WO2021053875A1 - 飛行装置、測定システム及び測定方法 - Google Patents

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WO2021053875A1
WO2021053875A1 PCT/JP2020/018714 JP2020018714W WO2021053875A1 WO 2021053875 A1 WO2021053875 A1 WO 2021053875A1 JP 2020018714 W JP2020018714 W JP 2020018714W WO 2021053875 A1 WO2021053875 A1 WO 2021053875A1
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WO
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flight
flight device
moving body
unit
measurement
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Application number
PCT/JP2020/018714
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English (en)
French (fr)
Inventor
小野　正人
Original Assignee
株式会社かもめや
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plants
    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F3/00—Ground installations specially adapted for captive aircraft
    • B64F3/02—Ground installations specially adapted for captive aircraft with means for supplying electricity to aircraft during flight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01W—METEOROLOGY
    • G01W1/00—Meteorology
    • G01W1/08—Adaptations of balloons, missiles, or aircraft for meteorological purposes; Radiosondes
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to a flight device, a measurement system, and a measurement method for measuring a weather condition, a sea condition, or the like.
  • Patent Document 1 a technique for measuring a weather condition using an unmanned aerial vehicle is known (see, for example, Patent Document 1).
  • a conventional unmanned aerial vehicle flies using the electric power supplied from the battery mounted on its own aircraft to measure the weather condition. It takes a long time for the air vehicle to measure the weather condition at many points, but it is difficult to fly for a long time when the electric power supplied from the battery mounted on the air vehicle is used. If you return to the charging station to charge the batteries mounted on the aircraft, the weather conditions will change during that time, so you can measure the weather conditions at many points at the same time using a conventional aircraft. There was the problem that it was difficult to do.
  • an object of the present invention is to prolong the time for the flight device to continuously measure the weather condition or the sea condition.
  • the flight device of the first aspect of the present invention is a flight device capable of flying in the air, and is a power acquisition unit that receives power from a predetermined mobile body and the power acquisition unit that receives the power supply.
  • a flight control unit that flies the flight device within a predetermined range from the moving body, and a weather condition and a weather condition while the flight control unit flies the flight device within a predetermined range from the moving body. It has a measuring unit for measuring at least one of the sea conditions.
  • the flight control unit may fly the flight device in a plurality of directions within a predetermined range from the moving body.
  • the flight control unit may fly the flight device within the predetermined range narrower than the range in which the flight device can receive power from the moving body.
  • the measuring unit may measure at least one of the weather condition and the sea condition while staying at the same position.
  • the power acquisition unit acquires electric power via a cable connected to the moving body, and the measuring unit is within the predetermined range in which the distance to the moving body is within the length of the cable. May measure at least one of the weather conditions and the sea condition.
  • the measuring unit may transmit a measurement result indicating at least one of the measured weather condition and sea condition condition to the moving body via the cable.
  • the flight control unit After raising the flight device in the first direction in the height direction at the first point on the horizontal plane, the flight control unit raises the flight device in the first direction in the height direction, and then the second point in the height direction at the second measurement point adjacent to the first point.
  • the flight device may be lowered in the second direction opposite to the one direction.
  • the measurement system of the second aspect of the present invention includes a moving body and a flying device capable of flying over the moving body, and the flying device includes a power acquisition unit that receives power supplied from the moving body.
  • a flight control unit that causes the flight device to fly within a predetermined range from the mobile body while the power acquisition unit receives the power supply, and a flight control unit that causes the flight control unit to fly within a predetermined range from the mobile body. It has a measuring unit that measures at least one of a weather condition and a sea condition while the flight device is flying, and the moving body has a power supply unit that supplies power to the moving body.
  • the moving body has a setting reception unit that accepts the setting of measurement conditions used by the flight device to measure at least one of a weather condition and a sea condition condition, and the flight based on the measurement conditions accepted by the setting reception unit. It may further have a measurement control unit that controls the measurement by the device.
  • the moving body includes the traveling speed v of the moving body, the distance X0 between a plurality of measurement points in the first direction, the distance Y0 between a plurality of measurement points in the second direction orthogonal to the first direction, and the plurality of measurement points.
  • the flight speed V of the flight device is set so as to satisfy the relationship of (X0 / V ⁇ (n-1) + t2 ⁇ n) ⁇ Y0 / v. It may further have a measurement control unit for determining.
  • the moving body moves the area specifying unit that specifies the flight area, which is the area where the flight device flew, and the non-flying area that is different from the flight area specified by the area specifying unit to a position where the flight device can fly. It may further have a progress control unit that advances to the body.
  • the progress control unit is the non-flight region from a first point that is a distance within the length of the cable connecting the flight device and the moving body from all the positions where the flight device flew in the flight area.
  • the flight device may be advanced from all the positions where the flight device is scheduled to fly toward a second point within the length of the cable.
  • the measuring method is a method of measuring a weather condition using a flying device capable of flying in the air, which includes a step of supplying power from a predetermined moving body to the flying device and the movement. While the body is supplying power to the flight device, the step of flying the flight device within a predetermined range from the moving body and the flight device flying within a predetermined range from the moving body. In between, it has a step of measuring at least one of the weather conditions and the sea condition.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of the measurement system S.
  • the measurement system S is a system for measuring at least one of a weather condition and a sea condition (hereinafter, referred to as "weather condition and the like").
  • Meteorological conditions include, for example, temperature, humidity, wind speed, wind force, wind direction, atmospheric pressure, rainfall, and the like.
  • the sea condition is, for example, the seawater temperature, the presence or absence of drifting objects such as dust drifting in the sea, the height of waves, the speed of tidal currents, and the like.
  • the measurement system S includes a flight device 1 and a moving body 2.
  • the flight device 1 is a device capable of flying in the air (for example, in the air at sea), for example, a drone or a small airplane.
  • the measurement system S may include a plurality of flight devices 1 and simultaneously measure the weather condition using the plurality of flight devices 1.
  • the flight device 1 may fly unmanned or may fly with a person on board.
  • the flight device 1 is equipped with a camera, a small radar, or the like, and the camera, the small radar, or the like may be used for measuring the weather condition or the like, or may be used for checking the safety of the surroundings.
  • the moving body 2 is an object that can move, for example, a ship or a vehicle. In the following description, a case where the moving body 2 is a ship will be described as an example.
  • the mobile body 2 has a power supply unit 21 for supplying power to the flight device 1.
  • the electric power supply unit 21 may have, for example, a battery, or may have a generator that generates electricity using fuel.
  • the flight device 1 is connected to the power supply unit 21 via a cable 3.
  • the electric power supply unit 21 supplies electric power to the flight device 1 via the lead wire in the cable 3.
  • the length of the cable 3 is equal to or greater than the maximum distance between the flight device 1 and the moving body 2 when the flight device 1 observes a weather condition or the like.
