JP7042313B1 - 移動体運用システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の好適な運用を可能とする技術を提供する。【解決手段】移動体運用システムにおいて、移動体が電力を取得可能な複数の電力供給施設と、移動体（ドローン）が目的地に到達するまでに移動体が電力を取得する電力供給施設を経由して目的地に到達するまでの経路を決定する決定部と、を備える。決定部は、トポロジマップを用いて経路として移動体が目的地に移動するまでに要するコストが最小となる経路を決定し、決定した経路上の電力供給施設に対して、移動体の離発着の予約を行う予約部を備える。【選択図】図１３

Description

本発明は、移動体運用システムに関する。

ドローン等のカメラが搭載された移動体を自律的に飛行させ、空中から地上の構造物や地表等を撮影し得られた画像を用いた、点検、測量、監視、環境調査等が行われている。また、移動体が自動で移動したり、移動体を遠隔操作する技術が検討されている。

特表２０１８－５１６０２４号公報

移動体は、例えば鉄塔などを調査することがある。鉄塔は山奥に設置されている場合もある。そのため、移動体の目的地は山奥となり、その場合、移動体が一回の充電だけでは到達できないこともある。そのため、移動体が目的地に移動可能な位置に移動体を配備したり、移動体が目的地に移動可能な位置まで移動体を運送するといった運用を行う必要がある。このような運用は、コストが増大するという問題点があった。

上記事情に鑑み、本発明は、移動体の好適な運用を可能とする技術を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、移動体が電力を取得可能な複数の電力供給施設と、前記移動体が目的地に到達するまでに前記移動体が電力を取得する前記電力供給施設を経由して前記目的地に到達するまでの経路を決定する決定部と、前記決定部により決定された前記経路上の前記電力供給施設に対して、前記移動体の離発着の予約を行う予約部と、を備え、前記決定部は、前記予約部により前記移動体の離発着が予約された前記電力供給施設に前記移動体が着陸しようとした場合に、前記電力供給施設が使用不可となったときは、前記移動体の移動可能距離にもとづき新たな経路を決定し、前記予約部は、前記新たな経路上の前記電力供給施設を予約する移動体運用システムである。

本発明の一態様は、上記の移動体運用システムであって、前記移動体が移動可能な前記電力供給施設を線で結んだトポロジマップを作成する作成部を備え、前記決定部は、前記作成部により作成されたトポロジマップを用いて、前記経路を決定する。

本発明の一態様は、上記の移動体運用システムであって、前記作成部により作成された前記トポロジマップにおいて隣接する前記電力供給施設間を前記移動体が移動した場合に要するコストを導出する導出部を備え、前記決定部は、前記経路として、前記移動体が前記目的地に移動するまでに要する前記コストが最小となる経路を決定する。

本発明の一態様は、上記の移動体運用システムであって、前記導出部は、隣接する前記電力供給施設間の距離、天候、および障害物を示す情報に基づき前記コストを導出する。

本発明の一態様は、上記の移動体運用システムであって、前記電力供給施設は、前記移動体から着陸が要求され、着陸可能な空きがない場合には、着陸中の移動体を離陸させることで、着陸を要求した前記移動体を着陸させることを可能とする。

本発明により、移動体の好適な運用を可能とする技術を提供することが可能となる。

実施形態の移動体運用システム１０００の概要を説明する説明図。 実施形態の中央制御装置１００の機能構成を表す機能ブロック図。 実施形態の全体予約データベースの具体例を示す図。 実施形態のスペックデータベースの具体例を示す図。 実施形態の気象データベースの具体例を示す図。 実施形態のトポロジマップ例を示す図。 実施形態のトポロジマップ例を示す図。 実施形態のコストが導出されたトポロジマップ例を示す図。 実施形態のポート２００の機能構成を表す機能ブロック図。 実施形態の個別予約データベースの具体例を示す図。 実施形態のドローン３００の機能構成を表す機能ブロック図。 実施形態のルートデータベースの具体例を示す図。 実施形態の中央制御装置１００が実行する処理の流れの一例を示すフローチャート。 実施形態のドローン３００の移動の移動態様を示す図。 実施形態のルートの決定からドローン３００が最初の経由ポートに着陸するまでの処理を示すシーケンス図。 実施形態のドローン３００が着陸してから離陸するまでの処理を示すシーケンス図。 実施形態のドローン３００の移動の移動態様を示す図。 実施形態の現在着陸しているポートから終了日時が到来したときに次に着陸するポートが使用中の場合の処理を示すシーケンス図。 実施形態のドローン３００の移動の移動態様を示す図。 実施形態の次に着陸するポートが使用不可となった場合の処理を示すシーケンス図。 実施形態の次に着陸するポートが使用不可となった場合の処理を示すシーケンス図。 実施形態の追い出し処理を示すシーケンス図。 実施形態の緊急着陸時の基本的な処理の流れの一例を示すフローチャート。 実施形態のドローン３００がポート２００と通信可能な場合の処理を示すシーケンス図。 実施形態のドローン３００がポート２００および中央制御装置１００と通信不可能な場合の処理を示すシーケンス図。 実施形態の予め緊急着陸位置を定めておく場合の中央制御装置１００の機能構成を表す機能ブロック図。 実施形態の全体緊急データベースの具体例を示す図。 実施形態の予め緊急着陸位置を定めておく場合のドローン３００の機能構成を表す機能ブロック図。 実施形態の個別緊急データベースの具体例を示す図。 予め緊急着陸位置を定めておく場合の処理を示すシーケンス図。

図１は、実施形態の移動体運用システム１０００の概要を説明する説明図である。以下の説明では、移動体の一例としてドローンが用いられる。

移動体運用システム１０００は、中央制御装置１００、ポート２００－１、２００－２、２００－３、２００－４、２００－５、２００－ｎ（ｎは２以上の整数）、およびドローン３００－１、３００－２、３００－３、３００－４、３００－ｍ（ｍは１以上の整数）を含む。以下、ポート２００－１、２００－２、２００－３、２００－４、２００－ｎのそれぞれを特に区別しない場合には任意の１台をポート２００と称する。ドローン３００－１、３００－２、３００－３、３００－４、３００－ｍのそれぞれを特に区別しない場合には任意の１台をドローン３００と称する。また、ポート２００は、電力供給施設の一例である。

中央制御装置１００は、移動体運用システム１０００全体を制御する。ポート２００は、ドローン３００が離着陸可能な１つ以上の格納設備を備え、各格納設備においてドローン３００への充電が可能である。すなわち、ポート２００において、ドローン３００は、電力を取得することができる。また、ポート２００は、中央制御装置１００と通信可能である。ポート２００は、ドローン３００と近距離無線通信可能である。ドローン３００は、ポート２００と通信可能であり、後述するセルラー搭載タイプのドローン３００の場合には、中央制御装置１００と通信可能である。

図１において、ポート２００－５にはドローン３００－４が着陸しており、ポート２００－ｎにはドローン３００－ｍが着陸しており、ポート２００－３には２台のドローン３００－２、３００－３が着陸しており、ドローン３００－１は移動している状態が示されている。

図２は、中央制御装置１００の機能構成を表す機能ブロック図である。中央制御装置１００は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、全体運用プログラムを実行することによって通信部１１０、全体予約情報記憶部１４１、スペック情報記憶部１４２、気象情報記憶部１４３、および制御部１２０を備える装置として機能する。なお、通信部１１０、全体予約情報記憶部１４１、スペック情報記憶部１４２、気象情報記憶部１４３、および制御部１２０の各機能の全てまたは一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。全体運用プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えば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である。全体運用プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

通信部１１０は、ネットワークインタフェースである。通信部１１０は電話回線やインターネットを介して、ポート２００またはドローン３００と通信を行う。

全体予約情報記憶部１４１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。全体予約情報記憶部１４１は、全体予約データベースを記憶する。図３は、全体予約データベースの具体例を示す図である。全体予約データベースは、ポート識別子、および予約例コード１から予約レコードＮ（Ｎは予約数）で構成される。予約数Ｎは、ポートごとによって異なる。したがって、例えば予約レコード１０まであるポートや、予約レコード１のみのポートもある。

