WO2021039092A1 - 制御装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

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WO2021039092A1
WO2021039092A1 PCT/JP2020/025490 JP2020025490W WO2021039092A1 WO 2021039092 A1 WO2021039092 A1 WO 2021039092A1 JP 2020025490 W JP2020025490 W JP 2020025490W WO 2021039092 A1 WO2021039092 A1 WO 2021039092A1
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WO
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flight
communication
communication strength
flying object
drone
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PCT/JP2020/025490
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English (en)
French (fr)
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晋一 奥西
文俊 横川
古川　潤
耕平 丸山
Original Assignee
本田技研工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00—Propulsion; Power supply
    • B64U50/10—Propulsion
    • B64U50/19—Propulsion using electrically powered motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00—Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02—Initiating means
    • B64C13/16—Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors
    • B64C13/20—Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors using radiated signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system
    • G01S19/49—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system whereby the further system is an inertial position system, e.g. loosely-coupled
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]

Definitions

  • the present invention relates to control devices, control methods, and programs.
  • the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-157216 filed in Japan on August 29, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a flight radio area in which wireless communication is connected from the departure point to the destination is selected from a plurality of radio sections existing in the flight range from the departure point to the destination, and the selected flight.
  • a technique for reserving a communication band for wireless communication with an air vehicle is disclosed for a wireless base station located in a wireless area (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and provides a control device, a control method, and a program capable of performing flight control of an air vehicle so as to maintain a good communication state. It is one of the purposes.
  • the control device, control method, and program according to the present invention have adopted the following configurations.
  • the control device according to one aspect of the present invention is a control device mounted on an air vehicle including a communication device that communicates with a radio base station, and detects the communication strength with the radio base station.
  • a communication strength detection unit and a flight control unit that controls the flight of the flying object are provided, and the flight control unit uses the communication strength detecting unit when the flying object is made to fly to a preset destination.
  • the flight direction of the flying object is changed in the direction of increasing the communication strength with the radio base station.
  • the flight control unit lowers the altitude of the flying object when changing the flight direction of the flying object.
  • the flight control unit is connected to another radio base station detected by the communication strength detection unit after changing the flight direction of the flying object.
  • the communication strength of the above is equal to or higher than the second threshold value, the flight direction of the flying object is changed to approach the destination.
  • the position detection unit for detecting the position of the flying object is further provided, and the communication device is provided by the communication strength detecting unit during flight of the flying object.
  • the detected communication strength is transmitted to the radio base station in association with the position of the flying object detected by the position detection unit.
  • the flight control unit further includes a storage unit that stores a communication strength map that associates the communication strength with the position of the flying object, and the flight control unit is the flight.
  • the flight direction of the flying body is changed with reference to the communication strength map read from the storage unit.
  • the position detection unit that detects the position of the flying object, the communication strength detected by the communication strength detecting unit, and the position of the flying object detected by the position detecting unit.
  • a communication strength map updating unit that generates a communication strength map associated with the above and updates the communication strength map stored in the storage unit is further provided.
  • a communication strength map in which the communication strength is associated with the position of the flying object is acquired from the radio base station, and the communication strength map stored in the storage unit is updated. It is further provided with a communication strength map update unit.
  • a storage unit that stores a communication strength map that associates the communication strength with the position of the flying object is further provided, and the flight control unit is attached to the flying object.
  • the flight control unit is attached to the flying object.
  • the flying object When the flight direction of the flying object is changed in the direction of lowering or in the direction perpendicular to the flight direction of the flying object before the change, and the number of flights of the predetermined flight route is the predetermined number or more, the flying object When changing the flight direction of the flying object, the flight direction of the flying object is changed with reference to the communication strength map read from the storage unit.
  • a storage unit that stores a communication strength map that associates the communication strength with the position of the flying object is further provided, and the flight control unit is attached to the flying object.
  • the communication strength detected by the communication strength detection unit during the flight of the flying object is associated with the position of the flying object in the communication strength map. If it is less than the strength, when changing the flight direction of the flying object, the flight of the flying object is in the direction of lowering the altitude of the flying object or in the direction perpendicular to the flight direction of the flying object before the change.
  • the communication strength detected by the communication strength detection unit during the flight of the flying object is equal to or higher than the communication strength associated with the position of the flying object in the communication strength map.
  • the flight direction of the flying object is changed with reference to the communication strength map read from the storage unit.
  • the control device mounted on the flying object including the communication device that communicates with the radio base station detects the communication strength with the radio base station.
  • the control device mounted on the flying object including the communication device that communicates with the radio base station detects the communication strength with the radio base station.
  • the program according to another aspect of the present invention includes a process of detecting the communication strength with the radio base station on a control device mounted on an air vehicle including a communication device that communicates with the radio base station. , When controlling the flight of the air vehicle, when the air vehicle is made to fly to a preset destination, if the detected communication strength is less than the first threshold value, the communication strength with the radio base station The process of changing the flight direction of the flying object in the direction of increasing the height is executed.
  • the control device is mounted on an air vehicle such as a drone (UAV: Unmanned Aerial Vehicle), for example.
  • UAV Unmanned Aerial Vehicle
  • the air vehicle is a drone, but the air vehicle may be an automatically controlled helicopter or an aircraft.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a control system 1 using the control device according to the first embodiment.
  • the control system 1 one or more drones 100 fly while communicating with the radio base station 70. Rough control over the flight of the drone 100 is performed by the management device 10 on the ground.
  • the management device 10 generates a route from a predetermined departure point to an arrival point, and sequentially transmits route information (information for flight control) to the network NW and the radio base station 70 with the passage of time. It is transmitted to the drone 100 via.
  • the network NW includes WAN (Wide Area Network), LAN (Local Area Network), the Internet, and the like.
  • the drone 100 is equipped with a positioning means such as a GNSS (Global Navigation Satellite System) receiver inside, and performs autonomous flight so as to fly according to the route information received from the management device 10.
  • the control device controls this autonomous flight. Since the radio base station 70, which is the easiest to communicate with, changes with the flight of the drone 100, the drone 100 flies while switching the radio base station 70 of the communication partner at any time.
  • the mode of the management device 10 is not limited to the above, and the content of the operator manually operating the operator (remote controller) may be transmitted to the drone 100.
  • Communication between the radio base station 70 and the drone 100 is performed in parallel with, for example, a radio wave having a first frequency f1 having a relatively low frequency and a radio wave having a second frequency f2 having a frequency higher than the first frequency.
  • the drone 100 acquires the route information by the communication of the first frequency f1, and transmits the image captured by the camera by the communication of the second frequency f2 to the management device 10.
  • the radio wave of the first frequency f1 has a relatively small amount of data transfer, but has a relatively wide communicable range and is highly reliable, and is suitable for transmitting and receiving information for flight control.
  • the radio wave of the second frequency f2 has a relatively large amount of data transfer, and is suitable for transmitting and receiving information such as images.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the management device 10.
  • the management device 10 includes, for example, a communication unit 20, an input device 22, and a display device 24.
  • the communication unit 20 is, for example, a communication interface such as a network card for connecting to the network NW.
  • the input device 22 is, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, or the like.
  • the display device 24 is an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electroluminescence) display device, a plasma display, or the like.
  • the management device 10 includes a first communication control unit 32, a drone position management unit 34, a route determination unit 36, an input reception unit 38, a second communication control unit 40, an image management unit 42, and display control.
  • a unit 44, a third communication control unit 46, and a task management unit 48 are provided.
  • These components are realized, for example, by a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program (software). Some or all of these components are hardware (circuit section; It may be realized by (including circuits), or it may be realized by the cooperation of software and hardware.
  • a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit) executing a program (software).
  • Some or all of these components are hardware (circuit section; It may be realized by (including circuits), or it may be realized by the cooperation of software and hardware.
  • the program may be stored in advance in a storage device (a storage device including a non-transient storage medium) such as an HDD (Hard Disk Drive) or a flash memory, or a removable storage device such as a DVD or a CD-ROM. It is stored in a medium (non-transient storage medium) and may be installed by mounting the storage medium in a drive device.
  • a storage device a storage device including a non-transient storage medium
  • a storage device including a non-transient storage medium
  • HDD Hard Disk Drive
  • flash memory or a removable storage device such as a DVD or a CD-ROM.
  • the management device 10 stores information and data such as a position management table 60, a task management table 62, and image data in a storage device (memory) such as an HDD, a flash memory, or a RAM (RandomAccessMemory).
  • a storage device such as an HDD, a flash memory, or a RAM (RandomAccessMemory).
  • the first communication control unit 32 controls communication on the premise that the radio base station 70 and the drone 100 communicate with each other by radio waves in the first frequency band f1. For example, the first communication control unit 32 causes the communication unit 20 to transmit a packet in which a flag instructing to communicate with the radio wave of the first frequency band f1 is set, or communicates with the radio wave of the first frequency band f1. Acquires a packet in which a flag indicating that it has been acquired in is set and passes it to the drone position management unit 34. As will be described later, since the drone 100 is set to upload the position of its own unit to the management device 10 by the radio wave of the first frequency band f1, the first communication control unit 32 can acquire the position of the drone 100. is there. In addition, the first communication control unit 32 transmits the route information determined by the route determination unit 36 to the drone 100 using the communication unit 20.
  • the drone position management unit 34 registers the position of the drone 100 uploaded by the drone 100 in the position management table 60.
