JP2009223407A - 管理装置および災害情報取得システム - Google Patents

Abstract

【課題】災害が発生し、災害地での情報収集が決められた際、無人機を迅速に出動させられるようにする。
【解決手段】災害検出装置１２０は災害を検知したとき管理装置１４０に災害検出信号１０１を出力する。管理装置１４０は無人飛行機１１０に発信前処理の命令信号を出力する。保管状態の無人飛行機１１０はカタパルト１３０上に配置されカタパルト端子１３１と接続している。無人飛行機１１０はカタパルト端子１３１から管理装置１４０の命令信号を受けて発進前処理を実行する。発進前処理において、無人飛行機１１０はバッテリーを充電し、自律飛行用の測位センサを初期化する。システム運用者が無人飛行機１１０を災害地に発進させる必要があると判断したとき、既に発進前処理が行われているため、無人飛行機１１０は直ちに災害地に向けて発進し、災害地の情報を収集することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、災害（地震、火災）が発生した場合に災害発生初期の情報を収集するために無人飛行機を災害地へ出動させる運用において、無人飛行機の出動を効率的に行う管理装置および災害情報取得システムに関するものである。

無人で自律飛行する小型航空機（以下、無人機または無人飛行機という）の運用において、操作要員や管制装置などを少なくする無人機管制システムが知られている（特許文献１）。
特許文献１に記載の発明は、災害発生時の初期情報収集に無人機を使用する場合にも有用である。
特開２００１−２８３４００号公報（第６頁、第１図）

災害対策用の無人機は、災害地への出動が必要であると判断されたときに少しでも早く発進できることが重要である。
しかし、長期間使用されることなく長期間保管されていた場合、無人機は、以下のように、いきなり飛行することができず、発進準備が必要となる。

災害発生時の初期情報収集に利用される無人機は、滑走路として広い専用スペースを必要としないように、小型なものが望ましい。
このような小型無人機は、一般にＧＰＳ受信機（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）やＭＥＭＳセンサ（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）（例えば、加速度計、ジャイロ、圧力計）が搭載され、これらの計測値に基づいて計算機により飛行制御が行われ、自律して飛行する。
このため、長期間の保管状態にある無人機は、自律飛行をするためにＭＥＭＳセンサのウォームアップやＧＰＳ受信機の初期化処理を行う必要があり、起動後直ちに発進することができない。

また、無人機はメンテナンスが容易であるため電動モーターで推進するものが多い。
このため、無人機が長期間保管された場合、動力用バッテリーの自然放電により、十分な飛行時間を確保できないということが考えられる。

本発明は、例えば、地震や火災などの災害が発生した際、上記のようにセンサを用いて自律飛行する電動推進式の無人機に、初期情報収集ミッションを迅速に行わせることができるようにすることを目的とする。

本発明の管理装置は、災害の発生を検出する災害検出部と、災害地に移動して災害情報を取得する災害情報取得機と接続する端子部と、前記災害検出部により災害の発生が検出されたとき、前記端子部を介して、前記災害情報取得機に対して災害地への移動に要する所定の移動前処理を実行させる命令信号を送信する管理部とを備える。

本発明によれば、例えば、地震や火災などの災害が発生したときに移動前処理が開始されるため、無人機（災害情報取得機の一例）に、初期情報収集ミッションを迅速に行わせることができる。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における無人機運用システム１００の機器構成図である。
実施の形態１における無人機運用システム１００の機器構成について、図１に基づいて以下に説明する。

無人機運用システム１００（災害情報取得システムの一例）は、無人飛行機１１０（災害情報取得機の一例）、カタパルト１３０、災害検出装置１２０および管理装置１４０を備える。

無人飛行機１１０は、ＧＰＳ受信機やＭＥＭＳセンサなどの測位センサ（計測機器の一例）を用いて機体の飛行位置・姿勢角を計測し、計測結果に基づいて所定の飛行経路を飛行するように自律して機体を制御し、上空から災害地の様子を撮像する小型航空機である。
無人飛行機１１０は、災害地に発信する前にはカタパルト１３０上に配置（セット）され、カタパルト１３０を発進し、災害地まで飛行して災害地の様子を撮像する。そして、無人飛行機１１０は、災害地の様子を撮像後に無人機運用システム１００がある場所まで帰還し、再び、カタパルト１３０上に配置される。
無人飛行機１１０の詳細について後述する。

