JP7050375B1 - 可搬型ドローンポートシステム - Google Patents

Abstract

【課題】無人地帯で自律飛行させる大型ドローンの運用を支援する可搬型ドローンポートシステムを提供する。【解決手段】本発明の可搬型ドローンポートシステムは、昇降式の離着陸台を有する移動式ポートと、移動式ポートを収容する格納室を備えた被牽引車と、を含み、格納室は、中空の箱型筐体で構成され、箱型筐体の天井面にドローンが通過可能な開口部を有し、開口部を覆うルーフを開放または閉鎖する開閉モジュールと、箱型筐体内に収容された移動式ポートを開口部に対応する位置の床面に固定する積載モジュールと、格納室の周囲環境を計測する環境計測モジュールと、移動式ポートに駐機中のドローンの離陸可否を環境計測モジュールの計測結果に基づいて判断し、ドローンの離着陸を制御する中央制御装置と、を備え、移動式ポートは、搬送用台車及び搬送用台車上に設けられて離着陸台を昇降させるリフトを含み、離着陸台は、ドローンが離着陸する面にシリコン系衝撃吸収シートが形成されており、衝撃吸収装置を介してリフトの天板に連結されている。【選択図】図３

Description

特許法第３０条第２項適用 令和 ３年 ６月１０日に、アラセ・アイザワ・アエロスパシアル合同会社のグループ会社である會澤高圧コンクリート株式会社のウェブサイトに掲載されている会社パンフレットにおいて、本発明の可搬型ドローンポートシステムのコンセプト情報を公開した。

本発明は、可搬型ドローンポートシステムに関し、より詳しくは、無人地帯で大型ドローンの運用を支援する可搬型ドローンポートシステムに関する。

近年、一般にドローンとして知られる無人航空機（ＵＡＶ：ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｅｒｉａｌ ｖｅｈｉｃｌｅ）の産業分野での活用が進んでおり、運搬、撮影、点検、製造などの用途での使用されている。ドローンの運用においては、ドローンを安全に、且つ機体を損傷させることなく離着陸させる手段として、各種のドローンポートが提案されている。

例えば、特許文献１には、物流拠点となるドローンポートを備えるドローンポートシステムが提案されている。特許文献１のシステムは、予め設定された飛行ルートの適所にドローンポートが配置され、ドローンポートには充電装置を備えた離着陸盤が具備されることが開示されている。

また、特許文献２には、ドローンの飛行前点検を無人で行うことができるドローンポートが提案されている。特許文献２のドローンポートにおいて、飛行前点検は、係留装置に固定された状態で浮上しようとするドローンの推力又は振動を計測して、その計測値によりモータ（駆動装置）の出力異常やプロペラの故障を判断するものとなっている。

しかしながら、特許文献１、２に記載されたドローンポートは、いずれも予め定められた場所に固定的に設置される構成となっており、機動的に所望の場所に搬送が可能で、普段は人が立ち入ることが困難な山間部や海上などの無人地帯で、災害状況の観測、重量物の運搬、構造物の建設などに使用される大型ドローンの運用に必要となる装備や機能を備えていないという問題がある。

特に、最大離陸重量が２５キログラムを超えるような大型ドローンを安全に離着陸させるためのポート機構を備え、無人地帯での自律飛行を可能にするための支援装置が備えられた可搬型ドローンポートシステムが、災害対応や建設、農林水産、電気事業などの方面から求められている。

特開２０１９－８９４６１号公報 特開２０２１－４６１１１号公報

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、無人地帯で自律飛行させる大型ドローンの運用を支援する可搬型ドローンポートシステムを提供することにある。
また、大規模な災害時に、有人での運用ができない状況下でも、即時にドローンを出動させて、長時間の自律飛行を可能にする可搬型ドローンポートシステムを提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明の一態様による可搬型ドローンポートシステムは、昇降式の離着陸台を有する移動式ポートと、前記移動式ポートを収容する格納室を備えた被牽引車と、を含む可搬型ドローンポートシステムであって、前記格納室は、中空の箱型筐体で構成され、前記箱型筐体の天井面にドローンが通過可能な開口部を有し、前記開口部を覆うルーフを開放または閉鎖する開閉モジュールと、前記箱型筐体内に収容された前記移動式ポートを前記開口部に対応する位置の床面に固定する積載モジュールと、前記格納室の周囲環境を計測する環境計測モジュールと、前記移動式ポートに駐機中のドローンの離陸可否を前記環境計測モジュールの計測結果に基づいて判断し、前記ドローンの離着陸を制御する中央制御装置と、を備え、前記移動式ポートは、搬送用台車及び前記搬送用台車上に設けられて前記離着陸台を昇降させるリフトを含み、前記離着陸台は、ドローンが離着陸する面にシリコン系衝撃吸収シートが形成されており、衝撃吸収装置を介して前記リフトの天板に連結されていることを特徴とする。

