JP2019163992A - Data processing device, data processing method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データ処理装置、データ処理方法、およびプログラムに関し、例えば、無人航空機の航路を決定するためのデータ処理装置、データ処理方法、およびプログラムに関する。 The present invention relates to a data processing device, a data processing method, and a program, for example, a data processing device, a data processing method, and a program for determining a route of an unmanned aircraft.
近年、遠隔操作および自律飛行が可能な、人が搭乗しない航空機(無人航空機)の産業分野への実用化が検討されている。 In recent years, the practical application to the industrial field of an aircraft (unmanned aerial vehicle) that is capable of remote control and autonomous flight and is not boarded by humans has been studied.
無人航空機(所謂ドローン)の飛行開始位置から飛行終了位置までの飛行すべき経路(フライトプラン)を決定するための支援装置として、UTM(Unmanned Traffic Management)が知られている。 UTM (Unmanned Traffic Management) is known as a support device for determining a route (flight plan) to fly from a flight start position to a flight end position of an unmanned aerial vehicle (so-called drone).
UTMは、無人航空機の飛行前の管理機能として、機体情報、管理者、およびフライトプランを登録する機能や、事前に登録された障害物、有人航空機の飛行情報、および法律に基づく規制情報との照合によるフライトプランの妥当性判定機能等がある。また、UTMは、無人航空機の飛行中の管理機能として、管理対象の無人航空機の位置情報(緯度、経度、および高度)やバッテリー残量等のステータス情報を地図情報ととともに表示する機能がある。更に、UTMは、管理対象の無人航空機の飛行に関するログを管理する機能がある。 UTM is a pre-flight management function for unmanned aerial vehicles, with functions for registering aircraft information, managers, and flight plans, pre-registered obstacles, flight information for manned aircraft, and regulatory information based on laws. There is a function for determining the validity of a flight plan by collation. The UTM has a function of displaying status information (latitude, longitude, and altitude) of the unmanned aircraft to be managed and status information such as a battery remaining amount together with map information as a management function during the flight of the unmanned aircraft. Furthermore, the UTM has a function of managing logs related to the flight of unmanned aircraft to be managed.
一般に、無人航空機のフライトプランは、無人航空機の航行の基準となる位置を示すウェイポイントを複数組み合わせた情報によって管理されている。ここで、ウェイポイントには、緯度、経度、および高度の位置情報が含まれる。 In general, a flight plan of an unmanned aerial vehicle is managed by information obtained by combining a plurality of waypoints indicating positions serving as a reference for navigation of the unmanned aerial vehicle. Here, the waypoint includes position information of latitude, longitude, and altitude.
従来のUTMにおいて、ウェイポイントは、人手作業によって決定することが一般的であった。例えば、無人航空機を操作する管理者が、インターネットの気象情報、無人航空機の機体の仕様情報、および無人航空機のバッテリの残量情報等を考慮して、人手作業によってウェイポイントを設定し、フライトプランを決定していた。そのため、従来のUTMでは、フライトプランの決定に手間がかかるという課題があった。 In conventional UTM, waypoints are generally determined manually. For example, an administrator who operates an unmanned aerial vehicle manually sets waypoints by taking into account weather information on the Internet, aircraft unmanned aircraft aircraft specification information, unmanned aircraft battery remaining information, etc. Had decided. Therefore, the conventional UTM has a problem that it takes time to determine a flight plan.
また、上述のように決定したフライトプランを無人航空機に設定して自律飛行を開始した後に、急な天候の悪化や障害物の接近等の異常事態が発生した場合、無人航空機を緊急着陸させる等の対応が必要となる。しかしながら、従来は、異常事態発生時の対応が自動化されていないため、管理者が送信機(プロポ)を介して無人航空機を操作して自律飛行を停止させ、安全な場所に緊急着陸させる等の対応を行う必要があり、管理者の負担が大きかった。特に、複数の無人航空機を制御する場合、多大な労力を要していた。 Also, after setting the flight plan determined as above to an unmanned aerial vehicle and starting autonomous flight, if an abnormal situation such as sudden weather deterioration or approaching an obstacle occurs, the unmanned aircraft will be landed urgently, etc. Is necessary. However, since the response to abnormal situations has not been automated in the past, an administrator can operate an unmanned aerial vehicle via a transmitter (propo) to stop autonomous flight and make an emergency landing at a safe location. It was necessary to take action, and the burden on the administrator was great. In particular, when a plurality of unmanned aircraft are controlled, a great amount of labor is required.
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、無人航空機のフライトプランの決定作業および異常事態の発生時において、無人航空機の管理者の負担を軽減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the burden on the unmanned aerial vehicle administrator when an unmanned aircraft flight plan is determined and an abnormal situation occurs.
本発明の代表的な実施の形態に係るデータ処理装置(1)は、管理対象の無人航空機(2)の機体に関する情報(402)と、前記無人航空機の航行の基準となる位置を示す複数のウェイポイント(401)とを記憶する記憶部(14)と、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報(407,408,409)を取得する情報取得部(15)と、前記情報取得部によって取得した前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記機体に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記ウェイポイントとに基づいて、前記ウェイポイント間を結ぶウェイポイント間経路のうち前記無人航空機が飛行可能な有効ウェイポイント間経路(412)を抽出する有効ウェイポイント間経路抽出部(111)と、前記有効ウェイポイント間経路抽出部によって抽出された前記有効ウェイポイント間経路に基づいて、飛行開始位置から飛行終了位置までの飛行すべき経路を示すフライトプラン(413)を算出するフライトプラン算出部(112)と、前記フライトプラン算出部によって算出された前記フライトプランを、前記無人航空機に設定する通信部(12)とを有することを特徴とする。 A data processing apparatus (1) according to a representative embodiment of the present invention includes a plurality of information (402) relating to a fuselage of an unmanned aerial vehicle (2) to be managed and a position serving as a reference for navigation of the unmanned aircraft A storage unit (14) for storing the waypoint (401), an information acquisition unit (15) for acquiring information (407, 408, 409) on the situation around the waypoint, and the information acquired by the information acquisition unit Based on the information about the situation around the waypoints, the information on the aircraft stored in the storage unit, and the waypoints stored in the storage unit, among the inter-waypoint paths connecting the waypoints An effective waypoint route extraction unit (111) that extracts an effective waypoint route (412) on which the unmanned aircraft can fly; A flight plan calculation unit (112) that calculates a flight plan (413) indicating a route to fly from a flight start position to a flight end position based on the route between effective waypoints extracted by the point-to-point route extraction unit; And a communication unit (12) for setting the flight plan calculated by the flight plan calculation unit to the unmanned aerial vehicle.
本発明に係るデータ処理装置によれば、無人航空機のフライトプランの決定作業および異常事態の発生時において、無人航空機の管理者の負担を軽減することが可能となる。 According to the data processing device of the present invention, it is possible to reduce the burden on the unmanned aerial vehicle administrator when an unmanned aircraft flight plan is determined and an abnormal situation occurs.
1.実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。なお、以下の説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の参照符号を、括弧を付して記載している。
1. First, an outline of a typical embodiment of the invention disclosed in the present application will be described. In the following description, as an example, reference numerals on the drawings corresponding to constituent elements of the invention are shown in parentheses.
〔1〕本発明の代表的な実施の形態に係るデータ処理装置(1)は、管理対象の無人航空機(2)の機体に関する情報(402)と、前記無人航空機の航行の基準となる位置を示す複数のウェイポイント(401)とを記憶する記憶部(14)と、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報(407,408,409)を取得する情報取得部(15)と、前記情報取得部によって取得した前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記機体に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記ウェイポイントとに基づいて、前記ウェイポイント間を結ぶウェイポイント間経路のうち前記無人航空機が飛行可能な有効ウェイポイント間経路(412)を抽出する有効ウェイポイント間経路抽出部(111)と、前記有効ウェイポイント間経路抽出部によって抽出された前記有効ウェイポイント間経路に基づいて、飛行開始位置から飛行終了位置までの飛行すべき経路を示すフライトプラン(413)を算出するフライトプラン算出部(112)と、前記フライトプラン算出部によって算出された前記フライトプランを前記無人航空機に設定する通信部(12)とを有することを特徴とする。 [1] A data processing device (1) according to a representative embodiment of the present invention includes information (402) on the airframe of an unmanned aerial vehicle (2) to be managed and a position serving as a reference for navigation of the unmanned aircraft. A storage unit (14) for storing a plurality of waypoints (401) shown, an information acquisition unit (15) for acquiring information (407, 408, 409) relating to the situation around the waypoint, and the information acquisition unit An inter-waypoint route connecting the waypoints based on the acquired information about the situation around the waypoint, the information about the aircraft stored in the storage unit, and the waypoint stored in the storage unit Among the effective waypoints route extraction unit (111) for extracting the route (412) between the effective waypoints in which the unmanned aircraft can fly, A flight plan calculation unit (112) that calculates a flight plan (413) indicating a route to fly from a flight start position to a flight end position based on the effective waypoint path extracted by the inter-waypoint path extraction unit. And a communication unit (12) for setting the flight plan calculated by the flight plan calculation unit to the unmanned aircraft.
