JP6960895B2 - 伝搬障害判定装置、伝搬障害判定システム及び伝搬障害判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、電波の伝搬障害の有無を判定するための伝搬障害判定装置、伝搬障害判定システム及び伝搬障害判定方法に関する。

従来、マイクロ波無線伝送における電波障害の有無を判定する方法が知られている。特許文献１には、フレネルゾーンと地上反射波ルートとの関係をシミュレーションすることにより、電波障害の有無を判定するシステムが開示されている。

特開２０１３−１４１０６７号公報

地形情報に基づいて地上反射波のシミュレーションをすることにより、地形の影響による電波障害の有無を判定することはできる。しかしながら、地形情報に基づくシミュレーションをする場合、新たに建設された建物及び生育した樹木等の障害物の影響を考慮して電波障害の有無を判定することが困難であり、電波障害の有無の精度が不十分であるという問題があった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、電波障害の有無の判定精度を向上させることができる伝搬障害判定装置、伝搬障害判定システム及び伝搬障害判定方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様の伝搬障害判定装置は、第１アンテナの位置又は前記第１アンテナが設置される位置の候補である第１位置と、前記第１アンテナが送信する電波を受信する第２アンテナの位置又は前記第２アンテナが設置される位置の候補である第２位置との間の領域の三次元データを取得するデータ取得部と、前記三次元データに基づいて、前記第１位置と前記第２位置との間のフレネルゾーンに含まれる障害物を特定する特定部と、前記特定部が特定した前記障害物の位置及び態様に基づいて、前記第１位置と前記第２位置との間の前記電波の伝搬に障害があるか否かを判定する判定部と、を有する。

前記判定部は、前記第１アンテナの直径に基づいて定められる前記第１位置から所定の距離内の第１近傍区間内、及び前記第２アンテナの直径に基づいて定められる前記第２位置から所定の距離内の第２近傍区間内の前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定した場合、前記電波の伝搬に障害があると判定してもよい。

前記判定部は、前記第１近傍区間内及び前記第２近傍区間内における前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定せず、前記第１近傍区間及び前記第２近傍区間以外における前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定した場合、当該障害物による遮蔽損失に基づいて、前記電波の伝搬に障害があるか否かを判定してもよい。

前記判定部は、前記フレネルゾーンの断面積に対する、前記障害物が前記フレネルゾーンを遮蔽する面積の割合に基づいて前記遮蔽損失を決定してもよい。

前記判定部は、前記遮蔽損失が第１閾値以下である場合に前記電波の伝搬に障害がないと判定し、前記遮蔽損失が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合に前記電波の伝搬に障害があると判定してもよい。

前記判定部は、前記遮蔽損失が前記第１閾値より大きく前記第２閾値より小さい場合、前記第１近傍区間及び前記第２近傍区間以外における前記フレネルゾーン内において前記特定部が樹木を前記障害物として特定したことを条件として、前記電波の伝搬に障害があると判定してもよい。

前記判定部は、前記第１近傍区間内及び前記第２近傍区間内における前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定せず、前記第１近傍区間及び前記第２近傍区間以外における前記フレネルゾーン内において前記特定部が樹木を前記障害物として特定した場合、前記特定部が前記障害物として特定した樹木の種別に基づいて、前記電波の伝搬に障害があると判定してもよい。

前記判定部は、前記特定部が前記障害物として特定した樹木の種別に基づいて、時間の経過とともに当該樹木が前記フレネルゾーンを遮蔽する面積が所定の量以上増加すると推定される場合に、前記電波の伝搬に障害があると判定し、当該樹木が前記フレネルゾーンを遮蔽する面積が所定の量以上増加しないと推定される場合に、前記電波の伝搬に障害がないと判定してもよい。

前記判定部が前記電波の伝搬に障害があると判定した場合に、前記特定部が特定した前記障害物の位置及び形状に基づいて、前記電波の伝搬に障害がなくなるように前記第１位置及び前記第２位置の少なくともいずれかを補正した補正位置を出力する出力部をさらに有してもよい。

