JP2008105591A - 自律制御無人飛行体の飛行管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自律制御無人飛行体の飛行の妥当性を判断するとともに、これが盗難や不正輸出された場合などにはその自律制御による飛行自体を不可能とする。
【解決手段】飛行ルートプログラムに飛行プランの諸元データを入力・設定するための個別の操作パスを事前に付与する操作パス付与段階と、操作パスを用いて諸元データを入力して飛行ルートを設定する飛行ルート設定段階と、無人飛行体の飛行プランを飛行管理センタの飛行認証サーバに送信する飛行申請段階と、飛行認証サーバが飛行の妥当性を判断する妥当性判断段階と、飛行認証サーバが飛行の妥当性を認めた場合に諸元データを設定した飛行ルートプログラムを申請者に返信する飛行許可段階と、予め飛行基本プログラムが格納された無人飛行体に飛行ルートプログラムを格納することで、飛行ルートプログラムおよび飛行基本プログラムを協動させて無人飛行体を飛行させる飛行段階と、を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自律制御により飛行する無人飛行体の飛行管理するための技術に係り、特に無人飛行体が盗難された場合等にも、その自律制御による無人飛行を不可能として、無人飛行体の悪用を防止するための飛行管理方法に関する。

従来から、ヘリコプタや飛行機などの有人飛行体（実機）を用いて航空写真や航空映像を撮影したり、農薬を散布することが行われているが、実機を用いる場合、その導入や運用には多くのコストを要し、また、低空飛行や撮影対象物に接近した飛行が困難であった。そのため現在では遠隔制御（Ｒ／Ｃ：リモートコントロール）による無人飛行体を用いて航空写真の撮影等が行われることも多くなってきている。

Ｒ／Ｃヘリコプタなどの無人飛行体を用いた空撮では、実機を利用するよりもシステムや装置構成などがコンパクトになるため、その導入や運用のコストダウンが図れるといったメリットがある。またＲ／Ｃヘリコプタなどは、低空で狭い場所でも比較的安全に撮影することができるとともに、撮影目標に接近して撮影できるので質の高い写真やビデオ映像を得ることができるといったメリットもある。
また遠隔制御による無人飛行体を用いた農薬の散布作業では、対象物に接近して散布が可能となるため、対象物以外への農薬の飛散を低減することができる。

ここで遠隔制御による無人飛行体の飛行には、操縦技術に長けた熟練操縦者が必要となるが、その人材が不足しているのが実情であった。また遠隔制御は無人飛行体を直接目視して操縦する必要があるが、障害物や起伏等の存在により無人飛行体を直接目視することができない場所では、その飛行が不可能であった。

そのため近年では、例えば特許文献１の「小型無人ヘリコプタの自律制御装置及びプログラム」のように、無人ヘリコプタなどの飛行体が、所定の位置から自動で離陸し、決められた飛行ルートを決められた速度で飛行して所定の位置（離陸地点であることが多い）に自動で着陸するように機体を制御する自律制御技術の開発が進められ、実用化段階に入っている。

自律制御無人飛行体の飛行は、緯度、経度、高度、方位、傾斜角、加速度などの各種データを、飛行姿勢を制御して無人飛行体の墜落を回避するための飛行基本プログラムと、予め設定された飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させるための飛行ルートプログラムを、演算処理装置が組み込まれた自律飛行制御装置で処理し、自律飛行制御装置で生成した制御信号によってサーボモータを制御することによって行われる。なお自律制御の無人飛行体では、遠隔制御の飛行体のように、操縦電波の混線によって制御が不能となる事態の発生を回避することができる。

自律制御無人ヘリコプタ（Ａ／Ｃヘリコプタ）の自律制御では、予め自律飛行制御装置に飛行通過点や飛行到達点を含む飛行ルートが入力されるが、この飛行ルートは、緯度、経度、高度、方位などのデータにより特定される多数の飛行ポイントにより設定される。Ａ／Ｃヘリコプタは、緯度や経度、高度を検出する手段（ＧＰＳ受信機）や方位を検出する手段（方位センサ）など各種センサを機体に備え、これらの手段で飛行位置を逐次検出し、目標とする飛行点と実際の飛行点との位置の差をロータ駆動機構に反映させることで、飛行ルートに沿うように機体を制御するようになっている。
特開２００４−２５６０２０号公報

自律制御無人飛行体によれば、熟練操縦者によらずともその飛行が可能となり、また、無人飛行体を直接目視することができない状況下においても、予め設定した飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させることができる一方、飛行ルートの設定さえ行えれば誰でもその飛行が可能となるため、その管理が十分でない場合には無人飛行体を安全に飛行させることができる区域を越えてその飛行が行われる虞がある。また自律制御無人飛行体が盗難や不正輸出された場合などにはその管理が不可能となり、不正な軍事転用等に利用される虞があった。

