WO2023074357A1 - 給電装置、管制局、及び給電システム - Google Patents

給電装置、管制局、及び給電システム Download PDF

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WO2023074357A1
WO2023074357A1 PCT/JP2022/037921 JP2022037921W WO2023074357A1 WO 2023074357 A1 WO2023074357 A1 WO 2023074357A1 JP 2022037921 W JP2022037921 W JP 2022037921W WO 2023074357 A1 WO2023074357 A1 WO 2023074357A1
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WO
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power supply
supply device
control unit
drive mechanism
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PCT/JP2022/037921
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雅彦 田島
嘉一 平野
史裕 熊谷
勇気 重江
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京セラ株式会社
京セラドキュメントソリューションズ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G16Y40/00—IoT characterised by the purpose of the information processing
    • G16Y40/60—Positioning; Navigation

Definitions

  • the present disclosure relates to a power supply device, a control station, and a power supply system.
  • the buoy has a fixed point keeping function and is proposed to remain in a set position on the sea surface.
  • a power feeding device for an unmanned mobile body that can float on water, a driving mechanism for moving on water; a control unit that controls the drive mechanism so as to achieve a predetermined positional relationship with respect to other surrounding power supply devices based on the acquired information.
  • control station a communication unit that communicates with a power feeding device having a driving mechanism that moves on water while floating and a power feeding unit that feeds an unmanned mobile body; a control unit that determines positions of each of the plurality of power supply devices based on the acquired information and provides the determined positions to the plurality of power supply devices.
  • the power supply system is a plurality of power supply devices each having a drive mechanism for moving on water while floating and a power supply unit for an unmanned mobile body; a control station that determines the positions of the plurality of power supply devices based on the acquired information and assigns the determined positions to the plurality of power supply devices.
  • FIG. 1 is an exemplary layout diagram of a plurality of power supply devices and a control station that constitute a power supply system including power supply devices according to one embodiment.
  • 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the power feeding device of FIG. 1;
  • FIG. 2 is an external perspective view of the power supply device of FIG. 1;
  • FIG. FIG. 2 is a top view of the main body of the power supply device of FIG. 1 with top components removed;
  • FIG. 2 is a perspective view of the main body of the power supply device of FIG. 1 to which a stabilizing mechanism is applied, with upper components removed;
  • FIG. 3 is a perspective view of the main body of the power supply device of FIG. 1 to which another stabilization mechanism is applied, with top components removed;
  • FIG. 3 is a layout diagram showing an example of layout of a plurality of power supply devices in a normal layout
  • FIG. 4 is a layout diagram showing an example of layout of a plurality of power supply devices in a centralized layout
  • FIG. 4 is a diagram showing a replacement route from the departure point of a replacement power supply device to a destination where a replacement power supply device is located
  • FIG. 10 is a first transition diagram showing movement of a plurality of power supply devices on an exchange route
  • FIG. 11 is a second transition diagram showing movement of a plurality of power supply devices on an exchange route
  • It is a layout diagram showing an example of layout of the power supply device according to the direction of the wind.
  • FIG. 10 is a first transition diagram showing movement of a plurality of power supply devices on an exchange route
  • FIG. 11 is a second transition diagram showing movement of a plurality of power supply devices on an exchange route
  • It is a layout diagram showing an example of layout of the power supply device according to the direction of the wind.
  • FIG. 4 is a layout diagram showing an example of layout of power supply devices according to wind direction and operation schedule of an unmanned mobile body; 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a control station in FIG. 1; FIG. FIG. 3 is a flowchart for explaining drive mechanism control processing executed by a control unit in FIG. 2; FIG.
  • a power supply system 11 including power supply devices 10 includes a plurality of power supply devices 10 and a control station 12 .
  • Each of the plurality of power supply devices 10 is dispersedly located in a sea area including a straight line between two points.
  • the power supply device 10 can float on water.
  • the power supply device 10 is a power supply device for the unmanned mobile body 13 and can supply power to the unmanned mobile body 13 .
  • the unmanned mobile object 13 is, for example, an unmanned flying object, an unmanned ship, or the like.
  • the unmanned mobile body 13 has an electric drive mechanism that enables movement in the air, on water, and in water, as well as a position detection sensor such as GNSS, a camera, and the like.
  • the unmanned mobile body 13 may automatically move to the destination based on the detection results of the position sensor, camera, and the like.
  • the control station 12 may give the information to be acquired to the plurality of power supply devices 10 .
  • the power supply device 10 can float on water due to the structure described below.
  • the power supply device 10 has a drive mechanism 14 and a control section 15, as shown in FIG.
  • the power supply device 10 may further include a power generation unit 16, a storage battery 17, a power supply unit 18, a sensor 19, a position detection unit 20, a communication unit 21, a camera 22, an output unit 23, a warning unit 24, and a storage unit 25. .
  • drive mechanism 14 moves the power supply device 10 on water.
  • drive mechanism 14 may include float 26 and drive screw 27 .
  • the float 26 is a resin foam, a wall having gas sealed inside, or the like, and has buoyancy in water.
  • Float 26 may be spherical, for example.
  • the propelling screw 27 is rotatably journalled.
  • the propelling screw 27 may be driven by a motor to rotate in both forward and reverse directions of rotation.
  • the propelling screw 27 may be provided inside a bore extending through the float 26 .
  • the holes may extend linearly.
  • the drive mechanism 14 is fixed to the plate-shaped main body 28 . More than two drive mechanisms 14 may be secured to body 28 .
  • the main body 28 may provide an apron for the unmanned vehicle 13, which is an unmanned air vehicle.
  • the main body 28 may have an area corresponding to the unmanned air vehicle expected to be parked.
  • the number of drive mechanisms 14 fixed to the main body 28 may be determined by the size of the main body 28, the devices mounted on the main body 28, the weight of the unmanned mobile body 13 assumed to be parked, and the like. All drive mechanisms 14 may be fixed to the same side of body 28 .
  • Body 28 may be circular, rectangular, for example.
  • the drive mechanism 14 may be fixed to the body 28 such that the axial direction of the hole H in which the propelling screw 27 is provided intersects the axial direction of the hole H of any other drive mechanism 14 . .
  • the drive mechanism 14 causes the power supply device 10 to move straight forward, turn, or the like.
  • the drive mechanism 14 may be fixed to the main body 28 via a stabilizing mechanism 29 .
  • the stabilizing mechanism 29 maintains the main surface of the main body 28 horizontally when the plane connecting the centers of the driving mechanisms 14 floating on the water is inclined with respect to the horizontal plane.
  • the stabilizing mechanism 29 includes, for example, a gimbal 30, a first strut 31, and a weight 32.
  • the gimbal 30 may be a two-axis gimbal that is perpendicular to each other.
  • One end of the first support 31 may be fixed such that the main surface of the main body 28 is perpendicular to the first support 31 .
  • a weight 32 may be provided at the other end of the first support 31 .
  • the gimbal 30 may secure the body 28 via the first struts 31 .
  • the gimbal 30 may support the first strut 31 so as to be perpendicular to the two axes.
  • the stabilization mechanism 290 may include a plurality of second struts 330, lift screws 340, and gyro sensors 350.
  • the second strut 330 may stand on one of the major surfaces of the body 28 and perpendicular to that major surface.
  • Each of the plurality of second struts 330 may support the drive mechanism 14 at a location remote from the body 28 .
  • a lift screw 340 may be provided at the end of each of the plurality of second struts 330 opposite the end at which the body 28 is provided.
  • the lift screw 340 may be rotatable about a straight line parallel to the longitudinal direction of the second strut 330 .
  • the gyro sensor 350 may be provided somewhere on each of the plurality of second struts 330 .
  • the gyro sensor 350 may detect acceleration in the longitudinal direction of the second strut 330 .
  • the stabilizing mechanism 290 drives each lift screw 340 based on the detection result of each gyro sensor 350 so as to cancel the inclination of the main body 28 with respect to the horizontal plane.