〔2〕上記データ処理装置において、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記ウェイポイント周辺の気象に関する情報(407)を含んでもよい。 [2] In the data processing apparatus, the information related to the situation around the waypoint may include information (407) related to weather around the waypoint.
〔3〕上記データ処理装置において、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記無人航空機の飛行が制限されているエリアを示す経路封鎖情報(408)を含んでもよい。 [3] In the data processing device, the information related to the situation around the waypoint may include route blocking information (408) indicating an area where the flight of the unmanned aircraft is restricted.
〔4〕上記データ処理装置において、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記ウェイポイントにおいて前記無人航空機が駐機可能であるか否かを示す情報、および前記無人航空機が充電可能であるか否かを示す駐機場情報(409)を含んでもよい。 [4] In the data processing device, the information about the situation around the waypoint includes information indicating whether the unmanned aircraft can be parked at the waypoint, and whether the unmanned aircraft can be charged. May also include parking space information (409) indicating the above.
〔5〕上記データ処理装置において、前記通信部は、更に、前記無人航空機のバッテリ残量(406)および前記無人航空機の位置(405)の情報を前記無人航空機から取得し、前記フライトプラン算出部は、前記無人航空機の位置と前記フライトプランにおける前記飛行終了位置とに基づいて、前記無人航空機が前記飛行終了位置に到達するまでの残りの飛行距離を算出するとともに、算出した前記残りの飛行距離と、前記バッテリ残量と、前記駐機場情報とに基づいて、前記充電可能な前記ウェイポイントを含む前記フライトプランを算出してもよい。 [5] In the data processing device, the communication unit further acquires information on a battery remaining amount (406) of the unmanned aircraft and a position (405) of the unmanned aircraft from the unmanned aircraft, and the flight plan calculation unit Calculates the remaining flight distance until the unmanned aircraft reaches the flight end position based on the position of the unmanned aircraft and the flight end position in the flight plan, and the calculated remaining flight distance The flight plan including the rechargeable waypoint may be calculated based on the remaining battery level and the parking lot information.
〔6〕上記データ処理装置において、前記有効ウェイポイント間経路抽出部は、前記情報取得部によって取得した情報の更新に応じて、前記有効ウェイポイント間経路を抽出し、前記フライトプラン算出部は、前記フライトプランに含まれる前記ウェイポイント間経路が前記有効ウェイポイント間経路ではなくなった場合に、前記フライトプランを更新してもよい。 [6] In the data processing device, the effective waypoint route extraction unit extracts the effective waypoint route in response to the update of the information acquired by the information acquisition unit, and the flight plan calculation unit includes: The flight plan may be updated when the route between waypoints included in the flight plan is no longer the route between valid waypoints.
〔7〕上記データ処理装置において、前記ウェイポイントは、鉄塔が設置されたエリア内の位置を含んでもよい。 [7] In the data processing device, the waypoint may include a position in an area where a steel tower is installed.
〔8〕本発明の代表的な実施の形態に係るデータ処理方法は、管理対象の無人航空機(2)の機体に関する情報、および前記無人航空機の航行の基準となる位置を示す複数のウェイポイント(401)を記憶する記憶部(14)を有し、前記無人航空機と通信可能なデータ処理装置(1)を用いたデータ処理方法であって、前記データ処理装置が、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報(407,408,409)を取得する情報取得ステップ(S4,S11)と、前記データ処理装置が、前記情報取得ステップによって取得した前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記機体に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記ウェイポイントとに基づいて、前記ウェイポイント間を結ぶウェイポイント間経路のうち前記無人航空機が飛行可能な有効ウェイポイント間経路(412)を抽出する有効ウェイポイント間経路抽出ステップ(S5,S12)と、前記データ処理装置が、前記有効ウェイポイント間経路抽出ステップによって抽出された前記有効ウェイポイント間経路に基づいて、飛行開始位置(403)から飛行終了位置(404)までの飛行すべき経路を示すフライトプラン(413)を算出するフライトプラン算出ステップ(S6,S17)と、前記データ処理装置が、前記フライトプラン算出ステップによって算出された前記フライトプランを、前記通信ネットワークを介して前記無人航空機に設定するフライトプラン設定ステップ(S7,S18)とを含むことを特徴とする。 [8] A data processing method according to a representative embodiment of the present invention includes a plurality of waypoints indicating information related to the airframe of an unmanned aerial vehicle (2) to be managed and a reference position for navigation of the unmanned aerial vehicle ( 401), and a data processing method using a data processing device (1) capable of communicating with the unmanned aerial vehicle, wherein the data processing device relates to a situation around the waypoint Information acquisition step (S4, S11) for acquiring information (407, 408, 409), information on the situation around the waypoint acquired by the data processing device by the information acquisition step, and the storage unit Waypoints connecting the waypoints based on the information on the aircraft and the waypoints stored in the storage unit The effective waypoint route extraction step (S5, S12) for extracting the route (412) between the effective waypoints in which the unmanned aircraft can fly among the routes, and the data processing device by the route extraction step between the effective waypoints Flight plan calculation steps (S6, S17) for calculating a flight plan (413) indicating a route to fly from the flight start position (403) to the flight end position (404) based on the extracted effective waypoint path. And a flight plan setting step (S7, S18) in which the data processing device sets the flight plan calculated in the flight plan calculation step to the unmanned aircraft via the communication network. And
〔9〕上記データ処理方法において、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記ウェイポイント周辺の気象に関する情報(407)を含んでもよい。 [9] In the data processing method, the information about the situation around the waypoint may include information (407) about the weather around the waypoint.
〔10〕上記データ処理方法において、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記無人航空機の飛行が制限されている前記ウェイポイント間経路を示す経路封鎖情報(408)を含んでもよい。 [10] In the above data processing method, the information related to the situation around the waypoint may include route blocking information (408) indicating a route between the waypoints where flight of the unmanned aircraft is restricted.
〔11〕上記データ処理方法において、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記記憶部に記憶された前記ウェイポイントにおいて前記無人航空機が駐機可能であるか否かを示す情報、および前記無人航空機が充電可能であるか否かを示す駐機場情報(409)を含んでもよい。 [11] In the data processing method, the information on the situation around the waypoint includes information indicating whether the unmanned aircraft can be parked at the waypoint stored in the storage unit, and the unmanned aircraft May include parking area information (409) indicating whether or not can be charged.
〔12〕上記データ処理方法において、前記データ処理装置が、前記無人航空機のバッテリ残量(406)および前記無人航空機の位置(405)の情報を前記無人航空機から取得するステップ(S11)と、前記データ処理装置が、前記無人航空機の位置と前記フライトプランにおける前記飛行終了位置とに基づいて、前記無人航空機が前記飛行終了位置に到達するまでの残りの飛行距離を算出するステップ(S13)と、前記データ処理装置が、算出した前記残りの飛行距離と、前記バッテリ残量と、前記駐機場情報とに基づいて、前記充電可能な前記ウェイポイントを含む前記フライトプランを算出するステップ(S14,S17)とを更に含んでもよい。 [12] In the data processing method, the data processing device obtains information on the battery level (406) of the unmanned aircraft and the position (405) of the unmanned aircraft from the unmanned aircraft (S11), A step (S13) in which the data processing device calculates a remaining flight distance until the unmanned aircraft reaches the flight end position based on the position of the unmanned aircraft and the flight end position in the flight plan; The data processing device calculates the flight plan including the rechargeable waypoint based on the calculated remaining flight distance, the remaining battery level, and the parking lot information (S14, S17). ).
〔13〕上記データ処理方法において、前記有効ウェイポイント間経路抽出ステップ(S12)は、前記情報取得ステップによって取得した情報の更新(S11)に応じて実行され、前記フライトプラン算出ステップ(S17)は、前記フライトプランに含まれる前記ウェイポイント間経路が前記有効ウェイポイント間経路ではなくなった場合(S15)に実行されてもよい。 [13] In the data processing method, the effective waypoint route extraction step (S12) is executed in response to the update (S11) of the information acquired by the information acquisition step, and the flight plan calculation step (S17) This may be executed when the inter-waypoint route included in the flight plan is no longer the valid inter-waypoint route (S15).