  • the length of the cable 3 is set so that the cable 3 is not cut even if the distance between the flying device 1 and the moving body 2 is maximized, so that the length of the cable 3 is the position where the flying device 1 can be farthest from the moving body 2 and the moving body 2. It is more than the distance to.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing how the flight device 1 and the moving body 2 move.
  • FIG. 2 shows a state in which the flight device 1 and the moving body 2 are visually recognized from above.
  • ⁇ in FIG. 2 indicates the position where the flight device 1 measures the weather condition and the like.
  • FIG. 2A shows a plurality of positions where the flight device 1 measures the weather condition and the like in the first period.
  • FIG. 2B shows a plurality of positions where the flight device 1 measures the weather condition and the like in the second period after the first period.
  • the flight device 1 measures the weather condition and the like at seven points from A1 to A7 in the first period.
  • the flight device 1 measures the weather condition and the like at seven points from B1 to B7.
  • the moving body 2 in FIG. 2A shows that the moving body 2 is at the A4 point when the flight device 1 is at the A1 position.
  • the mobile body 2 moves northward at a slower speed than the flight device 1 and reaches the position of B4 shown in FIG. 2B at the start of the second period.
  • the flight device 1 first moves to the A1 point and hovering (that is, stopping in the air) at the A1 point for a period required for measuring the weather condition or the like.
  • the flight device 1 may be referred to as a direction orthogonal to the traveling direction of the moving body 2 (hereinafter, may be referred to as "Y direction”) (hereinafter, may be referred to as "X direction") when the measurement of the weather condition or the like is completed.
  • Y direction a direction orthogonal to the traveling direction of the moving body 2
  • X direction when the measurement of the weather condition or the like is completed.
  • Moves to the A2 point which is a predetermined distance away from the A1 point.
  • the predetermined distance is, for example, a distance preset as the measurement particle size of the weather condition or the like.
  • the flight device 1 repeats measurement and movement to collect data such as weather conditions at a plurality of points.
  • T1 (t1 ⁇ (n-1) + t2 ⁇ n).
  • T1 (X0 / V ⁇ (n-1) + t2 ⁇ n).
  • T1 T2
  • the relationship between the speed V of the flight device 1 and the speed v of the moving body 2 is required to be (X0 / V ⁇ (n-1) + t2 ⁇ n) ⁇ Y0 / v.
  • the flight device 1 may move further in the height direction.
  • the flight device 1 sequentially moves to each of a plurality of heights of 40 m, 60 m, and 80 m at the A1 point on the horizontal plane, and measures the weather condition and the like at each position.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing how the flight device 1 moves in the horizontal direction and the height direction.
  • the flight device 1 has a height such as A1 point (height 40 m) ⁇ A1 point (height 60 m) ⁇ A1 point (height 80 m) ⁇ A2 point (height 80 m) ⁇ A2 point (height 60 m).
  • A1 point herein.
  • A1 point herein.
  • the flight control unit 171 raises the flight device 1 in the first direction in the height direction at the first point on the horizontal plane, raises the flight device 1 in the first direction in the height direction, and then the second point in the height direction at the second measurement point next to the first point.
  • the flight device 1 is lowered in the second direction opposite to the one direction.
  • FIG. 4 is a diagram showing the positional relationship between the flying device 1 and the moving body 2 when the flying device 1 is at the A7 point (height 80 m) farthest from the moving body 2.
  • FIG. 4 (a) schematically shows the positional relationship when the flight device 1 and the moving body 2 are viewed from above
  • FIG. 4 (b) shows the flight device 1 and the moving body 2 as viewed from the rear. The positional relationship of the cases is schematically shown. At this point, the moving body 2 has almost reached the B4 point.
  • the distance between the flying device 1 and the moving body 2 in the X direction at the time when the flying device 1 is at the point farthest from the moving body 2 is Dx
  • the distance in the Y direction is Dy
  • the height is H (for example, 80 m).
  • FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the flight device 1.
  • the flight device 1 includes a flight mechanism unit 11, a power acquisition unit 12, a detection unit 13, a communication unit 14, a position identification unit 15, a storage unit 16, and a control unit 17.
  • the control unit 17 has a flight control unit 171 and a measurement unit 172.
  • the flight mechanism unit 11 includes a mechanism necessary for flying the flight device 1, such as a propeller and a rudder.
  • the power acquisition unit 12 receives power from a predetermined mobile body.
  • the predetermined moving body is a ship or a vehicle that moves at a speed slower than the flight speed of the flight device 1, such as the moving body 2.
  • the power acquisition unit 12 acquires power via, for example, a cable 3 which is a power supply line connected to and from the mobile body 2.
  • the detection unit 13 includes a device such as a temperature sensor, a humidity sensor, a wind speed sensor, an image sensor, and the like that generates data indicating the result of detecting the surrounding state of the flight device 1.
  • the detection unit 13 notifies the measurement unit 172 of the data generated by each device.
  • the communication unit 14 includes a communication interface for communicating with at least one of the external device or the mobile body 2 via a wireless channel, a communication cable, or the like.
  • the communication unit 14 includes, for example, a wireless communication controller, and transmits data indicating the result of measuring the weather condition or the like to at least one of the external device and the mobile body 2.
  • the position specifying unit 15 receives, for example, a radio wave received from a GPS satellite, and identifies the latitude and longitude based on the received radio wave. The position specifying unit 15 notifies the flight control unit 171 of the specified latitude and longitude. The position specifying unit 15 may specify the position of the flight device 1 by acquiring information indicating the position measured by the moving body 2 from the moving body 2.
  • the storage unit 16 includes a storage medium such as a ROM and a RAM.
  • the storage unit 16 stores, for example, a program executed by the control unit 17 and measurement conditions.
  • the measurement conditions include, for example, information indicating the positions of a plurality of points where the flight device 1 measures the weather condition and the like. Further, the storage unit 16 stores the measurement data generated by the measurement unit 172.
  • the control unit 17 includes, for example, a CPU.
  • the control unit 17 functions as a flight control unit 171 and a measurement unit 172 by executing a program stored in the storage unit 16.
  • the flight control unit 171 controls the flight mechanism unit 11 to fly the flight device 1 over a predetermined range from the moving body 2.
  • the predetermined range is narrower than the range in which the flight device 1 can receive power from the mobile body 2.
  • the flight control unit 171 sequentially moves the flight device 1 to a plurality of measurement points defined by information indicating measurement conditions stored in advance in the storage unit 16 based on the latitude and longitude notified from the position identification unit 15.
  • the flight mechanism unit 11 is controlled so as to.
  • the measurement condition is a condition set in advance in the flight device 1 via an external device such as a computer by a business operator for measuring a weather condition or the like, and is a condition used by the flight device 1 to determine a measurement point.
  • the measurement conditions may change dynamically based on the control of the external device.
  • the measurement conditions include, for example, an area for measuring a weather condition or the like using the flight device 1, an interval between measurement points, a number of measurement points, a measurement altitude, a measurement item, and the like.
