WO2017072988A1 - 飛翔体を用いた観測システムおよび観測方法 - Google Patents

飛翔体を用いた観測システムおよび観測方法 Download PDF

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WO2017072988A1
WO2017072988A1 PCT/JP2016/003606 JP2016003606W WO2017072988A1 WO 2017072988 A1 WO2017072988 A1 WO 2017072988A1 JP 2016003606 W JP2016003606 W JP 2016003606W WO 2017072988 A1 WO2017072988 A1 WO 2017072988A1
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observation
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drone
data
flying object
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PCT/JP2016/003606
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上杉　充
剛史 大里
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an observation system and an observation method for observing the state of an observation area by causing a flying object to autonomously fly along an observation route set in advance on the observation area.
  • the range that does not exceed the cruising range is set as the observation section of one aircraft, and it is necessary for the worker to stay at the observation base installed in the observation section and to fly the flying body one by one. is there.
  • the observation method using a flying object is effective in that the entire road can be inspected even when the road is not able to pass along the way, the worker is left at the observation base due to a traffic infrastructure failure. If it is not possible to go to the station, the observation section cannot be observed, and if the communication infrastructure fails, the observation results of all the observation sections cannot be aggregated in one place. .
  • the present disclosure has been devised to solve such problems of the prior art, and its main purpose is to enable observation of an observation area wider than the cruising range of the flying object, Even if a worker cannot go to the observation base due to a traffic infrastructure failure or a failure occurs in the communication infrastructure, the worker acquires observation data for all observation sections and analyzes the entire observation area. It is an object of the present invention to provide an observation system and an observation method using a flying object configured so as to be able to perform the above operation.
  • the observation system of the present disclosure is an observation system that observes the state of the observation area by causing the flying object to autonomously fly along the observation route set in advance on the observation area, and does not exceed the range of the flying object Observing equipment that stands by at multiple observation bases, and observes the status of the observation area, a storage device that stores observation data from the observation equipment, and communication that transfers observation data to another flying object And a plurality of flying objects having a device, and the flying object performs observations by flying in an observation section from the observation base on which the own apparatus stands by to the next observation base, and landing on the next observation base, the storage device The data relay is performed to transfer all the observation data after the first observation section stored in to the next flying object waiting at the observation base.
  • the observation method of the present disclosure is an observation method in which a flying object autonomously flies along an observation route set in advance on the observation area and observes the state of the observation area.
  • a flying object autonomously flies along an observation route set in advance on the observation area and observes the state of the observation area.
  • the observation area wider than the cruising range of the flying object can be efficiently observed.
  • the data relay is sequentially repeated from the first flying object to the last flying object, so that the observation data of all the observation sections are stored in the storage device of the last flying object.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a drone 1 and a base device 2 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of observation routes and observation bases set on the observation area.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a data relay performed between the drones 1.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the drone 1 and the base device 2.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the state of the shooting data stored in the data memory 13 of each drone 1.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure at the time of data relay between the drones 1.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the flight route of the drone 1 in accordance with the arrangement state of the observation bases.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a drone 1 and a base device 2 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of observation routes and observation bases set on the observation area.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the flight status of the drone 1 when the worker is not present at all the observation bases where the worker normally stays.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the flight status of the drone 1 when the worker is absent at any of the observation bases where the worker normally stays.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the flight status of the drone 1 when the worker is absent at any of the observation bases where the worker normally stays.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of the flight status of the drone 1 when the worker is absent at any of the observation bases where the worker normally stays.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an operation procedure when the drone 1 is closed and started.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an operation procedure when the drone 1 is closed and started.
  • a first disclosure made in order to solve the above-mentioned problem is an observation system that observes the state of an observation area by causing a flying object to autonomously fly along an observation route set in advance on the observation area.
  • An observation device for observing the situation in the observation area a storage device for storing observation data by the observation device, and an observation data, waiting at a plurality of observation bases arranged at a distance not exceeding the cruising range of the body
  • a plurality of flying objects having a communication device that transfers to another flying object, and the flying object flies through the observation section from the observation base on which the own apparatus stands by to the next observation base, and performs observations.
  • the data relay is performed to transfer all observation data stored in the storage device after the first observation section to the next flying object waiting at the observation base.
  • the observation area wider than the range of the flying object can be efficiently observed.
  • the data relay is sequentially repeated from the first flying object to the last flying object, so that the observation data of all the observation sections are stored in the storage device of the last flying object.
  • the flying object of the relay source when the flying object of the relay source has landed at the observation base, transfer of observation data from the flying object of the relay source to the flying object of the relay destination is started, and when the transfer of this observation data is completed, The relay destination flying body will take off and start observation.
  • the observation device is a camera that images an observation area, and the observation data is image data output from the camera.
  • the fourth disclosure further includes a power transmission device that is installed at each of a plurality of observation bases and supplies charging power to a flying object on standby by non-contact power transmission.
  • the battery of the flying object can be charged.
  • the communication device is configured to transfer observation data to the next flying object by wireless communication.
  • the shooting data can be transferred.
  • observation data can be quickly transferred between flying objects.
  • the sixth disclosure has a configuration in which a flying object makes a full start without waiting for the arrival of the previous flying object when the previous flying object does not arrive at the scheduled timing at the observation base on which it is waiting. To do.
  • the time when a predetermined waiting time has elapsed from the time of occurrence of the disaster, which is the observation start time, is set as the scheduled timing, and if the previous flying object does not arrive even if the waiting time has passed, it is better to start off .
  • the observation bases when a plurality of flying objects arrive at an observation base located at the end of the observation area and the observation of all observation sections is not completed, the observation bases The configuration is such that the observation section where observation data is missing is observed.
  • the observation data of all the observation sections can be surely sent to the observation base as the destination.
  • the flying object arrives at the observation base located at the end of the observation area and the observation base is unmanned, the plurality of flying objects are folded at the observation base, The data relay will continue toward the manned observation base.
  • the ninth disclosure is configured such that the flying object ends the data relay when it arrives at a manned observation base in a state where the observation data of all the observation sections is stored in the storage device.
  • the tenth disclosure is that when the flying object arrives at the observation base, there is no flying object on standby at the observation base, and it is necessary to fly toward the next observation base. Is configured to fly toward the next observation base after charging.
  • the observation data of all the observation sections can be surely sent to the observation base as the destination.
  • the case where it is necessary to fly toward the next observation base is, for example, the case where observation in a part of the observation section has not been completed or the arrival of the observation base is unmanned.
  • the eleventh disclosure is an observation method for observing the state of an observation area by causing a flying object to autonomously fly along an observation route set in advance on the observation area.
  • a flying object When you make observations from the observation station to the next observation station and land at the next observation station, all the observation data from the first observation section stored in your device will be stored at that observation station. Data relay to transfer to the next flying object that waits, and repeat the data relay between the flying objects in every observation section to send the observation data of all observation sections to the observation base that is the destination And
  • the operator can acquire observation data for all observation sections and analyze the entire observation area.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a drone 1 and a base device 2 according to the present embodiment.
  • This observation system is used, for example, by a road administrator such as a national highway office to inspect the state of a road that has jurisdiction when a disaster occurs.
  • the drone 1 autonomously flies along the observation route set in advance on the observation target area and observes the situation of the observation target area from the sky.
  • the cruising distance of the drone 1, that is, the drone 1 can continuously fly. It is deployed at multiple observation bases arranged along the observation route at a certain distance.
  • the drone 1 includes a camera (observation device) 4, and the observation area is photographed by the camera 4.
  • the base device 2 is installed at each observation base.
  • the observation base is set up in an appropriate building or the like existing near the observation route, such as a branch office of the national highway office, a government office building such as a city hall, a station building, or a building.
  • charging of the drone 1 flying by electric power, storage of photographing data (observation data) by the camera 4 of the drone 1, and the like are performed.
  • the drone 1 flying from the previous observation base landed and performed data relay to transfer the shooting data to the relay destination drone 1 waiting at the observation base.
  • the previous drone 1 takes off and observes the observation section with the next observation base.
  • the drone 1 as a relay is charged by the base device 2 and stands by at the observation base.
  • the PC 3 is used by an operator for various setting operations relating to the drone 1 and the base device 2. For example, the flight route of the drone 1 is set using the PC 3. In addition, in the PC 3, the shooting data acquired from the drone 1 through the base device 2 is displayed on the screen, and the worker confirms the state of the observation area.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of observation routes and observation bases set on the observation area.
  • the observation area is a road within a predetermined range, and a plurality of observation bases A to F are installed in the vicinity of the observation route along the road.
  • the observation bases A to F are installed at a distance not exceeding the cruising distance of the drone 1 (for example, several km), and one drone 1 standing by at the observation base is connected to two adjacent observation bases A to F. He takes charge of observation sections AB, BC, CD, DE, and EF between F, and takes images while flying in the observation sections AB, BC, CD, DE, and EF.
  • observation results for the entire observation area at an early stage.
  • the observation area is very wide, for example, when it exceeds 100 km, the observation area is divided into a plurality of areas within an appropriate range (for example, several tens of km), and each of the drone is divided into a plurality of drones in parallel. It is recommended to make observations.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a data relay performed between the drones 1.
  • the drone 1 waiting at the observation bases A to F will be described as drones A to F as appropriate.
  • the observation base F which is the final base, may not be allowed to wait for the drone F.
  • an operator staying at the observation base A operates the PC 3 and issues an observation start instruction.
  • the first drone A waiting at the observation base A takes off and observes the observation section AB.
  • drone B waiting at observation base B takes off and observes observation section BC.
  • the drones B to E sequentially observe the observation sections BC, CD, DE, and EF.
  • the observation bases B to E serving as relay points data relay is performed to transfer all observation data stored in the own device in the drones A to D to the next drones B to E.
  • the last drone E that has arrived at the observation base F stores the photographing data of all the observation sections AB to EF.
  • the operator staying at the observation base F operates the PC 3 and captures the photographing data stored in the drone E into the PC 3 via the base device 2, thereby photographing all the observation sections AB and EF.
  • the data can be displayed on the screen, and the operator can check the status of the entire observation area.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the drone 1 and the base device 2.
  • the drone 1 is a camera-mounted multicopter, and includes a rotor drive unit 11, a positioning unit 12, a camera 4, a data memory 13, a wireless communication unit 14, a power supply unit 15, a processor 16, and a nonvolatile memory. 17.
  • the rotor drive unit 11 includes a motor that drives a rotor (rotary blade), a control circuit that controls driving of the motor, and the like.
  • the motor is driven by electric power supplied from the power supply unit 15.
