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発明の名称 指令装置及び指令方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−93045(P2007−93045A)
公開日 平成19年4月12日(2007.4.12)
出願番号 特願2005−279955(P2005−279955)
出願日 平成17年9月27日(2005.9.27)
代理人 【識別番号】100099461
【弁理士】
【氏名又は名称】溝井 章司
発明者 徳本 修一
要約 課題
無人機200a〜200c(実行装置)に対して実行指令を送信し、無人機200a〜200cを遠隔操作する指揮支援装置100(指令装置)において、ユーザが状況を迅速に把握・判断し、無人機200a〜200cに対して速やかに実行指令を伝達できるようにする。

解決手段
無人機200a〜200cが活動する区域の地図(活動区域地図)、その区域の情報(区域情報)、無人機200a〜200cの位置情報、無人機200a〜200cが収集した情報(収集情報)などを、表示装置110(表示入力装置)を用いて、表示する。ユーザは、表示装置110の表示画面に表示された図形を指示することにより、無人機200a〜200cに対する実行指令を入力し、無人機通信部170(実行指令通知部、実行装置情報取得部)が無人機200a〜200cに対して送信する。
特許請求の範囲
【請求項1】
実行装置と通信する通信装置と、
地図を表示する表示画面を備え、上記表示画面の任意の位置を指示した場合に、指示した位置を検出する表示入力装置と、
上記表示入力装置を用いて、上記実行装置の活動区域の地形情報を、活動区域地図として、上記表示画面に表示する地形情報表示部と、
上記表示入力装置を用いて、上記実行装置の現在位置についての情報に基づいて、上記地形情報表示部が表示した活動区域地図に重ねて、上記実行装置を示す図形を、上記表示画面に表示する位置情報表示部と、
上記表示入力装置を用いて、上記地形情報表示部が表示した活動区域地図に重ねて、上記実行装置が収集した情報を、上記表示画面に表示する収集情報表示部と、
上記表示入力装置を用いて、上記実行装置に対して機能の実行を指令する実行指令を入力する実行指令入力部と、
上記通信装置を用いて、上記実行指令入力部が入力した実行装置に対する実行指令を、上記実行装置に対して通知する実行指令通知部と、
上記通信装置を用いて、上記実行装置が通知する上記実行装置の現在位置についての情報及び上記実行装置が収集した情報を取得する実行装置情報取得部と、
を有することを特徴とする指令装置。
【請求項2】
上記実行指令入力部は、
上記位置情報表示部が上記表示画面に実行装置を示す図形を表示した位置を指示したことを、上記表示入力装置が検出した場合に、
上記表示入力装置を用いて、上記実行装置に対して指令できる実行指令を、実行指令候補として、上記実行装置を示す図形を表示した位置の近傍に表示し、
上記実行指令候補を表示した位置を指示したことを、上記表示入力装置が検出した場合に、
上記実行指令候補を、上記実行装置に対する実行指令として、入力する
ことを特徴とする請求項1に記載の指令装置。
【請求項3】
上記実行指令入力部は、
複数の実行装置のうちのいずれかの実行装置に対する実行指令と、上記複数の実行装置のうちの他のいずれかの実行装置に対する実行指令とを、同時並行して入力できる
ことを特徴とする請求項1に記載の指令装置。
【請求項4】
上記指令装置は、更に、
情報を記憶する記憶装置と、
上記記憶装置を用いて、上記実行装置情報取得部が取得した上記実行装置が収集した情報を記憶する実行装置情報記憶部と、
上記記憶装置を用いて、上記実行装置情報取得部が取得した上記実行装置の現在位置についての情報を記憶する位置情報記憶部と、
上記記憶装置を用いて、上記実行装置の活動区域の地形情報を記憶する地形情報記憶部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の指令装置。
【請求項5】
上記指令装置は、更に、
上記表示入力装置を用いて、上記実行装置が収集した情報の表示を指令する情報表示指令を入力する表示指令入力部を有し、
上記収集情報表示部は、
上記表示指令入力部が情報表示指令を入力した場合に、上記実行装置が収集した情報を表示する
ことを特徴とする請求項1に記載の指令装置。
【請求項6】
上記指令装置は、更に、
上記実行装置の活動区域についての情報を取得する区域情報取得部と、
上記表示入力装置を用いて、上記地形情報表示部が表示した活動区域地図に重ねて、上記区域情報取得部が取得した上記実行装置の活動区域についての情報を上記表示画面に表示する区域情報表示部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の指令装置。
【請求項7】
上記指令装置は、更に、
上記表示入力装置を用いて、上記実行指令入力部が実行装置に対する実行指令を入力した場合に、上記実行指令を入力した利用者を認証する利用者認証部を有し、
上記実行指令通知部は、
上記利用者認証部が利用者を認証し、成功した場合に、上記実行指令入力部が入力した実行指令を上記実行装置に対して通知する
ことを特徴とする請求項1に記載の指令装置。
【請求項8】
上記指令装置は、更に、
実行装置に対する実行指令を上記実行装置が実行した結果を予測して、模擬実行結果とする模擬実行結果予測部と、
上記表示入力装置を用いて、上記模擬実行結果予測部に模擬実行結果を予測させる実行指令を、模擬実行指令として入力する模擬実行指令入力部と、
上記表示入力装置を用いて、上記模擬実行結果予測部が予測した模擬実行結果を、上記表示画面に表示する模擬実行結果表示部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の指令装置。
【請求項9】
上記指令装置は、更に、
上記実行装置の活動区域についての情報を、所定の仮定条件に基づいて生成し、模擬区域情報とする模擬区域情報生成部と、
上記表示入力装置を用いて、上記地形情報表示部が表示した活動区域地図に重ねて、上記模擬区域情報生成部が生成した模擬区域情報を、上記表示画面に表示する模擬区域情報表示部と、
を有し、上記模擬実行結果予測部は、
上記模擬区域情報生成部が生成した模擬区域情報に基づいて、上記模擬実行結果を予測する
ことを特徴とする請求項8に記載の指令装置。
【請求項10】
上記指令装置は、更に、
情報を記憶する記憶装置と、
上記記憶装置を用いて、上記実行指令入力部が入力した上記実行装置に対する実行指令の履歴を、実行指令履歴として記憶する実行指令履歴記憶部と、
上記記憶装置を用いて、上記実行装置情報取得部が取得した上記実行装置が収集した情報の履歴を、実行装置情報履歴として記憶する実行装置情報履歴記憶部と、
上記記憶装置を用いて、上記実行装置情報取得部が取得した上記実行装置の現在位置についての情報の履歴を、位置情報履歴として記憶する位置情報履歴記憶部と、
上記実行指令履歴記憶部が記憶した実行指令履歴及び上記実行装置情報履歴記憶部が記憶した実行装置情報履歴及び上記位置情報履歴記憶部が記憶した位置情報履歴に基づいて、上記実行装置の運用を再現し、上記表示入力装置を用いて、再現した上記実行装置の運用を表示する運用履歴表示部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の指令装置。
【請求項11】
地図を表示する表示画面を備え、上記表示画面の任意の位置を指示した場合に、指示した位置を検出する表示入力装置を用いて、地形情報表示部が、実行装置の活動区域の地形情報を、活動区域地図として、上記表示画面に表示する地形情報表示工程と、
上記表示入力装置を用いて、位置情報表示部が、上記実行装置の現在位置についての情報に基づいて、上記地形情報表示工程において地形情報表示部が表示した活動区域地図に重ねて、上記実行装置を示す図形を、上記表示画面に表示する位置情報表示工程と、
上記表示入力装置を用いて、収集情報表示部が、上記地形情報表示工程において地形情報表示部が表示した活動区域地図に重ねて、上記実行装置が収集した情報を、上記表示画面に表示する収集情報表示工程と、
上記表示入力装置を用いて、実行指令入力部が、上記実行装置に対して機能の実行を指令する実行指令を入力する実行指令入力工程と、
上記実行装置と通信する通信装置を用いて、実行指令通知部が、上記実行指令入力工程において実行指令入力部が入力した実行装置に対する実行指令を、上記実行装置に対して通知する実行指令通知工程と、
上記通信装置を用いて、実行装置情報取得部が、上記実行装置が通知する上記実行装置の現在位置についての情報及び上記実行装置が収集した情報を取得する実行装置情報取得工程と、
を有することを特徴とする指令方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の実行装置に対する実行指令を伝達する指令装置に関する。
【背景技術】
【0002】
多数の実行装置に対し、実行指令を伝達して遠隔操作するシステムにおいて、実行装置が収集した情報を人間が判断し、判断結果に基づいて、実行指令を決定する場合がある。
【0003】
例えば、近年、紛争地域において、UAV(Unmanned Aerial Vehicle:航空無人機)やUGV(Unmanned Ground Vehicle:陸上無人機)などの無人機が、情報収集、物資輸送、さらに戦闘など、様々な作戦に運用され、大きな成果を挙げている。
米軍では、更なる成果をあげるため、複数の無人機の連携や他のシステムとの連携が検討されている。
例えば、米海軍のMMH(Multi−Mission Helicopter)/UAV連携構想ではセンサー情報の共有の実現を目指している。
また、米陸海空3軍による無人機の統合運用システムの構築も進められている。
現在はネットワークを活用した無人機の情報統合に関する研究開発が進められ、JAUS(Joint Architecture for Unmanned System:無人システム用統合アーキテクチャ)やJUSC2(Joint Unmanned Systems Common Control:無人システム共通コントロールアーキテクチャ)として技術検証が行われている。
