JP7454415B2 - 飛行制御装置、飛行管理システム及び飛行制御方法 - Google Patents

Description

本開示は、飛行制御装置、飛行管理システム及び飛行制御方法に関する。

地上移動を行うこれまでの輸送方法では、今後更なる都市部の渋滞や過疎地の陸上交通インフラの維持の困難がより深刻になり、新たな輸送手段の必要性が高まっている。これに対して、近年では、ドローン等の飛行体による低空域を活用した新たな輸送手段が期待されている。

特開２０１９－０５１８３９号公報

低空域での高密度の輸送を実現させるためには、個々の飛行体が所定の空域を高密度で飛行することが求められる。このような飛行を個々の操縦者等の個別制御で行うのは、各操縦者の高いスキルが求められるため、実現は困難である。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、低空域における飛行体の高密度の飛行を実現可能な飛行制御装置、飛行管理システム及び飛行制御方法を提供することを目的とする。

本開示に係る飛行制御装置は、飛行体が飛行可能であり一方向に並列に延びる複数の飛行空域が設定された高速空域が設定された高速空域と、前記高速空域の外側の空域であって前記飛行体が個別制御によりに制御される一般空域と、前記高速空域と前記一般空域とを接続する遷移空域とが設定された空間において、前記飛行体が前記高速空域を飛行する場合には、前記飛行体の個別制御を受け付けず、前記飛行体が複数の前記飛行空域を前記一方向に沿って飛行するように前記飛行体を強制制御し、前記飛行体が前記一般空域から前記高速空域に向けて前記遷移空域を飛行する場合には、前記飛行体の制御を前記個別制御から前記強制制御に切り替え、前記飛行体が前記高速空域から前記一般空域に向けて前記遷移空域を飛行する場合には、前記飛行体の制御を前記強制制御から前記個別制御に切り替える飛行管理部を有する。

本開示に係る飛行管理システムは、制御により飛行可能な飛行体と、前記飛行体を制御する、上記の飛行制御装置とを備える。

本開示に係る飛行制御方法は、飛行体が飛行可能であり一方向に並列に延びる複数の飛行空域が設定された高速空域が設定された高速空域と、前記高速空域の外側の空域であって前記飛行体が個別制御によりに制御される一般空域と、前記高速空域と前記一般空域とを接続する遷移空域とが設定された空間において、前記飛行体が前記高速空域を飛行する場合には、前記飛行体の個別制御を受け付けず、前記飛行体が複数の前記飛行空域を前記一方向に沿って飛行するように前記飛行体を強制制御し、前記飛行体が前記一般空域から前記高速空域に向けて前記遷移空域を飛行する場合には、前記飛行体の制御を前記個別制御から前記強制制御に切り替え、前記飛行体が前記高速空域から前記一般空域に向けて前記遷移空域を飛行する場合には、前記飛行体の制御を前記強制制御から前記個別制御に切り替える。

本開示によれば、低空域における飛行体の高密度の飛行を実現可能な飛行制御装置、飛行管理システム及び飛行制御方法を提供することができる。

図１は、第１実施形態に係る飛行管理システムの一例を示す図である。 図２は、設定空域の一例を示す斜視図である。 図３は、高速空域の区画の一例を示す図である。 図４は、飛行体の一例を示す機能ブロック図である。 図５は、中央指令設備及び空域監視通信設備の一例を示す機能ブロック図である。 図６は、高速空域の複数の飛行空域を飛行する飛行体の一例を示す図である。 図７は、飛行体が複数の飛行空域の間を跨ぐ移動の一例を示す図である。 図８は、単位空域を占有する飛行体についてのタイムテーブルの一例を示す図である。 図９は、飛行管理システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１０は、飛行管理システムの動作の一例を示すフローチャートである。 図１１は、第２実施形態に係る飛行管理システムにおける飛行体の一例を示す機能ブロック図である。 図１２は、第２実施形態に係る飛行管理システムにおける中央指令設備及び空域監視通信設備の一例を示す機能ブロック図である。 図１３は、第３実施形態に係る飛行管理システムにおける飛行体の一例を示す機能ブロック図である。 図１４は、第３実施形態に係る飛行管理システムにおける中央指令設備及び空域監視通信設備の一例を示す機能ブロック図である。

以下、本開示に係る飛行制御装置、飛行管理システム及び飛行制御方法の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本実施形態に係る飛行管理システム１００の一例を示す図である。図１に示すように、飛行管理システム１００は、飛行体１０と、中央指令設備２０と、空域監視通信設備３０と、端末装置４０とを備えている。飛行管理システム１００は、高速空域５１と、一般空域５５と、遷移空域５３とが設定された設定空域５０において、飛行体１０の飛行を制御する。高速空域５１は、例えば日本国航空法が定める地表及び水面から１５０ｍ以下の範囲で設定される低空域の空域である。高速空域５１は、例えば線路に沿った空域、電線に沿った空域等に設定することが可能である。また、高速空域５１は、例えば山の頂上、中腹部、麓といった高度差がある地形に設定されてもよい。高速空域５１は、始点となる始点空域５２と、終点となる終点空域５４とを含む。

