WO2019058598A1 - 管理装置、飛行管理システム、飛行管理方法及びプログラム - Google Patents

管理装置、飛行管理システム、飛行管理方法及びプログラム Download PDF

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WO2019058598A1
WO2019058598A1 PCT/JP2018/009441 JP2018009441W WO2019058598A1 WO 2019058598 A1 WO2019058598 A1 WO 2019058598A1 JP 2018009441 W JP2018009441 W JP 2018009441W WO 2019058598 A1 WO2019058598 A1 WO 2019058598A1
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flight
base stations
communication
radio resources
flight device
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PCT/JP2018/009441
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校 邵
洋樹 武田
渡辺　伸吾
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Kddi株式会社
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00—Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0004—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft
    • G08G5/0013—Transmission of traffic-related information to or from an aircraft with a ground station
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    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
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    • G08G5/0026—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/51—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on terminal or device properties

Definitions

  • the present invention relates to a management device, a flight management system, a flight management method, and a program for setting a flight route of a flight device.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a management device, a flight management system, a flight management method, and a program capable of suppressing disconnection of communication with a flight device. I assume.
  • a management apparatus is an acquisition unit for acquiring an estimated flight date, flight start position and flight end position of a flight device, and a plurality of base stations based on the flight start position and the flight end position.
  • An estimation unit for identifying each of the plurality of base stations based on history information of the communication status of the plurality of base stations;
  • a comparator for comparing the radio resources assignable to the flight device at the plurality of base stations estimated by the unit with a radio resource required for communication to be used by the flight device; and assignable to the flight device A flight route of the flight device along a cell covered by a base station with more radio resources than the radio resource required for the communication to be used in the flight device.
  • a route setting unit that sets a.
  • the route setting unit is a base that, among a plurality of frequency bands, a radio resource that can be allocated to the flight device in a usable frequency band of the flight device is more than a radio resource necessary for communication to be used in the flight device.
  • the flight route may be set along a cell covered by a station.
  • the acquisition unit obtains the scheduled number of other flying devices scheduled to fly simultaneously in the cell of the base station, and the route setting unit sets the upper limit number at which the scheduled number of flights can simultaneously fly the cell of the base station.
  • the flight route may be set along a cell covered by a base station not reached.
  • the acquisition unit acquires the interference strength of the cells of the plurality of base stations
  • the management apparatus is the interference strength acquired by the acquisition unit in the cells of the base station on the flight route of the flight device.
  • the acquisition unit acquires the strength of interference of cells of the plurality of base stations, and the route setting unit is configured along a cell covered by a base station whose interference strength acquired by the acquisition unit is less than or equal to a threshold.
  • the flight route may be set.
  • the acquisition unit acquires the communication statuses of the plurality of base stations, and based on the communication statuses of the plurality of base stations, acquires a radio resource assignable to the flight device in the plurality of base stations, and the route
  • the setting unit is configured such that a radio resource assignable to the flight device based on the communication status of the plurality of base stations covers a cell covered by more base stations than a radio resource required for communication to be used in the flight device.
  • the flight route of the flight device may be reset.
  • the estimation unit performs the flight at the scheduled flight date and time at the plurality of base stations based on history information of communication statuses of the plurality of base stations at a previous implementation date of an event or maintenance performed at the scheduled flight date and time.
  • Each radio resource that can be assigned to a device may be estimated.
  • the acquisition unit acquires, from an external device, a radio resource necessary for communication to be used by the flight device, and the route setting unit acquires the radio resource necessary for communication to be used by the flight device. Flight of the flight device along a cell covered by the base station that the wireless resources assignable to the flight device cover more than the radio resources necessary for the communication to be used in the flight device based on You may set a route.
  • a flight management system is a flight management system comprising a first management device and a second management device, wherein the first management device is a scheduled flight date and time of the flight device, a flight start position. And an acquisition unit for acquiring a flight end position, an identification unit for identifying a plurality of base stations based on the flight start position and the flight end position, and history information of communication statuses of the plurality of base stations.
  • An estimation unit that estimates radio resources that can be allocated to the flight device at the scheduled flight date and time in the plurality of base stations; and the radio resources that can be allocated to the flight device in the plurality of base stations estimated by the estimation unit
  • a notification unit for notifying the second management apparatus of the second management apparatus, the second management apparatus being able to assign the flight apparatus at the plurality of base stations notified by the notification unit.
  • a comparison unit that compares resources with radio resources necessary for communication that the flight device is to use, and radio resources necessary for communication that the radio resource that can be allocated to the flight device is to be used in the flight device You may have the route setting part which sets the flight route of the said flight apparatus along the cell which many base stations cover.
  • a flight management method comprises the steps of acquiring scheduled flight date and time, flight start position and flight end position of a flight device, and a plurality of base stations based on the flight start position and the flight end position. Estimating the radio resources that can be allocated to the flight device at the scheduled flight date and time in the plurality of base stations based on the history information of the communication status of the plurality of base stations; Comparing the radio resources assignable to the flight device at the plurality of base stations with a radio resource required for communication intended for use by the flight device; and the radio resource assignable to the flight device The flight of the flight device along a cell covered by more base stations than the radio resources required for the communication to be used in the flight device. It may comprise the steps of: setting a route.
  • a program according to a fourth aspect of the present invention comprises the steps of acquiring on a computer a scheduled flight date and time, a flight start position and a flight end position of a flight device, and a plurality of bases based on the flight start position and the flight end position.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to suppress that communication with a base station and a flight apparatus is cut
  • FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a flight management system S according to the present embodiment.
  • the flight management system S includes a management device 100, a flight device 200, and a plurality of base stations 300.
  • the management device 100 sets a flight route for the flight device 200 to fly.
  • the management device 100 communicates with the flying device 200 in flight via the network N and the base station 300.
  • the management device 100 sequentially instructs the flight device 200 to fly in order to fly the flight device 200 along the flight route.
  • the management device 100 communicates with a plurality of base stations 300 via the network N.
  • the management apparatus 100 acquires communication statuses of a plurality of base stations 300 at predetermined intervals, and stores history information of the acquired communication statuses.
  • the predetermined period is, for example, one hour.
  • the communication status may be, for example, RSSI, BLER, packet loss, throughput, RTT, strength of interference from an adjacent base station or the number of lines simultaneously connected to the base station 300, use of a central processing unit (CPU) of the base station 300. Rate, memory utilization, bandwidth utilization etc.
  • the RSSI Receiveived Signal Strength Indicator
  • Block error ratio BLER
  • the throughput indicates the data transfer capacity of unit time in data transmission.
  • RTT Red-Trip Time
  • the management device 100 estimates radio resources that can be allocated to the flight device 200 in the plurality of base stations 300 at the scheduled flight date and time of the flight device 200 by referring to the history information of the communication status of the plurality of base stations 300.
  • the radio resource refers to two-dimensional scheduling in the time domain and frequency domain, and refers to the number of allocated resource elements obtained by dividing these components in a mesh based on a predetermined unit.
  • the resource element is obtained by dividing the bandwidth into 12 for every 15 kHz with respect to the frequency component, and dividing the bandwidth with 1 ms as the minimum unit in the time direction.