カタパルト１３０は、無人飛行機１１０が発進するための滑走路（射出装置）であり、滑走路から突出して無人飛行機１１０の端子と電気的に接続するカタパルト端子１３１を備える。

災害検出装置１２０は、災害を検出する装置であり、災害の検出時、信号ライン１０２で接続している管理装置１４０に災害検出信号１０１を送出する。
例えば、災害検出装置１２０は震度計であり、地震を検出した時に管理装置１４０に災害検出信号１０１を送出する。
例えば、災害検出装置１２０は、各地に設置されているセンサ（震度計）で地震波が検出された場合に緊急地震速報を送信する地震警報システムと通信接続しており、地震警報システムから緊急地震速報を受信した時に管理装置１４０に災害検出信号１０１を送出する。
また例えば、災害検出装置１２０は、消防センタや救急センタと通信接続しており、消防センタや救急センタから電話通報が入ったことを通知され、通知を受けた時に管理装置１４０に災害検出信号１０１を送出する。

管理装置１４０は、カタパルト端子１３１と信号ライン１０２で接続しており、災害検出装置１２０から災害検出信号１０１の出力があった場合、信号ライン１０２に命令信号を出力し、無人飛行機１１０に搭載機器の起動やバッテリーの充電などの発進前処理（移動前処理）を実行させる。無人飛行機１１０は発進前処理を実行して災害地への出動命令に備える。
また、管理装置１４０は、無人飛行機１１０が帰還したとき、信号ライン１０２に命令信号を出力し、無人飛行機１１０に災害地を撮像した撮像データを出力させる情報回収処理を実行させる。
また、管理装置１４０は、情報回収処理が終了したとき、信号ライン１０２に命令信号を出力し、無人飛行機１１０に搭載機器の停止やバッテリーの充電などの保管前処理を実行させる。
また、管理装置１４０は、発進前処理中または発進前処理後に無人飛行機１１０の出動が中止になった場合、信号ライン１０２に命令信号を出力し、無人飛行機１１０に保管前処理を実行させる。
管理装置１４０の詳細については後述する。

図２は、実施の形態１における無人飛行機１１０の機器構成図である。
実施の形態１における無人飛行機１１０の機器構成について、図２に基づいて以下に説明する。

無人飛行機１１０は、動力ユニット１１１、無人機計算機１１２、無人機端子１１３、無線通信機１１４、測位センサ１１５、ビデオカメラ１１６および無人機記憶部１１９を備える。

災害地への発進前、カタパルト１３０上に配置された保管状態の無人飛行機１１０は、無人機端子１１３でカタパルト１３０のカタパルト端子１３１と電気的に接続している。

動力ユニット１１１は、バッテリー（充電池）を備え、バッテリーに充電された電力により発動して無人飛行機１１０を飛行させる。例えば、動力ユニット１１１は電動モーターであり、プロペラを回転させて無人飛行機１１０を飛行させる。また、バッテリーに充電された電力は無人飛行機１１０の各機器に供給される。無人飛行機１１０の各機器は動力ユニット１１１から給電されて動作する。
保管状態であった無人飛行機１１０が災害地に発進する前に実行する準備処理（以下、発信前処理［移動前処理］という）において、動力ユニット１１１は、信号ライン１０２および無人機端子１１３を介してカタパルト１３０または管理装置１４０から給電され、バッテリーを充電する。
また、次の出動まで待機する保管状態に入る前に実行する準備処理（以下、保管前処理という）において、動力ユニット１１１は、発進前処理と同様にして、所定の充電量になるまでバッテリーの充電を行う。また、動力ユニット１１１は、充電量が所定量を超えている場合、充電量が所定量になるまで、バッテリーに蓄えられた電力を放電させる。

