(57)【要約】  電力消費を抑えつつ、無人航空機の操縦者を支援する。無人航空機制御システム（Ｓ）の操縦情報取得手段（１０１）は、無人航空機（１０）の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する。変更手段（１０３）は、操縦情報に基づいて、無人航空機（１０）に設定された基準方向に関する基準方向情報を変更する。指示方向情報取得手段（１０４）は、操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する。飛行制御手段（１０５）は、基準方向情報と指示方向情報とに基づいて、無人航空機（１０）の移動方向を制御する。
2019138466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得手段と、
前記操縦情報に基づいて、前記無人航空機に設定された基準方向に関する基準方向情報を変更する変更手段と、
操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得手段と、
前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記無人航空機の移動方向を制御する飛行制御手段と、
を含むことを特徴とする無人航空機制御システム。
【請求項２】
前記変更手段は、予め定められた複数のタイミングの各々において、前記操縦情報に基づいて前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無人航空機制御システム。
【請求項３】
前記操縦情報は、前記操縦機又は操縦者の向きに関する情報であり、
前記変更手段は、前記操縦機又は前記操縦者の向きに関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無人航空機制御システム。
【請求項４】
前記基準方向は、前記無人航空機の前進方向であり、
前記変更手段は、前記前進方向と、前記操縦機又は前記操縦者の向きと、が一致するように、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項３に記載の無人航空機制御システム。
【請求項５】
前記操縦情報は、前記操縦機又は操縦者と、前記無人航空機と、の位置関係に関する情報であり、
前記変更手段は、前記位置関係に関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項６】
前記基準方向は、前記無人航空機の前進方向であり、
前記変更手段は、前記前進方向と、前記操縦機又は前記操縦者と前記無人航空機とを結ぶ方向と、が一致するように、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無人航空機制御システム。
【請求項７】
前記無人航空機制御システムは、撮影手段で前記無人航空機を撮影した画像を、操縦者に対応する表示手段に表示させる表示制御手段を更に含み、
前記操縦情報は、前記撮影手段の向き及び位置の少なくとも一方に関する情報であり、
前記変更手段は、前記撮影手段の向き及び位置の少なくとも一方に関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無人航空機制御システム。
【請求項８】
前記無人航空機制御システムは、前記基準方向と前記移動方向の少なくとも一方を操縦者に通知する通知手段、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項９】
前記無人航空機制御システムは、
前記操縦情報の変化量が所定量以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記操縦情報の変化量が所定量以上であると判定された場合に、前記基準方向情報の変更を制限する制限手段と、
を含むことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項１０】
前記無人航空機は、第１操縦機により制御されており、
前記無人航空機制御システムは、前記第１操縦機により前記無人航空機が制御される第１状態から、第２操縦機により前記無人航空機が制御される第２状態に切り替える切替手段を更に含み、
前記変更手段は、前記第１状態から前記第２状態に切り替わった場合に、前記第２状態における前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を設定し直す、
ことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項１１】
前記飛行制御手段は、前記基準方向情報が変更された場合に、変更後の前記基準方向情報に基づいて、前記無人航空機の向きを制御する、
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項１２】
無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得ステップと、
前記操縦情報に基づいて、前記無人航空機に設定された基準方向に関する基準方向情報を変更する変更ステップと、
操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得ステップと、
前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記無人航空機の移動方向を制御する飛行制御ステップと、
を含むことを特徴とする無人航空機制御方法。
【請求項１３】
無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得手段、
前記操縦情報に基づいて、前記無人航空機に設定された基準方向に関する基準方向情報を変更する変更手段、
操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得手段、
前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記無人航空機の移動方向を制御する飛行制御手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人航空機制御システム、無人航空機制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無人航空機の操縦者を支援するための技術が知られている。例えば、非特許文献１及び２には、操縦者が操縦機から所定の操作をしたときの無人航空機の前進方向を記憶し、その後に無人航空機の向きが変わったとしても、操縦者が操縦機のスティックを前方に倒した場合に、当該記憶された前進方向に無人航空機を移動させる技術が記載されている。【０００３】
また例えば、特許文献１には、無人航空機がホバリングしている状態では、無人航空機の前進方向がどの方向であるか判別するのが難しいため、無人航空機の前進方向が操縦者の方を向くように、無人航空機の姿勢（物理的な向き）を強制的に制御する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】https://www.dji.com/intelligent-flight-modes/v1-doc#gsLock
【非特許文献２】https://ailerocket.com/dji-phantom4-flight-control/#i-5
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１０５４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１及び２の技術では、前進方向が固定されるため、操縦機と無人航空機との位置関係が変わるにつれて操作感も次第に変わってしまうので、無人航空機を操縦しにくくなることがあった。【０００７】
また、特許文献１の技術では、無人航空機の向きをリセットするたびに、無人航空機の前進方向が操縦者の方を向く状態となるので、操縦機と無人航空機との位置関係が変わっても操作感を保つことはできるが、無人航空機の姿勢を変えるためにモータに対する出力をいちいち制御する必要があるので、電力の消費量が増加しがちであった。【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電力消費を抑えつつ、無人航空機の操縦者を支援することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る無人航空機制御システムは、無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得手段と、前記操縦情報に基づいて、前記無人航空機に設定された基準方向に関する基準方向情報を変更する変更手段と、操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得手段と、前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記無人航空機の移動方向を制御する飛行制御手段と、を含むことを特徴とする。【００１０】