ポート識別子は、ポートの格納設備を一意に識別するための識別子である。ポート識別子は、４桁の数字で示される。４桁の数字の上位２桁は、ポート２００を識別する値である。したがって、例えばポート識別子１００１と１００２が示す格納設備は、同じポート２００に設けられた格納設備である。またポート識別子１００１と２００１が示す格納設備は、異なるポート２００に設けられた格納設備である。４桁の数字の下位２桁は、同じポート２００の格納設備を識別する値である。

予約レコードは、開始日時（YYYYMMDDHHMM）、終了日時（YYYYMMDDHHMM）、およびドローン識別子で構成される。開始日時はドローンの着陸予定日時を示す。終了日時は、着陸していたドローンの離陸予定日時を示す。ドローン識別子は、離着陸するドローンを一意に識別するための識別子である。

例えば、ポート識別子１００１のポート２００の場合、ドローン識別子Ａｆ８８０１２のドローン３００が、２０２０年８月１日の１０時１５分に着陸し、２０２０年８月１日の１０時３５分に離陸する予定であることが示されている。開始日時から終了日時までの間に、ドローン３００に充電が行われる。

スペック情報記憶部１４２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。スペック情報記憶部１４２は、スペックデータベースを記憶する。図４は、スペックデータベースの具体例を示す図である。スペックデータベースは、ドローン識別子、最高速度、移動可能距離、移動可能時間、および充電時間で構成される。ドローン識別子は、ドローン３００を一意に識別するための識別子である。最高速度は、無風状態でのドローン識別子のドローン３００の最高速度（km/h）を示す。なお、ドローン識別子Ａｆ８８０１２のドローン３００が実際に移動可能な最高速度は、速度Ａ、ドローン３００の移動方向、風速、および風向をもとに導出される。移動方向、風速、および風向は後述の気象データベースなどから取得される。

移動可能距離は、ドローン識別子のドローン３００が最高速度で移動した場合に移動可能な距離（km）を示す。移動可能時間は、ドローン識別子のドローン３００が最高速度で移動した場合に移動可能な時間（h）を示す。充電時間は、充電量０％から１００％となるまでに要する時間（min）を示す。例えば、ドローン識別子Ａｆ８８０１２のドローン３００は、最高速度がｖ１（km/h）であり、移動可能距離はｄ１（km）であり、移動可能時間はｔ１（h）であり、充電時間はＴ１（min）である。

なお、移動可能距離は、満充電状態で実際に移動可能な距離よりも短い距離（例えば９割）としている。同様に、移動可能時間は、満充電状態で実際に移動可能な時間よりも短い時間（例えば９割）としている。これにより、何らかの障害が発生した場合でも、１割分の余裕があるため、より確実にポート２００に着陸できる可能性を高めることができる。

気象情報記憶部１４３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。気象情報記憶部１４３は、気象データベースを記憶する。図５は、気象データベースの具体例を示す図である。気象データベースは、区間識別子、移動方向、１時間ごとの天気および風速で構成される。

区間識別子は、あるポート同士を結ぶ区間を一意に識別するための識別子である。例えば、Ｒ１は、ポートＡからポートＢを結ぶ区間を識別するための識別子である。移動方向は、ポートＡを始点とし、ポートＢを終点とするベクトルと、緯線とのなす角を示している。よって、例えばポートＡからポートＢに向かう場合は、緯線となす角がθ１となる方向となり、ポートＢからポートＡに向かう場合は、緯線となす角がθ１＋π（またはθ１－π）となる方向となる。

天気と風速は、０時から１時、１時から２時、２３時から０時というように１時間ごとに記録される。天気は、晴、曇り、雨、雪のいずれかが記録される。雨や雪の場合は、降水量（mm/h）もともに記録される。風速は、方向と風速（m/s）とが記録される。

なお、気象情報を気象データベースとして予め記録しておかずに、例えば気象センサを用いて随時気象情報を取得してもよいし、気象データベースと気象センサの両方を用いてもよい。

図２における制御部１２０は中央制御装置１００の各部の動作を制御する。制御部１２０は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ、およびＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部１２０は、全体運用プログラムを実行することによって、マップ作成部１２１、コスト導出部１２２、ルート決定部１２３、予約部１２４、およびタイミング決定部１２５として機能する。

マップ作成部１２１は、作成部の一例であり、ドローン３００が電力を取得することなく移動可能なポート２００を線で結んだトポロジマップを作成する。具体的に、マップ作成部１２１は、ドローンの移動可能距離をもとに、ドローン３００が移動可能なポート間を結んだトポロジマップを作成する。コスト導出部１２２は、導出部の一例であり、トポロジマップにおいて隣接するポート２００間をドローンが移動した場合に要するコストを導出する。コストが大きいほど、移動が困難（不可能も含む）である。ルート決定部１２３は、決定部の一例であり、ドローン３００が目的地に到達するまでにドローン３００が電力を取得するポート２００を経由して目的地に到達するまでの経路（以下、「ルート」とも表現する）を決定する。また、ルート決定部１２３は、ルートとして、ドローン３００が目的地に移動するまでに要するコストが最小となるルートを決定する。

予約部１２４は、ルート決定部１２３により決定されたルート上のポート２００に対し、離着陸の予約を行う。タイミング決定部１２５は、予約レコードに示される開始日時や終了日時を決定する。このように、ポート２００に対して、離発着の予約を行っておくことで、着陸しようとするたびにポート２００を予約する場合と比較して、確実に離発着するポート２００を確保できる。

上記マップ作成部１２１のマップ作成例について説明する。図６Ａ、図６Ｂはトポロジマップ例を示す図である。図６Ａ、図６Ｂにおいて、Ａ～Ｈはポート２００を示す。図６Ａは、ドローン３００の移動可能距離がｄ１の場合のマップ例を示す。図６Ｂは、ドローン３００の移動可能距離がｄ２（＞ｄ１）の場合のマップ例を示す。上述したように、マップ作成部１２１は、ドローン３００が移動可能なポート間を結んだトポロジマップを作成する。例えば、図６ＡではポートＢＥ間は接続されていないが、図６Ｂでは接続されている。このように、移動可能距離に応じて、マップ作成部１２１が作成するマップは異なるものとなる。

上記コスト導出部１２２のコスト導出例について説明する。コスト導出部１２２は、トポロジマップで示されるポート間での実際の最高速度Ｘを、ドローン３００の最高速度、移動方向、風速、風向から導出する。最高速度Ｘが０より大きい場合には、ポート間の距離を用いて、最高速度Ｘでの移動時間を導出し、これをコストとする。一方、最高速度Ｘが０以下の場合、降水量が１０mmを超える天気の場合、または移動時間が移動可能時間を超える場合、当該ポート間は移動不可能とする。移動不可能とされたポート間はルート対象外となるため、トポロジマップは更新される。

ルート決定部１２３は、トポロジマップにおいて、移動時間をコストとし、ドローン３００が目的地に移動するまでに要するコストが最小となるルートを決定する。なお、移動時間をコストとし、公知のアルゴリズム（例えばダイクストラ法）を用いてルートを決定してもよい。ルート決定部１２３は、経由するポート２００と、ポート２００ごとに上述した開始日時、終了日時を決定する。このとき開始日時、終了日時は、余裕をもって決定される。具体的に、コストである移動時間が例えば１０分となっている場合、１割増しの１１分を移動時間とする。よって、例えば１２：００に離陸し、次に着陸するポート２００の開始日時を１２：１１とする。これにより、多少遅れが発生しても混乱を抑制することができる。

図７は、コストが導出されたトポロジマップ例を示す図である。ポート間に示される数字はコストを示す。図７の場合、ポートＡからポートＥへのルートとして、ルート決定部１２３は、ポートＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順にポートを経由するルートとすることに決定する。なお、ルート決定部１２３は、例えばルートが存在しない場合には、ルートなしとする。例えば、図７において、ポートＣＤ間、およびポートＦＤ間が接続されていない場合には、ポートＡからポートＥへのルートは存在しない。