  • the route determination unit 36 has a route for each drone 100 based on the information registered in the position management table 60 and the task management table 62 and the content of the input operation received from the user of the management device 10 by the input reception unit 38. Is determined and transmitted to the drone 100 via the first communication control unit 32 and the communication unit 20.
  • the second communication control unit 40 controls communication on the premise that the radio base station 70 and the drone 100 communicate with each other by radio waves of the second frequency f2. For example, the second communication control unit 40 obtains the packet by causing the communication unit 20 to transmit a packet in which a flag instructing to communicate with the radio wave of the second frequency f2 is set, or by communicating with the radio wave of the second frequency f2. The packet in which the flag indicating that the signal has been set is acquired and passed to the image management unit 42. As will be described later, since the drone 100 is set to upload the image captured by the camera to the management device 10 at the second frequency f2, the second communication control unit 40 captures the image captured by the camera of the drone 100. It can be obtained.
  • the image management unit 42 registers the acquired image in the image data 64 in association with, for example, the identification information of the drone 100.
  • the display control unit 44 causes the display device 24 to display a desired image included in the image data 64 based on the content of the input operation received from the user of the management device 10 by the input reception unit 38.
  • the third communication control unit 46 controls communication performed with an external device (various servers, terminal devices, etc.) via the network NW.
  • the third communication control unit 46 acquires the task designation information that specifies the content of the task to be performed by the drone 100 from the external device and passes it to the task management unit 48.
  • Tasks include, for example, flying over certain areas (such as along railroad lines, power lines, and around rivers), taking images with cameras, and transporting deliveries.
  • the task management unit 48 registers the acquired task designation information in the task management table 62.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the drone 100.
  • the drone 100 includes, for example, a first communication device 110, a second communication device 112, a third communication device 114, a GNSS receiver 120, a sensor group 122, a camera 130, a battery 140, and a control device 150. , Rotating blades 170-1 to 170-m (m is a natural number), motors 172-1 to 172-m, and ESC (Electric Speed Controller) 174-1 to 174-m.
  • the first communication device 110 communicates with the radio base station 70 by radio waves of the first frequency f1.
  • the second communication device 112 communicates with the radio base station 70 by radio waves of the second frequency f2.
  • the third communication device 114 communicates with the third communication device 114 of the other drone 100.
  • the GNSS receiver 120 identifies the position of the drone 100 based on the signal received from the GNSS satellite.
  • the GNSS satellite is a satellite that constitutes a system such as GPS (Global Positioning System), GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, and Gagan.
  • the sensor group 122 includes, for example, an angular velocity sensor, an acceleration sensor, an altitude sensor (ground distance sensor), a gyro sensor, and the like. Each sensor of the sensor group 122 outputs the detection result to the control device 150.
  • the camera 130 is a camera that uses a solid-state image sensor such as a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • the camera 130 is attached, for example, at a position where it can image downward or diagonally downward when the drone 100 flies.
  • the imaging direction of the camera 130 may be controllable by communication.
  • the battery 140 is a secondary battery that supplies electric power to each part of the drone 100.
  • the battery 140 is charged by connecting an adapter and a commercial power source to terminals (not shown).
  • the battery 140 supplies operating power to the first communication device 110, the control device 150, and the like, and supplies power for driving the rotor blades to the ESCs 174-1 to 174-m, respectively.
  • the control device 150 includes, for example, a communication control unit 152, a flight control unit 154, and an imaging control unit 156. These components are realized, for example, by a hardware processor such as a CPU executing a program (software). Some or all of these components may be realized by hardware such as LSI, ASIC, FPGA, GPU (including circuit part; circuitry), or realized by collaboration between software and hardware. May be good.
  • the program may be stored in advance in a storage device such as an HDD or a flash memory (a storage device including a non-transient storage medium), or a removable storage medium (non-transient) such as a DVD or a CD-ROM. It is stored in a sex storage medium) and may be installed by attaching the storage medium to a drive device.
  • the communication control unit 152 controls each of the first communication device 110, the second communication device 112, and the third communication device 114.
  • the communication control unit 152 passes the route information and the like obtained by the first communication device 110 to the flight control unit 154, and acquires the image captured by the camera 130 from the image pickup control unit 156 to obtain the second communication device 112. It is used to upload to the management device 10, and the third communication device 114 is used to share information with another drone 100.
  • the flight control unit 154 refers to the position of the drone 100 obtained by the GNSS receiver 120 and the detection result of the sensor group 122 so that the drone 100 flies according to the route information acquired from the management device 10, and ESC174-1 It controls up to 174-m.
  • the image pickup control unit 156 operates the camera 130 according to the instruction obtained by the communication or the schedule of the image pickup time zone set in advance.
  • the image pickup control unit 156 passes the image captured by the camera 130 to the communication control unit 152.
  • Rotor blades 170-1 to 170-m are mounted on the drone 100 by a desired number of meters.
  • a rotor of a motor 172 is connected to each rotor 170.
  • the motor 172 is, for example, a brushless motor.
  • the ESC 174 adjusts the electric power supplied to the motor 172 in response to an instruction from the flight control unit 154. As a result, the number of rotations of each rotor 170 is individually adjusted, and the drone 100 can fly in a desired attitude and in a desired direction.
  • FIG. 4 is a more detailed configuration diagram of the control device 150.
  • the communication control unit 152 includes, for example, a system state determination unit 152A, a position detection unit 152B, a communication strength detection unit 152C, a communication strength map update unit 152D, a communication switching unit 152E, and a storage unit 152F.
  • the system status determination unit 152A determines whether or not a communication error has occurred with the radio base station 70.
  • the system state determination unit 152A determines that a communication error has occurred with the radio base station 70, for example, when the instruction from the management device 10 is interrupted for a predetermined time or longer.
  • the position detection unit 152B detects the position of the drone 100.
  • the position detection unit 152B acquires the position of the drone 100 specified by the GNSS receiver 120, for example.
  • the communication strength detection unit 152C detects the communication strength with the radio base station 70.
  • the communication strength detection unit 152C detects the communication strength with the radio base station 70, for example, based on the strength of the radio waves received from the radio base station 70 by the first communication device 110 or the second communication device 112.
  • the communication strength map update unit 152D updates the communication strength map M1 stored in the storage unit 152F.
  • the communication strength map M1 is, for example, information in which the communication strength is associated with each grid when the real space is gridded in a three-dimensional grid pattern.
  • the communication strength map update unit 152D generates, for example, a communication strength map M1 in which the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C and the position of the drone 100 detected by the position detection unit 152B are associated with each other, and the storage unit 152F
  • the communication strength map M1 stored in is updated.
  • the communication strength map update unit 152D acquires the communication strength map M1 in which the communication strength and the position of the drone 100 are associated with each other from the radio base station 70, and updates the communication strength map M1 stored in the storage unit 152F. May be good.
  • the communication strength map M1 is generated by, for example, the management device 10.
  • the first communication device 110 or the second communication device 112 first corresponds the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C to the position of the drone 100 detected by the position detection unit 152B during the flight of the drone 100. It is attached and transmitted to the radio base station 70.
  • the radio base station 70 transmits, for example, the information received from the first communication device 110 or the second communication device 112 to the management device 10 via the network NW.
  • the management device 10 generates the communication strength map M1 based on the communication strength associated with the position of the drone 100 received from the radio base station 70.
  • the management device 10 may generate the communication strength map M1 by aggregating the communication strength information received from the plurality of drones 100.
  • the communication control unit 152 omits the communication strength map update unit 152D, and does not have to update the communication strength map M12 stored in advance in the storage unit 152F at the time of flight of the drone 100 or the like.
  • the flight control unit 154 controls the flight of the drone 100.
  • the flight control unit 154 controls the flight of the drone 100 so that the communication strength with the radio base station 70 is maintained at a predetermined strength or higher when the drone 100 is flown to a preset destination.
  • the flight control unit 154 changes the flight direction of the drone 100 on condition that the communication strength detection unit 152C detects the communication strength at a predetermined cycle during the flight of the drone 100 and the communication strength drops to the first threshold value.
  • the flight control unit 154 may control the flight of the drone 100 without using the communication strength map M1 when changing the flight direction of the drone 100, or control the flight of the drone 100 by using the communication strength map M1. You may.
  • the flight control unit 154 When the flight control unit 154 controls the flight of the drone 100 without using the communication strength map M1, the flight control unit 154 changes the flight direction of the drone 100 in the direction in which the communication strength with the radio base station 70 becomes higher.
  • the flight control unit 154 determines, for example, the flight direction of the drone 100 after the change according to a predetermined flight rule.
  • the flight control unit 154 changes the flight direction of the drone 100 in the horizontal direction approaching the radio base station 70, for example, when the altitude of the drone 100 is lowered and the communication strength does not rise to the first threshold value or higher even if the altitude is lowered to a predetermined altitude. To do.
  • the communication strength between the radio base station 70 and the drone 100 generally increases when the altitude of the drone 100 is lowered.
  • the flight rules are not limited to this, and may be arbitrarily determined.
  • the flight control unit 154 controls the flight of the drone 100 without using the communication strength map M1
  • the flight control unit 154 slightly changes the flight direction of the drone 100 in any direction other than vertically upward, and moves in the direction in which the communication strength is most improved.
  • the flight direction of the drone 100 may be changed.
