JP6463387B2 - 移動体の運行管理装置、移動体の運行管理方法、及び移動体の運行管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、複数の移動体の運行を管理する技術に関する。

無人航空機などの移動体の用途として、複数機を用いてこれらを順次交代させつつ、継続的に監視などを行わせる場合がある（例えば、非特許文献１参照）。
この種の用途においては、予め設定された運行計画に基づいて、各機の進出タイミング及び帰投タイミングが設定管理されている。

ＪＡＸＡ航空本部，「ＪＡＸＡ航空マガジン FLIGHT PATH No.6」，２０１４年９月，ｐ.０５

ところで、移動体の外囲環境（風況など）や移動経路は、運行計画を設定したときから移動体の運行中に変化する場合があり、この変化に起因して当該移動体の任務遂行可能時間も変化し得る。したがって、移動体の外囲環境や移動経路が変化した場合には、これに伴って移動体の移動タイミングを変更させる必要が生じ得る。
しかしながら、従来では、移動体の外囲環境や移動経路の変化を考慮した当該移動体の移動タイミングの変更は、運行管理者が手動で行う必要があり、運行管理者の作業負荷を重くしていた。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、移動体の外囲環境や移動経路の変化を考慮しつつ、当該移動体の移動タイミングを自動的に設定できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第一位置から第二位置に順次進出及び帰投する複数の移動体の帰投タイミングを設定する移動体の運行管理装置であって、
前記移動体の進出開始時刻、稼働可能時間及び帰投所要時間初期値に基づいて、当該移動体の帰投開始時刻を仮設定する帰投時刻設定手段と、
前記帰投開始時刻における前記移動体の外囲環境を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された前記外囲環境を加味しつつ、前記移動体が前記帰投開始時刻に前記第二位置を発って前記第一位置に帰り着くまでの帰投経路を探索し、当該帰投に要するエネルギー量を算出するエネルギー算出手段と、
を備え、
前記エネルギー算出手段により算出された前記エネルギー量が所定の許容値以下となるまで、前記帰投開始時刻を所定時間だけ早めながら、前記予測手段による前記外囲環境の予測と、前記エネルギー算出手段による前記エネルギー量の算出とを繰り返すことを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、第一位置から第二位置に順次進出及び帰投する複数の移動体の進出タイミングを設定する移動体の運行管理装置であって、
前記移動体の進出完了目標時刻及び進出所要時間初期値に基づいて、当該移動体の進出開始時刻を仮設定する進出時刻設定手段と、
前記進出開始時刻における前記移動体の外囲環境を予測する予測手段と、
前記予測手段により予測された前記外囲環境を加味しつつ、前記移動体が前記進出開始時刻に前記第一位置を発って前記第二位置に辿り着くまでの進出経路を探索し、進出完了時刻を算出する時刻算出手段と、
を備え、
前記時刻算出手段により算出された前記進出完了時刻が前記進出完了目標時刻よりも早い時刻または同時刻となるまで、前記進出開始時刻を所定時間だけ早めながら、前記予測手段による前記外囲環境の予測と、前記時刻算出手段による前記進出完了時刻の算出とを繰り返すことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の移動体の運行管理装置において、
一の移動体が前記第二位置に進出完了した状態にあるときに、当該一の移動体の帰投タイミングを設定することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の移動体の運行管理装置において、
一の移動体が前記第二位置に進出完了した状態にあるときに、当該一の移動体の後任機である他の移動体の進出タイミングを設定することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体の運行管理装置において、
前記移動体が無人航空機であることを特徴とする。