本発明はかかる現況に鑑みなされたもので、自律制御により飛行する無人飛行体の飛行を飛行管理センタで管理してその飛行の妥当性を判断するとともに、自律制御無人飛行体が盗難や不正輸出された場合などにはその自律制御による無人飛行自体を不可能とすることで、無人飛行体の悪用を防止することができる無人飛行体の飛行管理方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、設定された飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させるための飛行ルートプログラムおよび無人飛行体の姿勢を制御するための飛行基本プログラムの実行によって自律飛行する無人飛行体の飛行管理方法であって、飛行ルートプログラムに飛行プランの諸元データを入力・設定するための個別の操作パスを事前に付与する操作パス付与段階と、操作パスを用いて飛行プランの諸元データを入力して飛行ルートを設定する飛行ルート設定段階と、無人飛行体の飛行プランを飛行管理センタの飛行認証サーバに送信する飛行申請段階と、飛行認証サーバが飛行の妥当性を判断する妥当性判断段階と、飛行認証サーバが飛行の妥当性を認めた場合に諸元データを設定した飛行ルートプログラムを申請者に返信する飛行許可段階と、予め飛行基本プログラムが格納された無人飛行体に飛行ルートプログラムを格納することで、飛行ルートプログラムおよび飛行基本プログラムを協動させて無人飛行体を飛行させる飛行段階と、を有する、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、設定された飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させるための飛行ルートプログラムおよび無人飛行体の姿勢を制御するための飛行基本プログラムの実行によって自律飛行する無人飛行体の飛行管理方法であって、飛行ルートプログラムに飛行プランの諸元データを入力・設定するための個別の操作パスを事前に付与する操作パス付与段階と、操作パスを用いて飛行プランの諸元データを入力して飛行ルートを設定した飛行ルートプログラムを無人飛行体に格納する飛行ルート設定段階と、無人飛行体の飛行プランを飛行管理センタの飛行認証サーバに送信する飛行申請段階と、飛行認証サーバが飛行の妥当性を判断する妥当性判断段階と、飛行認証サーバが飛行の妥当性を認めた場合に飛行基本プログラムを申請者に返信する飛行許可段階と、無人飛行体に飛行基本プログラムを格納することで、飛行ルートプログラムおよび飛行基本プログラムを協動させて無人飛行体を飛行させる飛行段階と、を有する、ことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、設定された飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させるための飛行ルートプログラムおよび無人飛行体の姿勢を制御するための飛行基本プログラムの実行によって自律飛行する無人飛行体の飛行管理方法であって、飛行ルートプログラムに飛行プランの諸元データを入力するための個別の操作パスを事前に付与する操作パス付与段階と、操作パスを用いて飛行プランの諸元データを入力して飛行ルートを設定する飛行ルート設定段階と、 無人飛行体の飛行プランを飛行管理センタの飛行認証サーバに送信する飛行申請段階と、飛行認証サーバが飛行の妥当性を判断する妥当性判断段階と、飛行認証サーバが飛行の妥当性を認めた場合に自律飛行プログラムおよび諸元データを設定した飛行ルートプログラムを申請者に返信する飛行許可段階と、無人飛行体に自律飛行プログラムおよび飛行ルートプログラムを格納することで、飛行ルートプログラムおよび飛行基本プログラムを協動させて無人飛行体を飛行させる飛行段階と、を有する、ことを特徴とする。

ここで請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３に記載の発明において、前記飛行申請段階で飛行認証サーバに送信される飛行プランの諸元データには、飛行区域および飛行時間帯に関する情報が含まれ、前記飛行段階では無人飛行体に搭載したＧＰＳ受信システムによって実際に検出した位置情報および時間情報が飛行プランと一致する場合にのみ自律飛行プログラムの実行を許可する、ことを特徴とする。

また請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、飛行ルートプログラムに設定された諸元データである飛行時間帯を、無人飛行体に搭載したＧＰＳ受信システムによって実際に検出した時間情報の時刻が過ぎている場合には、無人飛行体に格納した自律飛行プログラムの消去を行うプログラム消去段階をさらに含む、ことを特徴とする。

請求項１乃至３に記載の自律制御無人飛行体の飛行管理方法では、予め飛行管理センタに飛行プランを申請させ、飛行管理センタの飛行認証サーバがその飛行の妥当性を判断し、飛行の妥当性が認められた場合にのみ、飛行ルートプログラムや飛行基本プログラムを返信する。無人飛行体は受信した飛行ルートプログラムや飛行基本プログラムを格納することで、はじめて自律飛行が可能となるため、飛行管理センタの許可なしに安全飛行区域を越えてその飛行が行われることや、盗難や不正輸出がされた場合などにもその不正利用を防止することができる。

