JPWO2019135272A1 - 飛行制御システム及び飛行計画作成方法 - Google Patents

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Abstract

飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、無人飛行体に関する飛行体情報及びバッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、飛行管理装置からの飛行体情報、バッテリー情報及び飛行実績に関する情報に基づいて、無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成し、過去の飛行実績に関する情報に含まれる、飛行経路に関連づけられたバッテリーの消費電力に基づいて飛行計画を作成する。

Description

本発明は、飛行制御システム及び飛行計画作成方法に関する。
マルチコプタ（ドローン）等の無人飛行体は、空撮、輸送、測量、地理情報の収集、環境測定、農業等、様々な分野への応用が期待されている。無人飛行体は、推力等を発生するためのバッテリーが用いられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献２には、飛行中の小型飛行体を的確に管理する小型飛行システムについて記載されている。
特許第６１５６６０５号公報 特開２０１７−７７８７９号公報
無人飛行体は、出発地から目的地までの所要時間の短縮、バッテリーの消費電力の低減、モータ等の機器の発熱の抑制等を考慮して安全且つ効率的に飛行させる必要がある。特許文献１には、無人飛行体の飛行計画の作成について記載されていない。特許文献２の小型飛行システムは、出発地から目的地までの途中の中継地点に着陸すると、バッテリー残容量と、周囲の着陸地点の情報と、に基づいて次の中継地点を決定する。このため、特許文献２の小型飛行システムでは、出発の際にあらかじめ効率的な飛行計画を作成することは困難である。また、特許文献２には、過去の飛行実績に関する情報、又は飛行中の無人飛行体の情報に基づいて、効率的な飛行計画を作成することは記載されていない。
本発明は、上記課題を解決して、効率的な飛行計画を作成することが可能な飛行制御システム及び飛行計画作成方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様による飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成し、過去の前記飛行実績に関する情報に含まれる、前記飛行経路に関連づけられた前記バッテリーの消費電力に基づいて前記飛行計画を作成する。
これによれば、過去の飛行実績に基づいて、無人飛行体のバッテリーの消費電力を抑制した飛行計画を作成することができる。この結果、バッテリーの長寿命化を図ることができるため、飛行中のバッテリーの性能低下や、バッテリー交換等のメンテナンスを少なくでき、効率的な飛行計画を作成することができる。
本発明の望ましい態様として、さらに、前記無人飛行体に給電する給電装置を有し、前記飛行計画作成装置は、前記出発地から前記給電装置を経由して前記目的地までの飛行経路を作成し、１回の飛行に要する前記バッテリーの第１充電量を算出し、前記飛行実績に関する情報に基づいて第２充電量を算出し、前記第１充電量及び前記第２充電量のうち、少ない充電量に基づいて飛行計画を作成する。これによれば、給電装置でのバッテリーへの充電量が、算出された第１充電量と過去の飛行実績の第２充電量との比較により定められる。これにより給電装置での充電時間を短縮することができる。したがって、飛行制御システムは、出発地から目的地までの所要時間を短縮でき、効率的な飛行計画を作成することが可能である。
本発明の望ましい態様として、前記第１充電量及び前記第２充電量は、前記給電装置から前記目的地までの飛行に必要な、前記バッテリーの充電量である。これによれば、充電時間を短縮しつつ、給電装置から目的地まで無人飛行体を飛行させることができる。したがって、飛行制御システムは、安全で且つ効率的な飛行計画を作成することが可能である。
本発明の望ましい態様として、前記飛行計画作成装置は、前記バッテリーの目標消費電力に関する情報を取得し、過去の前記飛行実績に基づいて、過去の前記バッテリーの消費電力よりも少ない前記目標消費電力で飛行する前記飛行計画を作成する。これによれば、無人飛行体のバッテリーの消費電力を抑制することができる。
本発明の望ましい態様として、前記飛行計画作成装置は、前記飛行経路の飛行に要する前記バッテリーの消費電力を算出し、前記飛行実績に関する情報に含まれる過去の前記消費電力に関する情報、算出された前記消費電力及び気象情報に基づいて飛行計画を作成する。これによれば、過去の飛行実績の消費電力及び気象情報に基づいて、飛行体のバッテリーの消費電力を抑制することができる。又は、過去の飛行実績の消費電力及び気象情報に基づいて、精度よく飛行計画を作成することができる。
本発明の望ましい態様として、前記飛行計画作成装置は、過去の前記消費電力が算出された前記消費電力よりも大きい場合に、前記気象情報に基づいて出発時刻を補正した飛行計画を作成する。これによれば、目的地への到着時刻が遅れないよう飛行計画を作成することができる。又は、消費電力が抑制できる出発時刻に飛行計画を変更することができる。
本発明の一態様による飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成し、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、過去の飛行実績の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、に基づいて、前記飛行経路を補正した飛行計画を作成する。
これによれば、飛行中の飛行体の飛行体情報及びバッテリー情報に基づいて、効率的な飛行経路に変更することができる。また、過去の飛行実績を利用することで精度よく補正を行うことができる。
本発明の一態様による飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、前記無人飛行体に給電する給電装置と、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置と、を有し、前記飛行計画作成装置は、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報に基づいて前記無人飛行体の異常発生を検知した場合、前記無人飛行体が着陸可能な前記給電装置を選択し、前記給電装置に他の無人飛行体が着陸している場合に、他の前記無人飛行体を前記給電装置から移動させる移動計画を作成する。
これによれば、飛行管理装置及び飛行計画作成装置が複数の無人飛行体を管理することで、飛行中の飛行体に異常が発生した場合でも、安全に無人飛行体を給電装置に移動させることができる。
本発明の望ましい態様として、前記無人飛行体は、非接触給電により電力を受電する受電コイルを有し、前記給電装置は、前記受電コイルに電力を送電する給電コイルを有する。これによれば、給電装置において、無人飛行体のバッテリーは非接触給電により充電される。このため、給電装置において、無人飛行体への電力ケーブル等の接続が不要である。したがって、出発地から目的地まで、飛行計画にしたがって自律飛行が可能である。
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成するステップと、過去の前記飛行実績に関する情報に含まれる、前記飛行経路に関連づけられた前記バッテリーの消費電力に基づいて前記飛行計画を作成するステップと、を含む。
これによれば、過去の飛行実績に基づいて、無人飛行体のバッテリーの消費電力を抑制した飛行計画を作成することができる。この結果、バッテリーの長寿命化を図ることができるため、飛行中のバッテリーの性能低下や、バッテリー交換等のメンテナンスを少なくでき、効率的な飛行計画を作成することができる。
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、バッテリーを有する無人飛行体と、過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成するステップと、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、過去の飛行実績の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、に基づいて前記飛行経路を補正した飛行計画を作成するステップと、を含む。
