(57)【要約】【課題】地上局との間の安定した無線通信を実現する「無人航空機及び無人航空システム」を提供する。【解決手段】ボディ１１から９０度間隔で四方に伸びる４本のアーム１２の先端に４つの回転翼１３を備えたマルチコプタ１の各アーム１２のそれぞれの下部に、基地局２との無線通信に選択的に用いるアンテナ１０１を設ける。マルチコプタ１は、ＧＮＳＳ受信機１１３で算出されるマルチコプタ１の現在位置と、マルチコプタ１の現在の向きと、メモリ１０８に予め設定されている基地局２の座標とから、基地局２に最も近いアンテナ１０１を、現時点において基地局２に対してマルチコプタ１自身によって遮られない位置にあるアンテナ１０１として算定し、算定したアンテナ１０１が、基地局２と無線通信に現在用いているアンテナ１０１と同じアンテナ１０１でなければ、算定したアンテナ１０１に基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１を切り替える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上局と無線通信を行う無人航空機であって、
当該無人航空機上の異なる位置に配置された複数のアンテナと、
前記複数のアンテナのうちの、現時点において前記地上局に対して当該無人航空機自身によって遮られない位置にあるアンテナを現用アンテナとして設定するアンテナ設定手段と、
前記現用アンテナとして設定されたアンテナを用いて前記地上局と無線通信を行う無線通信手段とを有することを特徴とする無人航空機。
【請求項２】
請求項１記載の無人航空機であって、
前記複数のアンテナは、当該無人航空機を上下方向にみたときに、当該無人航空機のボディを間に挟むように配置された２つのアンテナを少なくとも含むことを特徴とする無人航空機。
【請求項３】
請求項１記載の無人航空機であって、
当該無人航空機は、ボディと、当該無人航空機を上下方向に見て前記ボディから外側に伸びる複数のアームと、各アームの先端に配置された回転翼とを備えたマルチコプタであり、
前記複数のアンテナはそれぞれ異なるアームに配置されていることを特徴とする無人航空機。
【請求項４】
請求項２または３記載の無人航空機であって、
当該無人航空機の現在位置を算出する現在位置算出手段と、
当該無人航空機の向きを検出する姿勢検出手段とを有し、
前記アンテナ設定手段は、前記地上局の位置と、当該無人航空機の現在位置と、当該無人航空機の向きより、前記複数のアンテナのうちで、前記地上局に最も近い位置にあるアンテナを算定し、算定したアンテナを前記現用アンテナとして設定することを特徴とする無人航空機。
【請求項５】
請求項３記載の無人航空機であって、
当該無人航空機に対する前記地上局の方向を算定する地上局方向算出手段を有し、
前記アンテナ設定手段は、前記複数のアンテナのうちの、当該無人航空機のボディから地上局方向算出手段が算定した地上局の方向に最も近い方向に伸びるアームに配置されたアンテナを前記現用アンテナとして設定することを特徴とする無人航空機。
【請求項６】
請求項２または３記載の無人航空機であって、
当該無人航空機の現在位置を算出する現在位置算出手段と、
当該無人航空機を、予め設定された飛行計画に従った経路に沿って当該飛行計画に従った向きで自動航行させる制御装置とを備え、
前記アンテナ設定手段は、前記現在位置算出手段が算出した無人航空機の現在位置と、前記飛行計画とより、現時点において前記地上局に最も近い位置にあるアンテナとして算定されるアンテナを前記現用アンテナとして設定することを特徴とする無人航空機。
【請求項７】
請求項１、２、３、４または５記載の無人航空機であって、
予め設定された飛行計画に従った経路上を当該無人航空機を自動航行させる制御装置を備え、
当該制御装置は、前記飛行計画に従った経路上の各区間と当該区間で無線通信を行う地上局との予め設定された対応に従って、前記無線通信手段で無線通信を行う地上局を、前記区間毎に切り替えることを特徴とする無人航空機。
【請求項８】
請求項６記載の無人航空機であって、
前記制御装置は、前記飛行計画に従った経路上の各区間と当該区間で無線通信を行う地上局との予め設定された対応に従って、前記無線通信手段で無線通信を行う地上局を、前記区間毎に切り替えることを特徴とする無人航空機。