前記離着陸台は、着陸したドローンを前記離着陸台の中央方向に移動させる位置寄せ装置をさらに備え、前記位置寄せ装置は、前記離着陸台の対角位置に対で配置されたドローン引き寄せ部材を有し、前記ドローン引き寄せ部材は前記離着陸台よりも外方に張り出した位置まで移動可能に構成されていることが好ましい。
前記シリコン系衝撃吸収シートが吸収する振動周波数と、前記衝撃吸収装置が吸収する振動周波数とは異なることが好ましい。
前記環境計測モジュールは、地震計、風向風速計、及び降雨計を含み、前記地震計により予め設定された閾値以上の強度の地震の振動を検知すると、前記中央制御装置に地震警報信号を送信し、前記中央制御装置は、前記地震警報信号を受信すると、前記環境計測モジュールから、風向及び風速、降雨の有無及び強さの計測データを取得し、前記取得した計測データに基づいてドローンの自律飛行の可否を判断し、自律飛行が可能と判断されると、前記ドローンを離着させるように前記可搬型ドローンポートシステムを制御し得る。
前記格納室には、前記箱型筐体内に収容された前記ドローンの潤滑油のオイル漏れ及び前記ドローンの機体の異常を検出する検査モジュールをさらに備えられ、前記検査モジュールは、前記オイル漏れをカメラによる撮影画像の画像認識によって検出し、前記ドローンの機体の異常をＡＩ（人工知能）により診断し得る。
前記格納室には、前記箱型筐体内に収容された前記移動式ポートに着陸した前記ドローンに燃料を自動補給する給油装置がさらに備えられ得る。
前記格納室には、前記箱型筐体内にＲＴＫ－ＧＰＳ装置をさらに備えられ、前記ＲＴＫ－ＧＰＳ装置は、前記ドローンの飛行制御のための位置情報を提供し得る。

本発明によれば、人が立ち入ることが困難な山間部や海上などの無人地帯で、大型ドローンを自律飛行させる必要が生じた際に、機動的に大型ドローンの運用を支援することができる可搬型ドローンポートシステムを提供することができる。
また、本発明によれば、配置場所の変更が容易で、１台の可搬型ドローンポートにより任意の飛行拠点に移動させることができるため、ドローンポートを個別に設置することによる設備費や維持費の増大を抑制することができ、運営コストの低いドローンポートシステムを提供することができる。
さらに、本発明によれば、災害発生時に、自律的にドローンを飛行させ、連続的な自動給油による長時間飛行が可能であり、ドローンに搭載された観測機器で取得された観測データを移動通信ネットワークやインターネット等に即時配信することができる。

本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの全体構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの被牽引車及び移動式ポートの構成の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの被牽引車及び移動式ポートの構成の一例を説明するための図である。 本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの移動式ポートの離着陸台の詳細構造を説明するための側面図である。 本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの移動式ポートの離着陸台の位置寄せ機能を説明するための図である。 本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの被牽引車の格納室に搭載された機能モジュール及び中央制御装置を説明するための概略図である。 本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの被牽引車の格納室に搭載された中央制御装置がドローン及び管理サーバと飛行情報及び指令を送受信するための構成を示す機能ブロック図である。 本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムで緊急時にドローンを自律飛行させる動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら詳細に説明する。

先ず、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの全体構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの全体構成を示す概略図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステム１は、昇降式の離着陸台１１０を有する移動式ポート１００と、移動式ポート１００を収容する格納室２１０を備えた被牽引車２００とを含む。被牽引車２００は、例えば、自動車等によって牽引され、牽引のための連結装置２２０を備えている。
なお、本発明による可搬型ドローンポートシステム１は、移動可能に構成されているが、特定の場所に搬送した後、その場所で固定運用に供することもできる。

図２及び図３は、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの被牽引車及び移動式ポートの構成の一例を説明するための図である。図２は、被牽引車２００から移動式ポート１００が搬出される様子を示す説明図であり、図３は、被牽引車２００の格納室２１０内に移動式ポート１００が収容された状態を示す図である。

