WO2020230370A1 - 制御装置、プログラム及び制御方法 - Google Patents

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WO2020230370A1
WO2020230370A1 PCT/JP2020/002459 JP2020002459W WO2020230370A1 WO 2020230370 A1 WO2020230370 A1 WO 2020230370A1 JP 2020002459 W JP2020002459 W JP 2020002459W WO 2020230370 A1 WO2020230370 A1 WO 2020230370A1
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aircraft
data
airspace
setting
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PCT/JP2020/002459
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香緒莉 新畑
鷹見 忠雄
石井 孝治
寛 河上
雄一朗 瀬川
康裕 北村
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株式会社Nttドコモ
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    • H04W88/06Terminal devices adapted for operation in multiple networks or having at least two operational modes, e.g. multi-mode terminals

Definitions

  • the present invention relates to communication technology in an air vehicle.
  • Unmanned aerial vehicles called drones are becoming widespread.
  • a master unit is selected from a plurality of terminal devices based on information such as reception quality and remaining power, and the terminal device serving as the master unit collects data from other terminal devices.
  • a mechanism for aggregating the collected data and transmitting it to a relay station is disclosed.
  • the terminal device is not mounted on an air vehicle flying in the air, but is only used on the ground.
  • an object of the present invention is to appropriately control the operation mode of each of a plurality of flying objects when one of the flying objects aggregates and transmits data from the other flying objects. ..
  • the present invention provides an operation mode of an air vehicle including a first wireless communication unit that performs wireless communication via a communication network and a second wireless communication unit that performs wireless communication without the communication network.
  • the first radio communication unit transmits the data generated in the own air vehicle and the data received from another air vehicle by the second radio communication unit to the processing device that processes the data.
  • a setting unit that sets the operation mode and the second operation mode in which the data generated in the own vehicle is transmitted to another aircraft operating in the first operation mode by the second radio communication unit.
  • an attribute acquisition unit for acquiring the attributes of each airspace, and the setting unit can be used for the attributes of the airspace in which the plurality of airspaces fly, among a plurality of setting methods for setting the operation mode of the airspace.
  • a control device characterized in that the operation mode of each of the plurality of flying objects is set by using the corresponding setting method.
  • the attribute of the airspace may be an attribute determined according to the importance of the process of transmitting the data from the flying object to the processing device.
  • the attribute of the airspace may be an attribute determined according to the degree of decentralization when the processing related to communication is distributed processing by a plurality of air vehicles.
  • the attribute includes a first attribute and a second attribute, and it is important to transmit the data to the processing device in the airspace of the first attribute as compared with the airspace of the second attribute. Moreover, when the degree of decentralization of processing among a plurality of flying objects is small, the setting unit transfers the data to the processing device earlier in the airspace of the first attribute than in the airspace of the second attribute.
  • the operation mode of the flying object is set based on the setting method for transmission, and in the airspace of the second attribute, the processing is distributed among a plurality of flying objects as compared with the airspace of the first attribute.
  • the operation mode of the flying object may be set based on the setting method for increasing the degree of operation.
  • the plurality of setting methods do not change the operation mode of the air vehicle, regardless of whether or not the air vehicle operating in the first operation mode is suitable for operating in the first operation mode.
  • the first operation mode is within a predetermined period of time.
  • the first air vehicle operating in the operation mode is not suitable for operating in the first operation mode, and the second air vehicle is not suitable for operating in the first operation mode.
  • at least two of the third setting method that does not change the operation mode of the first flying object may be included.
  • the airspace may include spatially different airspaces, or spatially identical but temporally different airspaces.
  • the computer has an attribute acquisition unit that acquires the attributes of each airspace, a first wireless communication unit that performs wireless communication via a communication network, and a second radio that performs wireless communication without the communication network.
  • the operation mode of the air vehicle provided with the communication unit, the data generated in the own air vehicle and the data received from another air vehicle by the second radio communication unit are transmitted to the processing device for processing the data.
  • 1 Setting unit set to either the first operation mode transmitted by the wireless communication unit or the second operation mode in which the data generated in the own vehicle is transmitted to another aircraft by the second wireless communication unit.
  • the operation of each of the plurality of air vehicles is performed by using the setting method according to the attribute of the airspace in which the air vehicle flies.
  • a program for functioning as a setting unit for setting a mode is provided.
  • the present invention uses the first step of acquiring the attributes of each airspace and the setting method of each operation mode of the plurality of flying objects according to the attributes of the airspace in which the plurality of flying objects fly.
  • Each of the plurality of flying objects has a step of setting to either an operation mode or a second operation mode
  • each of the plurality of aircraft has a first wireless communication unit that performs wireless communication via a communication network and an operation network via the communication network. It is provided with a second wireless communication unit that performs wireless communication without using the second wireless communication unit, and in the first operation mode, data generated in the own aircraft and data received from another aircraft by the second wireless communication unit are obtained.
  • the second operation mode is the operation mode in which the data generated in the own aircraft is transmitted by the second radio communication unit.
  • a control method characterized in that it is an operation mode of transmitting to another flying object operating in the first operation mode.
  • the operation mode of each flying object can be appropriately controlled.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the flight control system 1.
  • the flight control system 1 is communicably connected to, for example, an unmanned aerial vehicle 10a, 10b, 10c called a drone, and a server device 20 as a processing device for processing data acquired from the flight objects 10a, 10b, 10c.
  • the communication network 2 is provided.
  • the communication network 2 is, for example, a wireless communication network such as LTE (Long Term Evolution).
  • LTE Long Term Evolution
  • the flight body 10 may be a flight body that flies (so-called manual flight) in response to the operation of the control terminal by a pilot (not shown), or autonomously flies under the control of a flight management device (not shown). It may be an air vehicle (so-called automatic flight), or an air vehicle that combines these manual flight and automatic flight.
  • flying object 10 refers to each flying object 10.
  • flying objects 10a, 10b, 10c fly in a group while maintaining a distance within the threshold value.
  • one of the plurality of flying objects 10 aggregates the data from the other flying objects 10 and transmits the data to the server device 20.
  • the server device 20 processes the data received from the aircraft 10.
  • FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration of the flying object 10.
  • the flying object 10 physically includes a processor 1001, a memory 1002, a storage 1003, a first wireless communication device 1004, a second wireless communication device 1005, an input device 1006, an output device 1007, a flight device 1008, a positioning device 1009, and the like. It is configured as a computer device including a bus for connecting the above and a battery (not shown). Each of these devices is operated by electric power supplied from a battery (not shown). In the following description, the word "device” can be read as a circuit, device, unit, or the like.
  • the hardware configuration of the aircraft body 10 may be configured to include one or more of the devices shown in the figure, or may be configured not to include some of the devices.
  • the processor 1001 For each function in the aircraft 10, the processor 1001 performs calculations by loading predetermined software (program) on hardware such as the processor 1001 and the memory 1002, and controls communication by the communication device 1004, or the memory 1002. And by controlling at least one of reading and writing of data in the storage 1003.
  • predetermined software program
  • the processor 1001 operates, for example, an operating system to control the entire computer.
  • the processor 1001 may be configured by a central processing unit (CPU: Central Processing Unit) including an interface with a peripheral device, a control device, an arithmetic unit, a register, and the like. Further, for example, a baseband signal processing unit, a call processing unit, and the like may be realized by the processor 1001.
  • CPU Central Processing Unit
  • a baseband signal processing unit, a call processing unit, and the like may be realized by the processor 1001.
  • the processor 1001 reads a program (program code), software module, data, etc. from at least one of the storage 1003 and the communication device 1004 into the memory 1002, and executes various processes according to these.
  • a program program that causes a computer to execute at least a part of the operations described later is used.
  • the functional block of the aircraft body 10 may be realized by a control program stored in the memory 1002 and operating in the processor 1001.
  • Various processes may be executed by one processor 1001, but may be executed simultaneously or sequentially by two or more processors 1001.
  • Processor 1001 may be implemented by one or more chips.
  • the program may be transmitted from the communication network 2 to the aircraft 10 via a telecommunication line.
  • the memory 1002 is a computer-readable recording medium, and is composed of at least one such as a ROM (Read Only Memory), an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and a RAM (Random Access Memory). May be done.
  • the memory 1002 may be referred to as a register, a cache, a main memory (main storage device), or the like.
