JP2023105204A - 無人航空機、基地局及び基地局システム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信網の基地局機能を有する無人航空機によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、迅速に基地局機能を提供すること。【解決手段】無線通信網の基地局装置２９を有するドローン３であって、制御部２５を備え、制御部２５は、基地局装置２９によって受信された停電地域に関する情報に基づいてドローン３を停電地域に飛行させ、停電地域に基地局機能を提供する提供処理（地域判断処理及び飛行・提供処理）を実行する、ドローン３。【選択図】図１

Description

無人航空機、基地局及び基地局システムに関する。

地震などの災害時には無線通信網がライフラインとなる。しかしながら、災害が発生すると停電によって無線通信網の基地局への電力供給が断たれる可能性がある。このため、一般に基地局は無停電電源装置（ＵＰＳ：Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）を備えている。

特開２０１５－０８００９５号公報

一般にＵＰＳからの電力供給は３時間程度で停止する。ＵＰＳからの電力供給が停止した後もディーゼル機関による発電によって基地局に給電される場合もあるが、発電用のディーゼル機関を備える基地局は都市部に限られることが多い。都市部であっても全ての基地局がディーゼル機関を備えているとは限らず、稼働中の基地局の数が少なくなって通信障害が発生する可能性がある。

無線通信網の基地局機能を有する無人航空機にオペレータが停電地域を指示し、指示された停電地域に無人航空機が飛行すれば、基地局が稼働できなくても停電地域に基地局機能を提供できる。しかしながら、オペレータが無人航空機に停電地域を指示する作業にはある程度の時間がかかる。複数の無人航空機がある場合には更に時間を要するため、基地局機能の提供に遅れが生じる可能性がある。

本明細書では、無線通信網の基地局機能を有する無人航空機によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、迅速に基地局機能を提供できる技術を開示する。

無線通信網の基地局機能を有する無人航空機であって、制御部を備え、前記制御部は、前記基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて当該無人航空機を前記停電地域に飛行させ、前記停電地域に前記基地局機能を提供する提供処理を実行する、無人航空機。

無線通信網の基地局機能を有する無人航空機によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、迅速に基地局機能を提供できる。

実施形態１に係る基地局システムの模式図 基地局システムの電気的構成を示すブロック図 ドローン基地局の模式図 ドローンの電気的構成を示すブロック図 ドローン基地の電気的構成を示すブロック図 バッテリの電気的構成を示すブロック図 ドローンが基地局機能を提供している様子を示す模式図 実施形態２に係るドローン基地の電気的構成を示すブロック図 実施形態３に係るドローン基地の電気的構成を示すブロック図

（本実施形態の概要）
（１）無線通信網の基地局機能を有する無人航空機であって、制御部を備え、前記制御部は、前記基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて当該無人航空機を前記停電地域に飛行させ、前記停電地域に前記基地局機能を提供する提供処理を実行する、無人航空機。

上記の無人航空機によると、自身が備える基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて停電地域に飛行するので、オペレータが無人航空機に停電地域を指示しなくてよい。このため、無線通信網の基地局機能を有する無人航空機によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、オペレータが停電地域を指示する場合に比べて迅速に基地局機能を提供できる。

（２）前記制御部は、前記提供処理において、前記基地局機能によって受信された前記情報に基づいて前記停電地域を判断し、判断した前記停電地域に当該無人航空機を飛行させてもよい。

オペレータが無人航空機に停電地域を指示する方法とは別の方法として、無人航空機の基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて外部のサーバコンピュータが停電地域を判断し、判断した停電地域を無人航空機に指示する方法も考えられる。しかしながら、停電の理由が地震などの災害である場合は、サーバコンピュータが被災した、あるいは通信ネットワークに障害が発生して停電地域に関する情報を受信できなくなったなどの理由によってサーバコンピュータが停電地域を判断できなくなることも考えられる。

上記の無人航空機によると、無人航空機が備える基地局機能によって受信した情報に基づいて無人航空機が自身で停電地域を判断する。このため、サーバコンピュータが停電地域を指示する場合に比べてより確実に基地局機能を提供できる。

（３）前記情報は、前記基地局機能を介して行われる音声通話の音声データ、前記基地局機能を介して送受信される文字データ、及び、通信トラフィックの増減の少なくともいずれかであってもよい。

停電が発生した場合、停電地域に関する音声通話が無線通信網を介して行われることが想定される。同様に、停電が発生した場合、停電地域に関する文字データが無線通信網を介して送受信されることが想定される。停電が発生した場合、停電地域の基地局が稼働できなくなることによって通信トラフィックが通常時より低下することも想定される。このため、基地局機能を介して行われる音声通話の音声データ、基地局機能を介して送受信される文字データ、及び、通信トラフィックの増減の少なくともいずれかに基づくことにより、停電地域をある程度精度よく判断できる。

