JP6927597B2 - 配信装置、飛行体、飛行システム、それらの方法及びプログラム - Google Patents

配信装置、飛行体、飛行システム、それらの方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、配信装置、飛行体、飛行システム、それらの方法及びプログラムに関する。
近年、ドローンなど自律飛行可能な飛行体が注目され、飛行体に関する研究や飛行体を利用したサービスの提供が推し進められている。そのような飛行体は市街地などでも飛行する可能性があるため、様々な環境で安全に飛行できることが望まれている。
例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号に基づくナビゲーションに関連する技術として、特許文献１が知られている。また、飛行体に建造物の存在を示す航空障害灯に関連する技術として、特許文献２が知られている。
特開２００３−０５７３３０号公報 特開２００４−０５５４６０号公報
上記特許文献１のような関連する技術では、飛行体等がＧＰＳ衛星からの電波を受信し自身の位置情報を求めることで、この位置情報と地図情報等を用いて所望の航路を航行（飛行）可能としている。しかしながら、市街地等において自動航行や夜間の航行を行う際には、障害物となるビル等の実際の配置を目視により認識して衝突を回避する必要がある。高精度の地図を用いる方法も考えられるが、時々刻々の市街地の変化に追随できなかった場合には安全で正確な航行が妨げられる。すなわち、関連する技術では、飛行体から建造物などの障害物の位置等を精度よく把握することが困難であるという問題がある。
本開示は、このような課題に鑑み、飛行体から障害物の位置等を精度よく把握することが可能な配信装置、飛行体、飛行システム、それらの方法及びプログラムを提供することを目的とする。
本開示に係る配信装置は、障害物の位置情報を取得する取得部と、前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する配信部と、を備えるものである。
本開示に係る飛行体は、障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信する受信部と、前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握する把握部と、前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する決定部と、を備えるものである。
本開示に係る飛行システムは、配信装置と飛行体とを備えた飛行システムであって、前記配信装置は、障害物の位置情報を取得する取得部と、前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する配信部と、を備え、前記飛行体は、前記障害物情報を前記障害物の配信装置から無線により受信する受信部と、前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握する把握部と、前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する決定部と、を備えるものである。
本開示に係る配信方法は、障害物の位置情報を取得し、前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信するものである。
本開示に係る飛行経路決定方法は、障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信し、前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握し、前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定するものである。
本開示に係る配信プログラムは、障害物の位置情報を取得し、前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する、処理をコンピュータに実行させるための配信プログラムである。
本開示に係る飛行経路決定プログラムは、障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信し、前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握し、前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する、処理をコンピュータに実行させるための飛行経路決定プログラムである。
本開示によれば、飛行体から障害物の位置等を精度よく把握することが可能な配信装置、飛行体、飛行システム、それらの方法及びプログラムを提供することができる。