【請求項９】
請求項１、２、３、４または５記載の無人航空機であって、
当該無人航空機に搭載されたカメラと、
予め設定された飛行計画に従った経路上を当該無人航空機を自動航行させる制御装置を備え、
前記飛行計画に従った経路は検査対象の架線に沿った経路部分を含み、
前記制御装置は、前記飛行計画に従って当該無人航空機を検査対象の架線に沿って当該無人航空機を自動航行させながら、前記カメラに前記検査対象の架線を撮影させ、撮影された映像を無線通信手段を介して前記地上局に無線通信で送信することを特徴とする無人航空機。
【請求項１０】
請求項６、７または８記載の無人航空機であって、
当該無人航空機に搭載されたカメラを備え、
前記飛行計画に従った経路は検査対象の架線に沿った経路部分を含み、
前記制御装置は、前記飛行計画に従って当該無人航空機を検査対象の架線に沿って当該無人航空機を自動航行させながら、前記カメラに前記検査対象の架線を撮影させ、撮影された映像を無線通信手段を介して前記地上局に無線通信で送信することを特徴とする無人航空機。
【請求項１１】
地上局と、当該地上局と無線通信を行う無人航空機とを備えた無人航空機システムであって、
前記無人航空機は、
当該無人航空機上の異なる位置に配置された複数のアンテナと、
当該無人航空機の現在位置を算出する現在位置算出手段と、
当該無人航空機を、予め設定された飛行計画に従った経路に沿って当該飛行計画に従った向きで自動航行させる制御装置と、
前記複数のアンテナのうちの一つのアンテナを現用アンテナとして設定するアンテナ設定手段と、
前記現用アンテナとして設定されたアンテナを用いて前記地上局と無線通信を行う無線通信手段とを有し、
前記地上局は、
前記無線通信を介して前記無人航空機から当該無人航空機の現在位置を取得し、取得した現在位置と前記飛行計画とが示す、前記飛行計画に従って前記無人航空機が直後に飛行することとなる区間において、前記地上局に対して当該無人航空機自身によって遮られない位置となるアンテナが、現在、前記無人航空機において現用アンテナとして設定されているアンテナと異なるアンテナであるときに、当該直後の区間において前記地上局に対して前記無人航空機自身によって遮られない位置となるアンテナの使用を前記無線通信を介して前記無人航空機に指示する遠隔指示手段を有し、
前記無人航空機のアンテナ設定手段は、前記地上局から前記無線通信を介して使用を指示されたアンテナに、現用アンテナとして設定するアンテナを切り替えることを特徴とする無人航空機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人航空機が行う無線通信の通信不良の発生を抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無人航空機に関する技術としては、複数の測位衛星から受信した電波に基づいて現在位置を測位するＧＮＳＳ受信機を無人航空機に搭載し、無人航空機が、ＧＮＳＳ受信機で現在位置を測位しながら、予め設定された経路に沿って自動航行する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。
【０００３】
また、無人航空機に関する技術としては、無人航空機が予め設定された経路に沿って自動航行しながら、無人航空機に搭載したカメラを用いて、高所の架線を上方から撮影すると共に、撮影した映像を、地上局に無線通信で転送し、地上局において映像を解析して架線の異常を検出する技術が知られている（たとえば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８-０７７６２６号公報
【特許文献２】特開２００５-２５３１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
たとえば、無人航空機を用いて架線を撮影した映像を無人航空機から地上局に無線通信で転送して検査を行う場合、無人航空機の向きをカメラで架線を撮影できる向きとすると、無線通信用のアンテナと地上局との間に、無人航空機の構成物が位置してしまい、無人航空機と地上局との間の無線通信に障害が発生することがある。
