JP7346064B2 - 飛行経路算出装置、飛行経路算出方法及び飛行経路算出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、飛行経路算出装置、飛行経路算出方法及び飛行経路算出プログラムに関する。

従来より、ドローン等のように、遠隔操作または自動操縦により飛行する無人飛行機（または有人飛行機）は様々な分野において利用されている。例えば、高所での点検作業においては点検用ドローンが、また、物流サービスの分野においては物流用ドローン等が利用されている。一般に、このようなドローンは、飛行効率を上げるため、目的地（点検用ドローンの場合には点検対象物の位置、物流用ドローンの場合には物品の配達先）まで直線飛行を行う。

ここで、直線飛行を行う飛行経路上に道路や鉄道等のインフラ施設がある場合、墜落や緊急着陸等の不測の事態に備えて、当該インフラ施設の上空をドローンが横断する際に、横断位置の近くに監視員が配置される。

特許第６０５１３２７号 米国特許出願公開第２０１８／０２１８６１４号明細書

しかしながら、飛行経路とインフラ施設との位置関係によっては、インフラ施設の上空を横断する距離が長くなり、横断に要する時間が長くなることがある。このような場合、監視員を増員する必要が生じるだけでなく、不測の事態によって当該インフラ施設に影響を及ぼす可能性が増大することにもなる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、より安全な飛行経路を算出することを目的とする。

一態様によれば、飛行経路算出装置は、
遠隔操作または自動操縦により飛行する無人飛行機または有人飛行機の飛行経路が、所定のインフラ施設と交差するか否かを判定する判定部と、
交差すると判定されたインフラ施設がある領域のうち、所定の条件に該当する領域以外の、領域抽出処理が未処理の領域であって出発地に近い１の領域について飛行経路との交差角度を算出し、算出した交差角度が閾値未満であった場合に、飛行経路の補正が必要な領域として抽出する抽出部と、
前記無人飛行機または有人飛行機が、前記抽出された領域にあるインフラ施設の上空を横断する際の長さを示す指標が短くなるように横断角度を変更し、前記飛行経路を補正する補正部とを有することを特徴とする。

より安全な飛行経路を算出することができる。

飛行システムのシステム構成の一例を示す図である。 飛行経路算出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 飛行経路算出装置の第１の機能を説明するための図である。 飛行経路算出装置の機能構成の一例を示す図である。 領域抽出部による領域抽出処理の流れを示すフローチャートである。 飛行経路補正部による飛行経路補正処理の流れを示す第１のフローチャートである。 飛行経路補正処理の具体例を示す図である。 飛行経路算出装置の第２の機能を説明するための図である。 飛行経路補正部による飛行経路補正処理の流れを示す第２のフローチャートである。 飛行経路算出装置の第３の機能を説明するための図である。 飛行経路補正部による飛行経路補正処理の流れを示す第３のフローチャートである。

以下、各実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。

［第１の実施形態］
＜飛行システムのシステム構成＞
はじめに、飛行システムのシステム構成について説明する。図１は、飛行システムのシステム構成の一例を示す図である。図１に示すように、飛行システム１００は、無人飛行機１１０と、飛行経路算出装置１２０とを有する。

無人飛行機１１０は、遠隔操作または自動操縦により飛行する、いわゆるドローンであり、飛行経路算出装置１２０において算出された飛行経路に従って飛行する。なお、第１の実施形態において、無人飛行機１１０は、高所の点検作業において利用する点検用ドローンであり、撮像装置が搭載されているものとする。

飛行経路算出装置１２０は、飛行経路を算出し、無人飛行機１１０に送信する。また、飛行経路算出装置１２０は、無人飛行機１１０の飛行中の状態を監視し、必要に応じて、無人飛行機１１０に対して、オペレータが各種指示を送信できるように構成されている。

＜飛行経路算出装置のハードウェア構成＞
次に、飛行経路算出装置１２０のハードウェア構成について説明する。図２は、飛行経路算出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図２に示すように、飛行経路算出装置１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０３を有する。なお、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３は、いわゆるコンピュータを形成する。

また、飛行経路算出装置１２０は、補助記憶装置２０４、表示装置２０５、操作装置２０６、Ｉ／Ｆ（Interface）装置２０７、ドライブ装置２０８を有する。飛行経路算出装置１２０の各部は、バス２０９を介して相互に接続されている。