  • the flight control unit 171 controls the flight mechanism unit 11 so as to satisfy the measurement conditions and to fly the flight device 1 in a plurality of directions within a predetermined range from the moving body 2.
  • the flight control unit 171 updates the measurement conditions stored in the storage unit 16 when, for example, the measurement conditions set by the administrator of the external device are received from the external device.
  • the flight control unit 171 may update the measurement conditions based on external information such as a season or a weather forecast.
  • the flight control unit 171 may control the flight mechanism unit 11 so that the flight device 1 flies at a speed V that satisfies the relationship of the above equation (1) based on the speed v of the moving body 2.
  • the flight control unit 171 may specify the speed v of the mobile body 2 by using an image obtained by capturing the moving body 2 with the image sensor included in the detection unit 13, and the flight control unit 171 may specify the speed v of the mobile body 2 via the communication unit 14.
  • the speed v may be obtained from the moving body 2.
  • the flight control unit 171 may control the flight mechanism unit 11 so as to fly the flight device 1 at the speed v instructed by the moving body 2.
  • the measuring unit 172 measures the weather condition and the like while the flight control unit 171 is flying the flight device 1 within a predetermined range from the moving body 2.
  • the measuring unit 172 creates temperature data, humidity data, and wind speed data indicating, for example, temperature, humidity, wind speed, and the like.
  • the measuring unit 172 measures the weather condition and the like based on the data generated by the various devices held by the detecting unit 13 in the state of staying at the same position (hovering state). For example, the measuring unit 172 obtains wind speed data indicating the wind speed at the measuring point by averaging a plurality of wind speed values generated by the wind speed sensor of the detecting unit 13 while the flight device 1 is hovering at the measuring point. create.
  • the measurement unit 172 analyzes an image of the lower part of the flight device 1 captured by the image sensor included in the detection unit 13, or a millimeter-wave radar or ultrasonic waves reflected on the sea surface, which is irradiated toward the sea surface. The condition may be measured.
  • the measuring unit 172 identifies the height of the wave or the speed of the ocean current by analyzing the image, for example, and creates the wave height data and the flow velocity data.
  • the measurement unit 172 stores the measured data in the storage unit 16 in association with the measurement time.
  • the flight device 1 and the moving body 2 are connected by a cable 3 having a predetermined length. Therefore, the measuring unit 172 measures the weather condition or the like within a predetermined range in which the distance from the moving body 2 is within the length of the cable 3. By operating the measuring unit 172 in this way, the flight device 1 can measure the weather condition and the like while the flight device 1 is supplied with electric power from the moving body 2 via the cable 3, so that the flight device 1 is long. It is possible to measure weather conditions, etc. over time.
  • the measurement unit 172 transmits, for example, a measurement result indicating the measured weather condition or the like to the moving body 2 via the cable 3.
  • the measuring unit 172 may transmit the measurement data to the moving body 2 using the power feeding line of the cable 3, and transmits the measurement data to the moving body 2 using a data transmission line different from the power feeding line. You may send it.
  • the measurement unit 172 may transmit the measurement data to the external device or the mobile body 2 via the communication unit 14.
  • the measurement unit 172 may transmit the measurement data each time the measurement data is created, or may transmit a plurality of measurement data stored in the storage unit 16 after creating a certain number of measurement data.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a control system of the moving body 2.
  • the mobile body 2 has a control device 22 in addition to the power supply unit 21.
  • the control device 22 is, for example, a computer.
  • the control device 22 includes an operation unit 221, a display unit 222, a communication unit 223, a storage unit 224, and a control unit 225.
  • the operation unit 221 includes a device for the user to operate, and includes, for example, a keyboard and a mouse.
  • the display unit 222 includes a device for displaying information, for example, a display.
  • the communication unit 223 includes a device for transmitting and receiving data, and has, for example, a wireless communication controller for communicating with the flight device 1.
  • the storage unit 224 has a storage medium such as a ROM, a RAM, and a hard disk.
  • the storage unit 224 stores a program executed by the control unit 225.
  • the storage unit 224 may store the measurement data received from the flight device 1.
  • the control unit 225 includes, for example, a CPU.
  • the control unit 225 functions as a setting reception unit 231, a measurement control unit 232, an area identification unit 233, and a progress control unit 234 by executing the program stored in the storage unit 224.
  • the setting reception unit 231 receives the setting of the measurement conditions used when the flight device 1 measures the weather condition and the like.
  • the setting reception unit 231 receives, for example, the setting of at least one of the measurement conditions of the area for measuring the weather condition and the like using the flight device 1, the interval between the measurement points, the number of measurement points, the measurement altitude, and the measurement items.
  • the setting reception unit 231 notifies the measurement control unit 232 of the received measurement conditions.
  • the setting reception unit 231 may receive information for specifying the measurement point as a measurement condition.
  • the measurement control unit 232 controls the flight device 1 based on the measurement conditions accepted by the setting reception unit 231.
  • the measurement control unit 232 controls the flight device 1 by transmitting the measurement conditions notified from the setting reception unit 231 to the flight device 1 via, for example, the communication unit 223.
  • the measurement control unit 232 determines the position where the flight device 1 should measure the weather information and the like based on the measurement conditions notified from the setting reception unit 231 and the position of the moving body 2, and the determined position is the flight device. It may be transmitted to 1. Further, the measurement control unit 232 flies the flight device 1 by using the equation (1) based on the traveling speed of the moving body 2, the interval between the measurement points included in the measurement conditions, the number of measurement points, the measurement altitude, and the like. The speed may be determined and the determined flight speed may be notified to the flight device 1.
  • the area identification unit 233 specifies a flight area, which is an area where the flight device 1 flew in the past and measured the weather condition and the like.
  • the area identification unit 233 receives, for example, position information indicating at least one of the position where the flight device 1 flew or the position where the weather condition is measured via the communication unit 223, and flies based on the received position information. Identify the area. For example, in the case of the example shown in FIG. 2, in the state where the moving body 2 is at the B4 point shown in FIG. An area including seven points up to the A7 point (that is, an area within a predetermined range from the position where the moving body 2 was at a predetermined time in the past) is specified as a flight area.
  • the progress control unit 234 advances the moving body 2 to a position where the flight device 1 can fly in an unflighted area different from the flight area specified by the area specifying unit 233.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the progress control unit 234.
  • the progress control unit 234 has completed the measurement of the flight area including the seven points from the B1 point to the B7 point, for example.
  • the moving body 2 is moved to the C4 point (second point) so that the flight device 1 can fly in the unflighted area including the seven points from the C1 point to the C7 point where the flight device 1 is to measure the weather and the like later.
  • the first point is a point within the length of the cable 3 from all the positions where the flight device 1 flew in the flight area.
  • the second point is a point within the length of the cable 3 from all the positions where the flight device 1 is scheduled to fly in the non-flying zone.
  • FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the path through which the flight device 1 flies.
