JP2006023032A - 飛翔体、及び、管理センター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来は、飛翔体が自己の位置情報を送信して、送信された位置情報から飛翔体が目標物に到達したか否かを判定することができなかった。
【解決手段】 目標物３００へ向かって飛行する飛翔体１００は、準天頂衛星から測位信号２１１を受信して自己の位置を算出し、自己の位置情報２１３を準天頂方向に向けて指向性を有する電波信号として送信する。管理センター装置４１０は、飛翔体１００から位置情報２１３を受信して、判定部によって位置情報２１３と目標物３００の座標情報とを比較して、飛翔体１００が目標物３００に到達したか否かを判定する。また、判定結果が飛翔体１００が目標物に到達していないことを示している場合には、妨害物３３０の存在を推定する。
【選択図】 図８

Description

この発明は、ある目標物に向かって飛行する飛翔体が自己の位置を高精度測位機能を用いて測位する飛翔体、及び、測位した飛翔体の位置を管理して、目標物以外の妨害物の存在の判定や、飛翔体が目標とする目標物の変更や、飛翔体の目標物までの飛行経路の変更を決定して指示する管理センター装置に関する。

従来のある目標物に向かって飛行することを目的とする飛翔体は、目標物までの飛行経路及び目標物の座標地点を記憶する記憶部を備えている。また、飛翔体は発射された後、ＧＰＳ衛星群（ＧＰＳ：ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）からの信号を受信して、自己の現在位置座標を算出する。ＧＰＳ衛星群を用いて飛翔体の位置を計測する発明として、特開２００３−３４４５２６号公報がある。飛翔体は自己の現在位置座標を算出すると、算出した現在位置座標と記憶した目標物の座標地点と飛行経路とに基づいて、飛行経路を飛んで目標物の座標地点へ到達するように飛行操作を制御する。このような飛翔体が目標物の座標地点へ到達したかを飛翔体の発射側が確認するには、観測装置が必要であった。観測装置としては、人間（有人飛行機などを含む）、無人飛行機、偵察衛星などが考えられる。また、飛翔体に撮像装置が搭載されている場合もある。撮像装置によって、目標物の座標地点に到達するまでの映像を飛翔体から飛翔体の発射側に送信して、発射側で映像を確認して、目標物の座標地点への到達を確認する方法がある。また、飛翔体が目標物へ到達することを阻もうとする設備が目標物の近くにあると、目標物に到達する前に、飛翔体が妨害を受けて目標物へ到達できない場合がある。

しかし、上記のような観測装置を用意するためには、コストと時間がかかるという問題がある。また、撮像した映像は情報量が膨大となるため、飛翔体と発射側との距離が離れると、目標物に到達したことを判定できる分の情報を送信できなくなるという問題がある。

また、目標物が友好関係にない領域にあった場合には、観測装置の一例である人間に危害が加えられる問題がある。

このように、従来の飛翔体及び飛翔体の発射側を有する飛翔体システムは、飛翔体が目標物の座標地点に到達したか否かを容易に判定することができない。
特願２００３−３４４５２６号公報

この発明は、上記した問題点を解決し、以下のことを目的とする。
・飛翔体が自己の位置を高精度に測位して、測位した飛翔体の位置情報を飛翔体から送信する。このとき、飛翔体が送信した位置情報を傍受されにくくする。
・飛翔体が送信した位置情報を受信して、位置情報を用いて飛翔体が目標物の座標地点に到達したか否かを判定する。また、妨害物の存在を判定する。
・ある飛翔体が目標物の座標地点へ到達したか否かに基づいて、別の飛翔体に対して、目標物の変更や経路の変更を指示する。
・飛翔体は、目標物の変更や経路の変更の指示を受信して、自己の飛行経路や目標物の座標地点を変更する。

この発明に係る所定の目標物に向かって飛行することを目的とする飛翔体において、上記飛翔体が、自己の位置を算出するための測位信号を受信する受信部と、上記受信部が受信した測位信号を用いて自己の位置を示す位置情報を算出する位置算出部と、上記位置算出部が算出した位置情報を指向性を有する電波信号に変換して、所定の方向へ向けて送信する送信部とを備えたことを特徴とする。

飛翔体が自己の位置情報を送信するので、送信された位置情報の受信側では、飛翔体の位置を危険を伴わずに知ることができる効果がある。また、受信した位置から飛翔体が目標物に到達したか否かを判定できる。位置を通知する電波信号は、映像情報と比べて情報量が少ないので、飛翔体と位置情報の受信側との距離が離れていても、位置情報の受信側は目標到達を判定できる分の情報を受信できる効果がある。また、位置情報は指向性を有する電波信号に変換されるため、電波信号の傍受がされにくいという効果がある。

実施の形態１．
この実施の形態では、自己の位置を算出して送信する飛翔体の一例を説明する。

図１は、飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。図１において、飛翔体１００は、目標物３００に向かって飛行することを目的としている。衛星群２００は、準天頂衛星２１０と、３基のＧＰＳ衛星２２０とにより構成されている。飛翔体１００は、準天頂衛星２１０から測位信号２１１を受信する。また、飛翔体１００は、位置情報２１３を準天頂衛星２１０に向けて送信する。位置情報２１３は、指向性を有する電波信号に変換されたものである。管理センター４００は、管理センター装置４１０を備えている。管理センター装置４１０は、飛翔体１００が送信した位置情報２１３を準天頂衛星２１０を介して受信する。管理センター装置４１０は、受信した位置情報２１３を用いて飛翔体１００が目標物３００に到達したか否かを判定することを目的とする装置である。