実施の形態に係る配信装置の概要を示す構成図である。 実施の形態に係る飛行体の概要を示す構成図である。 実施の形態１に係る飛行システムの構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係る航空障害灯の構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係る航空障害灯の制御装置の構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係るドローンの構成例を示す構成図である。 実施の形態１に係る飛行システムの動作例を示すシーケンス図である。 実施の形態１に係る飛行システムの動作例を説明するためのイメージ図である。 実施の形態２に係る航空障害灯の構成例を示す構成図である。 実施の形態２に係る航空障害灯の制御装置の構成例を示す構成図である。 実施の形態２に係る航空障害灯の光の変調例を示すグラフである。 実施の形態２に係る飛行システムの動作例を示すシーケンス図である。 実施の形態３に係る航空障害灯の制御装置の構成例を示す構成図である。 実施の形態３に係る飛行システムの動作例を示すシーケンス図である。
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図面においては、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。
（実施の形態の概要）
図１は、実施の形態に係る配信装置の概要を示し、図２は、実施の形態に係る飛行体の概要を示している。図１に示す配信装置１０と図２に示す飛行体２０が、実施の形態に係る飛行システムを構成する。
図１に示すように、配信装置１０は、取得部１１、配信部１２を備えている。例えば、配信装置１０は、建造物などの障害物に固定されており、取得部１１は、障害物の位置情報を取得する。配信部１２は、取得部１１が取得した障害物の位置情報及び障害物の識別情報を含む障害物情報を、障害物から飛行体へ無線により配信する。
図２に示すように、飛行体２０は、受信部２１、把握部２２、決定部２３を備えている。受信部２１は、障害物の位置情報及び障害物の識別情報を含む障害物情報を、障害物の配信装置１０から無線により受信する。把握部２２は、受信部２１が受信した障害物情報に基づき、障害物の三次元構造を把握する。決定部２３は、把握部２２が把握した障害物の三次元構造に基づき、障害物を避けた飛行経路を決定する。
このように、実施の形態では、配信装置が障害物の位置情報とともに障害物の識別情報を飛行体へ配信し、飛行体が特定の障害物の位置等を精度よく把握することができる。さらに、飛行体は、受信した情報をもとに障害物の三次元構造を把握することにより、障害物を回避し、安全な飛行が可能となる。
（実施の形態１）
以下、実施の形態１について説明する。
まず、実施の形態１の理解を容易にするため、関連する技術について検討する。特許文献１のように、衛星によるＧＰＳシステム技術が地上の位置を求めるために活用されている。ＧＰＳ衛星は、高精度の時計を搭載しており、ＧＰＳ衛星からの電波の到達時間差を元に三角測量の原理と補正を行って位置情報を算出することができる。また、特許文献２のように、上空に複数あるＧＰＳ衛星から高精度の時刻情報が得られる利点を生かして、一棟のビルに設置された航空障害灯の点滅の同期を取る製品が提供されている。一方で、ドローンのような小型の飛行体をビル街で航行させるためには、目視による有視界での航行が必要であった。このため、自動航行や夜間の航行には実際のビルの配置を航行時に認識して衝突を回避する必要がある。高精度の地図を用いる方法も考えられるが、時々刻々の市街地の変化に追随できなかった場合には安全で正確な航行が妨げられる。
そこで、本実施の形態では、ＧＰＳ衛星から得られた時刻情報により同一ビルに設置された航空障害灯の点滅の同期を取るとともに、ＧＰＳ衛星から得られた各航空障害灯の正確な位置情報を各航空障害灯から発信することで、付近を航行する飛行体に対してビルのサイズと位置を認識させて航行の安全と正確な航路の確保を可能とする。
図３は、本実施の形態に係る飛行システムの構成を示している。図３に示すように、飛行システム１は、複数の航空障害灯１００、ドローン２００を備えている。
航空障害灯１００は、夜間に飛行する飛行体に対してビルなどの建造物（障害物）の存在を示すために点灯する電灯である。航空障害灯１００の設置は航空法第５１条に規定されており、地表または水面から６０ｍ以上の高さの建造物に設置され、所定の点灯を行う。航空障害灯１００は、放送タワーや無線中継所、送電鉄塔、吊り橋の他、市街地の高層ビルや煙突などに設置されている。例えば、航空障害灯１００ａは、ビルなどの四角柱状の建造物３００ａの屋上の四隅や、屋上から所定の間隔の高さの四隅に設置されている。航空障害灯１００ｂは、電波塔などの四角錐状の建造物３００ｂの最上部に設置されている。
航空障害灯１００は、ＧＰＳ衛星４００からの電波によりＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づき正確な時刻情報と位置情報を取得する。航空障害灯１００は、取得した時刻情報により建造物３００ごとに同期して点滅する。また、航空障害灯１００は、同一の建造物上の航空障害灯の情報であることを示すため、取得した建造物３００の位置情報に同一建造物固有の識別情報（ＩＤ等）を付加して送信する。建造物３００の全ての航空障害灯１００からドローン２００へ無線送信する。無線送信の方法は特に限定されないが、本実施の形態では電波により送信する。電波により送信することで、目視では認識できない箇所の位置情報をドローン２００に伝達できる。