  • the memory 1002 can store a program (program code), a software module, or the like that can be executed to carry out the method according to the present embodiment.
  • the storage 1003 is a computer-readable recording medium, for example, an optical disk such as a CD-ROM (Compact Disc ROM), a hard disk drive, a flexible disk, a magneto-optical disk (for example, a compact disk, a digital versatile disk, a Blu-ray). It may consist of at least one (registered trademark) disk), smart card, flash memory (eg, card, stick, key drive), floppy (registered trademark) disk, magnetic strip, and the like.
  • the storage 1003 may be referred to as an auxiliary storage device.
  • the storage 1003 stores information related to the attributes of the flying object 10, such as identification information of the flying object 10, model information, and flight schedule identification information.
  • the first wireless communication device 1004 is hardware (transmission / reception device) for communicating with a remote location via the communication network 2, and includes, for example, an LTE-compliant antenna and a communication module.
  • the first wireless communication device 1004 is mainly used for the flying object 10 to communicate with the server device 20.
  • the second wireless communication device 1005 is hardware (transmission / reception device) for performing wireless communication over a relatively short distance without going through the communication network 2, and is, for example, a wireless LAN (Local Area Network) or Bluetooth (registered trademark). Includes compliant antennas and communication modules.
  • the second radio communication device 1005 is mainly used for the flying object 10 to communicate with another flying object 10.
  • the input device 1006 is an input device (for example, a key, a microphone, a switch, a button, a sensor, a camera, etc.) that receives an input from the outside. For example, when the input device 1006 is a camera, the input device 1006 generates imaging data indicating the captured image. Further, for example, when the input device 1006 is a sensor, the input device 1006 generates sensing data indicating the sensing result.
  • the output device 1007 is an output device (for example, a display, a speaker, an LED lamp, etc.) that outputs to the outside.
  • the flight device 1008 is a mechanism for flying the flying object 10 in the air, and includes, for example, a propeller, a motor for driving the propeller, and a drive mechanism. Further, the flight device 1008 includes, for example, a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the motor, a sensor that detects a value related to some input / output such as current / voltage (for example, a battery power remaining amount sensor), a gyro sensor, and an acceleration sensor. Includes sensor groups such as pressure (altitude) sensors, magnetic (orientation) sensors, and ultrasonic sensors. The flight direction and flight speed of the flying object 10 are specified by the detection results of these sensors.
  • the positioning device 1009 measures the three-dimensional position of the flying object 10.
  • the positioning device 1009 is, for example, a GPS (Global Positioning System) receiver, and measures the position of the flying object 10 based on GPS signals received from a plurality of satellites. The position of the flying object 10 is specified by the positioning result of this positioning device.
  • GPS Global Positioning System
  • Each device such as the processor 1001 and the memory 1002 is connected by a bus for communicating information.
  • the bus may be configured by using a single bus, or may be configured by using a different bus for each device.
  • the aircraft body 10 includes hardware such as a microprocessor, a digital signal processor (DSP: Digital Signal Processor), an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), a PLD (Programmable Logic Device), and an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • DSP Digital Signal Processor
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • the hardware may realize a part or all of each functional block.
  • processor 1001 may be implemented using at least one of these hardware.
  • FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the server device 20.
  • the server device 20 is physically configured as a computer device including a processor 2001, a memory 2002, a storage 2003, a communication device 2004, an input device 2005, an output device 2006, a bus connecting them, and the like.
  • the processor 2001 performs an operation by loading predetermined software (program) on hardware such as the processor 2001 and the memory 2002, and controls the communication by the communication device 2004, or the memory 2002. And by controlling at least one of reading and writing of data in the storage 2003.
  • predetermined software program
  • the processor 2001, the memory 2002, the storage 2003, the input device 2005, the output device 2006, and the bus connecting them are the processor 1001, the memory 1002, the storage 1003, the input device 1006, the output device 1007, and the bus connecting them. Since the hardware is the same as that of the bus to be used, the description thereof will be omitted.
  • the communication device 1004 is hardware (transmission / reception device) for performing communication via the communication network 2, and is also referred to as, for example, a communication network device, a communication network controller, a communication network card, a communication module, or the like.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the functional configuration of the flight control system 1.
  • the first wireless communication unit 11b is a function realized by the first wireless communication device 1004 of FIG. 2, and performs wireless communication via the communication network 2.
  • the second wireless communication unit 12b is a function realized by the second wireless communication device 1005 of FIG. 2, and performs wireless communication without going through the communication network 2.
  • the first wireless communication units 11a and 11c perform wireless communication via the communication network 2
  • the second wireless communication units 12a and 12c perform wireless communication without the communication network 2.
  • the term "first radio communication unit 11" or “second radio communication unit 12" refers to the first radio communication unit or the second radio communication unit as a configuration common to all the flying objects 10.
  • the flying object 10b aggregates the data from the other flying objects 10a and 10c and transmits the data to the server device 20 is illustrated.
  • the first operation mode (hereinafter referred to as the master unit mode) is received by the second radio communication unit 12 from the data generated in the own aircraft 10 and the other aircraft 10 (the aircraft 10 operating in the slave mode).
  • the second operation mode hereinafter referred to as the slave unit mode
  • the data generated in the own aircraft 10 is transmitted to the other aircraft 10 (the aircraft 10 operating in the master mode) by the second radio communication unit 12. Operation mode to operate.
  • the flying object 10b is operating in the master unit mode
  • the flying objects 10a and 10c are operating in the slave unit mode.
  • an air vehicle operating in the master unit mode is referred to as a master unit
  • an air vehicle operating in the slave unit mode is referred to as a slave unit.
  • a plurality of slave units communicate with one master unit by the second wireless communication unit 12. Also, setting a certain flying object from the master unit mode to the slave unit mode and at the same time setting another aircraft from the slave unit mode to the master unit mode is called switching of the master unit.
  • the criteria for setting the master unit mode / slave unit mode are as follows.
  • the first aircraft 10 is a child before the switching.
  • Data to be received from the aircraft 10 and transmitted to the server device 20 is temporarily buffered in the memory 1002 for a predetermined period, and the communication quality is restored in the first aircraft 10 before the predetermined period elapses. Then, the buffered data may be transmitted to the server device 20.
  • the above-mentioned predetermined period elapses, or when the amount of buffered data exceeds a predetermined ratio with respect to the bufferable storage capacity the first aircraft 10 to the second aircraft 10 are parented. Switch machines.
  • the data to be transmitted to the server device 20 before the switching is performed.
  • only specific data may be transmitted from the first aircraft body 10.
  • the remaining untransmitted data is transmitted from the first flying object 10 to the server device 20 after the communication quality is restored in the first flying object 10.
  • the specific data for example, it is conceivable that the data corresponds to important frame information based on the frame information (I / P / B frame) in the moving image coding technology such as MPEG.
  • the master unit is switched from the first aircraft body 10 to the second aircraft body 10.
  • the first aircraft 10 is a server from another aircraft 10 (including the second aircraft 10) before the master unit is switched from the first aircraft 10 to the second aircraft 10.
  • the first flight body 10 makes a second flight.
  • the second flying object 10 transmits the data received from the first flying object to the server device 20.
  • the second flying object 10 transmits the data collected from the other flying objects 10 (including the first flying object 10) to the server device 20 after switching the master unit. By doing so, the data to be transmitted to the server device 20 is not lost before and after the switching of the master unit.
  • the flying object 10 having the maximum remaining electric power of the battery of each of the flying objects 10 or the threshold value or more is set as the master unit. Even if the slave unit transmits data to the master unit, the slave unit can reach the server device 20 without losing the data transmitted from the slave unit when the master unit is switched. The data is retained for a certain period of time, and when a new master unit is set, the retained data is retransmitted to the new master unit.
  • the data acquisition unit 21 acquires the data transmitted from the first wireless communication unit 11b of the aircraft 10b.
  • This data includes, for example, identification information of the flying object 10b, information indicating the flight state such as the position (including latitude, longitude and altitude) of the flying object 10b, flight direction, and flight speed, and data generated in the flying object 10b. (The above-mentioned imaging data and sensing data), information indicating the communication quality of the first wireless communication unit 11b in the flying object 10b, the remaining power of the battery, and information acquired by the flying object 10b from the other flying objects 10a and 10c. Including.
