JP2001267829A - Control device of antenna driving device for tracking aerial moving object and medium recording the control program - Google Patents
Control device of antenna driving device for tracking aerial moving object and medium recording the control programInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無人航空機のような空中移動体の通信飛行範
囲を拡大し、かつ常時通信が可能になるようにする。
【解決手段】 一定時間毎にＧＰＳ１２で無人航空機１
０の位置が検出される。無人航空機１０の２時点の２つ
の位置の情報と、指向性アンテナ２０の位置情報とに基
づいて、指向性アンテナ２０が無人航空機１０を追跡す
るのに必要なアンテナモーター２２の回転量をノート型
パーソナル・コンピュータ３０により計算する。計算さ
れた回転量に応じてアンテナ・コントローラ３４により
アンテナモーター２２が制御される。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To expand the communication flight range of an aerial vehicle such as an unmanned aerial vehicle and enable constant communication. SOLUTION: Unmanned aerial vehicle 1 by GPS 12 at regular time intervals
The position of 0 is detected. Based on the information on the two positions of the unmanned aerial vehicle 10 at two points in time and the position information on the directional antenna 20, the amount of rotation of the antenna motor 22 required for the directional antenna 20 to track the unmanned aerial vehicle 10 is a notebook type. It is calculated by the personal computer 30. The antenna motor 22 is controlled by the antenna controller 34 according to the calculated rotation amount.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば無人航空
機、模型航空機等の空中移動体と地上等の通信設備との
間で通信できるようにするため、通信設備の指向性アン
テナが空中移動体を追跡するようアンテナ駆動装置を制
御するための制御装置、及びコンピュータによって実行
されるその制御用プログラムを記録した媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a directional antenna of a communication facility for enabling communication between an aerial vehicle such as an unmanned aerial vehicle and a model aircraft and a communication facility such as the ground. The present invention relates to a control device for controlling an antenna driving device for tracking, and a medium recording a control program executed by a computer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、無人航空機がどの位置に飛行して
も無人航空機と地上との間で無線通信ができるように、
地上のアンテナには無指向性のアンテナが使用されてき
た。しかし、無指向性アンテナのため電波の届く範囲が
限られており、従って無人航空機を通信飛行させる範囲
が限られていた。2. Description of the Related Art Conventionally, wireless communication between an unmanned aerial vehicle and the ground can be performed no matter where the unmanned aerial vehicle flies.
Omnidirectional antennas have been used for terrestrial antennas. However, the range over which radio waves can reach is limited due to the omnidirectional antenna, and thus the range over which an unmanned aerial vehicle can fly by communication is limited.
【０００３】また、電波を遠くまで届けることができる
指向性のアンテナを使用する場合は、無人航空機を目視
し、無人航空機のいる方向へ指向性アンテナを手動で向
けていたため、無人航空機を見失うことが多くその度に
通信が中断していた。When using a directional antenna capable of transmitting radio waves to a distant place, an unmanned aerial vehicle must be visually observed and the directional antenna must be manually pointed in the direction of the unmanned aerial vehicle. Communication was interrupted each time.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、例えば無人航空機のような空中を移動する空中移動
体の通信飛行範囲を拡大し、かつ常時通信が可能になる
ようにアンテナの向きを変えるアンテナ駆動装置を制御
する装置及びコンピュータによって実行されるその制御
用プログラムを記録した媒体を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to extend the communication flight range of an aerial vehicle moving in the air, such as an unmanned aerial vehicle, and to set the orientation of the antenna so that communication is always possible. It is an object of the present invention to provide a device for controlling an antenna driving device for changing the frequency and a medium storing a control program executed by a computer.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題は、地表に設け
られた指向性アンテナの向きを空中を移動する空中移動
体の方向に追随させるアンテナ駆動装置を制御するため
の制御装置であって、時間と共に変化する前記空中移動
体の位置を表す情報及び前記指向性アンテナの位置を表
す情報とに基づいて、前記アンテナ駆動装置が前記指向
性アンテナの向きを前記空中移動体の方向に追随させる
ために必要とする駆動量を決定する手段を備える本発明
の制御装置により解決される。The object of the present invention is to provide a control device for controlling an antenna driving device that causes a directional antenna provided on the ground to follow the direction of an aerial vehicle moving in the air, Based on information representing the position of the aerial vehicle that changes with time and information representing the position of the directional antenna, the antenna driving device causes the direction of the directional antenna to follow the direction of the aerial vehicle. The above problem is solved by the control device of the present invention including means for determining the drive amount required for the control.