図２は、設定空域５０の一例を示す斜視図である。図２に示すように、高速空域５１は、飛行体１０が飛行可能であり、一方向に並列に延びる複数の飛行空域が設定される。一方向についての飛行空域の最低長さは、飛行体１０の当該一方向への移動誤差の最大許容値と、飛行体１０の最大径の寸法とを加えた値となる。本実施形態において、高速空域５１は、一方向から見て３行３列の９つの飛行空域を有する。以下、各飛行空域を区別する場合は、１行１列目の飛行空域を飛行空域１１、１行２列目の飛行空域を飛行空域１２、というように、ｍ行ｎ列目を示す飛行空域を飛行空域ｍｎと表記する。なお、ｍ、ｎは３以下の自然数である。複数の飛行空域は、一方向から見て矩形状であり、隣り合う飛行空域同士が接している。一方向から見た飛行空域の形状は、矩形状に限定されず、他の形状であってもよい。各飛行空域は、一方向に交差する方向（進行方向に対して上下方向、左右方向）に対する飛行体１０のズレを許容する範囲に設定される。

一般空域５５は、高速空域５１の外側の空域であって、飛行体１０が個別制御により制御される空域である。一般空域５５は、高速空域５１及び後述する遷移空域５３が設定されていない空域である。

遷移空域５３は、高速空域５１と一般空域５５とを接続する空域である。本実施形態において、遷移空域５３は、一般空域５５を飛行する飛行体１０が高速空域５１に進入する場合、又は、高速空域５１を飛行する飛行体１０が一般空域５５に離脱する場合に通過する空域である。

図３は、高速空域５１の区画の一例を示す図である。図３に示すように、複数の飛行空域は、それぞれ一方向について複数の空域に区画される。図３の例では、始点空域５２から終点空域５４までの間において、高速空域５１は、空域Ａから空域Ｋまでの１１の空域に区画されている。遷移空域５３は、３つ目の空域Ｃと、６つ目の空域Ｆと、９つ目の空域Ｉとに接続される。以下、９つの飛行空域のうちの１つの区画を単位空域として表記する。単位領域を区別して説明する場合、例えば空域Ｋを例に挙げて説明すると、飛行空域１１から３３における空域Ｋの単位領域は、Ｋ１１からＫ３３というように、区画を示す符号の後に飛行空域を示す符号を連続して表記する。高速空域５１の区画数については、上記に限定されるものではなく、より多数又は少数の空域に区画してもよい。また、区画された単位空域自体が飛行体１０と共に一方向に移動可能な設定であってもよい。

図４は、飛行体１０の一例を示す機能ブロック図である。図４に示す飛行体１０は、例えばドローン等のマルチコプターを含む。飛行体１０は、ＩＤ記憶部１１１と、通信事項記憶部１１２と、個別事業者用通信部１１３と、管制用通信部１１４と、飛行位置姿勢情報取得部１１５と、飛行環境情報取得部１１６と、飛行管理部１１７と、緊急事態処理部１１８と、経路時刻情報生成部１１９と、経路時刻情報記憶部１２０と、飛行制御部１２１とを有する。これら各部は、バス１３５を介して接続される。

ＩＤ記憶部１１１は、飛行体１０の機体ＩＤを記憶する。機体ＩＤは、飛行体１０毎に予め設定される（図８参照）。

通信事項記憶部１１２は、下記の個別事業者用通信部１１３及び管制用通信部１１４において通信される内容を一時記憶する。

個別事業者用通信部１１３は、個別事業者が使用する端末装置４０との間で飛行体１０の操縦情報及び運転情報を通信する。

管制用通信部１１４は、中央指令設備２０及び空域監視通信設備３０との間で各種情報の送受信を行う。

飛行位置姿勢情報取得部１１５は、飛行体１０の飛行位置、飛行姿勢に関する情報を取得する。本実施形態において、飛行体１０には、当該飛行位置、飛行姿勢に関する情報を検出する不図示の検出部（例えば、ＧＮＳＳアンテナ等）が設けられる。

飛行環境情報取得部１１６は、飛行体１０の飛行環境に関する天候、気温、湿度等の環境情報を取得する。飛行環境情報取得部１１６は、インターネット等のネットワークを介して環境情報を取得してもよい。

飛行管理部１１７は、各部において取得又は記憶される情報に基づいて、飛行体１０の制御を統括的に行う。本実施形態において、飛行管理部１１７は、例えば個別事業者等による飛行体１０の個別制御と、飛行管理部１１７による飛行体１０の強制制御とで制御を切り替えて設定することができる。

緊急事態処理部１１８は、緊急事態信号を受信した場合、緊急事態に対応するための所定の処理を実行する。

経路時刻情報生成部１１９は、飛行体１０の飛行を制御するための経路時刻情報を生成する。経路時刻情報は、例えば飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む。

経路時刻情報記憶部１２０は、経路時刻情報生成部１１９によって作成された経路時刻情報を記憶する。

飛行制御部１２１は、飛行体１０の主機部１２２、操舵部１２３及び燃料電源部１２４を制御する。主機部１２２は、飛行体１０の回転翼、駆動装置等の動作を制御する。操舵部１２３は、飛行体１０の固定翼の動作を制御する。燃料電源部１２４は、燃料又は電池の消費量を把握する。

