JP7200324B1

JP7200324B1 - 緊急発進ドローン装置

Info

Publication number: JP7200324B1
Application number: JP2021171265A
Authority: JP
Inventors: 東雄虻川
Original assignee: TOKO TEKKO CO.,LTD.
Current assignee: TOKO TEKKO CO.,LTD.
Priority date: 2021-10-19
Filing date: 2021-10-19
Publication date: 2023-01-06
Anticipated expiration: 2041-10-19
Also published as: JP2023061329A

Abstract

【課題】本発明は、地震・台風・雷・洪水などの自然災害発生時に、ドローンが自動的に又は手動遠隔操作で緊急発進飛行させ、監視・観察・探索などをすることができる緊急発進ドローン装置を提供する。
【解決手段】本発明の緊急発進ドローン装置は、ドローン格納庫１が緊急地震信号を受信した場合、瞬時に三角形状やドーム状などの屋根扉２を自動で開扉し、載置台５のロッド１８を最下降位置から上昇させ、最上昇位置で載置台５からドローン２０を発進させる。前記載置台５から離陸して屋根扉２から飛び出したドローン２０は、巡航飛行を行い、予めプログラムされた巡航飛行経路に従って監視・観察区域の状況を高感度ビデオカメラで撮影して、中央管理棟へ送信する。
【選択図】図３

Description

本発明は、地震・台風・雷・洪水などの自然災害発生時に、ドローンが自動的に又は手動遠隔操作で緊急発進飛行させ、監視・観察・探索などをすることができる緊急発進ドローン装置に関する。

従来、無人飛行体を自律飛行により着陸目標地点に確実かつ安全に着陸させる無人飛行体の着陸を支援する方法、及び無人飛行体が知られている（特許文献１を参照）。
この公知技術は、無人飛行体が、第１無線信号の位相差に基づき着陸目標地点に対する自身の方向を取得し、第２無線信号と第３無線信号の位相差に基づき着陸目標地点から当該無人飛行体までの距離を取得し、取得した方向と距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第１飛行モードで着陸目標地点に向けて自律飛行を行うものであり、これによれば無人飛行体を自律飛行により着陸目標地点に高精度で確実かつ安全に着陸させることができる。

また、ドローン及び当該ドローンを格納可能な複数の格納装置の夫々とネットワークを介して通信可能なドローンの予約管理装置であって、必要な時に必要な用途に応じたドローンが手軽に利用できる無人飛行体の予約管理装置が知られている（特許文献２を参照）。
この公知技術は、ユーザーがドローンを使用したい日時・時間帯の予約情報入力を行い、所定の場所の空撮や探索、災害避難等のアナウンスをしながらの飛行や、作業員に同行して又は同行なくドローンが自律的に電線などのインフラ設備を点検する場合など様々な用途に拡張して利用できるものである。

しかしながら、これらの公知技術は、突然の自然災害発生時に、緊急にドローンを飛ばして災害状況を把握するようにはなっていないため、被害状況に応じた対策や救援対応が遅れるような事態になっている。
そこで、本発明は、地震・台風・雷・洪水などの自然災害発生時に、緊急にドローンを飛ばしてあらかじめ決められた速度、高度および経路に従って被害状況を監視・観察・探索などをできるようにしたものである。

特開２０１１－２４０７４５号公報特許第６７６５７３２号公報

本発明は、地震・台風・雷・洪水などの自然災害発生時に、ドローンが自動的に又は手動遠隔操作で緊急発進飛行させ、監視・観察・探索などをすることができる緊急発進ドローン装置を提供することを目的とする。

本発明の緊急発進ドローン装置は、運搬移設可能な、略立方体形状のドローン格納庫と、該ドローン格納庫の天井全体を観音開き状に開閉可能とした左右一対の屋根扉と、前記ドローン格納庫の側壁の外面に設けて、前記屋根扉を開閉可能に駆動する屋根開閉装置と、前記ドローン格納庫の中央部に昇降自在に設けた、ドローンを着陸させる載置台と、該載置台を上下昇降可能に駆動する昇降装置と、前記載置台の近傍から側壁上部へ向かう、ドローンの脚部をガイドする拡開傾斜状のガイド棒と、前記ドローン格納庫の隅角部に設けた、ドローンの充電を制御する電源制御装置及び各動力装置を動作する電動モーター装置とからなる。

