JP6730585B2

JP6730585B2 - 無人航空機、システム、その制御方法、及びプログラム

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Publication number: JP6730585B2
Application number: JP2016072023A
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Inventors: 直人鶴見
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Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2020-07-29
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Description

無人航空機間の無線通信における電波の強度を用いて無人航空機同士の衝突を抑止可能な無人航空機、システム、その制御方法、及びプログラムに関する。

従来、人が搭乗せずに遠隔操作で操作し飛行させる無人航空機が存在する。こうした無人航空機は大型のものから小型のものまで様々あるが、特に小型のものが最近は広く普及し、撮影や物流、薬品散布など様々な用途で活用されている。具体的にはドローン、ラジコン機、農薬散布用ヘリコプター、等である。

小型の無人航空機は遠隔操作を行うため、操作者から離れて機体が認識しづらい距離まで飛行してしまうと、障害物の回避が難しくなり、衝突の可能性が高まってしまう。

そこで特許文献１には、測量装置を用いて無人航空機が障害物に衝突しない経路を算出し、無線通信によって飛行を制御する仕組みが開示されている。

特開２０１５−１１３１００

ところで、ドローンのような小型の無人航空機が普及してきた昨今において、無人航空機が衝突する対象は、必ずしも樹木やビルのように動かない障害物のみではない。無人航空機同士が衝突する可能性も高く、動体物である無人航空機同士の衝突を避けることは、特許文献１の仕組みでは想定されていない。

また、特許文献１では、測量装置を用いて無人航空機が障害物に衝突しない経路を算出して飛行させるため、お互いに動いている無人航空機同士が衝突する箇所を予測して測量装置を設置することは非常に難しい。

無人航空機間の無線通信における電波の強度を用いて無人航空機同士の衝突を抑止可能な仕組みを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の無人航空機は、第１の無人航空機と第２の無人航空機との間の無線通信における電波の強度を取得する電波強度取得手段と、前記電波強度取得手段で取得した電波の強度を用いて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御する飛行制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の制御方法は、無人航空機の制御方法であって、第１の無人航空機と第２の無人航空機との間の無線通信における電波の強度を取得する電波強度取得ステップと、前記電波強度取得ステップで取得した電波の強度を用いて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御する飛行制御ステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明のシステムは、第１の無人航空機と第２の無人航空機との間の無線通信における電波の強度を取得する電波強度取得手段と、前記電波強度取得手段で取得した電波の強度を用いて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御する飛行制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の制御方法は、システムの制御方法であって、第１の無人航空機と第２の無人航空機との間の無線通信における電波の強度を取得する電波強度取得ステップと、前記電波強度取得ステップで取得した電波の強度を用いて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御する飛行制御ステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明の無人航空機は、無人航空機が飛行している高度を示す第１の高度情報、前記無人航空機とは異なる他の無人航空機が飛行している高度を示す第２の高度情報、及び前記他の無人航空機の機体の高さを含む機体情報を取得する取得手段と、前記取得手段で取得した前記第１の高度情報、前記第２の高度情報、及び前記機体情報に含まれる前記高さを用いて、前記他の無人航空機と略同一の高度にならないように前記無人航空機の飛行の高度を変更する飛行制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の制御方法は、無人航空機が飛行している高度を示す第１の高度情報、前記無人航空機とは異なる他の無人航空機が飛行している高度を示す第２の高度情報、及び前記他の無人航空機の機体の高さを含む機体情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記第１の高度情報、前記第２の高度情報、及び前記機体情報に含まれる前記高さを用いて、前記他の無人航空機と略同一の高度にならないように前記無人航空機の飛行の高度を変更する飛行制御ステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明のシステムは、無人航空機が飛行している高度を示す第１の高度情報、前記無人航空機とは異なる他の無人航空機が飛行している高度を示す第２の高度情報、及び前記他の無人航空機の機体の高さを含む機体情報を取得する取得手段と、前記取得手段で取得した前記第１の高度情報、前記第２の高度情報、及び前記機体情報に含まれる前記高さを用いて、前記他の無人航空機と略同一の高度にならないように前記無人航空機の飛行の高度を変更する飛行制御手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の制御方法は、無人航空機が飛行している高度を示す第１の高度情報、前記無人航空機とは異なる他の無人航空機が飛行している高度を示す第２の高度情報、及び前記他の無人航空機の機体の高さを含む機体情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップで取得した前記第１の高度情報、前記第２の高度情報、及び前記機体情報に含まれる前記高さを用いて、前記他の無人航空機と略同一の高度にならないように前記無人航空機の飛行の高度を変更する飛行制御ステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、上述の無人航空機またはシステムとして機能させるためのプログラムである。