図８は、ポート２００の機能構成を表す機能ブロック図である。ポート２００は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、ポート運用プログラムを実行することによって通信部２１０、個別予約情報記憶部２４１、および制御部２２０を備える装置として機能する。なお、通信部２１０、個別予約情報記憶部２４１、および制御部２２０の各機能の全てまたは一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ポート運用プログラムは、上述したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。ポート運用プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

通信部１１０は、ネットワークインタフェースである。通信部１１０は電話回線やインターネットや近距離無線通信を介して、中央制御装置１００またはドローン３００と通信を行う。

個別予約情報記憶部２４１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。個別予約情報記憶部２４１は、個別予約データベースを記憶する。図９は、個別予約データベースの具体例を示す図である。個別予約データベースは、ポート識別子、および予約例コード１から予約レコードＭ（Ｍは予約数）で構成される。予約数Ｍは、予約状況によって異なる。したがって、例えば予約レコード１０まである場合や、予約レコード１のみの場合もある。予約レコードの数ｋがＭ未満の場合、予約レコードｋ＋１から予約レコードＭまでのデータ領域は、例えばＮＵＬＬとするか、データ領域自体を設けなくてもよい。

開始日時（YYYYMMDDHHMM）、終了日時（YYYYMMDDHHMM）、およびドローン識別子で構成される。開始日時はドローンの着陸予定日時を示す。終了日時は、着陸していたドローンの離陸予定日時を示す。ドローン識別子は、離着陸するドローンを一意に識別するための識別子である。

例えば、ドローン識別子Ａｆ８８０１２のドローン３００が、２０２０年８月１日の１０時１５分に着陸し、２０２０年８月１日の１０時３５分に離陸する予定であることが示されている。開始日時から終了日時までの間に、ドローン３００に充電が行われる。

図８における制御部２２０はポート２００の各部の動作を制御する。制御部２２０は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ、およびＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部２２０は、ポート運用プログラムを実行することによって、ポート管理部２２１、ドローン検出部２２２、電力供給部２２３、および離発着指示部２２４として機能する。

ポート管理部２２１は、ポート２００に備わる１つ以上の格納設備の予約状況を管理したり、格納設備の状態（使用可能、使用不可能など）を管理する。ドローン検出部２２２は、ドローン３００が格納設備に着陸したか、または離陸したかを検出する。電力供給部２２３は、着陸したドローン３００に電力を供給する。離発着指示部２２４は、ドローン３００に離着陸を指示する。

図１０は、ドローン３００の機能構成を表す機能ブロック図である。ドローン３００は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、ドローン運用プログラムを実行することによって通信部３１０、ルート情報記憶部３４１、制御部３２０を備える装置として機能する。なお、通信部３１０、ルート情報記憶部３４１、および制御部３２０の各機能の全てまたは一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ドローン運用プログラムは、上述したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。ドローン運用プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。バッテリ３６０は、ドローン３００の各部に電力を供給する。カメラ３７０は、全天球カメラであり、ドローン３００の前後左右上下方向を撮影可能である。

通信部３１０は、ネットワークインタフェースである。通信部３１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）通信部３１１、無線ＬＡＮ（Local Area Network）通信部３１２、およびＬＴＥ（Long Term Evolution）通信部２１３で構成される。ＧＰＳ通信部３１１は、ＧＰＳ等の人工衛星から受信された電波を受信する。受信された電波により、ドローン３００の位置が測定される。

無線ＬＡＮ通信部３１２は、無線ＬＡＮによりポート２００との近距離通信を行う。ＬＴＥ通信部３１３は、ＬＴＥ回線により中央制御装置１００との通信を行う。なお、ＬＴＥ通信部３１３が存在しない構成であってもよい。この場合、ドローン３００は、ポート２００を介して中央制御装置１００と通信を行う。以下の説明において、ＬＴＥ通信部３１３を備えるドローンをセルラー搭載タイプと表現し、搭載していないドローンをセルラー非搭載タイプと表現する。

ルート情報記憶部３４１は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。ルート情報記憶部３４１は、ルート情報を示すルートデータベースを記憶する。ルート情報は、中央制御装置１００などから通知される。図１１は、ルートデータベースの具体例を示す図である。ルートデータベースは、移動する順番のポートについてのポート情報が記録される。図１１の場合、ドローン３００は、ポート１、ポート２…の順にポートを経由してポートＬまで移動する。

ポート情報は、ポート識別子、開始日時（YYYYMMDDHHMM）、終了日時（YYYYMMDDHHMM）、および位置で構成される。ポート識別子は、ポートの格納設備を一意に識別するための識別子である。開始日時はドローンの着陸予定日時を示す。終了日時は、着陸していたドローンの離陸予定日時を示す。位置は、緯度と経度のペアを示す。図１１の場合、ドローン３００は、まず緯度ｌａｔ１、経度ｌｏｎ１にあるポート２００に向けて移動し、２０２０年８月１日の１０時１５分に着陸し、２０２０年８月１日の１０時３５分に離陸する予定である。その後、緯度ｌａｔ２、経度ｌｏｎ２にあるポート２００に向けて移動するなどして、ポートＬまで移動する予定である。

図１０におけるロータ３５０は、制御部３２０の制御に応じて、ドローン３００を空中自在に飛行させるための揚力を発生させる動力部である。ドローン３００が備えるロータ３５０の数は、ドローン３００に要求される飛行性能等に応じて、３基、４基、６基、８基等の複数であってよい。

ロータ３５０は、モータ３５１、およびブレード３５２を備える。モータ３５１は、例えばＤＣブラシレスモータである。モータ３５１の回転軸にはブレード３５２が取り付けられている。モータ３５１は、制御部３２０の制御に応じてブレード３５２を回転させる。ブレード３５２は回転することによりドローン３００に揚力を発生させる。ロータ３５０の駆動によってドローン３００を移動させる方法については公知であるため詳細な説明を省略する。

図１０における制御部３２０はドローン３００の各部の動作を制御する。制御部３２０は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ、およびＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部３２０は、ドローン運用プログラムを実行することによって、移動制御部３２１、ルート管理部３２２、および電力管理部３２３として機能する。

移動制御部３２１は、ルートデータベースに従い、ドローン３００の飛行制御など、移動に関する制御を行う。ルート管理部３２２は、ルートデータベースの記録や更新などの管理を行う。電力管理部３２３は、バッテリ３６０の充電や残量に関する管理を行う。

以上説明した構成を踏まえ、以下、移動体運用システム１０００における処理例について説明する。図１２は、中央制御装置１００が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。中央制御装置１００は、ドローン３００のドローン識別子と、移動を開始するポートと目的地のポートが入力されると、図１２に示されるフローチャートを実行する。マップ作成部１２１は、ドローン識別子からスペックデータベースを参照し、移動可能距離を取得して、トポロジマップを作成する（ステップＳ１０１）。

コスト導出部１２２は、トポロジマップで示されるポート間の移動時間をコストとして導出する（ステップＳ１０２）。なお、上述したように、移動不可能とされたルートが存在した場合には、トポロジマップを更新し、更新されたトポロジマップでのコストを導出する。ルート決定部１２３は、トポロジマップにおいて、移動時間をコストとしてコストが最小となるルートを決定する（ステップＳ１０３）。なお、ルートが存在しないこともある。

予約部１２４は、ルートが存在したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ルートが存在しなかった場合には（ステップＳ１０４：ＮＯ）、予約部１２４は、何もせずに処理を終了する。ルートが存在した場合には（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、予約部１２４は、ルート決定部１２３により決定されたルート上のポート２００に対し、離着陸の予約を行う（ステップＳ１０５）。中央制御装置１００は、ドローン３００にルート情報を通知して（ステップＳ１０６）、処理を終了する。

