CN108028011A - 使用飞行物体的观测系统和观测方法 - Google Patents

使用飞行物体的观测系统和观测方法 Download PDF

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Abstract

能够进行比无人机的巡航距离广阔的观测区域的观测，并且，即使在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点的情况下、或通信基础设施发生了故障的情况下，作业人员也能够获取全部观测区间的观测数据来进行观测区域整体的分析。无人机在从本装置进行待机的观测据点起至下一个观测据点为止的观测区间内飞行来进行观测，当在下一个观测据点着陆时，进行将本装置中存储的最初的观测区间以后的全部观测数据传输到在该观测据点待机的下一个无人机的数据中继，通过在全部观测区间中依次重复该无人机间的数据中继，来将全部观测区间的观测数据送达至作为目的地的观测据点。

Description

使用飞行物体的观测系统和观测方法
技术领域
本公开涉及一种使飞行物体沿着在观测区域上预先设定的观测路径进行自主飞行来对观测区域的状况进行观测的观测系统和观测方法。
背景技术
当发生地震等对道路造成影响的灾害时，为了立即采取交通管制、恢复等对策，需要尽快实施道路是否不存在异常的检查，例如，在国道中，当发生震度4以上的地震时，会在3小时以内报告所管辖的道路的检查结果。
在道路的检查中，停留于办事处、分办事处等据点的作业人员使用汽车等在道路上巡查。但是，当道路中途不能通行时，无法实施其前面的道路的检查。另外，存在道路、铁路等交通基础设施发生故障而作业人员无法前往据点的情况，在该情况下，无法实施道路检查。另外，在通信线路等通信基础设施发生故障的情况下，无法在据点之间传达道路的检查结果，因此无法报告所管辖的道路整体的检查结果。
因此，想到了使用无人机等飞行物体观测道路的状况来代替由作业人员使用汽车等在道路上巡查，作为这种使用飞行物体来进行观测的技术，以往已知以下技术：使飞行物体沿着预先设定的飞行路径进行自主飞行，利用搭载于该飞行物体的照相机来进行摄影，并将摄影数据存储于存储器(参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2013-148532号公报
发明内容
那么，在使用飞行物体来进行观测的情况下，使用利用电动马达来飞行的飞行物体是很简便的，但是巡航距离由于电池的容量问题而受到限制，因此在观测区域广阔的情况下，存在难以利用一架飞行物体对观测区域整体进行观测的情况。在这种情况下，需要将不超过巡航距离的范围作为一架飞行物体的观测区间，作业人员停留于设置在该观测区间内的观测据点，使飞行物体逐一飞行。
因而，在使用飞行物体来进行观测的方法中，在即使在道路中途不能通行的情况下也能够对道路整体进行检查这一点上能够得到效果，但是依然残留有以下问题：在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点的情况下，无法进行观测区间的观测，另外，在通信基础设施发生故障的情况下，无法将全部观测区间的观测结果汇集到一处。
本公开是为了消除这种现有技术的问题而提出的，其主要目的在于提供一种使用飞行物体的观测系统和观测方法，其构成为：能够进行比飞行物体的巡航距离广阔的观测区域的观测，并且，即使在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点的情况下、或通信基础设施发生了故障的情况下，作业人员也能够获取全部观测区间的观测数据，来进行观测区域整体的分析。
本公开的观测系统使飞行物体沿着在观测区域上预先设定的观测路径进行自主飞行，来对观测区域的状况进行观测，该观测系统构成为：具备多个飞行物体，多个飞行物体在以相隔不超过飞行物体的巡航距离的距离的方式配置的多个观测据点处待机，各飞行物体具有对观测区域的状况进行观测的观测装置、存储该观测装置的观测数据的存储装置以及将观测数据传输到另一飞行物体的通信装置，飞行物体在从本装置进行待机的观测据点起至下一个观测据点为止的观测区间内飞行来进行观测，当在下一个观测据点着陆时，进行将存储装置中存储的最初的观测区间以后的全部观测数据传输到在该观测据点待机的下一个飞行物体的数据中继。
另外，本公开的观测方法用于使飞行物体沿着在观测区域上预先设定的观测路径进行自主飞行来对观测区域的状况进行观测，该观测方法构成为：飞行物体在从本装置进行待机的观测据点起至下一个观测据点为止的观测区间内飞行来进行观测，当在下一个观测据点着陆时，进行将本装置中存储的最初的观测区间以后的全部观测数据传输到在该观测据点待机的下一个飞行物体的数据中继，通过在全部观测区间中依次重复飞行物体间的数据中继，来将全部观测区间的观测数据送达至作为目的地的观测据点。
根据本公开，由在多个观测据点分别待机的多个飞行物体来分担地对观测区域进行观测，因此能够高效地进行比飞行物体的巡航距离广阔的观测区域的观测。而且，通过从最初的飞行物体到最后的飞行物体依次重复数据中继，成为在最后的飞行物体的存储装置中存储有全部观测区间的观测数据的状态。由此，即使在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点的情况下、或通信基础设施发生了故障的情况下，作业人员也能够获取全部观测区间的观测数据，来进行观测区域整体的分析。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的无人机1和据点装置2的说明图。
图2是表示在观测区域上设定的观测路径和观测据点的一例的说明图。
图3是表示在无人机1间进行的数据中继的说明图。
图4是表示无人机1和据点装置2的概要结构的框图。
图5是表示各无人机1的数据存储器13中存储的摄影数据的状况的说明图。
