WO2020003939A1 - 制御装置、制御システム及び制御方法 - Google Patents

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mobile station
camera
unit
image
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皓平 須崎
淺井　裕介
宏礼 芝
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Definitions

  • the present invention relates to a control device, a control system, and a control method.
  • the above wireless communication system may not be appropriate. This is because, as the distance between the wireless stations increases, the power received by the wireless station is attenuated, and the desired C / N ratio (Carrier to Noise Ratio) is not satisfied.
  • a higher-gain antenna is required. Since the high gain antenna is generally an antenna having a large aperture diameter, the width of the main beam becomes narrow. Accordingly, when the mobile station moves, the position of the mobile station is likely to deviate from the directional direction of the antenna. Therefore, a tracking mechanism for tracking the mobile station is required.
  • each earth station needs to point its antenna toward the satellite. Therefore, the earth station detects its own position using various sensors such as a GNSS (Global Navigation Satellite System) such as GPS (Global Positioning System) and GLONASS (Global Navigation Satellite System) or a gyro sensor. . Then, the earth station directs the main beam in a sanitary direction calculated based on its own position and the position of the satellite registered in advance in a database or the like.
  • the earth station is, for example, a mechanical tracking method using a conical scan or the like (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2), or an electronic tracking method using an array antenna or the like (for example, , Non-Patent Document 3), and a satellite is acquired.
  • both mobile stations need to grasp the relative positional relationship between each other. Therefore, in the related art, it is necessary to provide some configuration for increasing the required accuracy of the tracking mechanism, such as providing a tracking mechanism in both mobile stations.
  • time division processing such as TDMA (Time Division Multiple Access) is performed. Therefore, as described above, if only the conical scan or the array antenna that performs tracking from the reception state of the communication signal is used, there is a period in which the reception signal cannot be obtained, and a time lag may occur. Therefore, in the related art, there is a problem that it is difficult to perform accurate tracking when communication is performed using a wireless communication method in which a period during which a received signal cannot be obtained exists.
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • an object of the present invention is to provide a technology that can perform accurate tracking even when communication is performed using a wireless communication method in which a period during which a reception signal cannot be obtained exists. .
  • One embodiment of the present invention is a control device mounted on a first moving object including a camera and an antenna, wherein the control device operates so that a direction of an optical axis of the camera and a directional direction of the antenna are linked.
  • An identification unit that identifies a second moving body by image recognition from a captured image captured by a camera; and an antenna of the antenna such that a position of the identified second mobile body in the captured image is a predetermined position.
  • An antenna control unit that controls a directivity direction.
  • One embodiment of the present invention is the above-described control device, wherein the direction of the second moving body is calculated based on information about an electromagnetic wave received from the second moving body, and the calculated second direction is calculated. And a correction unit that controls the directional direction of the antenna so as to match the direction of the moving object.
  • One embodiment of the present invention is the control device described above, wherein a position information transmitting unit that transmits first position information indicating a position of the first mobile unit to a server, and a position of the first mobile unit. And a relative positional relationship information receiving unit that receives, from the server, relative positional relationship information indicating a relative positional relationship between the second mobile unit and the position of the second mobile unit.
  • the pointing direction of the antenna is controlled so as to match the direction of the second mobile object calculated based on the relative positional relationship information received by the information receiving unit.
  • One embodiment of the present invention is the control device described above, wherein the antenna control unit matches a direction based on a region having the highest index value indicating a reception state among a plurality of regions included in the captured image.
  • the directional direction of the antenna is controlled so as to cause the antenna to direct.
  • Another embodiment of the present invention is a control system including a server and a control device mounted on a first moving object including a camera and an antenna, wherein the control device is configured to control a direction of an optical axis of the camera.
  • An identification unit that identifies a second moving body by image recognition from an image captured by the camera that operates so that the direction of the antenna is linked to the camera, and the captured image of the identified second mobile body
  • An antenna control unit that controls a directional direction of the antenna, a position information transmitting unit that transmits first position information indicating a position of the first moving object to a server, such that a position of the first moving object is a predetermined position,
  • a relative positional relationship information receiving unit that receives, from the server, relative positional relationship information indicating a relative positional relationship between the position of the first mobile unit and the position of the second mobile unit, and the server includes: 1 position information and a position information acquisition unit for acquiring second position information indicating a position of the second mobile unit, and the relative position relationship information
  • a relative position relationship calculation processing unit that generates a relative position relationship information transmission unit that transmits the relative position relationship information calculated by the relative position relationship calculation processing unit to the control device, the antenna control unit includes: A control system for controlling a directivity direction of the antenna so as to match a direction of the second moving body calculated based on the relative positional relationship information received by the relative positional relationship information receiving unit.
  • One embodiment of the present invention is a control system mounted on a first moving object including a camera and an antenna, wherein the control system operates so that a direction of an optical axis of the camera and a direction of the antenna are linked.
  • An identification unit that identifies a second moving body by image recognition from a captured image captured by the camera, and a position in the captured image of the identified second mobile body is a predetermined position.
  • One embodiment of the present invention is a control method by a computer mounted on a first moving object including a camera and an antenna, wherein a direction of an optical axis of the camera and a direction of the antenna are linked.
  • a first antenna control step for controlling a directivity direction, position information acquisition for acquiring first position information indicating a position of the first moving object, and second position information indicating a position of the second moving object.
  • a relative position for generating relative positional relationship information indicating a relative positional relationship between the first mobile unit and the second mobile unit based on the first position information and the second position information Relationship A generation step; and a second antenna control step of controlling a directivity direction of the antenna of the first moving body so as to match a direction of the second moving body calculated based on the relative positional relationship information.
  • a control method including:
  • One embodiment of the present invention is a control method using a computer mounted on a first moving object including a camera and an antenna, wherein a direction of an optical axis of the camera and a direction of the antenna are different from those of the antenna.
  • An identification step of identifying a second moving body by image recognition from a captured image of a camera that operates in conjunction with the camera, and a position in the captured image of the identified second moving body is a predetermined position.
  • a first antenna control step of controlling a directional direction of an antenna, and an index value indicating a reception state for each of a plurality of regions constituting the captured image, based on a reception state of the electromagnetic wave transmitted from the second mobile object.
  • antenna control step a control method having.
  • accurate tracking can be performed even when communication is performed using a wireless communication method in which there is a period during which a received signal cannot be obtained.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile station 10a according to the first embodiment of the present invention.
  • 5 is a flowchart illustrating an operation of the mobile station 10a according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile station 10b according to a second embodiment of the present invention. 9 is a flowchart illustrating an operation of the mobile station 10b according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile station 10c according to a modification of the second embodiment of the present invention. It is a block diagram showing the composition of mobile station control system 1 concerning a 3rd embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining an example of a reception level recording process performed by a mobile station 10e according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile station 10e according to a fourth embodiment of the present invention.
  • 15 is a flowchart illustrating an operation of the mobile station 10e according to the fourth embodiment of the present invention.
  • a mobile station in wireless communication between a mobile station and a mobile station (for example, a drone to a drone) will be described as an example.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of the mobile station 10a according to the first embodiment of the present invention.
  • the mobile station 10a includes a camera 101, an image processing engine 102a, a machine tracking mechanism 103a, an antenna 104a, and a fixed mounting jig 100.
  • the fixed mounting jig 100 is a member for fixing the camera 101 and the antenna 104a to the machine tracking mechanism 103a.
  • the direction of the camera 101 (the direction of the optical axis of the lens) and the direction of the antenna 104a (the direction of the antenna) change according to the operation of the machine tracking mechanism 103a.
  • the camera 101 and the antenna 104a are both set so that the direction of the optical axis (azimuth and elevation) of the lens of the camera 101 and the direction of irradiation of the beam of the electromagnetic wave emitted from the antenna 104a (that is, the directional direction) match. It is attached to the fixed attachment jig 100. Thus, the beam of the electromagnetic wave is emitted from the antenna 104a toward the position shown in the center of the image captured by the camera 101.
  • the camera 101 and the antenna 104a are configured to be fixed by the fixed mounting jig 100, but the present invention is not limited to this.
  • the camera 101 and the antenna 104a may not be fixed, and may be configured to be independently operable.
  • the direction of the camera 101 and the direction of the antenna 104a can be independently changed. Therefore, for example, it is necessary to make the direction of the optical axis of the lens of the camera 101 coincide with the directional direction of the antenna 104 by using, for example, a calculation engine for correction separately.
  • the camera 101 captures an image in a direction in which a mobile station (for example, a communication partner drone) on the opposite station side to be tracked exists.
  • the camera 101 outputs image data indicating a captured image to the image processing engine 102a.
  • the image processing engine 102a analyzes an image based on image data input from the camera 101.
  • the image processing engine 102a identifies a mobile station on the opposite station side, which is shown in the image. Then, the image processing engine 102a specifies an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image based on the image data.
  • the image processing engine 102a previously holds, for example, image data (master image data) indicating an image captured by the mobile station on the opposite station side, and stores the master image data and the image data input from the camera 101 in advance. May be specified to identify an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image.
  • image data master image data
  • image data input from the camera 101 May be specified to identify an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image.
  • the image processing engine 102a performs the machine tracking so that the image area indicating the identified mobile station on the opposite station side is located at a predetermined position (for example, the center position) of the image based on the image data input from the camera 101.
  • the mechanism 103a is operated.
  • the mobile station on the opposite station side can be tracked by the antenna 104a.
  • image processing is performed.
  • the engine 102a controls the machine tracking mechanism 103a so that the imaging direction of the camera 101 is directed more upward.
  • image processing engine 102a controls the machine tracking mechanism 104a so that the imaging direction of the camera 101 is directed more to the left.
  • the mobile station 10a is configured to control the direction of the camera 101 by the mechanical tracking mechanism 103a, but the present invention is not limited to this.
  • the mobile station 10a may be configured to control the direction of the camera 101 by a tracking mechanism that is electronically controlled (for example, a mechanism that performs tracking by electronic control using an array antenna).
  • the camera 101 and the image processing engine 102a may be provided as external devices connected to the mobile station 10a instead of being provided in the housing of the mobile station 10a.
  • FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the mobile station 10a according to the first embodiment of the present invention.
  • the camera 101 captures an image in the direction in which the mobile station on the side of the opposite station to be tracked exists (step S101).
  • the camera 101 outputs image data indicating a captured image to the image processing engine 102a.
  • the image processing engine 102a analyzes an image based on image data input from the camera 101.
  • the image processing engine 102a identifies the mobile station on the side of the opposite station in the image (step S102). Then, the image processing engine 102a specifies an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image based on the image data.
  • the image processing engine 102a determines that the position of the identified mobile station on the opposite station side (that is, the image area indicating the mobile station on the opposite station side) is a predetermined position of the image based on the image data input from the camera 101 (for example, , The center position) (step S103). As described above, the image processing engine 102a controls the directional direction of the antenna 104a by operating the machine tracking mechanism 103a. Thus, the process shown in the flowchart of FIG. 2 ends.