ドローン２００は、自律飛行可能な無人飛行体である。ドローン２００は、その他、空飛ぶ車や一般的な航空機でもよい。ドローン２００は、ＧＰＳ衛星４００からの電波によりＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づく位置情報を取得し、取得した位置情報や各種センサの情報等に基づき飛行経路を航行するように自動制御する。また、ドローン２００は、航空障害灯１００から建造物３００の位置情報と建造物３００の識別情報を受信し、識別情報に対応する建造物３００のサイズと位置を算出することで、建造物３００の外形と位置を特定し、障害物となる建造物３００を避けて、より障害物から離れた航路を求めて飛行する。
図４及び図５は、本実施の形態に係る航空障害灯の構成例を示している。図４に示すように、航空障害灯１００は、光源１１０、制御装置１２０、ＧＰＳアンテナ１３０、無線アンテナ１４０を備えている。
光源１１０は、赤色または白色で点灯する光源であり、例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）、ネオンランプ、白熱電球等である。光源１１０は、制御装置１２０の制御に応じて点灯し、俯角１５度より上を配光範囲として発行する。すなわち、点灯する光りは俯角１５度より上部に向かって全方向に航空赤または航空白の灯火を放射している。ＧＰＳアンテナ１３０は、ＧＰＳ衛星４００からＧＰＳ信号を受信するアンテナである。
無線アンテナ１４０は、ドローン２００等との間で電波を送受信するアンテナである。航空法第５１条で定める航空障害灯の灯火設備としての要求を妨げないように無線アンテナ１４０を組み込むことが好ましい。例えば、航空障害灯１００が光を放射する俯角１５度より上部の全方向を避けるように、俯角１５度以下の位置に無線アンテナ１４０を設置する。無線アンテナ１４０は、例えば、ディスコーンアンテナなどの無指向性アンテナである。
制御装置１２０は、航空障害灯１００の動作を制御する制御装置である。例えば、制御装置１２０は、図５に示すように、ＧＰＳ受信部１２１、灯火制御部１２２、記憶部１２３、送信部１２４、配信制御部１２５、入力部１２６を備えている。なお、各部（ブロック）の構成は一例であり、本実施の形態に係る航空障害灯１００の動作が可能であれば、その他の各部で構成されてもよい。例えば、灯火制御部１２２と配信制御部１２５を一つの制御部としてもよいし、記憶部１２３や送信部１２４、ＧＰＳ受信部１２１の一部または全部を外部の装置としてもよい。
ＧＰＳ受信部１２１は、ＧＰＳアンテナ１３０を介してＧＰＳ衛星４００からＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて現在の時刻を取得する時刻取得部であり、また、受信したＧＰＳ信号に基づいて航空障害灯１００（建造物３００）の位置（緯度、経度および高度）を取得する位置取得部である。
記憶部１２３は、制御装置１２０の動作に必要なプログラムやデータを記憶するメモリである。記憶部１２３は、建造物３００を識別する識別情報、建造物３００における点灯時間や点滅間隔等を記憶する。例えば、建造物３００の識別情報等は予め設定されて、記憶部１２３に記憶されている。建造物３００の識別情報は、建造物３００を特定可能な識別子であるが、建造物３００の種類（ビルやタワー等）を含んでいてもよい。
送信部１２４は、無線アンテナ１４０を介してドローン２００等へ所定の情報を無線送信（無線配信）する無線送信部である。例えば、送信部１２４は、無線ＬＡＮや近距離無線通信等により無線送信を行う。
灯火制御部１２２及び配信制御部１２５は、制御装置１２０のメインの動作を実行する制御部である。例えば、記憶部１２３に記憶されたプログラムをＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサで実行することで、灯火制御部１２２及び配信制御部１２５の機能が実現される。
灯火制御部１２２は、光源１１０の灯火（発光）を制御する。灯火制御部１２２は、記憶部１２３に記憶された点灯時間や点滅間隔にしたがって、所定の時間（例えば夜間）に点灯し、また、所定間隔で点滅するよう制御する。また、灯火制御部１２２は、ＧＰＳ受信部１２１が取得した時刻に基づいたタイミングで点滅することで、同じ建造物３００に設置された他の航空障害灯１００と同期して点滅する。
配信制御部１２５は、送信部１２４によるドローン２００への配信を制御する。配信制御部１２５は、ＧＰＳ受信部１２１が取得した位置情報と記憶部１２３に記憶された建造物３００の識別情報を含む建造物情報を生成し、生成した建造物情報を送信部１２４からドローン２００へ送信するよう制御する。例えば、配信制御部１２５は、定期的に建造物情報を配信する。配信された建造物情報は、無線通信可能な建造物３００の周辺を飛行する任意のドローン２００で受信可能である。
