JP6864393B2 - 離着陸装置、離着陸システム及び無人配送システム - Google Patents

Description

本発明の一側面は、離着陸装置、離着陸システム及び無人配送システムに関する。

遠隔操作によって操縦したり、プログラムよって自律飛行したりする無人航空機（いわゆるドローン）が知られている。近年、このような無人航空機を様々な分野で活用することが提案されている。例えば、特許文献１及び２には、無人航空機を活用して物品を配送するシステムが開示されている。

特開２０１６−１５１９８９号公報 特開２０１６−１５３３３７号公報

無人航空機は、配送する物品の重量（積載重量）が無人航空機の重量に対して大きくなれば風等の外乱の影響を受けやすくなる。無人航空機がこのような外乱を受けると、意図するような制御ができなくなり、安全飛行に支障をきたすおそれがある。このため、無人航空機を活用して物品を配送する場合には、積載重量が所定値以上の状態（以下「過積載」と称する。）での飛行を禁止する法律を整備するだけではなく、当該法律を遵守させる仕組みが必要となる。

そこで、本発明の一側面は、無人航空機が過積載の状態で飛行することを防止できる離着陸装置、離着陸システム及び無人配送システムを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸装置は、物品を配送する無人航空機の離着陸が行われる離着陸装置であって、自装置から無人航空機が離陸することを阻止する状態である第一状態と、阻止しない状態である第二状態とに切り替え可能な離陸阻止部と、無人航空機が配送する物品の重量を取得する重量取得部と、重量取得部により取得された物品の重量と過積載であるか否かを判定する基準値とに基づいて、離陸阻止部における状態を第一状態又は第二状態に切り替える第一制御部と、を備える。

この無人航空機の離着陸装置では、制御部は、離着陸装置から離陸しようとする無人航空機に積載される物品の重量を取得して、当該重量から過積載の状態となると判定した場合には、離陸阻止部を第一状態となるように制御して、無人航空機の離陸を阻止する。これにより、過積載の状態の無人航空機は、離着陸装置から離陸することができなくなるので、無人航空機が過積載の状態で飛行することを防止できる。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸装置では、離陸阻止部は、自装置に無人航空機を固定する固定装置であり、固定装置は、自装置に無人航空機を固定する第一状態と、自装置への無人航空機の固定が解除された第二状態とに切り替え可能であってもよい。

この無人航空機の離着陸装置では、自装置に無人航空機を固定することにより、無人航空機が離陸することを阻止する固定装置を離陸阻止部として採用する。すなわち、この離着陸装置では、無人航空機が離陸しようとしても、無人航空機は離着陸装置に物理的に固定されているので、離陸することができない。これにより、簡易な構造によって、過積載の状態の無人航空機の離陸を阻止することができる。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸装置では、離陸阻止部は、無人航空機に飛行動作をさせる制御信号を送信する送信部であり、送信部は、制御信号の送信を禁止する第一状態と、制御信号の送信を許可する第二状態とに切り替え可能であってもよい。

この無人航空機の離着陸装置では、無人航空機に飛行動作をさせる制御信号を送信しないことにより、無人航空機が離陸することを阻止する送信部を離陸阻止部として採用する。すなわち、この離着陸装置では、無人航空機を離陸させようとする制御信号が送信されないので、無人航空機が離陸することがない。これにより、簡易な構成によって、過積載の状態の無人航空機の離陸を阻止することができる。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸装置は、配送する物品の重量を計測する第一重量検知部を更に備え、重量取得部は、第一重量検知部から物品の重量を取得してもよい。

この無人航空機の離着陸装置では、例えば、物品が積載された状態の無人航空機の重量を計測し、あらかじめ記憶された無人航空機の重量を減算することにより、物品の重量を算出する。物品の重量は、ロードセル等の第一重量検知部により計測されるので、物品の重量を推定する場合と比べ過積載の状態をより正確に判定することができる。また、無人航空機に搭載される重量検知部（第二重量検知部）と比べ、重量の計測範囲が広い重量検知部を採用することができる。すなわち、より重たい重量まで計測することができる。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸装置は、無人航空機に搭載された動力源のエネルギー源の残量を取得する残量取得部と、無人航空機に積載される物品の重量と、残量と、無人航空機の航続距離又は航続時間との関係である航続情報を記憶する航続情報記憶部と、現在位置から物品の配送先までの配送距離又は配送時間を取得する配送先情報取得部と、を更に備え、第一制御部は、重量取得部によって取得される物品の重量と、残量取得部から取得される残量と、配送先情報取得部から取得された配送距離又は配送時間と、航続情報とに基づいて、無人航空機が配送先まで航行可能か否かを判定し、航行不能と判定すれば離陸阻止部における状態を第一状態に切り替え、航行可能と判定すれば離陸阻止部における状態を第二状態に切り替えてもよい。

この無人航空機の離着陸装置では、過積載だけでなく、無人航空機が配送先まで航行できるか否かも考慮して判定し、当該判定に基づいて無人航空機の離陸の許可がなされる。これにより、より安全に無人航空機を航行させることができる。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸システムは、配送する物品の重量を計測する第二重量検知部を有し、自装置の飛行を制御する制御信号に基づいて飛行することにより物品を配送する無人航空機と、上記の離着陸装置と、を備え、重量取得部は、第二重量検知部から物品の重量を取得してもよい。

