(57)【要約】  飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、無人飛行体に給電する給電装置と、無人飛行体に関する飛行体情報、バッテリーに関するバッテリー情報及び給電装置に関する給電装置情報を受け取って、無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、飛行管理装置からの飛行体情報、バッテリー情報及び給電装置情報に基づいて、無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、飛行計画作成装置は、出発地から給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成し、バッテリーの最大充電量よりも小さい第１充電量を設定し、給電装置において第１充電量が充電された場合に無人飛行体が飛行を再開する飛行計画を作成する。
2019135273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーを有する無人飛行体と、
前記無人飛行体に給電する給電装置と、
前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
前記飛行計画作成装置は、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成し、前記バッテリーの最大充電量よりも小さい第１充電量を設定し、前記給電装置において前記第１充電量が充電された場合に前記無人飛行体が飛行を再開する飛行計画を作成する飛行制御システム。
【請求項２】
前記第１充電量は、前記給電装置から前記目的地までの飛行に必要な、前記バッテリーの充電量である請求項１に記載の飛行制御システム。
【請求項３】
前記給電装置は複数設けられており、
前記飛行計画作成装置は、複数の前記給電装置のうち前記第１充電量で到達可能な前記給電装置を選択して前記飛行計画を決定する請求項１に記載の飛行制御システム。
【請求項４】
バッテリーを有する無人飛行体と、
前記無人飛行体に給電する複数の給電装置と、
前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地まで複数の前記給電装置のうち少なくとも１つの前記給電装置を経由する複数の異なる飛行経路を作成し、前記飛行体情報及び前記給電装置情報に基づいて、複数の前記飛行経路ごとに、飛行時間と充電時間との合計時間を算出し、前記合計時間が短い前記飛行経路に基づいて前記飛行計画を作成する、飛行制御システム。
【請求項５】
モータの動作を制御するモータ駆動回路と、バッテリーとを有する無人飛行体と、
前記無人飛行体に給電する給電装置と、
前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
前記飛行計画作成装置は、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成し、前記給電装置での給電時間が、前記モータが停止してから、前記モータ駆動回路の温度が所定の温度以下に低下するまでの冷却時間よりも短い場合に、前記無人飛行体を前記冷却時間が経過するまで前記給電装置に待機させる飛行計画を作成する、飛行制御システム。
【請求項６】
前記飛行体情報は、前記モータ駆動回路に関する情報を含み、
前記飛行計画作成装置は、前記モータ駆動回路に関する情報と、前記給電装置までの飛行条件に関する情報とに基づいて前記冷却時間を算出する請求項５に記載の飛行制御システム。
【請求項７】
前記無人飛行体は、非接触給電により電力を受電する受電コイルを有し、
前記給電装置は、前記受電コイルに電力を送電する給電コイルを有する請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の飛行制御システム。
【請求項８】
バッテリーを有する無人飛行体と、
前記無人飛行体に給電する給電装置と、
前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有する、飛行制御システムの飛行計画作成方法であって、
前記飛行計画作成装置が、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成するステップと、
前記バッテリーの最大充電量よりも小さい第１充電量を設定し、前記給電装置において前記第１充電量が充電された場合に前記無人飛行体が飛行を再開する飛行計画を作成するステップと、を有する飛行計画作成方法。
【請求項９】
バッテリーを有する無人飛行体と、
前記無人飛行体に給電する複数の給電装置と、
前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有する、飛行制御システムの飛行計画作成方法であって、
前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地まで複数の前記給電装置のうち少なくとも１つの前記給電装置を経由する複数の異なる飛行経路を作成するステップと、
前記飛行体情報及び前記給電装置情報に基づいて、複数の前記飛行経路ごとに、飛行時間と充電時間との合計時間を算出し、前記合計時間が短い前記飛行経路に基づいて前記飛行計画を作成するステップとを有する、飛行計画作成方法。
【請求項１０】
モータの動作を制御するモータ駆動回路と、バッテリーとを有する無人飛行体と、
前記無人飛行体に給電する給電装置と、
前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有する、飛行制御システムの飛行計画作成方法であって、
前記飛行計画作成装置は、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成するステップと、
前記給電装置での給電時間が、前記モータが停止してから、前記モータ駆動回路の温度が所定の温度以下に低下するまでの冷却時間よりも短い場合に、前記無人飛行体を前記冷却時間が経過するまで、前記給電装置に待機させる飛行計画を作成するステップとを有する、飛行計画作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行制御システム及び飛行計画作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチコプタ（ドローン）等の無人飛行体は、空撮、輸送、測量、地理情報の収集、環境測定、農業等、様々な分野への応用が期待されている。無人飛行体は、推力等を発生するためのバッテリーが用いられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献２には、飛行中の小型飛行体を的確に管理する小型飛行システムについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１５６６０５号公報
【特許文献２】特開２０１７−７７８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無人飛行体は、出発地から目的地までの所要時間の短縮、バッテリーの消費電力の低減、モータ等の機器の発熱の抑制等を考慮して安全且つ効率的に飛行させる必要がある。特許文献１には、無人飛行体の飛行計画の作成について記載されていない。特許文献２の小型飛行システムは、出発地から目的地までの途中の中継地点に着陸すると、バッテリー残容量と、周囲の着陸地点の情報と、に基づいて次の中継地点を決定する。このため、特許文献２の小型飛行システムでは、出発の際にあらかじめ効率的な飛行計画を作成することは困難である。【０００５】
本発明は、上記課題を解決して、効率的な飛行計画を作成することが可能な飛行制御システム及び飛行計画作成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、前記無人飛行体に給電する給電装置と、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成し、前記バッテリーの最大充電量よりも小さい第１充電量を設定し、前記給電装置において前記第１充電量が充電された場合に前記無人飛行体が飛行を再開する飛行計画を作成する。【０００７】