  • the data memory 13 stores photographing data (observation data) from the camera 4 and is composed of a memory card or the like.
  • the wireless communication unit 14 transmits / receives shooting data and control information to / from another drone 1, and transmits / receives shooting data and control information to / from the base device 2. And an antenna and a signal processing circuit for transmitting and receiving signals to and from the base device 2.
  • the wireless communication unit 14 may use a high-speed short-range wireless communication method such as WiGig (Wireless Gigabit (registered trademark)) or IEEE802.11ac (registered trademark), thereby transferring large-capacity shooting data in a short time. Therefore, the observation time of the entire observation area can be shortened.
  • the positioning unit 12 acquires the position information of the drone 1 by a satellite positioning system such as GPS (Global Positioning System), QZSS (Quasi-Zenith Satellite System) using a quasi-zenith satellite, and receives satellite signals. Antennas, signal processing circuits, and the like.
  • GPS Global Positioning System
  • QZSS Quadasi-Zenith Satellite System
  • positioning accuracy is improved. Can be improved.
  • positioning accuracy can be improved by using processing and information other than satellite positioning, such as map matching and correction by a gyro sensor.
  • the power supply unit 15 includes a power receiving unit (power receiving device) 32 including a power receiving coil and a control circuit for performing non-contact power transmission between the battery 31 and the base device 2, and power by non-contact power transmission. And a charging unit 33 for charging the battery 31.
  • the battery 31 is charged while the drone is waiting at the observation base.
  • the positioning using the quasi-zenith satellite can easily obtain the accuracy of about 1m to 3m, so the accuracy of the landing position is also about 1m to 3m, but this is combined with the cradle equipped with electrodes. Is difficult. For this reason, contactless power transmission is used in this embodiment. Further, since it is difficult to perform uniform power transmission throughout the landing area, it is preferable to employ a method that can automatically perform appropriate power transmission by directivity control or the like.
  • the non-volatile memory 17 stores a control program executed by the processor 16, control information related to a flight route, and the like.
  • the processor 16 executes flight control, imaging control, data relay control, and the like by executing a control program read from the nonvolatile memory 17.
  • the rotor drive unit 11 In the flight control, based on the flight route acquired from the non-volatile memory 17 and the position information acquired from the positioning unit, the rotor drive unit 11 so that the drone 1 flies at a required speed and altitude along a predetermined flight route. Control relating to the number of rotations of each rotor is performed.
  • control related to the start and stop of shooting in the camera 4 and switching of shooting modes is performed.
  • control related to landing at the observation base, transfer of shooting data with another drone, take-off from the observation base, and the like are performed.
  • the base device 2 includes a power transmission unit (power transmission device) 21, a wireless communication unit 22, a data memory 23, an interface (IF) 24, a processor 25, and a nonvolatile memory 26.
  • the power transmission unit 21 includes a power transmission coil for performing contactless power transmission with the drone 1 and its control circuit.
  • the power transmission unit 21 is supplied with power from a commercial power source.
  • the wireless communication unit 22 transmits / receives shooting data and control information to / from the drone 1 and includes an antenna and a signal processing circuit that transmit / receive signals to / from the drone 1.
  • the data memory 23 stores photographing data received from the drone 1 by the wireless communication unit 22, and is composed of a memory card or the like.
  • the nonvolatile memory 26 stores a control program executed by the processor 25, control information related to a flight route, and the like.
  • the processor 25 controls the power transmission unit 21, the wireless communication unit 22, the drone 1, and the like by executing the control program read from the nonvolatile memory 26.
  • the interface 24 exchanges data with the PC 3.
  • the shooting data stored in the data memory 23 is transferred to the PC 3 via the interface 24, and the shooting data is stored in the PC 3.
  • the memory card constituting the data memory 23 may be removed from the base device 2 and inserted into the memory slot of the PC 3.
  • the PC 3 can make various settings related to the drone 1 and appropriately change the control information of the drone 1 via the base device 2. At this time, information input by the PC 3 is transmitted to the drone 1 via the interface 24 and the wireless communication unit 22. In the drone 1, the control information in the nonvolatile memory 17 is rewritten based on the information received from the base device 2.
  • the operator operates the PC 3 to input information on the flight route and the observation base, and this information is stored in the first drone 1 as control information, and the data relay
  • the control information is sequentially transferred to the next drone 1 together with the photographing data.
  • the information input by the operator can be notified to all the drones 1, the flight of each drone 1 can be controlled, and the drone 1 can perform appropriate observation according to the situation. Good observations can be made.
  • observation is started according to the emergency early warning of the occurrence of a disaster transmitted from the emergency early warning distribution system 5 such as ETWS (Earthquake and Tsunami Warning System).
  • ETWS Earthquake and Tsunami Warning System
  • an observation start notification (alert output) is performed, and the operator instructs the base device 2 to start observation in response to this.
  • the observation start instruction is transmitted to the drone 1, and the drone 1 takes off in response to the observation start instruction and starts observation.
  • the observation start instruction may be transmitted from the base device 2 to the drone 1 without the operator's operation.
  • the drone 1 itself may receive the emergency bulletin from the emergency bulletin distribution system 5 and start observation.
  • the occurrence of a disaster is detected by the emergency bulletin from the emergency bulletin distribution system 5, but a seismic intensity meter may be provided in the base unit 2 to detect an earthquake. Any other information that can trigger the observation can be used.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing the state of the shooting data stored in the data memory 13 of each drone 1.
  • shooting data is stored in the data memory 13 by shooting with the camera 4 while flying in the observation section. Then, when the drone 1 finishes the observation of the observation section and arrives at the next observation base, the shooting data stored in the data memory 13 of the drone 1 is transferred (copied) to the drone 1 waiting at the observation base. Data relay is performed. The data relay between the two drones is repeated every time the drone 1 arrives at the next observation base.
  • the data memory 13 of the last drone 1 that has arrived at the observation base serving as the destination is in a state in which the shooting data of all the observation sections are stored.
  • the transfer (copying) of the photographing data stored in the data memory 13 of the drone 1 to the base device 2 is also performed at the observation base in the middle. Therefore, the loss
  • the data relay between the drones 1 is sequentially repeated from the first drone 1 to the last drone 1, whereby the observation data of all the observation sections can be sent to the observation base serving as the destination. it can.
  • the drone 1 (drone E in the case of FIG. 5) holding the shooting data of all the observation sections arrives at the observation base serving as the destination. If not, it is necessary to continue the data relay between the drone 1 and send the image data of all the observation sections to the observation base that is the destination. Transfer the data to the next drone as it is.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an operation procedure at the time of data relay between the drones 1.
  • the first drone 1 deployed at the observation base where observation starts, when the switch is turned on and activated, the first drone 1 enters a standby state (ST101), and the operator performs an operation for instructing the observation start with the base apparatus 2. If the observation start instruction transmitted from the base device 2 is received in response to the above (Yes in ST102), it takes off from the observation base and starts observation (ST103).
  • the relay source drone 1 detects that it has landed at the next observation base based on the position information (Yes in ST104), it sends an arrival notification to the relay destination drone 1 (ST105).
  • the photographing data is transferred to the base device 2 (ST106).
  • transfer of shooting data is started (ST108), and when transfer of shooting data ends (Yes in ST109), transfer to the drone 1 of the relay destination is performed.
  • An end notification is transmitted (ST110).
  • the relay drone 1 starts charging (ST111), and when charging is completed (Yes in ST112), it enters a standby state (ST113).
  • the relay-source drone 1 starts charging immediately after the transfer of the shooting data, and prepares for the next observation. Therefore, when the next drone 1 arrives, it is possible to immediately take off and start flying after the data relay.
  • the relay destination drone 1 when the relay destination drone 1 is activated with the switch turned on, it enters a standby state (ST201).
  • a response is transmitted to the relay source drone 1 (ST203), and reception of imaging data is started (ST204).
  • a transfer end notification is received from the drone 1 as the relay source (Yes in ST205)
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the flight route of the drone 1 in accordance with the arrangement state of the observation bases.
  • each drone 1 standing by at the observation bases A to F performs observations by flying in the observation section between the observation bases A to F.
  • observation is started when the worker gives an observation start instruction at a manned observation base where the worker stays.
  • the drone 1 holding the observation data of all the observation sections is the manned observation base as the destination. The flight route of the drone is set to arrive at
  • the observation bases A and F are manned, the observation is started at the observation base A, and data relay is performed in one direction from the observation base A to the observation base F.
  • the data relay is terminated, and the worker staying at the observation base F analyzes the photographing data. In this case, the observation base F does not have to wait for the drone 1.
  • observation bases A and F are manned as in the example shown in FIG. 7A, and observation is started at observation base A and observation is ended at observation base F.
  • An operator staying at the observation base F analyzes the photographing data.
  • the route from the observation base C to the observation base F directly and the observation base C to the observation base F via the observation bases D and E in turn.
  • Data relay is performed in parallel with the route that heads. In this case, at the observation base C, it is necessary to wait for two drones 1.
  • observation base A In the example shown in FIG. 7C, only observation base A is manned, observation starts from observation base A, and observation base A sequentially passes observation bases B, C, D, E, and F.
  • observation base A In the example shown in FIG. 7C, only observation base A is manned, observation starts from observation base A, and observation base A sequentially passes observation bases B, C, D, E, and F.
  • the data relay between the drone 1 is performed so as to circulate through the observation bases A to F, the data relay is terminated when the last drone 1 arrives at the observation base A, and the observation base A The staying worker analyzes the shooting data.
  • observation is started at the observation base A, and data relay is performed in one direction from the observation base A to the observation base F.
  • the observation base F ends the observation, but only the observation base A is manned, and it is necessary to send the imaging data of all observation sections to the observation base A.
  • the drone 1 waiting at the observation base F is returned to the observation base E, and data relay is performed in the reverse direction from the observation base F to the observation base A.
  • the last drone 1 is sent to the observation base A.
  • the data relay is terminated, and the worker staying at the observation base A analyzes the photographing data.
  • the data relay between the drone 1 reciprocates between the observation bases A and F.
  • the observation may be added again when flying again, or the observation may be omitted for the section once observed.
  • the former can improve the observation accuracy, and the latter can reduce power consumption, charging time, amount of installed memory, data transfer time, and the like.
  • the observation base A is manned, the observation starts at the observation base A, and the last drone 1 arrives at the observation base A. Then, the worker staying at the observation base A analyzes the photographic data, but returns to the observation base C from the observation base C via the observation bases D, E, F, that is, the observation bases C, D, E , F, the data relay between the drones is performed.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the flight status of the drone 1 when the worker is not present at all the observation bases where the worker normally stays.
  • FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11 are explanatory diagrams showing an example of the flight status of the drone 1 when the worker is absent at any of the observation bases where the worker normally stays.
  • observation bases A, C, and F are manned observation bases where workers normally stay, and workers staying at observation base A receive an emergency early warning of a disaster and start observation.
  • the observation starts from the observation base A, and the drones A to E waiting at the observation bases A to E sequentially observe the observation sections AB to EF.
  • the drone E holding the photographing data of all the observation sections AB to EF arrives at the observation base F by the data relay between the drones A to E, the data relay ends here and stays at the observation base F.
  • the operator analyzes the shooting data.
  • the observation base where the observation is started is changed, and another observation base where the worker stays is changed. To start observation.
  • the relay source drone 1 does not arrive at the observation base where the worker stays at a scheduled timing based on a predetermined observation start timing such as reception of emergency early warning of disaster occurrence. , Abandon the data relay and start observation from that observation base. That is, a parting start is performed in which the drone 1 standing by at the observation base is left without waiting for the arrival of the relay drone 1.
  • a predetermined margin (a predetermined margin) is required for the time required for the drone 1 to arrive at the target observation base after the first drone 1 waiting at the observation base scheduled to start observation normally starts. (For example, 1 minute) is added as a waiting time, and this waiting time is set for each observation station. If the relay drone 1 does not arrive at the observation station after the waiting time, Abandon drone 1 waiting to start.
  • the drone 1 may acquire information on whether the observation base is manned or unmanned from the base device 2 of the observation base that has arrived.
  • the example shown in FIG. 9 is a case where the worker is absent at the observation base A and the worker cannot issue an observation start instruction at the observation base A.
  • the drone B since the drone B does not arrive at the observation base C even after the waiting time from the predetermined observation start timing such as the reception of the emergency early warning of the occurrence of a disaster, the operator at the observation base C will receive the drone C from the observation base C. Give up and start.
  • the drone C When the drone C is started from the observation base C, the drone C, the drone D, and the drone E sequentially observe the observation sections CD, DE, and EF, and the drone E arrives at the final observation base F. At this time, by performing data relay in the order of drone C, drone D, and drone E, drone E holds the shooting data of observation sections CD, DE, and EF. Therefore, the drone E does not hold the photographing data of the observation sections AB and BC.
  • the observation section F is looped back and the observation sections AB and BC are observed.
  • the drone F, drone D, drone C, drone B After performing a data relay to transfer the shooting data of the drone E to the drone F waiting at the observation base F, the drone F, drone D, drone C, drone B from the observation base F to the observation base A
  • the drone B holding the imaging data of the observation sections CD, DE, and EF arrives at the observation base A.
  • the observation base C waits. Since there is no drone inside, the drone C flying from the observation base D is charged at the observation base C, and then the drone C continues to fly to the observation base B.
  • the drone C starts off at the observation base C. Since drone B is on standby and drone A is on standby at observation base B, it is only necessary to fly drone B and drone A to the next observation base in order. However, if the drone B arrives at the observation base C with a delay after the drone C has started, the data of the observation sections AB and BC have arrived at the observation base C. Since observation data for all sections are available when observation station D arrives at observation base C, observation may be terminated at observation base C. In this case, the analysis can be started early by ending the observation at the observation base C.
  • the order of the shooting data for each observation section stored in the data memory 13 is different from the actual order of the observation sections. Since the position information is added, it is possible to identify the observation data of which observation section even if the order of the shooting data is changed.
  • each drone remembers not only its own observation interval that was initially set, but also the entire observation interval, and when data relay to the next drone, the observation intervals that have been observed so far are also transferred together To do.
  • each drone can recognize the observed observation section from the information of the photographing data stored in the data memory. Thereby, each drone can know which observation section has not been observed yet, and can recognize its own observation section on the basis of it and can fly.
  • the example shown in FIG. 10 will be described.
  • the worker at the observation base F cannot analyze the photographing data.
  • the drone E holding the photographing data of all the observation sections AB to EF arrives at the observation base F
  • the next drone 1 turns back at the observation base F
  • the data is drone F, drone D, and drone C in this order.
  • the drone C holding the photographing data of all the observation sections AB to EF arrives at the observation base C, and the worker performs analysis work of the photographing data of all the observation sections AB to EF. be able to.
  • the example shown in FIG. 11 will be described.
  • the operator cannot give an instruction to start observation at the observation base A, and furthermore, the observation base C cannot make a parting start.
  • the drone E since the drone E does not arrive at the observation base F even after a predetermined waiting time from the predetermined observation start timing such as the reception of the emergency early warning of the occurrence of a disaster, the drone F is given up and started from the observation base F.
  • the drone F When the drone F is given off from the observation base F, the drone F, the drone E, the drone D, the drone C, and the drone B are made to fly in order from the observation base F to the observation base A. Then, when drone B arrives at observation base A, it turns back at observation base A, and drone A, drone C, drone D, drone E, and drone F fly in this order, and at this time, observation section AB-EF is observed. However, by performing data relay in the order of drone A, drone C, drone D, drone E, and drone F, drone F holding the photographing data of all the observation sections AB to EF arrives at the observation base F. As a result, the operator at the observation base F can analyze the photographing data of all the observation sections AB to EF.
  • the observation is performed on the return path from the observation base A to the observation base F.
  • the observation may be performed on the forward path from the observation base F to the observation base A.
  • observation may be performed on both the outward and return paths. In this case, the observation accuracy can be improved.
  • the drone 1 when the drone 1 does not arrive at the observation base where the drone 1 waits at the scheduled timing, the drone 1 makes a parting start. Even if the operator cannot give an observation start instruction because the worker cannot go to the observation base due to a failure, the observation can be started early.
  • the drone 1 when the drone 1 arrives at the observation base located at the end of the observation area, if observation of all observation sections is not completed, the observation data is returned at the observation base. It is designed to perform observations of missing observation sections, so that observation data of all observation sections can be reliably sent to manned observation bases, and workers can analyze the entire observation area. it can.
  • the data is returned to the manned observation base by turning back at the observation base. Relaying is performed, so that observation data of all observation sections can be reliably sent to manned observation bases, and an operator can analyze the entire observation area.
  • the drone 1 when the drone 1 arrives at the manned observation base in a state where the observation data of all the observation sections is stored in the data memory 13, the data relay is terminated. It is possible to avoid the drone 1 performing useless flight.
  • the drone 1 when the drone 1 arrives at the observation base, there is no standby drone 1 at the observation base, and charging is necessary when it is necessary to fly toward the next observation base. In this way, it is possible to fly to the next observation base, which ensures that the observation data of all observation sections can be sent to the manned observation base and the entire observation area can be analyzed. An operator can do it.
  • Such data relay control requires information on whether or not the worker stays at the observation base, but this information is manned to the base device 2 by the operator operating the base device 2 or the like. It is sufficient to keep it there.
  • the data relay control may be executed by the processor 25 of the base device 2 in addition to being executed by the processor 16 of the drone 1 itself.
  • the observation is started at the manned observation base where the worker stays, but the observation is started at the unmanned observation base where the worker does not stay. You may make it do.
  • the base device 2 or the drone 1 receives the emergency early warning of the occurrence of a disaster, the drone 1 is automatically taken off and observation is started.
  • the parting start is performed at the manned observation base where the worker stays.
  • the parting start may be performed at the unmanned observation base. Good.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an operation procedure when the drone 1 is closed and started.
  • the relay A notice is given to give up and start the previous drone 1 (ST306).
  • an observation start instruction is transmitted from the base device 2 to the drone 1 (ST308).
  • the observation start instruction is transmitted from the base device 2 to the drone 1.
  • the operation is not performed by the operator. (Omitting ST307), the base device 2 may transmit an observation start instruction to the drone 1.
  • FIG. 13 is a flowchart showing an operation procedure when the drone 1 is closed and started.
  • the procedure for determining a parting start is the same as the example shown in FIG. 12, and after receiving the emergency early warning of the occurrence of a disaster (Yes in ST401), there is no arrival notification from the drone 1 of the relay ( If the waiting time has passed (No in ST202) (Yes in ST403), the drone 1 makes a parting start (ST405).
  • the embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application.
  • the technology in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which changes, replacements, additions, omissions, and the like have been performed.
  • the flying object is a drone (multi-copter), but other flying objects such as a helicopter or an airplane may be used.
  • the observation device mounted on the flying object is a camera that captures the observation area.
  • the observation device is not limited to the camera, and the same applies to other observation devices. Can do.
  • the observation system and the observation method using the flying object according to the present disclosure can observe an observation area wider than the cruising range of the flying object, and further, an operator may go to the observation base due to a traffic infrastructure failure. Even if it is not possible or a failure occurs in the communication infrastructure, the operator can acquire observation data for all observation sections and analyze the entire observation area. It is useful as an observation system and an observation method for observing the situation in the observation area by allowing the flying object to fly autonomously along the observed route.