  • the flight device 1 may fly along a circular or elliptical curve centered on the moving body 2, for example, as shown in FIG. At this time, the flight device 1 flies along the circumferential curve while moving in the direction in which the moving body 2 moves.
  • the flight device 1 flies as shown in FIG. 2 to determine the length of the cable 3 when the flight device 1 measures the weather condition or the like at the same number of measurement points. It can be shorter than the case.
  • the flying device 1 or the moving body 2 has a mechanism for winding a part of the cable 3 when the cable 3 is longer than the distance between the flying device 1 and the moving body 2, and the flying device 1 and the moving body 2 have a mechanism for winding a part of the cable 3.
  • the length of the cable 3 between and the cable 3 may be variable.
  • the flight device 1 and the mobile body 2 are connected by a cable 3 and power is supplied from the flight device 1 to the mobile body 2 via the cable 3 has been illustrated.
  • the method of supplying power from the flight device 1 to the mobile body 2 is arbitrary, the flight device 1 and the mobile body 2 are not connected by a cable 3, and the flight device 1 and the mobile body 2 are moved from the flight device 1 by using a microwave space transmission method.
  • the body 2 may be powered wirelessly.
  • the flight control unit 171 can provide wireless power supply in which the distance between the flight device 1 and the moving body 2 is determined based on communication conditions such as the intensity of microwaves transmitted by the moving body 2 and the directivity of the antenna.
  • the flight mechanism unit 11 is controlled so that the flight device 1 flies within the distance.
  • the flight device 1 may have a configuration for switching between power supply via the cable 3 and wireless power supply.
  • the flight device 1 operates by wireless power supply when performing measurement with relatively low power consumption (for example, measurement without shooting a moving image), and operates by power supply via a cable 3 when performing measurement with relatively large power consumption. To do.
  • the flight device 1 configured in this way, the flight device 1 measures at a position farther than the length of the cable 3 from the moving body 2 when performing a measurement with relatively low power consumption, and also.
  • wireless power supply it is possible to perform measurements where power is insufficient in a short time.
  • the flight device 1 has a power acquisition unit 12 that receives power from the mobile body 2 and a predetermined power acquisition unit 12 that receives power from the mobile body 2 while the power acquisition unit 12 receives power from the mobile body 2. It has a flight control unit 171 that flies the flight device 1 within a range, and a measurement unit 172 that measures the weather condition and the like while the flight control unit 171 is flying the flight device 1. Since the flight device 1 measures the weather condition or the like while receiving the electric power from the moving body 2 in this way, the flight device 1 measures the weather condition or the like for a long time without mounting a large capacity battery. Becomes possible.
  • Flight device 2 Mobile device 3 Cable 11 Flight mechanism unit 12 Power acquisition unit 13 Detection unit 14 Communication unit 15 Position identification unit 16 Storage unit 17 Control unit 21 Power supply unit 22 Control device 171 Flight control unit 172 Measurement unit 221 Operation unit 222 Display unit 223 Communication unit 224 Storage unit 225 Control unit 231 Setting reception unit 232 Measurement control unit 233 Area identification unit 234 Progress control unit