前記判定部は、前記障害物の影響による障害がないと判定した場合であっても、前記フレネルゾーン内に地表面が含まれている場合、前記電波の伝搬に障害があると判定してもよい。

本発明の第２の態様の伝搬障害判定システムは、電波の伝搬障害の有無を判定する伝搬障害判定装置と、無人飛行体を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記無人飛行体に第１アンテナの位置又は前記第１アンテナが設置される位置の候補である第１位置と、前記第１アンテナが送信する電波を受信する第２アンテナの位置又は前記第２アンテナが設置される位置の候補である第２位置との間の領域を飛行させることにより、前記第１位置と前記第２位置との間の領域の三次元データを取得させる。前記伝搬障害判定装置は、前記三次元データを取得するデータ取得部と、前記三次元データに基づいて、前記第１位置と前記第２位置との間のフレネルゾーンに含まれる障害物を特定する特定部と、前記特定部が特定した前記障害物の位置及び態様に基づいて、前記第１位置と前記第２位置との間の前記電波の伝搬に障害があるか否かを判定する判定部と、を有する。

前記制御装置は、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間の領域に含まれる物体の位置及び大きさに関する情報を取得済である場合、前記物体のデータを除く前記三次元データを前記無人飛行体に取得させてもよい。

本発明の第３の態様の伝搬障害判定方法は、コンピュータが実行する、第１アンテナの位置又は前記第１アンテナが設置される位置の候補である第１位置と、前記第１アンテナが送信する電波を受信する第２アンテナの位置又は前記第２アンテナが設置される位置の候補である第２位置との間の領域の三次元データを取得するステップと、前記三次元データに基づいて、前記第１位置と前記第２位置との間のフレネルゾーンに含まれる障害物を特定するステップと、特定した前記障害物の位置及び態様に基づいて、前記第１位置と前記第２位置との間の前記電波の伝搬に障害があるか否かを判定するステップと、を有する。

本発明によれば、電波障害の有無の判定精度を向上させることができるという効果を奏する。

伝搬障害判定装置の概要を説明するための図である。 伝搬障害判定システムの構成の模式図である。 伝搬障害判定装置の機能構成を示す図である。 フレネルゾーンの境界位置の座標を特定するための方法を説明するための図である。 判定部による判定処理のフローチャートである。 近傍区間及び非近傍区間について説明するための図である。 クリアランスについて説明するための図である。

［伝搬障害判定システムＳの概要］
図１は、本実施形態に係る伝搬障害判定システムＳの概要を説明するための図である。図２は、伝搬障害判定システムＳの構成の模式図である。アンテナ間で無線通信をするシステムにおいて、アンテナ間に障害物が存在すると、障害物によって電波が減衰することにより通信品質が劣化する。良好な通信品質を確保するためには、複数のアンテナ間のフレネルゾーン内に障害物が存在しないことが望ましいとされている。

フレネルゾーン内に障害物が存在するか否かを判定することは容易ではない。そこで、本実施形態に係る伝搬障害判定システムＳは、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の領域の三次元データを取得し、取得した三次元データにおいて特定したフレネルゾーンに障害物が存在するか否かを判定することにより、第１アンテナＡ１及び第２アンテナＡ２の位置が適正であるか否かを判定する。フレネルゾーンは、図１における破線で囲まれた領域Ｚであり、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２とを結ぶ直線（以下、見通し線Ｌという場合がある）に直交する方向の断面は円形である。

三次元データは、地平面上の複数の位置と、各位置の高さとが関連付けられたデータである。樹木（図１におけるＸ１、Ｘ２）又は建物（図１におけるＸ３）等の障害物が存在する位置においては、三次元データが示す高さが大きくなる。三次元データの作成方法は任意であるが、本実施形態においては、図１に示すように、無人飛行体（以下、ドローンＤという）に第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の領域を飛行させ、ドローンＤに伝搬障害判定装置１と第２アンテナＡ２との間の領域を撮影させたり、レーザーを照射したりして、三次元データを作成するためのデータを取得することを想定している。