この無人航空機の離着陸システムでは、無人航空機に搭載された第二重量検知部から物品の重量を直接取得するので、無人航空機にかかる重量をより正確に取得することができる。これにより、過積載の状態をより正確に判定することが可能になる。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸システムでは、無人航空機は、自装置の飛行を制御する制御信号を受信する受信部と、第二重量検知部によって検知した重量と所定の基準値とに基づいて、配送する物品を積載したときに過積載の状態になるか否かを判定する第二制御部と、を有し、第二制御部は、過積載の状態になると判定した場合、受信部において受信した制御信号に基づいて動作することを禁止してもよい。

この無人航空機の離着陸システムでは、第二制御部は、過積載の状態の場合には、離陸しないように自身を制御することにより、無人航空機の離陸を阻止する。これにより、固定装置又は送信部等を設けることと比べコストを抑制することができる。また、固定装置を併用した場合には、より確実に過積載の状態の無人航空機が離陸することを防止できる。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸システムは、商品棚に収容された商品群の中からピッキングすべき商品である対象商品を報知する報知部と、対象商品のピッキングの有無を受け付ける受付部と、受付部において受け付けた対象商品に基づいて対象商品の総重量を推定する重量推定部と、を有するピッキング装置と、上記の離着陸装置と、を備え、重量取得部は、重量推定部から物品の重量を取得してもよい。

この無人航空機の離着陸システムでは、ピッキング過程におけるピッキングの有無に基づいて無人航空機に積載される物品の重量を推定する。物品の重量は、あらかじめ商品ごとの重量を記憶しておくことで、ピッキングが終了次第、その総重量を推定することができる。これにより、簡易に無人航空機に積載される商品の重量を推定できるので、過積載の状態の無人航空機が離陸することを防止できるシステムを安価に構築することができる。

本発明の一側面に係る無人航空機の離着陸システムは、ネットワークを介して商品の注文を受け付ける注文受付部と、商品と商品の重量とを関連付けた商品情報を記憶する商品情報記憶部と、商品情報と注文受付部において注文を受け付けた商品とに基づいて商品の総重量を推定する重量推定部と、を有する注文受付システムと、上記の離着陸装置と、を備え、重量取得部は、重量推定部から物品の重量を取得してもよい。

この無人航空機の離着陸システムでは、ネットワークを介して受け付ける商品の情報に基づいて無人航空機に積載される物品の重量を推定する。物品の重量は、あらかじめ商品ごとの重量を記憶しておくことで、注文の商品が確定次第、すなわち、配送する商品が確定次第、その総重量を推定することができる。これにより、簡易に無人航空機に積載される商品の重量を推定できるので、過積載の状態の無人航空機が離陸することを防止できるシステムを安価に構築することができる。

本発明の一側面に係る無人配送システムは、物品を配送する無人航空機と、当該無人航空機を制御する制御装置と、を備える無人配送システムであって、物品の重量を取得する重量取得部と、重量取得部によって取得した重量と所定の基準値とに基づいて、配送する物品を積載したときに過積載の状態になるか否かを判定する第三制御部と、を有し、第三制御部は、過積載の状態になるか否かの判定結果に基づき、無人航空機における動作モードを離着陸可能な配送モードと、離着陸不可能な禁止モードとを選択的に切り替える。

この無人配送システムでは、第三制御部は、過積載の状態の場合には、離着陸不可能な禁止モードに制御することにより、無人航空機の離陸を阻止する。これにより、過積載の状態の無人航空機は、離陸することができなくなるので、無人航空機が過積載の状態で飛行することを防止できる。

本発明の一側面に係る無人配送システムでは、重量取得部及び第三制御部は、無人航空機に搭載されてもよい。

本発明の一側面に係る無人配送システムでは、無人航空機に搭載された動力源のエネルギー源の残量を取得する残量取得部と、無人航空機に積載される物品の重量と、残量と、無人航空機の航続距離又は航続時間との関係である航続情報を記憶する航続情報記憶部と、現在位置から物品の配送先までの配送距離又は配送時間を取得する配送先情報取得部と、を更に備え、第三制御部は、重量取得部によって取得される物品の重量と、残量取得部から取得される残量と、配送先情報取得部から取得された配送距離又は配送時間と、航続情報とに基づいて、無人航空機が配送先まで航行可能か否かを判定し、航行不能と判定すれば動作モードを禁止モードに切り替え、航行可能と判定すれば動作モードを配送モードに切り替えてもよい。

この無人配送システムでは、過積載だけでなく、無人航空機が配送先まで航行できるか否かを判定し、当該判定に基づいて無人航空機の離陸の許可がなされる。これにより、より安全に無人航空機を航行させることができる。

本発明の一側面によれば、無人航空機が過積載の状態で飛行できないようにすることができる。

図１は、第一実施形態に係る離着陸システムの構成図である。 図２は、第一実施形態に係る離着陸システムの機能ブロック図である。 図３は、第二実施形態に係る離着陸システムの構成図である。 図４は、第二実施形態に係る離着陸システムの機能ブロック図である。 図５は、第三実施形態に係る離着陸システムの機能ブロック図である。 図６は、第四実施形態に係る離着陸システムの構成図である。 図７は、第四実施形態に係る離着陸システムの機能ブロック図である。 図８は、第五実施形態に係る離着陸システムの構成図である。 図９は、第五実施形態に係る離着陸システムの機能ブロック図である。 図１０は、第六実施形態に係る無人配送システムの機能ブロック図である。