  • the flight control unit 154 may determine the direction in which the communication strength with the radio base station 70 increases by referring to the communication strength map M1. ..
  • the flight control unit 154 extracts a grid adjacent to or close to the grid closest to the position of the drone 100. The direction toward the grid (or grid group) where the communication strength is higher than the grid closest to the position of the drone 100 is determined as the direction where the communication strength with the radio base station 70 is higher. Even if the flight control unit 154 changes the flight direction of the drone 100 using the communication strength map M1, if the communication strength does not improve, the flight control unit 154 may search for another direction.
  • the flight control unit 154 After changing the flight direction of the drone 100, the flight control unit 154 changes the communication strength with another radio base station 70 detected by the communication strength detection unit 152C to a second threshold value (for example, a value equal to or higher than the first threshold value). ) If the above is the case, the flight direction of the drone 100 is changed to approach the destination.
  • the flight control unit 154 may change the flight direction of the drone 100 to approach the destination after raising the altitude of the drone 100.
  • the flight direction of the drone 100 may be changed to approach the destination without raising the altitude of the drone 100.
  • the communication strength with the other radio base station 70 detected by the communication strength detection unit 152C is equal to or higher than the second threshold value. If this happens, the communication target of the first communication device 110 or the second communication device 112 is switched to another radio base station 70.
  • FIG. 5 and 6 are diagrams showing an example of a scene in which the radio base station 70 communicating with the drone 100 is switched.
  • FIG. 5 is a side view seen from a horizontal direction orthogonal to the direction from the starting point of the drone 100 to the destination.
  • FIG. 6 is a bird's-eye view seen from above vertically.
  • the X-axis indicates the horizontal direction in which the direction from the starting point of the drone 100 to the destination is positive
  • the Y-axis indicates the horizontal direction orthogonal to the X-axis
  • the Z-axis is the vertical direction in which the vertical direction is positive. Is shown.
  • the position of the drone 100 is the boundary position of the communication area of the radio base station 70. Detects that.
  • the drone 100 refers to, for example, the communication strength map M1, and when the communication strength associated with the grid closest to the position of the drone 100 drops to the first threshold value, the position of the drone 100 is the radio base station 70. It may be detected that the boundary position of the communication area of is reached.
  • the drone 100 first flies in the + Z axis direction from the departure point P1.
  • the flight direction of the drone 100 is changed to the + X axis direction.
  • the drone 100 flies in the ⁇ Z axis direction.
  • the drone 100 flies to the position P4 separated by a predetermined distance in the ⁇ Z axis direction, the flight direction of the drone 100 is changed to the + X axis direction.
  • the drone 100 flies in the -Z axis direction until it reaches an altitude at which it can enter the communication area R2 of the "second radio base station” without departing from the communication area R1 of the "first radio base station”.
  • the flight in the + X-axis direction may be repeated.
  • the drone 100 flies to the position P5 separated by a predetermined distance after entering the communication area R2 of the "second radio base station”
  • the drone 100 flies in the + Z axis direction.
  • the flight direction of the drone 100 is changed to the + X axis direction.
  • the position of the drone 100 becomes the position P7 above the destination in the vertical direction
  • the flight direction of the drone 100 is changed to the ⁇ Z axis direction, and the drone 100 reaches the destination P8.
  • the drone 100 first flies from the departure point P11 to a predetermined altitude in the + Z axis direction, and then the flight direction of the drone 100 is changed to the + X axis direction.
  • the drone 100 is changed in the direction along the Y-axis direction.
  • the drone 100 detects the communication strength immediately after changing the flight direction to the direction along the Y-axis direction by the communication strength detection unit 152C, and the direction in which the communication strength becomes stronger in the direction along the Y-axis direction. Change the flight direction of the drone 100.
  • the ⁇ Y-axis direction is the direction in which the communication strength becomes stronger. Then, when the drone 100 flies to the position P13 separated by a predetermined distance in the ⁇ Y axis direction, the flight direction of the drone 100 is changed to the + X axis direction. In this case, the drone 100 flies in the + X-axis direction until it reaches a position where it can enter the communication area R2 of the "second radio base station" without departing from the communication area R1 of the "first radio base station". The flight in the Y-axis direction may be repeated.
  • the drone 100 flies to the position P14 separated by a predetermined distance after entering the communication area R2 of the "second radio base station", the drone 100 flies in the + Y-axis direction.
  • the flight direction of the drone 100 is changed to the + X axis direction.
  • the position of the drone 100 becomes the position P16 above the destination in the vertical direction, the flight direction of the drone 100 is changed to the ⁇ Z axis direction, and the drone 100 reaches the destination.
  • the flight control unit 154 determines whether or not the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C is equal to or higher than the first threshold value (step S10). When the flight control unit 154 determines that the communication strength is equal to or higher than the first threshold value, the flight control unit 154 causes the drone 100 to perform a normal flight (step S12).
  • the flight control unit 154 determines that the communication strength is less than the first threshold value
  • the flight control unit 154 causes the drone 100 to perform a recovery flight (step S14).
  • the drone 100 is flown toward the destination while changing the flight direction so as to enter the communication area of another radio base station without departing from the communication area of the radio base station 70.
  • the flight of the drone 100 in the direction of increasing the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C and the flight of the drone 100 in the direction of approaching the destination are repeated.
  • the flight control unit 154 determines whether or not the flight of the drone 100 has been completed (step S16). For example, when the drone 100 is flown to a preset destination, the flight control unit 154 determines that the flight of the drone 100 has been completed when the drone 100 reaches the destination. When the flight control unit 154 determines that the flight of the drone 100 has not been completed, the flight control unit 154 returns the process to step S10, and repeats the processes of steps S10 to S16 until the flight of the drone 100 is completed. On the other hand, when the flight control unit 154 determines that the flight of the drone 100 has been completed, the process of this flowchart ends.
  • the recovery flight process corresponds to the process of step S14 in the flowchart shown in FIG. 7.
  • the flight control unit 154 when performing a recovery flight, the flight control unit 154 first determines the flight direction of the drone 100 in the direction in which the communication strength with the radio base station 70 detected by the communication strength detection unit 152C increases. Change (step S20). Further, the flight control unit 154 flies the drone 100 by a predetermined distance in the changed flight direction (step S22).
  • the flight control unit 154 changes the flight direction of the drone 100 to approach the destination (step S24). Further, the flight control unit 154 flies the drone 100 by a predetermined distance in the changed flight direction (step S26).
  • the flight control unit 154 determines whether or not the communication strength with the other radio base station 70 detected by the communication strength detection unit 152C is equal to or higher than the second threshold value (step S28). When the flight control unit 154 determines that the communication strength with the other radio base station 70 is less than the second threshold value, the flight control unit 154 returns the process to step S22. Then, the flight control unit 154 repeats the processes of steps S22 to S28 until the communication strength with the other radio base station 70 becomes equal to or higher than the second threshold value. When the flight control unit 154 determines that the communication strength with the other radio base station 70 is equal to or higher than the second threshold value, the process of this flowchart ends.
  • the flight control of the drone 100 can be performed so as to maintain a good communication state. For example, if the position of the drone 100 deviates from the communication area of the radio base station 70, communication with the radio base station 70 cannot be maintained. Therefore, according to the control device 150 according to the first embodiment, when the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C is less than the first threshold value when the drone 100 is flown to a preset destination. , The flight direction of the drone 100 is changed so that the communication strength with the radio base station 70 becomes higher. As a result, the flight control of the drone 100 can be performed so as to maintain a good communication state.
  • the communication strength with another radio base station 70 detected by the communication strength detection unit 152C is equal to or higher than the second threshold value.
  • the flight control of the drone 100 for switching the radio base station 70 while maintaining the communication with the radio base station 70 can be performed.
  • the second embodiment Compared with the first embodiment, the second embodiment has different processing contents when the flight direction of the drone 100 is changed according to the number of flights of a predetermined flight route. Hereinafter, this difference will be mainly described.
  • the flight control unit 154 makes the drone 100 fly a predetermined flight route to the destination, if the number of flights of the predetermined flight route is less than the predetermined number of flights, the flight direction of the drone 100 When changing, the flight direction of the drone 100 is changed in the direction of lowering the altitude of the drone 100 or in the direction perpendicular to the flight direction of the drone 100 before the change. Further, the flight control unit 154 refers to the communication strength map M1 read from the storage unit 152F when changing the flight direction of the drone 100 when the number of flights of the predetermined flight route is the predetermined number of times or more. , Change the flight direction of the drone 100.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a recovery flight process executed by the control device 150 according to the second embodiment.
  • the flight control unit 154 first determines whether or not the number of flights of the predetermined flight route is less than the predetermined number of flights (step S30). When the flight control unit 154 determines that the number of flights of the predetermined flight route is less than the predetermined number of flights, the drone 100 is lowered in the direction of lowering the altitude of the drone 100 or in the direction perpendicular to the flight direction of the drone 100 before the change. The flight direction of (step S32) is changed.
  • the flight control unit 154 determines that the number of flights of the predetermined flight route is equal to or greater than the predetermined number of times, the flight control unit 154 changes the flight direction of the drone 100 with reference to the communication strength map M1 read from the storage unit 152F. Step S34). Further, the flight control unit 154 flies the drone 100 by a predetermined distance in the changed flight direction (step S36).