新しい建物が建設されたり、樹木が成長したりすることにより、障害物の状況は刻々と変化する。ドローンＤを用いることで、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の領域の三次元データを高い頻度で更新することができるので、通信品質の劣化の原因となり得る障害物が発生する可能性があることを早期に検出することが可能になる。

なお、図１においては、第１アンテナＡ１及び第２アンテナＡ２が設置されている状態が示されているが、伝搬障害判定システムＳは他の状況においても適用できる。例えば、第１アンテナＡ１及び第２アンテナＡ２のいずれかが設置されていない場合に、第１アンテナＡ１及び第２アンテナＡ２のいずれかを設置する位置の候補が適正であるか否かを判定してもよい。

図２に示すように、伝搬障害判定システムＳは、伝搬障害判定装置１と、飛行制御装置２と、ドローンＤとを備える。飛行制御装置２は、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の領域をドローンＤに飛行させるための制御を行うサーバである。ドローンＤは、例えばステレオカメラを有しており、複数の撮像画像を伝搬障害判定装置１に送信する。飛行制御装置２は、ドローンＤから取得した複数の撮像画像を伝搬障害判定装置１に送信する。

伝搬障害判定装置１は、飛行制御装置２から取得した撮像画像に基づいて障害物の有無を判定するサーバである。伝搬障害判定装置１は、例えば飛行制御装置２から取得した複数の撮像画像に基づいて三次元データを作成し、作成した三次元データにおいてフレネルゾーンを特定する。伝搬障害判定装置１は、フレネルゾーンに含まれている障害物の位置、大きさ及び種別等のいずれかに基づいて、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の通信に及ぶ影響の大きさを推定する。伝搬障害判定装置１は、影響の大きさが所定の閾値以上である場合に、障害物があるという判定結果を出力する。

なお、飛行制御装置２は、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の領域に含まれる物体の位置及び大きさに関する情報を取得済である場合、物体のデータを除く三次元データをドローンＤに取得させてもよい。例えば、飛行制御装置２は、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の領域の建物の三次元データを過去に取得済である場合、当該三次元データに含まれている建物の領域の撮像画像をドローンＤに取得させない。そして、伝搬障害判定装置１は、過去に取得済の三次元データと、新たにドローンＤが撮影した撮像画像に基づいて作成した三次元データとを合成して得られる三次元データに基づいて、障害物の有無を判定する。このようにすることで、ドローンＤによる撮影時間が短縮され、送信するべき撮像画像のデータ量を削減することができる。

［伝搬障害判定装置１の機能構成］
図３は、伝搬障害判定装置１の機能構成を示す図である。伝搬障害判定装置１は、通信部１１と、記憶部１２と、制御部１３とを有する。制御部１３は、データ取得部１３１と、特定部１３２と、判定部１３３と、出力部１３４とを有する。

通信部１１は、飛行制御装置２から撮像画像等のデータを受信するための通信インターフェースであり、例えばＬＡＮ（Local Area Network）コントローラを有する。通信部１１は、飛行制御装置２から受信したデータをデータ取得部１３１に通知する。

記憶部１２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスク等の記憶媒体を有する。記憶部１２は、制御部１３が実行するプログラムを記憶する。また、記憶部１２は、飛行制御装置２から受信した撮像画像を始めとする各種のデータを一時的に記憶するワークメモリとしても機能する。

制御部１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部１２に記憶されたプログラムを実行することにより、データ取得部１３１、特定部１３２、判定部１３３及び出力部１３４として機能する。

