JP6929211B2 - 航空機の飛行経路の安全性を判断するための方法、プログラムおよび装置 - Google Patents
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Description
一方で、航空機と地物との距離を離し過ぎると、当該運航の目的に照らして不都合を生じる場合がある。例えば、地物を避けるべく必要以上に大きく迂回すればそのぶん飛行時間が延長されるが、これは輸送等といった短時間飛行を望む目的の運航にとっては不都合となる。また、地物を避けるべく必要以上に高く上昇すればそのぶん対地高度が増大するが、これは空撮等といった低空飛行を望む目的の運航にとっては不都合となる。そのため、安全性を担保しつつ効率的かつ効果的に運航目的を満たすためには、航空機と地物との距離を適切に設定する必要がある。
まず、本開示に従う技術思想を説明する。実施形態に従う技術は、航空機のテスト飛行等により観測エリアの数値表層モデル(第1モデル)を取得する。この数値表層モデルは、観測エリアを構成する複数の領域の各々の地物の高さを含む。テスト飛行の高度は、高く設定される(例えば100m)。これにより、航空機と地物とが衝突する可能性が低くなる。
図1は、実施形態に従うシステム100の構成の一例を表す図である。システム100は、無人航空機110と、コンピュータ120とを有する。
図2は、コンピュータ120の構成の一例を表すブロック図である。コンピュータ120は、CPU(Central Processing Unit)210と、RAM(Random Access Memory)220と、ROM(Read Only Memory)230と、HDD(Hard Disk Drive)240と、入力装置250と、ディスプレイ260と、入力インターフェイス(I/F)270と、通信I/F280とを有する。これらのデバイスは、バスで互いに接続されている。
図3は、オルソ画像244を表す。オルソ画像244は、無人航空機110がこれから観測するエリア(以下、「観測エリア」とも言う)の空中写真である。
E(x,y)=E(0,0)+ΔEx×x+ΔEy×y
N(x,y)=N(0,0)+ΔNx×x+ΔNy×y
図5は、数値表層モデル242のデータ構造の一例を表す図である。数値表層モデル242は、各領域ごとに、行列における位置(x、y)と高さ情報(z)とを有し、ヘッダとして地理座標系の情報を有する。一例として、このような数値表層モデル242は、GeoTIFF(Geo Tagged Image File Format)形式で定義される。
図7は、飛行経路246を模式的に表す図である。図7に示される例において、飛行経路246は、観測エリアのオルソ画像上に重畳されている。飛行経路246は、複数の経路点P1,P2,・・・を結ぶ直線によって定義される。
図9は、飛行経路246の安全性を判断する方法の概要を説明するための図である。なお、図9では説明を分かり易くするために、地物を水平方向から見た断面図で表している。
以下、拡張モデルを生成する方法の具体的な処理について説明する。まず、バッファモデルについて説明する。
図10は、バッファモデルのデータ構造の一例を表す図である。図11は、上述の図6と同様の手法を用いて図10に示されるバッファモデルを視覚的に表す図である。図10に示されるバッファモデルは、円を分割する複数の領域ごとの高さ補正情報を含む。バッファモデルを構成する各領域は、行方向(Δx方向)と列方向(Δy方向)とに配列されている。この円の中心の領域を(Δx,Δy)=(0,0)、つまり原点として定義する。各領域の地理座標系における大きさは、数値表層モデル242の各領域と同じ大きさ(例えば1m四方)に設定される。
<第1方法>
図14は、拡張モデルを生成する処理の一例を模式的に表す図である。図14に示される例において、バッファモデル940は半球モデルである。
図17は、拡張モデルを生成する処理の他の例を模式的に表す図である。図17に示される例において、バッファモデル940は半球モデルである。
CPU210は、生成した拡張モデル930と飛行経路246とを比較して、飛行経路246と地物との距離が安全距離Ds未満であるか、つまり、飛行経路246が危険であるか否かを判断する。
第2コンテンツ:オルソ画像244および飛行経路246
第3コンテンツ:数値表層モデル242および飛行経路246
第4コンテンツ:数値表層モデル242、オルソ画像、および飛行経路246
ある局面において、CPU210は、各コンテンツにおいて表示される画像を重ね合わせてプレビュー画面1910に表示する。
上記の例において、CPU210は、飛行経路246の変更を受け付けるように構成されているが、他の実施形態において、飛行経路246を自動的に修正するように構成されてもよい。
図20は、飛行経路の安全性を判断する処理の一例を表すフローチャートである。図20に示される各処理は、CPU210がROM230に格納される制御プログラム232を実行することにより実現され得る。
Claims (11)
- 航空機の飛行経路の安全性を判断するための方法であって、
水平面上の所定エリアが複数の領域に分割され、各前記領域の前記水平面上の位置情報および地物の高さ情報を含む前記所定エリアの第1モデルを取得するステップと、
予め定められた距離に基づいて、前記第1モデルに規定される各前記領域の地物の高さ情報をそれぞれ拡張して前記所定エリアの第2モデルを生成するステップと、
前記所定エリアにおいて予定されている前記航空機の飛行経路の入力を受け付けるステップと、
前記第2モデルと前記飛行経路とを比較して、前記飛行経路と地物との距離が前記予め定められた距離未満であるか否かを判断するステップと、
