JP6857250B2 - 飛行制御装置及び飛行制御システム - Google Patents

Description

本発明は、飛行体の飛行を制御する技術に関する。

飛行体の飛行を制御する技術が知られている。例えば特許文献１には、手動制御モードの際には、飛行体の速度や姿勢が過大になると要危険回避状態であると判定し、手動操作を無効にして自動操縦を行うことが記載されている。特許文献２には、飛行制御装置において作動している制御プログラムが、ノイズやバグによりロックしたり、暴走したりすることにより駆動装置の制御が不能となった場合に、駆動装置の制御を、オペレータの指示操作に基づいて飛行制御装置が行う制御から、オペレータの指示操作とは関係なく自律飛行装置が自律的に行う制御に切り替えることが記載されている。

特開２０１７−６５２９７号公報 特開２０１７−７５８８号公報

ドローン等の無人の飛行体の中には、人が操作を行わなくても、予め定められた飛行計画に従って飛行できる飛行体がある。この飛行計画は、複数の飛行体が衝突せずに飛行できるように定められている。そのため、飛行体が予定時間よりも大幅に遅れて飛行すると、後続の飛行体に衝突したり、後続の飛行体の飛行を妨げになったりする場合がある。
本発明は、飛行体が制限時間内に経路上の位置に到達できなかった場合に、後続の飛行体への影響を低減することを目的とする。

本発明は、第１飛行条件が記載された飛行計画と、飛行体が飛行する経路上の位置に対して設定された制限時間を示す情報とを取得する取得部と、前記取得された情報に基づいて、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達したか否かを判定する到達判定部と、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する条件決定部と、前記到達判定部の判定結果に応じて、前記第１飛行条件に従う第１飛行制御方法と、前記第２飛行条件に従う第２飛行制御方法とを切り替えて用いて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備える飛行制御装置を提供する。

前記飛行計画には、第１経路及び目的地が記載され、前記条件決定部は、前記目的地に向かう、前記第１経路とは異なる第２経路を決定してもよい。

前記飛行計画には、目的地が記載され、前記条件決定部は、前記目的地に向かう複数の経路のうち、所定の空域を通る経路を決定してもよい。

前記飛行計画には、目的地が記載され、前記条件決定部は、所定の条件を満たす場合には、前記目的地を変更し、前記変更された目的地に向かう新たな経路を決定してもよい。

前記飛行体の位置を測定する測位部を更に備え、前記飛行計画には、飛行目的に応じて付与される優先度が記載され、前記所定の条件は、前記測位部により測定された前記位置から前記目的地までの距離又は前記優先度に関する条件であってもよい。

また、本発明は、飛行体が飛行する経路上の位置に対して制限時間を設定する設定部と、第１飛行条件が記載された飛行計画と、前記設定された制限時間を示す情報とを取得する取得部と、前記取得された情報に基づいて、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達したか否かを判定する到達判定部と、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する条件決定部と、前記到達判定部の判定結果に応じて、前記第１飛行条件に従う第１飛行制御方法と、前記第２飛行条件に従う第２飛行制御方法とを切り替えて用いて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備える飛行制御システムを提供する。

前記設定部は、前記飛行体の飛行性能と前記飛行体が飛行する空域の状況とに基づいて、前記制限時間を設定してもよい。

本発明によれば、飛行体が制限時間内に経路上の位置に到達できなかった場合に、後続の飛行体への影響を低減することができる。

飛行制御システム１の構成の一例を示す図である。 飛行体１０の外観の一例を示す図である。 飛行体１０のハードウェア構成を示す図である。 サーバ装置２０のハードウェア構成を示す図である。 飛行制御システム１の機能構成の一例を示す図である。 飛行制御システム１の動作の一例を示すシーケンスチャートである。 飛行計画１２１の一例を示す図である。 空域の一例を示す図である。 飛行経路Ｒ１の一例を示す図である。 判定結果に応じた飛行制御の一例を示す図である。 飛行体１０の飛行制御を示すフローチャートである。

実施形態
構成
図１は、飛行制御システム１の構成の一例を示す図である。飛行制御システム１は、飛行体１０の飛行を制御するシステムである。飛行制御システム１は、複数の飛行体１０と、サーバ装置２０とを備える。

図２は、飛行体１０の外観の一例を示す図である。飛行体１０は、人が操作を行わなくても自律的に飛行可能な無人航空機である。飛行体１０は、例えばドローンである。飛行体１０は、プロペラ１０１と、駆動装置１０２と、バッテリー１０３とを備える。