これによれば、飛行中の飛行体の飛行体情報及びバッテリー情報に基づいて、効率的な飛行経路に変更することができる。また、過去の飛行実績を利用することで精度よく補正を行うことができる。
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、バッテリーを有する無人飛行体と、前記無人飛行体に給電する給電装置と、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報に基づいて前記無人飛行体の異常発生を検知した場合、前記無人飛行体が着陸可能な前記給電装置を選択するステップと、前記飛行管理装置は、前記給電装置に他の無人飛行体が着陸している場合に、他の前記無人飛行体に移動指令を送信するステップと、を含む。
これによれば、飛行管理装置が複数の無人飛行体を管理することで、飛行中の飛行体に異常が発生した場合でも、安全に無人飛行体を給電装置に移動させることができる。
本発明の飛行制御システム及び飛行計画作成方法によれば、効率的な飛行計画を作成することが可能である。
図１は、第１実施形態に係る飛行制御システムの構成を示すブロック図である。 図２は、第１実施形態に係る飛行体の斜視図である。 図３は、第１実施形態に係る飛行体の構成を示すブロック図である。 図４は、第１実施形態に係る給電装置の構成を示すブロック図である。 図５は、第１実施形態に係る飛行管理装置の構成を示すブロック図である。 図６は、第１実施形態に係る飛行計画作成装置の構成を示すブロック図である。 図７は、第１実施形態に係る飛行計画作成装置が有する情報取得部の構成を示すブロック図である。 図８は、第１実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。 図９は、第１実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。 図１０は、第１実施形態に係る飛行実績データベースの一例を示す表である。 図１１は、第２実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。 図１２は、第３実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。 図１３は、第４実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。 図１４は、第４実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。 図１５は、第５実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。 図１６は、第５実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。 図１７は、第５実施形態に係る他の飛行体を移動させる飛行計画を説明するための説明図である。 図１８は、第５実施形態に係る飛行体を緊急着陸させる飛行計画を説明するための説明図である。
以下、本発明に係る飛行制御システム及び飛行計画作成方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下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、実施形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、実施形態に記載された方法、装置及び変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る飛行制御システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、飛行制御システム１は、飛行体２と、給電装置３と、飛行管理装置４と、飛行計画作成装置５と、を有する。
図１に示すように、飛行体２は、飛行管理装置４から送信された飛行指令Ｓｈにしたがって、無人で自律飛行する無人飛行体である。飛行体２は、例えば、マルチコプタ、ヘリコプタ、飛行機、飛行ロボット等である。飛行体２は、例えば、荷物の運搬や、空撮等、様々な用途に用いられる。飛行体２は、飛行体２に関する情報である飛行体情報Ｓａを飛行管理装置４に送信する。また、飛行体２は、推力等を発生するためのバッテリー２５１（図２、図３参照）を有する。飛行体２は、バッテリー２５１に関する情報であるバッテリー情報Ｓｂを飛行管理装置４に送信する。また、飛行体２は、飛行中の飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを飛行計画作成装置５に送信することもできる。図１に示すように、飛行制御システム１は、複数の飛行体２−１、…、２−ｍを有する。複数の飛行体２−１、…、２−ｍは、それぞれ、飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを飛行管理装置４に送信する。なお、以下の説明では、複数の飛行体２−１、…、２−ｍを区別して説明する必要がない場合には、単に飛行体２と表す。
給電装置３は、非接触給電により飛行体２に電力を供給する。給電装置３の非接触給電の方式は、例えば磁界共鳴方式（交流共鳴方式又は直流共鳴方式）である。なお、これに限定されず、給電装置３は、例えば、電磁誘導方式やマイクロ波方式等の他の非接触給電の方式により実現することも可能である。図１に示すように複数の給電装置３−１、…、３−ｎが設けられている。複数の給電装置３−１、…、３−ｎは、それぞれ給電装置３に関する情報である給電装置情報Ｓｃを飛行管理装置４に送信する。また、複数の給電装置３−１、…、３−ｎは、飛行体２の飛行中や充電中に、給電装置情報Ｓｃを飛行計画作成装置５に送信することもできる。なお、以下の説明では、複数の給電装置３−１、…、３−ｎを区別して説明する必要がない場合には、単に給電装置３と表す。
飛行管理装置４は、複数の飛行体２−１、…、２−ｍに、それぞれ飛行指令Ｓｈを送信して、飛行体２−１、…、２−ｍの飛行を管理する。飛行管理装置４は、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）等である。飛行管理装置４は、飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃを飛行計画作成装置５に送信する。また、飛行管理装置４は、過去の各飛行体２の飛行実績に関する情報である飛行実績情報Ｓｄを飛行計画作成装置５に送信する。
飛行計画作成装置５は、飛行管理装置４からの飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ、給電装置情報Ｓｃ及び飛行実績情報Ｓｄ等に基づいて、飛行体２の飛行計画を作成する。また、飛行計画作成装置５は、気象観測装置７から気象観測情報Ｓｅを受け取る。また、飛行計画作成装置５は、気象予測システム７１から気象予測情報Ｓｆを受け取る。飛行計画作成装置５は、気象観測情報Ｓｅ及び気象予測情報Ｓｆに基づいて飛行計画を作成することもできる。気象観測装置７及び気象予測システム７１は、飛行制御システム１に含まれていてもよく、或いは、外部の気象情報提供サービスを利用することも可能である。飛行計画作成装置５は、飛行計画に関する情報である飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する。飛行管理装置４は、飛行計画情報Ｓｇに基づいて飛行指令Ｓｈを生成し、飛行体２に送信する。
次に、飛行体２、給電装置３、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５の詳細な構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る飛行体の斜視図である。図３は、第１実施形態に係る飛行体の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、飛行体２は、台座部２１と、アーム２２と、脚部２３と、飛行制御装置２４と、受電装置２５と、モータ２６と、プロペラ２７と、センサ群２８と、を含む。台座部２１は、板状の部材であり、上下方向（ｚ方向）に複数設けられている。アーム２２は、台座部２１に４つ設けられており、ｚ方向から見たときに放射状に延出する。
