JP7020813B2 - 移動体制御システム及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動体制御システム及び移動体制御方法に関する。

近年、ドローンや自動車等の移動体の自律走行を制御するために、地物情報とカメラ映像を対比（マッチング）するシステムが開発されている（例えば特許文献１）。

特許４２７３１１９号公報

本発明は、移動体の移動に好適な移動体制御システムの提供を行うことを目的とする。

本発明の一実施形態による移動体制御システムは、外部環境に関する情報を検出する検出部を備えた移動体を制御する移動体制御システムであって、前記検出部が前記外部環境に存在する地物を検出できる範囲である検出範囲を示す範囲特定情報を取得し、前記移動体の位置特定に利用する特徴情報を生成する地図上の範囲を、前記範囲特定情報に基づいて決定する範囲決定部と、前記範囲決定部において決定された地図上の範囲に含まれる地物に関する地物データを取得し、前記地物データに基づいて、前記特徴情報に含む前記地物に関する特徴を前記地物データの中から選択するデータ生成部と、前記特徴情報と前記外部環境に関する情報とをマッチングした結果に基づいて、前記移動体の位置を特定する制御部とを備え、前記検出範囲は、前記検出部の画角、前記検出部の向き、前記検出部と地物までの距離、及び前記移動体の高度の少なくともいずれか一つにより生じる範囲であり、前記データ生成部は、前記移動体の移動速度が速い場合、前記特徴情報に含まれる前記地物に関する特徴を減らす処理を行う。

移動体制御システムの構成の一例を示す構成図である。 本発明の一実施形態におけるドローンの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態における特徴情報の一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態におけるドローンの処理フローの一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態におけるサーバの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。 ドローンが搭載するセンサと、ドローンが情報を取得可能な範囲との関係を示す模式図である。 ドローンの高度と、ドローンが情報を取得可能な範囲との関係を示す模式図である。 ドローンのセンサの方向と、ドローンが情報を取得可能な範囲との関係を示す模式図である。 ドローンの高度と、ドローンが情報を取得可能な間隔との関係を示す模式図である。 ドローンが搭載するセンサと、ドローンが情報を取得可能な間隔との関係を示す模式図である。 本発明の一実施形態におけるサーバの処理フローの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態における移動体制御システムのハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の一実施形態における移動体制御システムの処理シーケンスの一例を示すシーケンス図である。

［実施形態］
以下、本発明の実施の形態の１つについて詳細に説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。さらに、当業者であれば、以下に述べる各要素を均等なものに置換した実施の形態を採用することが可能であり、かかる実施の形態も本発明の範囲に含まれる。また、以下においては、理解を容易にするべく、情報処理装置を利用して本発明が実現される実施の形態を例にとって説明するが、上述の如く、本発明はそれに限定されない。

＜１．システムの概要＞
図１は、本実施形態に係る移動体制御システム１の構成の一例を示している。図１に示すように、移動体制御システム１は、サーバ１０と移動体（ドローン）２０とがネットワークＮを介して接続されている。なお、移動体制御システム１は、サーバ１０の機能を移動体（ドローン）に組み込むよう構成してもよい。

ネットワークＮは、無線ネットワークにより構成される。ネットワークＮの一例としては、携帯電話網や、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ－ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）網、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、４Ｇ（４ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ）、ＷｉＭａｘ（登録商標）、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ１３９４等に準拠したネットワーク等が挙げられる。

この移動体制御システム１では、サーバ１０がドローン２０に対して、当該ドローン２０の現在位置を特定可能な情報（以下「特徴情報」という。）を提供する。ドローン２０においては提供された特徴情報を用いて、自身が地図上のどの位置を飛行中であるかを特定することができる。

なお、本実施形態では移動体の一例として自律飛行を行うドローンを例に説明する。しかし、移動体は自律移動を行うものに限定されず、人によって操作されるものでもよい。この場合、移動体制御システム１は、人の操作を支援することができる。また、移動体は空中を移動するものに限定されず、地上や水中、宇宙、地中等を移動するものでもよい。

＜２．機能構成＞
＜２－１．ドローン２０＞
図２は、ドローン２０の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図２に示すように、ドローン２０は、例えば検出部２０１と、飛行制御部２０２と、データ通信部２０３と、位置特定部２０４と、記憶部２３０とを有している。

