JP7167326B2 - 制御装置、プログラム及び制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、飛行体における通信技術に関する。
ドローンと呼ばれる無人飛行体が普及しつつある。この飛行体が複数で集団飛行を行うような場合、複数の飛行体のいずれかが親機となって、他の飛行体からのデータを集約して地上に送信するというケースが想定される。この種の技術として、例えば特許文献１には、受信品質や電力残量等の情報に基づいて複数の端末装置から親機が選択され、親機となった端末装置が他の端末装置から収集したデータを集約して中継局へ送信する仕組みが開示されている。
特開２０１４－２０４１９４号公報
特許文献１に記載された仕組みにおいて、端末装置は、空中を飛行する飛行体に搭載されたものではなく、地上において利用されるものに過ぎない。
そこで、本発明は、複数の飛行体のうちいずれかの飛行体が他の飛行体からのデータを集約して送信する場合に、各飛行体の動作モードを適切に制御することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明は、各空域の属性を取得する属性取得部と、複数の飛行体の動作モードを、前記複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、第１の動作モードと第２の動作モードのいずれかに設定する設定部とを備え、前記複数の飛行体の各々は、通信網を介して無線通信を行う第１無線通信部と、前記通信網を介さずに無線通信を行う第２無線通信部とを備え、前記飛行体の前記第１の動作モードは、自飛行体において生成されたデータと前記第２無線通信部によって他の飛行体から受信したデータとを、当該データを処理する処理装置に対して前記第１無線通信部によって送信する動作モードであり、前記飛行体の前記第２の動作モードは、自飛行体において生成されたデータを前記第２無線通信部によって、前記第１の動作モードで動作する他の飛行体に送信する動作モードであることを特徴とする制御装置を提供する。
前記空域の属性は、前記飛行体から前記処理装置に前記データを送信する処理の重要度に応じて決められた属性であってもよい。
前記空域の属性は、通信に関する処理を複数の飛行体で分散処理するときの分散化の程度に応じて決められた属性であってもよい。
前記属性は、第１の属性及び第２の属性を含み、前記第１の属性の空域においては、前記第２の属性の空域に比べて、前記データを前記処理装置に送信することが重要で且つ複数の飛行体で処理を分散化する程度が小さい場合に、前記設定部は、前記第１の属性の空域においては、前記第２の属性の空域に比べて前記データを早く前記処理装置に送信するための設定方法に基づいて、前記飛行体の動作モードの設定を行い、前記第２の属性の空域においては、前記第１の属性の空域に比べて複数の飛行体で処理を分散化する程度を大きくするための設定方法に基づいて、前記飛行体の動作モードの設定を行うようにしてもよい。
前記複数の設定方法は、システム全体が安定的に動作することが最優先される空域において、前記第１の動作モードで動作している飛行体が当該第１の動作モードで動作することに適しているか否かに関わらず、当該飛行体の動作モードを変更しない第１の設定方法と、システム全体が安定的に動作することに比べて、前記第１の動作モードで動作している飛行体から前記処理装置へのデータ送信が優先される空域において、前記第１の動作モードで動作している飛行体の動作モードを前記第２の動作モードに変更する前に、当該飛行体が所定期間内に当該第１の動作モードで動作することに適することになるか否かを推測し、当該推測の結果に応じて当該飛行体の動作モードを設定する第２の設定方法と、前記第１の動作モードで動作している飛行体から前記処理装置へのデータ送信が最優先される空域において、前記複数の飛行体のうち前記第１の動作モードで動作している第１の飛行体が当該第１の動作モードで動作することに適さない場合であって、第２の飛行体が前記第１の動作モードで動作することに適さないときは、前記第１の飛行体の動作モードを変更しない第３の設定方法とのうち少なくともいずれか２つを含むようにしてもよい。
前記空域は、空間的に異なる空域、又は、空間的に同一であって時間的に異なる空域を含んでもよい。
また、本発明は、コンピュータを、各空域の属性を取得する属性取得部と、複数の飛行体の動作モードを、前記複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、第１の動作モードと第２の動作モードのいずれかに設定する設定部として機能させ、前記複数の飛行体の各々は、通信網を介して無線通信を行う第１無線通信部と、前記通信網を介さずに無線通信を行う第２無線通信部とを備え、前記飛行体の前記第１の動作モードは、自飛行体において生成されたデータと前記第２無線通信部によって他の飛行体から受信したデータとを、当該データを処理する処理装置に対して前記第１無線通信部によって送信する動作モードであり、前記飛行体の前記第２の動作モードは、自飛行体において生成されたデータを前記第２無線通信部によって、前記第１の動作モードで動作する他の飛行体に送信する動作モードであるプログラムを提供する。
また、本発明は、コンピュータが、各空域の属性を取得するステップと、コンピュータが、複数の飛行体の各々の動作モードを、前記複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、第１の動作モードと第２の動作モードのいずれかに設定するステップとを有し、前記複数の飛行体の各々は、通信網を介して無線通信を行う第１無線通信部と、前記通信網を介さずに無線通信を行う第２無線通信部とを備え、前記飛行体の前記第１の動作モードは、自飛行体において生成されたデータと前記第２無線通信部によって他の飛行体から受信したデータとを、当該 データを処理する処理装置に対して前記第１無線通信部によって送信する動作モードであり、前記飛行体の前記第２の動作モードは、自飛行体において生成されたデータを前記第２無線通信部によって、前記第１の動作モードで動作する他の飛 行体に送信する動作モードであることを特徴とする制御方法を提供する。