  • the information acquired by the flying object 10b from the other flying objects 10a and 10c is, for example, the identification information of the flying objects 10a and 10c, the position (including latitude, longitude and altitude) of the flying objects 10a and 10c, the flight direction, and the flight speed.
  • Information indicating the flight status such as, data generated in the flying objects 10a and 10c (the above-mentioned imaging data and sensing data), communication quality of the first wireless communication units 11a and 11c in the flying objects 10a and 10c, and battery. Contains information that indicates the amount of power remaining.
  • the attribute acquisition unit 22 acquires the attributes of each airspace.
  • the airspace referred to here is a space in which the entire space to be flown by the flying object 10 is divided by a predetermined rule.
  • the airspace includes spatially different airspaces or spatially identical but temporally different airspaces.
  • three attributes called “steady state”, “quasi-monitoring”, and “monitoring” are used as the attributes of the airspace.
  • these attributes of "steady”, “quasi-monitoring”, and “monitoring” will be described.
  • the master unit is temporarily as described above. Buffer the data and do not switch the master unit. That is, the method of setting the master unit mode / slave unit mode in the steady airspace is that the aircraft body 10 operating in the master unit mode is suitable for operating in the master unit mode. This is the first setting method of not changing the operation mode of.
  • data transmission from the master unit to the server device 20 is prioritized over stable operation of the entire system. For this reason, in the quasi-monitoring airspace, if the communication quality of the master unit deteriorates and it becomes necessary to switch the master unit (that is, a situation that is not suitable for operating in the master unit mode), the communication quality first deteriorates. It is determined whether or not to recover, and as a result of the judgment, if there is a possibility of recovery before a certain period of time elapses, temporary data buffering as described above is performed. On the other hand, if there is no prospect of recovery before a certain period of time has passed, the master unit will be switched to another aircraft with good communication quality.
  • a map covering the estimated communication quality of each airspace is held in advance, and the map and the moving direction of the flying objects 10 as a group are used to estimate the communication quality of each flying object 10 in the future. This is achieved by estimating the communication quality at the location.
  • the aircraft body 10 is determined before changing the operation mode of the aircraft body 10 operating in the master unit mode to the slave unit mode.
  • This is the second setting method in which it is determined whether or not it is suitable for operating in the master unit mode within the period, and the operation mode of the aircraft 10 is set according to the determination result.
  • (C) Monitoring airspace In this airspace, data transmission from the master unit to the server device 20 has the highest priority. Therefore, in the monitoring airspace, if the communication quality of the master unit deteriorates and it becomes necessary to switch the master unit, the master unit immediately from the viewpoint of communication quality without performing the buffering as described above. An air vehicle suitable for operating in the mode is set as the master unit. If there is no aircraft that satisfies the communication quality that can be the master unit, the master unit performs a process of transmitting only specific data among the data to be transmitted to the server device 20.
  • the method of setting the master unit mode / slave unit mode in the surveillance airspace is when the first aircraft body 10 operating in the master unit mode among the plurality of aircraft bodies 10 is not suitable for operating in the master unit mode.
  • the attributes of the airspace include attributes (referred to as the first attribute) determined according to the importance of the process of transmitting data from the aircraft 10 to the server device 20, and processes related to communication among the plurality of aircraft 10.
  • the setting unit 23 sets the operation mode of the aircraft to either the master unit mode or the slave unit mode described above.
  • the setting unit 23 uses a setting method according to the attribute of the airspace in which the plurality of flying objects fly, among the plurality of setting methods for setting the operation mode of the flying objects, and each of the plurality of flying objects. Set the operation mode.
  • the processing unit 24 performs some processing using the data (imaging data and sensing data) generated in the flying object 10 and acquired by the data acquisition unit 21. This process includes data storage, processing, editing, analysis, output and the like.
  • the server device 20 is described as the main body of the process, specifically, the processor 2001 is described by loading the predetermined software (program) on the hardware such as the processor 2001 and the memory 2002. Means that the process is executed by performing the calculation and controlling the communication by the communication device 2004 and the reading and / or writing of the data in the memory 2002 and the storage 2003. The same applies to the flying object 10.
  • the flying object 10 to be the master unit is initially determined in advance, and the master unit determines the identification information of the slave unit, the position of the slave unit (including latitude, longitude and altitude), flight direction, and flight.
  • Information indicating the flight status such as speed, data generated by the slave unit (imaging data and sensing data described above), communication quality of the first wireless communication unit 11 in the slave unit, and information indicating the remaining power of the battery are displayed.
  • the master unit is generated in the own aircraft, such as identification information of the own aircraft, information indicating the flight state such as the position (including latitude, longitude and altitude) of the own aircraft, flight direction, and flight speed.
  • the information acquired from the slave unit is used in the first wireless communication unit. It is transmitted from 11 to the server device 20.
  • the data acquisition unit 21 of the server device 20 acquires the data transmitted from the first wireless communication unit 11 of the aircraft body 10 which is the master unit (step S11).
  • the attribute acquisition unit 22 makes these flights from a database or the like associated with the positions and attributes of the airspace based on each position of the plurality of flying objects 10 included in the data acquired by the data acquisition unit 21. Acquire the attribute of the airspace in which the body 10 flies (step S12).
  • the setting unit 23 determines the setting method according to the acquired airspace attribute among the plurality of setting methods for setting the operation mode of the flying object (step S13).
  • the relationship between the airspace attributes and the setting method at this time is as described above.
  • the setting unit 23 sets the operation mode for each of the plurality of flying objects 10 based on the determined setting method (step S14). That is, the setting unit 23 notifies the flying object 10 that has transmitted the data in step S11 of the identification information of the flying object 10 that is the master unit and the identification information of the flying object 10 that is the slave unit. Upon receiving this notification, the aircraft 10 notifies the aircraft 10 with the identification information designated as the master unit that it operates in the master unit mode, and notifies the aircraft 10 with the identification information designated as the slave unit. Notifies that it operates as a slave unit mode. If there is no switching of the master unit, the aircraft 10 that has received the above notification operates in the master unit mode as it is.
  • the above processing is executed periodically or at the timing when there is a request from the aircraft 10 or the timing when there is a request from the server device 20.
  • the processing unit 24 of the server device 20 performs processing using the data (imaging data and sensing data) generated in the flying object 10 and acquired by the data acquisition unit 21.
  • the operation mode of each flying object 10 is set to the airspace. It becomes possible to control appropriately according to the attribute.
  • the control device that controls the switching of the master unit may be mounted on the server device 20 as illustrated in the embodiment, or may be mounted on each flying object 10.
  • the flying object 10 operating in the master unit mode performs switching control by the control device.
  • the functions of the control device according to the present invention may be distributed and provided by a plurality of devices.
  • the second aircraft 10 Before the master unit is switched from the first aircraft 10 to the second aircraft 10, the second aircraft 10 is transferred from the other aircraft 10 (including the first aircraft 10) to the server device 20.
  • the second aircraft 10 changes to the other aircraft 10 (the first aircraft 10).
  • the data collected from (including) may be transmitted to the server device 20.
  • the second aircraft 10 is a master unit from the first aircraft 10 to the second aircraft 10 from the time when it starts collecting data from the other aircraft 10 (including the first aircraft). Until is switched, it operates in the third operation mode (referred to as the data reception mode before switching).
  • the setting unit 23 instructs each flying object 10 to set the first flying object 10 operating in the master unit mode to the slave unit mode by a certain period of time.
  • Pre-switching data reception for receiving data from the other aircraft 10 by the second radio communication unit 12 at least one of the second aircraft 10 operating in the slave mode at the time point. Set to mode.
  • the setting unit 23 sets the first flying object 10 operating in the master unit mode as the slave unit.
  • the second aircraft 10 operating in the data reception mode before switching is set to the master unit mode.
  • the aircraft body 10 is set to the pre-switching data buffer mode that temporarily stores the data generated by the own aircraft 10, and then the first aircraft 10 operating in the master mode is set to the slave mode. At the same time, one or more of the first or more second aircraft 10s operating in the pre-switching data buffer mode are set to the master unit mode, and the other second flying object operating in the pre-switching data buffer mode is set. Set the aircraft body 10 to the slave unit mode.
  • each functional block is realized by any combination of at least one of hardware and software.
  • the method of realizing each functional block is not particularly limited. That is, each functional block may be realized by using one device that is physically or logically connected, or directly or indirectly (for example, by two or more devices that are physically or logically separated). , Wired, wireless, etc.) and may be realized using these plurality of devices.