また請求項４に記載の自律制御無人飛行体の飛行管理方法では、飛行管理センタに送信される飛行プランに飛行区域および飛行時間帯に関する情報を含ませ、飛行の直前に機体に搭載したＧＰＳ受信システムにより実際に検出した位置情報および時間情報が、申請した飛行プランと一致する場合にのみ自律飛行プログラムの実行を可能とすることで、申請した区域・日時以外での飛行を確実に禁止することができる。

さらに請求項５に記載の自律制御無人飛行体の飛行管理方法では、実際に検出した時間が自律飛行プログラムに設定された飛行時間帯を過ぎている場合に、自律飛行プログラムを自動的に消去（揮発）してしまうことで、例えば飛行プログラムの内容を書き換えることにより自律飛行をさせるような不正な使用を禁止することに貢献できる。

本発明の無人飛行体の飛行管理方法は、自律飛行が可能な無人飛行体の飛行を飛行管理センタで管理することで、不適切な区域や不適切な日時における無人飛行体の飛行を禁止し、また、飛行管理センタの許可がなければ無人飛行体の自律飛行を物理的に不可能とすることでその不正利用を防止するものである。
以下、本発明の無人飛行体の飛行管理方法の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の無人飛行体の飛行管理方法を実施するための飛行管理システムの全体像を示したものである。
この飛行管理システム１０は例えば送電線の点検や被災地の視察、工場内の巡視、農薬の散布などに用いられるものであり、自律飛行が可能な無人飛行体（Ａ／Ｃヘリ）１２と、Ａ／Ｃヘリ１２を管理する飛行管理センタの飛行認証サーバ１４と、Ａ／Ｃヘリ１２の飛行申請や飛行の監視を行うための申請者のパソコン１６などから構成されている。飛行認証サーバ１４および申請者のパソコン１６はインターネット回線１８を介して接続され、これらの間ではインターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）でのデータ授受が行われる。またＡ／Ｃヘリ１２と申請者のパソコン１６とは、暗号化されたデジタル無線通信によりデータ送受が行われることとなる。

なお図に示したように、本システムに地域住民の携帯電話やパソコンなどインターネットに接続することができる端末２０を用い、この端末から飛行認証サーバ１４にアクセスして地域住民に公開されている飛行予定や飛行履歴などの公開データを参照できるような機能を持たせてやることも好ましい。

Ａ／Ｃヘリ１２は、Ａ／Ｃヘリの外観図である図２およびＡ／Ｃヘリの内部構成をブロック図で表した図３に示すように、Ａ／Ｃヘリ１２の位置を検出するためにＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信するＧＰＳ受信装置２２と、周囲の状況を監視するために前方および左右側方の３方向を撮影する魚眼レンズが取り付けられた周囲監視カメラ２４と、所望の点検対象を撮影する情報収集用カメラ２６と、情報収集用カメラを水平方向および垂直方向の２軸で回転させてその方向を操作する方向操作装置２８と、Ａ／Ｃヘリ１２の傾斜角を測定するための角速度センサ３２および加速度を測定する加速度センサ３４と、Ａ／Ｃヘリ１２の方位を測定するための地磁気センサ３６と、各種センサで取得したデータを処理してＡ／Ｃヘリ１２の飛行を統括制御したり、カメラのパン・チルトを制御するコンピュータ３８などが収納された制御ボックス４２と、周囲監視カメラおよび各種センサで検出した各種データを基地局である申請者のパソコン１６に送信し基地局から送信されたデータを受信するモデムを備えた無線通信装置４４と、を備えている。

Ａ／Ｃヘリのコンピュータおよびその周辺機器を表したブロック図である図４に示したようにＡ／Ｃヘリ１２の自律飛行は、各種センサ２２，３２，３４，３６で検出したデータを、飛行基本プログラム（Ａ）および飛行ルートプログラム（Ｂ）からなる自律飛行プログラムをコンピュータ３８で実行して解析処理することで、ロータの傾斜角やエンジンへの燃料供給量等の最適値を算出し、ロータの傾斜角等を調節する各種サーボモータ４６に、制御信号を送りこれを駆動することで行われる。また各種カメラで撮影された映像も、コンピュータ３８の記憶装置３９に格納された画像処理プログラム（Ｃ）で圧縮処理された後に無線通信装置４４から送信され基地局の通信設備６６で受信される。