〔14〕上記データ処理方法において、前記ウェイポイントは、鉄塔が設置されたエリア内の位置を含んでもよい。 [14] In the above data processing method, the waypoint may include a position in an area where a steel tower is installed.
〔15〕本発明の代表的な実施の形態に係るプログラムは、上記データ処理方法における各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムであることを特徴とする。 [15] A program according to a typical embodiment of the present invention is a program for causing a computer to execute each step in the data processing method.
2.実施の形態の具体例
以下、本発明の実施の形態の具体例について図を参照して説明する。なお、以下の説明において、各実施の形態において共通する構成要素には同一の参照符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
2. Specific Examples of Embodiments Hereinafter, specific examples of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to components common to the respective embodiments, and repeated description is omitted.
<航路決定支援システムの構成>
図1は、本発明の一実施の形態に係るデータ処理装置を備えた航路決定支援システムの構成を示す図である。
同図に示される航路決定支援システム100は、無人航空機2の航路(フライトプラン)の決定を支援するシステムである。航路決定支援システム100は、データ処理装置1、無人航空機2、通信ネットワーク3,4、気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7を備える。
<Configuration of route decision support system>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a route determination support system including a data processing device according to an embodiment of the present invention.
The route
無人航空機2は、遠隔操作および自律飛行が可能な、人が搭乗しない航空機であって、例えば、3つ以上のロータを搭載した回転翼機(所謂ドローン)である。無人航空機2は、通信ネットワーク3を介してデータ処理装置1と通信可能となっている。通信ネットワーク3としては、無線LANや携帯電話の移動通信網等を利用した各種無線通信ネットワークを例示することができる。
The unmanned
データ処理装置1は、無人航空機2のフライトプランの決定を支援するための各種データ処理を実行する装置である。データ処理装置1は、上述したように通信ネットワーク3を介して無人航空機2と通信可能である。また、データ処理装置1は、通信ネットワーク4を介して気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7と通信可能である。
The
通信ネットワーク4としては、無線LANや携帯電話の移動通信網等を利用した各種無線通信ネットワークの他に、光ファイバを利用した光通信および電力線搬送通信(PLC:Power Line Communication)等の各種有線通信ネットワークを例示することができる。
The
なお、通信ネットワーク4は、通信ネットワーク3と共通のネットワークであってもよい。例えば、通信ネットワーク3を介して、データ処理装置1、無人航空機2、気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7が接続されていてもよい。
The
データ処理装置1は、通信ネットワーク4を介して気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7から取得した各種の情報と、予め登録されているウェイポイントの情報とに基づいて、無人航空機2のフライトプランを決定し、通信ネットワーク3を介して無人航空機2に設定する。無人航空機2は、設定されたフライトプランに従って自律飛行を行う。
The
また、データ処理装置1は、無人航空機2の自律飛行中に、気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7からの情報が更新された場合には、適宜、フライトプランを更新して無人航空機2に再設定することにより、飛行環境等の変化に応じた無人航空機2の航路の変更を行う。
なお、データ処理装置1の詳細については後述する。
In addition, the
Details of the
気象予測装置5は、ウェイポイント周辺の気象に関する情報を生成する装置である。気象予測装置5は、例えば、サーバ等の情報処理装置である。気象予測装置5は、例えば気象庁等の外部機関が提供している広域の気象情報や、ウェイポイント付近に設置された気象に関する物理量を検出する気象センサの検出値等を、例えば図示されない通信ネットワークを介して取得する。気象予測装置5は、取得した情報に基づいて、各ウェイポイント周辺の雨量、風速、および温度等の現在値または予測値を算出する。
The
データ処理装置1は、気象予測装置5によって算出された各ウェイポイント周辺の雨量、風速、および温度等の現在値または予測値を含む気象予測情報407を、通信ネットワーク4を介して取得する。例えば、データ処理装置1は、定期的に、またはユーザ(無人航空機2の管理者)からの指示に応じて、気象予測装置5と通信を行い、最新の気象予測情報407を逐次取得する。
The
経路封鎖情報生成装置6は、無人航空機2の飛行が制限されているエリアを示す経路封鎖情報を生成する装置である。経路封鎖情報生成装置6は、例えば、サーバ等の情報処理装置である。
The route blocking
経路封鎖情報生成装置6は、例えば、法令に基づく飛行規制、工事の実施、静止した人工物の存在、事故の発生、および有人航空機の存在等の情報を、例えば図示されない通信ネットワークを介して取得する。
The route block
また、経路封鎖情報生成装置6は、ウェイポイント周辺に設置された、無人航空機2の飛行を妨げる障害物を検知するセンサによって、鳥や管理外の無人航空機の存在が検出された場合には、そのセンサの検知情報も取得する。経路封鎖情報生成装置6は、取得した各種情報に基づいて、無人航空機2の飛行が制限されているエリアを示す経路封鎖情報408を生成する。
In addition, when the presence of a bird or an unmanaged unmanned aircraft is detected by a sensor that detects obstacles that hinder the flight of the
データ処理装置1は、経路封鎖情報生成装置6によって生成された経路封鎖情報408を、通信ネットワーク4を介して取得する。例えば、データ処理装置1は、定期的に、またはユーザからの指示に応じて、経路封鎖情報生成装置6と通信を行い、最新の経路封鎖情報408を逐次取得する。
The
駐機場管理装置7は、ウェイポイントに設置された駐機場の状態を監視する装置である。駐機場管理装置7は、例えば図示されない通信ネットワークを介して各駐機場に設置された充電ポート等の機器と接続され、各駐機場の状態を監視する。
The parking
ここで、駐機場には、駐機した無人航空機2のバッテリの充電が可能な充電ポート70が併設されている場所と、充電ポート70がなく、単に駐機のみ可能な場所とが含まれる。
Here, the parking lot includes a place where a charging
駐機場管理装置7は、駐機場に関する各種情報を含む駐機場情報409を生成する。駐機場情報409は、例えば、後述するウェイポイントに設置された駐機場に無人航空機2が駐機可能であるか否かを示す情報、および無人航空機2のバッテリの充電が可能であるか否かを示す情報を含む。また、駐機場に併設されている充電ポート70を利用して無人航空機が充電を行っている場合には、駐機場情報409は、例えば、無人航空機が充電中であることを示す情報と、その無人航空機の充電が完了するまでの推定時間を示す情報等を含む。
The parking
データ処理装置1は、駐機場管理装置7によって生成された駐機場情報409を、通信ネットワーク4を介して取得する。例えば、データ処理装置1は、定期的に、またはユーザからの指示に応じて、駐機場管理装置7と通信を行い、最新の駐機場情報409を逐次取得する。
The
<データ処理装置1の構成>
次に、データ処理装置1について詳細に説明する。
図2は、データ処理装置の機能ブロック構成を示す図である。図3は、データ処理装置1のハードウェア構成を示す図である。
<Configuration of
Next, the
FIG. 2 is a diagram illustrating a functional block configuration of the data processing apparatus. FIG. 3 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
データ処理装置1は、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)、サーバ、タブレット端末、およびスマートフォン等の各種の情報処理装置によって実現することができる。
The
図2に示すように、データ処理装置1は、機能ブロックとして、経路設定部11、通信部12、指示入力部13、記憶部14、および情報取得部15を備える。経路設定部11、通信部12、指示入力部13、記憶部14、および情報取得部15は、データ処理装置1としての情報処理装置を構成するハードウェア資源が、情報処理装置にインストールされたソフトウエアと協働することによって、実現される。
As illustrated in FIG. 2, the
図3に示すように、データ処理装置1は、ハードウェア資源として、演算装置101、記憶装置102、入力装置103、I/F(Interface)装置104、出力装置105、およびバス106を備えている。
As illustrated in FIG. 3, the
演算装置101は、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等のプロセッサによって構成されている。記憶装置102は、演算装置101に各種のデータ処理を実行させるためのプログラム1021と、演算装置101によるデータ処理で利用されるパラメータや演算結果等のデータ1022とを記憶する記憶領域を有し、例えばROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD、およびフラッシュメモリ等から構成されている。
The
本実施の形態に係るフライトプランを生成するためのデータ処理方法を実現するためのプログラムは、例えばプログラム1021として記憶装置102に記憶されている。
A program for realizing a data processing method for generating a flight plan according to the present embodiment is stored in the
プログラム1021は、本実施の形態に係るフライトプランを生成するためのデータ処理方法を実現するためのプログラムであって、例えば、予めデータ処理装置1内の記憶装置102にインストールされている。
The
なお、上記プログラムは、ネットワークを介して流通可能であってもよいし、CD−ROM等のコンピュータが読み取り可能な記憶媒体(Non−transitory computer readable medium)に書き込まれて流通可能であってもよい。 Note that the program may be distributed via a network, or may be distributed by being written on a computer-readable storage medium (Non-transitory computer readable medium) such as a CD-ROM. .
