JP2018055463A - 飛行ロボット制御システムおよび飛行ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】全ての飛行ルートを回りつつ、飛行中のバッテリ切れを極力防止する。【解決手段】飛行ロボットが飛行を開始すると（ＳＴ１）、飛行ロボット周囲の風速を判定し（ＳＴ２）、飛行ロボット周囲の風速に応じて第１の閾値を設定する（ＳＴ３）。計測されるバッテリ残量が第１の閾値以上であれば予め定められた飛行ルートまたはセンタ装置から通知された飛行ルートを飛行する通常モードに設定し（ＳＴ５）、バッテリ残量が第１の閾値未満であれば所定の充電可能な地点に帰還する帰還モードに設定する（ＳＴ６）。【選択図】図５

Description

本発明は、予め設定された飛行ルートを飛行する飛行ロボットと、この飛行ロボットの飛行を制御する飛行ロボット制御システムに関する。

従来、充電式バッテリを搭載した自律型の移動ロボットとして、例えば下記特許文献１に開示されるものが知られている。この特許文献１に開示される自律型の移動ロボットでは、バッテリ残量が第１の所定値以下になると、消費電力の少ない省電力モードに設定し、作業を継続しながら充電ステーションに移動する。また、バッテリ残量が第１の所定値より低い値に定められた第２の所定値以下になると、充電優先モードに設定し、直ちに充電ステーションに移動する。

このように、特許文献１には、移動ロボットのバッテリ残量を考慮して動作モードを設定することにより、充電ステーションに行き着くまでにバッテリ切れになることを防止する技術が開示されている。

特開２０００−０４７７２８号公報

ところで、ドローン等の小型飛行ロボットは、地上走行型のロボットと比較して移動可能な時間（バッテリの持ち）が短く、バッテリ残量を考慮して飛行制御を行うことは極めて重要である。

しかしながら、バッテリ消費量は、同じ経路をたどる場合であっても、その際の環境によって変動する。例えば、ドローンは風の影響を強く受け飛行ルートから外れたり、バランスを崩したりすることがある。こうした状況では、飛行ルートの再生成や姿勢の制御を行い、飛行を継続するが、これらの制御はドローンのバッテリを多く消費してしまう。

このように、通常時よりも多くのバッテリを消費してしまう場合、上述した特許文献１に開示される従来技術のように、動作モードの切替の基準となるバッテリ残量が固定されたものであると、所定の充電地点に辿り着くことができず、飛行中にバッテリ切れとなって飛行ロボットが墜落してしまう虞がある。

そこで、上記の問題を解消するため、予め動作モードの切替の基準となるバッテリ残量を高い値に設定すれば、飛行中のバッテリ切れの防止には繋がるが、飛行ルートを全てまわるのに十分なバッテリ残量が飛行ロボットにあるにもかかわらず、本来巡回すべき地点を省いて帰還してしまうという別の問題が生じてしまう。

本発明は、上記課題を解決しようとするものであり、バッテリ残量に余裕を持って飛行が行え、極力全ての飛行ルートを回りつつ、飛行中のバッテリ切れを極力防止することができる飛行ロボット制御システムおよび飛行ロボットを提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために、本発明に係る飛行ロボット制御システムは、バッテリ残量に応じて、動作モードを切替える飛行ロボットを制御する飛行ロボット制御システムにおいて、
前記飛行ロボットのバッテリ残量を計測する計測部と、
飛行ロボット周囲の風速を判定する判定部と、
前記バッテリ残量が第１の閾値以上であれば予め定められた飛行ルートまたはセンタ装置から通知された飛行ルートを飛行する通常モードに設定し、前記バッテリ残量が第１の閾値未満であれば所定の充電可能な地点に帰還する帰還モードに設定する設定部と、
を備え、
前記設定部は、前記第１の閾値を前記飛行ロボット周囲の風速に応じて設定することを特徴とする。