無人機計算機１１２（測位装置、操舵装置）は、災害地への飛行中、災害地での撮像中および災害地からの帰還中、測位センサ１１５により取得された測位情報に基づいて機体の位置、姿勢角および速度を算出し、算出した機体の位置、姿勢角および速度に基づいて所定の飛行経路を飛行するように機体を操舵制御する。操舵制御において、無人機計算機１１２は機体の姿勢角（飛行方向）や速度を制御する。また、無人機計算機１１２は算出した機体の位置、姿勢角および速度（測位結果）を算出時刻と共に測位データとして無人機記憶部１１９に記憶する。
発信前処理において、無人機計算機１１２は、所定の飛行経路を示す飛行経路情報を管理装置１４０から信号ライン１０２を通じて受信し、受信した飛行経路情報を無人機記憶部１１９に記憶する。また、発進前処理において、無人機計算機１１２は、無人飛行機１１０の各機器（測位センサ１１５、無線通信機１１４およびビデオカメラ１１６）を起動して初期化させる。
災害地から帰還した無人飛行機１１０から災害地で取得された撮像データが回収される情報回収処理において、無人機計算機１１２は無人機記憶部１１９に記憶された収集情報を信号ライン１０２を通じて管理装置１４０に出力し、収集情報の出力後、電源を切って停止（終了）する。例えば、無人機計算機１１２は、ビデオカメラ１１６により取得された画像・音声（以下、撮像データという）と機体の位置、姿勢および速度を示す測位データとを時刻で対応付けて、収集情報として、管理装置１４０に出力する。
保管前処理において、無人機計算機１１２は電源を切って停止する。

無人飛行機１１０は、測位センサ１１５（計測機器の一例）として、ＧＰＳ受信機１１５ａ、加速度計１１５ｂ１、ジャイロ１１５ｂ２および圧力計１１５ｂ３を備える。加速度計１１５ｂ１、ジャイロ１１５ｂ２および圧力計１１５ｂ３はＭＥＭＳセンサ１１５ｂとも呼ばれる。また、加速度計１１５ｂ１およびジャイロ１１５ｂ２は慣性センサとも呼ばれる。

ＧＰＳ受信機１１５ａは、複数のＧＰＳ衛星から測位信号を受信し、受信した測位信号に基づいて各ＧＰＳ衛星との疑似距離や現在位置などを算出する。ＧＰＳ受信機１１５ａは、算出した情報や測位信号により示される情報（例えば、航法メッセージ、搬送波位相）をＧＰＳ情報（測位情報の一例）として無人機計算機１１２に出力し、また、無人機記憶部１１９に記憶する。無人機計算機１１２はＧＰＳ情報を用いて機体の位置を測位する。以下、ＧＰＳ情報を用いた測位をＧＰＳ測位という。
発信前処理において、ＧＰＳ受信機１１５ａは、疑似距離や現在位置を算出するために予め必要となる航法メッセージ（ＧＰＳ衛星の軌道情報、ＧＰＳ衛星の時刻情報、電離層遅延の情報など）を全て取得し終わるまで各ＧＰＳ衛星から測位信号を受信する衛星捕捉処理（初期化処理の一例）を行う。ＧＰＳ受信機１１５ａは飛行中に受信した測位信号と衛星捕捉処理において予め取得した航法メッセージとに基づいて飛行中に随時、疑似距離や現在位置を算出する。

加速度計１１５ｂ１は、機体の加速度を計測し、ジャイロ１１５ｂ２は機体の角速度（回転速度）を計測し、圧力計１１５ｂ３は気圧を計測し、それぞれ計測値を無人機計算機１１２に出力すると共に無人機記憶部１１９に記憶する。
加速度および角速度の積分値に基づいて位置および姿勢角が求まる。加速度計１１５ｂ１やジャイロ１１５ｂ２などの慣性センサの計測値を積分して位置および姿勢角を求める処理をデッドレコニングという。無人機計算機１１２はデッドレコニングにより機体の位置および姿勢角を算出する。また、無人機計算機１１２は圧力計１１５ｂ３により計測された気圧に基づいて機体の飛行高度を算出する。
発信前処理において、加速度計１１５ｂ１、ジャイロ１１５ｂ２および圧力計１１５ｂ３（ＭＥＭＳセンサ１１５ｂ）はウォームアップ（初期化処理、キャリブレーション［校正処理］）を実行して出力を安定させる（計測値を平滑化させる）。
保管前処理において、各測位センサ１１５は電源を切って停止する。