以下に、準天頂衛星について簡単に説明する。準天天頂衛星は、通信総合研究所 鹿島宇宙通信研究センター 宇宙サイバネティクスグループによるホームページ（ホームページのアドレスは「ｗｗｗ２．ｃｒｌ．ｇｏ．ｊｐ／ｋａ／ｉｎｄｅｘ−ｊ．ｈｔｍｌ」の「宇宙サイバネティクスＧ」にリンクする「準天頂衛星」の「ｗｗｗ２．ｃｒｌ．ｇｏ．ｊｐ／ｋａ／ｃｏｎｔｒｏｌ／ｉｎｄｅｘ−Ｊ．ｈｔｍｌ」）に掲載された資料等に有るように、赤道面から約４５度の傾斜角になるように地球の自転に合わせて１日に１周回している。なお、赤道面からの傾斜角は、設計により任意に設定してよい。また、一例として昇交点赤経（赤道面との交点）において１２０度ずつ離れるように３機が配置されている。地表面上に投影される準天頂衛星軌道の軌跡は、地上を固定して考えた場合に、準天頂衛星は赤道上を交点とする「８の字」または「涙的型」を描くように周回している。３機の準天頂衛星は、軌道面を異にするが８時間ごとに交代（会合）することにより、切れ目なく日本上空に位置している。また、地域を日本で考えた場合、仰角が７０度以上の準天頂衛星が常に存在することになる。切れ目なく日本上空に位置しているため、仰角が７０度以上の準天頂衛星が常に存在し、受信者が地上で準天頂衛星から電波を受ける際、高さのある建物の谷間でも電波を遮られることが少ない。このため、管理センター装置４１０は、２４時間飛翔体１００からの位置情報２１３を受信できる。また、準天頂衛星２１０は、地域を日本で考えた場合、仰角が７０度以上に存在しているため、仰角７０度以上の準天頂方向に向けて指向性のある電波信号として位置情報２１３を送信することによって位置情報２１３が傍受されにくくできる。

また、図１では、準天頂衛星２１０が測位信号２１１を放送しているが、ＧＰＳ衛星２２０も測位信号を放送している。このため、飛翔体１００は、ＧＰＳ衛星２２０と準天頂衛星２１０とから測位信号を受信して、自己の位置をＧＰＳ衛星２２０と準天頂衛星２１０とからの測位信号を用いて算出する。

図２は、飛翔体の構成を示すブロック図である。図２において、飛翔体１００は、測位信号２１１を受信するとともに、位置情報２１３を送信するアンテナ１０１と、アンテナ１０１を介して測位信号２１１を受信する受信部１０３と、測位信号２１１を用いて自己の位置を算出する位置算出部１０５と、算出された位置情報を指向性を有する電波信号に変換してアンテナ１０１を介して送信する送信部１０７と、送信部１０７が位置情報を送信する送信間隔を制御する送信制御部１０９を備える。また、飛翔体１００は、飛翔体の目標とする目標物の座標情報を記憶する目標位置記憶部１１３と、目標物までの飛行経路情報を記憶する経路記憶部１１５とを備える記憶部１１１を備える。また、飛翔体１００は、位置算出部１０５が算出した自己の位置と、目標位置記憶部１１３が記憶する座標情報と、経路記憶部１１５が記憶する経路情報とを用いて、飛翔体の飛行を制御する飛行制御部１１７と、飛翔体を操作する飛行操作部１１９を備える。

次に、飛翔体１００の動作ついて説明する。飛翔体１００の発射後は、飛翔体１００は、飛行中に準天頂衛星２１０及びＧＰＳ衛星２２０より測位信号２１１をアンテナ１０１を介して受信部１０３によって受信する。位置算出部１０５は、受信した測位信号２１１を用いて自己の現在位置を示す位置情報を算出する。算出した位置情報は、送信部１０７へ通知されるとともに送信制御部１０９に通知する。送信部１０７は、送信制御部１０９からの制御によって位置算出部１０５から通知された位置情報を電波信号に変換してアンテナ１０１を介して送信する。この時、送信部１０７は、位置情報を指向性を有する電波信号に変換するため、また、準天頂方向に向けて発信を行うため、電波の傍受がされにくいという効果を発生する。位置情報２１３は、準天頂衛星２１０を介して管理センター装置４１０へ送信される。飛翔体１００は、目標物３００に向かって飛行を行うことを目的としているため、飛翔体１００の位置は、目標物３００へ近くなることが考えられる。このため、送信制御部１０９は、飛翔体１００と目標物３００との間の距離によって送信部１０７による位置情報２１３の送信間隔を制御する。例えば、送信制御部１０９は、図３に示す送信間隔定義テーブル１２１を備える。図３において、送信間隔定義テーブル１２１は、目標物との距離に対応して送信間隔を記憶している。送信制御部１０９は、位置算出部１０５が算出した位置情報と、目標位置記憶部１１３が記憶する目標物の座標情報を用いて飛翔体１００と目標物３００との距離を測定する。測定する距離は、例えば、図１に示すように、目標物３００の中心点３１０から飛翔体までの距離を測定する。測定した距離がｌ１以下である場合には、送信制御部１０９は、送信間隔定義テーブル１２１からｌ１以下に対応する送信間隔Ｔ／４を取得して、取得した送信間隔を送信部１０７に通知する。送信部１０７は、通知された送信間隔に従い、位置情報２１３を送信する。送信制御部１０９は、目標物３００と飛翔体１００との距離が目標物に近くなるほど位置情報２１３の送信を頻繁に行うようにする。目標物３００がある領域を支配する組織と飛翔体１００とが友好関係にない場合には、飛翔体１００が目標物３００に近づくにつれて、飛翔体１００が目標物３００に近づくことを妨害する行為を受ける確率が高くなる。このため、送信制御部１０９は、飛翔体１００が目標物３００に近くなるにつれて管理センター装置４１０へ位置情報２１３を頻繁に通知するように送信間隔を制御する。