特に、JUSC2開発プログラムの一つであるICWS(Integration Combat Weapons System)プログラムでは、高速艇と複数の無人機による戦闘実験を行い、全ての無人機の制御に必要な情報を一つの画面に表示することが可能である(図20)。
【非特許文献1】防衛技術ジャーナル、2004年12月号、P16〜P25、「防衛用無人機の動向 −第1回「無人機の全般的概要および水中・水上無人機」−」
【非特許文献2】防衛技術ジャーナル、2005年2月号、P14〜P24、「防衛用無人機の動向 −第3回「航空無人機および運用環境」−」
【非特許文献3】防衛技術ジャーナル、2005年3月号、P20〜P31、「防衛用無人機の動向 −最終回「無人機の通信技術・統合運用およびペイロードの動向」−」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このように、実行装置の操作に緊急性を要する場合、様々な要素がボトルネックとなりうる。
例えば、収集した情報を人間に提示する方法について、多数の実行装置が情報を収集するので、収集される情報も膨大になる。この膨大な情報から、的確な判断ができるよう、収集した情報を人間に提示する方法についての工夫が必要である。
上記の従来技術は、この点についての課題を解決したものである。
【0005】
また、意志決定の方法について、膨大な情報に基づく判断は、一人の人間では不可能であるため、多数の人間が判断に関与することとなる。したがって、それぞれの人間からの実行指令が矛盾しないようにする必要がある。
【0006】
更に、決定された実行指令を多数の実行装置に伝達する方法について、実行装置が多数であれば、それに対する実行指令の数も膨大となる。したがって、実行指令を実行装置に伝達する方法にも工夫が必要である。
【0007】
例えば、上記ICWSで開発された無人機の情報表示装置において、同一画面上に複数の無人機や車両等から収集した情報を表示することが可能である。しかし、ICWSの運用装置も含め、従来の運用装置では収集した情報を表示することに特化しており、複数人による複数の無人機を同時に同装置で命令または操作することは不可能であるという課題を有する。
また、従来の無人機への命令は、情報表示装置とは別の各無人機の管制装置や管制官などの複数の装置と人を介することが必要になり、多くの手間と時間がかかる。このことは操作ミスや伝達ミスを誘発し、正確かつ、より迅速な命令実施のために改善が必要であるという課題を有する。
【0008】
本発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたものであり、全体を見渡した、より的確で効率的に作戦の実行を支援する指令装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明にかかる指令装置は、
実行装置と通信する通信装置と、
地図を表示する表示画面を備え、上記表示画面の任意の位置を指示した場合に、指示した位置を検出する表示入力装置と、
上記表示入力装置を用いて、上記実行装置の活動区域の地形情報を、活動区域地図として、上記表示画面に表示する地形情報表示部と、
上記表示入力装置を用いて、上記実行装置の現在位置についての情報に基づいて、上記地形情報表示部が表示した活動区域地図に重ねて、上記実行装置を示す図形を、上記表示画面に表示する位置情報表示部と、
上記表示入力装置を用いて、上記地形情報表示部が表示した活動区域地図に重ねて、上記実行装置が収集した情報を、上記表示画面に表示する収集情報表示部と、
上記表示入力装置を用いて、上記実行装置に対して機能の実行を指令する実行指令を入力する実行指令入力部と、
上記通信装置を用いて、上記実行指令入力部が入力した実行装置に対する実行指令を、上記実行装置に対して通知する実行指令通知部と、
上記通信装置を用いて、上記実行装置が通知する上記実行装置の現在位置についての情報及び上記実行装置が収集した情報を取得する実行装置情報取得部と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、例えば、同一の装置において、複数の無人機が取得する情報を一括管理し、ユーザに適切な情報を提示することにより、複数人による情報共有、状況認識を容易にすると共に、その場から複数のユーザが直接、複数の無人機へ同時に命令を可能にすることで、全体を見渡した、より的確で効率的に作戦の実行を支援できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
実施の形態1.
この実施の形態では、UAV、UGVなど多種多様の無人機(実行装置の一例)を同時に運用することを可能にする指揮支援装置(指令装置の一例)について述べる。
【0012】
図1は、この実施の形態における指揮支援装置100のハードウェア構成の一例を示すハードウェア構成図である。
指揮支援装置100は、CPU901(Central Processing Unit:中央処理装置)、記憶装置902(例えば、ROM(Read Only Memory)・RAM(Random Access Memory)などの内部メモリ、ハードディスク装置などの外部メモリ等)、表示装置110(表示入力装置の一例)、通信装置903、ネットワークインターフェース装置904を有する。
【0013】
CPU901は、記憶装置902が記憶したプログラム等を実行することにより、以下説明する各機能ブロックを実現する。
記憶装置902は、CPU901が実行するプログラム群やファイル群を記憶する。
【0014】
記憶装置902が記憶するプログラム群には、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」「〜エージェント」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、CPU901が読み出して、実行される。
ファイル群には、以下に述べる実施の形態の説明において、「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」として説明するものが、「〜ファイル」として記憶されている。
また、以下に述べる実施の形態の説明において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータの入出力を示し、そのデータの入出力のためにデータは、RAMもしくは磁気ディスク装置、FD(Flexible Disk)、光ディスク、CD(コンパクトディスク)、MD(ミニディスク)、DVD(Digital Versatile Disk)等のその他の記録媒体に記録される。あるいは、信号線やその他の伝送媒体により伝送される。
【0015】
また、以下に述べる実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、ROMに記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、ハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。
【0016】
表示装置110は、地図などの画像情報や文字情報を表示する表示画面を備えた大画面表示装置である。
また、表示装置110は、例えば、タッチパネル式のセンサーにより、表示した情報のどの部分を指示したかを検出する。これにより、例えば、画面に表示したボタンに使用者が触れることで、コマンドを入力することができる。
表示装置110は、例えば、テーブル型をしており、その周囲を、数人〜10数人で囲むことができる大きさを有する。これにより、複数人の使用者が同時に、表示装置110に表示された情報を見ることで、同一の情報を全員で共有できる。なお、表示装置110は、壁掛け型であってもよい。
指示の方式としては、例えば、手で画面に触れる、レーザーポインタなどで画面を指示するなどの方式がある。レーザーポインタなどを用いる方式は、手が届かない範囲であっても指示が可能であるから、好ましい。
【0017】
通信装置903は、無人機200と無線通信をすることにより、無人機200に対する命令(指令)を送信し、無人機200からの情報などを受信する。
【0018】
ネットワークインターフェース装置904は、例えば、LAN(Local Area Network)やインターネットなどに接続し、指揮支援装置100と他の装置との間の情報交換を可能とする。
【0019】
図2は、この実施の形態における指揮支援装置100の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
指揮支援装置100は、表示装置110、表示情報管理部120、無人機管理部130、外部情報管理部140(区域情報取得部の一例)、データベース150(地形情報記憶部の一例)、ユーザ認証部160(利用者認証部の一例)、無人機通信部170(実行指令通知部、実行装置情報取得部の一例)を有する。
【0020】
表示情報管理部120は、表示装置110に表示する無人機の情報や地形情報を管理し、取得したデータで画面を生成する。
無人機管理部130は、表示している個々の無人機200(200a〜200c)の情報、保有機能を管理する無人機エージェント131(131a〜131c、実行装置情報記憶部、位置情報記憶部の一例)を生成し、個々の無人機の制御を実行する。
外部情報管理部140は、監視情報や気象情報などの無人機200が展開する地域の情報を提供するレーダ装置や人工衛星などの外部情報源300からの情報(外部情報、区域情報)を受信し、表示情報として表示情報管理部120に提供する。
データベース150は、無人機200の取得した情報や命令履歴、外部情報管理部140が取得した無人機が展開している地形情報などの全てのデータと、各無人機の基本データや作戦の基本シナリオを保存する。
ユーザ認証部160は、無人機へ命令する権限などをユーザ管理、認証を行う。
無人機通信部170は、無人機200との通信を管理する。
【0021】
図3は、この実施の形態における表示情報管理部120の詳細の一例を示す詳細ブロック図である。
表示情報管理部120は、地形情報表示部121、区域情報表示部122、位置情報表示部123、収集情報表示部124、実行指令入力部125、表示指令入力部126を有する。