本発明によれば、無人航空機間の無線通信における電波の強度を用いて無人航空機同士の衝突を抑止可能となる。

本発明の実施形態における無人航空機制御システムのシステム構成の一例を示す図である。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。無人航空機１０１の機能構成の一例を示す図である。本発明における、他の無人航空機との衝突を回避する飛行制御を行うための処理の流れを示すフローチャートである。無人航空機による回避行動処理の流れを示すフローチャートである。無人航空機１０１の飛行情報テーブル６００と無人航空機１０２の飛行情報テーブル６１０のテーブル構成の一例を示す図である。無人航空機１０１の機体情報テーブル７００と無人航空機１０２の機体情報テーブル７１０のテーブル構成の一例を示す図である。（ａ）無人航空機１０１と無人航空機１０２が略同一の高度を飛行している例を示す図である。（ｂ）無人航空機１０１が回避行動を行う一例を示す図である。

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。

図１は、本発明の実施形態における無人航空機制御システムのシステム構成を示す図である。本実施形態の無人航空機制御システムは、無人航空機１０１、無人航空機１０２及び操作端末１０３を含み、これらが特定の周波数帯による無線通信または移動体通信網等のネットワークを介して、相互にデータ通信可能に接続されている。尚、図１のシステム構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

無人航空機１０１と無人航空機１０２は、操作端末１０３からの指示に応じて、複数の回転翼を動作させて飛行する。こ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と１０２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。また、本実施形態の無人航空機は飛行機、回転翼航空機、滑空機、飛行船などであって構造上人が乗ることができないものであればよい。無人航空機１０１と無人航空機１０１とは別の機体である無人航空機１０２は同様の機能を持ち、同じ動きを行うことが可能である。無人航空機１０１と無人航空機１０２とで共通する記載については、無人航空機１０１として説明を行う。

操作端末１０３は、スマートフォンやタブレット端末といった携帯可能な端末である。操作端末１０３には、無人航空機１０１を操作するためのアプリケーションがインストール可能であり、このアプリケーションを起動して動作させることにより、操作端末１０３は無人航空機を操縦するための送信機（遠隔操作端末・遠隔端末）となる。尚、無人航空機１０１を操縦可能な送信機として、不図示のプロポーショナル・システム（比例制御システム）がある。本実施形態では操作端末１０３を例に説明を行うが、これに限らずプロポーショナル・システム（以下プロポ）で無人航空機１０１を操作してもよい。操作端末１０３はアプリケーションの動作により、このプロポと同等の役割を果たす。操作端末１０３が有するアプリケーションの操作部の移動量に比例して、無人航空機１０１の回転翼の回転数を制御することができる。尚、操作端末１０３は携帯可能か否かを問わず、パーソナルコンピュータやサーバであってもよい。

図２は、無人航空機１０１のハードウェア構成を示す図である。尚、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（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔ／ＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）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、ＳＩＭアダプタ２２０、無線通信用ＢＢユニット２３０、移動体通信用ＢＢユニット２４０、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が備えるバッテリーから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。

ＳＩＭアダプタ２２０は、ＳＩＭカード２２１を挿入するためのカードアダプタである。ＳＩＭカード２２１の種類は特に問わない。移動体通信網を提供する通信事業者に応じたＳＩＭカード２２１であればよい。

無線通信用ＢＢユニット２３０は、特定の周波数帯で無線通信を行うためのベースバンドユニットである。無線通信用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、無線通信用ＲＦユニット２３１は、特定の周波数帯で無線通信を行うためのＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。無線通信用ＲＦユニット２３１は、無線通信用ＢＢユニット２３０から送出されたベースバンド信号を特定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、特定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。