入力装置103は、外部から情報の入力を検出する機能部であり、例えばキーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、またはタッチパネル等から構成されている。I/F装置104は、外部との情報の送受を行う機能部であり、有線または無線によって通信を行うための通信制御回路や入出力ポート、アンテナ等から構成されている。
The
出力装置105は、演算装置101によるデータ処理によって得られた情報等を出力する機能部である。出力装置105としては、例えば、SSDやHDD等の外部記憶装置や、LCD(Liquid Crystal Display)および有機EL(Electro Luminescence)等の表示装置等である。バス106は、演算装置101、記憶装置102、入力装置103、I/F装置104、および出力装置105を相互に接続し、これらの装置間でデータの授受を可能にする機能部である。
The
データ処理装置1は、演算装置101が記憶装置102に記憶したプログラム1021に従って演算を実行して、記憶装置102、入力装置103、I/F(Interface)装置104、出力装置105、およびバス106を制御することにより、図2に示した各機能部、すなわち、経路設定部11、通信部12、指示入力部13、記憶部14、および情報取得部15が実現される。
The
以下、データ処理装置1を構成する各機能部について説明する。
Hereinafter, each function part which comprises the
記憶部14は、フライトプランを決定するための各種プログラムやパラメータ等を記憶するための機能部である。具体的に、記憶部14は、ウェイポイント情報401および登録機体情報402を記憶している。
The
ウェイポイント情報401は、事前に航路決定支援システム100に登録された複数のウェイポイントの情報である。ウェイポイントとしては、例えば、送電用鉄塔や携帯電話の基地局の鉄塔等の各種の鉄塔が設置されたエリア内の位置が含まれる。また、ウェイポイントとして、鉄塔が設置されたエリア内の位置に加えて、例えば、コンビニエンスストアや特定施設の屋上等が設置されたエリア内の位置を含んでもよい。
The
ここで、ウェイポイントとして設定される位置は、鉄塔やコンビニエンスストア等の特定施設が設置されたエリア内の位置であればよく、例えば、鉄塔そのものの位置であってもよいし、鉄塔の周囲数メートル以内の何れかの位置であってもよい。 Here, the position set as the waypoint may be a position in an area where a specific facility such as a steel tower or a convenience store is installed. For example, it may be the position of the steel tower itself, or the number of surroundings of the steel tower. Any position within a meter may be used.
ウェイポイント情報401には、例えば、上述したエリア内の緯度、経度、および高度を含む位置情報が含まれる。また、ウェイポイント情報401には、上記位置情報の他に、そのウェイポイントに無人航空機2が着陸可能か否か(駐機場の有無)の情報と、そのウェイポイントで無人航空機2のバッテリの充電が可能か否か(充電ポート70の有無)の情報とが含まれる。
The
登録機体情報402は、本実施の形態に係る航路決定支援システム100において管理対象(制御対象)の無人航空機2の機体に関する情報であり、例えば、耐風性能、耐候性能、機体重量、システム(データ処理装置1)との通信方式、および無人航空機2が搭載しているバッテリの充電容量等の情報を含む。
The registered
また、記憶部14には、後述するように、無人航空機2、気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7等から取得した各種の情報が記憶される。
In addition, as will be described later, the
指示入力部13は、データ処理装置1を操作するユーザからの指示を取得する機能部である。例えば、指示入力部13は、ユーザによるデータ処理装置1のキーボードやタッチパネル等に対する操作を検出して、データ処理装置1に対する無人航空機2のフライトプランの作成の指示や、無人航空機2へのフライトプランの設定の指示等を取得する。
The
フライトプランの作成の指示は、例えば、飛行開始位置および飛行終了位置を指定する情報とともに入力される。飛行開始位置および飛行終了位置を指定する情報は、ウェイポイント情報401として予め登録されている各ウェイポイントのうち、何れかのウェイポイントを飛行開始位置または飛行終了位置として指定する情報である。
The instruction for creating the flight plan is input together with information specifying the flight start position and the flight end position, for example. The information specifying the flight start position and the flight end position is information specifying one of the waypoints registered in advance as the
指示入力部13から入力された飛行開始位置および飛行終了位置を指定する情報は、飛行開始位置403および飛行終了位置404としてそれぞれ記憶部14に記憶される。
Information specifying the flight start position and the flight end position input from the
通信部12は、通信ネットワーク3を介して無人航空機2と通信を行う機能部である。通信部12は、定期的に、またはユーザからの指示に応じて、管理対象の無人航空機2と通信を行い、無人航空機2の位置の情報(例えば、緯度、経度、および高度の情報)、バッテリの残量を示す情報、通信状態、および無人航空機2の故障の有無等のステータス情報を取得する。
The
通信部12によって取得した無人航空機2のステータス情報は、記憶部14に記憶される。例えば、無人航空機2の位置の情報は無人航空機位置情報405として、無人航空機2のバッテリの残量を示す情報はバッテリ残量情報406として、それぞれ記憶部14に記憶される。
Status information of the unmanned
情報取得部15は、ウェイポイント周辺の状況に関する情報を取得する機能部である。ウェイポイント周辺の状況に関する情報には、上述した気象予測情報407、経路封鎖情報408、および駐機場情報409の少なくとも一つが含まれる。
The
具体的に、情報取得部15は、通信ネットワーク4を介して気象予測装置5から気象予測情報407を取得し、記憶部14に記憶する。また、情報取得部15は、通信ネットワーク4を介して経路封鎖情報生成装置6から経路封鎖情報408を取得し、記憶部14に記憶する。また、情報取得部15は、通信ネットワーク4を介して駐機場管理装置7から駐機場情報409を取得し、記憶部14に記憶する。
Specifically, the
情報取得部15は、定期的に、またはユーザからの指示に応じて、気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7と通信ネットワーク4を介して通信を行い、記憶部14に記憶されている気象予測情報407、経路封鎖情報408、および駐機場情報409を逐次最新の情報に更新する。
The
経路設定部11は、無人航空機2のフライトプランを決定するための機能部である。具体的に、経路設定部11は、有効ウェイポイント間経路抽出部111と、フライトプラン算出部112とを有する。
The
<有効ウェイポイント間経路抽出部111>
先ず、有効ウェイポイント間経路抽出部111について説明する。
有効ウェイポイント間経路抽出部111は、情報取得部15によって取得したウェイポイント周辺の状況に関する情報(気象予測情報407、経路封鎖情報408、および駐機場情報409)と、記憶部14に記憶された機体に関する情報(登録機体情報402)と、記憶部14に記憶されたウェイポイント情報401とに基づいて、ウェイポイント間を結ぶウェイポイント間経路のうち無人航空機2が飛行可能な有効ウェイポイント間経路を抽出する機能部である。
<Valid Waypoint
First, the valid waypoint
The effective waypoint
図4は、有効ウェイポイント間経路の抽出方法を説明するための図である。
先ず、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、ウェイポイント情報401として登録されている複数のウェイポイントのうち、無人航空機2が飛行が許可されている2つのウェイポイント間の経路をウェイポイント間経路として選択する。
FIG. 4 is a diagram for explaining a method of extracting a route between valid waypoints.