  • the main difference between the configuration of the mobile station 10b according to the second embodiment described below and the configuration of the mobile station 10a according to the first embodiment described above is that the mobile station 10b according to the second embodiment is different from the mobile station 10b according to the second embodiment. This is further provided with an electronic tracking mechanism.
  • the mobile station 10b first controls the directional direction of the antenna (the array antenna 105 described later) by the mechanical tracking mechanism in the same manner as the mobile station 10a according to the first embodiment described above. Coarse adjustment). Thereafter, the mobile station 10b further corrects (fine-adjusts) the control of the directional direction of the array antenna 105 by the electronic tracking mechanism (phase control mechanism).
  • the fine adjustment of the control of the directivity of the antenna is performed by, for example, using the array antenna 105, information of a channel matrix calculated from power information or phase information obtained from electromagnetic waves received from a mobile station on the opposite station side. This is performed by calculating the arrival direction of the electromagnetic wave transmitted from the mobile station on the opposite station side.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile station 10b according to the second embodiment of the present invention.
  • the mobile station 10b includes a camera 101, an image processing engine 102b, a mechanical tracking mechanism 103b, an array antenna 105, an electronic tracking mechanism 106, a modem 107b, and a fixed mounting jig 100. .
  • the fixed mounting jig 100 is a member for fixing the camera 101 and the array antenna 105 to the machine tracking mechanism 103b. Thereby, the directivity of the camera 101 and the array antenna 105 changes according to the operation of the machine tracking mechanism 103b.
  • the camera 101 and the array antenna 105 are both mounted on the fixed mounting jig 100 so that the direction of the optical axis of the lens of the camera 101 and the direction of the array antenna 105 match.
  • the array antenna 105 emits a beam of electromagnetic waves toward a position shown in the center of the image captured by the camera 101.
  • an error may occur between the direction (azimuth and elevation) of the optical axis of the lens of the camera 101 and the directional direction of the array antenna 105.
  • the camera 101 captures an image in a direction in which a mobile station (for example, a communication partner drone) on the opposite station side to be tracked exists.
  • the camera 101 outputs image data indicating a captured image to the image processing engine 102b.
  • the image processing engine 102b analyzes an image based on the image data input from the camera 101.
  • the image processing engine 102b identifies the mobile station on the opposite station side, which is shown in the image. Then, the image processing engine 102b specifies an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image based on the image data.
  • the image processing engine 102b performs the machine tracking so that the image area indicating the identified mobile station on the opposite station side is located at a predetermined position (for example, a center position) of the image based on the image data input from the camera 101.
  • the mechanism 103b is operated. Thereby, the coarse tracking of the tracking of the mobile station on the opposite station side by the array antenna 105 is performed by the mechanical tracking mechanism 103b.
  • the array antenna 105 receives an electromagnetic wave radiated from a mobile station on the opposite station side.
  • the electronic tracking mechanism 106 obtains, from the modem 107b, information on a propagation path matrix calculated from power information or phase information on the electromagnetic waves received by the array antenna 105, and the like.
  • the electronic tracking mechanism 106 calculates the arrival direction of the electromagnetic wave transmitted from the mobile station on the opposite station side by using the acquired information.
  • the electronic tracking mechanism 106 controls the array antenna 105 so that the directivity of the array antenna 105 matches the arrival direction of the electromagnetic wave transmitted from the mobile station on the opposite station side.
  • the electronic tracking mechanism 106 finely adjusts the tracking of the mobile station on the opposite station side by the array antenna 105.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of the mobile station 10b according to the second embodiment of the present invention.
  • the camera 101 captures an image in the direction in which the mobile station on the opposite station side to be tracked exists (step S201).
  • the camera 101 outputs image data indicating a captured image to the image processing engine 102b.
  • the image processing engine 102b analyzes an image based on the image data input from the camera 101.
  • the image processing engine 102b identifies the mobile station on the side of the opposite station, which is shown in the image (Step S202). Then, the image processing engine 102b specifies an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image based on the image data.
  • the image processing engine 102b determines that the identified position of the mobile station on the opposite station side (that is, the image area indicating the mobile station on the opposite station side) is a predetermined position of the image based on the image data input from the camera 101 (for example, , The center position), a control for roughly adjusting the directivity of the array antenna 105 is performed (step S203). Note that the image processing engine 102b performs control for roughly adjusting the directional direction of the array antenna 105 by operating the machine tracking mechanism 103b.
  • the electronic tracking mechanism 106 acquires information on a propagation path matrix calculated from power information or phase information related to the electromagnetic waves received by the array antenna 105.
  • the electronic tracking mechanism 106 calculates the arrival direction of the electromagnetic wave transmitted from the mobile station on the opposite station side by using the acquired information. Then, the electronic tracking mechanism 106 performs control for finely adjusting the directivity of the array antenna 105 so as to match the calculated direction of arrival (step 204).
  • the processing shown in the flowchart of FIG. 4 ends.
  • the mobile station 10b according to the second embodiment described above has a configuration in which the pointing direction of the antenna (array antenna 105) is roughly adjusted by the mechanical tracking mechanism 103b, and then finely adjusted by the electronic tracking mechanism 106.
  • the mobile station 10c according to a modification of the second embodiment described below not only the coarse adjustment of the directivity of the antenna but also the fine adjustment may be performed by the machine tracking mechanism 103b. .
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a mobile station 10c according to a modification of the second embodiment of the present invention.
  • the mobile station 10c includes a camera 101, an image processing engine 102c, a machine tracking mechanism 103c, an antenna 104c, a modem 107c, and a fixed mounting jig 100. .
  • the configuration of the mobile station 10b is the same as the configuration of the mobile station 10b according to the above-described second embodiment, and a description thereof will not be repeated.
  • the antenna 104c receives an electromagnetic wave radiated from the mobile station on the opposite station side.
  • the machine tracking mechanism 103c acquires information indicating the reception state of the electromagnetic wave received by the antenna 104c from the modem 107c. Then, the machine tracking mechanism 103c controls the pointing direction of the antenna 104c such that the value indicated by the acquired information indicating the reception state is the best.
  • the mechanical tracking mechanism 103c acquires the value of the reception level of the electromagnetic wave received by the antenna 104c from the modem 107c, and controls the pointing direction of the antenna 104c so that the acquired value of the reception level becomes maximum.
  • the mechanical tracking mechanism 103c performs not only coarse adjustment but also fine adjustment of the tracking of the mobile station on the opposite station side by the antenna 104c.
  • the mobile station on the opposite station side is shown in a size larger than a certain size in the captured image and can be identified. Become. Therefore, when the distance between the own mobile station and the mobile station on the opposite station side is long, the camera is generally provided with a telephoto lens or the like. When a telephoto lens is used, the captured image is an enlarged image having a smaller imaging range. Therefore, the mobile station on the opposite station side tends to be out of the imaging range, and the case where the mobile station on the opposite station side is not shown in the image increases.
  • the mobile station control system 1 uses an image generated by the mobile station on the opposite station side during the initial calibration or when the mobile station on the opposite station side is out of the imaging range.
  • a configuration is provided in which the mobile station on the opposite station side can be tracked even when it is not imaged.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile station control system 1 according to the third embodiment of the present invention.
  • the mobile station control system 1 includes a mobile station 10d and a location information management server 20.
  • the mobile station 10d and the location information management server 20 are communicatively connected by radio.
  • the mobile station 10d includes a camera 101, an image processing engine 102d, a machine tracking mechanism 103d, an antenna 104d, a position information acquisition unit 108, a position information transmission / reception unit 109, and coarse adjustment direction information.
  • the processing unit 110 and the fixed mounting jig 100 are included.
  • the position information acquisition unit 108 acquires position information indicating the position of the mobile station 10d (own mobile station).
  • the position information acquisition unit 108 acquires position information indicating its own position using, for example, a GNSS such as a GPS or a gyro sensor. Then, the position information acquisition unit 108 transmits the position information indicating the own position to the position information management server 20 by wireless communication via the position information transmission / reception unit 109.
  • a GNSS such as a GPS or a gyro sensor
  • the coarse adjustment direction information processing unit 110 acquires relative positional relationship information from the positional information management server 20 via the positional information transmitting / receiving unit 109 by wireless communication.
  • the relative positional relationship information is information indicating a relative positional relationship between a plurality of mobile stations, whose positional information is managed by the positional information management server 20.
  • the coarse adjustment direction information processing unit 110 is configured to acquire, from the position information management server 20, relative positional relationship information indicating a relative positional relationship between the mobile station 10d of itself and the mobile station on the opposite station side. You may. Alternatively, the coarse adjustment direction information processing unit 110 transmits, from the position information management server 20, the relative position between its own mobile station 10d and all other mobile stations (position information is managed by the position information management server 20). A configuration may be adopted in which relative positional relationship information indicating a great positional relationship is acquired.
  • the coarse adjustment direction information processing unit 110 calculates the direction (azimuth and elevation) of the mobile station on the opposite station side based on the acquired relative positional relationship information. Then, the coarse adjustment direction information processing unit 110 performs machine tracking such that the calculated direction of the mobile station on the opposite station side matches the direction of the optical axis of the lens of the camera 101 (and the directivity of the antenna 104d). The mechanism 103d is controlled. Thus, the coarse tracking of the tracking of the mobile station on the opposite station side by the antenna 104d is performed by the mechanical tracking mechanism 103d.
  • the fixed mounting jig 100 is a member for fixing the camera 101 and the antenna 104d to the machine tracking mechanism 103d.
  • the direction of the camera 101 and the directional direction of the antenna 104d change according to the operation of the machine tracking mechanism 103d.
  • both the camera 101 and the antenna 104d are mounted on the fixed mounting jig 100 so that the direction of the optical axis (azimuth and elevation) of the lens of the camera 101 and the directional direction (azimuth and elevation) of the antenna 104d match. .
  • the beam is emitted toward the position shown in the center of the image captured by the camera 101.
  • the camera 101 captures an image in a direction in which a mobile station (for example, a communication partner drone) on the opposite station side to be tracked exists.
  • the camera 101 outputs image data indicating a captured image to the image processing engine 102d.
  • the image processing engine 102d analyzes an image based on the image data input from the camera 101.
  • the image processing engine 102d identifies the mobile station on the side of the opposite station, which is shown in the image. Then, the image processing engine 102d specifies an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image based on the image data.
  • the image processing engine 102d performs machine tracking such that the image area indicating the identified mobile station on the opposite station side is located at a predetermined position (for example, a center position) of an image based on image data input from the camera 101.
  • the mechanism 103d is operated.
  • the mobile station on the opposite station side can be tracked by the antenna 104d.
  • the position information management server 20 includes a storage unit 200, a transmission / reception unit 201, and a relative positional relationship calculation processing unit 202.
  • the storage unit 200 stores position information indicating the position of each mobile station, which is collected from each mobile station. Further, the storage unit 200 stores relative positional relationship information indicating a relative positional relationship between the two mobile stations, which is calculated based on the positional information indicating the position of each mobile station.
  • the storage unit 200 is configured to include a storage medium such as a magnetic disk or a semiconductor memory.