このように、送信制御部１０９は、目標物３００と飛翔体１００との距離に応じて、距離が短くなるほど位置情報２１３の送信間隔を短くなるように制御する。従って、送信制御部１０９が送信間隔の制御を行うために一例として送信間隔定義テーブル１２１を備える。また、別の例として、目標物３００と飛翔体１００との距離に所定の係数を掛けて送信間隔を算出するようにしてもかまわない。

飛翔体１００を管理するものと、目標物３００を管理するものとが友好関係に無い場合には、飛翔体１００が目標物３００に近づくことを妨害しようとするため、飛翔体１００が攻撃されることが想定できる。飛翔体１００と目標物３００との距離が短くなるほど、飛翔体１００が攻撃を受ける可能性が高くなる。このため、目標物３００と飛翔体１００との距離が近くなるほど送信間隔を短くして頻繁に管理センター装置４１０へ位置情報２１３を伝える。仮に飛翔体１００が何らかの妨害を受けて飛行不可能な状態、或いは、自己の位置情報を送信できない状態になっても、そのような状態になる直前の自己の位置を管理センター装置４１０へ通知できるとともに、危険領域である可能性を通知できる効果がある。また、送信間隔を制御することによって、管理センター装置４１０へ送る送信データ量を少なくすることができる効果がある。

実施の形態２．
上記した実施の形態１の飛翔体は、送信制御部１０９の制御によって、送信部１０７が位置情報２１３を送信する間隔を制御していた。この実施の形態では、飛翔体が管理センター装置４１０からの指令によって位置情報を送信する間隔を制御する一例を説明する。

図４は、飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。図１と図４との違いは、管理センター装置４１０から送信間隔変更情報４１１が準天頂衛星２１０を介して飛翔体１００に対して送信される点である。他の要素は図１と同様である。

図５は、飛翔体と管理センター装置のそれぞれの構成を示すブロック図である。図５の飛翔体１００は、送信制御部１０９を備えない点が図２の飛翔体１００と異なる。また、アンテナ１０１及び受信部１０３が送信間隔変更情報４１１を受信する点と、送信部１０７が送信間隔変更情報４１１に基づいて位置情報を送信する間隔を変更する点とが、図２の飛翔体１００と異なる。

図５の管理センター装置４１０は、アンテナ４１３と、受信部４１５と、送信制御部４１７と、記憶部４１９とを備える。記憶部４１９は、目標物３００の座標情報を記憶する目標位置記憶部４２１を備える。管理センター装置４１０が複数の飛翔体の飛行を管理している場合には、それぞれの飛翔体が目標としている目標物の座標情報を記憶する。受信部４１５は、アンテナ４１３を介して位置情報２１３を受信する。また、アンテナ４１３を介して送信間隔変更情報４１１を送信する。送信制御部４１７は、位置情報２１３と目標位置記憶部４２１が記憶する目標物３００の座標情報とに基づいて、送信間隔変更情報を生成する。生成した送信間隔変更情報は電波信号に変換して、アンテナ４１３を介して送信間隔変更情報４１１として準天頂衛星２１０に向けて送信する。

管理センター装置４１０の送信制御部４１７は、図２の飛翔体１００の送信制御部１０９と同様の機能を有しているものとする。例えば、送信制御部４１７は図３の送信間隔定義テーブル１２１を備える。送信制御部４１７は、目標物３００の座標情報を目標位置記憶部４２１から取得して、取得した座標情報と受信した位置情報２１３とから目標物３００と飛翔体１００との距離を算出する。算出した距離に対応する送信間隔を送信間隔定義テーブル１２１より取得して、送信間隔変更情報を生成する。例えば、算出した距離がｌ２より大きくｌ３以下であるときは、図３より送信間隔は「Ｔ／２」となる。飛翔体１００が目標物３００に近づいて、算出した距離がｌ１以下になると、送信間隔は「Ｔ／４」となる。このように、送信間隔は飛翔体１００と目標物３００との距離が小さくなるほど短くなる。

管理センター装置４１０で送信間隔を変更する情報を生成して、生成した送信間隔変更情報４１１を飛翔体１００へ送信することによって、管理センター装置４１０が飛翔体から送信される位置情報の送信間隔を制御できる。このことにより、飛翔体１００に搭載する部品点数を少なくできる効果がある。また、飛翔体の数と管理センター装置の数とを比較すると、飛翔体の数のほうが多いことが容易に予想できる。このため、飛翔体に搭載する部品点数を少なくすることによって、大きな費用削減の効果が見込まれる。

実施の形態３．
この実施の形態では、飛翔体が飛行中であるか否かを判定して、判定した結果に基づいて目標物以外の妨害物の存在を判定する判定処理を行う管理センター装置の一例を説明する。

図６は、この実施の形態の管理センター装置の構成を示すブロック図である。図６の管理センター装置４１０は、記憶部４１９が飛翔体位置履歴記憶部４２３を備える点と、判定部４２５を備えて、判定部４２５が結果通知４２７を出力する点とが、図５の管理センター装置４１０と異なる。また、受信部４１５は、受信した位置情報２１３と位置情報２１３を受信した時刻とを飛翔体位置履歴記憶部４２３に記憶する点が、図１の受信部４１５と異なる。飛翔体位置履歴記憶部４２３は、受信部４１５が受信した位置情報２１３を、受信した時刻の順に履歴で記憶する。判定部４２５は、飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶した位置情報と、目標位置記憶部４２１が記憶する目標物の座標情報とを用いて、目標物の他に妨害物が存在するか否かを判定して、判定した結果通知４２７を出力するものである。他の構成要素は、図５の管理センター装置４１０と同じであるものとする。

図７は、飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶した飛翔体の位置情報の一例を示す図であり、（ａ）は飛翔体が飛行できない状態の履歴の一例を示し、（ｂ）は飛翔体が自己の位置情報を送信できない状態の履歴の一例を示す。