本発明に係る無人航空機制御方法は、無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得ステップと、前記操縦情報に基づいて、前記無人航空機に設定された基準方向に関する基準方向情報を変更する変更ステップと、操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得ステップと、前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記無人航空機の移動方向を制御する飛行制御ステップと、を含むことを特徴とする。【００１１】
本発明に係るプログラムは、無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得手段、前記操縦情報に基づいて、前記無人航空機に設定された基準方向に関する基準方向情報を変更する変更手段、操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得手段、前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記無人航空機の移動方向を制御する飛行制御手段、としてコンピュータを機能させる。【００１２】
また、本発明の一態様では、前記変更手段は、予め定められた複数のタイミングの各々において、前記操縦情報に基づいて前記基準方向情報を変更する、ことを特徴とする。【００１３】
また、本発明の一態様では、前記操縦情報は、前記操縦機又は操縦者の向きに関する情報であり、前記変更手段は、前記操縦機又は前記操縦者の向きに関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、ことを特徴とする。【００１４】
また、本発明の一態様では、前記基準方向は、前記無人航空機の前進方向であり、前記変更手段は、前記前進方向と、前記操縦機又は前記操縦者の向きと、が一致するように、前記基準方向情報を変更する、ことを特徴とする。【００１５】
また、本発明の一態様では、前記操縦情報は、前記操縦機又は操縦者と、前記無人航空機と、の位置関係に関する情報であり、前記変更手段は、前記位置関係に関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、ことを特徴とする。【００１６】
また、本発明の一態様では、前記基準方向は、前記無人航空機の前進方向であり、前記変更手段は、前記前進方向と、前記操縦機又は前記操縦者と前記無人航空機とを結ぶ方向と、が一致するように、前記基準方向情報を変更する、ことを特徴とする。【００１７】
また、本発明の一態様では、前記無人航空機制御システムは、撮影手段で前記無人航空機を撮影した画像を、操縦者に対応する表示手段に表示させる表示制御手段を更に含み、前記操縦情報は、前記撮影手段の向き及び位置の少なくとも一方に関する情報であり、前記変更手段は、前記撮影手段の向き及び位置の少なくとも一方に関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、ことを特徴とする。【００１８】
また、本発明の一態様では、前記無人航空機制御システムは、前記基準方向と前記移動方向の少なくとも一方を操縦者に通知する通知手段、を更に含むことを特徴とする。【００１９】
また、本発明の一態様では、前記無人航空機制御システムは、前記操縦情報の変化量が所定量以上であるか否かを判定する判定手段と、前記操縦情報の変化量が所定量以上であると判定された場合に、前記基準方向情報の変更を制限する制限手段と、を含むことを特徴とする。【００２０】
また、本発明の一態様では、前記無人航空機は、第１操縦機により制御されており、前記無人航空機制御システムは、前記第１操縦機により前記無人航空機が制御される第１状態から、第２操縦機により前記無人航空機が制御される第２状態に切り替える切替手段を更に含み、前記変更手段は、前記第１状態から前記第２状態に切り替わった場合に、前記第２状態における前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を設定し直す、ことを特徴とする。【００２１】
また、本発明の一態様では、前記飛行制御手段は、前記基準方向情報が変更された場合に、変更後の前記基準方向情報に基づいて、前記無人航空機の向きを制御する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、電力消費を抑えつつ、無人航空機の操縦者を支援することである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】無人航空機制御システムの全体構成を示す図である。
【図２】無人航空機に設定された座標軸の説明図である。
【図３】操縦機の外観図である。
【図４】無人航空機の前進方向と、操縦機の向きと、の関係を示す図である。
【図５】操縦機の向きが変化した場合に前進方向が変化する様子を示す図である。
【図６】操縦機の向きが変化した場合に前進方向が変化する様子を示す図である。
【図７】無人航空機制御システムで実現される機能の一例を示す機能ブロック図である。
【図８】変更部の処理内容の説明図である。
【図９】無人航空機制御システムにおいて実行される処理の一例を示すフロー図である。
【図１０】実施形態２の概要を示す図である。
【図１１】実施形態２において無人航空機の前進方向が変化する様子を示す図である。
【図１２】実施形態２において無人航空機の前進方向が変化する様子を示す図である。
【図１３】実施形態２における変更部の処理内容の説明図である。
【図１４】実施形態３の全体構成を示す図である。
【図１５】実施形態３の概要を示す図である。
【図１６】実施形態１の処理を流用する場合の実施形態３の概要を示す図である。
【図１７】実施形態２の処理を流用する場合の実施形態３の概要を示す図である。
【図１８】実施形態３の機能ブロック図である。
【図１９】変形例の機能ブロック図である。
【図２０】変形例（３）の概要を示す図である。
【図２１】変形例（３）における変更部の処理を説明するための図である。
【図２２】変形例（４）の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［１．実施形態１］
以下、本発明に関わる無人航空機制御システムの実施形態の例を説明する。
【００２５】
［１−１．無人航空機制御システムの全体構成］
図１は、無人航空機制御システムの全体構成を示す図である。図１に示すように、無人航空機制御システムＳは、無人航空機１０と操縦機２０とを含む。なお、無人航空機制御システムＳには、複数台の無人航空機１０が含まれてもよいし、複数台の操縦機２０が含まれてもよい。
【００２６】
無人航空機１０は、人が搭乗しない航空機であり、例えば、バッテリーで駆動する無人航空機（いわゆるドローン）やエンジンで駆動する無人航空機である。例えば、無人航空機１０は、商品や郵便物などの荷物を搭載可能であってよく、配送先に飛行して荷物を配送したり、集荷先に飛行して荷物を集荷したりする。なお、無人航空機１０は、種々の目的で飛行してよく、荷物の運搬以外にも、例えば飛行先の様子を取得するために飛行してもよいし、農場における農薬散布等の目的で飛行してもよい。
【００２７】
無人航空機１０は、制御部１１、記憶部１２、通信部１３、撮影部１４、及びセンサ部１５を含む。なお、無人航空機１０は、プロペラ・モーター（アクチュエータの一例）・バッテリー・アンテナなども含むが、ここでは説明を省略する。
【００２８】
制御部１１は、例えば、少なくとも１つのマイクロプロセッサを含む。制御部１１は、記憶部１２に記憶されたプログラムやデータに従って処理を実行する。記憶部１２は、主記憶部及び補助記憶部を含む。例えば、主記憶部はＲＡＭなどの揮発性メモリであり、補助記憶部は、ハードディスクやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリである。
【００２９】
通信部１３は、有線通信又は無線通信用の通信インタフェースを含む。通信部１３は、所定の通信プロトコルのもとで通信を行う。なお、通信部１３は、送信機と受信機の両方を含んでもよいし、特に送信機は含まずに受信機だけを含んでもよい。例えば、通信部１３は、所定の周波数帯域（例えば、２．４ＧＨｚ帯又は５．０ＧＨｚ帯の中での周波数）を利用して無線通信するための無線通信インタフェースを含む。
【００３０】
なお、無線通信方式自体は、公知の種々の方式を適用可能であり、例えば、ＦＡＳＳＴ、ＦＨＳＳ、ＤＭＳＳ、又はＡＦＨＳＳといった特定機器（例えば、いわゆるラジコン）用の方式であってもよいし、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ｉＢｅａｃｏｎ（登録商標）、又はＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ（登録商標）といった汎用機器用の方式であってもよい。更に、無線通信としては、近距離無線通信、中距離無線通信、又は遠距離無線通信の何れであってもよい。