  • the functional block may be realized by combining the software with the one device or the plurality of devices.
  • Functions include judgment, decision, judgment, calculation, calculation, processing, derivation, investigation, search, confirmation, reception, transmission, output, access, solution, selection, selection, establishment, comparison, assumption, expectation, and assumption.
  • broadcasting notifying, communicating, forwarding, configuring, reconfiguring, allocating, mapping, assigning, etc., but only these.
  • a functional block that functions transmission is called a transmission control unit (transmitting unit) or a transmitter (transmitter).
  • the method of realizing each of them is not particularly limited.
  • the server device or the like in the embodiment of the present disclosure may function as a computer that performs the processing of the present disclosure.
  • Each aspect / embodiment described in the present disclosure includes LTE (Long Term Evolution), LTE-A (LTE-Advanced), SUPER 3G, IMT-Advanced, 4G (4th generation mobile communication system), and 5G (5th generation mobile communication system). ), FRA (FutureRadioAccess), NR (newRadio), W-CDMA (registered trademark), GSM (registered trademark), CDMA2000, UMB (UltraMobileBroadband), IEEE 802.11 (Wi-Fi (registered trademark)) ), LTE 802.16 (WiMAX®), IEEE 802.20, UWB (Ultra-WideBand), Bluetooth®, and other systems that utilize appropriate systems and extensions based on them. It may be applied to at least one of the generation systems. Further, a plurality of systems may be applied in combination (for example, a combination of at least one of LTE and LTE-A and 5G).
  • the input / output information and the like may be saved in a specific location (for example, memory), or may be managed using a management table. Input / output information and the like can be overwritten, updated, or added. The output information and the like may be deleted. The input information or the like may be transmitted to another device.
  • the determination may be made by a value represented by 1 bit (0 or 1), by a boolean value (Boolean: true or false), or by comparing numerical values (for example, a predetermined value). It may be done by comparison with the value).
  • the embodiments / modifications described in the present disclosure may be used alone, in combination, or switched with execution. Further, the notification of predetermined information (for example, the notification of "being X") is not limited to the explicit one, but is performed implicitly (for example, the notification of the predetermined information is not performed). May be good.
  • the present disclosure has been described in detail above, it is clear to those skilled in the art that the present disclosure is not limited to the embodiments described in the present disclosure. The present disclosure may be implemented as an amendment or modification without departing from the purpose and scope of the present disclosure, which is determined by the description of the scope of claims. Therefore, the description of this disclosure is for purposes of illustration only and does not have any restrictive meaning to this disclosure.
  • Software is an instruction, instruction set, code, code segment, program code, program, subprogram, software module, whether called software, firmware, middleware, microcode, hardware description language, or another name.
  • Applications, software applications, software packages, routines, subroutines, objects, executable files, execution threads, procedures, functions, etc. should be broadly interpreted to mean.
  • software, instructions, information and the like may be transmitted and received via a transmission medium.
  • a transmission medium For example, a website that uses at least one of wired technology (coaxial cable, fiber optic cable, twist pair, digital subscriber line (DSL), etc.) and wireless technology (infrared, microwave, etc.) When transmitted from a server, or other remote source, at least one of these wired and wireless technologies is included within the definition of transmission medium.
  • the information, signals, etc. described in the present disclosure may be represented using any of a variety of different techniques.
  • data, instructions, commands, information, signals, bits, symbols, chips, etc. may be voltage, current, electromagnetic waves, magnetic fields or magnetic particles, light fields or photons, or any of these. It may be represented by a combination of.
  • the terms described in the present disclosure and the terms necessary for understanding the present disclosure may be replaced with terms having the same or similar meanings.
  • information, parameters, etc. described in the present disclosure may be expressed using absolute values, relative values from predetermined values, or using other corresponding information. It may be represented.
  • references to elements using designations such as “first”, “second”, etc. as used in this disclosure does not generally limit the quantity or order of those elements. These designations can be used in the present disclosure as a convenient way to distinguish between two or more elements. Thus, references to the first and second elements do not mean that only two elements can be adopted, or that the first element must somehow precede the second element.
  • each of the above devices may be replaced with a "means”, a “circuit”, a “device”, or the like.