記憶部２３０には、ドローン２０が自律飛行を行う際に用いる地物データと飛行経路情報とが記憶されている。地物データは、地物に関連する１つ以上の座標点の情報（以下「座標点情報」ともいう。）である。座標点情報とは、ある地物に含まれる任意の地点の位置情報（絶対座標、相対座標、画像内の画素位置等）と、例えば地物の形状（例えば特徴点）、色彩等とが対応付けられた情報である。より具体的には、地物データは、地物の輪郭を構成する点列ごとに３次元や２次元の座標が対応付けられたデータである。地物データの一例として、地図データや航空写真等が挙げられる。

飛行経路情報は、出発地と、目的地と、出発地から目的地までの経路である経路情報とが対応付けられた情報である。なお、飛行経路情報は、後述する経路探索部１０１によって設定されることが好ましい

検出部２０１は、所定の検出範囲からドローン２０の飛行状態や外部の環境に関する情報を取得する。本実施形態では、検出部２０１は、飛行状態検出機器と、外部環境検出機器とから構成される。飛行状態検出機器は、例えば測距センサや加速度センサ、ジャイロセンサ、サーモセンサ等の各種センサや、高度計、速度計等の各種計測機器等のドローン２０の飛行状態に関する情報を検出する検出機器である。他方で、外部環境検出機器は、カメラ、赤外線カメラ、レンジセンサ、測距センサ、Ｌｉｄａｒ等のドローン２０の外部環境に関する情報を検出する検出機器である。

なお、検出部２０１の構成はこれに限定されず、少なくとも外部環境検出機器から構成されていればよい。また、検出部２０１の検出範囲は検出部２０１の性能や、ドローン２０の高度によって左右される。この点については、図６乃至図１０を用いて後述する。

位置特定部２０４は、サーバ１０から受信した特徴情報を用いて、ドローン２０の現在位置の特定を行う。特徴情報は、サーバ１０が推定する位置（推定位置）にドローン２０が位置している場合に、想定される検出部２０１の検出範囲と、当該検出範囲に含まれる座標点情報とを対応付けたデータである。位置特定部２０４は、受信した特徴情報と、センサが取得した情報とをマッチングさせることで現在位置の特定を行う。

図３を用いて位置特定部２０４の処理についてより詳細に説明する。なお、図３（Ａ）（Ｄ）は、ドローン２０と地物Ｂとの位置関係を示している。図３（Ａ）（Ｄ）においては、ドローン２０は紙面の法線方向に沿って飛行しているとし、また破線で示す領域Ａが検出範囲とする。図３（Ｂ）はサーバ１０から受信した特徴情報の一例であり、点Ｐは地物Ｂの座標点情報を示している。さらに、図３（Ｃ）（Ｅ）は、検出部２０１が検出範囲のどの位置において、地物Ｂを検出したかを模式的に示している。なお、図３（Ｂ）（Ｃ）（Ｅ）においては矢印の方向がドローン２０の飛行方向とする。

ドローン２０と地物Ｂが図３（Ａ）に示す位置関係にいる場合、検出部２０１は、図３（Ｃ）に示す位置に地物Ｂを検出することができる。このとき、位置特定部２０４は、サーバ１０から送られた特徴情報に含まれる座標点情報Ｐ（図３（Ｂ））と、検出した地物Ｂの情報（図３（Ｃ））とをマッチングすることにより、ドローン２０の現在位置が、推定位置と一致していると特定することができる。

他方で、ドローン２０が地物Ｂに対して図３（Ｄ）に示す位置を飛行している場合、検出部２０１では、図３（Ｅ）に示す位置に地物Ｂを検出することになる。この場合は、位置特定部２０４は、サーバ１０から送られた特徴情報に含まれる座標点情報Ｐ（図３（Ｂ））と、検出した地物Ｂの情報（図３（Ｅ））とをマッチングする。このマッチング結果により、ドローン２０の現在位置が、推定位置（図３（Ａ））からどの程度ずれた位置にあるかを算出することで、現在位置（図３（Ｄ））を特定することができる。なお、この場合には、位置特定部２０４は、後述する飛行制御部２０２に通知を行い、地物Ｂが図３（Ｃ）の位置に検出されるよう、ドローン２０の位置を制御させることも可能である。

このように、本実施形態に係る位置特定部２０４は、現在位置の特定を行う際にサーバ１０において生成された特徴情報に含まれる座標点情報とのマッチングを行う。これにより、ドローン２０では地物データからの特徴抽出処理を行う必要がないため、位置特定に関する処理負荷を低減させることができる。

