JPWO2018155700A1 - 飛行管理システム - Google Patents
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Abstract
ポート間での飛行を行う飛行体の飛行計画の管理を行う為の飛行管理システム提供することを課題とする。複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を備えた飛行管理システムであって、ポート管理装置は、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、を備え、飛行管理装置は、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備えることを特徴とする。
Description
本発明は、飛行体による飛行計画の管理を行う為の飛行管理システムに関するものである。
従来、人の搭乗を伴わない無人の飛行体の用途は、玩具としての利用が主であった。しかしながら、近年では、農薬散布や空撮、高所点検、輸送等、様々な用途での使用が行われている。こうした飛行体の開発は各所で盛んに行われており、今後、増々その需要が高まることが考えられる。
予め設定されたルート情報に基づいて自律飛行を行う飛行体に関する技術として、例えば、地図情報格納部と、飛行体の３次元の位置を示す情報である飛行体位置情報を、飛行体から受信する受信部と、地図情報と、当該飛行体位置情報とを用いて、飛行体位置情報が示す飛行体の位置を基点とする飛行経路または着陸位置を示す情報である飛行情報を取得する飛行情報取得部と、飛行情報取得部が取得した飛行情報を、飛行体に送信する送信部とを備える端末装置と、端末装置から受信した飛行情報が示す飛行経路または着陸位置に従い飛行または着陸する飛行体と、を備えた飛行体制御システムが知られている（特許文献１）。
自律飛行可能な飛行体を、物流の分野に活用することが期待されている。また、飛行体を、所定の地点を経由ながらルートを巡回させ、設備や地域の監視、点検等の分野への活用も期待されている。しかしながら、物流の分野で飛行体を利用するにあたり、飛行体が離着陸を行う為の施設（以下、ポートとする）を、物流に係る複数の飛行体が共同で利用することが想定される。そのため、複数の飛行体を制御し、ポートでの安全性を担保しつつ、飛行計画を実現する必要がある。
本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、ポート間での飛行を行う飛行体の飛行計画の管理を行う為の飛行管理システムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は、飛行体が離着陸を行う各ポートを管理する複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の前記飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を備えた飛行管理システムであって、
前記ポート管理装置は、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、を備え、
前記飛行管理装置は、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする。
前記ポート管理装置は、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、を備え、
前記飛行管理装置は、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする。
このような構成とすることで、飛行体位置情報又は他の飛行計画の変更に基づいて、飛行体の飛行計画を変更し、ポート間の飛行計画を実現することができる。
本発明の好ましい形態では、前記飛行体位置情報は、着陸不可又は離陸不可の判断を受けて、着陸待ち状態の飛行体又は離陸待ちの飛行体の位置に関する情報を含むこと、を特徴とする。
このような構成とすることで、飛行体がポートで渋滞した場合などに、飛行計画を変更することができ、渋滞を緩和し、作業品質の向上することができる。
このような構成とすることで、飛行体がポートで渋滞した場合などに、飛行計画を変更することができ、渋滞を緩和し、作業品質の向上することができる。
本発明の好ましい形態では、前記ポート管理装置は、ポートに設置された風センサから風情報を受け取る風情報受信手段を備え、
前記判断手段は、前記風情報を用いて可否判断を行うことを特徴とする。
前記判断手段は、前記風情報を用いて可否判断を行うことを特徴とする。
本発明の好ましい形態では、前記風センサで得られた風情報と、各ポート周辺の地形に関する地形情報と、を用いてポート周辺の３次元の風環境をシミュレーションする風環境シミュレーション手段を更に備え、
前記可否情報出力手段は、前記風環境に基づいて判断された可否情報を飛行体に受け渡すことを特徴とする。
前記可否情報出力手段は、前記風環境に基づいて判断された可否情報を飛行体に受け渡すことを特徴とする。
本発明の好ましい形態では、前記風環境シミュレーション手段は、更に風に関する予報情報を用いて前記風環境をシミュレーションすることを特徴とする。
このような構成とすることで、ポート周辺の風の影響を加味してポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
このような構成とすることで、ポート周辺の風の影響を加味してポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
