JP6475693B2

JP6475693B2 - 無人航空機を利用した基地局設計支援システムおよび当該システムに使用されるサーバ

Info

Publication number: JP6475693B2
Application number: JP2016508896A
Authority: JP
Inventors: 潤一宮川
Original assignee: SoftBank Corp
Current assignee: SoftBank Corp
Priority date: 2015-09-19
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2019-02-27
Anticipated expiration: 2036-02-10
Also published as: JPWO2017047118A1; WO2017047118A1

Description

本発明は、無人航空機を利用した基地局設計支援システムおよび当該システムに使用されるサーバに関する。米国において本出願は、米国特許仮出願第６２／２２０，９９０（出願日：２０１５年９月１９日）の一部継続出願であり、かつ、米国特許仮出願第６２／２３９，３８６（出願日：２０１５年１０月９日）の継続出願である。

基地局設計シミュレーションに用いられる３Ｄデータには、森林や建物屋上の構造物（看板など）の電波障害物となるデータが含まれていない。

そのため目標とするエリアカバレッジを得るのに最低必要なアンテナ高度のシミュレーション結果に誤差が生じていた。そのため、必要以上に高い電波基地局鉄塔を建設する必要があった。

本発明の第１の態様によれば、無人航空機と、自由空間ロケーションデータベースとを備えるシステムであって、無人航空機が、水平面３６０度撮影可能なカメラと、無人航空機の位置を測定する測位装置と、無人航空機の方位を測定する方位測定装置と、無人航空機の高度を測定する高度測定装置と、所定高度毎にカメラによって撮影されたカメラ画像データと、カメラによる撮影時の無人航空機の位置、方位、及び高度とを、自由空間ロケーションデータベースに送信する情報送信手段とを有し、自由空間ロケーションデータベースが、カメラ画像データと、無人航空機の位置、方位、及び高度とに基づいて、地形情報を含む３Ｄデータを補正して自由空間ロケーションデータを生成する、システムが提供される。

上記自由空間ロケーションデータベースは、上記自由空間ロケーションデータに基づいて、基地局設定において所定のエリアカバレッジを得るのに最低必要なアンテナ設置高度のシミュレーションを実行してよい。上記高度測定装置は、超音波高度センサを用いて上記無人航空機の高度を測定してよい。上記システムは、上記無人航空機及び上記無人航空機を収納する土台に取り付けられたリール巻取り型係留ケーブルをさらに備えてよく、上記高度測定装置は、上記リール巻取り型係留ケーブルのリールで測定したケーブル長を上記無人航空機の高度としてよい。上記システムは、上記土台をさらに備えてよく、上記土台は、上記無人航空機を収納する機能、リール型係留機能、及び台車を有してよい。上記無人航空機は、飛来電波の強度／到来方向を計測する計測装置をさらに有してよく、上記情報送信手段は、上記飛来電波の強度／到来方向を上記自由空間ロケーションデータベースに送信してよい。上記自由空間ロケーションデータベースは、上記自由空間ロケーションデータと、上記飛来電波の強度／到来方向から予測される干渉とに基づいて、基地局設定において所定のエリアカバレッジを得るのに最低必要なアンテナ設置高度のシミュレーションを実行してよい。上記無人航空機は、上記カメラによるカメラ画像の被写体までの距離を測位する距離測位装置をさらに有してよく、上記情報送信手段は、上記カメラ画像データ、上記位置、上記方位、及び上記高度に加えて、上記距離を上記自由空間ロケーションデータベースに送信してよく、上記自由空間ロケーションデータベースは、上記カメラ画像データと、上記無人航空機の位置、方位、及び高度と、上記被写体までの距離とに基づいて、地形情報を含む３Ｄデータを補正して自由空間ロケーションデータを生成してよい。

本発明の第２の態様によれば、無人航空機であって、水平面３６０度撮影可能なカメラと、無人航空機の位置を測定する測位装置と、無人航空機の方位を測定する方位測定装置と、無人航空機の高度を測定する高度測定装置と、飛来電波の強度／到来方向を計測する計測装置と、所定高度毎にカメラによって撮影されたカメラ画像データと、カメラによる撮影時の無人航空機の位置、方位、及び高度と、飛来電波の強度／到来方向とを送信する情報送信手段とを備える、無人航空機が提供される。

また、本発明の第３の態様によれば、無人航空機であって、水平面３６０度撮影可能なカメラと、無人航空機の位置を測定する測位装置と、無人航空機の方位を測定する方位測定装置と、無人航空機の高度を測定する高度測定装置と、所定高度毎にカメラによって撮影されたカメラ画像データと、カメラによる撮影時の無人航空機の位置、方位、及び高度とを、送信する情報送信手段とを備えた無人航空機からカメラ画像データと、カメラによる撮影時の無人航空機の位置、方位、及び高度を受信し、受信したカメラ画像データと、無人航空機の位置、方位、及び高度とに基づいて、地形情報を含む３Ｄデータを補正して自由空間ロケーションデータを生成する自由空間ロケーションデータベースを備えるサーバが提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

システム構成例１を概略的に示す。自由空間ロケーションデータベースの一例を概略的に示す。システム構成例２を概略的に示す。システム構成例３を概略的に示す。自由空間ロケーションデータベースの一例を概略的に示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