入力部１２６は、配信制御部１２５が配信するために必要な情報を入力する。航空障害灯１００を、ＧＰＳ衛星４００からの電波の受信環境の良くない場所や、妨害電波を受ける条件下での使用する場合、ＧＰＳから衛星４００取得した情報による座標情報では変動を生じる可能性がある。この回避のために、固定して動かない航空障害灯１００の座標データを、入力部１２６から入力しておき、この「座標の固定値」を座標データとして用いても良い。すなわち、入力部１２６は、配信制御部１２５から配信される情報に含まれる位置情報として、この「座標の固定値」を入力することができ、また、建造物３００の「識別情報」も入力することができる。なお、ＧＰＳ衛星４００の電波の受信条件の良い環境下では、ヒューマンエラーの回避のためにＧＰＳ衛星４００からの受信データに基づいた情報を用いるのが望ましい。
図６は、本実施の形態に係るドローンの構成例を示している。図６に示すように、ドローン２００は、無線アンテナ２０１、フィルタ２０２、受信部２０３、信号処理部２０４、検出部２０５、ＧＰＳアンテナ２０６、ＧＰＳ受信部２０７、記憶部２０８、航路決定部２０９、飛行制御部２１０を備えている。なお、各部（ブロック）の構成は一例であり、本実施の形態に係るドローン２００の動作が可能であれば、その他の各部で構成されてもよい。例えば、フィルタ２０２、受信部２０３、信号処理部２０４、検出部２０５を一つの受信部としてもよいし、航路決定部２０９と飛行制御部２１０を一つの制御部としてもよいし、ＧＰＳ受信部２０７や記憶部２０８の一部または全部を外部の装置としてもよい。
無線アンテナ２０１は、航空障害灯１００から電波を受信するアンテナである。フィルタ２０２は、無線アンテナ２０１を介して受信した電波のノイズを除去するフィルタであり、例えばローパスフィルタである。受信部２０３は、無線アンテナ２０１を介して航空障害灯１００から所定の情報を無線受信する無線受信部である。例えば、航空障害灯１００の送信部１２４と同様に、受信部２０３は、無線ＬＡＮや近距離無線通信により無線受信を行う。
信号処理部２０４は、受信部２０３が受信した無線信号に対して必要な信号処理を行う。例えば、信号処理部２０４は、航空障害灯１００から建造物情報を受信すると、建造物情報に含まれる建造物３００（航空障害灯１００）の位置情報と建造物３００の識別情報とを分離する。
検出部２０５は、受信部２０３が受信した情報に基づいて建造物３００を検出する。検出部２０５は、信号処理部２０４が取得した建造物３００（航空障害灯１００）の位置情報と建造物３００の識別情報に基づいて、航空障害灯１００が設置された建造物３００の位置を検出する。
ＧＰＳアンテナ２０６は、ＧＰＳ衛星４００からＧＰＳ信号を受信するアンテナである。ＧＰＳ受信部２０７は、ＧＰＳアンテナ２０６を介してＧＰＳ衛星４００からのＧＰＳ信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいてドローン２００の位置（緯度、経度および高度）を取得する位置取得部である。
記憶部２０８は、ドローン２００の動作に必要なプログラムやデータを記憶するメモリである。記憶部２０８は、目的地の情報や地図情報、航路の決定に必要な情報等を記憶する。
航路決定部２０９及び飛行制御部２１０は、ドローン２００の各部を制御する制御部である。例えば、記憶部２０８に記憶されたプログラムをＣＰＵ等のプロセッサで実行することで、航路決定部２０９及び飛行制御部２１０の機能が実現される。
航路決定部２０９は、記憶部２０８に記憶された地図情報を参照し、ＧＰＳ受信部２０７が取得した現在の位置情報から記憶部２０８に記憶された目的地まで飛行するためのドローン２００の航路（飛行経路）を決定する。航路決定部２０９は、検出部２０５が検出した建造物３００（航空障害灯１００）の位置情報（座標）から、航空障害灯１００が設置された建造物３００のサイズや位置、三次元構造を求める。航路決定部２０９は、建造物３００の三次元構造を把握する把握部を含む。航路決定部２０９は、その建造物３００の三次元構造に基づき、建造物３００を回避する航路を決定する。
飛行制御部２１０は、航路決定部２０９が決定した航路を飛行するようにドローン２００の飛行動作を制御する。例えば、ドローン２００は、複数のローター（プロペラ）を有するマルチコプターであり、複数のローターをそれぞれ回転させる複数のモーターを有している。飛行制御部２１０は、複数のモーターの回転を制御することで、ドローン２００の飛行高度、方位、進行方向を制御し、ドローン２００を航路に沿って飛行させる。
図７は、本実施の形態に係る飛行システムの動作例を示している。図７は、航空障害灯１００ａ−１及び１００ａ−２が、建造物３００ａに設置されている場合の例である。建造物３００ａの識別情報を（ＡＡ）とし、航空障害灯１００ａ−１の位置情報（緯度、経度、高度）を（ｘ１、ｙ１、ｚ１）とし、航空障害灯１００ａ−２の位置情報（緯度、経度、高度）を（ｘ２、ｙ２、ｚ２）とする。
図７に示すように、航空障害灯１００ａ−１及び１００ａ−２は、定期的に建造物情報を周辺に配信している。例えば、航空障害灯１００ａ−１は、建造物３００ａの識別情報（ＡＡ）と航空障害灯１００ａ−１の位置情報（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を含む建造物情報をドローン２００へ配信する（Ｓ１０１）。
