(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023071131
(43)【公開日】2023-05-22
(54)【発明の名称】ドローンのための空中回廊の企画とその通行方法
(51)【国際特許分類】
G05D 1/10 20060101AFI20230515BHJP
G01V 3/12 20060101ALI20230515BHJP
【ＦＩ】
G05D1/10
G01V3/12 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】書面
(21)【出願番号】P 2021196527
(22)【出願日】2021-11-10
(71)【出願人】
【識別番号】302004849
【氏名又は名称】樋田 一弘
(72)【発明者】
【氏名】樋田 一弘
【テーマコード（参考）】
2G105
5H301
【Ｆターム（参考）】
2G105AA01
2G105BB05
2G105CC04
2G105DD02
2G105EE04
2G105HH04
2G105JJ05
2G105JJ06
5H301AA06
5H301BB05
5H301BB14
5H301CC04
5H301CC07
5H301CC10
5H301EE04
5H301FF02
5H301GG07
(57)【要約】 （修正有）
【課題】多量の運搬品を運ぶ新しい交通手段である空中回廊システムを提供する。
【解決手段】ここに微弱な磁気的空間を高感度で検出利用できるパラメトリック共振の原理を発見し空中回廊の夢が実現可能に至る可能性がある。磁界の発生は高周波信号を電線上に伝え特定の発信器からＸ，Ｙ往復線から２信号を供給する、区間を区切り乍ら距離間を多重化した信号を伝え２次元の磁界を発生させるため架線に供給する方式である。空中回廊とは矩形または正方形の空間に信号線を渡し線から生じる交番磁界を頼りにして空間を通行するため３次元空間に求め、誘導信号を受信しながら自由に安全に通行する手段である、この場合のそれぞれの架線は信号が２往復する。
【選択図】図１
【解決手段】ここに微弱な磁気的空間を高感度で検出利用できるパラメトリック共振の原理を発見し空中回廊の夢が実現可能に至る可能性がある。磁界の発生は高周波信号を電線上に伝え特定の発信器からＸ，Ｙ往復線から２信号を供給する、区間を区切り乍ら距離間を多重化した信号を伝え２次元の磁界を発生させるため架線に供給する方式である。空中回廊とは矩形または正方形の空間に信号線を渡し線から生じる交番磁界を頼りにして空間を通行するため３次元空間に求め、誘導信号を受信しながら自由に安全に通行する手段である、この場合のそれぞれの架線は信号が２往復する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
進行方向側面上下左右それぞれに架線が張られ線上を信号電流が往復し架線２組は全て等間隔で立体に張られ方形と成し周波数が異なる２種類の搬送波を通電し線上に生ずる微弱な電磁界信号を取り込み同調させる「仮称パラメトリック共振式センサー」が検出器として対応する、
以降の記述を「パラセンサと略称する」パラセンサは磁性材料のリングコアーに半周ずつ巻線を施し逆接続コイルとし、端末に小容量のコンデンサーを接続し磁性体をアンテナとするもので残留インダクタンスとの共振回路を構成し高い周波数に対応し（５ＫＨｚ辺りでＱが２０以上の）高感度が得られる、即ち周波数の選択性が良好であること及び低雑音性能を有する、
巻き線数はフェライトコアに密着巻き状態での一周巻のコイルではインダクタンスが大きくコンデンサーとの組み合わせは特性上極端に低い周波数に同調するが半周巻き同士の逆接続では中和によって純抵抗に近く端子間は小さいインダクタンスとなり僅かに残る成分が高域に有利な共振特性を創りだし一方、感度に関係する実質巻数が大の状態そのままであるため磁気感度は大きく微弱な磁界に感応する、
Ｑ値は Ｑ＝ωＬ／Ｒ：ω＝２πｆ、Ｌ残留インダクタンス、Ｒ巻線抵抗値