また、本発明に係る飛行ロボット制御システムは、前記設定部が、前記飛行ロボット周囲の風速が大きいほど前記第１の閾値を大きい値に設定してもよい。

さらに、本発明に係る飛行ロボット制御システムは、前記判定部が、前記飛行ロボットが所定速度以上で飛行している時間における飛行距離が短いほど風速が大きいと判定してもよい。

また、本発明に係る飛行ロボット制御システムは、前記設定部が、気流の安定度に応じて前記第１の閾値を設定してもよい。

さらに、本発明に係る飛行ロボット制御システムは、前記飛行ルートの所定の地点ごとに予め重要度を設定しておき、
前記設定部は、前記バッテリ残量が前記第１の閾値以上、かつ第２の閾値未満の場合に、消費電力の少ない省電力モードに設定するとともに、当該第２の閾値は、前記飛行ロボット周囲の風速または気流の安定度に応じて設定し、
前記省電力モードでは、重要度の高い地点を優先的に飛行してもよい。

また、本発明に係る飛行ロボットは、バッテリ残量に応じて、動作モードを切替える飛行ロボットにおいて、
前記飛行ロボットのバッテリ残量を計測する計測部と、
飛行ロボット周囲の風速を判定する判定部と、
前記バッテリ残量が第１の閾値以上であれば予め定められた飛行ルートまたはセンタ装置から通知された飛行ルートを飛行する通常モードに設定し、前記バッテリ残量が第１の閾値未満であれば所定の充電可能な地点に帰還する帰還モードに設定する設定部と、
を備え、
前記設定部は、前記第１の閾値を前記飛行ロボット周囲の風速に応じて設定することを特徴とする。

本発明の飛行ロボット制御システムおよび飛行ロボットによれば、飛行ロボットの飛行環境に応じた動作モードの設定が可能になり、飛行ロボットが全ての飛行ルートを回りつつ、飛行中にバッテリ切れとなってしまうことを極力防止できる。

本発明に係る飛行ロボット制御システムの概要を示すイメージ図であって、飛行ロボットが巡回する巡回経路を示す図である。 本発明に係る飛行ロボット制御システムの全体構成を示す模式図である。 本発明に係る飛行ロボットのブロック構成図である。 本発明に係る飛行ロボット制御システムにおける飛行制御装置のブロック構成図である。 本発明に係る飛行ロボット制御システムにおける動作モード設定時の動作フローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、図１〜５を参照しながら詳細に説明する。

［本発明の概要について］
本発明は、予め設定された飛行ルート（例えば、巡回スケジュールの巡回経路、任意に指定される移動目標位置に移動して警備情報を収集する飛行経路など）やセンタ装置から通知された飛行ルートを自律的に飛行する飛行ロボットと、この飛行ロボットの飛行を制御する飛行ロボット制御システムに関する。

本発明に係る飛行ロボットおよび飛行ロボット制御システムは、バッテリ残量に応じて動作モード（通常モード／帰還モード／省電力モードなど）を設定する際に、風の影響を考慮する、すなわち、風速に応じて動作モード設定時の閾値を動的にすることで、飛行途中でバッテリ切れとならないように適切に制御する機能を有する。

具体的には、風速が大きいほど閾値を大きく設定することでバッテリ残量に余裕をもって飛行を行えるようにする。これにより、風速が大きく、通常時よりもバッテリ消費量が増大してしまう場合であっても飛行中にバッテリ切れとなってしまうことを極力防止できる。

［飛行ロボット制御システムの構成について］
図１および図２に示すように、本実施の形態の飛行ロボット制御システム１は、上述した機能を実現するため、ロボポート２、飛行ロボット３、飛行制御装置４、センタ装置５によって構築される。この飛行ロボット制御システム１における飛行ロボット３は、図１において、例えばロボポート２（基準位置Ｐ０）→監視ポイントＰ１→監視ポイントＰ２→監視ポイントＰ３→監視ポイントＰ４→監視ポイントＰ５→ロボポート２（基準位置Ｐ０）の順番に巡回経路が決められた巡回番号１の巡回を行う場合、ロボポート２から離陸した後、Ｐ１→Ｐ２→Ｐ３→Ｐ４→Ｐ５の順番に移動して巡回し、監視ポイントＰ１〜Ｐ５の各エリアＥ１〜Ｅ５で警備情報（例えば撮影画像）を収集してロボポート２に帰還する。