ビデオカメラ１１６は、機体に下向きに取り付けられ、飛行する機体から地上（災害地）方向を動画または静止画で撮像すると共に地上方向からの音声を録音する。そして、ビデオカメラ１１６は、取得した画像データおよび録音データを取得時刻と共に撮像データ（災害情報の一例）として無人機記憶部１１９に記憶する。
無線通信機１１４は、ビデオカメラ１１６により取得された撮像データを災害地の近辺に設けられた救護センタにある無線通信装置（例えば、ノート型パーソナルコンピュータ［ＰＣ］）に送信する。
発信前処理において、ビデオカメラ１１６および無線通信機１１４は電源を入れて起動し、必要な初期化処理を実行する。
保管前処理において、ビデオカメラ１１６および無線通信機１１４は電源を切って停止する。

無人機記憶部１１９は、ビデオカメラ１１６で取得された撮像データや無人機計算機１１２で測位された測位データを収集情報として記憶する記憶機器である。

図３は、実施の形態１における管理装置１４０の機能構成図である。
実施の形態１における管理装置１４０の機能構成について、図３に基づいて以下に説明する。

管理装置１４０は、災害検出部１４１、端子接続部１４２、管理部１４３、入出力部１４４および管理装置記憶部１４９を備える。

災害検出部１４１は、災害検出装置１２０により出力された災害検出信号１０１を受信して災害の発生を検出する。

管理部１４３は、災害検出部１４１により災害の発生が検出されたとき、端子接続部１４２を介して無人飛行機１１０に命令信号を出力し、無人飛行機１１０に発信前処理を実行させる。管理部１４３は、無人飛行機１１０に発信前処理を実行させるとき、管理装置記憶部１４９に記憶されている飛行経路情報およびその他の情報を無人飛行機１１０に出力する。
また、管理部１４３は、無人飛行機１１０の出動が必要である場合、端子接続部１４２を介して無人飛行機１１０に命令信号を出力し、無人飛行機１１０を発進させる。
また、管理部１４３は、災害地から帰還した無人飛行機１１０が再びカタパルト１３０のカタパルト端子１３１に接続されたとき、端子接続部１４２を介して無人飛行機１１０に命令信号を出力し、無人飛行機１１０に情報回収処理を実行させる。
また、管理部１４３は、無人飛行機１１０の出動が不要である場合、端子接続部１４２を介して無人飛行機１１０に命令信号を出力し、無人飛行機１１０に保管前処理を実行させる。

端子接続部１４２は、管理部１４３からの命令信号を信号ライン１０２を通じて無人飛行機１１０に出力する。
また、端子接続部１４２は、カタパルト端子１３１からの信号を受けて、災害地から帰還した無人飛行機１１０が再びカタパルト１３０のカタパルト端子１３１に接続されたことを検出し、検出信号を管理部１４３に出力する。
また、端子接続部１４２は、情報回収処理において無人飛行機１１０から出力された収集情報を管理装置記憶部１４９に記憶する。

入出力部１４４は、無人飛行機１１０の出動の決定や無人飛行機１１０の出動中止の決定をシステム運用者により入力機器から入力されたとき、入力された情報を管理部１４３に出力する。
また、入出力部１４４は、無人飛行機１１０の発進前に、システム運用者により入力機器から入力された飛行経路情報を管理装置記憶部１４９に記憶する。
また、入出力部１４４は、情報回収処理において管理装置記憶部１４９に記憶された災害収集情報を出力機器に出力する。

管理装置記憶部１４９は、入出力部１４４に入力された飛行経路情報や無人飛行機１１０から出力された収集情報を記憶機器を用いて記憶する。

図４は、実施の形態１における管理装置１４０のハードウェア資源の一例を示す図である。
図４において、管理装置１４０は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ９０５（コンパクトディスク装置）、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、マイク９０８、スピーカー９０９、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶機器は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例であり、出力データが記憶される記憶機器は出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。

通信ボード９１５は、有線または無線により、インターネット、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、電話網などに接続されている。

磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。

上記プログラム群９２３には、実施の形態において「〜部」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、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。

ファイル群９２４には、実施の形態において、「〜部」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。災害収集情報や飛行経路情報などはファイル群９２４に含まれるものの一例である。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態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や信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。

また、実施の形態において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３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、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、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。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。

また、実施の形態１における災害検出装置１２０や無人飛行機１１０の無人機計算機１１２は、管理装置１４０と同様に、ＣＰＵ９１１やメモリを備えて各機能を実行する。

図５は、実施の形態１における無人機運用システム１００の災害情報取得方法を示すフローチャートである。
実施の形態１における無人機運用システム１００の災害情報取得方法について、図５に基づいて以下に説明する。