本発明によれば、複数の飛行体のうちいずれかの飛行体が他の飛行体からのデータを集約して送信する場合に、各飛行体の動作モードを適切に制御することができる。
飛行制御システム１の構成の一例を示す図である。 飛行体１０のハードウェア構成を示す図である。 サーバ装置２０のハードウェア構成を示す図である。 飛行制御システム１の機能構成の一例を示す図である。 サーバ装置２０の動作の一例を示すフローチャートである。
［構成］
図１は、飛行制御システム１の構成の一例を示す図である。飛行制御システム１は、例えばドローンと呼ばれる無人の飛行体１０ａ，１０ｂ，１０ｃと、飛行体１０ａ，１０ｂ，１０ｃから取得したデータを処理する処理装置としてのサーバ装置２０と、これらを通信可能に接続する通信網２とを備える。通信網２は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）等の無線通信網である。飛行体１０は複数機存在している。図１では、３機の飛行体１０ａ，１０ｂ，１０ｃを図示しているが、これ未満での数であってもよいし、これ以上の数であってもよい。飛行体１０は、図示せぬ操縦者による操縦端末の操作に応じて飛行（いわゆる手動飛行）する飛行体であってもよいし、図示せぬ飛行管理装置による管理のもとで自律的に飛行（いわゆる自動飛行）する飛行体であってもよいし、これらの手動飛行及び自動飛行を併用する飛行体であってもよい。なお、以下の説明において、飛行体１０というときには、各飛行体１０のことを指す。
これらの飛行体１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、互いに閾値以内の距離を保ったまま、集団で飛行する。このとき、複数の飛行体１０のうちいずれかの飛行体１０が他の飛行体１０からのデータを集約してサーバ装置２０に送信する。サーバ装置２０は、飛行体１０から受け取ったデータを処理する。
図２は、飛行体１０のハードウェア構成を示す図である。飛行体１０は、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、第１無線通信装置１００４、第２無線通信装置１００５、入力装置１００６、出力装置１００７、飛行装置１００８、測位装置１００９及びこれらを接続するバス、さらには図示せぬ電池などを含むコンピュータ装置として構成されている。これらの各装置は図示せぬ電池から供給される電力によって動作する。なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。飛行体１０のハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
飛行体１０における各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることによって、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信を制御したり、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。
プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）によって構成されてもよい。また、例えばベースバンド信号処理部や呼処理部などがプロセッサ１００１によって実現されてもよい。
プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュール、データなどを、ストレージ１００３及び通信装置１００４の少なくとも一方からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、後述する動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。飛行体１０の機能ブロックは、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１において動作する制御プログラムによって実現されてもよい。各種の処理は、１つのプロセッサ１００１によって実行されてもよいが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップによって実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介して通信網２から飛行体１０に送信されてもよい。
メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つによって構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本実施形態に係る方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つによって構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。ストレージ１００３は、例えば飛行体１０の識別情報、機種情報、飛行スケジュール識別情報等の飛行体１０の属性に関する情報を記憶する。