以下、図面を参照して一実施形態について説明する。図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

[第一実施形態]
第一実施形態に係る離着陸装置５について説明する。離着陸装置５は、荷物（物品）Ｂを配送する無人航空機（UAV：Unmanned Aerial Vehicle）３の離着陸が行われる箇所に配置される装置である。まず、無人航空機３について説明する。

無人航空機３は、送信機４から送信される制御信号に基づいて、遠隔操作又は自動制御（飛行プログラム）によって無人で飛行可能な航空機である。送信機４の例は、無人航空機３を操縦するコントローラ又は飛行プログラムを送信するアンテナである。無人航空機３が飛行プログラムを予め記憶している場合、アンテナは、当該飛行プログラムを起動するための信号を送信してもよい。図１に示されるように、無人航空機３は、主に、フレーム３１と、モータ３２と、プロペラ３３と、通信部（受信部）３４と、バッテリー３５と、飛行制御部３７と、を備える。

フレーム３１は、モータ３２と、プロペラ３３と、通信部３４と、バッテリー３５と、飛行制御部３７と、を支持する。フレーム３１を形成する材料の例は、ナイロン及びカーボンが含まれる。モータ３２は、プロペラ３３の駆動源であり、プロペラ３３ごとに設けられる。通信部３４は、送信機４から送信される自装置の飛行を制御する制御信号を受信する。

バッテリー３５は、モータ３２、通信部３４及び飛行制御部３７等、電力を必要とする各種部位に電力を供給する。バッテリー３５の例は、リチウムポリマーバッテリーである。飛行制御部３７は、例えば、各プロペラ３３の回転数（モータ３２の回転数）を制御すると共に、複数のプロペラ３３同士の回転数の関係を制御して、自装置の上昇、下降、右・左旋回、前進、後進、及びホバリング等の各種制御を実行する。

次に、離着陸装置５について説明する。図１に示されるように、離着陸装置５は、例えば、屋内又は屋外に設置され、地面に固定される本体部５１と、無人航空機３が離着陸可能な平坦な面を有する着地部５２と、重量検知部（第一重量検知部）５３と、固定装置（離陸阻止部）５５と、制御部６０と、を備える。

固定装置５５は、着地部５２に設けられており、無人航空機３のフレーム３１を着地部５２に固定して、無人航空機３の離陸を阻止する装置である。固定装置５５は、着地部５２へ無人航空機３を固定することにより無人航空機３の離陸を阻止する第一状態と、着地部５２への無人航空機３の固定が解除され、無人航空機３の離陸を許容する第二状態とに切り替え可能である。固定装置５５における第一状態及び第二状態の切り替えは、制御部６０によって実行される。なお、固定装置５５は、着地部５２に着地している無人航空機３を固定する状態をデフォルト（通常状態）としてもよい。

重量検知部５３は、着地部５２の下方に配置されており、着地部５２に着地した状態の無人航空機３の重量を検知する。重量検知部５３は、例えば、ロードセルを用いた装置を用いることができる。重量検知部５３によって取得された重量は、制御部６０に出力される。

制御部６０は、主に、図略のＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、例えば、ＳＳＤ（solid state drive）等の補助記憶装置と、を有する。制御部６０は、無人航空機３を離陸させるための各種制御処理を実行する。図２に示されるように、制御部６０は、無人航空機３を離陸させるための各種制御処理を実行する概念的な部分としての重量取得部６０Ａと、離陸制御部（第一制御部）６０Ｂと、を有する。このような概念的な部分は、例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されることにより構成される。

重量取得部６０Ａは、無人航空機３が配送する荷物Ｂの重量を取得する。重量取得部６０Ａは、予め記憶された無人航空機３の重量と、重量検知部５３が検知する重量とに基づいて、無人航空機３に積載された荷物Ｂの重量を算出する。重量取得部６０Ａは、算出した荷物Ｂの重量を離陸制御部６０Ｂに出力する。

離陸制御部６０Ｂは、重量取得部６０Ａにより算出された荷物Ｂの重量と、予め記憶された過積載であるか否かを判定する基準値とに基づいて、無人航空機３が過積載の状態であるか否かを判定する。離陸制御部６０Ｂは、荷物Ｂを積載する無人航空機３が過積載の状態であるか否かに基づいて、固定装置５５における状態を第一状態又は第二状態に切り替える。具体的には、離陸制御部６０Ｂは、過積載の状態であると判定した場合には無人航空機３の固定を維持（又は無人航空機３を着地部５２に固定）するように固定装置５５を制御し、過積載の状態ではないと判定した場合には無人航空機３の固定を解除（又は無人航空機３における固定の解除状態を維持）するように固定装置５５を制御する。

上記第一実施形態の離着陸装置５では、制御部６０は、離着陸装置５から離陸しようとする無人航空機３に積載される荷物Ｂの重量を取得して、当該重量から過積載の状態となると判定した場合には、無人航空機３を着地部５２に固定するように固定装置５５を制御して、無人航空機３の離陸を阻止する。これにより、荷物Ｂを配送する無人航空機３が、例えば法律等で、特定の離着陸装置から離陸しなければならないことが義務付けられた場合、過積載の状態の無人航空機３は、本実施形態のような離着陸装置５から離陸することができなくなる。すなわち、無人航空機３が過積載の状態で飛行することを防止できる。

上記離着陸装置５では、図１に示されるように、着地部５２に無人航空機３を固定することにより、無人航空機３が離陸することを阻止する固定装置５５を離陸阻止部として採用する。すなわち、この離着陸装置５では、無人航空機３が離陸しようとしても、無人航空機３は離着陸装置５に物理的に固定されているので離陸することができない。これにより、簡易な構造によって、過積載の状態の無人航空機３の離陸を阻止することができる。

