JP6820045B1 - ルート管理制御サーバ、方法及びシステム並びにこれに用いられる第１飛行体及び第２飛行体 - Google Patents

Abstract

本発明によるルート管理制御サーバは、複数の第１飛行体とネットワークを介して通信可能に接続されている。サーバは、地図情報、地形情報又は建造物情報の少なくともいずれかを含むロケーションデータと三次元座標に基づくルートデータとを格納する記憶手段と、前記ロケーションデータ及びルートデータを読み出す制御手段と、読み出したロケーションデータ及びルートデータを第１飛行体の夫々に送信する送信手段と、を備えている。

Description

本発明は、ルート管理制御サーバ、方法及びシステム並びにこれに用いられる第１飛行体及び第２飛行体に関し、特に、有人飛行体の適切な運行を管理制御する技術に関する。

特許文献１には、飛行体の飛行経路誘導技術に関して、計画された飛行経路をトンネル状の表示として表示部に映し出す技術が開示されている。

特開２００９−２６９６０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、複数の飛行体を同時に管理制御することについては何ら開示されていない。

そこで、本発明は、複数飛行体を同時に管理制御し得る技術を提供することを一つの目的とする。

本発明によれば、複数の第１飛行体とネットワークを介して通信可能に接続されたルート管理制御サーバであって、
地図情報、地形情報又は建造物情報の少なくともいずれかを含むロケーションデータと、三次元座標に基づくルートデータを格納する記憶手段と、
前記ロケーションデータ及び前記ルートデータを読み出す制御手段と、
読み出し前記ロケーションデータ及び前記ルートデータを前記第１飛行体の夫々に送信する送信手段、を備える
ルート管理制御サーバが得られる。

本発明によれば、複数飛行体を同時に管理制御し得る。

本発明の実施の形態によるルート管理制御システムに用いられるネットワークの構成図である。 図１のルート管理制御サーバのハードウェア構成を示すブロック図である。 図１の第１飛行体に搭載されているコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図である。 図１の第２飛行体に搭載されているコンピュータのハードウェア構成を示すブロック図である。 図１のルート管理制御システムに使用されるデータの内容を模式的に示すイメージ図である。 図１のルート管理制御システムの概要を示す模式図である。 図１の第１飛行体の表示部の画面表示例である。 図１のルート管理制御システムの概要を示す他の模式図である。 図１のルート管理制御システムの概要を示す他の模式図である。 本発明の実施の形態による誘導システムの概略図とイメージ図である。 図１の無人移動体のハードウェア構成を示すブロック図である。 図１の管理サーバのハードウェア構成を示すブロック図である。 図１の誘導システムに使用されるデータの内容を模式的に示すイメージ図である。 図１の誘導システムによるルート生成のイメージ図である。 図１の誘導システムによる管理サーバの処理の流れである。 図１の誘導システムによる管理サーバ、無人飛行体、ユーザ端末の間の処理の流れを示す図である。 図１の誘導システムを配送システムに適用した例を示すイメージ図である。 管理サーバと複数の無人航空機とによって構成されるクライアントサーバモデルと、複数の無人航空機のみによって構成されるピア・トゥ・ピアモデルのイメージを表した図である。 図１の誘導システムによる飛行体の飛行時の様子を示す図である。 飛行体と電線との距離を測定する原理を示す概念図である。

