WO2020136822A1 - 空域管理システム、空域管理方法及びプログラム - Google Patents

空域管理システム、空域管理方法及びプログラム Download PDF

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WO2020136822A1
WO2020136822A1 PCT/JP2018/048215 JP2018048215W WO2020136822A1 WO 2020136822 A1 WO2020136822 A1 WO 2020136822A1 JP 2018048215 W JP2018048215 W JP 2018048215W WO 2020136822 A1 WO2020136822 A1 WO 2020136822A1
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WO
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airspace
flight
unmanned aerial
aerial vehicle
level
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PCT/JP2018/048215
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仁 久住
徳久 三宅
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楽天株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
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    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0047—Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • G08G5/0069—Navigation or guidance aids for a single aircraft specially adapted for an unmanned aircraft

Definitions

  • the present invention relates to an airspace management system, an airspace management method, and a program.
  • UAV Traffic Management UTM
  • UTM operation management system
  • the UTM communicates with the unmanned aerial vehicle at any time, manages various information regarding the unmanned aerial vehicle such as the current position of the unmanned aerial vehicle, a planned route, and proposes and determines an appropriate flight route.
  • UAV Traffic Management UTM
  • the UTM is more important to automatically propose and determine a flight route.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an airspace management system, an airspace management method, and a program that can more appropriately allocate airspace to an unmanned aerial vehicle. ..
  • an airspace management system provides, for each unmanned aerial vehicle, authority level acquisition means for acquiring an authority level for operating the unmanned aerial vehicle, and for each airspace occupying a certain range, the airspace. And an airspace level acquisition means for acquiring an airspace level indicating an allowable range of the authority level, and a determination means for determining whether the unmanned aerial vehicle can fly in a given airspace based on the authority level and the airspace level. , Are included.
  • the authority level is calculated based on a flight purpose, a flight method, a skill of an operator of the unmanned aerial vehicle, or a body performance of the unmanned aerial vehicle. ..
  • the airspace level is calculated based on the density of buildings, the density of population, the presence or absence of plants and animals, the terrain, the congestion degree of the unmanned aerial vehicle, or the weather. It is a feature.
  • flightable airspace information generating means for generating flightable airspace information representing the airspace in which the unmanned aerial vehicle can fly.
  • departure and arrival position information indicating a departure position, which is a position where the unmanned aerial vehicle starts flight, and an arrival position, which is a position where the unmanned aerial vehicle ends, and a time when the unmanned aerial vehicle starts flying.
  • Departure time and departure/arrival time information representing the arrival time, which is the ending time
  • an application acquisition means for acquiring a flight application including the flight application, and a flight route generation means for generating a flight route based on the flight application
  • the determining means further determines, based on the flight application, whether or not the flight route connecting the departure position and the arrival position can be generated from the departure time to the arrival time, and the flight route generation means. Generates the flight path when the flight path can be generated.
  • the determination means when the time when the flight application is acquired is earlier than the departure time by a predetermined time or more, the flight application and the flyable airspace updated to the departure time. Based on the information, it is determined again whether the flight route can be generated at the departure time, and the flight route generation means determines the flight when it is determined that the flight route cannot be generated at the departure time. It is characterized in that the flight route generated when the application is obtained is deleted, and an alternative flight route different from the flight route is generated.
  • an unmanned aerial vehicle control means for controlling the flight of the unmanned aerial vehicle based on the flight path generated by the flight path generation means.
  • the determining means determines, for each of the airspaces, that the airspace is a flyable airspace when the authority level is higher than the airspace level by a predetermined value or more. It is a feature.
  • the airspace level is a value calculated by integrating or averaging every unit time from the time when the flight application is acquired to the departure time.
  • departure and arrival position information indicating a departure position, which is a position where the unmanned aerial vehicle starts flight
  • an arrival position which is a position where the unmanned aerial vehicle ends, and a time when the unmanned aerial vehicle starts flying.
  • Departure time and arrival time information indicating the arrival time which is the ending time
  • an application acquisition means for acquiring a flight application including the flight application based on the flight application, and at the authority level and the airspace level.
  • the flight path generating means for setting the width of the flight path allowed for the unmanned aerial vehicle, the congestion degree, for each of the airspace, to a number that overlaps with the flight path having the width. It is set according to the above.
  • the airspace management method includes, for each unmanned aerial vehicle, an authority level acquisition step of acquiring an authority level for operating the unmanned aerial vehicle, and for each airspace that occupies a certain range, the authority level in the airspace is allowed.
  • a program according to the present invention indicates, for each unmanned aerial vehicle, an authority level acquisition unit that acquires an authority level for operating the unmanned aerial vehicle, and for each airspace that occupies a certain range, an allowable range of the authority level in the airspace.
  • a computer is caused to function as airspace level acquisition means for acquiring an airspace level, and determination means for determining whether the unmanned aerial vehicle can fly in a given airspace based on the authority level and the airspace level. ..
  • FIG. 1 is a diagram showing a state in which an unmanned aerial vehicle 300 flies in an airspace approved by the airspace management system 10.
  • the user has a support device 200, which is, for example, a tablet computer.
  • a flight application including departure/arrival position information indicating the departure position S and arrival position G, and departure/arrival time information indicating departure time and arrival time.
  • the departure position S is a position where the unmanned aerial vehicle starts flying
  • the arrival position G is a position where the unmanned aerial vehicle ends flying.
  • the departure time is the time when the unmanned aerial vehicle starts flight
  • the arrival time is the time when the unmanned aerial vehicle ends the flight.
  • the flight application input to the support apparatus 200 is transmitted to the server 100 via the Internet, wireless LAN, or the like.
  • the server 100 is an information processing device that provides information and processing results in response to a request such as a flight application acquired from the support device 200. Based on the flight application, the server 100 creates a flight route plan that passes only through the airspace where the flight can be approved, and approves the flight application. Then, at the departure time included in the flight application, the unmanned aerial vehicle 300 flies from the departure position S to the arrival position G by autonomous flight or by manual operation by the user (pilot).
  • the unmanned aerial vehicle 300 is an aircraft in which no person is boarded, and is, for example, a battery-driven unmanned aerial vehicle 300 (so-called drone) or an engine-driven unmanned aerial vehicle 300.
  • unmanned aerial vehicle 300 may be capable of carrying luggage such as goods and mail.
  • the unmanned aerial vehicle 300 flies, for example, for the purpose of flying to a delivery destination to deliver a package or flying to a collection destination to collect a package. Further, as will be described later, the unmanned aerial vehicle 300 may fly for various purposes, and for example, for the purpose of photography, detection of weather information, security, spraying of pesticides, etc., other than carrying luggage. Good.
  • the airspace management system 10 includes a plurality of support devices 200 and a plurality of aircraft.
  • Unmanned aerial vehicle 300 may be included.
  • the unmanned aerial vehicle 300 can fly only in the airspace more appropriately assigned by the airspace management system 10.
  • the airspace management system 10 details of the airspace management system 10 will be described.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the airspace management system 10.
  • the airspace management system 10 includes a server 100, a support device 200, and an unmanned aerial vehicle 300.
  • the server 100 includes an acquisition unit 110, a server control unit 120, a storage unit 130, and a server communication unit 140.
  • the support device 200 includes an input unit 202, a display unit 204, a support device communication unit 206, and a support device control unit 208.
  • the unmanned aerial vehicle 300 includes an unmanned aerial vehicle communication unit 302, a sensor unit 304, and an unmanned aerial vehicle control unit 306.
  • the acquisition unit 110 includes an authority level acquisition unit 112, an airspace level acquisition unit 114, and a flight application acquisition unit 116.
  • the authority level acquisition unit 112 acquires, for each unmanned aerial vehicle 300, an authority level for operating the unmanned aerial vehicle 300. Specifically, for example, the authority level acquisition unit 112 acquires the authority level calculated based on the purpose of flight, the method of flight, the skill of the operator of the unmanned aerial vehicle 300, or the airframe performance of the unmanned aerial vehicle 300. ..
  • the authority level is calculated based on the authority level table.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the authority level table.
  • the authority level table has a profile field, an item field, a value field, and a score field.
  • the profile field and the item field represent a large classification and a small classification of items for calculating the authority level.
  • values such as flight-related operations, operators, and aircraft specifications are set.
  • a value such as a flight purpose or a flight method is set as a subordinate concept of flight-related operations.
  • a value of the experience of the pilot is set as a subordinate concept of the skill of the pilot of the unmanned aerial vehicle 300.
  • values such as the maximum speed of the unmanned aerial vehicle 300 and the sensor accuracy are set as a subordinate concept of the airframe performance of the unmanned aerial vehicle 300.
  • the standard value for evaluating the authority level is set for each item.
  • the value field is set to the values hobby, commercial and emergency in association with the purpose of flight.
  • the value of hobby in the item field indicates that the hobby, such as the purpose of personal enjoyment by the user, is the purpose.
  • the value “commercial” indicates that it is for commercial purposes such as carrying parcels.
  • the value of urgent represents an urgent purpose such as an investigation of a victim or a disaster investigation.
  • the values of manual operation and autonomous flight are set in association with the flight method.
  • the value of manual operation in the item field indicates that the unmanned aerial vehicle 300 is manually operated by the user to fly.
  • the value of autonomous flight in the item field indicates that the unmanned aerial vehicle 300 automatically flies according to a program stored in advance.
  • the value field is set to a value that is less than 6 months, 6 to 12 months, 1 to 2 years, and 2 years or more in association with the length of experience.
  • the value of the item field represents the length of the driving history of each user who operates the unmanned aerial vehicle 300.
  • values of less than 50 km/h and more than 50 km/h are set in association with the maximum speed.
  • the value of the item field represents the maximum speed specification of the unmanned aerial vehicle 300.
  • values less than 1 m and more than 1 m are set in association with the sensor accuracy.
  • the value of the item field represents the accuracy of the sensor that detects the current position of the unmanned aerial vehicle 300.
  • the value of the item field indicates the specification of the sensor sensitivity.
  • a score for calculating the authority level is set in association with the value field.
  • the score field is set to a score of 10, 20, and 50 in association with the value fields of hobby, commercial, and emergency, respectively.
  • the score fields associated with commercial and emergency have scores of 20 and 50 greater than 10 associated with hobby.
  • scores of 10 and 20 are set in association with manual operation of the value field and autonomous flight, respectively.
  • the score field associated with autonomous flight is set to a score of 20 which is greater than 10 and associated with manual operation.
  • scores of 10, 20, 50 and 80 are set in association with the value field of less than 6 months, 6 to 12 months, 1 year to 2 years and 2 years or more, respectively. Since it is general that the pilot's driving skill improves as the pilot's experience increases, the longer the pilot's experience, the more likely it is to fly stably. Therefore, in the score field associated with the autonomous flight, the larger the value set in the associated value field, the larger the score set.
  • scores of 10 and 30 are set in association with less than 50 km/h and 50 km/h or more of the value field, respectively. Furthermore, in the score field, scores of 10 and 30 are set in association with less than 1 m and more than 1 m of the value field, respectively. The higher the aircraft performance, the more likely it is to fly stably. Therefore, in the score field associated with autonomous flight, a higher score is set as the value of the airframe performance set in the associated value field is higher.
  • the authority level table may have not only the length of experience in association with the operator, but also the frequency of operation immediately before the flight application, the probability of past accidents, etc., in the item fields. A more appropriate authority level can be calculated because the accident occurrence probability can be predicted based on the frequency of recent operations and the past accident occurrence probability.
  • the authority level table may have not only the maximum speed and the sensor accuracy but also the machine name, the software version, the weight, the product name of the battery, the presence or absence of the recall, etc. in the item fields in association with the machine specification. .. Since the probability of accident occurrence can be predicted according to the newness of software or battery, a more appropriate authority level can be calculated.
