WO2018155700A1 - 飛行管理システム - Google Patents

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WO2018155700A1
WO2018155700A1 PCT/JP2018/007091 JP2018007091W WO2018155700A1 WO 2018155700 A1 WO2018155700 A1 WO 2018155700A1 JP 2018007091 W JP2018007091 W JP 2018007091W WO 2018155700 A1 WO2018155700 A1 WO 2018155700A1
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flight
port
information
flying object
flight plan
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PCT/JP2018/007091
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French (fr)
Inventor
クリストファー トマス ラーベ，
真二 鈴木
武司 土屋
雅之 熊田
和也 酒井
松尾　卓
剛 千葉
Original Assignee
国立大学法人 東京大学
ブルーイノベーション株式会社
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    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/19—Propulsion using electrically powered motors

Definitions

  • the present invention relates to a flight management system for managing a flight plan by a flying object.
  • a map information storage unit and flying object position information that is information indicating a three-dimensional position of the flying object are received from the flying object.
  • Flight information acquisition for acquiring flight information that is information indicating a flight path or landing position based on the position of the air vehicle indicated by the air vehicle position information, using the receiving unit, the map information, and the air vehicle position information
  • a terminal device comprising: a transmission unit that transmits the flight information acquired by the flight information acquisition unit to the flying object; and a flying object that flies or lands in accordance with a flight path or landing position indicated by the flight information received from the terminal device;
  • a flying object control system is known (Patent Document 1).
  • the flying object will circulate the route while passing through a predetermined point, and that it will be utilized in fields such as facility and regional monitoring and inspection.
  • a flying object in the field of logistics it is assumed that a plurality of flying bodies related to logistics use a facility (hereinafter referred to as a port) for the flying object to take off and land. Therefore, it is necessary to realize a flight plan while controlling a plurality of flying objects and ensuring safety at the port.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a flight management system for managing a flight plan of an aircraft that performs flight between ports.
  • the present invention provides a plurality of port management devices that manage each port on which a flying object takes off and landing, and a flight management device that manages a flight plan of a plurality of said flying vehicles autonomously flying between the ports.
  • a flight management system comprising: The port management device is configured to determine whether landing on or off from the port of the flying object is possible, Availability information output means for delivering the availability information on the availability to the flying object,
  • the flight management device includes a flying object information receiving means for receiving flying object information including flying object position information relating to the position of the flying object;
  • a flight plan registration means for registering a flight plan for flying between a starting point port and a target point port;
  • Flight plan changing means for changing the flight plan;
  • Instruction information output means for outputting instruction information for instructing the flight plan to the aircraft,
  • the flight plan changing means changes the flight plan based on the received flight object position information or another changed flight plan.
  • the flight plan of the flying object can be changed based on the change of the flying object position information or other flight plan, and the flight plan between the ports can be realized.
  • the flying object position information includes information on a position of a flying object waiting for landing or a flying object waiting for take-off upon receiving a judgment that landing is impossible or takeoff is not possible.
  • the port management device comprises wind information receiving means for receiving wind information from a wind sensor installed at the port, The determination means determines whether or not it is possible using the wind information.
  • wind environment simulation means for simulating the three-dimensional wind environment around the port using the wind information obtained by the wind sensor and the terrain information about the topography around each port is further provided,
  • the availability information output means delivers the availability information determined based on the wind environment to the flying object.
  • the wind environment simulation means further simulates the wind environment using forecast information related to wind.
  • the port management device includes monitoring information receiving means that is installed in a port and receives monitoring information from a monitoring sensor in a monitoring area including at least a part of the port,
  • the determination means makes a determination of availability based on the monitoring information.
  • the port includes four or more signal transmission units that transmit short-range wireless signals to the flying object,
  • the flying object moves to a landing point of a port based on a signal transmitted from the signal transmission unit.
  • a flight body can be guide
  • the flying object includes an imaging unit for imaging the marker displayed on the port, It moves to the landing point based on the image imaged with the said imaging part, It is characterized by the above-mentioned. With such a configuration, the flying object can be guided to the landing point.
  • the flying object includes availability information receiving means for receiving availability information from the port management device, After receiving the availability information, a landing process, a take-off process, a standby process, or a flight process to another port based on a new flight path is performed.
  • a flight management system for managing a flight plan of a plurality of aircraft that autonomously fly between ports, A judging means for judging whether or not landing on or off from the port of the flying object; and Availability information output means for delivering availability information regarding the availability to the flying object; Air vehicle information receiving means for receiving air vehicle information including air vehicle position information relating to the position of the air vehicle; A flight plan registration means for registering a flight plan for flying between a starting point port and a target point port; Flight plan changing means for changing the flight plan; Instruction information output means for outputting instruction information for instructing the flight plan to the aircraft, The flight plan changing means changes the flight plan based on the received flight object position information or another changed flight plan.
  • the present invention provides a flight management method using a plurality of port management devices that manage each port on which a flying object takes off and landing, and a flight management device that manages a flight plan of the plurality of flying vehicles that autonomously fly between the ports. Because A process in which the port management device determines whether to land on or take off from the port of the air vehicle; And a process for transferring availability information on the availability to the flying object, A process in which the flight management device receives air vehicle information including air vehicle position information relating to the position of the air vehicle; A process of registering a flight plan for flying between the departure point port and the target point port; A process of changing the flight plan based on the received vehicle position information or other changed flight plan; And a process of outputting instruction information for instructing the flight plan to the flying object.
  • a method, apparatus, computer program, recording medium, and the like having a similar configuration can also exhibit the same operational effects.
  • a flight management device, a port management device, and a wind environment simulator (wind environment simulation means) that have the same configuration, system, computer program, recording medium, and the like can also achieve the same effects.
  • the program may be stored in a recording medium. If this recording medium is used, the program can be installed in a computer, for example.
  • the recording medium storing the program may be a non-transitory recording medium such as a CD-ROM.
  • FIG. 1 is a diagram showing an outline of a flight management system according to an embodiment of the present invention.
  • the flight management system includes a flight management device 1, a flying object 2, a port management device 3, a wind environment simulator 4, and a user terminal 5.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram regarding flight between ports according to the present embodiment.
  • the port 300 includes an anemometer 311 (wind sensor), a laser sensor 312 (monitoring sensor), four or more signal transmission units 313, and a port marker 314.
  • the port management device 3 is configured to be able to communicate with an anemometer 311 installed at a port 300, a laser sensor 312, and four or more signal transmission units 313.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the flying object 2.
  • the air vehicle 2 is based on a main control unit 201 that controls the flight operation of the air vehicle 2, a motor 202 for driving and flying the wings of the air vehicle 2, and a signal from the main control unit 201.
  • Motor controller 203 that adjusts the amount of power supplied to the motor 202, a wireless communication unit 204 for communicating with the port management apparatus 3, and flying object information such as coordinate information, speed, and remaining power of the flying object 2
  • a measurement device 205 for acquiring the image, an imaging unit 206 for imaging the target, a signal reception unit 207 for receiving a signal transmitted from the signal transmission unit 313, and a landing control unit 208.
  • the flying object 2 is a multicopter that drives a plurality of wings by a motor 202 and flies.
  • a carrier (not shown) is provided, and it is possible to fly with a package loaded thereon.
  • the flying object 2 generates coordinate information of the flying object 2 using a GNSS (Global Navigation Satellite System) communication unit (measurement device 205), and performs flight. You may perform the production
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the flight management apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the flight management apparatus 1 includes a CPU 101, a memory 102, a storage device 103, an input device 104, an output device 105, and a communication device 106 that is an interface for communicating with an external device.
  • the storage device 103 stores an operating system 107 (OS), a flight management program 108, and the like.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the port management apparatus 3 according to the present embodiment.
  • the port management apparatus 3 includes a CPU 301, a memory 302, a storage device 303, an input device 304, an output device 305, and a communication device 306 that is an interface for communicating with an external device.
  • the storage device 303 stores an operating system 307 (OS), a port management program 308, and the like.
  • the wireless communication unit 204 of the flying object 2 and the communication device 306 of the port management device 3 communicate via a wireless LAN such as Wi-Fi, for example.
  • the user terminal 5 in this embodiment is a PC.
  • smartphones, tablet terminals, wearable devices, and the like can be used appropriately according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of the flying object 2.