移動体通信用ＢＢユニット２４０は、移動体通信網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。移動体通信用ＢＢユニット２４０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、移動体通信用ＲＦユニット２４１は、移動体通信網を介して通信を行うためのＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。移動体通信用ＲＦユニット２４１は、移動体通信用ＢＢユニット２４０から送出されたベースバンド信号を移動体通信網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、移動体通信網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。

本実施形態では、無線通信用ＢＢユニット２３０と移動体通信用ＢＢユニット２４０とを別のユニットとしているが、同一のユニットとしてもよい。同様に、無線通信用ＲＦユニット２３１と移動体通信用ＲＦユニット２４１とを同一のユニットにしてもよい。

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、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で撮像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、無人航空機１０１の機能構成の一例を示す図である。尚、図３に示す無人航空機１０１の機能構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

無人航空機１０１は、機能部として、飛行制御部３０１、無線通信制御部３０２、ＧＰＳ制御部３０３、センサ制御部３０４、飛行情報取得部３０５、電波強度測定部３０６、位置判定部３０７を備える。

飛行制御部３０１は、無人航空機１０１の飛行を制御するための機能部である。無人航空機１０１が備える複数の回転翼を、操作端末１０３からの指示に応じて回転させ、前進・後退・旋回・ホバリング等を行う。

無線通信制御部３０２は、操作端末１０３及び無人航空機１０２との間で特定の周波数帯で無線通信を行うための機能部である。無線通信制御部３０２は、無線通信用ＢＢユニット２３０及び無線通信用ＲＦユニット２３１を制御し、特定の周波数帯に変調して信号を送信、また特定の周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。更に、無人航空機１０１は、ソフトウェアによって自身を無線ＬＡＮのアクセスポイントとして機能させ、操作端末１０３からの接続を受ける。本実施形態では、無人航空機１０１をアクセスポイントとするが、操作端末１０３をアクセスポイントとする形態であってもよい。以下、ソフトウェアによって無線ＬＡＮのアクセスポイントとして動作する機能のことをソフトＡＰ機能と称する。

ＧＰＳ制御部３０３は、無人航空機１０１の現在位置を取得するための機能部である。ＧＰＳ制御部３０３は、ＧＰＳユニット２５０を制御してＧＰＳ衛星からの信号を受信し、無人航空機１０１の現在位置を推定する。

センサ制御部３０４は、センサ２６０で検出した情報を取得するための機能部である。無人航空機１０１が備える、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ等の各種センサが検出した情報を常時取得し、飛行制御部３０１の飛行制御に用いる。

飛行情報取得部３０５は、無人航空機１０２との間で情報を送受信し他の無人航空機の飛行情報を取得するための機能部である。本実施形態における飛行情報とは無人航空機の位置や飛行中の高度、及び機体情報を含むが、取得する情報はこれに限らず用途や目的に応じて様々な情報を取得する。

電波強度測定部３０６は、無人航空機１０２との間で特定の周波数帯で無線通信を行う際に、その電波強度を測定するための機能部である。

位置判定部３０７は、ＧＰＳ制御部３０３から取得した無人航空機１０１の現在位置及び飛行高度と、飛行情報取得部３０５により無人航空機１０２から受信した無人航空機１０２の現在位置及び飛行高度の位置関係を判定するための機能部である。

以上で、図３に示す無人航空機１０１の機能構成の説明を終了する。

次に図４を用いて、本発明の実施形態の詳細な処理の流れについて説明する。図４のフローチャートは、他の無人航空機との衝突を回避する飛行制御を行うためのフローチャートである。無人航空機１０１と無人航空機１０２とは同様の動きを行うため、無人航空機１０２の処理については省略する。

ステップＳ４０１では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、無人航空機１０１が飛行中か否かを判定する。具体的には、無人航空機１０１が備えるモータ２１２が稼動しているか否かによって飛行中であるかを判定する。尚、飛行中か否かを判定する方法はこれに限らず、その他の機能や情報により飛行中であるか否かを判定しても良い。