本発明の実施形態の内容を列記して説明する。本発明の実施の形態によるルート管理制御サーバ、方法及びシステム並びにこれに用いられる第１飛行体及び第２飛行体は、以下のような構成を備える。
［項目１］
複数の第１飛行体とネットワークを介して通信可能に接続されたルート管理制御サーバであって、
地図情報、地形情報又は建造物情報の少なくともいずれかを含むロケーションデータと、三次元座標に基づくルートデータとを格納する記憶手段と、
前記ロケーションデータ及び前記ルートデータを読み出す制御手段と、
読み出した前記ロケーションデータ及び前記ルートデータを前記第１飛行体の夫々に送信する送信手段と、を備える
ルート管理制御サーバ。
［項目２］
項目１に記載のルート管理制御サーバであって、
前記ルートのトラフィック情報を受信する受信手段を更に備え、
前記送信手段は、受信した前記トラフィック情報を前記第１飛行体に送信する、
ルート管理制御サーバ。
［項目３］
項目２に記載のルート管理制御サーバであって、
前記受信手段は、一の前記第１飛行体から前記トラフィック情報を受信し、
前記送信手段は、受信した前記トラフィック情報を他の前記第１飛行体に送信する、
ルート管理制御サーバ。
［項目４］
項目２又は項目３に記載のルート管理制御サーバであって、
前記制御手段は、受信した前記トラフィック情報に基づいて、新ルートデータを生成し、
前記送信手段は、生成した前記新ルートデータを前記第１飛行体に送信する、
ルート管理制御サーバ。
［項目５］
項目２乃至項目４のいずれかに記載のルート管理制御サーバであって、
前記制御手段は、受信した前記トラフィック情報に基づいて、飛行制御指示を生成し、
前記送信手段は、生成した前記飛行制御指示を前記第１飛行体に送信する、
ルート管理制御サーバ。
［項目６］
項目１乃至項目５のいずれかに記載のルート管理制御サーバであって、
前記ルートデータは、緯度情報、経度情報及び高度情報を有している、
ルート管理制御サーバ。
［項目７］
項目１乃至項目６のいずれかに記載のルート管理制御サーバであって、
前記ルートデータは、当該ルートの第１特定領域に関連付けられた制限速度情報を有している、
ルート管理制御サーバ。
［項目８］
項目１乃至項目７のいずれかに記載のルート管理制御サーバであって、
前記ルートデータは、当該ルートの第２特定領域に関連付けられた料金情報を有しており、
前記ルート管理制御サーバは、前記第１飛行体から受信した位置情報に基づいて当該第１飛行体が前記第２特定領域に進入した場合に、当該第１飛行体に関する決済処理を開始する決済手段を更に備えている、
ルート管理制御サーバ。
［項目９］
項目２乃至項目８のいずれかに記載のルート管理制御サーバとネットワークを介して通信可能な第２飛行体であって、
飛行のための動力部と、
位置情報を測位する測位部と、
前記ルートの前記トラフィック情報を収集する収集部と、
収集した前記トラフィック情報を前記ルート管理制御サーバに送信する送信部と、を備える、
第２飛行体。
［項目１０］
項目９に記載の第２飛行体であって、
収集した前記トラフィック情報から異常を検知する検知手段を更に備え、
前記送信手段は、検知した異常に関する情報を少なくとも前記ルート管理制御サーバ、前記第１飛行体又は他の前記第２飛行体に送信する、
第２飛行体。
［項目１１］
項目１乃至項目１０のいずれかに記載の第１飛行体であって、
飛行のための動力部と、
位置情報を測位する測位部と、
前記ルート管理制御サーバから、少なくとも前記ロケーションデータ又は前記ルートデータのいずれかを受信する受信部と、
前記操作者による操作を受け付けると共に前記第１飛行体の飛行を制御するための制御部と、
少なくとも受信した前記ルートデータを操作者に表示する表示部と、を備える
第１飛行体。
［項目１２］
項目１１に記載の第１飛行体であって、
測位した前記位置情報を前記ルート管理制御サーバに送信する送信部を更に備える、
第１飛行体。
［項目１３］
項目１１又は項目１２に記載の第１飛行体であって、
前記制御部は、前記ルートデータ及び前記位置情報に基づいて、前記動力部を制御する、
第１飛行体。
［項目１４］
複数の第１飛行体とネットワークを介して通信可能に接続されたコンピュータを利用したルート管理制御サーバであって、
前記コンピュータが
地図情報、地形情報又は建造物情報の少なくともいずれかを含むロケーションデータと、三次元座標に基づくルートデータを格納する記憶ステップと、
前記ロケーションデータ及び前記ルートデータを読み出す制御ステップと、
読み出し前記ロケーションデータ及び前記ルートデータを前記第１飛行体の夫々に送信する送信ステップと、を含む
ルート管理制御方法。
［項目１５］
複数の第１飛行体と、複数の第２飛行体と、ルート管理制御装置とを含むルート管理制御システムであって、
前記第１飛行体、前記第２飛行体及び前記ルート管理制御装置は、互いにネットワークを介して通信可能に接続されており、
前記ルート管理制御装置は：
地図情報、地形情報又は建造物情報の少なくともいずれかを含むロケーションデータと、三次元座標に基づくルートデータを格納する記憶手段と；
前記ロケーションデータ及び前記ルートデータを読み出す制御手段；、
読み出し前記ロケーションデータ及び前記ルートデータを前記第１飛行体の夫々に送信する送信手段と；
ルートのトラフィック情報を受信する受信手段と；を備えており、
前記第１飛行体は：
飛行のための動力部と；
位置情報を測位する測位部と；
前記ルート管理制御サーバから、少なくとも前記ロケーションデータ又は前記ルートデータのいずれかを受信する受信部と；
前記操作者による操作を受け付けると共に前記第１飛行体の飛行を制御するための制御部と；
少なくとも受信した前記ルートデータを操作者に表示する表示部と；を備えており、
前記第２飛行体は：
飛行のための動力部と；
位置情報を測位する測位部と；
前記ルートの前記トラフィック情報を収集する収集部と；
収集した前記トラフィック情報を前記ルート管理制御サーバに送信する送信部と；を備えている、ルート管理制御システムにおいて、
前記ルート管理制御装置の前記制御手段は、受信した前記トラフィック情報に基づいて、新ルートデータを生成すると共に、当該ルート管理制御装置の前記送信手段は、生成した前記新ルートデータを前記第１飛行体及び前記第２飛行体に送信する、
ルート管理制御システム。

＜実施の形態の詳細＞
以下、本発明の実施の形態によるルート管理制御サーバ、方法及びシステム並びにこれに用いられる第１飛行体及び第２飛行体によって実現されるルート管理制御庫管理システムついて、図面を参照しながら説明する。

＜概要＞
本発明によるルート管理制御システム（以下「管制システム」という）は、特に有人の小型飛行体（以下「エアモービル」という）の適切な運行制御を行うものである。管制システムは、複数の監視用回転翼機（以下「監視ドローン」という）と協働してより適切な運行制御を行う。

