JP7195448B2 - 制御装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、制御方法、およびプログラムに関する。
本願は、２０１９年０８月２９日に出願された日本国特許出願第２０１９－１５６８３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

従来、データ収集機１の位置情報、中継機３の位置情報、データ収集機１と中継機３との間の通信状況に関する情報、および中継機３と地上機２との間の通信状況に関する情報を取得して、これらの情報に基づいて、データ収集機１と中継機３との間の見通し状態を判定して、データ収集機１と中継機３との間の見通しが確保されるように、中継機３の位置を制御する無線通信システムの発明が開示されている（特許文献１）。

特開２０１８－１６５０９９号公報

従来の技術では、グループ設定された飛行体間で地上の管理装置からの情報を補完し合うことについて検討されていなかった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、グループ設定された飛行体間で地上の管理装置からの情報を補完し合うことを可能にする制御装置、制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る制御装置、制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る制御装置は、地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置であって、前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御する通信制御部を備え、前記通信制御部は、前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定するものである。

（２）：上記（１）の態様において、前記通信制御部は、前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記通信装置Ａを用いて前記管理装置から取得した情報の他の飛行体への転送を含む処理を実行するものである。

（３）：上記（１）の態様において、前記通信制御部は、前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記管理装置との通信がグループ全体で不可能になっていることを推定するものである。

（４）：上記（１）の態様において、前記通信制御部は、前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記他の飛行体のうち一部または全部が自機と通信できず且つ前記管理装置と通信できないことが推定される場合、前記他の飛行体のうち一部または全部を前記グループ設定から除外するものである。

（５）：本発明の他の態様に係る制御方法は、地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置が、前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御し、前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定するものである。

（６）：本発明の他の態様に係るプログラムは、地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置に、前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御させ、前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定させるものである。

上記（１）～（６）の態様によれば、グループ設定された飛行体間で地上の管理装置からの情報を補完し合うことができる。

制御装置を利用した管制システムの一例を示す図である。 管理装置の構成図である。 ドローンの構成図である。 制御装置のより詳細な構成図である。 制御装置により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 制御装置により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図５および図６の処理と並行して制御装置により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図５および図６の処理と並行して制御装置により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 管制システムにおいて生じる第１の場面を示す図である。 管制システムにおいて生じる第２の場面を示す図である。 管制システムにおいて生じる第３の場面を示す図である。 管制システムにおいて生じる第４の場面を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の制御装置、制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。制御装置は、例えば、ドローン（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）などの飛行体に搭載される。以下の説明では飛行体がドローンであるものとするが、飛行体は自動制御されるヘリコプターや航空機であってもかまわない。

［構成］
図１は、制御装置を利用した管制システム１の一例を示す図である。管制システム１では、一以上のドローン１００が、無線基地局７０と通信しながら飛行する。ドローン１００の飛行に関する大まかな制御は、地上にある管理装置１０によって行われる。例えば、管理装置１０は、予め指定された出発地点から到着地点までの経路を生成し、経路の情報（飛行制御のための情報）を、時間の経過と共に逐次、ネットワークＮＷおよび無線基地局７０を介してドローン１００に送信する。ネットワークＮＷは、ＷＡＮ（Wide Area Network）やＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットなどを含む。

ドローン１００は、例えば、内部にＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機などの位置測位手段を備えており、管理装置１０から受信した経路の情報に従って飛行するように自律飛行を行う。制御装置は、この自律飛行を制御するものである。ドローン１００は、飛行に伴って最も通信しやすい無線基地局７０が変化するので、随時、通信相手の無線基地局７０を切り替えながら飛行する。管理装置１０の態様は上記に限らず、操作者が手動で操作子（リモートコントローラ）を操作した内容をドローン１００に送信するものであってもよい。

無線基地局７０とドローン１００の間の通信は、例えば、比較的低周波な第１周波数ｆ１の電波と、第１周波数よりも高周波な第２周波数ｆ２の電波とで並行して行われる。例えば、ドローン１００は、第１周波数ｆ１の通信で経路の情報を取得し、第２周波数ｆ２の通信で、カメラにより撮像した画像を管理装置１０に送信する。第１周波数ｆ１の電波はデータ転送量が比較的小さいが、通信可能範囲が比較的広いため信頼性が高いので、飛行制御のための情報を送受信するのに向いている。一方、第２周波数ｆ２の電波は、データ転送量が比較的大きいので、画像などの情報を送受信するのに向いている。

