JP2017154545A - 無人航空機、その制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】遠隔操作端末のバッテリー残量が所定の条件を満たす場合に、他の遠隔操作端末で無人航空機を操作可能な仕組みを提供すること。【解決手段】遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う無人航空機は、無人航空機の通信先として設定されている遠隔操作端末のバッテリーの残量を取得する。取得したバッテリーの残量が所定の条件を満たす場合に、バッテリーの残量を取得した遠隔操作端末とは異なる遠隔操作端末からの接続を受け付ける。そして、接続を受け付けた遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う。【選択図】図７

Description

遠隔操作端末のバッテリー残量が所定の条件を満たす場合に、他の遠隔操作端末で無人航空機を操作可能な無人航空機、その制御方法、及びプログラムに関する。

従来、人が搭乗していない無人航空機が存在する。無人航空機は、大型なものから小型なものまで様々であるが、特に近年では遠隔操作可能な小型の無人航空機（通称：ドローン）が注目されている。

無人航空機は、クワッドコプターやマルチコプターとも呼ばれ、複数の回転翼を備えており、この回転翼の回転数を増減させることで、無人航空機の前進・後退・旋回・ホバリング等を行う。

こうした無人航空機は、プロポと呼ばれる遠隔操作端末からの動作指示に応じて動作する。遠隔操作端末はバッテリーを備えているが、バッテリーの残量がなくなってしまうと電源が切れてしまうため、無人航空機と間の通信ができなくなってしまう。すなわち、無人航空機が落下してしまう可能性がある。

そこで特許文献１には、複数の遠隔操作端末で無人航空機の操作を切り替える仕組みが開示されている。特に、特許文献１では操作の切り替えが行われたにも関わらず、操作者が気づかなかった場合であっても、無人航空機をホバリングさせておく仕組みが開示されている。

特開２００４−３５９０７１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の仕組みでは、遠隔操作端末のバッテリーの残量については考慮されていないため、操作者が操作の切り替えを行う前に、遠隔操作端末のバッテリー残量がなくなってしまい、操作できなくなってしまう可能性がある。すなわち、無人航空機に指示を送る遠隔操作端末がいなくなってしまうので、無人航空機が墜落したり、暴走したりする可能性がある。

また、無人航空機と遠隔操作端末とは１対１の関係になっている。複数の遠隔操作端末によって同時に操作されてしまうと無人航空機の飛行制御が安定せず、無人航空機が墜落してしまう可能性があるため、このような仕組みになっている。よって、無人航空機に対応づけられた遠隔操作端末のバッテリーが切れてしまうと、無人航空機に指示を与えるものがいなくなってしまうという問題もある。

本発明は、遠隔操作端末のバッテリー残量が所定の条件を満たす場合に、他の遠隔操作端末で無人航空機を操作可能な仕組みを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の無人航空機は、遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う無人航空機であって、前記遠隔操作端末のバッテリーの残量を取得する取得手段と、前記取得手段で取得したバッテリーの残量が所定の条件を満たす場合に、前記取得手段でバッテリーの残量を取得した遠隔操作端末とは異なる遠隔操作端末からの接続を受け付ける接続受付手段と、前記受付手段で接続を受け付けた遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う飛行制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、遠隔操作端末のバッテリー残量が所定の条件を満たす場合に、他の遠隔操作端末で無人航空機を操作可能となる。

本発明の実施形態における無人航空機制御システムのシステム構成の一例を示す図である。 無人航空機１０１のハードウェア構成の一例を示す図である。 無人航空機１０１の機能構成の一例を示す図である。 無人航空機１０１と、プロポ１０２または携帯端末１０３とを対応付けるための処理の流れの一例を示すフローチャートである。 各種データの一例を示す図である。 無人航空機１０１の飛行制御を行うための処理の流れの一例を示すフローチャートである。 無人航空機１０１の通信先のプロポ１０２または携帯端末１０３のバッテリー残量が低下した場合の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本実施形態における無人航空機制御システムのシステム構成を示す図である。本実施形態の無人航空機制御システムは、無人航空機１０１、プロポ１０２及び携帯端末１０３を含み、これらが特定の周波数帯による無線通信または移動体通信網等のネットワークを介して、相互にデータ通信可能に接続されている。尚、図１のシステム構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