（４）前記情報は位置情報を含んでもよい。

音声データや文字データには位置情報が付加されることがある。上記の無人航空機によると、音声データや文字データに加えて、それらのデータに付加されている位置情報に基づいて停電地域を判断するので、音声データや文字データだけから判断する場合に比べて停電地域を正確に判断できる可能性が高くなる。停電地域を正確に判断できると、停電地域に確実に基地局機能を提供できる。蓄電素子によって供給される電力によって飛行する無人航空機の場合は、停電地域の判断が不正確であると、一旦飛行した後に位置を修正するために更に飛行する必要があり、それによって電力が無駄に消費される可能性もある。停電地域を正確に判断できるとそのような無駄を低減できるので、蓄電素子の電力を効率よく使用できる。これにより基地局機能を長い時間提供できるという効果もある。

（５）プロペラと、前記プロペラを回転させる電気モータと、前記電気モータに電力を供給する蓄電素子とを有し、前記制御部は、前記蓄電素子の残電力を推定する推定処理と、当該無人航空機を前記停電地域から前記蓄電素子を充電可能な場所まで飛行させるために必要な電力量を判断する電力判断処理と、前記停電地域に前記基地局機能を提供しているときに前記蓄電素子の残電力が前記電力判断処理で判断した電力量又は当該電力量より所定値高い電力量まで低下すると、当該無人航空機を前記場所まで飛行させる飛行処理と、を実行してもよい。

上記の無人航空機によると、停電地域に基地局機能を提供しているときに蓄電素子の残電力が低下すると充電可能な場所まで飛行するので、充電可能な場所で蓄電素子を充電して再び停電地域に飛行できる。これにより、停電が長期化しても基地局機能を提供できる。

（６）無線通信網の基地局であって、上述した（１）乃至（５）のいずれかに記載の無人航空機と、前記無人航空機が着陸する着陸台を有する基地設備と、を備え、前記無人航空機は、プロペラと、前記プロペラを回転させる電気モータと、前記電気モータに電力を供給する蓄電素子とを有し、前記基地設備は前記蓄電素子を充電する充電部を有し、前記充電部は前記蓄電素子をフロート充電する、基地局。

フロート充電とは、蓄電素子に一定の電圧を印加し続けることによって蓄電素子を満充電あるいは満充電に近い状態に維持する充電方法のことをいう。
停電はいつ発生するか判らないため、いつ停電が発生しても無人航空機が飛行できるように蓄電素子が常に満充電あるいは満充電に近い状態に維持されていることが望ましい。上記の基地局によると、基地設備が有する充電部によって無人航空機の蓄電素子をフロート充電するので、いつ停電が発生しても停電地域に無人航空機を飛行させることができる。

（７）前記充電部は前記蓄電素子を非接触充電してもよい。

例えば電源コネクタなどを無人航空機に接続して充電する構成では、停電地域に基地局機能を提供しているときに蓄電素子の残電力が低下した場合に、充電のために基地設備に帰還してもオペレータがいないと充電できず、再び停電地域に飛行して基地局機能を提供することができなくなる。
上記の無人航空機によると、無人航空機を非接触で充電するので、オペレータがいなくても蓄電素子を充電できる。このため、オペレータがいなくても長期に亘って基地局機能を提供できる。

（８）無線通信網の基地局であって、無線通信網の第１の基地局機能を有する無人航空機と、前記無人航空機が着陸する着陸台、及び、前記無線通信網の第２の基地局機能を有する基地設備と、前記基地設備に設けられている制御部と、を備え、前記制御部は、前記基地設備の前記第２の基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて前記無人航空機に前記停電地域への飛行を指示し、前記無人航空機は前記制御部によって指示された前記停電地域に飛行して前記第１の基地局機能を提供する、基地局。

上記の基地局によると、無線通信網の基地局機能を有する無人航空機によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、オペレータが停電地域を指示する場合に比べて迅速に基地局機能を提供できる。

（９）無線通信網の基地局であって、無線通信網の基地局機能を有する無人航空機と、前記無人航空機が着陸する着陸台を有する基地設備と、前記基地設備に設けられている制御部と、を備え、前記制御部は、前記無人航空機の前記基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて前記無人航空機に前記停電地域への飛行を指示し、前記無人航空機は前記制御部によって指示された前記停電地域に飛行して前記基地局機能を提供する、基地局。

上記の基地局によると、無線通信網の基地局機能を有する無人航空機によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、オペレータが停電地域を指示する場合に比べて迅速に基地局機能を提供できる。