上記処理により、例えばルートとしてポートＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順にポートを経由するルートが決定されたとする。このとき、ドローン３００は、図１３に示されるように各ポートを経由する。図１３は、ドローン３００の移動態様を示す図である。図１３において、横軸は時間を示す。

ポートＡにおいて、ルートが決定されると、ポートＢに向けてドローン３００が移動する。ドローン３００は、ポートＢに着陸し、充電したのちに、ポートＢを離陸して、ポートＣに向けて移動する。ドローン３００は、ポートＣに着陸し、充電したのちに、ポートＣを離陸して、ポートＤに向けて移動する。ドローン３００は、ポートＤに着陸し、充電したのちに、ポートＤを離陸して、ポートＥに向けて移動する。このようにして、ドローン３００は、ポートＡからポートＥまで移動する。

次に、中央制御装置１００、ポート２００、およびドローン３００の処理についてシーケンス図を用いて説明する。図１４は、ルートの決定からドローン３００が最初に経由するポートに着陸するまでの処理を示すシーケンス図である。

中央制御装置１００は、ルートを決定すると（ステップＳ２０１）、ルート上の各ポートに対し、予約要求を送信する（ステップＳ２０２）。図１４では、説明を簡単するために最初にドローン３００が経由するポート２００に対してのみ予約要求を送信しているが、ルート上の各ポートに対し、予約要求が送信される。予約要求には、図３で説明した開始日時、終了日時、およびドローン識別子が含まれる。

ポート２００は、予約要求を受信すると、個別予約データベースを参照し、予約可能か否か判定する。図１４では、予約可能であったとする。ポート２００は、個別予約データベースを更新し（ステップＳ２０３）、予約を受け付けたことを示す予約応答（ＯＫ）を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ２０４）。予約を受け付けられない場合には、予約応答（ＮＧ）が送信される。上記ステップＳ２０３の個別予約データベースを更新では、予約要求に含まれた開始日時、終了日時、およびドローン識別子が個別予約データベースに追記される。

中央制御装置１００は、予約応答（ＯＫ）を受信すると、全体予約データベースを更新する（ステップＳ２０５）。このステップＳ２０５の全体予約データベースを更新では、予約応答に対応する予約要求に含まれた開始日時、終了日時、およびドローン識別子が全体予約データベースに追記される。中央制御装置１００は、ルート情報が含まれるルート通知をドローン３００に送信する（ステップＳ２０６）。ドローン３００は、ルート通知を受信すると、ルート情報をルートデータベースに記憶する（ステップＳ２０７）。

中央制御装置１００は、ドローン３００に離陸要求を送信する（ステップＳ２０８）。ドローン３００の移動制御部３２１は、離陸することを示す離陸応答（ＯＫ）を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ２０９）。何らかの理由で離陸できない場合には、離陸応答（ＮＧ）が送信される。ドローン３００は、最初の経由ポートに向けて離陸する（ステップＳ２１０）。

ドローン３００は、着陸するポート２００の近傍に移動したことを検出する（ステップＳ２１１）。ここでは、例えばルートデータベースに示されるポートの緯度経度と、ＧＰＳから取得した緯度経度との距離が例えば１０メートル以内と判定された場合に、着陸するポート２００の近傍に移動したことを検出する。

ドローン３００は、着陸するポート２００の近傍に移動したことを検出し、かつ開始日時が到来している場合に、ポート２００への着陸を要求する着陸要求を送信する（ステップＳ２１２）。開始日時が到来していない場合には、待機して開始日時の到来を待ってもよいし、開始日時の到来を待たずに着陸要求を送信してもよい。

着陸要求を受信すると、ポート２００のポート管理部２２１は、着陸可能か否か判定する。図１４では、着陸可能であったとする。ポート２００の離発着指示部２２４は、着陸を許可することを示す着陸応答（ＯＫ）をドローン３００に送信する（ステップＳ２１３）。着陸を許可しない場合には、着陸応答（ＮＧ）が送信される。着陸応答（ＯＫ）を受信したドローン３００は、ポート２００においてポート識別子に示される格納施設に着陸する（ステップＳ２１４）。

図１５は、ドローン３００が着陸してから離陸するまでの処理を示すシーケンス図である。ドローン３００がポート２００に着陸すると（ステップＳ３０１）、ポート２００のドローン検出部２２２は、ドローン３００の着陸を検出する（ステップＳ３０２）。ポート２００の電力供給部２２３は、ドローン３００への充電を開始する（ステップＳ３０３）。

ドローン３００の電力管理部３２３は、充電が完了すると（ステップＳ３０４）、充電が完了したことを示す充電完了通知をポート２００に送信する（ステップＳ３０５）。ポート２００の離発着指示部２２４は、充電完了通知を受信し、かつ終了日時が到来すると、ドローン３００に離陸要求を送信する（ステップＳ３０７）。ドローン３００の移動制御部３２１は、離陸することを示す離陸応答（ＯＫ）をポート２００に送信する（ステップＳ３０８）。ドローン３００は、離陸し（ステップＳ３０９）、ポート２００のドローン検出部２２２は、ドローン３００の離陸を検出する（ステップＳ３１０）。

ドローン３００が次に着陸するポートにおいて、例えば他のドローン３００の充電時間が長引き、着陸できない場合などがある。具体的に、図１６を用いて説明する。図１６は、ドローン３００の移動態様を示す図である。図１６において、横軸は時間を示す。

ポートＡにおいて、ルートが決定されると、ポートＢに向けてドローン３００が移動する。ドローン３００は、ポートＢに着陸し、充電が完了するが、次に着陸するポートＣが使用中である。そこで、ドローン３００はポートＢで一旦待機する。その後、ポートＣが使用可能となったのちに、ポートＢを離陸して、ポートＣに向けて移動する。以下、ポートＣ、Ｄ、Ｅの順にドローン３００が移動していく。

図１７は、現在着陸しているポートから終了日時が到来したときに次に着陸するポートが使用中の場合の処理を示すシーケンス図である。ドローン３００がポート２００－１に着陸すると（ステップＳ４０１）、ポート２００－１のドローン検出部２２２は、ドローン３００の着陸を検出する（ステップＳ４０２）。ポート２００－１の電力供給部２２３は、ドローン３００への充電を開始する（ステップＳ４０３）。

ドローン３００が次に着陸するポート２００－２は、充電が長引き現在使用中とする。この場合、ポート２００－２は、次に着陸するドローン３００の着陸を一時的に停止する一時停止通知を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ４０４）。中央制御装置１００は、一時停止通知を受信すると、ポート２００－１にドローン３００を待機させることを示す待機通知を送信する（ステップＳ４０５）。

ドローン３００の電力管理部３２３は、充電が完了すると、充電完了通知をポート２００に送信する（ステップＳ４０６）。ポート２００の離発着指示部２２４は、充電完了通知を受信し、かつ終了日時が到来しているが、待機通知を受信しているため、離陸要求を送信しない。

ポート２００－２は、新たなドローン３００が着陸可能となると、着陸可能となったことを示す再開通知を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ４０７）。中央制御装置１００は、再開通知を受信すると、全体予約データベースを更新する（ステップＳ４０８）。具体的には、ドローン３００のルート情報におけるポート２００－２のルートを白紙状態に更新し、再びルート決定処理を実行する（ステップＳ４０９）。この結果、図１７では、ルートや開始日時や終了日時を変更することがないルートが存在したとする。上述したように、ルート決定部１２３は、ドローン３００の移動が多少遅れた場合であっても、遅れを吸収可能なようにルートが決定される。図１７の場合は、吸収可能な遅れであったとする。

中央制御装置１００は、決定されたルートを示すルート情報を含み、待機を解除することを示す待機解除通知をポート２００－１の送信する（ステップＳ４１０）。ポート２００は、ルート情報が含まれるルート通知をドローン３００に送信する（ステップＳ４１１）。ドローン３００は、ルート通知を受信すると、ルート情報をルートデータベースに記憶する（ステップＳ４１２）。