図８は、飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。図８の飛翔体システムは、妨害物３３０を備える点で、図１の飛翔体システムと異なる。また、ｌ５は、飛翔体１００が目標物３００に到達したか否かを判定する場合に使用するものである。例えば、目標物３００の中心点３１０からｌ５を半径とする領域内に飛翔体１００の位置情報（この場合の位置情報は緯度情報と経度情報とする）がある場合に、飛翔体１００が目標物３００に到達したものと判定する。他の構成要素は、図１と同じであるものとする。妨害物３３０は、例えば目標物３００を管理する組織と同じ組織によって管理される。すなわち、飛翔体１００を管理するものと、妨害物３３０を管理するものとは友好関係にないものとする。このため、ここでの妨害物３３０は、目標物３００に近づく飛翔体１００を攻撃し、飛翔体１００の飛行を妨害するものである。妨害を受けた飛翔体１００の状態としては、例えば以下の２通り考えられる。
・自己の位置情報の送信が行えない状態（「妨害による送信終了」）。この状態では、飛翔体１００は目標物３００に到達せずに、目標位置記憶部４２１に記憶した座標情報と異なる座標情報（この異なる座標情報はｌ５を半径とする領域外を指しているものとする）の送信を最後に、位置情報を送信できなくなる。この状態に対応する飛翔体位置履歴記憶部４２３に記憶された内容が図７（ｂ）である。
・飛翔体１００は飛行できないが、自己の位置情報の送信は行える状態（「妨害による飛行終了」）。この状態では、飛翔体１００は目標物３００に到達せずに、目標位置記憶部４２１に記憶した座標情報と異なる座標情報（この異なる座標情報はｌ５を半径とする領域外を指しているものとする）を送信し続ける。この状態に対応する飛翔体位置履歴記憶部４２３に記憶された内容が図７（ａ）である。

また、飛翔体１００が目標位置記憶部４２１に記憶した座標情報の地点に到達した場合の飛翔体１００からの自己の位置情報の送信については、以下の２通りの状態が考えられる。
・飛翔体１００は、目標物３００の中心点３１０からｌ５を半径とする領域内の座標を示す自己の位置情報を管理センター装置４１０へ送信した後、位置情報の送信を終了する（「通信終了」）。このため、管理センター装置４１０は、ｌ５を半径とする領域内の座標を示す位置情報の受信を最後に、飛翔体１００からの位置情報２１３の受信が途絶える。
・飛翔体１００は、目標物３００の中心点３１０からｌ５を半径とする領域内の座標を示す自己の位置情報を管理センター装置４１０へ送信し続ける（「飛行終了」）。このため、管理センター装置４１０は、ｌ５を半径とする領域内の座標を示す位置情報を受信し続ける。

管理センター装置４１０は、判定部４２５により、飛翔体１００の状態が上記した「通信終了」「飛行終了」「妨害による通信終了」「妨害による飛行終了」の４つのタイプのいずれかであるかを判定する判定処理を実行する。具体的には、例えば、判定部４２５は、飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶する最新の位置情報および、最新の１つ前の位置情報を取得して、位置情報を比較する。位置情報が異なる場合には、飛翔体１００が「飛行中」か「通信終了」か「妨害による通信終了」かのいずれに該当するか判定処理を行う。

一方、位置情報が同じである場合には、「飛行終了」と「妨害による飛行終了」とのいずれかであるかを、飛翔体１００が目標物３００に到達しているか否かを判定して決定する。目標位置記憶部４２１が記憶する目標物の座標情報と飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶する最新の位置情報とを比較して、最新の位置情報が目標物３００の中心点３１０からｌ５を半径とする領域内にあれば、目標物に到達したことを判定して、結果通知４２７として、飛翔体１００が「飛行終了」したことを通知する。この際、必要に応じて飛翔体１００の最新の位置情報を結果通知４２７に含めて通知してもよい。また、目標位置記憶部４２１が記憶する目標物の座標情報と飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶する最新の位置情報とを比較して最新の位置情報がｌ５を半径とする領域内にない場合は、妨害物が存在することを判定して、結果通知４２７として「妨害による飛行終了」を通知するとともに、飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶する最新の位置情報を通知する。結果通知４２７を確認するユーザは、最新の位置情報を通知されることよって、妨害物の存在する地点が予測可能となる。

次に、上記した位置情報が異なる場合の「飛行中」か「通信終了」か「妨害による通信終了」かを判定する判定処理を説明する。まず、判定部４２５は、「飛行中」か否かを判定する。判定部４２５は、受信部４１５の受信状態をチェックし、現在まで飛翔体１００から決められた送信間隔で位置情報２１３の送信が行われているか確認する。決められた送信間隔で送信が行われていることが確認できたら、「飛行中」と判断して、結果通知４２７として「飛行中」を通知する。決められた送信間隔で送信が行われていることが確認できなかった場合は、すなわち、飛翔体１００からの位置情報２１３の送信が途絶えている場合は、さらに、飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶する最新の位置情報と目標位置記憶部４２１が記憶する目標物の座標情報と比較して、最新の位置情報が目標物３００の中心点３１０からｌ５を半径とする領域内にある場合は、飛翔体が目標物に到達したことを判定して、結果通知４２７として「通信終了」を通知する。この際、必要に応じて最新の位置情報を結果通知４２７に含めて通知してもよい。飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶する最新の位置情報と目標位置記憶部４２１が記憶する目標物の座標情報と比較して、最新の位置情報がｌ５を半径とする領域内にない場合は、目標物に到達する前に妨害物により飛行を妨害されたことを判定して、結果通知４２７として「妨害による通信終了」と最新の位置情報とを通知する。結果通知４２７を確認するユーザは、最新の位置情報を通知されることよって、妨害物の存在する地点が予測可能となる。