【０００６】上記課題はまた、本発明に従った、空中を
移動する空中移動体の時間と共に変化する位置を表す情
報、及び地表に設けられた指向性アンテナの位置を表す
情報とに基づいて、前記指向性アンテナを駆動するアン
テナ駆動装置が前記指向性アンテナの向きを前記空中移
動体の方向に追随させるために必要とする駆動量を決定
するステップをコンピュータに実行させるための前記ア
ンテナ駆動装置を制御するための制御プログラムを記録
したコンピュータ読取り可能な記録媒体により解決され
る。[0006] The above object is also achieved by the present invention, based on information indicating a position of a mobile object moving in the air that changes with time and information indicating a position of a directional antenna provided on the ground. The antenna driving device for causing a computer to execute a step of determining a driving amount required for the antenna driving device that drives the directional antenna to follow the direction of the directional antenna in the direction of the aerial moving object. The problem is solved by a computer-readable recording medium on which a control program for controlling is recorded.
【０００７】ここで、地表は、空中に対する用語であっ
て、アンテナが置かれる地上および海上、さらに地上ま
たは海上の建造物や、地上にある自動車、海上の船等を
含むものである。Here, the ground surface is a term for the air, and includes the ground and the sea where the antenna is placed, a building on the ground or the sea, a car on the ground, a ship on the sea, and the like.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の好適な一実施形
態を示し、例えば地上に設けられた指向性アンテナと空
中を移動する無人航空機との間で通信できるように、指
向性アンテナの向きを無人航空機の方向に追随させるア
ンテナ駆動装置を制御するための制御装置を関連の装置
等と共に概略的に示す。図１において、１０は空中を飛
行する無人航空機を示し、その無人航空機１０には無人
航空機の位置（即ち、北緯、東経及び高度）を検出する
公知の全地球的測位システム（以下、「ＧＰＳ」と記
す。）１２及び地上と通信するための通信器１４が搭載
されている。通信器１４は、送信器１６及び受信器１８
を含む。なお、本発明にとっては少なくとも送信器１６
が存在していればよい。更に、図１において、２０は地
上に設けられた指向性アンテナを、２２は指向性アンテ
ナ２０を駆動するアンテナモーターをそれぞれ示す。ア
ンテナモーター２２は、指向性アンテナ２０を全方位
（即ち、方位角度で０度から３６０度）及び全仰角（即
ち、０度から９０度）にわたり回転させることができ
る。無人航空機１０の通信器１４と通信するための通信
器２４が指向性アンテナ２０に接続されている。通信器
２４は、送信器２６及び受信器２８を含む。なお、本発
明にとっては少なくとも受信器２８が存在していればよ
い。受信器２８にはノート型パーソナル・コンピュータ
３０が接続されている。ノート型パーソナル・コンピュ
ータ３０で生成されたアンテナモーター２２を制御する
のに必要なディジタル情報をアナログに変換するため、
ノート型パーソナル・コンピュータ３０にＡ／Ｄ変換器
３２が接続されている。Ａ／Ｄ変換器３２のアナログ出
力側にはアンテナ・コントローラ３４が接続されてい
る。ノート型パーソナル・コンピュータ３０は、通常の
ものでよく、図示していないがマイクロプロセッサ、メ
インメモリ、ハードディスク、及びキーボード、ディス
プレイ、ＣＤ−ＲＯＭ等のディジタル入出力デバイス、
及びＵＳＢ等の入出力インターフェースを有する。ハー
ドディスクには、指向性アンテナが空中移動体を追跡す
るようにアンテナ駆動装置を制御するための制御用プロ
グラムが格納されている。FIG. 1 shows a preferred embodiment of the present invention. For example, a directional antenna provided on the ground and an unmanned aerial vehicle moving in the air can communicate with each other. 1 schematically shows a control device for controlling an antenna driving device that makes the direction of the vehicle follow the direction of an unmanned aerial vehicle, together with related devices and the like. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an unmanned aerial vehicle that flies in the air, and the unmanned aerial vehicle 10 has a known global positioning system (hereinafter, “GPS”) that detects the position of the unmanned aerial vehicle (ie, north latitude, east longitude, and altitude). 12 and a communication device 14 for communicating with the ground. The communicator 14 includes a transmitter 16 and a receiver 18
including. In the present invention, at least the transmitter 16
Only needs to be present. Further, in FIG. 1, reference numeral 20 denotes a directional antenna provided on the ground, and reference numeral 22 denotes an antenna motor for driving the directional antenna 20. The antenna motor 22 can rotate the directional antenna 20 in all directions (ie, 0 to 360 degrees in azimuth) and in all elevation angles (ie, 0 to 90 degrees). A communicator 24 for communicating with the communicator 14 of the unmanned aerial vehicle 10 is connected to the directional antenna 20. The communicator 24 includes a transmitter 26 and a receiver 28. Note that, for the present invention, it is sufficient that at least the receiver 28 is present. A notebook personal computer 30 is connected to the receiver 28. To convert digital information necessary for controlling the antenna motor 22 generated by the notebook personal computer 30 into analog,
An A / D converter 32 is connected to the notebook personal computer 30. An antenna controller 34 is connected to the analog output side of the A / D converter 32. The notebook personal computer 30 may be a conventional one, and although not shown, a microprocessor, a main memory, a hard disk, and a keyboard, a display, a digital input / output device such as a CD-ROM,
And an input / output interface such as USB. The hard disk stores a control program for controlling the antenna driving device so that the directional antenna tracks the airborne moving object.