第１無線通信装置１００４は、通信網２を介して遠隔地と通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばＬＴＥに準拠したアンテナや通信モジュールなどを含む。第１無線通信装置１００４は主として、飛行体１０がサーバ装置２０と通信を行うために利用される。
第２無線通信装置１００５は、通信網２を介さずに比較的近距離の無線通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）やブルートゥース（登録商標）に準拠したアンテナや通信モジュールなどを含む。第２無線通信装置１００５は主として、飛行体１０が他の飛行体１０と通信を行うために利用される。
入力装置１００６は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キー、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサ、カメラなど）である。例えば入力装置１００６がカメラである場合には、入力装置１００６は撮像した画像を示す撮像データを生成する。また、例えば入力装置１００６がセンサである場合には、入力装置１００６はセンシングした結果を示すセンシングデータを生成する。出力装置１００７は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。
飛行装置１００８は、飛行体１０を空中で飛行させるための機構であり、例えばプロペラや、そのプロペラを駆動するためのモータ及び駆動機構を含む。さらに、飛行装置１００８は、例えばモータの回転数を検知する回転数センサ、電流／電圧等の何らかの入力／出力に関する値を検出するセンサ（例えば電池の電力残量センサ）、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧（高度）センサ、磁気（方位）センサ、超音波センサ等のセンサ群を含む。これらセンサの検出結果により、飛行体１０の飛行方向及び飛行速度が特定される。
測位装置１００９は、飛行体１０の三次元の位置を測定する。測位装置１００９は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）受信機であり、複数の衛星から受信したＧＰＳ信号に基づいて飛行体１０の位置を測定する。この測位装置の測位結果により、飛行体１０の位置が特定される。
プロセッサ１００１、メモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバスによって接続される。バスは、単一のバスを用いて構成されてもよいし、装置間ごとに異なるバスを用いて構成されてもよい。
飛行体１０は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つを用いて実装されてもよい。
図３は、サーバ装置２０のハードウェア構成を示す図である。サーバ装置２０は、物理的には、プロセッサ２００１、メモリ２００２、ストレージ２００３、通信装置２００４、入力装置２００５、出力装置２００６及びこれらを接続するバスなどを含むコンピュータ装置として構成されている。サーバ装置２０における各機能は、プロセッサ２００１、メモリ２００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることによって、プロセッサ２００１が演算を行い、通信装置２００４による通信を制御したり、メモリ２００２及びストレージ２００３におけるデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。プロセッサ２００１、メモリ２００２、ストレージ２００３、入力装置２００５、出力装置２００６及びこれらを接続するバスは、飛行体１０について説明したプロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、入力装置１００６、出力装置１００７及びこれらを接続するバスと、ハードウェアとしては同様であるため、その説明を省略する。通信装置１００４は、通信網２を介して通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えば通信網デバイス、通信網コントローラ、通信網カード、通信モジュールなどともいう。
図４は、飛行制御システム１の機能構成の一例を示す図である。飛行体１０ｂにおいて、第１無線通信部１１ｂは、図２の第１無線通信装置１００４によって実現される機能であり、通信網２を介して無線通信を行う。第２無線通信部１２ｂは、図２の第２無線通信装置１００５によって実現される機能であり、通信網２を介さずに無線通信を行う。飛行体１０ａ，１０ｃにおいても同様に、第１無線通信部１１ａ，１１ｃは通信網２を介して無線通信を行い、第２無線通信部１２ａ，１２ｃは、通信網２を介さずに無線通信を行う。なお、以下の説明において、第１無線通信部１１又は第２無線通信部１２というときには、全ての飛行体１０において共通の構成としての第１無線通信部又は第２無線通信部を指す。
図４の例では、飛行体１０ｂが他の飛行体１０ａ，１０ｃからのデータを集約してサーバ装置２０に送信する場合を例示している。ここで、各飛行体１０の動作モードには、２つの動作モードがある。第１の動作モード（以下、親機モードという）は、自飛行体１０において生成されたデータ及び他の飛行体１０（子機モードで動作する飛行体１０）から第２無線通信部１２によって受信したデータをサーバ装置２０に対して第１無線通信部１１によって送信する動作モードである。第２の動作モード（以下、子機モードという）は、自飛行体１０において生成されたデータを第２無線通信部１２によって他の飛行体１０（親機モードで動作する飛行体１０）に送信する動作モードである。つまり、図４では、飛行体１０ｂが親機モードで動作し、飛行体１０ａ，１０ｃが子機モードで動作している例である。以降、親機モードで動作する飛行体を親機と言い、子機モードで動作する飛行体を子機と言う。１機の親機に対して複数機の子機が第２無線通信部１２によって通信を行う。また、或る飛行体を親機モードから子機モードに設定すると同時に他の飛行体を子機モードから親機モードに設定することを、親機の切り替えという。