  • the flight control unit 154 changes the flight direction of the drone 100 to approach the destination (step S38). Further, the flight control unit 154 flies the drone 100 by a predetermined distance in the changed flight direction (step S40).
  • the flight control unit 154 determines whether or not the communication strength with the other radio base station 70 detected by the communication strength detection unit 152C is equal to or higher than the second threshold value (step S42). When the flight control unit 154 determines that the communication strength with the other radio base station 70 is less than the second threshold value, the flight control unit 154 returns the process to step S36. Then, the flight control unit 154 repeats the processes of steps S36 to S42 until the communication strength with the other radio base station 70 becomes equal to or higher than the second threshold value. When the flight control unit 154 determines that the communication strength with the other radio base station 70 is equal to or higher than the second threshold value, the process of this flowchart ends.
  • the control device 150 according to the second embodiment described above the same effect as that of the control device 150 according to the first embodiment is obtained, the number of flights of the predetermined flight route is large, and the reliability of the communication strength map M1 is increased.
  • the flight direction of the drone 100 is changed with reference to the communication strength map M1, so that the flight control of the drone 100 can be performed accurately.
  • the third embodiment As compared with the first and second embodiments, the drone 100 is compared with the communication strength detected during the flight of the drone 100 and the communication strength registered in the communication strength map M1. It differs in that it changes the flight direction of. Hereinafter, this difference will be mainly described.
  • the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C during the flight of the drone 100 is a communication strength map. If the communication strength is less than the communication strength associated with the position of the drone 100 in M1, when changing the flight direction of the drone 100, the direction of lowering the altitude of the drone 100 or the flight direction of the drone 100 before the change. Change the flight direction of the drone 100 in the vertical direction. Further, when the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C during the flight of the drone 100 is equal to or higher than the communication strength associated with the position of the drone 100 in the communication strength map M1, the flight control unit 154 determines. When changing the flight direction of the drone 100, the flight direction of the drone 100 is changed with reference to the communication strength map M1 read from the storage unit 152F.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an example of a recovery flight process executed by the control device 150 according to the third embodiment.
  • the flight control unit 154 when performing a recovery flight, the flight control unit 154 first determines the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C during the flight of the drone 100 at the position of the drone 100 on the communication strength map M1. It is determined whether or not the communication strength is less than the communication strength associated with (step S50). When the flight control unit 154 determines that the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C during the flight of the drone 100 is less than the communication strength associated with the position of the drone 100 in the communication strength map M1, the drone The flight direction of the drone 100 is changed in the direction of lowering the altitude of the 100 or in the direction perpendicular to the flight direction of the drone 100 before the change (step S52).
  • the flight control unit 154 determines that the communication strength detected by the communication strength detection unit 152C during the flight of the drone 100 is equal to or higher than the communication strength associated with the position of the drone 100 in the communication strength map M1.
  • the flight direction of the drone 100 is changed with reference to the communication strength map M1 read from the storage unit 152F (step S54). Further, the flight control unit 154 flies the drone 100 by a predetermined distance in the changed flight direction (step S56).
  • the flight control unit 154 changes the flight direction of the drone 100 to approach the destination (step S58). Further, the flight control unit 154 flies the drone 100 by a predetermined distance in the changed flight direction (step S60).
  • the flight control unit 154 determines whether or not the communication strength with the other radio base station 70 detected by the communication strength detection unit 152C is equal to or higher than the second threshold value (step S62). When the flight control unit 154 determines that the communication strength with the other radio base station 70 is less than the second threshold value, the flight control unit 154 returns the process to step S56. Then, the flight control unit 154 repeats the processes of steps S56 to S62 until the communication strength with the other radio base station 70 becomes equal to or higher than the second threshold value. When the flight control unit 154 determines that the communication strength with the other radio base station 70 is equal to or higher than the second threshold value, the process of this flowchart ends.
  • the communication strength detected during the flight of the drone 100 is the communication strength map.