【０００９】図２は、図１に示す実施形態において用い
られる、指向性アンテナが空中移動体を追跡するように
アンテナ駆動装置を制御するための制御用プログラムの
概略的フローを示す。以下で、図２を参照してノート型
パーソナル・コンピュータ３０により実行されるアンテ
ナ駆動装置を制御するための制御装置の動作を説明す
る。FIG. 2 shows a schematic flow of a control program used in the embodiment shown in FIG. 1 for controlling an antenna driving device so that a directional antenna tracks an aerial vehicle. Hereinafter, the operation of the control device for controlling the antenna driving device, which is executed by the notebook personal computer 30, will be described with reference to FIG.
【００１０】初めに、指向性アンテナ２０の位置情報の
扱い、無人航空機１０の位置情報の検出及び送信状態に
ついて説明する。無人航空機１０に設けられたＧＰＳ１
２とは別のＧＰＳを指向性アンテナ２０の位置に置い
て、指向性アンテナ２０の位置（北緯、東経及び高度）
を検出し、この位置情報をノート型パーソナル・コンピ
ュータ３０のキーボードから予め入力して、ハードディ
スクに記憶させて置く。無人航空機１０のＧＰＳ１２
は、所定の時間毎例えば１秒毎に、移動している（空中
での静止状態も含む）無人航空機１０の位置（北緯、東
経及び高度）を検出する。無人航空機１０に設けられた
通信器１４の送信器１６は、無人航空機１０の位置情報
がＧＰＳ１２で得られると直ちにその情報を地上に送信
する。送信された無人航空機１０の位置情報は、指向性
アンテナ２０を介して通信器２４の受信器２８により受
信される。First, the handling of the position information of the directional antenna 20 and the detection and transmission state of the position information of the unmanned aerial vehicle 10 will be described. GPS1 provided in unmanned aerial vehicle 10
2 and another GPS at the position of the directional antenna 20 and the position of the directional antenna 20 (north latitude, east longitude and altitude)
Is detected, and this position information is input in advance from the keyboard of the notebook personal computer 30 and stored in the hard disk. GPS 12 of unmanned aerial vehicle 10
Detects the position (north latitude, east longitude, and altitude) of the moving unmanned aerial vehicle 10 (including a stationary state in the air) every predetermined time, for example, every second. The transmitter 16 of the communicator 14 provided on the unmanned aerial vehicle 10 transmits the position information of the unmanned aerial vehicle 10 to the ground as soon as the information is obtained by the GPS 12. The transmitted position information of the unmanned aerial vehicle 10 is received by the receiver 28 of the communication device 24 via the directional antenna 20.
【００１１】上記のような環境において、図２のステッ
プ１００でノート型パーソナル・コンピュータ３０のマ
イクロプロセッサは、予め記憶されている指向性アンテ
ナ２０の位置（北緯、東経及び高度）情報を読出し、メ
インメモリに記憶させる。次いで、ステップ１０２にお
いて、ノート型パーソナル・コンピュータ３０のマイク
ロプロセッサは、無人航空機１０の位置（北緯、東経及
び高度）情報を通信器２４から所定の時間毎に、例えば
１秒毎に読み込む。In the above environment, the microprocessor of the notebook personal computer 30 reads out the pre-stored position (north latitude, east longitude and altitude) information of the directional antenna 20 in step 100 of FIG. Store in memory. Next, in step 102, the microprocessor of the notebook personal computer 30 reads the position (north latitude, east longitude and altitude) information of the unmanned aerial vehicle 10 from the communication device 24 at predetermined time intervals, for example, every second.