親機モード／子機モードを設定するときの基準は以下のとおりである。
（Ａ）通信品質を基準とした設定
複数の飛行体１０のうち、通信網２を介した通信を行うときの通信品質が最良又は閾値以上の飛行体１０が親機として設定される。この場合、通信品質に基づいて或る第１の飛行体１０から別の第２の飛行体１０に親機を切り替えると判断された場合、その切替の前に、第１の飛行体１０は子機である飛行体１０から受信してサーバ装置２０に送信すべきデータをメモリ１００２に所定期間だけ一時的にバッファリングし、その所定期間の経過前に第１の飛行体１０において通信品質が回復すると、バッファリングしていたデータをサーバ装置２０に送信するようにしてもよい。ただし、上記の所定期間が経過したとき、又は、バッファリングしたデータのデータ量がバッファリング可能な記憶容量に対する所定割合を超えたときには、第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機を切り替える。
また、通信品質に基づいて或る第１の飛行体１０から別の第２の飛行体１０に親機を切り替えると判断された場合に、その切替の前に、サーバ装置２０に送信すべきデータのうち特定のデータのみを第１の飛行体１０から送信するようにしてもよい。この場合、未送信の残りのデータは、第１の飛行体１０において通信品質が回復した後に、第１の飛行体１０からサーバ装置２０に送信する。特定のデータとは、例えばＭＰＥＧ等の動画符号化技術におけるフレーム情報（I/P/B フレーム）に基づいて、重要なフレーム情報に相当するデータとする例が考えられる。ただし、上記判断時点から所定期間が経過したときには、第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機を切り替えるようにする。
なお、親機の切り替え時には、切替前の親機（第１の飛行体）と切替後の親機（第２の飛行体）との間で次のようなデータの授受が行われる。具体的には、第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機が切り替えられる前に第１の飛行体１０が他の飛行体１０（第２の飛行体１０を含む）からサーバ装置２０に送信すべきデータを収集しておいたデータを、第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機が切り替えられたのちに、第１の飛行体１０が第２の飛行体１０に送信する。そして、第２の飛行体１０は、第１の飛行体から受信したデータをサーバ装置２０に送信する。また、第２の飛行体１０は、親機の切り替え後に他の飛行体１０（第１の飛行体１０を含む）から収集したデータをサーバ装置２０に送信する。このようにすることで、親機の切り替え前後で、サーバ装置２０に送信すべきデータが欠損することがなくなる。
（Ｂ）電力残量を基準とした設定
複数の飛行体１０のうち、各々の飛行体１０の電池の電力残量が最多又は閾値以上の飛行体１０が親機として設定される。なお、親機が切り替えられた場合には、子機から送信されたデータが欠損することなくサーバ装置２０に到達するように、子機は親機に対してデータを送信してからも、そのデータを一定期間保持しておき、新たに親機が設定されたときには、保持しておいたデータを新たな親機に再送する。
サーバ装置２０において、データ取得部２１は、飛行体１０ｂの第１無線通信部１１ｂから送信されてくるデータを取得する。このデータは、例えば飛行体１０ｂの識別情報や、飛行体１０ｂの位置（緯度、経度及び高度を含む）、飛行方向、飛行速度といった飛行の状態を示す情報や、飛行体１０ｂにおいて生成されたデータ（上述した撮像データやセンシングデータ）や、飛行体１０ｂにおける第１無線通信部１１ｂの通信品質や電池の電力残量を示す情報及び飛行体１０ｂが他の飛行体１０ａ、１０ｃから取得した情報を含む。飛行体１０ｂが他の飛行体１０ａ、１０ｃから取得した情報は、例えば飛行体１０ａ，１０ｃの識別情報や、飛行体１０ａ，１０ｃの位置（緯度、経度及び高度を含む）、飛行方向、飛行速度といった飛行の状態を示す情報や、飛行体１０ａ，１０ｃにおいて生成されたデータ（上述した撮像データやセンシングデータ）や、飛行体１０ａ，１０ｃにおける第１無線通信部１１ａ，１１ｃの通信品質や電池の電力残量を示す情報を含む。
サーバ装置２０において、属性取得部２２は、各空域の属性を取得する。ここでいう空域とは、飛行体１０の飛行対象となる全空間が予め決められた規則によって区分されたものである。空域は、空間的に異なる空域、又は、空間的には同一であって時間的に異なる空域を含む。空域の属性として、本実施形態では、「定常」「準監視」「監視」と呼ばれる３つの属性を用いる。以下、これらの「定常」「準監視」「監視」という属性について説明する。
（ａ）定常空域
この空域では、システム全体が安定的に動作することが最優先される。このため、複数の飛行体１０で通信に関する処理をできるかぎり分散化する、つまり処理の分散化の程度を大きくすることが求められる。具体的には、各飛行体１０の電池の電力残量ができる限り均等になるように親機を切り替えていくことで、全ての飛行体１０について電力残量が無くなる直前まで同時に稼働し得る状態にする。このため、定常空域では、各飛行体１０の電力残量を基準として、親機モード／子機モードの設定が行われる。そして、仮に親機の通信品質が悪化して親機の切替を要する状況（つまり親機モードで動作することに適していない状況）になったとしても、親機は前述したような一時的なデータのバッファリングを行い、親機の切替は実施しないようにする。つまり、定常空域における親機モード／子機モードの設定方法は、親機モードで動作している飛行体１０が親機モードで動作することに適しているか否かに関わらず、その飛行体１０の動作モードを変更しないという第１の設定方法である。