図５は、中央指令設備２０及び空域監視通信設備３０の一例を示す機能ブロック図である。図５に示すように、中央指令設備２０は、無線通信部１２５と、有線通信部１２６と、飛行申請処理部１２７と、飛行計画記憶部１２８と、飛行物体監視部１２９と、飛行規制処理部１３０と、緊急事態処理部１３１とを有する。これら各部は、バス１３７を介して接続される。

無線通信部１２５は、飛行体１０との間で、飛行許可通知、利用小空域、飛行経路及び飛行状態の各情報の無線通信を行う。また、無線通信部１２５は、有線通信部１２６を介しての空域監視通信設備３０との通信が困難な場合、その通信を代行する。

有線通信部１２６は、有線通信により空域監視通信設備３０及び端末装置４０との間で通信を行う。有線通信部１２６は、例えば空域監視通信設備３０との間で、設定空域５０内における飛行物体に関する情報等の通信を行う。また、有線通信部１２６は、端末装置４０との間で、個人事業者の飛行申請、飛行許可の情報等を通信する。有線通信部１２６は、中央指令設備２０と飛行体１０との間の無線通信が困難な場合、空域監視通信設備３０との間で有線通信を行う。この場合、空域監視通信設備３０により、飛行体１０との間の無線通信が代行される。

飛行申請処理部１２７は、個別事御者からの飛行空域の飛行申請を受け、飛行計画記憶部１２８のデータに基づき申請の可否を判断する。飛行申請処理部１２７は、申請を許可する場合、飛行計画記憶部１２８の情報に新たな飛行計画を追加し、申請した個別事業者に対して飛行内容と共に許可を連絡する。また、飛行申請処理部１２７は、追加した飛行計画が中止の場合、当該情報を削除する。

飛行計画記憶部１２８は、飛行空域、遷移空域の利用状況情報を記憶する。

飛行物体監視部１２９は、空域監視通信設備３０から取得した空域及びその周辺の飛行物体情報と、飛行計画記憶部１２８に記憶される情報とを比較して、計画の差異や計画外の飛行物体を検出する。飛行物体監視部１２８は、所定の場合には緊急事態処理部１３１に処理を実行させる。

飛行規制処理部１３０は、例えば監督官庁、自治体等からの飛行規制、事故、イベント等による規制情報を取得する。飛行規制処理部１３０は、規制情報に関連する空域について、飛行計画記憶部１２８の情報に修正を加える。また、飛行規制処理部１３０は、修正を行う対象となる空域に飛行体１０が飛行中の場合、緊急事態発生部１３１への通知を行い、当該空域から飛行体１０を離脱させるようにする。飛行規制処理部１３０は、修正を行う対象となる空域について飛行申請が行われる場合、当該飛行申請を許可しないようにする。

緊急事態処理部１３１は、飛行物体監視部１２９、飛行規制処理部１３０等からの異常事態の信号を受けた場合、異常事態に対応するための処理を実行する。

また、図４に示す空域監視通信設備３０は、空域飛行物体情報取得部１３２と、無線通信部１３３と、有線通信部１３４とを有する。これら各部は、バス１３６を介して接続される。

空域飛行物体情報取得部１３２は、例えば画像、レーダ等により、設定空域５０における個別の飛行体１０又は障害物等の位置及び移動の有無に関する情報を取得する。空域飛行物体情報取得部１３２は、取得した情報を、有線通信部１３４を介して中央指令設備２０に送信する。無線通信部１３３は、飛行体１０との間で無線通信を行う。有線通信部１３４は、中央指令設備２０との間で有線通信を行う。

次に、上記のように構成された飛行管理システム１００の動作を説明する。本実施形態では、飛行体１０の飛行管理部１１７が設定空域５０における飛行を制御する。つまり、本実施形態においては、飛行管理部１１７を有する飛行制御装置ＣＮＴが飛行体１０に設けられる態様である。

飛行体１０は、一般空域５５においては、個別事業者等の個別制御により飛行が制御される。この場合、飛行管理部１１７は、個別事業者等の操作に基づいて飛行を管理する。個別事業者等が、飛行体１０を一般空域５５から遷移空域５３に移動するように操作された場合、飛行管理部１１７は、個別制御による制御を受け付けない状態とし、自身の制御により飛行体１０の飛行を強制制御する状態に切り替える。個別制御から強制制御に切り替えた後、飛行管理部１１７は、遷移空域５３内でホバーリングさせる。

その後、飛行管理部１１７は、当該飛行体１０が高速空域５１を飛行することが許可されているか否かを判定する。許可されていないと判定した場合、飛行管理部１１７は、遷移空域５３から一般空域５５に離脱するように飛行体１０の飛行を制御する。飛行体１０が一般空域５５に離脱した後、自身による制御を終了し、個別制御を受け付ける状態に切り替える。

