JP2019026087A - 飛行管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】自律飛行ロボットを非常停止状態からより安全に復旧させることができる飛行管理システムを提供する。【解決手段】自律飛行ロボット１と、蓋を開閉して自律飛行ロボット１を格納できるロボポート１０４とを含む飛行管理システムにおいて、異常が検出された時に自律飛行ロボット１の飛行を禁止する非常停止状態とし、異常が検出されなくなった時に非常停止状態を解除して自律飛行ロボット１の飛行が可能な飛行許可状態とし、ロボポート１０４の蓋が閉められた状態でロボポート１０４内に自律飛行ロボット１が格納されている場合のみ非常停止状態を解除して飛行許可状態に移行させる。【選択図】図２

Description

本発明は、移動空間内を自律的に移動する自律移動ロボットの飛行を管理する飛行管理システムに関する。

従前より、自律飛行ロボットが何らかの異常状態となったとき、周囲への被害を与えないよう安全に着陸するための技術が知られている。

例えば、特許文献１には、強風などの影響によって自律飛行ロボットが移動可能空間内に位置していないと判定された場合や、外部装置との間で通信ができなくなった場合になどの異常状態となったとき、所定の着陸位置又は現在位置にて強制的に緊急着陸するよう飛行制御し、自律飛行を継続しないようにすることにより、第三者に対する安全性を保つ技術が開示されている。

特開２０１４−１２３３０６号公報

ところで、自律飛行ロボットは、自律的にロータの回転を制御して飛行するために緊急着陸後においても安全な状態を保つように構成することが必要である。そのため、自律飛行ロボットに異常が生じた場合、緊急着陸させるだけでなく自律飛行ロボットへの供給電力を遮断する。

一方、異常を復旧させる場合についても周囲の人の安全を確保できるようにすることが望まれる。例えば、異常が継続しているか否かを検査する場合、異常の原因を検査する場合、又は異常が修復されて正常状態に戻ったことを確認でき飛行を再開させる場合などにおいて、状態を確認しようとする作業員や様子を見に来た第三者など、自律飛行ロボットの周囲に居る人の安全を確保できるようにすることが望まれている。

そこで、本発明は、異常を検知して飛行を禁止した状態（非常停止状態）の自律飛行ロボットの復旧を周囲の安全を確保しつつ行えるようにすることを目的とする。

本発明の１つの態様は、自律飛行ロボットと、蓋を開閉して前記自律飛行ロボットを格納できるロボポートと、を含む飛行管理システムであって、前記自律飛行ロボットの異常が検出されたときに前記自律飛行ロボットの飛行を禁止する非常停止状態とし、異常が検出されなくなったときに前記非常停止状態を解除して前記自律飛行ロボットの飛行が可能な飛行許可状態とする状態管理部を備え、前記ロボポートの前記蓋が閉められた状態で前記ロボポート内に前記自律飛行ロボットが設置されている場合のみ前記非常停止状態を解除して前記飛行許可状態に移行させることを特徴とする飛行管理システムである。

また、前記状態管理部は、前記自律飛行ロボットに設けられ、復旧信号を受信すると前記非常停止状態を解除して前記飛行許可状態に移行させ、前記ロボポートは、前記蓋が閉められた状態で前記ロボポート内に前記自律飛行ロボットが設置されている場合のみ前記状態管理部へ前記復旧信号を送信する復旧制御部を備えることが好適である。

また、利用者からの入力操作を受け付ける操作部をさらに備え、前記復旧制御部は、前記操作部から所定の入力がなされない場合に前記復旧信号を送信しないことが好適である。

また、前記自律飛行ロボットは、バッテリから供給された電力でモータを駆動させることによって飛行し、前記非常停止状態では、前記バッテリから前記モータへの電力供給を遮断することにより飛行を禁止し、前記ロボポートは、前記自律飛行ロボットの前記バッテリへ電力を供給するための充電インターフェースをさらに有し、前記復旧信号として、前記充電インターフェースから電力を供給することが好適である。

また、前記自律飛行ロボットは、前記非常停止状態を解除したときに異常を検出しているか否かを検査し、検査の結果を前記ロボポートに送信する自己検査部をさらに備え、前記ロボポートは、前記自己検査部から異常がないことを示す検査の結果を受信したときに前記蓋を開くことが可能な状態とすることが好適である。

本発明によれば、非常停止状態からの復旧をより安全に行うことができる飛行管理システムを提供することができる。

本発明の実施の形態における自律移動ロボットの構成を示す図である。 本発明の実施の形態における飛行管理システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態における自律移動ロボットの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態におけるロボポートによる自律移動ロボットの格納の様子を説明する図である。 本発明の実施の形態におけるロボポートの構成を示す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態における復旧処理を示すフローチャートである。