プロペラ１０１は、軸を中心に回転する。プロペラ１０１が回転することにより、飛行体１０が飛行する。駆動装置１０２は、プロペラ１０１に動力を与えて回転させる。駆動装置１０２は、例えばモーターである。駆動装置１０２は、プロペラ１０１に直接接続されてもよいし、駆動装置１０２の動力をプロペラ１０１に伝達する伝達機構を介してプロペラ１０１に接続されてもよい。バッテリー１０３は、駆動装置１０２を含む飛行体１０の各部に電力を供給する。

図３は、飛行体１０のハードウェア構成を示す図である。飛行体１０は、物理的には、プロセッサ１１、メモリ１２、ストレージ１３、通信装置１４、測位装置１５、撮像装置１６、バス１７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。

プロセッサ１１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。

また、プロセッサ１１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ１３及び／又は通信装置１４からメモリ１２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、飛行体１０の動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。飛行体１０において実行される各種処理は、１つのプロセッサ１１により実行されてもよいし、２以上のプロセッサ１１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。

メモリ１２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１２は、本発明の一実施の形態に係る飛行制御方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ１３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク（例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク）、スマートカード、フラッシュメモリ（例えば、カード、スティック、キードライブ）、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。

通信装置１４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。

測位装置１５は、飛行体１０の三次元の位置を測定する。測位装置１５は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機であり、複数の衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて飛行体１０の現在位置を測定する。

撮像装置１６は、飛行体１０の周囲の画像を撮影する。撮像装置１６は、例えばカメラであり、光学系を用いて撮像素子上に像を結ばせることにより、画像を撮影する。撮像装置１６は、例えば飛行体１０の前方において所定の範囲の画像を撮影する。ただし、撮像装置１６の撮影方向は、飛行体１０の前方に限定されず、飛行体１０の上方、下方、又は後方であってもよい。また、例えば撮像装置１６を支持する台座が回転することにより、撮影方向が変更されてもよい。

また、プロセッサ１１やメモリ１２などの各装置は、情報を通信するためのバス１７で接続される。バス１７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。

図４は、サーバ装置２０のハードウェア構成を示す図である。サーバ装置２０は、飛行体１０に対して運航管理を行う役割を担う。この「運航管理」とは、飛行体１０の航空交通を管理することをいう。例えば飛行体１０がドローン等の無人航空機である場合、運航管理には、飛行体１０の飛行空域の設定や飛行経路の制御が含まれる。ただし、「運航管理」とは、このような無人航空機の管理だけでなく、有人航空機の航空交通管制、例えば有人航空機が飛行する空域全体の把握及び報知も含み得る概念である。

サーバ装置２０は、物理的には、プロセッサ２１、メモリ２２、ストレージ２３、通信装置２４、バス２５などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。プロセッサ２１、メモリ２２、ストレージ２３、通信装置２４、及びバス２５は、上述したプロセッサ１１、メモリ１２、ストレージ１３、通信装置１４、及びバス１７と同様であるため、その説明を省略する。

図５は、飛行制御システム１の機能構成の一例を示す図である。飛行制御システム１は、生成部１１１と、設定部１１２と、送信部１１３と、取得部１１４と、測位部１１５と、検出部１１６と、判定部１１７と、決定部１１８と、飛行制御部１１９として機能する。この例では、生成部１１１、設定部１１２、及び送信部１１３は、サーバ装置２０に実装される。サーバ装置２０における各機能は、プロセッサ２１、メモリ２２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ２１が演算を行い、通信装置２４による通信や、メモリ２２及びストレージ２３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することにより実現される。一方、取得部１１４、測位部１１５、検出部１１６、判定部１１７、決定部１１８、及び飛行制御部１１９は、飛行体１０に実装される。飛行体１０における各機能は、プロセッサ１１、メモリ１２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１１が演算を行い、通信装置１４による通信や、メモリ１２及びストレージ１３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することにより実現される。この場合、飛行体１０は、飛行制御装置として機能する。

生成部１１１は、飛行体１０の飛行計画１２１を生成する。この飛行計画１２１とは、飛行の計画を示す情報を意味する。この飛行計画１２１には、第１飛行条件が記載される。飛行条件とは、飛行体１０が飛行するときに従うべき条件をいう。飛行条件は、飛行体１０の飛行制御に用いられる。

