallest weight is selected. The weight at each grid point is calculated from the transmission / reception power and the required turning amount in communication with the base station.
The coordinates of the base station are obtained using a database as data storage means.
In a moving object that uses a mobile phone as a wireless communication means, guidance may be difficult due to the disconnection of the mobile communication base station of the mobile phone while moving to a target point. According to the embodiment of the present invention, it is possible to perform highly accurate guidance without interrupting communication by mainly selecting a path that can communicate with a base station.
In addition, it is possible to store information on obstacles and altitude during movement in the remote control device and set an optimum movement route in consideration of such a situation.
制御情報送信部は、制御情報作成部から渡された動作修正データを携帯電話端末4、携帯電話回線b、艇体電話端末3をとおして移動物体の動作制御装置2に送信する。動作制御装置2はこれに接続された移動物体のエンジンや方向陀などを動作修正データに応じて作動させる。The control information transmitting unit transmits the motion correction data transferred from the control information creating unit to the moving object motion control device 2 through the mobile phone terminal 4, the mobile phone line b, and the hull phone terminal 3. The motion control device 2 operates the engine, the direction rod and the like of the moving object connected thereto according to the motion correction data.
携帯電話回線aに電送されるデータの流れの例を図−5に示す。下り方向は動作情報検出装置1からリモート制御装置5に送られるデータである。下り方向においてSは同期信号、Dはデータを示す。同期信号はデータが無いときに送信される。個々のデータは属性識別用のヘッダ部と情報部で構成されその長さは一定または可変である。データにはGPSで検出した位置情報のように一定時間ごとに送信されるものと障害情報のように不定時に送信されるものがある。データの属性は例えばGPS情報,速度,高度,傾斜、進行方向、エンジン回転数、障害情報など移動物体の動作や制御に固有のデータのほか,移動物体に搭載したカメラや赤外線センサなどの各種外部観測装置等からのデータも含まれる。また伝送制御のためのデータも含まれる。An example of the flow of data transmitted to the mobile phone line a is shown in FIG. The downstream direction is data sent from the motion information detection device 1 to the remote control device 5. In the downstream direction, S indicates a synchronization signal and D indicates data. The synchronization signal is transmitted when there is no data. Each data is composed of a header part and an information part for attribute identification, and the length thereof is constant or variable. Some data is transmitted at regular intervals, such as position information detected by GPS, and some data is transmitted at indefinite times, such as failure information. Data attributes include, for example, GPS information, speed, altitude, inclination, traveling direction, engine speed, obstacle information, and other data specific to the operation and control of the moving object, as well as various external devices such as cameras and infrared sensors mounted on the moving object. Data from observation devices are also included. Data for transmission control is also included.
上り方向はリモート制御装置5から動作制御装置2に電送されるデータである。Sはデータがないときに送られる同期信号、Cは動作制御ためのコマンドデータである。コマンドには、移動物体の動作修正や速度制御、離発着制御,スタートストップ制御など移動物体の動作制御に固有のコマンドのほか、搭載した外部観測装置等のオン,オフや方向,感度等を制御するコマンドも含まれる。
また伝送制御のためのコマンドも含まれる。The upstream direction is data transmitted from the remote control device 5 to the operation control device 2. S is a synchronization signal sent when there is no data, and C is command data for operation control. In addition to commands specific to moving object movement control such as moving object movement correction, speed control, take-off and landing control, start / stop control, etc., the command controls on / off, direction, sensitivity, etc. Commands are also included.
Commands for transmission control are also included.
携帯電話回線を通じたデータ電送は、場合により地上回線の瞬断や電波強度の不足による中断の可能性がある。この対策として,本方式では各種の信頼度向上対策の採用が可 能である。例えば、上り下りのデータ電送に誤り制御技術を採用し、伝送路の中断により失われたデータやコマンドを再送したり誤り訂正符号により自動的に再生したりすることが出来る。これらは既知の技術である。In some cases, data transmission through a mobile phone line may be interrupted due to an instantaneous interruption of the ground line or a lack of radio wave intensity. As a countermeasure, this method can adopt various measures to improve reliability. For example, an error control technique can be adopted for uplink and downlink data transmission, and data and commands lost due to the interruption of the transmission path can be retransmitted or automatically reproduced by error correction codes. These are known techniques.
本方式特有のデータ電送中断対策として、リモート制御装置5による制御と動作制御装置2による制御の方法がある。
リモート制御装置5は一定時間ごとに、伝送路チェックコマンドを動作制御装置2に対し送信する。動作制御装置2はこれを正常に受信すれば動作情報検出装置1に受信確認を通知する。動作情報検出装置1は受信確認の伝送制御データをリモート制御装置に対し送出する。リモート制御装置5は、伝送路チェックコマンド送出から一定時間内に受信確認の伝送制御データを受信できなければ中断発生と判断する。またリモート制御装置5の動作情報受信部は一定時間内に下りの情報(同期信号と各種データ)を受信しない場合にも中断発生と判断する。いずれの判断の場合でもリモート制御装置5は電話端末4に対してオフフック及び再ダイヤルを指令する。一定時間内に回復できない場合には伝送路チェックコマンドの送出を停め、外部にアラームを出す。As a countermeasure against data transmission interruption peculiar to this method, there are a control method by the remote control device 5 and a control method by the operation control device 2.