【００１２】ステップ１０４において、ノート型パーソ
ナル・コンピュータ３０のマイクロプロセッサは、メイ
ンメモリから読み出した指向性アンテナ２０の位置情報
と読み込まれた無人航空機１０の位置情報とに基づいて
方位角度、地上での距離及び仰角を計算する。詳細に
は、次のような計算式を用いて行う。指向性アンテナ２
０の設置位置の北緯、東経（単位：度）及び高度（単
位：ｍ）をそれぞれｘ０、ｙ０及びｈ０とし、無人航空
機１０の位置の北緯、東経（単位：度）及び高度（単
位：ｍ）をそれぞれｘ１、ｙ１及びｈ１とする。指向性
アンテナ２０の設置位置の北緯１度当たりの距離（単
位：ｋｍ）をＮとし、東経１度当たりの距離（単位：ｋ
ｍ）をＥとする。緯度方向の距離ｘ及び経度方向の距離
ｙ（単位：ｋｍ）はそれぞれ次式で表される。In step 104, the microprocessor of the notebook personal computer 30 determines the azimuth angle and ground level based on the position information of the directional antenna 20 read from the main memory and the position information of the unmanned aerial vehicle 10 read. Calculate distance and elevation. Specifically, the calculation is performed using the following calculation formula. Directional antenna 2
The north latitude, east longitude (unit: degree) and altitude (unit: m) of the installation position of 0 are x0, y0 and h0, respectively, and the north latitude, east longitude (unit: degree) and altitude (unit: m) of the position of the unmanned aerial vehicle 10 Are x1, y1 and h1, respectively. The distance per unit of north latitude (degree: km) of the installation position of the directional antenna 20 is N, and the distance per unit of east longitude (unit: k)
Let m) be E. The distance x in the latitude direction and the distance y in the longitude direction (unit: km) are respectively represented by the following equations.
【００１３】[0013]
【数１】ｘ＝Ｎ×（│ｘ０−ｘ１│） ｙ＝Ｅ×（│ｙ０−ｙ１│） 従って、方位角度θｘｙ（単位：度）は、次式で表され
る。X = N × (│x0-x1│) y = E × (│y0-y1│) Accordingly, the azimuth angle θxy (unit: degrees) is expressed by the following equation.
【００１４】[0014]
【数２】θｘｙ＝ｔａｎ-1（ｘ／ｙ） また、指向性アンテナ２０の設置位置と無人航空機１０
の位置の地上での距離間Ｄ（単位：ｋｍ）は次式で表さ
れる。[Mathematical formula-see original document] θxy = tan -1 (x / y)
The distance D (unit: km) on the ground at the position is expressed by the following equation.
【００１５】[0015]
【数３】Ｄ＝（ｘ2＋ｙ2）1/2 従って、仰角θｈ（単位：度）は次式で表される。D = (x 2 + y 2 ) 1/2 Therefore, the elevation angle θh (unit: degree) is expressed by the following equation.
【００１６】[0016]
【数４】θｈ＝ｔａｎ-1（│ｈ１−ｈ０│／Ｄ） ステップ１０６において、方位角度、地上での距離及び
仰角の最初の計算であるかを判定する。最初の計算（問
いに対して肯定）の場合、ステップ１１２において、計
算した方位角度θｘｙ及び仰角θｈをメインメモリに記
憶する。ステップ１０６において、最初の計算でない
（問いに対して否定）の場合、ステップ１０８に進み、
そこで、指向性アンテナ２０が無人航空機１０を追跡す
るのに要する方位角度と仰角の回転量を得るため、ステ
ップ１０４で計算された方位角度及び仰角と、すぐ前の
回に計算された即ち最後にメインメモリに記憶された方
位角度及び仰角とに基づいて方位角度の変化量Δθｘｙ
及び仰角の変化量Δθｈを計算する。すぐ前の回に計算
した結果に添え字ｐを付すと、方位角度及び仰角の変化
量は次式により表される。In Equation 4] θh = tan -1 (│h1-h0│ / D) step 106, the azimuth angle, determines whether the first calculation of the distance and elevation of the ground. In the case of the first calculation (affirmative for the question), in step 112, the calculated azimuth angle θxy and elevation angle θh are stored in the main memory. In step 106, if it is not the first calculation (no answer to the question), proceed to step 108,
Therefore, in order to obtain the azimuth angle and the rotation amount of the elevation angle required for the directional antenna 20 to track the unmanned aerial vehicle 10, the azimuth angle and the elevation angle calculated in step 104 and the azimuth angle and the elevation angle calculated immediately before, that is, Amount of change in azimuth angle Δθxy based on azimuth angle and elevation angle stored in main memory
And the elevation angle change amount Δθh is calculated. If the suffix p is added to the result calculated immediately before, the change amounts of the azimuth angle and the elevation angle are expressed by the following equations.
