JP7002863B2 - 誘導システム、及び、誘導方法 - Google Patents

Description

本発明は、誘導システム、及び、誘導方法に関する。

近年、比較的小型の無人飛行機（ドローン）を離発着させる誘導システムが知られている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、特定の乗り物上に、その位置を示すマーカーを示し、そのマーカーを基準に、その乗り物にドッキングするように無人飛行機を誘導するものである。

特表２０１６－５３５８７９号公報

しかしながら、特許文献１による方法で無人飛行機を誘導する、無人飛行機からマーカーまでの距離が長すぎても、或いは短すぎても、必要なマーカーが画像に収まらず、着陸地点を示すマーカーとしての機能を満足できない場合がある。

本発明が解決しようとする課題は、無人飛行体が所定の地点に着陸するように、より簡素な方法で誘導する誘導システム、及び、誘導方法を提供することにある。

（１）本発明の一態様の誘導システムは、無人飛行体の着陸指定位置に対応付けられた指標を下方向に見込むように移動する無人飛行体であって、前記無人飛行体の高度を徐々に下げて飛行する当該無人飛行体を前記着陸指定位置に対応する所定の地点に着陸させるための誘導システムであって、前記着陸指定位置を基準に定めた位置に中心が配置された円の周上に複数の光源が配置され、前記複数の光源の点灯によって前記指標を表示する表示部と、前記表示部の表示による前記指標の大きさを、前記無人飛行体の位置に対応付けて変更する制御部と、を備え、前記無人飛行体が前記所定の地点に着陸するように前記無人飛行体を誘導する間に前記表示部に表示させる指標として、前記円のうち第１円の中心の位置が前記着陸指定位置とは異なる位置になる第１指標と、前記円のうち第２円の中心の位置が前記着陸指定位置になる第２指標とが決定されていて、前記第２円の径は前記第１円の径よりも短く、前記制御部は、前記第１指標の表示と前記第２指標の表示とを切り替え可能に形成されていて、前記無人飛行体の高度が比較的高い場合に前記第１指標を前記表示部に表示させて、その後、前記第２指標を前記表示部に表示させるように制御することを特徴とする誘導システムである。

（２）また、上記の誘導システムにおける前記制御部は、前記無人飛行体の位置が前記指標に近づくにつれて前記指標が小さくなるように調整する。

（３）また、上記の誘導システムは、前記無人飛行体の位置を検出する位置検出部を備え、前記制御部は、前記指標の大きさを、前記無人飛行体の位置の検出結果に基づいて調整する。

（４）また、上記の誘導システムにおける前記位置検出部は、前記無人飛行体の位置で撮像した画像に基づき、前記無人飛行体の位置を検出する。

（５）また、本発明の一態様の誘導方法は、無人飛行体の着陸指定位置に対応付けられた指標を下方向に見込むように移動する無人飛行体であって、前記無人飛行体の高度を徐々に下げて飛行する当該無人飛行体を前記着陸指定位置に対応する所定の地点に着陸させるための誘導方法であって、前記着陸指定位置から所定の位置を基準に定めた位置に中心が配置された円の周上に複数の光源が配置される表示部に、前記複数の光源の点灯によって前記指標を表示して、前記表示部の表示による前記指標の大きさを、前記無人飛行体の位置に対応付けて変更する過程と、前記無人飛行体が前記所定の地点に着陸するように前記無人飛行体を誘導する間に前記表示部に表示させる指標として、前記円のうち第１円の中心の位置が前記着陸指定位置とは異なる位置になる第１指標と、前記円のうち第２円の中心の位置が前記着陸指定位置になる第２指標とが決定されていて、前記第２円の径は前記第１円の径よりも短く、前記第１指標の表示と前記第２指標の表示とを切り替え可能に形成されていて、前記無人飛行体の高度が比較的高い場合に前記第１指標を前記表示部に表示させて、その後、前記第２指標を前記表示部に表示させるように制御する過程と、を含むことを特徴とする誘導方法である。

本発明によれば、無人飛行体が所定の地点に着陸するように、より簡素な方法で誘導する誘導システム、及び、誘導方法を提供できる。

本発明の実施形態に係る誘導システムについて説明するための図である。 第１の実施形態に係る誘導システムの構成図である。 実施形態に係るドローン２の構成図である。 実施形態に係るドローン２の仰観図である。 実施形態に係るドローン２の着陸時の立面図である。 実施形態の拠点の構成図である。 実施形態に係る収納装置が配置される拠点の一例について説明するための図である。 実施形態のドローンの誘導に利用する指標について説明するための図である。 実施形態の指標を表示するための誘導用位置表示装置の配置図である。 実施形態の撮像部によって撮像された画像について説明するための図である。 実施形態のより具体的な誘導処理の一例について説明するための図である。 変形例その１の誘導処理の一例について説明するための図である。 変形例その２の誘導処理の一例について説明するための図である。