図２は、管理装置１０の構成図である。管理装置１０は、例えば、通信部２０と、入力装置２２と、表示装置２４とを備える。通信部２０は、例えば、ネットワークＮＷに接続するための、ネットワークカードなどの通信インターフェースである。入力装置２２は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネルなどである。表示装置２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、プラズマディスプレイなどである。

また、管理装置１０は、第１通信制御部３２と、ドローン位置管理部３４と、経路決定部３６と、入力受付部３８と、第２通信制御部４０と、画像管理部４２と、表示制御部４４と、第３通信制御部４６と、タスク管理部４８とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

また、管理装置１０は、ＨＤＤやフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置（メモリ）に、位置管理テーブル６０、タスク管理テーブル６２、画像データなどの情報やデータを記憶させている。

第１通信制御部３２は、無線基地局７０とドローン１００が第１周波数ｆ１の電波で通信することを前提とした通信を制御する。例えば、第１通信制御部３２は、第１周波数ｆ１の電波で通信するように指示するフラグが設定されたパケットを通信部２０に送信させたり、第１周波数ｆ１の電波で通信することで取得されたことを示すフラグが設定されたパケットを取得してドローン位置管理部３４に渡したりする。後述するようにドローン１００は、自機の位置を管理装置１０に第１周波数ｆ１の電波でアップロードするように設定されているため、第１通信制御部３２はドローン１００の位置を取得可能である。また、第１通信制御部３２は、経路決定部により決定された経路の情報を、通信部２０を用いてドローン１００に送信する。

ドローン位置管理部３４は、ドローン１００によりアップロードされたドローン１００の位置を位置管理テーブル６０に登録する。経路決定部３６は、位置管理テーブル６０およびタスク管理テーブル６２に登録された情報、および入力受付部３８によって管理装置１０の利用者から受け付けられた入力操作の内容に基づいて、ドローン１００ごとの経路を決定し、第１通信制御部３２および通信部２０を介してドローン１００に送信する。

第２通信制御部４０は、無線基地局７０とドローン１００が第２周波数ｆ２の電波で通信することを前提とした通信を制御する。例えば、第２通信制御部４０は、第２周波数ｆ２の電波で通信するように指示するフラグが設定されたパケットを通信部２０に送信させたり、第２周波数ｆ２の電波で通信することで取得されたことを示すフラグが設定されたパケットを取得して画像管理部４２に渡したりする。後述するようにドローン１００は、カメラによって撮像した画像を管理装置１０に第２周波数ｆ２でアップロードするように設定されているため、第２通信制御部４０はドローン１００のカメラによって撮像された画像を取得可能である。画像管理部４２は、取得した画像を例えばドローン１００の識別情報と対応付けて画像データ６４に登録する。表示制御部４４は、入力受付部３８によって管理装置１０の利用者から受け付けられた入力操作の内容に基づいて、画像データ６４に含まれる所望の画像を表示装置２４に表示させる。

第３通信制御部４６は、ネットワークＮＷを介して外部装置（各種サーバや端末装置など）との間で行われる通信を制御する。例えば、第３通信制御部４６は、ドローン１００が行うべきタスクの内容を指定したタスク指定情報を外部装置から取得し、タスク管理部４８に渡す。タスクとは、例えば、ある決まった地域（鉄道沿線や送電線、河川の周辺など）を飛行してカメラによる撮像を行ったり、配達物を運搬したりすることを含む。タスク管理部４８は、取得したタスク指定情報をタスク管理テーブル６２に登録する。

図３は、ドローン１００の構成図である。ドローン１００は、例えば、第１通信装置１１０と、第２通信装置１１２と、第３通信装置１１４と、ＧＮＳＳ受信機１２０と、センサ群１２２と、カメラ１３０と、バッテリ１４０と、制御装置１５０と、回転翼１７０－１～１７０－ｍ（ｍは自然数）と、モータ１７２－１～１７２－ｍと、ＥＳＣ（Electric Speed Controller）１７４－１～１７４－ｍとを備える。