  • the radio resource may be bandwidth or transmission power assignable to the flight device 200.
  • the management device 100 sets the flight route such that the radio resources assignable to the flight device 200 are larger than the radio resources required for the communication that the flight device 200 intends to use in the communication via the base station 300.
  • the flight device 200 moves along the flight route set by the management device 100.
  • the flight device 200 is, for example, a drone.
  • the user may sequentially indicate the flight direction along the flight route by an operation terminal (not shown).
  • the operation terminal is, for example, a smartphone.
  • FIG. 2 shows the configuration of the management apparatus 100.
  • the management device 100 includes a communication unit 1, an operation unit 2, a storage unit 3, and a control unit 4.
  • the communication unit 1 is a communication interface for communication via the base station 300.
  • the operation unit 2 is an operation key and a touch panel.
  • the storage unit 3 is a storage medium such as a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).
  • the storage unit 3 stores a program that the control unit 4 executes.
  • the control unit 4 is, for example, a CPU.
  • the control unit 4 functions as an acquisition unit 41, a specification unit 42, an operation reception unit 43, an estimation unit 44, a comparison unit 45, a route setting unit 46, and an adjustment unit 47 by executing the program stored in the storage unit 3. Do.
  • the acquisition unit 41 acquires the scheduled flight date and time of the flight device 200, the flight start position where the flight device 200 starts flight, and the flight end position where the flight device 200 is the flight destination. For example, the acquisition unit 41 acquires the scheduled flight date and time, the flight start position, and the flight end position of the flight device 200 from the external device (not shown) via the communication unit 1.
  • the external device is, for example, a personal computer of a user of the flying device 200.
  • the acquisition unit 41 refers to the flight routes described in the flight plans of the other flight devices stored in the storage unit 3 so that the base station 300 can cover the acquired scheduled flight date and time. Get the number of flight schedules of other flight devices scheduled to fly in the cell.
  • the acquisition unit 41 acquires, from the external device via the communication unit 1, a radio resource necessary for communication to be used by the flight device 200.
  • the acquisition unit 41 acquires the communication statuses of the plurality of base stations 300.
  • the acquisition unit 41 may acquire the communication statuses of the plurality of base stations 300 for each frequency band.
  • the acquisition unit 41 acquires, as the communication status of a plurality of base stations 300, the strength of interference from adjacent base stations. A method of acquiring the strength of interference from the adjacent base station by the acquisition unit 41 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 illustrates by oval the cell in which the base station 300A covers communication (hereinafter sometimes referred to as "the cell of the base station"). Further, it is assumed that the base station 300B is adjacent to the cell of the base station 300A.
  • the strength of interference from the base station 300B to the cell of the base station 300A can be determined, for example, by measuring a signal from the base station 300B.
  • the flight device measures both the signal from the base station 300A and the signal from the base station 300B, and these measurement results Are transmitted to the base station 300A at predetermined intervals.
  • the predetermined period is, for example, one minute.
  • the base station 300A transmits the communication status including the measurement result received from the flight device to the management apparatus 100, and the acquisition unit 41 stores the received communication status history information in the storage unit 3.
  • the acquisition unit 41 compares the reception intensity of the signal from the base station 300B measured in the cell of the base station 300A by the flight device with a threshold.
  • the threshold value is a value that can ensure that the flight device 200 performs stable flight without disconnection between the flight device 200 and the base station 300 in flight due to radio interference from an adjacent base station. .
  • the RSRP Reference Signal Received Power
  • the larger the interference from the base station 300B the greater the interference. It indicates that the risk of the communication between the in-flight device 200 and the base station 300 being disconnected is increased.
  • the acquiring unit 41 determines that the reception intensity of the signal from the base station 300B is larger than the threshold (-110 dBm> It is determined that -115 dBm). Note that the acquisition unit 41 may compare RSRQ (Reference signal Received quality) with a threshold as a measurement value indicating the reception strength of the signal from the base station 300B.
  • the acquiring unit 41 may also acquire radio resources that can be allocated to the flying devices 200 in the plurality of base stations 300 based on the communication status of the plurality of base stations 300 obtained during the flight of the flying device 200. .
  • the acquisition unit 41 refers to the number of lines simultaneously connected to the base station 300 in the communication state acquired by the acquisition unit 41 during flight of the flight device 200, and transmits the radio resources that can be provided by the base station 300 to the base station.
  • the radio resources assignable to the flight device 200 may be determined by equally dividing the number of lines connected to 300 simultaneously. For example, when the bandwidth as a radio resource that can be provided by the base station 300 is 1 Gbps, and the number of lines simultaneously connected to the base station 300 is five, the acquisition unit 41 may use five one Gbps.
  • the equally divided 0.2 Gbps may be a radio resource that can be assigned to the flight device 200.
  • the identifying unit 42 identifies the plurality of base stations 300 based on the flight start position and the flight end position acquired by the acquisition unit 41.
  • the identifying unit 42 identifies, for example, the base station 300 whose shortest distance from a straight line connecting the flight start position and the flight end position is within a predetermined distance.
  • the predetermined distance is, for example, 2 to 20 km.
  • the operation accepting unit 43 accepts an operation input to the operation unit 2 by the administrator.
  • an event such as a fireworks display is conducted
  • the bandwidth utilization rate of the base station 300 around the event site may increase.
  • maintenance of base station 300 may temporarily reduce the radio resources that base station 300 can allocate to flight device 200. Therefore, the operation accepting unit 43 accepts an operation of inputting, for each base station 300, the scheduled date and time of implementation of the event for which the bandwidth utilization factor is increased and the past date and time of implementation.
  • the operation accepting unit 43 accepts an operation of inputting, for each base station 300, the scheduled implementation date and time for maintenance and the past implementation date and time in which the radio resources assignable to the flight device 200 decrease.
  • the operation receiving unit 43 causes the storage unit 3 to store the scheduled implementation date and time of the accepted event and the like and the past implementation date and time.
  • the estimation unit 44 estimates radio resources that can be allocated to the flight device 200 by the plurality of base stations 300 at the scheduled flight date and time, based on the history information of the communication status of the plurality of base stations 300 identified by the identification unit 42. For example, the estimation unit 44 obtains a radio resource that can be allocated to the flight device 200 using the statistical value of the communication status. More specifically, the estimation unit 44 finds the average value of the bandwidth utilization rate of the latest one month in the communication status history information as the bandwidth utilization rate of the scheduled flight date and time, and calculates this average value, A radio resource that can be allocated to the flight device 200 is obtained by calculating the unused bandwidth from the average value of the utilization rate of the obtained bandwidth.
  • the estimation unit 44 may obtain a wireless resource assignable to the flight device 200 at the scheduled flight date and time by referring to the history information of the communication status in the same time zone or day as the scheduled flight date and time.
  • the estimation unit 44 uses the history information of the communication status of the plurality of base stations 300 on the previous execution date and time of the event or maintenance performed on the scheduled flight date and time. Based on the estimated radio resources that can be assigned to the flight devices 200 at scheduled flight dates and times in the plurality of base stations 300, respectively. For example, the estimation unit 44 estimates radio resources that can be allocated to the flight device 200 of the scheduled flight date and time, based on the history information of the communication status at the corresponding time during the previous event.