ここで飛行基本プログラム（Ａ）は、Ａ／Ｃヘリ１２の飛行姿勢を制御するためのもので、角速度センサ３２、加速度センサ３４、地磁気センサ３６からのデータを解析処理し、各種サーボモータ４６を作動させるための制御信号を生成する。このプログラムはＡ／Ｃヘリ１２のコンピュータ３８の記憶装置３９に格納されている。
飛行ルートプログラム（Ｂ）は、予め設定された飛行ルートに沿ってＡ／Ｃヘリ１２を飛行させるためのもので、ＧＰＳ受信装置２２、加速度センサ３４、地磁気センサ３６からのデータを解析処理し、各種サーボモータ４６を作動させるための制御信号を生成する。
すなわち飛行基本プログラム（Ａ）と飛行ルートプログラム（Ｂ）とは協働することによって、安定した飛行姿勢を維持させつつ設定した飛行ルートに沿ってＡ／Ｃヘリ１２を飛行させる。

なお飛行ルートプログラム（Ｂ）は、例えばＵＳＢメモリやフラッシュメモリなどの記録媒体４８に格納された状態で提供される。記録媒体４８は、制御ボックス４２内に格納されたコンピュータ３８に装着されることによって、プログラムがコンピュータ３８に読み込まれて実行され、飛行ルートプログラム（Ｂ）による各種データの解析処理および飛行ルートに沿ってＡ／Ｃヘリ１２を飛行させるための各種サーボモータ４６の制御信号の生成が可能となる。

またコンピュータ３８は、自律飛行中に各種センサで検出した各種データを飛行履歴として記録するフライトレコーダを備えている（図示せず）。なお飛行ルートプログラム（Ｂ）を格納した記録媒体４８がこのフライトレコーダの記録部として機能する。

飛行管理センタの飛行認証サーバ１４はその構成をブロック図で表した図５に示したように、送受信装置５４、入力装置５６、制御装置５８、データベース部６２および出力装置６４とから構成されている。
送受信装置５４はインターネット回線１８に接続され、また制御装置５８との間で各種データの授受を行う。入力装置５６は各種情報の入力を行うキーボードやマウス、記録媒体４８の読込み手段である。出力装置６４は入力画面や出力画面、処理データの表示などを行うディスプレイや印刷出力を行うプリンタなどである。制御装置５８は、送受信装置５４および入力装置５６からの入力に基づきアプリケーションプログラムを実行して各種の演算処理をする演算処理装置であり、入力処理を行う入力処理部、各Ａ／Ｃヘリ１２の個別データの検索やＡ／Ｃヘリ１２が飛行する空域に関する情報をデータベース内から検索する検索処理部、Ａ／Ｃヘリ１２の飛行を監視する監視部、申請された飛行ルートの妥当性の判断を行う妥当性判断部等を備えている。

飛行認証サーバ１４は、個々のＡ／Ｃヘリ１２の管理を行う。すなわち飛行認証サーバ１４は、個々のＡ／Ｃヘリ１２についてその機体ＩＤを基に、申請者および飛行立会人、飛行目的や飛行ルート、機体の飛行時間等の記録を行い、また申請された飛行ルートの妥当性の判断を行う。
飛行ルートの妥当性の判断のために、飛行認証サーバ１４にはデジタル化した地図上に飛行安全区域を格子状に画定した飛行安全区域データベース６２ａが備えられており、申請された飛行ルートが飛行安全区域から外れている場合には、その飛行を許可しないようになっている。なお申請者による飛行ルート等の申請は、後述する飛行ルートデータファイルを申請者が飛行認証サーバ１４にアップロードすることにより行われる。
また飛行認証サーバ１４には、ＤＯＰ（Dilution of Precision）情報が格納されたＤＯＰデータベース６２ｂが備えられている。ＤＯＰとは、ＧＰＳの衛星配置が位置測定の精度を低下させる度合いを数値化したもので、測定地域（飛行ルート）および測定時間帯（飛行時間帯）から、飛行の精度を確保することができるか否かの安全性を判断するために用いられる。
さらに飛行認証サーバ１４は、管理する全てのＡ／Ｃヘリ１２についてその機体ＩＤを基に、申請者および飛行立会人、飛行目的や飛行ルート、機体の飛行時間、定期検査の履歴等を記録する機体管理データベース６２ｃを有している。機体管理データベース６２ｃは、他の機体との飛行ルートの交差の有無や、機体の状態を把握することで、飛行の妥当性を判断するために用いられる。

飛行認証サーバ１４が飛行ルートや飛行時間帯等が妥当であると判断した場合には、申請された飛行ルートを組み込んだ飛行ルートプログラム（Ｂ）をファイル形式で申請者のパソコン１６へインターネット経由で送信する。なお飛行管理センタの飛行認証サーバ１４は、Ａ／Ｃヘリ１２を実際に飛行させる以外のときは、後述する申請者のパソコン１６とインターネット回線１８を介して接続される。