【０００６】
そこで、本発明は、向きが制限される態様で利用される無人航空機と、地上局との間の安定した無線通信を実現することを課題とする
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題達成のために、本発明は、地上局と無線通信を行う無人航空機に、当該無人航空機上の異なる位置に配置された複数のアンテナと、前記複数のアンテナのうちの、現時点において前記地上局に対して当該無人航空機自身によって遮られない位置にあるアンテナを現用アンテナとして設定するアンテナ設定手段と、前記現用アンテナとして設定されたアンテナを用いて前記地上局と無線通信を行う無線通信手段とを備えたものである。
【０００８】
ここで、前記複数のアンテナは、当該無人航空機を上下方向にみたときに、当該無人航空機のボディを間に挟むように配置された２つのアンテナを少なくとも含むものとしてよい。
【０００９】
または、当該無人航空機を、ボディと、当該無人航空機を上下方向に見て前記ボディから外側に伸びる複数のアームと、各アームの先端に配置された回転翼とを備えたマルチコプタとし、前記複数のアンテナをそれぞれ異なるアームに配置してもよい。
【００１０】
また、以上のように、ボディを間に挟むように配置された２つのアンテナを少なくとも含む複数のアンテナを設けたり、マルチコプタの異なるアームにアンテナを設けた場合には、当該、無人航空機に、当該無人航空機の現在位置を算出する現在位置算出手段と、当該無人航空機の向きを検出する姿勢検出手段を設け、前記アンテナ設定手段において、前記地上局の位置と、当該無人航空機の現在位置と、当該無人航空機の向きより、前記複数のアンテナのうちで、前記地上局に最も近い位置にあるアンテナを算定し、算定したアンテナを前記現用アンテナとして設定するようにしてもよい。
または、マルチコプタの異なるアームにアンテナを設けた場合には、無人航空機に、当該無人航空機に対する前記地上局の方向を算定する地上局方向算出手段を設け、前記アンテナ設定手段は、前記複数のアンテナのうちの、当該無人航空機のボディから地上局方向算出手段が算定した地上局の方向に最も近い方向に伸びるアームに配置されたアンテナを前記現用アンテナとして設定するようにしてもよい。
【００１１】
また、以上のように、ボディを間に挟むように配置された２つのアンテナを少なくとも含む複数のアンテナを設けたり、マルチコプタの異なるアームにアンテナを設けた場合には、当該無人航空機の現在位置を算出する現在位置算出手段と、当該無人航空機を、予め設定された飛行計画に従った経路に沿って当該飛行計画に従った向きで自動航行させる制御装置とを備え、前記アンテナ設定手段において、前記現在位置算出手段が算出した無人航空機の現在位置と、前記飛行計画とより、現時点において前記地上局に最も近い位置にあるアンテナとして算定されるアンテナを前記現用アンテナとして設定するようにしてもよい。
【００１２】
また、以上の無人航空機において、予め設定された飛行計画に従った経路上を当該無人航空機を自動航行させる制御装置において、前記飛行計画に従った経路上の各区間と当該区間で無線通信を行う地上局との予め設定された対応に従って、前記無線通信手段で無線通信を行う地上局を、前記区間毎に切り替えるようにしてもよい。
【００１３】
また、以上の無人航空機にカメラを搭載し、無人航空機が備える予め設定された飛行計画に従った経路上を当該無人航空機を自動航行させる制御装置において、前記飛行計画に従って当該無人航空機を検査対象の架線に沿って当該無人航空機を自動航行させながら、前記カメラに前記検査対象の架線を撮影させ、撮影された映像を無線通信手段を介して前記地上局に無線通信で送信するようにしてもよい。