第１通信装置１１０は、第１周波数ｆ１の電波で無線基地局７０と通信する。第２通信装置１１２は、第２周波数ｆ２の電波で無線基地局７０と通信する。第１通信装置および第２通信装置は「通信装置Ａ」の一例である。第３通信装置１１４は、他のドローン１００の第３通信装置１１４と通信する。第３通信装置１１４は「通信装置Ｂ」の一例である。

ＧＮＳＳ受信機１２０は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、ドローン１００の位置を特定する。ＧＮＳＳ衛星とは、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＧＬＯＮＡＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳ、Ｇａｇａｎなどのシステムを構成する衛星である。

センサ群１２２は、例えば、角速度センサ、加速度センサ、高度センサ（対地距離センサ）、ジャイロセンサなどを含む。センサ群１２２のそれぞれのセンサは、検出結果を制御装置１５０に出力する。

カメラ１３０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの固体撮像素子を利用したカメラである。カメラ１３０は、例えば、ドローン１００が飛行する際に下方または斜め下方を撮像可能な位置に取り付けられている。カメラ１３０の撮像方向は、通信によって制御可能であってもよい。

バッテリ１４０は、ドローン１００の各部に電力を供給する二次電池である。バッテリ１４０は、図示しない端子にアダプタおよび商用電源が接続されることで充電される。バッテリ１４０は、第１通信装置１１０や制御装置１５０などに動作用の電力を、ＥＳＣ１７４－１～１７４－ｍに回転翼駆動用の電力をそれぞれ供給する。

制御装置１５０は、例えば、通信制御部１５２と、飛行制御部１５４と、撮像制御部１５６とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

通信制御部１５２は、第１通信装置１１０、第２通信装置１１２、および第３通信装置１１４のそれぞれを制御する。通信制御部１５２は、第１通信装置１１０によって得られた経路の情報などを飛行制御部１５４に渡したり、カメラ１３０によって撮像された画像を撮像制御部１５６から取得して第２通信装置１１２を用いて管理装置１０にアップロードしたり、第３通信装置１１４を用いて他のドローン１００と情報を共有したりする。

飛行制御部１５４は、管理装置１０から取得した経路の情報に従ってドローン１００が飛行するように、ＧＮＳＳ受信機１２０により得られたドローン１００の位置、センサ群１２２の検出結果を参照しながらＥＳＣ１７４－１～１７４－ｍを制御する。

撮像制御部１５６は、通信によって得られた指示、または予め設定された撮像時間帯のスケジュールに従い、カメラ１３０を動作させる。撮像制御部１５６は、カメラ１３０によって撮像された画像を通信制御部１５２に渡す。

回転翼１７０－１～１７０－ｍは、所望の数ｍだけドローン１００に搭載されている。以下、ハイフン以下の符号を省略して説明する。それぞれの回転翼１７０には、モータ１７２のロータが連結されている。モータ１７２は、例えばブラシレスモータである。ＥＳＣ１７４は、飛行制御部１５４からの指示に応じてモータ１７２に供給する電力を調整する。これによって、回転翼１７０ごとの回転数が個別に調整され、ドローン１００が所望の姿勢で所望の方向に飛行することができる。

［グループ飛行時の通信制御］
以下、実施形態の管制システム１において実現されるグループ飛行、並びにグループ飛行時の通信制御について説明する。図４は、制御装置１５０のより詳細な構成図である。通信制御部１５２は、例えば、グループ設定部１５２Ａと、システム状態判定部１５２Ｂと、中継処理部１５２Ｃとを備える。飛行制御部１５４は、例えば、異常時着陸制御部１５４Ａを備える。

グループ設定部１５２Ａは、管理装置１０からの指示に応じて、特定のドローン１００同士で相互に通信することができるチャネルを設定する。管理装置１０は、例えば、ドローン１００の飛行開始前に、運行時間および距離が近い二以上のドローン１００をグループとして設定し、その旨を対象のドローン１００に送信する。グループ設定部１５２Ａは、グループ設定に応じたチャネルを第３通信装置１１４に設定する。グループ設定された二以上のドローン１００は、以下に説明するように、一時的に無線基地局７０と通信できない状態になった場合に、無線基地局７０と通信可能な状態を維持している他のドローン１００を経由して管理装置１０と通信する。