First, the valid waypoint
ウェイポイント間経路は、例えば、ウェイポイント情報401に含まれる全てのウェイポイントの2点の組み合わせによって特定される全ての経路であってもよいし、隣接するウェイポイント間を結ぶ経路であってもよい。
The inter-waypoint route may be, for example, all routes specified by a combination of two points of all waypoints included in the
本実施の形態では、図4に示すように、10個のウェイポイントp1〜p10がウェイポイント情報401として登録されている場合に、互いに隣接する2つのウェイポイント間の経路をウェイポイント間経路とする場合を例にとり、説明する。
すなわち、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、参照符号R1_2,R2_3,R2_5,R3_4,R3_7,R4_5,R4_8,R6_7,R7_8,R7_9,R8_9,R9_10で示される各経路を、ウェイポイント間経路として選択する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, when 10 waypoints p1 to p10 are registered as
That is, the valid inter-waypoint
次に、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、選択したウェイポイント間経路が有効であるか否かを判定する。具体的に、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、記憶部14に記憶されている、気象予測情報407、経路封鎖情報408、駐機場情報409、および登録機体情報402の少なくとも一つの情報に基づいて、選択したウェイポイント間経路を無人航空機2が飛行可能であるか否かを判定する。
Next, the valid waypoint
例えば、図4に示すように、登録機体情報402に登録されている無人航空機2の耐風性能が風速8m/sであって、気象予測情報407によるウェイポイント間経路R2_5の風速が10m/sである場合、ウェイポイント間経路R2_5の風速が無人航空機2の耐風性能を超えているので、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、ウェイポイント間経路R2_5を無人航空機2が飛行不可能であると判定し、ウェイポイント間経路R2_5を無効とする。
For example, as shown in FIG. 4, the wind resistance performance of the unmanned
また、図4に示すように、経路封鎖情報408により、例えばウェイポイント間経路R7_8が封鎖されている場合、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、ウェイポイント間経路R7_8を無人航空機2が飛行不可能であると判定し、ウェイポイント間経路R7_8を無効とする。
Further, as shown in FIG. 4, when the
また、図4に示すように、例えばウェイポイント間経路R2_3が、気象予測情報407、経路封鎖情報408、駐機場情報409、および登録機体情報402のいずれの情報を参照しても、無人航空機2の飛行を制限する要因が見つからない場合には、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、ウェイポイント間経路R2_3を無人航空機2が飛行可能であると判定し、ウェイポイント間経路R2_3を有効とする。
As shown in FIG. 4, for example, the inter-waypoint route R2_3 refers to any information of the
このように、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、各ウェイポイント間経路の有効/無効を判断し、有効と判断した全てのウェイポイント間経路を、有効ウェイポイント間経路412として、記憶部14に登録する。
As described above, the valid waypoint
有効ウェイポイント間経路抽出部111は、情報取得部15によって取得した情報の更新に応じて、有効ウェイポイント間経路412を抽出する。例えば、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、気象予測情報407、経路封鎖情報408、および駐機場情報409が更新される毎に、各ウェイポイント間経路の有効/無効を判定し、記憶部14に記憶されている有効ウェイポイント間経路412を更新する。
The effective waypoint
また、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、定期的に各ウェイポイント間経路の有効/無効を判定し、記憶部14に記憶されている有効ウェイポイント間経路412を更新してもよい。
Further, the valid waypoint
<フライトプラン算出部112>
次に、フライトプラン算出部112について説明する。
フライトプラン算出部112は、飛行開始位置から飛行終了位置までの飛行すべき経路を示すフライトプランを算出する機能部である。
<Flight
Next, the flight
The flight
フライトプラン算出部112は、指示入力部13を介してユーザから指定された飛行開始位置403および飛行終了位置404と、有効ウェイポイント間経路抽出部111によって抽出された有効ウェイポイント間経路412とに基づいて、フライトプラン413を算出し、記憶部14に記憶する。
The flight
ここで、フライトプラン413には、飛行開始位置、飛行終了位置、または中継位置としての各ウェイポイントの位置情報(緯度、経度、高度)と、各ウェイポイントを無人航空機2が通過する予定通過時刻および待機時間を含む時間情報とが含まれる。なお、各ウェイポイントの予定通過時刻は、ウェイポイント間の距離と無人航空機2の速度から算出することができる。
Here, the
フライトプラン算出部112は、例えば、飛行開始位置403から飛行終了位置404までの飛行距離が最短になるように、有効ウェイポイント間経路412を組み合わせる。例えば、図4において、飛行開始位置がウェイポイントp1、飛行終了位置がウェイポイントp5であって、ウェイポイント間経路R2_5に無人航空機2の耐風性能を超える風が吹いていない場合、ウェイポイント間経路R2_5が有効ウェイポイント間経路となる。この場合、フライトプラン算出部112は、無人航空機2の飛行距離が最短となるp1、p2、p5の順にウェイポイントを結ぶ有効ウェイポイント間経路R1_2およびR2_5の組み合わせをフライトプラン413として記憶部14に記憶する。
For example, the flight
通信部12は、指示入力部13がフライトプランを無人航空機2に設定する指示をユーザから受け取った場合、記憶部14に記憶されているフライトプラン413を通信ネットワーク3を介して無人航空機2に送信して、フライトプラン413を設定する。その後、通信部12は、指示入力部13が無人航空機2の飛行を開始する指示をユーザから受け取った場合、通信ネットワーク3を介して無人航空機2に飛行開始を指示する。
When the
フライトプラン算出部112は、更に、無人航空機2のフライトプランに従った自律飛行中に、フライトプランを再計算する機能を有している。
The flight
具体的に、フライトプラン算出部112は、有効ウェイポイント間経路抽出部111によってフライトプラン413に含まれるウェイポイント間経路が無効と判定された場合に、フライトプラン413を再計算する。
Specifically, the flight
例えば、図4において、ウェイポイントp1,p2,p5の順に飛行するフライトプラン413に従って無人航空機2が飛行している場合を考える。この場合において、無人航空機2がウェイポイントp1からウェイポイントp2へ移動している最中にp2−p5間の風速が無人航空機2の耐風性能を超え、有効ウェイポイント間経路抽出部111によってウェイポイント間経路R2_5が有効ウェイポイント間経路から除外されたとする。
For example, consider a case where the unmanned
この場合、フライトプラン算出部112は、p1、p2、p3、p4、p5の順に結ぶ有効ウェイポイント間経路R1_2,R2_3,R3_4,R4_5の組み合わせを新たなフライトプラン413として記憶部14に記憶するとともに、通信部12が、再計算された新たなフライトプラン413を無人航空機2に再設定する。これにより、無人航空機2は、新たなフライトプラン413に従って飛行を継続する。
In this case, the flight
また、例えば、図4において、ウェイポイントp6,p7,p8の順に飛行するフライトプラン413に従って無人航空機2が飛行している場合を考える。この場合において、無人航空機2がウェイポイントp6からウェイポイントp7へ移動している最中に、経路封鎖情報408によりp7−p8間に障害物の存在が検知され、有効ウェイポイント間経路抽出部111によってウェイポイント間経路R7_8が有効ウェイポイント間経路から除外されたとする。
Further, for example, consider the case where the unmanned
この場合、フライトプラン算出部112は、p6、p7、p9、p8の順に結ぶ有効ウェイポイント間経路R6_7,R7_9,R9_8の組み合わせを新たなフライトプラン413として記憶部14に記憶するとともに、通信部12が、再計算された新たなフライトプラン413を無人航空機2に再設定する。これにより、無人航空機2は、新たなフライトプラン413に従って飛行を継続する。
In this case, the flight
また、フライトプラン算出部112は、通信部12を介して取得した無人航空機2の情報(無人航空機位置情報405およびバッテリ残量情報406)と情報取得部15によって取得した各種情報とに基づいて、駐機場が併設されたウェイポイントを通過するフライトプランを算出する。
Further, the flight
具体的には、フライトプラン算出部112は、無人航空機2の位置(例えば現在の飛行位置)とフライトプラン413における飛行終了位置404とに基づいて、無人航空機2が飛行終了位置404に到達するまでの残りの飛行距離を算出するとともに、算出した残りの飛行距離と、バッテリ残量情報406と、駐機場情報409とに基づいて、充電可能なウェイポイントを含むフライトプランを算出する。
Specifically, the flight
フライトプラン算出部112は、例えば定期的に、無人航空機2が飛行終了位置404に到達するまでの残りの飛行距離を算出するとともに、バッテリ残量情報406に基づいて、無人航空機2の飛行可能距離を算出する。フライトプラン算出部112は、残りの飛行距離と飛行可能距離とを比較し、残りの飛行距離が飛行可能距離よりも大きい場合には、フライトプランを再計算する。
For example, the flight
例えば、図4において、ウェイポイントp6,p7,p9,p8の順に飛行するフライトプラン413に従って無人航空機2が飛行している場合を考える。ここで、ウェイポイントp7は駐機場が併設され、ウェイポイントp9は駐機場および充電ポート70が併設されているとする。
For example, consider the case where the unmanned
この場合において、無人航空機2がウェイポイントp6からウェイポイントp7へ移動している最中に、フライトプラン算出部112が、無人航空機2の残りの飛行距離がバッテリ残量情報406から算出した飛行可能距離よりも大きくなったことを検出したとする。
In this case, while the unmanned
この場合、フライトプラン算出部112は、駐機場情報409を参照し、無人航空機2に設定済みのフライトプラン413に含まれる何れかのウェイポイントにおいて充電が可能であるか否かを判定する。
例えば、ウェイポイントp9において充電ポート70を使用している別の無人航空機が存在しない場合には、ウェイポイントp9で無人航空機2の充電が可能と判断し、ウェイポイントp9での充電の実施と充電時間(待機時間)を考慮して、新たなフライトプラン413を算出して記憶部14に記憶する。そして、通信部12は、再計算された新たなフライトプラン413を無人航空機2に再設定する。
In this case, the flight
For example, when there is no other unmanned aircraft using the charging