ドローン２００は、建造物３００ａに近づくと、航空障害灯１００ａ−１から建造物情報を受信し、受信した建造物情報から建造物３００ａの識別情報と航空障害灯１００ａ−１の位置情報を取得する（Ｓ１０２）。同じ建造物に設置された全ての航空障害灯から位置情報を取得するため、この例では所定時間、位置情報を待つ（Ｓ１０３）。なお、配信される建造物情報に、同じ建造物内の航空障害灯の個数を含めておき、その個数の位置情報が取得されるまで待ってもよい。また、建造物の識別情報（種類等）から航空障害灯の個数が把握可能であってもよい。
さらに、航空障害灯１００ａ−２は、建造物３００ａの識別情報（ＡＡ）と航空障害灯１００ａ−２の位置情報（ｘ２、ｙ２、ｚ２）を含む建造物情報をドローン２００へ配信する（Ｓ１０４）。ドローン２００は、航空障害灯１００ａ−２から建造物情報を受信し、受信した建造物情報から建造物３００ａの識別情報と航空障害灯１００ａ−２の位置情報を取得する（Ｓ１０５）。
例えば、最初に建造物情報を受信してから所定時間経過すると、同じ建造物の航空障害灯の全ての位置情報を取得したと判断し、ドローン２００は、建造物３００ａの位置及び三次元構造を検出する（Ｓ１０６）。取得した識別情報（ＡＡ）及び位置情報（ｘ１、ｙ１、ｚ１）と、識別情報（ＡＡ）及び位置情報（ｘ２、ｙ２、ｚ２）から、識別情報（ＡＡ）の建造物の三次元構造を、（ｘ１、ｙ１、ｚ１）と（ｘ２、ｙ２、ｚ２）の座標の壁を有する三次元モデルとして生成する。
次に、ドローン２００は、検出した建造物３００ａの位置及び三次元構造に基づき、建造物３００ａを回避する航路を決定する（Ｓ１０７）。例えば、図８のように、複数の航空障害灯１００ａの位置情報から建造物３００ａの三次元モデルが生成される。例えば、同じ高さの４つの航空障害灯の位置情報から４つの壁を有する四角柱の三次元モデルを生成する。複数の位置情報のうち最も高い位置が、建造物の高さとなる。また、航空障害灯１００ｂの位置情報から建造物３００ｂの三次元モデルが生成される。１つの航空障害灯の位置情報からは任意の三次元モデルを生成してよい。この例では、１つの航空障害灯の位置情報から４つの壁を有する四角柱の三次元モデルを生成する。建造物の識別情報（種類等）から三次元モデルの形状が把握可能であってもよい。１つの位置情報の場合、その位置が建造物の高さとなる。この例では、建造物３００ａの三次元モデル及び建造物３００ｂの三次元モデルと、三次元空間上で重ならないように航路を決定する。航路は、建造物３００ａ及び建造物３００ｂの間でもよいし、建造物３００ａ及び建造物３００ｂの上でもよい。その後、ドローン２００は、決定した航路を飛行するように飛行制御を行う（Ｓ１０８）。
以上のように、本実施の形態では、高層ビル等の高層建築一棟に設置された航空障害灯の点滅周期をＧＰＳ衛星からの信号により同期を取る製品において、同期の際に取得したＧＰＳ衛星からの信号で算出される各航空障害灯の位置情報を、同一ビルに設置された全ての航空障害灯からビルの識別情報を併せて送信することで、付近を航行する飛行体に対して航行に必要なビルのサイズと配置を認識させて、航行の安全と航路の選定に供することを可能とする。
本実施の形態では、航空障害灯から建造物の識別情報と建造物の位置情報を送信することにより、地図に掲載されていない竣工したばかりの高層ビルがあった場合でも、付近を航行する飛行体がこのビルのサイズと位置を算出することで障害物をリアルタイムに認識でき、障害物同士の間隔を把握できるため、障害物に衝突することなく安全に航行することが出来る。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２は、実施の形態１の構成において、建造物情報を電波ではなく、航空障害灯の光に多重化して送信する例である。その他については、実施の形態１と同様である。なお、実施の形態１と実施の形態２を組み合わせて、航空障害灯から電波と光により建造物情報を送信してもよい。例えば、航空障害灯が、点灯する夜間では、光に多重化して建造物情報を送信し、点灯しない昼間では、電波により建造物情報を送信してもよい。
図９及び図１０は、本実施の形態に係る航空障害灯の構成例を示している。図９に示すように、航空障害灯１００は、実施の形態１と同様、光源１１０、制御装置１２０、ＧＰＳアンテナ１３０を備えており、実施の形態１の無線アンテナ１４０は備えていない。本実施の形態では、例えば、航空障害灯の光源がＬＥＤの場合、ＬＥＤの発行時に光の変調により位置情報を含む建造物情報を多重化して送信する。
制御装置１２０は、図１０に示すように、実施の形態１と同様、ＧＰＳ受信部１２１、灯火制御部１２２、記憶部１２３、配信制御部１２５、入力部１２６を備えており、実施の形態１の送信部１２４の代わりに、光変調部１２７を備えている。
光変調部１２７は、灯火制御部１２２による光源１１０の灯火の制御に加えて、ドローン２００等へ所定の情報を重畳して送信するため、光源１１０の光に変調を加える。すなわち、配信制御部１２５からの指示に従い建造物情報を送信する際に、光変調部１２７は、光源１１０の光に送信する建造物情報を多重化させる。例えば、図１１に示すように、光源１１０の光の強度を建造物情報に応じて変化させることで、光とともに建造物情報を送信する。なお、光の強度変調に限らず、波長変調や位相変調等を行ってもよい。