本発明の実施の形態における自律飛行ロボット１は、図１の概観図に示すように、クアッドロータ型の小型無人ヘリコプタである。なお、本発明の適用範囲は、クアッドロータ型の小型無人ヘリコプタに限定されるものではなく、シングルロータ型の小型無人ヘリコプタについても同様に適用することができる。

自律飛行ロボット１は、図２のシステム構成図に示すように、外部の警備センタ１００、管理装置１０２、ロボポート１０４と通信し、空間（移動空間）内を自律的に飛行するように構成されている。自律飛行ロボット１は、例えば、監視空間内に侵入した人物（賊等）や車両等を目標対象物Ｍとして追跡する。自律飛行ロボット１は、目標対象物Ｍを撮像したり、目標対象物Ｍに対して音を発したり、発光による警告を行ったりするようにしてもよい。なお、目標対象物Ｍは、ロボポート１０４としてもよい。

警備センタ１００、管理装置１０２及びロボポート１０４は、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット等の情報通信網を介して情報伝達可能に接続される。また、自律飛行ロボット１と管理装置１０２は、無線通信等によって情報伝達可能に接続される。

警備センタ１００は、管理装置１０２を介して自律飛行ロボット１と通信を行い、自律飛行ロボット１によって撮像された目標対象物Ｍの撮像画像を受信する等の処理を行う。警備センタ１００は、撮像画像に対して画像処理を行い、警備センタ１００にて異常監視している管理者等（図示しない）に警告を発するような機能を備えていてもよい。また、管理装置１０２から目標対象物Ｍの位置（座標）に関する情報を受信し、当該目標対象物Ｍと自律飛行ロボット１によって撮像された撮像画像とを関連付けて管理するというような機能を備えてもよい。

管理装置１０２は、地面や壁面等に設置された固定型の目標対象物検出センサ１０６（１０６ａ，１０６ｂ・・・）を備え、目標対象物Ｍの位置を検知する。目標対象物検出センサ１０６は、例えば、レーザセンサとすることができる。レーザセンサは、一定の角度サンプル間隔の角度毎にレーザを二次元的にスキャンすることによって、地面（又は床面）から一定の高さの水平面における検知範囲内に存在する物体（障害物）との距離情報を極座標値として取得する。レーザセンサは、放射状にレーザ光である探査信号を走査し、物体に反射して戻ってきた探査信号を受信して、送信と受信の時間差から物体までの距離を算出し、レーザセンサの設置位置の座標及び探査信号を送信した方向と算出した距離から当該物体の位置の極座標値を求め、当該極座標値から３次元の直交座標値（Ｘ_t，Ｙ_t，Ｚ_t）を求める。管理装置１０２は、目標対象物検出センサ１０６によって求められた物体の位置を目標対象物Ｍの位置として自律飛行ロボット１へ送信する。自律飛行ロボット１は、目標対象物Ｍの位置を受信すると、後述するように、その位置に基づいて自らの移動経路を算出し、当該移動経路に沿って移動する。

なお、管理装置１０２は、レーザセンサの検知範囲が重複する領域に存在する目標対象物Ｍの同一性を検証することで複数のレーザセンサの検知範囲に渡る目標対象物Ｍの追跡を行う。すなわち、レーザセンサ１０６ａの検知範囲に存在していた目標対象物Ｍがレーザセンサ１０６ｂの検知範囲に移動したとしても、管理装置１０２は、当該目標対象物Ｍが同一の物体であると判定することができる。

ロボポート１０４は、蓋を開閉して自律飛行ロボット１を格納でき、自律飛行ロボット１に対するドックとしての機能を有する。ロボポート１０４は、自律飛行ロボット１に電力を供給してバッテリを充電させたり、自律飛行ロボット１が機体に異常を検知して非常停止状態となった場合に自己検査するための場所として使用したり、雨・雪・風やその他の物理的な悪影響から自律飛行ロボット１を保護するよう自律飛行を開始するまで格納しておくための場所として使用される。

まず、図１の概観図及び図３の機能ブロック図を参照して、自律飛行ロボット１の構成及び機能について説明する。

自律飛行ロボット１は、図１に示すように、４枚のロータ（プロペラ）２（２ａ〜２ｄ）を一平面上に有する。各ロータ２は、バッテリ９（図１には図示しない。図３を参照）により駆動されるモータ４（４ａ〜４ｄ）を用いて回転させられる。

撮像部３は、例えばレンズなどの光学系および所定画素（例えば６４０×４８０画素）のＣＣＤやＣＭＯＳなどの２次元アレイ素子を有する二次元イメージセンサで構成され、飛行空間の撮像画像を所定の時間間隔で取得するいわゆるカラーカメラである。暗視カメラ、熱画像カメラ、距離画像カメラなどであってもよい。撮像部３によって取得された撮像画像は後述する制御部７に出力され、制御部７により記憶部８に記憶されたり、後述する通信部１０を介して管理装置１０２に送信されたりする。