ドローンに搭載した少なくとも水平面３６０°撮影可能なカメラを用いて、ドローンを上昇させながら、所定高度（例えば１ｍ）毎にカメラ撮影（動画でもよい）を行い、周囲の建物、森林を含む画像を撮影する。撮影した画像と、３Ｄデータ（地形情報・建造物情報）とのマッチングを撮影時のドローンの位置・高度・方位に基づき行い、差異を特定し、３Ｄデータに対して差異のある部分の補正を行った自由空間ロケーションデータを作成する。この自由空間ロケーションデータを用いることにより、最低必要なアンテナ設置高度のシミュレーション結果の精度を向上させる。

［具体的な動作例］
（１）移動機能を備えた土台にドローンを収納しておく。ドローンには３６０°撮影可能なカメラとドローンの位置（緯度経度）、高度・方位、ドローンの姿勢を計測できる機能を備える。

（２）ドローンを上昇させる。ドローンは所定高さ、例えば１ｍ上昇する毎にカメラで自動撮影を行う。

（３）所定高さ、例えば５０ｍ上昇したとドローンが判断したならば撮影を終了してドローンが降下して土台に収納される。

（４）ドローンが撮影した画像、ドローンの位置・高度・方位、ドローンの姿勢を自動で自由空間ロケーションデータベースへ送信する。

（５）自由空間ロケーションデータベースでは、カメラ画像データと、サーバが持つ３Ｄデータとの差異部をドローンの位置・高度・方角情報、ドローン姿勢情報から特定し、差異部データで補正した自由空間ロケーションデータを生成。基地局設計において所定のエリアカバレッジを得るのに最低必要なアンテナ設置高度のシミュレーションを実行。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。

請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

Claims

無人航空機と、自由空間ロケーションデータベースとを備えるシステムであって、
前記無人航空機は、
水平面３６０度撮影可能なカメラと、
前記無人航空機の位置を測定する測位装置と、
前記無人航空機の方位を測定する方位測定装置と、
前記無人航空機の高度を測定する高度測定装置と、
飛来電波の強度／到来方向を計測する計測装置と、
所定高度毎に前記カメラによって撮影されたカメラ画像データと、前記カメラによる撮影時の前記無人航空機の位置、方位、及び高度と、前記飛来電波の強度／到来方向とを、前記自由空間ロケーションデータベースに送信する情報送信手段と
を有し、
前記自由空間ロケーションデータベースは、前記カメラ画像データと、前記無人航空機の位置、方位、及び高度とに基づいて、地形情報を含む３Ｄデータを補正して自由空間ロケーションデータを生成し、前記自由空間ロケーションデータと、前記飛来電波の強度／到来方向から予測される干渉とに基づいて、基地局設定において所定のエリアカバレッジを得るのに最低必要なアンテナ設置高度のシミュレーションを実行する、
システム。
前記高度測定装置は、超音波高度センサを用いて前記無人航空機の高度を測定する、請求項１に記載のシステム。
前記無人航空機及び前記無人航空機を収納する土台に取り付けられたリール巻取り型係留ケーブル
をさらに備え、
前記高度測定装置は、前記リール巻取り型係留ケーブルのリールで測定したケーブル長を前記無人航空機の高度とする、請求項１に記載のシステム。
前記土台をさらに備え、
前記土台は、前記無人航空機を収納する機能、リール型係留機能、及び台車を有する、請求項３に記載のシステム。
前記無人航空機は、
前記カメラによるカメラ画像の被写体までの距離を測位する距離測位装置
をさらに有し、
前記情報送信手段は、前記カメラ画像データ、前記位置、前記方位、及び前記高度に加えて、前記距離を前記自由空間ロケーションデータベースに送信し、
前記自由空間ロケーションデータベースは、前記カメラ画像データと、前記無人航空機の位置、方位、及び高度と、前記被写体までの距離とに基づいて、地形情報を含む３Ｄデータを補正して自由空間ロケーションデータを生成する、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
無人航空機であって、
水平面３６０度撮影可能なカメラと、
前記無人航空機の位置を測定する測位装置と、
前記無人航空機の方位を測定する方位測定装置と、
前記無人航空機の高度を測定する高度測定装置と、
飛来電波の強度／到来方向を計測する計測装置と、
所定高度毎に前記カメラによって撮影されたカメラ画像データと、前記カメラによる撮影時の前記無人航空機の位置、方位、及び高度と、前記飛来電波の強度／到来方向とを、送信する情報送信手段と、
を備えた無人航空機から前記カメラ画像データと、前記カメラによる撮影時の前記無人航空機の位置、方位、及び高度と、前記飛来電波の強度／到来方向とを受信し、受信した前記カメラ画像データと、前記無人航空機の位置、方位、及び高度とに基づいて、地形情報を含む３Ｄデータを補正して自由空間ロケーションデータを生成し、前記自由空間ロケーションデータと、前記飛来電波の強度／到来方向から予測される干渉とに基づいて、基地局設定において所定のエリアカバレッジを得るのに最低必要なアンテナ設置高度のシミュレーションを実行する、自由空間ロケーションデータベースを備えるサーバ。