＜Ｓ１１０：災害検出処理＞
災害発生時、災害検出装置１２０は、地震計として自らが、または、地震警報システムや消防センタや救急センタなどの災害通知システムから災害を通知する信号を受けて、災害発生を検出し、災害検出信号１０１を送出して管理装置１４０に災害の発生を通知する。
このとき、管理装置１４０の災害検出部１４１は災害検出装置１２０からの災害検出信号１０１の出力により災害の発生を検出する。

＜Ｓ１２０：発進前命令処理＞
Ｓ１１０において災害検出信号１０１の入力があったとき、管理装置１４０はカタパルト１３０上に配置されている保管状態の無人飛行機１１０に発進前処理の実行を命令する発進前処理命令信号を出力する。

具体的には、Ｓ１１０において災害検出部１４１により災害の発生が検出されたとき、管理部１４３は端子接続部１４２に発進前処理命令信号を信号ライン１０２を通じて無人飛行機１１０へ出力させる。

＜Ｓ１３０：発進前処理＞
Ｓ１２０において発進前処理命令信号の入力があったとき、無人飛行機１１０は発進前処理を実行する。

具体的には、Ｓ１２０において発進前処理命令信号を受けた無人飛行機１１０の無人機計算機１１２は、自ら起動すると共に、無人飛行機１１０に装備されている各機器を起動させる。そして、起動した各機器はそれぞれに初期化処理を実行する。
例えば、無人機計算機１１２は測位センサ１１５、ビデオカメラ１１６および無線通信機１１４を起動させる。起動後、ＧＰＳ受信機１１５ａは衛星捕捉処理を実行し、ＭＥＭＳセンサ１１５ｂはキャリブレーションを実行し、ビデオカメラ１１６および無線通信機１１４は必要な初期化処理を実行する。
また、発進前処理命令信号を出力した端子接続部１４２または発進前処理命令信号をカタパルト端子１３１で検出したカタパルト１３０は、信号ライン１０２を通じて無人飛行機１１０に電力を供給する。そして、無人飛行機１１０の動力ユニット１１１は供給された電力によりバッテリーを充電し、また、無人飛行機１１０の各機器に電力を供給する。

また、管理装置１４０の入出力部１４４はシステム運用者により入力された飛行経路情報を管理装置記憶部１４９に記憶し、管理部１４３は管理装置記憶部１４９に記憶された飛行経路情報を端子接続部１４２に出力させる。そして、無人飛行機１１０の無人機計算機１１２は信号ライン１０２を通じて飛行経路情報を受信し、受信した飛行経路情報を無人機記憶部１１９に記憶する。
但し、管理部１４３はシステム運用者からの入力を要さずに飛行経路情報を無人飛行機１１０に出力してもよい。
例えば、災害検出装置１２０は地震警報システムから震源地（災害地の一例）が通知され、通知された震源地を災害検出信号１０１で管理装置１４０に通知する。管理装置１４０の管理部１４３は、災害検出信号１０１に示される震源地に対応する飛行経路情報を管理装置記憶部１４９から取得し、取得した飛行経路情報を無人飛行機１１０に出力する。このとき、管理装置記憶部１４９には、飛行経路情報が地域毎に予め記憶されているものとする。また例えば、管理部１４３は、災害地をパラメータとして飛行経路情報に設定し、災害地に対する詳細な飛行経路情報を生成してもよい。
また、飛行経路情報は、地上の無線通信装置により直接、無人飛行機１１０の無線通信機１１４に無線送信されてもよい。また、飛行経路情報は、発進前処理においてではなく、無人飛行機１１０がカタパルト１３０を発進後に、無線通信機１１４に無線送信されても構わない。

また、管理装置１４０の入出力部１４４はＧＰＳ衛星に対する時刻同期信号を入力し、管理部１４３は時刻同期信号を端子接続部１４２に出力させる。そして、無人飛行機１１０の無人機計算機１１２は時刻同期信号をＧＰＳ受信機１１５ａに出力する。ＧＰＳ受信機１１５ａは時刻同期信号を用いて衛星捕捉処理を実行し、衛星捕捉処理に要する時間を短縮させる。管理装置１４０は、時刻同期信号のほか、衛星軌道情報などの入力を受け、入力された情報を無人飛行機１１０に出力し、衛星捕捉処理の時間を短縮してもよい。