  • the term "A and B are different” may mean “A and B are different from each other”.
  • the term may mean that "A and B are different from C”.
  • Terms such as “separate” and “combined” may be interpreted in the same way as “different”.
  • Flight control system 10,10a, 10b, 10c: Aircraft, 11,11a, 11b, 11c: First radio communication unit, 12,12a, 12b, 12c: Second radio communication unit, 1001: Processor, 1002 : Memory, 1003: Storage, 1004: First wireless communication device, 1005: Second wireless communication device, 1006: Input device, 1007: Output device, 1008: Flight device, 1009: Positioning device, 20: Server device, 21: Data acquisition unit, 22: Attribute acquisition unit, 23: Setting unit, 24: Processing unit, 2001: Processor, 2002: Memory, 2003: Storage, 2004: Communication device, 2005: Input device, 2006: Output device.

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Abstract

設定部23は、飛行体10の動作モードを、自飛行体において生成されたデータ及び他の飛行体から受信したデータを、当該データを処理する処理装置に対して送信する第1の動作モードと、自飛行体において生成されたデータを他の飛行体に送信する第2の動作モードのいずれかに設定する。このとき、設定部23は、飛行体10の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、複数の飛行体10が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、これら飛行体10の各々の動作モードの設定を行う。空域の属性は、飛行体10からデータをサーバ装置20に送信する処理に関する重要度に応じて決められた属性や、複数の飛行体10で処理を分散化する程度に応じて決められた属性を含む。

Description

制御装置、プログラム及び制御方法
 本発明は、飛行体における通信技術に関する。
 ドローンと呼ばれる無人飛行体が普及しつつある。この飛行体が複数で集団飛行を行うような場合、複数の飛行体のいずれかが親機となって、他の飛行体からのデータを集約して地上に送信するというケースが想定される。この種の技術として、例えば特許文献1には、受信品質や電力残量等の情報に基づいて複数の端末装置から親機が選択され、親機となった端末装置が他の端末装置から収集したデータを集約して中継局へ送信する仕組みが開示されている。
特開2014-204194号公報
 特許文献1に記載された仕組みにおいて、端末装置は、空中を飛行する飛行体に搭載されたものではなく、地上において利用されるものに過ぎない。
 そこで、本発明は、複数の飛行体のうちいずれかの飛行体が他の飛行体からのデータを集約して送信する場合に、各飛行体の動作モードを適切に制御することを目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明は、通信網を介して無線通信を行う第1無線通信部及び前記通信網を介さずに無線通信を行う第2無線通信部を備えた飛行体の動作モードを、自飛行体において生成されたデータ及び前記第2無線通信部によって他の飛行体から受信したデータを、当該データを処理する処理装置に対して前記第1無線通信部によって送信する第1の動作モードと、自飛行体において生成されたデータを前記第2無線通信部によって、前記第1の動作モードで動作する他の飛行体に送信する第2の動作モードのいずれかに設定する設定部と、各空域の属性を取得する属性取得部とを備え、前記設定部は、前記飛行体の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、複数の前記飛行体が飛行する空域の前記属性に応じた設定方法を用いて、当該複数の飛行体の各々の動作モードの設定を行うことを特徴とする制御装置を提供する。
 前記空域の属性は、前記飛行体から前記処理装置に前記データを送信する処理の重要度に応じて決められた属性であってもよい。
 前記空域の属性は、通信に関する処理を複数の飛行体で分散処理するときの分散化の程度に応じて決められた属性であってもよい。
 前記属性は、第1の属性及び第2の属性を含み、前記第1の属性の空域においては、前記第2の属性の空域に比べて、前記データを前記処理装置に送信することが重要で且つ複数の飛行体で処理を分散化する程度が小さい場合に、前記設定部は、前記第1の属性の空域においては、前記第2の属性の空域に比べて前記データを早く前記処理装置に送信するための設定方法に基づいて、前記飛行体の動作モードの設定を行い、前記第2の属性の空域においては、前記第1の属性の空域に比べて複数の飛行体で処理を分散化する程度を大きくするための設定方法に基づいて、前記飛行体の動作モードの設定を行うようにしてもよい。
 前記複数の設定方法は、前記第1の動作モードで動作している飛行体が当該第1の動作モードで動作することに適しているか否かに関わらず、当該飛行体の動作モードを変更しない第1の設定方法と、前記第1の動作モードで動作している飛行体の動作モードを前記第2の動作モードに変更する前に、当該飛行体が所定期間内に当該第1の動作モードで動作することに適することになるか否かを推測し、当該推測の結果に応じて当該飛行体の動作モードを設定する第2の設定方法と、前記複数の飛行体のうち前記第1の動作モードで動作している第1の飛行体が当該第1の動作モードで動作することに適さない場合であって、第2の飛行体が前記第1の動作モードで動作することに適さないときは、前記第1の飛行体の動作モードを変更しない第3の設定方法とのうち少なくともいずれか2つを含むようにしてもよい。
 前記空域は、空間的に異なる空域、又は、空間的に同一であって時間的に異なる空域を含んでもよい。
 また、本発明は、コンピュータを、各空域の属性を取得する属性取得部と、通信網を介して無線通信を行う第1無線通信部及び前記通信網を介さずに無線通信を行う第2無線通信部を備えた飛行体の動作モードを、自飛行体において生成されたデータ及び前記第2無線通信部によって他の飛行体から受信したデータを、当該データを処理する処理装置に対して前記第1無線通信部によって送信する第1の動作モードと、自飛行体において生成されたデータを前記第2無線通信部によって他の飛行体に送信する第2の動作モードのいずれかに設定する設定部であって、前記飛行体の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、複数の前記飛行体が飛行する空域の前記属性に応じた設定方法を用いて、当該複数の飛行体の各々の動作モードの設定を行う設定部として機能させるためのプログラムを提供する。
 また、本発明は、各空域の属性を取得するステップと、複数の飛行体の各々の動作モードを、前記複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、第1の動作モードと第2の動作モードのいずれかに設定するステップとを有し、前記複数の飛行体の各々は、通信網を介して無線通信を行う第1無線通信部と、前記通信網を介さずに無線通信を行う第2無線通信部とを備え、前記第1の動作モードは、自飛行体において生成されたデータと前記第2無線通信部によって他の飛行体から受信したデータとを、当該データを処理する処理装置に対して前記第1無線通信部によって送信する動作モードであり、前記第2の動作モードは、自飛行体において生成されたデータを前記第2無線通信部によって、前記第1の動作モードで動作する他の飛行体に送信する動作モードであることを特徴とする制御方法を提供する。
 本発明によれば、複数の飛行体のうちいずれかの飛行体が他の飛行体からのデータを集約して送信する場合に、各飛行体の動作モードを適切に制御することができる。
飛行制御システム1の構成の一例を示す図である。 飛行体10のハードウェア構成を示す図である。 サーバ装置20のハードウェア構成を示す図である。 飛行制御システム1の機能構成の一例を示す図である。 サーバ装置20の動作の一例を示すフローチャートである。
[構成]
 図1は、飛行制御システム1の構成の一例を示す図である。飛行制御システム1は、例えばドローンと呼ばれる無人の飛行体10a,10b,10cと、飛行体10a,10b,10cから取得したデータを処理する処理装置としてのサーバ装置20と、これらを通信可能に接続する通信網2とを備える。通信網2は、例えばLTE(Long Term Evolution)等の無線通信網である。飛行体10は複数機存在している。図1では、3機の飛行体10a,10b,10cを図示しているが、これ未満での数であってもよいし、これ以上の数であってもよい。飛行体10は、図示せぬ操縦者による操縦端末の操作に応じて飛行(いわゆる手動飛行)する飛行体であってもよいし、図示せぬ飛行管理装置による管理のもとで自律的に飛行(いわゆる自動飛行)する飛行体であってもよいし、これらの手動飛行及び自動飛行を併用する飛行体であってもよい。なお、以下の説明において、飛行体10というときには、各飛行体10のことを指す。
 これらの飛行体10a,10b,10cは、互いに閾値以内の距離を保ったまま、集団で飛行する。このとき、複数の飛行体10のうちいずれかの飛行体10が他の飛行体10からのデータを集約してサーバ装置20に送信する。サーバ装置20は、飛行体10から受け取ったデータを処理する。
 図2は、飛行体10のハードウェア構成を示す図である。飛行体10は、物理的には、プロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、第1無線通信装置1004、第2無線通信装置1005、入力装置1006、出力装置1007、飛行装置1008、測位装置1009及びこれらを接続するバス、さらには図示せぬ電池などを含むコンピュータ装置として構成されている。これらの各装置は図示せぬ電池から供給される電力によって動作する。なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。飛行体10のハードウェア構成は、図に示した各装置を1つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。
 飛行体10における各機能は、プロセッサ1001、メモリ1002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることによって、プロセッサ1001が演算を行い、通信装置1004による通信を制御したり、メモリ1002及びストレージ1003におけるデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。
 プロセッサ1001は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ1001は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)によって構成されてもよい。また、例えばベースバンド信号処理部や呼処理部などがプロセッサ1001によって実現されてもよい。
 プロセッサ1001は、プログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュール、データなどを、ストレージ1003及び通信装置1004の少なくとも一方からメモリ1002に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、後述する動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。飛行体10の機能ブロックは、メモリ1002に格納され、プロセッサ1001において動作する制御プログラムによって実現されてもよい。各種の処理は、1つのプロセッサ1001によって実行されてもよいが、2以上のプロセッサ1001により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ1001は、1以上のチップによって実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介して通信網2から飛行体10に送信されてもよい。