（１０）上述した（６）乃至（９）のいずれかに記載の基地局が複数分散して配置されている、基地局システム。

無人航空機は蓄電素子の残電力が少なくなると基地局機能を提供できなくなる。蓄電素子の残電力が少なくなった場合は無停電地域に飛行して充電することも可能である。しかしながら、無人航空機が１台だけの場合は無人航空機が無停電地域に飛行すると基地局機能を提供できなくなる。
これに対し、無人航空機を備える基地局が複数あると、複数の無人航空機が停電地域に入れ代わり飛行して基地局機能を提供することにより、より確実に基地局機能を提供できる。

本明細書によって開示される発明は、装置、方法、これらの装置または方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の種々の態様で実現できる。

＜実施形態１＞
実施形態１を図１ないし図６によって説明する。以降の説明では同一の構成部材には一部を除いて図面の符号を省略している場合がある。

（１）基地局システム
図１を参照して、実施形態１に係る基地局システム１について説明する。基地局システム１は携帯電話網及び無線アクセス網（ＬＴＥ：Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎなど）の基地局システムであり、広域に亘って分散配置されている複数の基地局２を備えている。携帯電話網及び無線アクセス網はそれぞれ無線通信網の一例である。
複数の基地局２のうち一部の基地局２にはドローン３（無人航空機の一例）が配備されている。ドローン３は全ての基地局２に配備されてもよい。以降の説明ではドローン３が配備されている基地局２のことをドローン基地局２という。

（２）ドローン基地局
図２に示すように、ドローン基地局２は携帯電話網の基地局機能を有しており、交換局１１と無線接続されている。ドローン基地局２は無線アクセス網の基地局機能も有しており、交換局１１を介してパケット交換機１３に接続されているとともに、交換局１１及びサーバ１２を介してインターネットに接続されている。

図３に示すように、ドローン基地局２は、ドローン３と、ドローン３が着陸する着陸台２０を有するドローン基地４（基地設備及び無人航空機を充電可能な場所の一例）とを備えている。着陸台２０はドローン３が着陸するための平坦な台である。
実施形態１に係るドローン３はマルチコプターであり、より具体的には４つのプロペラ２４を有するクアッドコプターである。ドローン３は機体部分を構成するドローン本体２１、ドローン本体２１から４方向に放射状に延びる４本のアーム２２、各アーム２２の先端部に設けられている電気モータ２３（図４参照）、各電気モータ２３に駆動されて回転するプロペラ２４などを備えている。

（２－１）ドローンの電気的構成
図４を参照して、ドローン３の電気的構成について説明する。ドローン３は制御部２５、電気モータ２３、各種センサ２６、ＧＰＳ受信機２７、フライトコントローラ２８、基地局装置２９（基地局機能の一例）、無線通信部３４、バッテリ３０、受電装置３１などを備えている。

各種センサ２６はドローン３を制御するためのものであり、具体的にはジャイロセンサ、加速度センサ、気圧センサなどである。
ＧＰＳ受信機２７はＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）から発信される電波を受信してドローン３の現在位置（緯度、経度）を検出する。現在位置はＧＰＳ以外の測位衛星から発信される電波に基づいて検出されてもよい。
フライトコントローラ２８はＡＳＩＣやマイクロコンピュータなどで構成されている。フライトコントローラ２８は各種センサ２６の検出結果に基づいてドローン３の自律飛行を制御する。

基地局装置２９は前述した携帯電話網の基地局機能、及び、無線アクセス網の基地局機能を有する装置である。基地局装置２９は送受信信号を増幅する増幅装置（ＡＭＰ）、ベースバンド信号を高周波信号に変換する変復調装置（ＭＤＥ）、音声信号をデジタル符号列に変換する音声処理装置（ＳＰＥ）、無線チャネルの割り当てや隣接基地局とチャネル切り替えを行う基地局制御装置（ＢＣＥ）、基地局アンテナ（ＡＮＴ）などを備えている。

無線通信部３４は基地局装置２９が交換局１１と無線通信するための装置である。一般に基地局２は交換局１１と光ファイバケーブルなどで有線接続されるが、ドローン基地局２の場合は飛行先から交換局１１と通信するために無線通信部３４を備えている。

バッテリ３０はドローン３の各部に電力を供給する。バッテリ３０の具体的な構成については後述する。
受電装置３１はバッテリ３０を非接触充電するためのものである。受電装置３１は受電コイル３１Ａ、受電コイル３１Ａによって受電された交流電力を直流電力に変換する整流器３１Ｂなどを有している。受電装置３１と後述するドローン基地４に設けられている送電装置３３とは非接触充電装置を構成している。