距離検出センサ５は、自律飛行ロボット１の周囲に存在する物体と自律飛行ロボット１との間の距離を検出し、センサ検出範囲内に存在する障害物の相対的な位置を取得するセンサである。例えば、距離検出センサ５としてマイクロ波センサや超音波センサとすることができる。距離検出センサ５は、例えば、自律飛行ロボット１の前方に向けて設け、障害物までの距離を測定するために用いることができる。また、距離検出センサ５は、例えば、自律飛行ロボット１の下部に下向きに設け、地面との距離（高度）を測定するために用いることもできる。

位置検出センサ６は、自律飛行ロボット１の現在位置を取得するためのセンサである。位置検出センサ６は、例えば、ＧＮＳＳ(Global Navigation Satellite System)等の航法衛星（人工衛星）から送信される電波（航法信号）を受信する。位置検出センサ６は、複数の航法衛星（人工衛星）から送信される航法信号を受信して制御部７へ入力する。なお、位置検出センサ６は、レーザスキャナ、ジャイロセンサ、電子コンパス、気圧センサ等の他のセンサを用いて既知の従来技術により自己位置を得るための情報を取得するものとしてもよい。

通信部１０は管理装置１０２との間で、例えば無線ＬＡＮや携帯電話回線等により無線通信するための通信モジュールである。本実施の形態では、撮像部３によって取得した撮像画像を通信部１０により管理装置１０２に送信し、当該撮像画像を管理装置１０２から警備センタ１００に送信することにより、警備員等が遠隔から侵入者を監視することを可能にする。また、通信部１０は、管理装置１０２やロボポート１０４へ後述する状態情報８３や状態検査結果を送信するために用いられる。

充電インターフェース（充電Ｉ／Ｆ）１１は、外部から電力供給を受けて、自律飛行ロボット１に内蔵されるバッテリ９に充電するためのインターフェースである。充電Ｉ／Ｆ１１へは、例えば、後述するロボポート１０４の充電Ｉ／Ｆ２６と接続されて当該充電Ｉ／Ｆ２６を介して電力が供給される。後述するように自律飛行ロボット１が「非常停止状態（飛行が禁止された状態）」にある場合、充電Ｉ／Ｆ１１を介してロボポート１０４からの電力供給を受けることによって異常が回復して復旧可能かどうかを自ら確認するための自己検査処理を開始する。すなわち、充電Ｉ／Ｆ１１からの電力供給は、復旧のための自己検査処理を開始することを自律飛行ロボット１に通知するための「復旧信号」として機能する。なお、本実施の形態では、充電Ｉ／Ｆ１１として接触型の充電端子を用いているが、これに限らず、外部から無線給電を受ける無線インターフェースを用いてもよい。

記憶部８は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の情報記憶装置である。記憶部８は、各種プログラムや各種データを記憶し、制御部７との間でこれらの情報を入出力する。各種データには、目標対象物位置８１、空間情報８２、状態情報８３、各種パラメータ８４等の制御部７の各処理に用いられる情報が含まれる。

目標対象物位置８１は、管理装置１０２から受信した目標対象物Ｍの位置情報（座標：Ｘ_t，Ｙ_t，Ｚ_t）である。制御部７は、通信部１０を介して目標対象物Ｍの位置を受信すると目標対象物位置８１として記憶部８に記憶させる。なお、管理装置１０２は、目標対象物Ｍの位置（座標：Ｘ_t，Ｙ_t，Ｚ_t）の時間変化に基づいて目標対象物Ｍの姿勢（例えば、目標対象物Ｍの正面方向を示した情報）を推定し、目標対象物位置８１として記憶してもよい。

空間情報８２は、飛行空間をボクセル空間として複数のボクセル（単位空間）に分割して飛行空間の障害物の構造等を表した情報であり、予め管理者等によって設定され記憶部８に記憶される情報である。本実施の形態では、飛行空間を所定単位の大きさ（例えば１５ｃｍ×１５ｃｍ×１５ｃｍ）のボクセルに等分割し、ボクセル毎に識別子であるボクセルＩＤと、飛行空間におけるボクセルの位置（座標）とを対応付けて空間情報８２として記憶する。

空間情報８２は、各ボクセルの属性を示す情報を含む。属性は、移動障害属性を含む。移動障害属性は、自律飛行ロボット１の移動の障害となるか否かを示した属性である。例えば、建造物等の障害物に位置するボクセルは、自律飛行ロボット１が移動できない空間として移動障害属性として設定される。また、障害物の近くに存在する空間に位置するボクセルについても、当該障害物に必要以上に接近しないよう移動障害属性として設定してもよい。このように、空間情報８２としてボクセルの位置と属性を用いることにより飛行空間に存在する障害物等の物体の位置や大きさ（形状）を表現することができる。