これによれば、給電装置でのバッテリーへの充電量が、最大充電量よりも小さい第１充電量に規制されるため、給電装置での充電時間を短縮することができる。したがって、飛行制御システムは、出発地から目的地までの所要時間を短縮でき、効率的な飛行計画を作成することが可能である。【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記第１充電量は、前記給電装置から前記目的地までの飛行に必要な、前記バッテリーの充電量である。これによれば、充電時間を短縮しつつ、給電装置から目的地まで無人飛行体を飛行させることができる。したがって、飛行制御システムは、安全で且つ効率的な飛行計画を作成することが可能である。【０００９】
本発明の望ましい態様として、前記給電装置は複数設けられており、前記飛行計画作成装置は、複数の前記給電装置のうち前記第１充電量で到達可能な前記給電装置を選択して前記飛行計画を決定する。これによれば、無人飛行体のバッテリーを最大充電量まで充電する回数を少なくすることができ、バッテリーの長寿命化を図ることができる。この結果、飛行中のバッテリーの性能低下や、バッテリー交換等のメンテナンスを少なくでき、効率的な飛行計画を作成することができる。【００１０】
本発明の一態様による飛行制御システムは、バッテリーを有する無人飛行体と、前記無人飛行体に給電する複数の給電装置と、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地まで複数の前記給電装置のうち少なくとも１つの前記給電装置を経由する複数の異なる飛行経路を作成し、前記飛行体情報及び前記給電装置情報に基づいて、複数の前記飛行経路ごとに、飛行時間と充電時間との合計時間を算出し、前記合計時間が短い前記飛行経路に基づいて前記飛行計画を作成する。【００１１】
これによれば、出発地から目的地までの、飛行時間と充電時間とを含む所要時間を短縮して、効率的な飛行計画を作成することができる。【００１２】
本発明の一態様による飛行制御システムは、モータの動作を制御するモータ駆動回路と、バッテリーとを有する無人飛行体と、前記無人飛行体に給電する給電装置と、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、前記飛行計画作成装置は、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成し、前記給電装置での給電時間が、前記モータが停止してから、前記モータ駆動回路の温度が所定の温度以下に低下するまでの冷却時間よりも短い場合に、前記無人飛行体を前記冷却時間が経過するまで、前記給電装置に待機させる飛行計画を作成する。【００１３】
これによれば、飛行制御システムは、給電装置において充電が完了した場合であっても、モータ駆動回路の温度が適正な温度に低下するまで無人飛行体が待機する飛行計画を作成する。したがって、無人飛行体の飛行性能の低下や、故障の発生を抑制し、結果として効率的な飛行計画を作成することができる。【００１４】
本発明の望ましい態様として、前記飛行体情報は、前記モータ駆動回路に関する情報を含み、前記飛行計画作成装置は、前記モータ駆動回路に関する情報と、前記給電装置までの飛行条件に関する情報とに基づいて前記冷却時間を算出する。これによれば、出発地を出発する際に、あらかじめ給電装置での無人飛行体の待機時間（充電時間及び冷却時間）を予測できる。このため、飛行中での飛行経路の変更や到着時刻の変更を抑制することができる。【００１５】
本発明の望ましい態様として、前記無人飛行体は、非接触給電により電力を受電する受電コイルを有し、前記給電装置は、前記受電コイルに電力を送電する給電コイルを有する。これによれば、給電装置において、無人飛行体のバッテリーは非接触給電により充電される。このため、給電装置において、無人飛行体への電力ケーブル等の接続が不要である。したがって、出発地から目的地まで、飛行計画にしたがって飛行体の自律飛行が可能である。【００１６】
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、バッテリーを有する無人飛行体と、前記無人飛行体に給電する給電装置と、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有する、飛行制御システムの飛行計画作成方法であって、前記飛行計画作成装置が、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成するステップと、前記バッテリーの最大充電量よりも小さい第１充電量を設定し、前記給電装置において前記第１充電量が充電された場合に前記無人飛行体が飛行を再開する飛行計画を作成するステップと、を有する。【００１７】
これによれば、給電装置でのバッテリーへの充電量が、最大充電量よりも小さい第１充電量に規制されるため、充電時間を短縮することができる。したがって、飛行制御システムの飛行計画作成方法によれば、出発地から目的地までの所要時間を短縮でき、効率的な飛行計画を作成することが可能である。【００１８】
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、バッテリーを有する無人飛行体と、前記無人飛行体に給電する複数の給電装置と、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有する、飛行制御システムの飛行計画作成方法であって、前記飛行計画作成装置は、出発地から目的地まで複数の前記給電装置のうち少なくとも１つの前記給電装置を経由する複数の異なる飛行経路を作成するステップと、前記飛行体情報及び前記給電装置情報に基づいて、複数の前記飛行経路ごとに、飛行時間と充電時間との合計時間を算出し、前記合計時間が短い前記飛行経路に基づいて前記飛行計画を作成するステップとを有する。【００１９】
これによれば、出発地から目的地までの、飛行時間と充電時間とを含む所要時間を短縮して、効率的な飛行計画を作成することができる。【００２０】
本発明の一態様による飛行計画作成方法は、モータの動作を制御するモータ駆動回路と、バッテリーとを有する無人飛行体と、前記無人飛行体に給電する給電装置と、前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有する、飛行制御システムの飛行計画作成方法であって、前記飛行計画作成装置は、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成するステップと、前記給電装置での給電時間が、前記モータが停止してから、前記モータ駆動回路の温度が所定の温度以下に低下するまでの冷却時間よりも短い場合に、前記無人飛行体を前記冷却時間が経過するまで、前記給電装置に待機させる飛行計画を作成するステップとを有する。【００２１】
これによれば、飛行制御システムの飛行計画作成方法は、給電装置において充電が完了した場合であっても、モータ駆動回路の温度が適正な温度に低下するまで無人飛行体が待機する飛行計画を作成する。したがって、無人飛行体の飛行性能の低下や、故障の発生を抑制し、結果として効率的な飛行計画を作成することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の飛行制御システム及び飛行計画作成方法によれば、効率的な飛行計画を作成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る飛行制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る飛行体の斜視図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る飛行体の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る給電装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る飛行管理装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る飛行計画作成装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る飛行計画作成装置が有する情報取得部の構成を示すブロック図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。