上記離着陸装置５の重量検知部５３は、着地部５２に着地した状態の無人航空機３の重量を検知するロードセル等を用いた装置である。この構成の離着陸装置５では、荷物Ｂの重量が、重量検知部５３により直接計測されるので、過積載の状態をより正確に判定することができる。また、無人航空機３に搭載される重量検知部と比べ、重たい重量まで正確に計測することができる。

なお、上述した無人航空機３は、第一実施形態に用いられる無人航空機３では、無人航空機３に積載される荷物Ｂの重量を検知する重量検知部３６（第二重量検知部）（図１参照）を備えてもよい。重量検知部３６の例は、ロードセルである。無人航空機３に重量検知部３６が備えられる場合には、離着陸装置５における制御部６０は、重量検知部３６から荷物Ｂの重量を取得して、過積載の状態であるか否かを判定してもよい。この場合、離着陸装置５に無人航空機３との間で通信可能な通信部５７（図３参照）を設けることにより、重量取得部６０Ａは、重量検知部３６に取得された荷物Ｂの重量を取得することができる。この構成では、無人航空機３に搭載された重量検知部３６から荷物Ｂの重量を直接取得するので、無人航空機３にかかる重量をより正確に取得することができる。これにより、過積載の状態をより正確に判定することが可能になる。

また、制御部６０は、重量検知部３６により取得された荷物Ｂの重量と、重量検知部５３により取得された荷物Ｂの重量との両方の値（例えば、両方の値の平均値、又は大きい方の値）に基づいて、過積載の状態を判定してもよい。

[第二実施形態]
次に、第二実施形態に係る離着陸装置５Ａについて説明する。図３及び図４に示されるように、離着陸装置５Ａは、第一実施形態の離着陸装置５の構成から固定装置５５を取り除く代わりに通信部（送信部）５７を備える。通信部５７は、無人航空機３に飛行プログラム又は無人航空機３に予め記憶されたプログラムを起動させる起動信号（以下、両者を「制御信号」と称する。）を送信する。なお、第一実施形態と同様の構成の箇所については説明を省略する。

離陸制御部６０Ｂは、荷物Ｂを積載する無人航空機３が過積載の状態であるか否かに基づいて、通信部５７における上記信号の送信を禁止する第一状態と、制御信号の送信を許可する第二状態とに切り替え可能である。具体的には、離陸制御部６０Ｂは、過積載の状態であると判定した場合には通信部５７から制御信号が送信されることを禁止し、過積載の状態ではないと判定した場合には通信部５７から制御信号が送信されることを許可する。

上記第二実施形態の離着陸装置５では、制御部６０は、離着陸装置５から離陸しようとする無人航空機３に積載される荷物Ｂの重量を取得して、当該重量から過積載の状態となると判定した場合には、通信部５７から制御信号が送信されることを禁止するように制御して、無人航空機３の離陸を阻止する。すなわち、通信部５７から制御信号が送信されなければ、無人航空機３に搭載された通信部３４が制御信号を受信することもなく、飛行制御部３７が飛行に関する制御を実行することもない。一方、通信部５７から制御信号が送信されれば、無人航空機３に搭載された通信部３４が制御信号を受信し、飛行制御部３７が飛行に関する制御を実行する。これにより、荷物Ｂを配送する無人航空機３が、例えば法律等で、特定の離着陸装置から離陸しなければならないことが義務付けられた場合、過積載の状態の無人航空機３は、本実施形態のような離着陸装置５から離陸することができなくなる。すなわち、無人航空機３が過積載の状態で飛行することを防止できる。

上記離着陸装置５Ａでは、無人航空機３に飛行動作をさせる制御信号を送信しないことにより、無人航空機３が離陸することを阻止する離陸阻止部として通信部５７を採用する。すなわち、この離着陸装置５Ａでは、無人航空機３を離陸させようとする制御信号が送信されないので、無人航空機３が離陸することがない。これにより、簡易な構成によって、過積載の状態の無人航空機３の離陸を阻止することができる。

なお、第二実施形態の無人航空機３においても、重量検知部３６を備えてもよい。無人航空機３に重量検知部３６が備えられる場合には、離着陸装置５における制御部６０は、重量検知部３６によって取得される荷物Ｂの重量に基づいて過積載の状態であるか否かを判定してもよい。

[第三実施形態]
次に、第三実施形態に係る離着陸装置５Ｂについて説明する。図５に示されるように、離着陸装置５Ｂは、第一実施形態の離着陸装置５の構成に加え、第二実施形態で説明した通信部５７を備える。通信部５７は、無人航空機３に制御信号を送信する。なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成の箇所については説明を省略する。

離陸制御部６０Ｂは、過積載の状態であると判定した場合には無人航空機３の固定を維持（又は無人航空機３を着地部５２に固定）するように固定装置５５を制御すると共に通信部５７から制御信号が送信されることを禁止し、過積載の状態ではないと判定した場合には無人航空機３の固定を解除（又は無人航空機３における固定の解除状態を維持）するように固定装置５５を制御すると共に、通信部５７から制御信号が送信されることを許可する。