請求項６及び請求項７に記載の発明は、請求項１及び請求項２に記載の移動体の運行管理装置と同様の特徴を具備する移動体の運行管理方法である。

請求項８及び請求項９に記載の発明は、請求項１及び請求項２に記載の移動体の運行管理装置と同様の特徴を具備する移動体の運行管理プログラムである。

請求項１に記載の発明によれば、移動体の進出開始時刻、稼働可能時間及び帰投所要時間初期値に基づいて当該移動体の帰投開始時刻が仮設定され、この帰投開始時刻における移動体の外囲環境が予測される。それから、この予測された外囲環境が加味されつつ、移動体が帰投開始時刻に第二位置を発って第一位置に帰り着くまでの帰投経路が探索され、当該帰投に要するエネルギー量（移動体の燃料量など）が算出される。そして、このエネルギー量が所定の許容値以下となるまで、帰投開始時刻を所定時間だけ早めながら、当該帰投開始時刻における外囲環境の予測と、帰投に要するエネルギー量の算出とが繰り返される。
これにより、帰投に要するエネルギー量を不足させることなく移動体が無事に帰投できる帰投開始時刻を、この帰投開始時刻における移動体の外囲環境とその帰投経路を考慮しつつ、自動的に設定することができる。
したがって、移動体の外囲環境や移動経路の変化を考慮しつつ、当該移動体の移動タイミングを自動的に設定することができる。

請求項２に記載の発明によれば、移動体の進出完了目標時刻及び進出所要時間初期値に基づいて当該移動体の進出開始時刻が仮設定され、この進出開始時刻における移動体の外囲環境が予測される。それから、この予測された外囲環境が加味されつつ、移動体が進出開始時刻に第一位置を発って第二位置に辿り着くまでの進出経路が探索され、進出完了時刻が算出される。そして、この進出完了時刻が進出完了目標時刻よりも早い時刻または同時刻となるまで、進出開始時刻を所定時間だけ早めながら、当該進出開始時刻における外囲環境の予測と、進出完了時刻の算出とが繰り返される。
これにより、移動体の進出完了時刻が進出完了目標時刻よりも早い時刻または同時刻となる進出開始時刻を、この進出開始時刻における移動体の外囲環境とその進出経路を考慮しつつ、自動的に設定することができる。
したがって、移動体の外囲環境や移動経路の変化を考慮しつつ、当該移動体の移動タイミングを自動的に設定することができる。

実施形態における複数の無人機の運行図である。 実施形態における移動体の運行管理装置の機能構成を示すブロック図である。 実施形態における無人機の機能構成を示すブロック図である。 実施形態における運行管理処理のうち、無人機の帰投タイミングの設定処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における無人機の帰投タイミングの設定処理を説明するための図である。 実施形態における運行管理処理のうち、無人機の進出タイミングの設定処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態における無人機の進出タイミングの設定処理を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

［運行管理装置の構成］
まず、本実施形態における移動体の運行管理装置（以下、単に「運行管理装置」という。）１の構成について説明する。
図１は、本実施形態における複数の無人機２の運行図であり、図２は、運行管理装置１の機能構成を示すブロック図である。

運行管理装置１は、複数（本実施形態では４機）の無人機（無人航空機）２が連携して継続的に所定の任務を行う場合における、当該複数の無人機２の運行を管理するものである。この任務では、図１に示すように、複数の無人機２を発着基地から任務位置に順次進出及び帰投させて交代させつつ、所定の任務期間に亘って少なくとも１機の無人機２を継続的に任務位置に位置させて、例えば所定の対象の監視などを行う。

具体的に、運行管理装置１は、本実施形態においては無人機２の発着基地に設けられており、図２に示すように、表示部１１と、入力部１２と、通信部１５と、記憶部１６と、制御部１８とを備えて構成されている。

このうち、表示部１１は、図示しないディスプレイを備えており、制御部１８から入力される表示信号に基づいて各種情報をディスプレイに表示する。
入力部１２は、図示しない入力受付手段を備えており、この入力受付手段への操作員の入力操作に対応する信号を制御部１８に出力する。

通信部１５は、各無人機２との間で通信を行い、互いに各種信号を送受信可能であるほか、通信ネットワークに接続して各種情報を入手可能なものである。

記憶部１６は、運行管理装置１の各種機能を実現するためのプログラムやデータを記憶するとともに、作業領域としても機能するメモリである。本実施形態においては、記憶部１６は、運行管理プログラム１６０を記憶している。
運行管理プログラム１６０は、後述の運行管理処理（図４〜図７参照）を制御部１８に実行させるためのプログラムである。

制御部１８は、運行管理装置１の各部を中央制御する。具体的に、制御部１８は、通信部１５を通じて無人機２に制御指令を出力したり、記憶部１６に記憶されているプログラムを展開し、展開されたプログラムと協働して各種処理を実行したりする。