本発明の好ましい形態では、前記ポート管理装置は、ポートに設置され、少なくともポートの一部を含む監視領域の監視センサから監視情報を受け取る監視情報受信手段を備え、
前記判断手段は、前記監視情報に基づいて可否判断を行うことを特徴とする。
このような構成とすることで、ポートにおける対人、対飛行体、対輸送物の安全性を高めながら、ポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
前記判断手段は、前記監視情報に基づいて可否判断を行うことを特徴とする。
このような構成とすることで、ポートにおける対人、対飛行体、対輸送物の安全性を高めながら、ポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
本発明の好ましい形態では、前記ポートは、前記飛行体に近距離無線信号を送出する４以上の信号発信部を備え、
前記飛行体は、前記信号発信部から発信される信号に基づいて、ポートの着陸地点に移動することを特徴とする。
このような構成とすることで、無線信号を用いて、飛行体を着陸地点まで誘導することができる。
前記飛行体は、前記信号発信部から発信される信号に基づいて、ポートの着陸地点に移動することを特徴とする。
このような構成とすることで、無線信号を用いて、飛行体を着陸地点まで誘導することができる。
本発明の好ましい形態では、前記飛行体は、前記ポートに表示されたマーカーを撮像する為の撮像部を備え、
前記撮像部で撮像した画像に基づいて、着陸地点に移動することを特徴とする。
このような構成とすることで、飛行体を着陸地点まで誘導することができる。
前記撮像部で撮像した画像に基づいて、着陸地点に移動することを特徴とする。
このような構成とすることで、飛行体を着陸地点まで誘導することができる。
本発明の好ましい形態では、前記飛行体は、前記ポート管理装置から可否情報を受け取る可否情報受信手段を備え、
前記可否情報を受け取り後、着陸処理、離陸処理、待機処理又は新たな飛行経路に基づく他のポートへの飛行処理を実施すること、を特徴とする。
このような構成とすることで、飛行体の離着陸の安全性を高めることができ、飛行計画に反映することができる。
前記可否情報を受け取り後、着陸処理、離陸処理、待機処理又は新たな飛行経路に基づく他のポートへの飛行処理を実施すること、を特徴とする。
このような構成とすることで、飛行体の離着陸の安全性を高めることができ、飛行計画に反映することができる。
本発明の好ましい形態では、ポート間を自律飛行する複数の飛行体の飛行計画を管理する飛行管理システムであって、
飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、
前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする。
飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、
前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする。
本発明は、飛行体が離着陸を行う各ポートを管理する複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の前記飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を用いた飛行管理方法であって、
前記ポート管理装置が、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する処理と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための処理と、を備え、
前記飛行管理装置が、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る処理と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する処理と、
受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行う処理と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う処理と、を備えることを特徴とする。
前記ポート管理装置が、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する処理と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための処理と、を備え、
前記飛行管理装置が、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る処理と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する処理と、
受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行う処理と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う処理と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ポート間での飛行を行う飛行体の飛行計画の管理を行う為の飛行管理システムを提供することができる。