【0022】
地形情報表示部121は、データベース150が記憶装置902を用いて記憶した地形情報に基づいて、無人機200が活動する区域の地図(活動区域地図)を生成し、表示装置110を用いて表示する。
区域情報表示部122は、外部情報管理部140が外部情報源300から取得した気象情報などの外部情報(区域情報)を、活動区域地図に重ねて、表示装置110を用いて表示する。
位置情報表示部123は、無人機管理部130の無人機エージェント131が記憶装置902を用いて記憶した位置情報に基づいて、無人機200を示す図形(例えば、アイコン401a〜401cなど)を表示する位置を求め、活動区域地図に重ねて、表示装置110を用いて表示する。
収集情報表示部124は、利用者の指令に応じて、無人機管理部130の無人機エージェント131が記憶装置902を用いて記憶した撮影データ・燃料の残量などの情報(収集情報)を、活動区域地図に重ねて、表示装置110を用いて表示する。
実行指令入力部125は、利用者が選択した無人機200が実行可能な指令を示す図形(例えば、撮影ボタン)を、表示装置110を用いて、無人機200を示す図形の近傍に表示する。表示した図形を利用者が指示した場合に、その図形が示す指令を入力する。実行指令入力部125は、入力した指令を実行指令として、無人機管理部130の無人機エージェント131に通知する。
表示指令入力部126は、利用者が選択した無人機200に関する情報(例えば、燃料の残量や撮影データなど)を示す図形(例えば、画像表示ボタン)を、表示装置110を用いて、無人機200を示す図形の近傍に表示する。表示した図形を利用者が指示した場合に、その図形が示す情報の取得を無人機管理部130の無人機エージェント131に要求する表示指令を通知する。無人機エージェント131は、表示指令で要求された情報を、収集情報表示部124に通知する。収集情報表示部124が、表示指令で要求された情報を、表示装置110を用いて表示する。
【0023】
図4は、この実施の形態における指揮支援装置100の運用時の様子の一例を示す図である。
【0024】
この実施の形態における指揮支援装置100は、作戦を実行している地域の地形情報、運用管理下にある複数の無人機200から得られる位置情報、撮影データ、無人機200の運用状況など、無人機200から得られる全ての情報を保持管理し、ユーザの要求に応じて情報を表示し、情報収集や移動などのユーザの命令を表示している無人機200全てに、同一画面上で同時に指示できる。
無人機200は、指揮支援装置100に対して、収集した情報、保持している内部情報を送信すると共に、ユーザの命令を受け、無人機200が搭載する機能を実行する。
【0025】
図4において、指揮支援装置100は、地形情報、無人機200の位置、ユーザから要求された情報などを表示し、無人機200の移動や無人機200が付帯する機能を実行させる機能実行(実行指令)を指示する。
【0026】
事前に決定した無人機200を用いる作戦が、開始時間に従って実行されたと想定する。
その時、指揮支援装置100は、起動時に無人機管理部130から作戦の基本シナリオや、無人機の基本データをデータベース150から取得し、内部の処理領域内に各無人機200a〜200cの無人機エージェント131a〜131cを作成、無人機200の管理処理を開始する。無人機管理部130は、複数の無人機エージェント131を独立に処理することができる。
【0027】
無人機エージェント131は、実際に行動している無人機200の計算プロセスとして無人機管理部130の処理領域(計算機内のメモリなど)内に常駐し、無人機200が行動を完了するまで、ユーザと無人機200のインタラクションの仲介、無人機のデータ管理などの処理を続ける。
無人機管理部130は、無人機200からの通信をきっかけに、データベース150から取得したエージェントの基本データをもとに無人機エージェント131を生成し、処理を開始させる。
【0028】
無人機エージェント131は、表示情報管理部120などに対して、無人機200の代理として振舞う。すなわち、表示情報管理部120から無人機200に対する指令を受け、また、無人機200が収集した情報などを記憶して、表示情報管理部120などに引き渡す。
例えば、無人機エージェント131は、移動先を指定した移動指令を受けると、データベース150(地形情報記憶部)が記憶した地形情報などに基づいて、実際の移動経路を計算し、無人機200に対する具体的な指令を生成する。これにより、表示情報管理部120などは、抽象的な指令を出すだけでよい。また、指揮支援装置100と比べて計算能力が低い無人機200における計算量を削減できる。
【0029】
無人機エージェント131は、無人機200のデータ(飛行速度、燃費などの能力、装備品や搭載武器など)、現在実行している作戦の基本シナリオ(初期目的、搭載燃料、ミサイル数など)を基本データとして保有する。
また、無人機エージェント131は、時間経過による燃料消費や攻撃によるミサイル数減少など無人機200の現在の状況を、無人機通信部170を用いて周期的に取得し、無人機エージェント131内にそのときの時刻と共に内部データとして一時記録し、定期的にデータベース150に情報を送信する。
【0030】
無人機エージェント131(位置情報記憶部、実行装置情報記憶部)は、無人機200が送信し、無人機通信部170(実行装置情報取得部)が受信した無人機200の位置情報及び収集情報を記憶・管理する。この例では、これらの情報をデータベース150に登録して、記憶装置902に記憶させることにより、これらの情報を管理する。しかし、データベース150を用いず、直接、記憶装置902に記憶させることとしてもよい。
無人機200の位置情報や燃料の残量などの収集情報の照会を、表示情報管理部120の表示指令入力部126から受けた場合、無人機エージェント131がこれらの情報を記憶・管理しているので、その都度、無人機200と通信する必要はなく、必要な情報をすばやく表示することができる。
【0031】
通常、指揮支援装置100は、表示装置110上に、無人機200が展開している場所の情報と無人機200の現在の位置情報とを刻々と表示する。
場所の情報には、無人機が展開している地形情報、外部情報源300が提供しているレーダ監視情報や気象情報など(区域情報)がある。
表示情報管理部120では、地形情報表示部121が、データベース150(地形情報記憶部)から地図情報(地形情報)を取得する。
また、区域情報表示部122が、外部情報管理部140(区域情報取得部)からそれ以外の場所の情報(区域情報)を取得する。
更に、位置情報表示部123が、無人機管理部130から無人機200の位置情報を取得する。
表示情報管理部120は、地形情報にそれ以外の情報をマッピングし、表示装置110を用いて表示する。
表示装置110には、表示画面上に無人機200や周辺の状況が表示され、複数のユーザが同時に見ることができる。表示装置110は、同一画面上で情報表示や命令などの操作をするため、大画面のタッチパネル方式の画面を備えている。
【0032】
なお、この実施の形態の無人機200は、指揮支援装置100で運用するため、例えば、GPS(Global Positioning System:全地球測位システム)を用いて現在位置を測定する機能、燃料やミサイルの残量などのリソース情報を収集する機能、内部の計算機やエンジンなどの機器の異常など状態を監視する機能、要求に応じてまたは周期的に収集したデータや検出した内部データを指定した条件で取得した情報を送信する機能、外部からの命令を受信し、処理の実行や行動を制御できる機能、そして設定した条件、例えば周波数やプロトコルにしたがい、指揮支援装置100と通信する機能を有している。
【0033】
無人機エージェント131が管理するデータとしては、例えば、周期情報とイベント情報の2種類がある。
周期情報とは、無人機200から周期的に取得した位置情報(緯度/経度)、リソース情報、無人機内部の状態監視情報を現在の時刻を主キーとしたデータ列である。
イベント情報とは、ユーザからの命令、その命令の実行結果、無人機200が自動に行った行動情報などの何かの外的要因で処理し生成した周期情報以外の情報であり、現在の時刻を主キーとしたデータ列である。
【0034】
無人機エージェント131は、定期的に無人機200の周期情報やイベント情報をデータベース150に登録する。
同様に、外部情報管理部140は、外部情報源300から取得した情報に時刻データを付与して、データベース150に登録する。
【0035】
ユーザ(使用者)は、関心のある無人機200の情報、例えば、無人機200が撮影した画像情報や無人機200の残燃料と活動可能時間などの情報を確認したい場合には、表示装置110上に表示される無人機200のアイコンに触れ、表示される画面に従い、情報を表示装置110上で確認することが可能である。
このとき、表示装置110で無人機200が指定されたことは、表示情報管理部120を介して無人機エージェント131に送信される。
【0036】
表示装置110(表示入力装置)は、ユーザが表示画面上の任意の位置を指示したことを検出する。
表示情報管理部120は、表示装置110が検出した指示位置より、そこに何を表示しているかを判断する。
表示情報管理部120は、そこに表示しているものが、無人機200のアイコンであると判断した場合、その無人機200が選択されたと判断する。
あるいは、指示位置の誤差を考慮して、無人機200のアイコンをぴったり指示しなくても、無人機200のアイコンの周辺を指示すれば、その無人機200が選択されたと判断することとしてもよい。
【0037】
無人機エージェント131は、要求と表示状況に応じた情報を、データベース150と内部情報から検索、選択し、表示情報管理部120の収集情報表示部124に送信する。
収集情報表示部124は、そのデータを別画面として、表示装置110上、指定された無人機200を示すアイコンの近傍に表示する。
【0038】
以下、無人機200の例として二機の航空無人機200a,200bと一機の陸上無人機200cを4人のユーザで運用する場合を取り上げ、その操作について述べる。
【0039】
作戦に従い指定時間に、無人機200a、無人機200b、無人機200cが起動する。