  • the flying object 2 includes landing point changing means 20, landing request output means 21a (output request means), takeoff request output means 21b (output request means), availability information receiving means 22, flight operation control means 23, Landing operation control means 24 and take-off operation control means 25 are provided.
  • the flying object 2 receives the instruction information output via the communication device 106 of the flight management device 1.
  • the instruction information is information related to an operation performed by the air vehicle 2 to implement the flight plan, and includes information such as a take-off point, a landing point, and a route of the flight.
  • the instruction information in this embodiment has a plurality of such information.
  • the air vehicle 2 that is flying on the first flight path given by the first instruction information is configured to be able to change the path to the second (and subsequent) flight path based on a predetermined condition described later. Yes.
  • the second (and subsequent) flight path may be set by the second (and subsequent) instruction information newly received from the flight management apparatus 1 or the port management apparatus 3 or included in advance in the first instruction information.
  • And may be set based on information such as a landing point and a route related to a second (and subsequent) flight route stored by the flying object, or related to a second (and subsequent) flight route stored by the flying object 2 by other methods. It may be set according to information such as a landing point and a route.
  • the flying object 2 executes a flight process to another port.
  • the landing point changing means 20 changes the landing point based on the instruction information included in the received availability information, the instruction information transmitted from the flight management device 1 and the port management device 3 separately from the availability information, and the like. As a result, the flying object 2 executes the evacuation process to the evacuation place and the reroute process (flight process to another port).
  • the evacuation site may be a vacant land or the like near the port 300 where landing is refused, or may be another port 300.
  • the other port is a port capable of landing existing around a port where landing is not permitted.
  • the position of the departure point ST from which the flying object 2 departs (coordinate information and the like)
  • the position of the landing point GL (coordinate information and the like)
  • the departure point there are information such as the position (coordinate information, etc.) of 0, 1 or 2 or more relay points CP between landing points, altitude at those points, departure time, estimated arrival time at each position, and the like.
  • Flight operation control means 23 causes the flying object 2 to fly autonomously based on the instruction information received by the flying object 2 and realizes flight between ports.
  • the instruction information does not necessarily have to be received via the port management device 3.
  • the instruction information may be received directly from the flight management device 1 or may be received via another device.
  • the landing request output means 21 a outputs a landing request signal from the wireless communication unit 204 of the flying object 2 to the communication device 306 of the port management device 3.
  • the take-off request output means 21 b outputs a take-off request signal from the wireless communication unit 204 of the flying object 2 to the communication device 306 of the port management device 3.
  • the availability information receiving means 22 receives availability information regarding landing or takeoff sent from the communication device 306 of the port management device 3 via the wireless communication unit 204 of the flying object 2.
  • the flying object 2 in the present embodiment outputs a landing request signal and receives availability information, it executes a landing process, a standby process, or a reroute process (flight process to another port).
  • the landing request output means 21a output request means
  • the flying object 2 sends a request signal to the port management device 3 in order to perform part or all of these processes. It may be configured to receive availability information from the port management device 3 without outputting to the side.
  • the landing process is a process for landing on a port that is executed when the availability information receiving unit 22 receives availability information relating to landing permission.
  • the waiting process is a process of waiting at a predetermined point in the flight path during the flight when the landing permission is not received by the permission information receiving means 22 (when permission information regarding landing non-permission is received), This is a process of moving to a predetermined retreat location.
  • Reroute processing (flight processing to another port) is a flight to another port when landing permission is not received by the permission information receiving means 22 (when permission information regarding landing non-permission is received). It is a process to perform.
  • takeoff processing or standby processing is executed.
  • the take-off request output means 21b (output request means) is not necessarily provided in the flying object 2, and the flying object 2 sends a request signal to the port management device 3 in order to perform part or all of these processes. It may be configured to receive availability information from the port management device 3 without outputting to the side.
  • the take-off process is a process for performing take-off from a port that is executed when take-off permission is received.
  • the standby process is a process of outputting a take-off request signal and waiting on a port when the take-off permission is not received or a process of moving to a predetermined evacuation place and waiting.
  • the flight path to the evacuation location may be set based on the new instruction information received by the air vehicle 2, or the flight path is set based on the information for the standby process stored in advance by the air vehicle. May be.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an operation at the time of landing of the flying object 2.
  • a signal SG (SG1 to SG4 in the illustrated example) transmitted from the signal transmission unit 313 is received.
  • This signal is, for example, a short-range wireless signal of Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi standard.
  • the landing operation control means 24 of the landing control unit 208 calculates the positional relationship between each signal transmission unit 313 and the flying object 2 based on the signal intensity of this signal and approaches the landing point marker 314. As shown in FIG. 7B, when the flying object 2 approaches the marker 314 to some extent, the marker 314 is imaged using the imaging unit 206. Then, the landing operation control means 24 included in the landing control unit 208 calculates the self position, the direction, the inclination of the landing position, and the like based on the image data obtained by imaging the marker 314, and land at a reduced altitude.
  • the take-off operation control means 25 performs operation control for the air vehicle 2 to take off.
  • the flying object position information is information for specifying the status of the flying object 2 and the port 300. For example, it is information for specifying a state in which a flying object 2 in a certain port 300 is waiting or a state in which a certain flying object 2 is flying between certain ports.
  • the vehicle position information is generated using information for identifying the vehicle 2 given to the port management device 3 when the vehicle 2 and the port management device 3 communicate with each other.
  • the port management device 3 uses the identification information and status (waiting (waiting for takeoff permission, waiting for landing permission), completion of landing, completion of takeoff, etc.) of the flying object 2 as the position information of the vehicle, and the port management device 3 (port 300). Combining the identification information, the vehicle position information is obtained.
  • the traffic management status of each port 300 and whether the flight plan is proceeding as planned can be managed on the flight management device 1 side, which can be used for changing the flight plan.
  • the flight management device 1 determines a landable port existing around the port based on the acquired vehicle position information and the distance (closeness) between the ports, and determines the determined port (other The instruction information for performing the flight process to the port) is generated and transferred to the flying object 2, whereby the reroute process (flight process to another port) in the flying object 2 is executed.
  • the flying object position information does not necessarily need to be output to the flight management apparatus 1 via the port management apparatus 3 as in the present embodiment, but is directly transferred from the flying object 2 to the flight management apparatus 1 or another apparatus. It may be delivered to the flight management device 1 via.
  • FIG. 8 is a functional block diagram of the port management device 3.
  • the port management device 3 includes a landing request receiving unit 30a that receives an output request for availability information, a takeoff request receiving unit 30b that receives an output request for availability information, and a determination unit 31 (landing availability determination unit 31a, takeoff availability determination unit 31b).
  • the landing request receiving unit 30 a receives the landing request output from the landing request output unit 21 a via the wireless communication unit 204 of the flying object 2 and the communication device 306 of the port management device 3.
  • the take-off request receiving unit 30b receives the landing request output from the landing request output unit 21a.
  • Judgment means 31 (landing availability judgment means 31a, takeoff availability judgment means 31b) judges whether landing or takeoff is possible. Based on the determination result of the determination unit 31 and the information received from the flight management device 1 through the availability information receiving unit 34, the availability information for controlling at least one of landing and takeoff of the flying object 2 is generated.
  • the availability information output means 32 delivers the availability information to the flying object. In the present embodiment, the generated availability information is output via the communication device 306.
  • the flight plan management means 33 outputs the flying object position information about the flying object 2 to the flight management device 1.
  • a short-range wireless signal control unit that controls transmission of short-range wireless communication signals by the signal transmission unit 313 may be provided.
  • the transmission control includes, for example, a process of starting signal transmission when the flying object 2 is near the scheduled landing time, a process of terminating signal transmission by the signal signal transmission unit 313 after landing, and the like.
  • the monitoring information receiving means 36 receives monitoring information from the laser sensor 312.
  • the laser sensor 312 monitors a monitoring area including at least a part of the port 300, and generates monitoring information for monitoring.
  • two laser sensors 312 are arranged along the respective diagonal lines of each port 300, irradiate and receive laser light, and generate monitoring information from the received information.
  • the port monitoring unit 37 Based on the monitoring information, the port monitoring unit 37 detects an intruder in the port 300, an intrusion of an obstacle, and the like, and passes the detected information to the determination unit 31.