２種類の電気信号は２つの成分に分けて準備されＸ軸に配置するＸパラセンサとＹ軸に配置するＹパラセンサを有しいずれも同形式パラセンサであり電流の方向が往復する磁界の中和点（ゼロ）を求めながら飛行する飛翔体を誘導する通行（配送）方式である、
Ｘ，Ｙそれぞれのパラセンサの他に架線に生ずる電磁信号電気変換コイルをそれぞれに２組を用意し発する信号（電流）の有無や重畳されたセキュリティ情報など検出し位相基準用信号を取り込み高感度で鋭い周波数選択性を持つパラセンサからの信号と比較し空間指定範囲から逸脱を防ぐ実用性のある飛翔走行システムを構築する。
位相基準用信号（Ｍｘ１，２ Ｍｙ１，２）は２組のパラセンサを中心に左右、上下に振り分けて配置し対応する２方向からの起電力の大きさを加算する、一組の架線は往復する事で同一形式のコイルでも起電力方向が異なり起電力方向を揃え加算する接続とする、結果検出量は倍加しＳ／Ｎ比が向上すると共に広帯域に受信が可能となる、
架線に接近する飛翔体は位相検出Ｍｘコイルの信号をそれぞれＭｘ１，Ｍｘ２の大きさを加算し結果がいずれかの振幅より小の場合は架線の外側にあって進んで位置が変わり加算の結果が大に変化したときは架線の枠組み中に入ったことが確認できる、架線に進入する場合では制御上、直角進入とし斜入しない、同時にパラセンサ機能は停止の状態におく、
上下方向から進入する場合も同様Ｍｙコイルから進入時には同じ動作と確認作業によって進入操作される。
以降の記述を「パラセンサと略称する」パラセンサは磁性材料のリングコアーに半周ずつ巻線を施し逆接続コイルとし、端末に小容量のコンデンサーを接続し磁性体をアンテナとするもので残留インダクタンスとの共振回路を構成し高い周波数に対応し（５ＫＨｚ辺りでＱが２０以上の）高感度が得られる、即ち周波数の選択性が良好であること及び低雑音性能を有する、
巻き線数はフェライトコアに密着巻き状態での一周巻のコイルではインダクタンスが大きくコンデンサーとの組み合わせは特性上極端に低い周波数に同調するが半周巻き同士の逆接続では中和によって純抵抗に近く端子間は小さいインダクタンスとなり僅かに残る成分が高域に有利な共振特性を創りだし一方、感度に関係する実質巻数が大の状態そのままであるため磁気感度は大きく微弱な磁界に感応する、
Ｑ値は Ｑ＝ωＬ／Ｒ：ω＝２πｆ、Ｌ残留インダクタンス、Ｒ巻線抵抗値
２種類の電気信号は２つの成分に分けて準備されＸ軸に配置するＸパラセンサとＹ軸に配置するＹパラセンサを有しいずれも同形式パラセンサであり電流の方向が往復する磁界の中和点（ゼロ）を求めながら飛行する飛翔体を誘導する通行（配送）方式である、
Ｘ，Ｙそれぞれのパラセンサの他に架線に生ずる電磁信号電気変換コイルをそれぞれに２組を用意し発する信号（電流）の有無や重畳されたセキュリティ情報など検出し位相基準用信号を取り込み高感度で鋭い周波数選択性を持つパラセンサからの信号と比較し空間指定範囲から逸脱を防ぐ実用性のある飛翔走行システムを構築する。
位相基準用信号（Ｍｘ１，２ Ｍｙ１，２）は２組のパラセンサを中心に左右、上下に振り分けて配置し対応する２方向からの起電力の大きさを加算する、一組の架線は往復する事で同一形式のコイルでも起電力方向が異なり起電力方向を揃え加算する接続とする、結果検出量は倍加しＳ／Ｎ比が向上すると共に広帯域に受信が可能となる、
架線に接近する飛翔体は位相検出Ｍｘコイルの信号をそれぞれＭｘ１，Ｍｘ２の大きさを加算し結果がいずれかの振幅より小の場合は架線の外側にあって進んで位置が変わり加算の結果が大に変化したときは架線の枠組み中に入ったことが確認できる、架線に進入する場合では制御上、直角進入とし斜入しない、同時にパラセンサ機能は停止の状態におく、
上下方向から進入する場合も同様Ｍｙコイルから進入時には同じ動作と確認作業によって進入操作される。
【請求項2】
ＧＰＳシステム補完し架線区間は進行方向に多数の区切りを設け区間に必要とする飛翔情報を基本誘導信号に挿入し、誘導路に進入した飛翔体本体からも位置の信号を発し円滑に衝突もなく制限された空間に沿って速やかで確実に目的地に到着するための方法を定めプログラムした運行システム、