脚部２３は、脚支柱２３１と、水平脚２３２とを有する。脚支柱２３１は、台座部２１からそれぞれ±ｘ方向に開脚しつつ下方に延出する。水平脚２３２は、脚支柱２３１の下端に固定されｙ方向に延出する。
飛行制御装置２４は、台座部２１の上に設けられている。飛行制御装置２４は、受電装置２５やモータ２６に制御信号を供給して、飛行体２の飛行を制御する制御回路である。また、受電装置２５は、台座部２１の下に設けられている。受電装置２５は、バッテリー２５１、受電制御装置２５２及び受電コイル２５３を有する。
４つのアーム２２の夫々の端部近傍には、モータ２６及びプロペラ２７が設けられている。モータ２６は、その回転軸の方向を上下方向（ｚ軸方向）に向けて設けられている。モータ２６の回転軸にはプロペラ２７が取り付けられている。なお、各モータ２６には、ＥＳＣ（Electrical Speed Controller）２６１及びモータ制御装置２６２（図３参照）が接続されている。
センサ群２８は、台座部２１の上に設けられている。センサ群２８は、例えば、３軸ジャイロセンサ（角速度センサ）、３軸加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ、感圧センサ等を含む。
図２に示すように、台座部２１の下方には、飛行体２の積載物１１０が搭載されている。積載物１１０は、台座部２１の下段と２本の脚支柱２３１とで囲まれる空間に配置される。積載物１１０は、例えば、飛行体２が荷物の集配に用いられる場合は集配物であり、また例えば、飛行体２が空撮目的で用いられる場合は撮影機材（カメラ、ビデオカメラ、スタビライザ、ジンバル、振動緩衝体等）である。
なお、図２に示す飛行体２の構成は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、アーム２２及びプロペラ２７は、それぞれ４つ設けられているが、２つ、３つ又は５つ以上であってもよい。また、受電コイル２５３は台座部２１の下に設けられているが、これに限定されず、給電コイル３１３（図４参照）と対面できる位置であればよい。
図３に示すように、飛行体２は、更に通信部２９と、ＥＳＣ温度センサ２８１と、ＧＰＳ受信部２８２とを含む。通信部２９は、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５と無線通信を行う送受信回路を含む。この無線通信は、例えば、２．４ＧＨｚ帯の電波等を用いて行われる。ＥＳＣ温度センサ２８１は、ＥＳＣ２６１の温度を検出する温度センサである。ＧＰＳ受信部２８２は、ＧＰＳ（Global Positioning System）におけるＧＰＳ信号を受信する受信アンテナ、受信回路等を含む。
飛行制御装置２４は、制御回路２４１と、記憶部２４２と、を含む。制御回路２４１は、飛行管理装置４からの飛行指令Ｓｈに基づいて、受電装置２５及びモータ制御装置２６２に制御信号を出力して、飛行体２の飛行を制御する。制御回路２４１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶部２４２は、飛行体２に関する飛行体情報Ｓａや、バッテリー情報Ｓｂや、飛行に必要な飛行計画情報Ｓｇ等を記憶する。記憶部２４２は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等である。
モータ制御装置２６２は、制御回路２４１からの制御信号に基づいて、ＥＳＣ２６１に駆動信号を出力する。ＥＳＣ２６１は、電気抵抗値の大きさ制御やＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって、モータ２６に電圧信号を出力する。これにより、ＥＳＣ２６１は、モータ２６の回転を制御する。制御回路２４１は、センサ群２８、ＥＳＣ温度センサ２８１及びＧＰＳ受信部２８２からの情報に基づいて、複数のモータ２６の回転数を制御する。これにより、制御回路２４１は、飛行体２の動作（姿勢（ピッチ、ロール、ヨー）、移動（前進、後退、左右移動、上昇、下降）等）を制御する。モータ２６は、電動モータであり、例えば、ブラシレスモータである。また、制御回路２４１は、給電装置３と無線通信を行い、飛行体２と給電装置３との間の認証を行う機能も有する。
受電装置２５は、バッテリー２５１、受電制御装置２５２及び受電コイル２５３に加え、充電量検出回路２５４を有する。受電制御装置２５２は、制御回路２４１からの制御信号に基づいて、バッテリー２５１への充電を制御する回路である。バッテリー２５１は、例えば、リチウムポリマー二次電池、電気二重層キャパシタ（電気二重層コンデンサ）、リチウムイオン二次電池等である。充電量検出回路２５４は、バッテリー２５１の端子間電圧に基づいて、充電量を検出する回路である。また、充電量検出回路２５４は、バッテリー２５１の端子間電圧に基づいて、バッテリー２５１の残電圧容量を検出することもできる。制御回路２４１は、残電圧容量の情報に基づいて、バッテリー２５１の消費電力を算出する。
受電コイル２５３は、例えばスパイラル型のコイルである。受電コイル２５３は、飛行体２が給電装置３に着陸した場合に、給電装置３の給電コイル３１３（図４参照）と対面するように設けられる。受電コイル２５３と給電コイル３１３とが磁気結合することにより、給電装置３から非接触給電によりバッテリー２５１が充電される。バッテリー２５１の電力は、制御回路２４１及びＥＳＣ２６１に供給される。
図４は、第１実施形態に係る給電装置の構成を示すブロック図である。図４に示すように給電装置３は、給電回路３１と、給電制御装置３２と、記憶部３３と、タイマー３４と、飛行体検知センサ３５と、通信部３９とを有する。給電制御装置３２は、給電回路３１、記憶部３３、タイマー３４、飛行体検知センサ３５、通信部３９等を制御して、給電装置３から受電装置２５への非接触給電を制御する回路である。
給電回路３１は、給電コイル３１３と、電力計測回路３１２と、電源回路３１１とを有する。電源回路３１１は、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータやレギュレータを含む。電源回路３１１は、例えば、商用電源等から供給される電力を、電力計測回路３１２を介して給電コイル３１３に供給する。電力計測回路３１２は、給電コイル３１３に供給される電力を計測する。電力計測回路３１２は、例えば、電圧計や電流計等を含む。給電コイル３１３は、例えばスパイラル型コイルであり、受電コイル２５３に非接触で電力を供給する。
記憶部３３は、給電装置３に関する情報である給電装置情報Ｓｃを記憶する。また、記憶部３３は、飛行体２に対する給電時間や給電量等の給電条件や、過去の給電実績に関する条件も記憶する。タイマー３４は、飛行体２に対する給電時間、すなわち給電回路３１が給電を開始してから、給電を完了するまでの時間を計測する。
飛行体検知センサ３５は、飛行体２が給電装置３の定位置に存在するか否か（給電コイル３１３の給電領域と受電コイル２５３の受電領域とが対面した状態になっているか否か）を検知する。飛行体検知センサ３５は、例えば、光電式センサ、感圧センサ、測距センサ等を用いて構成される。
通信部３９は、飛行体２、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５と無線通信を行う送受信回路を含む。給電制御装置３２は、通信部３９を介して、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５に給電装置情報Ｓｃ等の各種情報を送信する。また、給電制御装置３２は、通信部３９を介して、飛行体２から飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂを受信して、飛行体２の認証を行う。