エアモービルは、人が乗車可能な小型の飛行体であり、小型スクーター乃至一般の自動車程度の大きさを有している。本実施の形態によるエアモービルは複数の回転翼を有する所謂マルチコプターである。なお、動力源は回転翼を主たるものとしているが、これ以外の揚力発生源を有していてもよく、水上、陸上又は水中の移動も可能であってもよい。この場合、移動地の状況に応じた補助動力手段、種々の計器類、制御装置等を有していてもよい。エアモービルに搭載される情報処理装置のハードウェア構成については後述する。

監視ドローンは、無人飛行体であり、電池、複数のモータ、位置検出部、制御部、ドライバ、記憶装置、無線通信装置、電圧センサ、及び電流センサ等を備えている。これらの構成要素は、所定形状のフレームに搭載されている。監視ドローンに搭載される情報処理装置のハードウェア構成については後述する。なお、これらの基本構造については、既知の技術を適宜採用可能である。

＜構成＞
図１に示されるように、本実施の形態による管制システム１００は、ルート管理制御サーバ（以下単に「サーバ」という）１と、エアモービル２と、監視ドローン３とを備えている。

サーバ１と、エアモービル２と、監視ドローン３は、ネットワーク４を介して互いに通信可能に接続された所謂クライアント・サーバモデルのシステムである。本実施の形態によるネットワーク４は、ＩＰベースのコンピュータネットワークであるが携帯電話機やスマートフォン等に対するキャリアネットワークと共通化してもよい。ここでは、コンピュータネットワークは、相互に接続されたＩＰネットワークによって構築されたインターネットを含む広い概念で用いられている。また、コンピュータネットワークは、図示されていない無線基地局（例えばＷｉＦｉ）によって構築される無線ネットワークを含んでも良い。キャリアネットワークとＩＰネットワークとは、例えば、ゲートウェイ等を介して接続されるが、これに限られるものではない。

＜ハードウェア構成＞
図２乃至図４を夫々参照して、サーバ１、エアモービル２及び監視ドローン３のハードウェア構成について説明する。

＜ルート管理制御サーバ（サーバ）１＞
図２に示されるように、サーバ１は、ルート管理制御システム１００を通じてサービスを提供するための情報処理装置であり、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータのような汎用コンピュータとしてもよいし、或いはクラウド・コンピューティングによって論理的に実現されてもよい。図２に示されるように、サーバ１は、プロセッサ１０、メモリ１１、ストレージ１２、送受信部１３、及び入出力部１４等を備え、これらはバス１５を通じて相互に電気的に接続される。

プロセッサ１０は、サーバ１全体の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御、及びアプリケーションの実行に必要な情報処理等を行う演算装置である。例えばプロセッサ１０はＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、ストレージ１２に格納されメモリ１１に展開されたプログラム等を実行して各情報処理を実施する。

メモリ１１は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性記憶装置で構成される主記憶と、フラッシュメモリやＨＤＤ(Hard Disc Drive)等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶と、を含む。メモリ１１は、プロセッサ１０のワークエリア等として使用され、また、サーバ１の起動時に実行されるＢＩＯＳ（Basic Input ／ Output System)、及び各種設定情報等を格納する。ストレージ１２は、アプリケーション・プログラム、及び各エアモービル２及び監視ドローン３の認証プログラム等の各種プログラムを格納する。各処理に用いられるデータを格納したデータベース（後述するロケーションデータ、ルートデータ等）がストレージ１２に構築されていてもよい。

＜小型飛行体（エアモービル）２＞
図３に示されるように、エアモービル２は、情報処理装置２００を搭載している。情報処理装置２００は、サーバ１と通信を介して情報処理を実行することにより、ルート管理制御システム１００のサービスの提供を受ける。情報処理装置２００は、少なくとも、プロセッサ２０、メモリ２１、ストレージ２２、送受信部２３、入出力部２４、測位部２６、検知部２７等を備え、これらはバス２５を通じて相互に電気的に接続される。情報処理装置２００は、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータのような汎用コンピュータとしてもよいし、スマートフォン、ＰＤＡ、タブレット型コンピュータ等のデバイス等タッチパネルを備える端末と連携することとしてもよく、或いはクラウド・コンピューティングによって論理的に実現されてもよい。

プロセッサ２０は、情報処理装置２００の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御、及びアプリケーションの実行に必要な処理等を行う演算装置である。例えばプロセッサ２０はＣＰＵ及び／又はＧＰＵ（Graphical Processing Unit）等であり、ストレージ２２に格納されメモリ２１に展開されたプログラム等を実行することによって、必要な各情報処理を実施する。

メモリ２１は、ＲＡＭなどの揮発性記憶装置で構成される主記憶と、フラッシュメモリやＨＤＤ等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶と、を含む。メモリ２１はプロセッサ２０のワークエリア等として使用され、また、情報処理装置２００の起動時に実行されるＢＩＯＳ、及び各種設定情報等が格納される。ストレージ２２には、アプリケーション・プログラム等が格納される。

送受信部２３は、情報処理装置２００をネットワーク４に接続し、サーバ１と通信を行う。また、送受信部２３には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Low Energy）の近距離通信インタフェースも含まれる。