  • the power generation unit 16 may generate power using renewable energy such as sunlight, tidal power, and wind power.
  • the power generation unit 16 includes a solar power generation device 36 and a wind power generation device 37 .
  • the power generation unit 16 capable of generating power on the sea, such as the solar power generation device 36 and the wind power generation device 37 may be provided around the parking lot 38 in the main body 28 .
  • the storage battery 17 may be chargeable with the power generated by the power generation section 16 .
  • the storage battery 17 may be capable of driving each part of the power supply device 10 using the charged power.
  • the power generated by the power generation unit 16 may be used without charging the storage battery 17 .
  • the power supply unit 18 may be capable of supplying power to the unmanned mobile object 13 while the unmanned mobile object 13 is parked on the power supply device 10 .
  • the power supply unit 18 can supply power to the unmanned mobile object 13 by at least one of wireless and wired.
  • the unmanned mobile body 13 has a storage battery and may be charged with power supplied from the power supply unit 18 .
  • the sensor 19 may detect surrounding conditions.
  • Sensor 19 is, for example, a wind sensor.
  • the position detection unit 20 detects its own position on the earth.
  • the position detection unit 20 is, for example, GNSS.
  • the communication unit 21 may be capable of communicating with at least one of the surrounding power supply device 10, the control station 12, and the unmanned mobile object 13.
  • the camera 22 may capture an arbitrary scene viewed from the power supply device 10.
  • the camera 22 may be provided so as to be able to capture a scene on the parking lot 38 side of the main body 28 .
  • the output unit 23 is, for example, a speaker or a vibration generator.
  • the output unit 23 may suppress the approach of birds, sea creatures, and the like by emitting sound in the sea and by emitting vibration in the sea.
  • the warning unit 24 may warn the surroundings of the power supply device 10 of the abnormal state by emitting light, emitting an alarm, or the like.
  • the storage unit 25 includes any one of semiconductor memory, magnetic memory, and optical memory.
  • the semiconductor memory is, for example, RAM (Random Access Memory) or ROM (Read Only Memory).
  • the RAM is, for example, SRAM (Static Random Access Memory) or DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the ROM is, for example, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) or the like.
  • the storage unit 25 may function as a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
  • the storage unit 25 stores data used for the operation of the power supply device 10 and data obtained by the operation of the power supply device 10 .
  • the storage unit 25 stores system programs, application programs, built-in software, and the like. Further, for example, the storage unit 25 may store identification information assigned to each power supply device 10 .
  • the control unit 15 includes one or more processors and memory.
  • the processor may include a general-purpose processor that loads a specific program to perform a specific function, and a dedicated processor that specializes in specific processing.
  • a dedicated processor may include an Application Specific Integrated Circuit (ASIC).
  • the processor may include a programmable logic device (PLD).
  • the PLD may include an FPGA (Field-Programmable Gate Array).
  • the control unit 15 may be either SoC (System-on-a-Chip) or SiP (System-In-a-Package) in which one or more processors cooperate.
  • the control unit 15 may control the communication unit 21 so that the position information detected by the position detection unit 20 is associated with the identification information of the power supply device 10 and given to the other power supply device 10 and the control station 12. Therefore, the control unit 15 may acquire the position of each of the other power supply devices 10 from the other power supply devices 10 .
  • the control unit 15 may periodically or regularly assign the position detected by the position detection unit 20 .
  • control unit 15 controls the drive mechanism 14 so as to achieve a predetermined positional relationship with respect to other power supply devices 10 in the vicinity.
  • the control unit 15 may control the drive mechanism 14 based on information acquired via the communication unit 21 .
  • control unit 15 may control the driving mechanism 14 based on the information corresponding to the surrounding conditions acquired by the sensor 19 .
  • the control unit 15 may acquire information specifying normal placement or information specifying special placement via the communication unit 21 .
  • a normal arrangement is an arrangement of the plurality of power supply devices 10 in a normal state without specific conditions.
  • a special arrangement is an arrangement of the plurality of power supply devices 10 corresponding to the occurrence of specific conditions. Special arrangements may include a variety of patterns. Although first to fourth examples will be described later as special arrangements of various patterns, special arrangements are not limited to these four examples.
  • the control unit 15 When the control unit 15 acquires the information designating the normal arrangement via the communication unit 21, the control unit 15 controls the drive mechanism 14 so that the distance to other surrounding power supply devices 10 is included in the first distance range. you can As shown in FIG. 7, in the normal arrangement, the plurality of power supply devices 10 are distributed substantially evenly over the sea.
  • the first distance range may be set to be less than the cruising distance of the unmanned mobile object 13 having the shortest maximum cruising distance among the unmanned mobile objects 13 registered with at least one of the power supply device 10 and the control station 12 .
  • the first distance range may be set to be less than the cruising distance of the unmanned mobile body 13 having the shortest maximum cruising distance among the unmanned mobile bodies 13 that can communicate with at least one of the power supply device 10 and the control station 12 .
  • the first distance range may be set to be less than the cruising distance of the unmanned mobile object 13 having the shortest maximum cruising distance among the unmanned mobile objects 13 to which the power supply device 10 allows power supply.
  • the upper limit of the first distance range may be set to be less than the maximum cruising distance of the unmanned mobile object 13 to be parked.
  • the lower limit of the first distance range may be determined, for example, by multiplying the upper limit by a factor of less than one.
  • the information specifying the normal arrangement may include the range in which the plurality of power supply devices 10 are distributed, the number of the plurality of power supply devices 10, and the like. Based on the range in which the plurality of power supply devices 10 are distributed and the number of the plurality of power supply devices 10, the control unit 15 controls each power supply device that satisfies that the distance between adjacent power supply devices 10 is within a first distance range. Ten positions may be determined. The control unit 15 selects the position of the power supply device 10 that is closest to each position determined to place the power supply device 10 from among the positions detected by the position detection unit 20 and the positions of the other power supply devices 10 .
  • the control unit 15 may control the drive mechanism 14 to move to the determined position where the power supply device 10 should be placed, which corresponds to the position detected by the position detection unit 20 .
  • the control unit 15 may control the drive mechanism 14 so as to keep the position of the power supply device 10 maintained by comparing the position detected by the position detection unit 20 and the determined position.
  • the first example of special placement will be explained.
  • the control unit 15 acquires, via the communication unit 21, the information designating that the centralized arrangement state between the two points is to be maintained, as shown in FIG.
  • the drive mechanism 14 may be controlled to do so.
  • the information designating concentrated placement may include information corresponding to the positions of the two points.
  • the information designating concentrated placement may include information indicating the degree of concentration.
  • the degree of concentration is the degree of concentrated arrangement required, and a higher degree may indicate that a higher density arrangement is required.
  • the degree of concentration may be determined, for example, according to the number of unmanned mobile bodies 13 that navigate between two points.
  • the control unit 15 may determine whether or not to approach the straight path SP based on the degree of concentration and the number of other power supply devices 10 located closer to the straight path SP.
  • control unit 15 may decide to approach even if there are many other power supply devices 10 positioned closer. More specifically, the control unit 15 may increase the threshold for comparing whether or not the number of other power supply devices 10 positioned closer to each other exceeds the threshold depending on the degree of concentration.
  • the replacement route EP may be a route from the destination, which is the position of the other power supply device 10 to be replaced, to the departure point of the replacement power supply device 10 .
  • Being on the exchange path EP may mean that the second distance range includes the distance from the intersection perpendicular to the exchange path EP.
  • control unit 15 may control the drive mechanism 14 so that the other power supply device 10 adjacent to the destination on the exchange route EP moves to the original position.
  • control unit 15 may control the drive mechanism 14 so as to move while including the distance from the other power supply device 10 adjacent to the departure point on the exchange route EP in the first distance range.