 メモリ1002は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ROM(Read Only Memory)、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)、RAM(Random Access Memory)などの少なくとも1つによって構成されてもよい。メモリ1002は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ(主記憶装置)などと呼ばれてもよい。メモリ1002は、本実施形態に係る方法を実施するために実行可能なプログラム(プログラムコード)、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
 ストレージ1003は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、CD-ROM(Compact Disc ROM)などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Blu-ray(登録商標)ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも1つによって構成されてもよい。ストレージ1003は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。ストレージ1003は、例えば飛行体10の識別情報、機種情報、飛行スケジュール識別情報等の飛行体10の属性に関する情報を記憶する。
 第1無線通信装置1004は、通信網2を介して遠隔地と通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えばLTEに準拠したアンテナや通信モジュールなどを含む。第1無線通信装置1004は主として、飛行体10がサーバ装置20と通信を行うために利用される。
 第2無線通信装置1005は、通信網2を介さずに比較的近距離の無線通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えば無線LAN(Local Area Network)やブルートゥース(登録商標)に準拠したアンテナや通信モジュールなどを含む。第2無線通信装置1005は主として、飛行体10が他の飛行体10と通信を行うために利用される。
 入力装置1006は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス(例えば、キー、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサ、カメラなど)である。例えば入力装置1006がカメラである場合には、入力装置1006は撮像した画像を示す撮像データを生成する。また、例えば入力装置1006がセンサである場合には、入力装置1006はセンシングした結果を示すセンシングデータを生成する。出力装置1007は、外部への出力を実施する出力デバイス(例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど)である。
 飛行装置1008は、飛行体10を空中で飛行させるための機構であり、例えばプロペラや、そのプロペラを駆動するためのモータ及び駆動機構を含む。さらに、飛行装置1008は、例えばモータの回転数を検知する回転数センサ、電流/電圧等の何らかの入力/出力に関する値を検出するセンサ(例えば電池の電力残量センサ)、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧(高度)センサ、磁気(方位)センサ、超音波センサ等のセンサ群を含む。これらセンサの検出結果により、飛行体10の飛行方向及び飛行速度が特定される。
 測位装置1009は、飛行体10の三次元の位置を測定する。測位装置1009は、例えばGPS(Global Positioning System)受信機であり、複数の衛星から受信したGPS信号に基づいて飛行体10の位置を測定する。この測位装置の測位結果により、飛行体10の位置が特定される。
 プロセッサ1001、メモリ1002などの各装置は、情報を通信するためのバスによって接続される。バスは、単一のバスを用いて構成されてもよいし、装置間ごとに異なるバスを用いて構成されてもよい。
 飛行体10は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP:Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、PLD(Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ1001は、これらのハードウェアの少なくとも1つを用いて実装されてもよい。
 図3は、サーバ装置20のハードウェア構成を示す図である。サーバ装置20は、物理的には、プロセッサ2001、メモリ2002、ストレージ2003、通信装置2004、入力装置2005、出力装置2006及びこれらを接続するバスなどを含むコンピュータ装置として構成されている。サーバ装置20における各機能は、プロセッサ2001、メモリ2002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることによって、プロセッサ2001が演算を行い、通信装置2004による通信を制御したり、メモリ2002及びストレージ2003におけるデータの読み出し及び書き込みの少なくとも一方を制御したりすることによって実現される。プロセッサ2001、メモリ2002、ストレージ2003、入力装置2005、出力装置2006及びこれらを接続するバスは、飛行体10について説明したプロセッサ1001、メモリ1002、ストレージ1003、入力装置1006、出力装置1007及びこれらを接続するバスと、ハードウェアとしては同様であるため、その説明を省略する。通信装置1004は、通信網2を介して通信を行うためのハードウェア(送受信デバイス)であり、例えば通信網デバイス、通信網コントローラ、通信網カード、通信モジュールなどともいう。
 図4は、飛行制御システム1の機能構成の一例を示す図である。飛行体10bにおいて、第1無線通信部11bは、図2の第1無線通信装置1004によって実現される機能であり、通信網2を介して無線通信を行う。第2無線通信部12bは、図2の第2無線通信装置1005によって実現される機能であり、通信網2を介さずに無線通信を行う。飛行体10a,10cにおいても同様に、第1無線通信部11a,11cは通信網2を介して無線通信を行い、第2無線通信部12a,12cは、通信網2を介さずに無線通信を行う。なお、以下の説明において、第1無線通信部11又は第2無線通信部12というときには、全ての飛行体10において共通の構成としての第1無線通信部又は第2無線通信部を指す。
 図4の例では、飛行体10bが他の飛行体10a,10cからのデータを集約してサーバ装置20に送信する場合を例示している。ここで、各飛行体10の動作モードには、2つの動作モードがある。第1の動作モード(以下、親機モードという)は、自飛行体10において生成されたデータ及び他の飛行体10(子機モードで動作する飛行体10)から第2無線通信部12によって受信したデータをサーバ装置20に対して第1無線通信部11によって送信する動作モードである。第2の動作モード(以下、子機モードという)は、自飛行体10において生成されたデータを第2無線通信部12によって他の飛行体10(親機モードで動作する飛行体10)に送信する動作モードである。つまり、図4では、飛行体10bが親機モードで動作し、飛行体10a,10cが子機モードで動作している例である。以降、親機モードで動作する飛行体を親機と言い、子機モードで動作する飛行体を子機と言う。1機の親機に対して複数機の子機が第2無線通信部12によって通信を行う。また、或る飛行体を親機モードから子機モードに設定すると同時に他の飛行体を子機モードから親機モードに設定することを、親機の切り替えという。
 親機モード/子機モードを設定するときの基準は以下のとおりである。
(A)通信品質を基準とした設定
 複数の飛行体10のうち、通信網2を介した通信を行うときの通信品質が最良又は閾値以上の飛行体10が親機として設定される。この場合、通信品質に基づいて或る第1の飛行体10から別の第2の飛行体10に親機を切り替えると判断された場合、その切替の前に、第1の飛行体10は子機である飛行体10から受信してサーバ装置20に送信すべきデータをメモリ1002に所定期間だけ一時的にバッファリングし、その所定期間の経過前に第1の飛行体10において通信品質が回復すると、バッファリングしていたデータをサーバ装置20に送信するようにしてもよい。ただし、上記の所定期間が経過したとき、又は、バッファリングしたデータのデータ量がバッファリング可能な記憶容量に対する所定割合を超えたときには、第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機を切り替える。
 また、通信品質に基づいて或る第1の飛行体10から別の第2の飛行体10に親機を切り替えると判断された場合に、その切替の前に、サーバ装置20に送信すべきデータのうち特定のデータのみを第1の飛行体10から送信するようにしてもよい。この場合、未送信の残りのデータは、第1の飛行体10において通信品質が回復した後に、第1の飛行体10からサーバ装置20に送信する。特定のデータとは、例えばMPEG等の動画符号化技術におけるフレーム情報(I/P/B フレーム)に基づいて、重要なフレーム情報に相当するデータとする例が考えられる。ただし、上記判断時点から所定期間が経過したときには、第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機を切り替えるようにする。
 なお、親機の切り替え時には、切替前の親機(第1の飛行体)と切替後の親機(第2の飛行体)との間で次のようなデータの授受が行われる。具体的には、第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機が切り替えられる前に第1の飛行体10が他の飛行体10(第2の飛行体10を含む)からサーバ装置20に送信すべきデータを収集しておいたデータを、第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機が切り替えられたのちに、第1の飛行体10が第2の飛行体10に送信する。そして、第2の飛行体10は、第1の飛行体から受信したデータをサーバ装置20に送信する。また、第2の飛行体10は、親機の切り替え後に他の飛行体10(第1の飛行体10を含む)から収集したデータをサーバ装置20に送信する。このようにすることで、親機の切り替え前後で、サーバ装置20に送信すべきデータが欠損することがなくなる。
(B)電力残量を基準とした設定
 複数の飛行体10のうち、各々の飛行体10の電池の電力残量が最多又は閾値以上の飛行体10が親機として設定される。なお、親機が切り替えられた場合には、子機から送信されたデータが欠損することなくサーバ装置20に到達するように、子機は親機に対してデータを送信してからも、そのデータを一定期間保持しておき、新たに親機が設定されたときには、保持しておいたデータを新たな親機に再送する。
 サーバ装置20において、データ取得部21は、飛行体10bの第1無線通信部11bから送信されてくるデータを取得する。このデータは、例えば飛行体10bの識別情報や、飛行体10bの位置(緯度、経度及び高度を含む)、飛行方向、飛行速度といった飛行の状態を示す情報や、飛行体10bにおいて生成されたデータ(上述した撮像データやセンシングデータ)や、飛行体10bにおける第1無線通信部11bの通信品質や電池の電力残量を示す情報及び飛行体10bが他の飛行体10a、10cから取得した情報を含む。飛行体10bが他の飛行体10a、10cから取得した情報は、例えば飛行体10a,10cの識別情報や、飛行体10a,10cの位置(緯度、経度及び高度を含む)、飛行方向、飛行速度といった飛行の状態を示す情報や、飛行体10a,10cにおいて生成されたデータ(上述した撮像データやセンシングデータ)や、飛行体10a,10cにおける第1無線通信部11a,11cの通信品質や電池の電力残量を示す情報を含む。