［無人機の構成］
続いて、各無人機２の構成について説明する。
図３は、無人機２の機能構成を示すブロック図である。

図３に示すように、無人機２は、当該無人機２を飛行させるための飛行機構２１のほか、機体センサー２３と、通信部２５と、飛行制御部２８とを備えて構成されている。

機体センサー２３は、無人機２の飛行状態を検出したり、機体の外囲環境に関する情報（以下、「外囲情報」という）を取得したりするための各種のセンサーであり、レーダー，映像センサー（カメラ），ジャイロセンサー，速度センサー，ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＴＣＡＳ（Traffic alert and Collision Avoidance System：空中衝突防止装置）等を含んで構成されている。これらの機体センサー２３は、飛行制御部２８からの制御指令に基づいて各種情報を取得し、その信号を飛行制御部２８へ出力する。

通信部２５は、運行管理装置１や他の無人機２との間で通信を行い、互いに各種信号を送受信可能であるほか、通信ネットワークに接続して各種情報を入手可能なものである。
また、通信部２５は、識別子、現在位置、高度、対気速度等の各種情報を含んだＡＤＳ−Ｂ（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast：放送型自動従属監視）信号を送受信するようになっている。

飛行制御部２８は、無人機２の各部を中央制御する。具体的に、飛行制御部２８は、運行管理装置１からの制御指令に基づいて、飛行機構２１を駆動制御して無人機２の飛行を制御したり、機体センサー２３の動作を制御したりする。

［運行管理装置の動作］
続いて、運行管理処理を実行する際の運行管理装置１の動作について説明する。
図４は、運行管理処理のうち、無人機２の帰投タイミングの設定処理の流れを示すフローチャートであり、図５は、この帰投タイミングの設定処理を説明するための図である。また、図６は、運行管理処理のうち、無人機２の進出タイミングの設定処理の流れを示すフローチャートであり、図７は、この進出タイミングの設定処理を説明するための図である。

運行管理処理は、発着基地から任務位置に順次進出及び帰投する複数の無人機２の移動タイミング（後述の帰投タイミング及び／又は進出タイミング）を設定する処理であり、本実施形態においては、特に、無人機２の進出タイミング及び帰投タイミングを設定する処理である。この運行管理処理は、例えば操作員の操作等により当該処理の実行指示が入力されたときに、制御部１８が記憶部１６から運行管理プログラム１６０を読み出して展開することで実行される。
なお、以下の説明では、「帰投」とは、特に断りのない限り、無人機２が任務位置を発って発着基地に帰り着く（着陸して停止する）までを指すものとし、発着基地近傍（例えば発着基地上空）に辿り着いてから着陸して停止するまでの「回収」を含むものとする。
また同様に、「進出」とは、特に断りのない限り、無人機２が発着基地で動作開始してから任務位置に辿り着くまでを指すものとし、発着基地で動作開始及び上昇して進出可能な状態となるまでの「発進」を含むものとする。

＜帰投タイミングの設定＞
まず、運行管理処理のうち、無人機２が任務位置から発着基地への帰投を開始する帰投タイミング（帰投開始時刻）の設定処理について説明する。この帰投タイミングは、無人機２の回収（帰投完了）までのエネルギー（燃料など）が不足しないように設定される。
ここでは、任務位置に進出して監視任務中である所定の無人機２の帰投開始時刻Ｔrtbを設定する場合について説明する。

図４及び図５に示すように、まず制御部１８は、当該無人機２の進出開始時刻Ｔadv、任務遂行可能時間（稼働可能時間）ΔＴflt、帰投所要時間初期値ΔＴrtb0に基づいて、帰投開始時刻Ｔrtbを仮設定する（ステップＳ１）。
具体的に、制御部１８は、進出開始時刻Ｔadvから任務遂行可能時間ΔＴfltだけ経過した時刻から帰投所要時間初期値ΔＴrtb0だけ遡った時刻を、帰投開始時刻Ｔrtbとして仮設定する。ここで、任務遂行可能時間ΔＴfltは、無人機２の搭載燃料量やその消費量等から予め求められている。また、帰投所要時間初期値ΔＴrtb0は、例えば無風状態などの単純な外囲条件等を仮定した場合での帰投に要する時間であり、予め求められている。