第三実施形態に係る離着陸装置５Ｂにおいても、上記第一実施形態及び第二実施形態と同様に、無人航空機３が過積載の状態で飛行することを防止できる。

更に、上記離着陸装置５Ｂでは、着地部５２に無人航空機３を固定することにより無人航空機３が離陸することを阻止する固定装置５５と、無人航空機３に飛行動作をさせる制御信号を送信しないことにより無人航空機３が離陸することを阻止する通信部５７との両方を離陸阻止部として採用する。これにより、固定装置５５及び通信部５７の一方が制御部６０によって間違った制御がなされたとしても、他方が正しく制御されておれば、無人航空機３が過積載の状態で飛行することを防止できる。

なお、第三実施形態の無人航空機３においても、重量検知部３６を備えてもよい。無人航空機３に重量検知部３６が備えられる場合には、離着陸装置５における制御部６０は、重量検知部３６によって取得される荷物Ｂの重量に基づいて過積載の状態であるか否かを判定してもよい。

[第四実施形態]
次に、第四実施形態に係る離着陸システム１０１について説明する。図６に示されるように、離着陸システム１０１は、第一実施形態において説明した無人航空機３と、第二実施形態の離着陸装置５Ａから重量検知部５３を取り除いた構成の離着陸装置５Ｃと、注文受付サーバ（注文受付システム）７０と、を備える。なお、第一、第二及び第三実施形態と同じ構成については説明を省略する。

注文受付サーバ７０は、ネットワークを介して制御部６０に通信可能に接続される。注文受付サーバ７０は、図略のＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、を有する。図７に示されるように、注文受付サーバ７０は、ネットワークを介して商品の注文を受け付けるための各種制御処理を実行する概念的な部分としての注文受付部７１と、商品情報記憶部７２と、重量推定部７３と、を有する。このような概念的な部分は、例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されることにより構成される。

注文受付部７１は、ネットワークＮを介して接続可能な端末装置７７から商品の注文を受け付ける。端末装置７７の例には、パーソナルコンピュータ及びスマートフォンが含まれる。商品情報記憶部７２は、商品と商品の重量とを関連付けた商品情報を記憶する。商品情報記憶部７２の例には、例えば、ＨＤＤ（hard disk drive）及びＳＳＤ（solid state drive）が含まれる。重量推定部７３は、商品情報と注文受付部において注文を受け付けた商品とに基づいて商品の総重量を推定する。

無人航空機３が配送する荷物Ｂは、注文受付部７１によって受け付けられ、重量推定部７３によって推定された重量と関連付けられる。重量取得部６０Ａは、無人航空機３が配送する荷物Ｂの重量を重量推定部７３から取得する。重量取得部６０Ａは、算出した荷物Ｂの重量を離陸制御部６０Ｂに出力する。

離陸制御部６０Ｂは、重量推定部７３により推定された荷物Ｂの重量と、予め記憶された過積載であるか否かを判定する基準値とに基づいて、無人航空機３が過積載の状態であるか否かを判定する。離陸制御部６０Ｂは、過積載の状態であると判定した場合には通信部５７から制御信号が送信されることを禁止し、過積載の状態ではないと判定した場合には通信部５７から制御信号が送信されることを許可する。すなわち、通信部５７から制御信号が送信されなければ、無人航空機３に搭載された通信部３４が制御信号を受信することもなく、飛行制御部３７が飛行に関する制御を実行することもない。一方、通信部５７から制御信号が送信されれば、無人航空機３に搭載された通信部３４が制御信号を受信し、飛行制御部３７が飛行に関する制御を実行する。

第四実施形態に係る離着陸システム１０１においても、上記第一、第二及び第三実施形態と同様に、無人航空機３が過積載の状態で飛行することを防止できる。更に、上記離着陸システム１０１では、各無人航空機３に重量検知部３６が設けられたり、離着陸装置５に重量検知部５３が設けられたりする構成に比べコストを抑制することができる。

なお、第四実施形態の無人航空機３においても、重量検知部３６を備えてもよい。また、離着陸装置５Ｃには、重量検知部５３が備えられてもよい。これらの場合、重量推定部７３により取得される荷物Ｂの重量に加え、重量検知部３６及び重量検知部５３の少なくとも一方により取得される荷物Ｂの重量を考慮して、無人航空機３が過積載の状態であるか否かを判定してもよい。

[第五実施形態]
次に、第四実施形態に係る離着陸システム２０１について説明する。図８に示されるように、離着陸システム２０１は、第一実施形態において説明した無人航空機３と、第二実施形態の離着陸装置５Ａから重量検知部５３を取り除いた構成の離着陸装置５Ｃと、ピッキング装置８０と、を備える。なお、第一、第二及び第三実施形態と同じ構成については説明を省略する。

ピッキング装置８０は、ピッキング作業を支援する装置であって、作業者に対しピッキングすべき商品名、数量等を表示部８３等に表示させ、作業者によって実際にピッキングされたか否かを管理する装置である。ピッキング装置８０は、ネットワークを介して制御部６０に通信可能に接続される。図９に示されるように、ピッキング装置８０は、表示部８３と、制御部８１と、を備える。

制御部８１は、図略のＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、を有する。制御部８１は、ピッキングを支援するための各種制御処理を実行する概念的な部分としての報知部８１Ａと、受付部８１Ｂと、重量推定部８１Ｃと、を有する。このような概念的な部分は、例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されることにより構成される。