以上のように、管理センター装置は、飛翔体が目標物に到達したか否かを判定するとともに、妨害物が存在するか否かを判定して、判定の結果通知を出力する。このため、結果通知を確認するユーザは、妨害物の存在を知ることができる効果がある。また、目標物の存在を確認できた場合と、妨害物の存在を確認できた場合とのそれぞれの場合に適合する対応を即座に行うことができる効果がある。

実施の形態４．
この実施の形態は、複数（例えば２機）の飛翔体の飛行を管理して、一方の飛翔体の飛行を管理した結果を、他方の飛翔体の飛行に反映させる管理センター装置の一例を説明する。

図９は、この実施の形態の飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。図９の飛翔体システムは、管理センター装置４１０が飛翔体１００の他に飛翔体５００の飛行を管理する点と、管理センター装置４１０が目標物と目標物までの飛行経路とを変更する変更情報４２９を生成して飛翔体５００に対して送信する点が、図１の飛翔体システムと異なる。また、目標物３４０が存在する点が図１と異なる。また、ｌ６は飛翔体１００が目標物３００に到達したか否かを判定する際に使用する。例えば、目標物３００の中心点３１０からｌ６を半径とする領域内に飛翔体１００の位置情報（この場合の位置情報は緯度情報と経度情報）がある場合に、飛翔体１００が目標物３００に到達したものと判定する。図９の他の構成要素は、図１と同じである。なお、飛翔体１００及び飛翔体５００はともに、目標物３００を目標に飛行するものとする。また、飛翔体１００は飛翔体５００よりも先に目標物に到達するものとする。

図１０は、この実施の形態の飛翔体と管理センター装置のそれぞれの構成を示すブロック図である。図１０の管理センター装置４１０は、飛翔体１００の飛行と飛翔体５００の飛行とを管理する。このため、受信部４１５は、飛翔体１００と飛翔体５００の位置情報２１３をそれぞれ受信する。受信したそれぞれの位置情報は飛翔体位置履歴記憶部４２３（飛翔体位置記憶部）に記憶する。また、管理センター装置４１０は、記憶部４１９を備え、記憶部４１９は、目標物３００と目標物３４０のそれぞれの座標情報を記憶する目標位置記憶部４２１と、目標物３００までの飛行経路の経路情報と目標物３４０までの飛行経路の経路情報とを記憶する経路記憶部４３５と、飛翔体位置履歴記憶部４２３とを備える。また、管理センター装置４１０は、一方の飛翔体が目標物に到達したか否かを判定して、判定した結果が「到達していた」場合に、他方の飛翔体の目標物と目標物までの経路情報を変更する変更情報を生成して、他方の飛翔体に変更情報を送信する送信部４３３を備える。なお、変更情報４２９は、準天頂衛星２１０を介して送信される。

図１０の飛翔体５００は、更新部１２３を備える点で、図５の飛翔体１００と異なる。他の要素は図５の要素と同じである。更新部１２３は、管理センター装置４１０から送信された変更情報４２９に従い、目標位置記憶部１１３の座標情報と、経路記憶部１１５の経路情報とを変更する。

管理センター装置４１０が変更情報を生成して、飛翔体５００へ送信する処理の一例を説明する。上記したように、飛翔体１００と飛翔体５００とは、ともに目標物３００を目標にして飛行し、飛翔体１００が先に目標物３００に到達するものとする。目標物に到達したことを判定するのは、送信部４３３が行う。判定の動作は、実施の形態３の判定部４２５と同じものとする。ただし、実施の形態３では中心点３１０からｌ５を半径とする領域を判定基準にしていたが、この実施の形態では中心点３１０からｌ６を半径とする領域を判定基準とする。送信部４３３は、飛翔体１００が目標物３００に到達したことを判定すると、同じ目標物３００を目標に飛行している飛翔体５００の目標物を変更するとともに、飛行経路を変更後の目標物までの経路情報に変更するための、変更情報４２９を生成する。ここでは、変更後の目標物は目標物３４０であるため、送信部４３３は目標位置記憶部４２１から目標物３４０の座標情報を取得する。さらに、送信部４３３は経路記憶部４３５から目標物３４０までの経路情報を取得する。そして、取得した座標情報と経路情報とから変更情報４２９を生成して、準天頂衛星２１０を介して飛翔体５００へ送信する。

次に、飛翔体５００の受信部１０３が変更情報４２９を受信して、変更情報４２９を更新部１２３に通知する。更新部１２３は、変更情報４２９に従い目標位置記憶部１１３の座標情報を、目標物３４０の座標情報に変更するとともに、経路記憶部１１５の経路情報を目標物３４０までの経路情報に変更する。飛行制御部１１７は、更新された目標位置記憶部１１３と経路記憶部１１５の内容に基づいて変更後の目標物に向かって飛行するように、飛行操作部１１９を制御する。

また、飛翔体５００の経路記憶部１１５に予め目標物３４０までの飛行経路が記憶されている場合には、管理センター装置４１０の送信部４３３は、目標物を変更する通知のみを飛翔体５００に送信すればよい。目標物を変更する通知を受信した飛翔体５００は、飛行制御部１１７によって目標物３４０までの経路情報を経路記憶部１１５から取得して、取得した経路情報に従い変更後の目標物に向かって飛行するように飛行操作部１１９を制御する。

以上のように、２機の飛翔体のうち一方の飛翔体を他方の飛翔体の予備機として、２機それぞれを同じ目標物に向かって飛行させる場合、一方の飛翔体が目標物に到達した後、予備の飛翔体を別の目標物に向かって飛行させることを自動的に変更できる。このため、予備の飛翔体を有効活用できる効果がある。また、人の判断が介在することなく、送信部が予備機の目標を変更することを判断して、予備機へ変更を通知するので、即座に変更の動作を行うことができる効果がある。