  • Non-volatile memory 1 drone 2 Base equipment 3 PC 4 Camera (observation device) 5 Emergency Bulletin Distribution System 11 Rotor Drive Unit 12 Positioning Unit 13 Data Memory (Storage Device) 14 Wireless communication unit (communication device) 15 Power unit 16 Processor 17 Non-volatile memory 21 Power transmission unit (power transmission device) 22 Wireless communication unit 23 Data memory 24 IF (interface) 25 Processor 26 Non-volatile memory 31 Battery 32 Power receiving unit (power receiving device) 33 Charger

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Abstract

ドローンの航続距離より広域な観測エリアの観測を行うことができ、さらに、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができない場合や、通信インフラに障害が発生した場合でも、全ての観測区間の観測データを作業者が取得して、観測エリア全体の分析を行うことができるようにする。ドローンが、自装置が待機する観測拠点から次の観測拠点までの観測区間を飛行して観測を行い、次の観測拠点に着陸すると、自装置に記憶された最初の観測区間以降の全ての観測データを、その観測拠点で待機する次のドローンに転送するデータリレーを行い、このドローン間のデータリレーを、全ての観測区間において順次繰り返すことで、全ての観測区間の観測データを、目的地となる観測拠点に送り届けるようにする。

Description

飛翔体を用いた観測システムおよび観測方法
　本開示は、観測エリア上に予め設定された観測ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、観測エリアの状況を観測する観測システムおよび観測方法に関するものである。
　地震などの道路に影響する災害が発生すると、交通規制や復旧などの対策を早急に講じるため、道路に異常がないかの点検を早期に実施する必要があり、例えば、国道では、震度４以上の地震が発生すると、管轄している道路の点検結果を３時間以内に報告するようになっている。
　道路の点検では、事務所や出張所などの拠点に滞在する作業者が自動車などを用いて道路を巡回する。しかし、道路が途中で通行不能であると、その先の道路の点検を実施することができない。また、道路や鉄道などの交通インフラに障害が発生して、作業者が拠点に出向くことができない場合があり、この場合、道路の点検そのものを実施することができない。また、通信回線などの通信インフラに障害が発生した場合には、拠点間で道路の点検結果を伝えることができないため、管轄している道路の全体の点検結果を報告することができない。
　そこで、作業者が自動車などを用いて道路を巡回する代わりに、ドローンなどの飛翔体を用いて道路の状況を観測することが考えられ、このような飛翔体を用いて観測を行う技術として、従来、予め設定された飛行ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、その飛翔体に搭載されたカメラで撮影を行い、撮影データをメモリに記憶させる技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２０１３－１４８５３２号公報
　さて、飛翔体を用いて観測する場合、電動モータで飛行する飛翔体を用いることが簡便であるが、電池の容量の問題から航続距離が制限されるため、観測エリアが広域である場合には、１機の飛翔体で観測エリア全体を観測することが困難な場合がある。このような場合、航続距離を超えない範囲を１機の飛翔体の観測区間として、その観測区間をおいて設置された観測拠点に作業者が滞在して、逐一、飛翔体を飛行させる必要がある。
　したがって、飛翔体を用いて観測する方法では、道路が途中で通行不能である場合でも道路の全体を点検することができる点で効果が得られるものの、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができない場合には、観測区間の観測ができず、また、通信インフラに障害が発生した場合には、全ての観測区間の観測結果を１箇所に集約することができないという問題が依然として残る。
　本開示は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、飛翔体の航続距離より広域な観測エリアの観測を行うことができ、さらに、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができない場合や、通信インフラに障害が発生した場合でも、全ての観測区間の観測データを作業者が取得して、観測エリア全体の分析を行うことができるように構成された飛翔体を用いた観測システムおよび観測方法を提供することにある。
　本開示の観測システムは、観測エリア上に予め設定された観測ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、観測エリアの状況を観測する観測システムであって、飛翔体の航続距離を超えない距離をおいて配置された複数の観測拠点にそれぞれ待機し、観測エリアの状況を観測する観測装置と、その観測装置による観測データを記憶する記憶装置と、観測データを別の飛翔体に転送する通信装置と、を有する複数の飛翔体を備え、飛翔体は、自装置が待機する観測拠点から次の観測拠点までの観測区間を飛行して観測を行い、次の観測拠点に着陸すると、記憶装置に記憶された最初の観測区間以降の全ての観測データを、その観測拠点で待機する次の飛翔体に転送するデータリレーを行う構成とする。
　また、本開示の観測方法は、観測エリア上に予め設定された観測ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、観測エリアの状況を観測する観測方法であって、飛翔体は、自装置が待機する観測拠点から次の観測拠点までの観測区間を飛行して観測を行い、次の観測拠点に着陸すると、自装置に記憶された最初の観測区間以降の全ての観測データを、その観測拠点で待機する次の飛翔体に転送するデータリレーを行い、飛翔体間のデータリレーを、全ての観測区間において順次繰り返すことで、全ての観測区間の観測データを、目的地となる観測拠点に送り届ける構成とする。
　本開示によれば、複数の観測拠点にそれぞれ待機する複数の飛翔体が、観測エリアを分担して観測するため、飛翔体の航続距離より広域な観測エリアの観測を効率よく行うことができる。そして、データリレーが最初の飛翔体から最後の飛翔体まで順次繰り返されることで、最後の飛翔体の記憶装置には全ての観測区間の観測データが記憶された状態となる。これにより、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができない場合や、通信インフラに障害が発生した場合でも、全ての観測区間の観測データを作業者が取得して、観測エリア全体の分析を行うことができる。
図１は、本実施形態に係るドローン１および拠点装置２を示す説明図である。 図２は、観測エリア上に設定される観測ルートおよび観測拠点の一例を示す説明図である。 図３は、ドローン１間で行われるデータリレーを示す説明図である。 図４は、ドローン１および拠点装置２の概略構成を示すブロック図である。 図５は、各ドローン１のデータメモリ１３に記憶された撮影データの状況を示す説明図である。 図６は、ドローン１間のデータリレー時の動作手順を示すフロー図である。 図７は、観測拠点の配置状況に応じたドローン１の飛行ルートの例を示す説明図である。 図８は、作業者が通常滞在する観測拠点の全てで作業者が不在でない場合のドローン１の飛行状況の一例を示す説明図である。 図９は、作業者が通常滞在する観測拠点のいずれかで作業者が不在となった場合のドローン１の飛行状況の一例を示す説明図である。 図１０は、作業者が通常滞在する観測拠点のいずれかで作業者が不在となった場合のドローン１の飛行状況の一例を示す説明図である。 図１１は、作業者が通常滞在する観測拠点のいずれかで作業者が不在となった場合のドローン１の飛行状況の一例を示す説明図である。 図１２は、ドローン１を見切り発進させるときの動作手順を示すフロー図である。 図１３は、ドローン１を見切り発進させるときの動作手順を示すフロー図である。
　前記課題を解決するためになされた第１の開示は、観測エリア上に予め設定された観測ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、観測エリアの状況を観測する観測システムであって、飛翔体の航続距離を超えない距離をおいて配置された複数の観測拠点にそれぞれ待機し、観測エリアの状況を観測する観測装置と、その観測装置による観測データを記憶する記憶装置と、観測データを別の飛翔体に転送する通信装置と、を有する複数の飛翔体を備え、飛翔体は、自装置が待機する観測拠点から次の観測拠点までの観測区間を飛行して観測を行い、次の観測拠点に着陸すると、記憶装置に記憶された最初の観測区間以降の全ての観測データを、その観測拠点で待機する次の飛翔体に転送するデータリレーを行う構成とする。
　これによると、複数の観測拠点にそれぞれ待機する複数の飛翔体が、観測エリアを分担して観測するため、飛翔体の航続距離より広域な観測エリアの観測を効率よく行うことができる。そして、データリレーが最初の飛翔体から最後の飛翔体まで順次繰り返されることで、最後の飛翔体の記憶装置には全ての観測区間の観測データが記憶された状態となる。これにより、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができない場合や、通信インフラに障害が発生した場合でも、全ての観測区間の観測データを作業者が取得して、観測エリア全体の分析を行うことができる。
　また、第２の開示は、リレー元の飛翔体が観測拠点に着陸すると、リレー元の飛翔体からリレー先の飛翔体への観測データの転送を開始し、この観測データの転送が終了すると、リレー先の飛翔体が離陸して観測を開始する構成とする。
　これによると、データリレーを円滑にかつ迅速に行うことができる。
　また、第３の開示は、観測装置は、観測エリアを撮影するカメラであり、観測データは、カメラから出力される撮影データである構成とする。
　これによると、観測エリアを撮影した撮影データで観測エリアの状況を分析することができる。
　また、第４の開示は、さらに、複数の観測拠点にそれぞれ設置され、待機中の飛翔体に充電用電力を非接触電力伝送により供給する送電装置を備えている構成とする。
　これによると、飛翔体の着陸位置に多少の誤差があっても、飛翔体の電池を充電することができる。
　また、第５の開示は、通信装置は、無線通信により観測データを次の飛翔体に転送する構成とする。
　これによると、飛翔体の着陸位置に多少の誤差があっても、撮影データの転送を行うことができる。この場合、高速な近距離無線通信方式を採用することで、飛翔体間での観測データの転送を速やかに行うことができる。