無人航空機１０１は、プロポ１０２や携帯端末１０３により遠隔操縦が可能な無人の航空機である。プロポ１０２や携帯端末１０３からの指示に応じて、複数の回転翼を動作させて飛行する。この回転翼の回転数を増減させることで、無人航空機の前進・後退・旋回・ホバリング等を行う。尚、図１に示す無人航空機１０１の回転翼は４枚であるが、これに限らない。３枚であっても、６枚であっても、８枚であってもよい。

プロポ１０２は、無人航空機１０１を操縦するための送信機（遠隔操作端末）である。プロポーショナル・システム（比例制御システム）であるので、プロポ１０２が有する操作部の移動量に比例して、無人航空機１０１の回転翼の回転数を制御することができる。

携帯端末１０３は、スマートフォンやタブレット端末といった携帯可能な端末である。携帯端末１０３には、無人航空機１０１を操作するためのアプリケーションがインストール可能であり、このアプリケーションを起動して動作させることにより、プロポ１０２と同等の役割を果たす。すなわち、携帯端末１０３も無人航空機１０１を操縦するための送信機（遠隔操作端末）となる。携帯端末１０３も、プロポ１０２と同様に、プロポーショナル・システム（比例制御システム）であるので、携帯端末１０３が有するアプリケーションの操作部の移動量に比例して、無人航空機１０１の回転翼の回転数を制御することができる。尚、携帯端末１０３は携帯可能か否かを問わず、パーソナルコンピュータやサーバであってもよい。

図２は、無人航空機１０１のハードウェア構成を示す図である。尚、図２に示す無人航空機１０１のハードウェア構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

フライトコントローラ２００は無人航空機１０１の飛行制御を行うためのマイクロコントローラであり、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、周辺バスインタフェース２０４（以下、周辺バスＩ／Ｆ２０４という。）を備えている。

ＣＰＵ２０１は、システムバスに接続される各デバイスを統括的に制御する。また、ＲＯＭ２０２あるいは周辺バスＩ／Ｆ２０４に接続される外部メモリ２８０には、ＣＰＵ２０１の制御プログラムであるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）やオペレーティングシステムプログラムが記憶されている。

また外部メモリ２８０（記憶手段）には、無人航空機１０１の実行する機能を実現するために必要な各種プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ２０３（記憶手段）は、ＣＰＵ２０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。

ＣＰＵ２０１は、処理の実行に際して必要なプログラム等をＲＡＭ２０３にロードして、プログラムを実行することで各種動作を実現するものである。

周辺バスＩ／Ｆ２０４は、各種周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。周辺バスＩ／Ｆ２０４には、ＰＭＵ２１０、ＳＩＭアダプタ２２０、無線通信用ＢＢユニット２３０、移動体通信用ＢＢユニット２４０、ＧＰＳユニット２５０、センサ２６０、ＧＣＵ２７０、外部メモリ２８０が接続されている。

ＰＭＵ２１０はパワーマネジメントユニットであり、無人航空機１０１が備えるバッテリーからＥＳＣ２１１への電源供給を制御することができる。ＥＳＣ２１１は、エレクトロニックスピードコントローラであり、ＥＳＣ２１１に接続されるモータ２１２の回転数を制御することができる。ＥＳＣ２１１によってモータ２１２を回転させることで、モータ２１２に接続されるプロペラ２１３（回転翼）を回転させる。尚、ＥＳＣ２１１、モータ２１２、プロペラ２１３のセットは、プロペラ２１３の数に応じて複数備えられている。例えば、クアッドコプターであれば、プロペラ２１３の数は４枚であるので、このセットが４つ必要となる。

ＳＩＭアダプタ２２０は、ＳＩＭカード２２１を挿入するためのカードアダプタである。ＳＩＭカード２２１の種類は特に問わない。移動体通信網を提供する通信事業者に応じたＳＩＭカード２２１であればよい。

無線通信用ＢＢユニット２３０は、特定の周波数帯で無線通信を行うためのベースバンドユニットである。無線通信用ＢＢユニット２３０は、送信したいデータや信号からベースバンド信号を生成して変復調回路へ送出することができる。更に、受信したベースバンド信号から元のデータや信号を得ることができる。