状態情報８３は、自律飛行ロボット１の状態を示す情報である。本実施の形態では、少なくとも、自律飛行ロボット１の飛行が許可された状態であることを示す「飛行許可状態」、飛行が禁止された状態であることを示す「非常停止状態」、自己検査処理を実施すべき状態であることを示す「自己検査状態」、及び自己検査処理の結果異常であることが判明したことを示す「異常状態」のいずれかの状態を示す情報を含むものとする。

各種パラメータ８４は、自律飛行ロボット１の制御や機能を発揮させるために必要な他のパラメータである。各種パラメータ８４は、撮像条件情報、離間条件、機能条件情報等を含んでよい。撮像条件情報は、撮像部３の視野を表す情報である。撮像条件情報として、撮像部３の俯角θ及び視野角φ等が記憶される。撮像条件情報は、撮像部３の特性及び設置角度等に基づいて管理者等によって適宜設定される。離間条件は、目標対象物Ｍに追従飛行するにあたって、自律飛行ロボット１と目標対象物Ｍとの維持すべき位置関係を示す情報である。離間条件は、自律飛行ロボット１の管理者等によって予め設定される。また、自律飛行ロボット１が撮像機能以外の機能を有する場合、当該機能を発揮するための機能条件情報と含めてもよい。機能条件情報は、当該機能が十分に発揮できる範囲を画定するための条件を含むものとする。例えば、目標対象物Ｍに対して音を発したり、発光による警告を行ったりする等の機能である場合、機能条件情報は、音や光が有効に到達する範囲を特定できる情報を含むものとする。

制御部７は、ＣＰＵ等を備えたコンピュータで構成され、位置推定処理、移動制御処理、状態管理処理及び自己検査処理を行う。すなわち、制御部７は、位置推定手段７１、移動制御手段７２、状態管理部７３、自己検査部７４として機能する。

位置推定手段７１は、位置検出センサ６の出力に基づいて、飛行空間における自律飛行ロボット１の現在位置（自己位置）を推定する位置推定処理を行う。具体的には、位置検出センサ６から得られた複数の航法衛星からの航法信号に基づいて既知の周知技術に基づいて推定した緯度・経度と、距離検出センサ５から得られた高度とから自己位置の座標（Ｘ_s，Ｙ_s，Ｚ_s）を計算する。さらに、電子コンパスやジャイロセンサなどの位置検出センサ６からの出力を受けて自己位置として姿勢ＹＡＷを求める。なお、自己位置の推定方法はこれに限定されるものではなく、他の方法を用いて自律飛行ロボット１の現在位置を推定してもよい。位置推定手段７１は、推定された自己位置（座標：Ｘ_s，Ｙ_s，Ｚ_s及び姿勢ＹＡＷ）と管理装置１０２から受信し記憶部８に目標対象物位置８１として記憶した目標対象物Ｍの位置（座標：Ｘ_t，Ｙ_t，Ｚ_t）を移動制御手段７２へ出力する。

移動制御手段７２は、自律飛行ロボット１の現在の飛行速度（ｖ_x，ｖ_y，ｖ_z，ｖ_yaw）を推定する処理を行う。例えば、位置推定手段７１にて推定した自己位置（座標：Ｘ_s，Ｙ_s，Ｚ_s及び姿勢ＹＡＷ）の時間変化から飛行速度を求める。この他にも、ＧＮＳＳにおけるドップラー効果を利用した速度推定方法を用いてもよい。また、移動制御手段７２は、位置推定手段７１で推定された自己位置及び目標対象物Ｍの位置と、記憶部８に記憶された各種情報とを用いて自律飛行ロボット１の移動経路を算出する処理を行う。

本実施の形態では、目標対象物Ｍの近傍に複数の移動候補位置を設定し、設定した複数の移動候補位置の内の一つを移動目標位置として設定し、自己位置から移動目標位置に至る移動経路を生成する。

移動候補位置の設定では、目標対象物位置８１と離間条件とに基づいて、目標対象物位置８１から離間条件として定められた離間距離及び離間高度だけ離れた周囲の領域に複数の移動候補位置を設定する。例えば、目標対象物Ｍを中心として離間条件を半径とした円周上に等角度の間隔で複数個の移動候補位置を設置する。次に、設定された移動候補位置のうち移動障害属性を有するボクセルに含まれる移動候補位置を除外する。移動目標位置の設定では、残った移動候補位置のうち撮像部３から目標対象物Ｍを撮像するために適した移動候補位置を移動目標位置として選択する。そして、設定された移動目標位置と、記憶部８に記憶された空間情報８２と、位置推定手段７１にて推定された自己位置と、を用いて自己位置と移動目標位置とを結ぶ自律飛行ロボット１の移動経路を算出する。