このとき、指揮支援装置100はすでに起動し、無人機200a〜200cから情報が送られてくるまで待機している。
無人機200a、無人機200b、無人機200cは、起動をすると同時に周期情報を司令部(指揮支援装置100)に送信する。
無人機管理部130は、各無人機200a〜200cが送信した周期情報を、無人機通信部170を介して受信し、周期情報をもとに各々の無人機エージェント131a〜131cを生成し、処理を開始する。
無人機エージェント131a〜131cは、周期情報から得た無人機200a〜200cの位置情報を表示情報管理部120の位置情報表示部123に送信する。
【0040】
表示情報管理部120は、最初にデータベース150から作戦の基本シナリオを取得する。
基本シナリオのデータには、例えば、作戦開始時の位置情報などがある。
表示情報管理部120は、基本シナリオ内の位置情報から、周辺の地図や建物や基地などの情報をデータベース150から取得する。同時に、外部情報管理部140から得た外部情報源300の情報と、無人機管理部130から得た各無人機200a〜200cの位置情報を合わせ、表示データを生成し、表示装置110に表示させる。その後、周期的に各無人機200a〜200cの周期情報や外部情報管理部140からの外部情報を取得して、表示データを変更し、表示装置110に表示させる。
【0041】
図5は、この実施の形態における指揮支援装置100を用いた指令方法の処理(実行装置情報受信処理)の流れの一例を示すフローチャート図である。
S61において、無人機通信部170は、無人機200a〜200cが送信した収集情報(位置情報を含む)を、通信装置903を用いて受信する(実行装置情報取得工程)。
S62において、無人機通信部170は、受信した収集情報を、対応する無人機エージェント131a〜131cに通知する。
S63において、無人機エージェント131a〜131cは、通知された収集情報を、記憶装置902を用いて記憶する。
S64において、無人機エージェント131a〜131cは、通知された収集情報が、無人機200a〜200cに対して通知した実行指令を実行した結果についての情報であるか否かを判断する。実行指令の実行結果である場合には、S65へ進む。
S65において、無人機エージェント131a〜131cは、収集情報(実行結果)を、収集情報表示部124に対して、通知する。
S66において、収集情報表示部124は、無人機エージェント131a〜131cが通知した収集情報(実行結果)を取得し、表示装置110を用いて表示する(収集情報表示工程)。
【0042】
図6は、この実施の形態における指揮支援装置100を用いた指令方法の処理(表示入力処理)の流れの一例を示すフローチャート図である。
S71において、地形情報表示部121は、データベース150から地形情報を取得し、取得した地形情報に基づいて活動地域地図を生成し、表示装置110を用いて表示する(地形情報表示工程)。
S72において、区域情報表示部122は、外部情報管理部140から外部情報(区域情報)を取得し、表示装置110を用いて表示する(区域情報表示工程)。
S73において、位置情報表示部123は、無人機エージェント131a〜131cから位置情報を取得し、取得した位置情報に基づいて無人機200a〜200cのアイコン401a〜401cを表示する位置を算出し、表示装置110を用いて表示する(位置情報表示工程)。
S74において、表示装置110がユーザの指示を検出したか否かを判断する。検出した場合には、S75へ進む。
S75において、実行指令入力部125・表示指令入力部126は、ユーザの指示による入力内容が、実行指令であるか、表示指令であるかを判断する。実行指令である場合には、S81へ進む。表示指令である場合には、S91へ進む(実行指令入力工程・表示指令入力工程)。
【0043】
S81において、実行指令入力部125は、選択した無人機200の無人機エージェント131に対して、入力した実行指令を通知する。
S82において、無人機エージェント131は、無人機通信部170に対して、通知された実行指令を通知する。
S83において、無人機通信部170は、選択した無人機200に対して、通知された実行指令を、通信装置903を用いて送信する。
【0044】
S91において、表示指令入力部126は、選択した無人機200の無人機エージェント131に対して、入力した表示指令を通知する。
S92において、無人機エージェント131は、表示指令で指定された情報(収集情報)を、収集情報表示部124に対して通知する。
S93において、収集情報表示部124は、通知された収集情報を、表示装置110を用いて表示する(収集情報表示工程)。
【0045】
図7は、この実施の形態において、指揮支援装置100を用いて指揮を行なう時の操作の流れの一例を示すフローチャート図である。
図8は、この実施の形態において、1機の航空無人機を想定した無人機200に関して表示装置110上に表示される画面の一例を示す図である。
【0046】
ユーザ801が表示装置110に表示された無人機200aを選択する(S01)。
表示情報管理部120(実行指令入力部125及び表示指令入力部126)は、該当する無人機エージェント131aから情報を取得する。表示情報管理部120は、取得した情報に基づいて、選択画面W21を生成する。表示情報管理部120は、生成した選択画面W21を、表示装置110を用いて表示する。
ここでは、選択画面W21には選択項目として、「撮影画像表示」、「無人機状況表示」、「機能実行」、そして操作を終了するための「終了」が表示される。
【0047】
なお、表示情報管理部120(実行指令入力部125及び表示指令入力部126)は、同時に複数の無人機200が選択された場合、選択された複数の無人機200のそれぞれについて、選択画面W21を表示する。
したがって、すでに無人機200aに関する画面を表示している間に、他のユーザ802は、他の無人機200bを選択し、更に他のユーザ804は、更に他の無人機200cを選択し、それぞれ同様に、表示装置110に選択画面W21を表示することが可能である。
【0048】
ユーザ801が、無人機200aが過去に撮影画像を見たい場合には、選択画面W21の「撮影画像表示」を触ることにより「撮影画像表示」を指定する(S02)。
表示装置110がこれを検出し、表示指令入力部126は「撮影画像表示」コマンドが入力されたと判断する。
その後、表示情報管理部120の表示指令入力部126は、選択された無人機200aの無人機エージェント131aに対して、命令(画像データ一覧要求)を送信する。
無人機エージェント131aは、データベース150を検索し、イベント情報から過去に撮影し、表示可能な画像データの一覧を取得し、表示情報管理部120の表示指令入力部126に送信する。
表示情報管理部120の表示指令入力部126は、送信された情報から撮影画像選択画面W22を生成し、表示装置110に表示する。撮影画像選択画面W22には、過去に撮影した画像の撮影日時、場所などがリストとして表示される。
【0049】
ここで、ユーザ801は、リスト中の画像タイトルを触ることにより、見たい画像を指定する(S03)。
表示装置110がこれを検出し、表示指令入力部126は、どの画像が指定されたかを判断する。表示指令入力部126は、指定された画像データの取得要求を、無人機エージェント131aに送信する。
無人機エージェント131aは、ユーザ801の指定結果を受信し、データベース150から、指定画像のデータを取得する。
無人機エージェント131aは、取得した画像データを、表示情報管理部120の収集情報表示部124に送信する。
表示情報管理部120の収集情報表示部124は、画像表示画面W19を生成し、表示装置110の表示画面に画像表示画面W19を表示する(S04)。
これにより、指揮支援装置100の周りのユーザがほぼ同時に画像を共有して見ることが可能となる。
【0050】
画像を見終わった場合、または次の操作をする場合、ユーザは各画面内に表示している「終了」を指定し、画面を消去する。
表示装置110がこれを検出し、収集情報表示部124は、表示装置110の表示画面から、画像表示画面W19を消去する。
【0051】
また、ユーザ802が無人機200bの稼動状況を知りたい場合には、同様に選択画面W21を表示させた後、「無人機状況表示」を触ることにより「無人機状況表示」を指定する(S02)。
表示装置110がこれを検出し、表示指令入力部126は「無人機状況表示」コマンドが入力されたと判断する。
表示指令入力部126は、選択された無人機200bの無人機エージェント131bに対して、無人機状況の取得要求を送信する。
その後、無人機エージェント131bは、データベース150または内部情報から、無人機200bの燃料の残量と航続時間、故障箇所などを取得し、表示情報管理部120の収集情報表示部124に送信する。
表示情報管理部120の収集情報表示部124は、取得した無人機200bの情報をもとに無人機状況表示画面W20を生成し、表示装置110に表示する。
【0052】
同様に、ユーザ804は無人機200cの稼動状況を表示装置110上に表示させることが可能である。
【0053】
これにより、複数人がほぼ同時に無人機の稼動状況を見ることができる(S05)。
画像を見終わった場合、または次の操作をする場合、各画面内に表示している「終了」を指定し、画面を消去する。
【0054】
ユーザ801が無人機200aに命令する場合には、選択画面W21の「機能実行」を触ることにより、「機能実行」を指定する(S02)。
表示装置110がこれを検出し、実行指令入力部125は、「機能実行」コマンドが入力されたと判断する。
実行指令入力部125は、選択された無人機200aの無人機エージェント131に対して、現在実行可能な機能の一覧を要求する。
無人機エージェント131は、内部情報から現在実行可能な機能を抽出して、一覧を作成し、実行指令入力部125に送信する。
その後、表示情報管理部120の実行指令入力部125は、無人機エージェント131aから取得した現在実行可能な機能の一覧(実行指令候補)に基づいて、機能実行選択画面W23を生成し、表示装置110に表示する。例えば、このとき実行可能な機能が機能実行選択画面W23に「撮影」、「移動」、「攻撃」と表示される。
【0055】