また、無線通信用ＲＦユニット２３１は、特定の周波数帯で無線通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。無線通信用ＲＦユニット２３１は、無線通信用ＢＢユニット２３０から送出されたベースバンド信号を特定の周波数帯に変調してアンテナから送信することができる。更に、特定の周波数帯の信号を受信すると、これをベースバンド信号に復調することができる。

移動体通信用ＢＢユニット２４０は、移動体通信網を介して通信を行うためのベースバンドユニットである。移動体通信用ＢＢユニット２４０は、送信したいデータや信号からベースバンド信号を生成して変復調回路へ送出することができる。更に、受信したベースバンド信号から元のデータや信号を得ることができる。

また、移動体通信用ＲＦユニット２４１は、移動体通信網を介して通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。移動体通信用ＲＦユニット２４１は、移動体通信用ＢＢユニット２４０から送出されたベースバンド信号を移動体通信網の周波数帯に変調してアンテナから送信することができる。更に、移動体通信網の周波数帯の信号を受信すると、これをベースバンド信号に復調することができる。

本実施形態では、無線通信用ＢＢユニット２３０と移動体通信用ＢＢユニット２４０とを別のユニットとしているが、同一のユニットとしてもよい。同様に、無線通信用ＲＦユニット２３１と移動体通信用ＲＦユニット２４１とを同一のユニットにしてもよい。

ＧＰＳユニット２５０は、グローバルポジショニングシステムにより、無人航空機１０１の現在位置を取得することの可能な受信機である。ＧＰＳユニット２５０は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、現在位置を推定することができる。

センサ２６０は、無人航空機１０１の傾き、向き、速度や周りの環境を計測するためのセンサである。無人航空機１０１はセンサ２６０として、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ等を備えている。これらのセンサから取得したデータに基づいて、ＣＰＵ２０１が無人航空機１０１の姿勢や移動を制御する。

ＧＣＵ２７０はジンバルコントロールユニットであり、カメラ２７１とジンバル２７２の動作を制御するためのユニットである。無人航空機１０１が飛行することにより機体に振動が発生したり、機体が不安定になったりするため、カメラ２７１で撮像した際にブレが発生しないよう、ジンバル２７２によって無人航空機１０１の振動を吸収し水平を維持する。また、ジンバル２７２によってカメラ２７１の遠隔操作を行うことも可能である。

本発明の無人航空機１０１が後述する各種処理を実行するために用いられる各種プログラム等は外部メモリ２８０に記録されており、必要に応じてＲＡＭ２０３にロードされることによりＣＰＵ２０１によって実行されるものである。さらに、本発明に係わるプログラムが用いる定義ファイルや各種情報テーブルは外部メモリ２８０に格納されている。

図３は、無人航空機１０１の機能構成の一例を示す図である。尚、図３に示す無人航空機１０１の機能構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

無人航空機１０１は機能部として、飛行制御部３１１、無線通信制御部３１２、移動体通信制御部３１３、ＧＰＳ制御部３１４、センサ制御部３１５、撮像制御部３１６、バッテリー管理部３１７を備える。

飛行制御部３１１は、無人航空機１０１の飛行を制御するための機能部である。無人航空機１０１が備える複数の回転翼を、プロポ１０２からの指示に応じて回転させ、前進・後退・旋回・ホバリング等を行う。

無線通信制御部３１２は、プロポ１０２との間で特定の周波数帯で無線通信を行うための機能部である。無線通信制御部３１２は、無線通信用ＢＢユニット２３０及び無線通信用ＲＦユニット２３１を制御し、特定の周波数帯に変調して信号を送信、また特定の周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。更に、無人航空機１０１は、ソフトウェアによって自身を無線ＬＡＮのアクセスポイントとして機能させ、携帯端末１０３からの接続を受ける。本実施形態では、無人航空機１０１をアクセスポイントとするが、携帯端末１０３をアクセスポイントとする形態であってもよい。以下、ソフトウェアによって無線ＬＡＮのアクセスポイントとして動作する機能のことをソフトＡＰ機能と称する。

移動体通信制御部３１３は、プロポ１０２や携帯端末１０３との間で移動体通信網を介した通信を行うための機能部である。移動体通信制御部３１３は、移動体通信用ＢＢユニット２４０及び移動体通信用ＲＦユニット２４１を制御し、移動体通信網の周波数帯に変調して信号を送信、また移動体通信網の周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。