  • the communication strength is higher than the communication strength registered in M1 and there is a high possibility that the communication strength detected by the drone 100 is sufficiently secured, the flight direction of the drone 100 is changed by referring to the communication strength map M1. Therefore, the reliability of the flight control of the drone 100 can be improved.
  • Control system 10 ... Management device, 70 ... Radio base station 70 ... Drone, 110 ... First communication device, 112 ... Second communication device, 114 ... Third communication device, 120 ... GNSS receiver, 122 ... Sensor group , 130 ... Camera, 140 ... Battery, 150 ... Control device, 152 ... Communication control unit, 152A ... System status determination unit, 152B ... Position detection unit, 152C ... Communication strength detection unit, 152D ... Communication strength map update unit, 152E ... Communication switching unit, 152F ... Storage unit, 154 ... Flight control unit, 156 ... Imaging control unit, 170 ... Rotating blade, 172 ... Motor, 174 ... ESC, M1 ... Communication strength map.

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Abstract

無線基地局と通信する通信装置を備える飛行体に搭載される制御装置であって、前記無線基地局との間の通信強度を検知する通信強度検知部と、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、を備え、前記飛行制御部は、前記飛行体を予め設定された目的地まで飛行させる際に、前記通信強度検知部により検知された通信強度が第１閾値未満となった場合、前記無線基地局との通信強度が高くなる方向に前記飛行体の飛行方向を変更する飛行制御部と、を備える、制御装置。

Description

制御装置、制御方法、およびプログラム
　本発明は、制御装置、制御方法、およびプログラムに関する。
　本願は、２０１９年０８月２９日に、日本に出願された特願２０１９－１５７２１６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、飛行体が出発地から飛行して目的地に到着するまでの飛行範囲に存在する複数の無線区間のうち、出発地から目的地まで無線通信が繋がる飛行無線区域を選出し、選出した飛行無線区域に位置する無線基地局に対して、飛行体と無線通信を行うための通信帯域を予約しておく技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
日本国特開２０１９－２１９７５号公報
　しかしながら、従来の技術では、ドローンなどの飛行体では、必ずしも通信状態が良好でない空間を飛行することも想定されているが、従来の技術では、その状態を改善することについて十分に検討されていなかった。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、通信状態を良好に維持するように飛行体の飛行制御を行うことができる制御装置、制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
　この発明に係る制御装置、制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
　（１）：この発明の一態様に係る制御装置は、無線基地局と通信する通信装置を備える飛行体に搭載される制御装置であって、前記無線基地局との間の通信強度を検知する通信強度検知部と、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、を備え、前記飛行制御部は、前記飛行体を予め設定された目的地まで飛行させる際に、前記通信強度検知部により検知された通信強度が第１閾値未満となった場合、前記無線基地局との通信強度が高くなる方向に前記飛行体の飛行方向を変更するものである。
　（２）：上記（１）の態様において、前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行方向を変更する場合、前記飛行体の高度を下げるものである。
　（３）：上記（１）の態様において、前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行方向を変更する場合、変更前の前記飛行体の飛行方向と垂直な方向に前記飛行体の飛行方向を変更するものである。
　（４）：上記（１）～（３）の態様において、前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行方向を変更した後、前記通信強度検知部により検知された他の無線基地局との間の通信強度が第２閾値以上となった場合、前記飛行体の飛行方向を前記目的地に近づく方向に変更するものである。
　（５）：上記（１）～（４）の態様において、前記飛行体の位置を検知する位置検知部を更に備え、前記通信装置は、前記飛行体の飛行時において、前記通信強度検知部により検知された通信強度を前記位置検知部により検知された飛行体の位置と対応付けて前記無線基地局に送信するものである。
　（６）：上記（１）～（５）の態様において、前記通信強度と前記飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを記憶した記憶部を更に備え、前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記記憶部から読み出した前記通信強度マップを参照して、前記飛行体の飛行方向を変更するものである。
　（７）：上記（６）の態様において、前記飛行体の位置を検知する位置検知部と、前記通信強度検知部により検知された通信強度と前記位置検知部により検知された飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを生成し、前記記憶部に記憶された通信強度マップを更新する通信強度マップ更新部と、を更に備えるものである。
　（８）：上記（６）の態様において、前記通信強度と前記飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを前記無線基地局から取得し、前記記憶部に記憶された通信強度マップを更新する通信強度マップ更新部を更に備えるものである。
　（９）：上記（１）～（８）の態様において、通信強度と飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを記憶した記憶部を更に備え、前記飛行制御部は、前記飛行体に前記目的地までの所定の飛行ルートを飛行させる際、前記所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数未満である場合には、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記飛行体の高度を下げる方向、または、変更前の前記飛行体の飛行方向と垂直な方向に前記飛行体の飛行方向を変更し、前記所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数以上である場合には、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記記憶部から読み出した前記通信強度マップを参照して、前記飛行体の飛行方向を変更するものである。
　（１０）：上記（１）～（８）の態様において、通信強度と飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを記憶した記憶部を更に備え、前記飛行制御部は、前記飛行体に前記目的地までの所定の飛行ルートを飛行させる際、前記飛行体の飛行中に前記通信強度検知部により検知された通信強度が、前記通信強度マップにおいて前記飛行体の位置に対応付けられた通信強度未満である場合には、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記飛行体の高度を下げる方向、または、変更前の前記飛行体の飛行方向と垂直な方向に前記飛行体の飛行方向を変更し、前記飛行体の飛行中に前記通信強度検知部により検知された通信強度が、前記通信強度マップにおいて前記飛行体の位置に対応付けられた通信強度以上である場合には、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記記憶部から読み出した前記通信強度マップを参照して、前記飛行体の飛行方向を変更するものである。
　（１１）：本発明の他の態様に係る制御方法は、無線基地局と通信する通信装置を備える飛行体に搭載される制御装置が、前記無線基地局との間の通信強度を検知し、前記飛行体の飛行を制御する際、前記飛行体を予め設定された目的地まで飛行させる際に、検知された通信強度が第１閾値未満となった場合、前記無線基地局との通信強度が高くなる方向に前記飛行体の飛行方向を変更するものである。
　（１２）：本発明の他の態様に係るプログラムは、無線基地局と通信する通信装置を備える飛行体に搭載される制御装置に、前記無線基地局との間の通信強度を検知する処理と、前記飛行体の飛行を制御する際、前記飛行体を予め設定された目的地まで飛行させる際に、検知された通信強度が第１閾値未満となった場合、前記無線基地局との通信強度が高くなる方向に前記飛行体の飛行方向を変更する処理と、を実行させるものである。
　（１）～（１２）によれば、通信状態を良好に維持するように飛行体の飛行制御を行うことができる。
制御装置１５０を利用した管制システム１の一例を示す図である。 管理装置１０の構成図である。 ドローン１００の構成図である。 制御装置１５０の構成図である。 ドローン１００と通信する無線基地局７０が切り換わる場面を示す図である。 ドローン１００と通信する無線基地局７０が切り換わる場面を示す図である。 第１実施形態に係る制御装置１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る制御装置１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る制御装置１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る制御装置１５０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。
　以下、図面を参照し、本発明の制御装置、制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。制御装置は、例えば、ドローン（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）などの飛行体に搭載される。以下の説明では飛行体がドローンであるものとするが、飛行体は自動制御されるヘリコプターや航空機であってもかまわない。
　＜第１実施形態＞
　［構成］
　図１は、第１実施形態に係る制御装置を利用した管制システム１の一例を示す図である。管制システム１では、一以上のドローン１００が、無線基地局７０と通信しながら飛行する。ドローン１００の飛行に関する大まかな制御は、地上にある管理装置１０によって行われる。例えば、管理装置１０は、予め指定された出発地点から到着地点までの経路を生成し、経路の情報（飛行制御のための情報）を、時間の経過と共に逐次、ネットワークＮＷおよび無線基地局７０を介してドローン１００に送信する。ネットワークＮＷは、ＷＡＮ（Wide Area Network）やＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットなどを含む。