システム状態判定部１５２Ｂは、例えば、管理装置１０からの指示が所定時間以上途切れた場合に、通信途絶フラグをグループ内の各ドローン１００に送信する。そして、そのやり取りの中で全てのドローン１００が通信途絶状態にあると判定した場合に、管制システム１が停止していると判定する。

中継処理部１５２Ｃは、システム状態判定部１５２Ｂにより、一部のドローン１００のみが通信途絶状態にあると判定された場合、ドローン１００間で第３通信装置１１４を用いて管理装置１０からの指示を中継し合うための処理を行う。

異常時着陸制御部１５４Ａは、システム状態判定部１５２Ｂにより管制システム１が停止していると判定された場合、ドローン１００（自機）を緊急着陸させるための制御を行う。例えば、異常時着陸制御部１５４Ａは、カメラ１３０により撮像された画像から平坦且つ人などの物体が存在しない地上面を探索し、十分に遅い降下速度でドローン１００を着陸させるようにＥＳＣ１７４の制御を行う。

以下、上記機能についてフローチャートを参照しながら説明する。図５および図６は、制御装置１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。また、後述する図７および図８のフローチャートの処理は、図５および図６の処理と並行して制御装置１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。

図５に示すように、まず、通信制御部１５２のシステム状態判定部１５２Ｂは、第３通信装置１１４を用いて、グループ設定部１５２Ａによりチャネルが設定されている（すなわち同じグループに設定されている）他のドローン１００との間で、通信エラー状況、および設定しているフラグを共有する（ステップＳ２００）。通信エラー状況とは、そのドローン１００と管理装置１０との間の通信の状態が、予め定められた通信エラー状態であるか否かを示す情報である。通信エラー状態の定義は任意になされてよいが、例えば、所定時間の間、通信が行われなかった、問い合わせに対する返信が無かったなどと定義される。フラグには、以下に説明する各種フラグのうち一部または全部が含まれる。

次に、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｎに１を設定する（ステップＳ２０２）。パラメータｎは、ドローン１００の識別子であり、同じグループに設定されているドローン１００のそれぞれに対して１～Ｎまでの値が一つずつ付与されているものである。以下、識別子がｎであるドローン１００のことを、「ドローンｎ」と称する場合がある。Ｎは、例えば、グループ設定されたドローン１００の数と一致する。

次に、システム状態判定部１５２Ｂは、ドローンｎが通信エラー状態であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。システム状態判定部１５２Ｂは、ドローンｎから「自機が管理装置１０との間で通信エラー状態である」旨の情報が得られた場合と、ドローンｎと通信ができず且つ自機が管理装置１０と通信できている場合の双方において、ドローンｎが通信エラー状態であると判定する。また、システム状態判定部１５２Ｂは、ドローンｎと通信ができず且つ自機が管理装置１０と通信できていない場合、ドローンｎが通信エラー状態ではないと判定する。

ドローンｎが通信エラー状態であると判定した場合、システム状態判定部１５２Ｂは、エラーカウント（ｎ）を１インクリメントする（ステップＳ２０６）。エラーカウント（ｎ）は、ドローンｎに対して設定される変数であり、数が多い程、そのドローン１００の通信状態が異常状態である確信度が高まる値である。ドローンｎが通信エラー状態でないと判定した場合、システム状態判定部１５２Ｂは、エラーカウント（ｎ）をゼロにする（ステップＳ２０８）。なお、システム状態判定部１５２Ｂは、ステップＳ２０８において、過去にエラーカウント（ｎ）がゼロでない値となったドローンｎについて、１回でも通信エラー状態でないと判定した場合に直ちにゼロにするのではなく、段階的に少しずつエラーカウント（ｎ）を低減させてもよい。

次に、システム状態判定部１５２Ｂは、エラーカウント（ｎ）が閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。エラーカウント（ｎ）が閾値Ｔｈ１以上であると判定した場合、システム状態判定部１５２Ｂは、通信途絶フラグ（ｎ）に１を設定する（ステップＳ２１２）。通信途絶フラグ（ｎ）は、ドローンｎが「管理装置１０と通信できない（またはその可能性があると推認される）」場合に１が、そうでない場合にゼロが設定されるフラグである。エラーカウント（ｎ）が閾値Ｔｈ１未満であると判定した場合、システム状態判定部１５２Ｂは、通信途絶フラグ（ｎ）にゼロを設定する（ステップＳ２１４）。