入出力部２４は、操縦桿（ハンドル）スイッチ類等の情報入力機器、及びディスプレイ等の出力機器であり、エアモービル２の操作者に対する情報の提示と入力操作とを行う。

バス２５は、上記各要素に共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号及び各種制御信号を伝達する。

測位部２６は、エアモービル２の高度を少なくとも検出する。本実施の形態による測位部２６は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）検出器であって、エアモービル２の現在位置の緯度、経度、及び高度を検出する。

検知部２７は、エアモービル２の外部環境を音声、画像、赤外線等種々のセンサによってセンシングするためのものである。

本実施の形態によるエアモービル２は、情報処理装置２００の他に、当該エアモービル２の移動・飛行のための、電源、回転翼に接続されたモータ、情報処理装置２００とモータとを中継するドライバを少なくとも更に有している。情報処理装置２００は、複数のモータを制御してエアモービルの飛行制御（上昇、下降、水平移動などの制御）や、エアモービル２に搭載されているジャイロ（図示せず）を使用して複数のモータを制御することによって姿勢制御をも行う。ドライバは、情報処理装置２００からの制御信号に従ってモータを駆動する。例えば、モータは直流モータであり、ドライバは制御信号により指定された電圧をモータに印加する可変電圧電源回路である。なお、当然のことながら、エアモービル２００は図示しない要素（例えば、有人飛行のための設備、その他飛行のための設備等）を有している。

＜監視用回転翼機（監視ドローン）３＞
図４に示されるように、監視ドローン３は、情報処理装置３００を搭載している。情報処理装置３００は、サーバ１と通信を介して情報処理を実行することにより、ルート管理制御システム１００のシステムの一部を構成する。情報処理装置３００は、少なくとも、プロセッサ３０、メモリ３１、ストレージ３２、送受信部３３、出力部３４、測位部３６、検知部３７等を備え、これらはバス３５を通じて相互に電気的に接続される。情報処理装置３００は、例えばマイクロコンピューター、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）で構成されていてもよく、或いはクラウド・コンピューティングによって論理的に実現されてもよい。

プロセッサ３０は、情報処理装置３００の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御、及びアプリケーションの実行に必要な処理等を行う演算装置である。例えばプロセッサ３０はＣＰＵ及び／又はＧＰＵ（Graphical Processing Unit）等であり、ストレージ３２に格納されメモリ３１に展開されたプログラム等を実行することによって、必要な各情報処理を実施する。

メモリ３１は、ＲＡＭなどの揮発性記憶装置で構成される主記憶と、フラッシュメモリやＨＤＤ等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶と、を含む。メモリ３１はプロセッサ３０のワークエリア等として使用され、また、情報処理装置３００の起動時に実行されるＢＩＯＳ、及び各種設定情報等が格納される。ストレージ３２には、アプリケーション・プログラム等が格納される。

送受信部３３は、情報処理装置３００をネットワーク４に接続し、サーバ１と通信を行う。また、送受信部３３には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）及びＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Low Energy）の近距離通信インタフェースも含まれる。

入出力部３４は、操縦桿（ハンドル）スイッチ類等の情報入力機器、及びディスプレイ等の出力機器である。

バス３５は、上記各要素に共通に接続され、例えば、アドレス信号、データ信号及び各種制御信号を伝達する。

測位部３６は、監視ドローン３の高度を少なくとも検出する。本実施の形態による測位部２６は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）検出器であって、エアモービル２の現在位置の緯度、経度、及び高度を検出する。

検知部３７は、監視ドローン３の外部環境を音声、画像、赤外線等種々のセンサによってセンシングするためのものである。

本実施の形態による監視ドローン３は、情報処理装置３００の他に、当該監視ドローン３の移動・飛行のための、電源、回転翼に接続されたモータ、情報処理装置３００とモータとを中継するドライバを少なくとも更に有している。情報処理装置３００は、複数のモータを制御して監視ドローンの飛行制御（上昇、下降、水平移動などの制御）や、監視ドローン３に搭載されているジャイロ（図示せず）を使用して複数のモータを制御することによって姿勢制御をも行う。ドライバは、情報処理装置３００からの制御信号に従ってモータを駆動する。例えば、モータは直流モータであり、ドライバは制御信号により指定された電圧をモータに印加する可変電圧電源回路である。なお、監視ドローン３００は図示しない他の要素を有していてもよい。

＜データ＞
図５に示されるように、本実施の形態においては、地図情報、地形情報又は建造物情報の少なくともいずれかを含むロケーションデータ５３０と、三次元座標に基づくルートデータ５１０と、当該ルート上の状態を表すトラフィックデータ５２０とが利用される。これらのデータは、サーバ１から一部又は全てのエアモービル２又は監視ドローン３に送信され夫々共有される。

詳しくは、図５に示されるように、ロケーションデータは、地図情報であり、地形や建物その他の構造物についての情報が含まれている。本実施の形態におけるロケーションデータには、所謂平面地図情報（緯度情報及び経度情報）の他、当該構造物の有する正確な高さの情報（高度情報）をも有している。また、特に構造物については、実空間に占める体積の座標情報（すなわち、エアモービル２が衝突せずに飛ぶための構造物の形状情報を含む）をも有している。