以下、本発明の実施形態の誘導システム、及び、誘導方法について、添付図面を参照して説明する。

［誘導システムの概要］
図１は、実施形態に係る誘導システムについて説明するための図である。図１に示す誘導システム１は、例えば、所定の荷物を配送する輸送手段の離陸地点又は着陸地点等に適用されたものである。なお、上記は、離着陸地点への適用を制限するものではない。例えば、ドローン２（無人飛行体）は、輸送手段の一例であり、荷物の輸送計画に基づき決定される所定の拠点間において所定の荷物を配送する。符号３－１から３－３、４－１から４－６、５－１、５－２のそれぞれは、拠点の一例を示す。例えば、拠点４－１と拠点４－２、拠点４－３と拠点４－４、拠点４－５と拠点４－６のそれぞれは、互いに組を成して比較的近い距離に配置され冗長化されている。上記の拠点４－１から拠点４－６は、中継基地の一例であり、拠点４－１から拠点４－６を区別すること無く説明する場合には、これらを纏めて単に中継基地４と呼ぶことがある。

以下の説明では、拠点３－１から拠点３－３を、区別すること無く説明する場合には拠点３と呼ぶ。また、拠点５－１と拠点５－２を、区別すること無く説明する場合には拠点５と呼ぶ。

実施形態のドローン２は、鉛直方向に移動可能な無人航空機である。ドローン２は、所定の荷物ＢＧＧを搬送する状態、又は、空荷の状態で拠点間を飛行して移動する。

なお、拠点間の経路長、例えば、荷物ＢＧＧの配送元の拠点３から配送先の拠点５までの間の経路長が比較的長い場合などには、ドローン２は、１又は複数の中継基地４を経由してもよい。

センター装置５０は、各ドローン２の飛行計画等の情報を記憶部に格納したコンピュータである。センター装置５０は、その飛行計画をドローン２に通知して、飛行計画に従いドローン２を飛行させる。飛行計画には、ドローン２の飛行ルートが含まれる。例えば、ドローン２の飛行ルートは、拠点３、中継基地４、拠点５などを繋ぎ、ドローン２を飛行させる経路を規定する。ドローン２は、飛行計画の飛行ルートに基づき自律して移動して、飛行計画で指定された拠点３、中継基地４、拠点５などに飛来する。誘導システム１は、拠点３と拠点５と中継基地４とにおける離着陸時にドローン２を誘導してもよい。

端末装置４０は、ユーザが操作するコンピュータである。センター装置５０は、端末装置４０から通知されるユーザの操作を受け付ける。

上記のドローン２は、蓄電部を備えており、拠点間の移動に必要なエネルギーを蓄電部に蓄えて、そのエネルギーを消費しつつ飛行する。

［誘導システムの詳細］
（第１の実施形態）
実施形態に係る誘導システムの一例を挙げてその詳細について説明する。

図２は、実施形態に係る誘導システムの構成図である。
誘導システム１は、ドローン２と、収納装置６と、管理装置７と、充電装置８と、誘導用位置表示装置９（表示部）と、センター装置５０と、端末装置４０とを含む。

（ドローン）
図３Ａは、実施形態に係るドローン２の構成図である。図３Ｂは、実施形態に係るドローン２の仰観図である。図３Ｃは、実施形態に係るドローン２の着陸時の立面図である。

図３Ａから図３Ｃに示すドローン２は、本体２１と、複数のロータ２２と、連結部２３（支持体）と、撮像部２４と、脚部２５と、コイル２６とを備える。

本体２１は、ドローン２のフレームを成し、ドローン２としての主要な構成を内蔵するための筐体を含む。

複数のロータ２２（回転翼）は、本体２１に配置され、その軸を中心に回転自在に支持される。上記の軸の方向は、空中に静止して飛行する状態で略鉛直方向になる。

連結部２３は、荷物搬送具１０を把持するように形成されたエンドエフェクタを含み、本体２１の下部に設けられる。例えば、連結部２３が、荷物搬送具１０の上部を把持して、荷物搬送具１０を吊り下げた状態で、ドローン２は、それを搬送する。なお、荷物ＢＧＧを荷物搬送具１０内には、荷物ＢＧＧが収められていてもよい。

撮像部２４は、ドローン２の周囲の状況を識別可能な位置に配置されている。例えば、撮像部２４は、荷物搬送具１０に干渉しないように、本体２１の中心から水平方向に偏心させて配置される。このように配置された撮像部２４であれば、連結部２３により吊り下げられた荷物搬送具１０がある場合においても、本体２１の下方向を撮影できる。

脚部２５は、拠点等に着陸した状態にある時に本体２１を支持する。例えば、脚部２５の下部には、コイル２６が設けられている。コイル２６は、後述の電源部２１６に電気的に接続されており、電磁誘導等により生じた電力が電源部２１６に供給される。

本体２１には、モータ２１１と、位置検出部２１２と、姿勢検出部２１３と、高度検出部２１４と、通信部２１５と、電源部２１６と、記憶部２１７と、制御部２１８と、が設けられている。

モータ２１１は、制御部２１８からの制御量に従い回転量を調整し、対応させて設けられているロータ２２を駆動する。

位置検出部２１２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などのＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）の信号を受信して、ドローン２の現在の位置を示す位置情報を生成し、制御部２１８に出力する。

姿勢検出部２１３は、加速度センサ、ジャイロなどを含み、ドローン２の姿勢を検出し、検出値を制御部２１８に出力する。

高度検出部２１４は、例えば気圧センサを含み、離陸時からの気圧の変化に基づいてドローン２の高度を検出し、検出値を制御部２１８に出力する。また、高度検出部２１４は、超音波を利用して、下方向の障害物までの距離を検出し、検出の結果に基づいて高度を推定し、推定値を制御部２１８に出力してもよい。