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Abstract

飛行装置１は、所定の移動体２から電力の供給を受ける電力取得部１２と、電力取得部１２が電力の供給を受けている間に移動体２から所定の範囲内で飛行装置１を飛行させる飛行制御部１７１と、飛行制御部１７１が移動体２から所定の範囲内で飛行装置１を飛行させている間に気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する測定部１７２と、を有する。

Description

飛行装置、測定システム及び測定方法
　本発明は、気象状態又は海象状態等を測定するための飛行装置、測定システム及び測定方法に関する。
　従来、無人飛行体を用いて気象状態を測定する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１８－１１２４８５号公報
　従来の無人飛行体は、自機に搭載された電池から供給される電力を用いて飛行して、気象状態の測定を行う。飛行体が多くの地点で気象状態を測定するには長時間を要するが、飛行体に搭載された電池から供給される電力を用いる場合、長時間の飛行が困難であった。飛行体が搭載する電池に充電するために充電ステーションに戻ってしまうと、その間に気象状態が変化してしまうので、従来の飛行体を用いて同一の時間帯に多数の地点の気象状態を測定することは困難であるという問題があった。
　そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、飛行装置が気象状態又は海象状態を連続して測定する時間を長くすることを目的とする。
　本発明の第１の態様の飛行装置は、空中を飛行可能な飛行装置であって、所定の移動体から電力の供給を受ける電力取得部と、前記電力取得部が前記電力の供給を受けている間に前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させる飛行制御部と、前記飛行制御部が前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させている間に気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する測定部と、を有する。
　前記飛行制御部は、前記移動体から所定の範囲内で複数の方向に前記飛行装置を飛行させてもよい。前記飛行制御部は、前記飛行装置が前記移動体から電力の供給を受けることができる範囲よりも狭い前記所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させてもよい。
　前記測定部は、同一の位置に滞空している状態で気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定してもよい。
　前記電力取得部は、前記移動体との間で接続されたケーブルを介して電力を取得し、前記測定部は、前記移動体との距離が前記ケーブルの長さ以内となる前記所定の範囲内で気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定してもよい。
　前記測定部は、測定した気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを示す測定結果を、前記ケーブルを介して前記移動体に送信してもよい。
　前記飛行制御部は、水平面における第１地点において高さ方向の第１向きに前記飛行装置を上昇させた後に、前記第１地点の隣の測定地点である第２地点において高さ方向の前記第１向きと反対の第２向きに前記飛行装置を下降させてもよい。
　本発明の第２の態様の測定システムは、移動体と、前記移動体の上空を飛行可能な飛行装置とを備え、前記飛行装置は、前記移動体から電力の供給を受ける電力取得部と、前記電力取得部が前記電力の供給を受けている間に前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させる飛行制御部と、前記飛行制御部が前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させている間に気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する測定部と、を有し、前記移動体は、前記移動体に電力を供給する電力供給部を有する。
　前記移動体は、前記飛行装置が気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する際に用いる測定条件の設定を受け付ける設定受付部と、前記設定受付部が受け付けた前記測定条件に基づいて前記飛行装置による測定を制御する測定制御部と、をさらに有してもよい。
　前記移動体は、前記移動体の進行速度ｖと、第１方向の複数の測定地点の間隔Ｘ０と、前記第１方向と直交する第２方向の複数の測定地点の間隔Ｙ０と、前記複数の測定地点それぞれにおける測定時間ｔ２と、測定地点数ｎとに基づいて、（Ｘ０／Ｖ×（ｎ－１）＋ｔ２×ｎ）≦Ｙ０／ｖの関係を満たすように前記飛行装置の飛行速度Ｖを決定する測定制御部をさらに有してもよい。
　前記移動体は、前記飛行装置が飛行した領域である飛行領域を特定する領域特定部と、前記領域特定部が特定した前記飛行領域と異なる未飛行領域を前記飛行装置が飛行できる位置に前記移動体に進行させる進行制御部と、をさらに有してもよい。
　前記進行制御部は、前記飛行領域において前記飛行装置が飛行した全ての位置から、前記飛行装置と前記移動体とを接続するケーブルの長さ以内の距離となる第１地点から、前記未飛行領域において前記飛行装置が飛行する予定の全ての位置から、前記ケーブルの長さ以内の距離となる第２地点に向けて進行させてもよい。
　本発明の第３の態様の測定方法は、空中を飛行可能な飛行装置を用いて気象状態を測定する方法であって、所定の移動体から前記飛行装置に電力を供給するステップと、前記移動体から前記飛行装置に電力を供給している間に、前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させるステップと、前記飛行装置が前記移動体から所定の範囲内で飛行している間に気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定するステップと、を有する。
　本発明によれば、飛行装置が気象状態又は海象状態を連続して測定する時間を長くすることができるという効果を奏する。
測定システムの概要を説明するための図である。 飛行装置及び移動体が移動する様子を模式的に示す図である。 飛行装置が水平方向及び高さ方向に移動する様子を模式的に示す図である。 飛行装置が移動体から最も離れたＡ７地点（高さ８０ｍ）にいる場合の飛行装置と移動体との位置関係を示す図である。 飛行装置の構成を示す図である。 移動体の構成を示す図である。 進行制御部の動作について説明するための図である。 飛行装置が飛行する経路の変形例を示す図である。
［測定システムＳの概要］
　図１は、測定システムＳの概要を説明するための図である。測定システムＳは、気象状態及び海象状態の少なくともいずれか（以下、「気象状態等」という。）を測定するためのシステムである。気象状態は、例えば気温、湿度、風速、風力、風向、気圧、雨量等である。海象状態は、例えば、海水温、海を漂流しているゴミ等の漂流物の有無、波の高さ、潮流の速さ等である。
　測定システムＳは、飛行装置１と、移動体２とを備える。飛行装置１は、空中（例えば海上の空中）を飛行することができる装置であり、例えばドローン又は小型飛行機である。測定システムＳは複数の飛行装置１を含み、複数の飛行装置１を用いて同時に気象状態を測定してもよい。飛行装置１は無人で飛行してもよく、人が乗った状態で飛行してもよい。飛行装置１は、カメラ又は小型のレーダー等を搭載しており、カメラ又は小型のレーダー等を気象状態等の測定に利用してもよく、周囲の安全確認に利用してもよい。
　移動体２は、移動することができる物体であり、例えば船舶又は車両である。以下の説明では、移動体２が船舶である場合を例にして説明する。移動体２は、飛行装置１に対して電力を供給するための電力供給部２１を有する。電力供給部２１は、例えば電池を有してもよく、燃料を用いて発電する発電機を有してもよい。