本発明の緊急発進ドローンシステムは、運搬移設可能な、緊急発進用ドローンを格納しているドローン格納庫と、該ドローン格納庫に緊急発進可能に格納されているドローンと、前記ドローン並びに前記ドローン格納庫とのネットワーク通信を行うことができる中央管理棟とからなる緊急発進ドローンシステムにおいて、
前記ドローン格納庫は、運搬移設可能な、三角形状やドーム状などの屋根開閉型の屋外施設であり、内部に少なくとも複数個のドローンを格納できる広さを有し、常にドローンに対して給電を行う非接触型の充電設備を備えており、
前記ドローンは、プロペラからなる回転翼と、フライトコントローラー、送受信部、バッテリーを備えたドローン本体と、地上施設を撮影する高感度ビデオカメラと、を備えており、
前記フライトコントローラーは、予めプログラムされた巡航飛行経路に従って緊急発進用ドローンを運行させ、又は前記中央管理棟からの遠隔操作指令信号を受信し、フライトコントローラーの制御により、ドローンの空間的配置、速度及び加速度、経路などをコントロールし、
前記中央管理棟は、前記ドローンとの送受信をコントロールし、ドローンが撮影した画像を受信し、監視・観察・探索などの画像表示をすることができるし、前記ドローン格納庫の送受信装置とネットワーク通信を行い、屋根の開閉制御やドローンの発進着陸制御を行うものである。

本発明の緊急発進ドローン装置は、緊急時に三角形状やドーム状などの屋根扉を自動で開扉し、同時にドローンも非接触型の充電設備を備えた載置台から離陸して屋根扉から飛び出し、緊急発進飛行を行い、予めプログラムされた巡航飛行経路に従って監視・観察区域の状況を高感度ビデオカメラで撮影して、中央管理棟へ送信することができる。
また、ドローンが発進した以前の場所からドローン格納庫を移設した場合には、ドローンはドローン格納庫の位置ＧＰＳ信号を中央管理棟から受け取り、移設したドローン格納庫へ戻ることができ、開いた屋根扉から上昇位置にある載置台へ着陸することができる。

本発明の緊急発進ドローン装置の屋根扉を閉じた状態の概略説明正面図である。本発明の緊急発進ドローン装置の側面図である。本発明の緊急発進ドローン装置の屋根扉を開いた状態の概略説明正面図である。

本発明の緊急発進ドローン装置の一実施例を添付図面に基づいて、以下に説明する。
図１の概略説明正面図に示すように、本発明の緊急発進ドローン装置は、運搬移設可能な、略立方体形状のドローン格納庫１と、該ドローン格納庫１の天井全体を観音開き状に開閉可能とした左右一対の屋根扉２と、前記ドローン格納庫１の側壁３の外面に設けて、前記屋根扉２を開閉可能に駆動する屋根開閉装置４と、前記ドローン格納庫１の中央部に昇降自在に設けた、ドローン２０を着陸させる載置台５と、該載置台５を上下昇降可能に駆動する昇降装置６と、前記載置台５の近傍から側壁３上部へ向かう、ドローン２０の脚部２３をガイドする拡開傾斜状のガイド棒７と、前記ドローン格納庫１の隅角部に設けた、ドローン２０の充電を制御する電源制御装置８及び各動力装置を動作する電動モーター装置９と、からなる。

前記ドローン格納庫１は、運搬移設可能な、三角形状やドーム形状などの屋根開閉型の屋外施設で、側壁３に内部を覗ける開口部（図示省略）を設け、少なくとも緊急発進用のドローン２０を格納できる広さを有している。図２の側面図に示すように、前記開口部（図示省略）とは別に、前記側壁３にはドローン２０の駐機状態を点検できる開閉可能な点検扉１０を備えている。
その他に、緊急発進用のドローン２０に対して給電を行う接触型や非接触型の充電設備を備えている。
前記ドローン格納庫１は、運搬移設可能で、高層ビルの屋上や船舶の甲板に設置し、役所等の中央管理棟とのネットワーク通信を行う送受信装置を備えている。

前記屋根扉２は、三角形状の切妻屋根やドーム形状のドーム屋根を備え、天井桁１１の隅部に固定装置１２を設け、該固定装置１２にＬ字固定枠１３の中央部を回動自在に固定する。そして、前記Ｌ字固定枠１３の一方端を屋根扉２の基端部に固定し、他方端を屋根開閉シリンダー１４のロッド１５の先端に固定する。これによって、前記ロッド１５の伸長により屋根扉２が閉じ、前記ロッド１５の収縮により屋根扉２が開かれる。

前記屋根開閉装置４は、前記ドローン格納庫１の両側壁３外面に取付部材１６を介して屋根開閉シリンダー１４が固定され、本実施例では、図２に示すように、間隔を空けて２基設ける。緊急発進時には、前記屋根開閉シリンダー１４のロッド１５が収縮してＬ字固定枠１３を回転させて、屋根扉２を開放する。
前記屋根開閉シリンダー１４は、前記ドローン格納庫１内に設けた電源制御装置８からの電源で図示省略モーターにより作動する。なお、図面上から、配管や配線は省略する。

前記載置台５は、上面中央に着陸時の目印となるマークを設け、最下降位置の高さをドローン２０の脚部２３の長さに合わせて設置し、駐機しているドローン本体２２を載置台５上面に載せ、駐機中に電源制御装置８から給電された電気を接触型や非接触型で充電を行うことができる。