報知部８１Ａは、商品棚に収容された商品群の中からピッキングすべき商品に関する商品情報（商品名及び数量等）を報知する。報知部８１Ａは、商品情報を表示部８３に表示させることにより、作業者に報知する。受付部８１Ｂは、対象商品のピッキングの有無を受け付ける。受付部８１Ｂには、例えば、スキャナが含まれ、ピッキングした商品をスキャナでスキャニングすることによりピッキングが完了したことを受け付ける。重量推定部８１Ｃは、受付部８１Ｂにおいて受け付けた対象商品に基づいて対象商品の総重量を推定する。重量推定部８１Ｃは、推定した対象商品の総重量を離着陸装置５Ｃの制御部６０に送出する。

表示部８３は、例えば、液晶ディスプレイ又はタッチパネルディスプレイであり、報知部８１Ａの制御によって商品情報（商品名及び数量等）が表示される。

ピッキング装置８０によってピッキングされた商品は、無人航空機３が配送する荷物Ｂとして制御部８１によって受け付けられ、重量推定部８１Ｃによって推定された重量と関連付けられる。重量取得部６０Ａは、無人航空機３が配送する荷物Ｂの重量を重量推定部８１Ｃから取得する。重量取得部６０Ａは、取得した荷物Ｂの重量を離陸制御部６０Ｂに出力する。

離陸制御部６０Ｂは、重量推定部８１Ｃにより推定された荷物Ｂの重量と、予め記憶された過積載であるか否かを判定する基準値とに基づいて、無人航空機３が過積載の状態であるか否かを判定する。離陸制御部６０Ｂは、過積載の状態であると判定した場合には通信部５７から制御信号が送信されることを禁止し、過積載の状態ではないと判定した場合には通信部５７から制御信号が送信されることを許可する。

第五実施形態に係る離着陸システム２０１においても、上記第一、第二、第三及び第四実施形態と同様に、無人航空機３が過積載の状態で飛行することを防止できる。更に、上記離着陸システム２０１では、各無人航空機３に重量検知部３６が設けられたり、離着陸装置５に重量検知部５３が設けられたりする構成に比べコストを抑制することができる。

なお、第五実施形態の無人航空機３においても、重量検知部３６を備えてもよい。また、離着陸装置５Ｃには重量検知部５３が備えられてもよい。これらの場合、重量推定部８１Ｃにより取得される荷物Ｂの重量に加え、重量検知部３６及び重量検知部５３の少なくとも一方により取得される荷物Ｂの重量を考慮して、無人航空機３が過積載の状態であるか否かを判定してもよい。

[第六実施形態]
次に、図１及び図１０を参照しながら、第六実施形態に係る無人配送システム３０１について説明する。図１０に示されるように、無人配送システム３０１は、無人航空機３０３と、制御装置とから構成される。無人航空機３０３は、所定位置（例えば、配送センター）から注文主の住居まで荷物Ｂを配送する。無人航空機３０３は、第一実施形態において説明した無人航空機３の構成に加え、無人航空機３に積載される荷物Ｂの重量を検知する重量検知部３６を備える。重量検知部３６の例は、ロードセルである。第六実施形態における制御装置は、無人航空機３０３に搭載される飛行制御部３３７であり、無人航空機３０３における飛行を制御する。また、飛行制御部３３７は、無人航空機３０３における飛行の制御だけでなく、後述するような過積載状態の有無に基づく動作モードの切り替えも実行する。

飛行制御部３３７は、図略のＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、を有する。飛行制御部３３７は、無人航空機３０３を離陸させるための各種制御処理を実行する。飛行制御部３３７は、無人航空機３０３を離陸させるための各種制御処理を実行する概念的な部分としての重量取得部３３７Ａと、離陸制御部３３７Ｂと、を有する。このような概念的な部分は、例えばＲＯＭに格納されているプログラムがＲＡＭ上にロードされてＣＰＵで実行されることにより構成される。

重量取得部３３７Ａは、無人航空機３０３が配送する荷物Ｂの重量を取得する。重量取得部３３７Ａは、重量検知部３６から荷物Ｂの重量を取得する。重量取得部３３７Ａは、取得した荷物Ｂの重量を離陸制御部３３７Ｂに出力する。

離陸制御部（第二制御部・第三制御部）３３７Ｂは、重量取得部３３７Ａによって取得した重量と所定の基準値とに基づいて、配送する荷物Ｂを積載したときに過積載の状態になるか否かを判定する。離陸制御部３３７Ｂは、過積載の状態になるか否かの判定結果に基づき、無人航空機３０３における動作モードを離着陸可能な配送モードと、離着陸不可能な禁止モードとを選択的に切り替える。

第六実施形態の無人航空機３０３では、離陸制御部３３７Ｂは、過積載の状態の場合には、離着陸不可能な禁止モードに制御することにより、無人航空機３０３の離陸を阻止する。これにより、過積載の状態の無人航空機３０３は、離陸することができなくなるので、無人航空機３０３が過積載の状態で飛行することを防止できる。なお、離陸制御部３３７Ｂにおける過積載の状態の有無の判定は、荷物Ｂを積載したタイミングで実行してもよいし、無人航空機３Ａが飛行しようとするタイミングで実行してもよい。

なお、第六実施形態では、重量取得部３３７Ａ及び離陸制御部３３７Ｂが無人航空機３０３に搭載される例を挙げて説明したが、例えば、配送センター、又は上記第一〜第五実施形態において説明した離着陸装置５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃに配置されてもよい。また、重量取得部３３７Ａは、無人航空機３０３に搭載された重量検知部３６から荷物Ｂの重量を取得する例を挙げて説明したが、例えば、第一実施形態のように離着陸装置５に配置された重量検知部５３から荷物Ｂの重量を取得してもよいし、第四実施形態のように注文受付サーバ７０の重量推定部７３から荷物Ｂの重量を取得してもよいし、また、第五実施形態のようにピッキング装置８０の重量推定部８１Ｃから荷物Ｂの重量を取得してもよい。

