JP2019121056A - 情報処理装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無人航空機の移動速度を利用する場所に応じて抑制する仕組みを提供すること。【解決手段】移動体への操作命令をすることが可能な情報処理装置であって、前記移動体への移動命令を受付ける移動命令受付手段と、前記移動体の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段で取得した位置情報に応じた危険度を特定する危険度特定手段と、前記危険度特定手段によって特定された危険度に応じて、前記移動命令受付手段により移動する移動体の移動速度を抑制制御する速度抑制手段とを有する。【選択図】図６

Description

本発明は、情報処理装置、移動体、制御方法、およびプログラムに関する。

屋外でドローンを操作する際、例えば家屋が集中した人口密集地など、使用する場所によってドローンの移動速度を出しすぎると危険である。それに対しドローンの移動操作（同じ操作）に対する移動速度は一律である。ゆえに人口密集地などで操作に慣れていないドローン操縦者がドローンを操作した際、意図しない移動速度を出してしまった結果、家屋や人にドローンをぶつけてしまう危険がある。これに対応する技術として特許文献１には、空間の大きさによって移動速度を変える技術が提案されている。

特願２０１１−５１６０２７号公報

また、特許文献１では、空間の大きさにおって移動速度を変えているのであって、使用する場所（飛行位置）に応じたものではないので、例えば同じ大きさの空間であれば使用する場所に関わらず同じ速度で移動してしまい、例えば危険な場所であってもそれほど危険でない場所であっても、同じ操作であれば移動速度を異ならせることはできない。

そこで、本発明は、無人航空機の移動速度を利用する場所に応じて抑制する仕組みを提供することを目的とする。

移動体への操作命令をすることが可能な情報処理装置であって、前記移動体への移動命令を受付ける移動命令受付手段と、前記移動体の位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段で取得した位置情報に応じた危険度を特定する危険度特定手段と、前記危険度特定手段によって特定された危険度に応じて、前記移動命令受付手段により移動する移動体の移動速度を抑制制御する速度抑制手段とを有する。

無人航空機の移動速度を利用する場所に応じて抑制する仕組みを提供することが可能となる。

本発明の実施形態を示す情報処理システムのシステム構成の一例を示す図である。 本実施例の無人航空機１０１のハードウェア構成の一例を示す図である。 本実施例の操作指示装置１０２のハードウェア構成の一例を示す図である。 本実施例の操作指示装置１０２の機能構成の一例を示す図である。 本実施例のユーザ操作とドローンの動きの関連の一例を説明する図である。 本実施例の操作指示装置１０２のドローン制御設定の一例を示す図である。 本実施例の操作指示装置１０２のドローン操作処理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。

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、本発明の実施形態を示す情報処理システムのシステム構成の一例を示す図である。

本実施形態のシステムは、ドローン等の無人航空機（無人飛行体や無人飛行機とも言う）１０１の飛行に関する、ユーザ（操作者）２０１からの操作指示を、操作指示装置１０２を介して受け付けて、その操作内容を操作命令（動作命令）１０２として無人航空機１０１に送信するように構成されている。

無人航空機１０１は、ドローンや、無人飛行機、ＵＡＶとも呼ばれる無人航空機であり、プロポと呼ばれる操作指示装置１０２の指示に従って飛行する無人の航空機である。

無人航空機１０１（移動装置）は、複数の回転翼を動作させて飛行する。本実施例では、ドローンを無人航空機の適用例として説明するが、これに限ったものではなく、車やヘリコプター、無人運転する移動体などにも適用可能である。

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。

無人航空機１０１は、カメラを有し、カメラは、その撮影方向を可変させるため、カメラのレンズの向きを左右に動かすパン、上下に動かすチルト、そして、望遠にしたり広角にしたりするズームの機能を有し、遠隔地から操作（ＰＴＺ制御）できるようになっている。

また、この無人航空機１０１は、ＧＰＳ受信機を備えており、当該ＧＰＳ受信機によりＧＰＳ衛星からの信号を受信することで無人航空機１０１の現在位置の情報（緯度、経度）を取得することができる。

また、この無人航空機１０１は、電子コンパスなどのセンサ２６０を備えており、当該電子コンパスにより、無人航空機１０１が現在向いている方向を示す情報（向き情報とも言い、無人航空機１０１が現在向いている方位角、方角を示す情報である。）を取得することができる。