图6是表示无人机1间的数据中继时的动作过程的流程图。
图7是表示与观测据点的配置状况相应的无人机1的飞行路径的例子的说明图。
图8是表示在作业人员通常停留的全部观测据点均存在作业人员的情况下的无人机1的飞行状况的一例的说明图。
图9是表示在作业人员通常停留的观测据点中的某个观测据点不存在作业人员的情况下的无人机1的飞行状况的一例的说明图。
图10是表示在作业人员通常停留的观测据点中的某个观测据点不存在作业人员的情况下的无人机1的飞行状况的一例的说明图。
图11是表示在作业人员通常停留的观测据点中的某个观测据点不存在作业人员的情况下的无人机1的飞行状况的一例的说明图。
图12是表示使无人机1放弃等待而出发时的动作过程的流程图。
图13是表示使无人机1放弃等待而出发时的动作过程的流程图。
具体实施方式
为了解决所述问题而完成的第一公开是使飞行物体沿着在观测区域上预先设定的观测路径进行自主飞行来对观测区域的状况进行观测的观测系统，该观测系统构成为：具备多个飞行物体，多个飞行物体在以相隔不超过飞行物体的巡航距离的距离的方式配置的多个观测据点处分别待机，各飞行物体具有对观测区域的状况进行观测的观测装置、存储该观测装置的观测数据的存储装置以及将观测数据传输到另一飞行物体的通信装置，飞行物体在从本装置进行待机的观测据点起至下一个观测据点为止的观测区间内飞行来进行观测，当在下一个观测据点着陆时，进行将存储装置中存储的最初的观测区间以后的全部观测数据传输到在该观测据点待机的下一个飞行物体的数据中继。
据此，由在多个观测据点分别待机的多个飞行物体来分担地对观测区域进行观测，因此能够高效地进行比飞行物体的巡航距离广阔的观测区域的观测。而且，通过从最初的飞行物体到最后的飞行物体依次重复数据中继，成为在最后的飞行物体的存储装置中存储有全部观测区间的观测数据的状态。由此，即使在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点的情况下、或通信基础设施发生了故障的情况下，作业人员也能够获取全部观测区间的观测数据，来进行观测区域整体的分析。
另外，第二公开构成为：当中继源的飞行物体在观测据点着陆时，开始从中继源的飞行物体向中继目的地的飞行物体传输观测数据，当该观测数据的传输结束时，中继目的地的飞行物体起飞来开始观测。
据此，能够顺畅且迅速地进行数据中继。
另外，第三公开构成为：观测装置是用于拍摄观测区域的照相机，观测数据是从照相机输出的摄影数据。
据此，能够利用拍摄观测区域得到的摄影数据来分析观测区域的状况。
另外，第四公开构成为：还具备送电装置，送电装置分别设置于多个观测据点，通过非接触电力传输来向待机中的飞行物体供给充电用电力。
据此，即使飞行物体的着陆位置存在些许误差，也能够对飞行物体的电池进行充电。
另外，第五公开构成为：通信装置通过无线通信来将观测数据传输到下一个飞行物体。
据此，即使飞行物体的着陆位置存在些许误差，也能够进行摄影数据的传输。在该情况下，通过采用高速的近距离无线通信方式，能够迅速地进行飞行物体间的观测数据的传输。
另外，第六公开构成为：在飞行物体自身进行待机的观测据点处、前一个飞行物体在预定的定时未到达的情况下，该飞行物体放弃等待前一个飞行物体的到达而出发。
据此，即使在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点、因此作业人员无法发出观测开始指示的情况下，也能够开始观测。在该情况下，可以将从观测开始时间点即灾害发生时间点经过规定的等待时间后的时间点设为预定的定时，在即使等待时间已过、前一个飞行物体也不到达的情况下，放弃等待而出发。
另外，第七公开构成为：多个飞行物体在飞行物体到达位于观测区域的终端的观测据点时未结束全部观测区间的观测的情况下，在该观测据点折返来进行缺少观测数据的观测区间的观测。
据此，能够将全部观测区间的观测数据可靠地送达至作为目的地的观测据点。
另外，第八公开构成为：多个飞行物体在飞行物体到达位于观测区域的终端的观测据点时该观测据点无人的情况下，在该观测据点折返，去向有人的观测据点来继续进行数据中继。
据此，能够将全部观测区间的观测数据可靠地送达至有人的观测据点。
另外，第九公开构成为：飞行物体当在存储装置中存储有全部观测区间的观测数据的状态下到达有人的观测据点时，结束数据中继。
据此，能够避免飞行物体进行无用的飞行。
另外，第十公开构成为：飞行物体在到达观测据点时该观测据点不存在待机中的飞行物体、且需要朝向下一个观测据点飞行的情况下，在进行充电后朝向下一个观测据点飞行。
据此，能够将全部观测区间的观测数据可靠地送达至作为目的地的观测据点。在此，需要向下一个观测据点飞行的情况例如是一部分观测区间的观测未完的情况、所到达的观测据点无人的情况。
另外，第十一公开是用于使飞行物体沿着在观测区域上预先设定的观测路径进行自主飞行来对观测区域的状况进行观测的观测方法，该观测方法构成为：飞行物体在从本装置进行待机的观测据点起至下一个观测据点为止的观测区间内飞行来进行观测，当在下一个观测据点着陆时，进行将本装置中存储的最初的观测区间以后的全部观测数据传输到在该观测据点待机的下一个飞行物体的数据中继，通过在全部观测区间中依次重复飞行物体间的数据中继，来将全部观测区间的观测数据送达至作为目的地的观测据点。
据此，与第一公开同样地，能够进行比飞行物体的巡航距离广阔的观测区域的观测，并且，即使在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点的情况下、或通信基础设施发生了故障的情况下，作业人员也能够获取全部观测区间的观测数据，来进行观测区域整体的分析。
下面，参照附图来说明本公开的实施方式。
图1是表示本实施方式所涉及的无人机1和据点装置2的说明图。