  • the transmission / reception unit 201 receives position information indicating the position of each mobile station, which is transmitted from the mobile station of each mobile station.
  • the position information received by the transmitting / receiving unit 201 is stored in the storage unit 200.
  • the relative positional relationship calculation processing unit 202 calculates the relative positional relationship between the mobile stations based on the position information indicating the position of each mobile station stored in the storage unit 200.
  • the relative positional relationship calculation processing unit 202 generates relative positional relationship information indicating the relative positional relationship between the mobile stations. Then, the relative positional relationship calculation processing unit 202 causes the storage unit 200 to store the generated relative positional relationship information. Alternatively, the relative positional relationship calculation processing unit 202 transmits the generated relative positional relationship information to each mobile station via the transmitting / receiving unit 201.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of the mobile station control system 1 according to the third embodiment of the present invention.
  • the position information acquisition unit 108 of each mobile station 10d acquires position information indicating the position of its own mobile station 10d (own mobile station). (Steps S301-1 to S301-N).
  • the position information acquisition unit 108 of each mobile station 10d wirelessly communicates the acquired position information indicating the own position via the position information transmission / reception unit 109. Respectively to the location information management server 20 (steps S302-1 to S302-1).
  • the transmission / reception unit 201 of the location information management server 20 receives the location information indicating the location of each mobile station transmitted from each mobile station 10d (mobile station 1, mobile station 2, ..., mobile station N). (Step S303).
  • the relative position relation calculation processing unit 202 of the position information management server 20 determines the position between the mobile stations based on the position information indicating the position of each mobile station 10d (mobile station 1, mobile station 2,..., Mobile station N). Are calculated (step S304).
  • the relative positional relationship calculation processing unit 202 generates relative positional relationship information indicating the relative positional relationship between the mobile stations based on the above calculation result.
  • the transmission / reception unit 201 of the location information management server 20 transmits the relative positional relationship information to each mobile station 10d (mobile station 1, mobile station 2, ..., mobile station N) (step S305).
  • the position information transmission / reception section 109 of each mobile station 10d receives the relative position relationship information transmitted from the position information management server 20 (step S306-). 1 to N).
  • the coarse adjustment direction information processing unit 110 of each mobile station 10d determines the direction (azimuth and direction) of the mobile station on the opposite station side based on the relative positional relationship information. Elevation). Then, the coarse adjustment direction information processing unit 110 controls the machine tracking mechanism 103d such that the calculated direction of the mobile station on the opposite station side matches the direction of the optical axis of the lens of the camera 101. As a result, coarse adjustment of the directivity direction of the antenna 104d is performed (steps S307-1 to S307-1).
  • the camera 101 of each mobile station 10d performs imaging in the direction in which the mobile station on the opposite station side to be tracked exists (step S308-). 1 to N).
  • the camera 101 outputs image data indicating a captured image to the image processing engine 102d.
  • the image processing engine 102d of each mobile station 10d analyzes an image based on image data input from the camera 101.
  • the image processing engine 102d identifies the mobile station on the opposite station side shown in the image (Steps S309-1 to S309-1). Then, the image processing engine 102d specifies an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image based on the image data.
  • the image processing engine 102d of each mobile station 10d indicates the identified position of the mobile station on the opposite station side (that is, indicates the mobile station on the opposite station side).
  • the directional direction of the antenna 104d is controlled so that the (image area) is at a predetermined position (for example, the center position) of the image based on the image data input from the camera 101 (steps S310-1 to N).
  • a predetermined position for example, the center position
  • the electronic tracking mechanism after performing image analysis to roughly adjust the pointing direction of the antenna by the mechanical tracking mechanism, the electronic tracking mechanism ( Even if the configuration is such that the directivity of the antenna is finely adjusted by the phase control mechanism), the fine adjustment of the directivity of the antenna may not be performed depending on the wireless communication system used for communication between mobile stations. This is because, depending on the wireless communication system, time-division processing such as the TDMA system is performed, so that it is not possible to make fine adjustments to the directivity of the antenna while the mobile station performs transmission processing.
  • the mobile station 10e divides an imaging area of an image captured by the camera 101 into a plurality of blocks. Also, the mobile station 10e records the reception level of the reception signal received from the antenna 104e for each block in which the opposite station exists.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an example of a reception level recording process performed by the mobile station 10e according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the value of the reception level is recorded for each block (for example, in FIG. 8, the value recorded in the range of “ ⁇ 9” to “0” is the reception level of each block. Value).
  • the mobile station 10e After recording the reception level a predetermined number of times, the mobile station 10e sets the position indicated by the block having the largest average of the reception level values for each block as the position where the mobile station on the opposite station side exists. recognize. Note that the mobile station 10e may recognize the direction indicated by the block in which the maximum value is recorded among the stored reception level values as the position where the mobile station on the opposite station side exists. That is, any index value can be used as long as the index value indicates the reception state, not limited to the average value of the reception levels.
  • the mobile station 10e controls the directional direction (azimuth and elevation) of the antenna 104e so that the directional direction of the antenna 104e matches the direction recognized above as the position where the mobile station on the opposite station exists.
  • the mobile station 10e may be configured to record the reception level for each distance from its own mobile station to the mobile station on the opposite station side.
  • the mobile station 10e is, for example, information indicating the relative positional relationship between the mobile stations used by the mobile station 10d according to the above-described third embodiment, or the mobile station on the opposite station side on the image. It is possible to calculate the distance from the own mobile station to the mobile station on the opposite station side from information obtained from the image such as the size.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the mobile station 10e according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the mobile station 10e includes a camera 101, an image processing engine 102e, a machine tracking mechanism 103e, an antenna 104e, a fixed mounting jig 100, and a correction unit 111.
  • the correction unit 111 includes an image division unit 112, a reception level recording unit 113, and a correction amount calculation unit 114.
  • the fixed mounting jig 100 is a member for fixing the camera 101 and the antenna 104e to the machine tracking mechanism 103e. Thereby, the direction of the camera 101 and the directivity of the antenna 104e change according to the operation of the machine tracking mechanism 103e.
  • both the camera 101 and the antenna 104e are mounted on the fixed mounting jig 100 so that the direction of the optical axis (azimuth and elevation) of the lens of the camera 101 and the directional direction (azimuth and elevation) of the antenna 104e match. .
  • the beam is emitted toward the position shown in the center of the image captured by the camera 101.
  • an error may occur between the direction of the optical axis (azimuth and elevation) of the lens of the camera 101 and the directional direction (azimuth and elevation) of the antenna 104e.
  • the camera 101 captures an image in a direction in which a mobile station (for example, a communication partner drone) on the opposite station side to be tracked exists.
  • the camera 101 outputs image data indicating a captured image to the image processing engine 102e.
  • the image processing engine 102e analyzes an image based on image data input from the camera 101.
  • the image processing engine 102e identifies the mobile station on the opposite station side, which is shown in the image. Then, the image processing engine 102e specifies an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image based on the image data.
  • the image processing engine 102e performs the machine tracking so that the image area indicating the identified mobile station on the opposite station side is located at a predetermined position (for example, the center position) of the image based on the image data input from the camera 101.
  • the mechanism 103e is operated. As a result, coarse adjustment of the directivity of the antenna 104e for tracking the mobile station on the opposite station side by the antenna 104e is performed.
  • the image processing engine 102e outputs, to the image dividing unit 112, the image data input from the camera 101 and the information indicating the image area in which the mobile station on the opposite station side is captured in the image.
  • the image division unit 112 divides an image based on the image data input from the image processing engine 102e into a plurality of blocks, for example, as shown in the schematic diagram of FIG.
  • the image division unit 112 outputs, to the reception level recording unit 113, the image data input from the image processing engine 102e, information on the divided blocks, and information indicating an image area in which the mobile station on the opposite station side is captured in the image. I do.
  • the reception level recording unit 113 determines whether the opposite station exists based on the image data, the block information, and the information indicating the image area where the mobile station on the opposite station side is captured in the image. Identify the block that is Then, reception level recording section 113 records information (for example, the value of the reception level) indicating the reception state of the reception signal received from antenna 104e for each block in which the opposite station exists.
  • the reception level recording unit 113 stores information (for example, the value of the reception level) indicating the reception state of the reception signal for each block in which the opposite station exists, Output to the correction amount calculation unit 114.
  • the correction amount calculation unit 114 calculates a value based on the information indicating the reception state of the reception signal based on the information input from the reception level recording unit 113 and indicating the reception state of the reception signal for each block in which the opposite station exists. Is recognized as the position where the mobile station on the opposite station side exists.
  • the correction amount calculation unit 114 indicates the block having the largest average of the reception level values based on the reception level value for each block in which the opposite station exists, which is input from the reception level recording unit 113.
  • the direction is recognized as the position where the mobile station on the opposite station side exists.
  • the mobile station 10e may be configured to recognize the direction indicated by the block in which the maximum value is recorded among the stored reception level values as the position where the mobile station on the opposite station side exists.
  • the correction amount calculation unit 114 controls the machine tracking mechanism 103e so that the directional direction of the antenna 104e matches the direction recognized as the position where the mobile station on the opposite station side exists in the above, and thereby the directional direction of the antenna 104e. (Azimuth and elevation).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the mobile station 10e according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the camera 101 captures an image in a direction in which the mobile station on the side of the opposite station to be tracked exists (step S401).
  • the camera 101 outputs image data indicating a captured image to the image processing engine 102e.
  • the image processing engine 102e analyzes an image based on image data input from the camera 101.
  • the image processing engine 102e identifies a mobile station on the side of the opposite station in the image (step S402). Then, the image processing engine 102e specifies an image area indicating the mobile station on the opposite station side in the image based on the image data.
  • the image processing engine 102e determines that the position of the identified mobile station on the opposite station side (that is, the image area indicating the mobile station on the opposite station side) is a predetermined position of the image based on the image data input from the camera 101 (for example, , The center position) is roughly controlled (step S403). Note that, as described above, the image processing engine 102e performs control for roughly adjusting the directivity of the antenna 104e by operating the machine tracking mechanism 103a.
  • the image dividing unit 112 divides an image into a plurality of blocks.
  • the image dividing unit 112 outputs to the reception level recording unit 113 the image data, information on the divided blocks, and information indicating the image area where the mobile station on the opposite station side is shown in the image.
  • the reception level recording unit 113 records, for example, the reception level of the reception signal received from the antenna 104e for each block where the mobile station on the opposite station side exists in the image (step S404).
  • the reception level recording unit 113 outputs to the correction amount calculation unit 114 information indicating the reception level of each block in which the opposite station exists. If the reception level has not been recorded a predetermined number of times (No in step S405), the correction amount calculation unit 114 controls the mechanical tracking mechanism 103e to slightly move the pointing directions of the camera 101 and the antenna 104e (step S405). S406), and returns to the process of step S404.
  • step S405 If the reception level has been recorded a predetermined number of times (Yes in step S405), the correction amount calculation unit 114 determines the direction of the antenna in the direction corresponding to the block in which the average value of the recorded reception levels is the maximum.
  • the machine tracking mechanism 103e is controlled so as to finely adjust (step S407).