図２に示すように、被牽引車２００は、移動式ポート１００を格納室２１０から地上に降ろすためのスロープ式架台２３０を具備するか、又はテールゲート昇降装置を備えていてもよく、これらの装備は積載モジュールとして格納室２１０内に収納可能に設計されていてもよい。移動式ポート１００は、格納室２１０内に収容された状態又は格納室２１０外に出された状態のいずれにおいても、ドローン３００が離着陸可能に構成される。

図３に示すように、被牽引車２００の格納室２１０は、中空の箱型筐体で構成され、格納室２１０の箱型筐体の天井面２１１にはドローン３００が通過可能な開口部２１２が形成され、開口部２１２を覆うルーフ板２１３を開放又は閉鎖する開閉モジュール（図６を参照）と、格納室２１０内に収容された移動式ポート１００を開口部２１２に対応する位置の床面に固定する固定部材２１４を有する積載モジュール（詳細構造は省略）と、移動式ポート１００に駐機中のドローンの機体状態を検査して、ドローンの離陸可否を判断する中央制御装置（図６を参照）とが格納室２１０に備えられる。なお、格納室２１０は被牽引車２００上に載置されて固定されるが、被牽引車２００から吊り上げて取り外し可能に構成され得る。

移動式ポート１００は、搬送用台車１２０と、搬送用台車１２０上に設けられて離着陸台１１０を昇降させるリフト（垂直搬送機）１４０とを含む。リフト１４０はモータ駆動で昇降されるが、昇降の制御は移動式ポート１００に具備されたコントローラ（図示せず）を直接オペレータが操作するか、又は格納室２１０内の中央制御装置（図６を参照）から遠隔操作するように構成される。中央制御装置２７０による遠隔操作を可能とするために、移動式ポート１００のコントローラと格納室２１０の中央制御装置２７０とは無線又は有線で通信可能に接続される。なお、リフトの形式は特に限定されない。

本実施形態において、搬送用台車１２０は、タイヤをモーターで駆動させる自走式の搬送車として構成されるが、駆動装置を備えずに人手によって移動させる形式であってもよい。また、自走式の場合、駆動形式はクローラ駆動であってもよく、動力もモータやエンジンなど特に限定されない。

図４は、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの移動式ポートの離着陸台の詳細構造を説明するための側面図である。

移動式ポート１００の離着陸台１１０は、基板１１１上に３ｍｍ～１０ｍｍ厚のシリコンゲルシート材からなるシリコン系衝撃吸収シート１１２が形成（積層）され、さらにシリコン系衝撃吸収シート１１２上のドローン３００が離着陸する面に、滑り性を有するポリカーボネートシート１１３が貼付されており、衝撃吸収装置１１５を介してリフト１４０の天板１４１に連結されている。ポリカーボネートシート１１３は、例えば、表面シボ付きのシートとして形成されてもよい。また、基板１１１は金属板で形成されるが、これに限定されない。

ドローン３００の着陸による衝撃をより効果的に緩和するために、シリコン系衝撃吸収シート１１２が吸収する振動周波数と、衝撃吸収装置１１５が吸収する振動周波数とは異なるように設定される。

例えば、総重量２００キログラム程度のドローン３００が着陸する際には１０Ｇ又はそれ以上の衝撃があるが、離着陸台１１０を上述した構造で形成することにより、着陸衝撃を緩和して、着陸の反力によりドローンが跳ねたり、横倒しになるようなことを防止して、安全に着陸させることができる。

図５は、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの移動式ポートの離着陸台の位置寄せ機能を説明するための図であり、（ａ）は離着陸台の斜視図、（ｂ）は離着陸台の一動作状態を示す斜視図である。

離着陸台１１０に着陸するドローンは、風や自らが発生させるダウンウォッシュ（下降流）の影響などにより、着陸位置が離着陸台の中央からずれることがあり、ドローン３００を格納室２１０内に支障なく収容するためには、収容に最適な所定の位置（中央位置）にドローンを移動させる必要がある。
このため、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの移動式ポート１００の離着陸台１１０は、着陸したドローンを離着陸台１１０の中央方向に移動させる位置寄せ装置を備える。

図５の（ａ）に示すように、位置寄せ装置は、離着陸台の対角位置に対（ペア）で配置されたドローン引き寄せ部材１１４を有し、図５の（ｂ）に示すように、ドローン引き寄せ部材１１４は離着陸台１１０よりも外方に張り出した位置まで移動（スライド）可能に構成されている。これにより、着陸に際して、離着陸台１１０の着陸面をより有効に広く利用することができるとともに、格納室２１０に収納する際には、ドローン引き寄せ部材１１４を離着陸台１１０内にスライドさせてコンパクト化することができる。