尚、飛行ロボット３は巡回経路の移動中も警備情報を収集してもよい。飛行ロボット３が収集した警備情報は、飛行制御装置４を介してセンタ装置５に送信される。センタ装置５は、飛行ロボット３から飛行制御装置４を介して送信される警備情報をモニタに表示し、監視領域Ｅにおける巡回経路上や監視ポイントに異常が無いかの安全確認を行う。

［ロボポートの構成について］
ロボポート２は、飛行ロボット３の待機場所であり、飛行制御装置４からの指示を受け、飛行ロボット３の離陸や着陸を行うための設備を備える。また、ロボポート２は、飛行ロボット３が着陸するときに飛行ロボット３をポート内に収容する機構を備え、飛行ロボット３をポート内に収容したときに、飛行ロボット３に対して接触又は非接触にて給電を行う機能を有する。

［飛行ロボットの構成について］
飛行ロボット３は、図３に示すように、ロータ３１、ロータ駆動部３２、アンテナ３３、高度センサ３４、撮影部３５、記憶部３６、電源３７、ロボ制御部３８を含んで概略構成される。

ロータ３１は、例えば４つの回転体で構成され、飛行ロボット３の機体を上昇・下降・方向転換、前進などの飛行をするようにロータ駆動部３２によって駆動される。

ロータ駆動部３２は、飛行ロボット３の機体を上昇・下降・方向転換、前進などの飛行をするため、ロボ制御部３８の制御によりロータ３１の各回転体を駆動する。

アンテナ３３は、ロボット本体に設けられ、小電力無線、Ｗｉ−Ｆｉなどで、飛行制御装置４との間で無線通信を行う。

高度センサ３４は、ロボ制御部３８の制御により、気圧センサの気圧値や飛行ロボット３の機体から鉛直下方に投受光されるレーザなどにより飛行ロボット３の現在高度を計測する。

撮影部３５は、例えば撮像素子を用いたカメラで構成され、飛行ロボット３周囲（例えば前方や下方など）を撮影する。

記憶部３６は、飛行制御装置４から検知物体情報、障害物情報を一時記憶する。また、記憶部３６は、飛行ロボット３が飛行中のときに撮影部３５が撮影した画像を逐次記憶する。

電源３７は、例えばリチウムポリマー電池などの充電式電池などで構成され、飛行ロボット３の各部に必要な電力を供給する。

ロボ制御部３８は、飛行ロボット３の各部を統括制御するもので、撮影制御手段３８ａ、ロータ制御手段３８ｂ、姿勢制御手段３８ｃを含む。

撮影制御手段３８ａは、撮影部３５の撮影開始や終了、撮影部３５の撮影角度の制御、撮影部３５が撮影した画像を取得して飛行制御装置４へライブ画像を送信するなどの処理を行う。

ロータ制御手段３８ｂは、飛行制御装置４から受信して記憶部３６に一時記憶した障害物情報に応じて障害物を回避しつつ、ロータ駆動部３２を制御して飛行ロボット３の高度や速度を飛行制御装置４から指示された目標値になるように制御する。

姿勢制御手段３８ｃは、飛行ロボット３の飛行状態（向き、姿勢、加速度など）、現在位置、現在高度に基づいて飛行ロボット３の飛行中の姿勢を制御する。

そして、上記のように構成される飛行ロボット３は、飛行制御装置４から飛行指示を受けていない通常の状態ではロボポート２に待機しており、所定の時刻になると、予め設定された飛行ルートの情報またはセンタ装置５からの指示に基づいて、障害物を回避しながら自律的に飛行して撮影処理等を行う（巡回処理）。

また、飛行ロボット３は、物体検出センサ等の各種センサが異常を検知して飛行制御装置４に通報すると、飛行制御装置４からの指示により、予め記憶した監視区域Ｅ内の３次元の地理情報に基づいて障害物を回避しながら目標位置に向かって自律的に飛行し、目標位置近辺に障害物が無いと判断したときに撮影等を行うために下降制御する（異常対処処理）。