  • the control unit 15 may control the communication unit 21 so as to give the information acquired via the communication unit 21 to surrounding power supply devices 10 different from the other power supply devices 10 to which the information is provided. Furthermore, the control unit 15 may control the communication unit 21 so as to give the information acquired via the communication unit 21 to the unmanned mobile body 13 .
  • the control unit 15 may determine whether the wind force exceeds the first threshold. When the wind force exceeds the first threshold, as shown in FIG. 12 , the control unit 15 narrows the distance between the adjacent power supply device 10 in the direction of the wind force compared to when the wind force is equal to or less than the first threshold. Additionally, the drive mechanism 14 may be controlled. The control unit 15 may control the drive mechanism 14 so as to widen the distance from the other adjacent power supply device 10 in the direction forming a large angle with the direction of the wind force.
  • a fourth example of special placement will be explained.
  • the control unit 15 directly or indirectly acquires from the control station 12 the operation schedule of the unmanned mobile body 13 heading only to one of the two points, the direction of the wind force detected by the sensor 19 is substantially the same as that of the one. and the wind force is greater than or equal to the second threshold.
  • Acquiring indirectly means acquiring via another power supply device 10 located between the control station 12 .
  • the direction of the wind force is substantially the same as that of the one point and the wind force is greater than or equal to the second threshold value, for example, as shown in FIG. decide to
  • the controller 15 may determine the movement position and control the drive mechanism 14 to move to that position.
  • the control unit 15 may control the communication unit 21 so as to give the identification information stored in the storage unit 25 to the other power supply device 10, the control station 12, and the unmanned mobile object 13.
  • the control unit 15 may determine whether or not the identification information is included in registered identification information.
  • the registered identification information is identification information registered as another power supply device 10 and the control station 12 cooperating with the power supply device 10 and stored in the storage unit 25 .
  • the control unit 15 may determine whether or not the identification information is included in registered identification information.
  • the registered identification information is, for example, identification information given to the unmanned mobile body 13 scheduled to be parked in the power supply device 10 .
  • the registered identification information may be directly or indirectly acquired in advance from the control station 12 and stored in the storage unit 25, for example.
  • the control unit 15 may recognize that the power supply device 10, the control station 12, or the unmanned mobile body 13 that issued the identification information has been authenticated.
  • the control unit 15 may determine whether or not the object approaching the power supply device 10 is the unmanned mobile body 13 scheduled to park based on a plurality of images continuously generated by the camera 22 .
  • control unit 15 may predict the advancing position of the unmanned vehicle 13 when detecting the approach of the unmanned vehicle 13 scheduled to park.
  • the control unit 15 may control the drive mechanism 14 to move the power supply device 10 to the predicted advancing position.
  • the control unit 15 may determine whether or not a failure has occurred in the power supply device 10 based on the control of the drive mechanism 14, the position detected by the position detection unit 20 after the control, the result of communication with surrounding power supply devices 10, and the like. .
  • control unit 15 When the control unit 15 acquires information from the unmanned mobile body 13 indicating that the remaining battery level of the unmanned mobile body 13 is low, the control unit 15 determines whether the power supply device 10 is closest to the unmanned mobile body 13 . . When the controller 15 determines that the power supply device 10 is the closest, the controller 15 may control the drive mechanism 14 so as to approach the unmanned mobile body 13 in the traveling direction.
  • the control unit 15 recognizes the approaching object as an unauthenticated object. you can
  • the control unit 15 may control the drive mechanism 14 to evacuate the power supply device 10 depending on the weather.
  • the control unit 15 may acquire the weather from the sensor 19 .
  • the control unit 15 may acquire the weather directly or indirectly from the control station 12 .
  • the weather for which the evacuation behavior is selected is, for example, a storm such as a typhoon, stormy weather that can increase wave height, and the like.
  • Evacuation of the power supply device 10 may be a temporary movement to another location on the sea, or a temporary immersion into the sea.
  • control unit 15 may control the power supply unit 18 to supply power to the unmanned mobile object 13 . If the parked unmanned mobile object 13 is not authenticated, the control unit 15 may store it in a temporary storage unit such as a bag provided in the power supply device 10 without supplying power.
  • the control unit 15 may determine whether or not the position of the power supply device 10 has changed, excluding the influence of movement by the drive mechanism 14, based on the positions continuously detected by the position detection unit 20. When the control unit 15 determines that there is a position change, the control unit 15 may control the warning unit 24 to issue a warning.
  • the control station 12 may be provided on the ground.
  • the control station 12 is, for example, a server. As shown in FIG. 14 , the control station 12 includes a communication section 39 and a control section 40 .
  • the control station 12 may further include an input section 41 and a storage section 42 .
  • the control station 12 may determine positions at which some or all of the power supply devices 10 should be arranged such that some or all of the plurality of power supply devices 10 are arranged in a normal arrangement.
  • the control station 12 may determine positions at which some or all of the power supply devices 10 should be arranged such that some or all of the plurality of power supply devices 10 are arranged in a special arrangement different from the normal arrangement. .
  • the control station 12 may determine the positions where the plurality of power supply devices 10 should be arranged so that the normal arrangement and the special arrangement are mixed.
  • the communication unit 39 communicates directly or indirectly with the power supply device 10 .
  • the communication unit 39 may acquire various information from the power supply device 10 .
  • the communication unit 39 may give various information to the power supply device 10 .
  • the communication unit 39 may communicate with the unmanned mobile body 13 directly or indirectly.
  • the input unit 41 can detect operation input from the user.
  • the input unit 41 includes at least one input interface capable of detecting input from the user.
  • the input interface is, for example, a physical key, a capacitive key, a pointing device, a touch screen provided integrally with the display, a microphone, or the like.
  • the storage unit 42 includes any one of semiconductor memory, magnetic memory, and optical memory.
  • a semiconductor memory is, for example, a RAM or a ROM.
  • RAM is, for example, SRAM or DRAM.
  • ROM is, for example, EEPROM or the like.
  • the storage unit 42 may function as a main storage device, an auxiliary storage device, or a cache memory.
  • the storage unit 42 stores data used for operation of the control station 12 and data obtained by the operation of the control station 12 .
  • the storage unit 42 stores system programs, application programs, built-in software, and the like.
  • the control unit 40 includes one or more processors and memory.
  • the processor may include a general-purpose processor that loads a specific program to perform a specific function, and a dedicated processor that specializes in specific processing.
  • a dedicated processor may include an application specific IC.
  • a processor may include a programmable logic device.
  • a PLD may include an FPGA.
  • the control unit 40 may be either a SoC with one or more processors working together, and a SiP.
  • the control unit 40 may determine the position of each of the plurality of authenticated power supply devices 10 based on the acquired information.
  • the control unit 40 determines the positions of the plurality of power supply devices 10 based on, for example, the wind power and the direction of the wind power acquired from the power supply devices 10 and the operation schedule of the unmanned mobile body 13 acquired from an external network or the like.
  • the control unit 40 determines the positions of the plurality of power supply devices 10 based on the information of the user's operation command detected by the input unit 41 .
  • the control unit 40 may control the communication unit 39 to give the determined positions to the plurality of power supply devices 10 .
  • the drive mechanism control process executed by the control unit 15 of the power supply device 10 in this embodiment will be described using the flowchart of FIG.
  • the drive mechanism control process is started, for example, periodically.
  • step S100 the control unit 15 confirms the information acquired after the previous drive mechanism control process is completed. After confirmation, the process proceeds to step S101.
  • step S101 the control unit 15 determines the position of the power supply device 10 based on the information confirmed in step S100. After determination, the process proceeds to step S102.
  • control unit 15 starts controlling the drive mechanism 14 to move to the position determined at step S101. After starting the control of the drive mechanism 14, the drive mechanism control process ends.
  • the power supply device 10 of the present embodiment configured as described above has a drive mechanism 14 that moves on water, and a drive mechanism that has a positional relationship determined with respect to other power supply devices 10 around it based on the information to be acquired. 14 is provided.