なお、ドローン引き寄せ部材１１４を移動させる駆動装置は、図示しないが、離着陸台１１０の下面に設置される。図５の（ａ）では、一対のドローン引き寄せ部材１１４が離着陸台１１０に配置されているが、これに限定されず、離着陸台１１０の４隅に合わせて二対のドローン引き寄せ部材１１４が配置されてもよい。また、離着陸台１１０は、四角形に限定されるものではなく、六角形、八角形、さらに円形に形成され得る。この場合にも、ドローン引き寄せ部材１１４は離着陸台１１０の対称位置に配置されることが好ましい。

以下、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの機能構成について説明する。

図６は、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの被牽引車の格納室に搭載された機能モジュール及び中央制御装置を説明するための概略図である。

被牽引車２００の格納室２１０には、格納室２１０内に収容したドローン３００に異常があるか否かを検出する検査モジュール２４０、ドローン３００に燃料を供給する自動燃料供給モジュール２５０、格納室２１０のルーフ板２１３を開放又は閉鎖する開閉モジュール２６０、及びこれらのモジュールの動作を制御する中央制御装置２７０が備えられ、さらに上述の各モジュール（２４０、２５０、２６０）及び中央制御装置２７０に電力を供給する電源モジュール２８０が備えられる。各機能モジュール（２４０、２５０、２６０）と中央制御装置２７０とは、通信ケーブルを介して接続されるが、その通信方式は特に限定されない。

また、格納室２１０には、中央制御装置２７０に通信ケーブルを介して接続された無線通信ユニット２７２、ＲＴＫ－ＧＰＳ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ－Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）ユニット２７４、及び環境計測モジュール２９０が備えられる。

無線通信ユニット２７２は、通信アンテナ２７２ａに接続され、中央制御装置２７０と、移動式ポート１００、ドローン３００、及び後述する管理サーバとの間のデータ通信を行う。
ＲＴＫ－ＧＰＳユニット２７４は、ＧＰＳアンテナ２７４ａに接続されたＲＴＫ－ＧＰＳ受信機を含み、ＲＴＫ－ＧＰＳ基地局として機能し、ドローンの正確な位置を提供できるように構成される。

環境計測モジュール２９０は、格納室２１０の周囲環境を計測するための各種センサ機器を備える。環境計測モジュール２９０は、地震計、風向風速計、及び降雨計を含み、計測された振動、風向及び風速、降雨の有無及び強さを中央制御装置２７０に送信する。

検査モジュール２４０は、カメラを含み、カメラの撮影画像を画像認識してドローンに搭載されたエンジンの潤滑油のオイル漏れを検出する。なお、オイル漏れの認識率を向上させるため、ドローンの潤滑油に蛍光剤を含めることができる。また、検査モジュール２４０で画像認識されたドローンの形状情報は中央制御装置２７０に送信され、燃料の自動供給の制御に利用される。さらに、検査モジュール２４０のカメラで撮影されたドローンの画像データを中央制御装置２７０に備えられたＡＩ（人工知能）により画像診断して、ドローン本体の飛行前点検を行う機能を備えるようにすることもできる。

自動燃料供給モジュール２５０は、格納室２１０内に収容された移動式ポート１００の離着陸台１１０に駐機したドローン３００に燃料を自動供給するように構成され、ドローンの燃料タンクの受油口に給油管を接続する給油ブーム装置及び供給用燃料の貯蔵タンクを含み、検査モジュール２４０から受信したドローンの形状情報に基づいて、中央制御装置２７０は、ドローンの受油口の位置に給油管を接続するように自動燃料供給モジュール２５０を制御する。なお、ドローンへの燃料補給は、カートリッジ式燃料タンクを交換する方式とすることも可能である。

開閉モジュール２６０は、中央制御装置２７０の制御により、格納室２１０のルーフ板２１３を開放又は閉鎖する。開閉モジュール２６０は、格納室２１０のルーフ板２１３をスライドさせる機構部（図示せず）とこれを駆動するモータを含む。なお、ルーフ板２１３の開閉は、自動制御及びマニュアル制御で実行可能に構成され得る。

中央制御装置２７０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成される制御部と、各種のプログラム及びデータを格納するＳＳＤやＨＤＤ等からなる記憶部と、各機能モジュールとの間でデータや制御信号を送受信するインターフェース部とを含み、所定のプログラムを制御部のＣＰＵで実行させることにより、上述した各機能モジュールを制御する。中央制御装置２７０は、一般的なコンピュータで構成されてもよく、組み込みコンピュータの形態で構成されてもよい。また、中央制御装置２７０に含まれる機能部については後述する。