　また、第６の開示は、飛翔体は、自身が待機する観測拠点に、前の飛翔体が予定のタイミングで到着しない場合には、前の飛翔体の到着を待たずに見切り発進する構成とする。
　これによると、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができないために、作業者が観測開始指示を出すことができない場合でも、観測を開始することができる。この場合、観測開始時点である災害発生時点から所定の待ち時間が経過した時点を予定のタイミングとし、待ち時間が過ぎても、前の飛翔体が到着しない場合に、見切り発進するようにするとよい。
　また、第７の開示は、複数の飛翔体は、観測エリアの終端に位置する観測拠点に飛翔体が到着したときに、全ての観測区間の観測が終了していない場合には、その観測拠点で折り返して、観測データが欠如している観測区間の観測を行う構成とする。
　これによると、全ての観測区間の観測データを目的地となる観測拠点に確実に送り届けることができる。
　また、第８の開示は、複数の飛翔体は、観測エリアの終端に位置する観測拠点に飛翔体が到着したときに、その観測拠点が無人である場合には、その観測拠点で折り返して、有人の観測拠点に向けてデータリレーを継続する構成とする。
　これによると、全ての観測区間の観測データを有人の観測拠点に確実に送り届けることができる。
　また、第９の開示は、飛翔体は、記憶装置に全ての観測区間の観測データが記憶された状態で、有人の観測拠点に到着すると、データリレーを終了する構成とする。
　これによると、飛翔体が無駄な飛行を行うことを避けることができる。
　また、第１０の開示は、飛翔体は、観測拠点に到着した際に、その観測拠点に待機中の飛翔体が存在せず、かつ、次の観測拠点に向けて飛行する必要がある場合には、充電を行った上で、次の観測拠点に向けて飛行する構成とする。
　これによると、全ての観測区間の観測データを目的地となる観測拠点に確実に送り届けることができる。ここで、次の観測拠点に向けて飛行する必要がある場合とは、例えば、一部の観測区間の観測が未了である場合や、到着した観測拠点が無人である場合である。
　また、第１１の開示は、観測エリア上に予め設定された観測ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、観測エリアの状況を観測する観測方法であって、飛翔体は、自装置が待機する観測拠点から次の観測拠点までの観測区間を飛行して観測を行い、次の観測拠点に着陸すると、自装置に記憶された最初の観測区間以降の全ての観測データを、その観測拠点で待機する次の飛翔体に転送するデータリレーを行い、飛翔体間のデータリレーを、全ての観測区間において順次繰り返すことで、全ての観測区間の観測データを、目的地となる観測拠点に送り届ける構成とする。
　これによると、第１の開示と同様に、飛翔体の航続距離より広域な観測エリアの観測を行うことができ、さらに、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができない場合や、通信インフラに障害が発生した場合でも、全ての観測区間の観測データを作業者が取得して、観測エリア全体の分析を行うことができる。
　以下、本開示の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本実施形態に係るドローン１および拠点装置２を示す説明図である。
　この観測システムは、例えば国道事務所などの道路管理者が、災害発生時に管轄する道路の状況を点検する用途などに用いられるものであり、ドローン（飛翔体）１と、拠点装置２と、ＰＣ（設定装置）３と、を備えている。
　ドローン１は、観測対象エリア上に予め設定された観測ルートに沿って自律飛行して、観測対象エリアの状況を上空から観測するものであり、ドローン１の航続距離、すなわちドローン１が連続飛行可能な距離をおいて観測ルートに沿って配置された複数の観測拠点にそれぞれ配備されている。本実施形態では、ドローン１が、カメラ（観測装置）４を備えており、カメラ４により観測エリアが撮影される。
　拠点装置２は、各観測拠点に設置される。観測拠点は、国道事務所の出張所、市役所などの庁舎、駅舎、ビルなど、観測ルートの近傍に存在する適宜な建造物などに設けられる。拠点装置２では、電動で飛行するドローン１の充電や、ドローン１のカメラ４による撮影データ（観測データ）の記憶などが行われる。
　拠点装置２では、平時に少なくとも１機のドローン１が充電完了状態で待機し、災害発生時などの有事には、観測を開始する観測拠点に待機しているドローン１が離陸して次の観測拠点との間の観測区間の観測を行う。また、中間の観測拠点では、前の観測拠点から飛来したドローン１が着陸し、観測拠点に待機しているリレー先のドローン１との間で撮影データを転送するデータリレーを行い、その後、リレー先のドローン１が離陸して次の観測拠点との間の観測区間の観測を行う。また、リレー元のドローン１は、拠点装置２により充電が行われ、観測拠点で待機する。
　ＰＣ３は、ドローン１および拠点装置２に関する各種の設定作業などを作業者が行うものである。例えば、ドローン１の飛行ルートがＰＣ３を用いて設定される。また、ＰＣ３では、ドローン１から拠点装置２を介して取得した撮影データを画面表示させて、作業者が観測エリアの状況を確認する。
　次に、観測エリア上に設定される観測ルートおよび観測拠点について説明する。図２は、観測エリア上に設定される観測ルートおよび観測拠点の一例を示す説明図である。
　図２に示す例では、観測エリアを所定の範囲の道路としており、道路に沿った観測ルートの近傍に複数の観測拠点Ａ～Ｆが設置されている。この観測拠点Ａ～Ｆは、ドローン１の航続距離（例えば数ｋｍ）を超えない距離をおいて設置されており、観測拠点に待機する１機のドローン１が、隣り合う２つの観測拠点Ａ～Ｆの間の観測区間ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＥ，ＥＦを担当し、その観測区間ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＥ，ＥＦを飛行して撮影を行う。
　なお、災害発生時などの有事には、早期に観測エリア全体の観測結果を取得する必要がある。例えば、災害発生時の道路点検では、対象となる道路の全区間における異常の有無を早期（例えば国道の場合には３時間以内）に把握する必要がある。このため、観測エリアが極めて広い場合、例えば１００ｋｍを超える場合には、観測エリアを適切な範囲（例えば数１０ｋｍ）で複数のエリアに分割して、その分割エリアで並行して各々複数のドローンによる観測を行うようにするとよい。
　次に、ドローン１間で行われるデータリレーについて説明する。図３は、ドローン１間で行われるデータリレーを示す説明図である。なお、本実施形態では、説明の便宜上、観測拠点Ａ～Ｆに待機しているドローン１をそれぞれ適宜にドローンＡ～Ｆとして説明する。なお、最終拠点である観測拠点ＦにはドローンＦを待機させないようにしてもよい。
　災害発生時などの有事には、観測拠点Ａに滞在する作業者がＰＣ３を操作して観測開始指示を出す。この観測開始指示に応じて、観測拠点Ａに待機している最初のドローンＡが飛び立って観測区間ＡＢの観測を行う。ドローンＡが観測拠点Ｂに到着すると、観測拠点Ｂに待機しているドローンＢが飛び立って観測区間ＢＣの観測を行う。以降、ドローンＢ～Ｅが、観測区間ＢＣ，ＣＤ，ＤＥ，ＥＦの観測を順次行う。
　このとき、中継地点となる観測拠点Ｂ～Ｅにおいては、ドローンＡ～Ｄにおいて自装置に記憶された観測開始以降の全ての観測データを次のドローンＢ～Ｅに転送するデータリレーが行われる。このため、観測拠点Ｆに到着した最後のドローンＥには、全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データが記憶されている。これにより、観測拠点Ｆに滞在する作業者がＰＣ３を操作して、ドローンＥに記憶されている撮影データを、拠点装置２を介してＰＣ３に取り込むことで、全ての観測区間ＡＢ，ＥＦの撮影データを画面表示させて、作業者が観測エリア全体の状況を確認することができる。
　次に、ドローン１および拠点装置２の概略構成について説明する。図４は、ドローン１および拠点装置２の概略構成を示すブロック図である。
　ドローン１は、カメラ搭載型のマルチコプターであり、ロータ駆動ユニット１１と、測位ユニット１２と、カメラ４と、データメモリ１３と、無線通信ユニット１４と、電源ユニット１５と、プロセッサ１６と、不揮発メモリ１７と、を備えている。
　ロータ駆動ユニット１１には、ロータ（回転翼）を駆動するモータや、モータの駆動を制御する制御回路などで構成される。モータは、電源ユニット１５から供給される電力により駆動する。
　データメモリ１３は、カメラ４による撮影データ（観測データ）を記憶するものであり、メモリカードなどで構成される。
　無線通信ユニット１４は、他のドローン１との間で撮影データおよび制御情報の送受信を行い、また、拠点装置２との間で撮影データおよび制御情報の送受信を行うものであり、他のドローン１や拠点装置２との間で信号を送受信するアンテナや信号処理回路などで構成される。この無線通信ユニット１４には、ＷｉＧｉｇ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｇｉｇａｂｉｔ、登録商標）あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ（登録商標）などの高速近距離無線通信方式を用いるとよく、これにより、大容量の撮影データの転送を短時間で実施することができるため、観測エリア全体の観測時間を短縮することができる。
　測位ユニット１２は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）、準天頂衛星を利用したＱＺＳＳ（Ｑｕａｓｉ－Ｚｅｎｉｔｈ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）などの衛星測位システムにより、ドローン１の位置情報を取得するものであり、衛星の信号を受信するアンテナや信号処理回路などで構成される。
　ここで、ＧＰＳによる測位および準天頂衛星を利用した測位のいずれか一方のみでもよいが、双方の測位を実施して、双方の測位結果に基づいて位置情報を取得するようにすると、測位精度を向上させることができる。また、観測拠点に着陸する際には、観測拠点に待機中のドローンの近傍に着陸する必要があるため、測位に高い精度が要求されるため、準天頂衛星を利用した測位を行うとよい。このとき、マップマッチングやジャイロセンサによる補正など、衛星測位以外の処理や情報を併用することによって測位精度を向上させることも出来る。
　電源ユニット１５は、電池３１と、拠点装置２との間で非接触電力伝送を行うための受電コイルおよびその制御回路などで構成される受電部（受電装置）３２と、非接触電力伝送による電力で電池３１を充電する充電部３３とを備えている。電池３１の充電は、ドローンが観測拠点に待機している間に行われる。
　ここで、準天頂衛星を利用した測位では、１ｍ～３ｍ程度の精度が容易に得られるため、着陸位置の精度も１ｍ～３ｍ程度となるが、これでは、電極を備えたクレードルに合体させることは難しい。このため、本実施形態では非接触電力伝送を用いる。また、着陸エリアの全体で均一な電力伝送を行うことは難しいため、指向性制御などにより自動で適切な電力伝送を行うことができる方式を採用するとよい。
　不揮発メモリ１７は、プロセッサ１６で実行される制御用プログラムや、飛行ルートなどに関する制御情報などを記憶する。