制御部２５は、ＣＰＵやＲＡＭが１チップ化されたマイクロコンピュータ２５Ａ、ＲＯＭ２５Ｂなどを備えている。制御部２５はＲＯＭ２５Ｂに記憶されている制御プログラムを実行することによってドローン３の各部を制御する。制御部２５と後述するバッテリ３０の管理部４４とは制御部を構成している。

（２－２）ドローン基地の電気的構成
図５を参照して、ドローン基地４の電気的構成について説明する。ドローン基地４は前述した着陸台２０の他にドローン検知部３２及び送電装置３３（充電部の一例）を備えている。なお、基地局４は無停電電源装置（ＵＰＳ：Ｕｎｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｂｌｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ）を備えていてもよい。

ドローン検知部３２は着陸台２０の上面に設けられている。ドローン検知部３２は着陸台２０上のドローン３の有無を検知して検知結果を送電装置３３の充電コントローラ３３Ｃに出力する。具体的には例えば、ドローン検知部３２は押しボタンスイッチとして構成されている。ドローン３が着陸台２０上に有るときはドローン３の重さによって押しボタンスイッチが押下され、ドローン３が着陸台２０上に無いときは押しボタンスイッチが押下されないことによってドローン３の有無が検知される。ドローン検知部３２はドローン３の有無を検知できれば任意の構成であってよい。

送電装置３３は送電コイル３３Ａ、変圧器３３Ｂ、充電コントローラ３３Ｃなどを備えている。変圧器３３Ｂは図示しない商用電源に接続されており、商用電源から供給される交流電力の電圧を所定の電圧に変圧して送電コイル３３Ａに供給する。変圧器３３Ｂから送電コイル３３Ａに交流電力が供給されると電磁誘導や電磁結合によってドローン３の受電コイル３１Ａに電力が誘起される。充電コントローラ３３ＣはＡＳＩＣやマイクロコンピュータなどで構成されており、ドローン検知部３２の検知結果に基づいて送電装置３３を制御する。充電コントローラ３３Ｃによる充電の制御についての説明は後述する。

（３）バッテリの電気的構成
図６に示すように、バッテリ３０は複数の二次電池４０（蓄電素子の一例）からなる組電池４１と、それらの二次電池４０を管理するＢＭＳ４２（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ）とを備えている。

二次電池４０は非水電解質二次電池であり、具体的には例えばリチウムイオン二次電池である。
ＢＭＳ４２は電流センサ４３、電圧センサ４７及び管理部４４を備えている。電流センサ４３は組電池４１と直列に接続されており、組電池４１の充放電電流の電流値［Ａ］を計測して管理部４４に出力する。電圧センサ４７は各二次電池４０の端子電圧［Ｖ］を計測して管理部４４に出力する。

管理部４４はＣＰＵ４５ＡやＲＡＭ４５Ｂなどが１チップ化されたマイクロコンピュータ４５、ＲＯＭ４６などを備えている。ＲＯＭ４６にはバッテリ３０を管理するための管理プログラムや各種のデータが記憶されている。管理部４４はＲＯＭ４６に記憶されている管理プログラムを実行することにより、以下に説明する推定処理などの各種の処理を実行する。

推定処理はバッテリ３０の充電状態（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）を推定する処理である。ＳＯＣを推定する方法としては電流積算法やＯＣＶ法などが知られている。電流積算法は、電流センサ４３によって組電池４１の充放電電流を所定の時間間隔で計測し、計測した電流値を初期値に加減することによってＳＯＣを推定する方法である。ＯＣＶ法はバッテリ３０の開放電圧（ＯＣＶ：Ｏｐｅｎ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｖｏｌｔａｇｅ）からＳＯＣを推定する方法である。ＳＯＣとＯＣＶとには比較的精度の良い相関関係がある。このため、電圧センサ４７によってＯＣＶを計測し、計測したＯＣＶに対応するＳＯＣをＳＯＣ－ＯＣＶカーブから特定することによってＳＯＣを推定できる。管理部４４は電流積算法によってＳＯＣを推定してもよいし、ＯＣＶ法によってＳＯＣを推定してもよい。

（４）バッテリのフロート充電
ドローン３のバッテリ３０は非接触充電装置（送電装置３３及び受電装置３１）によってフロート充電される。フロート充電とは、バッテリ３０に一定の電圧を印加し続けることによってバッテリ３０を常に満充電あるいは満充電に近い状態に維持する充電方法である。フロート充電ではバッテリ３０のＳＯＣが低下するとバッテリ３０が直ぐに充電される。