設定部１１２は、飛行体１０が飛行する経路上の位置に制限時間を設定する。この制限時間とは、経路上の位置に到達すべき時間の範囲又は時刻をいう。設定部１１２は、飛行体１０の飛行性能と飛行体１０が飛行する空域の状況とに基づいて、制限時間を設定してもよい。制限時間の設定において空域の状況を加味するのは、空域の状況によっては、飛行体１０が飛行性能を十分に発揮できない可能性があるためである。

送信部１１３は、生成部１１１により生成された飛行計画１２１と、設定部１１２により設定された制限時間を示す情報とを飛行体１０に送信する。取得部１１４は、送信部１１３から送信された飛行計画１２１及び制限時間を示す情報を取得する。この制限時間を示す情報は、飛行計画１２１に含まれてもよい。

測位部１１５は、飛行体１０の位置を測定する。測位部１１５は、例えば上述した測位装置１５により実現される。検出部１１６は、飛行体１０から所定の範囲内に存在する物体を検出する。検出部１１６は、例えば撮像装置１６により撮影された画像に画像認識処理を施すことにより、飛行体１０から所定の範囲内に存在する物体を検出する。この物体は、例えば他の飛行体１０、鳥、自然物、建造物等の飛行の妨げになる障害物である。

判定部１１７は、取得部１１４により取得された情報に基づいて、飛行体１０が制限時間内に対応する位置に到達したか否かを判定する。飛行体１０は、計時機能を有する。判定部１１７は、例えば測位部１１５により測定された位置及び計時機能により計測された現在時刻に基づいて、この判定を行ってもよい。

決定部１１８は、判定部１１７により飛行体１０が制限時間内に対応する位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する。この制限時間内に対応する位置に到達していない状態とは、飛行体１０が制限時間内に対応する位置に到達していない状態である。すなわち、制限時間内に対応する位置に到達していない状態とは、制限時間になったときの飛行体１０の位置が、経路上においてその制限時間が設定された位置よりも出発地Ｐ１に近い状態である。

飛行制御部１１９は、判定部１１７の判定結果に応じて、飛行計画１２１に記載された第１飛行条件に従う第１飛行制御と、決定部１１８により決定された第２飛行条件に従う第２飛行制御とを切り替えて、飛行体１０の飛行を制御する。例えば飛行制御部１１９は、判定部１１７により飛行体１０が制限時間内に対応する位置に到達したと判定された場合には、飛行計画１２１に記載された第１飛行条件に従って飛行体１０の飛行を制御してもよい。一方、飛行制御部１１９は、判定部１１７により飛行体１０が制限時間内に対応する位置に到達していないと判定された場合には、決定部１１８により決定された第２飛行条件に従って飛行体１０の飛行を制御してもよい。

なお、以下の説明において、飛行体１０を処理の主体として記載する場合には、具体的にはプロセッサ１１、メモリ１２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１１が演算を行い、通信装置１４による通信や、メモリ１２及びストレージ１３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することにより、処理が実行されることを意味する。サーバ装置２０についても同様である。

動作
図６は、飛行制御システム１の動作の一例を示すシーケンスチャートである。飛行体１０が飛行を行う前に、ステップＳ１０１の処理が開始される。

ステップＳ１０１において、飛行体１０は、飛行許可を申請する申請情報を送信する。この申請情報には、例えば飛行日時、飛行経路、飛行高度等の飛行条件が含まれる。

ステップＳ１０２において、サーバ装置２０の生成部１１１は、飛行体１０から受信した申請情報に基づいて、飛行体１０の飛行計画１２１を生成する。

図７は、飛行計画１２１の一例を示す図である。飛行計画１２１には、出発地、目的地、経由地、待機場所、及び飛行経路が記載される。出発地は、飛行体１０が出発する場所である。目的地は、飛行体１０が飛行の目的とする場所である。経由地は、飛行体１０が出発地から目的地へと飛行する間に経由すべき場所である。待機場所は、飛行体１０が一時的に待機する場所である。飛行経路は、飛行体１０が辿るべき三次元の空路である。

この例では、飛行計画１２１には、出発地Ｐ１、目的地Ｐ１０、経由地Ｐ２からＰ８、待機場所Ｐ９、飛行経路Ｒ１が記載される。これらの飛行条件は、申請情報に含まれる飛行条件であってもよいし、サーバ装置２０により設定されてもよい。例えば飛行条件は、飛行体１０が飛行する空域の属性に基づいて設定されてもよい。

図８は、空域の一例を示す図である。この例では、空域は、複数の空域セルＣに分割されている。各空域セルＣは、三次元の空間である。空域セルＣは、例えば筒状の形状を有する。ただし、空域セルＣの形状は筒状の形状に限定されず、角柱等の筒状以外の形状を有していてもよい。