  • the power supply device 10 can maintain a positional relationship according to the cruising distance of the unmanned mobile body 13 that is assumed to be used. Therefore, the power supply device 10 can supply power to the electric unmanned vehicle 13 before power runs out. As a result, the power supply device 10 assists the long-distance movement of the unmanned vehicle 13 .
  • the power supply device 10 of the present embodiment includes a communication unit 21 capable of communicating with at least one of the other power supply device 10 and the control station 12, and the control unit 15 is driven based on information acquired via the communication unit 21. Control mechanism 14 .
  • the power supply device 10 can determine the position of its own power supply device 10 and perform alignment using information issued by the other power supply device 10 and the control station 12 .
  • the power supply device 10 of the present embodiment when the information acquired via the communication unit 21 is information specifying the normal arrangement, the distance from the other surrounding power supply devices 10 is included in the first distance range.
  • the drive mechanism 14 is controlled as follows. With such a configuration, the power supply device 10 can be distributed substantially evenly on the sea along with the other power supply devices 10 . Therefore, the power supply device 10 can provide a power supply base for the unmanned mobile body 13 traveling between two points exceeding the cruising distance.
  • the power supply device 10 of the present embodiment is driven so as to approach the straight path SP connecting the two points. Control mechanism 14 .
  • the power supply device 10 can reduce the possibility of shortage of the power supply device 10 between the two points when a large number of unmanned mobile bodies 13 travel between the two points.
  • the power supply device 10 of the present embodiment determines the number of other power supply devices 10 located closer to the straight line route SP connecting two points, and the degree of concentration included in the information specifying the centralized arrangement. It determines whether or not it is necessary to approach the route SP. With such a configuration, the power supply device 10 can arrange a plurality of power supply devices 10 including other power supply devices 10 in an appropriate number between two points.
  • the power supply device 10 of the present embodiment determines the position of the other power supply device 10.
  • the replacement power supply device 10 is present on the exchange route EP from the ground to the departure point of the replacement power supply device 10, the distance from the other power supply device 10 adjacent to the departure point side is included in the first distance range, and the destination side
  • the drive mechanism 14 is controlled so that the other adjacent power supply device 10 moves to the original position.
  • the power supply device 10 can cause a plurality of power supply devices 10 to pile up to cause a specific power supply device 10 to reach the destination without moving the replacement power supply device 10 itself to the destination. Therefore, the power supply device 10 can be arranged at the destination early. As a result, the power supply device 10 can shorten the time during which there is no power supply base for the unmanned mobile body 13 .
  • the communication unit 21 gives the acquired information to surrounding power supply devices 10 different from the other power supply devices 10 to which the information is provided.
  • the power supply device 10 can function as a relay point for communication with base stations on land together with other power supply devices 10 distributed on the sea. Therefore, the power supply device 10 can cause the terrestrial base station communicating with the power supply device 10 to adopt a small base station.
  • the power supply device 10 of the present embodiment further includes a sensor 19 that detects surrounding conditions, and the control unit 15 controls the drive mechanism 14 based on information corresponding to the surrounding conditions, which is information acquired from the sensor 19 .
  • the power supply device 10 can be moved to an appropriate position with respect to the surrounding conditions.
  • the sensor 19 is a wind sensor
  • the controller 15 controls the power supply device 10 adjacent in the direction of the wind force when the wind force detected by the wind sensor exceeds the first threshold value.
  • the drive mechanism 14 is controlled so that the gap is narrower than when the gap is equal to or less than the first threshold.