  • the port monitoring unit 37 may be configured not to perform detection under a predetermined condition. For example, it may be configured so that detection is not performed until a predetermined time or a predetermined signal is received from the time when the propriety information is output to the flying object 2 or a response signal to the availability information is received from the flying object 2. .
  • the wind information receiving means 38 receives wind information from the wind direction anemometer 311.
  • the wind direction anemometer 311 acquires the wind direction and the wind speed at at least one place near the port 300, and generates wind information.
  • the wind information may be information of only the wind speed.
  • the wind information management means 39 delivers this wind information to the judgment means 31 or delivers it to the wind environment simulator 4.
  • the wind information does not necessarily have to be delivered to the wind environment simulator 4 via the flight management device 1, but may be delivered directly from the port management device 3 or via another device.
  • FIG. 9 is a functional block diagram of the flight management device 1.
  • the flight management device 1 includes a flight plan registration means 10, a flying object information reception means 11, a flight plan change means 12, an instruction information output means 13, a wind information reception means 14, a wind information management means 15, and a flight.
  • the flight information management unit 16 receives a registration request or a change request for information related to the flight plan from the user terminal 5 and manages the information.
  • the flight plan management means 16a for managing the registered flight plan
  • the flying object information management means 16b for managing information on the flying object between the ports
  • the port information for managing the information of each port 300.
  • the management means 16c, the flight area management means 16d, and the transportation management means 16e are provided.
  • Flight plan management means 16a manages the registered flight plan.
  • the flight plan includes, for example, information on the above-described flight path, information on a flying object assigned to the flight plan, information on a transported object, and the like.
  • the flying object information management means 16b manages the flying object information of the flying object 2 flying between the ports.
  • the flying object information includes, for example, an identifier of the flying object 2, information on a loadable amount of the flying object 2, information on a working state of the flying object 2, such as waiting, working, etc., an assigned execution of the flying object 2, or It has information about the flight plan before execution.
  • the port information management unit 16c manages port information of the port 300.
  • the port information includes, for example, an identifier of the port 300, information on the location of the port 300, information on a evacuation place when landing on the port 300 is impossible.
  • Flight region management means 16d manages flight region information related to the flight region.
  • the flying region is, for example, the flying object 2 such as map information, weather information, an area where the flying object 2 is restricted, an area where the flying altitude is restricted, an area where flying is prohibited, and the like. Information on flight restrictions, etc.
  • the transport management means 16e manages the information on the transported goods that the aircraft 2 transports.
  • the package information includes, for example, information on the size, weight, item, transport source, transport destination, collection date, desired delivery date, and the like of the package.
  • Flight plan registration means 10 accepts a flight plan registration request and a flight plan change request from user terminal 5.
  • the flight plan for example, when new package information is registered through the transportation management means 16e, the flying vehicle 2 capable of carrying out transportation is derived in consideration of the registered flight plan, flight object information, and the like. ,be registered.
  • the flying object information receiving means 11 receives the flying object position information from the port management device 3. It is assumed that the vehicle 2 cannot land or take off as scheduled without taking off or landing permission, but based on the vehicle position information, the current position of the vehicle 2 I can grasp it.
  • the flight plan changing means 12 determines the traffic jam of the flying object 2 based on the flying object position information received by the flying object information receiving means 11 and the flight plan, and changes the appropriate flight plan.
  • the flying object information receiving means 11 may acquire flying object information such as the remaining battery capacity and coordinate information of the flying object 2 in addition to the flying object position information.
  • the flight plan changing means 12 may further change the flight plan by further using the received flying object information.
  • the instruction information output means 13 outputs the newly registered flight plan to the flying object 2.
  • the instruction information is transmitted to the flying object 2, but may be transmitted from the flight management apparatus 1 to the flying object 2 via the port management apparatus 3 or another apparatus.
  • the instruction information related to the flight plan changed by the flight plan changing unit 12 may be transferred to the flying object via the port management device 3.
  • Wind information receiving means 14 receives wind information from the port management device 3.
  • the received wind information is delivered to the wind environment simulator 4 via the wind information management means 15.
  • the wind environment simulator 4 generates wind environment information based on the terrain information including the terrain around each port and the received wind information.
  • the wind environment information may be generated using, for example, wind information based on weather prediction.
  • the wind environment information is transferred to the port management device 3 and used for the determination of availability by the determination means 31.
  • Part or all of the functions of the wind environment simulator 4 (simulation means) may be provided in the flight management apparatus 1, or may be provided in the user terminal 5, for example.
  • the user terminal 5 may include means for displaying wind environment information, means for controlling whether or not each port 300 can take off and landing, and the like.
  • the flying object 2 performs autonomous flight based on the instruction information and flies to the vicinity of the port scheduled to land.
  • the landing request output means 21a makes a landing request to the port management device 3 (step S2).
  • the landing possibility determining unit 31a determines whether landing is possible. If no landing permission is issued from the flight management device 1 (No in Step S3), the process proceeds to Step S4. If landing permission is issued from the flight management device 1 (Yes in step S3), the process proceeds to step S5.
  • the case where landing permission is issued from the flight management device 1 is, for example, the case where the flight plan change means 12 changes the flight plan.
  • the instruction information may be delivered to the flying object 2 in a state where the flying object 2 and the port management device 3 can communicate with each other.
  • Step S4 If no landing permission is issued from the port management device 3 (No in Step S4), the process proceeds to Step S11. If the landing is not permitted from the port management device 3 (Yes (Y) in step S4), the propriety information related to the landing permission is output.
  • the landing is not permitted from the port management device 3, for example, when landing is restricted based on wind information obtained by the anemometer 311, the wind environment received from the wind environment simulator 4 For example, when landing is limited based on the monitoring information obtained by the laser sensor 312 (when a person, an object, another flying object exists in the port, etc.), etc.
  • the flying object 2 receives the propriety information regarding the non-permission of landing through the wireless communication unit 204 (step S5). At this time, if an instruction to move to a predetermined retreat location is given, the aircraft flies autonomously to the retreat location (step S7), and a standby process is executed (step S8).
  • This evacuation site may be a landing site having a configuration similar to that of the port 300 or may be in the air.
  • the process returns to step S1. If the flying object 2 waits, the port management device 3 outputs the flying object position information related to waiting to the flight management device 1 via the flight plan management means 33.
  • the flying object 2 waits until it receives permission / inhibition information related to landing permission at the port 300 (step S8). If neither the flight management device 1 nor the port management device 3 outputs the information on whether or not landing is permitted (No (N) in step S4), or after waiting in step S8, the information on whether or not landing is permitted is displayed. If it is received (Yes (Y) in step S9), landing processing is executed.
  • the flying object 2 approaches the landing point using the short-range wireless communication signal transmitted from the signal transmission unit 313 (step S10). Thereafter, the marker 314 is used to approach the landing point (step S11) and land.
  • the port management device 3 outputs the flying object position information related to the completion of landing to the flight management device 1 via the flight plan management means 33.
  • the takeoff request output means 21b of the flying object 2 makes a takeoff request to the port management device 3 (step S21).
  • the takeoff availability determination means 31b determines whether or not the takeoff is possible. If the flight management device 1 has not given permission to take off (No (N) in step S22), the process proceeds to step S23. If the flight management device 1 has not been permitted to take off (Yes (Y) in step S22), the process proceeds to step S24.
  • the case where the flight management device 1 is not permitted to take off is, for example, the case where the flight plan change means 12 changes the flight plan.
  • the instruction information may be delivered to the flying object 2 in a state where the flying object 2 and the port management device 3 can communicate with each other.
  • step S23 If the port management device 3 has not given permission to take off (No (N) in step S23), the process proceeds to step S26. If the port management device 3 has not been permitted to take off (Yes in step S23), information indicating whether the take-off is not permitted is output.
  • the port management apparatus 3 when the port management apparatus 3 is not permitted to take off, for example, when the take-off is restricted based on the wind information obtained by the anemometer 311, the wind environment received from the wind environment simulator 4 The case where take-off is restricted based on the case where the take-off is restricted based on the monitoring information obtained by the laser sensor 312 (when a person, an object, another flying object exists in the port, etc.), etc.