　ドローン１００は、例えば、内部にＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機などの位置測位手段を備えており、管理装置１０から受信した経路の情報に従って飛行するように自律飛行を行う。制御装置は、この自律飛行を制御するものである。ドローン１００は、飛行に伴って最も通信しやすい無線基地局７０が変化するので、随時、通信相手の無線基地局７０を切り替えながら飛行する。管理装置１０の態様は上記に限らず、操作者が手動で操作子（リモートコントローラ）を操作した内容をドローン１００に送信するものであってもよい。
　無線基地局７０とドローン１００の間の通信は、例えば、比較的低周波な第１周波数ｆ１の電波と、第１周波数よりも高周波な第２周波数ｆ２の電波とで並行して行われる。例えば、ドローン１００は、第１周波数ｆ１の通信で経路の情報を取得し、第２周波数ｆ２の通信でカメラにより撮像した画像を管理装置１０に送信する。第１周波数ｆ１の電波はデータ転送量が比較的小さいが、通信可能範囲が比較的広いため信頼性が高いので、飛行制御のための情報を送受信するのに向いている。一方、第２周波数ｆ２の電波は、データ転送量が比較的大きいので、画像などの情報を送受信するのに向いている。
　図２は、管理装置１０の構成図である。管理装置１０は、例えば、通信部２０と、入力装置２２と、表示装置２４とを備える。通信部２０は、例えば、ネットワークＮＷに接続するための、ネットワークカードなどの通信インターフェースである。入力装置２２は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネルなどである。表示装置２４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、プラズマディスプレイなどである。
　また、管理装置１０は、第１通信制御部３２と、ドローン位置管理部３４と、経路決定部３６と、入力受付部３８と、第２通信制御部４０と、画像管理部４２と、表示制御部４４と、第３通信制御部４６と、タスク管理部４８とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
　また、管理装置１０は、ＨＤＤやフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置（メモリ）に、位置管理テーブル６０、タスク管理テーブル６２、画像データなどの情報やデータを記憶させている。
　第１通信制御部３２は、無線基地局７０とドローン１００が第１周波数帯ｆ１の電波で通信することを前提とした通信を制御する。例えば、第１通信制御部３２は、第１周波数帯ｆ１の電波で通信するように指示するフラグが設定されたパケットを通信部２０に送信させたり、第１周波数帯ｆ１の電波で通信することで取得されたことを示すフラグが設定されたパケットを取得してドローン位置管理部３４に渡したりする。後述するようにドローン１００は、自機の位置を管理装置１０に第１周波数帯ｆ１の電波でアップロードするように設定されているため、第１通信制御部３２はドローン１００の位置を取得可能である。また、第１通信制御部３２は、経路決定部３６により決定された経路の情報を、通信部２０を用いてドローン１００に送信する。
　ドローン位置管理部３４は、ドローン１００によりアップロードされたドローン１００の位置を位置管理テーブル６０に登録する。経路決定部３６は、位置管理テーブル６０およびタスク管理テーブル６２に登録された情報、および入力受付部３８によって管理装置１０の利用者から受け付けられた入力操作の内容に基づいて、ドローン１００ごとの経路を決定し、第１通信制御部３２および通信部２０を介してドローン１００に送信する。
　第２通信制御部４０は、無線基地局７０とドローン１００が第２周波数ｆ２の電波で通信することを前提とした通信を制御する。例えば、第２通信制御部４０は、第２周波数ｆ２の電波で通信するように指示するフラグが設定されたパケットを通信部２０に送信させたり、第２周波数ｆ２の電波で通信することで取得されたことを示すフラグが設定されたパケットを取得して画像管理部４２に渡したりする。後述するようにドローン１００は、カメラによって撮像した画像を管理装置１０に第２周波数ｆ２でアップロードするように設定されているため、第２通信制御部４０はドローン１００のカメラによって撮像された画像を取得可能である。画像管理部４２は、取得した画像を例えばドローン１００の識別情報と対応付けて画像データ６４に登録する。表示制御部４４は、入力受付部３８によって管理装置１０の利用者から受け付けられた入力操作の内容に基づいて、画像データ６４に含まれる所望の画像を表示装置２４に表示させる。
　第３通信制御部４６は、ネットワークＮＷを介して外部装置（各種サーバや端末装置など）との間で行われる通信を制御する。例えば、第３通信制御部４６は、ドローン１００が行うべきタスクの内容を指定したタスク指定情報を外部装置から取得し、タスク管理部４８に渡す。タスクとは、例えば、ある決まった地域（鉄道沿線や送電線、河川の周辺など）を飛行してカメラによる撮像を行ったり、配達物を運搬したりすることを含む。タスク管理部４８は、取得したタスク指定情報をタスク管理テーブル６２に登録する。
　図３は、ドローン１００の構成図である。ドローン１００は、例えば、第１通信装置１１０と、第２通信装置１１２と、第３通信装置１１４と、ＧＮＳＳ受信機１２０と、センサ群１２２と、カメラ１３０と、バッテリ１４０と、制御装置１５０と、回転翼１７０－１～１７０－ｍ（ｍは自然数）と、モータ１７２－１～１７２－ｍと、ＥＳＣ（Electric Speed Controller）１７４－１～１７４－ｍとを備える。
　第１通信装置１１０は、第１周波数ｆ１の電波で無線基地局７０と通信する。第２通信装置１１２は、第２周波数ｆ２の電波で無線基地局７０と通信する。第３通信装置１１４は、他のドローン１００の第３通信装置１１４と通信する。
　ＧＮＳＳ受信機１２０は、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、ドローン１００の位置を特定する。ＧＮＳＳ衛星とは、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＧＬＯＮＡＳ、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＢｅｉＤｏｕ、ＱＺＳＳ、Ｇａｇａｎなどのシステムを構成する衛星である。
　センサ群１２２は、例えば、角速度センサ、加速度センサ、高度センサ（対地距離センサ）、ジャイロセンサなどを含む。センサ群１２２のそれぞれのセンサは、検出結果を制御装置１５０に出力する。
　カメラ１３０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの固体撮像素子を利用したカメラである。カメラ１３０は、例えば、ドローン１００が飛行する際に下方または斜め下方を撮像可能な位置に取り付けられている。カメラ１３０の撮像方向は、通信によって制御可能であってもよい。
　バッテリ１４０は、ドローン１００の各部に電力を供給する二次電池である。バッテリ１４０は、図示しない端子にアダプタおよび商用電源が接続されることで充電される。バッテリ１４０は、第１通信装置１１０や制御装置１５０などに動作用の電力を、ＥＳＣ１７４－１～１７４－ｍに回転翼駆動用の電力をそれぞれ供給する。
　制御装置１５０は、例えば、通信制御部１５２と、飛行制御部１５４と、撮像制御部１５６とを備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。
　通信制御部１５２は、第１通信装置１１０、第２通信装置１１２、および第３通信装置１１４のそれぞれを制御する。通信制御部１５２は、第１通信装置１１０によって得られた経路の情報などを飛行制御部１５４に渡したり、カメラ１３０によって撮像された画像を撮像制御部１５６から取得して第２通信装置１１２を用いて管理装置１０にアップロードしたり、第３通信装置１１４を用いて他のドローン１００と情報を共有したりする。
　飛行制御部１５４は、管理装置１０から取得した経路の情報に従ってドローン１００が飛行するように、ＧＮＳＳ受信機１２０により得られたドローン１００の位置、センサ群１２２の検出結果を参照しながらＥＳＣ１７４－１～１７４－ｍを制御する。
　撮像制御部１５６は、通信によって得られた指示、または予め設定された撮像時間帯のスケジュールに従い、カメラ１３０を動作させる。撮像制御部１５６は、カメラ１３０によって撮像された画像を通信制御部１５２に渡す。
　回転翼１７０－１～１７０－ｍは、所望の数ｍだけドローン１００に搭載されている。以下、ハイフン以下の符号を省略して説明する。それぞれの回転翼１７０には、モータ１７２のロータが連結されている。モータ１７２は、例えばブラシレスモータである。ＥＳＣ１７４は、飛行制御部１５４からの指示に応じてモータ１７２に供給する電力を調整する。これによって、回転翼１７０ごとの回転数が個別に調整され、ドローン１００が所望の姿勢で所望の方向に飛行することができる。
　［飛行制御］
　以下、第１実施形態の管制システム１において実現されるドローン１００の飛行制御について説明する。図４は、制御装置１５０のより詳細な構成図である。通信制御部１５２は、例えば、システム状態判定部１５２Ａと、位置検知部１５２Ｂ、通信強度検知部１５２Ｃと、通信強度マップ更新部１５２Ｄと、通信切換部１５２Ｅと、記憶部１５２Ｆとを備える。
　システム状態判定部１５２Ａは、無線基地局７０との間に通信エラーが発生したか否かを判定する。システム状態判定部１５２Ａは、例えば、管理装置１０からの指示が所定時間以上途切れた場合に、無線基地局７０との間に通信エラーが発生したと判定する。
　位置検知部１５２Ｂは、ドローン１００の位置を検知する。位置検知部１５２Ｂは、例えば、ＧＮＳＳ受信機１２０により特定されたドローン１００の位置を取得する。
　通信強度検知部１５２Ｃは、無線基地局７０との間の通信強度を検知する。通信強度検知部１５２Ｃは、例えば、第１通信装置１１０または第２通信装置１１２が無線基地局７０から受信した電波の強度に基づいて、無線基地局７０との間の通信強度を検知する。
　通信強度マップ更新部１５２Ｄは、記憶部１５２Ｆに記憶された通信強度マップＭ１を更新する。通信強度マップＭ１は、例えば、実空間を三次元格子状にグリッド化した場合の各グリッドに対して通信強度が対応付けられた情報である。通信強度マップ更新部１５２Ｄは、例えば、通信強度検知部１５２Ｃにより検知された通信強度と位置検知部１５２Ｂにより検知されたドローン１００の位置とを対応付けた通信強度マップＭ１を生成し、記憶部１５２Ｆに記憶された通信強度マップＭ１を更新する。
　通信強度マップ更新部１５２Ｄは、例えば、通信強度とドローン１００の位置とを対応付けた通信強度マップＭ１を無線基地局７０から取得し、記憶部１５２Ｆに記憶された通信強度マップＭ１を更新してもよい。通信強度マップＭ１は、例えば、管理装置１０により生成される。この場合、第１通信装置１１０または第２通信装置１１２はまず、ドローン１００の飛行時において、通信強度検知部１５２Ｃにより検知された通信強度を位置検知部１５２Ｂにより検知されたドローン１００の位置と対応付けて無線基地局７０に送信する。無線基地局７０は、例えば、第１通信装置１１０または第２通信装置１１２から受信した情報を、ネットワークＮＷを経由して管理装置１０に送信する。管理装置１０は、無線基地局７０から受信した、ドローン１００の位置と対応付けられた通信強度に基づいて、通信強度マップＭ１を生成する。管理装置１０は、複数のドローン１００から受信した通信強度の情報を集約して通信強度マップＭ１を生成してもよい。
　通信制御部１５２は、通信強度マップ更新部１５２Ｄを省略し、ドローン１００の飛行時などにおいて、記憶部１５２Ｆに事前に記憶された通信強度マップＭ１２を更新しなくてもよい。
　飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行を制御する。飛行制御部１５４は、ドローン１００を予め設定された目的地まで飛行させる際に、無線基地局７０との通信強度が所定強度以上に維持されるように、ドローン１００の飛行を制御する。飛行制御部１５４は、例えば、ドローン１００の飛行時に通信強度検知部１５２Ｃにより通信強度を所定の周期で検知し、通信強度が第１閾値まで低下したことを条件として、ドローン１００の飛行方向を変更する。飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行方向を変更する際に、通信強度マップＭ１を用いることなくドローン１００の飛行を制御してもよいし、通信強度マップＭ１を用いてドローン１００の飛行を制御してもよい。