  • a storage medium for example, an optical disk, a magneto-optical disk, etc.
  • CD-ROM compact disc-read only memory
  • CD-R compact disc-read only memory
  • CD-RW magnetic tape
  • hard disk hard disk
  • memory card etc.
  • the implementation form of the program is not limited to an application program such as an object code compiled by a compiler or a program code executed by an interpreter. good.
  • the program may or may not be configured so that all processing is performed only in the CPU on the control board.
  • the program may be configured to be partially or wholly executed by another processing unit mounted on an expansion board or expansion unit added to the board as required.
  • the position to be moved is determined based on the information acquired by the power supply device 10.
  • Information corresponding to the surrounding conditions from the plurality of power supply devices 10 managed by the control station 12, The position to which each power supply device 10 should move may be determined based on information such as traffic prediction of the unmanned mobile body 13 acquired from an external device via a network, and may be assigned to each power supply device 10 . .
  • Embodiments according to the present disclosure are not limited to any specific configuration of the embodiments described above. Embodiments of the present disclosure extend to any novel feature or combination thereof described in the present disclosure or any novel method or process step or combination thereof described. be able to.
  • Descriptions such as “first” and “second” in this disclosure are identifiers for distinguishing the configurations. Configurations that are differentiated in descriptions such as “first” and “second” in this disclosure may interchange the numbers in that configuration. For example, a first strut can exchange the identifiers “first” and “second” with a second strut. The exchange of identifiers is done simultaneously. The configurations are still distinct after the exchange of identifiers. Identifiers may be deleted. Configurations from which identifiers have been deleted are distinguished by codes. The description of identifiers such as “first” and “second” in this disclosure should not be used as a basis for interpreting the order of the configuration and the existence of identifiers with lower numbers.

Abstract

給電装置は無人移動体への給電装置である。給電装置は駆動機構と制御部とを有する。駆動機構は水上を移動させる。制御部は取得する情報に基づいて周囲の他の給電装置に対して定められる位置関係となるように駆動機構を制御する。

Description

給電装置、管制局、及び給電システム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２１年１０月２８日に日本国に特許出願された特願２０２１－１７６９７７の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
　本開示は、給電装置、管制局、及び給電システムに関する。
　無人飛行体が着陸可能な複数のブイを海面に浮かべ、当該無人飛行体の給電を行うことが提案されている（特許文献１参照）。ブイは定点維持機能を有しており、海面における設定した位置に存在し続けることが提案されている。
特開２０２０－２１３５７号公報
　第１の観点による給電装置は、
　水上に浮遊可能で、無人移動体への給電装置であって、
　水上を移動させる駆動機構と、
　取得する情報に基づいて、周囲の他の給電装置に対して定められる位置関係となるように前記駆動機構を制御する制御部と、を備える。
　また、第２の観点による管制局は、
　浮遊しながら水上を移動させる駆動機構と、無人移動体への給電部とを有する給電装置と通信する通信部と、
　取得する情報に基づいて、複数の給電装置それぞれの位置を決定し、決定した位置を前記複数の給電装置に付与する制御部と、を備える。
　また、第３の観点による給電システムは、
　浮遊しながら水上を移動させる駆動機構と、無人移動体への給電部とを有する複数の給電装置と、
　取得する情報に基づいて複数の給電装置それぞれの位置を決定し、決定した位置を前記複数の給電装置に付与する管制局と、を備える。
図１は、一実施形態に係る給電装置を含む給電システムを構成する複数の給電装置及び管制局の例示的な配置図である。 図１の給電装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 図１の給電装置の外観斜視図である。 図１の給電装置の本体から上面の構成要素を外した状態の上面図である。 安定化機構を適用した図１の給電装置の本体から上面の構成要素を外した状態の斜視図である。 別の安定化機構を適用した図１の給電装置の本体から上面の構成要素を外した状態の斜視図である。 通常配置における複数の給電装置の配置例を示す配置図である。 集中配置における複数の給電装置の配置例を示す配置図である。 交換用の給電装置の出発地から交換の必要な給電装置が位置する目的地までの交換経路を示す図である。 交換経路上の複数の給電装置の移動を示す第１の遷移図である。 交換経路上の複数の給電装置の移動を示す第２の遷移図である。 風向きに応じた給電装置の配置例を示す配置図である。 風向き及び無人移動体の運行予定に応じた給電装置の配置例を示す配置図である。 図１の管制局の概略構成を示す機能ブロック図である。 図２の制御部が実行する駆動機構制御処理を説明するためのフローチャートである。
　以下、本開示を適用した給電装置、管制局、及び給電システムの実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１に示すように、一実施形態に係る給電装置１０を含む給電システム１１は、複数の給電装置１０と、管制局１２とを含んで構成される。
　複数の給電装置１０のそれぞれは、２地点を挟む直線を含む海上の領域に分散して位置する。給電装置１０は、水上に浮遊可能である。給電装置１０は、無人移動体１３への給電装置であり、無人移動体１３に給電可能である。無人移動体１３は、例えば、無人飛行体、無人船舶等である。無人移動体１３は、空中、水上、水中での移動を可能にする電動の駆動機構とともに、ＧＮＳＳ等の位置検出センサ、カメラ等を有する。無人移動体１３は、位置センサ及びカメラ等の検出結果に基づいて目的地まで自動で移動してよい。管制局１２は、取得する情報を複数の給電装置１０に付与してよい。
　給電装置１０は、以下に説明する構造により水上に浮遊可能である。給電装置１０は、図２に示すように、駆動機構１４及び制御部１５を有する。給電装置１０は、更に、発電部１６、蓄電池１７、給電部１８、センサ１９、位置検出部２０、通信部２１、カメラ２２、出力部２３、警告部２４、及び記憶部２５を有してよい。
　駆動機構１４は、給電装置１０を水上で移動させる。具体的には、図３に示すように、駆動機構１４は、浮き２６及び推進スクリュー２７を有してよい。浮き２６は、樹脂発泡体、内部にガスを密封した壁体等であり水中で浮力を有する。浮き２６は、例えば球形であってよい。推進スクリュー２７は、回動可能に軸支される。推進スクリュー２７は、モータにより順方向及び逆方向の両回転方向に回動するように駆動されてよい。図４に示すように、推進スクリュー２７は、浮き２６を貫通する孔の内部に設けられてよい。孔は直線状に延びてよい。
　駆動機構１４は、板状の本体２８に固定される。３つ以上の駆動機構１４が、本体２８に固定されてよい。本体２８は、無人飛行体である無人移動体１３に駐機場を提供してよい。本体２８は、駐機が想定される無人飛行体に応じた広さを有してよい。本体２８に固定する駆動機構１４の数は、本体２８の大きさ、本体２８に搭載される装置、及び駐機が想定される無人移動体１３の重量等によって定められてよい。すべての駆動機構１４は、本体２８の同一の面に固定されてよい。本体２８は、例えば、円形、矩形であってよい。