ＣＰＵ２０１は、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラム（例えば、後述する飛行経路算出プログラム等）を実行する演算デバイスである。ＲＯＭ２０２は、不揮発性メモリであり、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラムをＣＰＵ２０１が実行するために必要な各種プログラム、データ等を記憶する、主記憶デバイスとして機能する。

ＲＡＭ２０３は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）やＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等の揮発性メモリである。ＲＡＭ２０３は、補助記憶装置２０４にインストールされている各種プログラムがＣＰＵ２０１によって実行される際に展開される作業領域を提供する、主記憶デバイスとして機能する。

補助記憶装置２０４は、各種プログラムや、各種プログラムが実行される際に用いられる情報を格納する補助記憶デバイスである。例えば、後述する地図情報格納部は、補助記憶装置２０４において実現される。

表示装置２０５は、地図情報や、出発地、目的地、飛行経路等をオペレータに表示する出力デバイスである。操作装置２０６は、飛行経路算出装置１２０のオペレータが飛行経路算出装置１２０に各種指示を入力するための入力デバイスである。Ｉ／Ｆ装置２０７は、無人飛行機１１０が飛行経路算出装置１２０との間で通信を行うための接続デバイスである。

ドライブ装置２０８は記録媒体２１０をセットするためのデバイスである。ここでいう記録媒体２１０には、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等のように情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する媒体が含まれる。また、記録媒体２１０には、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等のように情報を電気的に記録する半導体メモリ等が含まれていてもよい。

なお、補助記憶装置２０４にインストールされる各種プログラムは、例えば、配布された記録媒体２１０がドライブ装置２０８にセットされ、該記録媒体２１０に記録された各種プログラムがドライブ装置２０８により読み出されることでインストールされる。あるいは、補助記憶装置２０４にインストールされる各種プログラムは、不図示のネットワークを介してダウンロードされることで、インストールされてもよい。

＜飛行経路算出装置の機能の説明＞
次に、飛行経路算出装置１２０にて実現される機能について説明する。図３は、飛行経路算出装置の第１の機能を説明するための図である。図３に示すように、飛行経路算出装置１２０は、はじめに、地図情報３００を表示装置２０５に表示する。続いて、地図情報３００が表示されたことに応じて、オペレータは、無人飛行機１１０の出発地３０１及び目的地３０２を入力する。続いて、飛行経路算出装置１２０は、出発地３０１と目的地３０２とを地図情報３００上に表示するとともに、両者を直線で結んだ飛行経路３０３を算出し、地図情報３００上に表示する。

また、飛行経路算出装置１２０は、算出した飛行経路３０３が、所定のインフラ施設と交差するか否かを判定する。図３の例は、飛行経路３０３が、インフラ施設の一例である道路と、交差領域３０４において交差すると判定された様子を示している。なお、拡大地図情報３１０は、地図情報３００の交差領域３０４を、拡大表示したものである。

図３に示すように、拡大地図情報３１０によれば、飛行経路３０３は、道路３１１に対して浅い交差角度θで交差している。このため、道路３１１の上空を無人飛行機１１０が横断する距離（横断距離）が長くなっており、横断に要する時間（横断時間）も長くなっている。この結果、飛行経路３０３の場合、二人の監視員３１２、３１３が配置されることになる。

これに対して、飛行経路算出装置１２０では、道路３１１を横断する際の飛行経路３０３を補正する。拡大地図情報３２０は、飛行経路算出装置１２０が、飛行経路３０３を補正し、補正後の飛行経路を地図情報３００上に表示した様子を示している。

拡大地図情報３２０に示すように、飛行経路算出装置１２０は、まず、道路３１１と平行であって、道路３１１と所定の距離だけ離れた位置にある、横断位置を変更するための平行線３２１を算出する。

続いて、飛行経路算出装置１２０は、飛行経路３０３と、平行線３２１との交点である第１交点３２２を算出する。また、飛行経路算出装置１２０は、第１交点３２２から見て、道路３１１に略直交する横断経路３２３（横断角度＝９０°の横断経路３２３）を特定する。また、飛行経路算出装置１２０は、横断経路３２３と、平行線３２１との交点である第２交点３２４を算出する。更に、飛行経路算出装置１２０は、第２交点３２４と目的地３０２とを直線で結んだ横断後経路３２５を算出する。

