特許ウォッチ

公開番号2025073778
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2023184833
出願日2023-10-27
発明の名称通信システム、操縦装置
出願人双葉電子工業株式会社
代理人弁理士法人テクノピア国際特許事務所
主分類H04W 72/0457 20230101AFI20250502BHJP(電気通信技術)
要約【課題】無人移動体と操縦装置の間の通信システムについて、無人移動体の移動安定性向上を図ることのできるシステムを実現する。
【解決手段】通信システムは、無人移動体に装着されたカメラにより撮影された画像信号の操縦装置への送信を第1の周波数帯の単向通信により行う第1の無線通信と、操縦装置から無人移動体への制御信号の送信、及び無人移動体から操縦装置へのテレメトリデータの送信を第1の周波数帯より低い第2の周波数帯で単信通信により行う第2の無線通信とを同時に実行すると共に、第1の無線通信では画像信号を非圧縮状態で操縦装置に送信し、操縦装置では、複数の受信アンテナにより受信した画像信号について、所定複数画素で成るブロック単位で、受信状態の評価値に基づく一の画像信号の選択を行い、選択した画像信号を1フレーム分の画枠内にマッピングする。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
無人移動体と操縦装置の間の通信システムであって、
前記無人移動体に装着されたカメラにより撮影された画像信号の前記操縦装置への送信を第１の周波数帯の単向通信により行う第１の無線通信と、
前記操縦装置から前記無人移動体への制御信号の送信と、前記無人移動体から前記操縦装置へのテレメトリデータの送信を、前記第１の周波数帯より低い第２の周波数帯で、単信通信により行う第２の無線通信と、を同時に実行すると共に、
前記第１の無線通信では、
前記画像信号を非圧縮状態で前記操縦装置に送信し、
前記操縦装置では、
複数の受信アンテナにより前記画像信号を受信すると共に、
前記複数の受信アンテナにより受信した前記画像信号について、所定複数画素で成るブロック単位で、受信状態の評価値に基づく一の画像信号の選択を行い、選択した画像信号を１フレーム分の画枠内にマッピングする
通信システム。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
無人移動体との間で、第１の周波数帯の単向通信である第１の無線通信と、前記第１の周波数帯より低い第２の周波数帯の単信通信である第２の無線通信とを同時に実行し、前記第１の無線通信により、前記無人移動体に装着されたカメラにより撮影され前記無人移動体に搭載された送信装置が非圧縮状態で送信した画像信号を受信し、前記第２の無線通信により前記無人移動体への制御信号の送信と前記無人移動体からテレメトリデータの受信を行う地上局と、
前記第１の無線通信の受信に用いる複数の第１通信用アンテナと、
前記第２の無線通信の送信及び受信に用いる第２通信用アンテナと、を備え、
前記地上局は、
前記複数の第１通信用アンテナにより受信した前記画像信号について、所定複数画素で成るブロック単位で、受信状態の評価値に基づく一の画像信号の選択を行い、選択した画像信号を１フレーム分の画枠内にマッピングする画像マッピング部を有する
操縦装置。
【請求項３】
前記地上局は、
前記画像マッピング部によるマッピング画像において生じる受信エラー部分としての欠落部について、前記ブロック単位の画素数よりも小画素数で成る小領域の単位で、前記複数の第１通信用アンテナにより受信した画像信号から受信状態の評価値に基づく一の画像信号の選択を行う欠落部分再選択部を有する
請求項２に記載の操縦装置。
【請求項４】
前記地上局は、
前記画像マッピング部によるマッピング画像に生じた欠落部を画像フィルタを用いて補間する欠落補間処理部を有する
請求項２に記載の操縦装置。
【請求項５】
前記複数の第１通信用アンテナは、パッチアンテナを含む
請求項２から請求項４の何れかに記載の操縦装置。
【請求項６】
前記複数の第１通信用アンテナは、パッチアンテナとダイポールアンテナとを含む
請求項２から請求項４の何れかに記載の操縦装置。
【請求項７】
前記複数の第１通信用アンテナは、受信面の向きを変更可能に可動とされたパッチアンテナを含む
請求項２から請求項４の何れかに記載の操縦装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は無人移動体と操縦装置で用いる通信システム、及び操縦装置に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、ドローン等の無人移動体が各種の分野で利用されており、無人移動体と地上側との通信技術も開発されている。
【０００３】
無人移動体の用途として、例えば、ドローン等の無人飛行体については、点検、監視、災害対応などの用途が検討されている。これらの場合、操縦者から視認できないほど長距離となる範囲の飛行、例えば５ｋｍ程度離れた場所までの飛行が要求されることがある。無人移動体を視認できない場合への対応として、無人移動体に搭載されたカメラによる撮影画像を操縦者側の表示装置に伝送するということが行われる。これにより操縦者は、撮影画像を見ながら無人移動体を操縦することが可能となる。
【０００４】
なお、関連する従来技術については下記特許文献１、２を挙げることができる。