次に、制御部１８は、将来の帰投開始時刻Ｔrtbにおける無人機２の外囲環境を予測する（ステップＳ２）。
このステップでは、制御部１８は、後述のステップＳ３での帰投経路探索に影響し得る外囲情報として、無人機２の位置情報や他機の位置情報等を当該無人機２の機体センサー２３や通信部２５により取得するとともに、天候・気象情報等を通信部１５により取得する。本実施形態においては、制御部１８は、気象台等から得られる数値気象予報やＳＩＧＭＥＴ（significant meteorological information：悪天情報）から風況（風速及び風向）情報を取得し、ＡＤＳ−Ｂ信号から他機の情報を取得し、ＮＯＴＡＭ（航空官署等から得られる航空関係の各種情報）等から制限空域の情報を取得する。このうち、風況情報及び他機の情報については、それぞれ所定時間間隔かつ所定時間後までの予測情報が直接得られる。
制御部１８は、これらの外囲情報に基づいて、将来の帰投開始時刻Ｔrtbにおける無人機２の外囲環境を予測する。なお、ここでの外囲環境の予測には、帰投を開始する帰投開始時刻Ｔrtbにおけるものだけでなく、帰投中の経過時刻におけるものも含まれることが望ましい。

次に、制御部１８は、帰投開始時刻Ｔrtbに任務位置を発って発着基地に帰り着くまでの無人機２の帰投経路を探索する（ステップＳ３）。より詳しくは、制御部１８は、ステップＳ２で予測した帰投開始時刻Ｔrtbにおける外囲環境を加味しつつ帰投経路探索を実行し、当該帰投に要するエネルギー量（無人機２の燃料量など）を算出する。本実施形態の帰投経路探索では、特に限定はされないが、当該帰投に要するエネルギー量が最小となる経路、または外囲環境による任務阻害の度合いが最小となる経路が探索される。

次に、制御部１８は、ステップＳ３で算出した帰投に要するエネルギー量が、予め設定された許容値以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。つまり、このステップでは、ステップＳ３で算出された帰投に要するエネルギー量が、設定された帰投開始時刻Ｔrtbに無人機２が帰投を開始した場合に不足しないか否かを判定する。

このステップＳ４において、帰投に要するエネルギー量が許容値を超えると判定した場合には（ステップＳ４；Ｎｏ）、制御部１８は、帰投開始時刻Ｔrtbを所定時間ΔＴrtbだけ早めたうえで（ステップＳ５）、上述のステップＳ２へ処理を移行する。
ここで、帰投開始時刻Ｔrtbを速める「所定時間ΔＴrtb」は、特に限定されず、一定の時間（例えば１時間など）としてもよいし、許容値に対するエネルギー量の超過分に応じて変化させてもよい。

一方、ステップＳ４において、帰投に要するエネルギー量が許容値以下であると判定した場合には（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、制御部１８は、このときの帰投開始時刻Ｔrtbと帰投完了時刻Ｔldをこの時点での設定値として設定（または更新）し、記憶部１６に記憶させる（ステップＳ６）。
こうして、帰投開始時刻Ｔrtbの設定（変更）が完了する。

このように、帰投タイミングの設定処理では、帰投に要するエネルギー量が所定の許容値以下となるまで、帰投開始時刻Ｔrtbを所定時間だけ早めながら、当該帰投開始時刻Ｔrtbにおける外囲環境の予測と、帰投に要するエネルギー量の算出とが繰り返される。
これにより、帰投に要するエネルギー量を不足させることなく無人機２が無事に帰投できる帰投開始時刻Ｔrtbが、この帰投開始時刻Ｔrtbにおける無人機２の外囲環境とその帰投経路を考慮しつつ、自動的に設定される。

＜進出タイミングの設定＞
続いて、運行管理処理のうち、無人機２が発着基地から任務位置への進出を開始する進出タイミング（進出開始時刻）の設定処理について説明する。この進出タイミングは、前任機の帰投開始時刻まで（１機目の場合は任務開始指示時刻まで）に進出が完了するように設定される。
ここでは、前任機が監視任務中であり、発着基地で待機しているその後任機の無人機２の進出開始時刻Ｔadvを設定する場合について説明する。