  • the flying object 2 receives the permission / inhibition information regarding the non-permission of takeoff via the wireless communication unit 204 (step S24), the flying object 2 executes the process (step S25). If the flying object 2 waits, the port management device 3 outputs the flying object position information related to waiting to the flight management device 1 via the flight plan management means 33.
  • the flying object 2 waits until it receives permission / prohibition information relating to the takeoff permission to the port 300 (step S25). If neither the flight management device 1 nor the port management device 3 outputs the availability information relating to takeoff non-permission (No in step S23), or after waiting in step S25, the availability information related to takeoff permission is displayed. If received (Yes (Y) in step S26), takeoff processing is executed (step S27).
  • the port management device 3 When the takeoff of the flying object 2 is completed, the port management device 3 outputs the flying object position information related to the completion of the takeoff to the flight management device 1 via the flight plan management means 33.
  • the flight plan of the flying object can be changed based on the change of the flying object position information or other flight plan, and the flight plan between the ports can be realized.
  • the flight plan can be changed, so that the congestion can be eased and the work quality can be improved.
  • Flight management apparatus 10 Flight plan registration means 11 Flight object information reception means 12 Flight plan change means 13 Instruction information output means 14 Wind information reception means 15 Wind information management means 16 Flight information management part 16a Flight plan management means 16b Flight object information management Means 16c Port information management means 16d Flight area management means 16e Transportation management means 101 CPU 102 memory 103 storage device 104 input device 105 output device 106 communication device 107 operating system 108 flight management program 2 flying object 20 landing point changing means 21a landing request output means 21b takeoff request output means 22 availability information receiving means 23 flight operation control means 24 Landing operation control means 25 Takeoff operation control means 201 Main control unit 202 Motor 203 Motor controller 204 Wireless communication unit 205 Measuring device 206 Imaging unit 207 Signal receiving unit 208 Landing control unit 3 Port management device 30a Landing request receiving unit 30b Takeoff request receiving unit 31 Judging means 31 31a Landing availability determination means 31b Takeoff availability determination means 32 Availability information output means 33 Flight plan management means 34 Availability information reception means 36 Monitoring information reception means 37 Port monitoring

Abstract

ポート間での飛行を行う飛行体の飛行計画の管理を行う為の飛行管理システム提供することを課題とする。 複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を備えた飛行管理システムであって、ポート管理装置は、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、を備え、飛行管理装置は、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備えることを特徴とする。

Description

飛行管理システム
　本発明は、飛行体による飛行計画の管理を行う為の飛行管理システムに関するものである。
　従来、人の搭乗を伴わない無人の飛行体の用途は、玩具としての利用が主であった。しかしながら、近年では、農薬散布や空撮、高所点検、輸送等、様々な用途での使用が行われている。こうした飛行体の開発は各所で盛んに行われており、今後、増々その需要が高まることが考えられる。
　予め設定されたルート情報に基づいて自律飛行を行う飛行体に関する技術として、例えば、地図情報格納部と、飛行体の３次元の位置を示す情報である飛行体位置情報を、飛行体から受信する受信部と、地図情報と、当該飛行体位置情報とを用いて、飛行体位置情報が示す飛行体の位置を基点とする飛行経路または着陸位置を示す情報である飛行情報を取得する飛行情報取得部と、飛行情報取得部が取得した飛行情報を、飛行体に送信する送信部とを備える端末装置と、端末装置から受信した飛行情報が示す飛行経路または着陸位置に従い飛行または着陸する飛行体と、を備えた飛行体制御システムが知られている（特許文献１）。
特開２０１５－７４２７７号公報
　自律飛行可能な飛行体を、物流の分野に活用することが期待されている。また、飛行体を、所定の地点を経由ながらルートを巡回させ、設備や地域の監視、点検等の分野への活用も期待されている。しかしながら、物流の分野で飛行体を利用するにあたり、飛行体が離着陸を行う為の施設（以下、ポートとする）を、物流に係る複数の飛行体が共同で利用することが想定される。そのため、複数の飛行体を制御し、ポートでの安全性を担保しつつ、飛行計画を実現する必要がある。
　本発明は、上記のような実状に鑑みてなされたものであり、ポート間での飛行を行う飛行体の飛行計画の管理を行う為の飛行管理システムを提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、本発明は、飛行体が離着陸を行う各ポートを管理する複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の前記飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を備えた飛行管理システムであって、
　前記ポート管理装置は、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
　前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、を備え、
　前記飛行管理装置は、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