一方、高速空域５１の飛行が許可されていると判定した場合、飛行管理部１１７は、許可された時刻が到達するまで遷移空域５３で飛行体１０を待機させる。許可された時刻が到達した場合、飛行管理部１１７は、遷移空域５３から高速空域５１に進入するように飛行体１０の飛行を制御する。飛行管理部１１７は、高速空域５１のうち許可された飛行空域に到達するように飛行体１０を制御する。飛行体１０が高速空域５１の所定の飛行空域に到達した後、飛行管理部１１７は、飛行体１０が高速空域５１（飛行空域）を高速で一方向に飛行するように制御する。

高速空域５１は、複数の飛行体１０が飛行可能である。高速空域５１を飛行する各飛行体１０の飛行管理部１１７は、中央指令設備２０を介して他の飛行体１０の位置を把握し、複数の飛行体１０が複数の飛行空域を並列に飛行するように制御する。図６は、高速空域５１の複数の飛行空域を飛行する飛行体１０の一例を示す図である。図６に示すように、高速空域５１には、８つの飛行空域１１、１２、１３、２１、２２、２３、３１、３２を飛行体１０が並列に飛行している。このように、並列に配置された複数の飛行空域を複数の飛行体１０が並列に飛行することにより、限られたスペースの高速空域５１を複数の飛行体１０が効率的に飛行可能となる。

高速空域５１のうち一方向について遷移空域５３から離れた位置を飛行する飛行体１０の飛行管理部１１７は、当該飛行体１０に対して、遷移空域５３に接続された飛行空域を空けるように強制制御を行う。図６に示す例では、飛行空域３３を空けた状態で８つの飛行体１０が並列に飛行している。以下、遷移空域５３に接続された飛行空域が飛行空域３３であり、当該飛行空域３３には飛行体１０が飛行せず空いた状態となっているとする。

この制御により、遷移空域５３から高速空域５１に飛行体１０が進入する際、後続の飛行体１０の存在を気にせずにスムーズに進入することができる。例えば、遷移空域５３に接続された飛行空域が飛行空域３３であり、当該飛行空域３３には飛行体１０が飛行せず空いた状態となっているとする。

高速空域５１のうち一方向について遷移空域５３に近い位置を飛行する飛行体１０の飛行管理部１１７は、高速空域５１から遷移空域５３に移動する飛行体１０が、遷移空域５３に接続された飛行空域に移るように、複数の飛行空域の間を跨いで飛行体１０を移動させる。

図７は、飛行体１０が複数の飛行空域の間を跨ぐ移動の一例を示す図である。図７に示すように、複数の飛行体１０が複数の飛行空域に並列して飛行する場合、飛行管理部１１７は、スライディングパズルのように飛行体１０を１つずつ異なる飛行空域に移動させる。この状態で、飛行空域２２を飛行する飛行体１０を遷移空域５３から離脱させる場合について説明する。

この場合、飛行管理部１１７は、例えば空いた状態の飛行空域３３の左隣の飛行空域３２を飛行する飛行体１０を飛行空域３３へと移動させる（図７の矢印１参照）。この移動により、飛行空域３２が開いた状態となる。次に、空いた飛行空域３２の上隣の飛行空域２２から飛行空域２２へと飛行体１０を移動させる（図７の矢印２参照）。この移動により、飛行空域３２が開いた状態となる。次に、空いた飛行空域２２の右隣の飛行空域２３から飛行空域２２へと飛行体１０を移動させる（図７の矢印３参照）。この移動により、飛行空域２３が開いた状態となる。次に、空いた飛行空域２３の下隣の飛行空域３３から飛行空域２３へと飛行体１０を移動させる（図７の矢印４参照）。そして、再び空いた状態となった飛行空域３３に対して、左隣の飛行空域３２から飛行体１０を移動させる（図７の矢印５参照）。このように、飛行体１０が飛行する飛行空域を切り替えるために、遷移空域５３に移動しない飛行体１０を、空けられた飛行空域に一時的に移動させることができる。

なお、遷移空域５３が、高速空域５１に進入するための進入用の接続部と、高速空域５１から離脱するための離脱用の接続部を別個に有してもよい。この場合、進入用の接続部と離脱用の接続部とが別個の飛行空域に接続された構成とすることができる。例えば、飛行空域３３には遷移空域５３の離脱用の接続部が接続され、飛行空域３１には遷移空域５３の進入用の飛行空域が接続された構成とすることができる。この場合、同一の遷移空域５３において、高速空域５１に進入する飛行体１０と高速空域５１から離脱する飛行体１０とが緩衝することを防止できる。

飛行空域３３を飛行する飛行体１０が遷移空域５３に到達した場合、当該飛行体１０の飛行管理部１１７は、飛行体１０が遷移空域５３へと離脱するように制御する。飛行体１０が遷移空域５３に離脱した後、飛行管理部１１７は、飛行体１０を遷移空域５３内でホバーリングさせつつ、強制制御の状態から個別制御による制御を受け付け可能な状態とする。

強制制御から個別制御に切り替わった後、飛行管理部１１７は、個別事業者等の個別制御（操作等）に基づいて飛行を制御する。例えば、個別事業者等が飛行体１０を遷移空域５３から一般領域５５に離脱させようと操作する場合、飛行管理部１１７は、当該操作に基づいて飛行体１０を遷移空域５３から一般領域５５に離脱させる。