操作指示装置１０２は、操作部の操作を受け付けると、無人航空機１０１に、当該受け付けた操作内容の通りに飛行するように指示を送信して、無人航空機１０１は、当該指示を受信すると、当該指示の通りに飛行するようにプロペラ２１３を制御する。

次に、図２を用いて、図１に示した無人航空機１０１のハードウェア構成について説明する。

なお、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、無線ＬＡＮ用ＢＢユニット２３０、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。

無線ＬＡＮ用ＢＢユニット２３０は、無線ＬＡＮ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。無線ＬＡＮ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ＬＡＮ用ＲＦユニット２３１は、無線ＬＡＮを介して通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。無線ＬＡＮ用ＲＦユニット２３１は、無線ＬＡＮ用ＢＢユニット２３０から送出されたベースバンド信号を無線ＬＡＮ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、無線ＬＡＮ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。

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、電子コンパス、ＩＭＵ（コンパスやジャイロなどが入ってるセンサ）、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で撮影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、本実施例の操作指示装置１０２のハードウェア構成の一例を示す図である。

図３において、３０１はＣＰＵで、システムバス３０４に接続される各デバイスやコントローラを統括的に制御する。また、ＲＯＭ３０２あるいは外部メモリ３１１には、ＣＰＵ３０１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（以下、ＯＳ）や、ＰＣの実行する機能を実現するために必要な後述する各種プログラム等が記憶されている。

３０３はＲＡＭで、ＣＰＵ３０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。ＣＰＵ３０１は、処理の実行に際して必要なプログラム等をＲＯＭ３０２あるいは外部メモリ３１１からＲＡＭ３０３にロードして、ロードした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。

また、３０５は入力コントローラで、入力部３０９ａおよびセンサ部３０９ｂからの入力を制御する。入力部３０９ａは、ドローンから送信される各データや、操作指示装置１０２が備えるカメラからの信号（情報）、操作指示装置１０２が備えているＧＰＳ受信機からの信号（情報）など入力する部として機能する。また、入力部３０９ａは、タッチパネルのディスプレイ３１０からの入力を受け付ける部としても機能する。

センサ部３０９ｂは、操作指示装置１０２が備えている電子コンパスなどのセンサからの信号（情報）などを入力する部である。

なお、電子コンパスに加えて、ジャイロスコープ、加速度センサなどの姿勢情報を検知可能なセンサを搭載している場合は、それらのセンサを利用して姿勢情報を取得することも可能である。

また、入力部３０９ａはおよびセンサ部３０９ｂは、本実施例の示すように複数の部品から構成されるようになっていてもよいし、１つの部品から構成（その場合は入力部３０９として表現する）されても構わない。また、入力コントローラ３０５が、入力部３０９ａやセンサ部３０９ｂに対応して複数設けられるようにしても構わない。

３０６は、ビデオコントローラで、ディスプレイ３１０等の表示器への表示を制御する。

３０７はメモリコントローラで、ブートプログラム、各種のアプリケーション、フォントデータ、ユーザファイル、編集ファイル、各種データ等を記憶する外部記憶装置（ハードディスク（ＨＤ））や、フレキシブルディスク（ＦＤ）、或いはＰＣＭＣＩＡカードスロットにアダプタを介して接続されるコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリ（ＳＤカード等）等の外部メモリ３１１へのアクセスを制御する。

３０８は、通信Ｉ／Ｆコントローラで、ネットワークを介して外部機器と接続・通信するものであり、ネットワークでの通信制御処理を実行する。例えば、ＴＣＰ／ＩＰを用いた通信等が可能である。

本実施例では、通信Ｉ／Ｆコントローラ３０８を介して、無人航空機１０１に制御信号を送信可能になっている。この場合は、無人航空機１０１とネットワークを介して通信可能なプロトコルを利用して通信が行われる。

なお、ＣＰＵ３０１は、例えばＲＡＭ３０３内の表示情報用領域へアウトラインフォントの展開（ラスタライズ）処理を実行することにより、ディスプレイ３１０上での表示を可能としている。また、ＣＰＵ３０１は、ディスプレイ３１０上の不図示のマウスカーソル等でのユーザ指示を可能とする。

