【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無人航空機（無人機）
を地上パイロットが操縦する際に、無人航空機の視界を表示する無人機操縦における視界表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】パイロットが航空機に実際に搭乗して操縦する有人飛行では、パイロットは前方を注視してはいても、側方視界も見て自機の姿勢状態を総合的に判断している。 一方、無人航空機を地上パイロットが操縦する場合には、無人航空機に搭載したビデオカメラにより前方視界を撮影し、その撮影画像を地上側に無線送信してＴＶモニタに表示する。 そして、地上パイロットは、Ｔ
Ｖモニタの表示画面により前方視界を確認しながら誘導装置を操作して無人航空機の操縦を行なっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の無人機操縦では、パイロットはＴＶモニタに表示される前方視界のみを見て操縦操作を行なっているが、前方視界のみで無人航空機を安全に着陸させることは非常に困難で高度な技術が要求され、その技術習得に長期間の訓練が必要である。

【０００４】無人航空機の操縦が困難であるのは、着陸時の機体姿勢の細かいコントロールと接地のタイミングである。 地上の誘導装置には、機体姿勢指示器が取り付けられているが、パイロットは前方視界を映すモニタ画面のみしか見ることができない。 これは着陸時の操縦では、パイロットの視点を他の場所へ移動させることができない程、操縦に専念しているためである。

【０００５】有人飛行を行なう場合と同様な側方視界を地上パイロットに与える方法として、無人航空機に左右２台のビデオカメラを追加することが一般的に考えられるが、ＴＶ電波を３波取得し、３波同時に受信することは設備の大幅な増設と電波取得の困難さから実現が困難である。

【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、有人飛行と同様にパイロットの視点を移動させずに、パイロットの側方視界の中に無人航空機からの位置及び姿勢データより作成した側方模擬視界を表示し得る無人機操縦における視界表示装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る無人機操縦における視界表示装置は、無人航空機に搭載された送信機から送られてくる前方視界の無線信号を受信して復調するビデオレシーバと、このビデオレシーバから出力される信号を表示する前方視界モニタと、上記無人航空機から送られてくる無人航空機の位置データと姿勢角データに基づいて側方模擬視界を作成する手段と、この手段により作成された側方模擬視界を表示する側方模擬視界表示用モニタとを具備したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】無人航空機から送られてくる前方視界の無線信号を受信してビデオレシーバにより復調し、前方視界モニタへ出力して前方視界を画像表示する。 また、無人航空機から送られてくる無人航空機の位置データと姿勢角データを受信して復調器により復調し、その復調データから側方模擬視界、例えば簡便な装置の場合には左右の側方人口水平線を得てモニタに表示し、また、現実的な側方模擬視界画像を表示する場合は着陸する飛行場の側方風景をコンピュータグラフィック手法により計算してモニタに表示する。

【０００９】上記のように無人航空機の前方視界だけでなく、左右の側方模擬視界をモニタ表示することにより、着陸時のレベルコントロールと高度の把握及び接地時の機首上げ角度を知ることができ、無人航空機の着陸誘導を確実に行なうことができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。 図１は本発明の一実施例に係る無人機操縦における視界表示装置の配置構成を示す図、図２は回路構成を示すブロック図である。

【００１１】図１において、１は前方視界ＴＶモニタ、
２は左側方ＴＶモニタ、３は右側方ＴＶモニタ、４は計器板である。 上記前方視界ＴＶモニタ１は、地上パイロットの位置の正面に配置され、左側方ＴＶモニタ２及び右側方ＴＶモニタ３は、地上パイロットの左右に配置される。 この場合、左側方ＴＶモニタ２及び右側方ＴＶモニタ３は、地上パイロットが正面の前方視界ＴＶモニタ１を見ている状態で、しかもパイロットの視界中に入る範囲で最後方に配置される。