通信部２１５は、例えば後述する管理装置７、センター装置５０などの地上側の設備と、ネットワークＮＷの通信を中継する無線基地局（不図示）を介して通信する。

電源部２１６は、所望の電力量を供給可能なエネルギーを蓄えておき、そのエネルギーに基づいた電力を各部に供給する。電源部２１６は、飛行に必要とされる電力を供給する。

例えば、電源部２１６は、二次電池又はコンデンサなどの蓄電部を含む。電源部２１６は、本体２１の外部から供給されるエネルギーの一部をその蓄電部に蓄える。例えば、外部から供給されるエネルギーは、電磁誘導、共鳴（共振）等の非接触式による方法で供給されてもよい。非接触式による場合には、本体２１又は脚部２５等にコイル２６を設けて、設けられたコイル２６に生じる電力を利用するとよい。なお、本体２１又は脚部２５に電源端子を設けて、それを介して供給される電力を利用してもよい。コイル２６や電源端子など物理的な仕様は、ドローン２毎に異なっていてもよく、分類を容易にするように複数の種類が定められていてもよい。
実施形態の電源部２１６は、例えば、上記の二次電池のＳＯＣ（State Of Charge）等を逐次又は所定のタイミングで検出し、要求に応じて管理装置７に通知する。

記憶部２１７は、制御部２１８が実行する処理のソフトウェアプログラムと、ドローン２の識別情報と、飛行計画などのデータを格納する。

制御部２１８は、ドローン２内の各部を制御して、ドローン２を拠点間で移動させて、その拠点で離陸又は着陸を実施させる。例えば、制御部２１８は、各モータ２１１の回転量を調整することにより、所望の飛行高度、進行方向、本体２１の向き（鉛直軸周りの回転量）になるようにそれらを調整することができる。

制御部２１８は、拠点間の移動については、飛行計画と各部から取得した情報とに基づいてドローン２の各部を制御して、飛行計画に従いドローン２を飛行させる。制御部２１８は、姿勢検出部２１３によりドローン２の姿勢を検出し、検出結果に基づいてその姿勢の安定化を図りつつそれを飛行させる。ドローン２の姿勢の安定化の手法は既知のものを適用してよい。なお、制御部２１８は、拠点に離発着する際には、拠点側から指令される誘導情報に従いドローン２を飛行させてもよい。

制御部２１８は、撮像部２４により撮像された画像を、通信部２１５を介して送信してもよい。さらに、制御部２１８は、撮像部２４により撮像された画像や、拠点側からの誘導情報に従いドローン２を飛行させる。例えば、撮像部２４により撮像された画像には、建物ＢＬ側に設けられた発光体がドローン２を誘導するために放つ光の検出結果が含まれる。また、誘導情報は、拠点側の設備の状況等に基づき決定される。その詳細については後述する。

（拠点）
図４と図５に、実施形態に係る拠点の一例について示す。図４は、実施形態の拠点の構成図である。図４に示す拠点には、上記の１又は複数の収納装置６と、管理装置７と、充電装置８、誘導用位置表示装置９とが設けられている。

図５は、実施形態に係る収納装置が配置される拠点の一例について説明するための図である。

図５に示すように拠点３（中継基地４、拠点５）には、ドローン２が離発着するための離発着基地ＳＴが設けられている。例えば、離発着基地ＳＴは、建物ＢＬの屋上ＲＦ、建物ＢＬ内の特定に階、所定の敷地内の地表などに配置される。図５に示す例は、建物ＢＬの屋上ＲＦに配置した場合の一例である。

離発着基地ＳＴには、一又は複数の収納装置６が設けられている。離発着基地ＳＴにおける収納装置６は、互いに所定の距離を隔てて配置されている。収納装置６は、ドローン２を利用して搬送する荷物ＢＧＧを荷物搬送具１０ごと収納し、一時的に保管する。

ドローン２による集荷時には、収納装置６に荷物ＢＧＧを含む荷物搬送具１０が予め配置されている。ドローン２は、収納装置６からその荷物ＢＧＧを荷物搬送具１０ごとに回収する。なお、収納装置６から空の荷物搬送具１０を回収するときも上記と同様である。

ドローン２による配達時には、収納装置６は、荷物搬送具１０が配置されていない状態にある。ドローン２は、荷物搬送具１０ごと荷物ＢＧＧを積載した状態で収納装置６の上方に飛来して、収納装置６の所定の位置に荷物搬送具１０を配置する。中継基地４における中継時には、上記の配達と集荷の組み合わせにより荷物ＢＧＧの中継が荷物搬送具１０ごと実施される。

例えば、図５に示す離発着基地ＳＴ－１には、収納装置６－１から収納装置６－４の４つの収納装置６が、３次元座標のＸ軸方向に沿って並べて配置されている。収納装置６－１と収納装置６－４は、荷物搬送具１０が配置されていない未利用の状況にある。収納装置６－２と収納装置６－３には、荷物搬送具１０が配置されている。さらに、収納装置６－３は、荷物搬送具１０を集荷又は配達するためにドローン２が着陸した状態にある。なお、未利用の状況にある収納装置６－１と収納装置６－４は、ユーザが配送を要求するために荷物搬送具１０を配置することも可能であり、或いは、ドローン２の配達を待ち受けるために予約することも可能である。離発着基地ＳＴ－２についても同様である。以下、離発着基地ＳＴ－１と離発着基地ＳＴ－２とを区別すること無く説明する場合には、単に離発着基地ＳＴという。