ルートデータ５１０は、エアモービル２の空における道路たる役目を担うものであり、後述するように、当該ルートデータがエアモービル２の表示部に表示されることによってエアモービルの安全な運行が可能となる。ルートデータは、連続する緯度情報、経度情報及び高度情報を少なくとも有しており、当該情報によってルートが特定される。なお、ルートデータは、通常の道路の幅と同様に運行可能な一定の幅情報を有していてもよい。ルートデータ５１０には、ルートの分岐、制限速度、他のルートとの間隔、進行方向、車種制限、交通制限（信号に相当する情報や、運行の制限に関する情報）に関する情報が含まれている。

トラフィックデータ５２０は、例えばルートに支障が発生した場合に当該ルート上の支障の領域を特定するための情報であり、緯度情報、経度情報及び高度情報と、支障の内容を少なくとも有している。

＜処理の流れ＞
図６に示される本実施の形態による管制システムの概念図を参照すると、サーバ１は、ロケーションデータとルートデータとを読み出してエアモービル２に送信し、エアモービル２の表示部に運行可能領域として表示する。本実施の形態によるエアモービル２の表示部は、例えば、ヘッドアップディスプレイ等、運転者の視界を遮らないような表示手段が好ましく、フロントガラスに投影させる方法や、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ：拡張現実）技術を利用した各種装置等を採用することができる。

図７に示されるように、エアモービル２のフロントガラスには、ルートデータ５１０に基づくルート７１０が表示される。当該ルート７１０の状態（混雑状況、事故状況等）は、トラフィック情報として監視ドローン２によって収集されサーバ１に送信される。トラフィック情報は、エアモービル２から自動又は手動によってサーバ１に送信されることとしてもよい。当該トラフィック情報は、複数のエアモービル２、監視ドローン３、サーバ１の間で相互に共有される。

サーバ１は、受信したトラフィック情報において、例えば、混雑している場合等、現在のルートが適切ではない場合には新ルートのデータを生成する。生成した新ルートのデータをエアモービル２に送信する。図８に示されるように、生成された新ルート５１０’が設定されると共に、当該新ルート５１０’の情報がエアモービル及び監視ドローン３に共有される。サーバ１は、エアモービル２が新ルート５１０’上を飛行するように、エアモービルを（遠隔で）自動制御するための飛行制御指示を生成して送信することとしてもよい。この場合、エアモービル２は、受信した飛行制御指示に基づいて飛行が制御されることとなる。

本実施の形態によるルートデータは、制限速度情報を更に有することとしてもよい。即ち、自動車用の道路と同様に、ルートの一部又は全部に制限速度を設定することによって、より適切なルート管理を行うことができる。また、例えば、図９に示されるように、ルートは上り線と下り線、制限速度応じて別々の道路にすることとしてもよい。図９に示されるように、制限速度の大きいルート５２０は、制限速度の小さいルート５３０よりも大きい高度に設定されている。エアモービル２は、ルート５３０からルート５２０に移動する場合には、図示しない誘導ルート（ルート５３０及びルート５２０を接続するルート）を通過して行う。

更には、ルートデータは、当該ルートの一部又は全部に通行料金を設定することとしてもよい。通行料金が設定される領域（以下「有料区間」という）は、例えば、緯度・経度・高度等の情報によって特定される。サーバ１は、エアモービルから受信した位置情報に基づいてエアモービル２が有料区間に進入した場合に、当該エアモービル２に関する決済を開始する。決済は、種々の従来技術が利用可能である。

本発明の他の実施形態の内容を列記して説明する。本実施の形態による発明は、以下のような構成を備える。
［項目１６］
複数の支柱と、当該支柱を架線するケーブルとを利用する、飛行体の誘導方法であって、
誘導装置が：ルートリクエストを受け取るステップ；前記支柱の位置に対応する支柱ノード情報を読み出すステップ；前記ルートリクエスト及び前記支柱ノード情報に基づいて少なくとも始点支柱ノードと終点支柱ノードとを特定してルートを生成するステップ；生成した前記ルートを飛行体に送信するステップと、
前記飛行体が、前記ルートに従って飛行するステップと、を含む
飛行体の誘導方法。
［項目１７］
請求項１に記載の飛行体の誘導方法であって、
前記飛行体は、前記ケーブルに沿って飛行する、
飛行体の誘導方法。
［項目１８］
請求項２に記載の飛行体の誘導方法であって、
前記飛行体は、前記ケーブルから所定距離を維持しながら飛行する、
飛行体の誘導方法。
［項目１９］
請求項３に記載の飛行体の誘導方法であって、
前記飛行体は、前記ケーブルの少なくとも電界又は磁界が所定の条件であることを検出し、前記ケーブルとの距離を測定する、
飛行体の誘導方法。
［項目２０］
請求項４に記載の飛行体の誘導方法で会って、
前記飛行体は、少なくとも前記ケーブル内を流れる電圧又は電流の値に関する情報を受信するとともに、当該情報に基づいて前記測定の結果を補正する、
飛行体の誘導方法。
［項目２１］
請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の飛行体の誘導方法であって、
前記支柱ノード情報は、実空間の支柱の位置に関するＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標を含んでおり、
生成される前記ルートは、少なくとも前記Ｚ座標よりも高い位置に生成される、
飛行体の誘導方法。
［項目２２］
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の飛行体の誘導方法であって、
複数の前記飛行体はネットワークを介して互いに通信可能であり、
前記飛行体の夫々は、前記飛行体の位置又は生成された前記ルートを考慮して自己の前記ルートを生成する、
飛行体の誘導方法。
［項目２３］
複数の支柱と、当該支柱を架線するケーブルとを利用する、飛行体の誘導装置であって、
ルートリクエストを受け取る手段と、
前記支柱の位置に対応する支柱ノード情報を読み出す手段と、
前記ルートリクエスト及び前記支柱ノード情報に基づいて少なくとも始点支柱ノードと終点支柱ノードとを特定してルートを生成す手段と、
生成した前記ルートを飛行体に送信する手段と、を含む
飛行体の誘導装置。
［項目２４］
複数の支柱と、当該支柱を架線するケーブルとを利用する、飛行体の誘導方法であって、
誘導装置が：
ルートリクエストを受け取るステップ；前記支柱の位置に対応する支柱ノード情報を読み出し；
前記ルートリクエスト及び前記支柱ノード情報に基づいて少なくとも始点支柱ノードと終点支柱ノードとを特定してルートを生成し；
生成した前記ルートを飛行体に送信し；
前記飛行体が、前記ルートに従って飛行する、
飛行体の誘導システム。