また、併せて、本発明は、前記課題達成のために、地上局と、当該地上局と無線通信を行う無人航空機とを備えた無人航空機システムを提供する。ここで、前記無人航空機は、当該無人航空機上の異なる位置に配置された複数のアンテナと、当該無人航空機の現在位置を算出する現在位置算出手段と、当該無人航空機を、予め設定された飛行計画に従った経路に沿って当該飛行計画に従った向きで自動航行させる制御装置と、前記複数のアンテナのうちの一つのアンテナを現用アンテナとして設定するアンテナ設定手段と、前記現用アンテナとして設定されたアンテナを用いて前記地上局と無線通信を行う無線通信手段とを備える。また、前記地上局は、前記無線通信を介して前記無人航空機から当該無人航空機の現在位置を取得し、取得した現在位置と前記飛行計画とが示す、前記飛行計画に従って前記無人航空機が直後に飛行することとなる区間において、前記地上局に対して当該無人航空機自身によって遮られない位置となるアンテナが、現在、前記無人航空機において現用アンテナとして設定されているアンテナと異なるアンテナであるときに、当該直後の区間において前記地上局に対して前記無人航空機自身によって遮られない位置となるアンテナの使用を前記無線通信を介して前記無人航空機に指示する遠隔指示手段を備える。そして、前記無人航空機のアンテナ設定手段は、前記地上局から前記無線通信を介して使用を指示されたアンテナに、現用アンテナとして設定するアンテナを切り替える。
【００１４】
以上のような無人航空機や無人航空機システムによれば、無人航空機と地上局との間の無線通信は、無人航空機が備える複数のアンテナのうちの、現時点において前記地上局に対して当該無人航空機自身によって遮られない位置にあるアンテナを用いて行われるので、無人航空機の向きに関わらずに、常に、無人航空機と地上局との間で安定した無線通信を行うことができるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、向きが制限される態様で利用される無人航空機と、地上局との間の安定した無線通信を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る架線検査システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るマルチコプタを示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るマルチコプタの機能構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るアンテナ切替処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係るアンテナの切替動作を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係るアンテナの他の切替動作を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係るアンテナの他の切替動作を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るマルチコプタの他の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について高所の架線を検査する架線検査システムへの適用を例にとり説明する。
図１に、本実施形態に係る架線検査システムの構成を示す。
図示するように架線システムは、マルチコプタ１と、基地局２と、プロポやGCS（Ground Control Station）などと呼称される、マルチコプタ１の無線遠隔操操作を行う遠隔操作装置３とを備えている。
【００１８】
マルチコプタ１と基地局２とは、無線通信を行うことができ、マルチコプタ１は予め設定された検査対象の架線に沿った経路を飛行し、架線を撮影した映像や、マルチコプタ１に搭載した各種センサで検出したデータであるセンサデータを基地局２に無線通信を介して送信する。
【００１９】
基地局２は、マルチコプタ１から送信された映像やセンサデータからマルチコプタ１の状態を監視すると共に、オペレータの操作等に応じて、マルチコプタ１の各種動作を無線通信を介して制御する。また、基地局２は、マルチコプタ１から送信された映像やセンサデータから、架線の正常性を解析する処理を行う。
【００２０】
次に、遠隔操作装置３は、マルチコプタ１と基地局２との間の無線通信とは異なる周波数帯の無線通信をマルチコプタ１と行い、遠隔操作装置３のオペレータは遠隔操作装置３を用いてマルチコプタ１を遠隔操作することができる。
【００２１】