ポート２００は、ドローン３００に離陸要求を送信する（ステップＳ４１３）。ドローン３００の移動制御部３２１は、離陸することを示す離陸応答（ＯＫ）を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ４１４）。ドローン３００は、離陸し（ステップＳ４１５）、ポート２００のドローン検出部２２２は、ドローン３００の離陸を検出する（ステップＳ４１６）。

次に、ドローン３００が着陸予定のポート２００がしばらく使用できない場合の処理について説明する。着陸予定のポート２００がしばらく使用できなくなる例として、着陸予定の格納施設のみが故障した場合、ポート２００全体の格納施設が故障した場合、急に他のドローン３００が着陸し、格納施設に空きがなくなった場合などがある。このうちの着陸予定の格納施設が故障した場合において、同じポート２００の他の格納施設が使用可能なときには、その格納施設に着陸させる。この場合は、ルートに影響を与えることなくドローン３００を着陸させることができる。一方、他の格納施設も使用不可能な場合や、ポート２００自体が故障によりしばらく使用できない場合は、ルートを再決定する必要がある。

図１８は、ドローン３００の移動態様を示す図である。図１３において、横軸は時間を示す。ポートＡにおいて、ルートが決定されると、ポートＢに向けてドローン３００が移動する。ドローン３００は、ポートＢに着陸し、充電が完了するが、次に着陸するポートＣが使用不可である。そこで、中央制御装置１００は、ルートを再決定し、ドローン３００にルート情報を通知する。ドローン３００はポートＢを離陸して、新たなルートにおけるポートＧに向けて移動する。以下、ポートＦ、Ｄ、Ｅの順にドローン３００が移動していく。

図１９は、次に着陸するポートが使用不可となった場合の処理を示すシーケンス図である。なお、図１９は、セルラー非搭載タイプのドローン３００の処理を示す。ドローン３００は、着陸するポート２００の近傍に移動したことを検出し（ステップＳ５０１）、かつ開始日時が到来している場合に、ポート２００－１へ着陸要求を送信する（ステップＳ５０２）。ポート２００－１は着陸応答（ＮＧ）をドローン３００に送信する（ステップＳ５０３）。

ドローン３００の電力管理部３２３は、バッテリの残量を取得し（ステップＳ５０４）、ポート２００－１に残量を示す残量通知を送信する（ステップＳ５０５）。ポート２００－１は、中央制御装置１００に、残量を示す残量通知を送信する（ステップＳ５０６）。中央制御装置１００は、残量通知に示される残量から、移動可能距離を算出する。例えば、残量が５０％で、残量が１００％の場合の移動可能距離が５kmの場合には、移動可能距離を２．５kmとする。なお残量通知には、ドローン３００の現在位置の緯度と経度も含まれる。

中央制御装置１００のマップ作成部１２１は、残量を反映した移動可能距離などからトポロジマップを作成し、コスト導出部１２２がコストを導出し、ルート決定部１２３がルートを決定する（ステップＳ５０７）。図１９では新たなルートが存在したとする。中央制御装置１００は、決定されたルート上の各ポートに対し、予約要求を送信する（ステップＳ５０８）。図１９では、説明を簡単するために最初にドローン３００が経由する１つのポート２００－２に対してのみ予約要求を送信しているが、ルート上の各ポートに対し、予約要求が送信される。また、図１９では省略しているが、ドローン３００が当初着陸する予定であった各ポート２００にキャンセルが通知される。

ポート２００－２は、予約要求を受信すると、個別予約データベースを参照し、予約可能か否か判定する。図１９では、予約可能であったとする。ポート２００－２は、個別予約データベースを更新し（ステップＳ５０９）、予約応答（ＯＫ）を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ５１０）。

中央制御装置１００は、予約応答（ＯＫ）を受信すると、全体予約データベースを更新する（ステップＳ５１１）。中央制御装置１００は、ルート通知をポート２００－１に送信する（ステップＳ５１２）。ポート２００－１は、ルート通知をドローン３００に送信する（ステップＳ５１３）。ドローン３００は、ルート通知を受信すると、ルート情報をルートデータベースに記憶する（ステップＳ５１４）。ドローン３００は、ルートデータベースに示される次のポート２００に向けて移動する（ステップＳ５１５）。

次に、セルラー搭載タイプのドローン３００の処理について説明する。図２０は、次に着陸するポートが使用不可となった場合の処理を示すシーケンス図である。

ドローン３００は、着陸するポート２００の近傍に移動したことを検出し（ステップＳ６０１）、かつ開始日時が到来している場合に、ポート２００－１へ着陸要求を送信する（ステップＳ６０２）。ポート２００－１は着陸応答（ＮＧ）をドローン３００に送信する（ステップＳ６０３）。

ドローン３００の電力管理部３２３は、バッテリの残量を取得し（ステップＳ６０４）、中央制御装置１００に残量を示す残量通知を送信する（ステップＳ６０５）。中央制御装置１００は、残量通知に示される残量から、移動可能距離を算出する。

中央制御装置１００のマップ作成部１２１は、残量を反映した移動可能距離などからトポロジマップを作成し、コスト導出部１２２がコストを導出し、ルート決定部１２３がルートを決定する（ステップＳ６０６）。図２０では新たなルートが存在したとする。中央制御装置１００は、決定されたルート上の各ポートに対し、予約要求を送信する（ステップＳ６０７）。図２０では、説明を簡単するために最初にドローン３００が経由する１つのポート２００－２に対してのみ予約要求を送信しているが、ルート上の各ポートに対し、予約要求が送信される。また、図２０では省略しているが、ドローン３００が当初着陸する予定であった各ポート２００にキャンセルが通知される。

ポート２００－２は、予約要求を受信すると、個別予約データベースを参照し、予約可能か否か判定する。図２０では、予約可能であったとする。ポート２００－２は、個別予約データベースを更新し（ステップＳ６０８）、予約応答（ＯＫ）を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ６０９）。

中央制御装置１００は、予約応答（ＯＫ）を受信すると、全体予約データベースを更新する（ステップＳ６１０）。中央制御装置１００は、ルート通知をドローン３００に送信する（ステップＳ６１１）。ドローン３００は、ルート通知を受信すると、ルート情報をルートデータベースに記憶する（ステップＳ６１２）。ドローン３００は、ルートデータベースに示される次のポート２００に向けて移動する（ステップＳ６１３）。

図１９、図２０に示される処理では、ポート２００－１から着陸応答（ＮＧ）が送信されているが、ポート２００－１が通信不能な場合もある。このような場合には、ドローン３００は、着陸応答待ちがタイムアウトとなった場合に、ステップＳ５０４またはステップＳ６０４に進むようにしてもよい。

次に、格納施設に空きがなくなった場合において、他のドローン３００を強制的に離陸させ、格納施設に空きを作り、そこに着陸させる処理（「追い出し処理」とも表現する）について説明する。図２１は、追い出し処理を示すシーケンス図である。

ドローン３００は、着陸するポート２００の近傍に移動したことを検出し（ステップＳ７０１）、かつ開始日時が到来している場合に、ポート２００－１へ着陸要求を送信する（ステップＳ７０２）。ポート２００－１は、空きがないことから、着陸中のドローン３００のうちの１つのドローン３００－２を離陸させるために、当該ドローンの離陸の許可を要求する離陸許可要求を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ７０３）。なお、離陸させるドローン３００として、例えば最も充電時間が長いドローン３００や、バッテリの残量が最も多いドローン３００が挙げられる。

離陸許可要求を受信すると、中央制御装置１００のマップ作成部１２１は、ドローン３００－２に対するトポロジマップを作成し、コスト導出部１２２がコストを導出し、ルート決定部１２３がルートを決定する（ステップＳ７０４）。図２１では新たなルートが存在したとする。中央制御装置１００は、決定されたルート上の各ポートに対し、予約要求を送信する（ステップＳ７０５）。図２１では、説明を簡単するために最初にドローン３００－２が経由する１つのポート２００－２に対してのみ予約要求を送信しているが、ルート上の各ポートに対し、予約要求が送信される。また、図２１では省略しているが、ドローン３００－２が当初着陸する予定であった各ポート２００にキャンセルが通知される。