＜実施の形態の詳細＞
以下、本発明の実施の形態によるルート管理制御サーバ、方法及びシステム並びにこれに用いられる第１飛行体及び第２飛行体について、図面を参照しながら説明する。

＜概要＞
本発明の実施の形態による飛行体の誘導システは、例えば無人飛行体（後述する）を所定の飛行ルートに従って飛行させるものであり、宅配用途、警備・巡回用途、農業用途、測量用途、調査用途、災害支援用途などあらかじめ飛行ルートを設定し得る用途であれば、どのようなものにも適用可能である。以下においては、主に宅配用途に適用される誘導システムを説明する。

図１０（ａ）に示されるように、本実施の形態による誘導システムは、無人飛行体１が電柱２０及び当該電柱間に設けられた電線３０の上を飛行ルートとして飛行するものである。図１１（ｂ）に示されるように、飛行ルートは、電柱ａ乃至電柱ｊをノードとする仮想ネットワークとして表現することができ、ルート生成にあたっては、始点となる電柱（始点ノード）、終点となる電柱（終点ノード）、始点ノードと終点ノードとを経由する電柱（経由ノード）とそれらの間に設けられる電線が考慮される（詳しくは後述する）

＜構成＞
本実施の形態による飛行体の誘導システムは、図１８（ａ）に示されるように、複数の無人飛行体１と、当該無人飛行体１とネットワークを介して接続される管理サーバ２とを含む所謂クライアントサーバモデルである。

本実施の形態による無人飛行体１は、情報処理装置の他に、当該無人飛行体１の移動・飛行のための、電源、回転翼に接続されたモータ、情報処理装置とモータとを中継するドライバを少なくとも更に有している。

情報処理装置は、複数のモータを制御して監視ドローンの飛行制御（上昇、下降、水平移動などの制御）や、無人飛行体１に搭載されているジャイロ（図示せず）を使用して複数のモータを制御することによって姿勢制御をも行う。

ドライバは、情報処理装置からの制御信号に従ってモータを駆動する。例えば、モータは直流モータであり、ドライバは制御信号により指定された電圧をモータに印加する可変電圧電源回路である。なお、無人飛行体１００は図示しない他の要素を有していてもよい。

＜管理サーバ２＞
図１３に示されるように、管理サーバ２は、情報伝達システムを通じてサービスを提供するための情報処理装置であり、例えばワークステーションやパーソナルコンピュータのような汎用コンピュータとしてもよいし、或いはクラウド・コンピューティングによって論理的に実現されてもよい。

図１３に示されるように、サーバ２は、プロセッサ２０、メモリ２１、ストレージ２２、送受信部２３、及び入出力部２４等を備え、これらはバス２５を通じて相互に電気的に接続される。

＜データ＞
本実施の形態による管理サーバ２は、各電柱の位置に関する支柱ノード情報ＤＢを有している。支柱ノード情報ＤＢは、図１３に示されるように、各電柱に固有に付与されるノード識別子と位置座標とを少なくとも含んでいる。本実施の形態による位置座標は、緯度、経度及び当該電柱の高さという３つの要素を少なくとも含んでいる。

＜処理の流れ＞
図１４を参照して、本実施の形態によるルート生成の方法を説明する。本実施の形態による誘導システムは、ＥＣ等を利用してユーザが購入した商品の配送に関するトランザクション（以下「配送トランザクション」と呼ぶ）を担当する。配送トランザクション自体は、例えば、あらかじめ登録されていたユーザの住所情報に基づいて生成される。

管理サーバ２が配送トランザクションを開始すると、荷物の出荷元に最も近い電柱（始点ノード）と、配送先（ユーザの住所等）に最も近い電柱を特定する。図示される例では、始点ノードは電柱ａであり、終点ノードは電柱ｊである。管理サーバ２は、電柱ａと電柱ｊを結ぶ最短経路を計算する。この際、他の無人飛行体１の位置やルートを考慮し、衝突回避が可能なルートを生成する。