ここで、ユーザ801が「撮影」を指定した場合には(S06)、撮影設定画面W24が表示される。撮影設定画面W24には、設定項目として「場所」、「時間」、「倍率」が各々表示される。
ユーザ801は、表示装置110に表示されている無人機200aの位置や地形、無人機状況表示画面W20に表示された情報などを考慮し、また他のユーザたちと議論しながら、無人機200aを用いて、どの場所を撮影するかを決定し、その指示内容を「場所」、「時間」、「倍率」の順に指定する。
【0056】
最初に、「場所」の設定を行なう(S07)。
ユーザ801は、表示装置110に表示される地図上で、希望する場所を触ることにより、撮影場所を指定する。
表示装置110がこれを検出し、実行指令入力部125は、撮影場所が指定されたと判断する。
指定場所は、表示情報管理部120の実行指令入力部125から無人機エージェント131aに送信される。
無人機エージェント131aは、内部情報から無人機200aの燃料の残量と現在位置を取得し、指定場所まで移動可能か、その場合の最短到着予定時間、また撮影後に基地に帰還できるかを計算し、その結果を表示情報管理部120の実行指令入力部125に送信する。
表示情報管理部120の実行指令入力部125は、無人機エージェント131aの処理結果を用いて、撮影設定画面W24の表示内容を更新する。
【0057】
また、撮影場所に移動が可能である場合には(S08)、最短到着予定時間が「時間」の初期設定値として表示される。
ここで、ユーザ801が表示された時間を変更する場合は、「時間」の横にある「時間修正」を指定して、表示装置110上に入力用キーボードW27を表示し、希望する時間を入力する(S09)。
最短到着予定時間より前の時間を入力すると、入力欄がリセットされ再入力が求められる。
時間指定完了後、「倍率」選択し、倍率選択画面W25を表示後、倍率を選択する(S10)。
【0058】
指定場所に無人機が移動できない場合には(S08)、場所を再指定し、無人機エージェント131aの判定結果を待ち、その後同様に「時間」、「倍率」を設定する。
【0059】
「場所」、「時間」、「倍率」を設定完了後、撮影設定画面W24で「実行」を選択することにより、ユーザ801は、無人機200aへの命令を完了する。
【0060】
次に、ユーザ認証部160(利用者認証部)が、ユーザ801が無人機200aに対して「撮影」指令をする権限を有するかの認証を行う。
このとき表示している画面の近傍に、実行指令入力部125が、ユーザ認証画面W30と、入力用キーボードW27を表示する。
【0061】
図9は、この実施の形態において、表示装置110上に表示されるユーザ認証画面の一例を示す図である。
【0062】
ユーザ801は、ユーザ認証画面W30に、ユーザ名、パスワードを入力する。ユーザ名とパスワード入力後、ユーザ認証画面W30内の「認証」を選択する。
表示装置110がこれを検出し、実行指令入力部125は、ユーザ名及びパスワードを取得する。
選択後、ユーザ情報(ユーザ名とパスワード)は、命令(「撮影」指令)と共に表示情報管理部120の実行指令入力部125が、選択した無人機200aに該当する無人機管理部130内の無人機エージェント131aに送信する。
【0063】
無人機エージェント131aは、ユーザ認証部160にユーザ情報と無人機200aの個体情報を送信し、ユーザが無人機200aに命令できるかの認証を依頼する。
ユーザ認証部160は、ユーザが命令可能な無人機200のリストをデータとして保有し、入力されたデータから指定されたユーザをキーにしてリスト内に無人機200aがあるかを判断し、その結果を無人機エージェント131aに送信する(S11)。
【0064】
認証に失敗した場合は、命令内容は破棄され、機能実行選択画面W23が表示される。
【0065】
認証に成功した場合、命令(「撮影」指令)は、無人機エージェント131aが無人機通信部170を介して無人機200aに送信する。
無人機200aは、これを受信し、指令にしたがって、指定場所に移動し、指定場所を撮影する。
無人機200aは、指定場所を撮影後、実行結果と画像データを指揮支援装置100に送信する(S12)。
【0066】
無人機200aが送信する実行結果と撮影データは、無人機通信部170を介して無人機エージェント131aが取得する。
無人機エージェント131aは、これをイベント情報として保持し、同時にデータベース150に記録する。
イベント情報のうち実行結果は、表示情報管理部120の収集情報表示部124に送信される。収集情報表示部124は、表示装置110の表示画面の無人機200aのアイコン401aの近傍に、成功/失敗等を表示する。
命令成功時、ユーザ801は、選択画面W21、撮影画像選択画面W22を開き、撮影した画像を確認する。
【0067】
一方、ユーザ801が無人機200aに撮影命令を出そうとしているのと同時並行して、ユーザ804は、情報を表示している無人機200cに移動を命令することが可能である。
ユーザ804は、上記した手順にしたがって、機能実行選択画面W23を表示させ、機能実行選択画面W23において「移動」を指定すると(S06)、移動設定画面W26が表示される。
すなわち、表示装置110がユーザ804の操作を検出し、実行指令入力部125が移動設定画面W26を、表示装置110を用いて表示する。
【0068】
移動設定画面W26には、設定項目として「場所」、「時間」が表示され、ユーザ804は、ユーザ803とともに全体の状況を見ながら、無人機の移動先、移動時間を議論し、その結果を、撮影設定画面W24での「撮影」の命令と同様の操作により、場所、時間を設定し(S13、S14、S15)、無人機200cに移動の命令を送信する(S16)。
すなわち、表示装置110がユーザ804の操作を検出し、実行指令入力部125が移動指令を入力する。実行指令入力部125は、選択された無人機200cの無人機エージェント131cに通知する。無人機エージェント131cは、移動指令を無人機通信部170に通知する。無人機通信部170は、通知された移動指令を、無人機200cに対して、通信装置903を用いて送信する。
【0069】
ただし、「移動」では「倍率」の設定はしない。命令の実行結果は、「撮影」の命令と同様に、表示装置110上の指定した無人機200cのアイコン401cの近傍に表示される(S17)。
【0070】
一方、他のユーザが無人機に命令を出そうとしているとほぼ同時に、ユーザ802は、情報を表示している無人機200bに攻撃を命令することが可能である。
ユーザ802は、上記した手順にしたがって、機能実行選択画面W23を表示させ、機能実行選択画面W23において「攻撃」を指定すると(S06)、攻撃設定画面W28が表示される。
すなわち、表示装置110がユーザ802の操作を検出し、実行指令入力部125が攻撃設定画面W28を、表示装置110を用いて表示する。
【0071】
攻撃設定画面W28には、設定項目として「場所」、「時間」、「武器」が表示され、ユーザ802は、撮影設定画面W24での「撮影」の命令と同様の操作により、場所、時間を設定する(S18、S19、S20)。
時間を設定後、攻撃設定画面W28にて「武器」を他の項目と同様に選択し、武器選択画面W29を開き、表示されている武器から使用する武器を選択する。
選択後、「撮影」の命令と同様の操作により、無人機の命令を送信する(S22)。
命令の実行結果は、「撮影」の命令と同様に、表示装置110上の指定した無人機200b近傍に表示される(S23)。
【0072】
以上のように、この実施の形態によれば、複数のユーザが、同時に個々の無人機が収集した情報を表示することができ、また同時に命令することが可能となる。
これにより、複数の人や装置を介さずに、短時間で命令の指示を行い、実行結果を得ることができ、迅速かつ的確な無人機による作戦を実行し支援することが可能になるという効果を奏する。
【0073】
このように、実行装置の状況等を表示する表示入力装置を用いて、実行装置に対する指令を入力するので、利用者が状況を把握し、その場で指令を出すことができ、迅速な指令ができるという効果を奏する。
また、表示入力装置は、利用者が指示したことを検出し、指示した場所に表示された対象に基づいて指令等を入力するので、操作ミスを少なくすることができ、正確な指令ができるという効果を奏する。
【0074】
また、表示入力装置の表示画面に表示された、実行装置を示す図形の近傍に、実行指令候補を表示して、表示した実行指令候補から利用者が実行指令を選択するので、実行可能な実行指令を利用者が把握しながら、指令を選択でき、迅速な判断ができるという効果を奏する。
【0075】
また、表示入力装置を用いて複数の実行指令を、同時並行して入力することができるので、1つの表示入力装置を用いて、多数の実行装置に対する実行指令を、複数の利用者が同時に入力することができ、迅速な指令の入力ができるという効果を奏する。
【0076】
また、記憶装置を用いて、位置情報、収集情報などを記憶するので、利用者が実行装置の状態を知りたいときに、実行装置と通信することなく、素早く情報を表示でき、迅速な状況判断ができるという効果を奏する。
【0077】
また、実行装置が収集した情報の表示を指令する表示指令を入力することにより、情報を表示するので、膨大な情報のなかから、利用者が知りたい情報だけを表示することができるという効果を奏する。
【0078】
また、実行装置の活動区域についての情報を、活動区域地図に重ねて表示するので、状況の把握が容易となり、迅速な判断が可能であるという効果を奏する。
【0079】
また、実行指令を入力した場合に、入力した利用者を認証してから、実行装置に実行指令を送信するので、例えば、複数の利用者が、一つの実行装置に対して矛盾する実行指令をすることを防ぐことができるという効果を奏する。
【0080】
また、表示入力装置は、大画面の表示画面を有しているので、複数の利用者が同一の情報を共有でき、互いに矛盾した実行指令をすることを防ぐことができるという効果を奏する。
【0081】
このような指令装置を用いて、実行装置に対して指令を行う指令方法は、実行装置の状況等を表示する表示入力装置を用いて、実行装置に対する指令を入力するので、利用者が状況を把握し、その場で指令を出すことができ、迅速な指令ができるという効果を奏する。
【0082】
実施の形態2.