データ取得部１３１は、第１アンテナＡ１の位置又は第１アンテナＡ１が設置される位置の候補である第１位置と、第１アンテナＡ１が送信する電波を受信する第２アンテナＡ２の位置又は第２アンテナＡ２が設置される位置の候補である第２位置との間の領域の三次元データを取得する。データ取得部１３１は、例えば第１位置及び第２位置を示す位置情報を飛行制御装置２に送信し、飛行制御装置２が、位置情報が示す第１位置と第２位置との間の領域においてドローンＤに撮像させた撮像画像に基づいて三次元データを作成することにより、三次元データを取得する。位置情報は、第１位置及び第２位置それぞれの緯度・経度と、地表面からの高さとを含んでいる。

飛行制御装置２が三次元データを作成する機能を有する場合、データ取得部１３１は、飛行制御装置２から三次元データを取得してもよい。この場合、データ取得部１３１は、例えば第１位置及び第２位置を示す位置情報を飛行制御装置２に送信し、第１位置と第２位置との間の領域の三次元データを取得する。三次元データには、少なくとも、第１位置と第２位置との間のフレネルゾーンが含まれているものとする。

特定部１３２は、データ取得部１３１が取得した三次元データに基づいて、第１位置と第２位置との間のフレネルゾーンに含まれる障害物を特定する。特定部１３２は、まず、三次元データにおける第１位置の座標及び第２位置の座標と、第１アンテナＡ１が送信する電波の波長λと、に基づいて、フレネルゾーンの境界位置の座標を特定する。特定部１３２は、三次元データにおける隣接する複数の画素間の画素値の変化量に基づいて輪郭線を検出し、フレネルゾーン内に物体の輪郭線を検出した場合に、輪郭線の内側に障害物が存在することを特定する。

図４は、フレネルゾーンの境界位置の座標を特定するための方法を説明するための図である。フレネルゾーンは、第１アンテナＡ１が送信した電波が第２アンテナＡ２に最短距離で到達する場合と、別経路で到達する場合との経路差が、電波の波長／２以内になる経路の軌跡内に作られる回転楕円体空間である。

図４においては、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との距離をｄ、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の任意の位置におけるフレネルゾーンの半径（以下、フレネル半径という場合がある）をＲ、第１アンテナＡ１から当該位置までの距離をｄ１、第２アンテナＡ２から当該位置までの距離をｄ２としている。この場合、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２とを結ぶ直線の長さに相当する最短経路の長さと、当該位置を経由する第１アンテナＡ１から第２アンテナＡ２までの別経路（図４における一点鎖線の経路）の長さとの差である経路差がλ／２になるときのＲが、当該位置におけるフレネルゾーンの半径となる。

具体的には、特定部１３２は、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の複数の位置それぞれに対して以下の式（１）及び式（２）を満たすＲを算出することで、フレネル半径Ｒを算出する。

判定部１３３は、特定部１３２が特定した障害物の位置及び態様に基づいて、第１位置と第２位置との間の電波の伝搬に障害があるか否かを判定する。以下、判定部１３３による判定方法を詳細に説明する。

図５は、判定部１３３による判定処理のフローチャートである。
まず、判定部１３３は、近傍区間における障害物の有無を判定する（Ｓ１）。判定部１３３は、近傍区間内に障害物がないと判定した場合（Ｓ２においてＮＯ）、非近傍区間内に障害物があるか否かを判定する（Ｓ３）。

図６は、近傍区間及び非近傍区間について説明するための図である。図６（ａ）は、第１アンテナＡ１の周辺を水平方向から視認した垂直方向のフレネルゾーンＺを示す模式図である。図６（ｂ）は、第１アンテナＡ１の周辺を鉛直方向から視認した水平方向のフレネルゾーンＺを示す模式図である。第１アンテナＡ１の近傍区間は、例えば第１アンテナＡ１の空中線の開口面から見通し線Ｌ上で空中線の口径Φの１０倍の距離までの区間である。非近傍区間は、近傍区間よりも第１アンテナＡ１から遠い区間である。