また、中央制御装置２７０は、無線通信ユニット２７２及びＲＴＫ－ＧＰＳユニット２７４と連携し、これらのユニットを用いて基地局としての機能も果たす。基地局として機能する中央制御装置２７０は、無線通信ユニット２７２を介してドローン３００及び後述する管理サーバに接続される。なお、無線通信ユニット２７２が対応する無線通信方式には、４ＧやＬＴＥ（登録商標）などの移動通信システム、又はＷｉ－Ｆｉ（登録商標）などが用いられるが、これに限定されない。

本実施形態において、ドローン３００は、飛行制御装置及び無線通信装置を備えて自律飛行を行うように構成されるが、緊急時にはマニュアル操作が行えるようになっていてもよい。管理サーバは、例えば、クラウド上で運営されているコンピュータ群と関連ソフトウェアで構成され、予め保存していた飛行区域の地形情報や飛行ルート等をドローン３００及び／又は中央制御装置２７０に提供してもよい。また、管理サーバは、ドローン３００から飛行データ及び撮影映像を直接又は中央制御装置２７０を介して取得して、様々な分析処理を行ってもよい。さらに、管理サーバには、ドローン管理者が通信端末又は操作端末を介してアクセスして、ドローン３００や被牽引車２００の格納室２１０内の中央制御装置２７０に指令を送信したり、各種情報を受信可能に構成され得る。

図７は、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの被牽引車の格納室に搭載された中央制御装置がドローン及び管理サーバと飛行情報及び指令を送受信するための構成を示す機能ブロック図である。

図７に示すように、ドローン３００は、ドローン３００の飛行を自律的に制御可能な飛行制御部３１０、格納室２１０の中央制御装置２７０との間で指令や情報を送受信するドローン通信部３２０を備え、さらに図示しないが、カメラなど、使用目的に応じた装備（機器や装置）を搭載し得る。なお、本実施形態において、ドローン３００は、複数のプロペラを有するマルチコプターであるが、プロペラの数が一つのヘリコプターでもよい。

管理サーバ４００は、サーバ制御部４１０及びサーバ通信部４２０を備え、ドローンの使用目的に対応した各種情報を図示しない記憶装置またはデータベースに保存し、ドローン管理者が予め指定した飛行区域の地形情報や飛行ルート、飛行プログラム等をサーバ通信部４２０を介して、中央制御装置２７０又はドローン３００に送信する。また、ドローン３００から直接に又は中央制御装置２７０を介して、ドローン３００の飛行データ及びドローン搭載の観測機器で取得された画像を含む観測データを受信して、様々な分析処理を行ってもよい。さらに、中央制御装置２７０からドローンの機体状態及や燃料補給可能量に関する情報を受信して、ドローンの運用に必要な情報をドローン管理者の通信端末（又は操作端末）５００に送信するようにしてもよい。

図７に示す中央制御装置２７０は、格納室２１０に設置され、制御部２７１のＣＰＵ２７１ａに所定のプログラムを実行させることで機能する機能部として、着陸管制部２７１ｂ、離陸判定部２７１ｃ、モジュール制御部２７１ｄ、ドローン状態管理部２７１ｅを含む。また、中央制御装置２７０は、ハードウェア装置で構成される表示部２７１ｆ、入力部２７１ｇ、記憶部２７１ｈ、及びインターフェース部２７１ｉを備える。

着陸管制部２７１ｂは、ドローン３００が移動式ポート１００の離着陸台１１０に着陸するために必要な情報（ポートの位置や風向・風速など）を、ドローン３００のドローン通信部３２０に送信する。着陸管制部２７１ｂは、格納室２１０に収容された移動式ポート１００の離着陸台１１０の位置座標をＲＴＫ－ＧＰＳユニット２７４から取得して、ドローン通信部３２０に送信する。なお、ＲＴＫ－ＧＰＳユニット２７４は、移動式ポート１００に配置されてもよい。

着陸管制部２７１ｂは、環境計測モジュール２９０から、離着陸台１１０の周辺における風向及び風速、降雨の有無及び強さに関する計測値を取得して、ドローン３００が安全に着陸できる環境か否かを判定し、判定結果をドローン通信部３２０に送信してもよい。なお、当該判定は、ドローン３００の飛行制御部３１０が行ってもよい。着陸が難しいと判定された場合、着陸管制部２７１ｂは、ドローン３００に所定の空中位置で待機するように指令し、所定時間（例えば、１分）経過後、再度判定を行うように設定され得る。