マルチコプタ１は、図２ａの斜視図、図２ｂの上面図に示すように、中央のボディ１１と、ボディ１１の周りに上下方向から見て９０度の角度間隔で配置された四方に伸びるアーム１２と、各アーム１２先端に配置された４つの回転翼１３を備えた無人運転型の飛行装置であり、ボディ１１の下部には、ジンバル１４が連結されており、このジンバル１４によってカメラ１５が向きを可変に支持されている。
【００２２】
次に、図３に、マルチコプタ１の機能構成を示す。
図示するように、マルチコプタ１は、基地局２との無線通信に選択的に用いられる４本のアンテナ１０１、基地局２と無線通信を行う無線通信部１０２、無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１を切り替えるアンテナセレクタ１０３、遠隔操作装置３との無線通信に用いられる遠隔操作用アンテナ１０４、遠隔操作用アンテナ１０４を用いて遠隔操作装置３と遠隔操作用の無線通信を行う遠隔操作用無線通信部１０５を備えている。
【００２３】
また、マルチコプタ１は、ジンバル１４を駆動しカメラ１５の向きを設定するジンバル駆動部１０６、回転翼１３を回転駆動するロータ駆動部１０７、メモリ１０８を備えている。
【００２４】
また、マルチコプタ１は、上述したセンサとして、マルチコプタ１の外部を撮影し撮影した画像から外部の物体に対するマルチコプタ１の動きを検出するオプティカルフロー装置１０９、マルチコプタ１の角速度を検出するジャイロセンサ１１０、気圧を検出する気圧センサ１１１、方位を検出する方位センサ１１２、測位衛星を用いた衛星測位によって現在位置を算出するＧＮＳＳ受信機１１３、レーザーをマルチコプタ１の下方に反射しマルチコプタ１の下方にある物体の三次元位置を計測するＬＩＤＥＲ１１４（Light Detection And Ranging）、レーザーをマルチコプタ１の下方に反射しマルチコプタ１の下方にある物体までの距離を計測するＬＲＦ１１５（Laser Range Finder１１５）を備えている。
【００２５】
また、マルチコプタ１は、マルチコプタ１の以上の各部を制御する制御装置１１６を備えている。
このようなマルチコプタ１の構成において、制御装置１１６は、メモリ１０８に予め設定されている飛行の経路、速度、姿勢(向き）を規定するフライトデータと、ＧＮＳＳ受信機１１３で算出されるマルチコプタ１の現在位置と、オプティカルフロー装置１０９、ジャイロセンサ１１０、気圧センサ１１１、方位センサ１１２の検出結果を用いて、マルチコプタ１がフライトデータで規定された経路を、フライトデータで規定された姿勢(向き）、速度で飛行するようにロータ駆動部１０７に回転翼１３を回転駆動させる。
ここで、フライトデータが規定する経路には、検査対象の架線に沿って飛行する経路部分が含まれる。また、フライトデータが規定する、検査対象の架線に沿って飛行する期間中のマルチコプタ１の姿勢(向き）は、カメラ１５で架線を撮影できる姿勢、すなわち、たとえば、経緯度方向についてのカメラ１５の撮影可能な範囲の中心が架線方向を向いた姿勢となる。
【００２６】
また、制御装置１１６は、メモリ１０８に予め撮影データとして設定されている撮影計画と、ＬＩＤＥＲ１１４やＬＲＦ１１５を用いて検出した架線の位置とを用いて、ジンバル駆動部１０６やカメラ１５を制御して、検査対象の架線の撮影を行う。
【００２７】
そして、制御装置１１６は、無線通信部１０２を介して、カメラ１５で撮影した映像や各センサで検出したセンサデータを基地局２に送信する処理を行う。
また、制御装置１１６は、無線通信部１０２や遠隔操作用無線通信部１０５が、基地局２から遠隔操作装置３から受信した遠隔操作指示に応じた動作をマルチコプタ１が行うように、ロータ駆動部１０７の回転翼１３の回転駆動を制御する。
【００２８】
次に、図２ａ、ｂに示すように、基地局２と無線通信に選択的に用いられる４本のアンテナ１０１は、４本のアーム１２の各々に対応し、各アンテナ１０１は対応するアーム１２の下部に下方に伸びるように配置されている。
【００２９】
さて、制御装置１１６は、無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１の切り替えのために、アンテナ切替処理を実行する。
図４に、アンテナ切替処理の手順を示す。