【００１７】[0017]
【数５】Δθｘｙ＝θｘｙ−θｘｙｐ Δθｈ＝θｈ−θｈｐ 次いで、ステップ１１０において、ノート型パーソナル
・コンピュータ３０は、得られた方位角度及び仰角のそ
れぞれの変化量Δθｘｙ及びΔθｈをＡ／Ｄ変換器３２
に出力する。次いで、ステップ１１２において、ステッ
プ１０４で計算された方位角度及び仰角をメインメモリ
に記憶する。処理は、所定の時間毎例えば１秒毎にステ
ップ１０２に戻り、無人航空機１０の次の位置情報につ
いて、同様の処理が繰り返される。At step 110, the notebook personal computer 30 converts the obtained azimuth angle and elevation angle change amounts Δθxy and Δθh into the A / D converter 32 at step 110.
Output to Next, in step 112, the azimuth and elevation calculated in step 104 are stored in the main memory. The process returns to step 102 every predetermined time, for example, every second, and the same process is repeated for the next position information of the unmanned aerial vehicle 10.
【００１８】ノート型パーソナル・コンピュータ３０
が、ステップ１１０において計算されたディジタル形式
の方位角度及び仰角のそれぞれの変化量Δθｘｙ及びΔ
θｈをＡ／Ｄ変換器３２に出力すると、Ａ／Ｄ変換器３
２は、ディジタル形式の変化量をアナログに変換して、
アンテナ・コントローラ３４に与える。なお、ディジタ
ル形式の変化量の符号は方位角度及び仰角のそれぞれの
増減方向を示し、アンテナ・コントローラ３４はその増
減方向を示すアナログ量に変換する。アンテナ・コント
ローラ３４は、Ａ／Ｄ変換器３２から受け取った方位角
度及び仰角のそれぞれのアナログ変化量Δθｘｙ及びΔ
θｈに対応するモーター回転量をアンテナモーター２２
に与える。従って、アンテナモーター２２は、指向性ア
ンテナ２０を無人航空機１０の方向に向かせることがで
きる。Notebook type personal computer 30
Are the changes Δθxy and Δθ of the digital azimuth and elevation calculated in step 110, respectively.
When θh is output to the A / D converter 32, the A / D converter 3
2 converts the amount of change in digital form into analog,
It is provided to the antenna controller 34. The sign of the change amount in the digital form indicates the direction of increase or decrease of the azimuth angle and the elevation angle, and the antenna controller 34 converts the change amount into an analog amount indicating the increase or decrease direction. The antenna controller 34 calculates the analog change amounts Δθxy and Δθ of the azimuth angle and the elevation angle received from the A / D converter 32, respectively.
The motor rotation amount corresponding to θh is
Give to. Therefore, the antenna motor 22 can direct the directional antenna 20 toward the unmanned aerial vehicle 10.
【００１９】[0019]
【実施例】無指向性アンテナと指向性アンテナで無人航
空機通信可能距離の測定を行ったところ、次のとおり指
向性アンテナの通信距離が長いことが分かった。また、
図１及び図２を参照して説明した本発明によるアンテナ
モーター２２の制御装置の制御方法により、指向性アン
テナ２０の向きが空中を移動する無人航空機１０に追随
することが確認された。EXAMPLE The communicable distance of an unmanned aerial vehicle was measured with an omnidirectional antenna and a directional antenna. As a result, it was found that the communication distance of the directional antenna was long as follows. Also,
According to the control method of the control device for the antenna motor 22 according to the present invention described with reference to FIGS. 1 and 2, it has been confirmed that the direction of the directional antenna 20 follows the unmanned aerial vehicle 10 moving in the air.
【００２０】実験諸元： 無指向性アンテナ：ホイップアンテナ 指向性アンテナ：パラボラアンテナ 通信器：周波数２．４ＧＨｚ、出力１０ｍＷ なお、アンテナの性能条件は比較可能なようにアンテナ
・ゲインを次のとおり合わせた。Experimental data: Non-directional antenna: whip antenna Directional antenna: parabolic antenna Communication device: frequency 2.4 GHz, output 10 mW Note that the antenna gain is adjusted as follows so that the antenna performance conditions can be compared. Was.
【００２１】ホイップアンテナ： ０ｄＢ パラボラアンテナ：３０ｄＢ （但し、パラボラアンテナから通信器までのケーブルの
減衰は含まない。）測定結果は次のとおりである。Whip antenna: 0 dB Parabolic antenna: 30 dB (However, attenuation of the cable from the parabolic antenna to the communication device is not included.) The measurement results are as follows.