図６及び図７に示すように、まず制御部１８は、当該無人機２の任務開始目標時刻（進出完了目標時刻）Ｔmsn、進出所要時間初期値ΔＴadv0に基づいて、進出開始時刻Ｔadvを仮設定する（ステップＵ１）。
具体的に、制御部１８は、任務開始目標時刻Ｔmsnから進出所要時間初期値ΔＴadv0だけ遡った時刻を、進出開始時刻Ｔadvとして仮設定する。ここで、任務開始目標時刻Ｔmsnは、当該無人機２が１機目の場合は任務開始指示時刻（図１参照）であり、２機目以降の場合は前任機の帰投開始時刻Ｔrtbである。また、進出所要時間初期値ΔＴadv0は、例えば無風状態などの単純な外囲条件を仮定した場合での進出に要する時間であり、予め求められている。

次に、制御部１８は、将来の進出開始時刻Ｔadvにおける無人機２の外囲環境を予測する（ステップＵ２）。
このステップでは、制御部１８は、後述のステップＵ３での進出経路探索に影響し得る外囲情報として、他機の位置情報等を当該無人機２の機体センサー２３や通信部２５（または発着基地の設備）により取得するとともに、天候・気象情報等を通信部１５により取得する。本実施形態においては、制御部１８は、上述した帰投開始時刻の設定におけるステップＳ２と同様にして、風況情報、他機の情報、制限空域の情報を取得する。
制御部１８は、これらの外囲情報に基づいて、将来の進出開始時刻Ｔadvにおける無人機２の外囲環境を予測する。なお、ここでの外囲環境の予測には、進出を開始する進出開始時刻Ｔadvにおけるものだけでなく、進出中の経過時刻におけるものも含まれることが望ましい。

次に、制御部１８は、進出開始時刻Ｔadvに発着基地を発って任務位置に辿り着くまでの無人機２の進出経路を探索する（ステップＵ３）。より詳しくは、制御部１８は、ステップＵ２で予測した進出開始時刻Ｔadvにおける外囲環境を加味しつつ進出経路探索を実行し、任務開始時刻（すなわち進出完了時刻）Ｔobsを算出する。ここでの進出経路探索は、上述した帰投開始時刻の設定におけるステップＳ３と同様に行われる。

次に、制御部１８は、ステップＵ３で算出した任務開始時刻（進出完了時刻）Ｔobsが、任務開始目標時刻（進出完了目標時刻）Ｔmsnよりも早い時刻（または同時刻）であるか否かを判定する（ステップＵ４）。

このステップＵ４において、任務開始時刻Ｔobsが任務開始目標時刻Ｔmsnよりも遅い時刻であると判定した場合には（ステップＵ４；Ｎｏ）、制御部１８は、進出開始時刻Ｔadvを所定時間ΔＴadvだけ早めたうえで（ステップＵ５）、上述のステップＵ２へ処理を移行する。
ここで、進出開始時刻Ｔadvを速める「所定時間ΔＴadv」は、特に限定されず、一定の時間（例えば１時間など）としてもよいし、任務開始目標時刻Ｔmsnに対する任務開始時刻Ｔobsの超過時間分に応じて変化させてもよい。

一方、ステップＵ４において、任務開始時刻Ｔobsが任務開始目標時刻Ｔmsnよりも早い時刻（または同時刻）であると判定した場合には（ステップＵ４；Ｙｅｓ）、制御部１８は、このときの進出開始時刻Ｔadvと任務開始時刻Ｔobsをこの時点での設定値として設定（または更新）し、記憶部１６に記憶させる（ステップＵ６）。
こうして、進出開始時刻Ｔadvの設定（変更）が完了する。