ポート２００－２は、予約要求を受信すると、個別予約データベースを参照し、予約可能か否か判定する。図２１では、予約可能であったとする。ポート２００－２は、個別予約データベースを更新し（ステップＳ７０６）、予約応答（ＯＫ）を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ７０７）。

中央制御装置１００は、予約応答（ＯＫ）を受信すると、全体予約データベースを更新する（ステップＳ７０８）。中央制御装置１００は、決定されたルートを示すルート情報を含み、離陸を許可することを示す離陸許可応答（ＯＫ）をポート２００－１の送信する（ステップＳ７０９）。

ポート２００－１は、ルート情報が含まれるルート通知をドローン３００－２に送信する（ステップＳ７１０）。ドローン３００－２は、ルート通知を受信すると、ルート情報をルートデータベースに記憶する（ステップＳ７１１）。また、ポート２００－１は、ドローン３００－１に着陸応答（待機）を送信する（ステップＳ７１２）。着陸応答（待機）とは、着陸応答（ＯＫ）を送信するまで待機することを指示する応答である。

ポート２００－１の離発着指示部２２４は、ステップＳ７０９で送信されたルート情報に示される終了日時が到来すると、ドローン３００－２に離陸要求を送信する（ステップＳ７１５）。ドローン３００の移動制御部３２１は、離陸応答（ＯＫ）をポート２００に送信する（ステップＳ７１６）。ドローン３００－２は、離陸し（ステップＳ７１７）、ポート２００－１のドローン検出部２２２は、ドローン３００－２の離陸を検出する（ステップＳ７１８）。ドローン３００－２の離陸が検出されると、ポート２００－１の離発着指示部２２４は、着陸応答（ＯＫ）をドローン３００－１に送信する（ステップＳ７１９）。これにより、ドローン３００－１はポート２００－１着陸することが可能となる。

次に、緊急着陸について説明する。ドローン３００が目的地に安全に移動することが困難になり、また出発地にも引き返せない状況となり、緊急着陸する状況となったとき、着陸位置としてポート２００がある。上述した実施形態では、着陸予定のポート２００に着陸ができない場合であっても、他のポート２００などに着陸できた形態について説明した。

しかし、いずれのポート２００にも着陸できず、また目的地や出発地にも着陸できない場合がある。なお、ドローン３００が安全に移動することが困難となる例として、ドローン３００が他のドローンや障害物と衝突し障害が発生した場合、ドローン３００自体に障害が発生した場合、バッテリ残量が少なくなった場合などが挙げられる。

図２２は、緊急着陸時の基本的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。ドローン３００は、目的地まで移動するルート上において着陸可能な位置を取得する（ステップＳ８０１）。ここでは、中央制御装置１００から着陸可能な位置を取得してもよいし、ドローン３００自らが着陸可能な位置を取得してもよい。また、中央制御装置１００から取得する場合の取得タイミングは、移動前でも移動後でもよい。

ドローン３００は、ＧＰＳ受信部３１１により受信された電波から現在位置を取得する（ステップＳ８０２）。ドローン３００は、バッテリの残量から、移動可能距離を取得する（ステップＳ８０３）。ここでの移動可能距離は、中央制御装置１００にバッテリの残量を通知することで取得してもよいし、ドローン３００自らが判断して取得してもよい。なお、移動可能距離は、上述した天候情報も加味して算出してもよい。

ドローン３００は、ステップＳ８０１で取得された着陸可能な位置のうち、現在位置に最も近い着陸可能な位置を取得する（ステップＳ８０４）。ドローン３００は、現在位置に最も近い着陸可能な位置にドローン３００が移動可能か否かを判定する（ステップＳ８０５）。すなわち、最も近い着陸可能な位置とドローン３００との距離が、移動可能距離以下となるか否かを判定する。

ドローン３００は、移動可能と判定した場合（ステップＳ８０５：ＹＥＳ）、最も近い着陸可能な位置に決定し（ステップＳ８０６）、本処理を終了する。この後、最も近い着陸可能な位置に向けて移動する。

ドローン３００は、移動可能と判定しなかった場合（ステップＳ８０５：ＮＯ）、バッテリの残量が閾値以下となるまで最も近い着陸可能な位置に向けて移動して（ステップＳ８０７）、本処理を終了する。上記閾値は、ドローン３００が緊急着陸したことを示す通信を一定期間にわたり行うことが可能な値である。

上記ステップＳ８０４とステップＳ８０５の処理は、中央制御装置１００が行い、その判定結果をドローン３００に通知してもよい。また、移動可能距離を取得せず、ステップＳ８０４で最も近い位置を取得し、当該位置に向けて移動してもよい。

次に、シーケンス図を用いて緊急着陸時の処理について説明する。図２３は、ドローン３００がポート２００と通信可能な場合の処理を示すシーケンス図である。図２３ではセルラー搭載タイプのドローン３００の処理例を示している。なお、ドローン３００がポート２００と通信可能であることは、中央制御装置１００の指示を、ポート２００を介して受信可能であることから、ポート２００と通信可能な場合は、必ずしもセルラー搭載タイプのドローン３００でなくてもよい。

ドローン３００は、障害の発生を検出する（ステップＳ９０１）。ドローン３００は、まず無線ＬＡＮによる通信を試みる。ドローン３００は、着陸要求をブロードキャストで送信する（ステップＳ９０２）。ポート２００は、着陸応答（ＮＧ）をドローン３００に送信する（ステップＳ９０３）。ドローン３００の電力管理部３２３は、バッテリの残量を取得し（ステップＳ９０４）、中央制御装置１００に、残量通知を送信する（ステップＳ９０５）。なお、ブロードキャストで送信することから、１つのポート２００から着陸応答（ＮＧ）を受信しても、他のポート２００から着陸応答（ＯＫ）を受信する可能性もある。図２３では、着陸応答（ＯＫ）は１つも受信できなかったものとする。

残量通知を受信した中央制御装置１００は、他のルートを探したが他のルートがなかったとする（ステップＳ９０６）。中央制御装置１００は、残量通知で受信したドローン３００の現在位置と地図データを参照し、緊急着陸位置を探索する（ステップＳ９０７）。緊急着陸位置としては、人身事故や物損事故が発生しないような地点（人も車も存在しない空き地や、例えば移動体運用システム１０００を行っている会社の敷地内など）を優先的に探索する。

中央制御装置１００は、探索によって緊急着陸位置を取得すると、緊急着陸位置（緯度と経度）を示す緊急着陸通知をドローン３００に送信する（ステップＳ９０９）。ドローン３００は、受信した緊急着陸通知に示される緊急着陸位置に緊急着陸するように制御し、緊急着陸する（ステップＳ９１０）。ドローン３００は、緊急着陸すると、実際の緊急着陸位置（緯度と経度）を示す緊急着陸完了通知を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ９１１）。

このようにすることで、より安全に緊急着陸を行うことができる。また、緊急着陸完了通知が送信されるため、どこに着陸したかを容易に知ることができる。

図２４は、ドローン３００がポート２００および中央制御装置１００と通信不可能な場合の処理を示すシーケンス図である。ドローン３００は、障害の発生を検出する（ステップＳ１００１）。ドローン３００は、まず無線ＬＡＮによる通信を試みる。ドローン３００は、着陸要求をブロードキャストで送信する（ステップＳ１００２）。しかし、ポート２００には電波が届かず、着陸許可応答のタイムアウトとなる（ステップＳ１００３）。なお、ブロードキャストで送信することから、１つのポート２００から着陸応答（ＮＧ）を受信しても、他のポート２００から着陸応答（ＯＫ）を受信する可能性もある。図２４では、着陸応答（ＯＫ）は１つも受信できなかったものとする。