実施の形態５．
この実施の形態では、複数（例えば２機）の飛翔体の飛行を管理して、一方の飛翔体の飛行を管理した結果により妨害物の存在を確認できた際に、他方の飛翔体の飛行経路を変更させる管理センター装置の一例を説明する。

図１１は、この実施の形態の飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。図１１の飛翔体システムは、管理センター装置４１０が飛翔体１００の他に飛翔体５００の飛行を管理する点と、管理センター装置４１０が目標物までの飛行経路を変更する変更情報として変更経路情報４３１を生成して飛翔体５００に対して送信する点が、図８の飛翔体システムと異なる。また、ｌ５は、飛翔体１００が目標物３００に到達したか否かを判定する際に使用する。例えば、目標物３００の中心点３１０からｌ５を半径とする領域内に飛翔体１００の位置情報（この場合の位置情報は緯度情報と経度情報）がある場合に、目標物３００に到達したものと判定する。図１１の他の構成要素は、図８と同じである。なお、飛翔体１００は、目標物３００を目標に飛行し、飛翔体５００は目標物３４０を目標に飛行するものとする。また、飛翔体１００は飛翔体５００よりも先に目標物３００に到達する、或いは、目標物３００の近くにある妨害物３３０によって飛行を妨害されるものとする。また、目標物３４０までの変更前の飛行経路には、目標物３００および妨害物３３０の上空を飛行する経路が含まれているものとする。

図１２は、この実施の形態の飛翔体と管理センター装置のそれぞれの構成を示すブロック図である。図１２の管理センター装置４１０は、飛翔体１００の飛行と飛翔体５００の飛行とを管理する。このため、受信部４１５は、飛翔体１００と飛翔体５００の位置情報２１３をそれぞれ受信する。受信したそれぞれの位置情報は飛翔体位置履歴記憶部４２３（飛翔体位置記憶部）に記憶する。また、管理センター装置４１０は、記憶部４１９を備え、記憶部４１９は、目標物３００と目標物３４０のそれぞれの座標情報を記憶する目標位置記憶部４２１と、目標物３００までの飛行経路の経路情報と目標物３４０までの飛行経路の経路情報とを記憶する経路記憶部４３５と、飛翔体位置履歴記憶部４２３とを備える。また、図６に示したものと同じ判定部４２５を備える。図１２の判定部４２５は、実施の形態３の判定部４２５と同様の判定処理を行い妨害物３３０が存在することを判定する。また、管理センター装置４１０は、判定部４２５の判定結果を入力して、判定結果が妨害物の存在を示している場合に、飛翔体５００の飛行経路を変更する変更情報である変更経路情報４３１を生成して、飛翔体５００に変更経路情報４３１を送信する送信部４３３を備えた。なお、変更経路情報４３１は、準天頂衛星２１０を介して、飛翔体５００に送信される。

図１２の飛翔体５００は、図１０の飛翔体５００と同様の要素を備える。

管理センター装置４１０が変更情報を生成して、飛翔体５００へ送信する処理の一例を説明する。上記したように、飛翔体１００は目標物３００を目標に飛行し、飛翔体５００は目標物３４０を目標にして飛行する。また、飛翔体１００が先に目標物３００に到達する、或いは、目標物３００の近くにある妨害物３３０に飛行を妨害されるものとする。目標物に到達したか、或いは、妨害物が存在するか判定するのは、判定部４２５が行う。判定部４２５の判定処理は、実施の形態３の判定部４２５と同じ処理を行うため、ここでは判定処理の説明を省略する。送信部４３３は、判定部４２５の判定結果を入力する。この判定結果には、妨害物が存在するか否かを示す情報と飛翔体１００の最新の位置情報が含まれているものとする。判定結果が妨害物の存在を示している場合、妨害物は飛翔体１００の最新の位置情報の近くに存在しているものと考えられる。送信部４３３は、判定結果が妨害物の存在を示していると、飛翔体５００の飛行経路を経路記憶部４３５から取得する。そして、取得した経路情報と判定結果に含まれた飛翔体１００の最新の位置情報とを比較して、飛翔体１００の最新の位置情報と一致するか、或いは、所定の距離の範囲内で適合するかを判定する。判定した結果が、一致する、或いは、適合する場合には、目標物３４０までの経路を飛翔体１００の最新の位置情報を通過しない変更経路情報４３１を生成する。或いは、飛翔体１００の最新の位置情報から所定の距離の領域を通過しない経路に変更する変更経路情報４３１を生成する。例えば、図１１の変更前経路５１１は、妨害物３３０の上空を通過して目標物３４０に到達する経路である。一方、図１１の変更後経路５２１は、妨害物３３０の上空を通過せずに目標物３４０に到達する経路である。飛翔体５００は、変更前経路５１１に従い目標物３４０まで飛行を行うが、妨害物３３０の近くを飛行すると妨害物３３０によって飛行を妨害される恐れがある。このため、送信部４３３は、飛翔体５００に対して変更後経路５２１を変更経路情報４３１として送信する。

次に、飛翔体５００の受信部１０３が変更経路情報４３１を受信して、変更経路情報４３１を更新部１２３に通知する。更新部１２３は、変更経路情報４３１に従い経路記憶部１１５の経路情報を変更後経路５２１の経路情報に変更する。飛行制御部１１７は、変更された飛行経路を飛行して妨害物３３０の上空を飛行せずに目標物３４０に向かって飛行するように、飛行操作部１１９を制御する。

また、飛翔体１００及び５００が目標物３００を目標に飛行し、飛翔体１００が先に目標物３００への到達を予定されているとする。この場合も、管理センター装置４１０は妨害物３３０の存在を判定したら、飛翔体５００の目標物３００までの飛行経路を変更前経路５１０から変更後経路５１１に変更する変更経路情報４３１を生成して、飛翔体５００へ送信する。