さらに、図５に示す離発着基地ＳＴには、ドローン２が着陸時の目標にする誘導用位置表示装置９が設けられている。誘導用位置表示装置９は、収納装置６が配置された地点の位置を基準に決定された位置に、収納装置６を囲むように配置されている。誘導用位置表示装置９は、ドローン２の離着陸時に、所望の着陸地点を示し、そこにドローン２を誘導するための表示を行う。なお、所望の着陸地点は、充電可能地点の一例である。実施形態の誘導用位置表示装置９は、複数の発行体を含めて構成された組を複数含む。誘導用位置表示装置９は、その組毎に管理装置７によってその発光状態が制御されて、発光と消灯を切換える。誘導用位置表示装置９は、その組毎の発光状態が、ドローン２を誘導するための指標に対応する。指標の詳細について後述する。

（充電装置）
次に、充電装置８（充電部）について説明する。
上面部６４の開口部６６近傍には、ドローン２に電力を供給するための給電部が設けられている。後述するコイル８１と端子８２は、給電部の一例である。

充電装置８は、商用電力又は自然エネルギーに基づいた電力の供給を受け、その電力の一部を、１又は複数の収納装置６と、管理装置７と、ドローン２とに供給する。例えば、充電装置８は、管理装置７からの指令に従い、着陸後の状態にあるドローン２に対して、給電部を介して電力を供給する。

例えば、前述の図５の離発着基地ＳＴ－１のように、ドローン２のコイル２６に対向する位置にコイル８１を設ける。充電装置８は、コイル８１からコイル２６に対して非接触給電の方法により電力を送るとよい。

また、例えば、前述の図５の離発着基地ＳＴ－２のように、ドローン２の脚部２５が上面部６４に接触する位置（図５参照）に端子８２を設ける。充電装置８から端子８２を介して、接触給電の方法により電力を供給するとよい。

このように、充電装置８及びその給電部は、ドローン２の着陸地点ごとに異なる様式で設けられていてもよい。このような場合、ドローン２を適した位置に着陸させることが必要とされる。なお、実施形態における充電装置８の給電部の位置と、収納装置６の位置は、充電可能地点の一例である。

（管理装置）
次に、管理装置７について説明する。
管理装置７は、誘導システム１の拠点に設けられている設備の状態と、充電装置８の状態と、ドローン２の離発着等を管理するコンピュータである。誘導システム１の拠点に設けられている設備には、１又は複数の収納装置６と、充電装置８とが含まれる。

実施形態の管理装置７は、離着陸制御部７１（制御部）と、充電制御部７２と、位置検出部７３と、記憶部７４とを備える。

記憶部７４は、半導体メモリ等によって構成される。記憶部７４には、管理装置７のコンピュータが実行するプログラム、管理装置７が誘導制御の対象とするドローン２の情報を格納するための管理情報ＤＢ、建物ＢＬ及び建物ＢＬに設けられている各設備の情報を格納するための施設情報ＤＢ、誘導制御に利用する指標の表示パターンを格納するための誘導表示位パターンＤＢ等が含まれる。

離着陸制御部７１と充電制御部７２と位置検出部７３は、コンピュータが実行するプログラムによって実現される機能部の一例である。

離着陸制御部７１は、ドローン２の飛行計画に関する情報をセンター装置５０等から得て、対象のドローン２の離発着情報を抽出する。離着陸制御部７１は、ドローン２の状態に関する情報を得て、ドローン２に対する指令を生成する。離着陸制御部７１は、誘導用位置表示装置９の表示による指標の大きさを調整して、ドローン２に着陸地点の位置を表示する。

充電制御部７２は、充電装置８の利用可否に関する情報を、充電装置８から得る。充電制御部７２は、所定の条件を満たす場合に、充電装置８の利用を許可して、許可したドローン２に対し、許可した給電部の位置を通知する。充電制御部７２は、ドローン２が着陸状態にある場合に、給電部を介して電力をドローン２に供給する。

なお、本実施形態における位置検出部７３は、必須の構成ではなく、省略可能である。

例えば、管理装置７は、ドローン２が拠点の空域に到達前又は到達時にドローン２から着陸に関する要求を受け、それに応答し、着陸を許可するドローン２に着陸を指令する。その際、管理装置７は、充電装置８と収納装置６とから取得した情報に基づいて、利用可能な収納装置６を選択する。管理装置７は、選択した収納装置６の位置をドローン２に通知する。

例えば、管理装置７は、誘導用位置表示装置９の表示による指標の大きさを、ドローン２の位置に対応付けて調整する。

また、管理装置７は、ドローン２の離陸前にドローン２から離陸に関する要求を受け、それに応答し、状況判断の結果により離陸を許可するドローン２に対して、離陸するように指令する。