以上、本発明の一側面の一実施形態について説明したが、本発明の一側面は、上記実施形態に限定されない。

上記第一〜第六実施形態の離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、過積載を判定する基準値と重量検知部３６，５３によって取得された荷物Ｂの重量値との単純な比較に基づいて過積載であるか否かを判定する例を挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、気象情報（風速、天候）、飛行経路、荷物の種類等に応じて変更された基準値と荷物Ｂの重量値との比較に基づいて過積載であるか否かを判定してもよい。

例えば、無人航空機３により荷物Ｂを配送する場合、過積載だけではなく、配送先まで航続可能か否かも判断してもよい。この場合には、無人航空機３，３０３又は離着陸システム１０１，２０１は、例えば、図２，４，５，７，９，１０に示されるように、無人航空機３，３０３に搭載された動力源のエネルギー源の残量を取得する残量取得部９１と、無人航空機３，３０３に積載される荷物Ｂの重量と、エネルギー源の残量と、無人航空機３，３０３の航続距離又は航続時間との関係である航続情報を記憶する航続情報記憶部９２と、現在位置から荷物Ｂの配送先までの配送距離又は配送時間を取得する配送先情報取得部９３と、を更に備える。

動力源の例には、モータ及びエンジンが含まれ、エネルギー源の例には、電力及び燃料が含まれる。残量取得部９１は、バッテリー３５に蓄電された電力又は燃料タンクに蓄えられた燃料の残量を検知する検出装置又はセンサ等の公知の手段から、上記残量を取得することができる。

そして、離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、重量取得部６０Ａ，３３７Ａによって取得される荷物Ｂの重量と、残量取得部９１から取得されるエネルギー源の残量と、配送先情報取得部９３から取得された配送距離又は配送時間と、航続情報とに基づいて、無人航空機３，３０３が配送先まで航行可能か否かを判定してもよい。離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、航行不能と判定すれば離陸阻止部（固定装置５５及び通信部５７の少なくとも一方）における状態を航行不能な状態（禁止モード）に切り替え、航行可能と判定すれば上記離陸阻止部における状態を航行可能な状態（配送モード）に切り替える。

航続情報の例には、実験等から得られるテーブル情報及び関係式が含まれる。すなわち、離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、重量取得部６０Ａ，３３７Ａ、及び残量取得部９１からそれぞれ荷物Ｂの重量、及びエネルギー源の残量を取得すれば、上記テーブル情報及び関係式に基づいて無人航空機３，３０３の航続距離又は航続時間を直接的に導出できる。そして、離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、このように導出された航続距離又は航続時間と、配送先情報取得部９３から取得される配送距離又は配送時間とを比較して、荷物Ｂを配送先まで搬送可能か否かを判定する。

また、航続情報記憶部９２は、例えば、１００ｇの荷物Ｂを積載して搬送する場合、基準航続時間と比べて航続時間が１分短くなるといった関係式又はテーブル情報を記憶してもよい。この関係式は線形的な関係でも構わないし、テーブル情報は、実験等から得られる二次元テーブルであってもよい。この場合、離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、現時点におけるエネルギー源の残量から、荷物Ｂを積載しない場合に航続できる時間を間接的に導出できる。例えば、離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、荷物Ｂを積載しない場合、６０分の航続が可能と判定する。次に、離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、搬送に係る荷物Ｂの重量が、例えば５００ｇであることを取得すると、基準航続時間と比べて航続時間が５分短くなると判定する。よって、離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、当初の航続時間である６０分を補正して実際の航続時間を５５分と補正する。離陸制御部６０Ｂ，３３７Ｂは、補正後の航続時間と、配送先情報取得部９３から取得された配送時間とに基づき、荷物Ｂを配送先まで搬送可能か否かを判定してもよい。

３，３０３…無人航空機、３４…通信部、３６…重量検知部（第二重量検知部）、３７…飛行制御部、５，５Ａ，５Ｂ，５Ｃ…離着陸装置、５１…本体部、５２…着地部、５３…重量検知部（第一重量検知部）、５５…固定装置、５７…通信部（送信部）、６０…制御部、６０Ａ…重量取得部、６０Ｂ…離陸制御部（第一制御部）、７０…注文受付サーバ、７１…注文受付部、７２…商品情報記憶部、７３…重量推定部、８０…ピッキング装置、８１…制御部、８１Ａ…報知部、８１Ｂ…受付部、８１Ｃ…重量推定部、１０１，２０１…離着陸システム、３０１…無人配送システム、Ｂ…荷物（物品）、３３７…飛行制御部、３３７Ａ…重量取得部、３３７Ｂ…離陸制御部（第二制御部・第三制御部）。

Claims (10)