飛行制御部２０２は、位置特定部２０４が特定した現在位置と検出部２０１が取得した情報と記憶部２３０に記憶された飛行経路情報とに基づいて、ドローン２０が定められた飛行経路に沿って飛行するように飛行状態を制御する。なお、図２では特に示していないが、実際には、ドローン２０は、放射状に配置された複数のロータ（回転翼）と、それらの回転翼を回転させるモータ等、一般的に自律飛行を行うドローンが備えるべき機能を備えており、飛行制御部２０２は、例えば、各回転翼の回転数を制御することにより、ドローン２０の移動や姿勢を調節する等、これらの各部の動作を制御することにより、飛行を制御する。

データ通信部２０３は、サーバ１０との間で、所定の規格に準拠して無線通信を行う。データ通信部２０３は、後述する範囲特定情報をサーバ１０に送信したり、特徴情報をサーバ１０から受信したりすることができる。

図４を参照してドローン２０における飛行制御処理のフローについて説明する。ドローン２０では、飛行制御を行う場合、あらかじめ飛行経路情報が設定され、記憶部２３０に記憶される。飛行経路情報は後述する経路探索部１０１によって設定されることが好ましいが、これに限定されず、ドローン２０側において、目的地までの経路を探索し、設定する構成でもよい。飛行を開始すると、ドローン２０のデータ通信部２０３は、サーバ１０から送信される特徴情報を受信する（Ｓ１１）。また、検出部から地物の座標点や形状などの特徴点を抽出する（Ｓ１２）。なお、Ｓ１２において抽出する情報は特徴点に限らず、地物の色彩であってもよい。

位置特定部２０４が、受信した特徴情報に含まれる座標点情報と、検出部２０１が検出した地物の特徴点とをマッチングさせ（Ｓ１３、図３参照）、現在位置の特定を行う（Ｓ１４）と、飛行制御部２０２が特定された現在位置が目的地に一致するまで（Ｓ１５：ＹＥＳ）、繰り返しＳ１２からの処理を行う。

＜２－２．サーバ１０＞
図５は、サーバ１０の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図５に示すようにサーバ１０は、例えば記憶部１３０と、経路探索部１０１と、外部データ取得部１０２と、特定用データ生成部１０３と、データ通信部１０４とを有している。

記憶部１３０には、ドローン２０と同様に地物データと飛行経路情報とが記憶されている。

経路探索部１０１は、出発地から目的地までの経路の情報である飛行経路情報を探索して記憶部１３０に出力する。このとき経路探索部１０１はドローン２０の記憶部２３０に対しても探索した経路の情報（飛行経路情報）を出力し設定することができる。経路の探索に関し、経路探索部１０１は、例えば、ユーザや管理者により入力された経路探索条件に従って、記憶部１３０に記憶された地物データ、またはネットワークＮを介して外部装置から取得した地図データ等を参照し、経路探索を実行することにより、経路の情報を取得する。

さらに、図示しない位置推定部は、探索した飛行経路情報に基づいてドローン２０の現在位置を推定することができる。例えば経路探索部１０１は、出発地点の位置情報と経過時間とに基づいて、位置の推定を行うことができる。また、ドローン２０から位置特定部２０４が特定した位置情報を受信し、当該位置情報に基づいて位置の推定をしてもよい。さらにドローン２０がＧＰＳ等を備える場合には、当該ＧＰＳからドローン２０の位置情報を取得して、位置の推定を行ってもよい。

外部データ取得部１０２は、ドローン２０の検出部２０１としてのカメラにおいて撮影された撮影画像や、外部サーバ等において検出された天候や気温、交通状況等の外部状況に関する情報を取得する。

特定用データ生成部１０３は、ドローン２０に提供するために特徴情報を生成する。特定用データ生成部１０３は、切り出し範囲決定処理と、データ生成処理との２つの処理を実行する。

・切り出し範囲決定処理
切り出し範囲決定処理は、範囲特定情報に基づいて、ドローン２０の検出範囲を推定し、特徴情報を生成する地図上の範囲（切り出し範囲）を決定する。範囲特定情報は、ドローン２０が搭載するセンサやカメラ（検出部２０１）の性能や、飛行位置（高度）、センサ方向、センサと地物までの距離等の情報である。

図６乃至図８を用いて、切り出し範囲決定処理の有用性について説明する。なお、図６乃至図８においては、ドローン２０は、検出部２０１としてカメラを備えている構成を例に説明する。