　図４に示すように、駆動機構１４は、推進スクリュー２７が設けられる孔Ｈの軸方向がいずれか他の駆動機構１４の孔Ｈの軸方向と交差するように、本体２８に固定されてよい。複数の駆動機構１４それぞれの推進スクリュー２７の回動方向及び回転量を調整することにより、駆動機構１４は、給電装置１０に直進、旋回等の動作を行わせる。
　図４に示すように、駆動機構１４は、安定化機構２９を介して本体２８に固定されてよい。安定化機構２９は、水上に浮遊する複数の駆動機構１４の中心を結ぶ平面が水平面に対して傾斜する場合に、本体２８の主面を水平に維持させる。
　図５に示すように、安定化機構２９は、例えば、ジンバル３０、第１の支柱３１、及び錘３２を含んで構成される。ジンバル３０は、互いに垂直な２軸のジンバルであってよい。第１の支柱３１の一端には、本体２８の主面が第１の支柱３１に垂直になるように固定されてよい。第１の支柱３１の他端には、錘３２が設けられてよい。ジンバル３０は、第１の支柱３１を介して本体２８を固定してよい。ジンバル３０は、第１の支柱３１を２軸に垂直になるように支持してよい。
　又は、図６に示すように、安定化機構２９０は、複数の第２の支柱３３０、揚力スクリュー３４０、及びジャイロセンサ３５０を含んで構成されてよい。第２の支柱３３０は、本体２８の主面の一方に、当該主面に垂直に立設してよい。複数の第２の支柱３３０それぞれは、駆動機構１４を、本体２８から離れた位置で支持してよい。揚力スクリュー３４０は、複数の第２の支柱３３０それぞれの、本体２８が設けられる端の逆側の端に設けられてよい。揚力スクリュー３４０は、第２の支柱３３０の長手方向に平行な直線を軸に回動可能であってよい。ジャイロセンサ３５０は、複数の第２の支柱３３０それぞれのいずこかに設けられてよい。ジャイロセンサ３５０は、第２の支柱３３０の長手方向における加速度を検出してよい。安定化機構２９０は、各ジャイロセンサ３５０の検出結果に基づいて、本体２８の水平面に対する傾斜を打ち消すように、各揚力スクリュー３４０が駆動される。
　発電部１６は、太陽光、潮力、風力等の再生可能エネルギーにより発電してよい。本実施形態の具体例においては、発電部１６は太陽光発電装置３６及び風力発電装置３７を含む。図３に示すように、太陽光発電装置３６及び風力発電装置３７のように海上において発電可能な発電部１６は、本体２８における駐機場３８の周囲に設けられてよい。
　蓄電池１７は、発電部１６が発電した電力を充電可能であってよい。蓄電池１７は、充電した電力を用いて、給電装置１０の各部位を駆動可能であってよい。発電部１６が発電した電力は蓄電池１７に充電されることなく用いられてよい。
　給電部１８は、給電装置１０に無人移動体１３が駐機している状態で、当該無人移動体１３に給電可能であってよい。給電部１８は、無線及び有線の少なくとも一方により無人移動体１３に給電可能である。無人移動体１３は蓄電池を有しており、給電部１８から給電される電力により充電されてよい。
　センサ１９は、周囲状況を検出してよい。センサ１９は、例えば、風力センサである。風力センサであるセンサ１９は、風の向き及び風力を検出する。
　位置検出部２０は、地球上における自己位置を検出する。位置検出部２０は、例えば、ＧＮＳＳである。
　通信部２１は、周囲の他の給電装置１０、管制局１２、及び無人移動体１３の少なくとも一つと通信可能であってよい。
　カメラ２２は、給電装置１０から見た任意の光景を撮像してよい。カメラ２２は、本体２８の駐機場３８側の光景を撮像可能に設けられてよい。
　出力部２３は、例えば、スピーカ又は振動発生装置である。出力部２３は、海上においては音を発することにより、海中においては振動を発することにより、鳥及び海中生物等の接近を抑制してよい。
　警告部２４は、発光、警報等を発することにより給電装置１０の周囲に、異常状態であることを警告してよい。
　記憶部２５は、半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリのいずれかを含んでいる。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等である。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）又はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等である。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ(Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒy)等である。記憶部２５は、主記憶装置、補助記憶装置又はキャッシュメモリとして機能してよい。記憶部２５は、給電装置１０の動作に用いられるデータと、給電装置１０の動作によって得られたデータとを記憶する。例えば、記憶部２５は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、組み込みソフトウェア等を記憶する。又、例えば、記憶部２５は、給電装置１０別に付与されている識別情報を記憶してよい。
　制御部１５は、１以上のプロセッサおよびメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ；Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）を含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ；Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅ）を含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）を含んでよい。制御部１５は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ（Ｓｙｓｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）、およびＳｉＰ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎ　ａ　Ｐａｃｋａｇｅ）のいずれかであってもよい。
　制御部１５は、位置検出部２０で検出した位置情報を、給電装置１０の識別情報と関連付けて、他の給電装置１０及び管制局１２に付与するように、通信部２１を制御してよい。したがって、制御部１５は、他の給電装置１０からは、当該他の給電装置１０毎の位置を取得してよい。制御部１５は、周期的又は定期的に、位置検出部２０が検出する位置を付与させてよい。
　制御部１５は、給電装置１０が取得する情報に基づいて、周囲の他の給電装置１０に対して定められる位置関係となるように駆動機構１４を制御する。制御部１５は、通信部２１を介して取得する情報に基づいて、駆動機構１４を制御してよい。又は、制御部１５は、センサ１９が取得する周囲状況に対応する情報に基づいて、駆動機構１４を制御してよい。
　制御部１５は、通信部２１を介して、通常配置を指定する情報または特殊配置を指定する情報を取得してよい。通常配置は、特定の条件が無い通常状態における複数の給電装置１０の配置である。特殊配置は、特定の条件が発生した場合に対応した、複数の給電装置１０の配置である。特殊配置は、多様なパターンを含んでよい。多様なパターンの特殊配置として第１例から第４例を後に説明するが、特殊配置はこれらの４例に限定されない。
　制御部１５は、通信部２１を介して、通常配置を指定する情報を取得する場合、周囲の他の給電装置１０との距離が第１の距離範囲に含まれるように駆動機構１４を制御してよい。図７に示すように、通常配置においては、複数の給電装置１０は、海上に略均等に分布する。第１の距離範囲は、給電装置１０及び管制局１２の少なくとも一方に登録されている無人移動体１３のうち、最大航続距離が最も短い無人移動体１３の航続距離未満に定められてよい。第１の距離範囲は、給電装置１０及び管制局１２の少なくとも一方と通信可能な無人移動体１３のうち、最大航続距離が最も短い無人移動体１３の航続距離未満に定められてよい。第１の距離範囲は、給電装置１０が給電を許容する無人移動体１３のうち、最大航続距離が最も短い無人移動体１３の航続距離未満に定められてよい。第１の距離範囲の上限値は、駐機対象である無人移動体１３の最大航続距離未満に定められてよい。第１の距離範囲の下限値は、例えば、上限値に対して１未満の係数を乗じることにより定められてよい。
　通常配置を指定する情報は、複数の給電装置１０を分散配置する範囲、複数の給電装置１０の数等を含んでよい。制御部１５は、複数の給電装置１０を分散配置する範囲及び複数の給電装置１０の数に基づいて、隣接する給電装置１０との間隔が第１の距離範囲内であることを満たす各給電装置１０の位置を決定してよい。制御部１５は、位置検出部２０が検出した位置及び他の給電装置１０の位置の中から、給電装置１０を配置すべきであると決定した各位置に最も近い給電装置１０の位置を選択してよい。制御部１５は、位置検出部２０が検出した位置に対応する、給電装置１０を配置すべきであると決定した位置に移動するように駆動機構１４を制御してよい。制御部１５は、位置検出部２０で検出する位置と、決定した位置とを照合することにより、給電装置１０の位置を維持し続けるように駆動機構１４を制御してよい。
　特殊配置の第１例を説明する。制御部１５は、通信部２１を介して、２地点間における集中配置状態を維持することを指定する情報を取得する場合、図８に示すように、当該２地点間を結ぶ直線経路ＳＰに接近するように駆動機構１４を制御してよい。集中配置を指定する情報は、当該２地点の位置に対応する情報を含んでよい。集中配置を指定する情報は、集中度を示す情報を含んでよい。集中度は、要求される集中配置の度合いで、大きくなるほど高密度な配置が要求されることを示してよい。集中度は、例えば、２地点間を航行する無人移動体１３の数に応じて定められてよい。制御部１５は、集中度と、直線経路ＳＰに、より近くに位置する他の給電装置１０の数に基づいて、当該直線経路ＳＰへの接近の要否を判別してよい。制御部１５は、集中度が大きくなるほど、より近くに位置する他の給電装置１０が多くても、接近することを決定してよい。より詳細に説明すると、制御部１５は、より近くに位置する他の給電装置１０の数が越えるか否かを比較する閾値を、集中度に応じて大きくするように変動させてよい。