一方、ウェイポイントp9において充電ポート70を使用している別の無人航空機が存在する場合には、例えば充電ポート70を有するウェイポイントp9に隣接するウェイポイントp10において、別の無人航空機の充電が完了するまで無人航空機2を待機させるように、新たなフライトプラン413を算出して記憶部14に記憶する。そして、通信部12は、再計算された新たなフライトプラン413を無人航空機2に再設定する。
On the other hand, when another unmanned aircraft using the charging
これにより、無人航空機2は、ウェイポイントp9を通過後、ウェイポイントp10に移動して、そこで待機し、ウェイポイントp9における別の無人航空機の充電が完了したら、ウェイポイントp10からウェイポイントp9に移動して充電を行う。
As a result, the unmanned
なお、別の無人航空機の充電に要する時間は、駐機場管理装置7によって管理されており、駐機場情報409に含まれているため、データ処理装置1が無人航空機2のウェイポイントp10での待機時間を算出することは可能である。
Since the time required for charging another unmanned aircraft is managed by the
また、フライトプラン算出部112は、無人航空機2に何らかの異常が発生した場合には、上記と同様に、最寄りの着陸可能なウェイポイントに自律で着陸して待機するように、フライトプラン413を再計算してもよい。
In addition, when any abnormality occurs in the unmanned
<フライトプラン作成手順>
次に、航路決定支援システム100によるフライトプランの作成手順について、図を用いて説明する。
図5は、データ処理装置1によるフライトプラン作成処理の流れを示すフロー図である。
<Flight plan creation procedure>
Next, a procedure for creating a flight plan by the route
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the flight plan creation process by the
先ず、データ処理装置1は、ユーザからフライトプランの作成の指示が入力されたか否かを判定する(ステップS1)。ステップS1において、ユーザからフライトプランの作成の指示がない場合には、引き続きデータ処理装置1は待機する。
First, the
一方、ステップS1において、ユーザからフライトプランの作成の指示が指示入力部13に入力された場合には、データ処理装置1はフライトプランを作成するためフライトプラン作成処理を開始する(ステップS2)。
On the other hand, when an instruction to create a flight plan is input to the
フライトプラン作成処理において、先ず、データ処理装置1は、ウェイポイント周辺の状況に関する情報(気象予測情報407、経路封鎖情報408、駐機場情報409)と無人航空機2のステータス情報(無人航空機位置情報405およびバッテリ残量情報406)とを取得済みか否かを判定する(ステップS3)。
In the flight plan creation process, first, the
ステップS3において、上記情報を取得済でない場合には、データ処理装置1が気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、駐機場管理装置7、および無人航空機2と通信を行い各種情報を取得する(ステップS4)。
具体的には、情報取得部15が通信ネットワーク4を介して気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7と通信を行い、気象予測情報407、経路封鎖情報408、および駐機場情報409を取得して記憶部14に記憶する。また、通信部12が無人航空機2と通信を行い、無人航空機位置情報405およびバッテリ残量情報406等のステータス情報を取得して記憶部14に記憶する。
In step S3, when the above information has not been acquired, the
Specifically, the
ステップS4による上記情報の取得後、またはステップS3において上記情報を取得済と判断した場合には、データ処理装置1は有効ウェイポイント間経路を抽出する(ステップS5)。具体的には、有効ウェイポイント間経路抽出部111が、上述した手法により、ウェイポイント間経路の有効/無効を判定し、有効なウェイポイント間経路を有効ウェイポイント間経路412として記憶部14に記憶する。
After the acquisition of the information in step S4 or when it is determined in step S3 that the information has been acquired, the
次に、データ処理装置1は、フライトプランを算出する(ステップS6)。具体的には、フライトプラン算出部112が、上述した手法により、ステップS5で抽出した有効ウェイポイント間経路412に基づいて、フライトプラン413を作成し、記憶部14に記憶する。
Next, the
そして、データ処理装置1は、ユーザからの指示に応じて、上述した手法により、算出したフライトプラン413を無人航空機2に設定する(ステップS7)。これにより、無人航空機2をフライトプラン413に従って飛行させることが可能となる。
Then, the
<フライトプラン更新手順>
次に、航路決定支援システム100によるフライトプランの更新手順について、図を用いて説明する。
図6は、データ処理装置1によるフライトプラン更新処理の流れを示すフロー図である。
<Flight plan update procedure>
Next, a flight plan update procedure by the route
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the flight plan update process by the
ここで、一度設定したフライトプランに従って無人航空機2が自律飛行を行っている場合に、フライトプランを更新する場合について説明する。
Here, a case where the flight plan is updated when the unmanned
先ず、データ処理装置1は、定期的にまたはユーザからの指示に応じて、ウェイポイント周辺の状況に関する情報(気象予測情報407、経路封鎖情報408、駐機場情報409)と無人航空機2のステータス情報(無人航空機位置情報405およびバッテリ残量情報406)とを更新する(ステップS11)。
具体的には、上述したように、情報取得部15が通信ネットワーク4を介して気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7と通信を行い、気象予測情報407、経路封鎖情報408、および駐機場情報409を取得して記憶部14に記憶されているそれらの情報を更新する。また、通信部12が無人航空機2と通信を行い、無人航空機位置情報405およびバッテリ残量情報406等のステータス情報を取得して記憶部14に記憶されているそれらの情報を更新する。
First, the
Specifically, as described above, the
次に、データ処理装置1は、ステップS11で更新した各種情報に基づいて、ステップS5と同様に、有効ウェイポイント間経路を抽出する(ステップS12)。
Next, the
次に、データ処理装置1は、上述した手法により、設定されたフライトプランにおける無人航空機2の残りの飛行距離と無人航空機2の飛行可能距離とを算出する(ステップS13)。
Next, the
次に、データ処理装置1は、無人航空機2がフライトプランの飛行終了位置まで飛行可能か否かを判定する(ステップS14)。具体的には、上述したように、フライトプラン算出部112が、ステップS13において算出した残りの飛行距離と飛行可能距離とを比較する。
Next, the
ステップS14において、残りの飛行距離が飛行可能距離よりも大きい場合には、データ処理装置1は、無人航空機2の継続飛行が不可能であると判定し、フライトプラン413の再計算を行う(ステップS17)。具体的には、上述したように、フライトプラン算出部112が、駐機場情報409を参照し、無人航空機2が充電ポート70が併設されたウェイポイントに駐機するようにフライトプラン413を新たに作成し、記憶部14に記憶する。
In step S14, when the remaining flight distance is larger than the flightable distance, the
一方、ステップS14において、残りの飛行距離が飛行可能距離よりも小さい場合には、データ処理装置1は、無人航空機2の継続飛行が可能であると判定し、フライトプラン413中のウェイポイント間経路が有効であるか否かを判定する(ステップS15)。
具体的には、フライトプラン算出部112が、ステップS12で抽出した有効ウェイポイント間経路412に基づいて、無人航空機2に設定されているフライトプラン413中の全てのウェイポイント間経路が有効であるか否かを判定する。
On the other hand, if the remaining flight distance is smaller than the possible flight distance in step S14, the
Specifically, all the inter-waypoint routes in the
ステップS15において、無人航空機2に設定されているフライトプラン413中の全てのウェイポイント間経路が有効である場合には、フライトプラン算出部112は、フライトプラン413の再計算を行わない(ステップS16)。この場合、無人航空機2は、既に設定されているフライトプランに従って飛行を継続する。
In step S15, when all the inter-waypoint routes in the
一方、ステップS15において、無人航空機2に設定されているフライトプラン413中の少なくも一つのウェイポイント間経路が無効である場合には、フライトプラン算出部112は、フライトプラン413の再計算を行う(ステップS17)。
具体的には、上述したように、フライトプラン算出部112が、ステップS12で抽出された有効ウェイポイント間経路を用いて、新たなフライトプラン413を算出し、記憶部14に記憶する。
On the other hand, in step S15, when at least one waypoint path in the
Specifically, as described above, the flight
ステップS17の後、データ処理装置1は、上述した手法により、ステップS17で算出したフライトプラン413を無人航空機2に設定する(ステップS18)。これにより、無人航空機2は、例えば、飛行途中で充電を行って飛行を継続し、または、飛行不可能となったウェイポイント間経路を通過せずに飛行終了位置まで飛行することが可能となる。
After step S17, the
以上、実施の形態に係る航路決定支援システム100のデータ処理装置1は、情報取得部15によって取得したウェイポイント周辺の状況に関する情報と、記憶部14に記憶された機体に関する情報と、記憶部14に記憶されたウェイポイントの情報とに基づいて、ウェイポイント間を結ぶウェイポイント間経路のうち無人航空機2が飛行可能な有効ウェイポイント間経路412を抽出する。そして、データ処理装置1は、抽出した前記有効ウェイポイント間経路に基づいて、フライトプランを算出する。
As described above, the
これによれば、データ処理装置1が各種情報に基づいてフライトプランを作成するので、従来のUTMに比べて、フライトプランの作成に要する管理者の負担を軽減することが可能となる。特に、予め登録しておいたウェイポイントを用いることにより、管理者自らウェイポイントを設定する必要がないので、管理者の負担を更に軽減することが可能となる。
According to this, since the
また、フライトプランを無人航空機に設定して自律飛行を開始した後に、急な天候の悪化や障害物の接近等の異常事態が発生した場合であっても、ウェイポイント周辺の状況に関する情報を更新してデータ処理装置1に入力することで、データ処理装置1が各種情報に基づいてフライトプランを新たに作成して無人航空機2に設定することができるので、従来のUTMに比べて、異常事態の発生時における管理者の負担を軽減することが可能となる。