该观测系统例如用于供国道办事处等道路管理者在灾害发生时检查所管辖的道路的状况的用途等，该观测系统具备无人机(飞行物体)1、据点装置2以及PC(设定装置)3。
无人机1沿着在观测对象区域上预先设定的观测路径进行自主飞行，用于从上空对观测对象区域的状况进行观测，无人机1被分别配备于沿着观测路径以相隔无人机1的巡航距离、即无人机1能够连续飞行的距离的方式配置的多个观测据点。在本实施方式中，无人机1具备照相机(观测装置)4，利用照相机4对观测区域进行摄影。
据点装置2设置于各观测据点。观测据点设置于国道办事处的分办事处、市政厅等的建筑物、车站建筑物、大楼等存在于观测路径的附近的适当的建筑物等。在据点装置2中，进行以电动方式飞行的无人机1的充电、由无人机1的照相机4拍摄的摄影数据(观测数据)的存储等。
在据点装置2中，平时至少有一架无人机1以充电完成状态待机，在灾害发生时等有事时，在开始观测的观测据点处待机的无人机1起飞来进行与下一个观测据点之间的观测区间的观测。另外，在中间的观测据点处，从前一个观测据点飞来的无人机1着陆，且与在观测据点处待机的中继目的地的无人机1之间进行传输摄影数据的数据中继，之后，中继目的地的无人机1起飞来进行与下一个观测据点之间的观测区间的观测。另外，中继源的无人机1通过据点装置2来进行充电，在观测据点处待机。
PC 3供作业人员进行与无人机1及据点装置2有关的各种设定作业等。例如，使用PC 3来设定无人机1的飞行路径。另外，在PC 3中，使经由据点装置2从无人机1获取到的摄影数据进行画面显示，以供作业人员确认观测区域的状况。
接着，说明在观测区域上设定的观测路径和观测据点。图2是表示在观测区域上设定的观测路径和观测据点的一例的说明图。
在图2所示的例子中，将观测区域设为规定的范围的道路，在沿着道路的观测路径的附近设置有多个观测据点A～F。该观测据点A～F以相隔不超过无人机1的巡航距离(例如几km)的距离的方式设置，在观测据点处待机的一架无人机1负责观测据点A～F之间的相邻的两个观测区间AB、BC、CD、DE、EF，在该观测区间AB、BC、CD、DE、EF内飞行来进行摄影。
此外，在灾害发生时等有事时，需要尽早获取观测区域整体的观测结果。例如，在灾害发生时的道路检查中，需要尽早(例如在国道的情况下为3小时以内)掌握作为对象的道路的全部区间是否存在异常。因此，在观测区域非常广阔的情况下、例如在超过100km的情况下，可以将观测区域分割为适当的范围(例如数10km)的多个区域，在各分割区域利用多个无人机的各无人机并行地进行观测。
接着，说明在无人机1间进行的数据中继。图3是表示在无人机1间进行的数据中继的说明图。此外，在本实施方式中，为了便于说明，将在观测据点A～F处待机的无人机1分别适当地设为无人机A～F来进行说明。此外，也可以不使无人机F在作为最终据点的观测据点F处待机。
在灾害发生时等有事时，停留于观测据点A的作业人员对PC 3进行操作来发出观测开始指示。根据该观测开始指示，在观测据点A处待机的最初的无人机A起飞来进行观测区间AB的观测。当无人机A到达观测据点B时，在观测据点B处待机的无人机B起飞来进行观测区间BC的观测。以后，无人机B～E依次进行观测区间BC、CD、DE、EF的观测。
此时，在作为中继地点的观测据点B～E，在无人机A～D中进行将本装置中存储的观测开始以后的全部观测数据传输到下一个无人机B～E的数据中继。因此，在到达观测据点F的最后的无人机E中存储有全部观测区间AB～EF的摄影数据。由此，停留于观测据点F的作业人员对PC 3进行操作，来将无人机E中存储的摄影数据经由据点装置2取入到PC 3，由此使全部观测区间AB、EF的摄影数据进行画面显示，作业人员能够确认观测区域整体的状况。
接着，说明无人机1和据点装置2的概要结构。图4是表示无人机1和据点装置2的概要结构的框图。
无人机1是搭载照相机型的多轴直升机，具备旋翼驱动单元11、定位单元12、照相机4、数据存储器13、无线通信单元14、电源单元15、处理器16以及非易失性存储器17。
旋翼驱动单元11中包括对旋翼(Rotor)进行驱动的马达、对马达的驱动进行控制的控制电路等。利用从电源单元15供给的电力来对马达进行驱动。
数据存储器13用于存储由照相机4拍摄的摄影数据(观测数据)，包括存储卡等。
无线通信单元14与其它无人机1之间进行摄影数据和控制信息的发送接收，还与据点装置2之间进行摄影数据和控制信息的发送接收，包括与其它无人机1、据点装置2之间进行信号的发送接收的天线、信号处理电路等。在该无线通信单元14中，可以使用WiGig(Wireless Gigabit，注册商标)或者IEEE802.11ac(注册商标)等高速近距离无线通信方式，由此，能够在短时间内实施大容量的摄影数据的传输，因此能够缩短观测区域整体的观测时间。
定位单元12通过GPS(Global Positioning System：全球定位系统)、利用准天顶卫星的QZSS(Quasi-Zenith Satellite System：准天顶卫星系统)等卫星定位系统来获取无人机1的位置信息，包括接收卫星的信号的天线、信号处理电路等。
在此，也可以仅利用GPS的定位和利用准天顶卫星的定位中的任一方，但是当实施双方的定位并基于双方的定位结果来获取位置信息时，能够提高定位精度。另外，在着陆于观测据点时，需要在观测据点着陆于待机中的无人机的附近，因此要求高精度的定位，因此可以进行利用准天顶卫星的定位。此时，也能够通过并用地图匹配、利用陀螺仪传感器进行的校正等卫星定位以外的处理、信息来提高定位精度。
电源单元15具备：电池31；受电部(受电装置)32，其包括用于与据点装置2之间进行非接触电力传输的受电线圈及其控制电路等；以及充电部33，其利用通过非接触电力传输得到的电力对电池31进行充电。在无人机在观测据点处待机的期间进行电池31的充电。