ＧＰＳ制御部３１４は、無人航空機１０１の現在位置を取得するための機能部である。ＧＰＳ制御部３１４は、ＧＰＳユニット２５０を制御してＧＰＳ衛星からの信号を受信し、無人航空機１０１の現在位置を推定する。

センサ制御部３１５は、センサ２６０で検出した情報を取得するための機能部である。無人航空機１０１が備える、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ等の各種センサが検出した情報を常時取得し、飛行制御部３１１の飛行制御に用いる。

撮像制御部３１６は、ＧＣＵ２７０を介してカメラ２７１に撮像動作を行わせ、画像データを得るための機能部である。プロポ１０２からの指示に応じてカメラ２７１で撮像を行い、生成された画像データを外部メモリ２８０等に記憶する。または、生成された画像データをプロポ１０２に送信してもよい。また、撮像制御部３１６は、プロポ１０２からの指示に応じて、ＧＣＵ２７０を介してジンバル２７２の動作制御を行い、カメラ２７１の撮像方向を制御することも可能である。

バッテリー管理部３１７は、無人航空機１０１が備えるバッテリーや、プロポ１０２及び携帯端末１０３がそれぞれ備えるバッテリーを管理するための機能部である。無人航空機１０１の通信先として設定されている遠隔操作端末（プロポ１０２または携帯端末１０３）から、遠隔操作端末のバッテリーの残量を取得し、この残量が閾値以下（または未満）であるか否かを判定する。また、バッテリー管理部３１７は、無人航空機１０１の電源のＯＮ／ＯＦＦを制御することも可能である。

図４は、無人航空機１０１と、プロポ１０２または携帯端末１０３とを対応付けるための処理の流れを示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

以下説明するＳ４０１乃至Ｓ４０６の各ステップは、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

まず、ユーザは使用する遠隔操作端末の準備を行う。プロポ１０２によって操作を行う場合には、プロポ１０２の電源をＯＮにし、プロポ１０２から特定の周波数帯の信号を発信しておく。携帯端末１０３によって操作を行う場合には、携帯端末１０３に前述したアプリケーションをインストールし、動作可能にしておく。無人航空機１０１のバッテリー管理部３１７は、無人航空機１０１のユーザからの操作によって無人航空機１０１の電源をＯＮにする。これに応じて外部メモリ２８０から所定のソフトウェアをＲＡＭ２０３にロードし、ステップＳ４０１以下を動作させる。

ステップＳ４０１では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、ソフトＡＰ機能を動作させる。これにより、無人航空機１０１を無線ＬＡＮのアクセスポイントとして動作させることができるので、携帯端末１０３は無線ＬＡＮを介して無人航空機１０１に接続することが可能となる。

ステップＳ４０２では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、あらかじめ無人航空機１０１とペアリングされたプロポ１０２からの信号を受信したか否かを判定する。無人航空機１０１とプロポ１０２とはあらかじめペアリングする（１対１で対応付けておく）ことができる。こうすることで、無人航空機１０１が他のプロポ１０２から操縦されないように抑止することができる。通信先としてペアリングされたプロポ１０２の情報は、図５に示すようにペアリング情報５００として外部メモリ２８０に記憶されている。プロポ１０２から発せられる信号には、ペアリング情報５００と同じ情報が含まれているので、この情報と外部メモリ２８０に記憶されたペアリング情報５００とを比較し、一致すれば、プロポ１０２からの信号を受信したと判定する。プロポ１０２からの信号を受信したと判定した場合には、ステップＳ４０３に処理を進める。プロポ１０２からの信号を受信したと判定しなかった場合、つまりプロポ１０２からの信号を受信していない場合には、ステップＳ４０４に処理を進める。

ステップＳ４０３では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、信号を受信したペアリング済みのプロポ１０２を無人航空機１０１の通信先として設定する。より具体的には、図５に示す通信先情報５１０の通信先端末５１１に「プロポ」を示す情報を格納する。通信先ＩＰアドレス５１２には何も格納しない（「ＮＵＬＬ」にしておく）。こうすることで、無人航空機１０１は、通信先として設定されたプロポ１０２からの指示だけを受け付けるようになる。設定が完了したら、本一連の処理を終了する。