図５は、第１実施形態に係る飛行管理装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、飛行管理装置４は、制御装置４１と、記憶部４２と、入力部４３と、出力部４４と、通信部４５とを有する。入力部４３は、ユーザから情報や指示の入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等である。ユーザは、飛行体２の識別名、飛行経路の出発地、目的地等の情報を入力部４３から制御装置４１に入力することができる。出力部４４は、ユーザに情報を提供するインタフェースであり、例えば、液晶パネル（Liquid Crystal Display）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、スピーカ等である。通信部４５は、飛行体２、給電装置３及び飛行計画作成装置５と無線通信を行う送受信回路を含む。
制御装置４１は、各種情報に基づいて１又は複数の飛行体２の飛行を制御する。制御装置４１は、例えばＣＰＵである。制御装置４１は、飛行体識別部４１１と、バッテリー識別部４１２と、情報取得部４１３と、飛行指令出力部４１４と、を有する。
情報取得部４１３は、飛行体２、給電装置３及び飛行計画作成装置５から各種情報を取得する。記憶部４２は、情報取得部４１３が取得した各種情報をデータベースとして記憶する。記憶部４２は、飛行体情報データベース４２１、バッテリー情報データベース４２２、飛行計画情報データベース４２３、給電装置情報データベース４２４、気象情報データベース４２５及び飛行実績データベース４２６等を含む。
飛行体識別部４１１は、飛行体２からの飛行体情報Ｓａと、飛行計画作成装置５からの飛行計画情報Ｓｇとに基づいて、飛行体２が、管理対象の飛行体２であるかどうかを識別する。同様に、バッテリー識別部４１２は、バッテリー２５１からのバッテリー情報Ｓｂと、飛行計画作成装置５からの飛行計画情報Ｓｇとに基づいて、バッテリー２５１が、管理対象のバッテリー２５１であるかどうかを識別する。飛行指令出力部４１４は、管理対象の飛行体２に対して、飛行計画情報Ｓｇを飛行指令Ｓｈとして送信する。
図６は、第１実施形態に係る飛行計画作成装置の構成を示すブロック図である。図７は、第１実施形態に係る飛行計画作成装置が有する情報取得部の構成を示すブロック図である。図６に示すように、飛行計画作成装置５は、制御装置５１と、記憶部５２と、通信部５３と、入力部５４と、出力部５５とを有する。
入力部５４は、ユーザから情報や指示の入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等である。ユーザは、飛行計画作成に関する情報を入力部５４から制御装置５１に入力することができる。出力部５５は、ユーザに情報を提供するインタフェースであり、例えば、液晶パネル（Liquid Crystal Display）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、スピーカ等である。通信部５３は、飛行体２、給電装置３及び飛行管理装置４と無線通信を行う送受信回路を含む。
制御装置５１は、情報取得部５１１と、飛行計画作成部５１２とを含む。制御装置５１は、例えばＣＰＵである。情報取得部５１１は、飛行体２、給電装置３及び飛行管理装置４から各種情報を取得する。図７に示すように、情報取得部５１１は、飛行体情報取得部５１１Ａ、バッテリー情報取得部５１１Ｂ、飛行条件取得部５１１Ｃ、給電装置情報取得部５１１Ｄ、気象情報取得部５１１Ｅ及び飛行実績情報取得部５１１Ｆ等を含む。
飛行体情報取得部５１１Ａは、飛行体情報Ｓａとして、飛行体識別名、機体スペック情報、搭載バッテリー識別名、位置情報、飛行速度、飛行方向、飛行時間、ＥＳＣ温度、モータ温度等の情報を取得する。バッテリー情報取得部５１１Ｂは、バッテリー情報Ｓｂとして、バッテリー識別名、バッテリースペック情報、残電圧容量、出力電流値、バッテリー温度等の情報を取得する。飛行条件取得部５１１Ｃは、出発地、目的地、積載物重量、積載物容量、積載物形状、飛行方法等の情報を取得する。給電装置情報取得部５１１Ｄは、給電装置情報Ｓｃとして、給電装置識別名、設置場所、給電装置スペック情報等の情報を取得する。気象情報取得部５１１Ｅは、気象観測情報Ｓｅ及び気象予測情報Ｓｆとして、気温、風速、風向等の情報を取得する。飛行実績情報取得部５１１Ｆは、飛行実績情報Ｓｄとして、飛行経路、所要時間、消費電力、気象条件、ＥＳＣ温度、モータ温度、バッテリー温度等の情報を取得する。
図６に示す記憶部５２は、情報取得部５１１が取得した情報を記憶する。記憶部５２は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等である。
飛行計画作成部５１２は、情報取得部５１１が取得した各種情報に基づいて飛行計画を作成する回路である。飛行計画作成部５１２は、飛行経路作成部５１３、飛行時間算出部５１４、充電時間算出部５１５、飛行距離算出部５１６、所要時間算出部５１７、ＥＳＣ冷却時間算出部５１８及び判定部５１９を備える。飛行計画作成部５１２は、上記の機能ごとに個別に形成された演算回路により構成されていてもよい。或いは、飛行計画作成部５１２の各機能は、１つの半導体集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）により形成されていてもよい。飛行計画作成部５１２が作成した飛行計画は、飛行計画情報Ｓｇとして、通信部５３を介して、飛行管理装置４に送信される。
次に、図６、図８から図１０等を参照しつつ、飛行計画作成装置５による飛行計画作成方法について説明する。図８は、第１実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図９は、第１実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。図１０は、第１実施形態に係る飛行実績データベースの一例を示す表である。
図８に示すように、飛行計画作成装置５は、飛行管理装置４から出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２（図９参照）の情報を受信する（ステップＳＴ１１）。出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２の情報は、それぞれの位置情報である。これにより、飛行計画作成装置５は飛行計画の作成を開始する。飛行計画作成装置５は、さらに、飛行管理装置４から飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃ等の各種情報を取得する（ステップＳＴ１２）。
飛行距離算出部５１６は、飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂに基づいて、１回の飛行で飛行可能な距離を算出する。言い換えると、飛行距離算出部５１６は、給電装置３でのバッテリー２５１の充電を行わずに飛行可能な距離を算出する。判定部５１９は、出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２の情報と、飛行距離算出部５１６からの情報に基づいて、飛行体２が１回の飛行で目的地Ｐ２まで到達不可であるかどうかを判定する（ステップＳＴ１３）。
飛行体２が１回の飛行で目的地Ｐ２まで到達不可ではない（ステップＳＴ１３、Ｎｏ）場合、判定部５１９は、飛行体２が給電装置３（図９参照）を経由する必要がないと判定する。これにより、飛行経路作成部５１３及び飛行時間算出部５１４は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの飛行計画を作成する（ステップＳＴ１８−３）。ステップＳＴ１８−３での飛行計画は、給電装置３を経由しない出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの飛行経路と、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までに要する飛行時間と、を含む。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ１９）。これにより、飛行体２は、飛行計画情報Ｓｇに基づく飛行指令Ｓｈにより、飛行計画にしたがって飛行する。