申請者のパソコン１６は無人ヘリコプタの基地局となるものであり、オペレーションシステム上で実行される飛行ルート設定プログラムや飛行監視プログラム、ｗｅｂページを表示するためのブラウザなどのプログラムが格納されている。
ここでこのパソコン１６は自動車に備えられた通信設備６６と接続されることで、Ａ／Ｃヘリ１２の無線通信装置４４が送信し通信設備６６が受信したデータ（各種カメラの映像や各種センサの計測値）をそのディスプレイ上に表示させることができるようになっている（図１参照）。
飛行ルート設定プログラムは、Ａ／Ｃヘリ１２が飛行する飛行ルートの詳細や飛行時間帯（予定）の設定を支援するためのプログラムであり、飛行通過点や飛行到達点を含む飛行ルートを、緯度、経度、高度、方位などのデータにより特定される多数の飛行ポイントにより設定し、また飛行予定の時間帯を設定するために用いられる。なお飛行ルート設定プログラムは、飛行ルートの設定を支援するためのプログラムであり、Ａ／Ｃヘリ１２の飛行そのものを制御するためのプログラムではない。飛行ルート設定プログラムで設定された飛行ルートのデータは、飛行ルートデータファイルとして保存される。
飛行監視プログラムは、無線通信装置４４から通信設備６６に送信されたＡ／Ｃヘリ１２の各種カメラで撮影した映像をディスプレイに表示し、また各種センサで測定した計測値を表示・記録・解析してＡ／Ｃヘリ１２の飛行姿勢が安定しているかどうかを監視し、また、通信設備６６が受信したＡ／Ｃヘリ１２の飛行が予め設定した飛行ルートに沿ったものであるかを監視するためのプログラムである。

次に上記飛行管理システム１０を用いた自律制御無人飛行体（Ａ／Ｃヘリ）の飛行管理方法の一例について説明する。
本発明は、設定された飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させるための飛行ルートプログラム（Ｂ）および無人飛行体の姿勢を制御するための飛行基本プログラム（Ａ）の実行によって自律飛行する無人飛行体の飛行管理方法である。
図６は本実施例の飛行管理方法を説明するためのフロー図であり、Ａ／Ｃヘリ１２と、申請者のパソコン１６と、飛行認証サーバ１４との間で行われる情報の授受を表したフロー図である。以下図１も参照して各実施例を説明する。

［操作パス付与段階（Ｓ１）］
この段階は、飛行ルートプログラム（Ｂ）に飛行プランの諸元データを入力・設定するための個別の操作パスを事前に付与する段階である。
申請者がパソコン１６にインストールされた飛行ルート設定プログラムを起動するためには、予め与えられた個別の操作パス（ＩＤおよびパスワード）の入力が必要とされる。なお上述したように飛行ルート設定プログラムは、飛行認証サーバ１４が飛行ルートプログラム（Ｂ）を生成するための諸元データの入力・設定を支援するものであり、Ａ／Ｃヘリ１２の飛行そのものを制御するためのプログラムではない。

［飛行ルート設定段階（Ｓ２）］
この段階は、操作パスを用いて飛行プランの諸元データを入力して飛行ルートを設定する段階である。
操作パスを用いてパソコン１６にインストールされた飛行ルート設定プログラムを起動した申請者は、飛行通過点や飛行到達点を含む多数の飛行ポイントを、緯度、経度、高度、方位などのデータを入力することによりに飛行ルートを設定し、また、飛行を実施する予定の日および時間帯の入力も行う。かかる諸元データの入力に基づいて飛行ルート設定プログラムは、飛行ルートデータファイルを作成しこれを一次的に保存する。

［飛行申請段階（Ｓ３）］
この段階は、無人飛行体の飛行プラン（飛行ルートデータファイル）を飛行管理センタの飛行認証サーバに送信する段階である。
飛行ルート設定段階で作成された飛行ルートデータファイルは、申請者のパソコン１６から飛行認証サーバ１４にインターネット経由で送信される。送信は、申請者が飛行プランのアップロード用に用意された飛行認証サーバ１４のホームページを、事前に付与されたＩＤおよびパスワードを用いて開き、その画面の指示に従って飛行ルートデータファイルを飛行認証サーバ１４にアップロードすることにより行われる。