通信先情報５１０は、無人航空機１０１の外部メモリ２８０に記憶される情報であり、通信先端末５１１と通信先ＩＰアドレス５１２を備える。通信先端末５１１は、通信先として設定された遠隔操作端末を示す情報が格納される項目である。通信先ＩＰアドレス５１２は、通信先端末５１１が携帯端末１０３である場合に、携帯端末１０３に割り振られたプライベートＩＰアドレスを示す情報が格納される項目である。尚、通信先情報５１０のデータ構成はあくまで一例であり、これに限らない。

ステップＳ４０４では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、ソフトＡＰ機能によって動作中のアクセスポイントに対して接続があったか否かを判定する。ステップＳ４０１で無線ＬＡＮのアクセスポイントを動作させた後、携帯端末１０３は、ユーザからの操作により、携帯端末１０３が検知した当該アクセスポイントに接続する。尚、ユーザからの操作があったか否かに関わらず、自動的に当該アクセスポイントに接続してもよい。アクセスポイントに対して接続があったと判定した場合には、ステップＳ４０５に処理を進める。アクセスポイントに対して接続があったと判定しなかった場合、つまりアクセスポイントに対して接続がなかった場合には、ステップＳ４０２に処理を戻す。すなわち、プロポ１０２または携帯端末１０３からの接続を受け付けるまで、ステップＳ４０２及びステップＳ４０４を繰り返し実行する。

ステップＳ４０５では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、ソフトＡＰ機能によって動作中のアクセスポイントに接続した携帯端末１０３を無人航空機１０１の通信先として設定する。より具体的には、通信先情報５１０の通信先端末５１１に「携帯端末」を示す情報を格納する。

そして、ステップＳ４０６では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、通信先として設定された携帯端末１０３のプライベートＩＰアドレスを示す情報を通信先ＩＰアドレス５１２に格納（登録）する。無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、アクセスポイントに接続した携帯端末１０３に対してプライベートＩＰアドレスを割り当てることが可能である。すなわち、無人航空機１０１がソフトＡＰ機能によりＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバとして動作するため、この機能を用いて、プライベートＩＰアドレスを携帯端末１０３に割り当てる。

より具体的には、図５のＩＰアドレス管理テーブル５２０に示すように、アクセスポイントに接続してきた携帯端末１０３のＭＡＣアドレスをＭＡＣアドレス５２１に格納する。そして、無人航空機１０１において一意なプライベートＩＰアドレスを発行し、プライベートＩＰアドレス５２２に発行されたものを格納する。このようにして、携帯端末１０３にプライベートＩＰアドレスを割り当てる。そして、割り当てられたプライベートＩＰアドレスを通信先ＩＰアドレス５１２に格納する。ステップＳ４０６が完了したら、本一連の処理を終了する。

ＩＰアドレス管理テーブル５２０は、無人航空機１０１の外部メモリ２８０に記憶され、ＭＡＣアドレス５２１とプライベートＩＰアドレス５２２とを備える。ＭＡＣアドレス５２１は、無人航空機１０１のアクセスポイントに接続してきた携帯端末１０３のＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを示す情報が格納される項目である。プライベートＩＰアドレス５２２は、無人航空機１０１のアクセスポイントに接続してきた携帯端末１０３に割り振られるプライベートＩＰアドレスを示す情報が格納される項目である。尚、ＩＰアドレス管理テーブル５２０のデータ構成はあくまで一例であり、これに限らない。

図６は、無人航空機１０１の飛行制御を行うための処理の流れを示すフローチャートである。尚、図６に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

以下説明するＳ６０１乃至Ｓ６０５の各ステップは、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

ステップＳ６０１では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、遠隔操作端末から送信された無人航空機１０１の操縦指示を受信する。そして、ステップＳ６０２では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、受信した操縦指示は、通信先として設定された遠隔操作端末からの指示であるか否かを判定する。すなわち、通信先端末５１１が示す遠隔操作端末からの指示であるか否かを判定する。