在此，在利用准天顶卫星的定位中，能够容易地得到1m～3m左右的精度，因此着陆位置的精度也为1m～3m左右，但是以此精度是难以与具备电极的支架合体的。因此，在本实施方式中使用非接触电力传输。另外，难以在整个着陆区域进行均匀的电力传输，因此可以采用能够通过指向性控制等来自动地进行适当的电力传输的方式。
非易失性存储器17存储由处理器16执行的控制用程序、与飞行路径等有关的控制信息等。
处理器16通过执行从非易失性存储器17读出的控制用程序，来进行飞行控制、摄影控制、数据中继控制等。
在飞行控制中，基于从非易失性存储器17获取到的飞行路径以及从定位单元获取到的位置信息，来进行与旋翼驱动单元11中的各旋翼的转速等有关的控制，以使无人机1以所需的速度和高度沿着规定的飞行路径飞行。
在摄影控制中，进行与照相机4中的摄影的开始及停止、摄影模式(静止图像或运动图像)的切换等有关的控制。在数据中继控制中，进行与在观测据点的着陆、同其它无人机之间的摄影数据的传输、从观测据点的起飞等有关的控制。
据点装置2具备送电单元(送电装置)21、无线通信单元22、数据存储器23、接口(IF)24、处理器25以及非易失性存储器26。
送电单元21包括用于与无人机1之间进行非接触电力传输的送电线圈、其控制电路等。对该送电单元21供给商用电源的电力。
无线通信单元22与无人机1之间进行摄影数据和控制信息的发送接收，包括与无人机1之间进行信号的发送接收的天线、信号处理电路等。
数据存储器23存储通过无线通信单元22从无人机1接收到的摄影数据，包括存储卡等。
非易失性存储器26存储由处理器25执行的控制用程序、与飞行路径等有关的控制信息等。
处理器25通过执行从非易失性存储器26读出的控制用程序，来进行送电单元21和无线通信单元22、无人机1等的控制。
接口24与PC 3之间进行数据的交换，在本实施方式中，数据存储器23中存储的摄影数据经由接口24被传输到PC 3，能够使摄影数据在PC 3中进行画面显示。此外，也可以将构成数据存储器23的存储卡从据点装置2取下后插入到PC 3的存储器槽。
另外，在PC 3中，能够进行与无人机1有关的各种设定，经由据点装置2来适当变更无人机1的控制信息。此时，由PC 3输入的信息经由接口24和无线通信单元22被发送到无人机1。在无人机1中，基于从据点装置2接收到的信息来改写非易失性存储器17的控制信息。
由此，能够适当变更各无人机的飞行路径、作为最终目的地的观测据点，或者向无人机通知是否存在停留于观测据点的作业人员。在该情况下，例如，在开始观测的观测据点，作业人员对PC 3进行操作，来输入与飞行路径、观测据点有关的信息，并将该信息作为控制信息存储到最初的无人机1，在进行数据中继时，将控制信息与摄影数据一起依次传输到下一个无人机1。由此，能够将作业人员所输入的信息通知给全部无人机1，能够对各无人机1的飞行进行控制来使无人机1实施与状况相应的适当的观测，能够进行高效的观测。
另外，在本实施方式中，根据从ETWS(地震和海啸预警系统：EarthquakeandTsunami Warning System)等紧急速报发布系统5发送的灾害发生的紧急速报来开始观测。
即，在据点装置2中，当接收到来自紧急速报发布系统5的紧急速报时，进行观测开始的通知(警报的输出)，当作业人员根据该通知来在据点装置2中进行指示观测开始的操作时，观测开始指示被发送到无人机1，无人机1根据该观测开始指示起飞来开始观测。
另外，也可以是，当据点装置2接收到来自紧急速报发布系统5的紧急速报时，不通过作业人员的操作就将观测开始指示从据点装置2发送到无人机1。另外，也可以是，由无人机1自身接收来自紧急速报发布系统5的紧急速报来开始观测。
此外，在本实施方式中，根据来自紧急速报发布系统5的紧急速报来探测灾害的发生，但是也可以在据点装置2设置震度计来探测地震。除此以外，只要是能够触发观测的信息即可，能够利用任意的信息。
接着，说明各无人机1的数据存储器13中存储的摄影数据的状况。图5是表示各无人机1的数据存储器13中存储的摄影数据的状况的说明图。
在无人机1中，一边在观测区间飞行一边利用照相机4进行摄影，由此摄影数据被存储到数据存储器13。然后，当无人机1结束观测区间的观测并到达下一个观测据点时，进行将无人机1的数据存储器13中存储的摄影数据传输(复制)到正在该观测据点处待机的无人机1的数据中继。在每次无人机1到达下一个观测据点时重复该两个无人机间的数据中继。
此时，中继源的无人机1的数据存储器13中存储的观测开始以后的全部摄影数据被传输到中继目的地的无人机1。即，除了中继源的无人机1自身所负责的观测区间的摄影数据以外，其以前的无人机1所负责的观测区间的摄影数据也同时被传输到中继目的地的无人机1。
由此，成为在到达作为目的地的观测据点的最后的无人机1的数据存储器13中存储有全部观测区间的摄影数据的状态，将该全部观测区间的摄影数据传输到据点装置2、再传输到PC 3来使该摄影数据进行画面显示，由此作业人员能够确认部观测区间的状况。
另外，在中途的观测据点也进行无人机1的数据存储器13中存储的摄影数据向据点装置2的传输(复制)。由此，能够防止因无人机1失踪导致摄影数据在观测中途消失。
这样，在本实施方式中，从最初的无人机1到最后的无人机1依次重复无人机1间的数据中继，由此能够将全部观测区间的观测数据送达至作为目的地的观测据点。
此外，在本实施方式中，如果即使全部观测区间的观测结束、保持有全部观测区间的摄影数据的无人机1(在图5的情况下为无人机E)也未到达作为目的地的观测据点，则需要继续进行无人机1间的数据中继，来将全部观测区间的摄影数据送达至作为目的地的观测据点，此时，将无人机1所保持的全部观测区间的摄影数据原样地传输到下一个无人机。
接着，说明无人机1间的数据中继时的动作。图6是表示无人机1间的数据中继时的动作过程的流程图。