［妥当性判断段階（Ｓ４）］
この段階は、飛行認証サーバが飛行の妥当性を判断する段階である。
飛行ルートデータファイルを受け付けた飛行認証サーバ１４は、飛行安全区域データベース６２ａにアクセスすることで、設定された飛行ルートが安全区域内にあるかどうか、また、機体管理データベース６２ｃにアクセスすることで既に申請・許可済みの他の無人飛行体の飛行ルートと交差（重複）することなく安全に飛行することができるか、申請に係る機体の定期検査がきちんと実施されているかどうか等の判断を行う。さらに飛行認証サーバ１４は、ＤＯＰデータベース６２ｂにアクセスすることで、申請された飛行時間帯におけるＤＯＰが、Ａ／Ｃヘリ１２を安全・確実に飛行させるための値を満たしているかどうかを判断する。
飛行認証サーバ１４が申請された飛行ルートや飛行時間帯が妥当であると判断した場合には、申請された飛行ルートを組み込んだ飛行ルートプログラム（Ｂ）をファイル形式で作成する。一方、飛行認証サーバ１４が申請された飛行ルート等が妥当でないと判断した場合には、その旨を即座に画面上に表示し又は電子メールなどの手段によって申請者に通知する。その場合、申請した飛行ルートや飛行時間帯のどの部分が、どのように妥当でないかを示したコメントが付記され、申請者はかかる部分の見直しを行うことで、再度申請を行うこととなる。

［飛行許可段階（Ｓ５）］
この段階は、飛行認証サーバが飛行の妥当性を認めた場合に諸元データを設定した飛行ルートプログラム（Ｂ）を申請者に返信する段階である。
飛行認証サーバ１４によって飛行の妥当性が認められ、申請された飛行ルートを組み込んだ飛行ルートプログラム（Ｂ）が作成された後には、申請者は、飛行認証サーバ１４のホームページ上からのダウンロードによって又は申請者に宛てられた電子メールの添付ファイルによって、これをパソコン１６で受け取ることができる。飛行ルートプログラム（Ｂ）を入手した申請者は、記録媒体４８（例えばフラッシュメモリ）にこれを記録した後に、この記録媒体４８をＡ／Ｃヘリ１２の制御ボックス４２内に格納されたコンピュータ３８に装着する。なお申請者のパソコン１６に保存された飛行ルートファイルは、記録媒体４８に記録されると同時にパソコン１６から自動的に消去されるようにしてやることが好ましい。

［飛行段階（Ｓ６）］
この段階は、予め飛行基本プログラム（Ａ）が格納された無人飛行体に、さらに飛行ルートプログラム（Ｂ）を格納（読込）することで、飛行ルートプログラム（Ｂ）および飛行基本プログラム（Ａ）を協動させて無人飛行体を飛行させる段階である。
記録媒体４８が装着されたコンピュータ３８は、記録された飛行ルートプログラム（Ｂ）を読み込むことで、各種センサで検出した各種データの解析処理および飛行ルートに沿ってＡ／Ｃヘリ１２を飛行させるための各種サーボモータの制御信号の生成を可能とする。なお飛行ルートプログラム（Ｂ）および飛行基本プログラム（Ａ）が協働することでＡ／Ｃヘリ１２の自律飛行が可能となることは上述した通りである。
ここで実際の飛行に際して、飛行ルートプログラム（Ｂ）（および飛行基本プログラム（Ａ））は、飛行ルート設定段階で入力され飛行申請段階で飛行認証サーバ１４に送信された飛行プランの諸元データに含まれる飛行区域および飛行時間帯に関する情報が、Ａ／Ｃヘリ１２に搭載したＧＰＳ受信システムによって実際に検出した位置情報（現在位置）および時間情報（現在時刻）と一致する場合にのみその実行が許可されるようにプログラミングされている。
Ａ／Ｃヘリ１２の飛行中には、その無線通信装置４４から通信設備６６に無線通信により各種情報（画像や計測値）が送信され、通信設備６６につながれた基地局（申請者のパソコン１６）のディスプレイには、飛行監視プログラムによって各種カメラで撮影した画像や各種センサで測定した計測値などがリアルタイムに表示される。またＡ／Ｃヘリ１２の飛行姿勢が安定しているかどうか、飛行が予め設定した飛行ルートに沿っているかどうかも逐一監視される。なお飛行が飛行ルートに沿っていないと判断された場合には、その軌道の修正や強制帰還の指令が無線通信によりなされる。

［プログラム消去段階（Ｓ７）］
この段階は、飛行ルートプログラム（Ｂ）に設定された諸元データである飛行時間帯を、無人飛行体に搭載したＧＰＳ受信システムによって実際に検出した時間情報の時刻が過ぎている場合には、無人飛行体に格納した自律飛行プログラム（飛行ルートプログラム（Ｂ））の消去を行う段階である。
Ａ／Ｃヘリ１２の制御ボックス内のコンピュータ３８に読み込まれた飛行ルートプログラム（Ｂ）は、電源投入時にＧＰＳ受信システムによって検出した現在時刻が、飛行ルートプログラム（Ｂ）に設定された諸元データである飛行時間帯を過ぎている場合には、飛行ルートプログラム（Ｂ）自体を消去するようにプログラミングされている。このプログラムの消去は、飛行の実施の有無にかかわらず行われる。