　特殊配置の第２例を説明する。制御部１５は、通信部２１を介して、他の給電装置１０の交換を開始することを示す情報を取得する場合、図９に示すように、位置検出部２０が検出する位置が交換経路ＥＰ上に存在するか否かを判別してよい。交換経路ＥＰは、交換すべき他の給電装置１０の位置である目的地から交換用の給電装置１０の出発地までの経路であってよい。交換経路ＥＰ上に存在するとは、交換経路ＥＰに垂線を下した交点からの距離が第２の距離範囲に含まれることを意味してよい。制御部１５は、位置検出部２０が検出する位置が交換経路ＥＰ上に存在する場合、図１０、１１に示すように、交換経路ＥＰに存在する複数の給電装置１０を玉突きで移動させるように駆動機構１４を制御してよい。より詳細に説明すると、制御部１５は、前記交換経路ＥＰにおいて目的地側に隣接する他の給電装置１０が元々存在していた位置に移動するように駆動機構１４を制御してよい。制御部１５は、移動に際して、交換経路ＥＰにおける出発地側に隣接する他の給電装置１０との間隔を第１の距離範囲に含めながら移動するように、駆動機構１４を制御してよい。
　制御部１５は、通信部２１を介して取得する情報を、当該情報を付与した他の給電装置１０とは別の周囲の給電装置１０に付与するように、通信部２１を制御してよい。更に、制御部１５は、通信部２１を介して取得する情報を、無人移動体１３に付与するように、通信部２１を制御してよい。
　特殊配置の第３例を説明する。制御部１５は、センサ１９から風力及び風力の方向を取得する場合、当該風力が第１の閾値を超えるか否かを判別してよい。制御部１５は、風力が第１の閾値を超える場合、図１２に示すように、風力の方向における隣接する他の給電装置１０との間隔を第１の閾値以下であるときに比べて狭めるように、駆動機構１４を制御してよい。制御部１５は、風力の方向とのなす角が大きな方向における、隣接する他の給電装置１０との間隔を広げるように、駆動機構１４を制御してよい。
　特殊配置の第４例を説明する。制御部１５は、管制局１２から直接的又は間接的に２地点間の一方にのみ向かう無人移動体１３の運行予定を取得する場合、センサ１９が検出する風力の方向が当該一方と略同一方向であり且つ風力が第２の閾値以上であるか否かを判別する。間接的に取得することは、管制局１２との間に位置する別の給電装置１０を介して取得することを意味する。制御部１５は、風力の方向が当該一方と略同一方向であり且つ風力が第２の閾値以上である場合、例えば、図１３に示すように、当該一方の地点側で密になるように移動することを決定する。制御部１５は、移動位置を決定して、当該位置に向かうように駆動機構１４を制御してよい。
　制御部１５は、記憶部２５に記憶された識別情報を、他の給電装置１０、管制局１２、及び、無人移動体１３に付与するように、通信部２１を制御してよい。制御部１５は、他の給電装置１０及び管制局１２から、識別情報を取得する場合、当該識別情報が登録済みの識別情報に含まれるか否かを判別してよい。登録済みの識別情報は、給電装置１０と協働する他の給電装置１０及び管制局１２として登録され記憶部２５に記憶される識別情報である。制御部１５は、無人移動体１３から識別情報を取得する場合、当該識別情報が登録済みの識別情報に含まれるか否かを判別してよい。登録済みの識別情報は、例えば、給電装置１０に駐機予定の無人移動体１３に付与される識別情報である。当該登録済みの識別情報は、例えば、管制局１２から直接的又は間接的に事前に取得し、記憶部２５に記憶されてよい。制御部１５は、取得する識別情報が登録済みの識別情報である場合、当該識別情報を発した給電装置１０、管制局１２、又は無人移動体１３を認証済みであると認定してよい。
　制御部１５は、カメラ２２が連続的に生成する複数の画像に基づいて、給電装置１０に向かって接近中の物体が駐機予定の無人移動体１３であるか否かを判別してよい。
　制御部１５は、カメラ２２が検出する画像に基づいて、駐機予定の無人移動体１３の接近を検出する場合、無人移動体１３の進行位置を予測してよい。制御部１５は、予測した進行位置に給電装置１０を移動させるように、駆動機構１４を制御してよい。
　制御部１５は、駆動機構１４の制御及び制御後の位置検出部２０の検出位置、周囲の給電装置１０との通信結果等に基づいて、給電装置１０の故障の発生の有無を判別してよい。
　制御部１５は、無人移動体１３のバッテリの残量が低いことを示す情報を当該無人移動体１３から取得する場合、当該無人移動体１３に最も近い給電装置１０であるか否かを判別する。制御部１５は、最も近い給電装置１０であると判別する場合、当該無人移動体１３の進行方向に接近するように駆動機構１４を制御してよい。
　制御部１５は、カメラ２２が連続的に生成する複数の画像に基づいて、給電装置１０に接近中の物体から識別情報を取得できない場合、接近中の物体は非認証の物体であると認定してよい。
　制御部１５は、天候に応じて給電装置１０を避難させるように、駆動機構１４を制御してよい。制御部１５は、天候をセンサ１９から取得してよい。又は、制御部１５は、天候を管制局１２から直接的又は間接的に取得してよい。避難の行動を選択する天候は、例えば、台風等の暴風雨、波高を高くし得る時化等である。給電装置１０の避難は、海上における別の位置への一時的な移動であってよく、海中への一時的な潜水であってよい。
　制御部１５は、駐機した無人移動体１３が認証されている場合、当該無人移動体１３に給電するように給電部１８を制御してよい。制御部１５は、駐機した無人移動体１３が認証されていない場合、給電せずに、給電装置１０に設けられる袋等の一時保管部に収容してよい。
　制御部１５は、位置検出部２０が連続的に検出する位置に基づいて、駆動機構１４による移動の影響を除いて給電装置１０の位置変化の有無を判別してよい。制御部１５は、位置変化があると判別する場合、警告を発するように警告部２４を制御してよい。
　管制局１２は、地上に設けられてよい。管制局１２は、例えば、サーバである。図１４に示すように、管制局１２は、通信部３９及び制御部４０を含んで構成される。管制局１２は、更に入力部４１及び記憶部４２を含んで構成されてよい。管制局１２は、複数の給電装置１０のうち、一部又は全てが通常配置で配置されるように当該一部又は全ての給電装置１０を配置すべき位置を決定してよい。管制局１２は、複数の給電装置１０のうち、一部又は全てが通常配置とは異なる特殊配置で配置されるように当該一部又は全ての給電装置１０を配置すべき位置を決定してよい。管制局１２は、通常配置と特殊配置が混在するように、複数の給電装置１０を配置すべき位置を決定してよい。
　通信部３９は、給電装置１０と直接的又は間接的に通信する。通信部３９は、給電装置１０から多様な情報を取得してよい。通信部３９は、給電装置１０に多様な情報を付与してよい。通信部３９は、無人移動体１３と直接的又は間接的に通信してよい。
　入力部４１は、ユーザからの操作入力を検出可能である。入力部４１は、ユーザからの入力を検出可能な少なくとも１つの入力用インタフェースを含む。入力用インタフェースは、例えば、物理キー、静電容量キー、ポインティングデバイス、ディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン、マイク等である。
　記憶部４２は、半導体メモリ、磁気メモリ、光メモリのいずれかを含んでいる。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭ等である。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等である。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等である。記憶部４２は、主記憶装置、補助記憶装置又はキャッシュメモリとして機能してよい。記憶部４２は、管制局１２の動作に用いられるデータと、管制局１２の動作によって得られたデータとを記憶する。例えば、記憶部４２は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、組み込みソフトウェア等を記憶する。
　制御部４０は、１以上のプロセッサおよびメモリを含む。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣを含んでよい。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでよい。ＰＬＤは、ＦＰＧＡを含んでよい。制御部４０は、１つ又は複数のプロセッサが協働するＳｏＣ、およびＳｉＰのいずれかであってもよい。
　制御部４０は、取得する情報に基づいて、認証された複数の給電装置１０それぞれの位置を決定してよい。制御部４０は、例えば、複数の給電装置１０から取得する風力及び風力の向き、外部ネットワーク等から取得する無人移動体１３の運行予定に基づいて複数の給電装置１０の位置を決定する。又は、制御部４０は、入力部４１が検出するユーザの操作指令の情報に基づいて、複数の給電装置１０の位置を決定する。制御部４０は、決定した位置を複数の給電装置１０に付与するように通信部３９を制御してよい。
　次に、本実施形態において給電装置１０の制御部１５が実行する、駆動機構制御処理について、図１５のフローチャートを用いて説明する。駆動機構制御処理は、例えば、定期的に、開始する。
　ステップＳ１００において、制御部１５は、前回の駆動機構制御処理終了後に取得した情報を確認する。確認後、プロセスはステップＳ１０１に進む。
　ステップＳ１０１では、制御部１５は、ステップＳ１００において確認した情報に基づいて、給電装置１０の位置を決定する。決定後、プロセスはステップＳ１０２に進む。
　ステップＳ１０２にでは、制御部１５は、ステップＳ１０１において決定した位置に移動するように駆動機構１４の制御を開始する。駆動機構１４の制御開始後、駆動機構制御処理は終了する。
　以上のような構成の本実施形態の給電装置１０は、水上を移動させる駆動機構１４と、取得する情報に基づいて周囲の他の給電装置１０に対して定められる位置関係となるように駆動機構１４を制御する制御部１５を備える。このような構成により、給電装置１０は、使用が想定される無人移動体１３の航続可能距離に応じた位置関係を維持し得る。したがって、給電装置１０は、電力が尽きる前に電動の無人移動体１３に給電し得る。その結果、給電装置１０は、無人移動体１３の長距離移動を補助する。
　また、本実施形態の給電装置１０は、他の給電装置１０及び管制局１２の少なくとも一方と通信可能な通信部２１を備え、制御部１５は通信部２１を介して取得する情報に基づいて駆動機構１４を制御する。このような構成により、給電装置１０は、他の給電装置１０及び管制局１２の発する情報を用いて、自身の給電装置１０の位置を決定して、位置合わせを行い得る。