【図９】図９は、第１実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る飛行計画の他の例を説明するための説明図である。
【図１３】図１３は、第３実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。
【図１４】図１４は、第３実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。
【図１５】図１５は、第４実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。
【図１６】図１６は、第４実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明に係る飛行制御システム及び飛行計画作成方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、実施形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、実施形態に記載された方法、装置及び変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る飛行制御システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、飛行制御システム１は、飛行体２と、給電装置３と、飛行管理装置４と、飛行計画作成装置５と、を有する。
【００２６】
図１に示すように、飛行体２は、飛行管理装置４から送信された飛行指令Ｓｈにしたがって、無人で自律飛行する無人飛行体である。飛行体２は、例えば、マルチコプタ、ヘリコプタ、飛行機、飛行ロボット等である。飛行体２は、例えば、荷物の運搬や、空撮等、様々な用途に用いられる。飛行体２は、飛行体２に関する情報である飛行体情報Ｓａを飛行管理装置４に送信する。また、飛行体２は、推力等を発生するためのバッテリー２５１（図２、図３参照）を有する。飛行体２は、バッテリー２５１に関する情報であるバッテリー情報Ｓｂを飛行管理装置４に送信する。また、飛行体２は、飛行中の飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを飛行計画作成装置５に送信することもできる。図１に示すように、飛行制御システム１は、複数の飛行体２−１、…、２−ｍを有する。複数の飛行体２−１、…、２−ｍは、それぞれ、飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂを飛行管理装置４に送信する。なお、以下の説明では、複数の飛行体２−１、…、２−ｍを区別して説明する必要がない場合には、単に飛行体２と表す。
【００２７】
給電装置３は、非接触給電により飛行体２に電力を供給する。給電装置３の非接触給電の方式は、例えば磁界共鳴方式（交流共鳴方式又は直流共鳴方式）である。なお、これに限定されず、給電装置３は、例えば、電磁誘導方式やマイクロ波方式等の他の非接触給電の方式により実現することも可能である。図１に示すように複数の給電装置３−１、…、３−ｎが設けられている。複数の給電装置３−１、…、３−ｎは、それぞれ給電装置３に関する情報である給電装置情報Ｓｃを飛行管理装置４に送信する。また、複数の給電装置３−１、…、３−ｎは、飛行体２の飛行中や充電中に、給電装置情報Ｓｃを飛行計画作成装置５に送信することもできる。なお、以下の説明では、複数の給電装置３−１、…、３−ｎを区別して説明する必要がない場合には、単に給電装置３と表す。
【００２８】
飛行管理装置４は、複数の飛行体２−１、…、２−ｍに、それぞれ飛行指令Ｓｈを送信して、飛行体２−１、…、２−ｍの飛行を管理する。飛行管理装置４は、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）等である。飛行管理装置４は、飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃを飛行計画作成装置５に送信する。また、飛行管理装置４は、過去の各飛行体２の飛行実績に関する情報である飛行実績情報Ｓｄを飛行計画作成装置５に送信する。
【００２９】
飛行計画作成装置５は、飛行管理装置４からの飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ、給電装置情報Ｓｃ及び飛行実績情報Ｓｄ等に基づいて、飛行体２の飛行計画を作成する。また、飛行計画作成装置５は、気象観測装置７から気象観測情報Ｓｅを受け取る。また、飛行計画作成装置５は、気象予測システム７１から気象予測情報Ｓｆを受け取る。飛行計画作成装置５は、気象観測情報Ｓｅ及び気象予測情報Ｓｆに基づいて飛行計画を作成することもできる。気象観測装置７及び気象予測システム７１は、飛行制御システム１に含まれていてもよく、或いは、外部の気象情報提供サービスを利用することも可能である。飛行計画作成装置５は、飛行計画に関する情報である飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する。飛行管理装置４は、飛行計画情報Ｓｇに基づいて飛行指令Ｓｈを生成し、飛行体２に送信する。
【００３０】
次に、飛行体２、給電装置３、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５の詳細な構成について説明する。図２は、第１実施形態に係る飛行体の斜視図である。図３は、第１実施形態に係る飛行体の構成を示すブロック図である。
【００３１】
図２に示すように、飛行体２は、台座部２１と、アーム２２と、脚部２３と、飛行制御装置２４と、受電装置２５と、モータ２６と、プロペラ２７と、センサ群２８と、を含む。台座部２１は、板状の部材であり、上下方向（ｚ方向）に複数設けられている。アーム２２は、台座部２１に４つ設けられており、ｚ方向から見たときに放射状に延出する。
【００３２】
脚部２３は、脚支柱２３１と、水平脚２３２とを有する。脚支柱２３１は、台座部２１からそれぞれ±ｘ方向に開脚しつつ下方に延出する。水平脚２３２は、脚支柱２３１の下端に固定されｙ方向に延出する。
【００３３】
飛行制御装置２４は、台座部２１の上に設けられている。飛行制御装置２４は、受電装置２５やモータ２６に制御信号を供給して飛行体２の飛行を制御する制御回路である。また、受電装置２５は、台座部２１の下に設けられている。受電装置２５は、バッテリー２５１、受電制御装置２５２及び受電コイル２５３を有する。
【００３４】
４つのアーム２２の夫々の端部近傍には、モータ２６及びプロペラ２７が設けられている。モータ２６は、その回転軸の方向を上下方向（ｚ軸方向）に向けて設けられている。モータ２６の回転軸にはプロペラ２７が取り付けられている。なお、各モータ２６には、ＥＳＣ（Electrical  Speed  Controller）２６１及びモータ制御装置２６２（図３参照）が接続されている。
【００３５】
センサ群２８は、台座部２１の上に設けられている。センサ群２８は、例えば、３軸ジャイロセンサ（角速度センサ）、３軸加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ、感圧センサ等を含む。
【００３６】