【００１２】図２において、１１はＴＶ受信アンテナで、無人航空機のＴＶ送信機（図示せず）から送られてくるＴＶ信号を受信する。 上記無人航空機は、搭載されているビデオカメラ（ＴＶカメラ）により前方視界を撮影し、その撮影画像を上記ＴＶ送信機により地上側に無線送信する。 上記ＴＶ受信アンテナ１１で受信した無人航空機からのＴＶ信号は、ビデオレシーバ１２へ送られる。 このビデオレシーバ１２は、上記入力されたＴＶ信号を復調して図１の前方視界ＴＶモニタ１へ出力し、前方画像の視界を表示する。

【００１３】また、１３はテレメータ受信アンテナ（レーダアンテナ）で、無人航空機のトランスポンダ（図示せず）から送信される電波を受信し、信号復調器１４へ出力する。 この信号復調器１４は、無人航空機からの電波、即ち、無人航空機の高度、ピッチ角、ロール角、ヨー角を復調して側方表示計算機１５へ出力する。

【００１４】上記ＴＶ受信アンテナ１１及びテレメータ受信アンテナ１３は、例えば同一基台上に装着され、アンテナペデスタル１６及びアンテナコントローラ１７により無人航空機を追尾するように構成されている。 アンテナコントローラ１７は、無人航空機を追尾しているテレメータ受信アンテナ１３のアジムス角、エレベーション角及びレンジ信号を無人誘導装置１８に出力する。 この無人誘導装置１８は、アンテナコントローラ１７からの信号に基づいて無人航空機の位置（緯度、経度）を算出し、その位置信号を側方表示計算機１５へ出力する。

【００１５】上記側方表示計算機１５は、信号復調器１
４及び無人誘導装置１８から入力される信号に基づいて側方模擬視界、例えば左側方人口水平線と右側方人口水平線を計算し、画像信号変換器１９へ出力する。 この画像信号変換器１９は、入力された左側方人口水平線及び右側方人口水平線をビデオ信号に変換して、図１における左側方ＴＶモニタ２、右側方ＴＶモニタ３へそれぞれ出力する。

【００１６】次に上記実施例の動作を説明する。 ＴＶ受信アンテナ１１及びテレメータ受信アンテナ１３は、アンテナペデスタル１６及びアンテナコントローラ１７により無人航空機を追尾し、無人航空機から送られてくる電波を受信する。 ＴＶ受信アンテナ１１は、無人航空機のＴＶ送信機から送られてくるＴＶ信号を受信し、ビデオレシーバ１２に入力する。 このビデオレシーバ１２
は、上記入力されたＴＶ信号を復調して図１の前方視界ＴＶモニタ１へ出力し、前方画像の視界を表示する。

【００１７】一方、テレメータ受信アンテナ１３は、無人航空機のトランスポンダから送信される電波を受信し、信号復調器１４へ出力する。 この信号復調器１４
は、無人航空機から送られてくる無人航空機の高度、ピッチ角、ロール角、ヨー角を復調して側方表示計算機１
５へ出力する。

【００１８】また、アンテナコントローラ１７は、無人航空機を追尾しているテレメータ受信アンテナ１３のアジムス角、エレベーション角及びレンジ信号を無人誘導装置１８に出力する。 この無人誘導装置１８は、アンテナコントローラ１７からの信号に基づいて無人航空機の位置（緯度、経度）を算出し、その位置信号を側方表示計算機１５へ出力する。 この側方表示計算機１５は、信号復調器１４及び無人誘導装置１８から入力される信号に基づいて、即ち、無人航空機の位置データと姿勢データに基づいて無人航空機が飛行している位置から見える側方模擬視界を計算し、左側方人口水平線及び右側方人口水平線を求めて画像信号変換器１９へ出力する。 この画像信号変換器１９は、入力された左側方人口水平線及び右側方人口水平線をビデオ信号に変換して、図１における左側方ＴＶモニタ２、右側方ＴＶモニタ３に表示する。

【００１９】図３は左側方ＴＶモニタ２の画面表示例、
図４は右側方ＴＶモニタ３の画面表示例を示したものである。 左側方ＴＶモニタ２では、図３に示すように左側方人口水平線２１と共に画面の中央位置に中央位置指示マーカ２２を表示する。 また、右側方ＴＶモニタ３では、図４に示すように右側方人口水平線２３と共に画面の中央位置に中央位置指示マーカ２４を表示する。