図６において斜線で示す、近傍区間内のフレネルゾーンＺ内に障害物が存在する場合、障害物が電波の伝搬に与える影響が大きく、通信に支障が生じる蓋然性が高い。そこで、判定部１３３は、近傍区間内のフレネルゾーンＺ内に障害物が存在すると判定した場合（Ｓ２におけるＹＥＳ）、電波の伝搬に障害があると判定する（Ｓ９）。具体的には、判定部１３３は、第１アンテナＡ１の直径に基づいて定められる第１位置から所定の距離内の第１近傍区間内、及び第２アンテナＡ２の直径に基づいて定められる第２位置から所定の距離内の第２近傍区間内のフレネルゾーン内において特定部１３２が障害物を特定した場合、電波の伝搬に障害があると判定する。

続いて、判定部１３３は、近傍区間内のフレネルゾーンＺ内に障害物が存在しないと判定した場合（Ｓ２におけるＮＯ）、非近傍区間内のフレネルゾーンＺ内に障害物が存在するか否かを判定する（Ｓ３）。具体的には、判定部１３３は、まず、垂直方向及び水平方向における、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の見通し線Ｌから、障害物の最高点までの距離ｈ（以下、クリアランスｈという場合がある）の値と、フレネルゾーンの半径Ｒとの関係に基づく係数Ｕ＝ｈ／Ｒにより算出する。

判定部１３３は、垂直方向及び水平方向のいずれの場合もＵ＞１となるときに電波の伝搬に障害があると判定する。一方、判定部１３３は、垂直方向及び水平方向のいずれかにおいてＵ≦１となる位置が存在する場合、非近傍区間に障害物がないと判定する。

図７は、クリアランスｈについて説明するための図である。判定部１３３は、水平方向におけるクリアランスｈを、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の見通し線Ｌと障害物との水平方向の最短距離とする。また、判定部１３３は、第１アンテナＡ１の高さをｈ１、第２アンテナＡ２の高さをｈ２、障害物の高さをｈｓ、第１アンテナＡ１から障害物までの距離をｄ１、第２アンテナＡ２から障害物までの距離をｄ２、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との距離をｄ、大気屈折率傾度の平均値をαとした場合、垂直方向のクリアランスｈを以下の式（３）により算出する。

非近傍区間に障害物がある場合、障害物の形状及び種別等によって、障害物が電波の伝搬に障害を与える程度が異なる。そこで、判定部１３３は、第１近傍区間内及び第２近傍区間内におけるフレネルゾーン内において特定部１３２が障害物を特定せず、第１近傍区間及び第２近傍区間以外の非近傍区間におけるフレネルゾーン内において特定部１３２が障害物を特定した場合（Ｓ４においてＹＥＳ）、当該障害物による遮蔽損失に基づいて、電波の伝搬に障害があるか否かを判定する（Ｓ５）。判定部１３３は、非近傍区間に障害物がない場合、電波の伝搬に障害がないと判定する（Ｓ８）。

判定部１３３は、遮蔽損失に基づいて判定する場合、フレネルゾーンの断面積に対する、障害物がフレネルゾーンを遮蔽する面積の割合に基づいて遮蔽損失を決定する。判定部１３３は、遮蔽損失が第１閾値以下である場合（Ｓ５においてＹＥＳ）、電波の伝搬に障害がないと判定する（Ｓ８）。一方、判定部１３３は、遮蔽損失が第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合（Ｓ６においてＹＥＳ）、電波の伝搬に障害があると判定する（Ｓ９）。

具体的には、判定部１３３は、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の見通し線Ｌと直交する方向の障害物が存在する位置ｉにおける障害物の断面の面積Ｓｉと、当該位置におけるフレネルゾーンの断面積Ｓｆｉとの比を用いて、以下の式（４）により遮蔽損失Ｌ（ｄＢ）を算出する。