［飛行制御装置の構成について］
飛行制御装置４は、例えば監視領域Ｅ内の所定箇所や監視領域Ｅの近傍に設置され、飛行ロボット３の飛行を制御する。

また、飛行制御装置４は、利用者が操作する操作部を備え、この操作部にて利用者が監視区域Ｅの監視を開始又は解除するための操作を行うと、この操作に応じて監視区域Ｅの監視建物内外の監視状態を開始又は解除に設定する。この設定があると、それぞれ警備開始信号又は警備解除信号を物体検出センサに送信する。

さらに、飛行制御装置４は、監視状態が開始された状態において物体検出センサの検出信号等に基づき監視区域Ｅの異常を確定し、センタ装置５に異常信号を出力するとともに、飛行ロボット３に飛行指示を与える信号および検知物体情報、障害物情報を送信する。

飛行制御装置４は、図４に示すように、通信部４１、記憶部４２、制御部４３を備える。

通信部４１は、飛行ロボット３との間で例えば小電力無線やＷｉ−Ｆｉ通信などの無線通信を行い、飛行ロボット３から飛行状態情報としての位置（緯度、経度、高度）、速度等の情報を受信し、この受信した情報に応じた各種制御信号を飛行ロボット３に送信する。

また、通信部４１は、センタ装置５の監視卓５ａから飛行ロボット３の飛行指示を受信すると、この飛行指示に従った各種制御信号を飛行ロボット３に送信する。

さらに、通信部４１は、飛行ロボット３の撮影部３５が撮影した画像をインターネット等の広域ネットワーク（ＷＡＮ）上に構築された仮想専用ネットワーク（ＶＰＮ）を介してセンタ装置５に送信する。また、通信部４１は、物体検知センサから検知物体情報を受信する。

記憶部４２は、例えばＲＯＭ，ＲＡＭなどで構成され、飛行ロボット３が飛行する領域を緯度、経度、高度の３次元にて表現した飛行領域マップ、監視領域Ｅに関する各種情報である監視領域情報、飛行ロボット３と通信を行うためのデータや飛行ロボット３の飛行を制御するための各種パラメータ、ロボポート２の位置情報（緯度、経度情報）、監視領域Ｅ内における物体検知センサの種別および設置位置情報（緯度、経度情報）、飛行制御装置４の機能を実現するための各種プログラムが記憶されている。

制御部４３は、記憶部４２からソフトウェアモジュールを読み出し、ＣＰＵ等にて各処理を行い、各部を統括制御するものであり、飛行制御手段４３ａ、撮影制御手段４３ｂ、状態確認手段４３ｃ、風速判定手段４３ｄ、バッテリ残量計測手段４３ｅ、動作モード設定手段４３ｆを備える。

飛行制御手段４３ａは、通信部４１を介して飛行ロボット３から飛行状態情報、位置情報、高度情報を取得し、飛行ロボット３の目標位置Ｐ、速度などの飛行ロボット３の飛行に関わる制御信号を飛行ロボット３に通信部４１を介して送信し、飛行ロボット３の飛行を制御する。

撮影制御手段４３ｂは、飛行ロボット３の撮影部３５による撮影を制御するもので、通信部４１を介して飛行ロボット３から取得した現在位置に基づいて撮影許可信号（撮影禁止解除信号）又は撮影禁止信号を通信部４１を介して飛行ロボット３に送信する。

状態確認手段４３ｃは、飛行ロボット３の状態を確認するもので、飛行ロボット３がロボポート２に待機しているときに、定期的に飛行ロボット３の機能（充電状態を含む）が正常か否かを確認する。

風速判定手段４３ｄは、飛行ロボット３の飛行距離または飛行時間に対するバッテリの消費量から風速を推定したり、モータの回転数に応じた飛行距離から風速を推定し、飛行ロボット３周囲の風速を判定する。また、飛行ルート上またはその周辺に設置された風速計において計測した風速の情報を受信し、これを飛行ロボット３周囲の風速として判定してもよい。