  • the estimation unit 44 determines Based on the communication status at the same time (20:42), the radio resources assignable to the flight device 200 at the scheduled flight date and time are estimated.
  • the comparison unit 45 is a radio resource that can be allocated to the flight device 200 in the plurality of base stations 300 estimated by the estimation unit 44, and an acquisition unit 41 as a radio resource necessary for communication to be used by the flight device 200. The acquired radio resources are compared.
  • the comparison unit 45 acquires, from the external device, a frequency band that can be used by the flight device 200 among the plurality of frequency bands that the base station 300 can transmit and receive.
  • the comparison unit 45 compares a radio resource assignable to the flight device 200 in a usable frequency band of the flight device 200 with a radio resource required for communication to be used in the flight device 200. For example, when the frequency bands that can be transmitted and received by the base station 300 are 2.1 GHz and 1.8 GHz, and the frequency band that can be used by the flight device 200 is 1.8 GHz, the comparison unit 45 sets the frequency band of 1.8 GHz.
  • the radio resources that can be allocated to the flight device 200 are compared with the radio resources required for the communication to be used in the flight device 200.
  • the comparison unit 45 notifies the route setting unit 46 of the comparison result.
  • the route setting unit 46 sets a flight route for the flight device 200 to fly.
  • the route setting unit 46 sets a flight route when, for example, the acquisition unit 41 acquires a flight start position, a flight end position, and a radio resource necessary for communication to be used by the flight device 200 from an external device. Do.
  • the route setting unit 46 compares the radio resources that can be allocated to the flight device 200 among the plurality of base stations 300 specified by the identification unit 42 as compared to the radio resources required for communication to be used in the flight device 200.
  • the flight route is set along the cell in which the base station 300 determined in the above covers communication.
  • the route setting unit 46 determines in the comparison unit 45 that the radio resource assignable to the flight device 200 in the usable frequency band of the flight device 200 is larger than the radio resource required for communication to be used in the flight device 200.
  • the flight route is set along the cell in which the base station 300 covers communication.
  • the route setting unit 46 determines the base determined in the comparison unit 45 that the radio resource assignable to the flight device 200 in the frequency band of 1.8 GHz is larger than the radio resource required for communication to be used in the flight device 200.
  • the flight route is set along the cell that the station 300 covers communication.
  • the route setting unit 46 sets a flight route along a cell in which the planned number of flight devices including the flight device 200 does not simultaneously reach the upper limit number that can be simultaneously fly among the cells that the base station 300 covers communication. Set For example, in the cell in which the base station 300 covers communication, the route setting unit 46 follows the cell whose scheduled number of flights excluding the flight device 200 is three or less, when the upper limit number that can fly simultaneously is four. Set the flight route.
  • the route setting unit 46 may set a flight schedule including the moving speed of the flight device 200 on the flight route.
  • the route setting unit 46 divides the flight route of the flight device 200 into a plurality of sections, and designates the moving speed of the flight device 200 for each section so that the number of scheduled flight can be simultaneously flew in the cells of the base station 300.
  • the flight schedule of the flying device 200 may be set so as not to exceed the upper limit number.
  • the route setting unit 46 stores the set flight route of the flying device 200 in the storage unit 3.
  • the route setting unit 46 limits the flight routes of other flight devices so that the upper limit of the number of flight devices that can fly at the same time in the cell of the base station 300 to which the flight route of the flight device 200 belongs does not exceed.
  • the route setting unit 46 sets a flight route along which the base station 300 whose interference intensity is equal to or less than the threshold in the communication condition acquired by the acquisition unit 41 flies along a cell that covers communication.
  • the threshold is a value that can ensure stable flight of the flying device 200 without breaking communication between the flying device 200 and the base station in flight due to radio interference from an adjacent base station.
  • the acquisition unit 41 acquires the flight start position T and the flight end position G.
  • the specifying unit 42 specifies the cells C1 to C9 of the base station 300 whose shortest distance from the broken line connecting the flight start position T and the flight end position G is within a predetermined distance.
  • the acquisition unit 41 compares the strength of interference in the communication status of the cells C1 to C9 with a threshold. In the example of FIG. 4, the intensity of interference from adjacent cells in cells C1, C3 and C5 to C9 is less than the threshold, and the intensity of interference from adjacent cells in cells C2 and C4 indicated by hatching is greater than the threshold large.
  • the route setting unit 46 sets a flight route along which the base station 300 whose intensity of the interference acquired by the acquisition unit 41 is equal to or less than a threshold fly along a cell covering communication.
  • the route setting unit 46 flies along the cells C1, C6, C3 and C5 covered by the base station 300 whose interference intensity acquired by the acquisition unit 41 is equal to or less than the threshold, and the acquisition unit
  • the flight route is set so as to avoid the cells C2 and C4 of the base station 300 in which the strength of interference acquired by the T.41 is greater than the threshold.
  • the route setting unit 46 reacquires the wireless resources allocatable to the flight device 200 based on the communication statuses of the plurality of base stations 300 acquired by the acquisition unit 41 during the flight of the flight device 200.
  • the route setting unit 46 refers to the communication status of the plurality of base stations 300 acquired by the acquisition unit 41 during the flight of the flight device 200, and among the referred communication status, a line simultaneously connected to the base station 300.
  • the route setting unit 46 specifies a base station 300 in which the acquired radio resources assignable to the flight device 200 are larger than the radio resources required for the communication to be used in the flight device 200.
  • the route setting unit 46 resets the flight route of the flying device 200 so that the identified base station 300 flies along the cell that covers communication.
  • the route setting unit 46 may change the frequency band to be allocated to the flight device 200 to another frequency band in order to secure the radio resources that can be allocated to the flight device 200.
  • the base station 300 which has more radio resources that can be allocated to the flight device 200 in the changed frequency band than the radio resources necessary for communication to be used in the flight device 200 covers communication.
  • the flight route of the flight device 200 may be reconfigured to fly along the cell.
  • the route setting unit 46 may set the flight route of the flight device 200 so as not to pass through the peripheral portion of the cell of the base station 300 as much as possible.
  • the adjustment unit 47 adjusts the direction in which radio waves are transmitted from the antenna of the base station 300 when the intensity of interference in the cell of the base station 300 acquired by the acquisition unit 41 is higher than a threshold.
  • the adjustment unit 47 improves the strength of the signal received by the flight device 200, for example, by changing the beam direction of the antenna of the base station 300 upward. At this time, since the strength of the signal received by the flight device 200 becomes relatively large compared to the strength of the interference of the signals from the adjacent base stations, the communication quality of the communication between the flight device 200 and the base station 300 Improve.
  • the adjustment unit 47 may increase the wireless resources to be assigned to the flying device 200 by giving priority to the wireless resources to be assigned to the flying device 200 over the wireless resources to be assigned to other users.
  • the radio resources allocated to the flight device 200 may be increased.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the management apparatus 100.
  • the external device manages the flight start position of the flight device 200, the flight end position, the scheduled flight date and time, and the radio resources required for communication to be used by the flight device 200. It starts when transmitted to the device 100.
  • the acquisition unit 41 acquires the flight start position, the flight end position, the scheduled flight date and time, and the radio resources necessary for communication to be used by the flight device 200 by the communication unit 1 (step S101).