以下、図面を用いて、本発明の実施形態に関る飛行管理システムについて説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではなく、様々な構成を採用することもできる。本実施形態では、輸送物ＬＯを積載した飛行体にポート間を自律飛行させることで、飛行体による物品の配送を行う場合について説明する。
例えば、本実施形態では飛行管理システムの構成、動作などについて説明するが、同様の構成の方法、装置、コンピュータプログラム、記録媒体なども、同様の作用効果を奏することができる。また、飛行管理装置、ポート管理装置、風環境シミュレータ（風環境シミュレーション手段）も同様の構成の方法、システム、コンピュータプログラム、記録媒体なども、同様の作用効果を奏することができる。また、プログラムは、記録媒体に記憶させてもよい。この記録媒体を用いれば、例えばコンピュータに前記プログラムをインストールすることができる。ここで、前記プログラムを記憶した記録媒体は、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であっても良い。
図１は、本発明の実施形態に関る飛行管理システムの概要を示す図である。飛行管理システムは、飛行管理装置１と、飛行体２と、ポート管理装置３と、風環境シミュレータ４と、ユーザ端末５と、を備えている。
図２は、本実施形態に係るポート間の飛行に関する概念図である。ポート３００は、風向風速計３１１（風センサ）と、レーザセンサ３１２（監視センサ）と、４以上の信号発信部３１３と、ポートのマーカー３１４と、を備えている。ポート管理装置３は、ポート３００に設置された風向風速計３１１と、レーザセンサ３１２と、４以上の信号発信部３１３と、通信可能に構成されている。
図３は、飛行体２のハードウェア構成の一例を示す図である。飛行体２は、飛行体２の飛行動作の制御等を行う主制御部２０１と、飛行体２の翼部を駆動させ、飛行させる為のモータ２０２と、主制御部２０１からの信号に基づいてモータ２０２への電力の給電量を調節するモータコントローラ２０３と、ポート管理装置３と通信を行う為の無線通信部２０４と、飛行体２の座標情報や速度、動力の残量などの飛行体情報を取得するための計測装置２０５と、対象を撮像するための撮像部２０６と、信号発信部３１３から送出された信号を受信する信号受信部２０７と、着陸制御部２０８と、を備える。
本実施形態に関る飛行体２は、複数の翼部をモータ２０２によって駆動させ、飛行するマルチコプタである。また、図示しないキャリアを備えており、輸送物を積載して飛行することができる。
本実施形態では、飛行体２は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）通信部（計測装置２０５）を用いて飛行体２の座標情報を生成し、飛行を行う。飛行体２の座標情報の生成は、カメラや他のセンサを用いて、又は組み合わせて、行ってもよい。
図４は、本実施形態に関る飛行管理装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。飛行管理装置１は、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、記憶装置１０３と、入力装置１０４と、出力装置１０５と、外部装置と通信を行うためのインタフェースである通信装置１０６と、を備えている。また、記憶装置１０３は、オペレーティングシステム１０７（ＯＳ）と、飛行管理プログラム１０８などが記録されている。
図５は、本実施形態に関るポート管理装置３のハードウェア構成の一例を示す図である。ポート管理装置３は、ＣＰＵ３０１と、メモリ３０２と、記憶装置３０３と、入力装置３０４と、出力装置３０５と、外部装置と通信を行うためのインタフェースである通信装置３０６と、を備えている。また、記憶装置３０３は、オペレーティングシステム３０７（ＯＳ）と、ポート管理プログラム３０８などが記録されている。
本実施形態では、飛行体２の無線通信部２０４及びポート管理装置３の通信装置３０６は、例えばWi-Fi等の無線LANによって通信を行う。
本実施形態におけるユーザ端末５は、ＰＣである。その他、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブルデバイス等、実施の形態に合わせて適善利用することができる。
図６は、飛行体２の機能ブロック図である。飛行体２は、着陸地点変更手段２０と、着陸要求出力手段２１ａ（出力要求手段）と、離陸要求出力手段２１ｂ（出力要求手段）と、可否情報受信手段２２と、飛行動作制御手段２３と、着陸動作制御手段２４と、離陸動作制御手段２５と、を備えている。
飛行体２は、飛行管理装置１の通信装置１０６を介して出力された指示情報を受け取る。指示情報は、飛行計画を実施する為に飛行体２が実施する動作に関する情報であり、飛行の離陸地点や着陸地点、経路等の情報を有している。本実施形態における指示情報は、これらの情報を複数有している。また、第１の指示情報により与えられる第１の飛行経路を飛行中の飛行体２が、後述する所定の条件に基づいて第２（以降）の飛行経路に経路の変更を可能に構成されている。第２（以降）の飛行経路は、飛行管理装置１やポート管理装置３から新たに受け取った第２（以降）の指示情報によって設定されてもよいし、第１の指示情報に予め含まれており、飛行体が記憶した第２（以降）の飛行経路に関する着陸地点、経路等の情報により設定されてもよいし、その他の方法により飛行体２が記憶した第２（以降）の飛行経路に関する着陸地点、経路等の情報によって、設定されてもよい。