  • the mobile station 10a (first mobile object) according to the first embodiment of the present invention includes the camera 101 and the antenna 104a.
  • the mobile station 10a receives the image of the camera 101 that operates so that the direction of the optical axis of the camera 101 and the directional direction of the antenna 104a are interlocked.
  • An image processing engine 102a (identifying unit) for identifying a moving object is provided.
  • the mobile station 10a includes a mechanical tracking mechanism 103a (antenna control unit) that controls the directivity of the antenna 104a so that the position of the identified mobile station on the opposite station side in the captured image becomes a predetermined position.
  • the mobile station 10b matches the direction of the mobile station on the opposite station calculated based on the information on the electromagnetic waves received from the mobile station on the opposite station.
  • An electronic tracking mechanism 106 (correction unit) for controlling the directional direction of the array antenna 105 is further provided so as to perform the control.
  • the mobile station control system 1 includes the mobile station 10d (first mobile unit) including the camera 101 and the antenna 104d and the location information management server 20 ( Server).
  • the above-mentioned mobile station 10d is an image for identifying a mobile station on the opposite station side by image recognition from an image taken by the camera 101 operating so that the direction of the optical axis of the camera 101 and the direction of the antenna 104d are linked. It includes a processing engine 102d.
  • the mobile station control system 1 includes a machine tracking mechanism 103d that controls the pointing direction of the antenna such that the position of the identified mobile station on the opposite station side in the captured image becomes a predetermined position.
  • the mobile station control system 1 transmits position information (first position information) indicating the position of its own mobile station to the server, and compares the position of its own mobile station with the position of the mobile station on the opposite station side.
  • a positional information transmitting / receiving unit 109 (a positional information transmitting unit and a relative positional relationship information receiving unit) that receives relative positional relationship information indicating a positional relationship from the positional information management server 20.
  • the position information management server 20 transmits and receives the position information indicating the position of its own mobile station and the position information (second position information) indicating the position of the mobile station on the opposite station side (second position information). Acquisition unit).
  • the position information management server 20 is a relative position relation calculation processing unit that generates relative position relation information based on position information indicating the position of its own mobile station and position information indicating the position of the mobile station on the opposite station side. 202.
  • the transmitting / receiving unit 201 (relative positional relationship information transmitting unit) transmits the relative positional relationship information calculated by the relative positional relationship calculation processing unit 202 to the mobile station 10d.
  • the machine tracking mechanism 103d controls the pointing direction of the antenna 104d so as to match the direction of the mobile station on the opposite station side calculated based on the relative positional relationship information received by the position information transmitting / receiving unit 109.
  • the mobile station 10e includes the camera 101 and the antenna 104e. Further, the mobile station 10e identifies an opposite-station-side mobile station by image recognition from an image captured by the camera 101 that operates so that the direction of the optical axis of the camera 101 and the direction of the antenna 104e are linked.
  • the processing engine 102e is provided. Further, the mobile station 10e includes a mechanical tracking mechanism 103e that controls the pointing direction of the antenna 104e such that the position of the identified mobile station on the opposite station side in the captured image is a predetermined position.
  • the mobile station 10e calculates an index value indicating the reception state for each of a plurality of regions forming the captured image based on the reception state of the electromagnetic wave transmitted from the mobile station on the opposite station side. Reception state calculation unit). Further, the machine tracking mechanism 103e controls the directional direction of the antenna 104e so as to match the direction based on the region having the highest index value.
  • the mobile station (mobile station 10a, mobile station 10b, mobile station 10c, mobile station 10d, and mobile station 10e) and the mobile station control system 1 according to each of the above-described embodiments perform, for example, time division processing.
  • accurate tracking can be performed even when communication is performed using a wireless communication method in which there is a period during which a received signal cannot be obtained.
  • the mobile stations (mobile station 10a, mobile station 10b, mobile station 10c, mobile station 10d and mobile station 10e) and a part of the mobile station control system 1 in the above embodiment may be realized by a computer.
  • a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read and executed by a computer system.
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
  • the “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • a “computer-readable recording medium” refers to a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, which dynamically holds the program for a short time.
  • a program may include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above, or may be a program that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system, It may be realized by using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • Image processing Engine 103a, 103b, 103c, 103d, 103e: mechanical tracking mechanism; 104a, 104c, 104d, 104e: antenna, 105: array antenna, 106: electronic tracking mechanism, 107b, 107c: modem, 108: position information acquisition unit 109: Position information transmitting / receiving unit 110: Coarse adjustment direction information processing unit 111: Correcting unit 112: Image dividing unit 113: Received level recording unit 114: Correction amount calculating unit 200: Storage unit 201: Transmission Unit, 202: relative positional relationship calculation processing unit