飛行体２が１回の飛行で目的地Ｐ２まで到達不可である（ステップＳＴ１３、Ｙｅｓ）場合、判定部５１９は、飛行体２が給電装置３（図９参照）を経由する必要があると判定する。そして、飛行経路作成部５１３は、第１飛行経路ＦＰ１を作成し、飛行距離算出部５１６は、給電装置３から目的地Ｐ２までの第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行距離を算出する（ステップＳＴ１４）。具体的には、飛行経路作成部５１３は、図９に示す出発地Ｐ１から給電装置３を経由して目的地Ｐ２まで到達する第１飛行経路ＦＰ１を作成する。ここで、第１飛行経路ＦＰ１は、第１部分飛行経路ＦＰ１−１と、第２部分飛行経路ＦＰ１−２とを含む。第１部分飛行経路ＦＰ１−１は、出発地Ｐ１から給電装置３までの飛行経路である。第２部分飛行経路ＦＰ１−２は、給電装置３から目的地Ｐ２までの飛行経路である。そして、飛行距離算出部５１６は、第１部分飛行経路ＦＰ１−１の飛行距離と、第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行距離とを算出する。飛行時間算出部５１４は、各飛行経路の飛行距離と、飛行体情報Ｓａとに基づいて、第１飛行経路ＦＰ１の飛行時間を算出する。
そして、充電時間算出部５１５は、第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行に必要な、バッテリー２５１の第１充電量を算出する（ステップＳＴ１５）。充電時間算出部５１５は、飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行距離に基づいて、第１充電量を算出できる。この場合、バッテリー２５１の第１充電量は、最大充電量よりも小さい。そして、充電時間算出部５１５は、バッテリー２５１の第１充電量と、給電装置情報Ｓｃとに基づいて、給電装置３で第１充電量を充電するために必要な充電時間を算出する。
充電時間算出部５１５は、過去の飛行実績情報Ｓｄの消費電力に関する情報に基づいて、第２充電量を算出する（ステップＳＴ１６）。飛行実績情報Ｓｄは、飛行管理装置４の飛行実績データベース４２６に保存されている。図１０に示すように、飛行実績情報Ｓｄの一例として、飛行体識別名、バッテリー識別名、飛行経路、給電装置識別名、消費電力、気象条件、積載物条件、出発時刻、飛行時間等の情報が関連づけられて保存される。飛行計画作成装置５の情報取得部５１１は、過去の第１飛行経路ＦＰ１の飛行実績に関する情報を取得する。そして、情報取得部５１１は、第１飛行経路ＦＰ１の消費電力の実績を充電時間算出部５１５に出力する。充電時間算出部５１５は、過去の飛行実績の消費電力に基づいて、第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行に必要な、バッテリー２５１の第２充電量を算出することができる。そして、充電時間算出部５１５は、バッテリー２５１の第２充電量と、給電装置情報Ｓｃとに基づいて、給電装置３で第２充電量を充電するために必要な充電時間を算出する。
判定部５１９は、第１充電量と第２充電量とを比較する（ステップＳＴ１７）。第１充電量が第２充電量よりも小さい場合（ステップＳＴ１７、Ｎｏ）、充電時間算出部５１５は、第１充電量を充電した場合に、給電装置３から目的地Ｐ２へ飛行再開する飛行計画を作成する（ステップＳＴ１８−２）。この場合、飛行計画作成部５１２は、飛行経路作成部５１３が作成した第１飛行経路ＦＰ１と、充電時間算出部５１５が算出した給電装置３での第１充電量の充電時間とに基づいて、飛行計画を作成する。
第２充電量が第１充電量よりも小さい場合（ステップＳＴ１７、Ｙｅｓ）、飛行計画作成部５１２は、第２充電量を充電した場合に、給電装置３から目的地Ｐ２へ飛行再開する飛行計画を作成する（ステップＳＴ１８−１）。この場合、飛行計画作成部５１２は、飛行経路作成部５１３が作成した第１飛行経路ＦＰ１と、充電時間算出部５１５が算出した給電装置３での第２充電量の充電時間とに基づいて、飛行計画を作成する。このように、算出された第１充電量と、過去の飛行実績に基づく第２充電量を比較することで、飛行計画作成部５１２は、給電装置３での充電時間を短縮した飛行計画を作成できる。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ１９）。
なお、ステップＳＴ１８−１、ＳＴ１８−２での飛行計画は、出発地Ｐ１から給電装置３を経由して目的地Ｐ２まで到達する第１飛行経路ＦＰ１と、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までに要する所要時間とを含む。所要時間は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの飛行に要する合計時間であり、第１飛行経路ＦＰ１に要する飛行時間と、給電装置３での充電時間とを含む。所要時間は所要時間算出部５１７が算出する。
以上説明したように本実施形態の飛行制御システム１は、バッテリー２５１を有する飛行体２（無人飛行体）と、過去の飛行体２の飛行実績情報Ｓｄ（飛行実績に関する情報）を記憶する記憶部４２を含み、飛行体２に関する飛行体情報Ｓａ及びバッテリー２５１に関するバッテリー情報Ｓｂを受け取って、飛行体２の飛行を管理する飛行管理装置４と、飛行管理装置４からの飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び飛行実績情報Ｓｄに基づいて、飛行体２の飛行計画を作成する飛行計画作成装置５とを有する。飛行計画作成装置５は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの第１飛行経路ＦＰ１を作成し、過去の飛行実績情報Ｓｄに含まれる、第１飛行経路ＦＰ１に関連づけられたバッテリー２５１の消費電力に基づいて飛行計画を作成する。
これによれば、過去の飛行実績に基づいて、飛行体２のバッテリー２５１の消費電力を抑制した飛行計画を作成することができる。この結果、バッテリー２５１の長寿命化を図ることができるため、飛行中のバッテリー２５１の性能低下や、バッテリー交換等のメンテナンスを少なくでき、効率的な飛行計画を作成することができる。
また、飛行制御システム１は、さらに、飛行体２に給電する給電装置３を有し、飛行計画作成装置５は、出発地Ｐ１から給電装置３を経由して目的地Ｐ２までの第１飛行経路ＦＰ１を作成し、１回の飛行に要するバッテリーの第１充電量を算出し、飛行実績情報Ｓｄに基づいて第２充電量を算出し、第１充電量及び第２充電量のうち、少ない充電量に基づいて飛行計画を作成する。これによれば、給電装置３でのバッテリーへの充電量が、算出された第１充電量と過去の飛行実績の第２充電量との比較により定められる。これにより給電装置３での充電時間を短縮することができる。したがって、飛行制御システム１は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの所要時間を短縮でき、効率的な飛行計画を作成することが可能である。
また、飛行制御システム１において、第１充電量及び第２充電量は、給電装置３から目的地Ｐ２までの飛行に必要な、バッテリー２５１の充電量である。これによれば、充電時間を短縮しつつ、給電装置３から目的地Ｐ２まで飛行体２を飛行させることができる。したがって、飛行制御システム１は、安全で且つ効率的な飛行計画を作成することが可能である。
また、飛行体２は、非接触給電により電力を受電する受電コイル２５３を有し、給電装置３は、受電コイル２５３に電力を送電する給電コイル３１３を有する。これによれば、給電装置３において、飛行体２のバッテリー２５１は非接触給電により充電される。このため、給電装置３において、飛行体２への電力ケーブル等の接続が不要である。したがって、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２まで、飛行計画にしたがって自律飛行が可能である。
（第２実施形態）
図１１は、第２実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図１１に示すステップＳＴ２１及びステップＳＴ２２は、図８に示すステップＳＴ１１及びステップＳＴ１２と同様であり、詳細な説明は省略する。
情報取得部５１１は、飛行管理装置４から目標消費電力に関する情報を取得する（ステップＳＴ２３）。目標消費電力に関する情報は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの飛行で消費されるバッテリー２５１の消費電力である。目標消費電力に関する情報は、飛行管理装置４の入力部４３を介して、制御装置４１に飛行条件の１つとして入力される。目標消費電力は、過去の飛行実績における、通常の飛行に要する消費電力よりも小さい電力である。