　出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
　前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
　前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする。
　このような構成とすることで、飛行体位置情報又は他の飛行計画の変更に基づいて、飛行体の飛行計画を変更し、ポート間の飛行計画を実現することができる。
　　本発明の好ましい形態では、前記飛行体位置情報は、着陸不可又は離陸不可の判断を受けて、着陸待ち状態の飛行体又は離陸待ちの飛行体の位置に関する情報を含むこと、を特徴とする。
　このような構成とすることで、飛行体がポートで渋滞した場合などに、飛行計画を変更することができ、渋滞を緩和し、作業品質の向上することができる。
　本発明の好ましい形態では、前記ポート管理装置は、ポートに設置された風センサから風情報を受け取る風情報受信手段を備え、
　前記判断手段は、前記風情報を用いて可否判断を行うことを特徴とする。
　本発明の好ましい形態では、前記風センサで得られた風情報と、各ポート周辺の地形に関する地形情報と、を用いてポート周辺の３次元の風環境をシミュレーションする風環境シミュレーション手段を更に備え、
　前記可否情報出力手段は、前記風環境に基づいて判断された可否情報を飛行体に受け渡すことを特徴とする。
　本発明の好ましい形態では、前記風環境シミュレーション手段は、更に風に関する予報情報を用いて前記風環境をシミュレーションすることを特徴とする。
　このような構成とすることで、ポート周辺の風の影響を加味してポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
　本発明の好ましい形態では、前記ポート管理装置は、ポートに設置され、少なくともポートの一部を含む監視領域の監視センサから監視情報を受け取る監視情報受信手段を備え、
　前記判断手段は、前記監視情報に基づいて可否判断を行うことを特徴とする。
このような構成とすることで、ポートにおける対人、対飛行体、対輸送物の安全性を高めながら、ポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
　本発明の好ましい形態では、前記ポートは、前記飛行体に近距離無線信号を送出する４以上の信号発信部を備え、
　前記飛行体は、前記信号発信部から発信される信号に基づいて、ポートの着陸地点に移動することを特徴とする。
　このような構成とすることで、無線信号を用いて、飛行体を着陸地点まで誘導することができる。
　本発明の好ましい形態では、前記飛行体は、前記ポートに表示されたマーカーを撮像する為の撮像部を備え、
　前記撮像部で撮像した画像に基づいて、着陸地点に移動することを特徴とする。
　このような構成とすることで、飛行体を着陸地点まで誘導することができる。
　本発明の好ましい形態では、前記飛行体は、前記ポート管理装置から可否情報を受け取る可否情報受信手段を備え、
　前記可否情報を受け取り後、着陸処理、離陸処理、待機処理又は新たな飛行経路に基づく他のポートへの飛行処理を実施すること、を特徴とする。
　このような構成とすることで、飛行体の離着陸の安全性を高めることができ、飛行計画に反映することができる。
　本発明の好ましい形態では、ポート間を自律飛行する複数の飛行体の飛行計画を管理する飛行管理システムであって、
　飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
　前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、
　前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
　出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
　前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
　前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする。
　本発明は、飛行体が離着陸を行う各ポートを管理する複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の前記飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を用いた飛行管理方法であって、
　前記ポート管理装置が、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する処理と、
　前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための処理と、を備え、
　前記飛行管理装置が、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る処理と、
　出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する処理と、
　受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行う処理と、
　前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う処理と、を備えることを特徴とする。
　本発明によれば、ポート間での飛行を行う飛行体の飛行計画の管理を行う為の飛行管理システムを提供することができる。
本発明の実施形態に関る飛行管理システムの概要を示す図である。 本発明の実施形態に関るポート間の飛行に関する概念図である。 本発明の実施形態に関る飛行体のハードウェア構成図である。 本発明の実施形態に関る飛行管理装置のハードウェア構成図である。 本発明の実施形態に関るポート管理装置のハードウェア構成図である。 本発明の実施形態に関る飛行体の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に関るポートへの着陸処理に関する概念図である。 本発明の実施形態に関るポート管理装置の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に関る飛行管理装置の機能ブロック図である。 本発明の実施形態に関るポートへの着陸処理に関する処理フローチャートである。 本発明の実施形態に関るポートからの離陸処理に関する処理フローチャートである。
　以下、図面を用いて、本発明の実施形態に関る飛行管理システムについて説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明の一例であり、本発明を以下の実施形態に限定するものではなく、様々な構成を採用することもできる。本実施形態では、輸送物ＬＯを積載した飛行体にポート間を自律飛行させることで、飛行体による物品の配送を行う場合について説明する。
　例えば、本実施形態では飛行管理システムの構成、動作などについて説明するが、同様の構成の方法、装置、コンピュータプログラム、記録媒体なども、同様の作用効果を奏することができる。また、飛行管理装置、ポート管理装置、風環境シミュレータ（風環境シミュレーション手段）も同様の構成の方法、システム、コンピュータプログラム、記録媒体なども、同様の作用効果を奏することができる。また、プログラムは、記録媒体に記憶させてもよい。この記録媒体を用いれば、例えばコンピュータに前記プログラムをインストールすることができる。ここで、前記プログラムを記憶した記録媒体は、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であっても良い。
　図１は、本発明の実施形態に関る飛行管理システムの概要を示す図である。飛行管理システムは、飛行管理装置１と、飛行体２と、ポート管理装置３と、風環境シミュレータ４と、ユーザ端末５と、を備えている。
　図２は、本実施形態に係るポート間の飛行に関する概念図である。ポート３００は、風向風速計３１１（風センサ）と、レーザセンサ３１２（監視センサ）と、４以上の信号発信部３１３と、ポートのマーカー３１４と、を備えている。ポート管理装置３は、ポート３００に設置された風向風速計３１１と、レーザセンサ３１２と、４以上の信号発信部３１３と、通信可能に構成されている。
　図３は、飛行体２のハードウェア構成の一例を示す図である。飛行体２は、飛行体２の飛行動作の制御等を行う主制御部２０１と、飛行体２の翼部を駆動させ、飛行させる為のモータ２０２と、主制御部２０１からの信号に基づいてモータ２０２への電力の給電量を調節するモータコントローラ２０３と、ポート管理装置３と通信を行う為の無線通信部２０４と、飛行体２の座標情報や速度、動力の残量などの飛行体情報を取得するための計測装置２０５と、対象を撮像するための撮像部２０６と、信号発信部３１３から送出された信号を受信する信号受信部２０７と、着陸制御部２０８と、を備える。
　本実施形態に関る飛行体２は、複数の翼部をモータ２０２によって駆動させ、飛行するマルチコプタである。また、図示しないキャリアを備えており、輸送物を積載して飛行することができる。
　本実施形態では、飛行体２は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）通信部（計測装置２０５）を用いて飛行体２の座標情報を生成し、飛行を行う。飛行体２の座標情報の生成は、カメラや他のセンサを用いて、又は組み合わせて、行ってもよい。
　図４は、本実施形態に関る飛行管理装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。飛行管理装置１は、ＣＰＵ１０１と、メモリ１０２と、記憶装置１０３と、入力装置１０４と、出力装置１０５と、外部装置と通信を行うためのインタフェースである通信装置１０６と、を備えている。また、記憶装置１０３は、オペレーティングシステム１０７（ＯＳ）と、飛行管理プログラム１０８などが記録されている。