【００３１】
撮影部１４は、少なくとも１台のカメラである。例えば、撮影部１４は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を含み、当該撮像素子が撮影した画像をデジタルデータとして記録する。画像は、静止画であってもよいし、所定のフレームレートで連続的に撮影された動画であってもよい。
【００３２】
センサ部１５は、例えば、ＧＰＳセンサ１５Ａ、方位センサ１５Ｂ、及びジャイロセンサ１５Ｃを含む。
【００３３】
ＧＰＳセンサ１５Ａは、衛星からの信号を受信する受信機を含み、例えば、受信機が受信した信号に基づいて位置情報を検出する。位置情報は、地球上の位置に関する情報であり、例えば、緯度経度情報又は座標情報である。また例えば、ＧＰＳセンサ１５Ａは、ＧＰＳコンパスとして利用可能であってもよく、受信機が受信した信号に基づいて方位情報を検出してもよい。方位情報は、地球上の方位に関する情報である。方位は、地球上の絶対的な方向であり、例えば、東西南北又はこれらの間の方向である。例えば、方位は、方角と同じ意味であってよく、３６０°式、９０°式、又は点画式などの任意の方式が用いられるようにすればよい。
【００３４】
方位センサ１５Ｂは、２軸タイプ又は３軸タイプの電子コンパス（地磁気センサ）であり、例えば、方位情報を検出する。ジャイロセンサ１５Ｃは、ジャイロスコープとも呼ばれるものであり、姿勢情報を検出する。姿勢情報は、物体の姿勢に関する情報であり、例えば、２次元的又は３次元的な向きを示す情報である。例えば、姿勢は、角度、角速度、又は角加速度によって特定される。本実施形態では、無人航空機１０に設定された座標軸を利用して姿勢が特定される。
【００３５】
図２は、無人航空機１０に設定された座標軸の説明図である。図２に示すように、本実施形態では、所定位置（例えば、無人航空機１０の重心位置又はセンサ部１５の位置）を原点とし、ロール軸、ピッチ軸、及びヨー軸の３軸が設定される。本実施形態では、これら３軸は、無人航空機１０に対して固定されているものとする。
【００３６】
例えば、ロール軸は前後方向を示し、ピッチ軸は水平方向を示し、ヨー軸は垂直方向を示す。姿勢情報は、ロール軸の回転角であるロール角、ピッチ軸の回転角であるピッチ角、及びヨー軸の回転角であるヨー角の３つの角度によって示されてもよいし、ベクトルで示されてもよい。
【００３７】
なお、センサ部１５は、任意のセンサを含んでよく、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、音声センサ（マイク）、加速度センサ、風センサ、高度センサ、変位センサ、感圧センサ、温度センサ、又はモータエンコーダ（回転位置センサ）等を含んでもよい。
【００３８】
操縦機２０は、無人航空機１０を操縦するための機器であり、例えば、プロポ（プロポーショナル式の略）又はコントローラと呼ばれるものである。操縦機２０は、無人航空機１０と直接的又は間接的に通信可能なものであればよく、例えば、スマートフォン（携帯電話）、タブレット型端末、又はパーソナルコンピュータ等であってもよい。なお、直接的な通信とは、サーバコンピュータなどの他のコンピュータを介さずに通信することであり、間接的な通信とは、他のコンピュータ（又はインターネットなどのネットワーク）を介して通信することである。
【００３９】
図１に示すように、操縦機２０は、制御部２１、記憶部２２、通信部２３、操作部２４、表示部２５、及びセンサ部２６を含む。制御部２１、記憶部２２、通信部２３、及びセンサ部２６のハードウェア構成は、それぞれ制御部１１、記憶部１２、通信部１３、及びセンサ部１５と同様であってよく、ここでは説明を省略する。なお、操縦機２０は、アンテナ・バッテリーなども含むが、ここでは説明を省略する。
【００４０】
また、通信部２３は、送信機と受信機の両方を含み、無人航空機１０と操縦機２０との間で双方向の通信を可能としてもよいし、特に受信機は含まずに送信機だけを含み、操縦機２０から無人航空機１０への一方向の通信だけを可能としてもよい。
【００４１】
操作部２４は、無人航空機１０を操縦するための少なくとも１つの操作部材を含む。操作部材としては、操縦者の入力を受け付け可能な部材であればよく、例えば、ボタン、スティック、スイッチ、レバー、タッチパネル、キーボード、又はマウス等である。なお、操縦者とは、操縦機２０を操縦する者であり、例えば、ユーザ又はオペレータとも呼ばれる者である。
【００４２】
図３は、操縦機２０の外観図である。図３に示すように、操縦機２０の操作部２４は種々の操作部材を含むが、ここでは、スティックＳＴ１，ＳＴ２について説明する。以降、スティックＳＴ１，ＳＴ２を区別する必要のないときは、単にスティックＳＴと記載する。
【００４３】
例えば、スティックＳＴは、上下方向（垂直方向・縦方向）及び左右方向（水平方向・横方向）の少なくとも一方に倒すことができ、例えば、無人航空機１０の移動方向又は旋回方向を指示するために用いられる。なお、スティックＳＴは、斜め方向に倒すことができてもよい。
【００４４】
例えば、スティックＳＴを倒した方向と、無人航空機１０に対する指示方向と、の対応関係は、予め記憶部２２に記憶されている。この対応関係は、編集できないようにしてもよいし、編集可能であってもよい。無人航空機１０は、操縦者がスティックＳＴを倒した方向に対応する指示方向に基づいて動作する。
【００４５】
指示方向とは、操縦者が操縦機２０を操作して指示する方向である。指示方向は、地球上の絶対的な方向であってもよいが、本実施形態では、無人航空機１０を基準とした方向であり、無人航空機１０から見た場合の方向である。例えば、指示方向は、前進方向又は正面方向（図２のロール軸の正方向）に対する相対的な方向であり、前進方向又は正面方向を基準とした方向である。指示方向は、例えば、ベクトルで示されてもよいし、前進方向からの回転方向及び回転角度で示されてもよい。本実施形態では、指示方向が前進方向に対する相対的な方向である場合を一例として説明する。
【００４６】
例えば、操縦者がスティックＳＴ１を上方向に倒すと、無人航空機１０は前進方向に進み、操縦者がスティックＳＴ１を下方向に倒すと、無人航空機１０は後退方向に進む。前進方向は、前進が指示された場合に進む方向である。詳細は後述するが、前進方向は、例えばロール軸の正方向などに固定されるのではなく、操縦機２０の向きに応じて動的に変化する。後退方向は、前進方向の逆方向であり、前進方向とのなす角度が１８０度の方向である。
【００４７】
また例えば、操縦者がスティックＳＴ１を左方向に倒すと、無人航空機１０は左回り（反時計回り）に旋回し、操縦者がスティックＳＴ１を右方向に倒すと、無人航空機１０は右回り（時計回り）に旋回する。また例えば、操縦者がスティックＳＴ２を上方向に倒すと、無人航空機１０が上昇し、操縦者がスティックＳＴ２を下方向に倒すと、無人航空機１０が下降する。上昇方向は、例えば、ヨー軸の負方向であり、下降方向は、例えば、ヨー軸の正方向である。
【００４８】
また例えば、操縦者がスティックＳＴ２を左方向に倒すと、無人航空機１０が左方向に移動し、操縦者がスティックＳＴ２を右方向に倒すと、無人航空機１０は右方向に移動する。左方向は、前進方向に対しての左方向（前進方向を向いたときの左方向）であり、右方向は、前進方向に対しての右方向（前進方向を向いたときの右方向）である。別の言い方をすれば、左方向は、前進方向を左回りに９０度回転させた方向であり、右方向は、前進方向を右回りに９０度回転させた方向である。
【００４９】
スティックＳＴ１，ＳＴ２が同時に倒された場合には、スティックＳＴ１の傾きに対応する指示方向と、スティックＳＴ２の傾きに対応する指示方向と、の両方を、無人航空機１０に対する指示としてもよいし、これら２つの指示方向を平均した１つの指示方向を、無人航空機１０に対する指示としてもよい。スティックＳＴ１，ＳＴ２が何れも傾いていない場合には、無人航空機１０はホバリングする。
【００５０】
なお、操縦者が指示方向を指示する方法は、上記の例に限られず、任意の方法を適用可能である。例えば、スティックＳＴ２によって前進方向と後退方向が指示され、スティックＳＴ１によって右方向と左方向が指示されてもよい。また例えば、スティックＳＴではなく、ボタンやタッチパネルなどの操作部材によって指示方向が指示されてもよい。また例えば、操縦機２０の姿勢によって指示方向が指示されてもよい。この場合、操縦機２０の筐体が傾けられた方向を指示方向としてもよい。
【００５１】
また、操作部２４に含まれる操作部材は、スティックＳＴに限られず、種々の操作部材が含まれていてもよい。各操作部材には、無人航空機１０に関する機能が予め対応付けられていればよい。機能としては、例えば、操縦機２０の電源オン／オフの機能、無人航空機１０を所定の場所に帰還させる機能、又は飛行モードの切替機能等である。飛行モードは、無人航空機１０の制御方法であり、例えば、予め定められた経路を自動的に飛行する自律飛行モード、又は、操縦者が移動方向を指示可能な手動飛行モードがある。本実施形態では、手動飛行モード時の操縦について説明する。
【００５２】