  • the identifying unit 42 identifies the base station 300 whose shortest distance from the straight line connecting the flight start position and the flight end position is within a predetermined distance (step S102).
  • the estimation unit 44 estimates radio resources that can be allocated to the flight device 200 by the plurality of base stations 300 at the scheduled flight date and time, based on the history information of the communication status of the plurality of base stations 300 identified by the identification unit 42 Step S103).
  • the acquisition unit 41 plans to fly the inside of the cell of the base station 300 at the acquired scheduled flight date and time by referring to the flight routes described in the flight plans of other flight devices stored in the storage unit 3 respectively.
  • the planned number of flight of the other flight device is acquired (step S104).
  • the comparison unit 45 acquires the radio resources acquired by the acquisition unit 41 as the radio resources necessary for the communication scheduled to be used by the flight device 200, the radio resources assignable to the flight device 200 in the plurality of base stations 300 estimated by the estimation unit 44. Each resource is compared (step S105).
  • the route setting unit 46 compares the strengths of the interference of the plurality of base stations 300 acquired by the acquisition unit 41 with a threshold (step S106).
  • the strength of the interference acquired by the acquisition unit 41 is equal to or less than a threshold, and the radio resource that can be allocated to the flight device 200 in the plurality of base stations 300 estimated by the estimation unit 44 is
  • a flight route is set along a cell covered by the base station 300 which has more radio resources than the radio resources required for the communication to be used, and the process is ended (step S107).
  • the route setting unit 46 is in a cell in which the base station 300 which has more radio resources that can be allocated to the flight device 200 than the radio resources necessary for communication to be used in the flight device 200 covers communication. Along the line, the flight route of the flight device 200 is set. Therefore, it is possible to suppress disconnection of communication via the base station 300 of the flight device 200 during flight of the flight device 200.
  • the route setting unit 46 sets the flight route along the cells, of which the base station 300 covers the communication, in which the planned number of flight does not simultaneously reach the upper limit number that can be fly simultaneously. Set For this reason, the route setting unit 46 can suppress the flight device 200 from flying the cells of the base station 300 simultaneously beyond the upper limit of possible flight.
  • the adjustment unit 47 can Adjust the direction of the radio wave transmitted from the antenna.
  • the adjustment unit 47 can improve the communication quality of communication between the flight device 200 and the base station 300 by adjusting the direction of the radio wave. For this reason, the adjustment unit 47 can suppress deterioration in communication quality between the flight device 200 and the base station 300 due to interference of signals from the adjacent base station 300 and the like.
  • the route setting unit 46 sets a flight route along a cell covered by the base station 300 whose interference intensity estimated by the estimation unit 44 is less than or equal to the threshold. For this reason, it is possible to suppress disconnection of communication between the flight device 200 and the base station 300 during flight of the flight device 200 due to interference of signals from the adjacent base station 300 and the like.
  • the route setting unit 46 is a radio resource required for the communication to be used in the flight device 200 by the radio resource which can be allocated to the flight device 200 based on the communication status of the plurality of base stations 300.
  • the flight route of the flying device 200 is reconfigured along the cell covered by more base stations 300. For this reason, the route setting unit 46 may reset the flight route, for example, when the radio resource allocated to the flight device 200 can not be secured after the setting of the flight route due to a failure of the base station 300 or the like. it can.
  • the estimation unit 44 determines the plurality of base stations based on the history information of the communication status of the plurality of base stations 300 at the previous execution date of the event or maintenance performed on the scheduled flight date and time.
  • the radio resources that can be allocated to the flight device 200 at the scheduled flight date and time are estimated. Therefore, when the bandwidth utilization rate of the base station 300 is increased due to an event, or when the bandwidth of the base station 300 is narrowed due to maintenance, the radio resources that can be allocated to the flight device 200 decrease. Can be suppressed.