ドローン基地４の充電コントローラ３３Ｃは、ドローン検知部３２によってドローン３が検知されている間、送電装置３３を制御して常に受電装置３１に電力を供給し続ける。受電装置３１は供給された交流電力を整流器３１Ｂによって直流電力に変換してバッテリ３０に印加する。これによりバッテリ３０がフロート充電される。

（５）停電地域に基地局機能を提供する処理
ドローン３の制御部２５によって実行される停電地域に基地局機能を提供する処理について説明する。停電地域に基地局機能を提供する処理は、基地局装置２９によって受信された停電地域に関する情報に基づいてドローン３が自身で停電地域を判断し、判断した地域に自律的に飛行して基地局装置２９によって基地局機能を提供する処理である。
当該処理は以下に説明する地域判断処理、飛行・提供処理、及び、帰還処理を含む。地域判断処理及び飛行・提供処理は提供処理の一例である。

（５－１）地域判断処理
地域判断処理は、基地局装置２９によって受信された停電地域に関する情報に基づいて停電地域を判断する処理である。基地局装置２９によって受信される情報は、具体的には基地局装置２９を介して行われる音声通話の音声データ、及び、基地局装置２９を介して送受信される文字データである。

文字データは、具体的には例えば電子メールとして送受信される文字データ、ソーシャルネットワーキングサービス（ＳＮＳ：Ｓｏｃｉａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）に投稿される文字データ（あるいはＳＮＳからダウンロードされる文字データ）、その他のコミュニケーションのためのプログラムによって送受信される文字データなどである。文字データはこれらに限られるものではなく、基地局装置２９を介して送受信される暗号化されていない任意の文字データであってよい。

以下、地域判断処理について具体的に説明する。以下に説明する処理は一例である。地域判断処理は以下に説明する処理に限定されない。
制御部２５は基地局装置２９を介して送受信される音声データを音声認識する。音声認識とは、音声データを解析して文字データに変換することをいう。音声認識の方法としては統計的手法、動的時間伸縮法、隠れマルコフモデルなどが公知である。音声認識はこれらの手法を用いて行われてもよいし、他の手法を用いて行われてもよい。

制御部２５は、音声認識によって変換した文字データに「停電」という文字列が含まれているか否かを判断し、含まれている場合は当該文字データから地名を検索する。具体的には例えば、制御部２５のＲＯＭ２５Ｂにはドローン基地局２を中心とする所定範囲の地図データが記憶されている。制御部２５はその地図データに含まれているいずれかの地名が当該文字データに含まれているか否かを判断し、含まれている場合はその地名を抽出する。基地局機能によって受信される情報が文字データである場合も同様である。

制御部２５はいずれかの地名が所定回数抽出されるまで、音声データを受信するごと及び文字データを受信するごとに上述した処理を行う。制御部２５はいずれかの地名が所定回数抽出されるとその地名によって表される地域を停電地域と判断する。上述した所定回数は適宜に決定できる。

（５－２）飛行・提供処理
飛行・提供処理は、上述した地域判断処理で判断した停電地域までドローン３を飛行させて停電地域に基地局機能を提供する処理である。制御部２５は地域判断処理によって判断した停電地域の位置情報（緯度、経度）を地図データから取得し、ドローン３を飛行させる目的地として設定する。制御部２５はＧＰＳ受信機２７からドローン３の現在位置の位置情報を取得し、ドローン３の現在位置と目的地とに基づいてフライトコントローラ２８を制御することにより、停電地域までドローン３を飛行させる。

図７に示すように、制御部２５は停電地域にドローン３が到着すると停電地域の上空でドローン３をホバリングさせて停電地域に基地局機能を提供する。上空から基地局機能を提供すると地上の基地局２に比べて広い範囲に基地局機能を提供できるので、少ない数のドローン３で停電地域をカバーできる。

（５－３）帰還処理
帰還処理は、停電地域に基地局機能を提供しているときにドローン３のバッテリ３０の残電力量が少なくなると充電のためにドローン３を元の着陸台２０に帰還させる処理である。具体的には、制御部２５は、停電地域に到着すると、ドローン３の現在位置から元の着陸台２０までの距離と、ドローン３を単位距離飛行させるために必要な電力量とから、ドローン３を着陸台２０まで帰還させるために必要な電力量を判断する（電力判断処理の一例）。

制御部２５は、バッテリ３０の管理部４４によってＳＯＣが推定される毎に、推定されたＳＯＣからバッテリ３０の残電力量（＝バッテリ３０の全充電容量×ＳＯＣ）を計算し、ドローン３を着陸台２０まで帰還させるために必要な電力量又は当該電力量より所定値高い電力量まで残電力量が低下するとドローン３を着陸台２０まで飛行させる（飛行処理の一例）。所定値は適宜に決定できる。例えば所定値はＳＯＣで１０％に相当する電力量であってもよい。