図10は、この実施の形態における指揮支援装置100(指令装置の一例)の機能ブロックの構成の一例を示す図である。
【0083】
図10において、指揮支援装置100は、実施の形態1で説明した各部のほか、外部模擬管理部180(模擬実行結果予測部)を有する。
外部模擬管理部180は、シミュレータ190に必要な情報を送信するとともに、模擬結果を収集し、表示情報管理部120に表示データとして送信する。
シミュレータ190は、ネットワークで指揮支援装置100に接続されている。
この例では、外部模擬管理部180は、外部にあるシミュレータ190によるシミュレーションの結果を取得することで、実行結果を予測している。しかし、外部模擬管理部180がシミュレータ190を内蔵し、内部でシミュレーションを行うことにより、実行結果を予測することとしてもよい。
【0084】
図11は、この実施の形態における表示情報管理部120の詳細の一例を示す詳細ブロック図である。
表示情報管理部120は、模擬実行指令入力部127、模擬実行結果表示部128を有する。なお、表示情報管理部120は、このほか、地形情報表示部121、区域情報表示部122、位置情報表示部123、収集情報表示部124、実行指令入力部125、表示指令入力部126も有しているが、実施の形態1で図3を用いて説明したものと共通なので、ここでは記載を省略してある。
【0085】
模擬実行指令入力部127は、利用者が選択した無人機200が実行可能な指令を示す図形(例えば、模擬指令ボタン)を、表示装置110を用いて、無人機200を示す図形の近傍に表示する。表示した図形を利用者が指示した場合に、その図形が示す指令を入力する。しかし、模擬実行指令入力部127は、入力した指令を、無人機エージェント131に通知するのではなく、模擬実行指令として、外部模擬管理部180に通知する。
【0086】
外部模擬管理部180は、通知された模擬実行指令に基づいて、その指令を実行した結果を予測する。外部模擬管理部180は、予測した結果を、模擬実行結果として、模擬実行結果表示部128に通知する。
【0087】
模擬実行結果表示部128は、外部模擬管理部180から通知された模擬実行結果を、表示装置110を用いて表示する。
【0088】
図12は、この実施の形態において、指揮支援装置100を用いて指揮を行なう時の操作の流れ(抜粋)の一例を示すフローチャート図である。
図13は、この実施の形態における、表示画面(抜粋)の一例を示す図である。
【0089】
図13において、指揮支援装置100が表示する表示画面には、シミュレータ190の情報を選択することを可能とした選択画面W33、シミュレータ190がシミュレーションを実行する時に必要な各種設定を行なうためのシミュレーション設定画面W34、シミュレータ190がシミュレーション設定画面W34で設定した条件で実行した模擬結果を表示するシミュレーション結果表示画面W35などがある。
【0090】
ユーザは、指揮支援装置100により無人機200に新たに命令する場合には、その命令の実現可能性または実現後の状況変化を事前に把握した上で、無人機200に命令を伝達させたい。
そこで、ユーザは、模擬したい無人機200について、表示装置110上に表示されている無人機200のアイコンに触ることにより指定する(S01)。
【0091】
表示装置110がこれを検出し、表示情報管理部120は、選択された無人機200を判別する。実行指令入力部125、表示指令入力部126、模擬実行指令入力部127は、それぞれ選択可能な指令を示す図形を生成し、表示装置110を用いて、選択された無人機200のアイコンの近傍に表示する。
【0092】
実施の形態1と同様に、無人機200が指定されると、表示装置110には選択画面W33が表示される。このとき、外部に選択した無人機200に関連するシミュレータ190が接続されている場合には、選択画面W33には、実施の形態1と同様に、「撮影画像表示」、「無人機状況表示」、「機能実行」を選択することができ、さらに選択項目として「シミュレーション」が表示される。
【0093】
接続されているシミュレータ190が指定された無人機200に関連するものかは、無人機エージェント131が判断する。関連している場合には、模擬実行指令入力部127が、選択画面W33に「シミュレーション」を表示する。関連していない場合には、模擬実行指令入力部127は、「シミュレーション」を表示しない。
無人機エージェント131は、基本データとして関連するシミュレータ190の一覧を保有し、表示情報管理部120から現在接続しているシミュレータ190の名前、種別などを取得し、基本データと一致するかを判断し、その結果を表示情報管理部120に送信する。
表示情報管理部120の模擬実行指令入力部127は、この情報をもとに選択画面W33の項目に「シミュレーション」を表示するかを判断する。
【0094】
また、ユーザが指定した無人機200の模擬を実施したい場合には、選択画面W33の「シミュレーション」を触ることにより「シミュレーション」を指定する(S02)。
表示装置110がこれ検出し、模擬実行指令入力部127が、「シミュレーション」コマンドが選択されたと判断する。
その後、表示情報管理部120の模擬実行指令入力部127は、外部模擬管理部180より接続されているシミュレータ190の情報を取得する。模擬実行指令入力部127は、取得した情報に基づいて、シミュレーション設定画面W34を生成し、表示装置110に表示する。
外部模擬管理部180は、接続されているシミュレータ190の必要条件を事前に登録しておき、表示情報管理部120の要求に応じて該当するシミュレータ190の情報を送信する。
【0095】
ユーザは、実施の形態1と同様に、シミュレーション設定画面W34に設定項目を入力し、全設定項目を入力後、「設定完了」に触ることにより、「設定完了」を指定する(S25)。
表示情報管理部120は、設定情報を外部模擬管理部180に送信する。外部模擬管理部180は、シミュレータ190に対して、設定情報を送信し、模擬実行(実行結果予測)を指令する。
模擬完了後、外部模擬管理部180は、シミュレータ190から模擬結果を取得し、シミュレーション結果表示画面W35として表示装置110に表示する(S26)。
【0096】
例えば、爆弾による地形の変化を模擬できるシミュレータ190が指揮支援装置100に接続しているとする。
このシミュレータ190は、航空無人機の攻撃の効果を模擬できるシミュレータとして、無人機エージェント131に登録されている。
【0097】
ユーザが現在制御している航空無人機を選択し、シミュレーションを選択した場合、シミュレーション設定画面W34にて、場所と武器の種類と数を設定する。
その設定情報は、外部模擬管理部180を介してシミュレータ190に送信され、指定された場所の攻撃による地形変化結果を外部模擬管理部180に送信する。
この結果は、指揮支援装置100を使用する複数のユーザで確認し、命令の有効性を議論すると共に、結果をもとに、表示装置110上で即座に無人機200に命令することが可能である。
【0098】
以上のように、この実施の形態によれば、ユーザは、無人機200に命令する前に、命令の模擬(シミュレーション)結果を表示装置110上に表示することにより、指示内容の有効性を事前に判断することが可能になるという効果を奏する。
また、複数の指示候補の中から最善の指示を選択することも、模擬結果を表示し複数人で客観的に判断することが可能になり、より効率的で有効な指示を無人機200に与えることが可能になるという効果を奏する。
【0099】
実施の形態3.