  • the authority level acquisition unit 112 adds the scores associated with the purpose of flight, the flight method, the skill of the driver of the unmanned aerial vehicle 300, or the airframe performance of the unmanned aerial vehicle 300 included in the flight application described later to the authority level. To get Specifically, for example, it is assumed that a user having a control history of one year and six months has applied for flying the unmanned aerial vehicle 300 by a manual operation for hobby purposes. In addition, it is assumed that the unmanned aerial vehicle 300 has a maximum body speed of 30 km/h and a sensor accuracy of 3 m. In this case, the authority level acquisition unit 112 adds up the scores in the score fields associated with the value field hobby, manual operation, 1 to 2 years, less than 50 km/h, and 1 m or more, respectively. That is, the authority level acquisition unit 112 acquires the authority level of 90.
  • the airspace level acquisition unit 114 acquires, for each airspace that occupies a certain range, an airspace level indicating an allowable range of authority levels in the airspace.
  • the allowable range of the authority level refers to a numerical range having a predetermined value as a lower limit (for example, a range indicating 50 or more) or a predetermined rank (for example, between A rank and C rank). Range indicating that there is) etc.
  • the airspace level is calculated based on the density of buildings, the density of population, the presence or absence of inhabitation of plants and animals, the terrain, the congestion degree of the unmanned aerial vehicle 300, or the weather.
  • the airspace level is calculated based on the airspace level table.
  • the airspace is an area that occupies a certain range. Specifically, for example, the air space is an area occupied by one section when each section is divided in the north-south direction and the east-west direction on the map every 10 m. The airspace will be described later with reference to specific examples in FIGS. 6 and 7.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the airspace level table.
  • the airspace level table has a profile field, an item field, a value field, and a score field.
  • the profile field and the item field represent a large classification and a small classification of items for calculating the airspace level.
  • values such as building density, population density, fauna and flora habitation, congestion level, and weather related to the airspace are set.
  • the values of plants and animals are set as a subordinate concept of the operation regarding the habitation of plants and animals.
  • values such as rainfall and wind speed are set as subordinate concepts of weather. Note that the item field may have a portion where no value is set.
  • the reference value for evaluating the airspace level is set for each item. For example, in the value field, values of less than 5 buildings and 6 or more buildings are set in association with the building density of the profile field. Each value of the item field represents the number of buildings in the corresponding airspace.
  • values of 10 people/km 2 or more and less than 10 people/km 2 are set in association with the population density of the profile field.
  • Each value in the item field represents the number of people per square kilometer in the corresponding airspace.
  • the values of existence and nonexistence are set in association with the plants and animals of the item field.
  • the presence and absence values in the item field indicate the presence or absence of animals and plants that obstruct flight in the corresponding airspace.
  • FIG. 5 is a diagram showing the unmanned aerial vehicle 300 whose center is an air space subject to congestion degree evaluation and which is within 100 m north, south, east, west, and center of the air space.
  • the left diagram of FIG. 5 shows a case where the degree of congestion in the airspace is low, and one unmanned aerial vehicle 300 is flying in one airspace included in the area.
  • the middle diagram of FIG. 5 shows a case where the degree of congestion in the airspace is low, and one unmanned aerial vehicle 300 is flying in one airspace included in the area.
  • FIG. 5 shows a case where the degree of congestion in the airspace is medium, and one unmanned aerial vehicle 300 is flying in each of the three airspaces included in the airspace. There is. Similarly, the right diagram of FIG. 5 illustrates a case where the degree of congestion in the airspace is high and one unmanned aerial vehicle 300 is flying in each of eight airspaces included in the area.
  • values of less than 1 mm/h and more than 1 mm/h are set in association with the rainfall in the item field. Furthermore, the value field is set to values less than 1 m/s and more than 1 m/s in association with the wind speed of the item field. The values represent the amount of rainfall and the wind speed in the corresponding airspace, respectively.
  • a score for calculating the airspace level is set in association with the value field.
  • scores of 10 and 30 are set in association with values of less than 5 and 6 or more in the value field, respectively.
  • the score in the score field is set so that the score associated with a small building density of less than 5 is smaller than the score associated with a large building density of 6 or more.
  • scores of 10 and 30 are set in association with the value field of 10 people/km 2 or more and less than 10 people/km 2 , respectively. Similar to building density, the score field score is less associated with a smaller building density of less than 10 people/km 2 than a score associated with a large population density of 10 people/km 2 or greater. Is set as follows.
  • the score field is set with scores of 0 and 20 in association with the absence and presence of the value field, respectively. Similar to the above, the score in the score field is set so that the score associated with nothing is smaller than the score associated with existent.
  • scores of 0, 20, and 50 are set in association with values of 2 or less, 3 to 7 and 8 or more in the value field, respectively.
  • the score in the score field is set higher as the associated congestion degree is higher.
  • scores of 0 and 30 are set in association with values of less than 1 mm/h and 1 mm/h or more in the value field, respectively. Further, in the score field, scores of 0 and 30 are set in association with values of less than 1 m/s and 1 m/s or more in the value field, respectively.
  • the score in the score field is set to be higher as the amount of rainfall increases and the wind speed increases.
  • the airspace level acquisition unit 114 acquires the airspace level by summing the scores associated with all items for each airspace. Specifically, three buildings are built in the target airspace, the population density is 5, the flora and fauna do not live, the congestion level is 5, and the rainfall is 0 mm/h. And the wind speed is 0 m/s. In this case, the airspace level acquisition unit 114 has a value field of less than 5 buildings, a population density of less than 10 people/km 2 , no animals and plants, congestion of 3 to 7 units, rainfall of less than 1 mm/h and wind speed. Sum the scores associated with less than 1 m/s of. That is, the airspace level acquisition unit 114 acquires the airspace level of 40.
  • the airspace level may be a value calculated by integrating or averaging every unit time from the time when the flight application is acquired to the departure time. Specifically, for example, the actual population density, congestion degree, and weather in each airspace change with time. Therefore, the airspace level may be a value calculated by integrating or averaging the scores in each airspace every hour from the time when the flight application is acquired to the departure time.
  • the authority level and the airspace level are represented by numerical values, but if the authority level and the airspace level are comparable, the authority level and the airspace level may be represented by alphabets or the like.
  • the building density as an element for calculating the airspace level, it is possible to reduce the possibility of accidents due to radio wave interference, radio wave interruption, etc. Also, by considering the density of population, it is possible to reduce human damage in the event of a fall. In addition, by considering the presence or absence of plants, it is possible not only to prevent collision with trees but also to facilitate the recovery of unmanned aerial vehicle 300 in the event of a crash. Moreover, the risk of collision with a flying bird can be reduced by considering the presence or absence of animals. Further, by considering the congestion degree, it is possible to avoid contact between the unmanned aerial vehicles 300. Also, by considering the weather, it is possible to avoid a crash due to sudden weather changes such as heavy rain.
  • profile fields and item fields may include height differences of landforms, residential areas, agricultural land, industrial areas, presence/absence of government-related facilities, presence/absence of power facilities, and other ground characteristics. ..
  • height differences of landforms residential areas, agricultural land, industrial areas, presence/absence of government-related facilities, presence/absence of power facilities, and other ground characteristics. ..
  • the flight application acquisition unit 116 includes departure/arrival position information indicating a departure position S at which the unmanned aerial vehicle 300 starts flight and an arrival position G at which the unmanned aerial vehicle 300 ends, and a departure time at which the unmanned aerial vehicle 300 starts flight. And a flight application including arrival and departure time information indicating the arrival time, which is the ending time.
  • the user inputs the departure/arrival position information indicating the departure position S and the arrival position G and the departure/arrival time information indicating the departure time and the arrival time to the support device 200.
  • the user inputs necessary information for calculating the authority level such as the purpose of flight, the method of flight, the length of experience, the maximum speed, and the precision of inspection to the support apparatus 200.
  • the support apparatus 200 generates a flight application including information necessary for calculating the authority level and information for generating a flight route.
  • the flight application acquisition unit 116 acquires a flight application from the support apparatus 200 via a communication network such as a wireless LAN or the Internet.
  • the flight application may include information about the flight route desired by the user.
  • the server control unit 120 includes, for example, at least one microprocessor.
  • the server control unit 120 executes processing according to the programs and data stored in the storage unit 130.
  • the server control unit 120 includes a determination unit 122, a flyable airspace information generation unit 124, and a flight route generation unit 126.
  • the determination unit 122 determines whether the unmanned aerial vehicle 300 can fly in a given airspace based on the authority level and the airspace level. Specifically, for example, the determination unit 122 compares the airspace level of the airspace with the magnitude of the authority level in a given airspace, and determines that the airspace can fly when the authority level is higher. To do. When the airspace level and the authority level are represented by alphabets, the determination unit 122 may determine whether the unmanned aerial vehicle 300 can fly in a given airspace based on the authority level and the airspace level in alphabetical order.
  • the determination unit 122 determines that the alphabet represented by the authority level rank is earlier than the alphabet represented by the airspace level rank in the airspace. May be determined to be flyable. Specifically, when the authority level is C rank, the determination unit 122 may determine that the unmanned aerial vehicle 300 can fly in the airspaces of D rank and E rank.
  • the flight application acquisition unit 116 acquires a flight application to fly from the departure position S to the arrival position G as shown in FIG. 6
  • the flight application includes information that the route A or B is passed and the authority level is 120.
  • Each rectangle arranged in a matrix in FIG. 6 represents an air space.
  • the numerical value shown in each airspace is the airspace level of the airspace.
  • the determination unit 122 compares the authority level with the airspace levels of all airspaces included in the route A and the route B.
  • the route A is the route connecting the departure position S and the arrival position G in the shortest time.
  • the route B is a detour. Then, as shown in FIG.
  • the determination unit 122 determines that the unmanned aerial vehicle 300 can fly in the airspaces having the airspace levels of 50 and 100 in the airspaces overlapping the routes A and B, It is determined that the unmanned aerial vehicle 300 cannot fly in the airspace having the level of 200.
  • the route A and the route B may be generated by the flight route generation unit 126 or may be included in the flight application acquired by the flight application acquisition unit 116.
  • the determining unit 122 may determine that the airspace is a flightable airspace for each airspace when the authority level is higher than the airspace level by a predetermined value or more. Specifically, for example, when the authority level is 30 or more higher than the airspace level, it may be determined that the airspace is a flyable airspace. In the above example, the determination unit 122 determines that the unmanned aerial vehicle 300 can fly in the airspace having the airspace level of 50, and the unmanned aerial vehicle 300 cannot fly in the airspace of the airspace levels 100 and 200. Judge that there is. As a result, the flight route generation unit 126 can generate a flight route that is unlikely to be rejected when the flight application is redetermined at the departure time, as described later.
  • the determination unit 122 may further determine, based on the flight application, whether a flight route connecting the departure position S and the arrival position G can be generated from the departure time to the arrival time. Specifically, for example, a description will be given by using an example of the flyable airspace information shown in FIG. 7.
  • FIG. 7 is a diagram showing the airspace level of each airspace included in a predetermined area, and an airspace including a departure position S and an arrival position G is arranged diagonally.
  • the determination unit 122 determines whether or not a route can be generated such that the airspace level of all airspaces included in the route connecting the departure position S and the arrival position G is lower than the authority level.
  • the route A is a route that connects the departure position S and the arrival position G in the shortest time.
  • the authority level is 120
  • the unmanned aerial vehicle 300 is not allowed to fly on the route A because the route A passes through the airspace having the airspace level of 200.
  • the airspace levels of all airspaces included in the route B which is a detour, are all 50, which is lower than the authority level. Therefore, since the unmanned aerial vehicle 300 may fly along the route B, the determination unit 122 determines that a flight route connecting the departure position S and the arrival position G can be generated from the departure time to the arrival time based on the flight application. To do.