図８は、単位空域を占有する飛行体１０についてのタイムテーブルの一例を示す図である。図８に示すように、高速空域５１には、それぞれの単位空域を占有可能な飛行体１０が時刻ごとに設定されている。図８に示す例では、例えばタイムテーブルｔ１が示す所定の期間において、「ＩＤ１」のＩＤを有する飛行体１０が単位、空域Ａ１１から単位空域Ｆ１１までを占有可能となっている。また、同期間において、「ＩＤ２」のＩＤを有する飛行体１０が単位空域Ａ２１から単位空域Ｆ２１までを占有可能となっている。また、同期間において、「ＩＤ３」のＩＤを有する飛行体１０が単位空域Ａ２３、Ｂ３３、Ｃ３３を占有可能となっている。この「ＩＤ３」のＩＤを有する飛行体１０は、単位空域Ａ２３を飛行していたが、単位空域Ｃ３３に接続される遷移空域５３に離脱しようとして、遷移空域５３に近接する前に飛行空域を跨いで移動することになる。また、同期間において、「ＩＤ４」のＩＤを有する飛行体１０が単位空域Ｃ３１、単位空域Ｄ３２から単位空域Ｆ３２までを占有可能となっている。この「ＩＤ４」のＩＤを有する飛行体１０は、遷移空域５３から単位空域Ｃ３１に進入し、単位空域Ｃ３１を空けるために飛行空域を跨いで単位空域Ｄ３２に移動する飛行体１０である。タイムテーブルｔ１、ｔ２、ｔ３・・・、の例は、上記に限定されない。当該タイムテーブルｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・、は、例えば経路時刻情報記憶部１２０に記憶される。タイムテーブルｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・、を設定することにより、限られたスペースの高速空域５１内で飛行体１０を渋滞、停滞等させることなく、円滑に飛行させることができる。飛行管理部１１７は、このようなタイムテーブルｔ１、ｔ２、ｔ３、・・・に基づいて飛行体１０の飛行を制御することができる。

図９及び図１０は、上記の飛行管理システムの動作の一例を示すフローチャートである。図９は高速空域５１に進入する場合の動作、図１０は高速空域５１から離脱する場合の動作をそれぞれ示している。

図９に示すように、飛行体１０が高速空域５１に進入する場合、当該飛行体１０の飛行管理部１１７は、個別事業者等の個別制御（操作）に基づいて、飛行体１０を一般空域５５から遷移空域５３へと移動させる（ステップＳ１０）。飛行体１０が遷移空域５３に進入した後、飛行管理部１１７は、遷移空域５３で飛行体１０をホバーリングさせ（ステップＳ２０）、飛行体１０の制御を個別制御から強制制御へと切り替える（ステップＳ３０）。飛行管理部１１７は、高速空域５１への進入が許可された時刻が到達するまでの間、飛行体１０をホバーリングさせた状態で待機させる（ステップＳ４０）。許可された時刻が到達した場合、飛行管理部１１７は、飛行体１０を高速空域５１へと進入させる（ステップＳ５０）。高速空域５１への進入が完了した場合（ステップＳ６０）、飛行管理部１１７は、高速空域５１を一方向に高速飛行させる（ステップＳ７０）。

また、図１０に示すように、高速空域５１から離脱する場合、離脱する飛行体１０の飛行管理部１１７は、遷移空域５３に接続された飛行空域へと飛行体１０を移動させる（ステップＳ１１０）。その後、飛行体１０が遷移空域５３との接続部に到達した場合、飛行管理部１１７は、飛行体１０を高速空域５１から遷移空域５３に向けて移動させ（ステップＳ１２０）、当該飛行体１０を遷移空域５３に進入させる（ステップＳ１３０）。

飛行体１０が遷移空域５３に進入した後（ステップＳ１４０）、飛行管理部１１７は、遷移空域５３で飛行体１０をホバーリングさせる（ステップＳ１５０）。飛行管理部１１７は、飛行体１０をホバーリングさせた状態で、強制制御から個別制御へと切り替える（ステップＳ１６０）。個別制御に切り替わった後、飛行管理部１１７は、個別事業者等による個別制御に基づいて、飛行体１０を遷移空域５３から離脱させて一般空域５５に移動させる（ステップＳ１７０）。

以上のように、本実施形態に係る飛行制御装置ＣＮＴは、飛行体１０が飛行可能であり一方向に並列に延びる複数の飛行空域が設定された高速空域５１と、高速空域５１の外側の空域であって飛行体１０が個別制御によりに制御される一般空域５５と、高速空域５１と一般空域５５とを接続する遷移空域５３とが設定された空間において、飛行体１０が高速空域５１を飛行する場合には、飛行体１０の個別制御を受け付けず、飛行体１０が複数の飛行空域を一方向に沿って飛行するように飛行体１０を強制制御し、飛行体１０が一般空域５５から高速空域５１に向けて遷移空域５３を飛行する場合には、飛行体１０の制御を個別制御から強制制御に切り替え、飛行体１０が高速空域５１から一般空域５５に向けて遷移空域５３を飛行する場合には、飛行体１０の制御を強制制御から個別制御に切り替える飛行管理部１１７を有する。