このように、進出タイミングの設定処理では、任務開始時刻Ｔobsが任務開始目標時刻Ｔmsnよりも早い時刻または同時刻となるまで、進出開始時刻Ｔadvを所定時間だけ早めながら、当該進出開始時刻Ｔadvにおける外囲環境の予測と、任務開始時刻Ｔobsの算出とが繰り返される。
これにより、無人機２の進出完了時刻が任務開始目標時刻Ｔmsnよりも早い時刻または同時刻となる進出開始時刻Ｔadvが、この進出開始時刻Ｔadvにおける無人機２の外囲環境とその進出経路を考慮しつつ、自動的に設定される。

上述した帰投開始時刻Ｔrtbと進出開始時刻Ｔadvの設定処理は、後続機に対して順次交互に適用されることにより、全体の運行スケジュールに反映される。そして、この処理が任務期間中に随時実行されることにより、運行スケジュールは、任務中の無人機２の外囲環境や移動経路の変化が反映された最新のものに随時更新される。

［効果］
以上のように、本実施形態によれば、無人機２の進出開始時刻Ｔadv、任務遂行可能時間ΔＴflt及び帰投所要時間初期値ΔＴrtb0に基づいて当該無人機２の帰投開始時刻Ｔrtbが仮設定され、この帰投開始時刻Ｔrtbにおける無人機２の外囲環境が予測される。それから、この予測された外囲環境が加味されつつ、無人機２が帰投開始時刻Ｔrtbに任務位置を発って発着基地に帰り着くまでの帰投経路が探索され、当該帰投に要するエネルギー量（移動体の燃料量など）が算出される。そして、このエネルギー量が所定の許容値以下となるまで、帰投開始時刻Ｔrtbを所定時間だけ早めながら、当該帰投開始時刻Ｔrtbにおける外囲環境の予測と、帰投に要するエネルギー量の算出とが繰り返される。
これにより、帰投に要するエネルギー量を不足させることなく無人機２が無事に帰投できる帰投開始時刻Ｔrtbを、この帰投開始時刻Ｔrtbにおける無人機２の外囲環境とその帰投経路を考慮しつつ、自動的に設定することができる。
したがって、無人機２の外囲環境や移動経路の変化を考慮しつつ、当該無人機２の移動タイミングを自動的に設定することができる。

また、無人機２の任務開始目標時刻Ｔmsn及び進出所要時間初期値ΔＴadv0に基づいて当該無人機２の進出開始時刻Ｔadvが仮設定され、この進出開始時刻Ｔadvにおける無人機２の外囲環境が予測される。それから、この予測された外囲環境が加味されつつ、無人機２が進出開始時刻Ｔadvに発着基地を発って任務位置に辿り着くまでの進出経路が探索され、進出完了時刻（任務開始時刻Ｔobs）が算出される。そして、この進出完了時刻が任務開始目標時刻Ｔmsnよりも早い時刻または同時刻となるまで、進出開始時刻Ｔadvを所定時間だけ早めながら、当該進出開始時刻Ｔadvにおける外囲環境の予測と、進出完了時刻の算出とが繰り返される。
これにより、無人機２の進出完了時刻が任務開始目標時刻Ｔmsnよりも早い時刻または同時刻となる進出開始時刻Ｔadvを、この進出開始時刻Ｔadvにおける無人機２の外囲環境とその進出経路を考慮しつつ、自動的に設定することができる。
したがって、無人機２の外囲環境や移動経路の変化を考慮しつつ、当該無人機２の移動タイミングを自動的に設定することができる。

［変形例］
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、「帰投」に「回収」を含めることとした。しかし、「帰投」を、無人機２が任務位置を発って発着基地近傍（例えば発着基地上空）に到着するまでを指すものとし、発着基地近傍から着陸して停止するまでの「回収」と分けてもよい。この場合、帰投開始時刻設定における帰投経路探索（ステップＳ３）では、発着基地近傍までの経路を探索することとすればよい。そして、帰投に要するエネルギー量が許容値以下となった後に（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、ステップＳ６において帰投完了時刻（すなわち回収開始時刻）と予め設定された回収所要時間とから回収完了時刻を求めればよい。
また同様に、「進出」を、無人機２が発着基地近傍での進出可能な状態から任務位置に辿り着くまでを指すものとし、発着基地で動作開始及び上昇して進出可能な状態となるまでの「発進」と分けてもよい。この場合、進出開始時刻設定における進出経路探索（ステップＵ３）では、発着基地近傍からの経路を探索することとすればよい。そして、任務開始時刻が任務開始目標時刻よりも早い時刻（または同時刻）となった後に（ステップＵ４；Ｙｅｓ）、ステップＵ６において進出開始時刻と予め設定された発進所要時間とから発進時刻を求めればよい。