図２に示すように、台座部２１の下方には、飛行体２の積載物１１０が搭載されている。積載物１１０は、台座部２１の下段と２本の脚支柱２３１とで囲まれる空間に配置される。積載物１１０は、例えば、飛行体２が荷物の集配に用いられる場合は集配物であり、また例えば、飛行体２が空撮目的で用いられる場合は撮影機材（カメラ、ビデオカメラ、スタビライザ、ジンバル、振動緩衝体等）である。
【００３７】
なお、図２に示す飛行体２の構成は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。例えば、アーム２２及びプロペラ２７は、それぞれ４つ設けられているが、２つ、３つ又は５つ以上であってもよい。また、受電コイル２５３は台座部２１の下に設けられているが、これに限定されず、給電コイル３１３（図４参照）と対面できる位置であればよい。
【００３８】
図３に示すように、飛行体２は、更に通信部２９と、ＥＳＣ温度センサ２８１と、ＧＰＳ受信部２８２とを含む。通信部２９は、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５と無線通信を行う送受信回路を含む。この無線通信は、例えば、２．４ＧＨｚ帯の電波等を用いて行われる。ＥＳＣ温度センサ２８１は、ＥＳＣ２６１の温度を検出する温度センサである。ＧＰＳ受信部２８２は、ＧＰＳ（Global  Positioning  System）におけるＧＰＳ信号を受信する受信アンテナ、受信回路等を含む。
【００３９】
飛行制御装置２４は、制御回路２４１と、記憶部２４２と、を含む。制御回路２４１は、飛行管理装置４からの飛行指令Ｓｈに基づいて、受電装置２５及びモータ制御装置２６２に制御信号を出力して、飛行体２の飛行を制御する。制御回路２４１は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）である。記憶部２４２は、飛行体２に関する飛行体情報Ｓａや、バッテリー情報Ｓｂや、飛行に必要な飛行計画情報Ｓｇ等を記憶する。記憶部２４２は、例えば、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）等である。
【００４０】
モータ制御装置２６２は、制御回路２４１からの制御信号に基づいて、ＥＳＣ２６１に駆動信号を出力する。ＥＳＣ２６１は、電気抵抗値の大きさ制御やＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）制御によって、モータ２６に電圧信号を出力する。これにより、ＥＳＣ２６１は、モータ２６の回転を制御する。ＥＳＣ２６１は、モータ２６の動作を制御するモータ駆動回路である。制御回路２４１は、センサ群２８、ＥＳＣ温度センサ２８１及びＧＰＳ受信部２８２からの情報に基づいて、複数のモータ２６の回転数を制御する。これにより、制御回路２４１は、飛行体２の動作（姿勢（ピッチ、ロール、ヨー）、移動（前進、後退、左右移動、上昇、下降）等）を制御する。モータ２６は、電動モータであり、例えば、ブラシレスモータである。また、制御回路２４１は、給電装置３と無線通信を行い、飛行体２と給電装置３との間の認証を行う機能も有する。
【００４１】
受電装置２５は、バッテリー２５１、受電制御装置２５２及び受電コイル２５３に加え、充電量検出回路２５４を有する。受電制御装置２５２は、制御回路２４１からの制御信号に基づいて、バッテリー２５１への充電を制御する回路である。バッテリー２５１は、例えば、リチウムポリマー二次電池、電気二重層キャパシタ（電気二重層コンデンサ）、リチウムイオン二次電池等である。充電量検出回路２５４は、バッテリー２５１の端子間電圧に基づいて、充電量を検出する回路である。また、充電量検出回路２５４は、バッテリー２５１の端子間電圧に基づいて、バッテリー２５１の残電圧容量を検出することもできる。制御回路２４１は、残電圧容量の情報に基づいて、バッテリー２５１の消費電力を算出する。
【００４２】
受電コイル２５３は、例えばスパイラル型のコイルである。受電コイル２５３は、飛行体２が給電装置３に着陸した場合に、給電装置３の給電コイル３１３（図４参照）と対面するように設けられる。受電コイル２５３と給電コイル３１３とが磁気結合することにより、給電装置３から非接触給電によりバッテリー２５１が充電される。バッテリー２５１の電力は、制御回路２４１及びＥＳＣ２６１に供給される。
【００４３】
図４は、第１実施形態に係る給電装置の構成を示すブロック図である。図４に示すように給電装置３は、給電回路３１と、給電制御装置３２と、記憶部３３と、タイマー３４と、飛行体検知センサ３５と、通信部３９とを有する。給電制御装置３２は、給電回路３１、記憶部３３、タイマー３４、飛行体検知センサ３５、通信部３９等を制御して、給電装置３から受電装置２５への非接触給電を制御する回路である。
【００４４】
給電回路３１は、給電コイル３１３と、電力計測回路３１２と、電源回路３１１とを有する。電源回路３１１は、例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータやレギュレータを含む。電源回路３１１は、例えば、商用電源等から供給される電力を、電力計測回路３１２を介して給電コイル３１３に供給する。電力計測回路３１２は、給電コイル３１３に供給される電力を計測する。電力計測回路３１２は、例えば、電圧計や電流計等を含む。給電コイル３１３は、例えばスパイラル型コイルであり、受電コイル２５３に非接触で電力を供給する。
【００４５】
記憶部３３は、給電装置３に関する情報である給電装置情報Ｓｃを記憶する。また、記憶部３３は、飛行体２に対する給電時間や給電量等の給電条件や、過去の給電実績に関する条件も記憶する。タイマー３４は、飛行体２に対する給電時間、すなわち給電回路３１が給電を開始してから、給電を完了するまでの時間を計測する。
【００４６】
飛行体検知センサ３５は、飛行体２が給電装置３の定位置に存在するか否か（給電コイル３１３の給電領域と受電コイル２５３の受電領域とが対面した状態になっているか否か）を検知する。飛行体検知センサ３５は、例えば、光電式センサ、感圧センサ、測距センサ等を用いて構成される。
【００４７】
通信部３９は、飛行体２、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５と無線通信を行う送受信回路を含む。給電制御装置３２は、通信部３９を介して、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５に給電装置情報Ｓｃ等の各種情報を送信する。また、給電制御装置３２は、通信部３９を介して、飛行体２から飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂを受信して、飛行体２の認証を行う。
【００４８】
図５は、第１実施形態に係る飛行管理装置の構成を示すブロック図である。図５に示すように、飛行管理装置４は、制御装置４１と、記憶部４２と、入力部４３と、出力部４４と、通信部４５とを有する。入力部４３は、ユーザから情報や指示の入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等である。ユーザは、飛行体２の識別名、飛行経路の出発地、目的地等の情報を入力部４３から制御装置４１に入力することができる。出力部４４は、ユーザに情報を提供するインタフェースであり、例えば、液晶パネル（Liquid  Crystal  Display）、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）、スピーカ等である。通信部４５は、飛行体２、給電装置３及び飛行計画作成装置５と無線通信を行う送受信回路を含む。
【００４９】
制御装置４１は、各種情報に基づいて１又は複数の飛行体２の飛行を制御する。制御装置４１は、例えばＣＰＵである。制御装置４１は、飛行体識別部４１１と、バッテリー識別部４１２と、情報取得部４１３と、飛行指令出力部４１４と、を有する。
【００５０】
情報取得部４１３は、飛行体２、給電装置３及び飛行計画作成装置５から各種情報を取得する。記憶部４２は、情報取得部４１３が取得した各種情報をデータベースとして記憶する。記憶部４２は、飛行体情報データベース４２１、バッテリー情報データベース４２２、飛行計画情報データベース４２３、給電装置情報データベース４２４、気象情報データベース４２５及び飛行実績データベース４２６等を含む。