また、本実施形態に係る飛行管理システム１００は、制御により飛行可能な飛行体１０と、飛行体１０を制御する、上記の飛行制御装置ＣＮＴとを備える。

また、本実施形態に係る飛行制御方法は、飛行体１０が飛行可能であり一方向に並列に延びる複数の飛行空域が設定された高速空域５１と、高速空域５１の外側の空域であって飛行体１０が個別制御によりに制御される一般空域５５と、高速空域５１と一般空域５５とを接続する遷移空域５３とが設定された空間において、飛行体１０が高速空域５１を飛行する場合には、飛行体１０の個別制御を受け付けず、飛行体１０が複数の飛行空域を一方向に沿って飛行するように飛行体１０を強制制御し、飛行体１０が一般空域５５から高速空域５１に向けて遷移空域５３を飛行する場合には、飛行体１０の制御を個別制御から強制制御に切り替え、飛行体１０が高速空域５１から一般空域５５に向けて遷移空域５３を飛行する場合には、飛行体１０の制御を強制制御から個別制御に切り替える。

従って、空間内に高速空域５１、一般空域５５及び遷移空域５３を設定し、高速空域５１では強制制御により飛行体１０を高速で一方向に飛行させ、一般空域５５では飛行体１０を個別制御で飛行させ、遷移空域５３では飛行体１０の制御を個別制御と強制制御との間で切り替えを行うことにより、飛行体１０の個別制御を行う個別事業者等に過度の操縦スキルを求めることなく、低空域における飛行体の高密度の飛行を実現可能となる。

本実施形態に係る飛行制御装置ＣＮＴにおいて、飛行管理部１１７は、飛行体１０が高速空域５１を飛行する場合には、飛行体１０が複数の飛行空域を並列に飛行するように強制制御を行う。従って、高密度の飛行を実現可能となる。

本実施形態に係る飛行制御装置ＣＮＴにおいて、遷移空域５３は、高速空域５１に対して一方向の一部に設けられ、複数の飛行空域の少なくとも１つに接続され、飛行管理部１１７は、高速空域５１のうち遷移空域５３から離れた位置を飛行する飛行体１０に対しては、遷移空域５３に接続された飛行空域を空けるように強制制御を行う。従って、遷移空域５３から高速空域５１に進入する飛行体１０が後続の飛行体１０の存在を気にすることなく円滑に進入可能となる。

本実施形態に係る飛行制御装置ＣＮＴにおいて、飛行管理部１１７は、高速空域５１から遷移空域５３に移動する飛行体１０が、遷移空域５３に接続された飛行空域に移るように、複数の飛行空域の間を跨いで飛行体１０を移動させる。従って、遷移空域５３に接続されていない飛行空域を飛行する飛行体１０についても、遷移空域５３に円滑に離脱させることができる。

本実施形態に係る飛行制御装置ＣＮＴにおいて、飛行管理部１１７は、複数の飛行体１０が複数の飛行空域を並列して飛行する場合、飛行体１０が飛行する飛行空域を切り替えるために、遷移空域５３に移動しない飛行体１０を、空けられた飛行空域に一時的に移動させる。従って、複数の飛行体１０が複数の飛行空域を並列して飛行する場合であっても、飛行体１０を遷移空域５３に円滑に離脱させることができる。

本実施形態に係る飛行制御装置ＣＮＴにおいて、飛行体１０は、当該飛行体１０の位置情報、環境情報を含む飛行情報を検出する飛行位置姿勢情報取得部１１５及び飛行環境情報取得部１１６と、飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報を記憶する経路時刻情報記憶部１２０とを有し、飛行管理部１１７は、飛行位置姿勢情報取得部１１５及び飛行環境情報取得部１１６で検出された飛行情報及び経路時刻情報記憶部１２０に記憶される経路時刻情報に基づいて飛行体１０の飛行を制御する。したがって、飛行管理部１１７の制御により、飛行体１０の無人運転が可能となる。

［第２実施形態］
図１１は、第２実施形態に係る飛行管理システム２００における飛行体２１０の一例を示す機能ブロック図である。図１２は、第２実施形態に係る飛行管理システム２００における中央指令設備２２０及び空域監視通信設備３０の一例を示す機能ブロック図である。

第２実施形態に係る飛行管理システム２００は、飛行制御装置ＣＮＴ２において、飛行体２１０の位置情報及び環境情報を含む飛行情報を外部から取得し、飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報については記憶された情報を用いて、飛行の制御を行う。

図１１に示すように、飛行体２１０は、第１実施形態に係る飛行体１０に対して、飛行情報を検出するための飛行位置姿勢情報取得部１１５及び飛行環境情報取得部１１６が設けられておらず、飛行姿勢速度取得部２０１が設けられている点で異なっている。飛行姿勢速度取得部２０１は、飛行体１０の飛行姿勢及び飛行速度に関する情報を検出する。飛行姿勢速度取得部２０１において、飛行位置に関する情報は取得されない。他の構成については、第１実施形態に係る飛行体１０と同様である。