判定部１３３は、遮蔽損失Ｌが１ｄＢを超えない場合、電波の伝搬に障害がないと判定する。また、判定部１３３は、遮蔽損失Ｌが６ｄＢを超える場合、電波の伝搬に障害があると判定する。判定部１３３は、いずれにも該当しない場合、すなわち遮蔽損失が１ｄＢ以上６ｄＢ以下である場合、判定部１３３は、遮蔽損失が第１閾値より大きく第２閾値より小さい場合、第１近傍区間及び第２近傍区間以外におけるフレネルゾーン内において特定部１３２が樹木を障害物として特定したことを条件として、電波の伝搬に障害があると判定する。

樹木においては、樹木内の伝搬距離をＪ（ｍ）、減衰定数をγ（ｄＢ／ｍ）とした場合に、伝搬損失Ｊγが生じる。樹木は成長により、時間の経過とともに伝搬損失が大きくなることから、判定部１３３が、遮蔽損失が第１閾値より大きく第２閾値より小さい場合であっても、非近傍区間に樹木が存在する場合に電波の伝搬に障害があると判定することで、将来通信品質が劣化してしまうことを予防することができる。

判定部１３３は、第１近傍区間内及び第２近傍区間内におけるフレネルゾーン内において特定部が障害物を特定せず、第１近傍区間及び第２近傍区間以外におけるフレネルゾーン内において特定部１３２が樹木を障害物として特定した場合、特定部１３２が障害物として特定した樹木の種別に基づいて、電波の伝搬に障害があると判定してもよい。判定部１３３は、例えば特定部１３２が特定した樹木の種別が、樹木が特定された時点の樹木の高さが最大の高さであると予想される種別である場合、電波の伝搬に障害がないと判定する。一方、判定部１３３は、特定部１３２が特定した樹木が成長中の樹木であり、今後も成長が続くことが予想される種別である場合、電波の伝搬に障害があると判定する。

具体的には、判定部１３３は、特定部１３２が障害物として特定した樹木の種別に基づいて、時間の経過とともに当該樹木がフレネルゾーンを遮蔽する面積が所定の量以上増加すると推定される場合に、電波の伝搬に障害があると判定し、当該樹木がフレネルゾーンを遮蔽する面積が所定の量以上増加しないと推定される場合に、電波の伝搬に障害がないと判定する。判定部１３３がこのように樹木の種別に基づいて判定することで、必要以上に第２閾値を小さくしなくてもよいので、新たに第２アンテナＡ２を設置する場合に、第２アンテナＡ２を設置可能な候補エリアが広くなる。

出力部１３４は、判定部１３３が判定した結果を出力する。出力部１３４は、例えば、通信部１１を介して、外部のコンピュータに対して判定結果を送信する。出力部１３４は、判定結果を紙に印刷したり、ディスプレイに表示させたりすることにより出力してもよい。

出力部１３４は、判定部１３３が電波の伝搬に障害があると判定した場合に、特定部１３２が特定した障害物の位置及び形状に基づいて、電波の伝搬に障害がなくなるように第１位置及び第２位置の少なくともいずれかを補正した補正位置を出力してもよい。出力部１３４が補正位置を出力するために、判定部１３３は、電波の伝搬に障害があると判定した場合に、第２アンテナＡ２の位置を変更し、第２アンテナＡ２が変更した後の位置にあるという条件で、図５のフローチャートに示した判定処理を実行する。判定部１３３は、電波の伝搬に障害がないと判定できるまで、第２アンテナＡ２の位置を変更しながら判定処理を繰り返す。このようにすることで、第２アンテナＡ２を建設する通信事業者が、短時間で第２アンテナＡ２を建設するべき位置を決定することが可能になる。