【００５１】
飛行体識別部４１１は、飛行体２からの飛行体情報Ｓａと、飛行計画作成装置５からの飛行計画情報Ｓｇとに基づいて、飛行体２が、管理対象の飛行体２であるかどうかを識別する。同様に、バッテリー識別部４１２は、バッテリー２５１からのバッテリー情報Ｓｂと、飛行計画作成装置５からの飛行計画情報Ｓｇとに基づいて、バッテリー２５１が、管理対象のバッテリー２５１であるかどうかを識別する。飛行指令出力部４１４は、管理対象の飛行体２に対して、飛行計画情報Ｓｇを飛行指令Ｓｈとして送信する。
【００５２】
図６は、第１実施形態に係る飛行計画作成装置の構成を示すブロック図である。図７は、第１実施形態に係る飛行計画作成装置が有する情報取得部の構成を示すブロック図である。図６に示すように、飛行計画作成装置５は、制御装置５１と、記憶部５２と、通信部５３と、入力部５４と、出力部５５とを有する。
【００５３】
入力部５４は、ユーザから情報や指示の入力を受け付けるインタフェースであり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル等である。ユーザは、飛行計画作成に関する情報を入力部４３から制御装置５１に入力することができる。出力部５５は、ユーザに情報を提供するインタフェースであり、例えば、液晶パネル（Liquid  Crystal  Display）、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）、スピーカ等である。通信部５３は、飛行体２、給電装置３及び飛行管理装置４と無線通信を行う送受信回路を含む。
【００５４】
制御装置５１は、情報取得部５１１と、飛行計画作成部５１２とを含む。制御装置５１は、例えばＣＰＵである。情報取得部５１１は、飛行体２、給電装置３及び飛行管理装置４から各種情報を取得する。図７に示すように、情報取得部５１１は、飛行体情報取得部５１１Ａ、バッテリー情報取得部５１１Ｂ、飛行条件取得部５１１Ｃ、給電装置情報取得部５１１Ｄ、気象情報取得部５１１Ｅ及び飛行実績情報取得部５１１Ｆ等を含む。
【００５５】
飛行体情報取得部５１１Ａは、飛行体情報Ｓａとして、飛行体識別名、機体スペック情報、搭載バッテリー識別名、位置情報、飛行速度、飛行方向、飛行時間、ＥＳＣ温度、モータ温度等の情報を取得する。バッテリー情報取得部５１１Ｂは、バッテリー情報Ｓｂとして、バッテリー識別名、バッテリースペック情報、残電圧容量、出力電流値、バッテリー温度等の情報を取得する。飛行条件取得部５１１Ｃは、出発地、目的地、積載物重量、積載物容量、積載物形状、飛行方法等の情報を取得する。給電装置情報取得部５１１Ｄは、給電装置情報Ｓｃとして、給電装置識別名、設置場所、給電装置スペック情報等の情報を取得する。気象情報取得部５１１Ｅは、気象観測情報Ｓｅ及び気象予測情報Ｓｆとして、気温、風速、風向等の情報を取得する。飛行実績情報取得部５１１Ｆは、飛行実績情報Ｓｄとして、飛行経路、所要時間、消費電力、気象条件、ＥＳＣ温度、モータ温度、バッテリー温度等の情報を取得する。
【００５６】
図６に示す記憶部５２は、情報取得部５１１が取得した情報を記憶する。記憶部５２は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等である。
【００５７】
飛行計画作成部５１２は、情報取得部５１１が取得した各種情報に基づいて飛行計画を作成する回路である。飛行計画作成部５１２は、飛行経路作成部５１３、飛行時間算出部５１４、充電時間算出部５１５、飛行距離算出部５１６、所要時間算出部５１７、ＥＳＣ冷却時間算出部５１８及び判定部５１９を備える。飛行計画作成部５１２は、上記の機能ごとに個別に形成された演算回路により構成されていてもよい。或いは、飛行計画作成部５１２の各機能は、１つの半導体集積回路（ＩＣ：Integrated  Circuit）により形成されていてもよい。飛行計画作成部５１２が作成した飛行計画は、飛行計画情報Ｓｇとして、通信部５３を介して、飛行管理装置４に送信される。
【００５８】
次に、図６、図８、図９等を参照しつつ、飛行計画作成装置５による飛行計画作成方法について説明する。図８は、第１実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図９は、第１実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。
【００５９】
図８に示すように、飛行計画作成装置５は、飛行管理装置４から出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２（図９参照）の情報を受信する（ステップＳＴ１１）。出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２の情報は、それぞれの位置情報である。これにより、飛行計画作成装置５は飛行計画の作成を開始する。飛行計画作成装置５は、さらに、飛行管理装置４から飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃ等の各種情報を取得する（ステップＳＴ１２）。
【００６０】
飛行距離算出部５１６は、飛行体情報Ｓａ及びバッテリー情報Ｓｂに基づいて、１回の飛行で飛行可能な距離を算出する。言い換えると、飛行距離算出部５１６は、給電装置３でのバッテリー２５１の充電を行わずに飛行可能な距離を算出する。判定部５１９は、出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２の情報と、飛行距離算出部５１６からの情報に基づいて、飛行体２が１回の飛行で目的地Ｐ２まで到達不可であるかどうかを判定する（ステップＳＴ１３）。
【００６１】
飛行体２が１回の飛行で目的地Ｐ２まで到達不可ではない（ステップＳＴ１３、Ｎｏ）場合、判定部５１９は、飛行体２が給電装置３（図９参照）を経由する必要がないと判定する。これにより、飛行経路作成部５１３及び飛行時間算出部５１４は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの飛行計画を作成する（ステップＳＴ１４）。ステップＳＴ１４での飛行計画は、給電装置３を経由しない出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの飛行経路と、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までに要する飛行時間と、を含む。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ１８）。これにより、飛行体２は、飛行計画情報Ｓｇに基づく飛行指令Ｓｈにより、飛行計画にしたがって飛行する。
【００６２】
飛行体２が１回の飛行で目的地Ｐ２まで到達不可である（ステップＳＴ１３、Ｙｅｓ）場合、判定部５１９は、飛行体２が給電装置３（図９参照）を経由する必要があると判定する。そして、飛行経路作成部５１３は、第１飛行経路ＦＰ１を作成し、飛行距離算出部５１６は、給電装置３から目的地Ｐ２までの第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行距離を算出する（ステップＳＴ１５）。具体的には、飛行経路作成部５１３は、図９に示す出発地Ｐ１から給電装置３を経由して目的地Ｐ２まで到達する第１飛行経路ＦＰ１を作成する。ここで、第１飛行経路ＦＰ１は、第１部分飛行経路ＦＰ１−１と、第２部分飛行経路ＦＰ１−２とを含む。第１部分飛行経路ＦＰ１−１は、出発地Ｐ１から給電装置３までの飛行経路である。第２部分飛行経路ＦＰ１−２は、給電装置３から目的地Ｐ２までの飛行経路である。そして、飛行距離算出部５１６は、第１部分飛行経路ＦＰ１−１の飛行距離と、第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行距離とを算出する。