The remote control device 5 transmits a transmission path check command to the operation control device 2 at regular intervals. If the operation control apparatus 2 receives this normally, it notifies the operation information detection apparatus 1 of reception confirmation. The motion information detection device 1 sends transmission control data for confirmation of reception to the remote control device. The remote control device 5 determines that an interruption has occurred if transmission control data for confirmation of reception cannot be received within a predetermined time from transmission of the transmission path check command. The operation information receiving unit of the remote control device 5 also determines that an interruption has occurred even if it does not receive downstream information (synchronization signal and various data) within a certain time. In any case, the remote control device 5 instructs the telephone terminal 4 to go off-hook and redial. If recovery is not possible within a certain time, transmission of the transmission path check command is stopped and an alarm is output to the outside.
動作制御装置2は一定時間伝送路チェックコマンドの受信が無い場合、中断と判断する。また移動物体の携帯電話端末3から受信電波強度が一定時間以上に亘り一定レベル 以下になったという情報を受けたとき中断と判断する。
いずれの場合にも、動作制御装置はリモート制御装置からの制御モードを予め内部に設定した移動ルートや動作プログラムによる自律制御モードに切り替える。The operation control device 2 determines that the operation is interrupted when no transmission path check command is received for a certain period of time. Further, when the mobile phone terminal 3 of the moving object receives information that the received radio wave intensity has become below a certain level for a certain time or more, it is determined to be interrupted.
In any case, the operation control device switches the control mode from the remote control device to an autonomous control mode based on a movement route or operation program set in advance.
自律制御モードでは,例えば中断発生地点での自動停止、自動周回運動、或は,定められた地点への自動移動などを行う。なお自律制御モードにおいて、地上からの制御が回復すればリモート制御モードに復帰する。In the autonomous control mode, for example, automatic stop at an interruption occurrence point, automatic circular motion, or automatic movement to a predetermined point is performed. In the autonomous control mode, the control returns to the remote control mode when the control from the ground is restored.
無人飛行機に搭載したカメラを用いたターゲット追尾制御の例について図−6に示す。
無人飛行機は,リモート制御装置5に予め設定したターゲット探索ルート制御プログラムによりルート制御されて飛行する。例えば指定した特定エリアを余すことなくカメラで観測できるように格子状に飛行するなど。動作検出装置1に接続した機上のカメラからの情報は連続してリモート制御装置5の動作情報受信部にて受信し、画像データ特徴探索プログラムによって予め設定したターゲット特徴データとの比較を行う。ターゲット特徴データと一致する画像データを受信した場合、直ちにターゲット追尾制御プログラムに切り替え、ターゲットの追尾に移る。Figure 6 shows an example of target tracking control using a camera mounted on an unmanned airplane.
The unmanned airplane flies under route control by a target search route control program preset in the remote control device 5. For example, you can fly in a grid so that you can observe a specified area without leaving the camera. Information from the on-camera camera connected to the motion detection device 1 is continuously received by the motion information receiving unit of the remote control device 5 and compared with target feature data set in advance by an image data feature search program. When image data that matches the target feature data is received, the program immediately switches to the target tracking control program and proceeds to target tracking.
ターゲットの追尾方法は例えばターゲットの移動速度にあわせてターゲット上を旋回移動したり、あるいは発煙装置を点火して飛行するなどがある。The target tracking method includes, for example, turning on the target in accordance with the moving speed of the target or flying by igniting the smoke generator.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010148085A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Korea Electronics Telecommun | Apparatus and method for collecting and processing data of reception sensitivity by positions |
KR101530581B1 (en) * | 2014-12-03 | 2015-06-22 | 황호정 | Autonomous Mobile Agent remote control system and method thereof |
CN108028024A (en) * | 2015-12-28 | 2018-05-11 | Kddi株式会社 | Flyer control device, clearance spatial domain initialization system, flyer control method and program |
JP2019064817A (en) * | 2017-10-04 | 2019-04-25 | 古河ユニック株式会社 | Remote communication system and crane equipped with the same |
-
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010148085A (en) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Korea Electronics Telecommun | Apparatus and method for collecting and processing data of reception sensitivity by positions |
KR101530581B1 (en) * | 2014-12-03 | 2015-06-22 | 황호정 | Autonomous Mobile Agent remote control system and method thereof |
CN108028024A (en) * | 2015-12-28 | 2018-05-11 | Kddi株式会社 | Flyer control device, clearance spatial domain initialization system, flyer control method and program |
US10720067B2 (en) | 2015-12-28 | 2020-07-21 | Kddi Corporation | Unmanned flight vehicle having rotor, motor rotating the rotor and control device |
US11373541B2 (en) | 2015-12-28 | 2022-06-28 | Kddi Corporation | Flight permitted airspace setting device and method |
JP2019064817A (en) * | 2017-10-04 | 2019-04-25 | 古河ユニック株式会社 | Remote communication system and crane equipped with the same |
JP7010647B2 (en) | 2017-10-04 | 2022-01-26 | 古河ユニック株式会社 | Remote communication system and crane equipped with it |
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