  • the route setting unit 46 can assign the wireless device to the flying device 200 based on the obtaining unit 41 obtaining the wireless resource necessary for the communication scheduled to be used by the flying device 200.
  • the flight route of the flight device 200 is set along a cell covered by the base station 300 whose resources are more than the radio resources required for the communication to be used in the flight device 200. Therefore, the setting operation of the flight route can be simplified.
  • the management apparatus 100 may be configured to include a plurality of cloud-based servers.
  • the management device 100 includes a first management device and a second management device connected to each other by a network, and the first management device includes the acquisition unit 41, the identification unit 42, and the estimation unit 44 of FIG.
  • the second management apparatus may include the comparison unit 45 and the route setting unit 46.
  • the first management apparatus may further include a notification unit that notifies the second management apparatus of radio resources that can be allocated to the flying device 200 in the plurality of base stations estimated by the estimation unit 44.

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Abstract

飛行装置は、飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得する取得部と、飛行開始位置及び飛行終了位置に基づいて複数の基地局を特定する特定部と、複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて複数の基地局において飛行予定日時に飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する推定部と、推定部が推定した複数の基地局において飛行装置に割り当て可能な無線リソースを飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較する比較部と、飛行装置に割り当て可能な無線リソースが飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って飛行装置の飛行ルートを設定するルート設定部とを備える。

Description

管理装置、飛行管理システム、飛行管理方法及びプログラム
本発明は、飛行装置の飛行ルートを設定するための管理装置、飛行管理システム、飛行管理方法及びプログラムに関する。
　本願は、２０１７年９月２５日に、日本に出願された特願２０１７－１８３４３７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
サーバからの制御信号によりドローン等の飛行装置を飛行させることが広く行われている（例えば、特許文献１を参照）。特に、携帯電話網を利用して飛行中の飛行装置を制御することが行われている。
特開２０１７－１１７０１８号公報
従来のこの種の飛行装置には、飛行装置の飛行エリアにおいて携帯電話網の基地局に対する接続数が過大になった場合に、通信品質が悪化することにより、飛行装置へ制御信号が届かなくなるという問題があった。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、飛行装置との通信が切断されることを抑制することができる管理装置、飛行管理システム、飛行管理方法及びプログラムを提供することを目的とする。
本発明の第１の態様の管理装置は、飛行装置の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得する取得部と、前記飛行開始位置及び前記飛行終了位置に基づいて複数の基地局を特定する特定部と、前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する推定部と、前記推定部が推定した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較する比較部と、前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って前記飛行装置の飛行ルートを設定するルート設定部とを備える。
前記ルート設定部は、複数の周波数帯域のうち、前記飛行装置の使用可能な周波数帯域において前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行ルートを設定してもよい。
前記取得部は、前記基地局のセル内を同時に飛行予定の他の飛行装置の飛行予定数を求め、前記ルート設定部は、前記飛行予定数が前記基地局のセルを同時に飛行可能な上限数に達していない基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行ルートを設定してもよい。
前記取得部は、前記複数の基地局のセルの干渉の強さを取得し、前記管理装置は、前記飛行装置の飛行ルート上の前記基地局のセルにおいて前記取得部が取得した干渉の強さが閾値より高い場合に、前記基地局のアンテナから送信される電波の向きを調整する調整部をさらに備えてもよい。
前記取得部は、前記複数の基地局のセルの干渉の強さを取得し、前記ルート設定部は、前記取得部が取得した干渉の強さが閾値以下の基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行ルートを設定してもよい。
前記取得部は、前記複数の基地局の通信状況を取得し、当該複数の基地局の通信状況に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースを取得し、前記ルート設定部は、前記複数の基地局の通信状況に基づく前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを再設定してもよい。
前記推定部は、前記飛行予定日時に実施されるイベント又はメンテナンスの前回の実施日時における前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定してもよい。
前記取得部は、外部装置から前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースを取得し、前記ルート設定部は、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースを前記取得部が取得したことに基づいて、前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定してもよい。
本発明の第２の態様の飛行管理システムは、第１管理装置と、第２管理装置とを備える飛行管理システムであって、前記第１管理装置は、飛行装置の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得する取得部と、前記飛行開始位置及び前記飛行終了位置に基づいて、複数の基地局を特定する特定部と、前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する推定部と、前記推定部が推定した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを前記第２管理装置へ通知する通知部と、を有し、前記第２管理装置は、前記通知部が通知した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較する比較部と、前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定するルート設定部とを有してもよい。
本発明の第３の態様の飛行管理方法は、飛行装置の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得するステップと、前記飛行開始位置及び前記飛行終了位置に基づいて、複数の基地局を特定するステップと、前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定するステップと、推定した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較するステップと、前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定するステップとを備えてもよい。
本発明の第４の態様のプログラムは、コンピュータに、飛行装置の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得するステップと、前記飛行開始位置及び前記飛行終了位置に基づいて、複数の基地局を特定するステップと、前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定するステップと、推定した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較するステップと、前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定するステップと、を実行させる。
本発明によれば、基地局と飛行装置との通信が切断されることを抑制することができるという効果を奏する。
本発明の１実施形態に係る飛行管理システムの構成を示す図である。 本実施形態における管理装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態における取得部による隣接基地局からの干渉を示す図である。 本実施形態における飛行ルートの設定方法の一例を示す図である。 本実施形態における管理装置の動作を示すフローチャートである。