＜Ｓ１４０：発進要否判定処理＞
Ｓ１３０の発進前処理後またはＳ１３０の発進前処理中、管理装置１４０は、無人飛行機１１０が災害地に向けて発進する必要が有るか否かを判定する。

具体的には、管理装置１４０の入出力部１４４はシステム運用者により入力された発進命令および発進中止命令を管理部１４３に出力し、管理部１４３は入出力部１４４からの出力に基づいて無人飛行機１１０の発進要否を判定する。
但し、管理部１４３はシステム運用者の入力を要さずに無人飛行機１１０の発進要否を判定してもよい。
例えば、災害検出装置１２０は地震警報システムから推定震度（災害規模を示す情報の一例）が通知され、通知された推定震度を災害検出信号１０１で管理装置１４０に通知する。管理装置１４０の管理部１４３は、災害検出信号１０１に示される推定震度が所定の震度（例えば、震度４）以上である場合に、無人飛行機１１０が災害地に向けて発進する必要があると判定する。

＜Ｓ１５１：発進処理＞
Ｓ１４０において発進要であった場合、無人飛行機１１０はカタパルト１３０を発進し、飛行経路情報に基づいて自律して所定の飛行経路を飛行し、災害地の上空に移動する。

具体的には、管理装置１４０の管理部１４３は発進命令信号を端子接続部１４２に出力し、端子接続部１４２は発進命令信号を信号ライン１０２を通じて無人飛行機１１０に出力する。
また、端子接続部１４２は端子格納命令を信号ライン１０２を通じてカタパルト１３０に出力する。そして、端子格納命令を受けたカタパルト１３０は、滑走路から突出しているカタパルト端子１３１を引っ込めて、滑走路下に格納する。
信号ライン１０２を通じて管理装置１４０から発進命令信号を入力した無人機計算機１１２は、動力ユニット１１１を動作させる。動力ユニット１１１（例えば、電動モーター）の動作により、機体はカタパルト１３０の滑走路上を走行し始めると共にプロペラが回転し、滑走路から離陸する。
また、離陸後、無人飛行機１１０の測位センサ１１５は測位情報を取得し、無人機計算機１１２は取得された測位情報に基づいて機体の位置、姿勢角および速度を算出する。そして、無人機計算機１１２は算出した情報に基づいて機体の姿勢角（飛行方向）および速度を制御し（操舵制御）、飛行経路情報により示される飛行経路に従って機体を飛行させる。また、算出された位置、姿勢角および速度を示す測位データは無人機記憶部１１９に記憶される。

＜Ｓ１５２：災害情報取得処理＞
災害地に到着した無人飛行機１１０は、飛行経路情報に基づく無人機計算機１１２の操舵制御により、災害地の上空を旋回する。そして、無人飛行機１１０のビデオカメラ１１６は上空から災害地を撮像し、無線通信機１１４はビデオカメラ１１６により取得された撮像データを地上の無線通信装置に無線送信する。また、撮像データは取得時刻に基づいて測位データと対応付けられて収集情報として無人機記憶部１１９に記憶される。
例えば、撮像データは、災害地の近くに設けられた救護センタに置かれたノート型ＰＣに無線送信される。

＜Ｓ１５３：帰還処理＞
災害地で撮像データを取得した無人飛行機１１０は、飛行経路情報に基づく無人機計算機１１２の操舵制御により、無人機運用システム１００のある場所に帰還する。
ここで、無人飛行機１１０がパラシュートを備えており、無人機計算機１１２が無人機運用システム１００の近辺でパラシュートを発出させ、無人飛行機１１０がパラシュートにより地上に降りてきてもよい。

＜Ｓ１６０：情報回収命令処理＞
帰還した無人飛行機１１０が再びカタパルト１３０上に配置されたとき、管理装置１４０は無人飛行機１１０に情報回収処理の実行を命令する情報回収処理命令信号を出力する。

具体的には、Ｓ１５３において帰還した無人飛行機１１０は再びカタパルト１３０上に配置され（このとき、カタパルト端子１３１は滑走路から出されているものとする）、管理装置１４０の端子接続部１４２は無人飛行機１１０の無人機端子１１３とカタパルト１３０のカタパルト端子１３１との接続を信号ライン１０２を通じて検出する。端子接続部１４２により無人飛行機１１０の配置が検出されたとき、管理部１４３は端子接続部１４２に情報回収処理命令信号を信号ライン１０２を通じて無人飛行機１１０へ出力させる。