また、上記実施形態では、予め設定された運行計画（無人機２の移動タイミング）を、任務中に変更する場合について説明した。しかし、本発明は、運行計画を初期設定する場合にも好適に適用可能である。

また、上記実施形態では、複数の無人機２が発着基地から任務位置に順次進出して所定の任務を行う場合について説明した。しかし、本発明に係る複数の移動体は、第一位置から第二位置に順次進出及び帰投するものであればよく、任務位置（第二位置）で所定の任務に従事するものでなくともよい。

また、本発明に係る移動体は、無人機（無人航空機）に限定されず、例えば有人の航空機や船舶などであってもよい。

１ 運行管理装置
１５ 通信部
１６ 記憶部
１６０ 運行管理プログラム
１８ 制御部
２ 無人機（移動体）
２３ 機体センサー
２５ 通信部
２８ 飛行制御部
Ｔadv 進出開始時刻
Ｔobs 任務開始時刻（進出完了時刻）
Ｔmsn 任務開始目標時刻（進出完了目標時刻）
Ｔrtb 帰投開始時刻
ΔＴrtb0 帰投所要時間初期値
ΔＴrtb 所定時間（帰投開始時刻を早める所定時間）
ΔＴadv0 進出所要時間初期値
ΔＴadv 所定時間（進出開始時刻を早める所定時間）
ΔＴflt 任務遂行可能時間（稼働可能時間）

Claims (9)