　飛行装置１は、ケーブル３を介して電力供給部２１と接続されている。電力供給部２１は、ケーブル３内の導線を介して飛行装置１に電力を供給する。ケーブル３の長さは、飛行装置１が気象状態等を観測する際の飛行装置１と移動体２との最大距離以上である。
　飛行装置１及び移動体２は、それぞれ異なる速度で移動するので、飛行装置１と移動体２との距離は変動する。飛行装置１と移動体２との距離が最大になってもケーブル３が切断することがないように、ケーブル３の長さは、飛行装置１が移動体２から最も離れ得る位置と移動体２との距離以上である。
　図２は、飛行装置１及び移動体２が移動する様子を模式的に示す図である。図２は、飛行装置１及び移動体２を上方から視認した様子を示している。図２における○は飛行装置１が気象状態等を測定する位置を示している。
　図２（ａ）は、第１の期間において飛行装置１が気象状態等を測定する複数の位置を示している。図２（ｂ）は、第１の期間よりも後の第２の期間において飛行装置１が気象状態等を測定する複数の位置を示している。飛行装置１は、第１の期間において、Ａ１からＡ７までの７地点で気象状態等を測定する。飛行装置１は、第２の期間において、Ｂ１からＢ７までの７地点で気象状態等を測定する。
　図２（ａ）における移動体２は、飛行装置１がＡ１の位置にいる時点において、移動体２がＡ４地点にいることを示している。移動体２は、飛行装置１に比べて遅い速度で北に向かって移動し、第２の期間の開始時点で、図２（ｂ）に示すＢ４の位置に到達する。
　飛行装置１は、例えば、まずＡ１地点まで移動して、気象状態等の測定に要する期間にわたってＡ１地点でホバリング（すなわち空中で停止）する。飛行装置１は、気象状態等の測定が終了した時点で、移動体２の進行方向（以下、「Ｙ方向」という場合がある。）と直交する方向（以下、「Ｘ方向」という場合がある。）にＡ１地点から所定の距離だけ離れたＡ２地点まで移動する。所定の距離は、例えば、気象状態等の測定粒度として予め設定された距離である。飛行装置１は、測定と移動とを繰り返して、複数の地点における気象状態等のデータを収集する。
　ここで、飛行装置１が隣接する測定点間の移動に要する時間がｔ１、各測定点での測定時間がｔ２、測定地点数がｎである場合、飛行装置１がｎ個の測定地点で気象状態等を測定するために要する時間Ｔ１は、Ｔ１＝（ｔ１×（ｎ－１）＋ｔ２×ｎ）により算出される。飛行装置１の速度がＶ、Ｘ方向の隣接する測定地点間の距離をＸ０とすると、ｔ１＝Ｘ０／Ｖなので、Ｔ１＝（Ｘ０／Ｖ×（ｎ－１）＋ｔ２×ｎ）となる。
　移動体２の速度をｖ、Ｙ方向において隣接する測定点間の距離をＹ０とすると、移動体２がＹ０だけ移動するために要する時間はＴ２＝Ｙ０／ｖとなる。移動体２に追従しながら飛行装置１が複数の測定地点で気象状態等を測定できるようにするためには、Ｔ１≦Ｔ２であることが求められる。したがって、飛行装置１の速度Ｖと移動体２の速度ｖとの関係は、（Ｘ０／Ｖ×（ｎ－１）＋ｔ２×ｎ）≦Ｙ０／ｖであることが求められる。よって、Ｘ０、Ｙ０、ｎが所与の値である場合、飛行装置１の速度Ｖと移動体２の速度ｖとの関係は、（Ｘ０／Ｖ×（ｎ－１）＋ｔ２×ｎ）≦Ｙ０／ｖ（式（１））の関係を満たす関係であることが望ましい。
［高さ方向の移動］
　飛行装置１は、さらに高さ方向に移動してもよい。飛行装置１は、例えば水平面におけるＡ１地点において、高さ４０ｍ、６０ｍ、８０ｍの複数の高さのそれぞれに順次移動し、それぞれの位置で気象状態等を測定する。
　図３は、飛行装置１が水平方向及び高さ方向に移動する様子を模式的に示す図である。飛行装置１は、Ａ１地点（高さ４０ｍ）→Ａ１地点（高さ６０ｍ）→Ａ１地点（高さ８０ｍ）→Ａ２地点（高さ８０ｍ）→Ａ２地点（高さ６０ｍ）のように、高さ方向に移動して最上地点又は最下地点に到達した時点で、同じ高さを維持した状態で水平方向に、次の地点まで移動する。すなわち、飛行装置１は、水平方向及び高さ方向のいずれか一方向における位置を維持した状態で、他の方向の位置を変化させる。
　すなわち、飛行制御部１７１は、水平面における第１地点において高さ方向の第１向きに飛行装置１を上昇させた後に、第１地点の隣の測定地点である第２地点において高さ方向の第１向きと反対の第２向きに飛行装置１を下降させる。飛行装置１がこのように動作することで、Ａ１地点（高さ４０ｍ）→Ａ１地点（高さ６０ｍ）→Ａ１地点（高さ８０ｍ）→Ａ２地点（高さ４０ｍ）→Ａ２地点（高さ６０ｍ）→Ａ２地点（高さ８０ｍ）のように、水平方向と高さ方向の両方向での位置を同時に変化させる移動を含む場合（すなわち、斜め方向に移動する場合）に比べて測定に要する時間を短縮することができる。
　図４は、飛行装置１が移動体２から最も離れたＡ７地点（高さ８０ｍ）にいる場合の飛行装置１と移動体２との位置関係を示す図である。図４（ａ）は、飛行装置１及び移動体２を上方から見た場合の位置関係を模式的に示しており、図４（ｂ）は、飛行装置１及び移動体２を後方から見た場合の位置関係を模式的に示している。この時点で、移動体２は、ほぼＢ４地点に到達している。
　ここで、飛行装置１が移動体２から最も離れた地点（例えばＡ７地点）にいる時点における飛行装置１と移動体２とのＸ方向の距離をＤｘ、Ｙ方向の距離をＤｙとし、その時の高さをＨ（例えば８０ｍ）とする。この場合、飛行装置１と移動体２との距離の最大値は、Ｌ＝（Ｄｘ２＋Ｄｙ２＋Ｈ２）０．５により算出される。したがって、ケーブル３の長さは、このようにして算出されるＬよりも長い。
［飛行装置１の構成］
　図５は、飛行装置１の構成を示す図である。飛行装置１は、飛行機構部１１と、電力取得部１２と、検出部１３と、通信部１４と、位置特定部１５と、記憶部１６と、制御部１７とを有する。制御部１７は、飛行制御部１７１と、測定部１７２とを有する。
　飛行機構部１１は、プロペラ及び方向舵等のように、飛行装置１を飛行するために必要な機構を含む。
　電力取得部１２は、所定の移動体から電力の供給を受ける。所定の移動体は、例えば移動体２のように、飛行装置１の飛行速度よりも遅い速度で移動する船舶又は車両である。電力取得部１２は、例えば移動体２との間で接続された給電線であるケーブル３を介して電力を取得する。
　検出部１３は、温度センサ、湿度センサ、風速センサ及び撮像素子等のように、飛行装置１の周囲の状態を検出した結果を示すデータを生成するデバイスを含む。検出部１３は、各デバイスが生成したデータを測定部１７２に通知する。
　通信部１４は、無線チャネル又は通信ケーブル等を介して外部装置又は移動体２の少なくともいずれかと通信するための通信インターフェースを含む。通信部１４は、例えば無線通信コントローラを含んでおり、気象状態等を測定した結果を示すデータを外部装置又は移動体２の少なくともいずれかに送信する。
　位置特定部１５は、例えばＧＰＳ衛星から受信した電波を受信し、受信した電波に基づいて緯度及び経度を特定する。位置特定部１５は、特定した緯度及び経度を飛行制御部１７１に通知する。位置特定部１５は、移動体２で測定した位置を示す情報を移動体２から取得することにより、飛行装置１の位置を特定してもよい。
　記憶部１６は、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶媒体を含む。記憶部１６は、例えば制御部１７が実行するプログラム及び測定条件を記憶している。測定条件には、例えば飛行装置１が気象状態等を測定する複数の地点の位置を示す情報が含まれている。また、記憶部１６は、測定部１７２が生成する測定データを記憶する。
　制御部１７は、例えばＣＰＵを含む。制御部１７は、記憶部１６に記憶されたプログラムを実行することにより、飛行制御部１７１及び測定部１７２として機能する。
　飛行制御部１７１は、飛行機構部１１を制御することにより、移動体２から所定の範囲内の上空で飛行装置１を飛行させる。所定の範囲は、飛行装置１が移動体２から電力の供給を受けることができる範囲よりも狭い範囲である。飛行制御部１７１は、位置特定部１５から通知された緯度及び経度に基づいて、予め記憶部１６に記憶された測定条件を示す情報により規定された複数の測定地点に飛行装置１を順次移動させるように飛行機構部１１を制御する。