より具体的に説明する。受信した操縦指示が特定の周波数帯による無線通信である場合、通信先端末５１１が「プロポ」で、かつ操縦指示に含まれる信号にペアリング情報５００と一致する情報が含まれているのであれば、設定された遠隔操作端末からの指示であると判定する。また、受信した操縦指示が無線ＬＡＮを介した通信である場合、通信先端末５１１が「携帯端末」で、かつ操縦指示に含まれるプライベートＩＰアドレスと通信先ＩＰアドレス５１２とが一致するのであれば、設定された遠隔操作端末からの指示であると判定する。設定された通信先から操縦指示を受信したと判定した場合には、ステップＳ６０３に処理を進める。設定された通信先から操縦指示を受信していないと判定した場合、つまり設定されていない通信先から操縦指示を受信した場合、本一連の処理を終了する。

ステップＳ６０３では、無人航空機１０１の飛行制御部３１１は、ステップＳ６０１で受信した操縦指示によってこれから離陸するか否かを判定する。離陸するか否かの判定は、現在プロペラ２１３（モータ２１２であってもよい）が停止状態であり、これからプロペラ２１３を回転させる場合は離陸すると判定する。そうでない場合は、すでにプロペラ２１３が回転中である、つまり飛行中であると考えられるので、離陸ではないと判定する。離陸すると判定した場合には、ステップＳ６０４に処理を進める。離陸すると判定しなかった場合、つまり離陸ではない場合にはステップＳ６０５に処理を進める。

ステップＳ６０４では、無人航空機１０１の飛行制御部３１１は、ＧＰＳユニット２５０を用いて現在位置を取得し、これを離陸位置情報５３０に格納する。離陸位置情報５３０は、無人航空機１０１の外部メモリ２８０に記憶される情報であり、無人航空機１０１が離陸した位置を示す情報である。離陸位置情報５３０を保持しておくことで、後述するステップＳ７０９で着陸する際に用いることができる。

ステップＳ６０５では、無人航空機１０１の飛行制御部３１１は、ステップＳ６０１で受信した操縦指示に応じて、無人航空機１０１の飛行制御を行う。無人航空機１０１の飛行制御部３１１は、複数の回転翼を動作させて飛行する。この回転翼の回転数を増減させることで、無人航空機の前進・後退・旋回・ホバリング等を行う。

このように、あらかじめ通信先として設定された遠隔操作端末からの指示だけを受け付けるようにすることで、無人航空機１０１が複数の遠隔操作端末によって操縦されないように抑止することができる。

図７は、無人航空機１０１の通信先のプロポ１０２または携帯端末１０３のバッテリー残量が低下した場合の処理の流れを示すフローチャートである。尚、図７に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

以下説明するＳ７０１乃至Ｓ７１１の各ステップは、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

ステップＳ７０１では、無人航空機１０１のバッテリー管理部３１７は、無人航空機１０１に設定されている通信先の遠隔操作端末から、バッテリーの残量を示す情報（以下、バッテリー情報という。）を取得する（取得手段）。通信先がプロポ１０２であればプロポ１０２のバッテリー情報を取得し、通信先が携帯端末１０３であれば携帯端末１０３のバッテリー情報を取得する。

ステップＳ７０２では、無人航空機１０１のバッテリー管理部３１７は、ステップＳ７０１で取得したバッテリー情報が示すバッテリーの残量が、あらかじめ定められた閾値以下（または未満）であるか否かを判定する。すなわち、通信先として設定されている遠隔操作端末のバッテリーの残量が少なくなったか否かを判定するものである。判定の条件として設定する閾値は任意である。バッテリーの残量があらかじめ定められた閾値以下（または未満）であると判定した場合（所定の条件を満たす場合）には、ステップＳ７０３に処理を進める。バッテリーの残量があらかじめ定められた閾値以下（または未満）であると判定しなかった場合、つまりバッテリーの残量があらかじめ定められた閾値より多い（または以上である）場合には、ステップＳ７０１に処理を戻す。

本実施形態では、バッテリーの残量が少なくなった場合にステップＳ７０３以下を実行するが、バッテリーの残量がなくなった場合にステップＳ７０３以下を実行する形態も考えられる。この場合には、ステップＳ７０１でバッテリー情報が取得できないと思われるので、バッテリー情報が取得できなかった場合に、ステップＳ７０３に処理を進めるようにすればよい。