　図５は、本実施形態に関るポート管理装置３のハードウェア構成の一例を示す図である。ポート管理装置３は、ＣＰＵ３０１と、メモリ３０２と、記憶装置３０３と、入力装置３０４と、出力装置３０５と、外部装置と通信を行うためのインタフェースである通信装置３０６と、を備えている。また、記憶装置３０３は、オペレーティングシステム３０７（ＯＳ）と、ポート管理プログラム３０８などが記録されている。
　本実施形態では、飛行体２の無線通信部２０４及びポート管理装置３の通信装置３０６は、例えばWi-Fi等の無線LANによって通信を行う。
　本実施形態におけるユーザ端末５は、ＰＣである。その他、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブルデバイス等、実施の形態に合わせて適善利用することができる。
　図６は、飛行体２の機能ブロック図である。飛行体２は、着陸地点変更手段２０と、着陸要求出力手段２１ａ（出力要求手段）と、離陸要求出力手段２１ｂ（出力要求手段）と、可否情報受信手段２２と、飛行動作制御手段２３と、着陸動作制御手段２４と、離陸動作制御手段２５と、を備えている。
　飛行体２は、飛行管理装置１の通信装置１０６を介して出力された指示情報を受け取る。指示情報は、飛行計画を実施する為に飛行体２が実施する動作に関する情報であり、飛行の離陸地点や着陸地点、経路等の情報を有している。本実施形態における指示情報は、これらの情報を複数有している。また、第１の指示情報により与えられる第１の飛行経路を飛行中の飛行体２が、後述する所定の条件に基づいて第２（以降）の飛行経路に経路の変更を可能に構成されている。第２（以降）の飛行経路は、飛行管理装置１やポート管理装置３から新たに受け取った第２（以降）の指示情報によって設定されてもよいし、第１の指示情報に予め含まれており、飛行体が記憶した第２（以降）の飛行経路に関する着陸地点、経路等の情報により設定されてもよいし、その他の方法により飛行体２が記憶した第２（以降）の飛行経路に関する着陸地点、経路等の情報によって、設定されてもよい。
　例えばある着陸地点で着陸が許可されず、当該ポートへの着陸が許可されるまで、ポート周辺に設けられた所定の退避場所へ飛行体２を移動させる場合（退避処理）、退避場所（着陸地点）の地点に関する情報や、そこまでの経路に関する情報により、退避場所への飛行が実施される。ある着陸地点で着陸が許可されず、別の代替的なポートへ飛行体２を移動させる場合（以下、他のポートへの飛行処理又はリルート処理と呼ぶ）、当該他のポートの地点に関する情報や、そこまでの経路に関する情報により、飛行体２は、他のポートへの飛行処理を実行する。着陸地点変更手段２０は、受け取った可否情報に含まれた指示情報や、可否情報とは別に飛行管理装置１やポート管理装置３から送信された指示情報等に基づいて着陸地点の変更を行う。その結果、飛行体２は、退避場所への退避処理やリルート処理（他のポートへの飛行処理）を実行する。退避場所は、着陸を拒否されたポート３００付近の空き地等であってもよいし、他のポート３００であってもよい。ここで、他のポートとは、着陸が許可されなかったポート周辺に存在する着陸可能なポートである。
　例えば、図２に示すように、飛行体２の飛行経路Ｌに関する情報として、飛行体２が出発する出発地点ＳＴの位置（座標情報等）、着陸地点ＧＬの位置（座標情報等）、出発地点並びに着陸地点間の０、１又は２以上の中継点ＣＰの位置（座標情報等）、それらの地点での高度、出発時刻、各位置への到達予定時間、などの情報を有している。
　飛行動作制御手段２３は、飛行体２が受け取った指示情報に基づいて飛行体２を自律飛行させ、ポート間の飛行を実現する。指示情報は、必ずしもポート管理装置３を介して受け取る必要はなく、例えば、飛行管理装置１から直接受け取ったり、他の装置を介して受け取るように構成しても構わない。
　着陸要求出力手段２１ａ（出力要求手段）は、飛行体２の無線通信部２０４から、ポート管理装置３の通信装置３０６に対して、着陸の要求信号を出力する。同様に、離陸要求出力手段２１ｂ（出力要求手段）は、飛行体２の無線通信部２０４から、ポート管理装置３の通信装置３０６に対して、離陸の要求信号を出力する。
　可否情報受信手段２２は、ポート管理装置３の通信装置３０６から送出された着陸又は離陸に関する可否情報を、飛行体２の無線通信部２０４を介して受信する。本実施形態における飛行体２は、着陸の要求信号を出力して可否情報を受け取った場合、着陸処理、待機処理又はリルート処理（他のポートへの飛行処理）を実行する。なお、着陸要求出力手段２１ａ（出力要求手段）は必ずしも飛行体２に備えられる必要はなく、飛行体２は、これらの処理の一部又は全部を実施するために、要求信号をポート管理装置３側に出力することなく、ポート管理装置３から可否情報を受け取るように構成してよい。着陸処理は、可否情報受信手段２２が着陸許可に関わる可否情報を受けた場合に実行されるポートへの着陸を行う為の処理である。待機処理は、可否情報受信手段２２で着陸許可を受けられなかった場合（着陸の不許可に関わる可否情報を受けとった場合等）に、飛行中の飛行経路中の所定地点で待機する処理や、所定の退避場所へ移動する処理である。リルート処理（他のポートへの飛行処理）は、可否情報受信手段２２で着陸許可を受けられなかった場合（着陸の不許可に関わる可否情報を受けとった場合等）に、他のポートへの飛行を行う処理である。
　離陸の要求信号を出力して可否情報を受け取った場合、離陸処理又は待機処理を実行する。なお、離陸要求出力手段２１ｂ（出力要求手段）は必ずしも飛行体２に備えられる必要はなく、飛行体２は、これらの処理の一部又は全部を実施するために、要求信号をポート管理装置３側に出力することなく、ポート管理装置３から可否情報を受け取るように構成してよい。離陸処理は、離陸許可を受けた場合に実行されるポートからの離陸を行う為の処理である。待機処理は、離陸の要求信号を出力し、離陸許可を受けられなかった場合に、ポート上で待機する処理や、所定の退避場所へ移動して待機する処理である。待機処理は、飛行体２が受け取った新たな指示情報に基づいて退避場所への飛行経路が設定されてもよいし、予め飛行体が記憶した待機処理用の情報に基づいて、飛行経路が設定されてもよい。
　着陸動作制御手段２４は、飛行体２が着陸を行うための動作制御を行う。図７は、飛行体２の着陸時の動作を示す図である。まず、図７（ａ）に示すように、飛行体２がポート３００まである程度接近したときに、信号発信部３１３から送出される信号ＳＧ（図示例では、ＳＧ１～４）を受信する。この信号は、例えばBluetooth（登録商標）やWi-Fi規格の近距離無線信号である。
　着陸制御部２０８の有する着陸動作制御手段２４は、この信号の信号強度等に基づいて、各信号発信部３１３と飛行体２との位置関係を演算し、着陸地点のマーカー３１４に接近する。図７（ｂ）に示すように、飛行体２がマーカー３１４にある程度接近したときに、撮像部２０６を用いてマーカー３１４を撮像する。そして、着陸制御部２０８の有する着陸動作制御手段２４は、マーカー３１４を撮像した画像データに基づいて、自己位置、向き、着陸位置の傾斜、等を演算し、高度を下げて着陸する。
　離陸動作制御手段２５は、飛行体２が離陸を行うための動作制御を行う。
　飛行体位置情報は、飛行体２とポート３００の状況を特定する為の情報である。例えば、あるポート３００にある飛行体２が待機しているといった状態や、あるポート間をある飛行体２が飛行中であるといった状態を特定するための情報である。本実施形態では、飛行体２とポート管理装置３が通信を行った際にポート管理装置３に与えられる飛行体２を識別する為の情報を用いて、飛行体位置情報を生成している。ポート管理装置３は、飛行体位置情報として、飛行体２の識別情報と状態（待機（離陸許可待ち、着陸許可待ち）・着陸完了・離陸完了、等）、ポート管理装置３（ポート３００）の識別情報、を組みわせて、飛行体位置情報としている。これにより、各ポート３００の渋滞状況や、飛行計画が計画通り進行しているかを、飛行管理装置１側で管理することができ、飛行計画の変更などに利用することができる。また、例えば、飛行管理装置１は、取得した飛行体位置情報と、ポート間の距離（近さ）に基づいて、ポート周辺に存在する着陸可能なポートを決定し、決定されたポート（他のポート）への飛行処理を行う為の指示情報を生成して、飛行体２に受け渡すことで、飛行体２でのリルート処理（他のポートへの飛行処理）が実行される。
　飛行体２とポート管理装置３が通信を行った際に、飛行体２の座標情報を、飛行体２からポート管理装置３に受け渡し、ポート管理装置３から飛行体位置情報として、飛行管理装置１に受け渡してもよい。なお、飛行体位置情報は、本実施形態のように必ずしもポート管理装置３を介して飛行管理装置１に出力される必要はなく、飛行体２から直接飛行管理装置１に受け渡したり、別の装置を介して飛行管理装置１に受け渡しても構わない。
　図８は、ポート管理装置３の機能ブロック図である。ポート管理装置３は、可否情報の出力要求を受け付ける着陸要求受信手段３０ａと、可否情報の出力要求を受け付ける離陸要求受信手段３０ｂと、判断手段３１（着陸可否判断手段３１ａ、離陸可否判断手段３１ｂ）と、可否情報出力手段３２と、飛行計画管理手段３３と、可否情報受信手段３４と、監視情報受信手段３６と、ポート監視手段３７と、風情報受信手段３８と、風情報管理手段３９と、を備えている。
　着陸要求受信手段３０ａは、飛行体２の無線通信部２０４及びポート管理装置３の通信装置３０６を介して着陸要求出力手段２１ａから出力された着陸要求を受け取る。離陸要求受信手段３０ｂは、着陸要求出力手段２１ａから出力された着陸要求を受け取る。