　飛行制御部１５４は、通信強度マップＭ１を用いることなくドローン１００の飛行を制御する場合、無線基地局７０との通信強度が高くなる方向にドローン１００の飛行方向を変更する。飛行制御部１５４は、例えば、予め決められた飛行ルールに従って、変更後のドローン１００の飛行方向を決定する。飛行制御部１５４は、例えば、ドローン１００の高度を下げ、所定高度まで下げても通信強度が第１閾値以上まで上昇しない場合、無線基地局７０に接近する水平方向にドローン１００の飛行方向を変更する。例えば、無線基地局７０は地上に設置される設備であるため、一般には、ドローン１００の高度を下げた場合に、無線基地局７０とドローン１００との通信強度が大きくなるためである。なお、飛行ルールは、これに限らず、任意に定めてもよい。飛行制御部１５４は、通信強度マップＭ１を用いることなくドローン１００の飛行を制御する場合、鉛直上方以外の任意の方向に少しだけドローン１００の飛行方向を変更し、最も通信強度が改善した方向にドローン１００の飛行方向を変更してもよい。
　飛行制御部１５４は、通信強度マップＭ１を用いてドローン１００の飛行を制御する場合、例えば、通信強度マップＭ１を参照して無線基地局７０との通信強度が高くなる方向を決定してもよい。飛行制御部１５４は、通信強度マップＭ１を参照して無線基地局７０との通信強度が高くなる方向を決定する場合、例えば、ドローン１００の位置に最も近いグリッドと隣接または近接するグリッドを抽出し、ドローン１００の位置に最も近いグリッドに比して通信強度が上昇するグリッド（あるいはグリッド群）に向かう方向を、無線基地局７０との通信強度が高くなる方向として決定する。飛行制御部１５４は、通信強度マップＭ１を用いてドローン１００の飛行方向を変更したとしても、通信強度が改善しない場合には、別の方向を探索してもよい。
　飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行方向を変更した後、通信強度検知部１５２Ｃにより検知された他の無線基地局７０との間の通信強度が第２閾値（例えば、第１閾値以上の値）以上となった場合、ドローン１００の飛行方向を目的地に近づく方向に変更する。飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行方向を目的地に近づく方向に変更する場合、例えば、ドローン１００の高度を上げた後にドローン１００の飛行方向を目的地に近づく方向に変更してもよいし、ドローン１００の高度を上げることなくドローン１００の飛行方向を目的地に近づく方向に変更してもよい。
　通信切換部１５２Ｅは、飛行制御部１５４により、ドローン１００の飛行方向が変更された後、通信強度検知部１５２Ｃにより検知された他の無線基地局７０との間の通信強度が第２閾値以上となった場合、第１通信装置１１０または第２通信装置１１２の通信対象を他の無線基地局７０に切り換える。
図５および図６は、ドローン１００と通信する無線基地局７０が切り換わる場面の一例を示す図である。図５は、ドローン１００の出発地から目的地に向かう方向と直交する水平方向から見た側面図である。図６は、鉛直上方から見た俯瞰図である。Ｘ軸は、ドローン１００の出発地から目的地に向かう方向を正とする水平方向を示し、Ｙ軸は、Ｘ軸と直交する水平方向を示し、Ｚ軸は、鉛直上方を正とする垂直方向を示す。図５および図６に示す例のように、ドローン１００が「第１無線基地局」の通信エリアに位置する出発地から「第２無線基地局」の通信エリアに位置する目的地まで飛行する過程で、ドローン１００の位置が無線基地局７０の通信エリアの境界位置となった場合には、ドローン１００の飛行方向が変更される。なお、ドローン１００は、例えば、通信強度検知部１５２Ｃにより検知される無線基地局７０との通信強度が第１閾値まで低下した場合に、ドローン１００の位置が無線基地局７０の通信エリアの境界位置となったことを検知する。また、ドローン１００は、例えば、通信強度マップＭ１を参照し、ドローン１００の位置に最も近いグリッドに対応付けられた通信強度が第１閾値まで低下した場合に、ドローン１００の位置が無線基地局７０の通信エリアの境界位置となったことを検知してもよい。
　図５に示す例では、ドローン１００はまず、出発地Ｐ１から＋Ｚ軸方向に飛行する。次に、ドローン１００の位置が「第１無線基地局」の通信エリアＲ１の境界位置Ｐ２となった場合、ドローン１００の飛行方向が＋Ｘ軸方向に変更される。次に、ドローン１００の位置が「第１無線基地局」の通信エリアＲ１の境界位置Ｐ３となった場合、ドローン１００が－Ｚ軸方向に向けて飛行する。ドローン１００が－Ｚ軸方向に向けて所定距離だけ離れた位置Ｐ４まで飛行した場合、ドローン１００の飛行方向が＋Ｘ軸方向に変更される。この場合、ドローン１００は、「第１無線基地局」の通信エリアＲ１から外れることなく、「第２無線基地局」の通信エリアＲ２に進入できる高度となるまで、－Ｚ軸方向への飛行と＋Ｘ軸方向への飛行とを繰り返してもよい。ドローン１００が「第２無線基地局」の通信エリアＲ２に進入してから所定距離だけ離れた位置Ｐ５まで飛行した場合、ドローン１００が＋Ｚ軸方向に向けて飛行する。次に、ドローン１００の位置が「第２無線基地局」の通信エリアＲ２の境界位置Ｐ６となった場合、ドローン１００の飛行方向が＋Ｘ軸方向に変更される。そして、ドローン１００の位置が目的地の垂直方向の上方の位置Ｐ７となった場合、ドローン１００の飛行方向が－Ｚ軸方向に変更され、ドローン１００が目的地Ｐ８に到達する。
　図６に示す例では、ドローン１００はまず、出発地Ｐ１１から所定の高度まで＋Ｚ軸方向に飛行した後、ドローン１００の飛行方向が＋Ｘ軸方向に変更される。次に、ドローン１００の位置が「第１無線基地局」の通信エリアＲ１の境界位置Ｐ１２となった場合、ドローン１００がＹ軸方向に沿う方向に変更される。この場合、ドローン１００は、例えば、飛行方向をＹ軸方向に沿う方向に変更した直後における通信強度を通信強度検知部１５２Ｃにより検知し、Ｙ軸方向に沿う方向のうち、通信強度が強くなる方向にドローン１００の飛行方向を変更する。図示の例では、Ｙ軸方向に沿う方向のうち、－Ｙ軸方向を通信強度が強くなる方向としている。そして、ドローン１００は、－Ｙ軸方向に向けて所定距離だけ離れた位置Ｐ１３まで飛行した場合、ドローン１００の飛行方向が＋Ｘ軸方向に変更される。この場合、ドローン１００は、「第１無線基地局」の通信エリアＲ１から外れることなく、「第２無線基地局」の通信エリアＲ２に進入できる位置となるまで、＋Ｘ軸方向への飛行と－Ｙ軸方向への飛行とを繰り返してもよい。ドローン１００が「第２無線基地局」の通信エリアＲ２に進入してから所定距離だけ離れた位置Ｐ１４まで飛行した場合、ドローン１００が＋Ｙ軸方向に向けて飛行する。次に、ドローン１００の位置が「第２無線基地局」の通信エリアＲ２の境界位置Ｐ１５となった場合、ドローン１００の飛行方向が＋Ｘ軸方向に変更される。そして、ドローン１００の位置が目的地の垂直方向の上方の位置Ｐ１６となった場合、ドローン１００の飛行方向が－Ｚ軸方向に変更され、ドローン１００が目的地に到達する。
　次に、第１実施形態に係る制御装置１５０により実行されるドローン１００の飛行制御の一例を説明する。図７のフローチャートの処理は、例えば、ドローン１００の飛行ルートが設定された場合に開始される。
　図７に示すように、まず、飛行制御部１５４は、通信強度検知部１５２Ｃにより検知される通信強度が第１閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。飛行制御部１５４は、通信強度が第１閾値以上であると判定した場合、ドローン１００に通常飛行を行わせる（ステップＳ１２）。
　飛行制御部１５４は、通信強度が第１閾値未満であると判定した場合、ドローン１００にリカバリ飛行を行わせる（ステップＳ１４）。リカバリ飛行では、無線基地局７０の通信エリアから外れることなく、他の無線基地局の通信エリアに進入するように、飛行方向を変更しつつ目的地に向けてドローン１００を飛行させる。リカバリ飛行では、通信強度検知部１５２Ｃにより検知される通信強度が高くなる方向へのドローン１００の飛行と、目的地に近づく方向へのドローン１００の飛行とが繰り返される。
　次に、飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行が終了したか否かを判定する（ステップＳ１６）。飛行制御部１５４は、例えば、ドローン１００を予め設定された目的地まで飛行させる際には、ドローン１００が目的地に到達した場合に、ドローン１００の飛行が終了したと判定する。飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行が終了していないと判定した場合、その処理をステップＳ１０に戻し、ドローン１００の飛行が終了するまでの間、ステップＳ１０～ステップＳ１６の処理を繰り返す。一方、飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行が終了したと判定した場合、本フローチャートの処理が終了する。
　次に、第１実施形態に係る制御装置１５０により実行されるリカバリ飛行の処理の一例を説明する。リカバリ飛行の処理は、図７に示すフローチャートにおけるステップＳ１４の処理に相当する。
　図８に示すように、飛行制御部１５４は、リカバリ飛行を行う際にはまず、通信強度検知部１５２Ｃにより検知される無線基地局７０との通信強度が高くなる方向にドローン１００の飛行方向を変更する（ステップＳ２０）。また、飛行制御部１５４は、変更後の飛行方向にドローン１００を所定距離だけ飛行させる（ステップＳ２２）。
　次に、飛行制御部１５４は、ドローン１００を所定距離だけ飛行させると、ドローン１００の飛行方向を目的地に近づく方向に変更する（ステップＳ２４）。また、飛行制御部１５４は、変更後の飛行方向にドローン１００を所定距離だけ飛行させる（ステップＳ２６）。
　次に、飛行制御部１５４は、通信強度検知部１５２Ｃにより検知される他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値未満であると判定した場合、その処理をステップＳ２２に戻す。そして、飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上となるまで、ステップＳ２２～ステップＳ２８の処理を繰り返す。飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上であると判定した場合、本フローチャートの処理が終了する。
　上記説明した第１実施形態に係る制御装置１５０によれば、通信状態を良好に維持するようにドローン１００の飛行制御を行うことができる。例えば、ドローン１００の位置が無線基地局７０の通信エリアから外れた場合、無線基地局７０との通信が維持できなくなる。したがって、第１実施形態に係る制御装置１５０によれば、ドローン１００を予め設定された目的地まで飛行させる際に、通信強度検知部１５２Ｃにより検知された通信強度が第１閾値未満となった場合、無線基地局７０との通信強度が高くなる方向にドローン１００の飛行方向を変更する。これにより、通信状態を良好に維持するようにドローン１００の飛行制御を行うことができる。
　また、実施形態に係る制御装置１５０によれば、ドローン１００の飛行方向を変更した後、通信強度検知部１５２Ｃにより検知された他の無線基地局７０との間の通信強度が第２閾値以上となった場合、ドローン１００の飛行方向を目的地に近づく方向に変更するため、無線基地局７０との通信を維持しつつ無線基地局７０を切り換えるためのドローン１００の飛行制御を行うことができる。
　＜第２実施形態＞
　以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態と比較すると、所定の飛行ルートの飛行回数に応じてドローン１００の飛行方向を変更する場合の処理内容を異ならせている。以下、この相違点を中心に説明する。
　第２実施形態に係る飛行制御部１５４は、ドローン１００に目的地までの所定の飛行ルートを飛行させる際、所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数未満である場合には、ドローン１００の飛行方向を変更する場合に、ドローン１００の高度を下げる方向、または、変更前のドローン１００の飛行方向と垂直な方向にドローン１００の飛行方向を変更する。また、飛行制御部１５４は、所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数以上である場合には、ドローン１００の飛行方向を変更する場合に、記憶部１５２Ｆから読み出した通信強度マップＭ１を参照して、ドローン１００の飛行方向を変更する。
　以下、第２実施形態に係る制御装置１５０により実行されるドローン１００の飛行制御の一例を説明する。図９は、第２実施形態に係る制御装置１５０により実行されるリカバリ飛行の処理の一例を示すフローチャートである。
　図９に示すように、飛行制御部１５４は、リカバリ飛行を行う際にはまず、所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数未満であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。飛行制御部１５４は、所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数未満であると判定した場合、ドローン１００の高度を下げる方向、または、変更前のドローン１００の飛行方向と垂直な方向に、ドローン１００の飛行方向を変更する（ステップＳ３２）。一方、飛行制御部１５４は、所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数以上であると判定した場合、記憶部１５２Ｆから読み出した通信強度マップＭ１を参照して、ドローン１００の飛行方向を変更する（ステップＳ３４）。また、飛行制御部１５４は、変更後の飛行方向にドローン１００を所定距離だけ飛行させる（ステップＳ３６）。