　測定条件は、例えば気象状態等を測定する事業者が予めコンピュータ等の外部装置を介して飛行装置１に設定した条件であり、飛行装置１が測定地点を決定するために用いる条件である。測定条件は、外部装置の制御に基づいて動的に変化してもよい。測定条件は、例えば飛行装置１を用いて気象状態等を測定するエリア、測定地点の間隔、測定地点数、測定高度、及び測定項目等を含む。図２に示したように、飛行制御部１７１は、測定条件を満たし、かつ移動体２から所定の範囲内で複数の方向に飛行装置１を飛行させるように飛行機構部１１を制御する。
　飛行制御部１７１は、例えば外部装置の管理者により設定された測定条件を外部装置から受信した場合に、記憶部１６に記憶された測定条件を更新する。飛行制御部１７１は、季節又は天気予報等の外部情報に基づいて測定条件を更新してもよい。
　飛行制御部１７１は、例えば、移動体２の速度ｖに基づいて、上述の式（１）の関係を満たす速度Ｖで飛行装置１が飛行するように飛行機構部１１を制御してもよい。飛行制御部１７１は、例えば、検出部１３が有する撮像素子により移動体２を撮像した画像を用いて移動体２の速度ｖを特定してもよく、通信部１４を介して、移動体２の速度ｖを移動体２から取得してもよい。飛行制御部１７１は、移動体２から指示された速度ｖで飛行装置１を飛行させるように飛行機構部１１を制御してもよい。
　測定部１７２は、移動体２から所定の範囲内で飛行制御部１７１が飛行装置１を飛行させている間に気象状態等を測定する。測定部１７２は、例えば温度、湿度、風速等を示す温度データ、湿度データ及び風速データを作成する。
　測定部１７２は、上述のとおり、同一の位置に滞空している状態（ホバリングしている状態）で検出部１３が有する各種のデバイスが生成したデータに基づいて、気象状態等を測定する。測定部１７２は、例えば、飛行装置１が測定地点でホバリングしている間に検出部１３が有する風速センサが生成した複数の風速値を平均することにより、当該測定地点における風速を示す風速データを作成する。
　測定部１７２は、検出部１３が有する撮像素子により飛行装置１の下方が撮像された画像、又は海面に向けて照射したミリ波レーダー若しくは超音波の海面での反射波を解析することにより、海象状態を測定してもよい。測定部１７２は、例えば画像を解析することにより、波の高さ又は海流の速さを特定し、波高データ及び流速データを作成する。測定部１７２は、測定したデータを、測定時刻に関連付けて記憶部１６に記憶させる。
　飛行装置１と移動体２とは所定の長さのケーブル３により接続されている。そこで、測定部１７２は、移動体２との距離がケーブル３の長さ以内となる所定の範囲内で気象状態等を測定する。測定部１７２がこのように動作することで、飛行装置１が移動体２からケーブル３を介して電力の供給を受けている間に気象状態等を測定することができるので、飛行装置１は長時間にわたって気象状態等を測定することができる。
　測定部１７２は、例えば、測定した気象状態等を示す測定結果を、ケーブル３を介して移動体２に送信する。測定部１７２は、ケーブル３が有する給電用の線路を用いて測定データを移動体２に送信してもよく、給電用の線路と異なるデータ伝送用の線路を用いて測定データを移動体２に送信してもよい。
　測定部１７２は、通信部１４を介して、測定データを外部装置又は移動体２に送信してもよい。測定部１７２は、測定データを作成するたびに測定データを送信してもよく、一定数の測定データを作成した後に、記憶部１６に記憶させた複数の測定データを送信してもよい。
［移動体２の構成］
　図６は、移動体２の制御系の構成を示す図である。移動体２は、電力供給部２１に加えて制御装置２２を有する。制御装置２２は、例えばコンピュータである。制御装置２２は、操作部２２１と、表示部２２２と、通信部２２３と、記憶部２２４と、制御部２２５とを有する。
　操作部２２１は、ユーザが操作をするためのデバイスを含んでおり、例えばキーボード及びマウスを含む。
　表示部２２２は、情報を表示するためのデバイスを含んでおり、例えばディスプレイである。
　通信部２２３は、データを送受信するためのデバイスを含んでおり、例えば、飛行装置１と通信するための無線通信コントローラを有する。
　記憶部２２４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードディスク等の記憶媒体を有する。記憶部２２４は、制御部２２５が実行するプログラムを記憶する。記憶部２２４は、飛行装置１から受信した測定データを記憶してもよい。
　制御部２２５は、例えばＣＰＵを含んでいる。制御部２２５は、記憶部２２４に記憶されたプログラムを実行することにより、設定受付部２３１、測定制御部２３２、領域特定部２３３及び進行制御部２３４として機能する。
　設定受付部２３１は、飛行装置１が気象状態等を測定する際に用いる測定条件の設定を受け付ける。設定受付部２３１は、例えば、飛行装置１を用いて気象状態等を測定するエリア、測定地点の間隔、測定地点数、測定高度、及び測定項目の少なくともいずれかの測定条件の設定を受け付ける。設定受付部２３１は、受け付けた測定条件を測定制御部２３２に通知する。設定受付部２３１は、測定地点を特定するための情報を測定条件として受け付けてもよい。
　測定制御部２３２は、設定受付部２３１が受け付けた測定条件に基づいて飛行装置１を制御する。測定制御部２３２は、例えば通信部２２３を介して、設定受付部２３１から通知された測定条件を飛行装置１に送信することにより、飛行装置１を制御する。測定制御部２３２は、設定受付部２３１から通知された測定条件と、移動体２の位置とに基づいて、飛行装置１が気象情報等を測定すべき位置を決定し、決定した位置を飛行装置１に送信してもよい。また、測定制御部２３２は、移動体２の進行速度と、測定条件に含まれる測定地点の間隔、測定地点数及び測定高度等に基づいて、式（１）を用いることにより飛行装置１の飛行速度を決定し、決定した飛行速度を飛行装置１に通知してもよい。
　領域特定部２３３は、飛行装置１が過去に飛行して気象状態等を測定した領域である飛行領域を特定する。領域特定部２３３は、例えば、通信部２２３を介して、飛行装置１が飛行した位置又は気象状態等を測定した位置の少なくともいずれかを示す位置情報を受信し、受信した位置情報に基づいて飛行領域を特定する。例えば、図２に示した例の場合、移動体２が図２（ｂ）に示すＢ４地点にいる状態で、領域特定部２３３は、飛行装置１が、図２（ａ）に示すＡ１地点からＡ７地点までの７地点を含む領域（すなわち移動体２が過去の所定の時点にいた位置から所定の範囲内の領域）を飛行領域として特定する。
　進行制御部２３４は、領域特定部２３３が特定した飛行領域と異なる未飛行領域を飛行装置１が飛行できる位置に移動体２に進行させる。図７は、進行制御部２３４の動作について説明するための図である。図７に示した例の場合、移動体２がＢ４地点（第１地点）にいる状態で、進行制御部２３４は、例えばＢ１地点からＢ７地点までの７地点を含む飛行領域の測定が終わった後に飛行装置１に気象等を測定させるＣ１地点からＣ７地点までの７地点を含む未飛行領域を飛行装置１が飛行できるように、Ｃ４地点（第２地点）に移動体２を移動させる。第１地点は、飛行領域において飛行装置１が飛行した全ての位置から、ケーブル３の長さ以内の距離となる地点である。第２地点は、未飛行領域において飛行装置１が飛行する予定の全ての位置から、ケーブル３の長さ以内の距離となる地点である。進行制御部２３４がこのように動作することで、飛行装置１が継続的に気象等を測定していない領域に移動することが可能になる。なお、進行制御部２３４が実行する処理は、地上に設置された外部装置からの指示により実行されてもよい。
［第１変形例］
　図８は、飛行装置１が飛行する経路の変形例を示す図である。以上の説明においては、飛行装置１が、移動体２の進行方向又は移動体２の進行方向と直交する方向に移動する場合を例示した。しかし、飛行装置１が飛行する経路は任意である。飛行装置１は、例えば図８に示すように移動体２を中心とする円形又は楕円形状の曲線に沿って飛行してもよい。この際、飛行装置１は、移動体２が移動する向きに移動しながら、円周状の曲線に沿って飛行する。飛行装置１がこのように飛行することにより、飛行装置１が同一の数の測定地点で気象状態等を測定する場合のケーブル３の長さを、図２に示すように飛行装置１が飛行する場合よりも短くすることができる。
［第２変形例］
　飛行装置１又は移動体２は、飛行装置１と移動体２との距離よりもケーブル３が長い場合に、ケーブル３の一部を巻き取る機構を有しており、飛行装置１と移動体２との間のケーブル３の長さが可変であってもよい。飛行装置１又は移動体２がこのような機構を有することで、飛行装置１の位置によらずケーブル３が海中に浸かってしまうことを防げる。また、飛行装置１と移動体２との間のケーブル３が短くなることで空気抵抗が小さくなるので、エネルギー効率が向上する。