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Abstract

カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載された制御装置は、前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作するカメラと、前記カメラによって撮像された撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別部と、識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御するアンテナ制御部と、を備える。

Description

制御装置、制御システム及び制御方法
　本発明は、制御装置、制御システム及び制御方法に関する。
　昨今、無線通信において、固定局対固定局の間の通信、移動局対基地局の間の通信のほか、移動局を中継局とする移動局対基地局の間の通信、及び、移動局同士の間の通信（Ｍ２Ｍ；Machine-to-Machine）が注目されている。上記の通信においては、例えばＷｉ－Ｆｉ（ワイファイ）に代表されるＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.）８０２．１１規格に基づく無線通信方式、及び、例えばＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）等のcellular（セルラー）方式の無線通信方式が一般に用いられている。
　しかしながら、ある程度広い範囲を移動しつつ総スループット数が１００Ｍｂｐｓ以上となるような大容量伝送を行う場合においては、上記の無線通信方式は適当ではない場合がある。なぜならば、無線局間の距離が遠くなるほど無線局において受信される電力が減衰してしまうため、所望のＣ／Ｎ比（Carrier to Noise Ratio；搬送波対雑音比）を満たさなくなるためである。
　所望のＣ／Ｎ比を満たしつつ、より高速なデータ通信を行うためには、より高利得のアンテナが必要になる。高利得アンテナは、一般に大開口径を有するアンテナであるため、メインビームの幅が狭くなる。これにより、移動局が移動することによって、移動局の位置がアンテナの指向方向から外れてしまい易くなる。そのため、移動局を追尾するための追尾機構が必要になる。
　従来、このような追尾機構は、例えば高利得アンテナを必要とする、衛星対移動局（地球局）の間の通信において利用されることが多かった。衛星通信システムにおいては、衛星と地球局とは一対多の通信になる。そのため、衛星は姿勢制御によって地球表面の方向へアンテナを向けている。これにより、衛星側には、上記のような追尾機構は用いられない。
　これに対して、それぞれの地球局は、衛星の方向へアンテナを向ける必要がある。そのため、地球局は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）やＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）等のＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System；全球測位衛星システム）又はジャイロセンサ等の各種センサを用いて自己位置を検出する。そして、地球局は、自己位置と予めデータベース等に登録されている衛星の位置とに基づいて算出される衛生の方向へメインビームを向けている。地球局は、例えば、コニカルスキャン等を用いた機械的追尾の方法によって（例えば、非特許文献１及び非特許文献２を参照）、又は、アレーアンテナ等を用いた電子的追尾の方法によって（例えば、非特許文献３を参照）、衛星を捕捉している。
　このように、衛星通信システムでは、地球局側にのみ、追尾機構があればよい。これに対し、移動局同士の間の通信（例えばドローン（drone）対ドローンの間の通信等）では、双方の移動局がお互いの相対的な位置関係を把握する必要がある。そのため、従来技術では、例えば双方の移動局に追尾機構を設ける等、追尾機構に対する要求精度を高めるための何らかの構成を備える必要がある。
吉田富彦　他，「高精度衛星自動追尾アンテナの構成と制御方式の検討」，信学技報 A・P2003-4 SAT2003-4，pp.19-24，社団法人　電子情報通信学会，2003年 桧垣潤一　他，「船舶用ブロードバンドアンテナにおける防振機構系と追尾制御系の設計手法について」，電子情報通信学会論文誌 B Vol.J91-B No.12，pp.1578-1586，社団法人　電子情報通信学会，2008年 菊間信良，「アダプティブアンテナ技術」，pp.122-124，株式会社オーム社，2003年
　ところで、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づく無線通信方式等の無線通信方式においては、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access；時分割多元接続）方式のような時分割処理が行われる。そのため、上述したような、通信信号の受信状態から追尾を行うコニカルスキャン又はアレーアンテナを用いるだけでは、受信信号が得られなくなる期間が存在し、タイムラグが生じることがある。そのため従来技術においては、受信信号が得られなくなる期間が存在する無線通信方式を用いて通信が行われる場合、正確な追尾を行うことが難しいという課題があった。
　上記事情に鑑み、本発明は、受信信号が得られなくなる期間が存在する無線通信方式を用いて通信が行われる場合であっても、正確な追尾を行うことができる技術の提供を目的としている。
　本発明の一態様は、カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載された制御装置であって、前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作する前記カメラによって撮像された撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別部と、識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御するアンテナ制御部と、を備える制御装置である。
　また、本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記第２の移動体から受信した電磁波に関する情報に基づいて前記第２の移動体の方向を算出し、算出された前記第２の移動体の方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する補正部をさらに備える。
　また、本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記第１の移動体の位置を示す第１位置情報をサーバへ送信する位置情報送信部と、前記第１の移動体の位置と前記第２の移動体の位置との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を前記サーバから受信する相対位置関係情報受信部と、をさらに備え、前記アンテナ制御部は、前記相対位置関係情報受信部によって受信された前記相対位置関係情報に基づいて算出される前記第２の移動体の方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する。
　また、本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記アンテナ制御部は、前記撮像画像を構成する複数の領域のうち、受信状態を示す指標値が最も高い領域に基づく方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する。
　また、本発明の一態様は、カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載された制御装置とサーバとを有する制御システムであって、前記制御装置は、前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作する前記カメラによって撮像された撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別部と、識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御するアンテナ制御部と、前記第１の移動体の位置を示す第１位置情報をサーバへ送信する位置情報送信部と、前記第１の移動体の位置と前記第２の移動体の位置との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を前記サーバから受信する相対位置関係情報受信部と、備え、前記サーバは、前記第１位置情報と、前記第２の移動体の位置を示す第２位置情報と、を取得する位置情報取得部と、前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて前記相対位置関係情報を生成する相対位置関係計算処理部と、前記相対位置関係計算処理部によって算出された前記相対位置関係情報を前記制御装置へ送信する相対位置関係情報送信部と、を備え、前記アンテナ制御部は、前記相対位置関係情報受信部によって受信された前記相対位置関係情報に基づいて算出される前記第２の移動体の方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する制御システムである。
　また、本発明の一態様は、カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載された制御システムであって、前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作する前記カメラによって撮像された撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別部と、識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御するアンテナ制御部と、前記第２の移動体から送出された電磁波の受信状態に基づいて、前記撮像画像を構成する複数の領域ごとに受信状態を示す指標値を算出する受信状態算出部と、を備え、前記アンテナ制御部は、前記指標値が最も高い領域に基づく方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する制御システムである。
　また、本発明の一態様は、カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載されたコンピュータによる制御方法であって、前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作するカメラの撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別ステップと、識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御する第１アンテナ制御ステップと、前記第１の移動体の位置を示す第１位置情報と、前記第２の移動体の位置を示す第２位置情報と、を取得する位置情報取得ステップと、前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を生成する相対位置関係情報生成ステップと、前記相対位置関係情報に基づいて算出される前記第２の移動体の方向と一致させるように、前記第１の移動体の前記アンテナの指向方向を制御する第２アンテナ制御ステップと、を有する制御方法である。
　また、本発明の一態様は、カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載されたコンピュータによる制御方法であって、前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが前記アンテナと連動して動作するカメラの撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別ステップと、識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御する第１アンテナ制御ステップと、前記第２の移動体から送出された電磁波の受信状態に基づいて、前記撮像画像を構成する複数の領域ごとに受信状態を示す指標値を算出する受信状態算出ステップと、前記指標値が最も高い領域に基づく方向と一致させるように、前記第１の移動体の前記アンテナの指向方向を制御する第２アンテナ制御ステップと、を有する制御方法である。
　本発明により、受信信号が得られなくなる期間が存在する無線通信方式を用いて通信が行われる場合であっても、正確な追尾を行うことができる。
本発明の第１の実施形態に係る移動局１０ａの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る移動局１０ａの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る移動局１０ｂの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態に係る移動局１０ｂの動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の変形例に係る移動局１０ｃの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る移動局制御システム１の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る移動局制御システム１の動作を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係る移動局１０ｅによる受信レベルの記録処理の一例について説明するための模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る移動局１０ｅの構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施形態に係る移動局１０ｅの動作を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について説明する。
　以下に説明する各実施形態では、一例として、移動局対移動局（例えば、ドローン対ドローン）の間の無線通信における移動局について説明する。
＜第１の実施形態＞
　以下、本発明の第１の実施形態に係る移動局１０ａについて、図面を参照しながら説明する。
［移動局の構成］
　以下、移動局１０ａの構成について説明する。
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る移動局１０ａの構成を示すブロック図である。
図１に示すように、移動局１０ａは、カメラ１０１と、画像処理エンジン１０２ａと、機械追尾機構１０３ａと、アンテナ１０４ａと、固定取付治具１００と、を含んで構成される。