　プロセッサ１６は、不揮発メモリ１７から読み出した制御用プログラムを実行することで、飛行制御、撮影制御、データリレー制御などを行う。
　飛行制御では、不揮発メモリ１７から取得した飛行ルート、および測位ユニットから取得した位置情報に基づいて、所定の飛行ルートに沿って所要の速度および高度でドローン１が飛行するように、ロータ駆動ユニット１１における各ロータの回転数などに関する制御が行われる。
　撮影制御では、カメラ４における撮影の開始および停止や、撮影モード（静止画または動画）の切り替えなどに関する制御が行われる。データリレー制御では、観測拠点への着陸、他のドローンとの間での撮影データの転送、観測拠点からの離陸などに関する制御が行われる。
　拠点装置２は、送電ユニット（送電装置）２１と、無線通信ユニット２２と、データメモリ２３と、インタフェイス（ＩＦ）２４と、プロセッサ２５と、不揮発メモリ２６と、を備えている。
　送電ユニット２１は、ドローン１との間で非接触電力伝送を行うための送電コイルや、その制御回路などで構成される。この送電ユニット２１には商用電源の電力が供給される。
　無線通信ユニット２２は、ドローン１との間で撮影データおよび制御情報の送受信を行うものであり、ドローン１との間で信号を送受信するアンテナや信号処理回路などで構成される。
　データメモリ２３は、無線通信ユニット２２によりドローン１から受信した撮影データを記憶するものであり、メモリカードなどで構成される。
　不揮発メモリ２６は、プロセッサ２５で実行される制御用プログラムや、飛行ルートなどに関する制御情報などを記憶する。
　プロセッサ２５は、不揮発メモリ２６から読み出した制御用プログラムを実行することで、送電ユニット２１および無線通信ユニット２２や、ドローン１などの制御を行う。
　インタフェイス２４は、ＰＣ３との間でデータのやり取りを行うものであり、本実施形態では、インタフェイス２４を介して、データメモリ２３に記憶された撮影データがＰＣ３に転送され、ＰＣ３で撮影データを画面表示させることができる。なお、データメモリ２３を構成するメモリカードを、拠点装置２から取り外してＰＣ３のメモリスロットに挿入するようにしてもよい。
　また、ＰＣ３では、ドローン１に関する各種の設定を行い、拠点装置２を介してドローン１の制御情報を適宜に変更することができる。このとき、ＰＣ３で入力された情報が、インタフェイス２４および無線通信ユニット２２を介して、ドローン１に送信される。ドローン１では、拠点装置２から受信した情報に基づいて、不揮発メモリ１７の制御情報が書き換えられる。
　これにより、各ドローンの飛行ルートや最終目的地となる観測拠点を適宜に変更したり、観測拠点に滞在する作業者の有無をドローンに通知したりすることができる。この場合、例えば、観測を開始する観測拠点において、作業者がＰＣ３を操作して、飛行ルートや観測拠点に関する情報を入力して、この情報を制御情報として最初のドローン１に記憶させ、データリレーの際に、撮影データとともに制御情報を次のドローン１に順次転送する。これにより、作業者が入力した情報を全てのドローン１に通知することができ、各ドローン１の飛行を制御して、状況に応じた適切な観測をドローン１に実施させることができ、効率のよい観測を行うことができる。
　ところで、本実施形態では、ＥＴＷＳ（地震および津波の警報配信システム：Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ａｎｄ　Ｔｓｕｎａｍｉ　Ｗａｒｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）などの緊急速報配信システム５から送信される災害発生の緊急速報に応じて観測を開始する。
　すなわち、拠点装置２において、緊急速報配信システム５からの緊急速報を受信すると、観測開始の報知（アラートの出力）が行われ、これに応じて作業者が拠点装置２で観測開始を指示する操作を行うと、観測開始指示がドローン１に送信され、この観測開始指示に応じてドローン１が離陸して観測を開始する。
　また、緊急速報配信システム５からの緊急速報を拠点装置２が受信すると、作業者の操作を介さずに、拠点装置２からドローン１に観測開始指示が送信されるようにしてもよい。また、緊急速報配信システム５からの緊急速報をドローン１自身が受信して観測を開始するようにしてもよい。
　なお、本実施形態では、緊急速報配信システム５からの緊急速報により災害の発生を検知するようにしたが、拠点装置２に震度計を設けて地震を検知するようにしてもよい。その他、観測のトリガになるような情報であれば、どのような情報でも利用可能である。
　次に、各ドローン１のデータメモリ１３に記憶された撮影データの状況について説明する。図５は、各ドローン１のデータメモリ１３に記憶された撮影データの状況を示す説明図である。
　ドローン１では、観測区間を飛行しながらカメラ４で撮影を行うことで、データメモリ１３に撮影データが記憶される。そして、ドローン１が観測区間の観測を終了して次の観測拠点に到着すると、ドローン１のデータメモリ１３に記憶されている撮影データを、その観測拠点で待機しているドローン１に転送（コピー）するデータリレーが行われる。この２つのドローン間でのデータリレーは、ドローン１が次の観測拠点に到着するたびに繰り返される。
　このとき、リレー元のドローン１のデータメモリ１３に記憶された観測開始以降の全ての撮影データがリレー先のドローン１に転送される。すなわち、リレー元のドローン１自身が担当した観測区間の撮影データの他に、それ以前のドローン１が担当した観測区間の撮影データも同時にリレー先のドローン１に転送される。
　これにより、目的地となる観測拠点に到着した最後のドローン１のデータメモリ１３には、全ての観測区間の撮影データが記憶された状態となっており、この全ての観測区間の撮影データを拠点装置２に転送し、さらに、ＰＣ３に転送して画面表示させることで、作業者が全ての観測区間の状況を確認することができる。
　また、ドローン１のデータメモリ１３に記憶されている撮影データの拠点装置２への転送（コピー）は、途中の観測拠点でも行われる。これにより、ドローン１が失踪することによる観測途中での撮影データの消失を防ぐことができる。
　このように本実施形態では、ドローン１間のデータリレーを、最初のドローン１から最後のドローン１まで順次繰り返すことで、全ての観測区間の観測データを、目的地となる観測拠点に送り届けることができる。
　なお、本実施形態では、全ての観測区間の観測が終了しても、全ての観測区間の撮影データを保持したドローン１（図５の場合はドローンＥ）が、目的地となる観測拠点に到着していなければ、ドローン１間のデータリレーを継続して、全ての観測区間の撮影データを目的地となる観測拠点に送り届ける必要があり、このとき、ドローン１が保持する全ての観測区間の撮影データをそのまま次のドローンに転送する。
　次に、ドローン１間のデータリレー時の動作について説明する。図６は、ドローン１間のデータリレー時の動作手順を示すフロー図である。
　観測を開始する観測拠点に配備された最初（リレー元）のドローン１では、スイッチをオンとして起動させると、待機状態となり（ＳＴ１０１）、作業者が拠点装置２で観測開始を指示する操作を行うのに応じて拠点装置２から送信される観測開始指示を受信すると（ＳＴ１０２でＹｅｓ）、観測拠点から離陸して観測を開始する（ＳＴ１０３）。
　次に、リレー元のドローン１では、位置情報に基づいて次の観測拠点に着陸したことを検知すると（ＳＴ１０４でＹｅｓ）、リレー先のドローン１に到着通知を送信する（ＳＴ１０５）。ついで、拠点装置２に撮影データを転送する（ＳＴ１０６）。また、リレー先のドローン１からの応答を受信すると（ＳＴ１０７でＹｅｓ）、撮影データの転送を開始し（ＳＴ１０８）、撮影データの転送が終了すると（ＳＴ１０９でＹｅｓ）、リレー先のドローン１に転送終了通知を送信する（ＳＴ１１０）。
　次に、リレー元のドローン１では、充電を開始し（ＳＴ１１１）、充電が完了すると（ＳＴ１１２でＹｅｓ）、待機状態となる（ＳＴ１１３）。このように、リレー元のドローン１では、撮影データの転送が終了すると、即座に充電を開始し、次の観測に備える。このため、次のドローン１が到着すると、データリレーの後に、即座に離陸して飛行を開始することができる。
　一方、リレー先のドローン１では、スイッチをオンとして起動させると、待機状態となる（ＳＴ２０１）。そして、リレー元のドローン１からの到着通知を受信すると（ＳＴ２０２でＹｅｓ）、リレー元のドローン１に応答を送信し（ＳＴ２０３）、撮影データの受信を開始する（ＳＴ２０４）。そして、リレー元のドローン１からの転送終了通知を受信すると（ＳＴ２０５でＹｅｓ）、観測拠点から離陸して次の観測区間の観測を開始する（ＳＴ２０６）。
　以降、リレー先のドローン１が観測区間の観測を終了して次の観測拠点に着陸すると、リレー元のドローン１として前記と同様の手順でリレー先のドローン１との間でデータリレーが行われ、このドローン１間のデータリレーが順次繰り返される。
　次に、観測拠点の配置状況に応じたドローン１の飛行ルートについて説明する。図７は、観測拠点の配置状況に応じたドローン１の飛行ルートの例を示す説明図である。
　本実施形態では、観測拠点Ａ～Ｆに待機する各ドローン１が、観測拠点Ａ～Ｆの間の観測区間を飛行して観測を行う。このとき、観測拠点Ａ～Ｆのうち、作業者が滞在する有人の観測拠点で、作業者が観測開始指示を出すことで観測が開始される。また、有人の観測拠点で作業者が撮影データの分析を行うため、全ての観測区間の観測が終了すると、全ての観測区間の観測データを保持したドローン１が、目的地としての有人の観測拠点に到着するように、ドローンの飛行ルートが設定される。
　図７（Ａ）に示す例では、観測拠点Ａ，Ｆが有人であり、観測拠点Ａで観測を開始し、観測拠点Ａから観測拠点Ｆに向けて一方向に進むデータリレーが行われて、最後のドローン１が観測拠点Ｆに到着することでデータリレーを終了して、この観測拠点Ｆに滞在する作業者が撮影データの分析を行う。なお、この場合は、観測拠点Ｆにはドローン１を待機させておかなくてもよい。
　図７（Ｂ）に示す例では、図７（Ａ）に示す例と同様に、観測拠点Ａ，Ｆが有人であり、観測拠点Ａで観測を開始し、観測拠点Ｆで観測を終了して、この観測拠点Ｆに滞在する作業者が撮影データの分析を行うが、観測拠点Ｃから直接観測拠点Ｆに向かうルートと、観測拠点Ｃから観測拠点Ｄ，Ｅを順次経由して観測拠点Ｆに向かうルートとで、並行してデータリレーが行われる。この場合、観測拠点Ｃでは、２機のドローン１を待機させておく必要がある。
　図７（Ｃ）に示す例では、観測拠点Ａのみが有人であり、観測拠点Ａから観測を開始し、観測拠点Ａから観測拠点Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを順次経由して観測拠点Ａに戻る、すなわち、観測拠点Ａ～Ｆを循環するようにドローン１間のデータリレーが行われ、最後のドローン１が観測拠点Ａに到着することでデータリレーを終了して、観測拠点Ａに滞在する作業者が撮影データの分析を行う。
　図７（Ｄ）に示す例では、図７（Ａ）に示す例と同様に、観測拠点Ａで観測を開始し、観測拠点Ａから観測拠点Ｆに向けて一方向に進むデータリレーが行われて、観測拠点Ｆで観測を終了するが、観測拠点Ａのみが有人であり、全ての観測区間の撮影データを観測拠点Ａに送り届ける必要がある。このため、観測拠点Ｆで待機していたドローン１が観測拠点Ｅに引き返して、観測拠点Ｆから観測拠点Ａに向けて逆向きに進むデータリレーが行われ、最後のドローン１が観測拠点Ａに到着することでデータリレーを終了して、観測拠点Ａに滞在する作業者が撮影データの分析を行う。これにより、ドローン１間のデータリレーが観測拠点Ａ，Ｆの間を往復する状態となる。このとき、一度観測した区間においては、再度飛行する際にもう一度観測を追加しても良いし、一度観測した区間については観測を省いてもよい。前者は観測精度が向上することができ、後者は消費電力・充電時間・搭載メモリ量・データ転送時間などを縮小することができる。