空域セルＣには、属性が設定されていてもよい。この属性には、例えば飛行方向及び空域の種別が含まれる。例えば空域セルＣ１に対して南から北に向かう飛行方向が設定されている場合、飛行体１０は、この飛行方向にしか空域セルＣ１を飛行することができない。空域の種別には、例えば共有空域と排他空域とが含まれる。共有空域においては、同時に複数の飛行体１０が飛行することができる。一方、排他空域においては、同時に１つの飛行体１０しか飛行することができない。例えば空域セルＣ１が排他空域に設定されており、１３時００分から１５時００分の間、他の飛行体１０に空域セルＣ１が割り当てられている場合、飛行体１０は、この時間帯に空域セルＣ１を通ることはできない。上述した飛行経路Ｒ１は、このような空域セルＣの属性を踏まえて設定されてもよい。

図９は、飛行経路Ｒ１の一例を示す図である。この飛行経路Ｒ１は、出発地Ｐ１から経由地Ｐ２からＰ８を介して目的地Ｐ１０へと向かう経路である。また、目的地Ｐ１０の近くには、待機場所Ｐ９がある。飛行経路Ｒ１が設定されると、飛行体１０には、この飛行経路Ｒ１上の空域セルＣ１からＣｎが割り当てられる。或いは、飛行経路Ｒ１自体が連続する複数の空域セルＣで表現されてもよい。また、出発地Ｐ１、経由地Ｐ２からＰ８、待機場所Ｐ９、及び目的地Ｐ１０の少なくとも一部が空域セルＣで表現されてもよい。

ステップＳ１０３において、サーバ装置２０の設定部１１２は、飛行計画１２１に記載された経由地Ｐ２からＰ８に対して、制限時間を設定する。この制限時間には、飛行時間と余裕時間とが含まれる。飛行時間は、飛行体１０の飛行性能に基づいて設定される。例えば飛行時間は、経由地Ｐ２からＰ８の各々までの飛行距離と、飛行体１０の飛行速度とを用いて算出されてもよい。余裕時間は、例えば経由地Ｐ２からＰ８の各々の周辺の空域の状況に基づいて設定される。空域の状況には、例えば空域内の飛行体１０の混雑度又は天気が含まれる。この混雑度は、例えば経由地Ｐ２からＰ８についてそれぞれ、所定の範囲の空域内に存在する飛行体１０の数に基づいて算出されてもよい。例えば経由地Ｐ２から所定の範囲内の飛行体１０の混雑度が高い場合には、経由地Ｐ２の余裕時間が延長されてもよい。これにより、経由地Ｐ２に設定される制限時間が長くなる。天気は、例えば外部システムから天気情報を取得することにより特定されてもよい。例えば経由地Ｐ２から所定の範囲の空域の天気が悪い場合には、経由地Ｐ２の余裕時間が延長されてもよい。これにより、経由地Ｐ２に設定される制限時間が長くなる。この「天気が悪い」とは、例えば降雨量が所定の量以上であったり、風速が所定の速度以上であったりする等、飛行体１０の飛行性能が予定通りに発揮されないと考えられるような状態をいう。

また、設定部１１２は、このようにして設定した制限時間を飛行計画１２１に記載する。図７に示す例では、飛行計画１２１には、経由地Ｐ２からＰ８と対応付けて、各々に設定された制限時間が記載される。例えば経由地Ｐ２と対応付けて、経由地Ｐ２に設定された制限時間「１３時３０分」が記載される。

ステップＳ１０４において、サーバ装置２０の送信部１１３は、飛行を許可する許可情報を飛行体１０に送信する。この許可情報には、ステップＳ１０２において生成された飛行計画１２１が含まれる。飛行体１０の取得部１１４は、サーバ装置２０から許可情報を受信する。

ステップＳ１０５において、飛行体１０は、受信した許可情報に含まれる飛行計画１２１をストレージ１３に記憶させる。

ステップＳ１０６において、飛行体１０は、ストレージ１３に記憶された飛行計画１２１に従って飛行を開始する。具体的には、飛行制御部１１９は、飛行計画１２１に記載された飛行経路Ｒ１を通って飛行するよう、駆動装置１０２を制御する。飛行制御部１１９の下、駆動装置１０２が駆動することにより、プロペラ１０１が回転して飛行体１０が飛行する。