［誘導システムの作用］
次に、誘導システム１の作用の詳細について説明する。誘導システム１は、誘導用位置表示装置９の表示を調整して、着陸時のドローン２を誘導する。

図６は、実施形態のドローンの誘導に利用する指標について説明するための図である。図７は、実施形態の指標を表示するための誘導用位置表示装置９の配置図である。実施形態における指標は、点在する複数の発光体を輪郭の一部とする形状を有するものとする。その指標の形状は円、多角形等の単調なものであってよい。以下の説明では、指標の形状として円を例示する。例えば、図７に示すように、収納装置６を中心にして半径が異なる同心円の円周上に配置されている。図に示す例では、各円周上に４個又は８個を配置したものである。なお、図に示す例では、Ｘ軸とＹ軸に対称になるように配置しているがこれに制限されない。例えば、仮想の円の周上に発行中の発光体が離間して配置されていて、その発光体を順に繋ぎ所定の形状に近似することで、指標の形状を識別することができる。

図６（ａ１）と（ａ２）は、ドローン２が飛行する高さが比較的高い状態（ｈ１）にあることを示し、図６（ｂ１）と（ｂ２）は、ドローン２が飛行する高さが比較的低い状態（ｈ２）にあることを示し、図６（ｃ１）と（ｃ２）は、ドローン２が飛行する高さがさらに低い状態（ｈ３）にあることを示す。
図６（ａ１）と（ｂ１）と（ｃ１）に、ドローン２が飛行している状態を模式的に示し、図６（ａ２）と（ｂ２）と（ｃ２）に、着陸地点をその上方から見た平面図を示す。図中の○印が、点灯により着陸位置を示す誘導用位置表示装置９を示し、×印が、消灯中の誘導用位置表示装置９を示す。

例えば、離着陸制御部７１は、点灯状態にある複数の誘導用位置表示装置９を用いて指標を示す。図６に示すように、円周Ｃ１上と円周Ｃ２上と円周Ｃ３上の誘導用位置表示装置９を、それぞれ組にして利用することにより３種類の指標を示すことができる。この場合、指標の大きさは、円の直径ｄ又は半径ｒとして規定することができる。

第１の指標（ｃ１）を図６（ａ２）に示す。この指標は、直径ｄ１（半径ｒ１）の円Ｃ１として認識され、例えば、後述の「着陸許可」パターンに対応するものである。なお、この指標の範囲内に、ドローン２の蓄電部への充電を可能にする複数の充電可能地点が含まれていてもよい。

第２の指標（ｃ２）を図６（ｂ２）に示す。この指標は、直径ｄ２（半径ｒ２）の円Ｃ２として認識され、例えば、前述の「着陸誘導」パターンに対応するものである。

第３の指標（ｃ３）を図６（ｃ２）に示す。この指標は、直径ｄ３（半径ｒ３）の円Ｃ３として認識され、「着陸位置」パターンに対応するものである。

例えば、上記の第１の指標と第２の指標を比べると、直径ｄ２は、直径ｄ１より短く、直径ｄ３は、直径ｄ２より短い。離着陸制御部７１は、ドローン２が飛行する高さが高いほど上記の指標を大きく表示して、ドローン２が飛行する高さが低いほど上記の指標を小さく表示する。なお、離着陸制御部７１は、複数の充電可能地点を含む第１の指標と、所望の充電可能地点を示す第３の指標の何れかを切換えて表示してもよい。

このように、ドローン２が飛行する高さが比較的高い時には、大きな指標（Ｃ１）を表示することにより、ドローン２の撮像部２４によって撮像された画像上の指標の大きさを比較的大きなものにすることができる。

図８は、実施形態の撮像部によって撮像された画像について説明するための図である。図８（ａ）から（ｃ）は、前述の図６の３つの指標、つまり、それぞれが、第１、第２、第３の指標に対応するものである。各図に示す四角形は、所定の大きさに画像を表示する範囲を示し、それらの大きさは互いに同じであるものとする。
図８（ａ）から（ｃ）に示す画像は、ドローン２がそれぞれｈ１からｈ３の高さで飛行した際に撮像部２４によって撮像されたものの一例である。図８の各図に示すように画像上の各指標の大きさは、ドローン２が所望の高さを飛行していれば、同図に示すような所望の大きさになる。

同じ指標を表示した状態を維持しておき、その状態でドローン２が降下すると、上記の画像上の指標の大きさが徐々に大きくなり、その画像の範囲からはみ出すことがある。例えば、図８（ａ）には、指標（Ｃ１）を表示するための誘導用位置表示装置９が画像の範囲に治まっているが、図８（ｂ）になると、指標（Ｃ１）の大きさでは、一部が範囲外になり表示されなくなる。そこで、表示する指標を指標（Ｃ１）から指標（Ｃ２）に切り替えることにより、画像の範囲に収めることが可能になる。このように、離着陸制御部７１は、ドローン２が所定の高さまで降下した際には、表示する指標の大きさを調整してより小さなものにすることで、その画像からはみ出すことを防ぐようにする。

ただし、上記のように離着陸制御部７１が誘導用位置表示装置９の表示を調整しているにも拘らず、ドローン２の撮像部２４によって撮像された画像から指標がはみ出すような場合、又は、画像上の指標が所定の大きさを超える場合には、想定される高さより低い位置を、ドローン２が飛行していると、離着陸制御部７１は判定してもよい。