ステップＳ４０２では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、無線通信制御部３０２の機能により、他の無人航空機と無線通信を行うための電波を発信する。飛行中は常に電波を発信し続け、他の無人航空機が近傍にある場合には接続要求を行う。

ステップＳ４０３では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、無線通信制御部３０２の機能により、他の無人航空機からの電波を受信したか否かを判定する。他の無人航空機からの電波を受信したと判定した場合にはステップＳ４０４へ処理を進める。他の無人航空機からの電波を受信したと判定しなかった場合には、電波を受信するまでステップＳ４０３の処理を繰り返す。

ステップＳ４０４では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、電波強度測定部３０６の機能により（電波強度取得手段）、受信した電波が所定の強度以上（または所定の電波強度よりも強い電波強度）であるか否かを判定する。電波が所定の強度以上か否かを判定することにより、近傍の無人航空機、つまり、衝突する可能性のある無人航空機との通信を確立するか否かを判定する。受信した電波が所定の強度以上であると判定した場合にはステップＳ４０５へ処理を進める。受信した電波が所定の強度以上でないと判定した場合には、電波が所定の強度以上となるまでステップＳ４０４の処理を繰り返す。

ステップＳ４０５では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、無線通信制御部３０２の機能により、ステップＳ４０３で受信した接続要求の送信元である無人航空機１０２との無線通信を確立する処理を行う。無人航空機１０２との通信が確立したのち、処理をステップＳ４０６に進める。

ステップＳ４０６では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、飛行情報取得部３０５の機能により無人航空機１０２から、無人航空機１０２の現在位置（位置情報）及び高度情報を含む飛行情報と機体情報とを受信する。

ステップＳ４０７では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、ＧＰＳ制御部３０３の機能により取得した無人航空機１０１の現在位置（位置情報）及び高度情報を含む飛行情報と、外部メモリ２８０に記憶されている機体情報とを送信する。尚、他の無人航空機１０２と送受信する情報はこれに限らず、用途や目的に応じて様々あってよい。また、無人航空機１０２と情報を送受信する順番はどちらが先であっても良く、無人航空機１０２へ無人航空機１０１の飛行情報及び機体情報を送信したあとに無人航空機１０２の飛行情報及び機体情報を受信してもよい。

図６は、無人航空機１０１の飛行情報テーブル６００と無人航空機１０２の飛行情報テーブル６１０のテーブル構成の一例を示す図である。図６は、図４ステップＳ４０６とステップＳ４０７で無人航空機１０１と無人航空機１０２とが送受信する飛行情報を示す。無人航空機１０１の飛行情報テーブル６００には、Ｎｏ．６０１、位置６０２、高度６０３、時間６０４が対応づいて記憶されている。Ｎｏ．６０１は、一意に識別することのできる番号である。位置６０２は、無人航空機の飛行位置を経度と緯度を用いて示す項目である。高度６０３は、無人航空機１０１がＧＰＳ制御部３０３とセンサ制御部３０４の機能により取得した無人航空機１０１の飛行高度を示す項目である。時間６０４は位置６０２が取得された時間を示す。図６の無人航空機１０２の飛行情報テーブル６１０は、無人航空機１０１と機能が同じ他の無人航空機１０２の飛行情報テーブルである。そのため、Ｎｏ．６１１とＮｏ．６０１、位置６１２と位置６０２、高度６１３と高度６０３、時間６１４と時間６０４の項目は機体が異なるのみで同一の情報となるため、説明を省略する。

図７は無人航空機１０１の機体情報テーブル７００と無人航空機１０２の機体情報テーブル７１０のテーブル構成の一例を示す図である。図７は、図４ステップＳ４０６とステップＳ４０７で無人航空機１０１と無人航空機１０２とが送受信する機体情報を示す。無人航空機１０１の機体情報テーブル７００はＮｏ．７０１、機体の高さ７０２、シリアルＮｏ．７０３を備える。Ｎｏ．７０１は一意に識別することの出来る番号である。機体の高さ７０２は、無人航空機１０１の機体の高さを示す項目である。シリアルＮｏ．７０３は、無人航空機１０１の製造番号を示す。無人航空機１０２の機体情報テーブル７１０は、機体は異なるが、項目としては無人航空機１０１の機体情報テーブルと同一であるため説明を省略する。