ステップＳ１０７において、飛行体１０の測位部１１５は、所定の時間間隔にて、飛行体１０の現在位置を測定する。

ステップＳ１０８において、飛行体１０の判定部１１７は、制限時間内に経由地Ｐ２からＰ８のうち次の経由地に到達したか否かを判定する。次の経由地に到達したか否かは、ステップＳ１０７において測定された位置に基づいて特定される。ここでは、次の経由地が経由地Ｐ２である場合を想定する。図７に示す例では、経由地Ｐ２に対して制限時間「１３時３０分」が設定されている。この場合、制限時間の１３時３０分になったときの飛行体１０の位置が、飛行経路Ｒ１において経由地Ｐ２上の位置又は経由地Ｐ２と目的地Ｐ１０との間である場合、制限時間内に経由地Ｐ２に到達したと判定される。一方、制限時間の１３時３０分になったときの飛行体１０の位置が、飛行経路Ｒ１において経由地Ｐ２と出発地Ｐ１との間である場合、制限時間内に経由地Ｐ２に到達できなかったと判定される。

ステップＳ１０９において、飛行体１０の飛行制御部１１９は、ステップＳ１０８の判定結果に応じた飛行制御を行う。

図１０は、判定結果に応じた飛行制御の一例を示す図である。制限時間内に次の経由地に到達した場合、飛行体１０は、運航管理制御により飛行する。この運航管理制御とは、飛行計画１２１に従って飛行を制御することをいう。運航管理制御は、上述した第１飛行制御の一例である。一方、制限時間内に次の経由地に到達できなかった場合、飛行体１０は、自律制御により飛行する。この自律制御とは、飛行体１０が飛行計画１２１によらずに自ら決定した飛行条件に従って飛行を制御することをいう。自律制御は、上述した第２飛行制御の一例である。このように、飛行体１０は、制限時間内に経由地Ｐ２からＰ８に到達したか否かに応じて、飛行制御の方法を切り替える。

図１１は、飛行体１０の飛行制御を示すフローチャートである。図１１に示す処理は、上述したステップＳ１０９において行われる。

ステップＳ２０１において、飛行体１０は、ステップＳ１０８の判定結果を読み込む。この判定結果が制限時間内に次の経由地に到達したことを示す場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に進む。

ステップＳ２０２において、飛行制御部１１９は、ストレージ１３に記憶された飛行計画１２１に従って運航管理制御を行う。具体的には、飛行制御部１１９は、飛行計画１２１に記載された全ての飛行条件に従って飛行を制御する。例えば飛行制御部１１９は、飛行計画１２１に記載された飛行経路Ｒ１を通るように飛行制御を行う。この飛行制御により、飛行体１０は、飛行経路Ｒ２を通って経由地Ｐ２からＰ８を介して目的地Ｐ１０へと飛行する。運航管理制御の間、飛行体１０は、飛行経路Ｒ１とは異なる経路を通って飛行しない。ただし、飛行体１０は、測位部１１５により測定された位置又は検出部１１６により検出された障害物に応じて、一時停止したり、待機したりしてもよい。

一方、上述したステップＳ２０１において、読み込んだ判定結果が、制限時間内に次の経由地に到達できなかったことを示す場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３において、決定部１１８は、測位部１１５により測定された位置及び検出部１１６により検出された物体に基づいて、新たな飛行条件を決定する。この飛行条件には、少なくとも飛行経路が含まれる。

例えば決定部１１８は、目的地Ｐ１０までの残りの飛行距離に応じて目的地を設定する。この目的地は、飛行計画１２１に記載された目的地Ｐ１０と同じであってもよいし、目的地Ｐ１０とは異なる場所であってもよい。例えば決定部１１８は、ステップＳ１０７において測定された位置から目的地Ｐ１０までの残りの飛行距離が所定の条件を満たす場合には、目的地Ｐ１０とは異なる目的地を設定してもよい。例えば残りの飛行距離が、出発地Ｐ１から目的地Ｐ１０までの飛行距離の半分より大きい場合には、飛行計画１２１に記載された出発地Ｐ１が目的地に設定されてもよい。この場合、飛行体１０の目的地は、目的地Ｐ１０から変更されることになる。一方、決定部１１８は、残りの飛行距離が所定の条件を満たさない場合には、目的地Ｐ１０を変更しなくてもよい。例えば残りの飛行距離が、出発地Ｐ１から目的地Ｐ１０までの飛行距離の半分以下の場合には、飛行計画１２１に記載された目的地Ｐ１０がそのまま設定されてもよい。