図示するように、制御装置１１６は、アンテナ切替処理において、ＧＮＳＳ受信機１１３で算出されるマルチコプタ１の現在位置と、ＧＮＳＳ受信機１１３や方位センサ１１２で検出されたマルチコプタ１の現在の姿勢（向き）と、メモリ１０８に予め設定されている基地局２の座標とを取得する（ステップ４０２）。
【００３０】
また、マルチコプタ１の現在位置と、マルチコプタ１の現在の姿勢（向き）と、基地局２の座標とから、基地局２に最も近い位置にあるアンテナ１０１を算定する（ステップ４０４）。
【００３１】
そして、算定したアンテナ１０１が、無線通信部１０２が基地局２と無線通信に現在用いているアンテナ１０１と同じアンテナ１０１であるかどうかを調べ（ステップ４０６）、同じアンテナ１０１であればステップ４０２からの処理に戻る。
【００３２】
一方、算定したアンテナ１０１が、無線通信部１０２が基地局２と無線通信に現在用いているアンテナ１０１と異なるアンテナ１０１であれば（ステップ４０６）、アンテナセレクタ１０３に、算定したアンテナ１０１に無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１を切り替えさせ（ステップ４０８）、ステップ４０２からの処理に戻る。
【００３３】
このようなアンテナ切替処理によれば、図５ａ１、ａ２、ａ３、ａ４に模式的に示すように、各時点のマルチコプタ１の向きとマルチコプタ１と基地局２の相対的な位置関係に応じて、４本のアンテナ１０１のうちの、その時点において、基地局２に最も近い位置にあるアンテナ１０１を用いて、マルチコプタ１と基地局２との無線通信が行われる。
【００３４】
そして、図２に示した４本のアンテナ１０１の配置において、基地局２に最も近い位置にあるアンテナ１０１は、基地局２との間にマルチコプタ１のボディ１１やカメラ１５などのマルチコプタ１の構成物が位置することはないアンテナ１０１となるので、マルチコプタ１の構成物に遮られることなく、マルチコプタ１と基地局２との無線通信が安定的に行われることとなる。
【００３５】
なお、無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１の切替は、次のように行うようにしても等価である。
すなわち、制御装置１１６において、メモリ１０８に予め設定されている基地局２の座標と、ＧＮＳＳ受信機１１３で算出されるマルチコプタ１の現在位置と、マルチコプタ１の現在の姿勢（向き）とから、基地局２がマルチコプタ１に対して、どの方向にあるかを算定すると共に、マルチコプタ１の中心から見て基地局２の方向に最も近い方向にあるアンテナ１０１を算定し、算定したアンテナ１０１が現在、無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いているアンテナ１０１と異なるアンテナ１０１であれば、アンテナセレクタ１０３に、算定したアンテナ１０１に無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１を切り替えさせる処理を繰り返し行う。
【００３６】
この結果、図５ｂに示すように、経緯度方向のみを考えた場合に、マルチコプタ１の中心から見てアンテナ１０１_１を中心とする９０度の角度範囲Ｂ１の範囲内に、マルチコプタ１から見た基地局２の方向があれば、アンテナ１０１_１が無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナとなり、マルチコプタ１の中心から見てアンテナ１０１_２を中心とする９０度の角度範囲Ｂ２の範囲内に、マルチコプタ１から見た基地局２の方向があれば、アンテナ１０１_２が無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナとなり、マルチコプタ１の中心から見てアンテナ１０１_３を中心とする９０度の角度範囲Ｂ３の範囲内に、マルチコプタ１から見た基地局２の方向があれば、アンテナ１０１_３が無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナとなり、マルチコプタ１の中心から見てアンテナ１０１_４を中心とする９０度の角度範囲Ｂ４の範囲内に、マルチコプタ１から見た基地局２の方向があれば、アンテナ１０１_４が無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナとなる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明した。