例えばある着陸地点で着陸が許可されず、当該ポートへの着陸が許可されるまで、ポート周辺に設けられた所定の退避場所へ飛行体２を移動させる場合（退避処理）、退避場所（着陸地点）の地点に関する情報や、そこまでの経路に関する情報により、退避場所への飛行が実施される。ある着陸地点で着陸が許可されず、別の代替的なポートへ飛行体２を移動させる場合（以下、他のポートへの飛行処理又はリルート処理と呼ぶ）、当該他のポートの地点に関する情報や、そこまでの経路に関する情報により、飛行体２は、他のポートへの飛行処理を実行する。着陸地点変更手段２０は、受け取った可否情報に含まれた指示情報や、可否情報とは別に飛行管理装置１やポート管理装置３から送信された指示情報等に基づいて着陸地点の変更を行う。その結果、飛行体２は、退避場所への退避処理やリルート処理（他のポートへの飛行処理）を実行する。退避場所は、着陸を拒否されたポート３００付近の空き地等であってもよいし、他のポート３００であってもよい。ここで、他のポートとは、着陸が許可されなかったポート周辺に存在する着陸可能なポートである。
例えば、図２に示すように、飛行体２の飛行経路Ｌに関する情報として、飛行体２が出発する出発地点ＳＴの位置（座標情報等）、着陸地点ＧＬの位置（座標情報等）、出発地点並びに着陸地点間の０、１又は２以上の中継点ＣＰの位置（座標情報等）、それらの地点での高度、出発時刻、各位置への到達予定時間、などの情報を有している。
飛行動作制御手段２３は、飛行体２が受け取った指示情報に基づいて飛行体２を自律飛行させ、ポート間の飛行を実現する。指示情報は、必ずしもポート管理装置３を介して受け取る必要はなく、例えば、飛行管理装置１から直接受け取ったり、他の装置を介して受け取るように構成しても構わない。
着陸要求出力手段２１ａ（出力要求手段）は、飛行体２の無線通信部２０４から、ポート管理装置３の通信装置３０６に対して、着陸の要求信号を出力する。同様に、離陸要求出力手段２１ｂ（出力要求手段）は、飛行体２の無線通信部２０４から、ポート管理装置３の通信装置３０６に対して、離陸の要求信号を出力する。
可否情報受信手段２２は、ポート管理装置３の通信装置３０６から送出された着陸又は離陸に関する可否情報を、飛行体２の無線通信部２０４を介して受信する。本実施形態における飛行体２は、着陸の要求信号を出力して可否情報を受け取った場合、着陸処理、待機処理又はリルート処理（他のポートへの飛行処理）を実行する。なお、着陸要求出力手段２１ａ（出力要求手段）は必ずしも飛行体２に備えられる必要はなく、飛行体２は、これらの処理の一部又は全部を実施するために、要求信号をポート管理装置３側に出力することなく、ポート管理装置３から可否情報を受け取るように構成してよい。着陸処理は、可否情報受信手段２２が着陸許可に関わる可否情報を受けた場合に実行されるポートへの着陸を行う為の処理である。待機処理は、可否情報受信手段２２で着陸許可を受けられなかった場合（着陸の不許可に関わる可否情報を受けとった場合等）に、飛行中の飛行経路中の所定地点で待機する処理や、所定の退避場所へ移動する処理である。リルート処理（他のポートへの飛行処理）は、可否情報受信手段２２で着陸許可を受けられなかった場合（着陸の不許可に関わる可否情報を受けとった場合等）に、他のポートへの飛行を行う処理である。
離陸の要求信号を出力して可否情報を受け取った場合、離陸処理又は待機処理を実行する。なお、離陸要求出力手段２１ｂ（出力要求手段）は必ずしも飛行体２に備えられる必要はなく、飛行体２は、これらの処理の一部又は全部を実施するために、要求信号をポート管理装置３側に出力することなく、ポート管理装置３から可否情報を受け取るように構成してよい。離陸処理は、離陸許可を受けた場合に実行されるポートからの離陸を行う為の処理である。待機処理は、離陸の要求信号を出力し、離陸許可を受けられなかった場合に、ポート上で待機する処理や、所定の退避場所へ移動して待機する処理である。待機処理は、飛行体２が受け取った新たな指示情報に基づいて退避場所への飛行経路が設定されてもよいし、予め飛行体が記憶した待機処理用の情報に基づいて、飛行経路が設定されてもよい。
着陸動作制御手段２４は、飛行体２が着陸を行うための動作制御を行う。図７は、飛行体２の着陸時の動作を示す図である。まず、図７（ａ）に示すように、飛行体２がポート３００まである程度接近したときに、信号発信部３１３から送出される信号ＳＧ（図示例では、ＳＧ１〜４）を受信する。この信号は、例えばBluetooth（登録商標）やWi-Fi規格の近距離無線信号である。
着陸制御部２０８の有する着陸動作制御手段２４は、この信号の信号強度等に基づいて、各信号発信部３１３と飛行体２との位置関係を演算し、着陸地点のマーカー３１４に接近する。図７（ｂ）に示すように、飛行体２がマーカー３１４にある程度接近したときに、撮像部２０６を用いてマーカー３１４を撮像する。そして、着陸制御部２０８の有する着陸動作制御手段２４は、マーカー３１４を撮像した画像データに基づいて、自己位置、向き、着陸位置の傾斜、等を演算し、高度を下げて着陸する。
離陸動作制御手段２５は、飛行体２が離陸を行うための動作制御を行う。
飛行体位置情報は、飛行体２とポート３００の状況を特定する為の情報である。例えば、あるポート３００にある飛行体２が待機しているといった状態や、あるポート間をある飛行体２が飛行中であるといった状態を特定するための情報である。本実施形態では、飛行体２とポート管理装置３が通信を行った際にポート管理装置３に与えられる飛行体２を識別する為の情報を用いて、飛行体位置情報を生成している。ポート管理装置３は、飛行体位置情報として、飛行体２の識別情報と状態（待機（離陸許可待ち、着陸許可待ち）・着陸完了・離陸完了、等）、ポート管理装置３（ポート３００）の識別情報、を組みわせて、飛行体位置情報としている。これにより、各ポート３００の渋滞状況や、飛行計画が計画通り進行しているかを、飛行管理装置１側で管理することができ、飛行計画の変更などに利用することができる。また、例えば、飛行管理装置１は、取得した飛行体位置情報と、ポート間の距離（近さ）に基づいて、ポート周辺に存在する着陸可能なポートを決定し、決定されたポート（他のポート）への飛行処理を行う為の指示情報を生成して、飛行体２に受け渡すことで、飛行体２でのリルート処理（他のポートへの飛行処理）が実行される。