  • the determination unit 122 can generate the flight route based on the flight application and the feasible airspace information updated at the departure time. It may be determined again at the departure time. Specifically, for example, the actual population density, congestion degree, and weather in each airspace change with time. Therefore, when the time when the flight application is acquired is earlier than the departure time by a predetermined time or more, the airspace level at the time when the flight application is acquired may be different from the airspace level at the departure time. Therefore, in this case, the determination unit 122 may determine again at the departure time whether or not the flight route can be generated, based on the flyable airspace information updated at the departure time.
  • the flyable airspace information generation unit 124 generates flyable airspace information that represents the airspace in which each unmanned aerial vehicle 300 can fly. Specifically, for example, the flyable airspace information generation unit 124 generates flyable airspace information indicating the airspace level of each airspace included in a predetermined area, as shown in FIG. 7.
  • the flight route generation unit 126 generates the flight route based on the flight application when the flight route can be generated. Specifically, for example, it is assumed that the flight application acquisition unit 116 acquires a flight application that includes departure/arrival position information but does not include flight path information. In this case, the flight route generation unit 126 generates one or a plurality of flight route candidates that connect the departure position S and the arrival position G included in the flight application. For example, the flight route generation unit 126 generates a route A that is the shortest route and a route B that is a detour. Further, as described above, when the determination unit 122 determines whether the unmanned aerial vehicle 300 can fly for the route A and the route B, and determines that the route B can fly, the flight route generation unit 126 The route B is generated as a flight route capable of flying.
  • the flight route generation unit 126 deletes the flight route generated when the flight application is acquired and generates an alternative flight route different from the flight route. May be. Specifically, for example, as described above, it is assumed that the flight route generation unit 126 has generated the route B at the time of flight application. Here, at the departure time, if the airspace level of a part of the airspace included in the route B exceeds the authority level due to a change in weather, the flight route generation unit 126 deletes the route B. Further, the flight route generation unit 126 generates another route candidate, and the determination unit 122 determines whether or not all the airspaces included in the other route candidate can fly. When the flight is possible or there is a route, the flight route generation unit 126 generates the route as an alternative flight route.
  • the storage unit 130 includes a main storage unit and an auxiliary storage unit.
  • the main storage unit is a volatile memory such as RAM
  • the auxiliary storage unit is a non-volatile memory such as a hard disk or a flash memory.
  • the storage unit 130 also stores the authority level table and the airspace level table.
  • the server communication unit 140 includes a communication interface for wired communication or wireless communication.
  • the server communication unit 140 communicates under a predetermined communication protocol.
  • the server communication unit 140 communicates with the support device communication unit 206 to send and receive flight routes, selection information (described later), and the like.
  • the server communication unit 140 also communicates with the unmanned aerial vehicle communication unit 302 to transmit and receive flight routes and position information.
  • the input unit 202 is a user interface that receives user input.
  • the input unit 202 is a touch panel, a keyboard, a mouse, or the like, and receives a user operation.
  • the user operates the input unit 202 to input departure/arrival position information, departure/arrival time information, and a desired flight route.
  • the flight route generation unit 126 may generate selection information indicating which flight route is selected from the candidates by a user operation. Good.
  • the display unit 204 displays an image under the control of the support device control unit 208.
  • the display unit 204 is a liquid crystal display device, an organic EL display device, or the like, and displays an image or the like for accepting a flight application under the control of the support device control unit 208.
  • the support device communication unit 206 includes a communication interface for wired communication or wireless communication. Specifically, the support device communication unit 206 transmits/receives information regarding the flight application or rejection generated by the support device control unit 208 to/from the server communication unit 140.
  • the support device control unit 208 includes, for example, at least one microprocessor.
  • the support device control unit 208 executes processing according to a program or data stored in a storage unit (not shown) included in the support device 200. As a result, the support device control unit 208 generates a flight application by the user inputting to the input unit 202.
  • the unmanned aerial vehicle communication unit 302 includes a communication interface for wired communication or wireless communication.
  • the unmanned aerial vehicle communication unit 302 communicates with the server communication unit 140 to transmit and receive flight routes, position information, and the like to and from the server communication unit 140.
  • the sensor unit 304 detects the current position of the unmanned aerial vehicle 300.
  • the sensor unit 304 is a GPS (Global Positioning System) sensor that measures the current position of the unmanned aerial vehicle 300 on the earth.
  • GPS Global Positioning System
  • the unmanned aerial vehicle control unit 306 includes, for example, at least one microprocessor.
  • the unmanned aerial vehicle control unit 306 controls the flight of the unmanned aerial vehicle 300 based on the flight path generated by the flight path generation unit 126. That is, the unmanned aerial vehicle control unit 306 controls the flight from the departure position S to the arrival position G from the departure time to the arrival time based on the flight route received by the unmanned aerial vehicle communication unit 302.
  • the server control unit 122 may control the flight by the unmanned aerial vehicle control unit 306.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of processing executed in the support device 200.
  • the following processing is an example of processing realized by the functional blocks shown in FIG.
  • the support device 200 acquires a flight application and transmits it to the server 100 (S802). Specifically, when the user operates the input unit 202, the support apparatus 200 generates a flight application including information necessary for calculating the authority level and information for generating a flight route. Further, the support device 200 transmits the generated flight application to the server 100.
  • the flight application does not include information regarding the flight route desired by the user.
  • the time when the flight application is transmitted is 3 hours earlier than the departure time included in the flight application.
  • the support apparatus 200 is in a waiting state, if the server 100 has generated a flight route, the flight route is acquired (S804). Specifically, if there is a flight route that can be generated based on the flight application generated in S802, the support apparatus 200 acquires the flight route from the server 100. On the other hand, if there is no flight path that can be generated by the server 100 (see S906), the display unit 204 displays that the flight application has been rejected, and ends the process.
  • the support device 200 acquires two flight routes including the route A and the route B.
  • the support apparatus 200 acquires the selection information and transmits it to the server 100 (S806). Specifically, for example, since the support apparatus 200 has acquired two flight routes in S804, the user selects the route B by operating the input unit 202. As a result, the support apparatus 200 generates selection information to the effect that the route B is selected and transmits it to the server 100. Even when the number of flight routes acquired by the support apparatus 200 is one, the user inputs to the input unit 202 that the flight route is approved. Then, the support device 200 generates information indicating that the route has been approved, and transmits the information to the server 100.
  • the support apparatus 200 waits until the departure time (S808). Then, when the server 100 rejects the flight application at the departure time (see S926), the support apparatus 200 displays that the flight application has been rejected on the display unit 204, and ends the process. On the other hand, if the server 100 does not reject the flight application at the departure time, the process proceeds to S812 (S810).
  • the support apparatus 200 proceeds to S814 when the alternative flight route is acquired from the server 100, and proceeds to S816 when not acquired (S812). Specifically, if the authority level is higher than the airspace level in all airspaces included in the route B selected in S806, the support apparatus 200 does not acquire the alternative flight route and proceeds to S816. On the other hand, in a part of the airspace included in the route B selected in S806, when the authority level is lower than the airspace level and the server 100 generates the alternative flight route, the server 100 determines the alternative flight route. get.
  • the support device 200 acquires two alternative flight routes including the route C and the route D.
  • the support apparatus 200 acquires the alternative flight route from the server 100 in S812, the support apparatus 200 acquires the selection information and transmits it to the server 100 (S814). Specifically, for example, since the support apparatus 200 has acquired two flight routes in S812, the user selects the route D by operating the input unit 202. As a result, the support apparatus 200 generates selection information to the effect that the route D is selected and transmits it to the server 100.
  • the steps S810 to S816 are performed immediately after the departure time. Therefore, after the step, the unmanned aerial vehicle 300 starts flying according to the flight route or the alternative flight route selected in S806 or S814.
  • the support apparatus 200 acquires position information until the unmanned aerial vehicle 300 completes flight (S816 and S818). Specifically, since unmanned aerial vehicle 300 has started flying after S812 or S814, unmanned aerial vehicle 300 exists at different positions depending on the passage of time. Therefore, the support apparatus 200 acquires position information indicating the position of the unmanned aerial vehicle 300 from the server 100 at regular time intervals, and displays the position of the unmanned aerial vehicle 300 on the display unit 204. This allows the user to know the current position of the unmanned aerial vehicle 300. Then, when the flight of the unmanned aerial vehicle 300 is completed, the processing of the support device 200 ends.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of processing executed by the server 100. Further, the processing illustrated in FIG. 9 is executed by the server control unit 120 operating according to the program stored in the storage unit 130.
  • the server 100 acquires a flight application (S902). Specifically, the server 100 acquires the flight application generated by the support apparatus 200 in S802.
  • the server 100 generates flight-enabled airspace information (S904). Specifically, the server 100 generates flight-enabled airspace information in a predetermined area including the departure position S and the arrival position G based on the departure/arrival position information included in the flight application acquired in S902.
  • the flyable airspace information is a value obtained by accumulating or averaging scores in the airspace for each unit time from the time when the flight application is acquired to the departure time, based on the departure and arrival time information included in the flight application. Is desirable.
  • the server 100 generates a flight route, if the flight route can be generated, based on the flight application acquired in S902 and the flight available area information generated in S904, and transmits the flight route to the support device 200. (S908), if it cannot be generated, the flight application is rejected (S926). Specifically, the server 100 generates a route A and a route B, if possible, based on the flight application acquired in S902 and the flight available area information generated in S904, and transmits them to the support device 200.
  • the server 100 transmits to the support device 200 that the flight application is rejected.
  • the server 100 ends the process. This case corresponds to the case where the support apparatus 200 does not acquire the flight route in S804.
  • the server 100 acquires the selection information and transmits a message that the flight application is approved to the support device 200 (S910). Specifically, for example, the server 100 acquires the selection information indicating that the route B is selected, which is transmitted from the support device 200 in S806, and the information indicating that the flight of the unmanned aerial vehicle 300 is approved for the route B is provided to the support device. Send to 200. Further, the server 100 transmits to the unmanned aerial vehicle 300 a program for flying the route B.
  • the server 100 waits until the departure time (S912). Then, the server 100 determines again at the departure time whether or not the flight route can be generated based on the flight application acquired at S902 and the flyable airspace information updated at the departure time (S914). If the same flight path can be generated, the process proceeds to S922, and if not, the process proceeds to S916. Specifically, the airspace level of the airspace included in the route B may change as time elapses from the time point of S904 to the time point of S912. Therefore, the server 100 regenerates the flyable airspace information at the departure time in the same region as the flyable airspace information generated in S904. Then, the server 100 determines whether the route B is a flight route that can be generated.
  • the server 100 deletes the flight route generated when the flight application is acquired, and determines whether or not an alternative flight route different from the flight route can be generated (S916). Then, if it can be generated, the server 100 generates an alternative flight route and transmits it to the support device 200 (S918). Specifically, if the route B cannot be generated at the time of S916, the server 100 deletes the route B once generated. Then, when the route C and the route D different from the route B can be generated, the server 100 generates the route C and the route D and transmits them to the support device 200. On the other hand, if it cannot be generated, the process proceeds to S926, and the server 100 rejects the flight application. That is, the fact that the approval made in S910 is canceled is transmitted to the support apparatus 200.
  • the server 100 acquires the selection information and transmits a message that the flight application is approved to the support device 200 (S920). Specifically, for example, the server 100 acquires the selection information indicating that the route D is selected, which is transmitted from the supporting device 200 in S814, and the information indicating that the flight of the unmanned aerial vehicle 300 is approved for the route D is provided to the supporting device. Send to 200. Further, the server 100 transmits to the unmanned aerial vehicle 300 a program to fly along the route D.
  • the steps S914 to S920 are performed immediately after the departure time. Therefore, after the step, the unmanned aerial vehicle 300 starts the flight according to the flight route or the alternative flight route approved in S910 or S920. Here, the unmanned aerial vehicle 300 autonomously flies along the route B or the route D.