ステップＳ７０３では、無人航空機１０１の飛行制御部３１１は、無人航空機１０１がホバリングするように、プロペラ２１３の回転を制御する。後述するステップＳ７０６及びステップＳ７０７で新たな遠隔操作端末が通信先として設定するまで、またはステップＳ７０８で所定時間経過（タイムアウト）するまでホバリングしておく。すなわち、無人航空機１０１が墜落しないように制御する。

ステップＳ７０４では、無人航空機１０１の飛行制御部３１１は、通信先情報５１０が備える通信先端末５１１及び通信先ＩＰアドレス５１２に格納されている情報をクリア（初期化）する。こうすることで、通信先として設定されていた、バッテリー不足の遠隔操作端末からの操縦指示を受け付けないようにする。換言すれば、バッテリーの残量を取得した遠隔操作端末との接続を切断するということである。また、クリアする際に通信先ＩＰアドレス５１２にプライベートＩＰアドレスを示す情報が格納されているのであれば、これをＲＡＭ２０３に保持させた上でクリアする。

ステップＳ７０５では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、ソフトＡＰ機能によって動作中のアクセスポイントに対して、新たな携帯端末１０３からの接続があったか否かを判定する。新たな携帯端末１０３からの接続か否かは、ステップＳ７０４でＲＡＭ２０３に保持したプライベートＩＰアドレスを示す情報と、アクセスポイントに接続した携帯端末１０３に割り当てられたプライベートＩＰアドレスとを比較すればよい。これが異なるのであれば、バッテリーの残量を取得した携帯端末１０３とは異なる携帯端末からの接続を受け付けたと判断できる（接続受付手段）。つまり、バッテリーの残量が少ない携帯端末１０３から再度接続を受け付けたとしても、バッテリー切れによって無人航空機１０１が墜落してしまう可能性があることから、この端末からの接続は受け付けないようにしている。

アクセスポイントに対して接続があったと判定した場合には、ステップＳ７０６に処理を進める。アクセスポイントに対して接続があったと判定しなかった場合、つまりアクセスポイントに対して接続がなかった場合には、ステップＳ７０８に処理を進める。

ステップＳ７０６では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、ソフトＡＰ機能によって動作中のアクセスポイントに新たに接続した携帯端末１０３を無人航空機１０１の通信先として設定する。より具体的には、通信先情報５１０の通信先端末５１１に「携帯端末」を示す情報を格納する。

そして、ステップＳ７０７では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、通信先として新たに設定された携帯端末１０３のプライベートＩＰアドレスを示す情報を通信先ＩＰアドレス５１２に格納（登録）する。このようにして、元の通信先とは異なる携帯端末１０３を新たな通信先として設定する。以後、無人航空機１０１は、この携帯端末１０３からの操縦指示だけを受け付けるようになる（飛行制御手段）。設定が完了したら、ステップＳ７０１に処理を戻し、新たな通信先として設定された携帯端末１０３のバッテリーの残量を確認する。

一方、ステップＳ７０８では、無人航空機１０１の無線通信制御部３１２は、ステップＳ７０４で通信先情報をクリアしてから、またはステップＳ７０３で無人航空機１０１をホバリングさせてから、所定時間経過したか（タイムアウトしたか）否かを判定する。タイムアウトの時間は任意であり、あらかじめ設定しておく。こうした時間を設定しておくことにより、ユーザが他の携帯端末１０３を有していない場合に、無人航空機１０１を着陸させることができる。所定時間経過したと判定した場合には、ステップＳ７０９に処理を進める。所定時間経過したと判定していない場合、つまり所定時間経過していない（所定時間内である）場合には、ステップＳ７０５に処理を戻す。

ステップＳ７０９では、無人航空機１０１の飛行制御部３１１は、離陸位置情報５３０が示す位置の情報を取得し、この位置に向かって無人航空機１０１を移動するようプロペラ２１３を回転させる。そして、ＧＰＳユニット２５０を用いて取得した現在位置と離陸位置情報５３０が示す位置の情報とを比較し、離陸位置情報５３０が示す位置に到着したら、無人航空機１０１の高度を徐々に下げるようプロペラ２１３を回転させて着陸する。無人航空機１０１の高度は無人航空機１０１が備える気圧センサや超音波センサによって特定する。着陸したらプロペラ２１３の回転を停止する。