図４は、本実施例の移動撮像装置１０１の機能構成の一例を示す図である。

移動撮像装置１０１は、移動命令受信部４０１、位置情報検知部４０２、移動速度制御部４０３、移動速度管理部４０４の各機能を有する。

移動命令受信部４０１は、ユーザから移動装置１０２を通じて入力部３０９ａへの入力による操作を受け付ける。移動命令としては、上下左右の移動であったり、旋回であったり、上昇下降であったりするものである。

移動情報検知部４０２は、入力部３０９ａからＧＰＳを通じた位置情報を緯度経度の座標として受け付ける。

移動速度制御部４０３では、移動情報検知部で取得した位置情報と、後述する移動速度管理部４０４の危険度テーブル５００、地図情報テーブル５０５、速度決定テーブル５１０を照らし合わせ移動速度を決定する。

移動情報管理部４０４では、建物と人口密度と危険度を結び付けた危険度テーブル５００、ある緯度経度に対して人口密度および道路建物情報を記録した地図情報テーブル５０５、危険度と速度を関連付けた速度決定テーブル５１０を持つ。

図５は、本実施例の移動情報管理部４０４の構成の一例を示す図である。

危険度テーブル５００は道路建物情報５０２および人口密度５０３、それに紐づく危険度５０４を持ち、テーブルＩＤ５０１をキーに管理されている。

人口密度が高い、または空港付近など移動撮像装置１０１の速度を上げると危険と判断される位置については危険度が高く設定されている。

地図情報テーブル５０５は、緯度５０６、経度５０７、人口密度５０８、および道路建物情報５０９を持ち、危険度５０４を判断するために利用される。

例えば緯度５０６や経度５０７により、位置情報５０２を判定することができる。また、道路建物情報５０９に情報が記録されてる場合は、位置情報５０２が任意の建物上として判定される。図の例では、位置情報５０２が任意の建物上であり、人口密度が「１０９」であるので、危険度５０４は、テーブルＩＤ５０１「０３」に対応する「０４」と決定される。

速度決定テーブル５１０は危険度５１１に応じた速度抑制割合を持つ。１速〜５速は現在のドローンの移動速度を示し、複数のレベルで管理している。１速５１２は最大速度の２０％以内、２速５１３は最大速度の２０％を超え４０％以内、３速５１４は最大速度の４０％を超え６０％以内、４速５１５は最大速度の６０％を超え８０％以内、５速５１５は最大速度の８０％を超えたものに適用する。

例えば、最大速度を１００ｋｍ／ｈとすると、１速は２０ｋｍ／ｈ以内、２速は２０ｋｍ／ｈ〜４０ｋｍ／ｈ、３速は４０ｋｍ／ｈ〜６０ｋｍ／ｈ、４速は６０ｋｍ／ｈ〜８０ｋｍ／ｈ、５速は８０ｋｍ／ｈ以上となる。

危険度５１１が決定すると現在のドローンの移動速度に抑制割合を乗じたものに変更される。例えば、現在のドローンの移動速度が最高速度の５０％（３速）だとすると、危険度５１１が「０３」の空域を飛行した場合、ドローンの移動速度は最大速度５０％×５０％＝２５％に抑制される。また、危険度５１１が「０１」の場合、速度が５速の場合、抑制割合１００％乗じられるので速度は抑制されない。また危険度５１１が「０５」の場合は、全ての速度で１０％を乗じた速度に抑制される。
図６は、移動中の速度変更の例を示す図である。

比較的危険の無い危険度「０１」の道路上を４速の９０％で飛行していたが、建物上の領空である危険度「０４」に入ったため危険度が高まったことにより４速の４０％に抑制されている。

図７は、本実施例の操作指示装置１０２のドローン操作処理の一例を示すフローチャートである
ステップＳ７０１では移動撮像装置１０１の現在の抑制が無かった場合の速度情報を取得する。取得した速度により、１速５１２〜５速５１６に分類する。

ステップＳ７０２ではＧＰＳなどを用いて移動撮像装置の位置情報（緯度、経度）を取得する。

ステップＳ７０３では、速度をどの程度抑制するかを決定する。Ｓ７０２で取得した位置情報を元に、地図情報テーブル５０５より人口密度５０８、道路建物情報５０９を取得する。人口密度５０８および道路建物情報５０９と危険度テーブル５００の道路建物情報５０２および人口密度５０３を照らし合わせ、危険度５０４を決定（特定）する。