下記特許文献１には、無人航空機（ＵＡＶ）の制御システムにおいて、遠隔操作のデータとリモートセンシングのデータとを異なる周波数帯で通信することが開示されている（段落［００１２］［００５５］等参照）。
また、下記特許文献２には、車両からサーバに車載カメラ画像を送信する点、サーバ側から車両を遠隔制御する点が開示されている（段落［００４３］）。また、車両が有する通信部について、ダイバーシティ受信を可能としてもよい点が開示されている（段落［００７１］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－１６９５３２号公報
特開２０２２－１５４６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、画像を無線伝送する場合には、画像をデータ圧縮した状態で伝送することが一般的である。
しかしながら、圧縮画像を無線伝送する場合、無人移動体が徐々に遠ざかっていく状況等、電波の受信状態が徐々に悪化していく状況において、受信側で、画像のデコードを行うことが或る時点で不能となり、表示画像が急に途絶えてしまうという事態が生じる。これは、圧縮画像のデコード処理の特性として、受信エラーによるデータの欠損量が一定量以上となると、１枚の画像を適切にデコードすることが不能となり、デコードエラーとなってしまうことに起因する。デコードエラーとなった場合には、表示すべき画像が存在しないため、例えば全黒画像等の所定のエラー画像が表示されるため、撮影画像の表示が急に途絶えてしまうものである。
【０００７】
無人移動体が目視できない程度に遠方に存在する場合に、上記のように画像表示が急に途絶えてしまうと、無人移動体を適切に操縦することが不能となってしまう。
また、画像表示が急に途絶えた場合、操縦者等のユーザは、その要因が電波状態の悪化によるものか無人移動体の墜落等に起因した故障によるものかを判断することが困難となり、ユーザに精神的負担を強いるものとなってしまう。
これらの点より、上記のように画像表示が急に途絶えてしまうという事態は、無人移動体の安定的な移動の妨げとなる虞がある。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑み為されたものであり、無人移動体と操縦装置の間の通信システムについて、無人移動体の移動安定性向上を図ることのできるシステムの実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る通信システムは、無人移動体と操縦装置の間の通信システムであって、前記無人移動体に装着されたカメラにより撮影された画像信号の前記操縦装置への送信を第１の周波数帯の単向通信により行う第１の無線通信と、前記操縦装置から前記無人移動体への制御信号の送信と、前記無人移動体から前記操縦装置へのテレメトリデータの送信を、前記第１の周波数帯より低い第２の周波数帯で、単信通信により行う第２の無線通信と、を同時に実行すると共に、前記第１の無線通信では、前記画像信号を非圧縮状態で前記操縦装置に送信し、前記操縦装置では、複数の受信アンテナにより前記画像信号を受信すると共に、前記複数の受信アンテナにより受信した前記画像信号について、所定複数画素で成るブロック単位で、受信状態の評価値に基づく一の画像信号の選択を行い、選択した画像信号を１フレーム分の画枠内にマッピングするものである。
上記構成のように、画像信号を非圧縮状態で送信するものとし、該非圧縮状態の画像信号を複数の受信アンテナにより受信し、それらアンテナで受信された画像信号について、所定のブロック単位で受信状態の評価に基づき一の画像信号を選択し、選択したブロック単位の画像信号を１枚の画像にマッピングするようにしたことで、画像の全ブロックの画像信号が受信エラーとならない限りは、少なくとも一部のブロックについて画像の表示を行い続けることが可能となる。すなわち、圧縮画像をデコードして表示する場合のように、受信状態の悪化に応じて画像表示が急に途絶えてしまうという事態の発生を回避することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る操縦装置は、無人移動体との間で、第１の周波数帯の単向通信である第１の無線通信と、前記第１の周波数帯より低い第２の周波数帯の単信通信である第２の無線通信とを同時に実行し、前記第１の無線通信により、前記無人移動体に装着されたカメラにより撮影され前記無人移動体に搭載された送信装置が非圧縮状態で送信した画像信号を受信し、前記第２の無線通信により前記無人移動体への制御信号の送信と前記無人移動体からテレメトリデータの受信を行う地上局と、前記第１の無線通信の受信に用いる複数の第１通信用アンテナと、前記第２の無線通信の送信及び受信に用いる第２通信用アンテナと、を備え、前記地上局は、前記複数の第１通信用アンテナにより受信した前記画像信号について、所定複数画素で成るブロック単位で、受信状態の評価値に基づく一の画像信号の選択を行い、選択した画像信号を１フレーム分の画枠内にマッピングする画像マッピング部を有するものである。
これにより、画像の全ブロックの画像信号が受信エラーとならない限りは、少なくとも一部のブロックについて画像の表示を行い続けることが可能となる。すなわち、圧縮画像をデコードして表示する場合のように、受信状態の悪化に応じて画像表示が急に途絶えてしまうという事態の発生を回避することが可能となる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許