表示部２５は、例えば、液晶表示部又は有機ＥＬ表示部等である。表示部２５は、制御部２１の指示に従って画面を表示する。
【００５３】
なお、無人航空機１０及び操縦機２０のハードウェア構成は、図１の例に限られず、種々のハードウェアを適用可能である。例えば、無人航空機１０は、タッチパネルやボタンなどの操作部を含んでいてもよいし、液晶表示部又は有機ＥＬ表示部などの表示部を含んでいてもよい。また例えば、操縦機２０は、スピーカやイヤホンジャックなどの音声出力部、マイクなどの音声入力部、ＬＥＤライトなどの発光部、又はバイブレータなどの振動部を含んでもよい。
【００５４】
また例えば、無人航空機１０及び操縦機２０の各々は、コンピュータ読み取り可能な情報記憶媒体を読み取る読取部（例えば、メモリカードスロットや光ディスクドライブ）を含んでもよいし、外部機器と通信するための入出力部（例えば、ＵＳＢポート）を含んでいてもよい。また例えば、記憶部１２，２２に記憶されるものとして説明するプログラム及びデータは、読取部又は入出力部を介して情報記憶媒体から供給されるようにしてもよいし、ネットワークを介して他のコンピュータから供給されるようにしてもよい。
【００５５】
［１−２．実施形態１の概要］
無人航空機制御システムＳでは、操縦者は、操縦機２０を利用して無人航空機１０を操縦する。例えば、無人航空機１０の前進方向がロール軸の正方向に固定されていたとすると、無人航空機１０の向きと操縦機２０の向きとの関係が変わった場合に操作感も変わってしまうので、無人航空機制御システムＳは、操縦機２０の向きに応じて、無人航空機１０の内部的に設定される前進方向を動的に変化させる。
【００５６】
図４は、無人航空機１０の前進方向と、操縦機２０の向きと、の関係を示す図である。なお、図４は、真上から無人航空機１０、操縦機２０、及び操縦者Ｐを見下ろした場合の模式図である。図４に示すように、本実施形態では、操縦機２０の向きＤ２０と一致するように、前進方向Ｆ１０が動的に変化する。なお、ここでは、無人航空機１０の向きＤ１０は、ＧＰＳセンサ１５Ａ又は方位センサ１５Ｂが検出した方位情報が示す方位であり、操縦機２０の向きＤ２０は、ＧＰＳセンサ２６Ａ又は方位センサ２６Ｂが検出した方位情報が示す方位とする。
【００５７】
図４の例では、無人航空機１０の向きＤ１０は北西であり、操縦機２０の向きＤ２０は北である。もし、前進方向Ｆ１０がロール軸の正方向に固定されていとすると、操縦者がスティックＳＴ２を右に倒して右方向Ｒ２０（図４では、東）を指示すると、無人航空機１０は、向きＤ１０に対して右方向（図４では、北東）に進む。この場合、操縦者は、右方向Ｒ２０に移動すると考えていることが多いが、実際にはこの方向に移動しないので、直感的な操作とはならない。
【００５８】
一方、無人航空機制御システムＳは、前進方向Ｆ１０を、操縦機２０の向きＤ２０に一致させ、図４に示すように、北向きとする。この場合、前進方向Ｆ１０は、図２の座標系におけるロール軸とピッチ軸の間を向くことになる。操縦者がスティックＳＴ２を右に倒して右方向Ｒ２０（図４では、東）を指示すると、無人航空機１０は、向きＤ１０ではなく前進方向Ｆ１０に対して右方向（図４では、東）に進む。
【００５９】
上記のように、実施形態１では、操縦者から見た指示方向と同じ方向に無人航空機１０が移動するので、直観的な操作が可能となる。特に、操縦者が無人航空機１０と並走する場合のように、操縦者と無人航空機１０とが同じ向きを向いて操作する場合に、より効果的な操作支援をすることができる。
【００６０】
図５及び図６は、操縦機２０の向きＤ２０が変化した場合に前進方向Ｆ１０が変化する様子を示す図である。図５及び図６に示すように、操縦機２０の向きＤ２０が変化すると、前進方向Ｆ１０は追従するように変化する。
【００６１】
例えば、図５に示すように、操縦者Ｐが操縦機２０を持ったまま左を向き、操縦機２０の向きＤ２０が北西になると、前進方向Ｆ１０も北西になる。別の言い方をすれば、操縦機２０が左回りに所定角度回転すると、前進方向Ｆ１０も同じ角度だけ左回りに回転する。この場合、操縦者がスティックＳＴ２を右に倒して右方向Ｒ２０（図５では、北東）を指示すると、無人航空機１０は、前進方向Ｆ１０に対して右方向Ｒ１０（図５では、北東）に進む。即ち、操縦者が指示した指示方向と、無人航空機１０の実際の移動方向と、が一致する。
【００６２】
また例えば、図６に示すように、操縦者Ｐが操縦機２０を持ったまま右を向き、操縦機２０の向きＤ２０が北東になると、前進方向Ｆ１０も北東になる。別の言い方をすれば、操縦機２０が右回りに所定角度回転すると、前進方向Ｆ１０も同じ角度だけ右回りに回転する。この場合、操縦者がスティックＳＴ２を右に倒して右方向Ｒ２０（図５では、南東）を指示すると、無人航空機１０は、前進方向Ｆ１０に対して右方向Ｒ１０（図５では、南東）に進む。即ち、操縦者が指示した指示方向と、無人航空機１０の実際の移動方向と、が一致する。
【００６３】
なお、上記の例では、操縦機２０の向きＤ２０に応じて無人航空機１０の前進方向Ｆ１０を動的に変化させる場合を一例として説明したが、動的に変化させるのではなく、操縦機２０において所定の操作がなされた場合に前進方向Ｆ１０を変化させてもよい。また、詳細は後述するが、操縦機２０の向きＤ２０ではなく、操縦者Ｐの向きに応じて前進方向Ｆ１０を変化させてもよい。
【００６４】
以上のように、本実施形態では、操縦者に直感的な操作を可能とする場合に、無人航空機１０の物理的な向きを変えるのではなく、無人航空機１０の内部的な前進方向Ｆ１０を変化させることで、電力消費を抑えるようにしている。以降、当該技術の詳細について説明する。なお、以降の説明では、特に図面を参照する必要のないときは、前進方向Ｆ１０、向きＤ１０，Ｄ２０、及び操縦者Ｐの符号を省略することがある。
【００６５】
［１−３．無人航空機制御システムにおいて実現される機能］
図７は、無人航空機制御システムＳで実現される機能の一例を示す機能ブロック図である。図７に示すように、無人航空機制御システムＳでは、データ記憶部１００、操縦情報取得部１０１、航空機情報取得部１０２、変更部１０３、指示方向情報取得部１０４、及び飛行制御部１０５が実現される。本実施形態では、これら各機能が、無人航空機１０において実現される場合を説明する。
【００６６】
［１−３−１．データ記憶部］
データ記憶部１００は、記憶部１２を主として実現される。データ記憶部１００は、無人航空機１０を制御するためのデータを記憶する。例えば、データ記憶部１００は、無人航空機１０の前進方向に関する前進方向情報を記憶する。前進方向は、本発明に係る基準方向の一例である。
【００６７】
基準方向は、移動方向を決定する際の基準となる方向である。別の言い方をすれば、基準方向は、指示方向の基準となる方向である。基準方向は、３次元空間又は２次元平面（例えば、ロール軸−ピッチ軸平面）内の任意の方向である。基準方向は、例えば、前進方向、後退方向、上方向、下方向、左方向、右方向、又はこれらの間の方向である。どの方向を基準方向とするかは、予め定めておけばよい。基準方向情報は、方向を特定可能であればよく、例えば、基準方向を示すベクトル又は方位で示される。
【００６８】
本実施形態では、基準方向の一例として前進方向を説明するので、前進方向と記載した箇所は、基準方向と読み替えることができる。同様に、前進方向情報と記載した箇所は、基準方向情報と読み替えることができる。
【００６９】
なお、データ記憶部１００は、他のデータを記憶してもよい。例えば、データ記憶部１００は、後述する操縦情報、航空機情報、及び指示方向情報を記憶してもよい。
【００７０】
［１−３−２．操縦情報取得部］
操縦情報取得部１０１は、制御部１１を主として実現される。操縦情報取得部１０１は、無人航空機１０の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する。操縦情報は、操縦に関する向きだけに関する情報であってもよいし、操縦に関する位置だけに関する情報であってもよいし、これら両方に関する情報であってもよい。
【００７１】
操縦に関する向きとは、例えば、操縦機２０の向き、操縦者の向き、又は実施形態３で説明する撮影装置３０の向きである。操縦に関する向きは、地球上における絶対的な向きであってもよいし、他の物体（例えば、無人航空機１０）に対する相対的な向きであってもよい。相対的な向きとは、複数の物体の各々の向きの違いであり、例えば、これらのなす角度である。向きは、２次元的に示されてもよいし、３次元的に示されてもよい。例えば、向きは、方位、ベクトル、又は角度によって示される。
【００７２】
操縦機２０の向きは、筐体の向きであり、例えば、センサ部１５などにより検出される。操縦者自身の向きは、顔、頭、又は胴体などの任意の部位の向きであり、例えば、操縦者が保有する端末（スマートフォンなど）又は操縦者に装着されたセンサ（例えば、ＧＰＳセンサ、方位センサ、又はジャイロセンサ）などにより検出される。撮影装置３０の向きは、撮影方向（視線方向）であり、例えば、後述するセンサ部３５などにより検出される。
【００７３】