【００２２】[0022]
【表１】 無指向性アンテナ 指向性アンテナ ５００ｍ 通信可能 通信可能 １０００ｍ 通信可能 通信可能 １８００ｍ 通信不可 通信可能 ５０００ｍ 通信不可 通信可能 なお、本発明では、アンテナが追跡する対象物が、無人
航空機１０に限られず、図１に例として示されている模
型飛行機１０ａ等、いずれの空中を移動する物体でよ
い。また、本発明は、無人航空機１０、模型飛行機１０
ａのように無人の物体に特に好適であるが、有人の空中
移動体であってもよい。[Table 1] Non-directional antenna Directional antenna 500m Communication possible Communication possible 1000m Communication possible Communication possible 1800m Communication impossible Communication possible 5000m Communication impossible Communication possible In the present invention, the object tracked by the antenna is limited to the unmanned aerial vehicle 10. Instead, any moving object in the air, such as the model airplane 10a shown in FIG. 1, may be used. The present invention also relates to an unmanned aerial vehicle 10, a model airplane 10
Although it is particularly suitable for an unmanned object like a, it may be a manned aerial moving object.
【００２３】本発明に利用される指向性アンテナは、パ
ラボラアンテナ等があるが、指向性を有すればいずれの
タイプのアンテナでもよい。The directional antenna used in the present invention includes a parabolic antenna and the like, but any type of antenna having directivity may be used.
【００２４】また、図１に示す本発明の実施形態におい
ては、指向性アンテナ２０は固定されているので、その
位置は一定であるとしている。しかし、何かの理由によ
り指向性アンテナ２０の位置が変わったときは、その都
度ＧＰＳを用いて指向性アンテナ２０の位置を検出し
て、その検出位置をノート型パーソナル・コンピュータ
３０のキーボードから入力すればよい。Further, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, since the directional antenna 20 is fixed, its position is assumed to be constant. However, whenever the position of the directional antenna 20 changes for some reason, the position of the directional antenna 20 is detected using the GPS each time, and the detected position is input from the keyboard of the notebook personal computer 30. do it.
【００２５】更に、指向性アンテナ２０が陸上の自動
車、海上の船、ブイ等に設けられ、指向性アンテナ２０
の位置、即ち北緯、東経及び高度の一部あるいは全部が
時間と共に変化する場合でも、例えばパラボラアンテナ
のように指向性アンテナはある大きさのビーム幅を有す
るので、無人航空機１０と指向性アンテナ２０との相対
的向きがある大きさの変化内であれば指向性アンテナ２
０の向きを変えることなく無人航空機１０からの送信信
号を指向性アンテナ２０は受信することができる。但
し、このような状況下では指向性アンテナ２０が無人航
空機１０を追跡するのに必要なアンテナモーター２２の
回転量を求める際に、その都度そのときの指向性アンテ
ナ２０の位置を用いる必要がある。図３および図４は、
指向性アンテナ２０の位置が時間と共に変化し得る場合
に適用できるよう図１および図２に示す構成を変更した
形態を示す。図３に示す実施形態が図１に示す実施形態
と相違する点は次のとおりであり、その他の点は同じで
あり説明を省く。即ち、ＧＰＳ４０が、指向性アンテナ
２０に設けられ、指向性アンテナ２０の変化し得る位置
をある一定時間間隔で検出して、検出結果をノート型パ
ーソナル・コンピュータ３０に送る。こうして、同じ時
点で検出した無人航空機１０と指向性アンテナ２０との
位置情報は、ノート型パーソナル・コンピュータ３０に
受け取られる。なお、図３ではＧＰＳ４０を見やすくす
るため指向性アンテナ２０から離れたように示されてい
る。Further, the directional antenna 20 is provided on a land vehicle, a marine ship, a buoy, or the like.
Even if the position, that is, part or all of the north latitude, east longitude and altitude changes with time, since the directional antenna has a certain beam width such as a parabolic antenna, the unmanned aerial vehicle 10 and the directional antenna 20 Directional antenna 2 if its relative orientation is within a certain magnitude change
The directional antenna 20 can receive the transmission signal from the unmanned aerial vehicle 10 without changing the direction of 0. However, in such a situation, it is necessary to use the position of the directional antenna 20 at each time when the directional antenna 20 determines the amount of rotation of the antenna motor 22 necessary for tracking the unmanned aerial vehicle 10. . FIG. 3 and FIG.
1 and 2 show an embodiment in which the configuration shown in FIGS. 1 and 2 is modified so as to be applicable when the position of the directional antenna 20 can change with time. The embodiment shown in FIG. 3 is different from the embodiment shown in FIG. 1 in the following points, and the other points are the same and will not be described. That is, the GPS 40 is provided on the directional antenna 20, detects a position where the directional antenna 20 can change at a certain time interval, and sends the detection result to the notebook personal computer 30. Thus, the position information of the unmanned aerial vehicle 10 and the directional antenna 20 detected at the same time is received by the notebook personal computer 30. In FIG. 3, the GPS 40 is shown away from the directional antenna 20 to make it easier to see.