［飛行管理システムＳの構成］
図１は、本実施の形態に係る飛行管理システムＳの構成を示す図である。飛行管理システムＳは、管理装置１００、飛行装置２００及び複数の基地局３００を備える。管理装置 １００は、飛行装置２００が飛行するための飛行ルートを設定する。また、管理装置１００は、ネットワークＮ及び基地局３００を介して、飛行中の飛行装置２００と通信する。管理装置１００は、飛行ルートに沿って飛行装置２００を飛行させるように、飛行装置２ ００へ飛行方向を逐次指示する。また、管理装置１００は、ネットワークＮを介して、複数の基地局３００と通信する。例えば、管理装置１００は、複数の基地局３００の通信状況を所定期間ごとに取得し、取得した通信状況の履歴情報を記憶している。所定期間は、例えば、１時間である。
通信状況は、例えば、ＲＳＳＩ，ＢＬＥＲ、パケットロス、スループット、ＲＴＴ、隣接基地局からの干渉の強さ又は基地局３００に同時に接続する回線数、基地局３００のＣ ＰＵ（Central Processing Unit）の利用率、メモリーの利用率、帯域幅の利用率等である。ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）は、通信端末等から送信された無線信号を基地局３００が受信する受信強度である。ＢＬＥＲ（Block error ratio）は、通信において一定の時間間隔の間に送られるブロックの総数に対する誤って受信したブロックの数の比率である。スループットは、データ伝送における単位時間のデータ転送可能量を示す。ＲＴＴ（Round-Trip Time）は、遅延を示し、２つのデバイス間をパケットが往復するのにかかる時間を示す。
また、管理装置１００は、複数の基地局３００の通信状況の履歴情報を参照することにより、飛行装置２００の飛行予定日時に複数の基地局３００において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを推定する。無線リソースとは、時間領域および周波数領域に二次元のスケジューリングを行うものであって、これらの成分を所定の単位に基づいてメッシュ状に分割したリソースエレメントの割り当て数を指す。
例えば、リソースエレメントは、帯域幅を周波数成分に対して１５ｋＨｚごとに１２分割し、時間方向において１ｍｓを最小単位として分割したものである。なお、無線リソースは、飛行装置２００に割り当て可能な帯域幅又は送信電力であってもよい。管理装置１ ００は、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが、飛行装置２００が基地局３００を介する通信において使用する予定の通信に必要な無線リソースより大きくなるように、飛行ルートを設定する。
飛行装置２００は、管理装置１００が設定した飛行ルートに沿って移動する。飛行装置 ２００は、例えば、ドローンである。飛行装置２００は、例えば、管理装置１００により逐次指示された飛行方向へ移動するが、ユーザが図示しない操作端末により、飛行ルートに沿って飛行方向を逐次指示してもよい。操作端末は、例えば、スマートフォンである。
［管理装置１００の構成］
図２は、管理装置１００の構成を示す。管理装置１００は、通信部１、操作部２、記憶部３及び制御部４を備える。通信部１は、基地局３００を介する通信のための通信インターフェースである。操作部２は、操作キー及びタッチパネルである。記憶部３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶媒体である。記憶部 ３は、制御部４が実行するプログラムを記憶している。
制御部４は、例えばＣＰＵである。制御部４は、記憶部３に記憶されたプログラムを実行することにより、取得部４１、特定部４２、操作受付部４３、推定部４４、比較部４５、ルート設定部４６及び調整部４７として機能する。
取得部４１は、飛行装置２００の飛行予定日時と、飛行装置２００が飛行を開始する飛行開始位置と、飛行装置２００が飛行の目的地である飛行終了位置を取得する。例えば、取得部４１は、図示しない外部装置から飛行装置２００の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を通信部１を介して取得する。外部装置は、例えば、飛行装置２００のユーザのパーソナルコンピュータである。
また、基地局３００から電波の届く範囲であるセル内を同時に飛行可能な飛行装置２０ ０の数の上限は、予め決められている。このため、取得部４１は、記憶部３が記憶している他の飛行装置の飛行計画に記載された飛行ルートをそれぞれ参照することにより、取得した飛行予定日時に基地局３００がカバーするセルのセル内を飛行予定の他の飛行装置の飛行予定数を取得する。また、取得部４１は、外部装置から通信部１を介して、飛行装置２００が使用する予定の通信に必要な無線リソースを取得する。
取得部４１は、複数の基地局３００の通信状況を取得する。取得部４１は、複数の基地局３００の通信状況を周波数帯域ごとに取得してもよい。例えば、取得部４１は、複数の基地局３００の通信状況として、隣接基地局からの干渉の強さを取得する。図３を参照して、取得部４１による隣接基地局からの干渉の強さの取得方法について説明する。
図３は、基地局３００Ａが通信をカバーするセル（以下、「基地局のセル」と表記することもある）を楕円で示す。また、基地局３００Ａのセルには基地局 ３００Ｂが隣接するとする。基地局３００Ｂから基地局３００Ａのセルへの干渉の強さは、例えば、基地局３００Ｂからの信号を測定することにより求めることができる。基地局 ３００Ａのセル内の上空において飛行装置が飛行中であるとき、この飛行装置は、基地局３００Ａからの信号と、基地局３００Ｂからの信号とをいずれも測定しており、これらの測定結果を基地局３００Ａに所定期間ごとに送信する。所定期間は、例えば、１分間である。基地局３００Ａは、飛行装置から受信した測定結果を含む通信状況を管理装置１００へ送信し、取得部４１は、受信した通信状況の履歴情報を記憶部３に蓄積しておく。
取得部４１は、飛行装置が基地局３００Ａのセル内において測定した基地局３００Ｂからの信号の受信強度を閾値と比較する。閾値は、隣接基地局からの電波干渉に起因して飛行中の飛行装置２００と基地局３００との通信が切断されることなく、飛行装置２００が安定飛行することを担保できる程度の値である。
例えば、飛行装置が基地局３００Ａのセル内において測定した基地局３００Ｂからの信号の受信強度を示すＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）は、大きいほど基地局３００Ｂからの干渉が大きくなり、この干渉によって飛行中の飛行装置２００と基地局 ３００との間の通信が切断されるリスクが大きくなることを示す。飛行装置が基地局３００Ａのセル内において測定したＲＳＲＰが－１１０ｄＢｍであり、閾値が－１１５ｄＢｍである場合、取得部４１は、基地局３００Ｂからの信号の受信強度が閾値よりも大きい（－１１０ｄＢｍ＞－１１５ｄＢｍ）と判定する。なお、取得部４１は、基地局３００Ｂからの信号の受信強度を示す測定値としてＲＳＲＱ（Reference signal Received quality）を閾値と比較してもよい。
また、取得部４１は、飛行装置２００の飛行中に取得した複数の基地局３００の通信状況に基づいて、複数の基地局３００における飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ取得してもよい。例えば、取得部４１は、飛行装置２００の飛行中に取得部 ４１が取得した通信状況における基地局３００に同時に接続している回線数を参照し、基地局３００が提供可能な無線リソースを基地局３００に同時に接続している回線数で等分することにより、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを求めてもよい。例えば、取得部４１は、基地局３００が提供可能な無線リソースとしての帯域幅が１Ｇｂｐｓであり、基地局３００に同時に接続している回線数が５本である場合には、１Ｇｂｐｓを５本で等分した０．２Ｇｂｐｓを飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースとしてもよい。
特定部４２は、取得部４１が取得した飛行開始位置及び飛行終了位置に基づいて、複数の基地局３００を特定する。特定部４２は、例えば、飛行開始位置と飛行終了位置とを結ぶ直線に対する最短距離が所定距離内に位置する基地局３００を特定する。所定距離は、例えば、２～２０ｋｍである。
操作受付部４３は、管理者による操作部２への操作入力を受け付ける。花火大会などのイベントが実施されると、イベント会場周辺の基地局３００の帯域幅の利用率が上昇することがある。また、基地局３００のメンテナンスにより、一時的に基地局３００が飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが減少することがある。そこで、操作受付部４３は、帯域幅の利用率が上昇するイベントの実施予定日時及び過去の実施日時を基地局３０ ０ごとに入力する操作を受け付ける。同様に、操作受付部４３は、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが減少するメンテナンスの実施予定日時及び過去の実施日時を基地局３００ごとに入力する操作を受け付ける。操作受付部４３は、受け付けたイベント等の実施予定日時及び過去の実施日時を記憶部３に記憶させる。
推定部４４は、特定部４２が特定した複数の基地局３００の通信状況の履歴情報に基づいて、複数の基地局３００が飛行予定日時において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する。例えば、推定部４４は、通信状況の統計値を用いて飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを求める。より詳しくは、推定部４４は、通信状況の履歴情報のうち、直近の１か月間の帯域幅の利用率の平均値を飛行予定日時の帯域幅の利用率としてみなしてこの平均値を求め、求めた帯域幅の利用率の平均値から利用していない帯域幅を算出することにより、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを求める。
また、複数の基地局３００の帯域幅の利用率は、時間帯及び曜日によって異なる傾向がある。このため、推定部４４は、飛行予定日時と同じ時間帯又は曜日の通信状況の履歴情報を参照することにより、飛行予定日時において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを求めてもよい。
また、推定部４４は、飛行予定日時にイベント又はメンテナンスが実施される場合には、飛行予定日時に実施されるイベント又はメンテナンスの前回の実施日時における複数の基地局３００の通信状況の履歴情報に基づいて、複数の基地局３００における飛行予定日時の飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する。例えば、推定部 ４４は、前回のイベント実施中の対応する時刻の通信状況の履歴情報に基づいて、飛行予定日時の飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを推定する。より詳しくは、飛行予定日時が２０１７年８月２６日２０時４２分であり、この飛行予定日時が花火大会の実施中である場合には、推定部４４は、前回の花火大会の実施日時の同じ時刻（２０時４２分）の通信状況に基づいて、飛行予定日時において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを推定する。