飛行体２とポート管理装置３が通信を行った際に、飛行体２の座標情報を、飛行体２からポート管理装置３に受け渡し、ポート管理装置３から飛行体位置情報として、飛行管理装置１に受け渡してもよい。なお、飛行体位置情報は、本実施形態のように必ずしもポート管理装置３を介して飛行管理装置１に出力される必要はなく、飛行体２から直接飛行管理装置１に受け渡したり、別の装置を介して飛行管理装置１に受け渡しても構わない。
図８は、ポート管理装置３の機能ブロック図である。ポート管理装置３は、可否情報の出力要求を受け付ける着陸要求受信手段３０ａと、可否情報の出力要求を受け付ける離陸要求受信手段３０ｂと、判断手段３１（着陸可否判断手段３１ａ、離陸可否判断手段３１ｂ）と、可否情報出力手段３２と、飛行計画管理手段３３と、可否情報受信手段３４と、監視情報受信手段３６と、ポート監視手段３７と、風情報受信手段３８と、風情報管理手段３９と、を備えている。
着陸要求受信手段３０ａは、飛行体２の無線通信部２０４及びポート管理装置３の通信装置３０６を介して着陸要求出力手段２１ａから出力された着陸要求を受け取る。離陸要求受信手段３０ｂは、着陸要求出力手段２１ａから出力された着陸要求を受け取る。
判断手段３１（着陸可否判断手段３１ａ、離陸可否判断手段３１ｂ）は、着陸又は離陸の可否を判断する。そして、判断手段３１の判断結果や飛行管理装置１から可否情報受信手段３４を介して受け取った情報に基づいて、飛行体２の着陸又は離陸の少なくとも一方を制御する為の可否情報を生成する。可否情報出力手段３２は、可否情報を飛行体に受け渡す。本実施形態では、生成した可否情報を、通信装置３０６を介して出力する。
飛行計画管理手段３３は、飛行管理装置１に、飛行体２についての飛行体位置情報を出力する。
信号発信部３１３による近距離無線通信信号の発信を制御する近距離無線信号制御手段を備えていてもよい。発信の制御とは、例えば、飛行体２の着陸予定時刻付近になった際に信号を発信開始する処理や、着陸後に信号の信号発信部３１３による信号の発信を終了する処理、等である。
監視情報受信手段３６は、レーザセンサ３１２からの監視情報を受け取る。レーザセンサ３１２は、少なくともポート３００の一部を含む監視領域を監視し、監視のための監視情報を生成する。本実施形態では、レーザセンサ３１２は各ポート３００のそれぞれの対角線に沿って２つ配置され、レーザ光の照射と受光を行い、受光した情報から監視情報を生成する。ポート監視手段３７は、この監視情報に基づいて、ポート３００への侵入者の検知や、障害物の侵入等を検知し、検知した情報を判断手段３１に受け渡す。ポート監視手段３７は、所定条件下で、検知を行わない様に構成されてもよい。例えば、飛行体２に可否情報を出力したり、可否情報に対する応答の信号を飛行体２から受け取った時点から、所定時間や所定の信号を受け取るまで、検知を行わないように構成してもよい。
風情報受信手段３８は、風向風速計３１１からの風情報を受け取る。風向風速計３１１は、ポート３００付近の少なくとも一カ所で風向及び風速を取得し、風情報を生成する。風情報は、例えば風速だけの情報であってもよい。風情報管理手段３９は、この風情報を判断手段３１に受け渡したり、風環境シミュレータ４に受け渡す。風情報は、必ずしも飛行管理装置１を介して風環境シミュレータ４に受け渡される必要はなく、ポート管理装置３から直接、又は他の装置を介して受け渡されても構わない。
図９は、飛行管理装置１の機能ブロック図である。飛行管理装置１は、飛行計画登録手段１０と、飛行体情報受信手段１１と、飛行計画変更手段１２と、指示情報出力手段１３と、風情報受信手段１４と、風情報管理手段１５と、飛行情報管理部１６と、を備えている。
飛行情報管理部１６は、ユーザ端末５から飛行計画に関連する情報の登録要求や変更要求などを受付け、情報の管理を行う。本実施形態では、登録された飛行計画を管理する飛行計画管理手段１６ａと、ポート間を飛行する飛行体の情報を管理する飛行体情報管理手段１６ｂと、各ポート３００の情報を管理するポート情報管理手段１６ｃと、飛行領域管理手段１６ｄと、輸送管理手段１６ｅと、を備えている。
飛行計画管理手段１６ａは、登録された飛行計画を管理する。飛行計画は、例えば、前述の飛行経路に関する情報、飛行計画に割り付けられた飛行体の情報、輸送する輸送物の情報、等の情報を有している。
飛行体情報管理手段１６ｂは、ポート間を飛行する飛行体２の飛行体情報を管理する。飛行体情報は、例えば、飛行体２の識別子、飛行体２の積載可能量に関する情報、待機中、作業中、など飛行体２の作業状態に関する情報、飛行体２の割り振られた実行中、又は実行前の飛行計画に関する情報、等を有している。
ポート情報管理手段１６ｃは、ポート３００のポート情報を管理する。ポート情報とは、例えば、ポート３００の識別子、ポート３００の所在に関する情報、ポート３００に着陸できない場合の退避場所の情報、等を有している。
飛行領域管理手段１６ｄは、飛行領域に関する飛行領域情報を管理する。飛行領域とは、たとえば、地図情報、天候に関する情報、飛行可能な飛行体２が制限されている区域や、飛行可能な高度が制限された区域、飛行禁止となっている区域等、飛行体２の飛行の制限に関する情報、等を有している。