移動制御手段７２は、推定された飛行速度と、算出した移動経路と、位置推定手段７１にて推定された自己位置とを用いて、自律飛行ロボット１が設定された移動経路に沿って飛行するように経路追従制御を行う。具体的には、移動経路、自己位置及び飛行速度を用いて各時刻での飛行制御値である制御指令値を求め、当該制御指令値に基づいてモータ４を制御し、ロータ２の回転数を制御する。

状態管理部７３は、自律飛行ロボット１の現在状態を把握して状態情報８３を更新し、状態情報８３に応じて自律飛行ロボット１の飛行可否に関する制御を行う。具体的には、状態管理部７３は、自律飛行ロボット１の飛行制御に異常を検出したときに状態情報８３を飛行を禁止する「非常停止状態」とする。例えば、自律飛行ロボット１が所定の移動目標位置に移動するよう飛行制御しているにも関わらず、移動目標位置とは大きく異なる位置に移動してしまった場合や、突風などな外乱によって飛行禁止領域と設定された領域に移動してしまった場合に、状態管理部７３は、飛行制御に異常を検出したと判定し「非常停止状態」とし、飛行を禁止するように自律飛行ロボット１を制御する。ここで、飛行が禁止された状態とはロータ２が回転できない状態を意味する。例えば、「非常停止状態」ではバッテリ９からモータ４へ電力を供給しない状態とする。ただし、具体的な制御方法はこれに限定されるものではなく、例えば、「非常停止状態」では自律飛行ロボット１の移動を制御する回路基板への電力の供給を停止するようにしてもよい。また、状態管理部７３は、後述するロボポート１０４の復旧制御部３３から充電Ｉ／Ｆ１１を介して「復旧信号」を受信したときに状態情報８３における「非常停止状態」を解除する。具体的には、状態情報８３を「非常停止状態」から「自己検査状態」へと変更することにより「非常停止状態」を解除する。ここで、「非常停止状態」が解除され「自己検査状態」へと変更されるとロータ２が回転し得る状態となり、後述する自己検査部７４にて自己検査処理を行えるような状態となる。例えば、「復旧信号」を受信した場合、バッテリ９からモータ４へ電力を供給する状態とする。ただし、具体的な制御方法はこれに限定されるものではなく、例えば、自律飛行ロボット１の移動を制御する回路基板への電力の供給を戻してもよい。電力供給の制御によって飛行の可否を制御することで、より確実に安全性を確保できる。

自己検査部７４は、状態情報８３が「自己検査状態」であるとき、自律飛行ロボット１の異常が継続しているかについて自己検査する自己検査処理を行う。自己検査部７４は、自律飛行ロボット１の各部に設けられたセンサからの信号を受信し、自律飛行ロボット１が飛行してもよい程度に正常である「正常状態」であるか、飛行すべきではない程度に異常な「異常状態」であるかを判定して判定結果を状態検査結果として出力する。例えば、モータ４に回転速度センサを設けておき、自己検査処理の際、モータ４に対して所定の回転速度となるよう求めた制御指令値によってモータ４を回転させたとき、モータ４の回転速度が設定した回転速度と略一致している場合に「正常状態」とし、モータ４の回転速度が設定した回転速度よりも大きく異なっている場合に「異常状態」と判定する。自己検査部７４の構成は、これに限定されるものではなく、例えば、バッテリ９の出力電圧が異常上昇した場合や制御部７に異常が生じた場合に「異常状態」とする等としてもよい。自己検査部７４による状態検査結果は、制御部７に入力され、通信部１０を介して管理装置１０２及びロボポート１０４へ送信される。

次に、図４の概観図及び図５の機能ブロック図を参照して、ロボポート１０４の構成及び機能について説明する。なお、ロボポート１０４と管理装置１０２とは有線又は無線にて情報伝達可能に接続されているので、以下に説明するロボポート１０４の一部の構成及び機能を管理装置１０２に含めるような態様としてもよい。

ロボポート１０４は、蓋２０、蓋駆動部２１、蓋開閉センサ２２、設置検出センサ２３、操作部２４、通信部２５、充電インターフェース（充電Ｉ／Ｆ）２６及び制御部３０を含んで構成される。

蓋２０は、ロボポート１０４に設置された自律飛行ロボット１を覆うための部材である。蓋２０は、閉状態であるときに、復旧作業を行う作業員や様子を見に来た第三者などの自律飛行ロボット１の周囲に居る人（周囲人物）が少なくともロボポート１０４に搭載された自律飛行ロボット１の危険部位（例えば、ロータ２）に触れることができないような形状及びサイズとすることが好適である。また、閉状態であるときに、自律飛行ロボット１が自律飛行できないような形状及びサイズとすることが好適である。本実施の形態では、図４の例に示すように、ロボポート１０４に搭載された自律飛行ロボット１の全体を覆うことができる形状及び大きさとしている。なお、本実施の形態では、蓋２０の形状として図４の例に示すように、自律飛行ロボット１の全体を覆う密閉形状により格納できるものとしているが、これに限らず、柵や囲いなど周囲人物と自律飛行ロボット１とを物理的に隔離して格納できる形状であればよい。