在配备于开始观测的观测据点的最初(中继源)的无人机1中，当接通开关来使该最初的无人机1启动时，该最初的无人机1转变为待机状态(ST101)，当与作业人员在据点装置2中进行指示开始观测的操作相应地接收到从据点装置2发送的观测开始指示时(ST102：“是”)，该最初的无人机1从观测据点起飞来开始观测(ST103)。
接着，在中继源的无人机1中，当基于位置信息探测出该中继源的无人机1已在下一个观测据点着陆时(ST104：“是”)，该中继源的无人机1向中继目的地的无人机1发送到达通知(ST105)。接下来，该中继源的无人机1向据点装置2传输摄影数据(ST106)。另外，当接收到来自中继目的地的无人机1的响应时(ST107：“是”)，该中继源的无人机1开始摄影数据的传输(ST108)，当摄影数据的传输结束时(ST109：“是”)，该中继源的无人机1向中继目的地的无人机1发送传输结束通知(ST110)。
接着，在中继源的无人机1中，开始充电(ST111)，当充电完成时(ST112：“是”)，该中继源的无人机1转变为待机状态(ST113)。这样，在中继源的无人机1中，当摄影数据的传输结束时，立即开始充电，以备下一个观测。因此，当下一个无人机1到达时，能够在数据中继之后立即起飞来开始飞行。
另一方面，在中继目的地的无人机1中，当接通开关来使该中继目的地的无人机1启动时，该中继目的地的无人机1转变为待机状态(ST201)。然后，当接收到来自中继源的无人机1的到达通知时(ST202：“是”)，该中继目的地的无人机1向中继源的无人机1发送响应(ST203)，开始摄影数据的接收(ST204)。然后，当接收到来自中继源的无人机1的传输结束通知时(ST205：“是”)，该中继目的地的无人机1从观测据点起飞来开始下一个观测区间的观测(ST206)。
之后，中继目的地的无人机1当结束观测区间的观测并在下一个观测据点着陆时，作为中继源的无人机1，以与前述同样的过程来与中继目的地的无人机1之间进行数据中继，该无人机1间的数据中继被依次重复。
接着，说明与观测据点的配置状况相应的无人机1的飞行路径。图7是表示与观测据点的配置状况相应的无人机1的飞行路径的例子的说明图。
在本实施方式中，在观测据点A～F待机的各无人机1在观测据点A～F之间的观测区间内飞行来进行观测。此时，在观测据点A～F中的有作业人员停留的有人的观测据点，通过由作业人员发出观测开始指示来开始观测。另外，在有人的观测据点由作业人员进行摄影数据的分析，因此，当全部观测区间的观测结束时，无人机的飞行路径被设定成使保持有全部观测区间的观测数据的无人机1到达作为目的地的有人的观测据点。
在图7的(A)所示的例子中，观测据点A、F有人，在观测据点A开始观测，从观测据点A朝向观测据点F进行向一个方向前进的数据中继，通过最后的无人机1到达观测据点F来结束数据中继，由停留于该观测据点F的作业人员进行摄影数据的分析。此外，在该情况下，也可以不使无人机1在观测据点F处待机。
在图7的(B)所示的例子中，与图7的(A)所示的例子同样地，观测据点A、F有人，在观测据点A开始观测，在观测据点F结束观测，由停留于该观测据点F的作业人员进行摄影数据的分析，但是在从观测据点C直接去向观测据点F的路径以及从观测据点C依次经由观测据点D、E后去向观测据点F的路径中并行地进行数据中继。在该情况下，在观测据点C需要使两架无人机1待机。
在图7的(C)所示的例子中，仅观测据点A有人，从观测据点A开始观测，以使从观测据点A依次经由观测据点B、C、D、E、F后返回到观测据点A、即在观测据点A～F间循环的方式进行无人机1间的数据中继，通过最后的无人机1到达观测据点A来结束数据中继，由停留于观测据点A的作业人员进行摄影数据的分析。
在图7的(D)所示的例子中，与图7的(A)所示的例同样地，在观测据点A开始观测，从观测据点A朝向观测据点F进行向一个方向前进的数据中继，在观测据点F结束观测，但是仅观测据点A有人，需要将全部观测区间的摄影数据送达至观测据点A。为此，原本在观测据点F待机的无人机1折回到观测据点E，从观测据点F朝向观测据点A进行向反方向前进的数据中继，通过最后的无人机1到达观测据点A来结束数据中继，由停留于观测据点A的作业人员进行摄影数据的分析。由此，成为无人机1间的数据中继在观测据点A、F之间往复的状态。此时，在观测过一次的区间中，既可以在再次飞行时追加一次观测，也可以省略对观测过一次的区间的观测。前者能够提高观测精度，后者能够减少消耗电力、充电时间、搭载存储器量、数据传输时间等。
在图7的(E)所示的例子中，与图7的(D)所示的例子同样地，仅观测据点A有人，在观测据点A开始观测，使最后的无人机1到达观测据点A，由停留于观测据点A的作业人员进行摄影数据的分析，但是成为无人机1间的数据中继在观测据点C、D之间以及观测据点C、E、F之间往复的状态。
在图7的(F)所示的例子中，与图7的(E)所示的例子同样地，仅观测据点A有人，在观测据点A开始观测，使最后的无人机1到达观测据点A，由停留于观测据点A的作业人员进行摄影数据的分析，但是以从观测据点C经由观测据点D、E、F后返回到观测据点C、即在观测据点C、D、E、F间循环的方式进行无人机间的数据中继。
接着，说明在作业人员通常停留的观测据点不存在作业人员的情况下的无人机1的飞行状况。图8是表示在作业人员通常停留的全部观测据点均存在作业人员的情况下的无人机1的飞行状况的一例的说明图。图9、图10以及图11是表示在作业人员通常停留的观测据点中的某个观测据点不存在作业人员的情况下的无人机1的飞行状况的一例的说明图。
在图8所示的例子中，观测据点A、C、F为作业人员通常停留的有人的观测据点，停留于观测据点A的作业人员接受灾害发生的紧急速报后发出观测开始指示，由此从观测据点A开始观测，在观测据点A～E待机的无人机A～E依次进行观测区间AB～EF的观测。然后，当通过无人机A～E间的数据中继而保持有全部观测区间AB～EF的摄影数据的无人机E到达观测据点F时，在此结束数据中继，由停留于观测据点F的作业人员进行摄影数据的分析。