［飛行履歴送信段階（Ｓ８）］
この段階は、Ａ／Ｃヘリのフライトレコーダに記録した飛行履歴を飛行認証サーバに送信する段階である。
Ａ／Ｃヘリ１２の自律飛行の実施が完了した後には、フライトレコーダの記録部である記録媒体４８に記録された飛行履歴が、Ａ／Ｃヘリから取り外されて申請者のパソコンに装着され、そこから飛行認証サーバ１４にアップロードされる。飛行履歴のアップロードはＩＤおよびパスワードを用いて開いた飛行認証サーバ１４のホームページ上から行われるものとする。飛行認証サーバ１４はそのデータを飛行履歴として機体管理データベース６２ｃに記録して管理する。なおこのアップロードがないと次回の飛行ルートプログラムの申請やダウンロードができないようにしてやることもできる。

また図６には表していないが、地域住民が自己の所有する端末２０からインターネット回線を通じて飛行認証サーバにアクセスすることで、適宜飛行予定や飛行履歴などの公開データを参照できるようにしてやることもできる（図１参照）。

以上説明したように本実施例の自律制御無人飛行体の飛行管理方法によれば、申請された飛行プランの妥当性を飛行管理センタの飛行認証サーバ１４が判断し、飛行の妥当性が認められた場合にのみ、自律飛行に不可欠な飛行ルートプログラム（Ｂ）を返信するため、飛行管理センタの許可なしに安全飛行区域を越えて飛行が行われることや、Ａ／Ｃヘリが盗難や不正輸出がされた場合などにもその不正利用を完全に防止することができる。すなわち飛行管理センタの許可を得なければ飛行ルートプログラムをダウンロードすることができないため、許可のない自律飛行を物理的に不可能とすることができる。
また飛行の直前に機体に搭載したＧＰＳ受信システムにより実際に検出した位置情報および時間情報が、申請した飛行プラン（離陸地域および離陸時間）と一致する場合にのみ自律飛行プログラムの実行を可能とすることで、申請した区域・日時以外での飛行を確実に禁止することができる。

さらに実際に検出した時間が自律飛行プログラムに設定された飛行時間帯を過ぎている場合に、自律飛行プログラムを自動的に消去（揮発）してしまうことで、例えば飛行プログラムの内容を書き換えることにより自律飛行をさせるような不正使用の禁止に貢献できる。

なお上記実施例では飛行ルートプログラムを飛行認証サーバからダウンロードし、これを記録した記録媒体をＡ／Ｃヘリに装着するものとしたが、飛行ルートプログラムに替えて、または飛行ルートプログラムとともに飛行監視プログラムを飛行認証サーバからダウンロードし、これを記録した記録媒体をＡ／Ｃヘリに装着するようにしてやることも勿論可能である。
ここで飛行基本プログラムのみをダウンロードすることとした場合には、パソコン上で飛行ルートプログラムそのものが作成されＡ／Ｃヘリにこれがそのまま格納される。しかしながら、飛行ルートの妥当性の判断を飛行認証サーバが行うために、やはり飛行ルートデータファイルの作成およびアップロードが行われ、飛行の妥当性が認められた場合にのみ飛行基本プログラムを起動するためのワンタイムパスワードが飛行認証サーバから発行されるものとする。

なお本発明の自律制御無人飛行体の飛行管理方法は上記実施例に限られず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。

本発明の自律制御無人飛行体の飛行管理方法は、Ａ／Ｃヘリに限られず、飛行機や気球など種々の自律制御無人飛行体の飛行を管理するために使用することができる。

本発明の自律制御無人飛行体の飛行管理方法を実施するための飛行管理システムの全体像を示した図である。 Ａ／Ｃヘリの外観図である。 Ａ／Ｃヘリの内部構成を表したブロック図である。 Ａ／Ｃヘリのコンピュータおよびその周辺機器を表したブロック図である。 飛行認証サーバの構成を表したブロック図でである。 本実施例の飛行管理方法を説明するためのフロー図である。