なお、衝突回避は無人飛行体１同士に行わせることとしてもよい。例えば、一方の無人飛行体の高さと他方の無人飛行体の高さとを変更して、衝突を回避することとしてもよい。

図１４に戻り、本実施の形態によるルートは、電柱ａ→電柱b→電柱ｄ→電柱ｆ→電柱ｈ→電柱ｊの順に進むものである。なお、上述した衝突回避を行うために一部ルートを迂回することとしてもよい。電線から垂直方向（高さ方向）において所定の距離だけ離れた領域を飛行する。

図１５を参照して、管理サーバ２の処理フローを説明する。本実施の形態において、配送トランザクション（ルートリクエスト）が発生すると（ステップＳ６０１）、支柱ノード情報の読込みが行われる（ステップＳ６０３）。管理サーバ２は、配送トランザクション及び支柱ノード情報に基づいて、始点ノードと経由ノードと終点ノードとを特定してルートを生成する（ステップＳ６０５）。生成したルート情報を無人飛行体１に送信し、当該無人飛行体１の飛行による配送が開始される（ステップＳ６０７）。

図１６を参照して、本実施の形態による誘導システムを用いた配送処理の流れを説明する。図示されるように、配送処理は、管理サーバ２と、無人飛行体１と、ユーザ端末とによって実行される。

管理サーバ２は、配送トランザクションが発生すると（ＳＱ７０１）、ノードＤＢから支柱ノード情報を読み込み（ＳＱ７０３）、ルートを生成する（ＳＱ７０５）。管理サーバ２は、生成したルート情報を無人飛行体に送信する（ＳＱ７０７）。無人飛行体は受信したルート情報に基づいて飛行を開始する（ＳＱ７０９）。

無人飛行体が目的地に到着すると、管理サーバ２に対して、目的地到着通知が通知される（ＳＱ７１１）。管理サーバ２は、ユーザ端末に対して到着通知を通知する（ＳＱ７１３）。ユーザは、到着した荷物の宛先を確認したら各任地の通知を管理サーバ２に対して送信する（ＳＱ７１５）。管理サーバ２は、当該荷物に関するユーザからの確認通知を受信すると、無人飛行体１に積載されている荷物をアンロックする（ＳＱ７１７）。アンロックされた荷物はユーザによって受け取ることが可能になる。管理サーバ２は、必要に応じて、当該配送が完了した段階で、配送トランザクションのステータスを更新する（ＳＱ７１９）。

以上の処理によれば、図８に示されるように無人飛行体１は、荷物の保管場所１００（例えば倉庫等）から、荷物Ｐを積載して生成したルートに従って、電柱２０及び電線３０の上を飛行し、ユーザの自宅２００まで荷物Ｐを配送してユーザに届けることが可能となる。

上述した実施の形態は、図９（ａ）に示されるように、当該無人飛行体１とネットワークを介して接続される管理サーバ２とを含む所謂クライアントサーバモデルを利用するものであった。しかしながら、図９（ｂ）に示されるように、複数の無人飛行体１同士によって構成されるピア・トゥ・ピア（Ｐｅｅｒ ｔｏ Ｐｅｅｒ）方式としてもよい。

以上説明した実施の形態は配送用途のものであったが、例えば警備等の巡回用途に適用することとしてもよい。この場合、管理サーバ２は、ユーザにより指定された巡回ルート及び支柱ノード情報基づいて、巡回ルートを生成すればよい。また、巡回が完了した際には、巡回が完了した内をユーザに送信して当該ユーザから承認を受けてから、巡回のトランザクションを終了することとしてもよい。

＜電線との距離測定＞
本実施の形態においては、飛行体１は、電線３０に沿って飛行する。この際、図１９に示されるように、電線３０から所定の範囲Ｌ内を飛行する。これにより、飛行体１は、電線３０から所定距離を維持しつつ電線３０に沿って飛行する。

なお、図１９（ａ）に示されるように、同じ高さの電線３０、３０’が２本ある場合には、当該２本の電線３０双方から所定範囲Ｌ、Ｌ’の領域のいずれかに入っていればよい。

また、図１９（ａ）及び（ｂ）に示されるように、飛行体１は、電柱２０と衝突することを防止するために、電線３０の上側の領域（図１９（ａ））又は、横の領域（図１９（ｂ））のいずれかを飛行することが好ましい。かかる電線３０との位置関係の検出は、超音波センサや、高さ情報を含む位置情報、ビジョンセンサなどを組み合わせてもよい。

このように、電線３０と飛行体１との距離を維持する方法として、例えば、図２０に示されるように、電線３０に発生する電界や磁界の情報を飛行体１によって検出することにより行ってもよい。

公共インフラとしての電線の場合、送電時の電圧は一定であることから、電流の大きさにかかわらず、電界の強度に基づいて距離を算出することが可能である。（図２０（ａ））。一方、送電時の電流の大きさは電力需給量によって異なる場合があるため、予め送電電流量がわかっている場合には磁界の強度に基づいて距離を算出することが可能である（図２０（ｂ））。