図４（ａ）は、ロボポート１０４に自律飛行ロボット１を設置する際の様子を示す図である。自律飛行ロボット１をロボポート１０４の正しい位置に設置することで、後述の設置検出センサ２３によって正しい位置に設置されたことが検出される。また、後述の充電Ｉ／Ｆ２６から自律飛行ロボット１へ電力を供給できる状態となる。図４（ｂ）は、蓋２０を閉める際の様子を示す図である。図４（ｃ）は、蓋２０を完全に閉じた状態を示す図である。このように、蓋２０を完全に閉じることによって、周囲人物が自律飛行ロボット１に直接触れられないような状態にすることができる。

蓋駆動部２１は、蓋２０を駆動する構成要素である。蓋駆動部２１は、ロボポート１０４に搭載された自律飛行ロボット１を覆わない開状態と自律飛行ロボット１を覆う閉状態にするように蓋２０を駆動する。蓋駆動部２１は、制御部３０からの駆動制御信号に応じて、モータ等を用いて機械的に蓋２０の状態を変えるような構成とすることができる。ただし、蓋駆動部２１は、手動で蓋２０の状態を変えるような構成としてもよい。例えば、蓋駆動部２１をラッチ（留めがね）とし、蓋２０を開く場合にラッチを開くことによって重力で蓋を開くような構成としてもよい。

蓋開閉センサ２２は、蓋２０が開状態であるか、閉状態であるかを検出するセンサである。蓋開閉センサ２２は、蓋２０の開閉角度を検出するリミットスイッチにより構成することができる。蓋開閉センサ２２は、例えば、蓋２０の両方が閉まっていれば「蓋閉状態」、蓋２０の片側のみが閉まっていれば「蓋駆動中」、蓋２０の両方が開いていれば「蓋開状態」と判定し、当該状態情報を制御部３０へ出力する。

設置検出センサ２３は、ロボポート１０４に自律飛行ロボット１が設置されていることを検出するセンサである。設置検出センサ２３は、例えば、磁力によって自律飛行ロボット１がロボポート１０４に設置されていることを検出するマグネットセンサとすることができる。設置検出センサ２３は、ロボポート１０４に自律飛行ロボット１が正しく設置されていれば「設置状態」、設置されていなければ「非設置状態」と判定し、当該設置情報を制御部３０へ出力する。

操作部２４は、飛行管理システムの利用者である作業員やユーザからの指示の入力を受け付ける入力手段を備える。操作部２４は、少なくとも自律飛行ロボット１を「非常停止状態」から「自己検査状態」へ変更させ、自己検査処理によって復旧を可能とさせるための復旧操作を受け付けることができる構成を備える。操作部２４は、例えば、キーボードやマウス等とすることができる。なお、本実施の形態では、本発明における「操作部」をロボポート１０４が備えているが、これに限らず、警備センタ１００や管理装置１０２が備えてもよく、飛行管理システムの利用者にはセンタ員など作業員以外の復旧に係る人物が含まれ得る。

通信部２５は、警備センタ１００や自律飛行ロボット１と通信するための通信モジュールである。通信部２５は、例えば、警備センタ１００と通信するための有線通信手段と、自律飛行ロボット１と通信するための無線ＬＡＮや携帯電話回線等の無線通信手段とすることができる。本実施の形態では、通信部２５は、自律飛行ロボット１から状態検査結果（「異常なし」又は「異常状態」を示す情報）を受信するために用いられる。

充電Ｉ／Ｆ２６は、自律飛行ロボット１へ電力を供給するための手段を含む。充電Ｉ／Ｆ２６は、ロボポート１０４に自律飛行ロボット１が正しく設置されている状態において自律飛行ロボット１へ電力を供給する。自律飛行ロボット１では、充電Ｉ／Ｆ２６から供給された電力によりバッテリ９を充電することができる。

制御部３０は、ＣＰＵ等を備えたコンピュータで構成され、ロボポート１０４の機能を制御する処理を行う。具体的には、制御部３０は、蓋駆動部２１による蓋２０の開閉処理、充電Ｉ／Ｆ２６からの電力供給、通信部２５を介した自律飛行ロボット１への復旧信号の送信処理を行う。すなわち、制御部３０は、蓋開閉処理部３１、充電制御部３２及び復旧制御部３３として機能する。