また、比較部４５は、推定部４４が推定した複数の基地局３００における飛行装置２０ ０に割り当て可能な無線リソースと、飛行装置２００が使用する予定の通信に必要な無線リソースとして取得部４１が取得した無線リソースとを比較する。
また、比較部４５は、基地局３００が送受信可能な複数の周波数帯域のうち、飛行装置 ２００の使用可能な周波数帯域を外部装置から取得する。比較部４５は、飛行装置２００の使用可能な周波数帯域において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースと、飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースとを比較する。例えば、基地局３００が送受信可能な周波数帯域が２．１ＧＨｚ及び１．８ＧＨｚであり、飛行装置 ２００が使用可能な周波数帯域が１．８ＧＨｚである場合、比較部４５は、１．８ＧＨｚの周波数帯域において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースと、飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースとを比較する。比較部４５は、比較結果をルート設定部４６に通知する。
［割り当て可能な無線リソースに基づく飛行ルートの設定］
ルート設定部４６は、飛行装置２００が飛行するための飛行ルートを設定する。ルート設定部４６は、例えば、取得部４１において飛行開始位置と、飛行終了位置と、飛行装置 ２００が使用する予定の通信に必要な無線リソースとを外部装置から取得したときに、飛行ルートを設定する。ルート設定部４６は、特定部４２が特定した複数の基地局３００のうち、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多いと比較部４５において判定した基地局３００が通信をカバーするセルに沿って、飛行ルートを設定する。
また、ルート設定部４６は、飛行装置２００の使用可能な周波数帯域において飛行装置 ２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより大きいと比較部４５において判定した基地局３００が通信をカバーするセルに沿って、飛行ルートを設定する。例えば、ルート設定部４６は、１．８ＧＨｚの周波数帯域において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが、飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより大きいと比較部４５において判定した基地局３００が通信をカバーするセルに沿って、飛行ルートを設定する。
［飛行予定数に基づく飛行ルートの設定］
また、ルート設定部４６は、基地局３００が通信をカバーするセルのうち、飛行装置２００を含む飛行装置の飛行予定数が、同時に飛行可能な上限数に達していないセルに沿って飛行ルートを設定する。例えば、ルート設定部４６は、基地局３００が通信をカバーするセルにおいて、同時に飛行可能な上限数が４機である場合、飛行装置２００を除く飛行予定数が３機以下であるセルに沿って飛行ルートを設定する。
また、ルート設定部４６は、飛行ルート上における飛行装置２００の移動速度を含む飛行スケジュールを設定してもよい。例えば、ルート設定部４６は、飛行装置２００の飛行ルートを複数の区間に分割し、飛行装置２００の移動速度を区間ごとに指定することにより、飛行予定数が基地局３００のセルにおいて同時に飛行可能な上限数を超えないように、飛行装置２００の飛行スケジュールを設定してもよい。
また、ルート設定部４６は、設定した飛行装置２００の飛行ルートを記憶部３に記憶させる。ルート設定部４６は、飛行装置２００の飛行ルートが属する基地局３００のセルにおいて同時に飛行可能な飛行装置の数の上限を超えないように、他の飛行装置の飛行ルートを制限する。
［干渉の強さに基づく飛行ルートの設定］
また、ルート設定部４６は、取得部４１が取得した通信状況において干渉の強さが閾値以下である基地局３００が通信をカバーするセルに沿って飛行する飛行ルートを設定する。閾値は、隣接基地局からの電波干渉に起因して飛行中の飛行装置２００と基地局との通信が切断されることなく、飛行装置２００が安定飛行することを担保できる程度の値である。
図４を参照して、飛行ルートの設定方法の一例について説明する。まず、取得部４１が飛行開始位置Ｔ及び飛行終了位置Ｇを取得する。次に、特定部４２は、飛行開始位置Ｔと飛行終了位置Ｇとを結ぶ破線に対する最短距離が所定距離内に位置する基地局３００のセルＣ１～Ｃ９を特定する。取得部４１は、セルＣ１～Ｃ９の通信状況における干渉の強さを閾値と比較する。図４の例では、セルＣ１，Ｃ３，Ｃ５～Ｃ９において隣接するセルからの干渉の強さは閾値以下であり、ハッチングで示すセルＣ２及びＣ４において隣接するセルからの干渉の強さは閾値より大きい。
ルート設定部４６は、取得部４１が取得した干渉の強さが閾値以下である基地局３００が通信をカバーするセルに沿って飛行する飛行ルートを設定する。図４の例では、ルート設定部４６は、取得部４ １が取得した干渉の強さが閾値以下である基地局３００がカバーするセルＣ１，Ｃ６，Ｃ３及びＣ５に沿って飛行し、取得部４１が取得した干渉の強さが閾値より大きい基地局３００のセルＣ２及びＣ４を回避するように、飛行ルートを設定する。
［飛行ルートの再設定］
図２の説明に戻る。飛行装置２００の飛行直前に飛行ルート上の基地局３００が故障すること等に起因して、飛行ルート上の一部の基地局３００のセルにおいて飛行装置２００に割り当てられる無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより小さくなることがある。この場合、ルート設定部４６は、飛行装置２００の飛行中に、飛行装置２００の飛行ルートを再設定する。
まず、ルート設定部４６は、飛行装置２００の飛行中に取得部４１が取得した複数の基地局３００の通信状況に基づいて、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを再度取得する。例えば、ルート設定部４６は、取得部４１が飛行装置２００の飛行中に取得した複数の基地局３００の通信状況を参照し、参照した通信状況のうち、基地局３００に同時に接続している回線数で基地局３００の無線リソースを等分することにより飛行装置２ ００に割り当て可能な無線リソースを取得する。さらに、ルート設定部４６は、取得した飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多くなる基地局３００を特定する。ルート設定部４６は、特定した基地局３００が通信をカバーするセルに沿って飛行するように、飛行装置２００の飛行ルートを再設定する。
また、ルート設定部４６は、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを確保するために、飛行装置２００に割り当てる周波数帯域を別の周波数帯域に変更してもよい。この場合、ルート設定部４６は、変更後の周波数帯域における飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多くなる基地局３００が通信をカバーするセルに沿って飛行するように、飛行装置２００の飛行ルートを再設定してもよい。
また、基地局３００のセルの周縁部は、セルの中心に比べて隣接基地局からの信号の干渉の強さが高い傾向がある。このため、ルート設定部４６は、基地局３００のセルの周縁部をできるだけ通らないように、飛行装置２００の飛行ルートを設定してもよい。
調整部４７は、取得部４１が取得した基地局３００のセル内における干渉の強さが閾値よりも高い場合に、基地局３００のアンテナから電波が送信される向きを調整する。調整部４７は、例えば、基地局３００のアンテナのビーム方向を上向きに変更することにより、飛行装置２００が受信する信号の強度を向上させる。このとき、飛行装置２００が受信する信号の強度が、隣接基地局からの信号の干渉の強さに比べて相対的に大きくなるため、飛行装置２００と基地局３００との間の通信の通信品質が向上する。
また、調整部４７は、飛行装置２００に割り当てる無線リソースを他のユーザに割り当てる無線リソースより優先することにより、飛行装置２００に割り当てる無線リソースを増加させてもよい。
例えば、災害時には、広範囲に存在する基地局３００において基地局３００に接続する回線数が同時に上昇することに起因して、どのように飛行ルートを設定したとしても飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソース以下になることがある。そこで、調整部４７は、飛行装置２００の飛行ルート上の基地局３００のセルにおいて飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソース以下である場合に、飛行装置２００に割り当てる無線リソースを増加させてもよい。
［飛行ルートの設定手順］
図５は、管理装置１００の動作を示すフローチャートである。図５の処理手順は、例えば、外部装置が、飛行装置２００の飛行開始位置と、飛行終了位置と、飛行予定日時と、飛行装置２００が使用する予定の通信に必要な無線リソースと、を管理装置１００へ送信したときに開始する。
まず、取得部４１は、飛行開始位置と、飛行終了位置と、飛行予定日時と、飛行装置２ ００が使用する予定の通信に必要な無線リソースとを通信部１により取得する（ステップ Ｓ１０１）。特定部４２は、飛行開始位置と飛行終了位置とを結ぶ直線に対する最短距離が所定距離内に位置する基地局３００を特定する（ステップＳ１０２）。推定部４４は、特定部４２が特定した複数の基地局３００の通信状況の履歴情報に基づいて、複数の基地局３００が飛行予定日時において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する（ステップＳ１０３）。
さらに、取得部４１は、記憶部３が記憶している他の飛行装置の飛行計画に記載された飛行ルートをそれぞれ参照することにより、取得した飛行予定日時に基地局３００のセル内を飛行予定の他の飛行装置の飛行予定数を取得する（ステップＳ１０４）。比較部４５は、推定部４４が推定した複数の基地局３００における飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを、飛行装置２００が使用する予定の通信に必要な無線リソースとして取得部４１が取得した無線リソースとそれぞれ比較する（ステップＳ１０５）。
ルート設定部４６は、取得部４１が取得した複数の基地局３００の干渉の強さを閾値とそれぞれ比較する（ステップＳ１０６）。ルート設定部４６は、取得部４１が取得した干渉の強さが閾値以下であり、且つ、推定部４４が推定した複数の基地局３００における飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局３００が通信をカバーするセルに沿って、飛行ルートを設定し、処理を終了する（ステップＳ１０７）。