　また、本実施形態の給電装置１０は、通信部２１を介して取得する情報が通常配置を指定する情報である場合、周囲の他の給電装置１０との距離が第１の距離範囲に含まれるように駆動機構１４を制御する。このような構成により、給電装置１０は、他の給電装置１０とともに、海上に略均等に分布され得る。したがって、給電装置１０は、航続距離を超える２地点間を航行する無人移動体１３に給電拠点を提供し得る。
　また、本実施形態の給電装置１０は、通信部２１を介して取得する情報が任意の２地点間における集中配置を指定する情報である場合、２地点を結ぶ直線経路ＳＰに接近するように駆動機構１４を制御する。このような構成により、給電装置１０は、２地点間に多数の無人移動体１３が航行する場合に、当該２地点間における給電装置１０が不足する可能性を低減し得る。
　また、本実施形態の給電装置１０は、集中配置を指定する情報に含まれる集中度と、２地点を結ぶ直線経路ＳＰに、より近くに位置する他の給電装置１０の数に基づいて、直線経路ＳＰへの接近の要否を判別する。このような構成により、給電装置１０は、他の給電装置１０を含めた複数の給電装置１０を、２地点間に適切な数量で配置させ得る。
　また、本実施形態の給電装置１０は、通信部２１を介して取得する情報が他の給電装置１０の交換を開始することを示す情報である場合、当該他の給電装置１０の位置である目的地から交換用の給電装置１０の出発地までの交換経路ＥＰ上に存在するとき、出発地側で隣接する他の給電装置１０との間隔を第１の距離範囲に含めながら、目的地側で隣接する他の給電装置１０が元々存在していた位置に移動するように駆動機構１４を制御する。このような構成により、給電装置１０は、交換用の給電装置１０そのものを目的地に移動させずに、複数の給電装置１０を玉突きさせて特定の給電装置１０を目的地に到達させ得る。したがって、給電装置１０は、目的地に早期に給電装置１０を配置させ得る。その結果、給電装置１０は、無人移動体１３への給電拠点の空白が生じる時間を短縮し得る。
　また、本実施形態の給電装置１０では、通信部２１は取得する情報を、当該情報を付与した他の給電装置１０とは別の周囲の給電装置１０に付与する。このような構成により、給電装置１０は、海上に分布する他の給電装置１０とともに、陸上の基地局の通信の中継点として機能し得る。したがって、給電装置１０は、給電装置１０と通信する地上の基地局に、小型の基地局を採用させ得る。
　また、本実施形態の給電装置１０は、周囲状況を検出するセンサ１９を更に備え、制御部１５はセンサ１９から取得する情報である周囲状況に対応する情報に基づいて駆動機構１４を制御する。このような構成により、給電装置１０は、周囲状況に対して適切な位置に移動し得る。
　また、本実施形態の給電装置１０では、センサ１９が風力センサであり、制御部１５は風力センサの検出する風力が第１の閾値を超える場合風力の方向における隣接する他の給電装置１０との間隔を第１の閾値以下であるときに比べて狭めるように駆動機構１４を制御する。このような構成により、給電装置１０は、風力に影響を受ける無人移動体１３の航続距離に対して、他の給電装置１０も含めて給電拠点の不足を低減させ得る。
　以上、給電装置１０の実施形態を説明してきたが、本開示の実施形態としては、装置を実施するための方法又はプログラムの他、プログラムが記録された記憶媒体（一例として、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、磁気テープ、ハードディスク、又はメモリカード等）としての実施態様をとることも可能である。
　また、プログラムの実装形態としては、コンパイラによってコンパイルされるオブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード等のアプリケーションプログラムに限定されることはなく、オペレーティングシステムに組み込まれるプログラムモジュール等の形態であってもよい。さらに、プログラムは、制御基板上のＣＰＵにおいてのみ全ての処理が実施されるように構成されてもされなくてもよい。プログラムは、必要に応じて基板に付加された拡張ボード又は拡張ユニットに実装された別の処理ユニットによってその一部又は全部が実施されるように構成されてもよい。
　本開示に係る実施形態について説明する図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。
　本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は改変を行うことが可能であることに注意されたい。従って、これらの変形又は改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
　例えば、本実施形態において、給電装置１０が取得する情報に基づいて移動すべき位置を決定する構成であるが、管制局１２が、管理する複数の給電装置１０からの周囲状況に相当する情報、ネットワークを介して外部機器から取得する無人移動体１３の交通予測等の情報等に基づいて、各給電装置１０の移動すべき位置を決定して、各給電装置１０に付与する構成であってよい。
　本開示に記載された構成要件の全て、及び／又は、開示された全ての方法、又は、処理の全てのステップについては、これらの特徴が相互に排他的である組合せを除き、任意の組合せで組み合わせることができる。また、本開示に記載された特徴の各々は、明示的に否定されない限り、同一の目的、同等の目的、または類似する目的のために働く代替の特徴に置換することができる。したがって、明示的に否定されない限り、開示された特徴の各々は、包括的な一連の同一、又は、均等となる特徴の一例にすぎない。
　さらに、本開示に係る実施形態は、上述した実施形態のいずれの具体的構成にも制限されるものではない。本開示に係る実施形態は、本開示に記載された全ての新規な特徴、又は、それらの組合せ、あるいは記載された全ての新規な方法、又は、処理のステップ、又は、それらの組合せに拡張することができる。
　本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１の支柱は、第２の支柱と識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
　１０　給電装置
　１１　給電システム
　１２　管制局
　１３　無人移動体
　１４　駆動機構
　１５　制御部
　１６　発電部
　１７　充電池
　１８　給電部
　１９　センサ
　２０　位置検出部
　２１　通信部
　２２　カメラ
　２３　出力部
　２４　警告部
　２５　記憶部
　２６　浮き
　２７　推進スクリュー
　２８　本体
　２９、２９０　安定化機構
　３０　ジンバル
　３１　第１の支柱
　３２　錘
　３３０　第２の支柱
　３４０　揚力スクリュー
　３５０　ジャイロセンサ
　３６　太陽光発電装置
　３７　風力発電装置
　３８　駐機場
　３９　通信部
　４０　制御部
　４１　入力部
　４２　記憶部
　ＥＰ　交換経路
　Ｈ　孔
　ＳＰ　直線経路

Claims (12)

  1. 　水上に浮遊可能で、無人移動体への給電装置であって、
    　水上を移動させる駆動機構と、
    　取得する情報に基づいて、周囲の他の給電装置に対して定められる位置関係となるように前記駆動機構を制御する制御部と、を備える
    　給電装置。
  2. 　請求項１に記載の給電装置において、
    　前記他の給電装置及び管制局の少なくとも一方と通信可能な通信部を、更に備え、
    　前記制御部は、前記通信部を介して取得する情報に基づいて、前記駆動機構を制御する
    　給電装置。
  3. 　請求項２に記載の給電装置において、
    　前記制御部は、前記周囲の他の給電装置との距離が第１の距離範囲に含まれるように前記駆動機構を制御する
    　給電装置。
  4. 　請求項３に記載の給電装置において、
    　前記給電装置に認証されている前記無人移動体に対してのみ給電し、
    　前記第１の距離範囲は、給電される前記無人移動体のうち、最大航続距離が最も短い前記無人移動体の航続距離に応じて定められる
    　給電装置。
  5. 　請求項２から４のいずれか１項に記載の給電装置において、
    　前記制御部は、前記通信部を介して取得する情報が任意の２地点間における集中配置を指定する情報である場合、前記２地点を結ぶ直線経路に接近するように前記駆動機構を制御する
    　給電装置。
  6. 　請求項５に記載の給電装置において、
    　前記制御部は、前記集中配置を指定する情報に含まれる集中度と、前記２地点を結ぶ直線経路に、より近くに位置する他の給電装置の数に基づいて、該直線経路への接近の要否を判別する
    　給電装置。
  7. 　請求項２から６のいずれか１項に記載の給電装置において、
    　前記制御部は、前記通信部を介して取得する情報が他の給電装置の交換を開始することを示す情報である場合、該他の給電装置の位置である目的地から交換用の給電装置の出発地までの交換経路上に存在するとき、前記出発地側で隣接する他の給電装置との間隔を第１の距離範囲に含めながら、前記目的地側で隣接する他の給電装置が元々存在していた位置に移動するように前記駆動機構を制御する
    　給電装置。
  8. 　請求項２から７のいずれか１項に記載の給電装置において、
    　前記通信部は、前記取得する情報を、該情報を付与した他の給電装置とは別の周囲の給電装置に付与する
    　給電装置。
  9. 　請求項１から８のいずれか１項に記載の給電装置において、
    　周囲状況を検出するセンサを、更に備え、
    　前記制御部は、前記センサから取得する情報である前記周囲状況に対応する情報に基づいて、前記駆動機構を制御する
    　給電装置。
  10. 　請求項９に記載の給電装置において、
    　前記センサが、風力センサであり、
    　前記制御部は、前記風力センサの検出する風力が第１の閾値を超える場合、前記風力の方向における隣接する他の給電装置との間隔を前記第１の閾値以下であるときに比べて狭めるように前記駆動機構を制御する
    　給電装置。
  11. 　浮遊しながら水上を移動させる駆動機構と、無人移動体への給電部とを有する給電装置と通信する通信部と、
    　取得する情報に基づいて、複数の給電装置それぞれの位置を決定し、決定した位置を前記複数の給電装置に付与する制御部と、を備える
    　管制局。
  12. 　浮遊しながら水上を移動させる駆動機構と、無人移動体への給電部とを有する複数の給電装置と、
    　取得する情報に基づいて複数の給電装置それぞれの位置を決定し、決定した位置を前記複数の給電装置に付与する管制局と、を備える
    　給電システム。
    　
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