（ｂ）準監視空域
この空域では、システム全体が安定的に動作することに比べて、親機からサーバ装置２０へのデータ送信が優先される。このため、準監視空域では、仮に親機の通信品質が悪化して親機の切替を要する状況（つまり親機モードで動作することに適していない状況）になった場合、まず、通信品質が回復するか否かを判断し、その判断の結果、或る期間が経過する前に回復する見込みがあれば、前述したような一時的なデータのバッファリングを行う。一方、或る期間が経過する前に回復する見込みがなければ、通信品質の良い他の飛行体に親機を切り替える。通信品質の推定は、予め各空域の通信品質の予想値を網羅したマップを保持しておき、そのマップと、集団としての飛行体１０の移動方向とを用いて、将来における各飛行体１０の位置における通信品質を推測することによって実現する。このように、準監視空域における親機モード／子機モードの設定方法は、親機モードで動作している飛行体１０の動作モードを子機モードに変更する前に、その飛行体１０が所定期間内に親機モードで動作することに適することになるか否かを判断し、当該判断結果に応じて飛行体１０の動作モードを設定するという第２の設定方法である。
（ｃ）監視空域
この空域では、親機からサーバ装置２０へのデータ送信が最優先される。このため、監視空域では、仮に親機の通信品質が悪化して親機の切替を要する状況になった場合に、上述したようなバッファリングは行わずに、直ちに、通信品質の観点から親機モードで動作するのに適した飛行体が親機に設定される。仮に、親機になり得るような通信品質を満たす飛行体が存在しない場合には、親機はサーバ装置２０に送信すべきデータのうち特定のデータのみ送信する処理を行う。つまり、監視空域における親機モード／子機モードの設定方法は、複数の飛行体１０のうち親機モードで動作している第１の飛行体１０が親機モードで動作することに適さない場合であって、第２の飛行体１０が親機モードで動作することに適さないときは、第１の飛行体１０の動作モードを変更しないという第３の設定方法である。
このように、空域の属性は、飛行体１０からサーバ装置２０にデータを送信する処理に関する重要度に応じて決められた属性（第１の属性という）や、複数の飛行体１０で通信に関する処理を分散処理するときの分散化の程度に応じて決められた属性（第２の属性という）を含む。設定部２３は、飛行体の動作モードを、前述した親機モードと子機モードとのいずれかに設定する。ここで、設定部２３は、飛行体の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、当該複数の飛行体の各々の動作モードの設定を行う。
処理部２４は、飛行体１０において生成されてデータ取得部２１が取得したデータ（撮像データやセンシングデータ）を用いて何らかの処理を行う。この処理には、データの蓄積、加工、編集、解析、出力等が含まれる。
［動作］
次に、サーバ装置２０の動作について説明する。なお、以下の説明において、サーバ装置２０を処理の主体として記載する場合には、具体的にはプロセッサ２００１、メモリ２００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ２００１が演算を行い、通信装置２００４による通信や、メモリ２００２及びストレージ２００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することにより、処理が実行されることを意味する。飛行体１０についても同様である。
図５において、当初に親機となる飛行体１０は予め決められており、その親機は、子機の識別情報や、子機の位置（緯度、経度及び高度を含む）、飛行方向、飛行速度といった飛行の状態を示す情報や、子機において生成されたデータ（上述した撮像データやセンシングデータ）や、子機における第１無線通信部１１の通信品質や電池の電力残量を示す情報を、子機から第２無線通信部１２によって受信する。そして、親機は、自飛行体の識別情報や、自飛行体の位置（緯度、経度及び高度を含む）、飛行方向、飛行速度といった飛行の状態を示す情報や、自飛行体において生成されたデータ（上述した撮像データやセンシングデータ）や、自飛行体における第１無線通信部１１の通信品質や電池の電力残量を示す情報に加えて、子機から取得した情報を第１無線通信部１１からサーバ装置２０に送信する。図５において、サーバ装置２０のデータ取得部２１は、親機である飛行体１０の第１無線通信部１１から送信されてくるデータを取得する（ステップＳ１１）。
サーバ装置２０において、属性取得部２２は、データ取得部２１によって取得されたデータに含まれる複数の飛行体１０の各位置に基づいて、空域の位置及び属性を対応付けたデータベース等から、これら飛行体１０が飛行する空域の属性を取得する（ステップＳ１２）。
サーバ装置２０において、設定部２３は、飛行体の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、取得した空域の属性に応じた設定方法を決定する（ステップＳ１３）。このときの空域の属性と設定方法との関係は前述したとおりである。