図14は、この実施の形態における指揮支援装置100の機能ブロックの構成の一例を示す図である。
図14において、指揮支援装置100は、実施の形態1で説明した各部のほか、模擬情報管理部185(模擬実行結果予測部、模擬区域情報生成部の一例)、モード切替部186を有する。
【0100】
模擬情報管理部185は、ネットワークで接続された無人機のシミュレータ195a〜195cや外部情報源のシミュレータ196の情報を管理する。
無人機のシミュレータ195a〜195cは、無人機200a〜200cの模擬をする。すなわち、無人機200a〜200cと同様に、実行指令の通知を受け、通知された実行指令を実行した結果、無人機200a〜200cが収集するであろう収集情報や位置情報を、計算によりシミュレーションすることで生成し、あたかも実際に実行したかのように、処理結果(模擬実行結果)を通知する。
外部情報源のシミュレータ196は、無人機が展開する地域のレーダ情報や気象状況など無人機以外の情報を模擬する。すなわち、外部情報源300が通知する外部情報(区域情報)の代わりに、あらかじめ設定した条件にしたがって、計算によりシミュレーションすることで、外部情報(模擬区域情報)を生成し、通知する。
【0101】
この例では、模擬情報管理部185は、外部のシミュレータ195a〜195c,196が行ったシミュレーション結果を、ネットワークを介して取得することで、模擬実行結果を予測し、また、模擬区域情報を生成している。しかし、模擬情報管理部185がシミュレータ195a〜195c,196を内蔵し、内部でシミュレーションすることで、模擬実行結果・模擬区域情報を取得することとしてもよい。
【0102】
モード切替部186は、指揮支援装置100の運用モードをユーザの操作により切替えることを可能とする。例えば、スイッチやボタンなどにより、ユーザが選択した運用モードを入力し、入力した運用モードを指揮支援装置100の各部に通知することで、運用モードを切り替える。
【0103】
ユーザは、実際の無人機200a〜200c、レーダ装置などの外部情報源300の代わりに、指揮支援装置100と、それに接続する無人機のシミュレータ195a〜195c、外部情報源として情報を提供するシミュレータ196を用いる。
このとき、シミュレータ195a〜195c及びシミュレータ196は、ネットワークを介して、模擬情報管理部185に接続し、指揮支援装置100と通信が可能である。
【0104】
シミュレータ195a〜195c、シミュレータ196を用いるために、指揮支援装置100には、モード切替部186を設ける。
モード切替部186は、ユーザの決定により「実機」、「模擬」の運用モード情報を指揮支援装置100内の各機能に送信する。
ユーザが運用モードを決定するためには、例えば、表示装置110の枠(フレーム)に、「実機」、「模擬」というボタンを設け、指揮支援装置100を運用する前に、ユーザがどちらかのボタンを押すこととする。
【0105】
モード切替部186は、押されたボタンを判別し、運用モードを入力する。
モード切替部186は、運用モード情報を、表示情報管理部120、無人機管理部130、外部情報管理部140、データベース150、無人機通信部170、模擬情報管理部185に送信する。
外部情報管理部140と無人機通信部170は、運用モード情報に従い、通信先の変更を行う。
表示情報管理部120、無人機管理部130、データベース150は、「模擬」モードで、内部処理の変更は行わない。
【0106】
図15は、この実施の形態における表示情報管理部120の詳細の一例を示す詳細ブロック図である。
【0107】
モード切替部186が「実機」モードを入力し、各部に通知した場合の各部の動作は、実施の形態1で説明したものと同様である。
【0108】
モード切替部186が「模擬」モードを入力し、表示情報管理部120に通知した場合、実行指令入力部125は模擬実行指令入力部として、収集情報表示部124は模擬実行結果表示部として、区域情報表示部122は模擬区域情報表示部として、動作する。
【0109】
「模擬」モードにおいて、外部情報管理部140は、外部情報源300から外部情報(区域情報)を取得するのではなく、模擬情報管理部185から外部情報(模擬区域情報)を取得する。取得した外部情報は、「実機」モードの場合と同様に、区域情報表示部122に通知する。
区域情報表示部122は、外部情報管理部140から通知される外部情報が模擬区域情報であることにより、模擬区域情報表示部として動作するが、実際の処理内容は、「実機」モードの場合と同じである。
【0110】
「模擬」モードにおいて、無人機通信部170は、無人機200と通信するのではなく、模擬情報管理部185と通信する。すなわち、模擬情報管理部185に対して、実行指令を通知し、模擬情報管理部185から、周期情報・イベント情報・実行結果などの収集情報(模擬実行結果)を取得する。
したがって、実行指令入力部125、収集情報表示部124、無人機管理部130は、区域情報表示部122と同様、「実機」モードと同じ処理を行えばよい。
【0111】
「実機」ボタンが押された場合、モード切替部186から「実機運用」の運用モード情報が送信される。
模擬情報管理部185は、実施の形態1と同様の処理を行う。
模擬情報管理部185は、処理を停止する。
【0112】
「模擬」ボタンが押された場合は、モード切替部186から「模擬運用」の運用モード情報が送信される。
外部情報管理部140と無人機通信部170は、「模擬運用」の運用モード情報を受信した場合、指揮支援装置100外との通信先をそれぞれ模擬情報管理部185に切り替える。
模擬情報管理部185は、運用モードを受信した場合、ネットワークで接続しているシミュレータ195a〜195c、シミュレータ196との通信を開始し、外部情報管理部140と無人機通信部170へ送信を開始する。
以後の指揮支援装置100の操作は、実施の形態1と同様である。
【0113】
以上のように、この実施の形態によれば、ユーザは、無人機や外部情報源にシミュレータを用いても、実際の運用と同じ操作環境での操作が可能となる。
これにより、複数のユーザによる統合指揮の訓練を、より実際に近い環境、状況ですることができ、訓練の習熟度が向上するという効果を奏する。
【0114】
実施の形態4.
図16は、この実施の形態における指揮支援装置100(指令装置の一例)の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図である。
【0115】
図16において、指揮支援装置100は、実施の形態1で説明した各部のほか、モード切替部186、記録再生部187を有する。
【0116】
モード切替部186は、例えば、スイッチやボタンなどにより、ユーザが選択した運用モードを入力し、入力した運用モードを指揮支援装置100の各部に通知することで、運用モードを切り替える。この実施の形態における運用モードには、「記録」モード、「再生」モードがある。
記録再生部187は、無人機エージェントの処理、ユーザの操作、外部情報源の情報を記録し、ユーザの指示に従い、表示装置110上でその情報を再生するための処理を管理する。
【0117】
図17は、この実施の形態における表示情報管理部120の詳細の一例を示す詳細ブロック図である。
表示情報管理部120は、実行指令表示部129(運用履歴表示部)を有する。
実行指令表示部129は、「再生」モードにおいて、記録再生部187が記録した実行指令履歴を、表示装置110を用いて表示する。
「再生」モードにおいて、位置情報表示部123、収集情報表示部124、区域情報表示部122も、運用履歴表示部として動作する。
表示情報管理部120は、このほか、地形情報表示部121、実行指令入力部125、表示指令入力部126も有しているが、実施の形態1で図3を用いて説明したものと共通なので、ここでは記載を省略してある。
【0118】
図18は、この実施の形態における、記録データを保存する時の画面の一例を示す図である。
図19は、この実施の形態における、記録データを再生する時のデータ選択を行う画面の一例を示す図である。
【0119】
図18の記録データ保存画面W41は、記録後に記録したデータを保存するために、表示装置110に表示される。
図19の再生データ選択画面W42は、再生開始時に、再生データを一覧から選択し、再生開始を指示するために表示装置110に表示される。再生データ一覧表示画面W43は、記録再生部187内に保存し、再生可能なデータ一覧を表示し、ユーザに再生するデータを選択させるために表示装置110に表示される。
【0120】
実施の形態3と同様に、指揮支援装置100には、モード切替部186を設ける。
モード切替部186は、「実機」と「模擬」の他に、「記録」と「再生」を追加し、記録再生処理のモード切替を可能とする。
例えば、表示装置110の枠(フレーム)に、「実機」ボタンと「模擬」ボタンの他に、「記録」と「再生」というボタンを設け、指揮支援装置100を運用する前に、ユーザによりどちらかのボタンを押すこととする。
【0121】
モード切替部186は、実施の形態3と同様に、ユーザの操作に応じて運用モード情報を表示情報管理部120、無人機管理部130、外部情報管理部140、データベース150、無人機通信部170、記録再生部187に送信する。
【0122】
「記録」ボタンも「再生」ボタンも押されていない場合、モード切替部186は、通常モードを入力し、各部に通知する。通常モードの通知を受けた各部の動作は、実施の形態1で説明したものと同様である。
【0123】
「記録」ボタンが押された場合、モード切替部186から「記録開始」の運用モード情報が送信される。
無人機管理部130及び外部情報管理部140は、この時点からデータベース150に送信する情報と同じ情報を記録再生部187にも送信する。
記録再生部187は、無人機管理部130及び外部情報管理部140から受信した情報を記録データとして内部に保存する。
記録中、ユーザは実施の形態1と同様の処理を行うことが可能である。
【0124】
ユーザが「記録」モードを終了するときには、再度「記録」ボタンを押す。
これにより、モード切替部186は、「記録終了」の運用モード情報を他の機能に送信する。
「記録終了」の運用モード情報を受け取った無人機管理部130及び外部情報管理部140は、記録再生部187への情報送信を停止する。
表示情報管理部120は、記録データ保存画面W41を表示装置110に表示させる。
【0125】
ユーザが記録したデータを保存するときには、記録データ保存画面W41にデータ名を入力する。このときユーザは保存名のところを選択すると、入力用キーボードW27が表示装置110内に表示される。
ユーザは任意のデータ名を入力後、記録データ保存画面W41の「保存」を選択することで、表示情報管理部120を介して保存命令とデータ名が記録再生部187に送信され、記録再生部187内に保存される。