［第３変形例］
　以上の説明においては、飛行装置１と移動体２とがケーブル３で接続されており、飛行装置１から移動体２にケーブル３を介して給電する場合を例示した。しかし、飛行装置１から移動体２への給電方法は任意であり、飛行装置１と移動体２とがケーブル３で接続されておらず、マイクロ波空間伝送方式を用いて、飛行装置１から移動体２にワイヤレス給電してもよい。この場合、飛行制御部１７１は、飛行装置１と移動体２との距離が、移動体２が送信するマイクロ波の強度及びアンテナの指向性等の通信条件に基づいて定められるワイヤレス給電が可能な距離内を飛行装置１が飛行するように飛行機構部１１を制御する。
　移動体２から飛行装置１にワイヤレス給電が可能な場合、飛行装置１は、ケーブル３を介した給電とワイヤレス給電とを切り替える構成を有してもよい。飛行装置１は、例えば消費電力が比較的小さい測定（例えば動画を撮影しない測定）を行う場合にワイヤレス給電で動作し、消費電力が比較的大きい測定を行う場合にケーブル３を介した給電で動作する。飛行装置１がこのように構成されていることで、飛行装置１は、消費電力が比較的小さい測定を実施する際に、移動体２からケーブル３の長さよりも離れた位置で測定するとともに、ワイヤレス給電では短時間で電力が不足する測定も実施することができる。
［第４変形例］
　以上の説明においては、飛行装置１が、移動後に静止している間に気象状態等を測定し、測定後に次の測定地点に移動する場合を例示した。しかしながら、飛行装置１は、継続的に移動しながら気象状態等を測定してもよい。
［飛行装置１による効果］
　以上説明したように、飛行装置１は、移動体２から電力の供給を受ける電力取得部１２と、電力取得部１２が移動体２から電力の供給を受けている間に移動体２から所定の範囲で飛行装置１を飛行させる飛行制御部１７１と、飛行制御部１７１が飛行装置１を飛行させている間に気象状態等を測定する測定部１７２と、を有する。飛行装置１がこのように移動体２から電力の供給を受けながら気象状態等を測定することで、飛行装置１は、大容量の電池を搭載することなく長時間にわたって気象状態等を測定することが可能になる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
１　飛行装置
２　移動体
３　ケーブル
１１　飛行機構部
１２　電力取得部
１３　検出部
１４　通信部
１５　位置特定部
１６　記憶部
１７　制御部
２１　電力供給部
２２　制御装置
１７１　飛行制御部
１７２　測定部
２２１　操作部
２２２　表示部
２２３　通信部
２２４　記憶部
２２５　制御部
２３１　設定受付部
２３２　測定制御部
２３３　領域特定部
２３４　進行制御部

Claims (13)

  1. 　空中を飛行可能な飛行装置であって、
    　所定の移動体から電力の供給を受ける電力取得部と、
    　前記電力取得部が前記電力の供給を受けている間に前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させる飛行制御部と、
    　前記飛行制御部が前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させている間に気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する測定部と、
    　を有する飛行装置。
  2. 　前記飛行制御部は、前記移動体から所定の範囲内で複数の方向に前記飛行装置を飛行させる、
    　請求項１に記載の飛行装置。
  3. 　前記飛行制御部は、前記飛行装置が前記移動体から電力の供給を受けることができる範囲よりも狭い前記所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させる、
    　請求項１又は２に記載の飛行装置。
  4. 　前記測定部は、同一の位置に滞空している状態で気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する、
    　請求項１から３のいずれか一項に記載の飛行装置。
  5. 　前記電力取得部は、前記移動体との間で接続されたケーブルを介して電力を取得し、
    　前記測定部は、前記移動体との距離が前記ケーブルの長さ以内となる前記所定の範囲内で気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する、
    　請求項４に記載の飛行装置。
  6. 　前記測定部は、測定した気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを示す測定結果を、前記ケーブルを介して前記移動体に送信する、
    　請求項５に記載の飛行装置。
  7. 　前記飛行制御部は、水平面における第１地点において高さ方向の第１向きに前記飛行装置を上昇させた後に、前記第１地点の隣の測定地点である第２地点において高さ方向の前記第１向きと反対の第２向きに前記飛行装置を下降させる、
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の飛行装置。
  8. 　移動体と、前記移動体の上空を飛行可能な飛行装置とを備え、
    　前記飛行装置は、
    　　前記移動体から電力の供給を受ける電力取得部と、
    　　前記電力取得部が前記電力の供給を受けている間に前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させる飛行制御部と、
    　　前記飛行制御部が前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させている間に気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する測定部と、
    　を有し、
    　前記移動体は、前記移動体に電力を供給する電力供給部を有する、
    　測定システム。
  9. 　前記移動体は、
    　前記飛行装置が気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定する際に用いる測定条件の設定を受け付ける設定受付部と、
    　前記設定受付部が受け付けた前記測定条件に基づいて前記飛行装置による測定を制御する測定制御部と、
    　をさらに有する、
    　請求項８に記載の測定システム。
  10. 　前記移動体は、前記移動体の進行速度ｖと、第１方向の複数の測定地点の間隔Ｘ０と、前記第１方向と直交する第２方向の複数の測定地点の間隔Ｙ０と、前記複数の測定地点それぞれにおける測定時間ｔ２と、測定地点数ｎとに基づいて、（Ｘ０／Ｖ×（ｎ－１）＋ｔ２×ｎ）≦Ｙ０／ｖの関係を満たすように前記飛行装置の飛行速度Ｖを決定する測定制御部をさらに有する、
    　請求項８に記載の測定システム。
  11. 　前記移動体は、
    　前記飛行装置が飛行した領域である飛行領域を特定する領域特定部と、
    　前記領域特定部が特定した前記飛行領域と異なる未飛行領域を前記飛行装置が飛行できる位置に前記移動体に進行させる進行制御部と、
    　をさらに有する、
    　請求項８から１０のいずれか一項に記載の測定システム。
  12. 　前記進行制御部は、前記飛行領域において前記飛行装置が飛行した全ての位置から、前記飛行装置と前記移動体とを接続するケーブルの長さ以内の距離となる第１地点から、前記未飛行領域において前記飛行装置が飛行する予定の全ての位置から、前記ケーブルの長さ以内の距離となる第２地点に向けて進行させる、
    　請求項１１に記載の測定システム。
  13. 　空中を飛行可能な飛行装置を用いて気象状態を測定する方法であって、
    　所定の移動体から前記飛行装置に電力を供給するステップと、
    　前記移動体から前記飛行装置に電力を供給している間に、前記移動体から所定の範囲内で前記飛行装置を飛行させるステップと、
    　前記飛行装置が前記移動体から所定の範囲内で飛行している間に気象状態及び海象状態の少なくともいずれかを測定するステップと、
    　を有する測定方法。
     
     
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