操縦に関する位置とは、例えば、操縦機２０の位置、操縦者の位置、又は実施形態３で説明する撮影装置３０の位置である。操縦に関する位置は、地球上における絶対的な位置であってもよいし、他の物体（例えば、無人航空機１０）に対する相対的な位置であってもよい。相対的な位置とは、複数の物体の各々の位置の違いであり、例えば、これらを結ぶベクトルであってもよいし、一方の位置を原点とした座標系における他方の位置座標であってもよい。位置は、２次元的に示されてもよいし、３次元的に示されてもよい。例えば、位置は、緯度経度情報、座標情報、又はベクトルによって示される。
【００７４】
操縦機２０の位置は、筐体の位置であり、例えば、センサ部２６などにより検出される。操縦者自身の位置は、顔、頭、又は胴体などの任意の部位の位置であり、例えば、操縦者が保有する端末（スマートフォンなど）又は操縦者に装着されたセンサ（例えば、ＧＰＳセンサ、加速度センサ、又はジャイロセンサ）などにより検出される。撮影装置３０の位置は、筐体の位置（撮影位置）であり、例えば、後述するセンサ部３５などにより検出される。
【００７５】
本実施形態では、操縦情報が操縦機２０又は操縦者の向きに関する情報である場合を説明する。更に、その一例として、操縦情報が、操縦機２０の向きに関する情報である場合を説明する。操縦機２０の向きは、操縦者の向きに置き換えてもよいので、本実施形態で操縦機２０の向きと記載した箇所は、操縦者の向きと読み替えることができる。
【００７６】
例えば、操縦機２０は、センサ部２６の検出信号に基づいて、操縦機２０の向きに関する操縦情報を生成し、操縦情報取得部１０１は、操縦機２０により生成された操縦情報を取得する。例えば、操縦情報取得部１０１は、ＧＰＳセンサ２６Ａにより検出された操縦機２０の方位情報を、操縦情報として取得する。また例えば、操縦情報取得部１０１は、方位センサ２６Ｂにより検出された操縦機２０の方位情報を、操縦情報として取得する。なお、操縦情報取得部１０１は、これら２つの方位情報の平均値を、操縦情報として取得してもよい。
【００７７】
なお、方位情報以外の情報を操縦情報としてもよい。例えば、操縦情報取得部１０１は、ジャイロセンサ２６Ｃにより検出された姿勢情報に基づいて、操縦情報を取得してもよい。例えば、前進方向の初期値（例えば、ロール軸の正方向）と、操縦機２０の向きと、を一致させた状態で無人航空機１０を飛び立たせた場合には、飛行開始時からの操縦機２０の姿勢情報の変化に追従するように前進方向を変化させれば、これらを一致させることができるので、操縦情報取得部１０１は、飛行開始時における操縦機２０の姿勢情報と、現時点の操縦機２０の姿勢情報と、の差分を操縦情報として取得してもよい。
【００７８】
また、操縦情報の取得方法は、センサ部２６の検出信号を利用した方法に限られない。例えば、操縦情報取得部１０１は、撮影部１４が撮影した撮影画像に基づいて、操縦情報を取得してもよい。例えば、操縦情報取得部１０１は、撮影画像を画像解析して検出した操縦機２０の形状から操縦機２０の向きを推定してもよい。また例えば、操縦機２０が撮影部を備える場合には、操縦情報取得部１０１は、当該撮影部が撮影した撮影画像に基づいて、操縦情報を取得してもよい。例えば、操縦情報取得部１０１は、撮影画像を画像解析して検出した被写体から操縦機２０の向きを推定してもよい。
【００７９】
［１−３−３．航空機情報取得部］
航空機情報取得部１０２は、制御部１１を主として実現される。航空機情報取得部１０２は、無人航空機１０の向き及び位置の少なくとも一方に関する航空機情報を取得する。航空機情報は、無人航空機１０の向きだけに関する情報であってもよいし、無人航空機１０の位置だけに関する情報であってもよいし、これら両方に関する情報であってもよい。
【００８０】
無人航空機１０の向きは、地球上における絶対的な向きであってもよいし、他の物体（例えば、操縦機２０）に対する相対的な向きであってもよい。相対的な向きの意味は先述した通りである。ここでは、無人航空機１０の向きは、ロール軸の向きを意味する場合を説明するが、ピッチ軸又はヨー軸を無人航空機１０の向きとしてもよいし、各軸の間の方向を無人航空機１０の向きとしてもよい。
【００８１】
無人航空機１０の位置は、地球上における絶対的な位置であってもよいし、他の物体（例えば、操縦機２０）に対する相対的な位置であってもよい。相対的な位置の意味は先述した通りである。ここでは、無人航空機１０の位置は、ＧＰＳセンサ１５Ａが取り付けられた位置又は図２に示す座標軸の原点を意味する場合を説明するが、無人航空機１０内部の任意の位置を意味してもよい。
【００８２】
本実施形態では、航空機情報が無人航空機１０の向きに関する情報である場合を説明する。例えば、航空機情報取得部１０２は、センサ部１５の検出信号に基づいて、航空機情報を取得する。例えば、航空機情報取得部１０２は、ＧＰＳセンサ１５Ａにより検出された無人航空機１０の方位情報を、航空機情報として取得する。また例えば、航空機情報取得部１０２は、方位センサ１５Ｂにより検出された操縦機２０の方位情報を、航空機情報として取得する。なお、航空機情報取得部１０２は、これら２つの方位情報の平均値を、航空機情報として取得してもよい。
【００８３】
なお、方位情報以外の情報を航空機情報としてもよい。例えば、航空機情報取得部１０２は、ジャイロセンサ１５Ｃにより検出された姿勢情報に基づいて、航空機情報を取得してもよい。先述したように、前進方向の初期値（例えば、ロール軸の正方向）と、操縦機２０の向きと、を一致させた状態で無人航空機１０の飛行を飛び立たせた場合には、飛行開始時からの操縦機２０の姿勢情報の変化に追従するように前進方向を変化させれば、これらを一致させることができるので、航空機情報取得部１０２は、飛行開始時における無人航空機１０の姿勢情報と、現時点の無人航空機１０の姿勢情報と、の差分を航空機情報として取得してもよい。
【００８４】
また、航空機情報の取得方法は、センサ部１５の検出信号を利用した方法に限られない。例えば、航空機情報取得部１０２は、撮影部１４が撮影した撮影画像に基づいて、航空機情報を取得してもよい。例えば、航空機情報取得部１０２は、撮影画像を画像解析して検出した被写体から無人航空機１０の向きを推定してもよい。
【００８５】
なお、本実施形態では、無人航空機１０から見てどの方向に前進方向を設定するかを特定するために、操縦情報と航空機情報の２つを利用して、無人航空機１０の向きに対する操縦機２０の向き（相対的な向き）を特定する場合を説明するが、操縦情報が相対的な向きを示す場合には、航空機情報は必要ないので、航空機情報取得部１０２は省略してもよい。
【００８６】
［１−３−４．変更部］
変更部１０３は、制御部１１を主として実現される。変更部１０３は、操縦情報に基づいて、無人航空機１０に設定された前進方向に関する前進方向情報を変更する。例えば、変更部１０３は、飛行中に１回だけ前進方向情報を変更したり、ユーザが所定の操作をするたびに前進方向情報を変更したりしてもよいが、本実施形態では、変更部１０３が、予め定められた複数のタイミングの各々において、操縦情報に基づいて基準方向情報を変更する場合を一例として説明するまた、本実施形態では、操縦情報が操縦機２０の向きに関する情報なので、変更部１０３は、操縦機２０の向きに関する情報に基づいて、前進方向情報を変更することになる。
【００８７】
予め定められたタイミングとは、前進方向情報を変更するためのタイミングであり、繰り返し訪れるタイミングである。本実施形態では、一定の時間間隔（例えば、処理単位を示すフレーム）ごとに前進方向情報が変更され、上記タイミングが定期的に訪れる場合を説明するが、上記タイミングは不定期的に訪れてもよい。あるタイミングと、次のタイミングと、の時間間隔（即ち、前進方向情報の更新頻度）は、任意であってよく、例えば、数ミリ秒〜数秒程度であってもよいし、数十秒程度であってもよい。更に、時間間隔は、固定値であってもよいし、可変値であってもよい。時間間隔が可変値である場合には、操縦者が時間間隔の長さを指定可能であってもよい。
【００８８】
例えば、変更部１０３は、計時処理により前進方向情報を変更するタイミングが訪れたか否かを判定する。変更部１０３は、当該タイミングが訪れたと判定した場合に、操縦機２０の最新の向きに基づいて、前進方向情報を変更する。別の言い方をすれば、変更部１０３は、当該タイミングが訪れるたびに、操縦機２０の最新の向きに基づいて、前進方向情報を変更する。変更部１０３は、前進方向情報を繰り返し変更することができる。なお、前進方向情報を変更するとは、前進方向情報を更新することと同じ意味である。
【００８９】
なお、操縦機２０の向きと、前進方向と、の関係は、予めデータ記憶部１００に記憶されているものとする。この関係は、数式形式又はテーブル形式で定義されていてもよいし、プログラムコードの一部として記述されていてもよい。変更部１０３は、操縦機２０の向きに関連付けられた前進方向を示すように、前進方向情報を変更する。
【００９０】
本実施形態では、操縦情報が操縦機２０の絶対的な向きを示し、前進方向が無人航空機１０を基準とした方向なので、操縦機２０の向きを、無人航空機１０を基準とした方向に変換するために、変更部１０３は、航空機情報が示す無人航空機１０の向きに基づいて、操縦情報が示す操縦機２０の向きを、無人航空機１０を基準とした方向に変換し、当該変換した方向を前進方向Ｆ１０とする。