ユーザが「取消」を選択すると、表示情報管理部120を介してデータ破棄の命令が記録再生部187に送信され、記録再生部187内に一時保存していたデータを破棄する。
【0126】
「再生」ボタンが押された場合、表示装置110上に再生データ選択画面W42が表示される。
ユーザは、再生データ選択画面W42内の「一覧」を選択する。
このとき、表示情報管理部120は、記録再生部187から、再生可能なデータ名一覧を取得し、再生データ一覧表示画面W43を生成し、表示させる。
ユーザは、再生データ一覧表示画面W43から、再生データを選択する。
【0127】
ユーザが再生データ一覧表示画面W43のデータ名一覧から再生したいデータを選択し、「決定」を押すことで、再生データ選択画面W42に選択したデータ名が表示される。
ユーザは、そのデータを再生するときには「実行」を選択する。
「実行」選択後、表示情報管理部120から再生開始命令がモード切替部186に、再生データ名が記録再生部187に送信される。
モード切替部186は、指揮支援装置100内の各部に「再生開始」の運用モード情報を送信する。
【0128】
「再生開始」の運用モード情報を受け取った各部は、現在の処理から再生処理に切り替える。
その後、記録再生部187は、再生データを無人機管理部130及び外部情報管理部140に送信を開始する。
無人機管理部130及び外部情報管理部140は、受け取ったデータをもとに表示要求を表示情報管理部120に送信する。
その情報をもとに、表示情報管理部120は、表示装置110にデータを表示させる。
【0129】
「再生」モードにおいて、外部情報管理部140は、外部情報源300から外部情報(区域情報)を取得するのではなく、記録再生部187から外部情報(区域情報履歴)を取得する。取得した外部情報は、通常モードの場合と同様に、区域情報表示部122に通知する。
区域情報表示部122は、外部情報管理部140から通知される外部情報が区域情報履歴であることにより、運用履歴表示部として動作するが、実際の処理内容は、通常モードの場合と同じである。
【0130】
「再生」モードにおいて、無人機管理部130は、無人機通信部170ではなく、記録再生部187から位置情報・収集情報(実行装置情報履歴)を取得する。取得した位置情報(位置情報履歴)は、位置情報表示部123に通知する。また、取得した収集情報(収集情報履歴)は、収集情報表示部124に通知する。
位置情報表示部123・収集情報表示部124は、無人機管理部130から通知される位置情報・収集情報が、位置情報履歴・収集情報履歴であることにより、運用履歴表示部として動作するが、実際の処理内容は、通常モードの場合と同じである。
【0131】
「再生」モードにおいて、実行指令入力部125は、処理を行わない。したがって、無人機管理部130は、無人機通信部170に対しても記録再生部187に対しても、実行指令の通知はしない。
【0132】
再生終了後、記録再生部187から「再生終了」の運用モード情報が、モード切替部186に送信される。
「再生終了」を受け取ったモード切替部186は、各部に「再生終了」を送信する。
「再生終了」を受け取った各部は、再生モードを終了し、通常の実機運用に内部の処理を切り替える。
【0133】
以上のように、この実施の形態によれば、記録再生部187を付加することで、現在の運用を同装置で記録し、再生することが可能になる。
これにより、複数のユーザにより、無人機の運用をその場で評価することが可能になると共に、作戦立案の参考情報として有効に活用することが可能になり、無人機の運用に効果的である。
【0134】
以上説明した実施の形態は、危険地域や紛争地域で活動する一つまたは複数の軍事用無人機(以下、無人機という)を用いる司令部の複数のユーザが、無人機から取得した多数の情報を元に状況判断や現状分析を行い、情報や認識を共有し、その場の意志決定を短時間で複数の無人機に同時に命令することを支援する指揮支援装置に関するものである。
【0135】
ここで説明した指揮支援装置は、以下の特徴をもつ。
【0136】
指揮支援装置は、
一つまたは複数の無人機の活動区域の地形情報、或いは上記無人機の現在位置を示す位置情報を継続して表示し、上記無人機が有する機能の実行を上記無人機に指示する機能実行指示の入力が可能であり、この機能実行指示に基づいて上記無人機が取得する取得情報を表示する表示装置と、
無人機の取得した情報や命令履歴、無人機が展開している地形情報などの全てのデータと、各無人機の基本データや作戦の基本シナリオを保存するデータベースと、
上記表示装置に表示する無人機の情報や地形情報の管理すると共に、上記表示装置から上記機能実行、情報表示の指示を受信し、指定された無人機の情報を取得し、指定された無人機の表示画面を生成し、上記表示装置で指定された無人機の近傍に、生成した画面を表示させることを制御する表示情報管理部と、
表示している個々の無人機との通信、情報管理、機能模擬を無人機エージェントという計算プロセスを生成して管理し、上記表示情報管理部の要求に応じて情報を提供すると共に、無人機の取得した情報やユーザからの命令および実行結果を上記データベースに保存する無人機管理部と、
監視情報や気象情報などの無人機が展開する地域の情報を提供するレーダ装置や人工衛星などの外部情報源からの情報を受信し、表示情報として表示情報管理部に提供する外部情報管理部と、
上記表示装置を介して無人機へ命令することが可能なユーザなのかを、表示装置からの入力によりユーザの認証を行い、その結果を無人機管理部に送信するユーザ認証部と、
上記表示装置で入力された命令を無人機に送信すると共に、周期的に無人機から情報を収集することを実行管理する無人機通信部と、
を備えたことを特徴とする。
【0137】
指揮支援装置は、更に、
上記無人機それぞれに対応する動作を模擬するそれぞれのシミュレータを有し、
上記シミュレータの模擬実行結果が入手可能となる様にしたことを特徴とする。
【0138】
指揮支援装置は、更に、
上記無人機やレーダ装置、気象衛星などの外部情報源をシミュレータに置換えた時に、その情報の管理、命令の送信、上記シミュレータの情報取得などを行う模擬情報管理部を付加し、実際の無人機の運用と、シミュレータによる模擬、訓練を同一装置で実現することを特徴とする。
【0139】
指揮支援装置は、更に、
上記表示装置上で無人機への命令や情報などの運用状態を記録し、そのデータを再度表示装置上に表示することを管理する記録再生部を付加し、実際の無人機の運用の記録、再生を同一装置で実現する指揮支援装置。
【0140】
これにより、危険地域或いは戦闘地域で活動する一つまたは複数の無人機を、複数ユーザが、無人機から取得した情報により状況判断や現状分析し、情報や認識を共有し、その場の決定を短時間で無人機に命令、支援する指揮支援装置を提供することができる。
複数のユーザは、地形情報や無人機の位置情報、ユーザが指定した無人機の取得情報を例えばタッチパネル方式の大画面表示装置で、同時に見ることが可能であり、無人機の機能管理と無人機との通信により、表示装置を触り、設定事項を入力することで無人機に撮影や移動を命令する。
【図面の簡単な説明】
【0141】
【図1】実施の形態1における指揮支援装置100のハードウェア構成の一例を示すハードウェア構成図。
【図2】実施の形態1における指揮支援装置100の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図。
【図3】実施の形態1における表示情報管理部120の詳細の一例を示す詳細ブロック図。
【図4】実施の形態1における指揮支援装置100の運用時の様子の一例を示す図。
【図5】実施の形態1における指揮支援装置100を用いた指令方法の処理(実行装置情報受信処理)の流れの一例を示すフローチャート図。
【図6】実施の形態1における指揮支援装置100を用いた指令方法の処理(表示入力処理)の流れの一例を示すフローチャート図。
【図7】実施の形態1において、指揮支援装置100を用いて指揮を行なう時の操作の流れの一例を示すフローチャート図。
【図8】実施の形態1において、1機の航空無人機を想定した無人機200に関して表示装置110上に表示される画面の一例を示す図。
【図9】実施の形態1において、表示装置110上に表示されるユーザ認証画面の一例を示す図。
【図10】実施の形態2における指揮支援装置100(指令装置の一例)の機能ブロックの構成の一例を示す図。
【図11】実施の形態2における表示情報管理部120の詳細の一例を示す詳細ブロック図。
【図12】実施の形態2において、指揮支援装置100を用いて指揮を行なう時の操作の流れ(抜粋)の一例を示すフローチャート図。
【図13】実施の形態2における、表示画面(抜粋)の一例を示す図。
【図14】実施の形態3における指揮支援装置100の機能ブロックの構成の一例を示す図。
【図15】実施の形態3における表示情報管理部120の詳細の一例を示す詳細ブロック図。
【図16】実施の形態4における指揮支援装置100(指令装置の一例)の機能ブロックの構成の一例を示すブロック構成図。
【図17】実施の形態4における表示情報管理部120の詳細の一例を示す詳細ブロック図。
【図18】実施の形態4における、記録データを保存する時の画面の一例を示す図。
【図19】実施の形態4における、記録データを再生する時のデータ選択を行う画面の一例を示す図。
【図20】従来例のシステム構成図。
【符号の説明】
【0142】
100 指揮支援装置、110 表示装置、120 表示情報管理部、121 地形情報表示部、122 区域情報表示部、123 位置情報表示部、124 収集情報表示部、125 実行指令入力部、126 表示指令入力部、127 模擬実行指令入力部、128 模擬実行結果表示部、129 実行指令表示部、130 無人機管理部、131 無人機エージェント、140 外部情報管理部、150 データベース、160 ユーザ認証部、170 無人機通信部、180 外部模擬管理部、185 模擬情報管理部、186 モード切替部、187 記録再生部、190,195a〜195c,196 シミュレータ、200,200a〜200c 無人機、300 外部情報源、401a〜402c アイコン、801〜804 ユーザ、W19 画像表示画面、W20 無人機状況表示画面、W21 選択画面、W22 撮影画像選択画面、W23 機能実行選択画面、W24 撮影設定画面、W25 倍率選択画面、W26 移動設定画面、W27 入力用キーボード、W28 攻撃設定画面、W29 武器選択画面、W30 ユーザ認証画面、W33 選択画面、W34 シミュレーション設定画面、W35 シミュレーション結果表示画面、W41 記録データ保存画面、W42 再生データ選択画面、W43 再生データ一覧表示画面。




 

 


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