なお、予め飛行ルートに含まれる送電線の電流量、電圧量の情報を得ておき、距離計測の結果を適宜補正することによって、より正確な距離を測定することとしてもよい。

上述した実施の形態は、本発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができると共に、本発明にはその均等物が含まれることは言うまでもない。

１ ルート管理制御サーバ
２ 小型飛行体
３ 監視用回転翼機
４ ネットワーク
１０ プロセッサ
１１ メモリ
１２ ストレージ
１３ 送受信部
１４ 入出力部
１５ バス
２０ プロセッサ
２１ メモリ
２２ ストレージ
２３ 送受信部
２４ 入出力部
２５ バス
２６ 測位部
２７ 検知部
３０ プロセッサ
３１ メモリ
３２ ストレージ
３３ 送受信部
３４ 入出力部
３５ バス
３６ 測位部
３７ 検知部
１００ ルート管理制御システム
２００、３００ 情報処理装置
５１０、５１０’、５２０、５３０ ルートデータ
５２０ トラフィックデータ
５３０ ロケーションデータ

Claims (5)

1. 複数の支柱と、当該支柱を架線するケーブルとを利用する、飛行体の誘導方法であって、
   誘導装置が：ユーザの住所情報に基づき生成される配送トランザクションであるルートリクエストを受け取るステップ；前記支柱の各々の位置に対応する支柱ノード情報を読み出すステップ；前記ルートリクエスト及び前記支柱ノード情報に基づいて少なくとも荷物の出荷元に関する始点支柱ノードと荷物の配送先に関する終点支柱ノードとを特定してルートを生成するステップ；生成した前記ルートを飛行体に送信するステップと、
   前記飛行体が、前記ルートに従って飛行するステップと、
   前記配送トランザクションに基づく配送処理が完了した場合に該配送トランザクションを更新または終了するステップと、を含み、
   前記飛行体は、前記ケーブルに沿って前記ケーブルから所定距離を維持しながら飛行し、
   前記誘導装置は、前記飛行体によって検出される前記ケーブルの少なくとも電界の強度又は磁界の強度に基づいて、前記飛行体と前記ケーブルとの距離を測定し、少なくとも前記ケーブルの電圧又は電流の値に関する情報に基づいて前記距離の測定の結果を補正する、
   飛行体の誘導方法。
2. 請求項１に記載の飛行体の誘導方法であって、
   前記支柱ノード情報は、実空間の支柱の位置に関するＸ座標、Ｙ座標及びＺ座標を含んでおり、
   生成される前記ルートは、少なくとも前記Ｚ座標よりも高い位置に生成される、
   飛行体の誘導方法。
3. 請求項１または２記載の飛行体の誘導方法であって、
   前記飛行体は複数あり、
   複数の前記飛行体はネットワークを介して互いに通信可能であり、
   前記誘導装置は、前記飛行体の夫々について、前記飛行体の位置又は生成された前記ルートを考慮して前記飛行体の夫々の前記ルートを生成する、
   飛行体の誘導方法。
4. 複数の支柱と、当該支柱を架線するケーブルとを利用する、飛行体の誘導装置であって、
   ユーザの住所情報に基づき生成される配送トランザクションであるルートリクエストを受け取る手段と、
   前記支柱の位置に対応する支柱ノード情報を読み出す手段と、
   前記ルートリクエスト及び前記支柱ノード情報に基づいて少なくとも荷物の出荷元に関する始点支柱ノードと荷物の配送先に関する終点支柱ノードとを特定してルートを生成する手段と、
   生成した前記ルートを飛行体に送信する手段と、
   前記飛行体によって検出される前記ケーブルの少なくとも電界の強度又は磁界の強度に基づいて、前記飛行体と前記ケーブルとの距離を測定する手段と、
   少なくとも前記ケーブルの電圧又は電流の値に関する情報に基づいて前記距離の測定の結果を補正する手段と、
   前記配送トランザクションに基づく配送処理が完了した場合に該配送トランザクションを更新または終了する手段と、
   を含む
   飛行体の誘導装置。
5. 複数の支柱と、当該支柱を架線するケーブルとを利用する、飛行体の誘導システムであって、
   誘導装置が：
   ユーザの住所情報に基づき生成される配送トランザクションであるルートリクエストを受け取り；
   前記支柱の位置に対応する支柱ノード情報を読み出し；
   前記ルートリクエスト及び前記支柱ノード情報に基づいて少なくとも荷物の出荷元に関する始点支柱ノードと荷物の配送先に関する終点支柱ノードとを特定してルートを生成し；
   生成した前記ルートを飛行体に送信し；
   前記飛行体が、前記ルートに従って飛行し、
   前記配送トランザクションに基づく配送処理が完了した場合に該配送トランザクションを更新または終了する、
   飛行体の誘導システムであり、
   前記飛行体は、前記ケーブルに沿って前記ケーブルから所定距離を維持しながら飛行し、
   前記誘導装置は、前記飛行体によって検出される前記ケーブルの少なくとも電界の強度又は磁界の強度に基づいて、前記飛行体と前記ケーブルとの距離を測定し、少なくとも前記ケーブルの電圧又は電流の値に関する情報に基づいて前記距離の測定の結果を補正する、
   飛行体の誘導システム。

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