在此，当由于道路、铁路等交通基础设施发生故障、作业人员无法前往观测据点A而在观测据点A不存在作业人员时，在观测据点A无法由作业人员发出观测开始指示。另外，当由于同样的原因而在观测据点F不存在作业人员时，在观测据点F无法由作业人员进行摄影数据的分析。
因此，在本实施方式中，在预定开始观测的观测据点不存在作业人员的情况下，变更开始观测的观测据点，来在有作业人员停留的另一观测据点开始观测。
在此，当通信基础设施发生故障时，无法判断在观测据点是否有作业人员停留。因此，在本实施方式中，在有作业人员停留的观测据点，当中继源的无人机1在以接收到灾害发生的紧急速报等规定的观测开始定时为基准的预定的定时未到达的情况下，放弃数据中继，从该观测据点起开始观测。即，使在该观测据点待机的无人机1放弃等待而出发、即不等待中继源的无人机1的到达就出发。
此时，将从在预定开始观测的观测据点处待机的最初的无人机1正常出发起至无人机1到达作为对象的观测据点所需的所需时间与规定的宽裕时间(例如1分钟)相加后得到的时间设为等待时间，事先按每个观测据点来设定该等待时间，在虽然等待时间已过但是中继源的无人机1仍未到达观测据点的情况下，使在观测据点待机的无人机1放弃等待而出发。
另外，在预定进行摄影数据的分析的观测据点不存在作业人员的情况下，变更要送达全部观测区间的摄影数据的作为目的地的观测据点，使保持有全部观测区间的摄影数据的无人机到达有作业人员停留的另一观测据点。
即，当在保持有全部观测区间的摄影数据的无人机到达预定进行摄影数据的分析的观测据点时在该观测据点有作业人员停留的情况下，在该观测据点结束数据中继。另一方面，在该观测据点不存在作业人员的情况下，将要送达全部观测区间的摄影数据的作为目的地的观测据点变更为有人的另一观测据点，来继续进行数据中继。此外，无人机1只要从已到达的观测据点的据点装置2获取观测据点关于有人还是无人的信息即可。
图9所示的例子是以下情况：在观测据点A不存在作业人员，在观测据点A无法由作业人员发出观测开始指示。在该情况下，即使从接收到灾害发生的紧急速报等规定的观测开始定时起经过了等待时间，无人机B也不会达到观测据点C，因此观测据点C的作业人员放弃等待而使无人机C从观测据点C出发。
当使无人机C放弃等待而从观测据点C出发时，无人机C、无人机D、无人机E依次进行观测区间CD、DE、EF的观测，无人机E到达最终的观测据点F。此时，通过按无人机C、无人机D、无人机E的顺序进行数据中继，无人机E保持有观测区间CD、DE、EF的摄影数据，但是由于在观测据点C处无人机C放弃等待而出发，因此无人机E未保持观测区间AB、BC的摄影数据。
因此，在观测据点F折返来进行观测区间AB、BC的观测。此时，在进行了将无人机E的摄影数据传输到在观测据点F待机的无人机F的数据中继之后，从观测据点F向观测据点A按无人机F、无人机D、无人机C、无人机B的顺序进行数据中继，由此保持有观测区间CD、DE、EF的摄影数据的无人机B到达观测据点A。
然后，在进行了将无人机B的摄影数据传输到在观测据点A待机的无人机A的数据中继之后，从观测据点A向观测据点C按无人机A、无人机C的顺序进行数据中继，此时，无人机A、无人机C依次进行观测区间AB、BC的观测。由此，保持有全部观测区间AB～EF的摄影数据的无人机C到达观测据点C，在观测据点C，能够由作业人员进行全部观测区间AB～EF的摄影数据的分析作业。
在此，当在观测据点A不存在作业人员因此无法发出观测开始指示的情况下，在无人机C从观测据点D飞行到观测据点C时，由于观测据点C不存在待机中的无人机，因此在观测据点C对从观测据点D飞来的无人机C进行充电之后，无人机C继续飞行到观测据点B。
此外，在虽然在观测据点A作业人员向无人机A发出了观测开始指示、但是例如无人机B晚到达观测据点C因此在观测据点C处无人机C放弃等待而出发的情况下，无人机B在观测据点C待机，无人机A在观测据点B待机，因此只要使该无人机B、无人机A按此顺序飞行到下一个观测据点即可。其中，在无人机C放弃等待而出发后无人机B晚到达观测据点C的情况下，观测区间AB、BC的摄影数据到达观测据点C，因此在折返飞行时，在无人机C从观测据点D到达观测据点C的阶段聚齐全部区间的观测数据，因此也可以在观测据点C结束观测。在该情况下，通过在观测据点C结束观测，能够提早开始分析。
另外，在无人机A或无人机B因事故等而失踪的情况下，在观测据点A或观测据点B不存在待机的无人机，因此只要在对飞来观测据点的无人机进行充电之后使该无人机飞行到下一个观测据点即可。
另外，在到达作为目的地的观测据点C的无人机C中，处于数据存储器13中存储的每个观测区间的摄影数据的顺序与实际的观测区间的顺序不同的状态，但是对摄影数据附加有位置信息，因此即使摄影数据的顺序被变更，也能够识别是哪个观测区间的摄影数据。
此外，各无人机不仅存储有当初设定的自己的观测区间、还存储有观测区间整体，在向下一个无人机进行数据中继时，将此前已观测到的观测区间也一起传输。或者，各无人机能够从数据存储器中存储的摄影数据的信息认识出已观测到的观测区间。由此，各无人机能够获知尚未观测哪个观测区间，能够基于此认识出自己的观测区间来进行飞行。
接着，说明图10所示的例子。该例子是以下情况：在观测据点F不存在作业人员，在观测据点F无法由作业人员进行摄影数据的分析。在该情况下，当保持有全部观测区间AB～EF的摄影数据的无人机E到达观测据点F时，在观测据点F，下一个无人机1折返，按无人机F、无人机D、无人机C的顺序进行数据中继，由此保持有全部观测区间AB～EF的摄影数据的无人机C到达观测据点C，在此，能够由作业人员进行全部观测区间AB～EF的摄影数据的分析作业。
接着，说明图11所示的例子。该例子是以下情况：在观测据点A、C不存在作业人员，在观测据点A无法由作业人员发出观测开始指示，并且，在观测据点C无法放弃等待而出发。在该情况下，即使从接收到灾害发生的紧急速报等规定的观测开始定时起经过了等待时间，无人机E也不会到达观测据点F，因此使无人机F放弃等待而从观测据点F出发。