このように、飛行経路算出装置１２０では、無人飛行機１１０が道路３１１に対して、略直交して横断するように飛行経路３０３を補正し、横断経路３２３、横断後経路３２５を算出する。これにより、飛行経路算出装置１２０によれば、補正前の飛行経路３０３と比較して、道路３１１の上空を無人飛行機１１０が横断する距離（横断距離）を短くし、横断時間を短縮することができる。

この結果、補正後の飛行経路（横断経路３２３、横断後経路３２５）によれば、監視員３２６のみを配置すれば足り、補正前の飛行経路３０３の場合のように、二人の監視員（監視員３１２、３１３）を配置する必要がなくなる。また、補正後の飛行経路（横断経路３２３、横断後経路３２５）によれば、補正前の飛行経路３０３と比較して、無人飛行機１１０の墜落や緊急着陸等の不測の事態によって道路３１１の通行に影響を及ぼす可能性を低減させることができる。

＜飛行経路算出装置の機能構成＞
次に、飛行経路算出装置１２０の機能構成について説明する。図４は、飛行経路算出装置の機能構成の一例を示す図である。上述したとおり、飛行経路算出装置１２０には、飛行経路算出プログラムがインストールされている。飛行経路算出装置１２０は、当該プログラムが実行されることで、地図情報読み出し部４０１、出発地情報取得部４０２、目的地情報取得部４０３、飛行経路算出部４０４として機能する。また、飛行経路算出装置１２０は、領域抽出部４０５、飛行経路補正部４０６として機能する。

地図情報読み出し部４０１は、地図情報格納部４１０に格納された地図情報（例えば、地図情報３００）を読み出し、表示装置２０５に表示する。

出発地情報取得部４０２は、無人飛行機１１０を飛行させる出発地の位置情報を取得する。出発地情報取得部４０２は、例えば、表示装置２０５に表示された地図情報３００上で、オペレータが指定した出発地（例えば、出発地３０１）の位置情報を取得する。

目的地情報取得部４０３は、無人飛行機１１０を飛行させる目的地の位置情報を取得する。目的地情報取得部４０３は、例えば、表示装置２０５に表示された地図情報３００上で、オペレータが指定した目的地（例えば、目的地３０２）の位置情報を取得する。

飛行経路算出部４０４は、出発地と目的地とを直線で結ぶことで、無人飛行機１１０の飛行経路を算出する（例えば、飛行経路３０３）。

領域抽出部４０５は判定部として機能する。具体的には、領域抽出部４０５は、地図情報格納部４１０に格納された地図情報に基づいて、インフラ施設がある領域を識別する。また、領域抽出部４０５は、飛行経路算出部４０４により算出された飛行経路が、インフラ施設と交差するか否かを判定する。

また、領域抽出部４０５は抽出部としても機能する。具体的には、領域抽出部４０５は、交差すると判定したインフラ施設がある領域（例えば、交差領域３０４））を抽出する。

なお、本実施形態において、領域抽出部４０５が処理するインフラ施設は、道路または鉄道の線路を対象とする。更に、領域抽出部４０５が処理する道路は、地図情報に含まれる全ての道路のうち、特定の種別の道路（高速道路、幹線道路）を対象とし、細街路や交通量の少ない道路については、対象から除外する。

更に、領域抽出部４０５は、抽出した交差領域の中から、飛行経路との交差角度（θ）が所定の閾値未満となる交差領域を、飛行経路の補正が必要な交差領域として抽出する。飛行経路との交差角度（θ）が所定の閾値未満となる交差領域は、無人飛行機１１０が当該交差領域の上空を横断する距離（横断距離）が長く、横断に要する時間（横断時間）が長くなるからである。

飛行経路補正部４０６は補正部として機能する。具体的には、飛行経路補正部４０６は、領域抽出部４０５により抽出された、飛行経路の補正が必要な交差領域について、飛行経路を補正する。飛行経路補正部４０６は、飛行経路の補正が必要な交差領域に対応するインフラ施設の上空を、無人飛行機１１０が横断する際の横断角度が所定の閾値以上となるように、飛行経路を補正する。