輸送管理手段１６ｅは、飛行体２が輸送する輸送物情報を管理する。輸送物情報は、例えば、輸送物の大きさ、重さ、品目、輸送元、輸送先、集荷日、配送希望日、等の情報を有している。
飛行計画登録手段１０は、ユーザ端末５からの飛行計画の登録要求や、飛行計画の変更要求を受け付ける。飛行計画は、例えば、輸送管理手段１６ｅを介して新たな輸送物情報が登録されると、登録された飛行計画や飛行体情報、等を加味して輸送を実施可能な飛行体２が導出され、登録される。
飛行体情報受信手段１１は、ポート管理装置３から飛行体位置情報を受け取る。離陸や着陸などの許可が出せず飛行体２がポートに予定通り着陸したり、離陸したりできない場合が想定されるが、飛行体位置情報に基づいて、飛行体２が現在どの位置にいるのか把握することができる。飛行計画変更手段１２は、飛行体情報受信手段１１で受信した飛行体位置情報と、飛行計画と、に基づいて、飛行体２の渋滞等を判断し、適善飛行計画を変更する。飛行体情報受信手段１１は、飛行体位置情報の他、飛行体２のバッテリー残量や座標情報等の飛行体情報を取得してもよい。飛行計画変更手段１２は、受けとった飛行体情報を更に用いて、飛行計画の変更を行ってもよい。
指示情報出力手段１３は、新たに登録された飛行計画を、飛行体２に出力する。本実施形態では、指示情報は、飛行体２に送信されるが、飛行管理装置１からポート管理装置３、又は他の装置を介して飛行体２に送信されても構わない。また、飛行計画変更手段１２によって変更された飛行計画に関わる指示情報を、ポート管理装置３を介して、飛行体に受け渡す構成としても構わない。
風情報受信手段１４は、ポート管理装置３から風情報を受け取る。受け取った風情報は、風情報管理手段１５を介して風環境シミュレータ４に受け渡される。風環境シミュレータ４は、各ポート周辺の地形を含む地形情報と、受け取った風情報と、に基づいて、風環境情報を生成する。風環境情報は、例えば気象予測による風情報等を用いて生成されてもよい。風環境情報は、ポート管理装置３に受け渡され、判断手段３１での可否判断に利用される。風環境シミュレータ４（シミュレーション手段）の一部又は全機能は、飛行管理装置１に備えられていてもよいし、例えば、ユーザ端末５に備えられていてもよい。ユーザ端末５は、風環境情報の表示を行う為の手段、各ポート３００の離着陸の可否を制御する手段、等を備えていてもよい。
次いで、図１０を用いて、飛行体２によるポート３００への着陸処理について説明する。飛行体２は、指示情報に基づいて自律飛行を行い、着陸予定のポート付近まで飛行する。飛行体２がポート３００に接近すると（ステップＳ１）、着陸要求出力手段２１ａがポート管理装置３に着陸要求を行う（ステップＳ２）。
着陸要求受信手段３０ａが着陸要求を受け取ると、着陸可否判断手段３１ａが着陸の可否を判断する。飛行管理装置１から着陸の不許可が出されていない場合（ステップＳ３でＮｏ（Ｎ））、ステップＳ４に進む。飛行管理装置１から着陸の不許可が出されている場合（ステップＳ３でＹｅｓ（Ｙ））、ステップＳ５に進む。
ここで、飛行管理装置１から着陸の不許可が出される場合とは、例えば、飛行計画変更手段１２によって飛行計画の変更の変更が発生した場合、等である。飛行体２とポート管理装置３とが通信可能な状態において、飛行体２に指示情報を受け渡してもよい。
ポート管理装置３から着陸の不許可が出されていない場合（ステップＳ４でＮｏ（Ｎ））、ステップＳ１１に進む。ポート管理装置３から着陸の不許可が出されている場合（ステップＳ４でＹｅｓ（Ｙ））、着陸の不許可に関わる可否情報を出力する。
ここで、ポート管理装置３から着陸の不許可が出される場合とは、例えば、風向風速計３１１で得られた風情報に基づいて着陸を制限する場合、風環境シミュレータ４から受け取った風環境に基づいて着陸を制限する場合、レーザセンサ３１２で得られた監視情報に基づいて着陸を制限する場合（ポート内に人、モノ、別の飛行体等が存在する場合等）、等である。
飛行体２が、無線通信部２０４を介して、着陸の不許可に関わる可否情報を受け取る（ステップＳ５）。この際、所定の退避場所への移動を指示された場合、退避場所まで自律飛行し（ステップＳ７）、待機処理を実行する（ステップＳ８）。この退避場所は、ポート３００と同様な構成を備えた着陸場所であってもよいし、空中であってもよい。退避場所が他のポート３００である退避処理を行う場合や、リルート処理（他のポートへの飛行処理）を行う場合、ステップＳ１に戻る。飛行体２が待機したならば、ポート管理装置３は、飛行計画管理手段３３を介して、待機に関わる飛行体位置情報を飛行管理装置１に出力する。
飛行体２は、ポート３００への着陸許可に関わる可否情報を受け取るまで待機する（ステップＳ８）。飛行管理装置１及びポート管理装置３の何れからも着陸不許可に関わる可否情報が出力されていない場合（ステップＳ４でＮｏ（Ｎ））、又はステップＳ８で待機後、着陸許可に関わる可否情報を受け取った場合（ステップＳ９でＹｅｓ（Ｙ））、着陸処理を実行する。
飛行体２は、信号発信部３１３から発信される近距離無線通信信号を用いて、着陸地点に近づく（ステップＳ１０）。その後、マーカー３１４を用いて着陸地点へ近づき（ステップＳ１１）、着陸をする。飛行体２の着陸が完了したならば、ポート管理装置３は、飛行計画管理手段３３を介して、着陸完了に関わる飛行体位置情報を飛行管理装置１に出力する。
次いで、図１１を用いて、飛行体２によるポート３００からの離陸処理について説明する。飛行体２の離陸要求出力手段２１ｂが、ポート管理装置３に離陸要求を行う（ステップＳ２１）。