上記の実施形態によれば、誘導システム１は、ドローン２の着陸指定位置に対応付けられた指標（少なくとも指標Ｃ１と指標Ｃ２）を用いて、ドローン２を所定の地点に着陸させるためのものである。誘導システム１は、その着陸指定位置から所定の位置に配置され、所定の指標を表示する誘導用位置表示装置９と、誘導用位置表示装置９の表示による指標の大きさを、ドローン２の位置に対応付けて変更する離着陸制御部７１と、を備えることにより、指標の大きさを調整することで、ドローン２が所定の地点に着陸するように、より簡素な方法で誘導することができる。なお、誘導用位置表示装置９が示す所定の指標とは、一又は複数の表示手段によって形成される幾何学的な模様、図柄を含むものであってよい。例えば、複数の表示手段は、連続的に並ぶように配列されていてもよく、或いは、所定の規則に従って分散して配置されていてもよい。それぞれの表示手段は、それ自身が光を発する発光体を含めて形成されていてもよく、或いは、反射光又は透過光を調整可能な表示体を含めて形成されていてもよい。例えば、上記の発行体は、ＬＥＤ、ＬＥＤモジュール、電球、蛍光管、放電管、プロジェクタなどであってよい。上記の表示体は、液晶表示装置、有機エレクトロルミネッセンス等の他、互いに異なるように表面加工がなされた複数の物体の組み合わせなどであってもよい。
上記の通り、誘導用位置表示装置９が示す指標は、ドローン２側に視点を定めて検出することで、例えば円、楕円、多角形などのように単調な図形として認識される。なお、個々の表示手段は、例えば円、楕円、多角形などのように単調な形状を表示可能なものであってよく、発光部又は表示部が上記のような単調な形状を有するものであってよい。

また、離着陸制御部７１は、ドローン２の位置がその指標に近づくにつれて、指標の大きさが小さくなるように調整してもよい。このように指標の大きさを調整することにより、ドローン２を着陸させるまで、ドローン２の撮像部２４が撮像した画像に指標を収めることができる。

上記の事例では、３種類の指標を利用する場合を例示したが、離着陸制御部７１は、２種類、又は４種類以上の大きさが異なる指標を利用して、上記と同様の方法で指標の大きさを調整してもよい。

また、上記の事例では、指標の大きさを離散的に設定して、段階的に調整するものとして説明したが、離着陸制御部７１は、段階の幅を狭くして多段階で調整してもよく、又は、連続的に調整してもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、ドローン２が所定の着陸地点に着陸する際に、着陸地点に対応する誘導用位置表示装置９に所定の指標を表示する事例について説明した。本実施形態では、複数の着陸地点の候補のうちから選択した着陸地点にドローン２を誘導する事例について説明する。

実施形態の離着陸制御部７１は、誘導用位置表示装置９の表示による指標の大きさを、ドローン２の位置に基づいて調整してもよい。ドローン２の位置は、例えば、位置検出部７３によって検出されたものであってもよい。この場合、位置検出部７３は、撮像部２４により撮像された画像に基づいて、ドローン２の位置を検出する。

図９は、実施形態のより具体的な誘導処理の一例について説明するための図である。

実施形態のドローン２は、離発着基地ＳＴの上空或いはその近傍まで到達したことを、指定された拠点の位置情報と、ＧＮＳＳ情報とに基づいて検出する。ドローン２は、管理装置７に着陸の要求を申請し、それが許可されることの通知（着陸許可）を待つ。ドローン２は、許可の通知を受けた後に着陸態勢に入る。

実施形態のドローン２は、図９に示すような誘導用位置表示装置９の表示を撮像部２４により検出する。ドローン２は、その表示が撮像部２４により得られた画像の所定の範囲に収まるように、３次元空間における位置を調整しながら飛行して、所定の着陸地点に向けて移動する。例えば、ドローン２は、誘導用位置表示装置９の表示が示す指標の中心が、撮像部２４により得られた画像の中心になるように、水平位置を調整する。

離着陸制御部７１は、誘導用位置表示装置９の表示を制御して、下記の指標を表示させる。例えば、図９（ａ）に、ドローン２が建物ＢＬの屋上ＲＦの上空に位置する場合に、離着陸制御部７１が表示する指標の一例を示す。この画像は、ドローン２が建物ＢＬより所定の距離を隔てた上空から、着陸地点が設けられた建物ＢＬを検出した場合を例示したものである。なお、図中に示す８個の四角形は、着陸地点として設定される収納装置６の位置を示す。

ここで屋上に表示した表示パターン（図形）は、所定の直径の円、又は、円を模擬した図形である。ここでは、指標Ｃ１の円周上に複数の点を配置して、それを表示パターンとして表示する。指標Ｃ１の大きさは、建物ＢＬの上空から容易に識別できるような大きさで表示されており、その範囲内には複数の着陸地点が含まれる。例えば、指標Ｃ１を円と見立てた場合の直径は、数メートル以上のものであってよい。

図９（ｂ）に、ドローン２を建物ＢＬの屋上ＲＦ近くまで降下させる際に、離着陸制御部７１が表示する指標Ｃ３の一例を示す。ここで屋上に表示する指標Ｃ３は、例えば、円、又は、円を模擬した図形である。図９（ｂ）に示す指標Ｃ３は、特定の着陸地点が含まれる。指標Ｃ３を円と見立てた場合の直径は、例えば、１メートル程度のものであってよい。