＜領域抽出処理の流れ＞
次に、領域抽出部４０５による領域抽出処理の詳細について説明する。図５は、領域抽出部による領域抽出処理の流れを示すフローチャートである。図５に示す領域抽出処理は、飛行経路算出部４０４による飛行経路の算出が完了することで、実行される。

ステップＳ５０１において、領域抽出部４０５は、地図情報に含まれるインフラ施設のうち、飛行経路算出部４０４により算出された飛行経路と交差するインフラ施設がある領域を、交差領域として抽出する。

ステップＳ５０２において、領域抽出部４０５は、抽出した交差領域のうち、所定の条件（細街路、交通量の少ない道路）に該当する交差領域を、処理する対象から除外する。ステップＳ５０３において、領域抽出部４０５は、対象から除外していない残りの交差領域について、飛行経路との交差角度を算出する。

ステップＳ５０４において、領域抽出部４０５は、対象から除外していない残りの交差領域それぞれについて算出した交差角度が、所定の閾値未満か否かを判定する。ステップＳ５０４において、所定の閾値未満でないと判定された場合（ステップＳ５０４においてＮｏの場合）、ステップＳ５０５に進む。ステップＳ５０５において、領域抽出部４０５は、交差角度が所定の閾値未満でないと判定された交差領域について、処理する対象から除外する。

一方、ステップＳ５０４において、所定の閾値未満であると判定された場合（ステップＳ５０４においてＹｅｓの場合）、対象から除外することなく、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６において、領域抽出部４０５は、対象から除外していない残りの交差領域を、飛行経路の補正が必要な交差領域として抽出する。

＜飛行経路補正処理の流れ＞
次に、飛行経路補正部４０６による飛行経路補正処理の詳細について、図７の具体例を参照しながら、図６のフローチャートを用いて説明する。図６は、飛行経路補正部による飛行経路補正処理の流れを示す第１のフローチャートである。また、図７は、飛行経路補正処理の具体例を示す図である。領域抽出部４０５により、飛行経路の補正が必要な交差領域が抽出されることで、図６に示す飛行経路補正処理が実行される。

ステップＳ６０１において、飛行経路補正部４０６は、飛行経路の補正が必要な交差領域をカウントするカウンタＮに"１"を代入する。ステップＳ６０２において、飛行経路補正部４０６は、領域抽出部４０５により抽出された、飛行経路の補正が必要な交差領域のうち、Ｎ番目の交差領域を取得する。なお、飛行経路補正部４０６は、出発地に近い方から順に交差領域をカウントしていくものとする。

図７（ａ）の場合、飛行経路補正部４０６は、Ｎ番目の交差領域として、道路７１０の領域を取得する。また、図７（ｂ）の場合、飛行経路補正部４０６は、Ｎ番目の交差領域として、道路７２０の領域を取得する。更に、図７（ｃ）の場合、飛行経路補正部４０６は、Ｎ番目の交差領域として、道路７３０の領域を取得する。

ステップＳ６０３において、飛行経路補正部４０６は、Ｎ番目の交差領域について、横断位置を変更するための平行線を算出する。また、飛行経路補正部４０６は、算出した平行線と、飛行経路との交点である第１交点を算出する。

図７（ａ）の場合、飛行経路補正部４０６は、平行線７１１と飛行経路７１２とに基づいて、第１交点７１３を算出する。また、図７（ｂ）の場合、飛行経路補正部４０６は、平行線７２１と飛行経路７２２とに基づいて、第１交点７２３を算出する。更に、図７（ｃ）の場合、飛行経路補正部４０６は、平行線７３１と飛行経路７３２とに基づいて、第１交点７３３を算出する。

ステップＳ６０４において、飛行経路補正部４０６は、地図情報を参照することで、Ｎ番目の交差領域についての横断幅（Ｎ番目の交差領域が道路の場合には道路幅）を取得する。図７（ａ）～（ｃ）の例は、各横断幅の大小関係が、
（道路７１０の領域についての道路幅）＜（道路７２０の領域についての道路幅）＜（道路７３０の領域についての道路幅）
であることを示している。

ステップＳ６０５において、飛行経路補正部４０６は、ステップＳ６０４において取得した横断幅に応じた横断角度を算出する。例えば、飛行経路補正部４０６は、横断幅が所定の閾値以上の場合には、横断角度を９０°にする。また、飛行経路補正部４０６は、横断幅が所定の閾値未満の場合には、横断角度を９０°未満にする。