符号の説明

１０ 飛行管理システム
１２ Ａ／Ｃヘリ
１４ 飛行認証サーバ
１６ 申請者のパソコン
１８ インターネット回線
２０ 端末
２２ ＧＰＳ受信装置
２４ 周囲監視カメラ
２６ 情報収集用カメラ
２８ 方向操作装置
３２ 角速度センサ
３４ 加速度センサ
３６ 地磁気センサ
３８ コンピュータ
３９ 記憶装置
４２ 制御ボックス
４４ 無線通信装置
４６ 各種サーボモータ
４８ 記録媒体
５４ 送受信装置
５６ 入力装置
５８ 制御装置
６２ データベース部
６２ａ 飛行安全区域データベース
６２ｂ ＤＯＰデータベース
６２ｃ 機体管理データベース
６４ 出力装置
６６ 通信設備

Claims (5)

1. 設定された飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させるための飛行ルートプログラムおよび無人飛行体の姿勢を制御するための飛行基本プログラムの実行によって自律飛行する無人飛行体の飛行管理方法であって、
   飛行ルートプログラムに飛行プランの諸元データを入力・設定するための個別の操作パスを事前に付与する操作パス付与段階と、
   操作パスを用いて諸元データを入力して飛行ルートを設定する飛行ルート設定段階と、
   無人飛行体の飛行プランを飛行管理センタの飛行認証サーバに送信する飛行申請段階と、
   飛行認証サーバが飛行の妥当性を判断する妥当性判断段階と、
   飛行認証サーバが飛行の妥当性を認めた場合に諸元データを設定した飛行ルートプログラムを申請者に返信する飛行許可段階と、
   予め飛行基本プログラムが格納された無人飛行体に飛行ルートプログラムを格納することで、飛行ルートプログラムおよび飛行基本プログラムを協動させて無人飛行体を飛行させる飛行段階と、を有する、ことを特徴とする自律制御無人飛行体の飛行管理方法。
2. 設定された飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させるための飛行ルートプログラムおよび無人飛行体の姿勢を制御するための飛行基本プログラムの実行によって自律飛行する無人飛行体の飛行管理方法であって、
   飛行ルートプログラムに飛行プランの諸元データを入力・設定するための個別の操作パスを事前に付与する操作パス付与段階と、
   操作パスを用いて諸元データを入力して飛行ルートを設定した飛行ルートプログラムを無人飛行体に格納する飛行ルート設定段階と、
   無人飛行体の飛行プランを飛行管理センタの飛行認証サーバに送信する飛行申請段階と、
   飛行認証サーバが飛行の妥当性を判断する妥当性判断段階と、
   飛行認証サーバが飛行の妥当性を認めた場合に飛行基本プログラムを申請者に返信する飛行許可段階と、
   無人飛行体に飛行基本プログラムを格納することで、飛行ルートプログラムおよび飛行基本プログラムを協動させて無人飛行体を飛行させる飛行段階と、を有する、ことを特徴とする無人飛行体の自律制御飛行管理方法。
3. 設定された飛行ルートに沿って無人飛行体を飛行させるための飛行ルートプログラムおよび無人飛行体の姿勢を制御するための飛行基本プログラムの実行によって自律飛行する無人飛行体の飛行管理方法であって、
   飛行ルートプログラムに飛行プランの諸元データを入力するための個別の操作パスを事前に付与する操作パス付与段階と、
   操作パスを用いて諸元データを入力して飛行ルートを設定する飛行ルート設定段階と、
   無人飛行体の飛行プランを飛行管理センタの飛行認証サーバに送信する飛行申請段階と、
   飛行認証サーバが飛行の妥当性を判断する妥当性判断段階と、
   飛行認証サーバが飛行の妥当性を認めた場合に自律飛行プログラムおよび諸元データを設定した飛行ルートプログラムを申請者に返信する飛行許可段階と、
   無人飛行体に自律飛行プログラムおよび飛行ルートプログラムを格納することで、飛行ルートプログラムおよび飛行基本プログラムを協動させて無人飛行体を飛行させる飛行段階と、を有する、ことを特徴とする自律制御無人飛行体の飛行管理方法。
4. 前記飛行申請段階で飛行認証サーバに送信される飛行プランの諸元データには、飛行区域および飛行時間帯に関する情報が含まれ、
   前記飛行段階では無人飛行体に搭載したＧＰＳ受信システムによって実際に検出した位置情報および時間情報が飛行プランと一致する場合にのみ自律飛行プログラムの実行を許可する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自律制御無人飛行体の飛行管理方法。
5. 飛行ルートプログラムに設定された諸元データである飛行時間帯を、無人飛行体に搭載したＧＰＳ受信システムによって実際に検出した時間情報の時刻が過ぎている場合には、無人飛行体に格納した自律飛行プログラムの消去を行うプログラム消去段階をさらに含む、ことを特徴とする請求項４に記載の自律制御無人飛行体の飛行管理方法。

Images