  • the support device 200 monitors the unmanned aerial vehicle 300 until the unmanned aerial vehicle 300 completes the flight (S922 and S924). Specifically, since unmanned aerial vehicle 300 has started flying after S914 or S920, unmanned aerial vehicle 300 exists at different positions depending on the passage of time. Therefore, the support device 200 acquires position information indicating the position of the unmanned aerial vehicle 300 from the unmanned aerial vehicle 300 at regular time intervals, and transmits the position information to the support device 200. This allows the user to know the current position of the unmanned aerial vehicle 300. Then, when the flight of the unmanned aerial vehicle 300 is completed, the processing of the server 100 ends.
  • qualitative events such as fairness and appropriateness are quantitatively handled. That is, first, the performance of the flying unmanned aerial vehicle 300 such as the obstacle avoidance function, the urgency of the flight purpose, the social importance of the flight purpose, and the like are quantified based on a certain standard. Next, the adequacy of flight in the airspace, which is determined by factors such as weather, population density, and congestion level, is quantified based on a certain standard. The quantification is performed, for example, by digitization or ranking. Then, the quantified two numerical values or ranks are compared with each other, and the flight management is performed in such a manner that the flight is permitted only when the predetermined relationship is satisfied.
  • information such as the airframe performance of the unmanned aerial vehicle 300 and the experience of the operator, which were not considered in the conventional operation management technology, are considered.
  • the flight paths do not overlap with those of other unmanned aerial vehicles 300 flying in the adjacent section according to the airframe performance or experience.
  • An appropriate flight path is set so that Further, when the unmanned aerial vehicle 300 has high airframe performance or the operator has abundant experience, the flight route is appropriately set even in a congested airspace, and the airspace is more efficient for each unmanned aerial vehicle 300. Is assigned. Further, even if the flight plan of the unmanned aerial vehicle 300 for flying for the purpose of hobby already exists, the unmanned aerial vehicle 300 flying for the purpose of high social value such as disaster response or public service is preferentially flown. Can be made.
  • the airspace level is three-dimensional information and may depend on the height direction from the ground.
  • the flyable airspace information shown in FIG. 7 is two-dimensional
  • the flyable airspace information may be three-dimensional information having a component in the height direction.
  • the determining unit 122 compares the airspace level of the airspace with the magnitude of the authority level in the airspace included in the flight path having the information on the height direction, and when the authority level is higher, the airspace flies. You may decide that it is possible.
  • the server 100 may control the flight of the unmanned aerial vehicle 300. Specifically, server 100 does not have to transmit to unmanned aerial vehicle 300 a program to fly the approved flight path. Then, the server 100 may instruct the unmanned aerial vehicle 300 to fly along the approved flight route at any time via the network while acquiring the position of the unmanned aerial vehicle 300 in S922.
  • the flight application generated by the support device 200 may include information regarding the width of the flight path. Specifically, when the input unit 202 is operated by the user, the support apparatus 200 may acquire information regarding the width of the flight route such as 25 m or 50 m, in addition to the departure and arrival time information and the departure and arrival position information. .. Then, when the server 100 acquires the flight application including the information about the width of the flight route, the server 100 may generate the flight route in consideration of the information.
  • the determination unit 122 determines that the unmanned aerial vehicle 300 is not only in the airspace overlapping the flight path having no width as shown in FIG. 6 but also in all the airspaces overlapping the flight path having the width included in the flight application. You may decide whether you can fly.
  • the width of the flight path may be set based on the authority level and the airspace level.
  • the flight route generation unit 126 may set the width of the flight route allowed for the unmanned aerial vehicle 300 based on the authority level and the airspace level.
  • the width of the flight route may be set to be smaller when the difference obtained by subtracting the airspace level from the authority level is larger than a predetermined value than when it is not.
  • the flight route generation unit 126 may set the width of the flight route to 25 m.
  • the flight route generation unit 126 may set the width of the flight route to 50 m.
  • the width of the flight path may be set to be smaller as the difference between the authority level and the airspace level is larger.
  • the flight route generation unit 126 may set a value obtained by subtracting the difference between the authority level and the airspace level from a predetermined value (for example, 100 m) as the width of the flight route.
  • the congestion degree is set according to the number of overlaps with flight routes having the above width. That is, when there are a plurality of flight applications, a flight route is set for each flight application and a width is set for each flight route. In this case, the number of flight paths that overlap the airspace differs for each airspace. Therefore, the congestion degree is set to increase as the number of the overlapping flight routes increases.
  • server 100 and the support device 200 are separate devices
  • server 100 and the support device 200 may be an integrated device.

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Abstract