ここで、以上の実施形態におけるアンテナ切替処理に代えて、以下のアンテナ遠隔切替動作を行うようにしてもよい。
すなわち、このアンテナ遠隔切替動作においては、基地局２はマルチコプタ１に設定したフライトデータを解析し、フライトデータに従ってマルチコプタ１が飛行した場合に、基地局２に最も近くなるアンテナ１０１が変化しないフライトデータが規定する経路中の区間毎に、当該区間で基地局２に最も近くなるアンテナ１０１を算定する。そして、基地局２は、マルチコプタ１から無線通信を介して、マルチコプタ１の現在位置を取得しながら、マルチコプタ１が基地局２に最も近くなるアンテナ１０１が変化しない区間の終点に近づいたならば、次に飛行する区間において基地局２に最も近くなるアンテナ１０１の使用を無線通信を介してマルチコプタ１に指示する。そして、マルチコプタ１の制御装置１１６は、アンテナセレクタ１０３に、基地局２から使用を指示されたアンテナ１０１に無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１を切り替えさせる。
【００３８】
または、以上の実施形態におけるアンテナ切替処理に代えて、以下のアンテナ切替動作を行うようにしてもよい。
すなわち、このアンテナ切替動作においては、基地局２は、マルチコプタ１の飛行開始に先立って、マルチコプタ１に設定したフライトデータを解析し、フライトデータに従ってマルチコプタ１が飛行した場合に、フライトデータが規定する経路中の基地局２に最も近くなるアンテナ１０１が変化しない区間毎に、当該区間で基地局２に最も近くなるアンテナ１０１を算定し、マルチコプタ１のメモリ１０８にアンテナ切替データとして設定する。そして、マルチコプタ１の制御装置１１６は、マルチコプタ１の現在位置を取得しながら、アンテナセレクタ１０３を制御して、アンテナ切替データが示す、現在飛行中の区間において基地局２に最も近くなるアンテナ１０１に無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１を切り替えさせる。
【００３９】
また、以上の実施形態では、マルチコプタ１の無線通信部１０２が基地局２とのみ無線通信を行う場合について示したが、これは、マルチコプタ１の無線通信部１０２が無線通信を行う相手を飛行中に切り替えるようにしてもよい。
【００４０】
すなわち、たとえば、図６に示すようにマルチコプタ１が位置Ｐ１から離陸し、位置Ｐ２を経由して、検査対象の架線の始点Ｐ３まで飛行し、検査対象の架線に沿って、Ｐ３からＰ４、Ｐ５と移動しながら架線を撮影し、検査対象の架線の終点Ｐ５から位置Ｐ６を経由して位置Ｐ１に帰着して着陸する場合には、検査対象の架線を撮影する位置Ｐ３から終点Ｐ５の間の区間を飛行中は、マルチコプタ１の無線通信部１０２は、基地局２に最も近いアンテナ１０１を用いて基地局２に映像やセンサデータを送信し、検査対象の架線に向かって位置Ｐ１からＰ３の区間を飛行中の期間と、検査対象の架線の終点Ｐ５から位置Ｐ１の区間を帰着のために飛行中の期間は、マルチコプタ１の無線通信部１０２は、遠隔操作装置３に最も近いアンテナ１０１を用いて遠隔操作装置３に映像やセンサデータを送信して、遠隔操作装置３のオペレータのマルチコプタ１の遠隔操作の用に供するようにしてもよい。
【００４１】
ここで、どの区間で、基地局２と遠隔操作装置３のいずれを無線通信の相手としてマルチコプタ１の無線通信部１０２が無線通信を行うかは、予めマルチコプタ１のメモリ１０８に区間と無線通信の相手との対応を設定しておき、制御装置１１６において、飛行中の区間に応じて、無線通信を行う相手を切り替えるようにする。
【００４２】