　図７（Ｅ）に示す例では、図７（Ｄ）に示す例と同様に、観測拠点Ａのみが有人であり、観測拠点Ａで観測を開始し、最後のドローン１を観測拠点Ａに到着させて、観測拠点Ａに滞在する作業者が撮影データの分析を行うが、観測拠点Ｃ，Ｄの間と、観測拠点Ｃ，Ｅ，Ｆの間とにおいて、ドローン１間のデータリレーが往復する状態となる。
　図７（Ｆ）に示す例では、図７（Ｅ）に示す例と同様に、観測拠点Ａのみが有人であり、観測拠点Ａで観測を開始し、最後のドローン１を観測拠点Ａに到着させて、観測拠点Ａに滞在する作業者が撮影データの分析を行うが、観測拠点Ｃから観測拠点Ｄ，Ｅ，Ｆを経由して観測拠点Ｃに戻る、すなわち、観測拠点Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを循環するようにドローン間のデータリレーが行われる。
　次に、作業者が通常滞在する観測拠点で作業者が不在となった場合のドローン１の飛行状況について説明する。図８は、作業者が通常滞在する観測拠点の全てで作業者が不在でない場合のドローン１の飛行状況の一例を示す説明図である。図９、図１０、および図１１は、作業者が通常滞在する観測拠点のいずれかで作業者が不在となった場合のドローン１の飛行状況の一例を示す説明図である。
　図８に示す例では、観測拠点Ａ，Ｃ，Ｆが、作業者が通常滞在する有人の観測拠点となっており、観測拠点Ａに滞在する作業者が災害発生の緊急速報を受けて観測開始指示を出すことで、観測拠点Ａから観測を開始し、観測拠点Ａ～Ｅに待機するドローンＡ～Ｅが順次、観測区間ＡＢ～ＥＦの観測を行う。そして、ドローンＡ～Ｅ間でのデータリレーにより全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データを保持したドローンＥが観測拠点Ｆに到着すると、ここでデータリレーを終了して、観測拠点Ｆに滞在する作業者が撮影データの分析を行う。
　ここで、道路や鉄道などの交通インフラに障害が発生して、作業者が観測拠点Ａに出向くことができないために、観測拠点Ａで作業者が不在となると、観測拠点Ａで作業者が観測開始指示を出すことができない。また、同様の理由で、観測拠点Ｆで作業者が不在となると、観測拠点Ｆで作業者が撮影データの分析を行うことができない。
　そこで、本実施形態では、観測を開始するように予定された観測拠点で作業者が不在となった場合には、観測を開始する観測拠点を変更して、作業者が滞在する別の観測拠点で観測を開始するようにする。
　ここで、通信インフラに障害が発生していると、観測拠点に作業者が滞在しているか否かを判断することができない。このため、本実施形態では、作業者が滞在する観測拠点において、災害発生の緊急速報の受信などの所定の観測開始タイミングを基準にした予定のタイミングで、リレー元のドローン１が到着しない場合に、データリレーを断念して、その観測拠点から観測を開始する。すなわち、その観測拠点に待機するドローン１を、リレー元のドローン１の到着を待たずに出発させる見切り発進を行う。
　このとき、観測を開始するように予定された観測拠点に待機する最初のドローン１が正常に発進してから、対象となる観測拠点にドローン１が到着するまでに要する所要時間に所定のマージン（例えば１分間）を加えたものを待ち時間として、この待ち時間を観測拠点ごとに設定しておき、待ち時間を過ぎてもリレー元のドローン１が観測拠点に到着しない場合には、観測拠点に待機するドローン１を見切り発進させる。
　また、撮影データの分析を行うように予定された観測拠点で作業者が不在となった場合には、全ての観測区間の撮影データを送り届ける目的地となる観測拠点を変更して、作業者が滞在する別の観測拠点に、全ての観測区間の撮影データを保持したドローンを到着させるようにする。
　すなわち、全ての観測区間の撮影データを保持したドローンが、撮影データの分析を行うように予定された観測拠点に到着したとき、その観測拠点で作業者が滞在している場合には、その観測拠点でデータリレーを終了する。一方、その観測拠点で作業者が不在である場合には、全ての観測区間の撮影データを送り届ける目的地となる観測拠点を別の有人の観測拠点に変更して、データリレーを継続する。なお、ドローン１は、観測拠点が有人であるか無人であるかの情報を、到着した観測拠点の拠点装置２から取得するようにすればよい。
　図９に示す例は、観測拠点Ａで作業者が不在となり、観測拠点Ａで作業者が観測開始指示を出すことができない場合である。この場合、災害発生の緊急速報の受信などの所定の観測開始タイミングから待ち時間を過ぎても、ドローンＢが観測拠点Ｃに到着しないため、観測拠点Ｃの作業者が、観測拠点ＣからドローンＣを見切り発進させる。
　観測拠点ＣからドローンＣを見切り発進させると、ドローンＣ、ドローンＤ、ドローンＥが順次、観測区間ＣＤ，ＤＥ，ＥＦの観測を行い、ドローンＥが最終の観測拠点Ｆに到着する。このとき、ドローンＣ、ドローンＤ、ドローンＥの順でデータリレーを行うことで、ドローンＥは観測区間ＣＤ，ＤＥ，ＥＦの撮影データを保持しているが、観測拠点ＣでドローンＣが見切り発進したため、ドローンＥは観測区間ＡＢ，ＢＣの撮影データを保持していない。
　そこで、観測拠点Ｆで折り返して観測区間ＡＢ，ＢＣの観測を行う。このとき、ドローンＥの撮影データを観測拠点Ｆに待機するドローンＦに転送するデータリレーを行った上で、観測拠点Ｆから観測拠点Ａに向けて、ドローンＦ、ドローンＤ、ドローンＣ、ドローンＢの順でデータリレーを行うことで、観測区間ＣＤ，ＤＥ，ＥＦの撮影データを保持したドローンＢが観測拠点Ａに到着する。
　そして、ドローンＢの撮影データを観測拠点Ａに待機するドローンＡに転送するデータリレーを行った上で、観測拠点Ａから観測拠点Ｃに向けて、ドローンＡ、ドローンＣの順でデータリレーを行い、このとき、ドローンＡ、ドローンＣが順次、観測区間ＡＢ，ＢＣの観測を行う。これにより、全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データを保持したドローンＣが観測拠点Ｃに到着し、観測拠点Ｃにおいて作業者が全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データの分析作業を行うことができる。
　ここで、観測拠点Ａで作業者が不在なために観測開始指示を出すことができなかった場合には、観測拠点Ｄから観測拠点ＣへドローンＣが飛行した際に、観測拠点Ｃには待機中のドローンが存在しないことから、観測拠点Ｄから飛来したドローンＣを観測拠点Ｃで充電した上で、ドローンＣが続けて観測拠点Ｂまで飛行する。
　なお、観測拠点Ａで作業者がドローンＡに観測開始指示を出したものの、例えばドローンＢが遅れて観測拠点Ｃに到着したため、観測拠点ＣでドローンＣが見切り発進した場合には、観測拠点ＣにドローンＢが待機し、観測拠点ＢにドローンＡが待機しているため、このドローンＢ、ドローンＡを順に次の観測拠点まで飛行させればよい。ただし、ドローンＣの見切り発進後に、ドローンＢが遅れて観測拠点Ｃに到着した場合は、観測区間ＡＢ，ＢＣの撮影データが観測拠点Ｃに届いているので、折り返しの飛行の際に、ドローンＣが観測拠点Ｄから観測拠点Ｃに到着した段階で、全ての区間の観測データが揃うため、観測拠点Ｃで観測を終了してもよい。この場合、観測拠点Ｃで観測を終了することで早く分析を開始することができる。
　また、ドローンＡまたはドローンＢが事故などで失踪した場合には、観測拠点Ａまたは観測拠点Ｂに待機するドローンが存在しないため、観測拠点に飛来したドローンを充電した後に、そのドローンを次の観測拠点まで飛行させればよい。
　また、目的地となる観測拠点Ｃに到着したドローンＣでは、データメモリ１３に記憶された観測区間ごとの撮影データの順番が、実際の観測区間の順番と異なる状態となるが、撮影データには位置情報が付加されるため、撮影データの順番が変更されても、どの観測区間の撮影データかを識別することができる。
　なお、各ドローンは当初設定された自分の観測区間だけでなく、全体の観測区間を記憶しており、次のドローンにデータリレーをする際に、それまでの観測済みの観測区間も一緒に転送する。あるいは、各ドローンは、データメモリに記憶した撮影データの情報から、観測済みの観測区間を認識することができる。これにより、各ドローンはどの観測区間がまだ観測されていないかを知ることができ、それをもとに自分の観測区間を認識して飛行を行うことができる。
　次に、図１０に示す例について説明する。この例は、観測拠点Ｆで作業者が不在となり、観測拠点Ｆで作業者が撮影データの分析を行うことができない場合である。この場合、全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データを保持したドローンＥが観測拠点Ｆに到着すると、観測拠点Ｆで次のドローン１が折り返して、ドローンＦ、ドローンＤ、ドローンＣの順でデータリレーを行うことで、全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データを保持したドローンＣが観測拠点Ｃに到着し、ここで、作業者が全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データの分析作業を行うことができる。
　次に、図１１に示す例について説明する。この例は、観測拠点Ａ，Ｃで作業者が不在となり、観測拠点Ａで作業者が観測開始指示を出すことができず、さらに、観測拠点Ｃで見切り発進を行うことができない場合である。この場合、災害発生の緊急速報の受信などの所定の観測開始タイミングから待ち時間を過ぎても、ドローンＥが観測拠点Ｆに到着しないため、観測拠点ＦからドローンＦを見切り発進させる。
　観測拠点ＦからドローンＦを見切り発進させると、観測拠点Ｆから観測拠点Ａに向けて、ドローンＦ、ドローンＥ、ドローンＤ、ドローンＣ、ドローンＢを順に飛行させる。そして、ドローンＢが観測拠点Ａに到着すると、観測拠点Ａで折り返して、ドローンＡ、ドローンＣ、ドローンＤ、ドローンＥ、ドローンＦを順に飛行させ、このとき、観測区間ＡＢ～ＥＦの観測を行いながら、ドローンＡ、ドローンＣ、ドローンＤ、ドローンＥ、ドローンＦの順でデータリレーを行うことで、全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データを保持したドローンＦが観測拠点Ｆに到着する。これにより、観測拠点Ｆにおいて作業者が全ての観測区間ＡＢ～ＥＦの撮影データの分析作業を行うことができる。
　なお、図１１に示した例では、観測拠点Ａから観測拠点Ｆに向かう復路で観測を行うようにしたが、観測拠点Ｆから観測拠点Ａに向かう往路で観測を行うようにしてもよい。または、往路、復路ともに観測を行うようにしてもよい。この場合、観測精度を向上させることができる。
　このように、本実施形態では、ドローン１が、自身が待機する観測拠点に、前のドローン１が予定のタイミングで到着しない場合には、見切り発進するようにしており、これにより、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができないために、作業者が観測開始指示を出すことができない場合でも、早期に観測を開始することができる。