図７（ａ）の場合、道路７１０の領域の道路幅が所定の閾値未満であるため、横断角度をθ_１（θ_１＜９０°）としている。また、図７（ｂ）の場合も、道路７２０の領域の道路幅が所定の閾値未満であるため、横断角度をθ_２（θ_２＜９０°）としている。ただし、道路７２０の領域の道路幅は道路７１０の領域の道路幅よりも広いため、横断角度θ_２＞横断角度θ_１としている。一方、図７（ｃ）の場合、道路７３０の領域の道路幅が所定の閾値以上であるため、横断角度をθ_３（θ_３＝９０°）としている。

ステップＳ６０６において、飛行経路補正部４０６は、ステップＳ６０３において算出した第１交点を始点とし、ステップＳ６０５で算出した横断角度を有する横断経路を特定する。

図７（ａ）の場合、飛行経路補正部４０６は、横断経路７１４を特定する。また、図７（ｂ）の場合、飛行経路補正部４０６は、横断経路７２４を特定する。更に、図７（ｃ）の場合、飛行経路補正部４０６は、横断経路７３４を特定する。

ステップＳ６０７において、飛行経路補正部４０６は、特定した横断経路と、平行線との交点である第２交点を算出する。なお、図７（ａ）の場合、横断経路７１４と飛行経路７１２とが一致しているため、飛行経路補正部４０６は、第２交点の算出を行わない。

一方、図７（ｂ）の場合、飛行経路補正部４０６は、横断経路７２４と平行線７２１との交点である第２交点７２５を算出する。また、図７（ｃ）の場合、飛行経路補正部４０６は、横断経路７３４と平行線７３１との交点である第２交点７３５を算出する。

ステップＳ６０８において、飛行経路補正部４０６は、第２交点から目的地へ向かう横断後経路を特定する。なお、図７（ａ）の場合、横断経路７１４と飛行経路７１２とが一致しているため、飛行経路７１２がそのまま横断後経路となる。

一方、図７（ｂ）の場合、飛行経路補正部４０６は、第２交点７２５から目的地へ向かう横断後経路７２６を特定する。また、図７（ｃ）の場合、飛行経路補正部４０６は、第２交点７３５から目的地へ向かう横断後経路７３６を特定する。

ステップＳ６０９において、飛行経路補正部４０６は、飛行経路の補正が必要な交差領域のうち、飛行経路の補正を行っていない交差領域があるか否かを判定する。ステップＳ６０９において、飛行経路の補正を行っていない領域があると判定した場合には（ステップＳ６０９においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６１０において、飛行経路補正部４０６は、カウンタＮをインクリメントし、ステップＳ６０２に戻る。この場合、ステップＳ６０３において、飛行経路補正部４０６は、１つ前の交差領域で特定した横断後経路と、今回の交差領域について算出した平行線との交点を、今回の交差領域についての第１交点として算出する。

一方、ステップＳ６０９において、飛行経路の補正が必要な全ての交差領域について飛行経路の補正を行ったと判定した場合には（ステップＳ６０９においてＮｏの場合には）、飛行経路補正処理を終了する。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第１の実施形態に係る飛行経路算出装置は、
・出発地と目的地とを直線で結んだ飛行経路について、地図情報を参照することで、所定のインフラ施設と交差するか否かを判定する。
・交差すると判定した場合に、横断幅に応じた横断角度に変更することで、飛行経路を補正する。

これにより、第１の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、補正前の飛行経路と比較して、横断距離を短くし、横断時間を短縮することができる。この結果、第１の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、無人飛行機の墜落や緊急着陸等の不測の事態によってインフラ施設に影響を及ぼす可能性を低減させる、より安全な飛行経路を算出することができる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、飛行経路と平行線との交点を第１交点として算出した。しかしながら、第１交点の算出方法はこれに限定さない。例えば、横断角度が９０°の場合の横断経路が、飛行経路の補正が必要な交差領域の中点を通るように、第１交点を算出する構成としてもよい。これにより、飛行経路を補正した場合の補正前の飛行経路に対する飛行距離の増加を最小限に抑えることができる。以下、第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