【００６３】
充電時間算出部５１５は、第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行に必要な、バッテリー２５１の必要充電量を算出する（ステップＳＴ１６）。充電時間算出部５１５は、飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び第２部分飛行経路ＦＰ１−２の飛行距離に基づいて、必要充電量を算出できる。この場合、バッテリー２５１の必要充電量は、最大充電量よりも小さい。そして、充電時間算出部５１５は、バッテリー２５１の必要充電量と、給電装置情報Ｓｃとに基づいて、給電装置３での充電時間を算出する。
【００６４】
飛行計画作成部５１２は、飛行経路作成部５１３が作成した第１飛行経路ＦＰ１と、充電時間算出部５１５が算出した充電時間とに基づいて、必要充電量を充電した場合に、給電装置３から目的地Ｐ２へ飛行再開する飛行計画を作成する（ステップＳＴ１７）。ステップＳＴ１７での飛行計画は、出発地Ｐ１から給電装置３を経由して目的地Ｐ２まで到達する第１飛行経路ＦＰ１と、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までに要する所要時間とを含む。所要時間は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの飛行に要する合計時間であり、第１飛行経路ＦＰ１に要する飛行時間と、給電装置３での充電時間とを含む。所要時間は所要時間算出部５１７が算出する。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ１８）。
【００６５】
以上説明したように本実施形態の飛行制御システム１は、バッテリー２５１を有する飛行体２（無人飛行体）と、飛行体２に給電する給電装置３と、飛行体２に関する飛行体情報Ｓａ、バッテリー２５１に関するバッテリー情報Ｓｂ及び給電装置３に関する給電装置情報Ｓｃを受け取って、飛行体２の飛行を管理する飛行管理装置４と、飛行管理装置４からの飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃに基づいて、飛行体２の飛行計画を作成する飛行計画作成装置５とを有する。飛行計画作成装置５は、出発地Ｐ１から給電装置３を経由して目的地Ｐ２までの第１飛行経路ＦＰ１を作成し、バッテリー２５１の最大充電量よりも小さい第１充電量を設定し、給電装置３において第１充電量が充電された場合に飛行体２が飛行を再開する飛行計画を作成する。
【００６６】
また、第１充電量は、給電装置３から目的地Ｐ２までの飛行に必要な、バッテリー２５１の充電量である。
【００６７】
これによれば、給電装置３でのバッテリー２５１への充電量が、最大充電量よりも小さい必要充電量（第１充電量）に規制されるため、給電装置３での充電時間を短縮することができる。また、給電装置３において、給電装置３から目的地Ｐ２までの飛行に必要な必要充電量が充電される。このため、充電時間を短縮しつつ、給電装置３から目的地Ｐ２まで飛行体２を飛行させることができる。したがって、飛行制御システム１は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの所要時間を短縮でき、安全で且つ効率的な飛行計画を作成することが可能である。
【００６８】
また、飛行体２は、非接触給電により電力を受電する受電コイル２５３を有し、給電装置３は、受電コイル２５３に電力を送電する給電コイル３１３を有する。これによれば、給電装置３において、飛行体２のバッテリー２５１は非接触給電により充電される。このため、給電装置３において、飛行体２への電力ケーブル等の接続が不要である。したがって、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２まで、飛行計画にしたがって飛行体２の自律飛行が可能である。
【００６９】
（第２実施形態）
図１０は、第２実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図１１は、第２実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。図１２は、第２実施形態に係る飛行計画の他の例を説明するための説明図である。図１０に示すステップＳＴ２１からステップＳＴ２４は、図８に示すステップＳＴ１１からステップＳＴ１４と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００７０】
飛行体２が１回の飛行で目的地Ｐ２まで到達不可である（ステップＳＴ２３、Ｙｅｓ）場合、判定部５１９は、飛行体２が給電装置３を経由する必要があると判定する。飛行経路作成部５１３は、出発地Ｐ１及び目的地Ｐ２の情報と、給電装置情報Ｓｃとに基づいて、出発地Ｐ１と目的地Ｐ２との間で利用可能な複数の給電装置３があるかどうか判断する（ステップＳＴ２５）。
【００７１】
複数の給電装置３がない場合（ステップＳＴ２５、Ｎｏ）、飛行経路作成部５１３は、利用可能な１つの給電装置３を経由する飛行経路を作成する。飛行計画作成部５１２は、飛行経路作成部５１３が作成した飛行経路と、充電時間算出部５１５が算出した充電時間とに基づいて、給電装置３を経由する飛行計画を作成する（ステップＳＴ２６）。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ３０）。
【００７２】
複数の給電装置３が有る場合（ステップＳＴ２５、Ｙｅｓ）、飛行経路作成部５１３は、利用可能な複数の給電装置３ごとに飛行経路を作成する（ステップＳＴ２７）。一例として、図１１及び図１２に示すように、出発地Ｐ１と目的地Ｐ２との間に、利用可能な２つの第１給電装置３−１と、第２給電装置３−２とが存在する場合での飛行計画作成方法を説明する。飛行経路作成部５１３は、第２飛行経路ＦＰ２（図１１参照）と、第３飛行経路ＦＰ３（図１２参照）とを作成する。第２飛行経路ＦＰ２は、出発地Ｐ１から第１給電装置３−１を経由して目的地Ｐ２に到達する飛行経路である。第３飛行経路ＦＰ３は、出発地Ｐ１から第２給電装置３−２を経由して目的地Ｐ２に到達する飛行経路である。
【００７３】
次に、所要時間算出部５１７は、第２飛行経路ＦＰ２及び第３飛行経路ＦＰ３ごとに、飛行時間と充電時間の情報から、所要時間を算出する（ステップＳＴ２８）。具体的には、飛行距離算出部５１６は、第２飛行経路ＦＰ２の飛行距離と、第３飛行経路ＦＰ３の飛行距離をそれぞれ算出する。飛行時間算出部５１４は、第２飛行経路ＦＰ２及び第３飛行経路ＦＰ３のそれぞれについて、飛行距離の情報と飛行体情報Ｓａとに基づいて、飛行時間を算出する。
【００７４】
例えば、図１１に示す、第２飛行経路ＦＰ２では、第１部分飛行経路ＦＰ２−１での飛行時間は１０分であり、第２部分飛行経路ＦＰ２−２での飛行時間は２０分である。つまり、第２飛行経路ＦＰ２の飛行時間は、合計３０分である。また、図１２に示す、第３飛行経路ＦＰ３では、第１部分飛行経路ＦＰ３−１での飛行時間は２０分であり、第２部分飛行経路ＦＰ３−２での飛行時間は１０分である。つまり、第３飛行経路ＦＰ３の飛行時間も、合計３０分である。
【００７５】
充電時間算出部５１５は、第２部分飛行経路ＦＰ２−２の飛行距離の情報と、第２部分飛行経路ＦＰ３−２の飛行距離の情報と、給電装置情報Ｓｃとに基づいて、第１給電装置３−１及び第２給電装置３−２のそれぞれの充電時間を算出する。図１１に示すように、第１給電装置３−１での充電時間は、１０分である。図１２に示すように、第２給電装置３−２での充電時間は、５分である。図１２に示す第２部分飛行経路ＦＰ３−２の飛行距離は、図１１に示す第２部分飛行経路ＦＰ２−２よりも短い。このため、第２給電装置３−２での充電時間は、第１給電装置３−１での給電時間よりも短い。なお、給電装置情報Ｓｃは、給電装置３ごとの給電性能に関する情報を含む。例えば、第１給電装置３−１と第２給電装置３−２は、互いに異なる給電性能を有していてもよい。この場合、第１給電装置３−１と第２給電装置３−２は、バッテリー２５１の同じ充電量に対し異なる充電時間で充電する。