In addition, after setting the flight plan to an unmanned aerial vehicle and starting autonomous flight, even if an abnormal situation such as sudden deterioration of weather or approach of an obstacle occurs, information on the situation around the waypoint is updated. Since the
また、データ処理装置1において、ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、ウェイポイント周辺の気象に関する気象予測情報407を含むので、天候の悪化によって飛行できないウェイポイント間経路を除外して、フライトプランを作成することができる。
Further, in the
また、データ処理装置1において、ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、無人航空機2の飛行が制限されているエリアを示す経路封鎖情報408を含むので、法律によって飛行が制限されているウェイポイント間経路や、障害物の存在により安全な飛行が困難なウェイポイント間経路等を除外して、フライトプランを作成することができる。
Further, in the
また、データ処理装置1において、ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、ウェイポイントにおいて無人航空機2が駐機可能であるか否かを示す情報、および無人航空機2が充電可能であるか否かを示す駐機場情報409を含むので、飛行中に無人航空機2を駐機場に着陸させて一時的に待機させたり、航行途中で無人航空機2のバッテリを充電したりするフライトプランを作成することができる。これにより、フライトプランの作成の自由度が上がるとともに、無人航空機2のより安全な飛行を実現することが可能となる。
Further, in the
また、データ処理装置1において、フライトプラン算出部112は、無人航空機2が飛行終了位置に到達するまでの残りの飛行距離を算出するとともに、算出した残りの飛行距離と、バッテリ残量と、駐機場情報とに基づいて、充電可能なウェイポイントを含むフライトプランを算出する。
In the
これによれば、一度設定したフライトプランに従って自律飛行をしている無人航空機2のバッテリの残量が予想よりも減った場合であっても、データ処理装置1がフライトプランを再計算して、フライトプラン内の充電ポート70が併設されているウェイポイントに無人航空機2を着陸させて充電させることができる。これにより、異常事態の発生時における管理者の負担を更に軽減することが可能となる。
According to this, even when the remaining amount of battery of the unmanned
また、データ処理装置1において、有効ウェイポイント間経路抽出部111は、情報取得部15によって取得した情報の更新に応じて有効ウェイポイント間経路を抽出し、フライトプラン算出部112は、フライトプランに含まれるウェイポイント間経路が有効ウェイポイント間経路ではなくなった場合にフライトプランを更新する。
In the
これによれば、ウェイポイント周辺の状況や無人航空機2のステータス情報の変化に応じて、適切なフライトプランを自動的に作成することができるので、管理者の負担を更に軽減することが可能となる。
According to this, it is possible to automatically create an appropriate flight plan according to the situation around the waypoints and the change in status information of the
また、データ処理装置1において、ウェイポイントは、鉄塔が設置されたエリア内の位置を含む。一般に送電用鉄塔等の鉄塔が設置されたエリアの周辺には、人家やビル等の構造物が存在せず、人の立ち入りが禁止されていることが一般的である。また、送電用鉄塔間には送電線が張られており、その下にも構造物が存在しない場合が多い。
In the
そこで、予め、鉄塔が設置されたエリア内の位置をウェイポイントとして設定しておくことにより、ウェイポイント間を結ぶフライトプランに従って飛行する無人航空機2が、飛行中に構造物に接触する可能性が低くなるとともに、何らかの事故により無人航空機2が落下した場合であっても、人や構造物への被害を回避することが可能となる。これにより、無人航空機2の飛行の安全性を更に向上させることが可能となる。
Therefore, by setting the position in the area where the steel tower is installed as a waypoint in advance, there is a possibility that the
<実施の形態の拡張>
以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
<Extension of Embodiment>
Although the invention made by the present inventors has been specifically described based on the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited thereto and can be variously modified without departing from the gist thereof. Yes.
例えば、上記実施の形態では、データ処理装置1が一台の無人航空機2のフライトプランの算出および設定を行う場合を例示したが、これに限られず、データ処理装置1が複数の無人航空機2のフライトプランの算出および設定を行ってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the case where the
また、上記実施の形態では、データ処理装置1が決定した無人航空機2のフライトプランを無線通信によって無人航空機2に設定する場合を例示したが、これに限られない。
例えば、無人航空機2の飛行前においては、無人航空機2とデータ処理装置1との間でUSB等の有線通信を行ってフライトプランを無人航空機2に設定し、無人航空機2の飛行中は、無人航空機2とデータ処理装置1との間で無線通信を行ってフライトプランを無人航空機2に設定してもよい。
Moreover, although the case where the flight plan of the unmanned
For example, before the flight of the
また、上記実施の形態では、データ処理装置1が一台のコンピュータ(情報処理装置)によって実現される場合を例示したが(図3参照)、これに限られず、クライアントサーバシステムのように、有線または無線によって互いに通信可能に接続された複数台のコンピュータによって実現されていてもよく、データ処理装置1は、図3に示したハードウェア構成に限定されない。
Moreover, although the case where the
また、上記実施の形態では、データ処理装置1、気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7をそれぞれ個別の装置によって実現する場合を例示したが、これに限られない。例えば、気象予測装置5、経路封鎖情報生成装置6、および駐機場管理装置7において行われる処理の一部をデータ処理装置1が行ってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
また、上述のフローチャートは、動作を説明するための一例を示すものであって、これに限定されない。すなわち、フローチャートの各図に示したステップは具体例であって、このフローに限定されるものではない。例えば、一部の処理の順番が変更されてもよいし、各処理間に他の処理が挿入されてもよいし、一部の処理が並列に行われてもよい。 Moreover, the above-mentioned flowchart shows an example for explaining the operation, and is not limited to this. That is, the steps shown in the flowcharts are specific examples and are not limited to this flow. For example, the order of some processes may be changed, other processes may be inserted between the processes, and some processes may be performed in parallel.
1…データ処理装置、2…無人航空機、3…通信ネットワーク、4…通信ネットワーク、5…気象予測装置、6…経路封鎖情報生成装置、7…駐機場管理装置、11…経路設定部、12…通信部、13…指示入力部、14…記憶部、15…情報取得部、70…充電ポート、100…航路決定支援システム、111…有効ウェイポイント間経路抽出部、112…フライトプラン算出部、401…ウェイポイント情報、402…登録機体情報、403…飛行開始位置、404…飛行終了位置、405…無人航空機位置情報、406…バッテリ残量情報、407…気象予測情報、408…経路封鎖情報、409…駐機場情報、412…有効ウェイポイント間経路、413…フライトプラン、p1〜p10…ウェイポイント。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部によって取得した前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記機体に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記ウェイポイントとに基づいて、前記ウェイポイント間を結ぶウェイポイント間経路のうち前記無人航空機が飛行可能な有効ウェイポイント間経路を抽出する有効ウェイポイント間経路抽出部と、
前記有効ウェイポイント間経路抽出部によって抽出された前記有効ウェイポイント間経路に基づいて、飛行開始位置から飛行終了位置までの飛行すべき経路を示すフライトプランを算出するフライトプラン算出部と、
前記フライトプラン算出部によって算出された前記フライトプランを前記無人航空機に設定する通信部と、を有する
データ処理装置。 A storage unit that stores information on the unmanned aircraft body to be managed, and a plurality of waypoints that indicate positions serving as reference for navigation of the unmanned aircraft;
An information acquisition unit for acquiring information about the situation around the waypoint;
Based on the information on the situation around the waypoint acquired by the information acquisition unit, the information on the aircraft stored in the storage unit, and the waypoint stored in the storage unit, An effective waypoint route extracting unit that extracts an effective waypoint route that the unmanned aerial vehicle can fly among the connecting waypoint routes; and
A flight plan calculation unit that calculates a flight plan indicating a route to fly from a flight start position to a flight end position based on the route between effective waypoints extracted by the route between effective waypoints;
A data processing apparatus comprising: a communication unit that sets the flight plan calculated by the flight plan calculation unit to the unmanned aircraft.