【００２６】図４に示すフロー図が図１のそれと相違す
る点は次のとおりであり、その他の点は同じであり説明
を省く。即ち、図４のステップ１００ａにおいて、指向
性アンテナ２０の位置（北緯、東経、高度）を読み込み
メインメモリに記憶する。このステップ１００ａは、処
理が図４に示すループを回る度に実行される。The difference between the flowchart shown in FIG. 4 and that in FIG. 1 is as follows, and the other points are the same, and the description is omitted. That is, in step 100a of FIG. 4, the position (north latitude, east longitude, altitude) of the directional antenna 20 is read and stored in the main memory. This step 100a is executed each time the processing goes around the loop shown in FIG.
【００２７】なお、上記実施形態においては、無人航空
機１０および／または指向性アンテナ２０の位置の検出
および／またはその検出情報のノート型パーソナル・コ
ンピュータ３０での読み込みはある一定時間間隔で行っ
ているが、本発明は、例えば無人航空機１０および／ま
たは指向性アンテナ２０が早く移動するときはその時間
間隔を短く、また遅いときは長くと検出および／または
読み込みの時間間隔を可変にしてもよい。In the above-described embodiment, the detection of the position of the unmanned aerial vehicle 10 and / or the directional antenna 20 and / or the reading of the detection information by the notebook personal computer 30 are performed at certain time intervals. However, the present invention may make the time interval of detection and / or reading variable such that the time interval is short when the unmanned aerial vehicle 10 and / or the directional antenna 20 moves fast, and long when the unmanned aerial vehicle 10 and / or directional antenna 20 moves slowly, for example.
【００２８】また、本発明においては、指向性アンテナ
および無人航空機１０等の空中移動体の位置の検出は、
ＧＰＳに限られず、北緯、東経および高度が検出できる
いずれの手段であってよい。更に、本発明においては、
アンテナ駆動装置が必要とする駆動量（アンテナモータ
ー２２の必要回転量）の算出方法は前述の方法に限られ
ず、算出できるいずれの方法でもよい。In the present invention, the detection of the position of the directional antenna and the position of the airborne vehicle such as the unmanned aerial vehicle 10 is performed by
Not limited to GPS, any means capable of detecting north latitude, east longitude and altitude may be used. Further, in the present invention,
The method of calculating the amount of driving (the required amount of rotation of the antenna motor 22) required by the antenna driving device is not limited to the above-described method, but may be any method that can be calculated.
【００２９】[0029]
【発明の効果】本発明の制御装置は、時間と共に変化す
る空中移動体の位置を表す情報及び指向性アンテナの位
置を表す情報とに基づいて、アンテナ駆動装置が前記指
向性アンテナの向きを前記空中移動体の方向に追随させ
るために必要とする駆動量を決定する手段を備えること
により、また本発明のコンピュータに実行させるための
アンテナ駆動装置を制御するための制御プログラムを記
録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、空中を移
動する空中移動体の時間と共に変化する位置を表す情報
及び地表に設けられた指向性アンテナの位置を表す情報
とに基づいて、指向性アンテナを駆動するアンテナ駆動
装置が前記指向性アンテナの向きを前記空中移動体の方
向に追随させるために必要とする駆動量を決定するステ
ップを備えることにより、地表に設けられた指向性アン
テナの向きを空中を移動する空中移動体の方向に追随さ
せることができる。According to the control device of the present invention, the antenna driving device determines the direction of the directional antenna based on the information indicating the position of the aerial moving object which changes with time and the information indicating the position of the directional antenna. A computer readable recording of a control program for controlling an antenna driving device to be executed by the computer of the present invention by providing a means for determining a driving amount required to follow the direction of the airborne moving object; A simple recording medium is an antenna driving device that drives a directional antenna based on information indicating a position of the aerial moving object that moves in the air with time and information indicating a position of a directional antenna provided on the ground. A step of determining a drive amount required for causing the direction of the directional antenna to follow the direction of the airborne vehicle; More, it is possible to follow the direction of the directional antenna provided on the ground in the direction of the airborne vehicle which moves through the air.
【００３０】また、本発明は、アンテナの向きを空中移
動体の方向に追随させることができるので、アンテナと
して指向性のものを用いることができ、そのため空中移
動体の通信飛行範囲を無指向性のアンテナの場合より拡
大することができる。Further, according to the present invention, since the direction of the antenna can be made to follow the direction of the aerial vehicle, a directional antenna can be used, so that the communication flight range of the aerial vehicle can be omnidirectional. Can be enlarged as compared with the case of the antenna of FIG.