【００２０】無人航空機の飛行誘導操作は、前方視界Ｔ
Ｖモニタ１に表示される前方視界と共に、左側方ＴＶモニタ２に表示される左側方人口水平線２１及び右側方Ｔ
Ｖモニタ３に表示される右側方人口水平線２３を見て行なう。 無人航空機が水平に飛行している状態では、各人口水平線２１，２３と中央位置指示マーカ２２，２４との上下方向のずれΔａとΔｂが同じ距離を示す。 この上下方向のずれΔａとΔｂに差があれば、機体がロールしていることになる。 また、左側方人口水平線２１と右側方人口水平線２３が画面の上方向に移動していく場合は、機体の高度が下がっていることを示す。

【００２１】また、左側方人口水平線２１と右側方人口水平線２３の画面上の傾きは機体のピッチ角に相当するもので、着陸時の機首引上げ角度を知る重要な指針となる。 上記のように前方視界ＴＶモニタ１による前方視界だけでなく、左側方ＴＶモニタ２及び右側方ＴＶモニタ３に側方人口水平線２１，２３を表示することにより、
無人航空機の着陸に際して接地直前の姿勢と接地のタイミングを容易に得ることができ、着陸誘導を確実に行なうことができる。

【００２２】上記実施例では、左側方ＴＶモニタ２及び右側方ＴＶモニタ３に側方人口水平線２１，２３を表示する場合について説明したが、更にコンピュータクラフィックによって側方視界を表示するようにしてもよい。
コンピュータクラフィックによる表示を行なう場合には、着陸する飛行場の側方風景を立体的に数値化して側方表示計算機１５に予め記憶させておく。 そして、この側方表示計算機１５により信号復調器１４及び無人誘導装置１８から入力される信号に基づいて、即ち、無人航空機の位置データと姿勢データに基づいて無人航空機の位置から見える側方視界を求め、左側方人口水平線及び左側方人口水平線と共に画像信号変換器１９に出力する。 この画像信号変換器１９は、入力データをビデオ信号に変換し、図５に示す左コンピュータグラフィックモニタ３１に左側方視界３２及び左側方人口水平線２１を表示し、図６に示す右コンピュータグラフィックモニタ３３に右側方視界３４及び右側方人口水平線２３を表示する。 このように側方視界をグラフィック表示することにより、地上パイロットは実際に飛行しているのと同じ状態で着陸操作を行なうことができる。

【００２３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、無人機操縦における視界表示装置において、無人航空機の位置と姿勢角データより地上パイロットの側方模擬視界を作成して前方視界と共に表示するようにしたので、有人飛行と同様にパイロットの視点を移動させずに側方模擬視界を確認でき、これにより着陸時における接地直前の姿勢と接地のタイミングを容易に把握して着陸誘導を確実に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る無人機操縦における視界表示装置の機器配置構成を示す図。

【図２】同実施例における回路構成を示すブロック図。

【図３】同実施例における左側方ＴＶモニタの画面表示例を示す図。

【図４】同実施例における右側方ＴＶモニタの画面表示例を示す図。

【図５】本発明の他の実施例における左コンピュータグラフィックモニタの画面表示例を示す図。

【図６】同実施例における右コンピュータグラフィックモニタの画面表示例を示す図。

【符号の説明】

１ 前方視界ＴＶモニタ ２ 左側方ＴＶモニタ ３ 右側方ＴＶモニタ ４ 計器板 １１ ＴＶ受信アンテナ １２ ビデオレシーバ １３ テレメータ受信アンテナ １４ 信号復調器 １５ 側方表示計算機 １６ アンテナペデスタル １７ アンテナコントローラ １８ 無人誘導装置 １９ 画像信号変換器 ２１ 左側方人口水平線 ２２，２４ 中央位置指示マーカ ２３ 右側方人口水平線 ３１ 左コンピュータグラフィックモニタ ３２ 左側方視界 ３３ 右コンピュータグラフィックモニタ ３４ 右側方視界

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