1. 第一位置から第二位置に順次進出及び帰投する複数の移動体の帰投タイミングを設定する移動体の運行管理装置であって、
   前記移動体の進出開始時刻、稼働可能時間及び帰投所要時間初期値に基づいて、当該移動体の帰投開始時刻を仮設定する帰投時刻設定手段と、
   前記帰投開始時刻における前記移動体の外囲環境を予測する予測手段と、
   前記予測手段により予測された前記外囲環境を加味しつつ、前記移動体が前記帰投開始時刻に前記第二位置を発って前記第一位置に帰り着くまでの帰投経路を探索し、当該帰投に要するエネルギー量を算出するエネルギー算出手段と、
   を備え、
   前記エネルギー算出手段により算出された前記エネルギー量が所定の許容値以下となるまで、前記帰投開始時刻を所定時間だけ早めながら、前記予測手段による前記外囲環境の予測と、前記エネルギー算出手段による前記エネルギー量の算出とを繰り返すことを特徴とする移動体の運行管理装置。
2. 第一位置から第二位置に順次進出及び帰投する複数の移動体の進出タイミングを設定する移動体の運行管理装置であって、
   前記移動体の進出完了目標時刻及び進出所要時間初期値に基づいて、当該移動体の進出開始時刻を仮設定する進出時刻設定手段と、
   前記進出開始時刻における前記移動体の外囲環境を予測する予測手段と、
   前記予測手段により予測された前記外囲環境を加味しつつ、前記移動体が前記進出開始時刻に前記第一位置を発って前記第二位置に辿り着くまでの進出経路を探索し、進出完了時刻を算出する時刻算出手段と、
   を備え、
   前記時刻算出手段により算出された前記進出完了時刻が前記進出完了目標時刻よりも早い時刻または同時刻となるまで、前記進出開始時刻を所定時間だけ早めながら、前記予測手段による前記外囲環境の予測と、前記時刻算出手段による前記進出完了時刻の算出とを繰り返すことを特徴とする移動体の運行管理装置。
3. 一の移動体が前記第二位置に進出完了した状態にあるときに、当該一の移動体の帰投タイミングを設定することを特徴とする請求項１に記載の移動体の運行管理装置。
4. 一の移動体が前記第二位置に進出完了した状態にあるときに、当該一の移動体の後任機である他の移動体の進出タイミングを設定することを特徴とする請求項２に記載の移動体の運行管理装置。
5. 前記移動体が無人航空機であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体の運行管理装置。
6. 第一位置から第二位置に順次進出及び帰投する複数の移動体の帰投タイミングを設定する移動体の運行管理方法であって、
   移動体の運行管理装置が、
   前記移動体の進出開始時刻、稼働可能時間及び帰投所要時間初期値に基づいて、当該移動体の帰投開始時刻を仮設定する帰投時刻設定工程と、
   前記帰投開始時刻における前記移動体の外囲環境を予測する予測工程と、
   前記予測工程で予測された前記外囲環境を加味しつつ、前記移動体が前記帰投開始時刻に前記第二位置を発って前記第一位置に帰り着くまでの帰投経路を探索し、当該帰投に要するエネルギー量を算出するエネルギー算出工程と、
   を実行し、
   前記エネルギー算出工程で算出された前記エネルギー量が所定の許容値以下となるまで、前記帰投開始時刻を所定時間だけ早めながら、前記予測工程による前記外囲環境の予測と、前記エネルギー算出工程による前記エネルギー量の算出とを繰り返すことを特徴とする移動体の運行管理方法。
7. 第一位置から第二位置に順次進出及び帰投する複数の移動体の進出タイミングを設定する移動体の運行管理方法であって、
   移動体の運行管理装置が、
   前記移動体の進出完了目標時刻及び進出所要時間初期値に基づいて、当該移動体の進出開始時刻を仮設定する進出時刻設定工程と、
   前記進出開始時刻における前記移動体の外囲環境を予測する予測工程と、
   前記予測工程で予測された前記外囲環境を加味しつつ、前記移動体が前記進出開始時刻に前記第一位置を発って前記第二位置に辿り着くまでの進出経路を探索し、進出完了時刻を算出する時刻算出工程と、
   を実行し、
   前記時刻算出工程で算出された前記進出完了時刻が前記進出完了目標時刻よりも早い時刻または同時刻となるまで、前記進出開始時刻を所定時間だけ早めながら、前記予測工程による前記外囲環境の予測と、前記時刻算出工程による前記進出完了時刻の算出とを繰り返すことを特徴とする移動体の運行管理方法。
8. 第一位置から第二位置に順次進出及び帰投する複数の移動体の帰投タイミングを設定する移動体の運行管理プログラムであって、
   コンピュータを、
   前記移動体の進出開始時刻、稼働可能時間及び帰投所要時間初期値に基づいて、当該移動体の帰投開始時刻を仮設定する帰投時刻設定手段、
   前記帰投開始時刻における前記移動体の外囲環境を予測する予測手段、
   前記予測手段により予測された前記外囲環境を加味しつつ、前記移動体が前記帰投開始時刻に前記第二位置を発って前記第一位置に帰り着くまでの帰投経路を探索し、当該帰投に要するエネルギー量を算出するエネルギー算出手段、
   として機能させ、
   前記エネルギー算出手段により算出された前記エネルギー量が所定の許容値以下となるまで、前記帰投開始時刻を所定時間だけ早めながら、前記予測手段による前記外囲環境の予測と、前記エネルギー算出手段による前記エネルギー量の算出とを繰り返すことを特徴とする移動体の運行管理プログラム。
9. 第一位置から第二位置に順次進出及び帰投する複数の移動体の進出タイミングを設定する移動体の運行管理プログラムであって、
   コンピュータを、
   前記移動体の進出完了目標時刻及び進出所要時間初期値に基づいて、当該移動体の進出開始時刻を仮設定する進出時刻設定手段、
   前記進出開始時刻における前記移動体の外囲環境を予測する予測手段、
   前記予測手段により予測された前記外囲環境を加味しつつ、前記移動体が前記進出開始時刻に前記第一位置を発って前記第二位置に辿り着くまでの進出経路を探索し、進出完了時刻を算出する時刻算出手段、
   として機能させ、
   前記時刻算出手段により算出された前記進出完了時刻が前記進出完了目標時刻よりも早い時刻または同時刻となるまで、前記進出開始時刻を所定時間だけ早めながら、前記予測手段による前記外囲環境の予測と、前記時刻算出手段による前記進出完了時刻の算出とを繰り返すことを特徴とする移動体の運行管理プログラム。

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