離陸判定部２７１ｃは、中央制御装置２７０に予めプログラムされたドローン３００の出動条件（例えば、地震などの自然環境条件）が満たされるか、又はドローン管理者の通信端末又は操作端末から送信されたドローン３００の出動（発進）指令を無線通信ユニット２７２を介して受信すると、環境計測モジュール２９０から、離着陸台１１０の周辺における風向及び風速、降雨の有無及び強さに関する計測値を取得して、ドローン３００が安全に着陸できる環境か否かを判定し、判定結果を制御部２７１に送信する。制御部２７１は、着陸できる環境であるとの判定結果を受信すると、モジュール制御部２７１ｄを機能させる。

モジュール制御部２７１ｄは、格納室２１０に収容されたドローン３００を離陸させるために、開閉モジュール２６０及び移動式ポート１００のリフト１４０を順次作動させて、ドローン３００を格納室２１０外に移動させ、移動が完了したことを示す信号を移動式ポート１００から受信すると、離着陸台１１０に駐機中のドローン３００のドローン通信部３２０に離陸指令を送信する。

離陸後のドローン３００は、予め設定された飛行プログラムを、飛行制御部３１０が実行して自律飛行するか、またはドローン管理者が遠隔操作を行って飛行させてもよい。

モジュール制御部２７１ｄは、さらに、検査モジュール２４０及び自動燃料供給モジュール２５０を制御する。各モジュールの制御手順は予めプログラムされて記憶部２７１ｈに保存される。

ドローン状態管理部２７１ｅは、ドローン３００が離着陸台１１０に駐機しているか否かの情報、検査モジュール２４０で検出されたドローン３００の異常に関する情報、及びドローン３００の燃料残量に関する情報を取得して記憶部２７１ｈに保存するとともに、これらの情報からドローン３００の稼働可否を判定し、判定結果を制御部２７１に送信する。制御部２７１は、これらの情報及び稼働可否の判定結果を無線通信ユニット２７２を介して、管理サーバ４００及び／又はドローン管理者の通信端末（又は操作端末）５００に送信する。

表示部２７１ｆ及び入力部２７１ｇは、一般的な表示装置及び入力装置で構成され、本システムの利用者がデータやプログラムを入力したり、飛行記録や観測データを参照するために使用され、記憶部２７１ｈは、本システムで使用される各種のデータやプログラムを保存する。インターフェース部２７１ｉは、制御部２７１と各機能モジュールとの間でのデータや制御信号の送受信を制御する。

以下、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムの動作例として、中央制御装置２７０が、格納室２１０内に収容されたドローン３００を、緊急時に自動発進させる例について説明する。

本発明による可搬型ドローンポートシステムは、災害時などで、人が（有人での）運用ができないときでも、地震などの自然環境条件を起点として、自律的にドローンの飛行運用を行い、観測データを蓄積し、インターネットを介して情報を配信する機能を備える。

中央制御装置２７０は、環境計測モジュール２９０で地震発生が検知されると、予め設定されたプログラムにより、格納室２１０内に収容されたドローン３００を出動（発進）させて、災害監視のために飛行させるよう、関係する各機能モジュールを制御する。

図８は、本発明の一実施形態による可搬型ドローンポートシステムで緊急時にドローンを自律飛行させる動作を示すフローチャートである。

被牽引車２００の格納室２１０に具備された環境計測モジュール２９０で地震の振動が検知され、検知された振動の大きさ（強度）が予め設定された閾値（判定基準値）以上である場合、環境計測モジュール２９０は地震警報信号を中央制御装置２７０に送信する（ステップＳ１００）、中央制御装置２７０の制御部２７１は、地震警報信号を受信すると、即時に風向及び風速、降雨の有無及び強さの計測データを環境計測モジュール２９０から取得し（ステップＳ１１０）、離陸判定部２７１ｃを機能させて、これらの計測データに基づいてドローンの自律飛行に支障があるか否かを判断する（ステップＳ１２０）。
なお、ドローンを自動発進させる地震の大きさ（加速度）の閾値、及び自律飛行に支障があるか否かの判断基準となる風速及び降雨の強さは、予め設定されて記憶部２７１ｈに保存されている。

制御部２７１は、自律飛行に支障がない（即ち、飛行可能）と判断すると、モジュール制御部２７１ｄを機能させ、モジュール制御部２７１ｄは、開閉モジュール２６０に格納室２１０のルーフ板２１３を開放するよう指令する（ステップＳ１４０）。一方、自律飛行に支障がある場合、制御部２７１は、所定時間（例えば、１０分～３０分）の間、待機（ステップＳ１３０）した後、ステップＳ１１０に戻って、風向及び風速、降雨の有無及び強さの計測データを取得し、自律飛行に支障があるか否かの判断を繰り返す。