ドローン３が帰還して着陸台２０に着陸すると非接触充電装置（送電装置３３及び受電装置３１）によってバッテリ３０が非接触で充電される。ドローン３は充電が完了すると再び停電地域に飛行して基地局機能を提供する。

（６）実施形態の効果
実施形態１に係るドローン３によると、自身が備える基地局装置２９によって受信された停電地域に関する情報（音声データ及び文字データ）に基づいて停電地域に飛行するので、オペレータがドローン３に停電地域を指示しなくてよい。このため、無線通信網の基地局機能を有するドローン３によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、オペレータが停電地域を指示する場合に比べて迅速に基地局機能を提供できる。
停電の理由が地震などの災害である場合は、オペレータが被災した、あるいは交通が麻痺してドローン３に停電地域を指示するための施設までオペレータが行けなくなったなどの理由によってオペレータが停電地域を指示できなくなることも考えられる。ドローン３によると、自身が備える基地局装置２９によって受信された停電地域に関する情報に基づいて停電地域に自律的に飛行するので、オペレータが停電地域を指示する場合に比べ、より確実に基地局機能を提供できるという効果もある。
ドローン３によると、基地局装置２９を備えているので、飛行中も基地局装置２９によって停電地域に関する情報を受信できる。飛行中も情報を受信すると最新の情報を受信できるので、停電地域が変化した場合にも柔軟に対応できる。

ドローン３によると、ドローン３が備える基地局装置２９によって受信した情報に基づいてドローン３が自身で停電地域を判断するので、サーバコンピュータが停電地域を指示する場合に比べてより確実に基地局機能を提供できる。

ドローン３によると、基地局装置２９を介して行われる音声通話の音声データ、及び、基地局装置２９を介して送受信される文字データに基づくことにより、停電地域をある程度精度よく判断できる。

ドローン３によると、停電地域に基地局機能を提供しているときにバッテリ３０の残電力が低下するとドローン基地４に帰還するので、ドローン基地４でバッテリ３０を充電して再び停電地域に飛行できる。これにより、停電が長期化しても基地局機能を提供できる。

実施形態１に係るドローン基地局２によると、ドローン基地４が有する送電装置３３によってドローン３のバッテリ３０をフロート充電するので、いつ停電が発生しても停電地域にドローン３を飛行させることができる。

ドローン基地局２によると、送電装置３３はドローン３のバッテリ３０を非接触充電するので、オペレータがいなくてもバッテリ３０を充電できる。このため、ドローン３はオペレータがいなくても長期に亘って基地局機能を提供できる。

実施形態１に係る基地局システム１によると、ドローン基地局２が複数分散して配備されている。ドローン基地局２が複数あると、複数のドローン３が停電地域に入れ代わり飛行して基地局機能を提供することにより、より確実に基地局機能を提供できる。

＜実施形態２＞
図８に示すように、実施形態２に係るドローン基地２０４は実施形態１に係るドローン基地４の構成に加えて制御部５０、基地局装置５１及び無線通信部５２を備えている。実施形態２に係るドローン３は無線通信部５２と通信するための無線通信部を更に備えており、制御部５０は無線通信部５２を介してドローン３と通信する。ドローン３が備える基地局装置２９は第１の基地局機能の一例であり、ドローン基地２０４が備える基地局装置５１は第２の基地局機能の一例である。

実施形態２ではドローン基地２０４の制御部５０が停電地域を判断し、無線通信部５２を介してドローン３に停電地域への飛行を指示する。具体的には、ドローン基地２０４の制御部５０は、ドローン基地２０４が備える基地局装置５１によって受信した停電地域に関する情報に基づいて停電地域を判断し、無線通信部５２を介してドローン３に停電地域への飛行を指示する。実施形態２に係るドローン３の制御部２５は、ドローン基地２０４の制御部５０から停電地域への飛行を指示されると、指示された停電地域に飛行して基地局機能を提供する。

実施形態２に係るドローン基地局によると、ドローン３によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、オペレータが停電地域を指示する場合に比べて迅速に基地局機能を提供できる。

＜実施形態３＞
図９に示すように、実施形態３に係るドローン基地３０４の構成は実施形態２に係るドローン基地２０４の基地局装置５１を備えていない点を除いて実施形態２に係るドローン基地２０４と実質的に同一である。実施形態３に係るドローン３も実施形態１に係るドローン３の構成に加えてドローン基地３０４の無線通信部５２と通信する無線通信部を備えている。