以上のように、２機の飛翔体が別々の目標物に向かって飛行している際に、一方の飛翔体の飛行によって妨害物の存在を確認でき、その妨害物の上空、或いはその妨害物の近くの上空が他方の飛翔体の飛行経路に含まれていると、管理センター装置が送信部によってそのことを判定して、他方の飛翔体の飛行経路を変更させる。このため、他方の飛翔体が目標物まで到達する確率を高くできる効果がある。また、人の判断が介在することなく、送信部が他方の飛翔体の飛行経路を変更することを判断して、他方の飛翔体へ変更を通知するので、即座に変更の動作を行うことができ、他方の飛翔体の安全性を確保できる効果がある。

また、従来の人、有人飛行機、ＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）による観測装置を用いて飛翔体が目標物に到達したか否かを判定する方法と比べて、目標物に接近する必要がないために危害を受けることがない。このため、低コストで飛翔体の目標物への到達を確認できる効果がある。また、準天頂衛星を介して飛翔体の位置情報を管理するので、広範囲をカバーでき、同時性に優れる効果がある。従来の偵察衛星の場合は、目標物の上空を通過したときに観測していたが、飛翔体が目標物の上空を通過したしないにかかわらず、目標物への到達を確認でき、同時性に優れる効果がある。また、飛翔体が目標物に到達しなかった場合の飛翔体の最終の位置情報を容易に把握できる。また、飛翔体と管理センター装置との間では、到達を確認するために位置情報を送受信して、少ない情報量の送受信で目標物への到達を確認できる効果がある。

上記した実施の形態１〜５の管理センター装置は、図１３の外観を有する計算機システムによって実現されるものとする。図１３は、管理センター装置を実現する計算機システムの外観を示す図である。図１３において、計算機システムは、システムユニット６４、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）表示装置６１、キーボード（Ｋ／Ｂ）６２、マウス６３、コンパクトディスク装置（ＣＤＤ）８６、プリンタ装置８７、スキャナ装置８８を備え、これらはケーブルで接続されている。さらに、計算機システムは、ファクシミリ１０、電話器２０とケーブルで接続されている。

図１４は、図１３の計算機システムのハードウェア構成図である。図１４において、計算機システムは、プログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３７を備えている。ＣＰＵ３７は、バス３８を介してＲＯＭ３９、ＲＡＭ４０、通信ボード４４、ＣＲＴ表示装置４１、Ｋ／Ｂ４２、マウス４３、ＦＤＤ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）４５、磁気ディスク装置４９、ＣＤＤ４６、プリンタ装置４７、スキャナ装置４８と接続されている。ＲＡＭは、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ、ＦＤＤ、ＣＤＤ、磁気ディスク装置、光ディスク装置は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置あるいは記憶部の一例である。通信ボード４４は、ファクシミリ１０、電話器２０等に接続されている。例えば、通信ボード４４、Ｋ／Ｂ４２、ＦＤＤ４５などは、情報入力部の一例である。また、例えば、通信ボード４４、スキャナ装置８８、ＣＲＴ表示装置４１などは、出力部の一例である。

磁気ディスク装置４９には、オペレーティングシステム（ＯＳ）５０、ウィンドウシステム５１、プログラム群５２、ファイル群５３が記憶されている。プログラム群は、ＣＰＵ３７、ＯＳ５０、ウィンドウシステム５１により実行される。

上記プログラム群５２には、上記した実施の形態の管理センター装置４１０の説明において「〜部」として説明した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、ＣＰＵにより読み出され実行される。

ファイル群５３には、上記した実施の形態の説明において、「〜記憶部」、「〜情報」、「〜判定結果」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、上記した実施の形態の説明において「〜部」として説明したものは、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。

また、上記した実施の形態を実施するプログラムは、また、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よる記録装置を用いて記憶されても構わない。

実施の形態１の飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。 実施の形態１の飛翔体の構成を示すブロック図である。 送信制御部が備える送信間隔定義テーブルの一例を示す図である。 実施の形態２の飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。 実施の形態２の飛翔体と管理センター装置のそれぞれの構成を示すブロック図である。 実施の形態３の管理センター装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態３の飛翔体位置履歴記憶部４２３が記憶した飛翔体の位置情報の一例を示す図であり、（ａ）は飛翔体が飛行できない状態の履歴の一例を示し、（ｂ）は飛翔体が自己の位置情報を送信できない状態の履歴の一例を示す。 実施の形態３の飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。 実施の形態４の飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。 実施の形態４の飛翔体と管理センター装置のそれぞれの構成を示すブロック図である。 実施の形態５の飛翔体と管理センター装置とを備える飛翔体システムを示す構成図である。 実施の形態５の飛翔体と管理センター装置のそれぞれの構成を示すブロック図である。 管理センター装置を実現する計算機システムの外観を示す図である。 図１３の計算機システムのハードウェア構成図である。

符号の説明

１０ ファクシミリ、２０ 電話器、３７ ＣＰＵ、３８ バス、３９ ＲＯＭ、４０ ＲＡＭ、４１ ＣＲＴ表示装置、４２ Ｋ／Ｂ、４３ マウス、４４ 通信ボード、４５ ＦＤＤ、４６ ＣＤＤ、４７ プリンタ装置、４８ スキャナ装置、４９ 磁気ディスク装置、５０ ＯＳ、５１ ウィンドウシステム、５２ プログラム群、５３ ファイル群、６４ システムユニット、１００，５００ 飛翔体、１０１ アンテナ、１０３，４１５ 受信部、１０５ 位置算出部、１０７ 送信部、１０９，４１７ 送信制御部、１１１，４１９ 記憶部、１１３，４２１ 目標位置記憶部、１１５ 経路記憶部、１１７ 飛行制御部、１１９ 飛行操作部、１２１ 送信間隔定義テーブル、１２３ 更新部、２００ 衛星群、２１０ 準天頂衛星、２２０ ＧＰＳ衛星、２１１ 測位信号、２１３ 位置情報、３００，３４０ 目標物、３１０ 中心点、３３０ 妨害物、４００ 管理センター、４１０ 管理センター装置、４１１ 送信間隔変更情報、４２３ 飛翔体位置履歴記憶部、４２５ 判定部、４２７ 結果通知、４２９ 変更情報、４３１ 変更経路情報、４３３ 送信部、４３５ 経路記憶部、５１０ 変更前経路、５２０ 変更後経路。