図６はカメラ（検出部２０１）の性能と、撮影可能な範囲（検出範囲）との関係を示す模式図である。図６（Ａ）はドローン２０が搭載するカメラの画角が狭い場合を示し、図６（Ｂ）は広い場合を示している。なお、図６（Ａ）（Ｂ）においてその他の条件は同一である。図６（Ａ）（Ｂ）に示すようにカメラの画角が広い方が狭い場合よりもより広範囲の画像を撮影可能になる（すなわち検出範囲が広くなる）。

図７及び図８は、カメラ（検出部２０１）と地物までの距離と、撮影可能な範囲（検出範囲）との関係を示す模式図である。図７はカメラが下向きに取り付けられた場合であり、図７（Ａ）はドローンの飛行高度が低い場合を示し、図７（Ｂ）は高度が高い場合を示している。他方で、図８はカメラが横向きに取り付けられた場合であり、カメラの向きに沿った方向において、図８（Ａ）はドローン２０と地物とが近い場合を示し、図８（Ｂ）は遠い場合を示している。図７、図８に示すように、例えばドローン２０が備えるカメラの画角が同一である場合、カメラが撮影する対象物までの距離が遠い（例えば高度が高い）ほど、距離が近い場合（例えば高度が低い場合）に比べ、より広範囲から画像を撮影可能になる（すなわち検出範囲が広くなる）。

ドローン２０の検出範囲が広く、より広範囲から情報を取得可能な状態にある場合には、特徴情報をより広範囲から生成することでマッチング精度を向上させることができる。他方で、ドローン２０の検出範囲が狭く、狭い範囲からしか情報を取得することができない場合について検討する。この場合、仮に広範囲から特徴情報を生成したとしても、当該特徴情報は、ドローン２０においてマッチングに用いることができない余剰な座標点情報を含むことになる。そうすると、ドローン２０においてマッチング処理を行う際に、本来、位置特定には不要な座標点情報についてもマッチング対象としてしまうこととなり、処理負荷が増加してしまう。

本実施形態に係る特定用データ生成部１０３は、ドローン２０において情報を取得可能な範囲に基づいて切り出し範囲を決定することで、過不足のない情報量を含んだ位置特定用のデータを生成することができる。これによってドローン２０は、マッチング処理において位置特定の精度の向上に不必要な処理によって、処理負荷が増加してしまうことを防ぐことができる。すなわち、ドローン２０の状態に応じた適切な処理負荷、適切な精度で位置特定を行うことができる。

なお、特定用データ生成部１０３は、ドローン２０が情報を取得可能な範囲にバッファを持たせた範囲を切り出し範囲としてもよい。この場合、ドローン２０の進行方向のバッファをより大きくすることが好ましい。また、特定用データ生成部１０３は、範囲特定情報をドローン２０から取得してもよいし、範囲特定情報として検出部２０１の性能等の飛行状態によって変化しない情報のみを用いる場合には、あらかじめ記憶しておいてもよい。

・データ生成処理
特定用データ生成部１０３は、切り出し範囲決定処理において切り出した範囲に含まれる地物データから、ドローン２０に提供する特徴情報を生成する。このとき特定用データ生成部１０３は、ドローンの飛行状態（飛行速度や飛行位置、高度等）や性能（センサの性能、処理速度）、周辺状況（輝度、交通情報等の情報の捉えやすさ）等を含むドローン２０の状態に応じて特徴情報に含む座標点情報を選択する。

図９乃至図１０を用いてこれらの情報に基づいて座標点情報を選択することの意義について説明する。なお、図９乃至図１０においても、ドローン２０は、検出部２０１としてカメラを備えている構成を例に説明する。

図９はドローン２０が備えるカメラの性能（解像度等）は同一で、飛行高度が異なる場合に、所定の検出範囲から取得可能な情報量の差を示す図である。図９（Ａ）はドローンの飛行高度が低い場合を示し、図９（Ｂ）は高度が高い場合を示している。カメラの解像度が同じ場合で、高度が低い場合には、高度が高い場合に比べ、１画素あたりで撮影される範囲が狭くなる。この結果、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように高度が低い場合の方が高い場合に比べ、所定の検出範囲からより多くの情報を取得できることが分かる。

一方で図１０はドローン２０の高度は同一で解像度が異なる場合において、所定の検出範囲から取得可能な情報量の差を示す図である。図１０（Ａ）はドローン２０が搭載するカメラの解像度が低い場合を示し、図１０（Ｂ）は高い場合を示している。図９の場合と同様に、カメラの解像度が高い場合には、低い場合に比べ、１画素あたりで撮影される範囲が狭くなる。この結果、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、性能が高い場合の方が狭い場合に比べ、所定の検出範囲からより多くの情報を取得できることが分かる。