＜Ｓ１７０：情報回収処理＞
Ｓ１６０において情報回収処理命令信号の入力があったとき、無人飛行機１１０は情報回収処理を実行する。

具体的には、Ｓ１６０において情報回収処理命令信号を受けた無人飛行機１１０の無人機計算機１１２は、無人機記憶部１１９に記憶されている収集情報（撮像データ、測位データ）を信号ライン１０２を通じて管理装置１４０に出力する。
管理装置１４０の端子接続部１４２は信号ライン１０２を通じて収集情報を入力し、入力した収集情報を管理装置記憶部１４９に記憶する。
管理装置１４０の入出力部１４４は管理装置記憶部１４９に記憶された収集情報を出力機器に出力する。

＜Ｓ１８０：保管前処理＞
情報回収処理（Ｓ１７０）の後およびＳ１４０において発進不要であった場合、無人飛行機１１０は保管前処理を実行する。

具体的には、管理装置１４０の管理部１４３は保管前処理命令信号を端子接続部１４２に出力し、端子接続部１４２は保管前処理命令信号を信号ライン１０２を通じて無人飛行機１１０に出力する。
保管前処理命令信号を受けた無人飛行機１１０の無人機計算機１１２は各機器を停止させると共に自らも停止する。
また、保管前処理命令信号を出力した端子接続部１４２または保管前処理命令信号をカタパルト端子１３１で検出したカタパルト１３０は、信号ライン１０２を通じて無人飛行機１１０に電力を供給する。そして、無人飛行機１１０の動力ユニット１１１は供給された電力によりバッテリーを所定量（例えば、満充電時の８０％〜９０％）まで充電する。

上記の災害情報取得方法により、災害発生時の無人飛行機１１０の出動を効率的に行うことができる。

例えば、ＭＥＭＳセンサ１１５ｂは出力が安定するまでにウォームアップが必要であり、また、長期間使用していなかったＧＰＳ受信機１１５ａは衛星捕捉処理に十数分の時間を要する。このため、これらを災害の検出と同時に実行することにより（Ｓ１３０：発進前処理）、出動が必要と判断された場合に無人飛行機１１０をすぐに発進させることができる。

また例えば、無人飛行機１１０が電動モーターを動力とする場合、使用されるバッテリーの種類によって差異はあるが、長期保管すると自己放電により充電された電力量が低下する。このため、災害の検出と同時に充電を行うことにより（Ｓ１３０：発進前処理）、出動が必要と判断された場合に無人飛行機１１０をすぐに発進させることができる。また、これにより、無人飛行機１１０を長時間、飛行させることができる。

また例えば、長期保管時には満充電状態から１〜２割程度放電した状態で保管する必要のあるリチウムポリマーバッテリーのようなバッテリーもある。このため、次の災害発生時に備えて待機するときにバッテリーを満充電より１〜２割程度少ない電力量（所定の充電量の一例）まで充放電することにより（Ｓ１８０：保管前処理）、バッテリー性能の劣化（例えば、満充電量の低下）を抑え、無人飛行機１１０を長時間、飛行させることができる。さらに、必要以上に充電を行わないため、省エネルギー化を実現することができる。

また例えば、撮像データと撮像時の無人飛行機１１０の位置・姿勢を示す測位データとを収集情報をして回収することにより、撮像データに映っている地域が詳細に特定でき、救助活動を適切に行うことができる。

実施の形態１において、以下のような無人機運用システム１００について説明した。

無人機運用システム１００は、地震などの災害が発生した際、震度計などから災害発生の情報を取得し、それと連動して外部接続端子（カタパルト端子１３１、無人機端子１１３）を介して無人飛行機１１０の発進準備（発信前処理）を開始することで、発進までの工程を効率化させる。
無人機運用システム１００は、発進準備が開始されると、動力系バッテリーへの充電を開始し、長い飛行時間を確保する。
無人機運用システム１００は、発進準備が開始されると、自律飛行用の無人機計算機１１２を起動し、測位センサ１１５の初期化処理を行うことで、発進指示までに発進準備を完了させる。
無人機運用システム１００は、ミッション（Ｓ１５１〜Ｓ１５３）終了後あるいは飛行中止時（発進不要時）、バッテリーを待機時の指定充電量まで充放電し、規定の待機状態（保管状態）に移る。