無人航空機に空域を割り当てる際に、適切に割り当てる。空域管理システム（１０）の権限レベル取得手段（１１２）は、無人航空機（３００）ごとに、該無人航空機の運用の権限レベルを取得する。空域レベル取得手段（１１４）は、一定の範囲を占める空域ごとに、該空域における前記権限レベルの許容される範囲を示す空域レベルを取得する。判定手段（１２２）は、前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、所与の空域において前記無人航空機が飛行可能か判定する。

Description

空域管理システム、空域管理方法及びプログラム
　本発明は、空域管理システム、空域管理方法及びプログラムに関する。
　従来、無人航空機（例えばドローン）の運行管理を行う運行管理システム（UAV Traffic Management : UTM)が存在する。ＵＴＭは、無人航空機と随時通信を行い、無人航空機の現在位置や予定経路等、無人航空機に関する様々な情報を管理するとともに、適切な飛行経路の提案や決定等を行う。今後、無人航空機が広く普及し、飛行する無人航空機の数が増加した場合に、ＵＴＭが自動的に飛行経路の提案や決定を行うことの重要性がより高まると考えられる。
　例えば、下記特許文献１には、気象条件に基づいて無人航空機の飛行経路を補正したり、特定の時刻において他の無人航空機と同一の区画を飛行する場合に他の無人航空機と飛行経路が重複しないようにする技術が開示されている。
特表２０１８－０８１６７５号公報
　しかし、上記技術では、十分に柔軟に空域を割り当てることができず、空域を十分に効率的に活用できない恐れや、飛行経路を適切に提案できない恐れがあった。
　本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、無人航空機に空域を割り当てる際に、より適切に割り当てることが出来る空域管理システム、空域管理方法及びプログラムを提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明に係る空域管理システムは、無人航空機ごとに、該無人航空機の運用の権限レベルを取得する権限レベル取得手段と、一定の範囲を占める空域ごとに、該空域における前記権限レベルの許容される範囲を示す空域レベルを取得する空域レベル取得手段と、前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、所与の空域において前記無人航空機が飛行可能か判定する判定手段と、を有することを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、前記権限レベルは、飛行の目的、飛行の方式、前記無人航空機の操縦者の技能、または、前記無人航空機の機体性能に基づいて算出されることを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、前記空域レベルは、建物の密集度、人口の密集度、動植物の生息の有無、地形、前記無人航空機の混雑度、または、天候に基づいて算出されることを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、さらに、前記無人航空機が飛行可能な前記空域を表す飛行可能空域情報を生成する飛行可能空域情報生成手段を有することを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、さらに、前記無人航空機が飛行を開始する位置である出発位置と終了する位置である到着位置を表す発着位置情報と、前記無人航空機が飛行を開始する時刻である出発時刻と終了する時刻である到着時刻を表す発着時刻情報と、を含む飛行申請を取得する申請取得手段と、前記飛行申請に基づいて飛行経路を生成する飛行経路生成手段と、を有し、前記判定手段は、さらに、前記飛行申請に基づいて、前記出発時刻から前記到着時刻にかけて、前記出発位置と前記到着位置とを結ぶ前記飛行経路が生成できるか否か判定し、前記飛行経路生成手段は、前記飛行経路が生成できる場合に前記飛行経路を生成する、ことを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、前記判定手段は、前記飛行申請が取得された時刻が前記出発時刻より所定の時間以上早い場合に、前記飛行申請と前記出発時刻に更新された前記飛行可能空域情報とに基づいて、前記飛行経路が生成できるか否かを前記出発時刻に再度判定し、前記飛行経路生成手段は、前記飛行経路が前記出発時刻に生成できないと判定された場合に、前記飛行申請を取得した時に生成された前記飛行経路を削除し、該飛行経路と異なる代替飛行経路を生成する、ことを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、さらに、前記飛行経路生成手段により生成された前記飛行経路に基づいて、前記無人航空機の飛行を制御する無人航空機制御手段を有することを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、前記判定手段は、前記空域ごとに、前記権限レベルが前記空域レベルよりも所定の値以上大きい場合に、当該空域が飛行可能な空域であると判定することを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、前記空域レベルは、前記飛行申請が取得された時刻から前記出発時刻にかけて、単位時間ごとに積算または平均して算出された値であることを特徴とする。
　また、本発明の一態様では、さらに、前記無人航空機が飛行を開始する位置である出発位置と終了する位置である到着位置を表す発着位置情報と、前記無人航空機が飛行を開始する時刻である出発時刻と終了する時刻である到着時刻を表す発着時刻情報と、を含む飛行申請を取得する申請取得手段と、前記飛行申請に基づいて飛行経路を生成するとともに、前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、前記無人航空機に許容される前記飛行経路の幅を設定する飛行経路生成手段と、を有し、前記混雑度は、前記空域ごとに、前記幅を有する前記飛行経路と重複する数に応じて設定される、ことを特徴とする。
　本発明に係る空域管理方法は、無人航空機ごとに、該無人航空機の運用の権限レベルを取得する権限レベル取得ステップと、一定の範囲を占める空域ごとに、該空域における前記権限レベルの許容される範囲を示す空域レベルを取得する空域レベル取得ステップと、前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、所与の空域において前記無人航空機が飛行可能か判定する判定ステップと、を含むことを特徴とする。
　本発明に係るプログラムは、無人航空機ごとに、該無人航空機の運用の権限レベルを取得する権限レベル取得手段、一定の範囲を占める空域ごとに、該空域における前記権限レベルの許容される範囲を示す空域レベルを取得する空域レベル取得手段、及び、前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、所与の空域において前記無人航空機が飛行可能か判定する判定手段、としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
　本発明によれば、無人航空機に空域を割り当てる際に、より適切に割り当てることが出来る。
無人航空機が飛行する様子を示す図である。 空域管理システムの全体構成を示す図である。 権限レベルテーブルの一例を示す図である。 空域レベルテーブルの一例を示す図である。 混雑度を説明する為の一例を示す図である。 飛行経路上の空域の判定結果を示す図である。 飛行可能空域情報の一例を示す図である。 サーバにおいて実行される処理の一例を示すフロー図である。 支援装置において実行される処理の一例を示すフロー図である。
　以下、本発明を実施するための好適な実施の形態（以下、実施形態という）を説明する。まず、本発明によって実現される無人航空機３００の飛行の全体像について、概要を説明する。図１は、空域管理システム１０によって承認された空域を、無人航空機３００が飛行する様子を示す図である。
　図１に示すように、ユーザは、例えばタブレットコンピュータである支援装置２００を所持している。まず、ユーザは、支援装置２００に対して、出発位置Ｓと到着位置Ｇを表す発着位置情報と、出発時刻と到着時刻を表す発着時刻情報と、を含む飛行申請を入力する。ここで、出発位置Ｓは、無人航空機が飛行を開始する位置であり、到着位置Ｇは、無人航空機が飛行を終了する位置である。また、出発時刻は、無人航空機が飛行を開始する時刻であり、到着時刻は、無人航空機が飛行を終了する時刻である。支援装置２００に入力された飛行申請は、インターネットや無線ＬＡＮ等を介してサーバ１００に送信される。
　ここで、サーバ１００は、支援装置２００から取得した飛行申請等の要求に対して情報や処理結果を提供する情報処理装置である。サーバ１００は、当該飛行申請に基づいて、飛行を承認できる空域のみを経由する飛行経路計画を作成し、飛行申請に対して承認する。そして、飛行申請に含まれる出発時刻になると、無人航空機３００は、出発位置Ｓから到着位置Ｇにかけて、自律飛行あるいはユーザ（操縦者）による手動操作によって飛行する。
　無人航空機３００は、人が搭乗しない航空機であり、例えば、バッテリーで駆動する無人航空機３００（いわゆるドローン）やエンジンで駆動する無人航空機３００である。例えば、無人航空機３００は、商品や郵便物などの荷物を搭載可能であってよい。無人航空機３００は、例えば、配送先に飛行して荷物を配送したり、集荷先に飛行して荷物を集荷したりする目的で飛行する。また、後述するように、無人航空機３００は、種々の目的で飛行してよく、荷物の運搬以外にも、例えば、撮影、気象情報の検出、警備、又は農薬散布等の目的で飛行してもよい。
　また、本実施形態では、１台の支援装置２００及び１台の無人航空機３００が空域管理システム１０に含まれる場合を説明するが、空域管理システム１０には、複数台の支援装置２００及び複数台の無人航空機３００が含まれていてもよい。
　上記により、無人航空機３００は、空域管理システム１０によって、より適切に割り当てられた空域のみを飛行することができる。以下、空域管理システム１０の詳細について説明する。
　図２は、空域管理システム１０の機能的構成を示すブロック図である。空域管理システム１０は、サーバ１００と、支援装置２００と、無人航空機３００と、を有する。サーバ１００は、取得部１１０と、サーバ制御部１２０と、記憶部１３０と、サーバ通信部１４０と、を有する。支援装置２００は、入力部２０２と、表示部２０４と、支援装置通信部２０６と、支援装置制御部２０８と、を有する。無人航空機３００は、無人航空機通信部３０２と、センサ部３０４と、無人航空機制御部３０６と、を有する。
　取得部１１０は、権限レベル取得部１１２と、空域レベル取得部１１４と、飛行申請取得部１１６と、を有する。権限レベル取得部１１２は、無人航空機３００ごとに、該無人航空機３００の運用の権限レベルを取得する。具体的には、例えば、権限レベル取得部１１２は、飛行の目的、飛行の方式、無人航空機３００の操縦者の技能、または、無人航空機３００の機体性能に基づいて算出される権限レベルを取得する。権限レベルは、権限レベルテーブルに基づいて、算出される。
　図３は、権限レベルテーブルの一例を示す図である。権限レベルテーブルは、プロファイルフィールドと、項目フィールドと、値フィールドと、スコアフィールドとを有する。プロファイルフィールド及び項目フィールドは、権限レベルを算出する為の項目の大分類及び小分類を表す。例えば、プロファイルフィールドには、飛行に関するオペレーション、操縦者、機体仕様といった値が設定される。項目フィールドは、飛行に関するオペレーションの下位概念として、飛行の目的や飛行の方式という値が設定される。また、項目フィールドは、無人航空機３００の操縦者の技能の下位概念として操縦者の経験の長さという値が設定される。また、項目フィールドは、無人航空機３００の機体性能の下位概念として、無人航空機３００の最高速度やセンサ精度という値が設定される。
　値フィールドは、項目ごとに、権限レベルを評価する為の基準値が設定される。例えば、値フィールドは、飛行の目的と関連付けて、ホビー、商業及び緊急という値が設定される。項目フィールドのホビーという値は、ユーザが個人的に楽しむ目的等の趣味が目的であることを表す。商業という値は、荷物を搬送する等の営利目的であることを表す。緊急という値は、遭難者の捜査や災害時の調査等の緊急目的であることを表す。
　また、値フィールドは、飛行の方式と関連付けて、手動操作及び自律飛行という値が設定される。項目フィールドの手動操作という値は、無人航空機３００がユーザによって手動で操作されて飛行することを表す。項目フィールドの自律飛行という値は、無人航空機３００が、予めが記憶されたプログラムに従って自動で飛行することを表す。
　また、値フィールドは、経験の長さと関連付けて、６か月未満、６から１２か月、１年から２年及び２年以上いう値が設定される。当該項目フィールドの値は、それぞれ無人航空機３００を操縦するユーザの操縦歴の長さを表す。
　また、値フィールドは、最高速度と関連付けて、５０ｋｍ／ｈ未満及び５０ｋｍ／ｈ以上という値が設定される。当該項目フィールドの値は、無人航空機３００の最高速度の仕様を表す。
　また、値フィールドは、センサ精度と関連付けて、１ｍ未満及び１ｍ以上という値が設定される。当該項目フィールドの値は、無人航空機３００の現在位置を検出するセンサの精度を表す。当該項目フィールドの値は、センサ感度の仕様を表す。
　スコアフィールドは、値フィールドと関連付けて、権限レベルを算出するためのスコアが設定される。例えば、スコアフィールドは、値フィールドのホビー、商業及び緊急とそれぞれ関連づけて、１０、２０、及び５０というスコアが設定される。ここで、飛行の目的がホビー目的である場合よりも商業目的や緊急目的である場合の方が、より運用に柔軟性を持たせる必要がある。その為、商業及び緊急と関連付けられたスコアフィールドには、ホビーと関連付けられた１０より大きい２０及び５０というスコアが設定されている。