 サーバ装置20において、属性取得部22は、各空域の属性を取得する。ここでいう空域とは、飛行体10の飛行対象となる全空間が予め決められた規則によって区分されたものである。空域は、空間的に異なる空域、又は、空間的には同一であって時間的に異なる空域を含む。空域の属性として、本実施形態では、「定常」「準監視」「監視」と呼ばれる3つの属性を用いる。以下、これらの「定常」「準監視」「監視」という属性について説明する。
(a)定常空域
 この空域では、システム全体が安定的に動作することが最優先される。このため、複数の飛行体10で通信に関する処理をできるかぎり分散化する、つまり処理の分散化の程度を大きくすることが求められる。具体的には、各飛行体10の電池の電力残量ができる限り均等になるように親機を切り替えていくことで、全ての飛行体10について電力残量が無くなる直前まで同時に稼働し得る状態にする。このため、定常空域では、各飛行体10の電力残量を基準として、親機モード/子機モードの設定が行われる。そして、仮に親機の通信品質が悪化して親機の切替を要する状況(つまり親機モードで動作することに適していない状況)になったとしても、親機は前述したような一時的なデータのバッファリングを行い、親機の切替は実施しないようにする。つまり、定常空域における親機モード/子機モードの設定方法は、親機モードで動作している飛行体10が親機モードで動作することに適しているか否かに関わらず、その飛行体10の動作モードを変更しないという第1の設定方法である。
(b)準監視空域
 この空域では、システム全体が安定的に動作することに比べて、親機からサーバ装置20へのデータ送信が優先される。このため、準監視空域では、仮に親機の通信品質が悪化して親機の切替を要する状況(つまり親機モードで動作することに適していない状況)になった場合、まず、通信品質が回復するか否かを判断し、その判断の結果、或る期間が経過する前に回復する見込みがあれば、前述したような一時的なデータのバッファリングを行う。一方、或る期間が経過する前に回復する見込みがなければ、通信品質の良い他の飛行体に親機を切り替える。通信品質の推定は、予め各空域の通信品質の予想値を網羅したマップを保持しておき、そのマップと、集団としての飛行体10の移動方向とを用いて、将来における各飛行体10の位置における通信品質を推測することによって実現する。このように、準監視空域における親機モード/子機モードの設定方法は、親機モードで動作している飛行体10の動作モードを子機モードに変更する前に、その飛行体10が所定期間内に親機モードで動作することに適することになるか否かを判断し、当該判断結果に応じて飛行体10の動作モードを設定するという第2の設定方法である。
(c)監視空域
 この空域では、親機からサーバ装置20へのデータ送信が最優先される。このため、監視空域では、仮に親機の通信品質が悪化して親機の切替を要する状況になった場合に、上述したようなバッファリングは行わずに、直ちに、通信品質の観点から親機モードで動作するのに適した飛行体が親機に設定される。仮に、親機になり得るような通信品質を満たす飛行体が存在しない場合には、親機はサーバ装置20に送信すべきデータのうち特定のデータのみ送信する処理を行う。つまり、監視空域における親機モード/子機モードの設定方法は、複数の飛行体10のうち親機モードで動作している第1の飛行体10が親機モードで動作することに適さない場合であって、第2の飛行体10が親機モードで動作することに適さないときは、第1の飛行体10の動作モードを変更しないという第3の設定方法である。
 このように、空域の属性は、飛行体10からサーバ装置20にデータを送信する処理に関する重要度に応じて決められた属性(第1の属性という)や、複数の飛行体10で通信に関する処理を分散処理するときの分散化の程度に応じて決められた属性(第2の属性という)を含む。設定部23は、飛行体の動作モードを、前述した親機モードと子機モードとのいずれかに設定する。ここで、設定部23は、飛行体の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、当該複数の飛行体の各々の動作モードの設定を行う。
 処理部24は、飛行体10において生成されてデータ取得部21が取得したデータ(撮像データやセンシングデータ)を用いて何らかの処理を行う。この処理には、データの蓄積、加工、編集、解析、出力等が含まれる。
[動作]
 次に、サーバ装置20の動作について説明する。なお、以下の説明において、サーバ装置20を処理の主体として記載する場合には、具体的にはプロセッサ2001、メモリ2002などのハードウェア上に所定のソフトウェア(プログラム)を読み込ませることで、プロセッサ2001が演算を行い、通信装置2004による通信や、メモリ2002及びストレージ2003におけるデータの読み出し及び/又は書き込みを制御することにより、処理が実行されることを意味する。飛行体10についても同様である。
 図5において、当初に親機となる飛行体10は予め決められており、その親機は、子機の識別情報や、子機の位置(緯度、経度及び高度を含む)、飛行方向、飛行速度といった飛行の状態を示す情報や、子機において生成されたデータ(上述した撮像データやセンシングデータ)や、子機における第1無線通信部11の通信品質や電池の電力残量を示す情報を、子機から第2無線通信部12によって受信する。そして、親機は、自飛行体の識別情報や、自飛行体の位置(緯度、経度及び高度を含む)、飛行方向、飛行速度といった飛行の状態を示す情報や、自飛行体において生成されたデータ(上述した撮像データやセンシングデータ)や、自飛行体における第1無線通信部11の通信品質や電池の電力残量を示す情報に加えて、子機から取得した情報を第1無線通信部11からサーバ装置20に送信する。図5において、サーバ装置20のデータ取得部21は、親機である飛行体10の第1無線通信部11から送信されてくるデータを取得する(ステップS11)。
 サーバ装置20において、属性取得部22は、データ取得部21によって取得されたデータに含まれる複数の飛行体10の各位置に基づいて、空域の位置及び属性を対応付けたデータベース等から、これら飛行体10が飛行する空域の属性を取得する(ステップS12)。
 サーバ装置20において、設定部23は、飛行体の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、取得した空域の属性に応じた設定方法を決定する(ステップS13)。このときの空域の属性と設定方法との関係は前述したとおりである。
 サーバ装置20において、設定部23は、決定した設定方法に基づいて、複数の飛行体10のそれぞれについて動作モードの設定を行う(ステップS14)。つまり、設定部23は、ステップS11にてデータを送信してきた飛行体10に対して、親機となる飛行体10の識別情報及び子機となる飛行体10の識別情報を通知する。この通知を受け取った飛行体10は、親機として指定された識別情報の飛行体10に対して親機モードとして動作することを通知し、子機として指定された識別情報の飛行体10に対して子機モードとして動作することを通知する。なお、親機の切り替えが無い場合には、上記通知を受け取った飛行体10はそのまま親機モードで動作する。
 以上のような処理が、定期的に、或いは、飛行体10からのリクエストがあったタイミング又はサーバ装置20からのリクエストがあったタイミングで実行される。この間、サーバ装置20の処理部24は、飛行体10において生成されてデータ取得部21が取得したデータ(撮像データやセンシングデータ)を用いた処理を行う。
 以上説明した実施形態によれば、複数の飛行体10のうちいずれかの飛行体10が他の飛行体10からのデータを集約して送信する場合に、各飛行体10の動作モードを空域の属性に応じて適切に制御することが可能となる。
[変形例]
 本発明は、上述した実施形態に限定されない。上述した実施形態を以下のように変形してもよい。また、以下の2つ以上の変形例を組み合わせて実施してもよい。
[変形例1]
 親機の切り替え制御を行う制御装置は、実施形態で例示したようにサーバ装置20に実装されていてもよいし、各飛行体10に実装されていてもよい。制御装置が各飛行体10に実装されている場合、親機モードで動作する飛行体10がその制御装置による切替制御を行う。また、本発明に係る制御装置の機能は複数の装置によって分散して備えられていてもよい。
[変形例2]
 第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機が切り替えられる前に、第2の飛行体10が他の飛行体10(第1の飛行体10を含む)から、サーバ装置20に送信すべきデータを収集しておいて、第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機が切り替えられると、第2の飛行体10が他の飛行体10(第1の飛行体を含む)から収集しておいたデータをサーバ装置20に送信するようにしてもよい。この場合、第2の飛行体10は、他の飛行体10(第1の飛行体を含む)からデータを収集し始めるときから、第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機が切り替えられるまでは、第3の動作モード(切替前データ受信モードという)で動作する。具体的には、設定部23は、各飛行体10に指示することにより、親機モードで動作している第1の飛行体10を子機モードに設定する時期よりも或る期間だけ前の時点で、子機モードで動作している第2の飛行体10のうち少なくともいずれか1の飛行体10を、他の飛行体10から第2無線通信部12によってデータを受信する切替前データ受信モードに設定する。そして、設定部23は、親機モードで動作している第1の飛行体10を子機モードに設定する時期が到来すると、親機モードで動作している第1の飛行体10を子機モードに設定するとともに、切替前データ受信モードで動作している第2の飛行体10を親機モードに設定する。
[変形例3]
 第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機が切り替えられる前に、全ての飛行体10群が、親機又はサーバ装置20に送信すべきデータを一時的に記憶しておいて、第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機が切り替えられると、上記飛行体群が一時的に記憶しておいたデータを第2の飛行体10に送信するようにしてもよい。この場合、上記飛行体群は、親機又はサーバ装置20に送信すべきデータを一時的に記憶し始めるときから、第1の飛行体10から第2の飛行体10に親機が切り替えられるまでは、第4の動作モード(切替前データバッファモードという)で動作する。具体的には、設定部23は、各飛行体10に指示することにより、親機モードで動作している第1の飛行体10を子機モードに設定する時期よりも前に、各飛行体10を、自飛行体10において生成されたデータを一時的に記憶する切替前データバッファモードに設定し、その後に、親機モードで動作している第1の飛行体10を子機モードに設定するとともに、切替前データバッファモードで動作している1以上の第2の飛行体10のいずれかを親機モードに設定し、さらに、切替前データバッファモードで動作している他の第2の飛行体10を子機モードに設定する。
 なお、上記実施形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック(構成部)は、ハードウェア及びソフトウェアの少なくとも一方の任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現方法は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的又は論理的に結合した1つの装置を用いて実現されてもよいし、物理的又は論理的に分離した2つ以上の装置を直接的又は間接的に(例えば、有線、無線などを用いて)接続し、これら複数の装置を用いて実現されてもよい。機能ブロックは、上記1つの装置又は上記複数の装置にソフトウェアを組み合わせて実現されてもよい。