図１２は、本実施の形態に係るドローンの構成例を示している。図１２に示すように、ドローン２００は、実施の形態１と同様、フィルタ２０２、受信部２０３、信号処理部２０４、検出部２０５、ＧＰＳアンテナ２０６、ＧＰＳ受信部２０７、記憶部２０８、航路決定部２０９、飛行制御部２１０を備えており、実施の形態の無線アンテナ２０１の代わりに、カメラ２１１を備えている。
カメラ２１１は、航空障害灯１００からの光を含めた画像を撮像する撮像部であり、特に航空障害灯１００の光を検出する光検出部である。航空障害灯の光を検出できれば、カメラに限らず、フォトダイオード等でもよい。フィルタ２０２は、カメラ２１１の撮像した画像または光信号のノイズを除去し、受信部２０３は、変調がかけられている光を復調することで航空障害灯１００から建造物情報を受信する。建造物情報の受信以降については、実施の形態１と同様である。
本実施の形態では、航空障害灯の点灯の期間を利用し、航空障害灯の位置情報を同一建造物の識別情報を付加して全ての航空障害灯から光変調して送信する。航空障害灯の光に変調をかけて位置情報等を多重化して送信することで、無線アンテナ等が不要となるため、航空障害灯の外形を変更することなく設置が可能である。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３は、実施の形態１の構成において、同じ建造物における複数の航空障害灯の位置情報をまとめて各航空障害灯から送信する例である。その他については、実施の形態１と同様である。なお、実施の形態２においても、同様に、複数の航空障害灯の位置情報をまとめて送信してもよい。
図１３は、本実施の形態に係る航空障害灯の制御装置の構成例を示している。制御装置１２０は、図１３に示すように、実施の形態１と同様、ＧＰＳ受信部１２１、灯火制御部１２２、記憶部１２３、送信部１２４、配信制御部１２５、入力部１２６を備えており、さらに、取得部１２８を備えている。
取得部１２８は、同じ建造物３００における他の航空障害灯１００の位置情報を取得する。取得部１２８は、他の航空障害灯１００から無線または優先通信を介して位置情報を取得してもよいし、サーバー等の管理装置を介して他の航空障害灯１００の位置情報を取得してもよい。同一建造物に設置されている全ての航空障害灯１００がそれぞれの位置情報を共有するための通信にはＬＡＮや無線を用いる。配信制御部１２５は、取得した他の航空障害灯１００の位置情報を含めて、同じ建造物３００の全ての航空障害灯１００の位置情報と建造物３００の識別情報を配信する。
図１４は、本実施の形態に係る飛行システムの動作例を示している。図１４は、実施の形態１の図７と同様、航空障害灯１００ａ−１及び１００ａ−２が、建造物３００ａに設置されている場合の例である。
航空障害灯１００ａ−１は、建造物３００ａの識別情報（ＡＡ）と航空障害灯１００ａ−１の位置情報（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を含む建造物情報を送信し（Ｓ２０１）、航空障害灯１００ａ−２がその情報を取得する。なお、同様に、航空障害灯１００ａ−２も建造物３００ａの識別情報と航空障害灯１００ａ−２の位置情報を含む建造物情報を航空障害灯１００ａ−１へ送信する。さらに、航空障害灯１００ａ−２は、建造物３００ａの識別情報（ＡＡ）と航空障害灯１００ａ−２の位置情報（ｘ２、ｙ２、ｚ２）に加えて、航空障害灯１００ａ−１の位置情報（ｘ１、ｙ１、ｚ１）を含む建造物情報をドローン２００へ配信する（Ｓ２０２）。なお、航空障害灯１００ａ−１も同じ情報を配信する。
ドローン２００は、航空障害灯１００ａ−２から建造物情報を受信すると（Ｓ１０５）、受信した建造物情報に含まれる建造物３００ａの識別情報と航空障害灯１００ａ−１及び航空障害灯１００ａ−２の位置情報から、建造物３００ａの位置及び三次元構造を検出する（Ｓ１０６）。建造物情報に同じ建造物の全ての航空障害灯の位置情報が含まれているため、他の航空障害灯からの情報を待たずに処理を進めることができる。同一建造物上の全ての航空障害灯が、同一建造物上で他の全ての航空障害灯の座標情報も相互に保有し送信することで、ビル陰や電波伝搬の外乱要因により航空障害灯とドローン間の電波伝搬に問題が有った場合でも、同一建造物の航空障害灯のうちどれか一つの航空障害灯のみからドローンが情報を受信できれば建造物の三次元構造を検出することができる。なお、以降の動作は実施の形態１と同様である。
このように、本実施の形態では、同一建造物上の全ての航空障害灯で各航空障害灯の位置情報を共有する。この共有した全ての航空障害灯の位置情報を同一建造物上の航空障害灯の情報であることを示すために、同じ建造物の識別情報を付加して、全ての航空障害灯から送信する。１つの航空障害灯からの情報を受信することで、その建造物の位置等を把握できるため、迅速に建造物を検出し航路を決定することができる。