得られた画像における指標の大きさ等により、ドローン２の高さを推定することができる。例えば、屋上ＲＦからドローン２までの距離、つまりドローン２の高さは、屋上ＲＦに表示された指標の大きさと、撮像部２４の画角と、画像の範囲に対する画像上の指標の大きさとから導出できる。屋上ＲＦに表示した指標の大きさを調整することにより、ドローン２が、この図形の像の大きさが所定の大きさになるように飛行高度を調整することを可能にする。これにより、屋上ＲＦに表示した指標の大きさに対応する高度をドローン２が飛行するように、ドローン２を誘導することが可能になる。

なお、上記の場合、指標として表示する図形の位置とその大きさを基準にして、ドローン２の位置が制御される。なお、指標としての図形は円に制限されず、図形の大きさが抽出し易ければ他の形状の図形であってもよい。例えば、円に関連する図形としては、前述の図８に示すように円周の位置を離散的に示す複数の離散図形が表示されていればよい。或いは、指標の形状は、上空から撮像可能な面積を有した図形であれば良く、例えば、図９（ｃ）に示すように１辺が１メートルほどの正方形（四角形）のタイル形状、又は、枠であってもよい。このような離散図形を、その指標に対応する円周を示すような位置に分散して配置することで、その画像から離散図形を通る円の大きさを得ることができる。

なお、離着陸制御部７１は、着陸指定位置に合わせて、屋上に表示する指標Ｃ３の位置を、図９（ｂ）の位置に代えて、図９（ｄ）に示すように他の着陸指定位置を基準にした位置に表示してもよい。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏すことの他に、複数の蓄陸地点のうちから選択した着陸地点を指示することができる。

（第２の実施形態の変形例その１）
第２の実施形態に示した事例では、着陸を指示する位置に指標Ｃ３を表示する場合を例示した。本変形例その１では、着陸を指示する位置に指標Ｃ３を、着陸を制限する位置に指標Ｃ４を表示する事例について説明する。

図１０は、変形例その１の誘導処理の一例について説明するための図である。この図１０に示すように、離着陸制御部７１は、着陸を指示する位置に、円形の指標Ｃ３を示し、着陸を制限する位置に×印の指標Ｃ４を示してもよい。

上記の変形例によれば、第２の実施形態と同様の効果を奏すことの他に、着陸を指示する位置と着陸を制限する位置を表示することができる。

（第２の実施形態の変形例その２）
第２の実施形態に示した事例では、指標Ｃ１を表示した後、着陸を指示する位置に指標Ｃ３を表示する場合を例示した。本変形例その１では、指標Ｃ１を表示した後に、指標Ｃ２を表示して、その後に、指標Ｃ３を表示する事例について説明する。

図１１は、変形例その２の誘導処理の一例について説明するための図である。この図１１に示すように、離着陸制御部７１は、各指標に関連付けられた所定の表示位置を示す情報に基づいて指標を表示して、所定の表示位置を示す情報を切換えることにより、図１１（ａ）、（ｂ１）、（ｃ１）、（ｄ１）の順に指標の表示を切換える。例えば、離着陸制御部７１は、図１１（ａ）に示すように指標Ｃ１を表示して、同図（ｂ１）に示すように指標Ｃ２－１を表示して、同図（ｃ１）に示すように指標Ｃ２－１を表示して、同図（ｄ１）に示すように指標Ｃ３を表示する。指標Ｃ１から指標Ｃ２－１を経て指標Ｃ２－１の表示に切り替わるまでの間に、離着陸制御部７１は、各指標の円の中心を、指標Ｃ１の中心の位置から指標Ｃ２－２の中心の位置に移動させる。つまり、離着陸制御部７１は、同図（ｃ１）に示す状態に遷移するまでの間に、同図（ｄ１）に示す指標Ｃ３の円の中心の位置まで、指標Ｃ２－２の中心を移動させている。ドローン２は、上記のように指標の表示が切り換わる間に、順次切り替わる指標に従い、その指標をその真下に見込むような位置に移動しつつ、高さを徐々に下げて飛行する。なお、同図（ｃ１）から同図（ｄ１）の指標に切換る際には、前述の図６から図８に示した事例に準じたものになる。

詳細な説明を省略するが、離着陸制御部７１が、図１１（ａ）、（ｂ２）、（ｃ２）、（ｄ２）の順に指標を切換える場合も、同様である。この場合、着陸地点が、前述の事例とは異なる。

上記の変形例によれば、第２の実施形態と同様の効果を奏すことの他に、着陸を指示する位置と、着陸に適した経路の双方を、指標の表示を切換ることにより示して、ドローン２の着陸を誘導することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。第１、第２の実施形態では、管理装置７は、ドローン２の位置を捕捉すること無く、その位置を、フィードフォワード制御型で誘導する事例について説明した。本実施形態では、管理装置７は、ドローン２の位置を捕捉して、その位置に基づいたフィードバック制御型で誘導する事例について説明する。

前述の図４に示すように、実施形態の管理装置７は、離着陸制御部７１（制御部）と、充電制御部７２と、位置検出部７３と、記憶部７４とを備える。
実施形態の位置検出部７３は、ドローン２が飛行する位置を検出する。例えば、位置検出部７３は、下記する何れかの方法で、ドローン２が飛行する位置を検出する。

第１の方法では、位置検出部７３は、ドローン２から通知される位置情報を受信して、それに基づいて、ドローン２の位置を検出する。例えば、ドローン２から通知される位置情報は、ドローン２がＧＮＳＳ等を利用して検出したものである。