　判断手段３１（着陸可否判断手段３１ａ、離陸可否判断手段３１ｂ）は、着陸又は離陸の可否を判断する。そして、判断手段３１の判断結果や飛行管理装置１から可否情報受信手段３４を介して受け取った情報に基づいて、飛行体２の着陸又は離陸の少なくとも一方を制御する為の可否情報を生成する。可否情報出力手段３２は、可否情報を飛行体に受け渡す。本実施形態では、生成した可否情報を、通信装置３０６を介して出力する。
　飛行計画管理手段３３は、飛行管理装置１に、飛行体２についての飛行体位置情報を出力する。
　信号発信部３１３による近距離無線通信信号の発信を制御する近距離無線信号制御手段を備えていてもよい。発信の制御とは、例えば、飛行体２の着陸予定時刻付近になった際に信号を発信開始する処理や、着陸後に信号の信号発信部３１３による信号の発信を終了する処理、等である。
　監視情報受信手段３６は、レーザセンサ３１２からの監視情報を受け取る。レーザセンサ３１２は、少なくともポート３００の一部を含む監視領域を監視し、監視のための監視情報を生成する。本実施形態では、レーザセンサ３１２は各ポート３００のそれぞれの対角線に沿って２つ配置され、レーザ光の照射と受光を行い、受光した情報から監視情報を生成する。ポート監視手段３７は、この監視情報に基づいて、ポート３００への侵入者の検知や、障害物の侵入等を検知し、検知した情報を判断手段３１に受け渡す。ポート監視手段３７は、所定条件下で、検知を行わない様に構成されてもよい。例えば、飛行体２に可否情報を出力したり、可否情報に対する応答の信号を飛行体２から受け取った時点から、所定時間や所定の信号を受け取るまで、検知を行わないように構成してもよい。
　風情報受信手段３８は、風向風速計３１１からの風情報を受け取る。風向風速計３１１は、ポート３００付近の少なくとも一カ所で風向及び風速を取得し、風情報を生成する。風情報は、例えば風速だけの情報であってもよい。風情報管理手段３９は、この風情報を判断手段３１に受け渡したり、風環境シミュレータ４に受け渡す。風情報は、必ずしも飛行管理装置１を介して風環境シミュレータ４に受け渡される必要はなく、ポート管理装置３から直接、又は他の装置を介して受け渡されても構わない。
　図９は、飛行管理装置１の機能ブロック図である。飛行管理装置１は、飛行計画登録手段１０と、飛行体情報受信手段１１と、飛行計画変更手段１２と、指示情報出力手段１３と、風情報受信手段１４と、風情報管理手段１５と、飛行情報管理部１６と、を備えている。
　飛行情報管理部１６は、ユーザ端末５から飛行計画に関連する情報の登録要求や変更要求などを受付け、情報の管理を行う。本実施形態では、登録された飛行計画を管理する飛行計画管理手段１６ａと、ポート間を飛行する飛行体の情報を管理する飛行体情報管理手段１６ｂと、各ポート３００の情報を管理するポート情報管理手段１６ｃと、飛行領域管理手段１６ｄと、輸送管理手段１６ｅと、を備えている。
　飛行計画管理手段１６ａは、登録された飛行計画を管理する。飛行計画は、例えば、前述の飛行経路に関する情報、飛行計画に割り付けられた飛行体の情報、輸送する輸送物の情報、等の情報を有している。
　飛行体情報管理手段１６ｂは、ポート間を飛行する飛行体２の飛行体情報を管理する。飛行体情報は、例えば、飛行体２の識別子、飛行体２の積載可能量に関する情報、待機中、作業中、など飛行体２の作業状態に関する情報、飛行体２の割り振られた実行中、又は実行前の飛行計画に関する情報、等を有している。
　ポート情報管理手段１６ｃは、ポート３００のポート情報を管理する。ポート情報とは、例えば、ポート３００の識別子、ポート３００の所在に関する情報、ポート３００に着陸できない場合の退避場所の情報、等を有している。
　飛行領域管理手段１６ｄは、飛行領域に関する飛行領域情報を管理する。飛行領域とは、たとえば、地図情報、天候に関する情報、飛行可能な飛行体２が制限されている区域や、飛行可能な高度が制限された区域、飛行禁止となっている区域等、飛行体２の飛行の制限に関する情報、等を有している。
　輸送管理手段１６ｅは、飛行体２が輸送する輸送物情報を管理する。輸送物情報は、例えば、輸送物の大きさ、重さ、品目、輸送元、輸送先、集荷日、配送希望日、等の情報を有している。
　飛行計画登録手段１０は、ユーザ端末５からの飛行計画の登録要求や、飛行計画の変更要求を受け付ける。飛行計画は、例えば、輸送管理手段１６ｅを介して新たな輸送物情報が登録されると、登録された飛行計画や飛行体情報、等を加味して輸送を実施可能な飛行体２が導出され、登録される。
　飛行体情報受信手段１１は、ポート管理装置３から飛行体位置情報を受け取る。離陸や着陸などの許可が出せず飛行体２がポートに予定通り着陸したり、離陸したりできない場合が想定されるが、飛行体位置情報に基づいて、飛行体２が現在どの位置にいるのか把握することができる。飛行計画変更手段１２は、飛行体情報受信手段１１で受信した飛行体位置情報と、飛行計画と、に基づいて、飛行体２の渋滞等を判断し、適善飛行計画を変更する。飛行体情報受信手段１１は、飛行体位置情報の他、飛行体２のバッテリー残量や座標情報等の飛行体情報を取得してもよい。飛行計画変更手段１２は、受けとった飛行体情報を更に用いて、飛行計画の変更を行ってもよい。
　指示情報出力手段１３は、新たに登録された飛行計画を、飛行体２に出力する。本実施形態では、指示情報は、飛行体２に送信されるが、飛行管理装置１からポート管理装置３、又は他の装置を介して飛行体２に送信されても構わない。また、飛行計画変更手段１２によって変更された飛行計画に関わる指示情報を、ポート管理装置３を介して、飛行体に受け渡す構成としても構わない。
　風情報受信手段１４は、ポート管理装置３から風情報を受け取る。受け取った風情報は、風情報管理手段１５を介して風環境シミュレータ４に受け渡される。風環境シミュレータ４は、各ポート周辺の地形を含む地形情報と、受け取った風情報と、に基づいて、風環境情報を生成する。風環境情報は、例えば気象予測による風情報等を用いて生成されてもよい。風環境情報は、ポート管理装置３に受け渡され、判断手段３１での可否判断に利用される。風環境シミュレータ４（シミュレーション手段）の一部又は全機能は、飛行管理装置１に備えられていてもよいし、例えば、ユーザ端末５に備えられていてもよい。ユーザ端末５は、風環境情報の表示を行う為の手段、各ポート３００の離着陸の可否を制御する手段、等を備えていてもよい。
　次いで、図１０を用いて、飛行体２によるポート３００への着陸処理について説明する。飛行体２は、指示情報に基づいて自律飛行を行い、着陸予定のポート付近まで飛行する。飛行体２がポート３００に接近すると（ステップＳ１）、着陸要求出力手段２１ａがポート管理装置３に着陸要求を行う（ステップＳ２）。
　着陸要求受信手段３０ａが着陸要求を受け取ると、着陸可否判断手段３１ａが着陸の可否を判断する。飛行管理装置１から着陸の不許可が出されていない場合（ステップＳ３でＮｏ（Ｎ））、ステップＳ４に進む。飛行管理装置１から着陸の不許可が出されている場合（ステップＳ３でＹｅｓ（Ｙ））、ステップＳ５に進む。
　ここで、飛行管理装置１から着陸の不許可が出される場合とは、例えば、飛行計画変更手段１２によって飛行計画の変更の変更が発生した場合、等である。飛行体２とポート管理装置３とが通信可能な状態において、飛行体２に指示情報を受け渡してもよい。
　ポート管理装置３から着陸の不許可が出されていない場合（ステップＳ４でＮｏ（Ｎ））、ステップＳ１１に進む。ポート管理装置３から着陸の不許可が出されている場合（ステップＳ４でＹｅｓ（Ｙ））、着陸の不許可に関わる可否情報を出力する。
　ここで、ポート管理装置３から着陸の不許可が出される場合とは、例えば、風向風速計３１１で得られた風情報に基づいて着陸を制限する場合、風環境シミュレータ４から受け取った風環境に基づいて着陸を制限する場合、レーザセンサ３１２で得られた監視情報に基づいて着陸を制限する場合（ポート内に人、モノ、別の飛行体等が存在する場合等）、等である。
　飛行体２が、無線通信部２０４を介して、着陸の不許可に関わる可否情報を受け取る（ステップＳ５）。この際、所定の退避場所への移動を指示された場合、退避場所まで自律飛行し（ステップＳ７）、待機処理を実行する（ステップＳ８）。この退避場所は、ポート３００と同様な構成を備えた着陸場所であってもよいし、空中であってもよい。退避場所が他のポート３００である退避処理を行う場合や、リルート処理（他のポートへの飛行処理）を行う場合、ステップＳ１に戻る。飛行体２が待機したならば、ポート管理装置３は、飛行計画管理手段３３を介して、待機に関わる飛行体位置情報を飛行管理装置１に出力する。
　飛行体２は、ポート３００への着陸許可に関わる可否情報を受け取るまで待機する（ステップＳ８）。飛行管理装置１及びポート管理装置３の何れからも着陸不許可に関わる可否情報が出力されていない場合（ステップＳ４でＮｏ（Ｎ））、又はステップＳ８で待機後、着陸許可に関わる可否情報を受け取った場合（ステップＳ９でＹｅｓ（Ｙ））、着陸処理を実行する。
　飛行体２は、信号発信部３１３から発信される近距離無線通信信号を用いて、着陸地点に近づく（ステップＳ１０）。その後、マーカー３１４を用いて着陸地点へ近づき（ステップＳ１１）、着陸をする。飛行体２の着陸が完了したならば、ポート管理装置３は、飛行計画管理手段３３を介して、着陸完了に関わる飛行体位置情報を飛行管理装置１に出力する。
　次いで、図１１を用いて、飛行体２によるポート３００からの離陸処理について説明する。飛行体２の離陸要求出力手段２１ｂが、ポート管理装置３に離陸要求を行う（ステップＳ２１）。
　離陸要求受信手段３０ｂが離陸要求を受け取ると、離陸可否判断手段３１ｂが離陸の可否を判断する。飛行管理装置１から離陸の不許可が出されていない場合（ステップＳ２２でＮｏ（Ｎ））、ステップＳ２３に進む。飛行管理装置１から離陸の不許可が出されている場合（ステップＳ２２でＹｅｓ（Ｙ））、ステップＳ２４に進む。
　ここで、飛行管理装置１から離陸の不許可が出される場合とは、例えば、飛行計画変更手段１２によって飛行計画の変更の変更が発生した場合、等である。飛行体２とポート管理装置３とが通信可能な状態において、飛行体２に指示情報を受け渡してもよい。