ドローン２０が、所定の検出範囲からより多くの情報を取得可能な場合には、特定用データ生成部１０３は、特徴情報に含ませる座標点情報をより多く選択することでマッチング精度を向上させることができる。

他方で、ドローン２０が所定の検出範囲からあまり多くの情報を取得できない場合には、特定用データ生成部１０３は、特徴情報に含める座標点情報の数を減らすことで、ドローン２０におけるマッチング処理において、位置特定の精度向上に結び付かない処理の負荷を低減させることができる。

さらに特定用データ生成部１０３は、ドローン２０の状態に応じて、ある地物の座標点情報の数を増やすだけでなく、座標点情報を抽出する対象とする地物を選択することが好ましい。例えば解像度が高いカメラを搭載したドローン２０の場合には、より解像度の低いカメラを搭載している場合よりも、標識、建物の模様等より小さな地物とすることが好ましい。他方でより解像度の低いカメラを搭載している場合には、座標点情報を抽出する対象とする地物を、公園や河川、道路形状といった情報の変化が少なく大きな形状の地物とするこが好ましい。

また、図には示さないが、同様に、飛行速度が速い場合、短い処理時間で位置特定を行う必要がある。したがって、ドローン２０が検出部２０１から取得した情報とのマッチング処理に割り当てられる時間が短くなってしまう。このため、飛行速度が速い場合には、特徴情報に含まれる座標点情報の数を減らすことが好ましい。

さらに特定用データ生成部１０３は座標点情報を抽出する対象物を外部データ取得部１０２が取得した情報（例えば輝度や交通量）に基づいて選択することが好ましい。例えば、建物から座標点情報を生成する場合、壁面がガラス張りの場合、太陽光の反射によって抽出される情報の変化が大きく、検出部２０１が情報を取得することが困難である。したがって、このような場合には、コンクリートや木造の建物が特徴情報を抽出する対象として選択されることが好ましい。もっとも天気が悪い日や夜間などにはこのような問題は生じないため、ガラス張りの建物から座標点情報を抽出することも可能である。

次に、道路を対象物とする場合、走行する自動車の量が多い際には、例えば道路の白線等、自動車によって隠されてしまう地物については、検出部２０１が情報を取得することが困難である。したがってこのような場合には、特定用データ生成部１０３は、道路標識や道路形状といった自動車によって遮蔽されない地物を、座標点情報を抽出する対象物として選択することが好ましい。なお、走行する自動車の量が少ない場合には、道路の白線等から座標点情報を抽出してもよい。

データ通信部１０４は、ドローン２０との間で、所定の規格に準拠して無線通信を行う。データ通信部１０４は、範囲特定情報をドローン２０から受信したり、特徴情報をドローン２０に送信したりすることができる。

次に、図１１を参照して本実施形態にかかるサーバ１０の処理フローについて説明する。サーバ１０においては、まずユーザから出発地と目的地の設定がされる（Ｓ２１）と、経路探索部１０１が飛行経路情報の探索を行う（Ｓ２２）。

次に、サーバ１０は、特徴情報を生成する。このとき、まず特定用データ生成部１０３は、範囲特定情報を取得する（Ｓ２３）。範囲特定情報は、ドローン２０から取得してもよいし、あらかじめ記憶部１３０に記憶しておいてもよい。また、このとき外部データ取得部１０２が外部データを併せて取得する（Ｓ２４）。特定用データ生成部１０３は、取得した範囲特定用データと飛行経路情報とに基づいて、切り出し範囲を決定する（Ｓ２５）。

さらに特定用データ生成部１０３は、記憶部１３０を参照して、切り出した範囲について、地物データを取得する（Ｓ２６）。そして、外部データ取得部１０２が取得した外部の情報と、ドローン２０から取得したドローン２０の飛行状態や性能等の情報に基づいて、座標点情報を選択する。サーバ１０は選択した座標点情報から特徴情報を生成し（Ｓ２７）、ドローン２０に送信する（Ｓ２８）。