＜飛行経路算出装置の機能の説明＞
はじめに、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０にて実現される機能について説明する。図８は、飛行経路算出装置の第２の機能を説明するための図である。図３との相違点は、拡大地図情報３２０における第１交点の算出方法である。

図８に示すように、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０は、まず、道路３１１の領域の中点８０１を算出する。また、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０は、中点８０１を通り、平行線３２１に直交する線８０２と、平行線３２１との交点を第１交点８０３として算出する。

続いて、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０は、第１交点８０３が終点となるように横断前経路８０５を特定する。また、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０は、第１交点８０３から見て、道路３１１に直交する横断経路８０６（横断角度＝９０°の横断経路８０６）を特定する。また、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０は、横断経路８０６と、平行線３２１との交点である第２交点８０４を算出する。更に、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０は、第２交点８０４と目的地３０２とを直線で結んだ横断後経路８０７を特定する。

このように、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０は、横断経路８０６が中点８０１を通るように、第１交点８０３を算出し、横断前経路８０５、横断経路８０６、横断後経路８０７を特定する。これにより、飛行経路を補正した場合の補正前の飛行経路に対する飛行距離の増加を、最小限に抑えることができる。

＜飛行経路補正処理の流れ＞
次に、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０の飛行経路補正部４０６による飛行経路補正処理の流れについて説明する。図９は、飛行経路補正部による飛行経路補正処理の流れを示す第２のフローチャートである。図６との相違点は、ステップＳ９０１～ステップＳ９０６である。

ステップＳ９０１において、飛行経路補正部４０６は、Ｎ番目の交差領域における中点を算出する。ステップＳ９０２において、飛行経路補正部４０６は、算出した中点に基づいて、第１交点を算出する。

ステップＳ９０３において、飛行経路補正部４０６は、第１交点が終点となるように、横断前経路を特定する。ステップＳ９０４において、飛行経路補正部４０６は、第１交点に基づいて、横断経路を特定する。

ステップＳ９０５において、飛行経路補正部４０６は、横断経路と平行線との交点である第２交点を算出する。ステップＳ９０６において、飛行経路補正部４０６は、第２交点に基づいて、横断後経路を特定する。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置は、
・出発地と目的地とを直線で結んだ飛行経路について、地図情報を参照することで、所定のインフラ施設と交差するか否かを判定する。
・交差すると判定した場合に、交差領域の中点を算出し、算出した中点を通り、横断角度が９０°となる横断経路を特定することで、飛行経路を補正する。

これにより、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、補正前の飛行経路と比較して、横断距離を短くし、横断時間を短縮することができる。加えて、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、出発地と目的地とを直線で結んだ飛行経路からの飛行距離の増加を最小限に抑えることができる。この結果、第２の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、より安全でより飛行距離の短い飛行経路を算出することができる。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、飛行経路と平行線との交点を第１交点として算出し、第１交点に基づいて横断経路を特定した。しかしながら、飛行経路と平行線との交点を第１交点として算出した場合、適切でない横断経路が特定される場合がある。

そこで、第３の実施形態では、適切でない横断経路が特定された場合に、第１交点を算出し直し、適切な横断経路が特定されるようにする。以下、第３の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

＜飛行経路算出装置の機能の説明＞
はじめに、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０にて実現される機能について説明する。図１０は、飛行経路算出装置の第３の機能を説明するための図である。図１０に示す拡大地図情報１０００は、地図情報３００における交差領域３０４が、道路１０２０、１０２１の交差点付近である場合を示している。

図１０（ａ）に示すように、仮に、飛行経路算出装置１２０が第１交点１００１を算出し、横断経路１００２を特定したとすると、当該横断経路１００２は、道路１０２０、１０２１の交差点に重なり、無人飛行機１１０は、交差点の上空を横断することになる。このため、横断経路１００２によれば、二人の監視員３１２、３１３を配置する必要が生じるうえに、横断距離及び横断時間が長くなる。この結果、無人飛行機１１０の墜落や緊急着陸等の不測の事態によって道路１０２０、１０２１の通行に影響を及ぼす可能性が増大することになる。

そこで、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０では、図１０（ｂ）に示すように、第１交点１００１の位置をずらし、第１交点１０１１を算出する。また、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０では、第１交点１０１１に応じて横断前経路１０１２を特定するとともに、横断経路１０１４を特定する。更に、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０では、横断経路１０１４に基づいて、第２交点１０１３を算出し、第２交点１０１３と目的地とに基づいて、横断後経路１０１５を特定する。