実施形態３ではドローン基地３０４の制御部５０が停電地域を判断し、無線通信部５２を介してドローン３に停電地域への飛行を指示する。具体的には、ドローン基地３０４の制御部５０は、ドローン３が備える基地局装置２９によって受信した停電地域に関する情報を、無線通信部５２を介してドローン３から受信する。ドローン基地３０４の制御部５０はドローン３から受信した当該情報に基づいて停電地域を判断し、無線通信部５２を介してドローン３に停電地域への飛行を指示する。実施形態３に係るドローン３の制御部２５は、ドローン基地３０４の制御部５０から停電地域への飛行を指示されると、指示された停電地域に飛行して基地局機能を提供する。

実施形態３に係るドローン基地局によると、ドローン３によって停電地域に基地局機能を提供する場合に、オペレータが停電地域を指示する場合に比べて迅速に基地局機能を提供できる。

＜その他の実施形態＞
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができる。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成又は周知技術に置き換えることができる。また、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。また、ある実施形態の構成に対して周知技術を付加することができる。

（１）上記実施形態では停電地域に関する情報として音声データ及び文字データを例に説明したが、停電地域に関する情報はこれらのデータのうちいずれか一方であってもよい。

（２）上記実施形態では、地域判断処理において、「停電」という文字列が含まれている音声データや文字データから地名を抽出することによって停電地域を判断する場合を例に説明した。これに替えて、或いはこれに加えて、送受信されるデータに含まれている位置情報に基づいて停電地域を判断してもよい。具体的には、音声データや文字データに「停電」という文字列が含まれており、且つ、そのデータに位置情報が含まれている場合は、位置情報を抽出し、一定の範囲内の位置を示す位置情報が所定回数抽出されると、その位置を停電地域と判断してもよい。位置情報を含めると、音声データや文字データだけから判断する場合に比べて停電地域を正確に判断できる可能性が高くなる。

停電地域を正確に判断できると、停電地域に確実に基地局機能を提供できる。バッテリ３０によって供給される電力によって飛行するドローン３の場合は、停電地域の判断が不正確であると、一旦飛行した後に位置を修正するために更に飛行する必要があり、それによって電力が無駄に消費される可能性もある。停電地域を正確に判断できるとそのような無駄を低減できるので、バッテリ３０の電力を効率よく使用できる。これにより基地局機能を長い時間提供できるという効果もある。

（３）上記実施形態では音声データや文字データから地名が抽出された回数や位置情報が抽出された回数から停電地域を判断する場合を例に説明した。これに対し、停電時に送受信される音声データの内容や文字データの内容と停電地域との関係をＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）によって機械学習し、ＡＩによって停電地域を判断してもよい。

（４）上記実施形態では音声通話の音声データ及び基地局機能を介して送受信される文字データに基づいて停電地域を判断する場合を例に説明したが、通信トラフィックの増減から停電地域を判断してもよい。通信トラフィックとは、具体的には発呼回数、音声データや文字データのデータ量などである。停電が発生した場合、停電地域の基地局が稼働できなくなることによって通信トラフィックが所定の閾値より低下することが想定される。このため、通信トラフィックに基づくことにより、停電地域をある程度精度よく判断できる。

（５）上記実施形態では基地局装置２９によって受信された停電地域に関する情報に基づいてドローン３が自身で停電地域を判断する場合を例に説明した。これに対し、ドローン基地局２と通信可能に接続されているサーバコンピュータが、ドローン３が備える基地局装置２９によって受信された停電地域に関する情報に基づいて停電地域を判断し、ドローン３に停電地域への飛行を指示してもよい。

（６）上記実施形態ではドローン３のバッテリ３０の残電力量が少なくなったときにドローン３を元の着陸台２０に帰還させる場合を例に説明した。これに対し、無停電地域にあるドローン基地４のうちいずれか他のドローン３が着陸していないドローン基地４まで飛行させて充電してもよい。ただし、複数のドローン３が飛行している場合はドローン３間で飛行先のドローン基地４が競合する可能性もある。このため、ドローン３間で無線通信を行うなどによって飛行先のドローン基地４が競合しないように調整することが望ましい。

（７）上記実施形態では無人航空機としてドローン３を例に説明したが、無人航空機は停電している地域に基地局機能を提供できるものであればドローン３に限られない。例えば無人航空機は無人ヘリコプターであってもよい。
無人航空機は電気モータ２３を動力として飛行するものに限られず、例えばガソリンエンジンによって飛行するものでもよい。

（８）上記実施形態では停電地域の上空でドローン３がホバリングして基地局機能を提供する場合を例に説明したが、ドローン３はビルの屋上などの高い位置に着陸して基地局機能を提供してもよい。