なおサーバ１０は、Ｓ２３乃至Ｓ２８の処理を、ドローン２０の飛行中、定期的に行う構成でもよいが、ドローン２０から要求があった際に行う構成でもよい。

このように、本実施形態に係るサーバ１０は、特徴情報を生成して、ドローン２０に送信することができる。これによって、ドローン２０においては地物データから、特徴点等の情報を抽出する処理を行う必要がなくなるため、マッチング処理に係る処理負荷を低減することができる。さらに、サーバ１０側でドローン２０の飛行状態や、検出部２０１の性能等に基づいて、特徴情報に含める座標点情報を選択することにより、ドローン２０のマッチング処理において、位置特定の精度の向上には不必要な処理によって、処理負荷が増加してしまうことを防ぐことができる。この結果、ドローン２０においては、電力を節約することができ、飛行可能時間を延長させることができる。

＜３．ハードウェア構成＞
以下、図１２を参照しながら、上述してきた移動体制御システム１におけるサーバ１０をコンピュータ８００により実現する場合のハードウェア構成の一例を説明する。なお、それぞれの装置の機能は、複数台の装置に分けて実現することもできる。

図１２に示すように、コンピュータ８００は、プロセッサ８０１、メモリ８０３、記憶装置８０５、入力Ｉ／Ｆ部８０７、データＩ／Ｆ部８０９、通信Ｉ／Ｆ部８１１、及び表示装置８１３を含む。

プロセッサ８０１は、メモリ８０３に記憶されているプログラムを実行することによりコンピュータ８００における様々な処理を制御する。例えば、サーバ１０の経路探索部１０１や外部データ取得部１０２、特定用データ生成部１０３、データ通信部２０３などは、メモリ８０３に一時記憶された上で、主にプロセッサ８０１上で動作するプログラムとして実現可能である。

メモリ８０３は、例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体である。メモリ８０３は、プロセッサ８０１によって実行されるプログラムのプログラムコードや、プログラムの実行時に必要となるデータを一時的に記憶する。

記憶装置８０５は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体である。記憶装置８０５は、オペレーティングシステムや、上記各構成を実現するための各種プログラムを記憶する。この他、記憶装置８０５は、地物データや飛行経路情報を記憶することも可能である。このようなプログラムやデータは、必要に応じてメモリ８０３にロードされることにより、プロセッサ８０１から参照される。

入力Ｉ／Ｆ部８０７は、ユーザからの入力を受け付けるためのデバイスである。入力Ｉ／Ｆ部８０７の具体例としては、キーボードやマウス、タッチパネル、各種センサ、ウェアラブル・デバイス等が挙げられる。入力Ｉ／Ｆ部８０７は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）等のインタフェースを介してコンピュータ８００に接続されても良い。

データＩ／Ｆ部８０９は、コンピュータ８００の外部からデータを入力するためのデバイスである。データＩ／Ｆ部８０９の具体例としては、各種記憶媒体に記憶されているデータを読み取るためのドライブ装置等がある。データＩ／Ｆ部８０９は、コンピュータ８００の外部に設けられることも考えられる。その場合、データＩ／Ｆ部８０９は、例えばＵＳＢ等のインタフェースを介してコンピュータ８００へと接続される。

通信Ｉ／Ｆ部８１１は、コンピュータ８００の外部の装置と有線又は無線により、インターネットＮを介したデータ通信を行うためのデバイスである。通信Ｉ／Ｆ部８１１は、コンピュータ８００の外部に設けられることも考えられる。その場合、通信Ｉ／Ｆ部８１１は、例えばＵＳＢ等のインタフェースを介してコンピュータ８００に接続される。

表示装置８１３は、各種情報を表示するためのデバイスである。表示装置８１３の具体例としては、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ウェアラブル・デバイスのディスプレイ等が挙げられる。表示装置８１３は、コンピュータ８００の外部に設けられても良い。その場合、表示装置８１３は、例えばディスプレイケーブル等を介してコンピュータ８００に接続される。また、入力Ｉ／Ｆ部８０７としてタッチパネルが採用される場合には、表示装置８１３は、入力Ｉ／Ｆ部８０７と一体化して構成することが可能である。

［その他の実施形態］
以上説明した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。また、各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

例えば、既述の実施形態では、ドローン２０にも飛行経路情報及び地物データが記憶される構成について説明した。しかしこれに限定されず、ドローン２０にはこれらのデータ（またはこれらの何れかのデータ）は記憶されない構成でもよい。この場合、ドローン２０は、自己位置を把握することができないため、サーバ１０がドローン２０を目的地まで誘導する必要がある。例えばこの場合、サーバ１０は、ドローン２０の推定位置よりも進行方向に進んだ位置を基準として特徴情報を生成する。