必須条件は進入区間情報と先の誘導路の状態を受信したり離脱や優先情報の発信などの機能を有する。
必須条件は進入区間情報と先の誘導路の状態を受信したり離脱や優先情報の発信などの機能を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
開発を完了した磁気感応型パラメトリック共振型センサー２組を利用して目標とする空間に浮遊させ空中を利用して物品を配送するための制御システム装置である。
【0002】
通行路を定め電磁信号の発生を目的に架線を敷設する、この場合の敷設場所に制限はなく空中やトンネル内、又は海中如何なる場所にも適用出来る。
【0003】
架線路には２組の基本となる搬送波を供給する、各架線は縦と横を方形に等間隔に配置する、電線路は上下左右各々に電流が往復するから２回巻きのアンテナに相当しき電により架線の周囲に搬送波による磁界を生む、
配線間隔による必要磁力の大きさはトランスデューサとしての感度、周辺の制御安定度などから定められ実用上は５メートル程度の間隔が必要と考えられるから、その状態の受信感度から電流値を決定する。
配線間隔による必要磁力の大きさはトランスデューサとしての感度、周辺の制御安定度などから定められ実用上は５メートル程度の間隔が必要と考えられるから、その状態の受信感度から電流値を決定する。
【0004】
磁界の模様はどの様な状態に生じるかそのときの相関は図１左に示す、進行方向を眺めたとき２組の配線は上下を含め等間隔に（ａ１１，ａ１２，ａ２１，ａ２２，ｂ１１，ｂ１２，ｂ２１，ｂ２２）に示し搬送波は往復し瞬間の磁束の向きはお互いに方向が異なる。
【0005】
パラセンサは搬送波に共振する２組（Ｘ，Ｙ）を１つに纏め（トランスデューサ）として一対となし架線路の対角線の中心に地面に平行、鉛直に位置する事とし位相信号との検波で大きさを求めこの時の各センサーからの検出信号（Ｏｕｔｐｕｔ－ｓｉｇｎａｌ）が最大値曲線（Ｃｏｒｅ Ｌ，Ｃｏｒｅ Ｈ）上にある、実際飛行中に於ける出力は延長線上のゼロ（０）平衡位置を目指して進行する。
【0006】
各センサーからの信号は飛翔体が傾斜する事によりＳ字が浅くなり特性は（Ｃｏｒｅ Ｌ）又は（Ｃｏｒｅ Ｈ）の０．５、更に０．２５と減少する。
【0007】
一体化したトランスデューサは中心部を基準に水平（左右）に移動するとＸ軸パラセンサ出力がＳ字線上ゼロを境に発生し基準位相信号と比較され出力の大きさは位置変化として表現される、
鉛直上下動に於いてもＹ軸センサーの鉛直上下動でＸ軸の様子と同様、位置の変化を求める事が出来る。
鉛直上下動に於いてもＹ軸センサーの鉛直上下動でＸ軸の様子と同様、位置の変化を求める事が出来る。
【0008】
飛翔体が傾いたり架線に近づいたりした場合などでは後述する２つのセンサー出力のバランスが崩れるが信号（Ｃｏｒｅ Ｌ，Ｃｏｒｅ Ｈ）の出力信号が同時に変化し算術的補正が行われる。
【0009】
基準となる基準信号受信コイル（Ｍｘ，Ｍｙ）２組は図２に示す（Ｍｘ１，２ Ｍｙ１，２）４個で周波数の異なる架線上の信号（磁束）から取得する。
【0010】
図１右側の図の説明では飛翔体が上下左右移動で単純に出力が増減する結果は位置ずれと比例するが物体が傾いた場合や架線に寄り添う場合は磁気の大きさが変化し位置情報が不正となるため中心位置制御に影響する可能性があるが相補するセンサーとの相互に関係するから算術的な補正で飛翔体の位置を補正する。
【0011】
トランスデューサとして組立てるパラセンサＸ，Ｙを図２－２に示す、Ｘラインに平行して巻線したリングコイルがあり半周ずつのコイルを反結合し無誘導とし組立てられる、同じようにＹラインに同様のコイルを用意する、
パラセンサとして利用するコイル端子へはそれぞれの励磁線に供給された周波数にパラセンサとして成立するための電気容量（コンデンサ）が接続される、一方励磁線の基準位相の検出のための２個を一組とするコイル２ｘ（Ｍ１），２ｘ（Ｍ２）も一体として有する。
このコイルは電気的に信号を加算するが個別の信号の大きさを制御上必要で１要素当たり引き出しは３～４線となる、それらの配置については架線に同軸に置きパラセンサを中心として距離を広く離し実装する。