バッテリ残量計測手段４３ｅは、飛行ロボット３のバッテリの残量を計測する。また、バッテリ残量計測手段４３ｅは、予めバッテリ残量に応じた飛行可能距離を記憶しておいたり、飛行距離とバッテリの消費量から、現在のバッテリ残量で飛行可能な距離を算出したりする。

動作モード設定手段４３ｆは、飛行ロボット３のバッテリ残量に応じて、動作モード（通常モード／省電力モード／帰還モードなど）を設定する。動作モードを設定する際のバッテリ残量は、飛行ロボット３周囲の風速に応じて設定する。動作モード設定手段４３ｆは、動作モードを設定すると、通信部４１を介して、動作モード設定信号を飛行ロボット３に送信する。

［センタ装置の構成について］
センタ装置５は、例えば警備会社などが運営する監視センタ等の施設内に設けられている。センタ装置５は、飛行ロボット３が撮影した映像を飛行制御装置４を介して受信し、受信した映像を表示する１又は複数のコンピュータからなる監視卓５ａを備える。センタ装置５の監視卓５ａは、各種機器を制御し、飛行制御装置４から受信した異常信号を記録するとともに、異常の情報をディスプレイに表示し、監視員が監視対象となる複数の監視区域Ｅを監視する。

また、監視員の判断によって監視卓５ａを操作することにより任意の場所に飛行ロボット３を向かわせる飛行指示（飛行ルート指示、目標位置や速度の指示、離陸指示、帰還指示、上昇指示など）を行うこともできる。

尚、上述した飛行ロボット制御システム１では、風速判定手段４３ｄ、バッテリ残量計測手段４３ｅ、動作モード設定手段４３ｆを飛行制御装置４に備えた構成として説明したが、これら風速判定手段４３ｄ、バッテリ残量計測手段４３ｅ、動作モード設定手段４３ｆを飛行ロボット３に備えた構成としてもよい。

［動作モードについて］
動作モードは、予め設定された飛行ルートまたはセンタ装置５から通知された飛行ルートを飛行する「通常モード」と、所定の充電可能な地点（ロボポート２など）に帰還するよう飛行する「帰還モード」とを有する。

動作モードの種類は、上述した「通常モード」と「帰還モード」の２つのみでもよいし、速度や高度を制御したり、特定の処理（撮影等）を行わないようにしたりすることで消費電力を低減した状態で飛行する「省電力モード」、強制的に現在地点で着陸させる「強制着陸モード」など、別のモードを付加して３つ以上の動作モードに細分化してもよい。

動作モードは、「通常モード」と「帰還モード」とを有する場合、飛行ロボット３のバッテリ残量が第１の閾値以上であれば「通常モード」に設定し、飛行ロボット３のバッテリ残量が第１の閾値未満であれば「帰還モード」に設定する。ここで、第１の閾値は、飛行ロボット３が自力で所定の充電地点（ロボポート２等の充電可能な地点）へ飛行可能な値とすることが好ましい。

また、動作モードが「通常モード」と「帰還モード」に加えて「省電力モード」を有する場合は、飛行ロボット３のバッテリ残量が第１の閾値以上、かつ第２の閾値未満であれば「省電力モード」に設定する。すなわち、動作モードは、飛行ロボット３のバッテリ残量と予め設定される閾値との比較に基づいて何れかのモードに設定される。

［動作モードの閾値の設定について］
第１の閾値は、飛行ロボット３が現在の飛行ルートの最終地点または所定の充電地点までバッテリ切れとならずに飛行できるような値に設定する。ここで、前述の通り、第１の閾値は、飛行ロボット３周囲の風速に応じて可変的に設定する。例えば、風速が大きい場合には、飛行ロボット３は飛行ルートの維持や姿勢制御のためにバッテリの消費量が通常時よりも増大するので、第１の閾値が通常時よりも大きい値となるよう設定する。これにより、バッテリに余裕をもって飛行ロボット３を飛行することが可能になるので、飛行中にバッテリ切れとなることを極力防止できる。第２の閾値においても、同様に、風速が大きい場合には、通常時よりも大きい値となるよう設定する。