　また、スコアフィールドは、値フィールドの手動操作及び自律飛行とそれぞれ関連づけて、１０及び２０というスコアが設定される。自律飛行を行う場合、手動操作によって飛行する場合よりも、安定して（例えば、予定の時刻や経路の通りに）飛行できる可能性が高い。その為、自律飛行と関連付けられたスコアフィールドには、手動操作と関連付けられた１０より大きい２０というスコアが設定されている。
　また、スコアフィールドは、値フィールドの６か月未満、６から１２か月、１年から２年及び２年以上とそれぞれ関連づけて、１０、２０、５０及び８０というスコアが設定される。操縦者の経験が長い程操縦者の操縦技術が向上することは一般的である為、操縦者の経験が長い程安定して飛行できる可能性が高い。その為、自律飛行と関連付けられたスコアフィールドには、関連付けられた値フィールドに設定された値が長い程、大きなスコアが設定される。
　また、スコアフィールドは、値フィールドの５０ｋｍ／ｈ未満及び５０ｋｍ／ｈ以上とそれぞれ関連づけて、１０及び３０というスコアが設定される。さらに、スコアフィールドは、値フィールドの１ｍ未満及び１ｍ以上とそれぞれ関連づけて、１０及び３０というスコアが設定される。機体性能が高い程、安定して飛行できる可能性が高い。その為、自律飛行と関連付けられたスコアフィールドには、関連付けられた値フィールドに設定された機体性能の値が高い程、大きなスコアが設定される。
　なお、権限レベルテーブルは、操縦者と関連付けて、経験の長さだけでなく、飛行申請の直近における操縦の頻度や、過去の事故発生確率等を項目フィールドに有していてもよい。直近における操縦の頻度や、過去の事故発生確率によって、事故発生確率を予測できることから、より適切な権限レベルを算出できる。
　また、権限レベルテーブルは、機体仕様と関連付けて、最高速度、センサ精度だけでなく、機体名称、ソフトウェアのバージョン、重量、バッテリの商品名、リコールの有無等を項目フィールドに有していてもよい。ソフトウェアやバッテリの新しさに応じて、事故発生確率を予測できることから、より適切な権限レベルを算出できる。
　権限レベル取得部１１２は、後述する飛行申請に含まれる飛行の目的、飛行の方式、無人航空機３００の操縦者の技能または無人航空機３００の機体性能とそれぞれ関連付けられたスコアを合算することで権限レベルを取得する。具体的には、例えば、操縦歴が１年６か月であるユーザが、ホビー目的で手動操作により無人航空機３００を飛行させることを申請したとする。また、当該無人航空機３００の機体仕様は、最高速度が３０ｋｍ／ｈでセンサ精度は３ｍであるとする。この場合、権限レベル取得部１１２は、値フィールドのホビー、手動操作、１年から２年、５０ｋｍ／ｈ未満及び１ｍ以上とそれぞれ関連付けられたスコアフィールドのスコアを合算する。すなわち、権限レベル取得部１１２は、９０という権限レベルを取得する。
　空域レベル取得部１１４は、一定の範囲を占める空域ごとに、該空域における権限レベルの許容される範囲を示す空域レベルを取得する。ここで、権限レベルの許容される範囲とは、所定の値を下限とする数値範囲（例えば、５０以上であることを示す範囲）や、所定のランク（例えば、ＡランクからＣランクの間であることを示す範囲）等を表す。具体的には、例えば、空域レベルは、建物の密集度、人口の密集度、動植物の生息の有無、地形、無人航空機３００の混雑度、または、天候に基づいて算出される。空域レベルは、空域レベルテーブルに基づいて、算出される。
　ここで、空域は、一定の範囲を占める領域である。具体的には、例えば、空域は、地図上で南北方向及ぶ東西方向にそれぞれ１０ｍごとに区切った場合に、１区画が占める領域である。空域については、後で図６及び図７で具体例を示して説明する。
　図４は、空域レベルテーブルの一例を示す図である。空域レベルテーブルは、プロファイルフィールドと、項目フィールドと、値フィールドと、スコアフィールドとを有する。プロファイルフィールド及び項目フィールドは、空域レベルを算出する為の項目の大分類及び小分類を表す。例えば、プロファイルフィールドには、空域に関する建物密集度、人口密集度、動植物生息、混雑度及び天候といった値が設定される。項目フィールドは、動植物生息に関するオペレーションの下位概念として、植物及び動物という値が設定される。また、項目フィールドは、天候の下位概念として雨量及び風速という値が設定される。なお、項目フィールドは、値が設定されない箇所があってもよい。
　値フィールドは、項目ごとに、空域レベルを評価する為の基準値が設定される。例えば、値フィールドは、プロファイルフィールドの建物密集度と関連付けて、５棟未満及び６棟以上という値が設定される。項目フィールドの各値は、該当する空域における建造物の棟数を表す。
　また、値フィールドは、プロファイルフィールドの人口密集度と関連付けて、１０人／ｋｍ２以上及び１０人／ｋｍ２未満という値が設定される。項目フィールドの各値は、該当する空域における１平方キロメートルあたりの人の数を表す。
　また、値フィールドは、項目フィールドの植物及び動物と関連付けて、それぞれ有及び無という値が設定される。項目フィールドの有及び無という値は、それぞれ該当する空域において飛行の障害となる動物及び植物の有無を表す。
　また、値フィールドは、プロファイルフィールドの混雑度と関連付けて、２台以下、３から７台、及び、８台以上という値が設定される。各値は、当該空域において、無人航空機３００の混雑度を表す。具体的には、例えば、図５は、中心が混雑度評価の対象となる空域であって、当該空域を中心として東西南北に１００ｍ以内の領域において飛行中の無人航空機３００を表す図である。図５左図は、当該空域の混雑度が低い場合であって、当該領域に含まれる１個の空域に１台の無人航空機３００が飛行している状態を表している。同様に、図５中図は、当該空域の混雑度が中程度である場合であって、当該領域に含まれる３個の空域にそれぞれ１台の無人航空機３００が飛行していることを表している。同様に、図５右図は、当該空域の混雑度が高い場合であって、当該領域に含まれる８個の空域に、それぞれ１台の無人航空機３００が飛行している状態を表している。
　また、値フィールドは、項目フィールドの雨量と関連付けて、１ｍｍ／ｈ未満及び１ｍｍ／ｈ以上という値が設定される。さらに、値フィールドは、項目フィールドの風速と関連付けて、１ｍ／ｓ未満及び１ｍ／ｓ以上という値が設定される。当該値は、それぞれ、該当する空域における雨量及び風速を表す。
　スコアフィールドは、値フィールドと関連付けて、空域レベルを算出するためのスコアが設定される。例えば、スコアフィールドは、値フィールドの５棟未満及び６棟以上という値とそれぞれ関連づけて、１０及び３０というスコアが設定される。ここで、該当する空域に多くの建物が建造されている場合、当該空域を飛行してよいか否かの判断はより慎重を期する必要がある。そこで、スコアフィールドのスコアは、６棟以上という大きい建物密集度と関連付けられたスコアよりも、５棟未満という小さい建物密集度と関連付けられたスコアが小さくなるように設定される。
　また、スコアフィールドは、値フィールドの１０人／ｋｍ２以上及び１０人／ｋｍ２未満とそれぞれ関連づけて、１０及び３０というスコアが設定される。建物密集度と同様、スコアフィールドのスコアは、１０人／ｋｍ２以上という大きい人口密集度と関連付けられたスコアよりも、１０人／ｋｍ２未満という小さい建物密集度と関連付けられたスコアが小さくなるように設定される。
　また、スコアフィールドは、値フィールドの無及び有とそれぞれ関連づけて、０及び２０というスコアが設定される。上記と同様、スコアフィールドのスコアは、有と関連付けられたスコアよりも、無と関連付けられたスコアが小さくなるように設定される。
　また、スコアフィールドは、値フィールドの２台以下、３から７台、及び、８台以上という値とそれぞれ関連づけて、０、２０、及び、５０というスコアが設定される。ここで、該当する空域に多くの無人航空機３００が飛行している場合、当該空域を飛行してよいか否かの判断はより慎重を期する必要がある。そこで、スコアフィールドのスコアは、関連付けられた混雑度が高い程、高いスコアが設定される。
　また、スコアフィールドは、値フィールドの１ｍｍ／ｈ未満及び１ｍｍ／ｈ以上という値とそれぞれ関連づけて、０及び３０というスコアが設定される。さらに、スコアフィールドは、値フィールドの１ｍ／ｓ未満及び１ｍ／ｓ以上という値とそれぞれ関連づけて、０及び３０というスコアが設定される。ここで、該当する空域の天候が不順であるほど、当該空域を飛行してよいか否かの判断はより慎重を期する必要がある。そこで、スコアフィールドのスコアは、雨量が多いほど、また、風速が強いほど、高いスコアが設定される。
　空域レベル取得部１１４は、空域ごとに全ての項目と関連付けられたスコアを合算することで空域レベルを取得する。具体的には、対象となる空域に建物が３棟建造されており、人口密集度が５人であり、動植物は生息しておらず、混雑度が５台であり、雨量は０ｍｍ／ｈであり、風速は０ｍ／ｓであるとする。この場合、空域レベル取得部１１４は、値フィールドの５棟未満、人口密集度の１０人／ｋｍ２未満、動物及び植物の無、混雑度の３から７台、雨量の１ｍｍ／ｈ未満及び風速の１ｍ／ｓ未満と関連付けられたスコアを合算する。すなわち、空域レベル取得部１１４は、４０という空域レベルを取得する。
　なお、空域レベルは、飛行申請が取得された時刻から出発時刻にかけて、単位時間ごとに積算または平均して算出された値であってもよい。具体的には、例えば、各空域における実際の人口密集度、混雑度及び天候は、時刻によって変化する。従って、空域レベルは、飛行申請が取得された時刻から出発時刻にかけて、１時間ごとの各空域におけるスコアを積算または平均して算出された値であってもよい。
　また、上記において、権限レベル及び空域レベルが数値で表される場合について説明したが、権限レベルと空域レベルが比較可能であれば、権限レベル及び空域レベルは、アルファベット等で表されてもよい。
　上記のように、空域レベルを算出するための要素として建物密集度を考慮することにより、電波干渉、電波の途絶等による事故が発生する可能性を低減できる。また、人口密集度を考慮することにより、墜落が生じた場合における人的被害を軽減できる。また、植物の有無を考慮することにより、樹木への衝突を防止できるだけでなく、仮に墜落した場合に無人航空機３００の回収が容易になる。また、動物の有無を考慮することにより、飛行する鳥との衝突するリスクを軽減できる。また、混雑度を考慮することにより、無人航空機３００同士の接触を回避できる。また、天候を考慮することにより、集中豪雨などの突発的な天候変化による墜落を回避できる。
　また、空域レベルテーブルは、プロファイルフィールドや項目フィールドに、地形の高低差や、住宅地、農地、工業地、政府関連施設の有無、電力施設の有無等の地上の特徴等が含まれてもよい。地形を考慮することにより、崖や橋梁との衝突を回避できる。また、地上の特徴を考慮することにより、墜落した際の被害の大きさを考慮して空域レベルを設定することができる。
　飛行申請取得部１１６は、無人航空機３００が飛行を開始する位置である出発位置Ｓと終了する位置である到着位置Ｇを表す発着位置情報と、無人航空機３００が飛行を開始する時刻である出発時刻と終了する時刻である到着時刻を表す発着時刻情報と、を含む飛行申請を取得する。具体的には、例えば、ユーザは、支援装置２００に対して、出発位置Ｓと到着位置Ｇを表す発着位置情報と、出発時刻と到着時刻を表す発着時刻情報と、入力する。また、ユーザは、支援装置２００に対して、飛行の目的、飛行の方式、経験の長さ、最高速度及び精査精度等の権限レベルを算出する為に必要な情報を入力する。これにより、支援装置２００は、権限レベルを算出する為に必要な情報及び飛行経路を生成するための情報を含む飛行申請を生成する。飛行申請取得部１１６は、無線ＬＡＮやインターネット等に通信網を介して、支援装置２００から飛行申請を取得する。なお、飛行申請には、ユーザが希望する飛行経路に関する情報が含まれていてもよい。
　サーバ制御部１２０は、例えば、少なくとも１つのマイクロプロセッサを含む。サーバ制御部１２０は、記憶部１３０に記憶されたプログラムやデータに従って処理を実行する。具体的には、サーバ制御部１２０は、判定部１２２と、飛行可能空域情報生成部１２４と、飛行経路生成部１２６と、を含む。
　判定部１２２は、権限レベル及び空域レベルに基づいて、所与の空域において無人航空機３００が飛行可能か判定する。具体的には、例えば、判定部１２２は、所与の空域において、当該空域の空域レベルと権限レベルの大きさを比較し、権限レベルの方が大きい場合に当該空域が飛行可能であると判定する。空域レベルと権限レベルがアルファベットで表される場合は、判定部１２２は、権限レベルと空域レベルとをアルファベット順に基づいて、所与の空域において無人航空機３００が飛行可能か判定してもよい。
　例えば、権限レベル及び空域レベルがアルファベットで表される場合、権限レベルのランクが表すアルファベットが、空域レベルのランクが表すアルファベットよりもアルファベット順が早ければ、判定部１２２は、当該空域において無人航空機３００が飛行可能であると判定してもよい。具体的には、権限レベルがＣランクである場合、判定部１２２は、Ｄランク及びＥランクである空域において、無人航空機３００が飛行可能であると判定してもよい。
　具体例として、飛行申請取得部１１６は、図６に示すような、出発位置Ｓから到着位置Ｇへ飛行する旨の飛行申請を取得した場合について説明する。また、当該飛行申請は、経路Ａ又は経路Ｂを経由する旨の情報を含み、権限レベルは１２０であるとする。図６に示すマトリクス状に配置された各矩形は、空域を表している。また、各空域に示された数値は、当該空域の空域レベルである。この場合、判定部１２２は、権限レベルと、経路Ａ及び経路Ｂに含まれる全ての空域の空域レベルと、を比較する。ここで、経路Ａは、出発位置Ｓと到着位置Ｇを最短で結ぶ経路である。また、経路Ｂは、迂回路である。そして、判定部１２２は、図６に示すように、経路Ａ及び経路Ｂと重複する空域において、空域レベルが５０及び１００である空域に対して無人航空機３００が飛行可能であると判定し、空域レベルが２００である空域に対して無人航空機３００が飛行不可能であると判定する。なお、経路Ａ及び経路Ｂは、飛行経路生成部１２６が生成してもよいし、飛行申請取得部１１６が取得する飛行申請に含まれてもよい。