ステップＳ７１０では、無人航空機１０１の飛行制御部３１１は、離陸位置情報５３０をクリア（初期化）する。無人航空機１０１をユーザ自身が運んで別のところから離陸する可能性もあるため、一度ここで離陸位置情報５３０を初期化する。

ステップＳ７１１では、無人航空機１０１のバッテリー管理部３１７は、無人航空機１０１の電源をＯＦＦにする（電源を切る）。無人航空機１０１はどの遠隔操作端末とも対応付いていないため、予期せぬ無線信号を受信して暴走してしまう可能性がある。そのため、ステップＳ７１１では電源をＯＦＦにしている。ステップＳ７１１が完了したら、本一連の処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、遠隔操作端末のバッテリー残量が所定の条件を満たす場合に、他の遠隔操作端末で無人航空機を操作可能となる。

本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、１つの機器からなる装置に適用してもよい。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム或いは装置に直接、或いは遠隔から供給するものを含む。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合も本発明に含まれる。

したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現（実行可能と）するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどがある。また、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などもある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、若しくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。

また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、ダウンロードした鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。その他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

なお、前述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０１ 無人航空機
１０２ プロポ
１０３ 携帯端末

Claims (9)

1. 遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う無人航空機であって、
   前記遠隔操作端末のバッテリーの残量を取得する取得手段と、
   前記取得手段で取得したバッテリーの残量が所定の条件を満たす場合に、前記取得手段でバッテリーの残量を取得した遠隔操作端末とは異なる遠隔操作端末からの接続を受け付ける接続受付手段と、
   前記受付手段で接続を受け付けた遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う飛行制御手段と
   を備えることを特徴とする無人航空機。
2. 前記接続受付手段は、前記取得手段で取得したバッテリーの残量が所定の条件を満たす場合に、更に前記取得手段でバッテリーの残量を取得した遠隔操作端末との接続を切断すると共に、当該遠隔操作端末とは異なる遠隔操作端末からの接続を受け付けることを特徴とする請求項１に記載の無人航空機。
3. 前記接続受付手段は、前記取得手段で取得したバッテリーの残量が所定の条件を満たす場合に、前記取得手段でバッテリーの残量を取得した遠隔操作端末からの接続は受け付けないことを特徴とする請求項１または２に記載の無人航空機。
4. 前記飛行制御手段は、前記接続受付手段で接続を受け付けるまで前記無人航空機をホバリングさせることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無人航空機。
5. 前記飛行制御手段は、所定時間内に前記接続受付手段で接続を受け付けなかった場合に、前記無人航空機を着陸させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無人航空機。
6. 前記飛行制御手段は、所定時間内に前記接続受付手段で接続を受け付けなかった場合に、前記無人航空機を着陸させると共に、更に前記無人航空機の電源を切ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無人航空機。
7. 前記接続受付手段で接続を受け付ける遠隔操作端末は、前記無人航空機と通信可能な携帯端末であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無人航空機。
8. 遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う無人航空機の制御方法であって、
   前記無人航空機の取得手段が、前記遠隔操作端末のバッテリーの残量を取得する取得ステップと、
   前記無人航空機の接続受付手段が、前記取得ステップで取得したバッテリーの残量が所定の条件を満たす場合に、前記取得ステップでバッテリーの残量を取得した遠隔操作端末とは異なる遠隔操作端末からの接続を受け付ける接続受付ステップと、
   前記無人航空機の飛行制御手段が、前記受付ステップで接続を受け付けた遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う飛行制御ステップと
   を備えることを特徴とする無人航空機の制御方法。
9. 遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う無人航空機の制御方法を実行可能なプログラムであって、
   前記無人航空機を、
   前記遠隔操作端末のバッテリーの残量を取得する取得手段と、
   前記取得手段で取得したバッテリーの残量が所定の条件を満たす場合に、前記取得手段でバッテリーの残量を取得した遠隔操作端末とは異なる遠隔操作端末からの接続を受け付ける接続受付手段と、
   前記受付手段で接続を受け付けた遠隔操作端末からの指示に応じて飛行制御を行う飛行制御手段
   として機能させることを特徴とするプログラム。
   
   

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