また、第１の閾値および第２の閾値は、現在位置から現在の飛行ルートの最終地点または所定の充電地点までの距離に応じて設定することが好適である。具体的には、当該最終地点または所定地点までの距離が近いほどバッテリ残量の閾値を小さい値に設定し、距離が遠いほどバッテリ残量の閾値を大きい値に設定するよう調整する。さらに、閾値の設定において、バッテリの減少率（時間当たりのバッテリ消費量）を考慮し、バッテリの減少率が高いほど、閾値を大きい値に設定してもよい。また、これに限らず、異常対処時などで残り飛行距離が定まっていない場合などは、第１の閾値および第２の閾値を所定の値（例えば、通常時に５分間飛行するために必要となるバッテリ残量の値）にしておき、風速に応じて閾値を可変的にしても良い。また、第２の閾値は、飛行ロボット３周囲の風速または気流の安定度に応じて第１の閾値よりも大きい値に設定する。

尚、風速が大きいことの判断は、所定期間における最大風速で判断しても良いし、平均風速で判断してもよい。

また、所定以上の風速が所定時間以上継続（例えば、風速５ｍ／ｓが３秒以上継続）する場合には、飛行ロボット３の飛行が危険であるため、飛行中であればその場でホバリングまたは着陸したり、離陸前であれば離陸をキャンセルしたりするよう制御する。

さらに、風速が大きくない場合であっても、気流の安定度が低い場合には、飛行ロボット３がバランスを崩して姿勢制御のためにバッテリ消費量が増すため、気流の安定度が低いほど第１の閾値および第２の閾値を通常時よりも大きくなるように設定してもよい。これにより、気流が不安定で、通常時よりもバッテリ消費量が増大してしまう場合であっても飛行中にバッテリ切れとなってしまうことを極力防止できる。

さらに、動作モードを切替える際の閾値の設定には、風向きを考慮しても良い。具体的には、飛行ロボット３にとって追い風となる場合には、バッテリ消費量は通常時と比べて増大しない。一方、横風や、向かい風の場合は飛行ルート維持や姿勢制御のために通常時よりもバッテリ消費量が増大する。したがって、風速が大きい場合であっても、追い風の場合には、飛行ロボット３の飛行速度の制御を行うが、閾値の変更をしないようにしても良いし、風速が大きい場合でなくても、横風や向かい風が継続している場合には閾値を大きくなるように設定しても良い。

［風速の判定方法について］
飛行ロボット３または飛行制御装置４にて風速を判定する場合には、飛行ロボット３が所定速度以上で飛行している時間における飛行距離に応じて判定することができる。具体的には、飛行距離が短いほど風速が大きいと判定する。ここで、所定速度以上とは、飛行ロボット３がホバリングをしている際の速度よりも大きい速度とすることが好適である。また、飛行ロボット３の無風時におけるモータの回転数とこの場合における移動距離・移動速度の値とを予め測定しておき、風速判定手段４３ｄにて現時点のモータの回転数と実際の移動距離・移動速度の値とを求め、両者を比較することにより、現時点の風速を推測して飛行ロボット３周囲の風速を判定してもよい。さらにまた、所定期間において飛行ロボット３が飛行ルートから外れた回数が所定回数以上の場合には、風速が大きいと判定してもよい。これらの方法を用いて風速を判定する場合には、風速計を搭載しなくとも、飛行ロボット３周囲のおおよその風速を判定することができるため、飛行ロボットの軽量化につながりバッテリの消費量を抑えられる。

また、地面や壁面等に設置された固定型の複数の風速計を用い、飛行ロボット３の飛行ルートの各位置における風速を測定してもよい。この場合の風速計としては、プロペラ等の回転子を利用し、プロペラの回転数により風速を換算する機械式の風速計や、超音波方式やレーザードップラー方式などを利用した電気式の風速計など種々の風速計を用いることができる。風速計を用いて計測した風速や風向の情報は、小電力無線やＷｉ−Ｆｉ通信等により飛行制御装置４または飛行ロボット３に通知する。