離陸要求受信手段３０ｂが離陸要求を受け取ると、離陸可否判断手段３１ｂが離陸の可否を判断する。飛行管理装置１から離陸の不許可が出されていない場合（ステップＳ２２でＮｏ（Ｎ））、ステップＳ２３に進む。飛行管理装置１から離陸の不許可が出されている場合（ステップＳ２２でＹｅｓ（Ｙ））、ステップＳ２４に進む。
ここで、飛行管理装置１から離陸の不許可が出される場合とは、例えば、飛行計画変更手段１２によって飛行計画の変更の変更が発生した場合、等である。飛行体２とポート管理装置３とが通信可能な状態において、飛行体２に指示情報を受け渡してもよい。
ポート管理装置３から離陸の不許可が出されていない場合（ステップＳ２３でＮｏ（Ｎ））、ステップＳ２６に進む。ポート管理装置３から離陸の不許可が出されている場合（ステップＳ２３でＹｅｓ（Ｙ））、離陸の不許可に関わる可否情報を出力する。
ここで、ポート管理装置３から離陸の不許可が出される場合とは、例えば、風向風速計３１１で得られた風情報に基づいて離陸を制限する場合、風環境シミュレータ４から受け取った風環境に基づいて離陸を制限する場合、レーザセンサ３１２で得られた監視情報に基づいて離陸を制限する場合（ポート内に人、モノ、別の飛行体等が存在する場合等）、等である。
飛行体２が、無線通信部２０４を介して、離陸の不許可に関わる可否情報を受け取ったならば（ステップＳ２４）、飛行体２は処理を実行する（ステップＳ２５）。飛行体２が待機したならば、ポート管理装置３は、飛行計画管理手段３３を介して、待機に関わる飛行体位置情報を飛行管理装置１に出力する。
飛行体２は、ポート３００への離陸許可に関わる可否情報を受け取るまで待機する（ステップＳ２５）。飛行管理装置１及びポート管理装置３の何れからも離陸不許可に関わる可否情報が出力されていない場合（ステップＳ２３でＮｏ（Ｎ））、又はステップＳ２５で待機後、離陸許可に関わる可否情報を受け取った場合（ステップＳ２６でＹｅｓ（Ｙ））、離陸処理を実行する（ステップＳ２７）。
飛行体２の離陸が完了したならば、ポート管理装置３は、飛行計画管理手段３３を介して、離陸完了に関わる飛行体位置情報を飛行管理装置１に出力する。
本発明によれば、飛行体位置情報又は他の飛行計画の変更に基づいて、飛行体の飛行計画を変更し、ポート間の飛行計画を実現することができる。
また、飛行体がポートで渋滞した場合などに、飛行計画を変更することができ、渋滞を緩和し、作業品質の向上することができる。
また、ポート周辺の風の影響を加味してポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
また、ポートにおける対人、対飛行体、対輸送物の安全性を高めながら、ポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
ポートへの飛行体の離着陸と飛行計画を管理して、飛行体を用いた物品配送計画を効率的に実現するため飛行管理システムを提供することができる。
１ 飛行管理装置
１０ 飛行計画登録手段
１１ 飛行体情報受信手段
１２ 飛行計画変更手段
１３ 指示情報出力手段
１４ 風情報受信手段
１５ 風情報管理手段
１６ 飛行情報管理部
１６ａ 飛行計画管理手段
１６ｂ 飛行体情報管理手段
１６ｃ ポート情報管理手段
１６ｄ 飛行領域管理手段
１６ｅ 輸送管理手段
１０１ ＣＰＵ
１０２ メモリ
１０３ 記憶装置
１０４ 入力装置
１０５ 出力装置
１０６ 通信装置
１０７ オペレーティングシステム
１０８ 飛行管理プログラム
２ 飛行体
２０ 着陸地点変更手段
２１ａ 着陸要求出力手段
２１ｂ 離陸要求出力手段
２２ 可否情報受信手段
２３ 飛行動作制御手段
２４ 着陸動作制御手段
２５ 離陸動作制御手段
２０１ 主制御部
２０２ モータ
２０３ モータコントローラ
２０４ 無線通信部
２０５ 計測装置
２０６ 撮像部
２０７ 信号受信部
２０８ 着陸制御部
３ ポート管理装置
３０ａ 着陸要求受信手段
３０ｂ 離陸要求受信手段
３１ 判断手段３１
３１ａ 着陸可否判断手段
３１ｂ 離陸可否判断手段
３２ 可否情報出力手段
３３ 飛行計画管理手段
３４ 可否情報受信手段
３６ 監視情報受信手段
３７ ポート監視手段
３８ 風情報受信手段
３９ 風情報管理手段
３００ ポート
３０１ ＣＰＵ
３０２ メモリ
３０３ 記憶装置
３０４ 入力装置
３０５ 出力装置
３０６ 通信装置
３０７ オペレーティングシステム
３０８ ポート管理プログラム
３１１ 風向風速計
３１２ レーザセンサ
３１３ 信号発信部
３１４ マーカー
４ 風環境シミュレータ
５ ユーザ端末
Ｌ 飛行経路
ＬＯ 輸送物
ＳＴ 出発地点
ＧＬ 着陸地点
ＣＰ 中継点
ＳＧ 信号
１０ 飛行計画登録手段
１１ 飛行体情報受信手段
１２ 飛行計画変更手段
１３ 指示情報出力手段
１４ 風情報受信手段
１５ 風情報管理手段
１６ 飛行情報管理部
１６ａ 飛行計画管理手段
１６ｂ 飛行体情報管理手段
１６ｃ ポート情報管理手段
１６ｄ 飛行領域管理手段
１６ｅ 輸送管理手段
１０１ ＣＰＵ
１０２ メモリ
１０３ 記憶装置
１０４ 入力装置
１０５ 出力装置
１０６ 通信装置
１０７ オペレーティングシステム
１０８ 飛行管理プログラム
２ 飛行体
２０ 着陸地点変更手段
２１ａ 着陸要求出力手段
２１ｂ 離陸要求出力手段
２２ 可否情報受信手段
２３ 飛行動作制御手段
２４ 着陸動作制御手段
２５ 離陸動作制御手段
２０１ 主制御部
２０２ モータ
２０３ モータコントローラ
２０４ 無線通信部
２０５ 計測装置
２０６ 撮像部
２０７ 信号受信部
２０８ 着陸制御部
３ ポート管理装置
３０ａ 着陸要求受信手段