　次に、飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行方向を目的地に近づく方向に変更する（ステップＳ３８）。また、飛行制御部１５４は、変更後の飛行方向にドローン１００を所定距離だけ飛行させる（ステップＳ４０）。
　次に、飛行制御部１５４は、通信強度検知部１５２Ｃにより検知される他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４２）。飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値未満であると判定した場合、その処理をステップＳ３６に戻す。そして、飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上となるまで、ステップＳ３６～ステップＳ４２の処理を繰り返す。飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上であると判定した場合、本フローチャートの処理が終了する。
　上記説明した第２実施形態に係る制御装置１５０によれば、第１実施形態に係る制御装置１５０と同様の効果を奏する他、所定の飛行ルートの飛行回数が多く、通信強度マップＭ１の信頼性が高い場合に、通信強度マップＭ１を参照して、ドローン１００の飛行方向を変更するため、ドローン１００の飛行制御を精度よく行うことができる。
　＜第３実施形態＞
　以下、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１および第２実施形態と比較すると、ドローン１００の飛行時に検知される通信強度と通信強度マップＭ１に登録されている通信強度との比較の結果に応じて、ドローン１００の飛行方向を変更する点で異なる。以下、この相違点を中心に説明する。
　第３実施形態に係る飛行制御部１５４は、ドローン１００に目的地までの所定の飛行ルートを飛行させる際、ドローン１００の飛行中に通信強度検知部１５２Ｃにより検知された通信強度が、通信強度マップＭ１においてドローン１００の位置に対応付けられた通信強度未満である場合には、ドローン１００の飛行方向を変更する場合に、ドローン１００の高度を下げる方向、または、変更前のドローン１００の飛行方向と垂直な方向にドローン１００の飛行方向を変更する。また、飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行中に通信強度検知部１５２Ｃにより検知された通信強度が、通信強度マップＭ１においてドローン１００の位置に対応付けられた通信強度以上である場合には、ドローン１００の飛行方向を変更する場合に、記憶部１５２Ｆから読み出した通信強度マップＭ１を参照して、ドローン１００の飛行方向を変更する。
　以下、第３実施形態に係る制御装置１５０により実行されるドローン１００の飛行制御の一例を説明する。図１０は、第３実施形態に係る制御装置１５０により実行されるリカバリ飛行の処理の一例を示すフローチャートである。
　図１０に示すように、飛行制御部１５４は、リカバリ飛行を行う際にはまず、ドローン１００の飛行中に通信強度検知部１５２Ｃにより検知された通信強度が、通信強度マップＭ１においてドローン１００の位置に対応付けられた通信強度未満であるか否かを判定する（ステップＳ５０）。飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行中に通信強度検知部１５２Ｃにより検知された通信強度が、通信強度マップＭ１においてドローン１００の位置に対応付けられた通信強度未満であると判定した場合、ドローン１００の高度を下げる方向、または、変更前のドローン１００の飛行方向と垂直な方向に、ドローン１００の飛行方向を変更する（ステップＳ５２）。一方、飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行中に通信強度検知部１５２Ｃにより検知された通信強度が、通信強度マップＭ１においてドローン１００の位置に対応付けられた通信強度以上であると判定した場合、記憶部１５２Ｆから読み出した通信強度マップＭ１を参照して、ドローン１００の飛行方向を変更する（ステップＳ５４）。また、飛行制御部１５４は、変更後の飛行方向にドローン１００を所定距離だけ飛行させる（ステップＳ５６）。
　次に、飛行制御部１５４は、ドローン１００の飛行方向を目的地に近づく方向に変更する（ステップＳ５８）。また、飛行制御部１５４は、変更後の飛行方向にドローン１００を所定距離だけ飛行させる（ステップＳ６０）。
　次に、飛行制御部１５４は、通信強度検知部１５２Ｃにより検知される他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６２）。飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値未満であると判定した場合、その処理をステップＳ５６に戻す。そして、飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上となるまで、ステップＳ５６～ステップＳ６２の処理を繰り返す。飛行制御部１５４は、他の無線基地局７０との通信強度が第２閾値以上であると判定した場合、本フローチャートの処理が終了する。
　上記説明した第３実施形態に係る制御装置１５０によれば、第１および第２実施形態に係る制御装置１５０と同様の効果を奏する他、ドローン１００の飛行時に検知された通信強度が通信強度マップＭ１に登録されている通信強度以上であり、ドローン１００により検知される通信強度が十分に確保されている可能性が高い場合に、通信強度マップＭ１を参照して、ドローン１００の飛行方向を変更するため、ドローン１００の飛行制御の信頼性を高めることができる。
　以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
　１…管制システム、１０…管理装置、７０…無線基地局７０…ドローン、１１０…第１通信装置、１１２…第２通信装置、１１４…第３通信装置、１２０…ＧＮＳＳ受信機、１２２…センサ群、１３０…カメラ、１４０…バッテリ、１５０…制御装置、１５２…通信制御部、１５２Ａ…システム状態判定部、１５２Ｂ…位置検知部、１５２Ｃ…通信強度検知部、１５２Ｄ…通信強度マップ更新部、１５２Ｅ…通信切換部、１５２Ｆ…記憶部、１５４…飛行制御部、１５６…撮像制御部、１７０…回転翼、１７２…モータ、１７４…ＥＳＣ、Ｍ１…通信強度マップ。

Claims (12)

  1. 　無線基地局と通信する通信装置を備える飛行体に搭載される制御装置であって、
    　前記無線基地局との間の通信強度を検知する通信強度検知部と、
    　前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部と、
    　を備え、
    　前記飛行制御部は、前記飛行体を予め設定された目的地まで飛行させる際に、前記通信強度検知部により検知された通信強度が第１閾値未満となった場合、前記無線基地局との通信強度が高くなる方向に前記飛行体の飛行方向を変更する、
    　制御装置。
  2. 　前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行方向を変更する場合、前記飛行体の高度を下げる、
    　請求項１記載の制御装置。
  3. 　前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行方向を変更する場合、変更前の前記飛行体の飛行方向と垂直な方向に前記飛行体の飛行方向を変更する、
    　請求項１記載の制御装置。
  4. 　前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行方向を変更した後、前記通信強度検知部により検知された他の無線基地局との間の通信強度が第２閾値以上となった場合、前記飛行体の飛行方向を前記目的地に近づく方向に変更する、
    　請求項１から３のうちいずれか１項記載の制御装置。
  5. 　前記飛行体の位置を検知する位置検知部を更に備え、
    　前記通信装置は、前記飛行体の飛行時において、前記通信強度検知部により検知された通信強度を前記位置検知部により検知された飛行体の位置と対応付けて前記無線基地局に送信する、
    　請求項１から４のうちいずれか１項記載の制御装置。
  6. 　前記通信強度と前記飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを記憶した記憶部を更に備え、
    　前記飛行制御部は、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記記憶部から読み出した前記通信強度マップを参照して、前記飛行体の飛行方向を変更する、
    　請求項１から５のうちいずれか１項記載の制御装置。
  7. 　前記飛行体の位置を検知する位置検知部と、
    　前記通信強度検知部により検知された通信強度と前記位置検知部により検知された飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを生成し、前記記憶部に記憶された通信強度マップを更新する通信強度マップ更新部と、
    　を更に備える、
    　請求項６記載の制御装置。
  8. 　前記通信強度と前記飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを前記無線基地局から取得し、前記記憶部に記憶された通信強度マップを更新する通信強度マップ更新部を更に備える、
    　請求項６記載の制御装置。
  9. 　通信強度と飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを記憶した記憶部を更に備え、
    　前記飛行制御部は、前記飛行体に前記目的地までの所定の飛行ルートを飛行させる際、
    　前記所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数未満である場合には、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記飛行体の高度を下げる方向、または、変更前の前記飛行体の飛行方向と垂直な方向に前記飛行体の飛行方向を変更し、
    　前記所定の飛行ルートの飛行回数が所定回数以上である場合には、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記記憶部から読み出した前記通信強度マップを参照して、前記飛行体の飛行方向を変更する、
    　請求項１から８のうちいずれか１項記載の制御装置。
  10. 　通信強度と飛行体の位置とを対応付けた通信強度マップを記憶した記憶部を更に備え、
    　前記飛行制御部は、前記飛行体に前記目的地までの所定の飛行ルートを飛行させる際、前記飛行体の飛行中に前記通信強度検知部により検知された通信強度が、前記通信強度マップにおいて前記飛行体の位置に対応付けられた通信強度未満である場合には、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記飛行体の高度を下げる方向、または、変更前の前記飛行体の飛行方向と垂直な方向に前記飛行体の飛行方向を変更し、
    　前記飛行体の飛行中に前記通信強度検知部により検知された通信強度が、前記通信強度マップにおいて前記飛行体の位置に対応付けられた通信強度以上である場合には、前記飛行体の飛行方向を変更する場合に、前記記憶部から読み出した前記通信強度マップを参照して、前記飛行体の飛行方向を変更する、
    　請求項１から８のうちいずれか１項記載の制御装置。
  11. 　無線基地局と通信する通信装置を備える飛行体に搭載される制御装置が、
    　前記無線基地局との間の通信強度を検知し、
    　前記飛行体の飛行を制御する際、前記飛行体を予め設定された目的地まで飛行させる際に、検知された通信強度が第１閾値未満となった場合、前記無線基地局との通信強度が高くなる方向に前記飛行体の飛行方向を変更する、
    　制御方法。
  12. 　無線基地局と通信する通信装置を備える飛行体に搭載される制御装置に、
    　前記無線基地局との間の通信強度を検知する処理と、
    　前記飛行体の飛行を制御する際、前記飛行体を予め設定された目的地まで飛行させる際に、検知された通信強度が第１閾値未満となった場合、前記無線基地局との通信強度が高くなる方向に前記飛行体の飛行方向を変更する処理と、
    　を実行させるプログラム。
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