　固定取付治具１００は、機械追尾機構１０３ａに対してカメラ１０１及びアンテナ１０４ａを固定するための部材である。これにより、機械追尾機構１０３ａの動作に応じて、カメラ１０１の向き（レンズの光軸の方向）及びアンテナ１０４ａの向き（アンテナの指向方向）が変化する。
　また、カメラ１０１のレンズの光軸の方向（方位及び仰角）と、アンテナ１０４ａから照射される電磁波のビームの照射方向（すなわち、指向方向）とが一致するように、カメラ１０１及びアンテナ１０４ａは共に固定取付治具１００に取り付けられる。これにより、カメラ１０１によって撮像された画像の中央に写っている位置に向けて、アンテナ１０４ａから電磁波のビームが照射されることになる。
　なお、上述したように、本実施形態においては、カメラ１０１及びアンテナ１０４ａは、固定取付治具１００よって固定される構成としたが、これに限られるものではない。例えば、カメラ１０１及びアンテナ１０４ａが固定されておらず、それぞれ独立して動作可能に構成されていても構わない。但し、この場合においては、カメラ１０１の向きとアンテナ１０４ａの向きとがそれぞれ独立して変化することが可能になる。そのため、例えば、別途補正用の計算エンジン等を用いることによって、カメラ１０１のレンズの光軸の方向と、アンテナ１０４の指向方向とを一致させるようにする必要がある。
　カメラ１０１は、追尾対象である対向局側の移動局（例えば、通信相手のドローン）が存在する方向に向けて撮像を行う。カメラ１０１は、撮像された画像を示す画像データを画像処理エンジン１０２ａへ出力する。
　画像処理エンジン１０２ａは、カメラ１０１から入力された画像データに基づく画像を解析する。画像処理エンジン１０２ａは、画像に写っている対向局側の移動局を識別する。そして、画像処理エンジン１０２ａは、画像データに基づく画像内における、対向局側の移動局を示す画像領域を特定する。
　なお、画像処理エンジン１０２ａは、例えば、対向局側の移動局が撮像された画像を示す画像データ（マスター画像データ）を予め保持しており、マスター画像データとカメラ１０１から入力された画像データとを照合することによって、画像内における対向局側の移動局を示す画像領域を特定するようにしてもよい。
　画像処理エンジン１０２ａは、識別された対向局側の移動局を示す画像領域が、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像の所定の位置（例えば、中央の位置）となるように、機械追尾機構１０３ａを動作させる。これにより、アンテナ１０４ａによる対向局側の移動局の追尾が可能になる。
　例えば、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像において、対向局側の移動局を示す画像領域が所定の位置（例えば、中央の位置）よりも上側に位置している場合には、画像処理エンジン１０２ａは、カメラ１０１の撮像方向をより上側へ向けるように、機械追尾機構１０３ａを制御する。また、例えば、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像において、対向局側の移動局を示す画像領域が所定の位置（例えば、中央の位置）よりも左側に位置している場合には、画像処理エンジン１０２ａは、カメラ１０１の撮像方向をより左側へ向けるように、機械追尾機構１０４ａを制御する。
　なお、上述したように、本実施形態においては、移動局１０ａは、機械追尾機構１０３ａによってカメラ１０１の向きを制御する構成としたが、これに限られるものではない。
例えば、移動局１０ａは、電子的に制御される追尾機構（例えば、アレーアンテナを用いて電子制御により追尾を行う機構等）によってカメラ１０１の向きを制御するような構成であっても構わない。
　なお、カメラ１０１及び画像処理エンジン１０２ａは、移動局１０ａの筐体の中に備えられる代わりに、移動局１０ａに接続する外部の装置として備えられる構成であっても構わない。
［移動局の動作］
　以下、移動局１０ａの動作の一例について説明する。
　図２は、本発明の第１の実施形態に係る移動局１０ａの動作を示すフローチャートである。
　カメラ１０１は、追尾対象である対向局側の移動局が存在する方向に向けて撮像を行う（ステップＳ１０１）。カメラ１０１は、撮像された画像を示す画像データを画像処理エンジン１０２ａへ出力する。
　画像処理エンジン１０２ａは、カメラ１０１から入力された画像データに基づく画像を解析する。画像処理エンジン１０２ａは、画像に写っている対向局側の移動局を識別する（ステップＳ１０２）。そして、画像処理エンジン１０２ａは、画像データに基づく画像内における、対向局側の移動局を示す画像領域を特定する。
　画像処理エンジン１０２ａは、識別された対向局側の移動局の位置（すなわち、対向局側の移動局を示す画像領域）が、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像の所定の位置（例えば、中央の位置）となるように、アンテナ１０４ａの指向方向を制御する（ステップＳ１０３）。
　なお、上述したように、画像処理エンジン１０２ａは、機械追尾機構１０３ａを動作させることによってアンテナ１０４ａの指向方向を制御する。
　以上で、図２のフローチャートが示す処理が終了する。
＜第２の実施形態＞
　以下、本発明の第２の実施形態に係る移動局１０ｂについて、図面を参照しながら説明する。
　以下に説明する第２の実施形態に係る移動局１０ｂの構成と上述した第１の実施形態に係る移動局１０ａの構成との主な差異点は、第２の実施形態に係る移動局１０ｂが電子追尾機構をさらに備えている点である。
　一般的には、カメラのレンズの光軸の方向と、アンテナの指向方向とを、厳密に一致させることは困難である。そのため、カメラによって撮像された画像における対向局側の移動局の位置に基づいて対向局側の移動局の追尾を行った場合、対向局側の移動局の方向とアンテナの指向方向との間には実際の若干の誤差が生じることがある。また、機械追尾機構の制御分解能による制約によっても、若干の誤差が生じることがある。
　そこで、第２の実施形態に係る移動局１０ｂは、まず、上述した第１の実施形態に係る移動局１０ａと同様に機械追尾機構によって、アンテナ（後述するアレーアンテナ１０５）の指向方向の制御（粗調整）を行う。その後、移動局１０ｂは、さらに電子追尾機構（位相制御機構）によって、アレーアンテナ１０５の指向方向の制御の補正（微調整）を行う。
　ここで、アンテナの指向方向の制御の微調整は、例えば、アレーアンテナ１０５を用いて、対向局側の移動局から受信した電磁波から得られる電力情報又は位相情報から算出される伝搬路行列の情報等から、対向局側の移動局から送信された電磁波の到来方向を算出することによって行われる。
［移動局の構成］
　以下、移動局１０ｂの構成について説明する。
　図３は、本発明の第２の実施形態に係る移動局１０ｂの構成を示すブロック図である。
図３に示すように、移動局１０ｂは、カメラ１０１と、画像処理エンジン１０２ｂと、機械追尾機構１０３ｂと、アレーアンテナ１０５と、電子追尾機構１０６と、変復調装置１０７ｂと、固定取付治具１００と、を含んで構成される。
　固定取付治具１００は、機械追尾機構１０３ｂに対してカメラ１０１及びアレーアンテナ１０５を固定するための部材である。これにより、機械追尾機構１０３ｂの動作に応じて、カメラ１０１及びアレーアンテナ１０５の指向方向が変化する。
　また、カメラ１０１のレンズの光軸の方向と、アレーアンテナ１０５の指向方向とが一致するように、カメラ１０１及びアレーアンテナ１０５は共に固定取付治具１００に取り付けられる。これにより、カメラ１０１によって撮像された画像の中央に写っている位置に向けて、アレーアンテナ１０５から電磁波のビームが照射されることになる。但し、上述したように、カメラ１０１のレンズの光軸の方向（方位及び仰角）と、アレーアンテナ１０５の指向方向とには、誤差が生じることがある。
　カメラ１０１は、追尾対象である対向局側の移動局（例えば、通信相手のドローン）が存在する方向に向けて撮像を行う。カメラ１０１は、撮像された画像を示す画像データを画像処理エンジン１０２ｂへ出力する。
　画像処理エンジン１０２ｂは、カメラ１０１から入力された画像データに基づく画像を解析する。画像処理エンジン１０２ｂは、画像に写っている対向局側の移動局を識別する。そして、画像処理エンジン１０２ｂは、画像データに基づく画像内における、対向局側の移動局を示す画像領域を特定する。
　画像処理エンジン１０２ｂは、識別された対向局側の移動局を示す画像領域が、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像の所定の位置（例えば、中央の位置）となるように、機械追尾機構１０３ｂを動作させる。これにより、機械追尾機構１０３ｂによって、アレーアンテナ１０５による対向局側の移動局の追尾の粗調整が行われる。
　アレーアンテナ１０５は、対向局側の移動局から放射された電磁波を受信する。
　電子追尾機構１０６は、変復調装置１０７ｂから、アレーアンテナ１０５によって受信された電磁波に関する電力情報又は位相情報から算出される伝搬路行列の情報等を取得する。電子追尾機構１０６は、取得したこれらの情報を用いて、対向局側の移動局から送信された電磁波の到来方向を算出する。
　そして、電子追尾機構１０６は、アレーアンテナ１０５の指向方向を、対向局側の移動局から送信された電磁波の到来方向に一致させるようにアレーアンテナ１０５を制御する。これにより、電子追尾機構１０６によって、アレーアンテナ１０５による対向局側の移動局の追尾の微調整が行われる。
［移動局の動作］
　以下、移動局１０ｂの動作の一例について説明する。
　図４は、本発明の第２の実施形態に係る移動局１０ｂの動作を示すフローチャートである。
　カメラ１０１は、追尾対象である対向局側の移動局が存在する方向に向けて撮像を行う（ステップＳ２０１）。カメラ１０１は、撮像された画像を示す画像データを画像処理エンジン１０２ｂへ出力する。
　画像処理エンジン１０２ｂは、カメラ１０１から入力された画像データに基づく画像を解析する。画像処理エンジン１０２ｂは、画像に写っている対向局側の移動局を識別する（ステップＳ２０２）。そして、画像処理エンジン１０２ｂは、画像データに基づく画像内における、対向局側の移動局を示す画像領域を特定する。
　画像処理エンジン１０２ｂは、識別された対向局側の移動局の位置（すなわち、対向局側の移動局を示す画像領域）が、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像の所定の位置（例えば、中央の位置）となるように、アレーアンテナ１０５の指向方向を粗調整するための制御を行う（ステップＳ２０３）。
　なお、画像処理エンジン１０２ｂは、機械追尾機構１０３ｂを動作させることによってアレーアンテナ１０５の指向方向を粗調整するための制御を行う。
　電子追尾機構１０６は、アレーアンテナ１０５によって受信された電磁波に関する電力情報又は位相情報をから算出される伝搬路行列の情報等を取得する。電子追尾機構１０６は、取得したこれらの情報を用いて、対向局側の移動局から送信された電磁波の到来方向を算出する。そして、電子追尾機構１０６は、算出された到来方向に一致させるように、アレーアンテナ１０５の指向方向を微調整するための制御を行う（ステップ２０４）。
　以上で、図４のフローチャートが示す処理が終了する。
＜第２の実施形態の変形例＞
　以下、本発明の第２の実施形態の変形例に係る移動局１０ｃについて、図面を参照しながら説明する。
　上述した第２の実施形態に係る移動局１０ｂは、アンテナ（アレーアンテナ１０５）の指向方向を、機械追尾機構１０３ｂによって粗調整した後、電子追尾機構１０６によって微調整する構成であった。しかしながら、以下に説明する第２の実施形態の変形例に係る移動局１０ｃのように、アンテナの指向方向の粗調整だけでなく、微調整についても、機械追尾機構１０３ｂによって行う構成にしてもよい。
［移動局の構成］
　以下、移動局１０ｃの構成について説明する。
　図５は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る移動局１０ｃの構成を示すブロック図である。図４に示すように、移動局１０ｃは、カメラ１０１と、画像処理エンジン１０２ｃと、機械追尾機構１０３ｃと、アンテナ１０４ｃと、変復調装置１０７ｃと、固定取付治具１００と、を含んで構成される。
　なお、移動局１０ｃにおける、カメラ１０１による撮像と、画像処理エンジン１０２ｃによる画像処理と、機械追尾機構１０３ｃによるアンテナの指向方向の粗調整と、固定取付治具１００によるカメラ１０１及びアンテナの固定と、に関する構成については、上述した第２の実施形態に係る移動局１０ｂにおける構成と同様であるため、以下説明を省略する。
　アンテナ１０４ｃは、対向局側の移動局から放射された電磁波を受信する。
　機械追尾機構１０３ｃは、変復調装置１０７cから、アンテナ１０４ｃによって受信された電磁波の受信状態を示す情報を取得する。そして、機械追尾機構１０３ｃは、取得した受信状態を示す情報が示す値が最良となるように、アンテナ１０４ｃの指向方向を制御する。例えば、機械追尾機構１０３ｃは、変復調装置１０７cから、アンテナ１０４ｃによって受信された電磁波の受信レベルの値を取得し、取得した受信レベルの値が最大になるようにアンテナ１０４ｃの指向方向を制御する。これにより、機械追尾機構１０３ｃによって、アンテナ１０４ｃによる対向局側の移動局の追尾の粗調整だけでなく、微調整も行われる。
＜第３の実施形態＞
　以下、本発明の第３の実施形態に係る移動局制御システム１について、図面を参照しながら説明する。
　カメラによって撮像された画像により対向局側の移動局を識別するためには、撮像された画像において対向局側の移動局が一定以上の大きさで写っており、識別可能であることが前提となる。そのため、自己の移動局と対向局側の移動局との距離が遠い場合には、一般的に、カメラが望遠レンズ等を備えている。望遠レンズを用いた場合、撮像された画像は、撮像範囲がより狭い、拡大された画像になる。そのため、対向局側の移動局が撮像範囲から外れることが生じ易くなり、対向局側の移動局が画像に写っていない場合がより多くなる。
　以下に説明する第３の実施形態に係る移動局制御システム１は、初期のキャリブレーション時、又は、対向局側の移動局が撮像範囲から外れた場合等、対向局側の移動局が画像に写っていない場合であっても、対向局側の移動局の追尾を行うことができる構成を備える。
［移動局制御システムの構成］
　以下、移動局制御システム１の構成について説明する。
　図６は、本発明の第３の実施形態に係る移動局制御システム１の構成を示すブロック図である。図６に示すように、移動局制御システム１は、移動局１０ｄと、位置情報管理サーバ２０と、を含んで構成される。移動局１０ｄと、位置情報管理サーバ２０とは、無線によって通信接続される。
［移動局の構成］
　以下、移動局１０ｄの構成について説明する。
　図６に示すように、移動局１０ｄは、カメラ１０１と、画像処理エンジン１０２ｄと、機械追尾機構１０３ｄと、アンテナ１０４ｄと、位置情報取得部１０８と、位置情報送受信部１０９と、粗調整方向情報処理部１１０と、固定取付治具１００と、を含んで構成される。
　位置情報取得部１０８は、自己の移動局１０ｄ（自己の移動局）の位置を示す位置情報を取得する。位置情報取得部１０８は、例えば、ＧＰＳ等のＧＮＳＳ又はジャイロセンサ等を用いて自己位置を示す位置情報を取得する。そして、位置情報取得部１０８は、自己位置を示す位置情報を、位置情報送受信部１０９を介して無線通信により位置情報管理サーバ２０へ送信する。