サーバ装置２０において、設定部２３は、決定した設定方法に基づいて、複数の飛行体１０のそれぞれについて動作モードの設定を行う（ステップＳ１４）。つまり、設定部２３は、ステップＳ１１にてデータを送信してきた飛行体１０に対して、親機となる飛行体１０の識別情報及び子機となる飛行体１０の識別情報を通知する。この通知を受け取った飛行体１０は、親機として指定された識別情報の飛行体１０に対して親機モードとして動作することを通知し、子機として指定された識別情報の飛行体１０に対して子機モードとして動作することを通知する。なお、親機の切り替えが無い場合には、上記通知を受け取った飛行体１０はそのまま親機モードで動作する。
以上のような処理が、定期的に、或いは、飛行体１０からのリクエストがあったタイミング又はサーバ装置２０からのリクエストがあったタイミングで実行される。この間、サーバ装置２０の処理部２４は、飛行体１０において生成されてデータ取得部２１が取得したデータ（撮像データやセンシングデータ）を用いた処理を行う。
以上説明した実施形態によれば、複数の飛行体１０のうちいずれかの飛行体１０が他の飛行体１０からのデータを集約して送信する場合に、各飛行体１０の動作モードを空域の属性に応じて適切に制御することが可能となる。
［変形例］
本発明は、上述した実施形態に限定されない。上述した実施形態を以下のように変形してもよい。また、以下の２つ以上の変形例を組み合わせて実施してもよい。
［変形例１］
親機の切り替え制御を行う制御装置は、実施形態で例示したようにサーバ装置２０に実装されていてもよいし、各飛行体１０に実装されていてもよい。制御装置が各飛行体１０に実装されている場合、親機モードで動作する飛行体１０がその制御装置による切替制御を行う。また、本発明に係る制御装置の機能は複数の装置によって分散して備えられていてもよい。
［変形例２］
第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機が切り替えられる前に、第２の飛行体１０が他の飛行体１０（第１の飛行体１０を含む）から、サーバ装置２０に送信すべきデータを収集しておいて、第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機が切り替えられると、第２の飛行体１０が他の飛行体１０（第１の飛行体を含む）から収集しておいたデータをサーバ装置２０に送信するようにしてもよい。この場合、第２の飛行体１０は、他の飛行体１０（第１の飛行体を含む）からデータを収集し始めるときから、第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機が切り替えられるまでは、第３の動作モード（切替前データ受信モードという）で動作する。具体的には、設定部２３は、各飛行体１０に指示することにより、親機モードで動作している第１の飛行体１０を子機モードに設定する時期よりも或る期間だけ前の時点で、子機モードで動作している第２の飛行体１０のうち少なくともいずれか１の飛行体１０を、他の飛行体１０から第２無線通信部１２によってデータを受信する切替前データ受信モードに設定する。そして、設定部２３は、親機モードで動作している第１の飛行体１０を子機モードに設定する時期が到来すると、親機モードで動作している第１の飛行体１０を子機モードに設定するとともに、切替前データ受信モードで動作している第２の飛行体１０を親機モードに設定する。
［変形例３］
第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機が切り替えられる前に、全ての飛行体１０群が、親機又はサーバ装置２０に送信すべきデータを一時的に記憶しておいて、第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機が切り替えられると、上記飛行体群が一時的に記憶しておいたデータを第２の飛行体１０に送信するようにしてもよい。この場合、上記飛行体群は、親機又はサーバ装置２０に送信すべきデータを一時的に記憶し始めるときから、第１の飛行体１０から第２の飛行体１０に親機が切り替えられるまでは、第４の動作モード（切替前データバッファモードという）で動作する。具体的には、設定部２３は、各飛行体１０に指示することにより、親機モードで動作している第１の飛行体１０を子機モードに設定する時期よりも前に、各飛行体１０を、自飛行体１０において生成されたデータを一時的に記憶する切替前データバッファモードに設定し、その後に、親機モードで動作している第１の飛行体１０を子機モードに設定するとともに、切替前データバッファモードで動作している１以上の第２の飛行体１０のいずれかを親機モードに設定し、さらに、切替前データバッファモードで動作している他の第２の飛行体１０を子機モードに設定する。
なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した１つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的又は間接的に（例えば、有線、無線などを用いて）接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記１つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。
機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知（broadcasting）、通知（notifying）、通信（communicating）、転送（forwarding）、構成（configuring）、再構成（reconfiguring）、割り当て（allocating、mapping）、割り振り（assigning）などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック（構成部）は、送信制御部（transmitting unit）や送信機（transmitter）と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。