ドローン３００の電力管理部３２３は、バッテリの残量を取得する（ステップＳ１００４）。そして、ドローン３００が地図データを有する場合には、現在位置と地図データを参照し、緊急着陸位置を探索する（ステップＳ１００５）。地図データがない場合には、カメラ３７０での撮影画像をもとに、例えばＶｉｓｕａｌ－ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）などを用いて緊急着陸位置を探索する。このように、ドローン３００の周囲を撮影した画像を用いて着陸可能な位置を取得してもよい。ドローン３００は、探索により取得した緊急着陸位置に緊急着陸するように制御し、緊急着陸する（ステップＳ１００７）。ドローン３００は、緊急着陸すると、実際の緊急着陸位置（緯度と経度）を示す緊急着陸完了通知をポート２００にブロードキャストで送信する（ステップＳ１００２）。ここでは、緊急着陸完了通知がいずれかのポート２００などに受信されるか、電力がなくなるまで緊急着陸完了通知を送信してもよい。

このようにすることで、緊急着陸する場合であっても、より適切な位置にドローン３００を着陸させることができる。

上述した図２３、図２４で説明した処理は、緊急着陸を行うときに、緊急着陸位置を探索するが、予め緊急着陸位置を定めておいてもよい。図２５は、予め緊急着陸位置を定めておく場合の中央制御装置１００の機能構成を表す機能ブロック図である。図２に示した機能ブロック図と異なる点は、全体緊急情報記憶部１４４が追加された点である。

全体緊急情報記憶部１４４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。全体緊急情報記憶部１４４は、全体緊急データベースを記憶する。図２６は、全体緊急データベースの具体例を示す図である。全体緊急データベースは、ポート間ごとに、緊急着陸可能な位置（領域）を示すデータベースである。全体緊急データベースは、区間識別子、および緊急着陸位置情報１から緊急着陸位置情報ｍ（ｍは緊急着陸位置の数）で構成される。

区間識別子は、あるポート同士を結ぶ区間を一意に識別するための識別子である。例えば、Ｒ１は、ポートＡからポートＢを結ぶ区間を識別するための識別子である。緊急着陸位置情報は、緊急着陸位置を、領域（円内）で示す情報である。円の中心は、緯度ｌａｔと経度ｌｏｎであり、半径はｒである。図２６では、例えば、区間識別子Ｒ１の区間では、緊急着陸位置情報１に示される領域（中心（lat11,lon11）、半径r11の円内）に緊急着陸可能であることが示されている。緊急着陸位置の数は、区間によって異なる。したがって、緊急着陸位置情報ｍは、区間ごとによって異なる。よって、例えば緊急着陸位置情報１０まである区間や、緊急着陸位置情報１のみの区間もある。緊急着陸位置情報の数ｋがｍ未満の場合、緊急着陸位置情報ｋ＋１から緊急着陸位置情報ｍまでのデータ領域は、例えばＮＵＬＬとするか、データ領域自体を設けなくてもよい。

図２７は、予め緊急着陸位置を定めておく場合のドローン３００の機能構成を表す機能ブロック図である。図１０に示した機能ブロック図と異なる点は、個別緊急情報記憶部３４２が追加された点である。

個別緊急情報記憶部３４２は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。個別緊急情報記憶部３４２は、個別緊急データベースを記憶する。図２８は、個別緊急データベースの具体例を示す図である。全体緊急データベースと異なる点は、ドローン３００がこれから経由する区間における緊急着陸位置情報のみが記録されたデータベースである点である。よって、個別緊急データベースは、ドローン３００が経由する区間に応じた区間識別子、および緊急着陸位置情報で構成される。緊急着陸位置情報のデータ内容は、全体緊急データベースにおける緊急着陸位置情報と同じである。

図２９は、予め緊急着陸位置を定めておく場合の処理を示すシーケンス図である。図２９では、中央制御装置１００でルートが決定されてからの処理が示されている。ルートが決定されると、中央制御装置１００は、ルート情報が含まれるルート通知をドローン３００に送信する（ステップＳ１１０１）。ドローン３００は、ルート通知を受信すると、ルート情報をルートデータベースに記憶する（ステップＳ１１０２）。

中央制御装置１００は、ドローン３００がこれから経由する区間における緊急着陸位置情報を全体緊急データベースから取得し、取得した緊急着陸位置情報を示す緊急着陸通知をドローン３００に送信する（ステップＳ１１０３）。ドローン３００は、緊急着陸通知を受信すると、緊急着陸情報を個別緊急データベースに記憶する（ステップＳ１１０４）。

中央制御装置１００は、ドローン３００に離陸要求を送信する（ステップＳ１１０５）。ドローン３００の移動制御部３２１は、離陸することを示す離陸応答（ＯＫ）を中央制御装置１００に送信する（ステップＳ１１０６）。ドローン３００は、最初の経由ポートに向けて離陸する（ステップＳ１１０７）。

ドローン３００は、障害の発生を検出する（ステップＳ１１０８）。ドローン３００は、まず無線ＬＡＮによる通信を試みる。ドローン３００は、ポート２００に着陸要求をブロードキャストで送信する（ステップＳ１１０９）。しかし、ポート２００には電波が届かず、着陸許可応答のタイムアウトとなる（ステップＳ１１１０）。

ドローン３００の電力管理部３２３は、バッテリの残量を取得する（ステップＳ１１１１）。そして、ドローン３００は、個別緊急データベースに記憶された緊急着陸位置情報の示す位置のうち、最も近い緊急着陸位置を探索する（ステップＳ１１１２）。ドローン３００は、緊急着陸位置を取得する（ステップＳ１１１３）。

ドローン３００は、探索により取得した緊急着陸位置に緊急着陸するように制御し、緊急着陸する（ステップＳ１１１４）。ドローン３００は、緊急着陸すると、実際の緊急着陸位置（緯度と経度）を示す緊急着陸完了通知をポート２００にブロードキャストで送信する（ステップＳ１１１５）。ここでは、通信可能となるか、電力がなくなるまで緊急着陸完了通知を送信してもよい。なお、最も近い緊急着陸位置まで、移動できない場合には、上述したＶｉｓｕａｌ－ＳＬＡＭなどを用いて緊急着陸位置を探索し、探索した位置に緊急着陸してもよい。

図２９では、ドローン３００が中央制御装置１００から緊急着陸位置情報を取得したが、これに限るものではない。例えば、ＰＣ（Personal Computer）やスマートフォンなどの情報機器と通信を行うことで、緊急着陸位置情報を取得してもよい。この場合、上述した実施形態のように、いくつかのポート３００を経由して目的地まで移動する形態以外にも適用可能である。

具体的には、１回の充電で移動可能な範囲内で、ある構造物をドローン３００で調査する場合に、例えばドローン３００に障害が発生したとする。このとき、ドローン３００に予め緊急着陸位置情報を記録させておくことで、ドローン３００は自動的に緊急着陸位置に着陸することができる。

なお、図２９に示した処理では、ドローン３００が移動を開始する前のタイミングで緊急着陸位置情報を取得したが、ドローン３００が緊急着陸する際のタイミングで緊急着陸位置情報を取得してもよい。この場合、ドローン３００は障害の発生を検出すると、中央制御装置１００に緊急着陸位置情報を要求する。中央制御装置１００は、ドローン３００に最も近い緊急着陸位置を示す緊急着陸位置情報を全体緊急情報記憶部１４４において探索し、ドローン３００に通知する。この場合、最も近い緊急着陸位置を示す緊急着陸位置情報が通知されるので、図２９のようにルート全体の緊急着陸位置情報を記録する場合と比較して、ドローン３００における記憶領域のサイズは小さくすることができるので、記憶資源を有効に利用することができる。一方、緊急着陸する際のタイミングでは、中央制御装置１００と通信可能とは限らないため、より確実に緊急着陸を成功させる場合には、予め緊急着陸位置情報を記録させておいた方がよい。