前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記ウェイポイント周辺の気象に関する情報を含む
ことを特徴とするデータ処理装置。 The data processing apparatus according to claim 1,
The information on the situation around the waypoint includes information on the weather around the waypoint.
前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記無人航空機の飛行が制限されているエリアを示す経路封鎖情報を含む
ことを特徴とするデータ処理装置。 The data processing device according to claim 1 or 2,
The information on the situation around the waypoint includes route blocking information indicating an area where the flight of the unmanned aircraft is restricted.
前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記ウェイポイントにおいて前記無人航空機が駐機可能であるか否かを示す情報、および前記無人航空機が充電可能であるか否かを示す駐機場情報を含む
ことを特徴とするデータ処理装置。 The data processing apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The information about the situation around the waypoint includes information indicating whether or not the unmanned aircraft can be parked at the waypoint, and parking space information indicating whether or not the unmanned aircraft can be charged. A data processing apparatus.
前記通信部は、更に、前記無人航空機のバッテリ残量および前記無人航空機の位置の情報を前記無人航空機から取得し、
前記フライトプラン算出部は、前記無人航空機の位置と前記フライトプランにおける前記飛行終了位置とに基づいて、前記無人航空機が前記飛行終了位置に到達するまでの残りの飛行距離を算出するとともに、算出した前記残りの飛行距離と、前記バッテリ残量と、前記駐機場情報とに基づいて、前記充電可能な前記ウェイポイントを含む前記フライトプランを算出する
ことを特徴とするデータ処理装置。 The data processing apparatus according to claim 4, wherein
The communication unit further obtains information on the battery level of the unmanned aircraft and the position of the unmanned aircraft from the unmanned aircraft,
The flight plan calculation unit calculates and calculates the remaining flight distance until the unmanned aircraft reaches the flight end position based on the position of the unmanned aircraft and the flight end position in the flight plan. The data processing device, wherein the flight plan including the rechargeable waypoint is calculated based on the remaining flight distance, the remaining battery level, and the parking lot information.
前記有効ウェイポイント間経路抽出部は、前記情報取得部によって取得した情報の更新に応じて、前記有効ウェイポイント間経路を抽出し、
前記フライトプラン算出部は、前記フライトプランに含まれる前記ウェイポイント間経路が前記有効ウェイポイント間経路ではなくなった場合に、前記フライトプランを更新する
ことを特徴とするデータ処理装置。 The data processing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The effective waypoint route extraction unit extracts the effective waypoint route according to the update of the information acquired by the information acquisition unit,
The said flight plan calculation part updates the said flight plan, when the said route between waypoints contained in the said flight plan is no longer the said route between effective waypoints. The data processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ウェイポイントは、鉄塔が設置されたエリア内の位置を含む
ことを特徴とするデータ処理装置。 The data processing device according to any one of claims 1 to 6,
The waypoint includes a position in an area where a steel tower is installed.
前記データ処理装置が、前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報を取得する情報取得ステップと、
前記データ処理装置が、前記情報取得ステップによって取得した前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記機体に関する情報と、前記記憶部に記憶された前記ウェイポイントとに基づいて、前記ウェイポイント間を結ぶウェイポイント間経路のうち前記無人航空機が飛行可能な有効ウェイポイント間経路を抽出する有効ウェイポイント間経路抽出ステップと、
前記データ処理装置が、前記有効ウェイポイント間経路抽出ステップによって抽出された前記有効ウェイポイント間経路に基づいて、飛行開始位置から飛行終了位置までの飛行すべき経路を示すフライトプランを算出するフライトプラン算出ステップと、
前記データ処理装置が、前記フライトプラン算出ステップによって算出された前記フライトプランを前記無人航空機に設定するフライトプラン設定ステップと、を含む
データ処理方法。 Data processing capable of communicating with the unmanned aerial vehicle via a communication network, having a storage unit that stores information on the airframe of the unmanned aerial vehicle to be managed and a plurality of waypoints indicating positions serving as reference for navigation of the unmanned aerial vehicle A data processing method using an apparatus,
An information acquisition step in which the data processing device acquires information about the situation around the waypoint; and
Based on the information on the situation around the waypoint acquired by the information processing step, the information on the aircraft stored in the storage unit, and the waypoint stored in the storage unit. An effective waypoint route extracting step for extracting an effective waypoint route in which the unmanned aircraft can fly among the waypoint routes connecting the waypoints;
A flight plan in which the data processing device calculates a flight plan indicating a route to fly from a flight start position to a flight end position based on the route between effective waypoints extracted in the route extraction step between effective waypoints A calculation step;
A data processing method comprising: a flight plan setting step in which the data processing device sets the flight plan calculated in the flight plan calculation step to the unmanned aircraft.
前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記ウェイポイント周辺の気象に関する情報を含む
ことを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to claim 8, wherein
The information on the situation around the waypoint includes information on the weather around the waypoint.
前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記無人航空機の飛行が制限されている前記ウェイポイント間経路を示す経路封鎖情報を含む
ことを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to claim 8 or 9,
The information on the situation around the waypoint includes route blocking information indicating a route between the waypoints where flight of the unmanned aircraft is restricted.
前記ウェイポイント周辺の状況に関する情報は、前記記憶部に記憶された前記ウェイポイントにおいて前記無人航空機が駐機可能であるか否かを示す情報、および前記無人航空機が充電可能であるか否かを示す駐機場情報を含む
ことを特徴とするデータ処理方法。 In the data processing method as described in any one of Claims 8 thru | or 10,
The information on the situation around the waypoint includes information indicating whether the unmanned aircraft can be parked at the waypoint stored in the storage unit, and whether the unmanned aircraft can be charged. A data processing method characterized by including the information on the parking area.
前記情報取得ステップは、前記データ処理装置が、前記無人航空機のバッテリ残量および前記無人航空機の位置の情報を前記無人航空機から取得するステップを含み、
前記フライトプラン算出ステップは、
前記無人航空機の位置と前記フライトプランにおける前記飛行終了位置とに基づいて、前記無人航空機が前記飛行終了位置に到達するまでの残りの飛行距離を算出するステップと、
算出した前記残りの飛行距離と、前記バッテリ残量と、前記駐機場情報とに基づいて、前記充電可能な前記ウェイポイントを含む前記フライトプランを算出するステップと、を含む
ことを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to claim 11,
The information acquisition step includes a step in which the data processing apparatus acquires information on a battery remaining amount of the unmanned aircraft and a position of the unmanned aircraft from the unmanned aircraft,
The flight plan calculation step includes:
Calculating a remaining flight distance until the unmanned aircraft reaches the flight end position based on the position of the unmanned aircraft and the flight end position in the flight plan;
Calculating the flight plan including the rechargeable waypoints based on the calculated remaining flight distance, the remaining battery level, and the parking lot information. Processing method.
前記有効ウェイポイント間経路抽出ステップは、前記情報取得ステップによって取得した情報の更新に応じて実行され、
前記フライトプラン算出ステップは、前記フライトプランに含まれる前記ウェイポイント間経路が前記有効ウェイポイント間経路ではなくなった場合に実行される
ことを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to any one of claims 8 to 12,
The effective waypoint route extraction step is executed according to the update of the information acquired by the information acquisition step,
The data processing method, wherein the flight plan calculation step is executed when the inter-waypoint path included in the flight plan is no longer the effective inter-waypoint path.
前記ウェイポイントは、鉄塔が設置されたエリア内の位置を含む
ことを特徴とするデータ処理方法。 The data processing method according to any one of claims 8 to 13,
The waypoint includes a position in an area where a steel tower is installed.
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