本実施形態において、飛行体２１０は、後述する中央指令設備２２０から送信される飛行情報を、管制用通信部（取得部）１１４を介して取得することが可能である。飛行管理部１１７は、管制用通信部１１４を介して取得された飛行情報と、経路時刻情報記憶部１２０に記憶される経路時刻情報に基づいて飛行体１０の飛行を制御することができる。

図１２に示すように、中央指令設備２２０は、第１実施形態に記載の中央指令設備２０の各構成に加えて、飛行情報取得部２０２を有する。飛行情報取得部２０２は、飛行体２１０の位置情報及び環境情報を含む飛行情報を取得する。飛行情報取得部２０２は、取得した飛行情報を無線通信部１２５から飛行体２１０へ送信させる。空域監視通信設備３０の構成については、第１実施形態と同様である。

以上のように、本実施形態に係る飛行制御装置ＣＮＴ２において、飛行体２１０は、飛行体２１０の位置情報、環境情報を含む飛行情報を外部から取得する管制用通信部１１４と、飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報を記憶する経路時刻情報記憶部１２０とを有し、飛行管理部１１７は、管制用通信部１１４で取得される飛行情報及び経路時刻情報記憶部１２０に記憶される経路時刻情報に基づいて飛行体２１０の飛行を制御する。したがって、例えば位置情報、環境情報等の飛行情報を飛行体２１０において検出することが困難な場合であっても、飛行体２１０の無人運転が可能となる。

［第３実施形態］
図１３は、第３実施形態に係る飛行管理システム３００における飛行体３１０の一例を示す機能ブロック図である。図１４は、第３実施形態に係る飛行管理システム３００における中央指令設備３２０及び空域監視通信設備３０の一例を示す機能ブロック図である。

第３実施形態に係る飛行管理システム３００は、飛行制御装置ＣＮＴ３において、飛行体３１０の位置情報及び環境情報を含む飛行情報と、飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報とを外部から取得し、取得した情報を用いて、飛行の制御を行う。

図１３に示すように、飛行体３１０は、第１実施形態に係る飛行体１０に対して、飛行情報を検出するための飛行位置姿勢情報取得部１１５及び飛行環境情報取得部１１６と、経路時刻情報を生成するための経路時刻情報生成部１１９及び経路時刻情報記憶部１２０が設けられておらず、飛行姿勢速度取得部２０１が設けられている点で異なっている。飛行姿勢速度取得部２０１は、第２実施形態と同様、飛行体１０の飛行姿勢及び飛行速度に関する情報を検出する。飛行姿勢速度取得部２０１において、飛行位置に関する情報は取得されない。

本実施形態において、飛行体３１０は、後述する中央指令設備３２０から送信される飛行情報及び経路時刻情報を、管制用通信部（取得部）１１４を介して取得することが可能である。飛行管理部１１７は、管制用通信部１１４を介して取得された飛行情報及び経路時刻情報に基づいて飛行体１０の飛行を制御することができる。

図１４に示すように、中央指令設備３２０は、第１実施形態に記載の中央指令設備２０の各構成に加えて、飛行情報取得部２０２と、経路時刻情報生成部３０１とを有する。飛行情報取得部２０２は、第２実施形態と同様の構成であり、飛行体２１０の位置情報及び環境情報を含む飛行情報を取得する。飛行情報取得部２０２は、取得した飛行情報を無線通信部１２５から飛行体２１０へ送信させる。また、経路時刻情報生成部３０１は、飛行体２１０の飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報を生成する。経路時刻情報生成部３０１は、設定した経路時刻情報を無線通信部１２５から飛行体２１０へ送信させる。空域監視通信設備３０の構成については、第１実施形態と同様である。

以上のように、本実施形態に係る飛行制御装置ＣＮＴ２において、飛行体３１０は、当該飛行体３１０の位置情報、環境情報を含む飛行情報と、飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報とを外部から取得する管制用通信部１１４を有し、飛行管理部１１７は、管制用通信部１１４で取得される飛行情報及び経路時刻情報に基づいて飛行体３１０の飛行を制御する。したがって、例えば位置情報、環境情報等の飛行情報を飛行体２１０において検出することが困難な場合であっても、飛行体３１０の無人運転が可能となる。また、飛行体３１０における制御事項を少なくすることにより、飛行体３１０の処理負荷を低減することができる。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。