当使无人机F放弃等待而从观测据点F出发时，从观测据点F向观测据点A按无人机F、无人机E、无人机D、无人机C、无人机B的顺序使所述无人机飞行。然后，当无人机B到达观测据点A时，在观测据点A折返，按无人机A、无人机C、无人机D、无人机E、无人机F的顺序使所述无人机飞行，此时，一边进行观测区间AB～EF的观测，一边按无人机A、无人机C、无人机D、无人机E、无人机F的顺序进行数据中继，由此保持有全部观测区间AB～EF的摄影数据的无人机F到达观测据点F。由此，在观测据点F能够由作业人员进行全部观测区间AB～EF的摄影数据的分析作业。
此外，在图11所示的例子中，在从观测据点A去向观测据点F的回路上进行观测，但是也可以在从观测据点F去向观测据点A的去路上进行观测。或者，也可以在去路、回路均进行观测。在该情况下，能够提高观测精度。
这样，在本实施方式中，无人机1在自身进行待机的观测据点处、前一个无人机1未在预定的定时到达的情况下，放弃等待而出发，由此，即使在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点、因此作业人员无法发出观测开始指示的情况下，也能够尽早开始观测。
另外，在本实施方式中，在无人机1到达位于观测区域的终端的观测据点时未结束全部观测区间的观测的情况下，在该观测据点折返，进行缺少观测数据的观测区间的观测，由此，能够将全部观测区间的观测数据可靠地送达至有人的观测据点，能够由作业人员进行观测区域整体的分析。
另外，在本实施方式中，在无人机到达位于观测区域的终端的观测据点时该观测据点无人的情况下，在该观测据点折返，去向有人的观测据点来进行数据中继，由此，能够将全部观测区间的观测数据可靠地送达至有人的观测据点，能够由作业人员进行观测区域整体的分析。
另外，在本实施方式中，无人机1当在数据存储器13中存储有全部观测区间的观测数据的状态下到达有人的观测据点时，结束数据中继，由此，能够避免无人机1进行无用的飞行。
另外，在本实施方式中，无人机1在当到达观测据点时该观测据点不存在待机中的无人机1且需要向下一个观测据点飞行的情况下，进行充电后向下一个观测据点飞行，由此，能够将全部观测区间的观测数据可靠地送达至有人的观测据点，能够由作业人员进行观测区域的整体的分析。
此外，在这种数据中继控制中，需要与在观测据点是否有作业人员停留有关的信息，关于该信息，只要由作业人员对据点装置2进行操作等、来使据点装置2保持表示有人的意思即可。另外，除了由无人机1自身的处理器16执行数据中继控制以外，也可以由据点装置2的处理器25执行数据中继控制。
此外，在本实施方式中，如图7～图11所示，在有作业人员停留的有人的观测据点开始观测，但是也可以在没有作业人员停留的无人的观测据点开始观测。在该情况下，当在据点装置2或无人机1中接收到灾害发生的紧急速报时，使无人机1自动起飞来开始观测。
另外，在本实施方式中，如图9、图11所示，在有作业人员停留的有人的观测据点放弃等待而出发，但是也可以在无人的观测据点放弃等待而出发。
接着，说明在据点装置2进行放弃等待而出发的通知的情况。图12是表示使无人机1放弃等待而出发时的动作过程的流程图。
在图12所示的例子中，在据点装置2中，在即使从接收到灾害发生的紧急速报起经过了规定的等待时间、中继源的无人机1仍未到达的情况下，进行放弃等待而出发的通知(警报的输出)，当作业人员根据该放弃等待而出发的通知来进行指示开始观测的操作时，向无人机1发送观测开始指示。
具体地说，当接收到灾害发生的紧急速报时(ST301：“是”)，开始经过时间的计数(ST302)。
然后，在不存在来自中继源的无人机1的到达通知(ST303：“否”)、且计数值未超过规定的阈值的情况下，即，在未经过等待时间的情况下(ST304：：“否”)，使计数值增加1(ST305)，返回到ST301。
另外，在仍不存在来自中继源的无人机1的到达通知(ST303：“否”)的状态下计数值超过规定的阈值的情况下，即，在经过了等待时间的情况下(ST304：“是”)，进行使中继目的地的无人机1放弃等待而出发的通知(ST306)。然后，当作业人员根据通知来进行指示开始观测的操作时(ST307：“是”)，从据点装置2向无人机1发送观测开始指示(ST308)。
另外，在虽然接收到灾害发生的紧急速报(ST301：“是”)、但是在计数值超过规定的阈值之前(ST304：“否”)接收到来自中继源的无人机1的到达通知的情况下(ST303：“是”)，作为据点装置2不进行特别的动作。
此外，在图12所示的例子中，在作业人员进行了指示开始观测的操作的情况下，从据点装置2向无人机1发送观测开始指示，但是也可以不经由作业人员的操作(省略ST307)、而是从据点装置2向无人机1发送观测开始指示。
接着，说明不是根据来自据点装置2的观测开始指示、而是根据无人机1自身的判断来放弃等待而出发的情况。图13是表示使无人机1放弃等待而出发时的动作过程的流程图。
在图13所示的例子中，在观测据点待机的无人机1中，当即使从接收到灾害发生的紧急速报起经过了规定的等待时间、中继源的无人机1仍未到达时，无人机1放弃等待而出发。除此以外与图6所示的例子相同。
在此，判断放弃等待而出发的过程与图12所示的例子相同，在接收到灾害发生的紧急速报之后(ST401：“是”)、在经过等待时间后(ST403：“是”)仍不存在来自中继源的无人机1的到达通知(ST202：“否”)的情况下，无人机1放弃等待而出发(ST405)。
另外，在虽然接收到灾害发生的紧急速报(ST401：“是”)、但是在经过等待时间之前(ST403：“否”)接收到来自中继源的无人机1的到达通知的情况下(ST202：“是”)，无人机1如通常那样出发。即，进入图6所示的ST203以后的动作，在传输摄影数据后起飞来开始观测。