次に、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｎがＮに一致するか否かを判定する（ステップＳ２１６）。パラメータｎがＮに一致する場合、図６のフローチャートに処理が進められ、そうでない場合、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｎを１インクリメントして（ステップＳ２１８）、ステップＳ２０４に処理を戻す。

図６に示すように、システム状態判定部１５２Ｂは、通信途絶フラグ（１）～（Ｎ）の全てが１であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。通信途絶フラグ（１）～（Ｎ）の全てが１である場合、システム状態判定部１５２Ｂは、システム停止フラグに１を設定する（ステップＳ２２２）。システム停止フラグは、管理装置１０、または無線基地局７０を含む通信ネットワーク全体の問題に起因して、管理装置１０との通信がグループ全体で不可能になっていることが推認される場合に１が、そうでない場合にゼロが設定される値である。システム停止フラグに１が設定されている場合、図７および図８のフローチャートの処理が実行されず、例えば、グループ設定されている全てのドローン１００が異常時着陸制御を行う。

通信途絶フラグ（１）から通信途絶フラグ（Ｎ）の全てが１ではない場合、システム状態判定部１５２Ｂは、通信途絶フラグ（１）～（Ｎ）の全てがゼロであるか否かを判定する（ステップＳ２２４）。通信途絶フラグ（１）～（Ｎ）の全てがゼロである場合、システム状態判定部１５２Ｂは、システム停止フラグにゼロを設定する（ステップＳ２２８）。

通信途絶フラグ（１）から通信途絶フラグ（Ｎ）の全てがゼロではない場合、すなわちこれらの一部が１であり、他の一部がゼロである場合、システム状態判定部１５２Ｂは、通信途絶フラグが１であるｎの集合Ｒに含まれるｉのそれぞれについて、情報転送フラグ（ｉ）に１を設定する（ステップＳ２２６）。すなわち、システム状態判定部１５２Ｂは、通信途絶フラグが１であるドローンｎについて、情報転送フラグ（ｎ）に１を設定する。情報転送フラグ（ｎ）が１であるということは、ドローンｎに対して、管理装置１０から取得された情報を転送する必要があることを示すものである。そして、システム状態判定部１５２Ｂは、システム停止フラグにゼロを設定する（ステップＳ２２８）。

以下、図７および図８のフローチャートについて説明する。図７および図８のフローチャートの処理は、通信途絶フラグ（１）から通信途絶フラグ（Ｎ）のうち少なくとも一つが１である場合に実行される。まず、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメーラｎに１を設定する（ステップＳ３００）。パラメータｎは、ドローン１００の識別子である点は、図５および図６のフローチャートと同様である。図５および図６のフローチャートの処理と、図７および図８のフローチャートの処理とでは、別々にカウントアップ等が行われる。

次に、システム状態判定部１５２Ｂは、情報転送フラグ（ｎ）が１であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。情報転送フラグ（ｎ）が１でない（ゼロである）場合、システム状態判定部１５２Ｂは、ステップＳ３４０に処理を進める。

情報転送フラグ（ｎ）が１であると判定した場合、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｎがＮに一致するか否かを判定する（ステップＳ３０８）。、パラメータｎがＮに一致する場合、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｔに１を設定する（ステップＳ３１０）。パラメータｎがＮに一致しない場合、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｔにｎ＋１を設定する（ステップＳ３１２）。パラメータｔは、ドローンｎに管理装置１０からの情報を転送する転送主体のドローンを示す識別子である。このため、ステップＳ３０８～Ｓ３１２の処理は、情報転送が必要なドローンｎに対して原則として識別子が一つ大きいドローンｎ＋１を転送主体として選択し、但し、ｎ＝Ｎの場合はドローン１を転送主体として選択する処理である。