【００９１】
図８は、変更部１０３の処理内容の説明図である。先述したように、ここでは、無人航空機１０の向きをロール軸の正方向として説明する。例えば、変更部１０３は、航空機情報が示す無人航空機１０の向きＤ１０と、操縦情報が示す操縦機２０の向きＤ２０と、のなす角度θを取得する。角度θは、例えば、方位情報が示す角度の差分又はベクトルの内積などを利用すればよい。変更部１０３は、ロール軸を角度θだけ回転させた方向を、前進方向Ｆ１０として決定する。無人航空機１０の向きを示すロール軸を角度θだけ回転させた方向は、操縦機２０の向きＤ２０と一致することになる。
【００９２】
上記のように、本実施形態の変更部１０３は、前進方向Ｆ１０と、操縦機２０の向きＤ２０と、が一致するように、前進方向情報を変更する。ここでの一致とは、向き（ベクトル）が同じになることであり、なす角度が０°になることである。例えば、変更部１０３は、上記のようにして無人航空機１０を基準とした方向に変換した操縦機２０の向きを、前進方向Ｆ１０として決定する。
【００９３】
なお、変更部１０３は、前進方向Ｆ１０と操縦機２０の向きＤ２０とを完全に一致させるのではなく、多少のずれを許容してもよい。多少のずれとは、１０°未満程度のずれを意味してもよいし、３０°程度のずれが許容されてもよい。どの程度のずれを許容するかは、操縦者が任意に設定できてもよい。また、操縦情報が相対的な向きを示す場合には、操縦情報が示す向きを変換する必要はないので、変更部１０３は、上記のような向きの変換をせず、操縦情報が示す向きをそのまま前進方向としてもよい。
【００９４】
また、本実施形態では、基準方向を前進方向として説明しているが、基準方向を他の所定方向（例えば、後退方向、右方向、又は左方向）とする場合には、変更部１０３は、無人航空機１０の当該所定方向と、操縦機２０の向きＤ２０に基づいて定まる当該所定方向と、を一致させたり、これらのずれが所定未満となるようにしたりすればよい。
【００９５】
［１−３−５．指示方向情報取得部］
指示方向情報取得部１０４は、制御部１１を主として実現される。指示方向情報取得部１０４は、操縦機２０が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する。指示方向情報取得部１０４は、例えば、操縦機２０の検出信号に基づいて、指示方向情報を取得する。
【００９６】
本実施形態では、操縦機２０側で指示方向が特定される場合を説明する。このため、操縦機２０は、スティックＳＴが傾いた方向に対応する指示方向を特定し、無人航空機１０に対し、当該指示方向に関する指示方向情報を送信する。指示方向情報取得部１０４は、操縦機２０から指示方向情報を受信する。
【００９７】
なお、操縦機２０側で指示方向を特定せず、無人航空機１０側で指示方向を特定してもよい。この場合、操縦機２０は、スティックＳＴが傾いた方向に関する情報を送信し、指示方向情報取得部１０４は、スティックＳＴが傾いた方向に対応する指示方向を特定し、指示方向情報を取得する。この場合、スティックＳＴの傾斜方向と、指示方向と、の関係が予めデータ記憶部１００に記憶されているものとする。
【００９８】
［１−３−６．飛行制御部］
飛行制御部１０５は、制御部１１を主として実現される。飛行制御部１０５は、前進方向情報と指示方向情報とに基づいて、無人航空機１０の移動方向を制御する。移動方向は、無人航空機１０を基準とした方向であり、例えば、図２に示す座標系における方向で示される。例えば、移動方向は、ベクトル又は角度で示される。
【００９９】
例えば、指示方向は前進方向に対する方向であり、本実施形態の前進方向は動的に変化するので、指示方向をそのまま移動方向にするのではなく、現在の前進方向を考慮する必要がある。このため、飛行制御部１０５は、前進方向情報が示す前進方向に基づいて、指示方向情報が示す指示方向を変換し、当該変換した方向を移動方向として決定する。例えば、飛行制御部１０５は、指示方向を、前進方向に対応する角度θ（図８）だけ回転させた方向を移動方向として決定する。
【０１００】
［１−４．無人航空機制御システムにおいて実行される処理］
図９は、無人航空機制御システムＳにおいて実行される処理の一例を示すフロー図である。例えば、図９に示す処理は、制御部１１が記憶部１２に記憶されたプログラムに従って動作し、制御部２１が記憶部２２に記憶されたプログラムに従って動作することによって実行される。なお、図９に示す処理は繰り返し実行され、例えば、予め定められた周期に基づいて定期的に実行されてもよいし、操縦機２０に対する操作が行われた場合に実行されてもよい。
【０１０１】
図９に示すように、まず、操縦機２０においては、制御部２１は、スティックＳＴの検出信号に基づいて、指示方向情報を生成する（Ｓ１）。Ｓ１においては、制御部２１は、スティックＳＴの検出信号に基づいて、スティックＳＴが傾いた方向を特定し、当該方向に対応する指示方向を特定する。そして、制御部２１は、特定した指示方向に関する指示方向情報を生成する。
【０１０２】
なお、制御部２１は、スティックＳＴが傾いた方向だけでなく、角度も考慮して指示方向情報を生成してもよい。また、指示方向情報は、スティックＳＴ以外にも、他の操作部材の操作状態が含まれていてもよい。操作状態とは、例えばスティックＳＴの傾斜方向及び傾斜角度、ボタン及びスイッチのオン／オフ、又はタッチパネルから入力された内容などである。
【０１０３】
制御部２１は、センサ部２６の検出信号に基づいて、操縦機２０の向きに関する操縦情報を生成する（Ｓ２）。Ｓ２においては、例えば、制御部２１は、ＧＰＳセンサ２６Ａ又は方位センサ２６Ｂが検出した方位情報を、操縦情報として取得する。制御部２１は、無人航空機１０に対し、Ｓ１で生成した指示方向情報と、Ｓ２で生成した操縦情報と、を送信する（Ｓ３）。
【０１０４】
無人航空機１０においては、指示方向情報と操縦情報とを受信すると、制御部１１は、センサ部１５の検出信号に基づいて、無人航空機１０の向きに関する航空機情報を生成する（Ｓ４）。Ｓ４においては、例えば、制御部２１は、ＧＰＳセンサ１５Ａ又は方位センサ１５Ｂが検出した方位情報を、航空機情報として取得する。
【０１０５】
制御部１１は、航空機情報、指示方向情報、及び操縦情報に基づいて、前進方向情報を変更する（Ｓ５）。Ｓ５においては、まず、制御部１１は、無人航空機１０の向きに対する操縦機２０の相対的な向きを特定し、当該相対的な向きが前進方向となるように、前進方向情報を変更する。
【０１０６】
制御部１１は、前進方向情報と指示方向情報とに基づいて、無人航空機１０の移動方向を制御し（Ｓ６）、本処理は終了する。Ｓ６においては、制御部１１は、前進方向に対する指示方向を、移動方向として決定する。制御部１１は、Ｓ６で決定した移動方向に無人航空機１０が移動するように、複数のモータの各々を回転させる。例えば、無人航空機１０は、プロペラの回転数が少ない方向に向けて進むため、制御部１１は、Ｓ６で決定した移動方向側にあるモータの回転数が、他のモータの回転数よりも少なくなるように、各モータに対する出力を決定する。以降、無人航空機１０の飛行中において、Ｓ５の処理が繰り返し実行され、前進方向情報が随時更新される。そして、Ｓ６の処理において、Ｓ５で更新された前進方向情報に基づいて、無人航空機１０の移動方向が制御されることになる。
【０１０７】
以上説明した無人航空機制御システムＳによれば、無人航空機１０を物理的に回転させることで前進方向を変えるのではなく、無人航空機１０の内部的な前進方向情報を変更することで、電力消費を抑えつつ、無人航空機１０の操縦者を支援することができる。
【０１０８】
また、予め定められた複数のタイミングの各々において、前進方向情報を変更することによって、その時の状況に応じた前進方向情報を設定することができるので、操縦者の支援をより効果的に行うことができる。例えば、ユーザが、前進方向情報を変更するための操作をいちいち行う必要がなくなり、ユーザの操作負担を軽減することもできる。
【０１０９】
また、操縦機２０の向きに基づいて前進方向を変更することによって、操縦機２０の向きと前進方向とに対応関係を持たせることができ、操縦者を効果的に支援することができる。
【０１１０】
また、操縦機２０の向きと前進方向とを一致させることによって、操縦者から見た指示方向と同じ方向に無人航空機１０が移動するので、より直観的な操作を可能とすることができる。
【０１１１】
［２．実施形態２］
次に、無人航空機制御システムＳの別実施形態を説明する。なお、以降説明する実施形態２のうち、実施形態１と同様の構成については説明を省略する。
【０１１２】
図１０は、実施形態２の概要を示す図である。図１０に示すように、実施形態２の無人航空機制御システムＳは、無人航空機１０の前進方向Ｆ１０と、操縦機２０の位置Ｐ２０から無人航空機１０の位置Ｐ１０への方向と、を一致させる。このように前進方向Ｆ１０を設定すると、操縦者がスティックＳＴ１を上方向に倒して前進を指示すると、無人航空機１０は操縦者から離れる方向（奥側）に移動し、操縦者がスティックＳＴ１を下方向に倒して後退を指示すると、無人航空機１０は操縦者に近づく方向（手前側）に移動し、操縦者は、自分を基準にして無人航空機１０が移動するように感じるので、直観的な操作が可能となる。