蓋開閉処理部３１は、自律飛行ロボット１の自己検査部７４からの検査結果に応じて、蓋駆動部２１を用いた蓋２０の開閉制御を行う。具体的には、自己検査部７４の自己検査処理の検査結果が「異常状態」であった場合、蓋２０を開けることができないよう蓋駆動部２１を制御する。これにより、飛行制御に異常を検出したと判定し「非常停止状態」となっている自律飛行ロボット１の復旧のための操作（例えば、自己検査処理）を行う際に、周囲人物が自律飛行ロボット１に容易に触れられないような安全な状態にすることができるだけでなく、異常が継続している場合に勝手な自律飛行により飛び出さないようにすることができ、より安全な状態にすることができる。また、蓋開閉処理部３１は、自己検査部７４による自己検査処理の結果、異常が存在しないとして「飛行許可状態」となり、自律飛行ロボット１からその旨についての検査結果を受信した場合、蓋２０を開くことができるように蓋駆動部２１を制御する。例えば、自律飛行ロボット１から異常無しとする検査結果を受信している状態で、管理装置１０２から自律飛行ロボット１の出動命令を受信した時、蓋２０を開くよう蓋駆動部２１を制御する。これにより、自律飛行ロボット１が「飛行許可状態」のときに自律飛行ロボット１がロボポート１０４から飛行することが可能な状態とすることができる。

このように、自律飛行ロボット１が自ら飛行制御に異常を検知して「非常停止状態」となった場合、周囲人物が自律飛行ロボット１に容易に触れられないような安全な状態で自己検査処理を行うなどの復旧操作ができるだけでなく、自己検査処理の結果、正常な状態（飛行許可状態）であることが判明しない限り蓋２０を開くことができないため、周囲人物が自律飛行ロボット１に容易に触れられないような安全な状態を保つことができる。

なお、蓋開閉処理部３１は、操作部２４から蓋２０の開閉指示が入力された場合に指示に応じて蓋２０を開閉させるように蓋駆動部２１を制御するようにしてもよい。このとき、ロボポート１０４に設置された自律飛行ロボット１の状態情報８３が「異常状態」である場合、操作部２４から蓋２０を開く指示が入力されたとしても蓋２０を開かないようにすることが好適である。これにより、例えば自己検査処理を行った結果異常状態であることが判明した自律飛行ロボット１がロボポート１０４に設置されているときには、周囲人物により誤って蓋２０を開く指示が入力されても蓋２０が開かれることがなくなり、自律飛行ロボット１に容易に触れられないような安全な状態にすることができる。さらに、自己検査処理の検査結果が「異常状態」である場合、自律飛行ロボット１を「異常状態」からロータ２が回転しないことが保障されている状態である「非常停止状態」へと移行させてからでなければ、たとえ操作部２４又は管理装置１０２より蓋２０を開く指示が入力されたとしても蓋２０を開かないようにすることが好適である。これにより、自律飛行ロボット１が、異常状態のような危険な状態のままで、周囲人物に容易に触れられないようにすることができる。

復旧制御部３３は、ロボポート１０４に自律飛行ロボット１が正しく設置されており、ロボポート１０４の蓋２０が「蓋閉状態」であり、操作部２４から利用者による復旧操作の入力がなされた場合に、充電Ｉ／Ｆ２６から自律飛行ロボット１に電力を供給させることによって復旧信号を送信して自己検査処理を開始させるよう制御する。なお、利用者からの復旧操作の入力に際し、所定のパスワードなどによって入力した者が復旧資格を有する利用者であることを確認することが望ましい。これにより、復旧資格を有さない利用者によって勝手に復旧操作のための入力をなされることを制限することが可能となる。

また、操作部２４からの復旧操作の入力に代えて、又は、それに加えて、警備センタ１００から再稼働信号が入力された場合に自律飛行ロボット１に電力を供給させることによって、「復旧信号」を自律飛行ロボット１へ送信するようにしてもよい。また、充電Ｉ／Ｆ２６に代えて、ロボポート１０４の通信部２５や管理装置１０２から無線通信によって「復旧信号」を自律飛行ロボット１に送信してもよい。

以下、図６のフローチャートを参照して、異常箇所が修理された後に自律飛行ロボット１を復旧させる処理について説明する。

ステップＳ１０では、自律飛行ロボット１がロボポート１０４に設置されているか判定される。ロボポート１０４の設置検出センサ２３は、マグネットセンサ等によってロボポート１０４に自律飛行ロボット１が正しく設置されていれば「設置状態」であるとしてステップＳ１２に処理を移行させ、そうでなければ「非設置状態」であるとしてステップＳ１０の処理を繰り返す。

ステップＳ１２では、蓋２０が閉まっている状態であるか判定される。ロボポート１０４の蓋開閉センサ２２は、リミットセンサ等によって蓋２０が閉まっていれば「蓋閉状態」であるとしてステップＳ１４に処理を移行させ、そうでなければ「蓋開状態」又は「蓋駆動中」であるとしてステップＳ１０に処理を戻す。

ステップＳ１４では、復旧操作が行われたか判定される。操作部２４を用いて、利用者が自律飛行ロボット１に対して復旧操作を行った場合にはステップＳ１６に処理を移行させ、そうでなければステップＳ１０に処理を戻す。