１０，２１０，３１０ 飛行体
２０，２２０，３２０ 中央指令設備
３０ 空域監視通信設備
４０ 端末装置
５０ 設定空域
５１ 高速空域
５２ 始点空域
５３ 遷移空域
５４ 終点空域
１００，２００，３００ 飛行管理システム
１１１ ＩＤ記憶部
１１２ 通信事項記憶部
１１３ 個別事業者用通信部
１１４ 管制用通信部
１１５ 飛行位置姿勢情報取得部
１１６ 飛行環境情報取得部
１１７ 飛行管理部
１１８，１３１ 緊急事態処理部
１１９，３０１ 経路時刻情報生成部
１２０ 経路時刻情報記憶部
１２１ 飛行制御部
１２２ 主機部
１２３ 操舵部
１２４ 燃料電源部
１２５，１３３ 無線通信部
１２６，１３４ 有線通信部
１２７ 飛行申請処理部
１２８ 飛行計画記憶部
１２９ 飛行物体監視部
１３０ 飛行規制処理部
１３１ 緊急事態発生部
１３２ 空域飛行物体情報取得部
１３５，１３６，１３７ バス
２０１ 飛行姿勢速度取得部
２０２ 飛行情報取得部
ｔ１，ｔ２，ｔ３ タイムテーブル
ＣＮＴ，ＣＮＴ２，ＣＮＴ３ 飛行制御装置
１１，１２，１３，２１，２２，２３，３１，３２，３３ 飛行空域

Claims (10)

1. 飛行体が飛行可能であり一方向に並列に延びる複数の飛行空域が設定された高速空域と、前記高速空域の外側の空域であって前記飛行体が個別制御によりに制御される一般空域と、前記高速空域と前記一般空域とを接続する遷移空域とが設定された空間において、前記飛行体が前記高速空域を飛行する場合には、前記飛行体の個別制御を受け付けず、前記飛行体が複数の前記飛行空域を前記一方向に沿って飛行するように前記飛行体を強制制御し、前記飛行体が前記一般空域から前記高速空域に向けて前記遷移空域を飛行する場合には、前記飛行体の制御を前記個別制御から前記強制制御に切り替え、前記飛行体が前記高速空域から前記一般空域に向けて前記遷移空域を飛行する場合には、前記飛行体の制御を前記強制制御から前記個別制御に切り替える飛行管理部を有する
   飛行制御装置。
2. 前記飛行管理部は、複数の前記飛行体が前記高速空域を飛行する場合には、複数の前記飛行体が複数の前記飛行空域を並列に飛行するように前記強制制御を行う
   請求項１に記載の飛行制御装置。
3. 前記遷移空域は、前記高速空域に対して前記一方向の一部に設けられ、前記複数の前記飛行空域の少なくとも１つに接続され、
   前記飛行管理部は、前記高速空域のうち前記遷移空域から離れた位置を飛行する前記飛行体に対しては、前記遷移空域に接続された前記飛行空域を空けるように前記強制制御を行う
   請求項１又は請求項２に記載の飛行制御装置。
4. 前記飛行管理部は、前記高速空域から前記遷移空域に移動する前記飛行体が、前記遷移空域に接続された前記飛行空域に移るように、複数の前記飛行空域の間を跨いで前記飛行体を移動させる
   請求項３に記載の飛行制御装置。
5. 前記飛行管理部は、複数の前記飛行体が複数の前記飛行空域を並列して飛行する場合、前記飛行体が飛行する前記飛行空域を切り替えるために、前記遷移空域に移動しない前記飛行体を、空けられた前記飛行空域に一時的に移動させる
   請求項４に記載の飛行制御装置。
6. 前記飛行体は、当該飛行体の位置情報、環境情報を含む飛行情報を検出する検出部と、飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報を記憶する記憶部とを有し、
   前記飛行管理部は、前記検出部で検出された前記飛行情報及び前記記憶部に記憶される前記経路時刻情報に基づいて前記飛行体の飛行を制御する
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の飛行制御装置。
7. 前記飛行体は、前記飛行体の位置情報、環境情報を含む飛行情報を外部から取得する取得部と、飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報を記憶する記憶部とを有し、
   前記飛行管理部は、前記取得部で取得される前記飛行情報及び前記記憶部に記憶される前記経路時刻情報に基づいて前記飛行体の飛行を制御する
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の飛行制御装置。
8. 前記飛行体は、前記飛行体の位置情報、環境情報を含む飛行情報と、飛行における出発地点及び出発時刻、通過地点及び通過時刻、並びに、到達地点及び到達時刻を含む経路時刻情報とを外部から取得する取得部を有し、
   前記飛行管理部は、前記取得部で取得される前記飛行情報及び前記経路時刻情報に基づいて前記飛行体の飛行を制御する
   請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の飛行制御装置。
9. 制御により飛行可能な飛行体と、
   前記飛行体を制御する、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の飛行制御装置と
   を備える飛行管理システム。
10. 飛行制御装置が、
    飛行体が飛行可能であり一方向に並列に延びる複数の飛行空域が設定された高速空域と、前記高速空域の外側の空域であって前記飛行体が個別制御によりに制御される一般空域と、前記高速空域と前記一般空域とを接続する遷移空域とが設定された空間において、前記飛行体が前記高速空域を飛行する場合には、前記飛行体の個別制御を受け付けず、前記飛行体が複数の前記飛行空域を前記一方向に沿って飛行するように前記飛行体を強制制御し、
    前記飛行体が前記一般空域から前記高速空域に向けて前記遷移空域を飛行する場合には、前記飛行体の制御を前記個別制御から前記強制制御に切り替え、
    前記飛行体が前記高速空域から前記一般空域に向けて前記遷移空域を飛行する場合には、前記飛行体の制御を前記強制制御から前記個別制御に切り替える
    飛行制御方法。

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