実施の形態１において、災害地に移動して情報を収集する機器は、無人飛行機１１０ではなくてもよい。例えば、無人飛行機１１０の代わりに、自律して移動する無人小型自動車や無人小型船舶が用いられてもよい。

また、災害地で収集される情報は、ビデオカメラ１１６で取得する撮像データに限らず、各種センサで取得する温度、湿度、有毒ガス密度などの情報であってもよい。

実施の形態１における無人機運用システム１００の機器構成図。 実施の形態１における無人飛行機１１０の機器構成図。 実施の形態１における管理装置１４０の機能構成図。 実施の形態１における管理装置１４０のハードウェア資源の一例を示す図。 実施の形態１における無人機運用システム１００の災害情報取得方法を示すフローチャート。

符号の説明

１００ 無人機運用システム、１０１ 災害検出信号、１０２ 信号ライン、１１０ 無人飛行機、１１１ 動力ユニット、１１２ 無人機計算機、１１３ 無人機端子、１１４ 無線通信機、１１５ 測位センサ、１１５ａ ＧＰＳ受信機、１１５ｂ ＭＥＭＳセンサ、１１５ｂ１ 加速度計、１１５ｂ２ ジャイロ、１１５ｂ３ 圧力計、１１６ ビデオカメラ、１１９ 無人機記憶部、１２０ 災害検出装置、１３０ カタパルト、１３１ カタパルト端子、１４０ 管理装置、１４１ 災害検出部、１４２ 端子接続部、１４３ 管理部、１４４ 入出力部、１４９ 管理装置記憶部、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群。

Claims (9)

1. 災害の発生を検出する災害検出部と、
   災害地に移動して災害情報を取得する災害情報取得機と接続する端子部と、
   前記災害検出部により災害の発生が検出されたとき、前記端子部を介して、前記災害情報取得機に対して災害地への移動に要する所定の移動前処理を実行させる命令信号を送信する管理部と
   を備えたことを特徴とする管理装置。
2. 前記災害情報取得機は、計測機器を備え、
   前記管理部は、
   前記災害情報取得機に前記移動前処理として前記計測機器を起動させる
   ことを特徴とする請求項１記載の管理装置。
3. 前記災害情報取得機は、測位情報を取得する測位センサを前記計測機器として備えて、前記測位情報に基づいて無人で飛行する無人飛行機であり、
   前記管理部は、
   前記無人飛行機に前記移動前処理として前記測位センサを起動させる
   ことを特徴とする請求項２記載の管理装置。
4. 前記無人飛行機は、災害地までの飛行経路を示す飛行経路情報に基づいて災害地まで飛行し、
   前記管理部は、
   前記無人飛行機に前記端子部を介して前記飛行経路情報を出力し、前記無人飛行機に前記移動前処理として前記飛行経路情報を記憶させる
   ことを特徴とする請求項３記載の管理装置。
5. 前記管理部は、
   前記災害情報取得機に前記移動前処理として充電させる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の管理装置。
6. 前記災害情報取得機は、災害地での災害情報の取得後、前記端子部に接続され、
   前記管理部は、
   災害情報を取得後の前記災害情報取得機に前記端子部を介して所定の充電量になるまで充放電させる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかに記載の管理装置。
7. 前記災害検出部は、
   災害の発生を検出すると共に発生した災害の規模を検出し、
   前記管理部は、
   前記災害検出部により検出された災害の規模が所定の規模以上である場合、前記移動前処理が終了したときに、前記災害情報取得機に災害地への移動を開始させる
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかに記載の管理装置。
8. 請求項１〜請求項７いずれかに記載の管理装置と、
   前記災害情報取得機を発進させるカタパルトと
   を備えたことを特徴とする災害情報取得システム。
9. 前記カタパルトは、
   前記災害情報取得機により前記移動前処理が行われている間、前記カタパルトから突出して前記災害情報取得機と接続し、前記移動前処理が終了したとき、前記災害情報取得機から離れて前記カタパルトに格納されるカタパルト端子を備え、
   前記管理装置は、
   前記カタパルト端子と接続し、前記カタパルト端子を介して前記災害情報取得機に対して前記移動前処理を実行させる命令信号を送信する
   ことを特徴とする請求項８記載の災害情報取得システム。

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