次に、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｔとｎが一致せず、且つ自機の識別子がパラメータｔと一致するか否かを判定する（ステップＳ３１４）。パラメータｔとｎが一致せず、且つ自機の識別子がパラメータｔと一致する場合、中継処理部１５２Ｃが、ドローンｎに管理装置１０からの情報（以下、転送情報と称する）を転送する処理を行う（ステップＳ３１６）。次に、システム状態判定部１５２Ｂは、自機の識別子がパラメータｎと一致するか否かを判定する（ステップＳ３１８）。

自機の識別子がパラメータｎと一致する場合、システム状態判定部１５２Ｂは、ドローンｔから転送情報を受信できたか否かを判定する（ステップＳ３２０）。ドローンｔから転送情報を受信できなかった場合、システム状態判定部１５２Ｂは、転送情報受信ＯＫフラグ（ｎ）にゼロを設定する（ステップＳ３２２）。そして、システム状態判定部１５２Ｂは、転送主体となりうる（識別子がパラメータｔとして設定され得る）全てのドローン１００について転送情報を受信できたかどうか確認済であるか否かを判定する（ステップＳ３２４）。全てのドローン１００について確認済でない場合、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｔとＮが一致するか否かを判定する（ステップＳ３２６）。システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｔとＮが一致する場合、ステップＳ３１０に処理を戻し、パラメータｔとＮが一致しない場合、パラメータｔを１インクリメントして（ステップＳ３２８）、ステップＳ３１４に処理を戻す。ステップＳ３２４において全てのドローン１００について確認済であると判定した場合、システム状態判定部１５２Ｂは、ドローンｎの（ここでは自機がｎになっているため自機を意味する）異常時着陸制御を行うように、異常時着陸制御部１５４Ａに指示し（ステップＳ３３２）、ステップＳ３３４に処理を進める。

ステップＳ３２０において、ドローンｔから転送情報を受信できたと判定した場合、システム状態判定部１５２Ｂは、転送情報受信ＯＫフラグ（ｎ）に１を設定する（ステップＳ３３０）。

ステップＳ３３０またはステップＳ３３２の処理の後、或いは、ステップＳ３１８（図７）で自機の識別子がパラメータｎと一致すると判定された場合、システム状態判定部１５２Ｂは、転送情報受信ＯＫフラグ（ｎ）が１であるか否かを判定する（ステップＳ３３４）。転送情報受信ＯＫフラグ（ｎ）が１でない場合、転送情報受信ＯＫフラグ（ｎ）が１でない回数が閾値Ｔｈ２以上であるか否かを判定する（ステップＳ３３６）。回数が閾値Ｔｈ２以上である場合、グループ設定部１５２Ａは、ドローンｎのグループ設定を解除する（ステップＳ３３８）。次に、システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｎがＮと一致するか否かを判定する（ステップＳ３４０）。システム状態判定部１５２Ｂは、パラメータｎがＮと一致しない場合、パラメータｎを１インクリメントして（ステップＳ３４２）ステップＳ３０２に処理を戻し、パラメータｎがＮと一致する場合、本フローチャートの１ルーチンの処理を終了し、ステップＳ３００に処理を戻す。

以下、上記説明した処理の結果として実現されるドローン１００の動作について説明する。以下の説明では、ドローン１００（１）とドローン１００（２）がグループ設定されており、各ドローンの識別子がそれぞれ１、２であるものとする（ｎ＝１、２、Ｎ＝２）。

図９は、管制システム１において生じる第１の場面を示す図である。第１の場面では、ドローン１００（１）、１００（２）共に管理装置１０からの情報を受信できておらず、ドローン１００（１）と１００（２）の通信は行われている。

第１の場面では、図５のフローチャートの処理において、エラーカウント（１）およびエラーカウント（２）がインクリメントされて閾値Ｔｈ１に至り、通信途絶フラグ（１）、（２）共に１が設定される。次いで、図６のフローチャートにおいて通信途絶フラグ（１）～（Ｎ（ここでは２））の全てが１であるため、システム停止フラグに１が設定される。この場合、前述したように、ドローン１００（１）と１００（２）の双方が異常時着陸制御を行う。

図１０は、管制システム１において生じる第２の場面を示す図である。第２の場面では、ドローン１００（１）は管理装置１０からの情報を受信できているが、ドローン１００（２）は管理装置１０からの情報を受信できていない。また、ドローン１００（１）と１００（２）の通信は行われている。