なお、本開示は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では主に航空障害灯の例について説明したが、航空障害灯に限らず、飛行体に情報を配信することが可能な配信装置であればよい。また、そのような配信装置を設ける障害物として建造物の例について説明したが、建造物に限らず、その他の障害物でもよい。障害物として、「飛行体」等の「移動体」でも良い。例えば、「飛行体」が送信する情報を、「識別情報」と座標（ＧＰＳ受信で取得した飛行体のその瞬間の中心位置と飛行体をカバーする仮想的な球体を想定した場合の球体の半径）の情報として、これを飛行体相互が送信し、衝突回避や衝突回避の飛行経路の決定を行っても良い。
上述の実施形態における各構成は、ハードウェア又はソフトウェア、もしくはその両方によって構成され、１つのハードウェア又はソフトウェアから構成してもよいし、複数のハードウェア又はソフトウェアから構成してもよい。各装置の機能（処理）を、ＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータにより実現してもよい。例えば、記憶装置に実施形態における方法（配信方法もしくは飛行経路決定方法）を行うためのプログラムを格納し、各機能を、記憶装置に格納されたプログラムをＣＰＵで実行することにより実現してもよい。
これらのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（random access memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
障害物の位置情報を取得する取得部と、
前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する配信部と、
を備える、配信装置。
（付記２）
前記配信部は、前記障害物情報を電波により配信する、
付記１に記載の配信装置。
（付記３）
前記飛行体へ光を発する発光部を備え、
前記配信部は、前記障害物情報を前記光に多重化することにより配信する、
付記１に記載の配信装置。
（付記４）
前記配信装置は、前記障害物に設置された航空障害灯である、
付記３に記載の配信装置。
（付記５）
前記取得部は、前記航空障害灯の時刻同期のための時刻情報を取得する、
付記４に記載の配信装置。
（付記６）
前記障害物の位置情報は、前記障害物に配置された複数の配信装置における位置情報を含む、
付記１乃至５のいずれかに記載の配信装置。
（付記７）
障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信する受信部と、
前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握する把握部と、
前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する決定部と、
を備える、飛行体。
（付記８）
前記配信装置は、前記障害物に設置された航空障害灯である、
付記７に記載の飛行体。
（付記９）
配信装置と飛行体とを備えた飛行システムであって、
前記配信装置は、
障害物の位置情報を取得する取得部と、
前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する配信部と、
を備え、
前記飛行体は、
前記障害物情報を前記障害物の配信装置から無線により受信する受信部と、
前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握する把握部と、
前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する決定部と、
を備える、飛行システム。
（付記１０）
前記配信装置は、前記障害物に設置された航空障害灯である、
付記９に記載の飛行システム。
（付記１１）
障害物の位置情報を取得し、
前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する、
配信方法。
（付記１２）
前記障害物に設置された航空障害灯から前記配信する、
付記１１に記載の配信方法。
（付記１３）
障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信し、
前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握し、
前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する、
飛行経路決定方法。
（付記１４）
前記配信装置は、前記障害物に設置された航空障害灯である、
付記１３に記載の飛行経路決定方法。
（付記１５）
障害物の位置情報を取得し、
前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する、
処理をコンピュータに実行させるための配信プログラム。
（付記１６）
前記障害物に設置された航空障害灯から前記配信する、
付記１５に記載の配信プログラム。
（付記１７）