ステップＳ４０８では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、ＧＰＳ制御部３０３により取得した無人航空機１０１の現在位置を含む飛行情報と、飛行情報取得部３０５の機能により取得した無人航空機１０２の現在位置を含む飛行情報とを解析する。具体的には、図６に記載の無人航空機１０１の飛行情報テーブル６００と無人航空機１０２の飛行情報テーブル６１０から最後に取得したレコードを読み出し、位置６０２と位置６１２、及び高度６０３と高度６１３とを比較する。

ステップＳ４０９では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、ステップＳ４０８の情報解析により、無人航空機１０１と無人航空機１０２とが同一高度を飛行しているか否かを判定する。尚、ここで言う同一高度とは、完全に高度が一致している必要は無く、無人航空機１０１と無人航空機１０２との機体同士が接触する範囲内の高度であるか否かを判定すればよい。よって無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、無人航空機１０１が飛行する現在高度を示す高度６０３に無人航空機１０１の機体の高さ７０２を足した高度と、高度６０３に無人航空機１０１の機体の高さ７０２を引いた高度を算出する。算出した二つの高度の範囲内が、機体同士が接触する可能性の高い高度範囲となる。無人航空機１０２が飛行している高度６１３が、接触可能性の高い高度範囲内であると判定した場合には、ステップＳ４１０へ処理を進める。無人航空機１０２が飛行している高度６１３が、接触可能性の高い高度範囲内であると判定しなかった場合は、位置判定は行わず本実施形態の一連の処理を終了する。本実施形態では現在高度に機体の高さを用いて接触可能性の高い高度の範囲を算出したが、機体の高さを用いなくとも良く、現在高度から所定の数値を差し引きすることにより接触可能性の高い高度範囲を算出しても良い。

ステップＳ４１０では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、位置判定部３０７の機能により、無人航空機１０１が西側を飛行しているか否かを判定する。具体的には、無人航空機１０１と無人航空機１０２とが飛行する経度を位置６０２と位置６１２より比較し、無人航空機１０１が無人航空機１０２より西側を飛行しているか否かを判定する。無人航空機１０１が無人航空機１０２よりも西側を飛行していると判定した場合には、後に後述するステップＳ４１３の回避行動へ処理を進める。無人航空機１０１が西側を飛行していると判定しなかった場合には、ステップＳ４１１へ処理を進める。

ステップＳ４１１では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、無人航空機１０１が無人航空機１０２よりも東側を飛行しているか否かを判定する。東側を飛行していると判定した場合には、本実施形態の一連の処理を終了する。東側を飛行していると判定しなかった場合、すなわち無人航空機１０１と無人航空機１０２とが同一経度上を飛行している場合にはステップＳ４１２へと処理を進める。尚、東側を飛行し、本実施形態の一連の処理を終了する場合は高度変更せず飛行する。

ステップＳ４１２では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、位置判定部３０７の機能により、無人航空機１０１が南側を飛行しているか否かを判定する。具体的には、無人航空機１０１と無人航空機１０２とが飛行する緯度を位置６０２と位置６１２より比較し、無人航空機１０１が無人航空機１０２より南側を飛行しているか否かを判定する。南側を飛行していると判定した場合には、ステップＳ４１３へ処理を進める。無人航空機１０２より南側を飛行していると判定しなかった場合には、本実施形態の一連の処理を終了する。尚、本実施形態では無人航空機１０１を基準に東西南北の位置関係を判定したが、他の無人航空機１０２の位置を基準に東西南北の位置関係を判定してもよい。

ステップＳ４１３では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、ステップＳ４１０で無人航空機１０１が西側を飛行している場合と、ステップＳ４１２で無人航空機１０１が南側を飛行している場合に、飛行制御部３０１の機能により回避行動処理を行う。回避行動処理の詳細な処理の流れについては、後に図５のフローチャートを用いて説明を行う。