【００７６】
所要時間算出部５１７は、第２飛行経路ＦＰ２での飛行時間（３０分）と充電時間（１０分）とを合計した所要時間を算出する。第２飛行経路ＦＰ２の所要時間は４０分である。また、所要時間算出部５１７は、第３飛行経路ＦＰ３での飛行時間（３０分）と充電時間（５分）とを合計した所要時間を算出する。第３飛行経路ＦＰ３の所要時間は３５分であると算出する。
【００７７】
飛行計画作成部５１２は、所要時間が最短となる飛行計画を作成する（ステップＳＴ２９）。具体的には、判定部５１９が、第２飛行経路ＦＰ２の所要時間と第３飛行経路ＦＰ３の所要時間を比較し、所要時間が最短となる飛行経路を選択する。図１１及び図１２に示す例では、第３飛行経路ＦＰ３の所要時間が最短である。飛行計画作成部５１２は、第２給電装置３−２を経由する第３飛行経路ＦＰ３に基づいて飛行計画を作成する。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ３０）。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム１は、バッテリー２５１を有する飛行体２と、飛行体２に給電する複数の給電装置３と、飛行体２に関する飛行体情報Ｓａ、バッテリー２５１に関するバッテリー情報Ｓｂ及び給電装置３に関する給電装置情報Ｓｃを受け取って、飛行体２の飛行を管理する飛行管理装置４と、飛行管理装置４からの飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃに基づいて、飛行体２の飛行計画を作成する飛行計画作成装置５とを有する。飛行計画作成装置５は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２まで複数の給電装置３のうち少なくとも１つの給電装置３を経由する複数の異なる飛行経路（第２飛行経路ＦＰ２及び第３飛行経路ＦＰ３）を作成し、飛行体情報Ｓａ及び給電装置情報Ｓｃに基づいて、複数の飛行経路ごとに、飛行時間と充電時間との合計時間を算出し、合計時間が短い飛行経路に基づいて飛行計画として作成する。
【００７９】
これによれば、飛行制御システム１は、出発地Ｐ１から目的地Ｐ２までの、飛行時間と充電時間とを含む所要時間を短縮して、効率的な飛行計画を作成することができる。
【００８０】
（第３実施形態）
図１３は、第３実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図１４は、第３実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。図１３に示すステップＳＴ３１、ＳＴ３２は、図８に示すステップＳＴ１１、ステップＳＴ１２と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００８１】
本実施形態では、バッテリー２５１の最大充電量よりも少ない第１充電量が設定される。例えば図１４に示すように、第１給電装置３−１及び第２給電装置３−２でのそれぞれの第１充電量を、最大充電量の８０％の充電量として設定する。ここで、第１充電量は、ユーザから入力部４３（図５参照）を介して飛行管理装置４に入力された設定値である。情報取得部５１１（図６参照）は、バッテリー情報Ｓｂ、或いは、飛行条件に関する情報として第１充電量の情報を取得する。
【００８２】
図１３に示すように、飛行距離算出部５１６は、第１充電量で飛行可能な飛行距離を算出する（ステップＳＴ３３）。飛行計画作成部５１２は、複数の給電装置３のうち第１充電量で到達可能な給電装置３を選択して飛行計画を作成する（ステップＳＴ３４）。言い換えると、飛行計画作成部５１２は、１回の飛行距離が、第１充電量で飛行可能な飛行距離よりも短くなるように飛行計画を作成する。
【００８３】
具体的には、飛行経路作成部５１３は、図１４に示すように、出発地Ｐ１から第１給電装置３−１及び第２給電装置３−２を経由して目的地Ｐ２に到達する第４飛行経路ＦＰ４を作成する。第１部分飛行経路ＦＰ４−１、第２部分飛行経路ＦＰ４−２及び第３部分飛行経路ＦＰ４−３は、第１充電量で飛行可能な飛行距離よりも短い。ここで、第１部分飛行経路ＦＰ４−１は、出発地Ｐ１から第１給電装置３−１までの飛行経路である。第２部分飛行経路ＦＰ４−２は、第１給電装置３−１から第２給電装置３−２までの飛行経路である。第３部分飛行経路ＦＰ４−３は、第２給電装置３−２から目的地Ｐ２までの飛行経路である。
【００８４】
また、充電時間算出部５１５は、第１給電装置３−１及び第２給電装置３−２での充電時間を、最大充電量よりも少ない第１充電量が充電される時間で算出する。飛行時間算出部５１４は、第１部分飛行経路ＦＰ４−１、第２部分飛行経路ＦＰ４−２及び第３部分飛行経路ＦＰ４−３のそれぞれの飛行時間を算出する。所要時間算出部５１７は、充電時間及び飛行時間の情報から、第４飛行経路ＦＰ４の飛行に必要な所要時間を算出する。このようにして、飛行計画作成部５１２は、第１充電量で飛行可能な飛行計画を作成する。
【００８５】
そして、飛行計画作成装置５は、第１充電量で飛行できる飛行計画に基づく飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ３５）。
【００８６】
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム１において、給電装置３は複数設けられており、飛行計画作成装置５は、複数の給電装置３のうち第１充電量で到達可能な給電装置３を選択して飛行計画を決定する。これによれば、飛行体２のバッテリー２５１を最大充電量まで充電する回数を少なくすることができ、バッテリー２５１の長寿命化を図ることができる。この結果、飛行中のバッテリー２５１の性能低下や、バッテリー交換等のメンテナンスを少なくでき、効率的な飛行計画を作成することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では、第１充電量を、最大充電量の８０％の充電量としたが、これに限定されない。利用可能な給電装置３の位置や数に応じて、第１充電量は、最大充電量の８０％よりも小さくすることもでき、８０％よりも大きくすることもできる。
【００８８】
（第４実施形態）
図１５は、第４実施形態に係る飛行計画作成方法のフローチャートである。図１６は、第４実施形態に係る飛行計画を説明するための説明図である。図１５に示すステップＳＴ４１、ＳＴ４２は、図８に示すステップＳＴ１１、ステップＳＴ１２と同様であり、詳細な説明は省略する。
【００８９】
上述した例と同様に、飛行経路作成部５１３は、出発地Ｐ１から給電装置３を経由して目的地Ｐ２に到達する第５飛行経路ＦＰ５を作成する（ステップＳＴ４３）。第５飛行経路ＦＰ５は、第１部分飛行経路ＦＰ５−１と、第２部分飛行経路ＦＰ５−２とを含む。第１部分飛行経路ＦＰ５−１は、出発地Ｐ１から給電装置３までの飛行経路である。第２部分飛行経路ＦＰ５−２は、給電装置３から目的地Ｐ２までの飛行経路である。
【００９０】
充電時間算出部５１５は、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃに基づいて充電時間を算出する。さらに、ＥＳＣ冷却時間算出部５１８は、飛行体情報Ｓａに含まれるＥＳＣ温度に関する情報に基づいて、ＥＳＣ冷却時間を算出する（ステップＳＴ４４）。ここで、ＥＳＣ冷却時間は、飛行体２が給電装置３に着陸してモータ２６が停止してから、ＥＳＣ２６１（図３参照）の温度が、所定の温度以下に低下するまでの時間である。また、充電時間は、バッテリー２５１の最大充電量の充電に要する時間であってもよく、最大充電量よりも少ない第１充電量の充電に要する時間であってもよい。
【００９１】
ここで、飛行計画作成装置５のＥＳＣ冷却時間算出部５１８は、ＥＳＣ温度に関する情報に加え、第１部分飛行経路ＦＰ５−１の飛行条件に関する情報に基づいて冷却時間を算出する。第１部分飛行経路ＦＰ５−１の飛行条件は、飛行体２の飛行距離、飛行速度、飛行時間等の情報を含む。第１部分飛行経路ＦＰ５−１の飛行条件は、さらに、風向等の気象条件を含んでいてもよい。