また、決定部１１８は、測位部１１５により測定された位置及び検出部１１６により検出された物体に基づいて、目的地に向かう飛行経路を決定する。例えば出発地Ｐ１が目的地として設定された場合、決定部１１８は、検出部１１６により検出された物体との衝突を回避しつつ、測位部１１５により測定された位置から、出発地Ｐ１に向かう飛行経路Ｒ２を決定する。この場合、飛行経路Ｒ１は、第１経路の一例であり、飛行経路Ｒ２は、第２経路の一例である。図９に示すように、この飛行経路Ｒ２は、基本的には、飛行計画１２１に記載された飛行経路Ｒ１と異なる経路である。ただし、飛行経路Ｒ２は、場合によっては飛行経路Ｒ１と少なくとも一部が同じであってもよい。

また、複数の飛行経路の候補がある場合、決定部１１８は、空域セルＣの種別に基づいて、複数の飛行経路の候補の中から単一の飛行経路を決定してもよい。例えば決定部１１８は、共有空域の空域セルＣを通る飛行経路を決定してもよい。この共有空域の空域セルＣは、所定の空域の一例である。このとき、独占空域の空域セルＣではなく、共有空域の空域セルＣを通る飛行経路が決定されるのは、独占空域の空域セルＣは、単一の飛行体１０に割り当てられているため、他の飛行体１０が侵入すると、これらの飛行体１０が衝突する可能性があるためである。

ステップＳ２０４において、飛行制御部１１９は、ステップＳ２０３において決定された飛行条件に従って自律制御を行う。例えば飛行制御部１１９は、上述したステップＳ２０３において決定された飛行経路Ｒ２を通るように飛行制御を行う。この飛行制御により、飛行体１０は、飛行経路Ｒ２を通って出発地Ｐ１へと飛行する。

ステップＳ２０２又はＳ２０４の処理が終了すると、上述したステップＳ１０７に戻り、ステップＳ１０７以降の処理が繰り返される。ただし、ステップＳ２０４の処理が行われた場合、ステップＳ１０７に戻らずにこの処理を終了してもよい。

以上説明した実施形態によれば、経由地Ｐ２からＰ８には、制限時間が設けられる。例えば飛行体１０に所定の時間だけ飛行経路Ｒ１上の空域セルＣが割り当てられる場合には、所定の時間が過ぎると、後続の飛行体１０が飛行経路Ｒ１の少なくとも一部を飛行する場合がある。このような場合において、仮に飛行体１０が制限時間内に次の経由地に到達できなかったときに、飛行計画１２１に記載された飛行経路Ｒ１を飛行し続けると、後続の飛行体１０と衝突する可能性がある。しかし、上述した実施形態によれば、飛行体１０は、制限時間内に次の経由地に到達できなかった場合には、飛行計画１２１によらずに自律制御により飛行する。このとき、飛行体１０は、例えば飛行計画１２１に記載された飛行経路Ｒ１とは異なる新たな飛行経路Ｒ２に従って飛行する。そのため、飛行体１０が後続の飛行体１０と衝突する可能性が低くなり、後続の飛行体１０への影響が低減される。

また、飛行体１０は、制限時間内に次の経由地に到達した場合には、サーバ装置２０から受信した飛行計画１２１に従って飛行する。この場合、飛行体１０が自律制御を行う必要はないため、飛行体１０の処理の負担が軽減され、消費電力も抑えられる。

変形例
本発明は、上述した実施形態に限定されない。上述した実施形態を以下のように変形してもよい。また、以下の２つ以上の変形例を組み合わせて実施してもよい。

上述した実施形態において、決定部１１８は、飛行目的に応じて付与される優先度に応じて目的地を設定してもよい。この場合、飛行計画１２１には、飛行目的に応じて付与される優先度が記載される。例えば飛行体１０が事件又は事故の対応のために飛行する場合、この飛行体１０の飛行目的の優先度は高くなってもよい。例えば決定部１１８は、優先度が所定の度合以上である場合には、飛行計画１２１に記載された目的地Ｐ１０を変更せずにそのまま設定してもよい。これは、飛行体１０の飛行目的の優先度が高い場合には、飛行体１０が目的地Ｐ１０に到達することが重要であると考えられるためである。

また、この場合、設定部１１２は、飛行計画１２１に記載された優先度に応じて制限時間を設定してもよい。例えば設定部１１２は、優先度が高いほど、制限時間を長くしてもよい。また、設定部１１２は、優先度が最も高い場合には、制限時間を無限にする、すなわち制限時間を設けなくてもよい。これは、飛行体１０の飛行目的の優先度が高い場合には、制限時間に関わらず、飛行体１０が目的地Ｐ１０に到達することが重要であると考えられるためである。