ステップＳ４１４では、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１は、電波強度測定部３０６の機能により、ステップＳ４１３で回避行動をとった後に、無人航空機１０２との送受信可能な電波の強度を取得する（電波強度取得手段）。そして電波強度が所定値未満（もしくは電波の強度が所定値以下）か否かを判定する。電波の強度が所定値未満であると判定した場合には本実施形態の一連の処理を終了する。電波の強度が所定値未満でないと判定した場合、つまり電波の強度が所定値以上（もしくは電波の強度が所定値より大きい）であると判定した場合には、電波の強度が所定値未満となるまでステップＳ４１３の回避行動の処理を取り続ける。この処理により、回避行動をとった後の無人航空機１０１と無人航空機１０２とが、互いに影響の無い範囲及び距離まで離れてから処理を終了することができる。

以上で、図４他の無人航空機との衝突を回避する飛行制御を行うためのフローチャートの説明を終了する。

図８の（ａ）は、無人航空機１０１と無人航空機１０２が略同一の高度を飛行している例を示す図である。図８の（ｂ）は無人航空機１０１が回避行動を行う一例を示す図である。図８の（ａ）は無人航空機１０１、無人航空機１０２を備える。無人航空機１０１と無人航空機１０２とが同一高度を飛行し、互いに近づく様子を示す。図８の（ｂ）は、無人航空機１０１と、無人航空機１０２と、無人航空機１０２の高さ８０１を備える。図８の（ｂ）で西側を飛行する無人航空機１０１が、無人航空機１０２の高さである８０２以上の高さで回避行動（上昇）を行う様子を示す図である。

次に、図５を用いて、無人航空機による回避行動処理の流れを説明する。

ステップＳ５０１では、無人航空機のＣＰＵ２０１は、飛行制御部３０１の機能により、回避行動を行う。具体的には、無人航空機１０１は無人航空機１０２と同一高度を飛行しないように高度を変更し、上昇する。回避行動である高度変更を行う際には、ステップＳ４０６で受信した無人航空機１０２の機体情報より、無人航空機１０２の機体の高さ７１２の情報を用いて、無人航空機１０２の高さ以上の移動量で上昇するよう制御する。ステップＳ４１０からステップＳ４１２で無人航空機１０１と１０２の位置関係を判定し、西側もしくは南側を飛行している一方の無人航空機のみが回避行動を行う。これにより両機が同一方向に回避行動を行うことで衝突するといった可能性を低減させる効果を奏する。そのため回避行動をとる無人航空機は、西側もしくは南側を飛行する無人航空機に限らず、東側もしくは北側を飛行する無人航空機であってもよい。また、本実施形態では、上昇して高度を変更する飛行制御を回避行動として説明するが、これに限るものではない。下降や右方面、及び左方面に進路を変更することにより回避行動を行っても良い。回避行動を右方面や左方面に進路を変更させることにより実現する場合には、回避行動をとる無人航空機を一機のみに限らず、両機が同じ方面に進路を変更することにより、回避行動を実現してもよい。

ステップＳ５０２では、無人航空機のＣＰＵ２０１は、ステップＳ５０１で回避行動を行ったことを示す回避情報を操作端末１０３に送信する。

ステップＳ５０３では、操作端末１０３は、無人航空機１０１から送信された回避情報を受信する。

ステップＳ５０４では、操作端末１０３は、操作端末１０３が備える画面上に、回避行動を行った旨の通知を表示する。尚、回避行動を行った旨の通知は必ずしも操作端末１０３の画面上に表示させずとも良く、操作端末から音声を流す、操作端末を振動させるといった通知方法でもよい。

以上で、無人航空機による回避行動処理の流れの説明を終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、無人航空機が他の無人航空機と略同一の高度を飛行することにより発生する無人航空機同士の衝突を事前に抑止可能な仕組みの提供が可能となる。

本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、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よいし、また、１つの機器からなる装置に適用してもよい。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム或いは装置に直接、或いは遠隔から供給するものを含む。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合も本発明に含まれる。

したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現（実行可能と）するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。

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、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどがある。また、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などもある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、若しくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。

また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、ダウンロードした鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

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って、前述した実施形態の機能が実現される。その他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