または、たとえば、図７に示すように、二つの基地局２_１、基地局２_２を設け、マルチコプタ１が位置Ｐ１から離陸し、検査対象の架線の始点Ｐ２まで飛行し、検査対象の架線に沿って、Ｐ２からＰ３、Ｐ４、Ｐ５と移動しながら架線を撮影し、検査対象の架線の終点Ｐ５から山Ｍを迂回し経路で位置Ｐ６、Ｐ７を経由して位置Ｐ１に帰着して着陸する場合において、位置Ｐ４-Ｐ７の区間において、基地局２_１から見てマルチコプタ１が山Ｍの陰となって基地局２_１とマルチコプタ１との無線通信が不能となる一方で、位置Ｐ４-Ｐ７の区間において、基地局２_２とマルチコプタ１との無線通信が可能であるときには、位置Ｐ１から位置Ｐ４の間の区間及び位置Ｐ７からＰ１の区間を飛行中は、マルチコプタ１の無線通信部１０２は、基地局２_１に最も近いアンテナ１０１を用いて基地局２_１に映像やセンサデータを送信し、位置Ｐ４-Ｐ７の区間を飛行中は、マルチコプタ１の無線通信部１０２は、基地局２_２に最も近いアンテナ１０１を用いて基地局２_２に映像やセンサデータを送信するようにしてもよい。
【００４３】
なお、この場合も、どの区間で、どの基地局２とマルチコプタ１の無線通信部１０２が無線通信を行うかは、予めマルチコプタ１のメモリ１０８に区間と無線通信の相手となる基地局２との対応を設定しておき、制御装置１１６において、飛行中の区間に応じて、無線通信を行う基地局２を切り替えるようにする。
【００４４】
また、以上の実施形態では、無線通信部１０２が基地局２と無線通信に用いるアンテナ１０１のみを４本設けて、これを切り替えて使用するようにしたが、以上の実施形態は、図８に示すように、遠隔操作用無線通信部１０５が遠隔操作装置３との無線通信に用いる遠隔操作用アンテナ１０４についても、これを４本設けて、マルチコプタ１と遠隔操作装置３との位置関係に応じて、遠隔操作装置３に最も近い位置にある遠隔操作用アンテナ１０４が遠隔操作装置３との無線通信に用いられるように切り替えて使用してもよい。
【００４５】
なお、以上の実施形態では、無人航空機が４つのアーム１２と４つの回転翼１３を備えたマルチコプターである場合について示したが、本実施形態は、本実施形態と異なる配置や数のアーム１２と回転翼１３を備えたマルチコプターである無人航空機や、無人ヘリコプターや無人固定翼機などのマルチコプター以外の他のタイプの無人航空機についても、無人航空機の中心の左右側や前後左右側に各々アンテナを設けること等により、同様に適用することができる。
【００４６】
ただし、この場合には、以上の実施形態のように、基地局２や遠隔操作装置３等の無線通信の相手に最も近い位置にあるアンテナ１０１が、無線通信の相手に対して無人航空機自身によって遮られることのないアンテナ１０１とならない場合には、以上の実施形態における相手に最も近い位置にあるアンテナ１０１を無線通信の相手に対して無人航空機自身によって遮られることのないアンテナ１０１として算定して無線通信に用いる処理に代えて、無人航空機と無線通信の相手との位置関係や無人航空機の向きから、その無人航空機の形状や、その無人航空機における複数のアンテナ１０１の配置に応じて、無線通信の相手との間に無人航空機の構成物が位置することのないアンテナ１０１を、無線通信の相手に対して無人航空機自身によって遮られることのないアンテナ１０１として算定して無線通信に用いる処理を行うようにする。
また、以上では、高所の架線を検査する架線検査システムへの適用を例にとり説明したが、本実施形態の複数のアンテナを切り替えながら無人航空機が無線通信を行う技術は、無線通信を行わせながら無人航空機を運用する任意のシステムに同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１…マルチコプタ、２…基地局、３…遠隔操作装置、１１…ボディ、１２…アーム、１３…回転翼、１４…ジンバル、１５…カメラ、１０１…アンテナ、１０２…無線通信部、１０３…アンテナセレクタ、１０４…遠隔操作用アンテナ、１０５…遠隔操作用無線通信部、１０６…ジンバル駆動部、１０７…ロータ駆動部、１０８…メモリ、１０９…オプティカルフロー装置、１１０…ジャイロセンサ、１１１…気圧センサ、１１２…方位センサ、１１３…ＧＮＳＳ受信機、１１４…ＬＩＤＥＲ、１１５…ＬＲＦ、１１６…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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