【００９２】
判定部５１９は、ＥＳＣ冷却時間が充電時間よりも長いかどうかを判定する（ステップＳＴ４５）。ＥＳＣ冷却時間が充電時間よりも短い場合（ステップＳＴ４５、Ｎｏ）、充電時間に基づいて飛行計画を作成する（ステップＳＴ４９）。つまり、給電装置３での充電時間が経過した場合に、給電装置３から目的地Ｐ２への飛行を再開する飛行計画を作成する。この場合、ＥＳＣ冷却時間が充電時間よりも短いため、給電装置３での充電中にＥＳＣ２６１の温度が冷却される。
【００９３】
ＥＳＣ冷却時間が充電時間よりも長い場合（ステップＳＴ４５、Ｙｅｓ）、所要時間算出部５１７は、給電装置３でＥＳＣ冷却時間が経過するまで飛行体２が待機するように所要時間を算出する（ステップＳＴ４６）。すなわち、給電装置３での充電時間が経過した場合であっても、給電装置３から目的地Ｐ２への飛行を保留して、ＥＳＣ２６１の温度が冷却するまで待機する。飛行計画作成部５１２は、第５飛行経路ＦＰ５及びＥＳＣ冷却時間に基づいて飛行計画を作成する（ステップＳＴ４７）。そして、飛行計画作成装置５は、飛行計画情報Ｓｇを飛行管理装置４に送信する（ステップＳＴ４８）。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態の飛行制御システム１は、モータの動作を制御するＥＳＣ２６１（モータ駆動回路）と、バッテリー２５１とを有する飛行体２と、飛行体２に給電する給電装置３と、飛行体２に関する飛行体情報Ｓａ、バッテリー２５１に関するバッテリー情報Ｓｂ及び給電装置３に関する給電装置情報Ｓｃを受け取って、飛行体２の飛行を管理する飛行管理装置４と、飛行管理装置４からの飛行体情報Ｓａ、バッテリー情報Ｓｂ及び給電装置情報Ｓｃに基づいて、飛行体２の飛行計画を作成する飛行計画作成装置５とを有する。飛行計画作成装置５は、出発地Ｐ１から給電装置３を経由して目的地Ｐ２までの第５飛行経路ＦＰ５を作成し、給電装置３での給電時間が、モータ２６が停止してから、ＥＳＣ２６１の温度が所定の温度以下に低下するまでの冷却時間よりも短い場合に、飛行体２を冷却時間が経過するまで給電装置３に待機させる飛行計画を作成する。
【００９５】
これによれば、飛行制御システム１は、給電装置３において充電が完了した場合であっても、ＥＳＣ２６１の温度が適正な温度に低下するまで飛行体２が待機する飛行計画を作成する。したがって、飛行体２の飛行性能の低下や、故障の発生を抑制し、結果として効率的な飛行計画を作成することができる。
【００９６】
また、飛行計画作成装置５は、ＥＳＣ温度に関する情報と、出発地Ｐ１から給電装置３までの飛行条件に関する情報とに基づいて冷却時間を算出する。これにより、飛行体２が出発地Ｐ１を出発する際に、あらかじめ給電装置３での飛行体２の待機時間（充電時間及び冷却時間）を予測できる。このため、飛行中での飛行経路の変更や到着時刻の変更を抑制することができる。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、この実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、上述した各実施形態の飛行計画作成方法は、適宜組み合わせることができる。図５に示す飛行管理装置４の構成及び図６に示す飛行計画作成装置５の構成は、あくまで一例である。飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５は、それぞれ、図５及び図６に示す構成要素の一部を省略してもよい。或いは、飛行管理装置４及び飛行計画作成装置５は、それぞれ、図５及び図６に示す構成に別の構成要素を追加してもよい。また、図７に示す情報取得部５１１の各種情報についても、あくまで一例であり、一部の情報を省略してもよく、或いは他の情報を追加してもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１  飛行制御システム
２  飛行体
２４  飛行制御装置
２５  受電装置
２５１  バッテリー
２５２  受電制御装置
２５３  受電コイル
２６  モータ
２６１  ＥＳＣ
２８１  ＥＳＣ温度センサ
３  給電装置
３１  給電回路
３１３  給電コイル
３２  給電制御装置
４  飛行管理装置
５  飛行計画作成装置
７  気象観測装置
７１  気象予測システム
Ｓａ  飛行体情報
Ｓｂ  バッテリー情報
Ｓｃ  給電装置情報
Ｓｄ  飛行実績情報
Ｓｅ  気象観測情報
Ｓｆ  気象予測情報
Ｓｇ  飛行計画情報
Ｓｈ  飛行指令
１１０  積載物
【図１】
2019135273.tif 000003
【図２】
2019135273.tif 000004
【図３】
2019135273.tif 000005
【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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【図９】
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【図１０】
2019135273.tif 000012
【図１１】
2019135273.tif 000013
【図１２】
2019135273.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2019135273.tif 000017
【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年9月28日(2018.9.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの動作を制御するモータ駆動回路と、バッテリーとを有する無人飛行体と、
前記無人飛行体に給電する給電装置と、
前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有し、
前記飛行計画作成装置は、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成し、前記給電装置での給電時間が、前記モータが停止してから、前記モータ駆動回路の温度が所定の温度以下に低下するまでの冷却時間よりも短い場合に、前記無人飛行体を前記冷却時間が経過するまで前記給電装置に待機させる飛行計画を作成する、飛行制御システム。
【請求項２】
前記飛行体情報は、前記モータ駆動回路に関する情報を含み、
前記飛行計画作成装置は、前記モータ駆動回路に関する情報と、前記給電装置までの飛行条件に関する情報とに基づいて前記冷却時間を算出する請求項１に記載の飛行制御システム。
【請求項３】
前記無人飛行体は、非接触給電により電力を受電する受電コイルを有し、
前記給電装置は、前記受電コイルに電力を送電する給電コイルを有する請求項１又は請求項２に記載の飛行制御システム。
【請求項４】
モータの動作を制御するモータ駆動回路と、バッテリーとを有する無人飛行体と、
前記無人飛行体に給電する給電装置と、
前記無人飛行体に関する飛行体情報、前記バッテリーに関するバッテリー情報及び前記給電装置に関する給電装置情報を受け取って、前記無人飛行体の飛行を管理する飛行管理装置と、
前記飛行管理装置からの前記飛行体情報、前記バッテリー情報及び前記給電装置情報に基づいて、前記無人飛行体の飛行計画を作成する飛行計画作成装置とを有する、飛行制御システムの飛行計画作成方法であって、
前記飛行計画作成装置は、出発地から前記給電装置を経由して目的地までの飛行経路を作成するステップと、
前記給電装置での給電時間が、前記モータが停止してから、前記モータ駆動回路の温度が所定の温度以下に低下するまでの冷却時間よりも短い場合に、前記無人飛行体を前記冷却時間が経過するまで、前記給電装置に待機させる飛行計画を作成するステップとを有する、飛行計画作成方法。
【国際調査報告】
2019135273.tif 000019
2019135273.tif 000020