その後、モジュール制御部２７１ｄは、ルーフ板２１３が開放されたことを通知する応答信号を開閉モジュール２６０から受信すると、格納室２１０内に収容された移動式ポート１００に、離着陸台１１０を上昇させるように指令する（ステップＳ１５０）。離着陸台１１０が所定の位置まで上昇したことを通知する応答信号を移動式ポート１００から受信すると、制御部２７１は、離着陸台１１０に駐機中のドローン３００に離陸するよう指令する（ステップＳ１６０）。

離陸したドローン３００は、予め設定された飛行プログラムにより自律飛行を行う（ステップＳ１７０）。自律飛行中のドローン３００は、例えば、搭載されたカメラにより地上撮影を行い、搭載された計測器によりドローン周囲の各種ガス濃度や放射線量など計測し、中央制御装置２７０に、撮影した画像データや計測した各種ガス濃度や放射線量などの計測データを送信する。中央制御装置２７０の制御部２７１は、受信した画像データや計測データを記憶部２７１ｈに保存するとともに、無線通信ユニット２７２を介して、又はインターネット等を含む有線回線を介してリアルタイムで管理サーバ４００及び／又はドローン管理者の通信端末（又は操作端末）５００に送信するように制御してもよい。

また、自律飛行中のドローン３００は、燃料の残量レベルをモニタするように構成され、残量レベルが所定の閾値を下回ると、自律的に移動式ポート１００に帰還する（ステップＳ１８０）。なお、風や雨などの周辺環境に基づく移動式ポート１００への着陸可否の判断情報は、着陸管制部２７１ｂからドローン３００に送信される。

移動式ポート１００の離着陸台１１０に着陸したドローン３００は、格納室２１０内に収容されて、モジュール制御部２７１ｄの制御により、格納室２１０の自動燃料供給モジュール２５０から自動的に燃料供給を受ける（ステップＳ１９０）。その後、制御部２７１は、再度、自律飛行を継続するか否かを判断する（ステップＳ２００）。制御部２７１による処理フローは、予め設定されたプログラムにより、繰り返し自律飛行を実行するように設定され得る。または、ドローン３００の帰還をドローン管理者の通信端末（又は操作端末）５００に送信して、ドローン管理者から飛行継続の要否に関する指令を受けるようにしてもよい。

予め設定されたプログラムにより、又はドローン管理者から自律飛行の継続が指令されると、中央制御装置２７０の制御部２７１は、検査モジュール２４０にドローン本体の飛行前点検を行わせる。そして、ドローン本体に異常なしと判定され、離陸判定部２７１ｃから着陸できる環境であるとの判定結果を受信すると（ステップＳ２１０）、ドローン３００に再度着陸を指令する（ステップＳ１６０）。

一方、ドローン３００に異常が発見された場合又はドローン管理者の通信端末から飛行中止の指令を受信した場合、制御部２７１は、ドローンの飛行を終了させて、ドローン管理者の通信端末（又は操作端末）５００に終了した旨を通知する。

中央制御装置２７０に、上述した手順を実行させることにより、本発明による可搬型ドローンポートシステムは、ドローンの燃費と燃料貯蔵タンクの容量に依存するものの、ドローンを概ね１０時間以上自律飛行させることが可能となる。

以上、本発明による可搬型ドローンポートシステムは、人が立ち入ることが困難な山間部や海上などの無人地帯で、大型ドローンを自律飛行させる必要が生じた際に、機動的に大型ドローンの運用を支援することができる。また、配置場所を任意に変更しながら１つの可搬型ドローンポートにより複数の飛行拠点に対応することができるため、多数のドローンポートを固定配備することによる設備費や維持費の増大を抑制することができ、運営コストの低いドローンポートシステムを提供することができる。但し、本発明による可搬型ドローンポートシステムを任意の場所に移動させた後、その場所に長期間配置し続けることで固定的に運用することも可能である。