第２の場面では、図５のフローチャートの処理において、エラーカウント（２）がインクリメントされて閾値Ｔｈ１に至り、通信途絶フラグ（２）に１が設定される。次いで、図６のフローチャートにおいて通信途絶フラグ（１）～（Ｎ（ここでは２））の一部のみが１であるため、システム停止フラグにゼロが、情報転送フラグ（２）に１がそれぞれ設定される。この場合、ドローン１００（１）が実行する図７のフローチャートの処理において情報転送フラグ（２）＝１と判定され、ｎ＝Ｎ＝２であるため、ｔに１が設定される。ドローン１００（１）は自機を転送主体として選択し、ドローン１００（２）への転送処理を行う。その後、ドローン１００（２）が実行する図８のフローチャートの処理において、ドローン（１）からの転送情報を受信できたと判定し、転送情報受信ＯＫフラグ（２）に１が設定される。この結果、ドローン１００（１）、１００（２）のいずれの処理においてもステップＳ３３４でＹｅｓに進み、グループ設定の解除は行われない。なお、前述したように、ドローン１００（２）によって転送情報受信ＯＫフラグ（２）に１が設定されたことはドローン１００（１）にも共有されている。

図１１は、管制システム１において生じる第３の場面を示す図である。第３の場面では、ドローン１００（１）は管理装置１０からの情報を受信できているが、ドローン１００（２）は管理装置１０からの情報を受信できていない。また、ドローン１００（１）と１００（２）の通信も行われていない。

第３の場面では、ドローン１００（１）が実行する図５のフローチャートにおいて、通信エラー状況やフラグが共有できないため、エラーカウント（２）がインクリメントされて閾値Ｔｈ１に至り、通信途絶フラグ（２）に１が設定される。ドローン１００（２）が実行する図５のフローチャートにおいては、通信エラー状況やフラグが共有できず、且つ自機が管理装置１０と通信できていないため、エラーカウント（２）がインクリメントされて閾値Ｔｈ１に至り、通信途絶フラグ（２）に１が設定される。このため、ドローン１００（１）、１００（２）共に、図６のフローチャートの処理では、情報転送フラグ（２）に１を設定する。

この場合、ドローン１００（１）が実行する図７のフローチャートの処理において、ドローン１００（１）は自機をドローン１００（２）への転送主体に選択し、転送処理を行う。しかしながら、ドローン１００（２）から転送情報受信ＯＫフラグ（２）＝１という情報の共有が不可能であるので、ドローン１００（１）は、図８のフローチャートにおけるステップＳ３３４でＮｏ、ステップＳ３３６でＹｅｓという判定をし、ドローン１００（２）をグループ設定から解除する。ドローン１００（２）が実行する図８のフローチャートの処理では、ドローン１００（１）から（この例では全ての他のドローン１００から）転送情報を受信できないため、異常時着陸制御を行う。また、ドローン１００（２）は、自身において設定している転送情報受信ＯＫフラグ（２）が１にならないため、自機のグループ設定を解除する。

図１２は、管制システム１において生じる第４の場面を示す図である。第４の場面では、ドローン１００（１）、１００（２）共に管理装置１０からの情報を受信できていない。また、ドローン１００（１）と１００（２）の通信も行われていない。

第４の場面では、ドローン１００（１）が実行する図５のフローチャートにおいて、通信エラー状況やフラグが共有できず、且つ自機が管理装置１０と通信できていないため、エラーカウント（１）がインクリメントされて閾値Ｔｈ１に至り、通信途絶フラグ（１）に１が設定される。また、ドローン１００（２）が実行する図５のフローチャートにおいては、通信エラー状況やフラグが共有できず、且つ自機が管理装置１０と通信できていないため、エラーカウント（２）がインクリメントされて閾値Ｔｈ１に至り、通信途絶フラグ（２）に１が設定される。このため、図６のフローチャートの処理では、ドローン１００（１）は、情報転送フラグ（１）に１を設定し、ドローン１００（２）は、情報転送フラグ（２）に１を設定する。

この場合、ドローン１００（１）、１００（２）が実行する図８のフローチャートの処理において、他のドローン１００転送情報を受信できないため、異常時着陸制御が行われる。また、ドローン１００（１）、１００（２）共に、自身において設定している転送情報受信ＯＫフラグが１にならないため、自機のグループ設定を解除する。