上述した実施形態において、決定部１１８は、所定の待機場所を目的地に設定してもよい。この場合、飛行計画１２１には、所定の待機場所が記載される。飛行体１０は、所定の待機場所に向けて飛行する。所定の待機場所に到着すると、飛行体１０は、例えばサーバ装置２０から新たな運航管理指示が受信されるまで、空中にて停止しながら待機してもよい。この場合、飛行体１０は、サーバ装置２０から新たな運航管理指示を受信すると、受信した運航管理指示に従って飛行してもよい。

飛行計画１２１に含まれる飛行条件は、上述した実施形態において説明した例に限定されない。例えば飛行計画１２１には、出発地、目的地、経由地、待機場所、及び飛行経路の一部だけが含まれてもよい。他の例において、飛行計画１２１には、飛行距離に関する他の飛行条件が記載されてもよいし、飛行時間又は飛行速度に関する飛行条件が記載されていてもよい。飛行時間に関する飛行条件は、例えば出発予定時刻、到着予定時刻、又は経由地の通過時刻であってもよい。飛行速度に関する飛行条件は、例えば飛行速度又は平均飛行速度であってもよい。

例えば飛行計画１２１には、飛行経路が記載されていなくてもよい。この場合、飛行体１０は、運航管理制御を行うときに、飛行計画１２１に記載された経由地Ｐ２からＰ８を通って目的地Ｐ１０へと向かう飛行経路を決定し、決定した飛行経路を通って飛行する。

上述した実施形態において、制限時間は、飛行経路Ｒ１上の経由地Ｐ２からＰ８以外の位置に設けられてもよい。例えば制限時間は、目的地Ｐ１０に設けられてもよい。他の例において、制限時間は、飛行経路Ｒ１上の各空域セルＣに対して設けられてもよい。

上述した実施形態において、飛行体１０の位置を測定する方法は、ＧＰＳを用いた方法に限定されない。ＧＰＳを用いない方法により、飛行体１０の位置が測定されてもよい。

上述した実施形態において、飛行体１０の所定の範囲内に存在する物体を検出する方法は、撮像装置１６により撮影された画像を用いる方法に限定されない。例えば、レーダーにより飛行体１０から所定の範囲内に存在する物体を検出してもよい。

上述した実施形態において、サーバ装置２０の機能の少なくとも一部が飛行体１０に実装されてもよい。同様に、飛行体１０の機能の少なくとも一部がサーバ装置２０に実装されてもよい。

本発明は、飛行制御システム１において行われる処理のステップを備える飛行制御方法として提供されてもよい。また、本発明は、飛行体１０又はサーバ装置２０において実行されるプログラムとして提供されてもよい。

図５のブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

飛行体１０又はサーバ装置２０のハードウェア構成は、図３又は図４に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。また、飛行体１０又はサーバ装置２０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、飛行体１０又はサーバ装置２０の機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１１又は２１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。

情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRC Connection Setup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRC Connection Reconfiguration）メッセージなどであってもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

情報等は、上位レイヤ（または下位レイヤ）から下位レイヤ（または上位レイヤ）へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。

入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。

判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。

また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナル）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ）は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。

本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。

また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。

上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。

本明細書で使用する「判断（determining）」、「決定（determining）」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、判定（judging）、計算（calculating）、算出（computing）、処理（processing）、導出（deriving）、調査（investigating）、探索（looking up）（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認（ascertaining）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信（receiving）（例えば、情報を受信すること）、送信（transmitting）（例えば、情報を送信すること）、入力（input）、出力（output）、アクセス（accessing）（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決（resolving）、選択（selecting）、選定（choosing）、確立（establishing）、比較（comparing）などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。

「接続された（connected）」、「結合された（coupled）」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、２又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された２つの要素間に１又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、２つの要素は、１又はそれ以上の電線、ケーブル及び／又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光（可視及び不可視の両方）領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。

本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

本明細書で使用する「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量または順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。したがって、第１および第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、または何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。

上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。

「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

本開示の全体において、例えば、英語でのa、an、及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。

以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

１：飛行制御システム、１０：飛行体、２０：サーバ装置、１１１：生成部、１１２：設定部、１１３：送信部、１１４：取得部、１１５：測位部、１１６：検出部、１１７：判定部、１１８：決定部、１１９：飛行制御部

Claims (8)