前記昇降装置６は、昇降シリンダー１７のロッド１８の最上昇位置で載置台５にドローン２０を着陸させ、ロッド１８の最下降位置で載置台５にドローン２０を駐機させる。緊急発進時には、ロッド１８を最下降位置から上昇させ、最上昇位置で載置台５からドローン２０を発進させる。
前記昇降シリンダー１７は、ドローン格納庫１の中央部に設けた載置台５を上下昇降させ、電動モーター装置９により作動する。

前記ガイド棒７は、ドローン格納庫１の側壁３内面に固定された図１正面視台形状のガイド棒支持板１９に固定され、前記載置台５近傍から側壁３上部へ向かう拡開傾斜状に形成され、ドローン２０の脚部２３の接地バー２４をガイドする。前記ガイド棒７によりドローン２０の脚部２３位置をコントロールすると共に、拡開傾斜状に形成するためドローン２０の回転翼２１が接触するようなことはない。

前記ドローン２０は、プロペラからなる回転翼２１と、フライトコントローラー、送受信部、バッテリーを備えたドローン本体２２と、該ドローン本体２２を支持する脚部２３と、からなる。
前記フライトコントローラーは、予めプログラムされた巡航飛行経路に従って緊急発進用のドローン２０を運行させ、又は中央管理棟からの遠隔操作指令信号を受信し、フライトコントローラーの制御により、ドローン２０の空間的配置、速度及び加速度、経路などをコントロールする。
前記送受信部は、前記中央管理棟とのネットワーク通信を行うと共に、位置ＧＰＳ信号や緊急地震信号の受信を行うことができる。

前記中央管理棟は、前記ドローン２０との送受信をコントロールし、前記ドローン２０が撮影した画像を受信し、監視・観察・探索などの画像表示をすることができるし、前記ドローン格納庫１の送受信装置とネットワーク通信を行い、屋根扉２の開閉制御や緊急発進用のドローン２０の発進制御を行う。

次に、本発明の緊急発進ドローン装置の操作動作を以下に説明する。
例えば、地震が発生して、前記ドローン格納庫１が緊急地震信号を受信した場合、瞬時に三角形状やドーム状などの屋根扉２を自動で開扉し、載置台５のロッド１８を最下降位置から上昇させ、最上昇位置で載置台５からドローン２０を発進させる。前記載置台５から離陸して屋根扉２から飛び出したドローン２０は、巡航飛行を行い、予めプログラムされた巡航飛行経路に従って監視・観察区域の状況を高感度ビデオカメラで撮影して、中央管理棟へ送信する。

前記中央管理棟は、ドローン２０が撮影した画像を受信し、監視・観察・探索などの画像表示をすることができるし、必要に応じて、前記ドローン２０との送受信をコントロールして、高感度ビデオカメラにより監視・観察区域の状況を詳細に撮影することができる。
また、ドローン格納庫１が運搬移設された場合には、ドローン２０が帰還する際に、ドローン２０は以前の場所に戻っても着陸できなくなるが、中央管理棟から前記ドローン２０へ移設されたドローン格納庫１の位置ＧＰＳ信号を送信し、ドローン２０が前記位置ＧＰＳ信号を受信して、移設されたドローン格納庫１へ帰還し、最上昇位置にある載置台５のマークを目印に着陸することができる。

また、平常時には、前記中央管理棟から手動遠隔操作により、前記ドローン格納庫１の屋根扉２の開閉とドローン２０の発進をコントロールし、予め決められた巡航飛行経路や監視員の巡回経路に従って監視・観察区域の状況を高感度ビデオカメラで撮影して、中央管理棟へ送信することができる。
この平常時と緊急時の撮影画像を比較することにより、監視・観察区域の被害状況を把握することができる。

１ドローン格納庫
２屋根扉
３側壁
４屋根開閉装置
５載置台
６昇降装置
７ガイド棒
８電源制御装置
９電動モーター装置
１０点検扉
１１天井桁
１２固定装置
１３Ｌ字固定枠
１４屋根開閉シリンダー
１５ロッド
１６取付部材
１７昇降シリンダー
１８ロッド
１９ガイド棒支持板
２０ドローン
２１回転翼
２２ドローン本体
２３脚部
２４接地バー

Claims

運搬移設可能な、略立方体形状のドローン格納庫と、該ドローン格納庫の天井全体を観音開き状に開閉可能とした左右一対の屋根扉と、前記ドローン格納庫の側壁の外面に設けて、前記屋根扉を開閉可能に駆動する屋根開閉装置と、前記ドローン格納庫の中央部に昇降自在に設けた、ドローン本体を上面に載せてドローンを着陸させる載置台と、該載置台を上下昇降可能に駆動する昇降装置と、前記載置台の近傍から側壁上部へ向かう、ドローンの脚部の接地バーをガイドする拡開傾斜状のガイド棒と、前記ドローン格納庫の隅角部に設けた、ドローンの充電を制御する電源制御装置及び各動力装置を動作する圧力制御装置とからなることを特徴とする緊急発進ドローン装置。