３０ｂ 離陸要求受信手段
３１ 判断手段３１
３１ａ 着陸可否判断手段
３１ｂ 離陸可否判断手段
３２ 可否情報出力手段
３３ 飛行計画管理手段
３４ 可否情報受信手段
３６ 監視情報受信手段
３７ ポート監視手段
３８ 風情報受信手段
３９ 風情報管理手段
３００ ポート
３０１ ＣＰＵ
３０２ メモリ
３０３ 記憶装置
３０４ 入力装置
３０５ 出力装置
３０６ 通信装置
３０７ オペレーティングシステム
３０８ ポート管理プログラム
３１１ 風向風速計
３１２ レーザセンサ
３１３ 信号発信部
３１４ マーカー
４ 風環境シミュレータ
５ ユーザ端末
Ｌ 飛行経路
ＬＯ 輸送物
ＳＴ 出発地点
ＧＬ 着陸地点
ＣＰ 中継点
ＳＧ 信号
Claims (11)
- 飛行体が離着陸を行う各ポートを管理する複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の前記飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を備えた飛行管理システムであって、
前記ポート管理装置は、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、を備え、
前記飛行管理装置は、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする飛行管理システム。 - 前記飛行体位置情報は、着陸不可又は離陸不可の判断を受けて、着陸待ち状態の飛行体又は離陸待ちの飛行体の位置に関する情報を含むこと、を特徴とする請求項１に記載の飛行管理システム。
- 前記ポート管理装置は、ポートに設置された風センサから風情報を受け取る風情報受信手段を備え、
前記判断手段は、前記風情報を用いて可否判断を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の飛行管理システム。 - 前記風センサで得られた風情報と、各ポート周辺の地形に関する地形情報と、を用いてポート周辺の３次元の風環境をシミュレーションする風環境シミュレーション手段を更に備え、
前記可否情報出力手段は、前記風環境に基づいて判断された可否情報を飛行体に受け渡すことを特徴とする請求項３に記載の飛行管理システム。 - 前記風環境シミュレーション手段は、更に風に関する予報情報を用いて前記風環境をシミュレーションすることを特徴とする請求項４に記載の飛行管理システム。
- 前記ポート管理装置は、ポートに設置され、少なくともポートの一部を含む監視領域の監視センサから監視情報を受け取る監視情報受信手段を備え、
前記判断手段は、前記監視情報に基づいて可否判断を行うことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の飛行管理システム。 - 前記ポートは、前記飛行体に近距離無線信号を送出する４以上の信号発信部を備え、
前記飛行体は、前記信号発信部から発信される信号に基づいて、ポートの着陸地点に移動することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の飛行管理システム。 - 前記飛行体は、前記ポートに表示されたマーカーを撮像する為の撮像部を備え、
前記撮像部で撮像した画像に基づいて、着陸地点に移動することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の飛行管理システム。 - 前記飛行体は、前記ポート管理装置から可否情報を受け取る可否情報受信手段を備え、
前記可否情報を受け取り後、着陸処理、離陸処理、待機処理又は新たな飛行経路に基づく他のポートへの飛行処理を実施すること、を特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の飛行管理システム。 - ポート間を自律飛行する複数の飛行体の飛行計画を管理する飛行管理システムであって、
飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、
前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする飛行管理システム。 - 飛行体が離着陸を行う各ポートを管理する複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の前記飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を用いた飛行管理方法であって、
前記ポート管理装置が、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する処理と、
前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための処理と、を備え、
前記飛行管理装置が、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る処理と、
出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する処理と、
受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行う処理と、
前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う処理と、を備えることを特徴とする飛行管理方法。
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