1. 第１飛行条件が記載された飛行計画と、飛行体が飛行する経路上の位置に対して設定された制限時間を示す情報とを取得する取得部と、
   前記取得された情報に基づいて、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達したか否かを判定する到達判定部と、
   前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する条件決定部と、
   前記到達判定部の判定結果に応じて、前記第１飛行条件に従う第１飛行制御方法と、前記第２飛行条件に従う第２飛行制御方法とを切り替えて用いて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備え、
   前記飛行計画には、第１経路及び目的地が記載され、
   前記条件決定部は、前記目的地に向かう、前記第１経路とは異なる第２経路を決定する
   飛行制御装置。
2. 第１飛行条件が記載された飛行計画と、飛行体が飛行する経路上の位置に対して設定された制限時間を示す情報とを取得する取得部と、
   前記取得された情報に基づいて、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達したか否かを判定する到達判定部と、
   前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する条件決定部と、
   前記到達判定部の判定結果に応じて、前記第１飛行条件に従う第１飛行制御方法と、前記第２飛行条件に従う第２飛行制御方法とを切り替えて用いて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備え、
   前記飛行計画には、目的地が記載され、
   前記条件決定部は、前記目的地に向かう複数の経路のうち、所定の空域を通る経路を決定する
   飛行制御装置。
3. 第１飛行条件が記載された飛行計画と、飛行体が飛行する経路上の位置に対して設定さ
   れた制限時間を示す情報とを取得する取得部と、
   前記取得された情報に基づいて、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達したか否かを判定する到達判定部と、
   前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する条件決定部と、
   前記到達判定部の判定結果に応じて、前記第１飛行条件に従う第１飛行制御方法と、前記第２飛行条件に従う第２飛行制御方法とを切り替えて用いて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備え、
   前記飛行計画には、目的地が記載され、
   前記条件決定部は、所定の条件を満たす場合には、前記目的地を変更し、前記変更された目的地に向かう新たな経路を決定する
   飛行制御装置。
4. 前記飛行体の位置を測定する測位部を更に備え、
   前記飛行計画には、飛行目的に応じて付与される優先度が記載され、
   前記所定の条件は、前記測位部により測定された前記位置から前記目的地までの距離又は前記優先度に関する条件である
   請求項３に記載の飛行制御装置。
5. 飛行体が飛行する経路上の位置に対して制限時間を設定する設定部と、
   第１飛行条件が記載された飛行計画と、前記設定された制限時間を示す情報とを取得する取得部と、
   前記取得された情報に基づいて、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達したか否かを判定する到達判定部と、
   前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する条件決定部と、
   前記到達判定部の判定結果に応じて、前記第１飛行条件に従う第１飛行制御方法と、前記第２飛行条件に従う第２飛行制御方法とを切り替えて用いて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備え、
   前記飛行計画には、第１経路及び目的地が記載され、
   前記条件決定部は、前記目的地に向かう、前記第１経路とは異なる第２経路を決定する
   飛行制御システム。
6. 飛行体が飛行する経路上の位置に対して制限時間を設定する設定部と、
   第１飛行条件が記載された飛行計画と、前記設定された制限時間を示す情報とを取得する取得部と、
   前記取得された情報に基づいて、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達したか否かを判定する到達判定部と、
   前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する条件決定部と、
   前記到達判定部の判定結果に応じて、前記第１飛行条件に従う第１飛行制御方法と、前記第２飛行条件に従う第２飛行制御方法とを切り替えて用いて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備え、
   前記飛行計画には、目的地が記載され、
   前記条件決定部は、前記目的地に向かう複数の経路のうち、所定の空域を通る経路を決定する
   飛行制御システム。
7. 飛行体が飛行する経路上の位置に対して制限時間を設定する設定部と、
   第１飛行条件が記載された飛行計画と、前記設定された制限時間を示す情報とを取得す
   る取得部と、
   前記取得された情報に基づいて、前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達したか否かを判定する到達判定部と、
   前記飛行体が前記制限時間内に前記位置に到達していないと判定された場合には、第２飛行条件を決定する条件決定部と、
   前記到達判定部の判定結果に応じて、前記第１飛行条件に従う第１飛行制御方法と、前記第２飛行条件に従う第２飛行制御方法とを切り替えて用いて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備え、
   前記飛行計画には、目的地が記載され、
   前記条件決定部は、所定の条件を満たす場合には、前記目的地を変更し、前記変更された目的地に向かう新たな経路を決定する
   飛行制御システム。
8. 前記設定部は、前記飛行体の飛行性能と前記飛行体が飛行する空域の状況とに基づいて、前記制限時間を設定する
   請求項５から７のいずれか１項に記載の飛行制御システム。

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