Claims (9)

1. 所定の目標物に向かって飛行することを目的とする飛翔体において、
   自己の位置を算出するための測位信号を受信する受信部と、
   上記受信部が受信した測位信号を用いて自己の位置を示す位置情報を算出する位置算出部と、
   上記位置算出部が算出した位置情報を指向性を有する電波信号に変換して、所定の方向へ向けて送信する送信部と
   を備えたことを特徴とする飛翔体。
2. 上記送信部は、第１の間隔で上記電波信号を準天頂方向に送信することを特徴とする請求項１記載の飛翔体。
3. 上記飛翔体は、
   上記目標物の位置を示す目標物位置情報を記憶する目標位置記憶部と、
   上記位置算出部が算出した位置情報と上記目標位置記憶部が記憶する目標物位置情報とを比較して、自己と上記目標物との距離を予測して、予測した距離が所定の距離の範囲内であった場合に、上記送信部を制御して上記位置情報を送信する間隔を上記第１の間隔よりも短い第２の間隔に変更させる送信制御部と
   を備えたことを特徴とする請求項２記載の飛翔体。
4. 上記受信部は、上記位置情報を送信する上記第１の間隔を変更する送信間隔変更情報を受信し
   上記送信部は、上記受信部が受信した送信間隔変更情報に基づいて上記位置情報を送信することを特徴とする請求項２記載の飛翔体。
5. 所定の目標物に向かって飛行することを目的とする飛翔体において、
   上記目標物に到達するまでの経路を示す経路情報を記憶する経路記憶部と、
   自己の位置を算出するための測位信号を受信する受信部と、
   上記受信部が受信した測位信号を用いて自己の位置を示す位置情報を算出する位置算出部と、
   上記位置算出部が算出した位置情報を指向性を有する電波信号に変換して、所定の方向へ向けて送信する送信部と、
   上記経路情報を変更する変更経路情報を受信し、受信した変更経路情報に基づいて上記経路記憶部が記憶する経路情報を更新する更新部と
   を備えたことを特徴とする飛翔体。
6. 上記飛翔体は、さらに、上記目標物の位置を示す目標物位置情報を記憶する目標位置記憶部を備え、
   上記更新部は、上記変更経路情報とともに、上記目標物の位置を変更する変更目標位置情報を受信し、受信した変更目標位置情報に基づいて上記目標位置記憶部が記憶する目標物位置情報を更新する
   ことを特徴とする請求項５記載の飛翔体。
7. 所定の目標物に向かって飛行することを目的とする飛翔体の位置を管理する管理センター装置において、
   上記所定の目標物の位置を示す目標物位置情報を記憶する目標位置記憶部と、
   上記飛翔体の位置を示す飛翔体位置情報を受信する受信部と、
   上記受信部が受信した飛翔体位置情報を受信時刻の履歴で記憶する飛翔体位置履歴記憶部と、
   上記飛翔体位置履歴記憶部が受信時刻の履歴で記憶する飛翔体位置情報を用いて、上記飛翔体が飛行中であるか否かを判定して、判定した結果が飛行中で無い場合に、上記飛翔体位置履歴記憶部から最新の受信時刻の飛翔体位置情報を取得して、取得した飛翔体位置情報と上記目標位置記憶部が記憶する目標物位置情報とを比較して目標物と飛翔体との間の距離を算出して、算出した距離が所定の距離を越えている場合に飛翔体の飛行を妨害する妨害物が存在することを判定する判定部と
   を備えたことを特徴とする管理センター装置。
8. 所定の目標物に向かって飛行することを目的とする飛翔体の位置を管理する管理センター装置において、
   上記所定の目標物の位置を示す目標物位置情報を記憶する目標位置記憶部と、
   上記飛翔体の位置を示す飛翔体位置情報を第１の間隔毎に受信する受信部と、
   上記受信部が受信した飛翔体位置情報と、上記目標位置記憶部が記憶する目標物位置情報とを比較して飛翔体と目標物との間の距離を算出して、算出した距離が所定の距離の範囲内である場合に、上記第１の間隔よりも短い間隔で上記飛翔体位置情報を受信できるように上記飛翔体の飛翔体位置情報を送信する間隔を制御する送信間隔変更情報を生成して上記飛翔体に対して送信する送信制御部と
   を備えたことを特徴とする管理センター装置。
9. 第１の目標物に向かって飛行することを目的とする第１の飛翔体の飛行と、第２の目標物に向かって飛行することを目的とする第２の飛翔体の飛行とを管理する管理センター装置において、
   上記第１の目標物の位置を示す第１の目標物位置情報を記憶する目標位置記憶部と、
   上記第１の飛翔体の位置を示す第１の飛翔体位置情報を受信する受信部と、
   上記受信部が受信した第１の飛翔体位置情報を記憶する飛翔体位置記憶部と、
   上記飛翔体位置記憶部が記憶する第１の飛翔体位置情報を用いて、上記第１の飛翔体が上記第１の目標物に到達したか否かを判定して、判定結果に基づいて、上記第２の飛翔体の目標物と、上記第２の飛翔体の目標物までの飛行経路との少なくともいずれかを変更する変更情報を生成して、上記第２の飛翔体に対して送信する送信部と
   を備えたことを特徴とする管理センター装置。

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