【図１】本発明の好適な一実施形態を示し、例えば地上
に設けられた指向性アンテナと空中を移動する無人航空
機との間で通信できるように、指向性アンテナの向きを
無人航空機の方向に追随させるアンテナ駆動装置を制御
するための制御装置を関連の装置等と共に概略的に示
す。FIG. 1 illustrates a preferred embodiment of the present invention, in which the orientation of the directional antenna is set to the direction of the unmanned aerial vehicle so that it can be communicated, for example, between a directional antenna provided on the ground and the unmanned aerial vehicle moving in the air. 1 schematically shows a control device for controlling an antenna driving device that follows the control device, together with related devices and the like.
【図２】図１に示す実施形態において用いられる、指向
性アンテナが空中移動体を追跡するようにアンテナ駆動
装置を制御するための制御用プログラムの概略的フロー
を示す。FIG. 2 shows a schematic flow of a control program used in the embodiment shown in FIG. 1 for controlling an antenna driving device so that a directional antenna tracks an airborne moving object.
【図３】指向性アンテナ２０の位置が時間と共に変化し
得る場合に適用できるよう図１に示す構成を変更した形
態を示す。FIG. 3 shows an embodiment in which the configuration shown in FIG. 1 is modified so as to be applicable when the position of the directional antenna 20 can change with time.
【図４】図３に示される実施形態において、指向性アン
テナが空中移動体を追跡するようにアンテナ駆動装置を
制御するための制御用プログラムの概略的フローを示
す。FIG. 4 is a schematic flow chart of a control program for controlling the antenna driving device so that the directional antenna tracks the airborne vehicle in the embodiment shown in FIG. 3;
１０ 無人航空機 １０ａ 模型航空機 １２、４０ ＧＰＳ １４、２４ 通信器 １６、２６ 送信器 １８、２８ 受信器 ２０ 指向性アンテナ ２２ アンテナモーター ３０ ノート型パーソナル・コンピュータ ３２ Ａ／Ｄ変換器 ３４ アンテナ・コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Unmanned aerial vehicle 10a Model aircraft 12,40 GPS 14,24 Communication device 16,26 Transmitter 18,28 Receiver 20 Directional antenna 22 Antenna motor 30 Notebook personal computer 32 A / D converter 34 Antenna controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 聡彦 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の１ 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 山本 昌則 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の１ 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 小荒井 徹 茨城県水戸市城南１−５−11 株式会社コ ードム内 Ｆターム(参考） 5J021 AA01 AB07 DA02 DA07 EA04 FA13 FA30 GA02 HA03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toshihiko Watanabe 1 at 801 Mukoyama, Naka-cho, Naka-machi, Naka-gun, Ibaraki Pref. (1) Naka Atomic Research Institute, Japan Atomic Energy Research Institute (72) Inventor Toru Koarai 1-5-11, Jonan, Mito-shi, Ibaraki F-term in Code Corporation (Reference) 5J021 AA01 AB07 DA02 DA07 EA04 FA13 FA30 GA02 HA03
Claims (2)
を空中を移動する空中移動体の方向に追随させるアンテ
ナ駆動装置を制御するための制御装置であって、 時間と共に変化する前記空中移動体の位置を表す情報及
び前記指向性アンテナの位置を表す情報とに基づいて、
前記アンテナ駆動装置が前記指向性アンテナの向きを前
記空中移動体の方向に追随させるために必要とする駆動
量を決定する手段を備える制御装置。1. A control device for controlling an antenna driving device that causes a direction of a directional antenna provided on the ground surface to follow a direction of an air vehicle moving in the air, wherein the air vehicle changes with time. Based on the information indicating the position of the directional antenna and the information indicating the position of the directional antenna,
A control device comprising: a unit that determines a driving amount required for the antenna driving device to make the direction of the directional antenna follow the direction of the airborne vehicle.
変化する位置を表す情報及び地表に設けられた指向性ア
ンテナの位置を表す情報とに基づいて、前記指向性アン
テナを駆動するアンテナ駆動装置が前記指向性アンテナ
の向きを前記空中移動体の方向に追随させるために必要
とする駆動量を決定するステップをコンピュータに実行
させるための前記アンテナ駆動装置を制御するための制
御プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録
媒体。2. An antenna driving device for driving the directional antenna based on information representing a position of the aerial moving body moving in the air with time and information representing a position of a directional antenna provided on the ground. A computer recording a control program for controlling the antenna driving device for causing the computer to execute a step of determining a driving amount required for causing the direction of the directional antenna to follow the direction of the airborne vehicle A readable recording medium.
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|---|---|---|---|
| JP2000073259A JP2001267829A (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Control device of antenna driving device for tracking aerial moving object and medium recording the control program |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000073259A JP2001267829A (en) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | Control device of antenna driving device for tracking aerial moving object and medium recording the control program |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001267829A true JP2001267829A (en) | 2001-09-28 |
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ID=18591525
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|---|---|
| JP (1) | JP2001267829A (en) |
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