さらに、飛行ロボット３自身が風速計を搭載してもよい。この場合、自らの移動速度などの移動制御に係る情報を考慮して風速計の出力を補正し、実際の風速に近い値を求めることが好適である。

［気流の安定度の判定方法について］
気流の安定度の判定は、短期間における、多様な方向への姿勢制御度合いで行う。姿勢制御の回数が多いほど、または／および、姿勢制御の方向が多いほど気流の安定度が低い、すなわち、気流が不安定であると判定する。この判定は、飛行ロボット３自身が行っても良いし、姿勢制御の情報（例えば、姿勢制御を行った回数など）を飛行ロボット３と飛行制御装置４との間で通信し、飛行制御装置４が行うようにしても良い。

［通常モードにおける制御について］
通常モードにおける制御では、予め設定されたルートで障害物を避けながら飛行ロボット３を飛行したり、監視ポイントや監視ポイント間の移動中に撮影を行ったりする。

［省電力モードにおける制御について］
省電力モードにおける制御では、速度や高度を制御したり、特定の動作（撮影）等を禁止したりすることで消費電力の低減をする。速度や高度の制御においては、距離当たり最も消費電力の少なくなる速度または高度を設定するようにしたり、急激に速度や高度を変更しないようにしたりする。また、飛行ルートにおける監視ポイント毎に、優先して監視すべき度合いに応じて重要度を設定しておき、重要度の高い地点を優先して監視するようにし、重要度の低い地点はスキップ（飛行ルートに含まないようにしたり、撮影等の特定の処理を行わないようにしたりするなど）する。例えば、重要度高、重要度中、重要度低のように重要度を設定しておき、重要度高の地点は優先的に飛行ルートに含まれるようにする。

今回スキップした地点は、次回の飛行では監視を行うようにするため、重要度を高く設定する。例えば、スキップされた重要度低の地点は次回の飛行の際に限り、重要度中に設定する。

これにより、バッテリ残量が少なく全ての地点を飛行（監視）できない状況であっても重要度の高い地点は極力漏れなく飛行できるとともに、同一地点を連続して飛行しなくなってしまうことを防止できる。

［帰還モードにおける制御について］
帰還モードにおける制御では、予め設定された飛行ルートによらず、所定の充電可能な地点（ロボポート２等）へ向け飛行する。なお、充電可能な地点が複数設けられている場合には、飛行ロボット３の現在位置から最も近い地点または最短で到達できる地点へ向け飛行することが好適である。

［動作モード設定時の動作について］
次に、飛行ロボット制御システム１による動作モード設定時の動作について図５のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、飛行ロボット３は、巡回時刻の到来やセンタ装置５からの指示等があると、ロボポート２から離陸し飛行を開始する（ＳＴ１）。

風速判定手段４３ｄは、飛行ロボット３が飛行を開始すると、飛行ロボット３周囲の風速を判定する（ＳＴ２）。

次に、動作モード設定手段４３ｆは、風速判定手段４３ｄにて判定した風速に基づいて第１の閾値を設定する（ＳＴ３）。

そして、バッテリ残量計測手段４３ｅは、計測した現在のバッテリ残量が、動作モード設定手段４３ｆにて設定した第１の閾値以上か否かを判定する（ＳＴ４）。

現在のバッテリ残量が第１の閾値以上であれば（ＳＴ４−Ｙｅｓ）、「通常モード」に設定し（ＳＴ５）、飛行ロボット３の飛行を継続する。そして、飛行ロボット３の飛行が終了したか否かを判定する（ＳＴ７）。飛行が終了したと判定すると（ＳＴ７−Ｙｅｓ）、動作モード設定を終了し、飛行が終了していないと判定すると（ＳＴ７−Ｎｏ）、ＳＴ２に戻って同様の処理を繰り返す。