［本発明による効果］
本実施の形態によれば、ルート設定部４６は、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局３００が通信をカバーするセルに沿って、飛行装置２００の飛行ルートを設定する。このため、飛行装置２００の飛行中に飛行装置２００の基地局３００を介した通信が切断されることを抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、ルート設定部４６は、基地局３００が通信をカバーするセルのうち、飛行予定数が同時に飛行可能な上限数に達していないセルに沿って、飛行ルートを設定する。このため、ルート設定部４６は、飛行装置２００が基地局３００のセルを同時に飛行可能な上限数を超えて飛行してしまうことを抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、調整部４７は、飛行装置２００の飛行ルート上の基地局 ３００のセルにおいて取得部４１が取得した干渉の強さが閾値より高い場合に、基地局３００のアンテナから送信される電波の向きを調整する。調整部４７は、この電波の向きを調整することにより、飛行装置２００と基地局３００との間の通信の通信品質を向上させることができる。このため、調整部４７は、隣接した基地局３００等からの信号の干渉に起因して、飛行装置２００と基地局３００との間の通信品質が低下することを抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、ルート設定部４６は、推定部４４が推定した干渉の強さが閾値以下の基地局３００がカバーするセルに沿って、飛行ルートを設定する。このため、隣接した基地局 ３００等からの信号の干渉に起因して、飛行装置２００の飛行中に飛行装置２００と基地局３００との間の通信が切断されることを抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、ルート設定部４６は、複数の基地局３００の通信状況に基づく飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局３００がカバーするセルに沿って、飛行装置２００の飛行ルートを再設定する。このため、ルート設定部４６は、基地局３００の故障などに起因して、飛行ルートの設定後に飛行装置２００に割り当てられる無線リソースが確保できなくなった場合などに、飛行ルートを再設定することができる。
また、本実施の形態によれば、推定部４４は、飛行予定日時に実施されるイベント又はメンテナンスの前回の実施日時における複数の基地局３００の通信状況の履歴情報に基づいて、複数の基地局３００において飛行予定日時に飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する。このため、イベントにより基地局３００の帯域幅の利用率が増大している場合、又は、メンテナンスにより基地局３００の帯域幅が狭くなっている場合に、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが低下することを抑制することができる。
また、本実施の形態によれば、ルート設定部４６は、飛行装置２００が使用する予定の通信に必要な無線リソースを取得部４１が取得したことに基づいて、飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースが飛行装置２００において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局３００がカバーするセルに沿って、飛行装置２００の飛行ルートを設定する。このため、飛行ルートの設定操作を簡略化することができる。
なお、本実施の形態では、管理装置１００が一台のサーバからなる例について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されない。例えば、管理装置１００がクラウドベースの複数のサーバからなる構成であってもよい。具体的には、管理装置１００が、ネットワークにより互いに接続された第１管理装置及び第２管理装置を含み、第１管理装置が図 ２の取得部４１と、特定部４２と、推定部４４とを備え、第２管理装置が比較部４５と、ルート設定部４６とを備えてもよい。この場合に、第１管理装置は、推定部４４が推定した複数の基地局において飛行装置２００に割り当て可能な無線リソースを第２管理装置へ通知する通知部をさらに備えてもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。
１ 通信部
２ 操作部
３ 記憶部
４ 制御部
４１ 取得部
４２ 特定部
４３ 操作受付部
４４ 推定部
４５ 比較部
４６ ルート設定部
４７ 調整部
１００ 管理装置
２００ 飛行装置
３００ 基地局
３００Ａ 基地局
３００Ｂ 基地局
４００ 携帯通信装置
Ｇ 飛行終了位置
Ｎ ネットワーク
Ｓ 飛行管理システム
Ｔ 飛行開始位置

Claims (11)

  1. 飛行装置の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得する取得部と、
    前記飛行開始位置及び前記飛行終了位置に基づいて、複数の基地局を特定する特定部と、
    前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する推定部と、前記推定部が推定した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較する比較部と、
    前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定するルート設定部と
    を備える管理装置。
  2. 前記ルート設定部は、複数の周波数帯域のうち、前記飛行装置の使用可能な周波数帯域において前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行ルートを設定する請求項１に記載の管理装置。
  3. 前記取得部は、前記基地局がカバーするセル内を同時に飛行予定の他の飛行装置の飛行予定数を求め、
    前記ルート設定部は、前記飛行予定数が前記基地局がカバーするセルを同時に飛行可能な上限数に達していないセルに沿って、前記飛行ルートを設定する請求項１又は２に記載の管理装置。
  4. 前記取得部は、前記複数の基地局のセルの干渉の強さを取得し、
    前記管理装置は、前記飛行装置の飛行ルート上の前記基地局のセルにおいて前記取得部が取得した干渉の強さが閾値より高い場合に、前記基地局のアンテナから送信される電波の向きを調整する調整部をさらに備える請求項１から３のいずれか一項に記載の管理装置。
  5. 前記取得部は、前記複数の基地局のセルの干渉の強さを取得し、
    前記ルート設定部は、前記取得部が取得した干渉の強さが閾値以下の基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行ルートを設定する請求項１から３のいずれか一項に記載の管理装置。
  6. 前記取得部は、前記複数の基地局の通信状況を取得し、当該複数の基地局の通信状況に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースを取得し、
    前記ルート設定部は、前記複数の基地局の通信状況に基づく前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを再設定する請求項１から５のいずれか一項に記載の管理装置。
  7. 前記推定部は、前記飛行予定日時に実施されるイベント又はメンテナンスの前回の実施日時における前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する請求項１から６のいずれか一項に記載の管理装置。
  8. 前記取得部は、外部装置から前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースを取得し、
    前記ルート設定部は、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースを前記取得部が取得したことに基づいて、前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定する請求項１から７のいずれか一項に記載の管理装置。
  9. 第１管理装置と、第２管理装置とを備える飛行管理システムであって、前記第１管理装置は、飛行装置の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得する取得部と、
    前記飛行開始位置及び前記飛行終了位置に基づいて、複数の基地局を特定する特定部と、
    前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定する推定部と、前記推定部が推定した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを前記第２管理装置へ通知する通知部と、を有し、
    前記第２管理装置は、
    前記通知部が通知した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較する比較部と、
    前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定するルート設定部とを有する飛行管理システム。
  10. 飛行装置の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得するステップと、
    前記飛行開始位置及び前記飛行終了位置に基づいて、複数の基地局を特定するステップと、
    前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定するステップと、
    推定した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較するステップと、
    前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定するステップとを備える飛行管理方法。
  11. コンピュータに、
    飛行装置の飛行予定日時、飛行開始位置及び飛行終了位置を取得するステップと、
    前記飛行開始位置及び前記飛行終了位置に基づいて、複数の基地局を特定するステップと、
    前記複数の基地局の通信状況の履歴情報に基づいて、前記複数の基地局において前記飛行予定日時に前記飛行装置に割り当て可能な無線リソースをそれぞれ推定するステップと、
    推定した前記複数の基地局において前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースを、前記飛行装置が使用する予定の通信に必要な無線リソースと比較するステップと、
    前記飛行装置に割り当て可能な前記無線リソースが前記飛行装置において使用する予定の通信に必要な無線リソースより多い基地局がカバーするセルに沿って、前記飛行装置の飛行ルートを設定するステップと、
    を実行させるプログラム。
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