1. 物品を配送する無人航空機の離着陸が行われる離着陸装置であって、
   自装置から前記無人航空機が離陸することを阻止する状態である第一状態と、阻止しない状態である第二状態とに切り替え可能な離陸阻止部と、
   前記無人航空機が配送する前記物品の重量を取得する重量取得部と、
   前記重量取得部により取得された前記物品の重量と過積載であるか否かを判定する基準値とに基づいて、前記離陸阻止部における状態を前記第一状態又は前記第二状態に切り替える第一制御部と、
   前記無人航空機に搭載された動力源のエネルギー源の残量を取得する残量取得部と、
   前記無人航空機に積載される物品の重量と、前記残量と、前記無人航空機の航続距離又は航続時間との関係である航続情報を記憶する航続情報記憶部と、
   現在位置から前記物品の配送先までの配送距離又は配送時間を取得する配送先情報取得部と、を備え、
   前記第一制御部は、前記重量取得部によって取得される前記物品の重量と、前記残量取得部から取得される前記残量と、前記配送先情報取得部から取得された前記配送距離又は前記配送時間と、前記航続情報とに基づいて、前記残量から推定される前記無人航空機の航続距離又は航続時間を、前記無人航空機に積載される前記物品の重量に基づき修正し、修正後の前記航続距離又は前記航続時間と、現在位置から前記物品の配送先までの配送距離又は配送時間とを比較することで前記無人航空機が前記配送先まで航行可能か否かを判定し、航行不能と判定すれば前記離陸阻止部における状態を前記第一状態に切り替え、航行可能と判定すれば前記離陸阻止部における状態を前記第二状態に切り替える、離着陸装置。
2. 前記離陸阻止部は、前記自装置に前記無人航空機を固定する固定装置であり、
   前記固定装置は、前記自装置に前記無人航空機を固定する前記第一状態と、前記自装置への前記無人航空機の固定が解除された前記第二状態とに切り替え可能である、請求項１記載の離着陸装置。
3. 前記離陸阻止部は、前記無人航空機に飛行動作をさせる制御信号を送信する送信部であり、
   前記送信部は、前記制御信号の送信を禁止する前記第一状態と、前記制御信号の送信を許可する前記第二状態とに切り替え可能である、請求項１又は２記載の離着陸装置。
4. 配送する物品の重量を計測する第一重量検知部を更に備え、
   前記重量取得部は、前記第一重量検知部から前記物品の重量を取得する、請求項１〜３の何れか一項記載の離着陸装置。
5. 配送する物品の重量を計測する第二重量検知部を有し、自装置の飛行を制御する制御信号に基づいて飛行することにより前記物品を配送する無人航空機と、
   請求項１〜４の何れか一項記載の離着陸装置と、を備え、
   前記重量取得部は、前記第二重量検知部から前記物品の重量を取得する、離着陸システム。
6. 前記無人航空機は、
   自装置の飛行を制御する制御信号を受信する受信部と、
   前記第二重量検知部によって検知した重量と所定の基準値とに基づいて、配送する前記物品を積載したときに過積載の状態になるか否かを判定する第二制御部と、を有し、
   前記第二制御部は、前記過積載の状態になると判定した場合、前記受信部において受信した前記制御信号に基づいて動作することを禁止する、請求項５記載の離着陸システム。
7. 商品棚に収容された商品群の中からピッキングすべき商品である対象商品を報知する報知部と、前記対象商品のピッキングの有無を受け付ける受付部と、前記受付部において受け付けた前記対象商品に基づいて前記対象商品の総重量を推定する重量推定部と、を有するピッキング装置と、
   請求項１〜４の何れか一項記載の前記離着陸装置と、を備え、
   前記重量取得部は、前記重量推定部から前記物品の重量を取得する、離着陸システム。
8. ネットワークを介して商品の注文を受け付ける注文受付部と、前記商品と前記商品の重量とを関連付けた商品情報を記憶する商品情報記憶部と、前記商品情報と前記注文受付部において注文を受け付けた商品とに基づいて商品の総重量を推定する重量推定部と、を有する注文受付システムと、
   請求項１〜４の何れか一項記載の前記離着陸装置と、を備え、
   前記重量取得部は、前記重量推定部から前記物品の重量を取得する、離着陸システム。
9. 物品を配送する無人航空機と、当該無人航空機を制御する制御装置と、を備える無人配送システムであって、
   前記物品の重量を取得する重量取得部と、
   前記無人航空機に搭載された動力源のエネルギー源の残量を取得する残量取得部と、
   前記重量取得部によって取得した前記重量と所定の基準値とに基づいて、配送する前記物品を積載したときに過積載の状態になるか否かを判定する第三制御部と、
   前記無人航空機に積載される物品の重量と、前記残量と、前記無人航空機の航続距離又は航続時間との関係である航続情報を記憶する航続情報記憶部と、
   現在位置から前記物品の配送先までの配送距離又は配送時間を取得する配送先情報取得部と、を備え、
   前記第三制御部は、前記過積載の状態になるか否かの判定結果に基づき、前記無人航空機における動作モードを離着陸可能な配送モードと、離着陸不可能な禁止モードとを選択的に切り替えると共に、前記重量取得部によって取得される前記物品の重量と、前記残量取得部から取得される前記残量と、前記配送先情報取得部から取得された前記配送距離又は前記配送時間と、前記航続情報とに基づいて、前記残量から推定される前記無人航空機の航続距離又は航続時間を、前記無人航空機に積載される前記物品の重量に基づき修正し、修正後の前記航続距離又は前記航続時間と、現在位置から前記物品の配送先までの配送距離又は配送時間とを比較することで前記無人航空機が前記配送先まで航行可能か否かを判定し、航行不能と判定すれば前記動作モードを前記禁止モードに切り替え、航行可能と判定すれば前記動作モードを前記配送モードに切り替える、無人配送システム。
10. 前記重量取得部及び前記第三制御部は、前記無人航空機に搭載されている、請求項９記載の無人配送システム。

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