如以上那样，作为在本申请中公开的技术的例示，说明了实施方式。然而，本公开中的技术不限定于此，也能够应用于进行了变更、替换、附加、省略等的实施方式。另外，也能够将在上述的实施方式中说明的各构成要素进行组合来形成新的实施方式。
例如，在所述的实施方式中，将飞行物体设为无人机(多轴直升机)，但是也可以是直升机、飞机等其它飞行物体。
另外，在所述的实施方式中，说明了观测灾害发生时的道路的状况的用途，但是也可以是用于其它用途的观测系统。
另外，在所述的实施方式中，将搭载于飞行物体的观测装置设为拍摄观测区域的照相机，但是观测装置不限定于照相机，其它观测装置也同样能够应用。
产业上的可利用性
使用本公开所涉及的飞行物体的观测系统和观测方法具有以下效果，即，能够进行比飞行物体的巡航距离广阔的观测区域的观测，并且即使在作业人员由于交通基础设施的故障而无法前往观测据点的情况下、或通信基础设施发生了故障的情况下，作业人员也能够获取全部观测区间的观测数据来进行观测区域整体的分析，使用本公开所涉及的飞行物体的观测系统和观测方法作为使飞行物体沿着在观测区域上预先设定的观测路径进行自主飞行来对观测区域的状况进行观测的观测系统和观测方法等有用。
附图标记说明
1：无人机(飞行物体)；2：据点装置；3：PC；4：照相机(观测装置)；5：紧急速报发布系统；11：旋翼驱动单元；12：定位单元；13：数据存储器(存储装置)；14：无线通信单元(通信装置)；15：电源单元；16：处理器；17：非易失性存储器；21：送电单元(送电装置)；22：无线通信单元；23：数据存储器；24：IF(接口)；25：处理器；26：非易失性存储器；31：电池；32：受电部(受电装置)；33：充电部。

Claims (11)

1.一种观测系统，使飞行物体沿着在观测区域上预先设定的观测路径进行自主飞行，来对所述观测区域的状况进行观测，该观测系统的特征在于，
具备多个所述飞行物体，多个所述飞行物体在以相隔不超过所述飞行物体的巡航距离的距离的方式配置的多个观测据点处待机，各所述飞行物体具有对所述观测区域的状况进行观测的观测装置、存储该观测装置的观测数据的存储装置以及将所述观测数据传输到另一所述飞行物体的通信装置，
所述飞行物体在从本装置进行待机的所述观测据点起至下一个所述观测据点为止的观测区间内飞行来进行观测，当在下一个所述观测据点着陆时，进行将所述存储装置中存储的最初的所述观测区间以后的全部观测数据传输到在该观测据点待机的下一个所述飞行物体的数据中继。
2.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
当中继源的所述飞行物体在所述观测据点着陆时，开始从中继源的所述飞行物体向中继目的地的所述飞行物体传输所述观测数据，当该观测数据的传输结束时，中继目的地的所述飞行物体起飞来开始观测。
3.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
所述观测装置是用于拍摄所述观测区域的照相机，所述观测数据是从所述照相机输出的摄影数据。
4.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
还具备送电装置，所述送电装置分别设置于多个所述观测据点，通过非接触电力传输来向待机中的所述飞行物体供给充电用电力。
5.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
所述通信装置通过无线通信来将所述观测数据传输到下一个所述飞行物体。
6.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
在所述飞行物体自身进行待机的所述观测据点处、前一个所述飞行物体在预定的定时未到达的情况下，所述飞行物体放弃等待前一个所述飞行物体的到达而出发。
7.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
多个所述飞行物体在所述飞行物体到达位于所述观测区域的终端的所述观测据点时未结束全部所述观测区间的观测的情况下，在该观测据点折返来进行缺少观测数据的所述观测区间的观测。
8.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
多个所述飞行物体在所述飞行物体到达位于所述观测区域的终端的所述观测据点时该观测据点无人的情况下，在该观测据点折返，去向有人的所述观测据点来继续进行所述数据中继。
9.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
所述飞行物体当在所述存储装置中存储有全部所述观测区间的观测数据的状态下到达有人的观测据点时，结束所述数据中继。
10.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，
所述飞行物体在到达所述观测据点时该观测据点不存在待机中的飞行物体、且需要朝向下一个所述观测据点飞行的情况下，在进行充电后朝向下一个所述观测据点飞行。
11.一种观测方法，用于使飞行物体沿着在观测区域上预先设定的观测路径进行自主飞行来对所述观测区域的状况进行观测，该观测方法的特征在于，
所述飞行物体在从本装置进行待机的观测据点起至下一个观测据点为止的观测区间内飞行来进行观测，当在下一个观测据点着陆时，进行将本装置中存储的最初的所述观测区间以后的全部观测数据传输到在该观测据点待机的下一个所述飞行物体的数据中继，
通过在全部所述观测区间中依次重复所述飞行物体间的数据中继，来将全部所述观测区间的观测数据送达至作为目的地的所述观测据点。
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