この処理について図３を再度参照してより詳細に説明する。例えば、実際にはドローン２０は図３（Ｄ）に示す位置にいるとする。このとき、サーバ１０においては、図３（Ｄ）よりもより進んだ図３（Ａ）の位置にドローン２０が移動した場合の検出範囲について、特徴情報を生成する（図３（Ｂ））。このとき、ドローン２０における実際の地物Ｂの検出位置は図３（Ｅ）である。したがって、ドローン２０は、図３（Ｃ）に示す位置に地物Ｂを検出できるように、移動を行う。

このように、ドローン２０は、検出範囲において検出した情報が、特徴情報とマッチするように、特徴情報を順次辿っていくことで、目的地までの飛行制御を行うことができる。

次に、既述の実施形態では、ドローン２０が飛行経路に沿って飛行している場合の例について説明したがこれに限定されない。移動体制御システムは、飛行経路を外れてしまったドローン２０を、適切な飛行経路に復帰させることも可能である。図１３を用いてこの場合のドローン２０の処理フローを及びサーバ１０の処理シーケンスについて説明する。

図１３のシーケンス図は、図４のＳ１３及びＳ１４においてドローン２０がマッチングに失敗し現在位置を特定できなかった場合の処理シーケンスを示している。図１３におけるＳ３１は、図４におけるＳ１３及びＳ１４に対応している。

ドローン２０は、マッチングが失敗した場合には、はサーバ１０にマッチングに失敗したこと、及び検出部２０１が取得した情報を送信する（Ｓ３２）。

サーバ１０においては、マッチングに失敗した旨の通知をドローン２０から取得すると、マッチングに失敗した周辺（すなわち、前回特徴情報を生成した際に地物データを切り出した範囲の周辺）の地物データを記憶部１３０から取得する（Ｓ４１）。

特定用データ生成部１０３は、取得した範囲の地物データから再度特徴情報を生成する（Ｓ４２）。さらに特定用データ生成部１０３は、受信した検出部２０１が取得した情報と、特徴情報のマッチングを行い、ドローン２０の現在位置を特定する（Ｓ４３）。なお、Ｓ４２、及びＳ４３の処理はドローン２０の現在位置を特定できるまで繰り返し実行される。

サーバ１０では、ドローン２０の現在位置を特定すると、特定した位置の位置情報をドローン２０に送信する（Ｓ４４）。

ドローン２０においては、位置情報をサーバ１０から取得する（Ｓ３３）と、取得した位置情報に沿って自己位置の補正を行う（Ｓ３４）。

なお、図１３のＳ４３の処理は、ドローン２０側で行ってもよい。同様に図４のマッチング処理（Ｓ１３）及び位置特定処理（Ｓ１４）は、サーバ１０側で行う構成でもよい。この場合には、ドローン２０はＳ１２において検出部２０１が抽出した特徴点をサーバ１０へ送信する。サーバ１０では、受信した特徴点と記憶された地物データとのマッチングを行い、ドローン２０の位置を特定し、当該特定した位置の情報をドローン２０に送信することになる。

また、既述の実施形態においては、ドローン２０の高度や速度等の情報は高度計や速度計といった計測機器によって計測する例について説明したがこれに限定されない。例えばドローン２０においては、カメラによって撮影した映像をサーバ１０に送信し、サーバ１０側で取得した映像に基づいて高度や速度を算出する構成でもよい。

また、記述の実施形態においては、検出部２０１の外部環境検出機器としてカメラを採用した場合について説明したが、これにかぎらず、Ｌｉｄａｒなど地物の形状（点群情報）を取得する構成でもよい。この場合、特徴情報としては地物の形状に関する情報を採用することとなり、当該特徴情報と点群情報の特徴点とをマッチングさせることにより、ドローン２０の位置を特定することとなる。

なお、上述した移動体制御システム１におけるドローン２０の飛行制御処理は、ドローン２０が屋外を飛行中に適用されることに限定されず、屋内（工場や倉庫等）を飛行中のドローン２０に適用することも可能である。

・本実態形態と特許文献１との対比
上記の特許文献１に記載された発明は、画像処理技術を用いて、移動体の移動経路について予め特徴点の三次元座標を精度良く計測しておき、その三次元座標と、現実の移動体の移動時に撮影されるカメラ映像を対比することにより、移動体のカメラ位置を示す三次元座標をＧＰＳシステムより高精度に求め得ることができ、誤差数ｃｍの範囲で移動体の現在位置を示すことができるナビゲーション装置に関するものである。