例えば、本開示の一実施の形態におけるサーバ装置などは、本開示の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。
本開示において説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ－Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ（4thgeneration mobile communication system）、５Ｇ（5th generation mobile communication system）、ＦＲＡ（Future Radio Access）、ＮＲ（new Radio）、Ｗ－ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標））、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ（登録商標））、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及びこれらに基づいて拡張された次世代システムの少なくとも一つに適用されてもよい。また、複数のシステムが組み合わされて（例えば、ＬＴＥ及びＬＴＥ－Ａの少なくとも一方と５Ｇとの組み合わせ等）適用されてもよい。
本開示において説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
入出力された情報等は特定の場所（例えば、メモリ）に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：true又はfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。
本開示において説明した実施形態／変形例は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。
以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術（同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ：Digital Subscriber Line）など）及び無線技術（赤外線、マイクロ波など）の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。
本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
なお、本開示において説明した用語及び本開示の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。
また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。
本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
本開示において使用する「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第１及び第２の要素への参照は、２つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。
上記の各装置の構成における「部」を、「手段」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
本開示において、「含む（include）」、「含んでいる（including）」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える（comprising）」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。
本開示において、例えば、英語でのa, an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。
本開示において、「ＡとＢが異なる」という用語は、「ＡとＢが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「ＡとＢがそれぞれＣと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。
１：飛行制御システム、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：飛行体、１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：第１無線通信部、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ：第２無線通信部、１００１：プロセッサ、１００２：メモリ、１００３：ストレージ、１００４：第１無線通信装置、１００５：第２無線通信装置、１００６：入力装置、１００７：出力装置、１００８：飛行装置、１００９：測位装置、２０：サーバ装置、２１：データ取得部、２２：属性取得部、２３：設定部、２４：処理部、２００１：プロセッサ、２００２：メモリ、２００３：ストレージ、２００４：通信装置、２００５：入力装置、２００６：出力装置。

Claims (8)

  1. 各空域の属性を取得する属性取得部と、