飛行経路作成部５１３は、出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２の情報に基づいて飛行経路を作成する（ステップＳＴ２４）。なお、飛行経路作成部５１３は、図９と同様に給電装置３を経由する飛行経路を作成してもよく、給電装置３を経由しない飛行経路を作成してもよい。そして、飛行計画作成部５１２は、飛行実績情報Ｓｄに含まれる過去の飛行実績の飛行条件、消費電力等の情報に基づいて、目標消費電力の飛行計画を作成する（ステップＳＴ２５）。具体的には、飛行距離算出部５１６は、今回の飛行経路から、飛行距離を算出する。飛行時間算出部５１４は、過去の飛行実績情報Ｓｄから、飛行経路及び飛行距離と、消費電力との関係を取得する。飛行時間算出部５１４は、目標消費電力に消費電力を抑制できる飛行条件として飛行時間（飛行速度）を算出する。飛行計画作成部５１２は、飛行経路、飛行時間等に基づいて飛行計画を作成する。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ２６）。
以上のように、飛行計画作成装置５は、バッテリー２５１の目標消費電力に関する情報を取得し、過去の飛行実績情報Ｓｄに基づいて、過去のバッテリー２５１の消費電力よりも少ない目標消費電力で飛行する飛行計画を作成する。これによれば、飛行体２のバッテリー２５１の消費電力を抑制することができる。なお、消費電力を抑制する飛行条件として飛行時間を例示したが、飛行経路等、他の条件を変更してもよい。
（第３実施形態）
図１２は、第３実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図１２に示すステップＳＴ３１及びステップＳＴ３２は、図８に示すステップＳＴ１１及びステップＳＴ１２と同様であり、詳細な説明は省略する。
図１２に示すように、飛行計画作成部５１２は、飛行経路を作成し、この飛行経路を飛行するために要する消費電力を算出する（ステップＳＴ３３）。具体的には、飛行経路作成部５１３は、出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２の情報に基づいて飛行経路を作成する。充電時間算出部５１５は、飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び飛行経路、飛行距離等の情報に基づいて、バッテリー２５１の消費電力を算出する。
情報取得部５１１は、過去の飛行実績情報Ｓｄから、消費電力に関する情報を取得する（ステップＳＴ３４）。この場合、情報取得部５１１は、飛行経路作成部５１３が作成した飛行経路と、同一の飛行経路での過去の消費電力の実績を取得する。
判定部５１９は、過去の消費電力の実績が、算出された消費電力よりも大きいかを判定する（ステップＳＴ３５）。過去の消費電力の実績が、算出された消費電力よりも小さい場合（ステップＳＴ３５、Ｎｏ）、飛行計画作成部５１２は、過去の消費電力の実績に基づいて飛行計画を作成する（ステップＳＴ３７）。具体的には、充電時間算出部５１５は、過去の消費電力の実績と、給電装置情報Ｓｃとに基づいて、給電装置３での充電時間を算出する。飛行計画作成部５１２は、飛行経路作成部５１３が作成した飛行経路と、過去の消費電力の実績に基づく充電時間及び飛行時間を含む飛行計画を作成する。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ３８）。
過去の消費電力の実績が、算出された消費電力よりも大きい場合（ステップＳＴ３５、Ｙｅｓ）、飛行計画作成部５１２は、過去の飛行実績において、気象条件（例えば向かい風等）により消費電力を想定以上に消耗したと判断する。飛行計画作成部５１２は、気象観測情報Ｓｅ及び気象予測情報Ｓｆに基づいて、出発時刻を補正した飛行計画を作成する（ステップＳＴ３６）。例えば、気象観測情報Ｓｅ及び気象予測情報Ｓｆから飛行経路の風向が向かい風の場合、充電時間算出部５１５は、過去の消費電力の実績から充電時間を算出する。また、飛行時間算出部５１４は、気象観測情報Ｓｅ及び気象予測情報Ｓｆに基づいて、通常の飛行時間よりも長い飛行時間を算出する。飛行時間算出部５１４は、算出された飛行時間に基づいて、飛行体２の出発時刻を通常の出発時刻よりも早めるように飛行計画を補正する。これにより、目的地Ｐ２への到着時刻が遅れないよう出発時刻を補正した飛行計画を作成することができる。
又は、飛行時間算出部５１４は、気象予測情報Ｓｆに基づいて、飛行経路で向かい風が弱まる時刻、又は追い風となる時刻に合わせて、出発時刻を補正してもよい。この場合、充電時間算出部５１５は、算出された消費電力から充電時間を算出する。これにより、バッテリー２５１の消費電力を抑制でき、充電時間を短縮できる。また、飛行時間算出部５１４は、飛行経路の飛行距離及び飛行体情報Ｓａに基づいて、通常の飛行時間で算出する。
そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ３８）。
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム１において、飛行計画作成装置５は、飛行経路の飛行に要するバッテリー２５１の消費電力を算出し、飛行実績情報Ｓｄに含まれる過去の消費電力に関する情報、算出された消費電力及び気象情報（気象観測情報Ｓｅ及び気象予測情報Ｓｆ）に基づいて飛行計画を作成する。
又、飛行計画作成装置５は、過去の消費電力が、算出された消費電力よりも大きい場合に、気象情報に基づいて出発時刻を補正した飛行計画を作成する。
これによれば、飛行計画作成装置５は、過去の飛行実績の消費電力及び気象情報に基づいて、目的地Ｐ２への到着時刻が遅れないよう出発時刻を補正した飛行計画を作成することができる。つまり、飛行計画作成装置５は、精度よく飛行計画を作成することができる。又は、飛行計画作成装置５は、出発時刻を良好な気象条件の時間に補正して、消費電力が抑制できる飛行計画に変更することができる。
（第４実施形態）
図１３は、第４実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図１４は、第４実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。
図１３に示すように、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ４１）。図１４に示すように、飛行計画作成装置５は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２まで第２飛行経路ＦＰ２−１を飛行する飛行計画を作成する。飛行計画作成装置５は、第２飛行経路ＦＰ２−１の飛行計画に基づく飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する。
次に、図１３に示すように、飛行管理装置４は、飛行指令Ｓｈを飛行体２に送信する（ステップＳＴ４２）。これにより、飛行体２は、飛行指令Ｓｈを受信して、飛行計画にしたがって飛行を開始する（ステップＳＴ４３）。飛行体２は、飛行中の飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５に送信する。飛行計画作成装置５は、飛行中の飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを取得する（ステップＳＴ４４）。
飛行計画作成装置５は、過去の飛行実績と、現在の飛行状態に基づいて飛行計画を補正する（ステップＳＴ４５）。例えば、飛行中のバッテリー情報Ｓｂから得られた消費電力が、過去の飛行実績情報Ｓｄのバッテリー情報Ｓｂから得られた消費電力に比べて大きい場合に、飛行計画作成装置５は、より効率的な補正飛行経路ＦＰ２−２（図１４参照）の飛行計画を作成する。なお、飛行計画作成装置５による飛行計画の補正は、消費電力が増大した場合に限定されない。例えば、飛行中の飛行体情報Ｓａから得られた飛行速度が、過去の飛行実績情報Ｓｄに比べて遅い場合や、飛行中の飛行体情報Ｓａから得られたＥＳＣ温度が過去の飛行実績情報Ｓｄに比べて高い場合等が挙げられる。
飛行計画作成装置５は、補正した飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ４６）。飛行管理装置４は、補正された飛行指令Ｓｈを飛行体２に送信する（ステップＳＴ４７）。これにより、飛行体２は、補正された飛行計画にしたがって飛行する（ステップＳＴ４８）。飛行体２は、図１４に示す第２飛行経路ＦＰ２−１に比べ、より効率的な補正飛行経路ＦＰ２−２を飛行する。