以上説明した実施形態の制御装置１５０によれば、管理装置１０によってグループ設定されたドローン１００間で、管理装置１０から受信した情報を転送し合うためのチャネルを第３通信装置１１４に設定するため、グループ設定された飛行体間で地上の管理装置からの情報を補完し合うことができる。

また、実施形態の制御装置１５０によれば、第３通信装置１１４を用いて、グループ設定された他のドローン１００における第１通信装置１１０または第２通信装置１１２を用いた管理装置１０との通信状況を確認し、自機における第１通信装置１１０または第２通信装置１１２を用いた管理装置１０との通信状況と、確認した他のドローン１００における管理装置１０との通信状況と、第３通信装置１１４を用いた他のドローン１００との通信状況とに基づいて、管理装置１０から取得した情報の他のドローン１００への転送を含む処理を実行するため、より確実に、グループ設定された飛行体間で地上の管理装置からの情報を補完し合うことができる。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１ 管制システム
１０ 管理装置
７０ 無線基地局
１００ ドローン
１１０ 第１通信装置
１１２ 第２通信装置
１１４ 第３通信装置
１２０ ＧＮＳＳ受信機
１２２ センサ群
１３０ カメラ
１４０ バッテリ
１５０ 制御装置
１５２ 通信制御部
１５２Ａ グループ設定部
１５２Ｂ システム状態判定部
１５２Ｃ 中継処理部
１５４ 飛行制御部
１５４Ａ 異常時着陸制御部
１５６ 撮像制御部
１７０ 回転翼
１７２ モータ
１７４ ＥＳＣ

Claims (9)

1. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置であって、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御する通信制御部を備え、
   前記通信制御部は、前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定するものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記通信装置Ａを用いて前記管理装置から取得した情報の他の飛行体への転送を含む処理を実行する、
   制御装置。
2. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置であって、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御する通信制御部を備え、
   前記通信制御部は、前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定するものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記管理装置との通信がグループ全体で不可能になっていることを推定する、
   制御装置。
3. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置であって、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御する通信制御部を備え、
   前記通信制御部は、前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定するものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記他の飛行体のうち一部または全部が自機と通信できず且つ前記管理装置と通信できないことが推定される場合、前記他の飛行体のうち一部または全部を前記グループ設定から除外する、
   制御装置。
4. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置が、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御し、
   前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定するものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記通信装置Ａを用いて前記管理装置から取得した情報の他の飛行体への転送を含む処理を実行する、
   制御方法。
5. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置が、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御し、
   前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定するものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記管理装置との通信がグループ全体で不可能になっていることを推定する、
   制御方法。
6. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置が、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御し、
   前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定するものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認し、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記他の飛行体のうち一部または全部が自機と通信できず且つ前記管理装置と通信できないことが推定される場合、前記他の飛行体のうち一部または全部を前記グループ設定から除外する、
   制御方法。
7. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置に、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御させ、
   前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定させるものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認させ、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記通信装置Ａを用いて前記管理装置から取得した情報の他の飛行体への転送を含む処理を実行させる、
   ためのプログラム。
8. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置に、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御させ、
   前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定させるものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認させ、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記管理装置との通信がグループ全体で不可能になっていることを推定させる、
   ためのプログラム。
9. 地上の管理装置と通信する通信装置Ａと、飛行体同士で通信する通信装置Ｂと、飛行手段とを備える飛行体に搭載される制御装置に、
   前記通信装置Ａおよび前記通信装置Ｂを制御させ、
   前記管理装置によってグループ設定された飛行体間で、前記管理装置から受信した情報を転送し合うためのチャネルを前記通信装置Ｂに設定させるものであり、
   前記通信装置Ｂを用いて、前記グループ設定された他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況を確認させ、自機における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記確認した他の飛行体における前記通信装置Ａを用いた前記管理装置との通信状況と、前記通信装置Ｂを用いた前記他の飛行体との通信状況とに基づいて、前記他の飛行体のうち一部または全部が自機と通信できず且つ前記管理装置と通信できないことが推定される場合、前記他の飛行体のうち一部または全部を前記グループ設定から除外させる、
   ためのプログラム。

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