障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信し、
前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握し、
前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する、
処理をコンピュータに実行させるための飛行経路決定プログラム。
（付記１８）
前記配信装置は、前記障害物に設置された航空障害灯である、
付記１７に記載の飛行経路決定プログラム。
１ 飛行システム
１０ 配信装置
１１ 取得部
１２ 配信部
２０ 飛行体
２１ 受信部
２２ 把握部
２３ 決定部
１００、１００ａ、１００ｂ 航空障害灯
１１０ 光源
１２０ 制御装置
１２１ ＧＰＳ受信部
１２２ 灯火制御部
１２３ 記憶部
１２４ 送信部
１２５ 配信制御部
１２６ 入力部
１２７ 光変調部
１２８ 取得部
１３０ ＧＰＳアンテナ
１４０ 無線アンテナ
２００ ドローン
２０１ 無線アンテナ
２０２ フィルタ
２０３ 受信部
２０４ 信号処理部
２０５ 検出部
２０６ ＧＰＳアンテナ
２０７ ＧＰＳ 受信部
２０８ 記憶部
２０９ 航路決定部
２１０ 飛行制御部
２１１ カメラ
３００、３００ａ、３００ｂ 建造物
４００ ＧＰＳ衛星

Claims (10)

  1. 障害物の位置情報を取得する取得部と、
    前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する配信部と、
    を備え、
    前記障害物の位置情報は、前記障害物に配置された複数の配信装置における位置情報を含む、
    配信装置。
  2. 前記配信部は、前記障害物情報を電波により配信する、
    請求項１に記載の配信装置。
  3. 前記飛行体へ光を発する発光部を備え、
    前記配信部は、前記障害物情報を前記光に多重化することにより配信する、
    請求項１に記載の配信装置。
  4. 前記配信装置は、前記障害物に設置された航空障害灯である、
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配信装置。
  5. 障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信する受信部と、
    前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握する把握部と、
    前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する決定部と、
    を備える、飛行体。
  6. 配信装置と飛行体とを備えた飛行システムであって、
    前記配信装置は、
    障害物の位置情報を取得する取得部と、
    前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信する配信部と、
    を備え、
    前記飛行体は、
    前記障害物情報を前記障害物の配信装置から無線により受信する受信部と、
    前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握する把握部と、
    前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する決定部と、
    を備える、飛行システム。
  7. 障害物の位置情報を取得し、
    前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信し、
    前記障害物の位置情報は、前記障害物に配置された複数の配信装置における位置情報を含む、
    配信方法。
  8. 障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信し、
    前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握し、
    前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する、
    飛行経路決定方法。
  9. 障害物の位置情報を取得し、
    前記取得した障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物から飛行体へ無線により配信し、
    前記障害物の位置情報は、前記障害物に配置された複数の配信装置における位置情報を含む、
    処理をコンピュータに実行させるための配信プログラム。
  10. 障害物の位置情報及び前記障害物の識別情報を含む障害物情報を、前記障害物の配信装置から無線により受信し、
    前記受信した障害物情報に基づき、前記障害物の三次元構造を把握し、
    前記把握した障害物の三次元構造に基づき、前記障害物を避けた飛行経路を決定する、
    処理をコンピュータに実行させるための飛行経路決定プログラム。
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