　粗調整方向情報処理部１１０は、位置情報管理サーバ２０から位置情報送受信部１０９を介して無線通信により相対位置関係情報を取得する。相対位置関係情報とは、位置情報管理サーバ２０によって位置情報が管理される、複数の移動局間の相対的な位置関係を示す情報である。
　なお、粗調整方向情報処理部１１０が、位置情報管理サーバ２０から、自己の移動局１０ｄと対向局側の移動局との間の相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を取得する構成にしてもよい。あるいは、粗調整方向情報処理部１１０が、位置情報管理サーバ２０から、自己の移動局１０ｄと（位置情報管理サーバ２０によって位置情報が管理される）その他の全ての移動局との間の相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を取得する構成にしてもよい。
　そして、粗調整方向情報処理部１１０は、取得した相対位置関係情報に基づいて、対向局側の移動局の方向（方位及び仰角）を算出する。そして、粗調整方向情報処理部１１０は、算出された対向局側の移動局の方向と、カメラ１０１のレンズの光軸の方向（及びアンテナ１０４ｄの指向方向）とが一致するように、機械追尾機構１０３ｄを制御する。これにより、機械追尾機構１０３ｄによって、アンテナ１０４ｄによる対向局側の移動局の追尾の粗調整が行われる。
　固定取付治具１００は、機械追尾機構１０３ｄに対してカメラ１０１及びアンテナ１０４ｄを固定するための部材である。これにより、機械追尾機構１０３ｄの動作に応じて、カメラ１０１の向き及びアンテナ１０４ｄの指向方向が変化する。
　また、カメラ１０１のレンズの光軸の方向（方位及び仰角）と、アンテナ１０４ｄの指向方向（方位及び仰角）とが一致するように、カメラ１０１及びアンテナ１０４ｄは共に固定取付治具１００に取り付けられる。これにより、カメラ１０１によって撮像された画像の中央に写っている位置に向けて、ビームが照射されることになる。
　カメラ１０１は、追尾対象である対向局側の移動局（例えば、通信相手のドローン）が存在する方向に向けて撮像を行う。カメラ１０１は、撮像された画像を示す画像データを画像処理エンジン１０２ｄへ出力する。
　画像処理エンジン１０２ｄは、カメラ１０１から入力された画像データに基づく画像を解析する。画像処理エンジン１０２ｄは、画像に写っている対向局側の移動局を識別する。そして、画像処理エンジン１０２ｄは、画像データに基づく画像内における、対向局側の移動局を示す画像領域を特定する。
　画像処理エンジン１０２ｄは、識別された対向局側の移動局を示す画像領域が、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像の所定の位置（例えば、中央の位置）となるように、機械追尾機構１０３ｄを動作させる。これにより、アンテナ１０４ｄによる対向局側の移動局の追尾が可能になる。
［位置情報管理サーバの構成］
　以下、位置情報管理サーバ２０の構成について説明する。
　図６に示すように、位置情報管理サーバ２０は、記憶部２００と、送受信部２０１と、相対位置関係計算処理部２０２と、を含んで構成される。
　記憶部２００は、各移動局からそれぞれ収集した、各移動局の位置を示す位置情報を記憶する。また、記憶部２００は、各移動局の位置を示す位置情報に基づいてそれぞれ計算された、２つの移動局間の相対的な位置関係を示す、相対位置関係情報を記憶する。
　なお、記憶部２００は、例えば、磁気ディスク又は半導体メモリ等の記憶媒体を含んで構成される。
　送受信部２０１は、各移動局の移動局から送信された、各移動局の位置を示す位置情報をそれぞれ受信する。送受信部２０１が受信した位置情報は、記憶部２００によって記憶される。
　相対位置関係計算処理部２０２は、記憶部２００に記憶された、各移動局の位置を示す位置情報に基づいて、各移動局間の相対的な位置関係を計算する。相対位置関係計算処理部２０２は、各移動局間の相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を生成する。そして、相対位置関係計算処理部２０２は、生成した相対位置関係情報を、記憶部２００に記憶させる。又は、相対位置関係計算処理部２０２は、生成した相対位置関係情報を、送受信部２０１を介して各移動局へ送信する。
［移動局制御システムの動作］
　以下、移動局制御システム１の動作の一例について説明する。
　図７は、本発明の第３の実施形態に係る移動局制御システム１の動作を示すフローチャートである。
　各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）の位置情報取得部１０８は、自己の移動局１０ｄ（自己の移動局）の位置を示す位置情報をそれぞれ取得する（ステップＳ３０１－１～Ｎ）。
　各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）の位置情報取得部１０８は、上記取得した自己位置を示す位置情報を、位置情報送受信部１０９を介して無線通信により位置情報管理サーバ２０へそれぞれ送信する（ステップＳ３０２－１～Ｎ）。
　位置情報管理サーバ２０の送受信部２０１は、各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）から送信された、各移動局の位置を示す位置情報をそれぞれ受信する（ステップＳ３０３）。
　位置情報管理サーバ２０の相対位置関係計算処理部２０２は、各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）の位置を示す位置情報に基づいて、各移動局間の相対的な位置関係を計算する（ステップＳ３０４）。相対位置関係計算処理部２０２は、上記の計算結果に基づく、各移動局間の相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を生成する。
　位置情報管理サーバ２０の送受信部２０１は、相対位置関係情報を、各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）へそれぞれ送信する（ステップＳ３０５）。
　各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）の位置情報送受信部１０９は、位置情報管理サーバ２０から送信された相対位置関係情報をそれぞれ受信する（ステップＳ３０６－１～Ｎ）。
　各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）の粗調整方向情報処理部１１０は、相対位置関係情報に基づいて、対向局側の移動局の方向（方位及び仰角）を算出する。そして、粗調整方向情報処理部１１０は、算出された対向局側の移動局の方向と、カメラ１０１のレンズの光軸の方向とが一致するように、機械追尾機構１０３ｄを制御する。これにより、アンテナ１０４ｄの指向方向の粗調整がなされる（ステップＳ３０７－１～Ｎ）。
　各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）のカメラ１０１は、追尾対象である対向局側の移動局が存在する方向に向けて撮像を行う（ステップＳ３０８－１～Ｎ）。カメラ１０１は、撮像された画像を示す画像データを画像処理エンジン１０２ｄへ出力する。
　各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）の画像処理エンジン１０２ｄは、カメラ１０１から入力された画像データに基づく画像を解析する。画像処理エンジン１０２ｄは、画像に写っている対向局側の移動局を識別する（ステップＳ３０９－１～Ｎ）。そして、画像処理エンジン１０２ｄは、画像データに基づく画像内における、対向局側の移動局を示す画像領域を特定する。
　各移動局１０ｄ（移動局１、移動局２、・・・、移動局Ｎ）の画像処理エンジン１０２ｄは、識別された対向局側の移動局の位置（すなわち、対向局側の移動局を示す画像領域）が、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像の所定の位置（例えば、中央の位置）となるように、アンテナ１０４ｄの指向方向を制御する（ステップＳ３１０－１～Ｎ）。
　以上で、図７のフローチャートが示す処理が終了する。
＜第４の実施形態＞
　以下、本発明の第４の実施形態に係る移動局１０ｅについて、図面を参照しながら説明する。
　上述したように、一般的には、カメラのレンズの光軸の方向とアンテナの指向方向とを、厳密に一致させることは困難である。そのため、カメラによって撮像された画像における対向局側の移動局の位置に基づいて対向局側の移動局の追尾を行った場合、対向局側の移動局が実際に存在する方向とアンテナの指向方向との間に、実際の若干の誤差が生じることがある。また、機械追尾機構の制御分解能による制約によっても、若干の誤差が生じることがある。
　また、上述した第２の実施形態に係る移動局１０ｄのように、画像解析を行って機械追尾機構によるアンテナの指向方向を粗調整した後に、受信信号から得られる情報を用いて電子追尾機構（位相制御機構）によりアンテナの指向方向を微調整する構成にしたとしても、移動局間の通信に用いられる無線通信方式によっては、アンテナの指向方向の微調整を行うことができないことがある。なぜならば、無線通信方式によってはＴＤＭＡ方式のような時分割処理となるため、自己の移動局が送信処理を行っている間にはアンテナの指向方向の微調整を行うことができないからである。
　そこで、以下に説明する第４の実施形態に係る移動局１０ｅは、カメラ１０１によって撮像された画像の撮像エリアを複数のブロックに分割する。また、移動局１０ｅは、アンテナ１０４ｅから受信される受信信号の受信レベルを、対向局が存在しているブロックごとに記録する。
　図８は、本発明の第４の実施形態に係る移動局１０ｅによる受信レベルの記録処理の一例について説明するための模式図である。図８に示すように、ブロックごとに受信レベルの値が記録される（例えば、図８においては、「－９」～「０」の範囲で記録されている値が、ブロックごとに受信レベルの値である）。
　そして、移動局１０ｅは、所定の回数の受信レベルの記録を行った後、ブロックごとの受信レベルの値の平均値が最も大きいブロックが示す位置を、対向局側の移動局が存在する位置として認識する。
　なお、移動局１０ｅは、蓄積された受信レベルの値のうち、最大値が記録されたブロックが示す方向を、対向局側の移動局が存在する位置として認識するようにしてもよい。すなわち、受信レベルの値の平均値に限らず、受信状態を示す指標値であるならば、任意の指標値を用いることができる。
　移動局１０ｅは、アンテナ１０４ｅの指向方向を、上記において対向局側の移動局が存在する位置として認識した方向に一致させるように、アンテナ１０４ｅの指向方向（方位及び仰角）を制御する。
　なお、対向局側の移動局の位置によっては、撮像情報と電波軸とのずれが生じる可能性もある。そのため、移動局１０ｅが、自己の移動局から対向局側の移動局までの距離ごとに受信レベルを記録する構成にしてもよい。この場合、移動局１０ｅは、例えば、上述した第３の実施形態に係る移動局１０ｄによって用いられる移動局間の相対的な位置関係を示す情報、あるいは、画像上の対向局側の移動局の大きさ等の画像から得られる情報から、自己の移動局から対向局側の移動局までの距離を算出することが可能である。
［移動局の構成］
　以下、移動局１０ｅの構成について説明する。
　図９は、本発明の第４の実施形態に係る移動局１０ｅの構成を示すブロック図である。
図９に示すように、移動局１０ｅは、カメラ１０１と、画像処理エンジン１０２ｅと、機械追尾機構１０３ｅと、アンテナ１０４ｅと、固定取付治具１００と、補正部１１１と、を含んで構成される。また、補正部１１１は、画像分割部１１２と、受信レベル記録部１１３と、補正量算出部１１４と、を含んで構成される。
　固定取付治具１００は、機械追尾機構１０３ｅに対してカメラ１０１及びアンテナ１０４ｅを固定するための部材である。これにより、機械追尾機構１０３ｅの動作に応じて、カメラ１０１の向き及びアンテナ１０４ｅの指向方向が変化する。
　また、カメラ１０１のレンズの光軸の方向（方位及び仰角）と、アンテナ１０４ｅの指向方向（方位及び仰角）とが一致するように、カメラ１０１及びアンテナ１０４ｅは共に固定取付治具１００に取り付けられる。これにより、カメラ１０１によって撮像された画像の中央に写っている位置に向けて、ビームが照射されることになる。但し、上述したように、カメラ１０１のレンズの光軸の方向（方位及び仰角）と、アンテナ１０４ｅの指向方向（方位及び仰角）とには、誤差が生じることがある。
　カメラ１０１は、追尾対象である対向局側の移動局（例えば、通信相手のドローン）が存在する方向に向けて撮像を行う。カメラ１０１は、撮像された画像を示す画像データを画像処理エンジン１０２ｅへ出力する。
　画像処理エンジン１０２ｅは、カメラ１０１から入力された画像データに基づく画像を解析する。画像処理エンジン１０２ｅは、画像に写っている対向局側の移動局を識別する。そして、画像処理エンジン１０２ｅは、画像データに基づく画像内における、対向局側の移動局を示す画像領域を特定する。
　画像処理エンジン１０２ｅは、識別された対向局側の移動局を示す画像領域が、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像の所定の位置（例えば、中央の位置）となるように、機械追尾機構１０３ｅを動作させる。これにより、アンテナ１０４ｅによる対向局側の移動局の追尾のためのアンテナ１０４ｅの指向方向の粗調整がなされる。
　また、画像処理エンジン１０２ｅは、カメラ１０１から入力された画像データ、及び画像において対向局側の移動局が写っている画像領域を示す情報を、画像分割部１１２へ出力する。
　画像分割部１１２は、画像処理エンジン１０２ｅから入力された画像データに基づく画像を、例えば図８に模式図を示したように、複数のブロックに分割する。画像分割部１１２は、画像処理エンジン１０２ｅから入力された画像データ、分割したブロックに関する情報、及び画像において対向局側の移動局が写っている画像領域を示す情報を、受信レベル記録部１１３へ出力する。
　受信レベル記録部１１３は、画像分割部１１２から入力された、画像データ、ブロックに関する情報、及び画像において対向局側の移動局が写っている画像領域を示す情報に基づいて、対向局が存在しているブロックを特定する。そして、受信レベル記録部１１３は、アンテナ１０４ｅから受信される受信信号の受信状態を示す情報（例えば、受信レベルの値）を、対向局が存在しているブロックごとに記録する。
　そして、受信レベル記録部１１３は、所定の回数の受信レベルの記録を行った後、対向局が存在しているブロックごとの受信信号の受信状態を示す情報（例えば、受信レベルの値）を、補正量算出部１１４へ出力する。
　補正量算出部１１４は、受信レベル記録部１１３から入力された、対向局が存在しているブロックごとの受信信号の受信状態を示す情報に基づいて、受信信号の受信状態を示す情報に基づく値が最良の値となるブロックが示す方向を、対向局側の移動局が存在する位置として認識する。