　また、判定部１２２は、空域ごとに、権限レベルが空域レベルよりも所定の値以上大きい場合に、当該空域が飛行可能な空域と判定してもよい。具体的には、例えば、権限レベルが空域レベルよりも３０以上大きい場合に、当該空域が飛行可能な空域であると判定してもよい。上記例では、判定部１２２は、空域レベルが５０である空域に対して無人航空機３００が飛行可能であると判定し、空域レベル１００及び２００である空域に対して無人航空機３００が飛行不可能であると判定する。これにより、飛行経路生成部１２６は、後述のように、出発時刻に再判定を行う場合に、飛行申請が却下される可能性の小さい飛行経路を生成することができる。
　判定部１２２は、さらに、飛行申請に基づいて、出発時刻から到着時刻にかけて、出発位置Ｓと到着位置Ｇとを結ぶ飛行経路が生成できるか否か判定してもよい。具体的には、例えば、図７に示す飛行可能空域情報の一例を用いて説明する。図７は、所定の領域に含まれる各空域の空域レベルを表す図であって、対角上に出発位置Ｓと到着位置Ｇが含まれる空域が配置されている。
　判定部１２２は、出発位置Ｓと到着位置Ｇを結ぶ経路に含まれる全ての空域の空域レベルが、権限レベルよりも低い値となるような経路が生成できるか否かを判定する。例えば、経路Ａは、出発位置Ｓと到着位置Ｇを最短で結ぶ経路である。ここで、権限レベルが１２０である場合、経路Ａは空域レベルが２００である空域を経由しているため、無人航空機３００が経路Ａを飛行することは許されない。一方、迂回路である経路Ｂに含まれる全ての空域の空域レベルは全て権限レベルより低い５０という値である。従って、無人航空機３００は経路Ｂは飛行してよいため、判定部１２２は、飛行申請に基づいて、出発時刻から到着時刻にかけて、出発位置Ｓと到着位置Ｇとを結ぶ飛行経路が生成できると判定する。
　また、判定部１２２は、飛行申請が取得された時刻が出発時刻より所定の時間以上早い場合に、飛行申請と出発時刻に更新された飛行可能空域情報とに基づいて、飛行経路が生成できるか否かを出発時刻に再度判定してもよい。具体的には、例えば、各空域における実際の人口密集度、混雑度及び天候は、時刻によって変化する。従って、飛行申請が取得された時刻が出発時刻より所定の時間以上早い場合には、飛行申請が取得された時刻における空域レベルと、出発時刻における空域レベルは異なっている場合がある。従って、この場合に、判定部１２２は、出発時刻に更新された飛行可能空域情報とに基づいて、飛行経路が生成できるか否かを出発時刻に再度判定してもよい。
　飛行可能空域情報生成部１２４は、各無人航空機３００が飛行可能な空域を表す飛行可能空域情報を生成する。具体的には、例えば、飛行可能空域情報生成部１２４は、図７に示すような、所定の領域に含まれる各空域の空域レベルを表す飛行可能空域情報を生成する。
　飛行経路生成部１２６は、飛行経路が生成できる場合に、飛行申請に基づいて飛行経路を生成する。具体的には、例えば、飛行申請取得部１１６が、発着位置情報を含むものの、飛行経路に関する情報が含まれない飛行申請を取得したとする。この場合、飛行経路生成部１２６は、飛行申請に含まれる出発位置Ｓと到着位置Ｇとを結ぶ１または複数の飛行経路の候補を生成する。例えば、飛行経路生成部１２６は、最短経路である経路Ａと迂回路である経路Ｂを生成する。さらに、上記のように判定部１２２が経路Ａ及び経路Ｂについて無人航空機３００が飛行可能であるか否かを判定し、経路Ｂが飛行可能であると判定した場合、飛行経路生成部１２６は、飛行可能な飛行経路として経路Ｂを生成する。
　また、飛行経路生成部１２６は、飛行経路が出発時刻に生成できないと判定された場合に、飛行申請を取得した時に生成された飛行経路を削除し、該飛行経路と異なる代替飛行経路を生成してもよい。具体的には、例えば上記のように、飛行申請時に、飛行経路生成部１２６は、経路Ｂを生成したとする。ここで、出発時刻において、天候の変化により、経路Ｂに含まれる一部の空域の空域レベルが権限レベルを上回った場合、飛行経路生成部１２６は、経路Ｂを削除する。さらに、飛行経路生成部１２６は、他の経路の候補を生成し、判定部１２２は当該他の経路の候補に含まれる全ての空域が飛行可能か否か判定する。そして、飛行可能か経路が存在する場合、飛行経路生成部１２６は、当該経路を代替飛行経路として生成する。
　記憶部１３０は、主記憶部及び補助記憶部を含む。例えば、主記憶部はＲＡＭなどの揮発性メモリであり、補助記憶部は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。また、記憶部１３０は、上記権限レベルテーブル及び空域レベルテーブルを記憶する。
　サーバ通信部１４０は、有線通信又は無線通信用の通信インタフェースを含む。サーバ通信部１４０は、所定の通信プロトコルのもとで通信を行う。サーバ通信部１４０は、支援装置通信部２０６と通信し、飛行経路や選択情報（後述）等を送受信する。また、サーバ通信部１４０は、無人航空機通信部３０２と通信し、飛行経路や位置情報を送受信する。
　入力部２０２は、ユーザの入力を受け付けるユーザインタフェースである。具体的には、例えば、入力部２０２は、タッチパネル、キーボードまたはマウス等であって、ユーザの操作を受け付ける。ユーザは、入力部２０２を操作することによって、発着位置情報や、発着時刻情報や、所望の飛行経路を入力する。また、飛行経路生成部１２６が複数の飛行経路の候補を生成した場合には、入力部２０２は、ユーザの操作によって、候補のうちどの飛行経路を選択するかを表す選択情報を生成してもよい。
　表示部２０４は、支援装置制御部２０８の制御によって画像を表示する。具体的には、例えば、表示部２０４は、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等であって、支援装置制御部２０８の制御によって飛行申請を受け付ける画像等を表示する。
　支援装置通信部２０６は、有線通信又は無線通信用の通信インタフェースを含む。具体的には、支援装置通信部２０６は、支援装置制御部２０８が生成した飛行申請や却下に関する情報をサーバ通信部１４０との間で送受信する。
　支援装置制御部２０８は、例えば、少なくとも１つのマイクロプロセッサを含む。支援装置制御部２０８は、支援装置２００に含まれる記憶部（図示なし）に記憶されたプログラムやデータに従って処理を実行する。これにより、支援装置制御部２０８は、ユーザが入力部２０２へ入力することによって、飛行申請を生成する。
　無人航空機通信部３０２は、サーバ通信部１４０と同様、有線通信又は無線通信用の通信インタフェースを含む。無人航空機通信部３０２は、サーバ通信部１４０と通信を行うことによって、飛行経路や位置情報等をサーバ通信部１４０との間で送受信する。
　センサ部３０４は、無人航空機３００の現在位置を検出する。具体的には、例えば、センサ部３０４は、地球上における無人航空機３００の現在位置を測定するＧＰＳ（Global Positioning System）センサである。
　無人航空機制御部３０６は、例えば、少なくとも１つのマイクロプロセッサを含む。無人航空機制御部３０６は、飛行経路生成部１２６により生成された飛行経路に基づいて、無人航空機３００の飛行を制御する。即ち、無人航空機制御部３０６は、無人航空機通信部３０２が受信した飛行経路に基づいて、出発時刻から到着時刻にかけて、出発位置Ｓから到着位置Ｇへの飛行を制御する。なお、当該無人航空機制御部３０６による飛行の制御は、サーバ制御部１２２が行ってもよい。
　続いて、空域管理システム１０において実行される処理について説明する。図８は、支援装置２００において実行される処理の一例を示すフロー図である。なお、下記の処理は、図２に示す機能ブロックにより実現される処理の一例である。
　まず、図８に示すように、支援装置２００は、飛行申請を取得し、サーバ１００に送信する（Ｓ８０２）。具体的には、ユーザが入力部２０２を操作することによって、支援装置２００は、権限レベルを算出する為に必要な情報及び飛行経路を生成するための情報を含む飛行申請を生成する。また、支援装置２００は、生成した飛行申請をサーバ１００に送信する。ここでは、飛行申請は、ユーザが所望の飛行経路に関する情報を含まないものとする。また、当該飛行申請が送信された時刻（申請時刻）は、飛行申請に含まれる出発時刻より３時間早い時刻であるとする。
　次に、支援装置２００は待ち状態となるが、サーバ１００が飛行経路を生成した場合には、飛行経路を取得する（Ｓ８０４）。具体的には、Ｓ８０２で生成された飛行申請に基づいて、生成できる飛行経路が存在する場合、支援装置２００は当該飛行経路をサーバ１００から取得する。一方、サーバ１００が生成できる飛行経路が存在しない場合（Ｓ９０６参照）、表示部２０４に飛行申請が却下された旨を表示した上、処理を終了する。ここでは、例えば、支援装置２００は、経路Ａ及び経路Ｂを含む２個の飛行経路を取得する。
　Ｓ８０４において支援装置２００が飛行経路を取得した場合、支援装置２００は、選択情報を取得し、サーバ１００に送信する（Ｓ８０６）。具体的には、例えば、Ｓ８０４で支援装置２００が２個の飛行経路を取得しているため、ユーザは、入力部２０２を操作することによって、経路Ｂを選択する。これにより、支援装置２００は、経路Ｂを選択する旨の選択情報を生成し、サーバ１００に送信する。なお、支援装置２００が取得した飛行経路が１個である場合であっても、ユーザは、当該飛行経路に承諾する旨を入力部２０２に入力する。そして、支援装置２００は、当該経路が承諾された旨の情報を生成し、サーバ１００に送信する。
　次に、支援装置２００は、出発時刻まで待機する（Ｓ８０８）。そして、出発時刻にサーバ１００が飛行申請を却下する場合（Ｓ９２６参照）には、支援装置２００は、表示部２０４に飛行申請が却下された旨を表示した上、処理を終了する。一方、出発時刻にサーバ１００が飛行申請を却下しない場合、Ｓ８１２へ進む（Ｓ８１０）。
　次に、Ｓ８１０において飛行申請が却下されない場合において、支援装置２００は、サーバ１００から代替飛行経路を取得したときはＳ８１４へ進み、取得しないときはＳ８１６へ進む（Ｓ８１２）。具体的には、Ｓ８０６で選択された経路Ｂに含まれる全ての空域において、権限レベルが空域レベルを上回る場合、支援装置２００は代替飛行経路を取得せずＳ８１６へ進む。一方、Ｓ８０６で選択された経路Ｂに含まれる一部の空域において、権限レベルが空域レベルを下回る場合であって、サーバ１００が代替飛行経路を生成した場合、サーバ１００は、当該代替飛行経路を取得する。ここでは、例えば、支援装置２００は、経路Ｃ及び経路Ｄを含む２個の代替飛行経路を取得する。
　支援装置２００は、Ｓ８１２においてサーバ１００から代替飛行経路を取得した場合、支援装置２００は、選択情報を取得し、サーバ１００に送信する（Ｓ８１４）。具体的には、例えば、Ｓ８１２で支援装置２００が２個の飛行経路を取得しているため、ユーザは、入力部２０２を操作することによって、経路Ｄを選択する。これにより、支援装置２００は、経路Ｄを選択する旨の選択情報を生成し、サーバ１００に送信する。
　なお、Ｓ８１０乃至Ｓ８１６の各ステップは、出発時刻の直後に行われる。従って、当該ステップの後、無人航空機３００は、Ｓ８０６またはＳ８１４において選択された飛行経路または代替飛行経路に従って、飛行を開始する。
　次に、支援装置２００は、無人航空機３００が飛行を完了するまで、位置情報を取得する（Ｓ８１６及びＳ８１８）。具体的には、Ｓ８１２またはＳ８１４の後に無人航空機３００は飛行を開始しているため、無人航空機３００は時間の経過に応じて異なる位置に存在する。そのため、支援装置２００は、サーバ１００から一定時間間隔で無人航空機３００の位置を表す位置情報を取得し、無人航空機３００の位置を表示部２０４に表示する。これにより、ユーザは、無人航空機３００の現在位置を把握できる。そして、無人航空機３００の飛行が完了すると、支援装置２００の処理は終了する。
　図９は、サーバ１００において実行される処理の一例を示すフロー図である。また、図９に示す処理は、サーバ制御部１２０が記憶部１３０に記憶されたプログラムに従って動作することによって実行される。
　まず、サーバ１００は、飛行申請を取得する（Ｓ９０２）。具体的には、サーバ１００は、Ｓ８０２において支援装置２００が生成した飛行申請を取得する。
　次に、サーバ１００は、飛行可能空域情報を生成する（Ｓ９０４）。具体的には、サーバ１００は、Ｓ９０２に取得した飛行申請に含まれる発着位置情報に基づいて、出発位置Ｓ及び到着位置Ｇを含む所定の領域における飛行可能空域情報を生成する。また、当該飛行可能空域情報は、当該飛行申請に含まれる発着時刻情報に基づいて、飛行申請が取得された時刻から出発時刻にかけて、単位時間ごとの当該空域におけるスコアを積算または平均した値であることが望ましい。
　次に、Ｓ９０６において、サーバ１００は、Ｓ９０２で取得した飛行申請及びＳ９０４で生成した飛行可能空域情報に基づいて、飛行経路が生成可能である場合は飛行経路を生成し、支援装置２００に送信し（Ｓ９０８）、生成できない場合は飛行申請を却下する（Ｓ９２６）。具体的には、サーバ１００は、Ｓ９０２で取得した飛行申請及びＳ９０４で生成した飛行可能空域情報に基づいて、可能な場合は、経路Ａ及び経路Ｂを生成し、支援装置２００に送信する。
　一方、飛行経路を生成できない場合には、サーバ１００は、飛行申請を却下する旨を支援装置２００に送信する。却下する旨を送信した場合、サーバ１００は処理を終了する。なお、この場合は、Ｓ８０４において支援装置２００が飛行経路を取得しない場合に対応する。