飛行終了後、飛行体２は、飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ４９）。飛行管理装置４は、飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを受信して、飛行実績データベース４２６に記憶されている飛行実績情報Ｓｄを更新する。これにより、飛行計画作成装置５は、精度よく飛行計画を作成することができる。なお、上述した第１実施形態から第３実施形態においても、同様に、飛行管理装置４は、飛行体２の飛行終了後に飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを受信して、飛行実績情報Ｓｄの更新を行う。
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム１は、バッテリー２５１を有する飛行体２と、過去の飛行体２の飛行実績情報Ｓｄを記憶する記憶部４２を含み、飛行体２に関する飛行体情報Ｓａ及びバッテリー２５１に関するバッテリー情報Ｓｂを受け取って、飛行体２の飛行を管理する飛行管理装置４と、飛行管理装置４からの飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び飛行実績情報Ｓｄに基づいて、飛行体２の飛行計画を作成する飛行計画作成装置５とを有する。飛行計画作成装置５は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの第２飛行経路ＦＰ２−１を作成し、飛行中の飛行体２の飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂと、過去の飛行実績の飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂと、に基づいて、第２飛行経路ＦＰ２−１を補正した飛行計画を作成し、飛行管理装置４に補正した飛行計画情報Ｓｇを送信する。
これによれば、飛行中の飛行体２の飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂに基づいて、効率的な補正飛行経路ＦＰ２−２に変更することができる。また、過去の飛行実績を利用することで精度よく補正を行うことができる。
（第５実施形態）
図１５は、第５実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図１６は、第５実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。図１７は、第５実施形態に係る他の飛行体を移動させる飛行計画を説明するための説明図である。図１８は、第５実施形態に係る飛行体を緊急着陸させる飛行計画を説明するための説明図である。
図１５に示すように、飛行計画作成装置５は、飛行中の第１飛行体２Ａ（図１６参照）から送信された飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂに基づいて、第１飛行体２Ａの異常発生を検知する（ステップＳＴ５１）。第１飛行体２Ａの異常とは、例えば、ＥＳＣ２６１やモータ２６の温度の異常上昇や、バッテリー２５１の電圧の急激な低下や、モータ２６の回転数低下などが挙げられる。
飛行計画作成装置５は、第１飛行体２Ａを緊急着陸させるために、飛行中の第１飛行体２Ａの飛行体情報Ｓａに含まれる位置情報から、第１飛行体２Ａの付近の給電装置３を選択する（ステップＳＴ５２）。例えば、図１６に示すように、複数の第１給電装置３Ａと第２給電装置３Ｂとが存在する場合、第１飛行体２Ａに最も近い位置の第１給電装置３Ａを選択する。
飛行計画作成装置５は、給電装置情報Ｓｃに基づいて、第１給電装置３Ａで他の第２飛行体２Ｂが給電中かどうかを検知する（ステップＳＴ５３）。他の第２飛行体２Ｂが給電中ではない場合（ステップＳＴ５３、Ｎｏ）、飛行計画作成装置５は、第１飛行体２Ａを第１給電装置３Ａに緊急着陸させる緊急着陸情報を飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ５８）。飛行管理装置４は、緊急着陸情報に基づく緊急着陸指令Ｓｊ（図１８参照）を飛行中の第１飛行体２Ａに送信する（ステップＳＴ５９）。第１飛行体２Ａは、緊急着陸指令Ｓｊを受信して、緊急着陸用に選択された第１給電装置３Ａに着陸する（ステップＳＴ６０）。
他の第２飛行体２Ｂが給電中の場合（ステップＳＴ５３、Ｙｅｓ）、飛行計画作成装置５は、第１飛行体２Ａの飛行計画を中止して、第１給電装置３Ａの付近に待機させる待機情報を飛行管理装置４に送信する。飛行管理装置４は、待機情報に基づく待機指令Ｓｉ（図１６参照）を飛行中の第１飛行体２Ａに送信する（ステップＳＴ５４）。これにより、第１飛行体２Ａは、第１給電装置３Ａの付近で待機する。
飛行計画作成装置５は、他の第２飛行体２Ｂを第１給電装置３Ａから移動させる緊急移動情報を飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ５５）。具体的には、飛行計画作成装置５は、他の第２飛行体２Ｂの飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂと、給電装置情報Ｓｃと、に基づいて、他の第２飛行体２Ｂの緊急移動地点を選択する。この場合、飛行計画作成装置５は、他の第２給電装置３Ｂを第２飛行体２Ｂの緊急移動地点として選択する。図１７に示すように、飛行計画作成装置５は、第１給電装置３Ａから第２給電装置３Ｂまでの移動経路ＦＰ３−１を作成する。そして、飛行計画作成装置５は、他の第２飛行体２Ｂを第１給電装置３Ａから第２給電装置３Ｂに移動させる緊急移動計画を作成する。緊急移動計画に基づく緊急移動情報が飛行管理装置４に送信される。
飛行管理装置４は、緊急移動情報に基づく緊急移動指令を第２飛行体２Ｂに送信する（ステップＳＴ５６）。これにより、図１７に示すように、第２飛行体２Ｂは、緊急移動計画にしたがって、第１給電装置３Ａから第２給電装置３Ｂに移動する（ステップＳＴ５７）。
飛行計画作成装置５は、第１飛行体２Ａを第１給電装置３Ａに緊急着陸させる緊急着陸情報を飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ５８）。具体的には、飛行計画作成装置５は、第１飛行体２Ａの飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂと、給電装置情報Ｓｃと、に基づいて、第１飛行体２Ａの待機位置から第１給電装置３Ａまでの移動経路ＦＰ３−２（図１８参照）を作成する。飛行計画作成装置５は、第１飛行体２Ａを第１給電装置３Ａに移動させる緊急移動計画を作成する。飛行管理装置４は、緊急着陸情報に基づく緊急着陸指令Ｓｊ（図１８参照）を飛行中の第１飛行体２Ａに送信する（ステップＳＴ５９）。第１飛行体２Ａは、緊急着陸指令Ｓｊを受信して、緊急着陸用に選択された第１給電装置３Ａに着陸する（ステップＳＴ６０）。
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム１は、バッテリー２５１を有する飛行体２と、飛行体２に給電する給電装置３と、飛行体２に関する飛行体情報Ｓａ、バッテリー２５１に関するバッテリー情報Ｓｂ及び給電装置３に関する給電装置情報Ｓｃを受け取って、飛行体２の飛行を管理する飛行管理装置４と、飛行管理装置４からの飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃに基づいて、飛行体２の飛行計画を作成する飛行計画作成装置５と、を有する。飛行計画作成装置５は、飛行中の第１飛行体２Ａの飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂに基づいて第１飛行体２Ａの異常発生を検知した場合、第１飛行体２Ａが着陸可能な第１給電装置３Ａを選択し、第１給電装置３Ａに他の第２飛行体２Ｂが着陸している場合に、他の第２飛行体２Ｂを第１給電装置３Ａから移動させる移動計画を作成する。