（９）上記実施形態ではバッテリ３０を非接触充電する場合を例に説明したが、バッテリ３０は必ずしも非接触充電されなくてもよい。例えば人手を介さずに自動で充電コネクタを着脱できる機構を備えている場合は接触式で充電してもよい。

（１０）上記実施形態では停電によって基地局が稼働を停止した場合にドローン３によって停電地域に基地局機能を提供する場合について説明した。これに対し、通信障害が発生した、あるいは何らかの理由で発呼が集中したなどによって通信が行い難い状態（言い換えると電話が繋がり難い状態あるいはデータの転送速度が大幅に低下した状態）になる可能性もある。その場合は基地局の処理能力が不足していることが考えられる。このような場合に、通信が行い難い状態にある地域にドローン３を飛行させて基地局機能を提供することにより、基地局を補完してもよい。すなわち、ドローン３は停電時以外の時に基地局機能を提供してもよい。

（１１）上記実施形態では蓄電素子としてリチウムイオン二次電池を例に説明したが、蓄電素子は電気化学反応を伴うキャパシタであってもよい。

１ 基地局システム
２ ドローン基地局（基地局の一例）
３ ドローン（無人航空機の一例）
４ ドローン基地（基地設備の一例）
２３ 電気モータ
２４ プロペラ
２５ 制御部
２９ 基地局装置（無線通信網の基地局機能及び第１の基地局機能の一例）
３３ 送電装置（充電部の一例）
４０ 二次電池（蓄電素子の一例）
４４ 管理部（制御部の一例）
５１ 基地局装置（第２の基地局機能の一例）
２０４ ドローン基地（基地設備の一例）
３０４ ドローン基地（基地設備の一例）

Claims (10)

1. 無線通信網の基地局機能を有する無人航空機であって、
   制御部を備え、
   前記制御部は、前記基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて当該無人航空機を前記停電地域に飛行させ、前記停電地域に前記基地局機能を提供する提供処理を実行する、無人航空機。
2. 請求項１に記載の無人航空機であって、
   前記制御部は、前記提供処理において、前記基地局機能によって受信された前記情報に基づいて前記停電地域を判断し、判断した前記停電地域に当該無人航空機を飛行させる、無人航空機。
3. 請求項２に記載の無人航空機であって、
   前記情報は、前記基地局機能を介して行われる音声通話の音声データ、前記基地局機能を介して送受信される文字データ、及び、通信トラフィックの増減の少なくともいずれかである、無人航空機。
4. 請求項３に記載の無人航空機であって、
   前記情報は位置情報を含む、無人航空機。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の無人航空機であって、
   プロペラと、前記プロペラを回転させる電気モータと、前記電気モータに電力を供給する蓄電素子とを有し、
   前記制御部は、
   前記蓄電素子の残電力を推定する推定処理と、
   当該無人航空機を前記停電地域から前記蓄電素子を充電可能な場所まで飛行させるために必要な電力量を判断する電力判断処理と、
   前記停電地域に前記基地局機能を提供しているときに前記蓄電素子の残電力が前記電力判断処理で判断した電力量又は当該電力量より所定値高い電力量まで低下すると、当該無人航空機を前記場所まで飛行させる飛行処理と、
   を実行する、無人航空機。
6. 無線通信網の基地局であって、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の無人航空機と、
   前記無人航空機が着陸する着陸台を有する基地設備と、
   を備え、
   前記無人航空機は、プロペラと、前記プロペラを回転させる電気モータと、前記電気モータに電力を供給する蓄電素子とを有し、
   前記基地設備は前記蓄電素子を充電する充電部を有し、
   前記充電部は前記蓄電素子をフロート充電する、基地局。
7. 請求項６に記載の基地局であって、
   前記充電部は前記蓄電素子を非接触充電する、基地局。
8. 無線通信網の基地局であって、
   無線通信網の第１の基地局機能を有する無人航空機と、
   前記無人航空機が着陸する着陸台、及び、前記無線通信網の第２の基地局機能を有する基地設備と、
   前記基地設備に設けられている制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記基地設備の前記第２の基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて前記無人航空機に前記停電地域への飛行を指示し、
   前記無人航空機は前記制御部によって指示された前記停電地域に飛行して前記第１の基地局機能を提供する、基地局。
9. 無線通信網の基地局であって、
   無線通信網の基地局機能を有する無人航空機と、
   前記無人航空機が着陸する着陸台を有する基地設備と、
   前記基地設備に設けられている制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記無人航空機の前記基地局機能によって受信された停電地域に関する情報に基づいて前記無人航空機に前記停電地域への飛行を指示し、
   前記無人航空機は前記制御部によって指示された前記停電地域に飛行して前記基地局機能を提供する、基地局。
10. 請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載の基地局が複数分散して配置されている、基地局システム。

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