また、現在のバッテリ残量が第１の閾値未満であれば（ＳＴ４−Ｎｏ）、「帰還モード」に設定し（ＳＴ６）、動作モード設定を終了する。

尚、上述した動作モード設定の説明では、動作モードの種類を「通常モード」と「帰還モード」の２種類としているが、これに限定されるものではない。すなわち、動作モードは、「通常モード」と「帰還モード」を少なくとも含み、例えば「省電力モード」、「強制着陸モード」、その他の別のモードを適宜付加することもできる。この場合、飛行ロボット３のバッテリ残量に応じて何れかのモードに設定される。

以上、本発明に係る飛行ロボット制御システムおよび飛行ロボットの最良の形態について説明したが、この形態による記述および図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例および運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

１ 飛行ロボット制御システム
２ ロボポート
３ 飛行ロボット
４ 飛行制御装置
５ センタ装置
５ａ 監視卓
３１ ロータ
３２ ロータ駆動部
３３ アンテナ
３４ 高度センサ
３５ 撮影部
３６ 記憶部
３７ 電源
３８ ロボ制御部
３８ａ 撮影制御手段
３８ｂ ロータ制御手段
３８ｃ 姿勢制御手段
４１ 通信部
４２ 記憶部
４３ 制御部
４３ａ 飛行制御手段
４３ｂ 撮影制御手段
４３ｃ 状態確認手段
４３ｄ 風速判定手段
４３ｅ バッテリ残量計測手段
４３ｆ 動作モード設定手段
Ｅ 監視領域
Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４，Ｅ５ エリア
Ｐ 目標位置
Ｐ０ 基準位置
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５ 監視ポイント

Claims (6)

1. バッテリ残量に応じて、動作モードを切替える飛行ロボットを制御する飛行ロボット制御システムにおいて、
   前記飛行ロボットのバッテリ残量を計測する計測部と、
   飛行ロボット周囲の風速を判定する判定部と、
   前記バッテリ残量が第１の閾値以上であれば予め定められた飛行ルートまたはセンタ装置から通知された飛行ルートを飛行する通常モードに設定し、前記バッテリ残量が第１の閾値未満であれば所定の充電可能な地点に帰還する帰還モードに設定する設定部と、
   を備え、
   前記設定部は、前記第１の閾値を前記飛行ロボット周囲の風速に応じて設定することを特徴とする飛行ロボット制御システム。
2. 前記設定部は、前記飛行ロボット周囲の風速が大きいほど前記第１の閾値を大きい値に設定する請求項１に記載の飛行ロボット制御システム。
3. 前記判定部は、前記飛行ロボットが所定速度以上で飛行している時間における飛行距離が短いほど風速が大きいと判定する請求項１または２に記載の飛行ロボット制御システム。
4. 前記設定部は、気流の安定度に応じて前記第１の閾値を設定する請求項１〜３の何れか一項に記載の飛行ロボット制御システム。
5. 前記飛行ルートの所定の地点ごとに予め重要度を設定しておき、
   前記設定部は、前記バッテリ残量が前記第１の閾値以上、かつ第２の閾値未満の場合に、消費電力の少ない省電力モードに設定するとともに、当該第２の閾値は、前記飛行ロボット周囲の風速または気流の安定度に応じて設定し、
   前記省電力モードでは、重要度の高い地点を優先的に飛行する請求項１〜４の何れか一項に記載の飛行ロボット制御システム。
6. バッテリ残量に応じて、動作モードを切替える飛行ロボットにおいて、
   前記飛行ロボットのバッテリ残量を計測する計測部と、
   飛行ロボット周囲の風速を判定する判定部と、
   前記バッテリ残量が第１の閾値以上であれば予め定められた飛行ルートまたはセンタ装置から通知された飛行ルートを飛行する通常モードに設定し、前記バッテリ残量が第１の閾値未満であれば所定の充電可能な地点に帰還する帰還モードに設定する設定部と、
   を備え、
   前記設定部は、前記第１の閾値を前記飛行ロボット周囲の風速に応じて設定することを特徴とする飛行ロボット。

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