これによれば、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５が複数の飛行体２を管理することで、飛行中の飛行体２に異常が発生した場合でも、安全に飛行体２を給電装置３に移動させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、上述した各実施形態の飛行計画作成方法は、適宜組み合わせることができる。図５に示す飛行管理装置４の構成及び図６に示す飛行計画作成装置５の構成は、あくまで一例である。飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５は、それぞれ、図５及び図６に示す構成要素の一部を省略してもよい。或いは、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５は、それぞれ、図５及び図６に示す構成に別の構成要素を追加してもよい。また、図７に示す情報取得部５１１の各種情報についても、あくまで一例であり、一部の情報を省略してもよく、或いは他の情報を追加してもよい。
１ 飛行制御システム
２ 飛行体
２４ 飛行制御装置
２５ 受電装置
２５１ バッテリー
２５２ 受電制御装置
２５３ 受電コイル
２６ モータ
３ 給電装置
３１ 給電回路
３１３ 給電コイル
３２ 給電制御装置
４ 飛行管理装置
５ 飛行計画作成装置
７ 気象観測装置
７１ 気象予測システム
Ｓａ 飛行体情報
Ｓｂ バッテリー情報
Ｓｃ 給電装置情報
Ｓｄ 飛行実績情報
Ｓｅ 気象観測情報
Ｓｆ 気象予測情報
Ｓｇ 飛行計画情報
Ｓｈ 飛行指令
Ｓｉ 待機指令
Ｓｊ 緊急着陸指令
１１０ 積載物

Claims (12)

  1. バッテリーを有する無人飛行体と、
    過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
    前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
    前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成し、過去の前記飛行実績に関する情報に含まれる、前記飛行経路に関連づけられた前記バッテリーの消費電力に基づいて前記飛行計画を作成する、飛行制御システム。
  2. さらに、前記無人飛行体に給電する給電装置を有し、
    前記飛行計画作成装置は、前記出発地から前記給電装置を経由して前記目的地までの飛行経路を作成し、１回の飛行に要する前記バッテリーの第１充電量を算出し、前記飛行実績に関する情報に基づいて第２充電量を算出し、前記第１充電量及び前記第２充電量のうち、少ない充電量に基づいて飛行計画を作成する請求項１に記載の飛行制御システム。
  3. 前記第１充電量及び前記第２充電量は、前記給電装置から前記目的地までの飛行に必要な、前記バッテリーの充電量である請求項２に記載の飛行制御システム。
  4. 前記飛行計画作成装置は、前記バッテリーの目標消費電力に関する情報を取得し、過去の前記飛行実績に基づいて、過去の前記バッテリーの消費電力よりも少ない前記目標消費電力で飛行する前記飛行計画を作成する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の飛行制御システム。
  5. 前記飛行計画作成装置は、前記飛行経路の飛行に要する前記バッテリーの消費電力を算出し、前記飛行実績に関する情報に含まれる過去の前記消費電力に関する情報、算出された前記消費電力及び気象情報に基づいて飛行計画を作成する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の飛行制御システム。
  6. 前記飛行計画作成装置は、過去の前記消費電力が算出された前記消費電力よりも大きい場合に、前記気象情報に基づいて出発時刻を補正した飛行計画を作成する請求項５に記載の飛行制御システム。
  7. バッテリーを有する無人飛行体と、
    過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
    前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
    前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成し、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、過去の飛行実績の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、に基づいて、前記飛行経路を補正した飛行計画を作成する飛行制御システム。
  8. バッテリーを有する無人飛行体と、
    前記無人飛行体に給電する給電装置と、
    前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
    前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置と、を有し、
    前記飛行計画作成装置は、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報に基づいて前記無人飛行体の異常発生を検知した場合、前記無人飛行体が着陸可能な前記給電装置を選択し、
    前記給電装置に他の無人飛行体が着陸している場合に、前記他の無人飛行体を前記給電装置から移動させる移動計画を作成する飛行制御システム。
  9. 前記無人飛行体は、非接触給電により電力を受電する受電コイルを有し、
    前記給電装置は、前記受電コイルに電力を送電する給電コイルを有する請求項２又は請求項８に記載の飛行制御システム。
  10. バッテリーを有する無人飛行体と、
    過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
    前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
    前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成するステップと、
    過去の前記飛行実績に関する情報に含まれる、前記飛行経路に関連づけられた前記バッテリーの消費電力に基づいて前記飛行計画を作成するステップと、を含む飛行計画作成方法。
  11. バッテリーを有する無人飛行体と、
    過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報及び前記バッテリーに関するバッテリー情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
    前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記飛行実績に関する情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
    前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地までの飛行経路を作成するステップと、
    飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、過去の飛行実績の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報と、に基づいて前記飛行経路を補正した飛行計画を作成するステップと、を含む飛行計画作成方法。
  12. バッテリーを有する無人飛行体と、
    前記無人飛行体に給電する給電装置と、
    過去の前記無人飛行体の飛行実績に関する情報を記憶する記憶部を含み、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
    前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
    前記飛行計画作成装置は、飛行中の前記無人飛行体の前記飛行体情報及び前記バッテリー情報に基づいて前記無人飛行体の異常発生を検知した場合、前記無人飛行体が着陸可能な前記給電装置を選択するステップと、
    前記飛行管理装置は、前記給電装置に他の無人飛行体が着陸している場合に、前記他の無人飛行体に移動指令を送信するステップと、を含む飛行計画作成方法。
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