　また、本実施形態では、観測エリアの終端に位置する観測拠点にドローン１が到着したときに、全ての観測区間の観測が終了していない場合には、その観測拠点で折り返して、観測データが欠如している観測区間の観測を行うようにしており、これにより、全ての観測区間の観測データを有人の観測拠点に確実に送り届けることができ、観測エリア全体の分析を作業者が行うことができる。
　また、本実施形態では、観測エリアの終端に位置する観測拠点にドローンが到着したときに、その観測拠点が無人である場合には、その観測拠点で折り返して、有人の観測拠点に向けてデータリレーを行うようにしており、これにより、全ての観測区間の観測データを有人の観測拠点に確実に送り届けることができ、観測エリア全体の分析を作業者が行うことができる。
　また、本実施形態では、ドローン１が、データメモリ１３に全ての観測区間の観測データが記憶された状態で、有人の観測拠点に到着すると、データリレーを終了するようにしており、これにより、ドローン１が無駄な飛行を行うことを避けることができる。
　また、本実施形態では、ドローン１が、観測拠点に到着すると、その観測拠点に待機中のドローン１が存在せず、かつ、次の観測拠点に向けて飛行する必要がある場合には、充電を行った上で、次の観測拠点に向けて飛行するようにしており、これにより、全ての観測区間の観測データを有人の観測拠点に確実に送り届けることができ、観測エリアの全体の分析を作業者が行うことができる。
　なお、このようなデータリレー制御では、観測拠点における作業者の滞在の有無に関する情報が必要になるが、この情報は、作業者が拠点装置２を操作するなどして、拠点装置２に有人である旨を保持させておけばよい。また、データリレー制御は、ドローン１自身のプロセッサ１６が実行する他に、拠点装置２のプロセッサ２５が実行するものとしてもよい。
　なお、本実施形態では、図７～図１１に示したように、作業者が滞在する有人の観測拠点で観測を開始するようにしたが、作業者が滞在しない無人の観測拠点で観測を開始するようにしてもよい。この場合、拠点装置２またはドローン１において、災害発生の緊急速報を受信すると、自動でドローン１を離陸させて観測を開始する。
　また、本実施形態では、図９，図１１に示したように、作業者が滞在する有人の観測拠点で見切り発進を行うようにしたが、無人の観測拠点で見切り発進を行うようにしてもよい。
　次に、拠点装置２において見切り発進の報知を行う場合について説明する。図１２は、ドローン１を見切り発進させるときの動作手順を示すフロー図である。
　図１２に示す例では、拠点装置２において、災害発生の緊急速報を受信してから、所定の待ち時間が経過しても、リレー元のドローン１が到着しない場合に、見切り発進の報知（アラートの出力）を行い、この見切り発進の報知に応じて、作業者が観測開始を指示する操作を行うと、ドローン１に観測開始指示を送信する。
　具体的には、災害発生の緊急速報を受信すると（ＳＴ３０１でＹｅｓ）、経過時間のカウンタを開始する（ＳＴ３０２）。
　そして、リレー元のドローン１からの到着通知がなく（ＳＴ３０３でＮｏ）、かつ、カウント値が所定のしきい値を超えていない場合、すなわち、待ち時間を経過していない場合には（ＳＴ３０４でＮｏ）、カウンタ値を１増分して（ＳＴ３０５）、ＳＴ３０１に戻る。
　また、リレー元のドローン１からの到着通知がないまま（ＳＴ３０３でＮｏ）、カウント値が所定のしきい値を超えた場合、すなわち、待ち時間を経過した場合には（ＳＴ３０４でＹｅｓ）、リレー先のドローン１を見切り発進させる報知を行う（ＳＴ３０６）。そして、報知に応じて作業者が観測開始を指示する操作を行うと（ＳＴ３０７でＹｅｓ）、拠点装置２からドローン１に観測開始指示を送信する（ＳＴ３０８）。
　また、災害発生の緊急速報を受信したものの（ＳＴ３０１でＹｅｓ）、カウント値が所定のしきい値を超える前に（ＳＴ３０４でＮｏ）、リレー元のドローン１からの到着通知を受信した場合には（ＳＴ３０３でＹｅｓ）、拠点装置２としては特別な動作は行わない。
　なお、図１２に示した例では、作業者が観測開始を指示する操作を行った場合に、拠点装置２からドローン１に観測開始指示を送信するようにしたが、作業者の操作を介さずに（ＳＴ３０７を省略して）、拠点装置２からドローン１に観測開始指示を送信するようにしてもよい。
　次に、拠点装置２からの観測開始指示ではなく、ドローン１自身の判断で見切り発進が行われる場合について説明する。図１３は、ドローン１を見切り発進させるときの動作手順を示すフロー図である。
　図１３に示す例では、観測拠点に待機するドローン１において、災害発生の緊急速報を受信してから、所定の待ち時間が経過しても、リレー元のドローン１が到着しないと、見切り発進するようにしている。その他は、図６に示した例と同様である。
　ここで、見切り発進を判断する手順は、図１２に示した例と同様であり、災害発生の緊急速報を受信した後に（ＳＴ４０１でＹｅｓ）、リレー元のドローン１からの到着通知がないまま（ＳＴ２０２でＮｏ）、待ち時間を経過した場合には（ＳＴ４０３でＹｅｓ）、ドローン１が見切り発進する（ＳＴ４０５）。
　また、災害発生の緊急速報を受信したものの（ＳＴ４０１でＹｅｓ）、待ち時間が経過する前に（ＳＴ４０３でＮｏ）、リレー元のドローン１からの到着通知を受信した場合には（ＳＴ２０２でＹｅｓ）、ドローン１が通常発進する。すなわち、図６に示したＳＴ２０３以降の動作に進み、撮影データの転送の後に離陸して観測を開始する。
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記の実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
　例えば、前記の実施形態では、飛翔体をドローン（マルチコプター）としたが、ヘリコプターや飛行機などのその他の飛翔体であってもよい。
　また、前記の実施形態では、災害発生時の道路の状況を観測する用途について説明したが、その他の用途で用いられる観測システムであってもよい。
　また、前記の実施形態では、飛翔体に搭載される観測装置を、観測エリアを撮影するカメラとしたが、観測装置はカメラに限定されるものではなく、その他の観測装置でも同様に適用することができる。
　本開示に係る飛翔体を用いた観測システムおよび観測方法は、飛翔体の航続距離より広域な観測エリアの観測を行うことができ、さらに、交通インフラの障害により作業者が観測拠点に出向くことができない場合や、通信インフラに障害が発生した場合でも、全ての観測区間の観測データを作業者が取得して、観測エリア全体の分析を行うことができる効果を有し、観測エリア上に予め設定された観測ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、観測エリアの状況を観測する観測システムおよび観測方法などとして有用である。
１　ドローン（飛翔体）
２　拠点装置
３　ＰＣ
４　カメラ（観測装置）
５　緊急速報配信システム
１１　ロータ駆動ユニット
１２　測位ユニット
１３　データメモリ（記憶装置）
１４　無線通信ユニット（通信装置）
１５　電源ユニット
１６　プロセッサ
１７　不揮発メモリ
２１　送電ユニット（送電装置）
２２　無線通信ユニット
２３　データメモリ
２４　ＩＦ（インタフェイス）
２５　プロセッサ
２６　不揮発メモリ
３１　電池
３２　受電部（受電装置）
３３　充電部

Claims (11)

  1. 　観測エリア上に予め設定された観測ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、前記観測エリアの状況を観測する観測システムであって、
    　前記飛翔体の航続距離を超えない距離をおいて配置された複数の観測拠点にそれぞれ待機し、前記観測エリアの状況を観測する観測装置と、その観測装置による観測データを記憶する記憶装置と、前記観測データを別の前記飛翔体に転送する通信装置と、を有する複数の前記飛翔体を備え、
    　前記飛翔体は、自装置が待機する前記観測拠点から次の前記観測拠点までの観測区間を飛行して観測を行い、次の前記観測拠点に着陸すると、前記記憶装置に記憶された最初の前記観測区間以降の全ての観測データを、その観測拠点で待機する次の前記飛翔体に転送するデータリレーを行うことを特徴とする観測システム。
  2. 　リレー元の前記飛翔体が前記観測拠点に着陸すると、リレー元の前記飛翔体からリレー先の前記飛翔体への前記観測データの転送を開始し、この観測データの転送が終了すると、リレー先の前記飛翔体が離陸して観測を開始することを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  3. 　前記観測装置は、前記観測エリアを撮影するカメラであり、前記観測データは、前記カメラから出力される撮影データであることを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  4. 　さらに、複数の前記観測拠点にそれぞれ設置され、待機中の前記飛翔体に充電用電力を非接触電力伝送により供給する送電装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  5. 　前記通信装置は、無線通信により前記観測データを次の前記飛翔体に転送することを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  6. 　前記飛翔体は、自身が待機する前記観測拠点に、前の前記飛翔体が予定のタイミングで到着しない場合には、前の前記飛翔体の到着を待たずに見切り発進することを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  7. 　複数の前記飛翔体は、前記観測エリアの終端に位置する前記観測拠点に前記飛翔体が到着したときに、全ての前記観測区間の観測が終了していない場合には、その観測拠点で折り返して、観測データが欠如している前記観測区間の観測を行うことを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  8. 　複数の前記飛翔体は、前記観測エリアの終端に位置する前記観測拠点に前記飛翔体が到着したときに、その観測拠点が無人である場合には、その観測拠点で折り返して、有人の前記観測拠点に向けて前記データリレーを継続することを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  9. 　前記飛翔体は、前記記憶装置に全ての前記観測区間の観測データが記憶された状態で、有人の観測拠点に到着すると、前記データリレーを終了することを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  10. 　前記飛翔体は、前記観測拠点に到着した際に、その観測拠点に待機中の飛翔体が存在せず、かつ、次の前記観測拠点に向けて飛行する必要がある場合には、充電を行った上で、次の前記観測拠点に向けて飛行することを特徴とする請求項１に記載の観測システム。
  11. 　観測エリア上に予め設定された観測ルートに沿って飛翔体を自律飛行させて、前記観測エリアの状況を観測する観測方法であって、
    　前記飛翔体は、自装置が待機する観測拠点から次の観測拠点までの観測区間を飛行して観測を行い、次の観測拠点に着陸すると、自装置に記憶された最初の前記観測区間以降の全ての観測データを、その観測拠点で待機する次の前記飛翔体に転送するデータリレーを行い、
    　前記飛翔体間のデータリレーを、全ての前記観測区間において順次繰り返すことで、全ての前記観測区間の観測データを、目的地となる前記観測拠点に送り届けることを特徴とする観測方法。
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