現在の速度と危険度５０４が決定したら速度決定テーブル５１０より速度抑制割合を求める。

ステップＳ７０４では求められた速度抑制割合により、速度出力レベルを変更する。実際の移動速度を現在の抑制が無かった場合の速度に速度抑制割合を乗じたものに変更する。

以上、一実施形態について示したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能である。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良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

また、上記各実施例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用してもよい。

また、本発明におけるプログラムは、本発明に示すフローチャートの処理方法をコンピュータが実行可能なプログラムであり、本発明の記憶媒体はコンピュータが実行可能なプログラムが記憶されている。なお、本発明におけるプログラムは各装置の処理方法ごとのプログラムであってもよい。

以上のように、前述した実施形態の機能を実現するプログラムを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムを読出し実行することによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

この場合、記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムを記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。

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、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、シリコンディスク、ソリッドステートドライブ等を用いることができる。

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り、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

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た後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用してもよい。また、本発明は、システムあるいは装置にプログラムを供給することによって達成される場合にも適応できることは言うまでもない。この場合、本発明を達成するためのプログラムを格納した記録媒体を該システムあるいは装置に読み出すことによって、そのシステムあるいは装置が、本発明の効果を享受することが可能となる。

さらに、本発明を達成するためのプログラムをネットワーク上のサーバ、データベース等から通信プログラムによりダウンロードして読み出すことによって、そのシステムあるいは装置が、本発明の効果を享受することが可能となる。

なお、上述した各実施形態およびその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形（各実施例の有機的な組合せを含む）が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。即ち、上述した各実施例及びその変形例を組み合わせた構成も全て本発明に含まれるものである。

１０１ 制御対象の移動撮像装置
１０２ 操作指示装置
１０３ 移動命令
２０１ ユーザ（操作者）

Claims (7)

1. 移動体への操作命令をすることが可能な情報処理装置であって、
   前記移動体への移動命令を受付ける移動命令受付手段と、
   前記移動体の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記位置情報取得手段で取得した位置情報に応じた危険度を特定する危険度特定手段と、
   前記危険度特定手段によって特定された危険度に応じて、前記移動命令により移動する移動体の移動速度を抑制制御する速度抑制手段と、
   を有することを特徴とする情報処理装置。
2. 前記位置情報取得手段で取得した位置情報に対応する人口密度を取得する人口密度取得手段を更に有し、
   前記危険度特定手段は、前記人口密度取得手段および前記移動体の位置情報に応じた危険度を特定することを特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
3. 前記速度抑制手段は、前記移動体の移動速度を複数レベルで管理しており、前記危険度および当該移動体の移動速度のレベルに応じて抑制する速度の割合を決定することを特徴とする請求項１または２記載の情報処理装置。
4. 移動命令を受付ける移動命令受付手段と、
   自身の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記位置情報取得手段で取得した位置情報に応じた危険度を特定する危険度特定手段と、
   前記危険度特定手段によって特定された危険度に応じて、前記移動命令受付手段により移動する移動速度を抑制制御する速度抑制手段と、
   を有することを特徴とする移動体。
5. 移動体への操作命令をすることが可能な情報処理装置の制御方法であって、
   前記移動体への移動命令を受付ける移動命令受付ステップと、
   前記移動体の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
   前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に応じた危険度を特定する危険度特定ステップと、
   前記危険度特定ステップによって特定された危険度に応じて、前記移動命令より移動する移動体の移動速度を抑制制御する速度抑制ステップと、
   を有することを特徴とする情報処理装置の制御方法。
6. 移動体の制御方法であって、
   移動命令を受付ける移動命令受付ステップと、
   自身の位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
   前記位置情報取得ステップで取得した位置情報に応じた危険度を特定する危険度特定ステップと、
   前記危険度特定ステップによって特定された危険度に応じて、前記移動命令により移動する移動速度を抑制制御する速度抑制ステップと、
   を有することを特徴とする移動体の制御方法。
7. 移動体への操作命令をすることが可能な情報処理装置で読み取り可能なプログラムであって、
   前記情報処理装置を、
   前記移動体への移動命令を受付ける移動命令受付手段と、
   前記移動体の位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記位置情報取得手段で取得した位置情報に応じた危険度を特定する危険度特定手段と、
   前記危険度特定手段によって特定された危険度に応じて、前記移動命令により移動する移動体の移動速度を抑制制御する速度抑制手段と、
   を有することを特徴とする情報処理装置として機能させるためのプログラム。

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