第２の方法では、位置検出部７３は、ドローン２から通知される画像情報を受信して、それに基づいて、ドローン２の位置を検出する。例えば、ドローン２から通知される画像情報は、撮像部２４によって撮像されたものであってよい。ドローン２から通知される画像情報には、ドローン２を誘導して着陸させるための指標が含まれている。位置検出部７３は、ドローン２から受信した画像情報から所望の画像処理の手法により指標を抽出する。位置検出部７３は、抽出した指標の位置、大きさ、方向等の他、必要に応じて指標以外の被写体の像に基づいて、ドローン２の位置（水平方向の位置や高さ）を検出する。

位置検出部７３は、上記の方法で検出したドローン２の水平方向の位置や高さに基づいて、ドローン２が所望の範囲に到達したことを契機に指標を切換える。これにより、指標の切換に対してドローン２が無理なく追従できる。このように誘導することにより、ドローン２の飛行を安定化することができる。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏すことの他に、ドローン２の位置を捕捉し、その位置に基づいて適切なタイミングで指標を切換えることにより、ドローン２の位置が外的な要因で不安定な状況であっても、安定に誘導することが可能になる。

上記のように、誘導システム１は、ドローン２の位置を検出する位置検出部７３を備えることにより、離着陸制御部７１が、指標の大きさを、ドローン２の位置の検出結果に基づいて調整することができる。上記のドローン２の位置を、ドローン２の高度又はドローン２までの距離に代えることができる。

また、上記の誘導システム１における位置検出部７３は、ドローン２の位置で撮像した画像に基づきドローン２の位置を検出することにより、実際のドローン２の位置の推定精度を高めることが可能になる。

なお、誘導システム１を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより荷物搬送具１０の配送に係る処理動作を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、ネットワークや通信回線のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…誘導システム１、ＢＬ…建物、２…ドローン（無人飛行体）、３、５…拠点、４…中継基地、６…収納装置、７…管理装置、８…充電装置、９…誘導用位置表示装置（表示部）、１０…荷物搬送具、２４…撮像部、４０…端末装置、５０…センター装置、７１…離着陸制御部７１（制御部）、７３…位置検出部

Claims (5)

1. 無人飛行体の着陸指定位置に対応付けられた指標を下方向に見込むように移動する無人飛行体であって、前記無人飛行体の高度を徐々に下げて飛行する当該無人飛行体を前記着陸指定位置に対応する所定の地点に着陸させるための誘導システムであって、
   前記着陸指定位置を基準に定めた位置に中心が配置された円の周上に複数の光源が配置され、前記複数の光源の点灯によって前記指標を表示する表示部と、
   前記表示部の表示による前記指標の大きさを、前記無人飛行体の位置に対応付けて変更する制御部と、
   を備え、
   前記無人飛行体が前記所定の地点に着陸するように前記無人飛行体を誘導する間に前記表示部に表示させる指標として、前記円のうち第１円の中心の位置が前記着陸指定位置とは異なる位置になる第１指標と、前記円のうち第２円の中心の位置が前記着陸指定位置になる第２指標とが決定されていて、前記第２円の径は前記第１円の径よりも短く、
   前記制御部は、
   前記第１指標の表示と前記第２指標の表示とを切り替え可能に形成されていて、
   前記無人飛行体の高度が比較的高い場合に前記第１指標を前記表示部に表示させて、その後、前記第２指標を前記表示部に表示させるように制御する
   ことを特徴とする誘導システム。
2. 前記制御部は、
   前記無人飛行体の位置が前記指標に近づくにつれて前記指標が小さくなるように調整する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
3. 前記無人飛行体の位置を検出する位置検出部
   を備え、
   前記制御部は、
   前記指標の大きさを、前記無人飛行体の位置の検出結果に基づいて調整する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の誘導システム。
4. 前記位置検出部は、
   前記無人飛行体の位置で撮像した画像に基づき、前記無人飛行体の位置を検出する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の誘導システム。
5. 無人飛行体の着陸指定位置に対応付けられた指標を下方向に見込むように移動する無人飛行体であって、前記無人飛行体の高度を徐々に下げて飛行する当該無人飛行体を前記着陸指定位置に対応する所定の地点に着陸させるための誘導方法であって、
   前記着陸指定位置から所定の位置を基準に定めた位置に中心が配置された円の周上に複数の光源が配置される表示部に、前記複数の光源の点灯によって前記指標を表示して、
   前記表示部の表示による前記指標の大きさを、前記無人飛行体の位置に対応付けて変更する過程と、
   前記無人飛行体が前記所定の地点に着陸するように前記無人飛行体を誘導する間に前記表示部に表示させる指標として、前記円のうち第１円の中心の位置が前記着陸指定位置とは異なる位置になる第１指標と、前記円のうち第２円の中心の位置が前記着陸指定位置になる第２指標とが決定されていて、前記第２円の径は前記第１円の径よりも短く、
   前記第１指標の表示と前記第２指標の表示とを切り替え可能に形成されていて、
   前記無人飛行体の高度が比較的高い場合に前記第１指標を前記表示部に表示させて、その後、前記第２指標を前記表示部に表示させるように制御する過程と、
   を含むことを特徴とする誘導方法。

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