［変形例］
以上の説明においては、判定部１３３が、三次元データに基づいて、フレネルゾーン内に障害物が存在することを条件として電波の伝搬に障害があると判定したが、三次元データに障害物が含まれていない場合であっても、フレネルゾーン内に地表面が含まれている場合は、電波の伝搬に障害が発生するおそれがある。そこで、判定部１３３は、障害物の影響による障害がないと判定した場合であっても、フレネルゾーン内に地表面が含まれている場合、電波の伝搬に障害があると判定してもよい。

［伝搬障害判定装置１による効果］
以上説明したように、伝搬障害判定装置１は、ドローンＤが生成した撮像画像に基づく三次元データに基づいて、第１アンテナＡ１の第１位置と第２アンテナＡ２の第２位置との間のフレネルゾーンに含まれる障害物の位置及び態様に基づいて、第１アンテナＡ１と第２アンテナＡ２との間の電波の伝搬に障害があるか否かを判定する。伝搬障害判定装置１がこのような構成を有することで、新たに建設された建物及び生育した樹木等の障害物の影響を考慮して電波障害の有無を判定しやすくなるので、電波障害の有無の判定精度を向上させることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

１ 伝搬障害判定装置
２ 飛行制御装置
１１ 通信部
１２ 記憶部
１３ 制御部
１３１ データ取得部
１３２ 特定部
１３３ 判定部
１３４ 出力部

Claims (12)