以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

１ 可搬型ドローンポートシステム
１００ 移動式ポート
１１０ 離着陸台
１１１ 基板
１１２ シリコンゲルシート材
１１３ シリコン系衝撃吸収シート
１１４ ドローン引き寄せ部材
１１５ 衝撃吸収装置
１２０ 搬送用台車
１４０ リフト
１４１ 天板
２００ 被牽引車
２１０ 格納室
２１１ 天井面
２１２ 開口部
２１３ ルーフ板
２１４ 固定部材
２２０ 連結装置
２３０ スロープ式架台
２４０ 検査モジュール
２５０ 自動燃料供給モジュール
２６０ 開閉モジュール
２７０ 中央制御装置
２７１ 制御部
２７１ａ ＣＰＵ
２７１ｂ 着陸管制部
２７１ｃ 離陸判定部
２７１ｄ モジュール制御部
２７１ｅ ドローン状態管理部
２７１ｆ 表示部
２７１ｇ 入力部
２７１ｈ 記憶部
２７１ｉ インターフェース部
２７２ 無線通信ユニット
２７２ａ 通信アンテナ
２７４ ＲＴＫ－ＧＰＳユニット
２７４ａ ＧＰＳアンテナ
２８０ 電源モジュール
２９０ 環境計測モジュール
３００ ドローン
３００ａ、４００ａ、５００ａ アンテナ
３１０ 飛行制御部
３２０ ドローン通信部
４００ 管理サーバ
４１０ サーバ通信部
４２０ サーバ制御部
５００ ドローン管理者の通信端末

Claims (7)

1. 昇降式の離着陸台を有する移動式ポートと、
   前記移動式ポートを収容する格納室を備えた被牽引車と、を含む可搬型ドローンポートシステムであって、
   前記格納室は、
   中空の箱型筐体で構成され、
   前記箱型筐体の天井面にドローンが通過可能な開口部を有し、
   前記開口部を覆うルーフを開放または閉鎖する開閉モジュールと、
   前記箱型筐体内に収容された前記移動式ポートを前記開口部に対応する位置の床面に固定する積載モジュールと、
   前記格納室の周囲環境を計測する環境計測モジュールと、
   前記移動式ポートに駐機中のドローンの離陸可否を前記環境計測モジュールの計測結果に基づいて判断し、前記ドローンの離着陸を制御する中央制御装置と、を備え、
   前記移動式ポートは、搬送用台車及び前記搬送用台車上に設けられて前記離着陸台を昇降させるリフトを含み、
   前記離着陸台は、ドローンが離着陸する面にシリコン系衝撃吸収シートが形成されており、衝撃吸収装置を介して前記リフトの天板に連結されていることを特徴とする可搬型ドローンポートシステム。
2. 前記離着陸台は、着陸したドローンを前記離着陸台の中央方向に移動させる位置寄せ装置をさらに備え、
   前記位置寄せ装置は、前記離着陸台の対角位置に対で配置されたドローン引き寄せ部材を有し、前記ドローン引き寄せ部材は前記離着陸台よりも外方に張り出した位置まで移動可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の可搬型ドローンポートシステム。
3. 前記シリコン系衝撃吸収シートが吸収する振動周波数と、前記衝撃吸収装置が吸収する振動周波数とは異なることを特徴とする請求項１に記載の可搬型ドローンポートシステム。
4. 前記環境計測モジュールは、地震計、風向風速計、及び降雨計を含み、前記地震計により予め設定された閾値以上の強度の地震の振動を検知すると、前記中央制御装置に地震警報信号を送信し、
   前記中央制御装置は、前記地震警報信号を受信すると、前記環境計測モジュールから、風向及び風速、降雨の有無及び強さの計測データを取得し、前記取得した計測データに基づいてドローンの自律飛行の可否を判断し、自律飛行が可能と判断されると、前記ドローンを離着させるように前記可搬型ドローンポートシステムを制御することを特徴とする請求項１に記載の可搬型ドローンポートシステム。
5. 前記格納室には、前記箱型筐体内に収容された前記ドローンの潤滑油のオイル漏れ及び前記ドローンの機体の異常を検出する検査モジュールがさらに備えられ、
   前記検査モジュールは、前記オイル漏れをカメラによる撮影画像の画像認識により検出し、前記ドローンの機体の異常をＡＩ（人工知能）により診断することを特徴とする請求項１に記載の可搬型ドローンポートシステム。
6. 前記格納室には、前記箱型筐体内に収容された前記移動式ポートに着陸した前記ドローンに燃料を自動補給する給油装置がさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の可搬型ドローンポートシステム。
7. 前記格納室には、前記箱型筐体内にＲＴＫ－ＧＰＳ装置がさらに備えられ、前記ＲＴＫ－ＧＰＳ装置は、前記ドローンの飛行制御のための位置情報を提供することを特徴とする請求項１に記載の可搬型ドローンポートシステム。

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