    複数の飛行体の動作モードを、前記複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、第１の動作モードと第２の動作モードのいずれかに設定する設定部とを備え、
    前記複数の飛行体の各々は、通信網を介して無線通信を行う第１無線通信部と、前記通信網を介さずに無線通信を行う第２無線通信部とを備え、
    前記飛行体の前記第１の動作モードは、自飛行体において生成されたデータと前記第２無線通信部によって他の飛行体から受信したデータとを、当該データを処理する処理装置に対して前記第１無線通信部によって送信する動作モードであり、
    前記飛行体の前記第２の動作モードは、自飛行体において生成されたデータを前記第２無線通信部によって、前記第１の動作モードで動作する他の飛行体に送信する動作モードである
    ことを特徴とする制御装置。
  2. 前記空域の属性は、前記飛行体から前記処理装置に前記データを送信する処理の重要度に応じて決められた属性である
    ことを特徴とする請求項１記載の制御装置。
  3. 前記空域の属性は、通信に関する処理を複数の飛行体で分散処理するときの分散化の程度に応じて決められた属性である
    ことを特徴とする請求項１又は２記載の制御装置。
  4. 前記属性は、第１の属性及び第２の属性を含み、
    前記第１の属性の空域においては、前記第２の属性の空域に比べて、前記データを前記処理装置に送信することが重要で且つ複数の飛行体で処理を分散化する程度が小さい場合に、
    前記設定部は、
    前記第１の属性の空域においては、前記第２の属性の空域に比べて前記データを早く前記処理装置に送信するための設定方法に基づいて、前記飛行体の動作モードの設定を行い、
    前記第２の属性の空域においては、前記第１の属性の空域に比べて複数の飛行体で処理を分散化する程度を大きくするための設定方法に基づいて、前記飛行体の動作モードの設定を行う
    ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。
  5. 前記複数の設定方法は、
    システム全体が安定的に動作することが最優先される空域において、前記第１の動作モードで動作している飛行体が当該第１の動作モードで動作することに適しているか否かに関わらず、当該飛行体の動作モードを変更しない第１の設定方法と、
    システム全体が安定的に動作することに比べて、前記第１の動作モードで動作している飛行体から前記処理装置へのデータ送信が優先される空域において、前記第１の動作モードで動作している飛行体の動作モードを前記第２の動作モードに変更する前に、当該飛行体が所定期間内に当該第１の動作モードで動作することに適することになるか否かを推測し、当該推測の結果に応じて当該飛行体の動作モードを設定する第２の設定方法と、
    前記第１の動作モードで動作している飛行体から前記処理装置へのデータ送信が最優先される空域において、前記複数の飛行体のうち前記第１の動作モードで動作している第１の飛行体が当該第１の動作モードで動作することに適さない場合であって、第２の飛行体が前記第１の動作モードで動作することに適さないときは、前記第１の飛行体の動作モードを変更しない第３の設定方法と
    のうち少なくともいずれか２つを含む
    ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 前記空域は、空間的に異なる空域、又は、空間的に同一であって時間的に異なる空域を含む
    ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の制御装置。
  7. コンピュータを、
    各空域の属性を取得する属性取得部と、
    複数の飛行体の動作モードを、前記複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、第１の動作モードと第２の動作モードのいずれかに設定する設定部と
    して機能させ、
    前記複数の飛行体の各々は、通信網を介して無線通信を行う第１無線通信部と、前記通信網を介さずに無線通信を行う第２無線通信部とを備え、
    前記飛行体の前記第１の動作モードは、自飛行体において生成されたデータと前記第２無線通信部によって他の飛行体から受信したデータとを、当該データを処理する処理装置に対して前記第１無線通信部によって送信する動作モードであり、
    前記飛行体の前記第２の動作モードは、自飛行体において生成されたデータを前記第２無線通信部によって、前記第１の動作モードで動作する他の飛行体に送信する動作モードであるプログラム。
  8. コンピュータが、各空域の属性を取得するステップと、
    コンピュータが、複数の飛行体の各々の動作モードを、前記複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、第１の動作モードと第２の動作モードのいずれかに設定するステップと
    を有し、
    前記複数の飛行体の各々は、通信網を介して無線通信を行う第１無線通信部と、前記通信網を介さずに無線通信を行う第２無線通信部とを備え、
    前記飛行体の前記第１の動作モードは、自飛行体において生成されたデータと前記第２無線通信部によって他の飛行体から受信したデータとを、当該 データを処理する処理装置に対して前記第１無線通信部によって送信する動作モードであり、
    前記飛行体の前記第２の動作モードは、自飛行体において生成されたデータを前記第２無線通信部によって、前記第１の動作モードで動作する他の飛行体に送信する動作モードである
    ことを特徴とする制御方法。
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