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の技術では、生成される特徴点の情報は画一的なものであり、移動体に搭載されたカメラの性能等にあわせてその精度を制御することができないという課題が存在する。また、移動体の自律走行の制御には、現在位置を高精度で特定する必要がある反面、移動体における処理負荷を低減させることが重要であり、さらなる改善の余地がある。当該課題を解決するために、上記で説明した実施形態の構成を提供する。それにより、移動体に搭載された検出部の性能や、移動体の飛行（または走行）状態に応じて、自己位置を特定するために過不足のない適切な特徴情報を生成することができる、という効果を奏する。

以上、実施形態の全部又は一部に記載された態様は、移動体で行われる、当該移動体の位置特定処理の負荷を低減するためのシステム及びそれに利用可能なデータのデータ構造の提供、処理速度の向上、処理精度の向上、使い勝手の向上、データを利用した機能の向上又は適切な機能の提供その他の機能向上、データ及び／又はプログラムの容量の削減、装置及び／又はシステムの提供、並びにデータ、プログラム、装置又はシステムの製作・製造コストの削減、製作・製造の容易化、製作・製造時間の短縮等のデータ、プログラム、記録媒体、装置及び／又はシステムの製作・製造の適切かのいずれか一つの課題を解決する。

１ 移動体制御システム
１０ サーバ
１０１ 経路探索部
１０２ 外部データ取得部
１０３ 特定用データ生成部
１３０ 記憶部
２０ ドローン
２０１ 検出部
２０２ 飛行制御部
２０３ データ通信部
２０４ 位置特定部
２３０ 記憶部

Claims (4)

1. 外部環境に関する情報を検出する検出部を備えた移動体を制御する移動体制御システムであって、
   前記検出部が前記外部環境に存在する地物を検出できる範囲である検出範囲を示す範囲特定情報を取得し、前記移動体の位置特定に利用する特徴情報を生成する地図上の範囲を、前記範囲特定情報に基づいて決定する範囲決定部と、
   前記範囲決定部において決定された地図上の範囲に含まれる地物に関する地物データを取得し、前記地物データに基づいて、前記特徴情報に含む前記地物に関する特徴を前記地物データの中から選択するデータ生成部と、
   前記特徴情報と前記外部環境に関する情報とをマッチングした結果に基づいて、前記移動体の位置を特定する制御部とを備え、
   前記検出範囲は、前記検出部の画角、前記検出部の向き、前記検出部と地物までの距離、及び前記移動体の高度の少なくともいずれか一つにより生じる範囲であり、
   前記データ生成部は、前記移動体の移動速度が速い場合、前記特徴情報に含まれる前記地物に関する特徴を減らす処理を行う、移動体制御システム。
2. 前記データ生成部は、
   前記移動体の処理性能、高度、前記検出部の性能、前記移動体の周辺状況の少なくともいずれか一つに基づいて処理を行う、請求項１に記載の移動体制御システム。
3. 前記特徴情報に含む前記地物に関する特徴は、
   前記地物における座標点、形状又は色彩を含む
   請求項１乃至３の何れか一項に記載の移動体制御システム。
4. 地物に関連する情報である地物データを、外部環境に関する情報を検出する検出部を備えた移動体の制御を行うコンピュータに参照させる機能を実行するプログラムであって、
   前記コンピュータが、
   前記検出部が前記外部環境に存在する地物を検出できる範囲である検出範囲を示す範囲特定情報を取得し、前記移動体の位置特定に利用する特徴情報を生成する地図上の範囲を、前記範囲特定情報に基づいて決定する機能と、
   前記地図上の範囲に含まれる地物に関する地物データを取得し、前記地物データに基づいて、前記特徴情報に含む前記地物に関する特徴を前記地物データの中から選択する機能と、
   前記特徴情報と前記外部環境に関する情報とをマッチングした結果に基づいて、前記移動体の位置を特定する機能と、
   前記特徴情報と前記検出部で検出した外部環境に関する情報をマッチングさせることにより、前記移動体の位置を特定する機能とを備え、
   前記検出範囲は、前記検出部の画角、前記検出部の向き、前記検出部と地物までの距離、及び前記移動体の高度の少なくともいずれか一つにより生じる範囲であり、
   前記特徴情報に含む前記地物に関する特徴の選択は、前記移動体の移動速度が速い場合、前記特徴情報に含まれる前記地物に関する特徴を減らすことにより行われる、プログラム。

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