このように、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０では、横断経路１０１４が道路１０２０、１０２１の交差点と重なることがないように、第１交点１０１１を算出する。この結果、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、適切でない横断経路が特定された場合でも、第１交点を算出し直し、適切な横断経路を特定し直すことができる。

＜飛行経路補正処理の流れ＞
次に、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置１２０の飛行経路補正部４０６による飛行経路補正処理の流れについて説明する。図１１は、飛行経路補正部による飛行経路補正処理の流れを示す第３のフローチャートである。図６との相違点は、ステップＳ１１０１～ステップＳ１１０３である。

ステップＳ１１０１において、飛行経路補正部４０６は、横断経路の適否を判定する。飛行経路補正部４０６では、例えば、下記の観点から横断経路の適否を判定する。
・横断経路が、交差点と重なるか否か。
・横断経路が、交通量の多い領域あるいは人通りの多い領域と重なるか否か。

ステップＳ１１０１において、横断経路が適切であると判定された場合には（ステップＳ１１０１においてＹｅｓの場合には）、ステップＳ６０４に進む。一方、ステップＳ１１０１において、横断経路が適切でないと判定された場合には（ステップＳ１１０１においてＮｏの場合には）、ステップＳ１１０２に進む。

ステップＳ１１０２において、飛行経路補正部４０６は、第１交点を変更する。飛行経路補正部４０６では、例えば、横断経路が交差点と重ならない位置に、第１交点を変更する。あるいは、飛行経路補正部４０６は、例えば、横断経路が交通量の多い領域あるいは人通りの多い領域と重ならない位置に、第１交点を変更する。

ステップＳ１１０３において、飛行経路補正部４０６は、第１交点の変更に伴って、横断前経路を変更する。

＜まとめ＞
以上の説明から明らかなように、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置は、
・出発地と目的地とを直線で結んだ飛行経路について、地図情報を参照することで、所定のインフラ施設と交差するか否かを判定する。
・交差すると判定した場合に、横断角度が９０°になるように、横断経路を特定する。
・特定した横断経路の適否を判定し、適切でないと判定した場合に、第１交点を算出し直し、適切な横断経路を特定することで、飛行経路を補正する。

これにより、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、補正前の飛行経路と比較して、横断距離を短くし、横断時間を短縮することができる。加えて、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、適切な横断経路を含む飛行経路を算出することができる。この結果、第３の実施形態に係る飛行経路算出装置によれば、無人飛行機の墜落や緊急着陸等の不測の事態によってインフラ施設に影響を及ぼす可能性を低減させる、より安全な飛行経路を算出することができる。

［その他の実施形態］
上記第３の実施形態では、横断経路が交通量の多い領域あるいは人通りの多い領域と重ならないように、第１交点を変更するものとして説明した。しかしながら、第１交点の変更方法はこれに限定されない。例えば、地図情報において、インフラ施設ごとに、横断経路に適した領域と適していない領域とを予め規定しておいてもよい。この場合、飛行経路算出装置では、横断経路に適していない領域が横断経路として特定された場合、横断経路に適した領域が横断経路として特定されるように、第１交点を変更してもよい。

あるいは、地図情報において、インフラ施設ごとに、横断経路としての適合度を予め規定しておいてもよい。この場合、飛行経路算出装置では、所定の適合度の領域が横断経路として特定された場合、より高い適合度が規定された領域が横断経路として特定されるように、第１交点を変更してもよい。

また、上記第１の実施形態において、飛行経路算出装置１２０は、横断幅に応じて横断角度を算出するものとして説明した。しかしながら、横断角度の算出方法はこれに限定されない。例えば、横断角度ごとに横断距離を算出し、算出した横断距離が、所定の閾値以下となるように、横断角度を算出してもよい。

また、上記第１の実施形態において、飛行経路算出装置１２０は、横断幅に応じて横断角度を算出するものとして説明した。しかしながら、横断角度の算出方法はこれに限定されない。例えば、横断角度ごとに横断時間を算出し、算出した横断時間が、所定の閾値以下となるように、横断角度を算出してもよい。このように、飛行経路算出装置１２０は、インフラ施設の上空を無人飛行機が横断する長さを示す指標（横断距離、横断時間）が所定の条件を満たすように横断角度を算出してもよい。