【０１１３】
なお、例えば、操縦者がスティックＳＴ２を右に倒して右方向Ｒ２０（図４では、東）を指示すると、無人航空機１０は、前進方向Ｆ１０から見て右方向（図４では、南東）に進む。この場合、無人航空機１０は、前進方向Ｆ１０と直交する方向以外の方向に移動してもよい。例えば、位置Ｐ２０を原点とし、位置Ｐ１０と位置Ｐ２０を結ぶ線分を半径とする円上を進むように移動してもよい。
【０１１４】
図１１及び図１２は、実施形態２において無人航空機１０の前進方向Ｆ１０が変化する様子を示す図である。図１１及び図１２に示すように、操縦機２０に対する無人航空機１０の相対的な位置が変化すると、無人航空機１０の前進方向Ｆ１０も変化する。なお、ここでは無人航空機１０が移動する場合を説明するが、操縦者が移動した場合も相対的な位置は変化するので、無人航空機１０の前進方向Ｆ１０も同様に変化する。
【０１１５】
例えば、図１１に示すように、無人航空機１０が操縦機２０に対して左回りに移動し、操縦機２０の位置Ｐ２０から無人航空機１０の位置Ｐ１０への方向が左回りに変化すると、無人航空機１０の前進方向Ｆ１０も同じ角度だけ左回りに変化する。この場合も、操縦者がスティックＳＴ１を上方向に倒して前進を指示すると、無人航空機１０は操縦者から遠ざかるように移動し、スティックＳＴ１を下方向に倒して後退を指示すると、無人航空機１０は操縦者の方に戻るように移動する。
【０１１６】
また例えば、図１２に示すように、無人航空機１０が操縦機２０に対して右回りに移動し、操縦機２０の位置Ｐ２０から無人航空機１０の位置Ｐ１０への方向が右回りに変化すると、無人航空機１０の前進方向Ｆ１０も同じ角度だけ右回りに変化する。この場合も、操縦者がスティックＳＴ１を上方向に倒して前進を指示すると、無人航空機１０は操縦者から遠ざかるように移動し、スティックＳＴ１を下方向に倒して後退を指示すると、無人航空機１０は操縦者の方に戻るように移動する。
【０１１７】
以上のように、実施形態２でも、操縦者に直感的な操作を提供する場合に、無人航空機１０の物理的な向きを変えるのではなく、無人航空機１０の内部的な前進方向Ｆ１０を変化させることで、電力消費を抑えるようにしている。以降、実施形態２の詳細を説明する。
【０１１８】
実施形態２の機能ブロックは、実施形態１と同様であるが、各機能における処理内容の詳細は、実施形態１と異なる。
【０１１９】
例えば、実施形態２の操縦情報は、操縦機２０又は操縦者と、無人航空機１０と、の位置関係に関する情報である。ここでは、操縦機２０と無人航空機１０との位置関係を一例として説明する。操縦機２０の位置は、操縦者の位置に置き換えてもよいので、本実施形態で操縦機２０の位置と記載した箇所は、操縦者の位置と読み替えることができる。
【０１２０】
位置関係とは、相対的な位置と同じ意味であり、ある物体に対する他の物体の位置である。ここでは、位置関係は、操縦機２０に対する無人航空機１０の相対的な位置、又は、無人航空機１０に対する操縦機２０の相対的な位置である。位置関係は、例えば、座標情報又はベクトルによって示される。
【０１２１】
例えば、操縦情報取得部１０１は、操縦機２０の位置情報と、無人航空機１０の位置情報と、に基づいて、位置関係に関する操縦情報を取得する。
【０１２２】
例えば、操縦機２０は、センサ部２６の検出信号に基づいて、操縦機２０の位置情報を生成し、操縦情報取得部１０１は、操縦機２０により生成された位置情報を取得する。例えば、操縦情報取得部１０１は、ＧＰＳセンサ２６Ａにより検出された操縦機２０の位置情報を取得する。他にも例えば、操縦情報取得部１０１は、センサ部２６のジャイロセンサ２６Ｃ及び加速度センサにより検出された操縦機２０の位置情報を取得してもよい。
【０１２３】
なお、操縦機２０の位置情報の取得方法は、センサ部２６の検出信号を利用した方法に限られない。例えば、操縦情報取得部１０１は、通信部２３の通信内容に基づいて、位置情報を取得してもよい。例えば、操縦情報取得部１０１は、通信部２３を介して取得された基地局情報又はアクセスポイント情報に基づいて位置情報を取得してもよい。また例えば、操縦情報取得部１０１は、操縦機２０が撮影部を有する場合には、当該撮影部が撮影した撮影画像に基づいて、位置情報を取得してもよい。例えば、操縦情報取得部１０１は、撮影画像を画像解析して検出した被写体から操縦機２０の位置を推定してもよい。
【０１２４】
また例えば、操縦情報取得部１０１は、センサ部１５の検出信号に基づいて、無人航空機１０の位置情報を取得する。なお、ここでは、操縦情報取得部１０１が無人航空機１０の位置情報を取得する場合を説明するが、実施形態１で説明した航空機情報取得部１０２が航空機情報として取得してもよい。
【０１２５】
例えば、操縦情報取得部１０１は、ＧＰＳセンサ１５Ａにより検出された無人航空機１０の位置情報を取得する。他にも例えば、操縦情報取得部１０１は、センサ部１５のジャイロセンサ１５Ｃ及び加速度センサにより検出された無人航空機１０の位置情報を取得してもよい。
【０１２６】
なお、無人航空機１０の位置情報の取得方法は、センサ部１５の検出信号を利用した方法に限られない。例えば、操縦情報取得部１０１は、通信部１３の通信内容に基づいて、位置情報を取得してもよい。例えば、操縦情報取得部１０１は、通信部１３を介して取得された基地局情報又はアクセスポイント情報に基づいて位置情報を取得してもよい。また例えば、操縦情報取得部１０１は、撮影部１４が撮影した撮影画像に基づいて、位置情報を取得してもよい。例えば、操縦情報取得部１０１は、撮影画像を画像解析して検出した被写体から無人航空機１０の位置を推定してもよい。
【０１２７】
なお、操作情報取得部は、操縦機２０の位置情報と、無人航空機１０の位置情報と、の２つの情報から相対的な位置を特定するのではなく、撮影画像から相対位置を特定してもよいし、指向性のある無線通信規格又は通信相手との距離を推定可能な無線通信規格が利用される場合には通信内容によって相対的な位置を特定してもよい。また例えば、操作情報取得部は、撮影部１４が撮影した撮影画像に基づいて、相対的な位置を特定してもよい。例えば、操縦情報取得部１０１は、撮影画像を画像解析して検出した操縦機２０又は操縦者の撮影位置及びサイズから相対的な位置を推定してもよい。
【０１２８】
変更部１０３は、位置関係に関する操縦情報に基づいて、前進方向情報を変更する。なお、無人航空機１０の前進方向が基準方向の一例である点については、実施形態１と同様である。
【０１２９】
なお、位置関係と前進方向との関係は、予めデータ記憶部１００に記憶されているものとする。この関係は、数式形式又はテーブル形式で定義されていてもよいし、プログラムコードの一部として記述されていてもよい。変更部１０３は、操縦情報が示す位置関係に関連付けられた前進方向を示すように、前進方向情報を変更することになる。
【０１３０】
例えば、変更部１０３は、前進方向と、操縦機２０又は操縦者と無人航空機１０とを結ぶ方向と、が一致するように、基準方向情報を変更する。無人航空機１０の位置と操縦機２０の位置とを結ぶ方向とは、無人航空機１０から操縦機２０に対する方向であってもよいし、操縦機２０から無人航空機１０に対する方向であってもよい。
【０１３１】
図１３は、実施形態２における変更部１０３の処理内容の説明図である。図１３に示すように、変更部１０３は、操縦機２０の位置Ｐ２と、無人航空機１０の位置Ｐ１０と、を結ぶ方向を、前進方向Ｆ１０とする。例えば、変更部１０３は、操縦機２０の位置Ｐ２０を示す座標と、無人航空機１０の位置Ｐ１を示す座標と、の差分を取ることによって、前進方向Ｆ１０のベクトルを取得する。
【０１３２】
なお、変更部１０３は、前進方向Ｆ１０と、操縦機２０の位置Ｐ２０及び無人航空機１０の位置Ｐ１０を結ぶ方向を、を完全に一致させるのではなく、多少のずれを許容してもよい。多少のずれとは、０°より大きく１０°未満程度のずれを意味してもよいし、３０°程度のずれが許容されてもよい。どの程度のずれを許容するかは、操縦者が任意に設定できてもよい。飛行制御部１０５が前進方向情報と指示方向情報とに基づいて移動方向を決定する処理は、実施形態１で説明した通りである。
【０１３３】
実施形態２の無人航空機制御システムＳによれば、操縦機２０及び無人航空機１０の位置関係に基づいて前進方向を変更することによって、操縦機２０及び無人航空機１０の位置関係と前進方向との間に対応関係を持たせることで、電力消費も抑えつつ、操縦者を効果的に支援することができる。
【０１３４】
また、前進方向と操縦機２０と無人航空機１０とを結ぶ方向とを一致させることによって、例えば、前進を指示した場合に無人航空機１０が奥側に移動して後退を指示した場合に無人航空機１０を手前側に移動させたり、これとは逆に、前進を指示した場合に無人航空機１０が手前側に移動して後退を指示した場合に無人航空機１０を奥側に移動させたりすることができ、より直観的な操作を可能とすることができる。
【０１３５】