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る。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

なお、前述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０１無人航空機
１０２無人航空機
１０３操作端末

Claims

第１の無人航空機と第２の無人航空機との間の無線通信における電波の強度を取得する電波強度取得手段と、
前記電波強度取得手段で取得した電波の強度を用いて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御する飛行制御手段と、
を備えることを特徴とする無人航空機。
第１の無人航空機が飛行している位置を示す第１の位置情報と前記第２の無人航空機が飛行している位置を示す第２の位置情報とを取得する取得手段をさらに備え、
前記飛行制御手段は、前記取得手段で取得した前記第１の位置情報と前記第２の位置情報とに応じて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の飛行の進路を変更することを特徴とする請求項１に記載の無人航空機。
前記飛行制御手段は、前記電波強度取得手段で取得した電波の強度が所定値未満となるまで、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の無人航空機。
前記飛行制御手段で飛行を制御する場合に遠隔端末に通知する通知手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の無人航空機。
無人航空機の制御方法であって、
第１の無人航空機と第２の無人航空機との間の無線通信における電波の強度を取得する電波強度取得ステップと、
前記電波強度取得ステップで取得した電波の強度を用いて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御する飛行制御ステップと、
を含むことを特徴とする無人航空機の制御方法。
請求項１乃至４の何れか１項に記載の無人航空機として機能させるためのプログラム。
第１の無人航空機と第２の無人航空機との間の無線通信における電波の強度を取得する電波強度取得手段と、
前記電波強度取得手段で取得した電波の強度を用いて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御する飛行制御手段と、
を備えることを特徴とするシステム。
システムの制御方法であって、
第１の無人航空機と第２の無人航空機との間の無線通信における電波の強度を取得する電波強度取得ステップと、
前記電波強度取得ステップで取得した電波の強度を用いて、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機との間の距離が離れるように飛行を制御する飛行制御ステップと、
を含むことを特徴とするシステムの制御方法。
請求項７に記載のシステムとして機能させるためのプログラム。
無人航空機が飛行している高度を示す第１の高度情報、前記無人航空機とは異なる他の無人航空機が飛行している高度を示す第２の高度情報、及び前記他の無人航空機の機体の高さを含む機体情報を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した前記第１の高度情報、前記第２の高度情報、及び前記機体情報に含まれる前記高さを用いて、前記他の無人航空機と略同一の高度にならないように前記無人航空機の飛行の高度を変更する飛行制御手段と、
を備えることを特徴とする無人航空機。
無人航空機の制御方法であって、
無人航空機が飛行している高度を示す第１の高度情報、前記無人航空機とは異なる他の無人航空機が飛行している高度を示す第２の高度情報、及び前記他の無人航空機の機体の高さを含む機体情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記第１の高度情報、前記第２の高度情報、及び前記機体情報に含まれる前記高さを用いて、前記他の無人航空機と略同一の高度にならないように前記無人航空機の飛行の高度を変更する飛行制御ステップと、
を含むことを特徴とする無人航空機の制御方法。
請求項１０に記載の無人航空機として機能させるためのプログラム。
無人航空機が飛行している高度を示す第１の高度情報、前記無人航空機とは異なる他の無人航空機が飛行している高度を示す第２の高度情報、及び前記他の無人航空機の機体の高さを含む機体情報を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した前記第１の高度情報、前記第２の高度情報、及び前記機体情報に含まれる前記高さを用いて、前記他の無人航空機と略同一の高度にならないように前記無人航空機の飛行の高度を変更する飛行制御手段と、
を備えることを特徴とするシステム。
無人航空機が飛行している高度を示す第１の高度情報、前記無人航空機とは異なる他の無人航空機が飛行している高度を示す第２の高度情報、及び前記他の無人航空機の機体の高さを含む機体情報を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記第１の高度情報、前記第２の高度情報、及び前記機体情報に含まれる前記高さを用いて、前記他の無人航空機と略同一の高度にならないように前記無人航空機の飛行の高度を変更する飛行制御ステップと、
を含むことを特徴とするシステムの制御方法。
請求項１３に記載のシステムとして機能させるためのプログラム。