　例えば、補正量算出部１１４は、受信レベル記録部１１３から入力された、対向局が存在しているブロックごとの受信レベルの値に基づいて、受信レベルの値の平均値が最も大きいブロックが示す方向を、対向局側の移動局が存在する位置として認識する。なお、移動局１０ｅが、蓄積された受信レベルの値のうち、最大値が記録されたブロックが示す方向を、対向局側の移動局が存在する位置として認識するような構成にしてもよい。
　補正量算出部１１４は、アンテナ１０４ｅの指向方向を、上記において対向局側の移動局が存在する位置として認識した方向に一致させるように機械追尾機構１０３ｅを制御することによって、アンテナ１０４ｅの指向方向（方位及び仰角）を制御する。
［移動局の動作］
　以下、移動局１０ｅの動作の一例について説明する。
　図１０は、本発明の第４の実施形態に係る移動局１０ｅの動作を示すフローチャートである。
　カメラ１０１は、追尾対象である対向局側の移動局が存在する方向に向けて撮像を行う（ステップＳ４０１）。カメラ１０１は、撮像された画像を示す画像データを画像処理エンジン１０２ｅへ出力する。
　画像処理エンジン１０２ｅは、カメラ１０１から入力された画像データに基づく画像を解析する。画像処理エンジン１０２ｅは、画像に写っている対向局側の移動局を識別する（ステップＳ４０２）。そして、画像処理エンジン１０２ｅは、画像データに基づく画像内における、対向局側の移動局を示す画像領域を特定する。
　画像処理エンジン１０２ｅは、識別された対向局側の移動局の位置（すなわち、対向局側の移動局を示す画像領域）が、カメラ１０１から入力される画像データに基づく画像の所定の位置（例えば、中央の位置）となるように、アンテナ１０４ｅの指向方向を粗調整する制御を行う（ステップＳ４０３）。
　なお、上述したように、画像処理エンジン１０２ｅは、機械追尾機構１０３ａを動作させることによってアンテナ１０４ｅの指向方向を粗調整する制御を行う。
　画像分割部１１２は、画像を複数のブロックに分割する。画像分割部１１２は、画像データ、分割したブロックに関する情報、及び画像において対向局側の移動局が写っている画像領域を示す情報を、受信レベル記録部１１３へ出力する。受信レベル記録部１１３は、例えば、アンテナ１０４ｅから受信される受信信号の受信レベルを、画像における、対向局側の移動局が存在しているブロックごとに記録する（ステップＳ４０４）。
　受信レベル記録部１１３は、対向局が存在しているブロックごとの受信レベルを示す情報を、補正量算出部１１４へ出力する。所定の回数の受信レベルの記録を行っていない場合（ステップＳ４０５・Ｎｏ）、補正量算出部１１４は、カメラ１０１及びアンテナ１０４ｅの指向方向を微小移動させるように機械追尾機構１０３ｅを制御し（ステップＳ４０６）、ステップＳ４０４の処理へ戻る。
　また、所定の回数の受信レベルの記録を行った場合（ステップＳ４０５・Ｙｅｓ）、補正量算出部１１４は、記録された受信レベルの平均値が最大となるブロックに対応する方向へアンテナの指向方向を微調整するように機械追尾機構１０３ｅを制御する（ステップＳ４０７）。
　以上で、図１０のフローチャートが示す処理が終了する。
　以上、本発明の各実施形態について説明した。
　以上説明したように、本発明の第１の実施形態に係る移動局１０ａ（第１の移動体）は、カメラ１０１とアンテナ１０４ａとを備える。また、移動局１０ａは、カメラ１０１の光軸の向きとアンテナ１０４ａの指向方向とが連動するように動作するカメラ１０１によって撮像された撮像画像から画像認識によって対向局側の移動局（第２の移動体）を識別する画像処理エンジン１０２ａ（識別部）を備える。また、移動局１０ａは、識別された対向局側の移動局の撮像画像における位置が所定の位置となるように、アンテナ１０４ａの指向方向を制御する機械追尾機構１０３ａ（アンテナ制御部）を備える。
　また、以上説明したように、本発明の第２の実施形態に係る移動局１０ｂは、対向局側の移動局から受信した電磁波に関する情報に基づいて算出した対向局側の移動局の方向と一致させるように、アレーアンテナ１０５の指向方向を制御する電子追尾機構１０６（補正部）をさらに備える。
　また、以上説明したように、本発明の第３の実施形態に係る移動局制御システム１は、カメラ１０１及びアンテナ１０４ｄを備えた移動局１０ｄ（第１の移動体）と位置情報管理サーバ２０（サーバ）とを有する。
　上記の移動局１０ｄは、カメラ１０１の光軸の向きとアンテナ１０４ｄの指向方向とが連動するように動作するカメラ１０１によって撮像された撮像画像から画像認識によって対向局側の移動局を識別する画像処理エンジン１０２ｄを備える。また、移動局制御システム１は、識別された対向局側の移動局の撮像画像における位置が所定の位置となるようにアンテナの指向方向を制御する機械追尾機構１０３ｄを備える。また、移動局制御システム１は、自己の移動局の位置を示す位置情報（第１位置情報）をサーバへ送信し、自己の移動局の位置と対向局側の移動局の位置との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を位置情報管理サーバ２０から受信する位置情報送受信部１０９（位置情報送信部及び相対位置関係情報受信部）を備える。
　上記の位置情報管理サーバ２０は、自己の移動局の位置を示す位置情報と、対向局側の移動局の位置を示す位置情報（第２位置情報）と、を取得する送受信部２０１（位置情報取得部）を備える。また、位置情報管理サーバ２０は、自己の移動局の位置を示す位置情報と、対向局側の移動局の位置を示す位置情報とに基づいて相対位置関係情報を生成する相対位置関係計算処理部２０２を備える。また、送受信部２０１（相対位置関係情報送信部）は、相対位置関係計算処理部２０２によって算出された相対位置関係情報を移動局１０ｄへ送信する。また、機械追尾機構１０３ｄは、位置情報送受信部１０９によって受信された相対位置関係情報に基づいて算出される対向局側の移動局の方向と一致させるように、アンテナ１０４ｄの指向方向を制御する。
　また、以上説明したように、本発明の第４の実施形態に係る移動局１０ｅは、カメラ１０１とアンテナ１０４ｅとを備える。また、移動局１０ｅは、カメラ１０１の光軸の向きとアンテナ１０４ｅの指向方向とが連動するように動作するカメラ１０１によって撮像された撮像画像から画像認識によって対向局側の移動局を識別する画像処理エンジン１０２ｅを備える。また、移動局１０ｅは、識別された対向局側の移動局の撮像画像における位置が所定の位置となるように、アンテナ１０４ｅの指向方向を制御する機械追尾機構１０３ｅを備える。また、移動局１０ｅは、対向局側の移動局から送出された電磁波の受信状態に基づいて、撮像画像を構成する複数の領域ごとに受信状態を示す指標値を算出する受信レベル記録部１１３（受信状態算出部）と、を備える。また、機械追尾機構１０３ｅは、指標値が最も高い領域に基づく方向と一致させるように、アンテナ１０４ｅの指向方向を制御する。
　以上の構成を備えることにより、上述した各実施形態に係る移動局（移動局１０ａ、移動局１０ｂ、移動局１０ｃ、移動局１０ｄ及び移動局１０ｅ）及び移動局制御システム１は、例えば時分割処理等によって、受信信号が得られなくなる期間が存在する無線通信方式を用いて通信が行われる場合であっても、正確な追尾を行うことができる。
　以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。
　上述した実施形態における動局（移動局１０ａ、移動局１０ｂ、移動局１０ｃ、移動局１０ｄ及び移動局１０ｅ）及び移動局制御システム１の一部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。
１…移動局制御システム、１０ａ・１０ｂ・１０ｃ・１０ｄ・１０ｅ…移動局、２０…位置情報管理サーバ、１００…固定取付治具、１０１…カメラ、１０２ａ・１０２ｂ・１０２ｃ・１０２ｄ・１０２ｅ…画像処理エンジン、１０３ａ・１０３ｂ・１０３ｃ・１０３ｄ・１０３ｅ…機械追尾機構、１０４ａ・１０４ｃ・１０４ｄ・１０４ｅ…アンテナ、１０５…アレーアンテナ、１０６…電子追尾機構、１０７ｂ・１０７ｃ…変復調装置、１０８…位置情報取得部、１０９…位置情報送受信部、１１０…粗調整方向情報処理部、１１１…補正部、１１２…画像分割部、１１３…受信レベル記録部、１１４…補正量算出部、２００…記憶部、２０１…送受信部、２０２…相対位置関係計算処理部

Claims (8)

  1. 　カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載された制御装置であって、
    　前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作する前記カメラによって撮像された撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別部と、
    　識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御するアンテナ制御部と、
    　を備える制御装置。
  2. 　前記第２の移動体から受信した電磁波に関する情報に基づいて前記第２の移動体の方向を算出し、算出された前記第２の移動体の方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を補正する補正部
    　をさらに備える請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記第１の移動体の位置を示す第１位置情報をサーバへ送信する位置情報送信部と、
    　前記第１の移動体の位置と前記第２の移動体の位置との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を前記サーバから受信する相対位置関係情報受信部と、
    　をさらに備え、
    　前記アンテナ制御部は、前記相対位置関係情報受信部によって受信された前記相対位置関係情報に基づいて算出される前記第２の移動体の方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  4. 　前記アンテナ制御部は、前記撮像画像を構成する複数の領域のうち、受信状態を示す指標値が最も高い領域に基づく方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する
    　請求項１に記載の制御装置。
  5. 　カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載された制御装置とサーバとを有する制御システムであって、
    　前記制御装置は、
    　前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作する前記カメラによって撮像された撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別部と、
    　識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御するアンテナ制御部と、
    　前記第１の移動体の位置を示す第１位置情報をサーバへ送信する位置情報送信部と、
    　前記第１の移動体の位置と前記第２の移動体の位置との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を前記サーバから受信する相対位置関係情報受信部と、
    　を備え、
    　前記サーバは、
    　前記第１位置情報と、前記第２の移動体の位置を示す第２位置情報と、を取得する位置情報取得部と、
    　前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて前記相対位置関係情報を生成する相対位置関係計算処理部と、
    　前記相対位置関係計算処理部によって算出された前記相対位置関係情報を前記制御装置へ送信する相対位置関係情報送信部と、
    　を備え、
    　前記アンテナ制御部は、前記相対位置関係情報受信部によって受信された前記相対位置関係情報に基づいて算出される前記第２の移動体の方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する
    　制御システム。
  6. 　カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載された制御システムであって、
    　前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作する前記カメラによって撮像された撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別部と、
    　識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御するアンテナ制御部と、
    　前記第２の移動体から送出された電磁波の受信状態に基づいて、前記撮像画像を構成する複数の領域ごとに受信状態を示す指標値を算出する受信状態算出部と、
    　を備え、
    　前記アンテナ制御部は、前記指標値が最も高い領域に基づく方向と一致させるように、前記アンテナの指向方向を制御する
    　制御システム。
  7. 　カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載されたコンピュータによる制御方法であって、
    　前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが連動するように動作するカメラの撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別ステップと、
    　識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御する第１アンテナ制御ステップと、
    　前記第１の移動体の位置を示す第１位置情報と、前記第２の移動体の位置を示す第２位置情報と、を取得する位置情報取得ステップと、
    　前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて、前記第１の移動体と前記第２の移動体との相対的な位置関係を示す相対位置関係情報を生成する相対位置関係情報生成ステップと、
    　前記相対位置関係情報に基づいて算出される前記第２の移動体の方向と一致させるように、前記第１の移動体の前記アンテナの指向方向を制御する第２アンテナ制御ステップと、
    　を有する制御方法。
  8. 　カメラ及びアンテナを備えた第１の移動体に搭載されたコンピュータによる制御方法であって、
    　前記カメラの光軸の向きと前記アンテナの指向方向とが前記アンテナと連動して動作するカメラの撮像画像から画像認識によって第２の移動体を識別する識別ステップと、
    　識別された前記第２の移動体の前記撮像画像における位置が所定の位置となるように、前記アンテナの指向方向を制御する第１アンテナ制御ステップと、
    　前記第２の移動体から送出された電磁波の受信状態に基づいて、前記撮像画像を構成する複数の領域ごとに受信状態を示す指標値を算出する受信状態算出ステップと、
    　前記指標値が最も高い領域に基づく方向と一致させるように、前記第１の移動体の前記アンテナの指向方向を制御する第２アンテナ制御ステップと、
    　を有する制御方法。
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