　次に、サーバ１００は、選択情報を取得し、飛行申請を承認する旨を支援装置２００に送信する（Ｓ９１０）。具体的には、例えば、サーバ１００は、Ｓ８０６で支援装置２００から送信された経路Ｂを選択する旨の選択情報を取得し、経路Ｂについて無人航空機３００の飛行を承認する旨の情報を支援装置２００に送信する。また、サーバ１００は、無人航空機３００に対して、当該経路Ｂを飛行する旨のプログラムを送信する。
　次に、サーバ１００は、出発時刻まで待機する（Ｓ９１２）。そして、サーバ１００は、Ｓ９０２で取得した飛行申請と出発時刻に更新された飛行可能空域情報とに基づいて、飛行経路が生成できるか否かを出発時刻に再度判定する（Ｓ９１４）。同一の飛行経路が生成できる場合はＳ９２２に進み、生成できない場合はＳ９１６へ進む。具体的には、Ｓ９０４の時点からＳ９１２の時点にかけて時間が経過することにより、経路Ｂに含まれる空域の空域レベルは変化している場合がある。そこで、サーバ１００は、Ｓ９０４で生成された飛行可能空域情報と同じ領域において、出発時刻に再度、飛行可能空域情報を生成する。そして、サーバ１００は、経路Ｂが生成可能な飛行経路であるか判定する。
　Ｓ９１４において生成できないと判定された場合、サーバ１００は、飛行申請を取得した時に生成された飛行経路を削除し、該飛行経路と異なる代替飛行経路を生成できるか否か判定する（Ｓ９１６）。そして、生成できる場合には、サーバ１００は、代替飛行経路を生成し、支援装置２００に送信する（Ｓ９１８）。具体的には、サーバ１００は、Ｓ９１６の時点において、経路Ｂが生成できない場合には、一度生成された経路Ｂを削除する。そして、サーバ１００は、経路Ｂと異なる経路Ｃ及び経路Ｄが生成できる場合には、当該経路Ｃ及び経路Ｄを生成し、支援装置２００に送信する。一方、生成できない場合には、Ｓ９２６へ進み、サーバ１００は飛行申請を却下する。すなわち、Ｓ９１０で行った承認を取り消す旨を支援装置２００に送信する。
　次に、サーバ１００は、選択情報を取得し、飛行申請を承認する旨を支援装置２００に送信する（Ｓ９２０）。具体的には、例えば、サーバ１００は、Ｓ８１４で支援装置２００から送信された経路Ｄを選択する旨の選択情報を取得し、経路Ｄについて無人航空機３００の飛行を承認する旨の情報を支援装置２００に送信する。また、サーバ１００は、無人航空機３００に対して、当該経路Ｄを飛行する旨のプログラムを送信する。
　なお、Ｓ９１４乃至Ｓ９２０の各ステップは、出発時刻の直後に行われる。従って、当該ステップの後、無人航空機３００は、Ｓ９１０またはＳ９２０において承認された飛行経路または代替飛行経路に従って、飛行を開始する。ここでは、無人航空機３００は、経路Ｂまたは経路Ｄを、自律飛行する。
　次に、支援装置２００は、無人航空機３００が飛行を完了するまで、無人航空機３００を監視する（Ｓ９２２及びＳ９２４）。具体的には、Ｓ９１４またはＳ９２０の後に無人航空機３００は飛行を開始しているため、無人航空機３００は時間の経過に応じて異なる位置に存在する。そのため、支援装置２００は、無人航空機３００から一定時間間隔で無人航空機３００の位置を表す位置情報を取得し、支援装置２００に送信する。これにより、ユーザは、無人航空機３００の現在位置を把握できる。そして、無人航空機３００の飛行が完了すると、サーバ１００の処理は終了する。
　以上のように、上記実施形態によれば、公平性や適切性という定性的な事象が定量的に取り扱われる。すなわち、まず、飛行する無人航空機３００の障害物回避機能などの性能や、飛行目的の緊急性や、飛行目的の社会的重要性等は、一定の基準に基づいて定量化される。次に、天候、人口密集度、混雑度などの要因により決定される当該空域における飛行の適正度は、一定の基準に基づいて定量化される。定量化は、例えば、数値化やランク付けによって行われる。そして、定量化された２個の数値またはランクを比較し、所定の関係性を満たす場合にのみ飛行を許可する形で運航管理が行われる。
　以上の３つの手順を経ることによって、従来の運行管理技術では考慮されなかった無人航空機３００の機体性能や操縦者の経験といった情報が考慮される。例えば、無人航空機３００の機体性能が低い場合や操縦者の経験が乏しい場合であっても、当該機体性能や経験に応じて、隣接する区画を飛行する他の無人航空機３００と飛行経路が重複しないように適切な飛行経路が設定される。また、無人航空機３００の機体性能が高い場合や操縦者の経験が豊富な場合には、混雑した空域であっても適切に飛行経路が設定され、各無人航空機３００に対してより効率的に空域が割り当てるられる。さらに、趣味を目的とした飛行する無人航空機３００の飛行計画が既に存在する場合であっても、災害対応や公共サービス等、社会的な価値の高い目的で飛行する無人航空機３００を優先的に飛行させることができる。
　従って、個々の無人航空機３００の各空域における飛行の適正を確保しつつ、社会全体としての大局的な公平性を実現できる。すなわち、複数のユーザが多種多様な飛行申請を行った場合に、各ユーザが納得し得る公平な空域の割り当てが実現できる。
　なお、本発明は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。
　例えば、空域レベルは３次元の情報であって、地上からの高さ方向に依存してもよい。具体的には、例えば、図７に示す飛行可能空域情報は２次元であるが、飛行可能空域情報は高さ方向の成分を有する３次元の情報であってもよい。この場合、判定部１２２は、高さ方向の情報を有する飛行経路に含まれる空域において、当該空域の空域レベルと権限レベルの大きさを比較し、権限レベルの方が大きい場合に当該空域が飛行可能であると判定してもよい。
　また、上記において、無人航空機３００が無人航空機制御部３０６の制御によって自律飛行する場合について説明したが、サーバ１００が無人航空機３００の飛行を制御してもよい。具体的には、サーバ１００は、無人航空機３００に対して、承認された飛行経路を飛行する旨のプログラムを送信しなくてもよい。そして、サーバ１００は、Ｓ９２２において無人航空機３００の位置を取得しつつ、無人航空機３００が承認された飛行経路を飛行するように、ネットワークを介して随時指示を行ってもよい。
　また、支援装置２００が生成する飛行申請は、飛行経路の幅に関する情報が含まれてもよい。具体的には、入力部２０２がユーザに操作されることによって、支援装置２００は、発着時刻情報や発着位置情報に加えて、２５ｍや５０ｍ等の飛行経路の幅に関する情報を取得してもよい。そして、サーバ１００は、飛行経路の幅に関する情報を含む飛行申請を取得した場合、当該情報を考慮して飛行経路の生成を行ってもよい。
　すなわち、判定部１２２は、図６に示すような幅を有しない飛行経路と重複する空域だけでなく、当該飛行申請に含まれる幅を有する飛行経路と重複する全ての空域において、無人航空機３００が飛行可能か判定してもよい。
　また、飛行経路の幅は、権限レベル及び空域レベルに基づいて、設定されてもよい。具体的には、飛行経路生成部１２６は、権限レベル及び空域レベルに基づいて、無人航空機３００に許容される飛行経路の幅を設定してもよい。
　例えば、飛行経路の幅は、権限レベルから空域レベルを差し引いた差分が所定の値以上大きい場合、そうでない場合よりも小さくなるように設定されてもよい。具体的には、権限レベルから空域レベルを差し引いた差分が１００である場合、飛行経路生成部１２６は、当該飛行経路の幅を２５ｍと設定してもよい。また、権限レベルから空域レベルを差し引いた差分が５０である場合、飛行経路生成部１２６は、当該飛行経路の幅を５０ｍと設定してもよい。
　また、飛行経路の幅は、権限レベルと空域レベルとの差が大きい程、小さくなるように設定されてもよい。具体的には、飛行経路生成部１２６は、所定の値（例えば１００ｍ）から、権限レベルと空域レベルとの差分を差し引いた値を飛行経路の幅として設定してもよい。
　上記の場合、混雑度は、上記幅を有する飛行経路との重複する数に応じて設定される。すなわち、飛行申請が複数である場合、飛行申請毎に飛行経路が設定され、飛行経路毎に幅が設定される。この場合、空域ごとに、当該空域と重複する飛行経路の数は異なる。そのため、混雑度は、当該重複する飛行経路の数が多いほど大きくなるように設定される。
　これにより、飛行経路の幅が小さい程、多くの無人航空機３００が飛行可能であると判定されやすくなる。従って、空域を効率的に活用できる。
　また、例えば、サーバ１００と支援装置２００は、分離された装置である場合について説明したが、サーバ１００と支援装置２００は、一体の装置であってもよい。

Claims (12)

  1. 　無人航空機ごとに、該無人航空機の運用の権限レベルを取得する権限レベル取得手段と、
    　一定の範囲を占める空域ごとに、該空域における前記権限レベルの許容される範囲を示す空域レベルを取得する空域レベル取得手段と、
    　前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、所与の空域において前記無人航空機が飛行可能か判定する判定手段と、
    　を有することを特徴とする空域管理システム。
  2. 　前記権限レベルは、飛行の目的、飛行の方式、前記無人航空機の操縦者の技能、または、前記無人航空機の機体性能に基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の空域管理システム。
  3. 　前記空域レベルは、建物の密集度、人口の密集度、動植物の生息の有無、地形、前記無人航空機の混雑度、または、天候に基づいて算出されることを特徴とする請求項１または２に記載の空域管理システム。
  4. 　さらに、前記無人航空機が飛行可能な前記空域を表す飛行可能空域情報を生成する飛行可能空域情報生成手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空域管理システム。
  5. 　さらに、前記無人航空機が飛行を開始する位置である出発位置と終了する位置である到着位置を表す発着位置情報と、前記無人航空機が飛行を開始する時刻である出発時刻と終了する時刻である到着時刻を表す発着時刻情報と、を含む飛行申請を取得する申請取得手段と、
    　前記飛行申請に基づいて飛行経路を生成する飛行経路生成手段と、
    　を有し、
    　前記判定手段は、さらに、前記飛行申請に基づいて、前記出発時刻から前記到着時刻にかけて、前記出発位置と前記到着位置とを結ぶ前記飛行経路が生成できるか否か判定し、
    　前記飛行経路生成手段は、前記飛行経路が生成できる場合に前記飛行経路を生成する、
    　ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空域管理システム。
  6. 　前記判定手段は、前記飛行申請が取得された時刻が前記出発時刻より所定の時間以上早い場合に、前記飛行申請と前記出発時刻に更新された前記飛行可能空域情報とに基づいて、前記飛行経路が生成できるか否かを前記出発時刻に再度判定し、
    　前記飛行経路生成手段は、前記飛行経路が前記出発時刻に生成できないと判定された場合に、前記飛行申請を取得した時に生成された前記飛行経路を削除し、該飛行経路と異なる代替飛行経路を生成する、
    　ことを特徴とする請求項５に記載の空域管理システム。
  7. 　さらに、前記飛行経路生成手段により生成された前記飛行経路に基づいて、前記無人航空機の飛行を制御する無人航空機制御手段を有することを特徴とする請求項５または６に記載の空域管理システム。
  8. 　前記判定手段は、前記空域ごとに、前記権限レベルが前記空域レベルよりも所定の値以上大きい場合に、当該空域が飛行可能な空域であると判定することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の空域管理システム。
  9. 　前記空域レベルは、前記飛行申請が取得された時刻から前記出発時刻にかけて、単位時間ごとに積算または平均して算出された値であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の空域管理システム。
  10. 　さらに、前記無人航空機が飛行を開始する位置である出発位置と終了する位置である到着位置を表す発着位置情報と、前記無人航空機が飛行を開始する時刻である出発時刻と終了する時刻である到着時刻を表す発着時刻情報と、を含む飛行申請を取得する申請取得手段と、
    　前記飛行申請に基づいて飛行経路を生成するとともに、前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、前記無人航空機に許容される前記飛行経路の幅を設定する飛行経路生成手段と、を有し、
    　前記混雑度は、前記空域ごとに、前記幅を有する前記飛行経路と重複する数に応じて設定される、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の空域管理システム。
  11. 　無人航空機ごとに、該無人航空機の運用の権限レベルを取得する権限レベル取得ステップと、
    　一定の範囲を占める空域ごとに、該空域における前記権限レベルの許容される範囲を示す空域レベルを取得する空域レベル取得ステップと、
    　前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、所与の空域において前記無人航空機が飛行可能か判定する判定ステップと、
    　を含むことを特徴とする空域管理方法。
  12. 　無人航空機ごとに、該無人航空機の運用の権限レベルを取得する権限レベル取得手段、
    　一定の範囲を占める空域ごとに、該空域における前記権限レベルの許容される範囲を示す空域レベルを取得する空域レベル取得手段、及び、
    　前記権限レベル及び前記空域レベルに基づいて、所与の空域において前記無人航空機が飛行可能か判定する判定手段、
    　としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
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