上述した実施形態において、ドローン３００の補修を行うことが可能な補修拠点（補修機能を有するポート）を設けてもよい。この場合、障害が発生したドローン３００は、補修拠点に自走可能であれば補修拠点に着陸する。これにより、ドローン３００に発生した障害を取り除くことができるので、障害の発生による影響を極力抑えることができる。また、障害が発生したドローン３００が１つ以上のポートと補修拠点に自走可能な場合、優先的に補修拠点に着陸してもよい。具体的には、障害が発生したドローン３００が、確実またはほぼ確実に複数のポートと補修拠点に自走可能な場合、仮に補修拠点がいずれのポートよりも遠いときであっても、補修拠点に着陸してもよい。一方、バッテリの残量が複数のポートと補修拠点に自走可能な残量であっても、深刻な障害の場合には、最も近いポートに着陸してもよい。また、補修拠点は、一律に同じ補修機能を有してもよいし、異なる補修機能を有してもよい。異なる補修機能を有する場合、補修可能な障害で補修拠点を分類しておき、障害に応じて着陸する補修拠点を決定してもよい。

以上説明したように、本実施形態によれば、ドローン３００をポート２００を経由して移動させることができるので、ドローン３００を調査対象の構造物に移動可能な位置に配備しなくてもよく、またドローン３００を運搬する必要がないため、大幅にコストを削減できる。また、ドローン３００を調査対象の構造物に移動可能な位置に配備する場合と比較して、ドローン３００の稼働率を向上させることができるので、効率よくドローン３００を運用できる。特にドローン３００は、可視光センサを搭載するものや、サーモカメラを搭載するものなど、調査内容によって搭載される装備が異なるので、ドローン３００をポート２００を経由して移動させることが可能な本実施形態は特に有効である。

以上説明した実施形態において、コスト導出部１２２は、ドローン３００の最高速度、移動方向、風速、風向から導出したが、これに限るものではない。例えば、高層ビルが多数存在すると、ドローン３００の移動態様も複雑化し、またＤＩＤ（Densely Inhabited District）もなるべく避けた方がよい。したがって、コスト導出部１２２は、建造物の高さや密度、ＤＩＤか否かなども用いてコストを導出してもよい。例えば、超高層ビルが林立する領域を通過するルートのコストを、低層ビルのみの領域を通過するルートのコストと比較して大きくしてもよい。このように、隣接するポート２００間の距離、天候、および障害物を示す情報に基づきコストを導出してもよい。

また、あるルートを通過してドローン３００から得られた情報もコストを導出する際に用いるようにしてもよい。上記情報として、ルート上に想定外の障害物があったことや、移動体運用システム１０００が管理していないドローンが多く存在したり、気象データベースには存在しない天候情報や異なる天候情報が挙げられる。さらに、ドローン３００自体のサイズ、重量、種類などもコストを導出する際に用いるようにしてもよい。例えば、サイズが大きい場合には、風の影響を受けやすいので、サイズが小さいドローン３００と比較して、コストを大きくする。また、重量による規制や墜落時のリスクが大きさも変わることから重量が重い場合は重量が小さいドローン３００と比較して、コストを大きくしてもよい。

また、降水量に閾値を設け、当該閾値以上の区間は移動不可能としてもよいし、閾値を設けずに、降水量に比例してコストを増大させてもよい。

上述した実施形態では、ドローン３００が移動を開始する前に、ルート決定部１２３がルートを決定しているが、ポート２００に着陸するたびに次のルートを決定してもよい。また、個別のドローン３００ごとに最適になるようにルートを決定してもよいし、ドローン３００全体で最適となるようにルートを決定してもよい。

また、ポート２００に着陸した場合には、必ずしも充電しないようにしてもよい。例えば、次に着陸するポート２００が都合により空きがない場合に、一時的に着陸するような場合は、次に着陸するポート２００で充電可能であるため、充電しなくてもよい。このような一時的な着陸を可能とするために、ポート２００の格納設備の一部を充電設備が設けられていない格納設備としてもよい。

本実施形態では、電力の取得方法として、充電を例に説明したが、これに限るものではない。例えば、バッテリが磁石によってドローン３００に取り付けられているなど、自動的にバッテリを交換可能な機構を設けておき、着陸時にバッテリを交換してもよい。

上述した図４における移動可能距離および移動可能時間は、実際のそれよりも例えば９割としていることについて、例えば天候が荒れやすい地域などで運用する場合などは、例えば７割とするなど、運用する地域の特性等に応じて適宜変更してもよい。

ポート２００は、格納施設に空きがある場合に予約を受け付けていたが、常時１つ以上の空きがある範囲で予約を受け付けるようにしてもよい。これにより、ドローン３００の緊急着陸に直ちに対応することができるので、ポート２００以外に着陸させる場合と比較してリスクを軽減できる。

ドローン３００のサイズは機種などによって異なるので、格納施設もサイズに応じて設けるようにしてもよい。

移動体として、本実施形態ではドローンを例に説明したが、飛行して移動する移動体であれば本実施形態を適用できる。特に燃料を自らに蓄えて一度の飛行で目的地まで到達できない飛行体に有効である。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１００…中央制御装置、１１０…通信部、１２０…制御部、１２１…マップ作成部、１２２…コスト導出部、１２３…ルート決定部、１２４…予約部、１２５…タイミング決定部、１４１…全体予約情報記憶部、１４２…速度情報記憶部、１４２…スペック情報記憶部、１４３…気象情報記憶部、１４４…全体緊急情報記憶部、２００、２００－１、２００－２、２００－３、２００－４、２００－ｎ…ポート、２１０…通信部、２１３…ＬＴＥ通信部、２２０…制御部、２２１…ポート管理部、２２２…ドローン検出部、２２３…電力供給部、２２４…離発着指示部、２４１…個別予約情報記憶部、３００、３００－１、３００－２、３００－３、３００－４、３００－ｍ…ドローン、３１０…通信部、３１１…ＧＰＳ通信部、３１２…無線ＬＡＮ通信部、３１３…ＬＴＥ通信部、３２０…制御部、３２１…移動制御部、３２２…ルート管理部、３２３…電力管理部、３４１…ルート情報記憶部、３４２…個別緊急情報記憶部、３５０…ロータ、３５１…モータ、３５２…ブレード、３６０…バッテリ、３７０…カメラ、１０００…移動体運用システム

Claims (5)

1. 移動体が電力を取得可能な複数の電力供給施設と、
   前記移動体が目的地に到達するまでに前記移動体が電力を取得する前記電力供給施設を経由して前記目的地に到達するまでの経路を決定する決定部と、
   前記決定部により決定された前記経路上の前記電力供給施設に対して、前記移動体の離発着の予約を行う予約部と、
   を備え、
   前記決定部は、前記予約部により前記移動体の離発着が予約された前記電力供給施設に前記移動体が着陸しようとした場合に、前記電力供給施設が使用不可となったときは、前記移動体の移動可能距離にもとづき新たな経路を決定し、
   前記予約部は、前記新たな経路上の前記電力供給施設を予約する移動体運用システム。
2. 前記移動体が移動可能な前記電力供給施設を線で結んだトポロジマップを作成する作成部を備え、
   前記決定部は、前記作成部により作成されたトポロジマップを用いて、前記経路を決定する請求項１に記載の移動体運用システム。
3. 前記作成部により作成された前記トポロジマップにおいて隣接する前記電力供給施設間を前記移動体が移動した場合に要するコストを導出する導出部を備え、
   前記決定部は、前記経路として、前記移動体が前記目的地に移動するまでに要する前記コストが最小となる経路を決定する請求項２に記載の移動体運用システム。
4. 前記導出部は、隣接する前記電力供給施設間の距離、天候、および障害物を示す情報に基づき前記コストを導出する請求項３に記載の移動体運用システム。
5. 前記電力供給施設は、前記移動体から着陸が要求され、着陸可能な空きがない場合には、着陸中の移動体を離陸させることで、着陸を要求した前記移動体を着陸させることを可能とする請求項１に記載の移動体運用システム。

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