また、上記各実施形態では、無人飛行機の場合について説明したが、遠隔操作または自動操縦により飛行する有人飛行機の場合も同様である。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせ等、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１００ ：飛行システム
１１０ ：無人飛行機
１２０ ：飛行経路算出装置
３００ ：地図情報
３０１ ：出発地
３０２ ：目的地
３０３ ：飛行経路
３０４ ：交差領域
３２１ ：平行線
３２２ ：第１交点
３２３ ：横断経路
３２４ ：第２交点
３２５ ：横断後経路
４０１ ：地図情報読み出し部
４０２ ：出発地情報取得部
４０３ ：目的地情報取得部
４０４ ：飛行経路算出部
４０５ ：領域抽出部
４０６ ：飛行経路補正部
８０１ ：中点

Claims (9)

1. 遠隔操作または自動操縦により飛行する無人飛行機または有人飛行機の飛行経路が、所定のインフラ施設と交差するか否かを判定する判定部と、
   交差すると判定されたインフラ施設がある領域のうち、所定の条件に該当する領域以外の、領域抽出処理が未処理の領域であって出発地に近い１の領域について飛行経路との交差角度を算出し、算出した交差角度が閾値未満であった場合に、飛行経路の補正が必要な領域として抽出する抽出部と、
   前記無人飛行機または有人飛行機が、前記抽出された領域にあるインフラ施設の上空を横断する際の長さを示す指標が短くなるように横断角度を変更し、前記飛行経路を補正する補正部と
   を有することを特徴とする飛行経路算出装置。
2. 前記補正部は、横断幅に応じて横断角度を変更することを特徴とする請求項１に記載の飛行経路算出装置。
3. 前記補正部は、横断幅が所定の閾値以上であった場合、前記横断角度を９０°に変更することを特徴とする請求項２に記載の飛行経路算出装置。
4. 前記補正部は、横断に要する時間が所定の条件を満たすように横断角度を変更することを特徴とする請求項１に記載の飛行経路算出装置。
5. 前記補正部は、横断する距離が所定の条件を満たすように横断角度を変更することを特徴とする請求項１に記載の飛行経路算出装置。
6. 前記補正部は、補正前の前記飛行経路に対して、飛行距離の増加が最小となるように、横断位置を変更し、前記横断角度を９０°に変更することを特徴とする請求項１に記載の飛行経路算出装置。
7. 前記補正部は、補正後の前記飛行経路について、横断経路の適否を判定し、横断経路が適切でないと判定した場合、横断位置を変更することで、補正後の前記飛行経路を更に補正することを特徴とする請求項１に記載の飛行経路算出装置。
8. コンピュータが、
   遠隔操作または自動操縦により飛行する無人飛行機または有人飛行機の飛行経路が、所定のインフラ施設と交差するか否かを判定する判定工程と、
   交差すると判定されたインフラ施設がある領域のうち、所定の条件に該当する領域以外の、領域抽出処理が未処理の領域であって出発地に近い１の領域について飛行経路との交差角度を算出し、算出した交差角度が閾値未満であった場合に、飛行経路の補正が必要な領域として抽出する抽出工程と、
   前記無人飛行機または有人飛行機が、前記抽出された領域にあるインフラ施設の上空を横断する際の長さを示す指標が短くなるように横断角度を変更し、前記飛行経路を補正する補正工程と
   を実行することを特徴とする飛行経路算出方法。
9. 遠隔操作または自動操縦により飛行する無人飛行機または有人飛行機の飛行経路が、所定のインフラ施設と交差するか否かを判定する判定工程と、
   交差すると判定されたインフラ施設がある領域のうち、所定の条件に該当する領域以外の、領域抽出処理が未処理の領域であって出発地に近い１の領域について飛行経路との交差角度を算出し、算出した交差角度が閾値未満であった場合に、飛行経路の補正が必要な領域として抽出する抽出工程と、
   前記無人飛行機または有人飛行機が、前記抽出された領域にあるインフラ施設の上空を横断する際の長さを示す指標が短くなるように横断角度を変更し、前記飛行経路を補正する補正工程と
   をコンピュータに実行させるための飛行経路算出プログラム。

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