ステップＳ１６では、「復旧信号」の送信処理が行われる。ロボポート１０４の復旧制御部３３は、充電Ｉ／Ｆ２６から電源供給を行うことによりロボポート１０４に「復旧信号」を送信する。これによって、「復旧信号」を受け取ったロボポート１０４の状態管理部７３は、自律飛行ロボット１の「非常停止状態」を解除して「自己検査状態」とする。例えば、バッテリ９からモータ４への電力供給が可能な状態とし、自己検査処理を行える状態とする。

ステップＳ１８では、自律飛行ロボット１から状態検査結果が受信されたか判定される。自律飛行ロボット１の自己検査部７４にて自律飛行ロボット１の状態が検査され、その状態検査結果がロボポート１０４へ送信され、当該状態検査結果がロボポート１０４にて受信されたならステップＳ２０に処理を移行させ、そうでなければステップ１８の処理を繰り返す。

ステップＳ２０では、自律飛行ロボット１が異常であるか判定される。ステップＳ１８にて受信された状態検査結果が「正常状態」であればステップＳ２２に処理を移行させ、「異常状態」であればステップＳ２４に処理を移行させる。

ステップＳ２２では、蓋開閉処理部３１による制御によって蓋駆動部２１を用いて蓋２０を開くことが許可される。ステップＳ２４では、蓋開閉処理部３１による制御によって蓋駆動部２１を用いて蓋２０を開くことが禁止される。

以上のように、本実施の形態における飛行管理システムによれば、自律飛行ロボット１の非常停止状態からの復旧をより安全に行うことができる。

１ 自律飛行ロボット、２（２ａ〜２ｄ） ロータ、３ 撮像部、４（４ａ〜４ｄ） モータ、５ 距離検出センサ、６ 位置検出センサ、７ 制御部、８ 記憶部、９ バッテリ、１０ 通信部、１１ 充電Ｉ／Ｆ、２０ 蓋、２１ 蓋駆動部、２２ 蓋開閉センサ、２３ 設置検出センサ、２４ 操作部、２５ 通信部、２６ 充電Ｉ／Ｆ、３０ 制御部、３１ 蓋開閉処理部、３２ 充電制御部、３３ 復旧制御部、７１ 位置推定手段、７２ 移動制御手段、７３ 状態管理部、７４ 自己検査部、８１ 目標対象物位置、８２ 空間情報、８３ 状態情報、８４ 各種パラメータ、１００ 警備センタ、１０２ 管理装置、１０４ ロボポート、１０６ 目標対象物検出センサ、１１０ 情報通信網。

Claims (5)

1. 自律飛行ロボットと、蓋を開閉して前記自律飛行ロボットを格納できるロボポートと、を含む飛行管理システムであって、
   前記自律飛行ロボットの異常が検出されたときに前記自律飛行ロボットの飛行を禁止する非常停止状態とし、異常が検出されなくなったときに前記非常停止状態を解除して前記自律飛行ロボットの飛行が可能な飛行許可状態とする状態管理部を備え、
   前記ロボポートの前記蓋が閉められた状態で前記ロボポート内に前記自律飛行ロボットが設置されている場合のみ前記非常停止状態を解除して前記飛行許可状態に移行させることを特徴とする飛行管理システム。
2. 請求項１に記載の飛行管理システムであって、
   前記状態管理部は、前記自律飛行ロボットに設けられ、復旧信号を受信すると前記非常停止状態を解除して前記飛行許可状態に移行させ、
   前記ロボポートは、前記蓋が閉められた状態で前記ロボポート内に前記自律飛行ロボットが設置されている場合のみ前記状態管理部へ前記復旧信号を送信する復旧制御部を備えることを特徴とする飛行管理システム。
3. 請求項２に記載の飛行管理システムであって、
   利用者からの入力操作を受け付ける操作部をさらに備え、
   前記復旧制御部は、前記操作部から所定の入力がなされない場合に前記復旧信号を送信しないことを特徴とする飛行管理システム。
4. 請求項２又は３に記載の飛行管理システムであって、
   前記自律飛行ロボットは、バッテリから供給された電力でモータを駆動させることによって飛行し、
   前記非常停止状態では、前記バッテリから前記モータへの電力供給を遮断することにより飛行を禁止し、
   前記ロボポートは、前記自律飛行ロボットの前記バッテリへ電力を供給するための充電インターフェースをさらに有し、
   前記復旧信号として、前記充電インターフェースから電力を供給することを特徴とする飛行管理システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の飛行管理システムであって、
   前記自律飛行ロボットは、前記非常停止状態を解除したときに異常を検出しているか否かを検査し、検査の結果を前記ロボポートに送信する自己検査部をさらに備え、
   前記ロボポートは、前記自己検査部から異常がないことを示す検査の結果を受信したときに前記蓋を開くことが可能な状態とすることを特徴とする飛行管理システム。