1. 第１アンテナの位置又は前記第１アンテナが設置される位置の候補である第１位置と、前記第１アンテナが送信する電波を受信する第２アンテナの位置又は前記第２アンテナが設置される位置の候補である第２位置との間のフレネルゾーンを含む領域の三次元データを取得するデータ取得部と、
   前記三次元データにおける前記第１位置の座標及び前記第２位置の座標と、前記第１アンテナが送信する電波の波長と、に基づいて、前記フレネルゾーンの境界位置の座標を特定し、前記三次元データに基づいて前記フレネルゾーン内に障害物が存在することを特定する特定部と、
   前記第１アンテナの直径に基づいて定められる前記第１位置から所定の距離内の第１近傍区間内、及び前記第２アンテナの直径に基づいて定められる前記第２位置から所定の距離内の第２近傍区間内の前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定した場合、前記電波の伝搬に障害があると判定する判定部と、
   を有する伝搬障害判定装置。
2. 前記判定部は、前記第１近傍区間内及び前記第２近傍区間内における前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定せず、前記第１近傍区間以外及び前記第２近傍区間以外における前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定した場合、当該障害物による遮蔽損失に基づいて、前記電波の伝搬に障害があるか否かを判定する、
   請求項１に記載の伝搬障害判定装置。
3. 前記判定部は、前記フレネルゾーンの断面積に対する、前記障害物が前記フレネルゾーンを遮蔽する面積の割合に基づいて前記遮蔽損失を決定する、
   請求項２に記載の伝搬障害判定装置。
4. 前記判定部は、前記遮蔽損失が第１閾値以下である場合に前記電波の伝搬に障害がないと判定し、前記遮蔽損失が前記第１閾値よりも大きい第２閾値以上である場合に前記電波の伝搬に障害があると判定する、
   請求項２又は３に記載の伝搬障害判定装置。
5. 前記判定部は、前記遮蔽損失が前記第１閾値より大きく前記第２閾値より小さい場合、前記第１近傍区間以外及び前記第２近傍区間以外における前記フレネルゾーン内において前記三次元データに基づいて前記特定部が樹木を特定したことを条件として、前記電波の伝搬に障害があると判定する、
   請求項４に記載の伝搬障害判定装置。
6. 前記判定部は、前記第１近傍区間内及び前記第２近傍区間内における前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定せず、前記第１近傍区間以外及び前記第２近傍区間以外における前記フレネルゾーン内において前記特定部が樹木を特定した場合、前記フレネルゾーン内を撮影することにより作成された撮像画像を含む前記三次元データに基づいて特定した前記樹木の種別に基づいて、前記電波の伝搬に障害があると判定する、
   請求項１から５のいずれか一項に記載の伝搬障害判定装置。
7. 前記判定部は、前記特定部が特定した前記樹木の種別に基づいて、時間の経過とともに当該樹木が前記フレネルゾーンを遮蔽する面積が所定の量以上増加すると推定される場合に、前記電波の伝搬に障害があると判定し、当該樹木が前記フレネルゾーンを遮蔽する面積が所定の量以上増加しないと推定される場合に、前記電波の伝搬に障害がないと判定する、
   請求項６に記載の伝搬障害判定装置。
8. 前記判定部が前記電波の伝搬に障害があると判定した場合に、前記フレネルゾーン内を撮影することにより作成された撮像画像を含む前記三次元データに基づいて前記特定部が特定した前記障害物の位置及び形状に基づいて、前記電波の伝搬に障害がなくなるように前記第１位置及び前記第２位置の少なくともいずれかを補正した補正位置を出力する出力部をさらに有する、
   請求項１から７のいずれか一項に記載の伝搬障害判定装置。
9. 前記判定部は、前記障害物の影響による障害がないと判定した場合であっても、前記フレネルゾーン内に地表面が含まれている場合、前記電波の伝搬に障害があると判定する、
   請求項１から８のいずれか一項に記載の伝搬障害判定装置。
10. 電波の伝搬障害の有無を判定する伝搬障害判定装置と、無人飛行体を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記無人飛行体に第１アンテナの位置又は前記第１アンテナが設置される位置の候補である第１位置と、前記第１アンテナが送信する電波を受信する第２アンテナの位置又は前記第２アンテナが設置される位置の候補である第２位置との間の領域を飛行させることにより、前記第１位置と前記第２位置との間のフレネルゾーンを含む領域の三次元データを取得させ、
    前記伝搬障害判定装置は、
    前記三次元データを取得するデータ取得部と、
    前記三次元データにおける前記第１位置の座標及び前記第２位置の座標と、前記第１アンテナが送信する電波の波長と、に基づいて、前記フレネルゾーンの境界位置の座標を特定し、前記三次元データに基づいて前記フレネルゾーン内に障害物が存在することを特定する特定部と、
    前記第１アンテナの直径に基づいて定められる前記第１位置から所定の距離内の第１近傍区間内、及び前記第２アンテナの直径に基づいて定められる前記第２位置から所定の距離内の第２近傍区間内の前記フレネルゾーン内において前記特定部が前記障害物を特定した場合、前記電波の伝搬に障害があると判定する判定部と、
    を有する、
    伝搬障害判定システム。
11. 前記制御装置は、前記第１アンテナと前記第２アンテナとの間の領域に含まれる物体の位置及び大きさに関する情報を取得済である場合、前記物体のデータを除く前記三次元データを前記無人飛行体に取得させる、
    請求項１０に記載の伝搬障害判定システム。
12. コンピュータが実行する、
    第１アンテナの位置又は前記第１アンテナが設置される位置の候補である第１位置と、前記第１アンテナが送信する電波を受信する第２アンテナの位置又は前記第２アンテナが設置される位置の候補である第２位置との間のフレネルゾーンを含む領域の三次元データを取得するステップと、
    前記三次元データにおける前記第１位置の座標及び前記第２位置の座標と、前記第１アンテナが送信する電波の波長と、に基づいて、前記フレネルゾーンの境界位置の座標を特定し、前記三次元データに基づいて前記フレネルゾーン内に障害物が存在することを特定するステップと、
    前記第１アンテナの直径に基づいて定められる前記第１位置から所定の距離内の第１近傍区間内、及び前記第２アンテナの直径に基づいて定められる前記第２位置から所定の距離内の第２近傍区間内の前記フレネルゾーン内において前記障害物を特定した場合、前記電波の伝搬に障害があると判定するステップと、
    を有する伝搬障害判定方法。

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