 機能には、判断、決定、判定、計算、算出、処理、導出、調査、探索、確認、受信、送信、出力、アクセス、解決、選択、選定、確立、比較、想定、期待、見做し、報知(broadcasting)、通知(notifying)、通信(communicating)、転送(forwarding)、構成(configuring)、再構成(reconfiguring)、割り当て(allocating、mapping)、割り振り(assigning)などがあるが、これらに限られない。たとえば、送信を機能させる機能ブロック(構成部)は、送信制御部(transmitting unit)や送信機(transmitter)と呼称される。いずれも、上述したとおり、実現方法は特に限定されない。
 例えば、本開示の一実施の形態におけるサーバ装置などは、本開示の処理を行うコンピュータとして機能してもよい。
 本開示において説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE-A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT-Advanced、4G(4thgeneration mobile communication system)、5G(5th generation mobile communication  system)、FRA(Future Radio Access)、NR(new Radio)、W-CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi-Fi(登録商標))、IEEE 802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及びこれらに基づいて拡張された次世代システムの少なくとも一つに適用されてもよい。また、複数のシステムが組み合わされて(例えば、LTE及びLTE-Aの少なくとも一方と5Gとの組み合わせ等)適用されてもよい。
 本開示において説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本開示において説明した方法については、例示的な順序を用いて様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
 入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルを用いて管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、又は追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
 判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:true又はfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
 本開示において説明した実施形態/変形例は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
 以上、本開示について詳細に説明したが、当業者にとっては、本開示が本開示中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本開示は、請求の範囲の記載により定まる本開示の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本開示の記載は、例示説明を目的とするものであり、本開示に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
 ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。また、ソフトウェア、命令、情報などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、有線技術(同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線(DSL:Digital Subscriber Line)など)及び無線技術(赤外線、マイクロ波など)の少なくとも一方を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び無線技術の少なくとも一方は、伝送媒体の定義内に含まれる。
 本開示において説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
 なお、本開示において説明した用語及び本開示の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。
 また、本開示において説明した情報、パラメータなどは、絶対値を用いて表されてもよいし、所定の値からの相対値を用いて表されてもよいし、対応する別の情報を用いて表されてもよい。
 本開示において使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
 本開示において使用する「第1の」、「第2の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定しない。これらの呼称は、2つ以上の要素間を区別する便利な方法として本開示において使用され得る。したがって、第1及び第2の要素への参照は、2つの要素のみが採用され得ること、又は何らかの形で第1の要素が第2の要素に先行しなければならないことを意味しない。
 上記の各装置の構成における「部」を、「手段」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
 本開示において、「含む(include)」、「含んでいる(including)」及びそれらの変形が使用されている場合、これらの用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本開示において使用されている用語「又は(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
 本開示において、例えば、英語でのa, an及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、本開示は、これらの冠詞の後に続く名詞が複数形であることを含んでもよい。
 本開示において、「AとBが異なる」という用語は、「AとBが互いに異なる」ことを意味してもよい。なお、当該用語は、「AとBがそれぞれCと異なる」ことを意味してもよい。「離れる」、「結合される」などの用語も、「異なる」と同様に解釈されてもよい。
1:飛行制御システム、10,10a,10b,10c:飛行体、11,11a,11b,11c:第1無線通信部、12,12a,12b,12c:第2無線通信部、1001:プロセッサ、1002:メモリ、1003:ストレージ、1004:第1無線通信装置、1005:第2無線通信装置、1006:入力装置、1007:出力装置、1008:飛行装置、1009:測位装置、20:サーバ装置、21:データ取得部、22:属性取得部、23:設定部、24:処理部、2001:プロセッサ、2002:メモリ、2003:ストレージ、2004:通信装置、2005:入力装置、2006:出力装置。

Claims (8)

  1.  通信網を介して無線通信を行う第1無線通信部及び前記通信網を介さずに無線通信を行う第2無線通信部を備えた飛行体の動作モードを、自飛行体において生成されたデータ及び前記第2無線通信部によって他の飛行体から受信したデータを、当該データを処理する処理装置に対して前記第1無線通信部によって送信する第1の動作モードと、自飛行体において生成されたデータを前記第2無線通信部によって、前記第1の動作モードで動作する他の飛行体に送信する第2の動作モードのいずれかに設定する設定部と、
     各空域の属性を取得する属性取得部とを備え、
     前記設定部は、前記飛行体の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、複数の前記飛行体が飛行する空域の前記属性に応じた設定方法を用いて、当該複数の飛行体の各々の動作モードの設定を行う
     ことを特徴とする制御装置。
  2.  前記空域の属性は、前記飛行体から前記処理装置に前記データを送信する処理の重要度に応じて決められた属性である
     ことを特徴とする請求項1記載の制御装置。
  3.  前記空域の属性は、通信に関する処理を複数の飛行体で分散処理するときの分散化の程度に応じて決められた属性である
     ことを特徴とする請求項1又は2記載の制御装置。
  4.  前記属性は、第1の属性及び第2の属性を含み、
     前記第1の属性の空域においては、前記第2の属性の空域に比べて、前記データを前記処理装置に送信することが重要で且つ複数の飛行体で処理を分散化する程度が小さい場合に、
     前記設定部は、
     前記第1の属性の空域においては、前記第2の属性の空域に比べて前記データを早く前記処理装置に送信するための設定方法に基づいて、前記飛行体の動作モードの設定を行い、
     前記第2の属性の空域においては、前記第1の属性の空域に比べて複数の飛行体で処理を分散化する程度を大きくするための設定方法に基づいて、前記飛行体の動作モードの設定を行う
     ことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の制御装置。
  5.  前記複数の設定方法は、
     前記第1の動作モードで動作している飛行体が当該第1の動作モードで動作することに適しているか否かに関わらず、当該飛行体の動作モードを変更しない第1の設定方法と、
     前記第1の動作モードで動作している飛行体の動作モードを前記第2の動作モードに変更する前に、当該飛行体が所定期間内に当該第1の動作モードで動作することに適することになるか否かを推測し、当該推測の結果に応じて当該飛行体の動作モードを設定する第2の設定方法と、
     前記複数の飛行体のうち前記第1の動作モードで動作している第1の飛行体が当該第1の動作モードで動作することに適さない場合であって、第2の飛行体が前記第1の動作モードで動作することに適さないときは、前記第1の飛行体の動作モードを変更しない第3の設定方法と
     のうち少なくともいずれか2つを含む
     ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の制御装置。
  6.  前記空域は、空間的に異なる空域、又は、空間的に同一であって時間的に異なる空域を含む
     ことを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の制御装置。
  7.  コンピュータを、
     各空域の属性を取得する属性取得部と、
     通信網を介して無線通信を行う第1無線通信部及び前記通信網を介さずに無線通信を行う第2無線通信部を備えた飛行体の動作モードを、自飛行体において生成されたデータ及び前記第2無線通信部によって他の飛行体から受信したデータを、当該データを処理する処理装置に対して前記第1無線通信部によって送信する第1の動作モードと、自飛行体において生成されたデータを前記第2無線通信部によって他の飛行体に送信する第2の動作モードのいずれかに設定する設定部であって、前記飛行体の動作モードを設定する複数の設定方法のうち、複数の前記飛行体が飛行する空域の前記属性に応じた設定方法を用いて、当該複数の飛行体の各々の動作モードの設定を行う設定部と
     して機能させるためのプログラム。
  8.  各空域の属性を取得するステップと、
     複数の飛行体の各々の動作モードを、前記複数の飛行体が飛行する空域の属性に応じた設定方法を用いて、第1の動作モードと第2の動作モードのいずれかに設定するステップと
     を有し、
     前記複数の飛行体の各々は、通信網を介して無線通信を行う第1無線通信部と、前記通信網を介さずに無線通信を行う第2無線通信部とを備え、
     前記第1の動作モードは、自飛行体において生成されたデータと前記第2無線通信部によって他の飛行体から受信したデータとを、当該データを処理する処理装置に対して前記第1無線通信部によって送信する動作モードであり、
     前記第2の動作モードは、自飛行体において生成されたデータを前記第2無線通信部によって、前記第1の動作モードで動作する他の飛行体に送信する動作モードである
     ことを特徴とする制御方法。
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