パラセンサとして利用するコイル端子へはそれぞれの励磁線に供給された周波数にパラセンサとして成立するための電気容量（コンデンサ）が接続される、一方励磁線の基準位相の検出のための２個を一組とするコイル２ｘ（Ｍ１），２ｘ（Ｍ２）も一体として有する。
このコイルは電気的に信号を加算するが個別の信号の大きさを制御上必要で１要素当たり引き出しは３～４線となる、それらの配置については架線に同軸に置きパラセンサを中心として距離を広く離し実装する。
【0012】
空中搬送のための架線システムは往復路図２－１に従って建設され区間は特定の番号が振られる、飛翔体は自身も信号を発信し架線上の位置情報を加工し少なくとも３区間へ発信し伝える、混雑状況など区間情報を伝えるため通信を必要とし区間を適切分化して架設する。
【0013】
線路は長いスパンのもとでは励磁線は垂れ下がりカテナリー曲線を描くが線間に方形が維持されていれば一時的に距離や変形があっても差し支えない。
【0014】
荷物の積み込みが終わり飛び立つときや架線から離脱し最終目的地に到着までの他に途中の行き先変更などで離脱移動する場合については飛翔体もつ基本機能の他プログラムされた経路に従って移動するが誘導路地点の確認はＧＰＳに従って行う、
誘導路である架線回路の設置された地域では速やかに最短距離で進入し事故を防がなければならない。
誘導路である架線回路の設置された地域では速やかに最短距離で進入し事故を防がなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
無節操なドローンの運転は常に衝突の危険があるが規則に基づいた運転に於いては安全に運搬などが可能になる、今後多くの機体が飛びかう状況が到来したとき整然としかも大量に目的を達する性能を具備する必要がある、
多くの目的が考えられる状況に於いて安全な手段を用いて多くの利用が促進出来ることを目的としている。
自律制御により必要地点までとその後では制御切換後には走路から自由に投入または逸脱が可能で余裕十分な走路巾を選定するため通行手段に制限はない、何れ訪れる裁き切れないほどの物量を縦横無尽に行きわたらせる必要から狭い空間を設定しても整然と大量に運搬できる条件を有した実行手段。
多くの目的が考えられる状況に於いて安全な手段を用いて多くの利用が促進出来ることを目的としている。
自律制御により必要地点までとその後では制御切換後には走路から自由に投入または逸脱が可能で余裕十分な走路巾を選定するため通行手段に制限はない、何れ訪れる裁き切れないほどの物量を縦横無尽に行きわたらせる必要から狭い空間を設定しても整然と大量に運搬できる条件を有した実行手段。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上下それぞれ往復する２回路の架線を全て等間隔で張りそれぞれに異なった搬送波を通電し２種類の電磁信号を受信した信号から架線中心を割り出しその中心部を捜索しながら飛翔する物体を誘導する通行（配送）方式である、電磁信号検出にはパラメトリック共振の発見そして利用した新方式センサーと一体となす位相検波のための基準信号の受信コイルによって高感度で周波数選択性を持ち実用としたシステムを開発する。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1-1】空中回廊 １ Ｘ，Ｙ架線（ａ１１，ａ１２，ａ２１，ａ２２，ｂ１１，ｂ１２，ｂ２１，ｂ２２） ２ 発生磁束と瞬時磁束の回転方向の例 ３ 飛翔体Ｇ ４ 飛翔に伴う制御の方向 三次元 ５ 位相信号検出コイルＭｘ１，Ｍｘ２，Ｍｙ１，Ｍｙ２（４箇所）
【図1-2】６ 飛翔体ＧがＸ軸（ａ－ｌｏｏｐ）、Ｙ軸（ｂ－ｌｏｏｐ）方向に変移するときの出力特性
【図2-1】架線システム ７ 架線設置図の一部
【図2-2】８ トランスデューサ ユニット内蔵品（機能材料） Ｘ、とＹパラセンサ ２面図、Ｘ、とＹ基準位相受信コイルＭｘ１，Ｍｘ２，Ｍｙ１，Ｍｙ２
【図1】
【図2】