前記判断結果を出力するステップとを備え、
前記第2モデルを生成するステップは、
前記予め定められた距離に基づいて、所定形状を分割する複数の領域ごとの高さ補正情報を含むバッファモデルを生成することと、
前記第1モデルとバッファモデルとに基づいて前記第2モデルを生成することとを含む、方法。 - 前記判断結果を出力するステップは、前記入力された飛行経路と前記判断結果とをディスプレイに表示することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ディスプレイに表示することは、前記入力された飛行経路のうち前記地物との距離が前記予め定められた距離未満である部分と前記予め定められた距離以上である部分とを異なる態様で前記ディスプレイに表示することを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記所定エリアのオルソ画像を取得するステップをさらに備え、
前記ディスプレイに表示することは、前記取得されたオルソ画像と前記入力された飛行経路とを重ね合わせて前記ディスプレイに表示することを含む、請求項2または3に記載の方法。 - 前記ディスプレイに表示することは、前記第2モデルと前記飛行経路とを重ね合わせて前記ディスプレイに表示することを含む、請求項2〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1モデルとバッファモデルとに基づいて前記第2モデルを生成することは、第2モデルの所定領域を基準とする前記所定形状に対応する複数の領域の各々の高さ情報を、対応する前記バッファモデルに規定される高さ補正情報に前記第1モデルの前記所定領域に対応する領域の高さ情報を加算した高さ情報に設定することを含み、
前記第2モデルの所定領域を基準とする前記所定形状に対応する複数の領域の各々の高さ情報を設定することは、当該複数の領域のいずれかの領域において既に高さ情報が設定されている場合に、当該領域の前記加算結果に対応する高さ情報が前記既に設定されている高さ情報よりも高い場合に、当該加算結果に対応する高さ情報を当該領域における高さ情報として設定することを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1モデルとバッファモデルとに基づいて前記第2モデルを生成することは、第1モデルの所定領域を基準として前記所定形状に対応する複数の領域の各々に規定される高さ情報に前記バッファモデルのうち対応する高さ補正情報を加算することと、
前記第2モデルにおける前記所定領域の高さを、前記加算後の前記所定形状に対応する複数の領域の各々の高さ情報のうち最も高い高さ情報とすることとを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。 - 前記バッファモデルは、前記入力された距離を半径とする半球モデル、および前記入力された距離を高さとする直方体モデルを含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記入力された飛行経路と前記地物との距離が前記入力された距離未満であると判断された場合に、前記第2モデルに基づいて当該飛行経路を修正するステップをさらに備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 航空機の飛行経路の安全性を判断するためにコンピュータで実行されるプログラムであって、
前記プログラムは前記コンピュータに、
水平面上の所定エリアが複数の領域に分割され、各前記領域の前記水平面上の位置情報および地物の高さ情報を含む前記所定エリアの第1モデルを前記コンピュータの記憶装置から読み込むステップと、
予め定められた距離に基づいて、前記第1モデルに規定される各前記領域の地物の高さ情報をそれぞれ拡張して前記所定エリアの第2モデルを生成するステップと、
前記所定エリアにおいて予定されている前記航空機の飛行経路の入力を受け付けるステップと、
前記第2モデルと前記飛行経路とを比較して、前記飛行経路と地物との距離が前記予め定められた距離未満であるか否かを判断するステップと、
前記判断結果を出力するステップと、を実行させ、
前記第2モデルを生成するステップは、
前記予め定められた距離に基づいて、所定形状を分割する複数の領域ごとの高さ補正情報を含むバッファモデルを生成することと、
前記第1モデルとバッファモデルとに基づいて前記第2モデルを生成することとを含む、プログラム。 - 航空機の飛行経路の安全性を判断するための装置であって、
水平面上の所定エリアが複数の領域に分割され、各前記領域の前記水平面上の位置情報および地物の高さ情報を含む前記所定エリアの第1モデルを取得する取得部と、
予め定められた距離に基づいて、前記取得部で取得した前記第1モデルに規定される各前記領域の地物の高さ情報をそれぞれ拡張して前記所定エリアの第2モデルを生成する生成部と、
前記所定エリアにおいて予定されている前記航空機の飛行経路の入力を受け付ける受付部と、
前記生成部で生成した前記第2モデルと前記飛行経路とを比較して、前記飛行経路と地物との距離が前記予め定められた距離未満であるか否かを判断する判断部と、
前記判断部の判断結果を出力する出力部とを備え、
前記生成部は、前記予め定められた距離に基づいて、所定形状を分割する複数の領域ごとの高さ補正情報を含むバッファモデルを生成し、前記第1モデルとバッファモデルとに基づいて前記第2モデルを生成する、装置。
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