　ポート管理装置３から離陸の不許可が出されていない場合（ステップＳ２３でＮｏ（Ｎ））、ステップＳ２６に進む。ポート管理装置３から離陸の不許可が出されている場合（ステップＳ２３でＹｅｓ（Ｙ））、離陸の不許可に関わる可否情報を出力する。
　ここで、ポート管理装置３から離陸の不許可が出される場合とは、例えば、風向風速計３１１で得られた風情報に基づいて離陸を制限する場合、風環境シミュレータ４から受け取った風環境に基づいて離陸を制限する場合、レーザセンサ３１２で得られた監視情報に基づいて離陸を制限する場合（ポート内に人、モノ、別の飛行体等が存在する場合等）、等である。
　飛行体２が、無線通信部２０４を介して、離陸の不許可に関わる可否情報を受け取ったならば（ステップＳ２４）、飛行体２は処理を実行する（ステップＳ２５）。飛行体２が待機したならば、ポート管理装置３は、飛行計画管理手段３３を介して、待機に関わる飛行体位置情報を飛行管理装置１に出力する。
　飛行体２は、ポート３００への離陸許可に関わる可否情報を受け取るまで待機する（ステップＳ２５）。飛行管理装置１及びポート管理装置３の何れからも離陸不許可に関わる可否情報が出力されていない場合（ステップＳ２３でＮｏ（Ｎ））、又はステップＳ２５で待機後、離陸許可に関わる可否情報を受け取った場合（ステップＳ２６でＹｅｓ（Ｙ））、離陸処理を実行する（ステップＳ２７）。
　飛行体２の離陸が完了したならば、ポート管理装置３は、飛行計画管理手段３３を介して、離陸完了に関わる飛行体位置情報を飛行管理装置１に出力する。
　本発明によれば、飛行体位置情報又は他の飛行計画の変更に基づいて、飛行体の飛行計画を変更し、ポート間の飛行計画を実現することができる。
　また、飛行体がポートで渋滞した場合などに、飛行計画を変更することができ、渋滞を緩和し、作業品質の向上することができる。
　また、ポート周辺の風の影響を加味してポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
　また、ポートにおける対人、対飛行体、対輸送物の安全性を高めながら、ポート間の飛行に係る飛行可否の判断や、飛行計画の修正を行うことができる。
　ポートへの飛行体の離着陸と飛行計画を管理して、飛行体を用いた物品配送計画を効率的に実現するため飛行管理システムを提供することができる。
１　飛行管理装置
１０　飛行計画登録手段
１１　飛行体情報受信手段
１２　飛行計画変更手段
１３　指示情報出力手段
１４　風情報受信手段
１５　風情報管理手段
１６　飛行情報管理部
１６ａ　飛行計画管理手段
１６ｂ　飛行体情報管理手段
１６ｃ　ポート情報管理手段
１６ｄ　飛行領域管理手段
１６ｅ　輸送管理手段
１０１　ＣＰＵ
１０２　メモリ
１０３　記憶装置
１０４　入力装置
１０５　出力装置
１０６　通信装置
１０７　オペレーティングシステム
１０８　飛行管理プログラム
２　飛行体
２０　着陸地点変更手段
２１ａ　着陸要求出力手段
２１ｂ　離陸要求出力手段
２２　可否情報受信手段
２３　飛行動作制御手段
２４　着陸動作制御手段
２５　離陸動作制御手段
２０１　主制御部
２０２　モータ
２０３　モータコントローラ
２０４　無線通信部
２０５　計測装置
２０６　撮像部
２０７　信号受信部
２０８　着陸制御部
３　ポート管理装置
３０ａ　着陸要求受信手段
３０ｂ　離陸要求受信手段
３１　判断手段３１
３１ａ　着陸可否判断手段
３１ｂ　離陸可否判断手段
３２　可否情報出力手段
３３　飛行計画管理手段
３４　可否情報受信手段
３６　監視情報受信手段
３７　ポート監視手段
３８　風情報受信手段
３９　風情報管理手段
３００　ポート
３０１　ＣＰＵ
３０２　メモリ
３０３　記憶装置
３０４　入力装置
３０５　出力装置
３０６　通信装置
３０７　オペレーティングシステム
３０８　ポート管理プログラム
３１１　風向風速計
３１２　レーザセンサ
３１３　信号発信部
３１４　マーカー
４　風環境シミュレータ
５　ユーザ端末
Ｌ　飛行経路
ＬＯ　輸送物
ＳＴ　出発地点
ＧＬ　着陸地点
ＣＰ　中継点
ＳＧ　信号

Claims (11)

  1. 　飛行体が離着陸を行う各ポートを管理する複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の前記飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を備えた飛行管理システムであって、
    　前記ポート管理装置は、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
    　前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、を備え、
    　前記飛行管理装置は、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
    　出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
    　前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
    　前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
    　前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする飛行管理システム。
  2. 　前記飛行体位置情報は、着陸不可又は離陸不可の判断を受けて、着陸待ち状態の飛行体又は離陸待ちの飛行体の位置に関する情報を含むこと、を特徴とする請求項１に記載の飛行管理システム。
  3. 　前記ポート管理装置は、ポートに設置された風センサから風情報を受け取る風情報受信手段を備え、
    　前記判断手段は、前記風情報を用いて可否判断を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の飛行管理システム。
  4. 　前記風センサで得られた風情報と、各ポート周辺の地形に関する地形情報と、を用いてポート周辺の３次元の風環境をシミュレーションする風環境シミュレーション手段を更に備え、
    　前記可否情報出力手段は、前記風環境に基づいて判断された可否情報を飛行体に受け渡すことを特徴とする請求項３に記載の飛行管理システム。
  5. 　前記風環境シミュレーション手段は、更に風に関する予報情報を用いて前記風環境をシミュレーションすることを特徴とする請求項４に記載の飛行管理システム。
  6. 　前記ポート管理装置は、ポートに設置され、少なくともポートの一部を含む監視領域の監視センサから監視情報を受け取る監視情報受信手段を備え、
    　前記判断手段は、前記監視情報に基づいて可否判断を行うことを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の飛行管理システム。
  7. 　前記ポートは、前記飛行体に近距離無線信号を送出する４以上の信号発信部を備え、
    　前記飛行体は、前記信号発信部から発信される信号に基づいて、ポートの着陸地点に移動することを特徴とする請求項１～６の何れかに記載の飛行管理システム。
  8. 　前記飛行体は、前記ポートに表示されたマーカーを撮像する為の撮像部を備え、
    　前記撮像部で撮像した画像に基づいて、着陸地点に移動することを特徴とする請求項１～７の何れかに記載の飛行管理システム。
  9. 　前記飛行体は、前記ポート管理装置から可否情報を受け取る可否情報受信手段を備え、
    　前記可否情報を受け取り後、着陸処理、離陸処理、待機処理又は新たな飛行経路に基づく他のポートへの飛行処理を実施すること、を特徴とする請求項１～８の何れかに記載の飛行管理システム。
  10. 　ポート間を自律飛行する複数の飛行体の飛行計画を管理する飛行管理システムであって、
    　飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する判断手段と、
    　前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための可否情報出力手段と、
    　前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る飛行体情報受信手段と、
    　出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する飛行計画登録手段と、
    　前記飛行計画の変更を行う飛行計画変更手段と、
    　前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う指示情報出力手段と、を備え、
    前記飛行計画変更手段は、受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行うこと、を特徴とする飛行管理システム。
  11. 　飛行体が離着陸を行う各ポートを管理する複数のポート管理装置と、ポート間を自律飛行する複数の前記飛行体の飛行計画を管理する飛行管理装置と、を用いた飛行管理方法であって、
    　前記ポート管理装置が、飛行体のポートへの着陸又はポートからの離陸の可否を判断する処理と、
    　前記可否に関する可否情報を飛行体に受け渡すための処理と、を備え、
    　前記飛行管理装置が、前記飛行体の位置に関する飛行体位置情報を含む飛行体情報を受け取る処理と、
    　出発地点のポート並びに目標地点のポート間を飛行するための飛行計画を登録する処理と、
    　受信した飛行体位置情報又は変更した他の飛行計画に基づいて、飛行計画の変更を行う処理と、
    　前記飛行計画を前記飛行体に指示する為の指示情報の出力を行う処理と、を備えることを特徴とする飛行管理方法。
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