なお、無人航空機１０は、実施形態１の制御方法（前進方向の決定方法）と、実施形態２の制御方法（前進方向の決定方法）と、を所定の条件のもとで切り替えてもよい。所定の条件とは、予め定められた条件であればよく、例えば、無人航空機１０と操縦機２０又は操縦者との位置関係であってもよいし、操縦者が操縦機２０から所定の切替操作をすることであってもよい。位置関係は、無人航空機１０と操縦機２０又は操縦者との距離を意味してもよいし、無人航空機１０と操縦機２０又は操縦者とを結ぶ方向を意味してもよい。
【０１３６】
例えば、無人航空機１０は、操縦機２０との距離に基づいて、実施形態１の制御方法と、実施形態２の制御方法と、を切り替える。この場合、無人航空機１０は、自身の位置と操縦機２０の位置とに基づいて距離を計算し、当該距離が閾値以上であるか否かを判定する。無人航空機１０は、距離が閾値未満であると判定した場合には、実施形態１の制御方法とし、距離が閾値以上であると判定した場合には、実施形態２の制御方法としてもよい。
【０１３７】
例えば、無人航空機１０が操縦機２０又は操縦者の真上付近にあるような場合は、これらの距離が略０になるので、無人航空機１０は、実施形態２の制御方法から実施形態１の制御方法に切り替えてもよいし、直近に決定した前進方向を固定してもよい。なお、略０とは、０とみなせる程度に短い距離であればよく、例えば、０メートル〜５メートル程度であってよい。また例えば、無人航空機１０は、自身の位置と、操縦機２０又は操縦者の位置と、の差異を精度よく取得できないほどに距離が近い場合には、実施形態２の制御方法を終了して無人航空機１０の前進方向を固定してもよい。この場合、無人航空機１０は、上記差異を精度よく取得できるようになった場合に、実施形態２の制御方法を再開すればよい。
【０１３８】
［３．実施形態３］
次に、無人航空機制御システムＳの別実施形態を説明する。なお、以降説明する実施形態３のうち、実施形態１又は２と同様の構成については説明を省略する。
【０１３９】
図１４は、実施形態３の全体構成を示す図である。図１４に示すように、実施形態３の無人航空機制御システムＳは、無人航空機１０と操縦機２０に加えて、撮影装置３０と表示制御装置４０を含む。無人航空機１０、操縦機２０、撮影装置３０、及び表示制御装置４０は、インターネットなどのネットワークに接続可能となっている。
【０１４０】
撮影装置３０は、飛行中の無人航空機１０を撮影可能な機器であり、例えば、カメラ、スマートフォン（携帯電話）、タブレット型端末、又はパーソナルコンピュータである。撮影装置３０は、制御部３１、記憶部３２、通信部３３、撮影部３４、センサ部３５、操作部３６、及び表示部３７を含む。制御部３１、記憶部３２、通信部３３、撮影部３４、センサ部３５、操作部３６、及び表示部３７は、それぞれ制御部１１、記憶部１２、通信部１３、撮影部１４、センサ部１５、操作部２４、及び表示部２５と同様である。
【０１４１】
撮影装置３０は、地上に固定されていてもよいし、向き及び位置の少なくとも一方が変化してもよい。撮影装置３０の向き及び位置の少なくとも一方が変化する場合には、向きだけが変化してもよいし、位置だけが変化してもよいし、これら両方が変化してもよい。撮影装置３０の向き及び位置の少なくとも一方は、撮影者が変化させてもよいし、操縦者が遠隔で変化させてもよいし、無人航空機１０を追尾するように自動的に変化してもよい。無人航空機１０を追尾させる場合には、撮影装置３０は、無人航空機１０から位置情報を取得して無人航空機１０を追尾してもよいし、撮影部３４が撮影した画像から検出した無人航空機１０を追尾してもよい。
【０１４２】
表示制御装置４０は、撮影装置３０が撮影した画像を表示させるためのコンピュータであり、例えば、テレビ、ディスプレイ、スマートフォン（携帯電話）、タブレット型端末、又はパーソナルコンピュータ等である。例えば、表示制御装置４０は、撮影装置３０から離れた場所に配置されており、無人航空機１０を直接的に視認できない位置にいる操縦者が、無人航空機１０を遠隔で操縦するために利用される。
【０１４３】
表示制御装置４０は、制御部４１、記憶部４２、通信部４３、操作部４４、及び表示部４５を含む。制御部４１、記憶部４２、通信部４３、操作部４４、及び表示部４５は、それぞれ制御部１１、記憶部１２、通信部１３、操作部２４、及び表示部２５と同様である。
【０１４４】
図１５は、実施形態３の概要を示す図である。実施形態１及び２では、操縦者が無人航空機１０を目視して操縦する場合を説明したが、図１５に示すように、実施形態３では、操縦者Ｐは、無人航空機１０を直接的に目視するのではなく、表示制御装置４０に表示された撮影装置３０の撮影画像をもとに、遠隔地で操縦する。例えば、操縦者Ｐは、表示制御装置４０の表示部４５の画面と相対するようにして、無人航空機１０を操縦する。
【０１４５】
例えば、撮影装置３０の制御部３１は、撮影部３４が撮影した画像を示すデータを、通信部３３を介して表示制御装置４０に送信する。表示制御装置４０は、通信部４３を介して受信したデータに基づいて、撮影部３４が撮影した画像を表示部４５に表示させる。操縦者は、操縦機２０を持って表示制御装置４０の表示部４５を見て、無人航空機１０を操縦する。なお、実施形態３では、操縦機２０は、有線（通信ケーブル）によってネットワークに接続されてもよい。
【０１４６】
実施形態３では、操縦機２０又は操縦者Ｐではなく、撮影装置３０の向き又は位置に基づいて、無人航空機１０の前進方向が決定される。実施形態３では、実施形態１の処理を流用して前進方向が決定されてもよいし、実施形態２の処理を流用して前進方向が決定されてもよい。
【０１４７】
図１６は、実施形態１の処理を流用する場合の実施形態３の概要を示す図である。図１６に示すように、例えば、実施形態１で説明した操縦機２０の向きを撮影装置３０の向きと読み替えて、無人航空機１０の前進方向Ｆ１０と、撮影装置３０の向きＤ３０と、を一致させるようにしてもよい。このようにすれば、操縦者が表示制御装置４０の撮影画像を見ている向きと、無人航空機１０の前進方向Ｆ１０と、が一致するので、実施形態１と同様に操作支援をしつつ、電力消費を抑えることができる。
【０１４８】
図１７は、実施形態２の処理を流用する場合の実施形態３の概要を示す図である。図１７に示すように、また例えば、実施形態２で説明した操縦機２０の位置を撮影装置３０の位置と読み替えて、無人航空機１０の前進方向と、撮影装置３０から無人航空機１０の位置Ｐ１０への方向と、を一致させるようにしてもよい。このようにすれば、撮影者が見ている撮影画像の視点及び無人航空機１０の位置と、無人航空機１０の前進方向Ｆ１０と、が一致するので、実施形態２と同様に操作支援をしつつ、電力消費を抑えることができる。
【０１４９】
図１８は、実施形態３の機能ブロック図である。図１８に示すように、実施形態３の無人航空機制御システムＳは、表示制御部１０６を更に含む。表示制御部１０６は、制御部４１を主として実現される。
【０１５０】
表示制御部１０６は、撮影装置３０で無人航空機１０を撮影した画像を、操縦者に対応する表示部４５に表示させる。例えば、表示制御部１０６は、撮影装置３０から撮影画像のデータを受信し、当該データに基づいて、表示部４５に撮影画像を表示させる。
【０１５１】
実施形態３では、操縦情報は、撮影装置３０の向き及び位置の少なくとも一方に関する情報である。操縦情報取得部１０１の処理は、実施形態１で操縦機２０の向きと記載した箇所を撮影装置３０の向きと読み替えたり、実施形態２で操縦機２０の位置と記載した箇所を撮影装置３０の位置と読み替えたりした内容となる。例えば、操縦情報取得部１０１は、センサ部３５の検出信号に基づいて操縦情報を取得してもよいし、通信部３３の通信内容又は撮影部３４の撮影画像に基づいて操縦情報を取得してもよい。
【０１５２】
変更部１０３は、撮影装置３０の向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報に基づいて、前進方向情報を変更する。操縦情報取得部１０１の処理は、実施形態１で操縦機２０の向きと記載した箇所を撮影装置３０の向きと読み替えたり、実施形態２で操縦機２０の位置と記載した箇所を撮影装置３０の位置と読み替えたりした内容となる。
【０１５３】
例えば、操縦情報取得部１０１は、前進方向と撮影装置３０の向きとが一致するように、前進方向情報を変更する。また例えば、操縦情報取得部１０１は、前進方向と、撮影装置３０及び無人航空機１０とを結ぶ方向と、が一致するように、前進方向情報を変更する。なお、これらを必ずしも一致させる必要はなく、ある程度のずれを許容してもよい点は、実施形態１及び２で説明した通りである。
【０１５４】
実施形態３の無人航空機制御システムＳによれば、操縦者が無人航空機１０を直視せずに遠隔で操作する場合であっても、電力消費も抑えつつ、操縦者を効果的に支援することができる。
【０１５５】
［４．変形例］
なお、本発明は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能である。
【０１５６】
図１９は、変形例の機能ブロック図である。図１９に示すように、以降説明する変形例では、実施形態で説明した機能に加え、通知部１０７、判定部１０８、制限部１０９、及び切替部１１０が実現される。これら各機能は、制御部１１を主として実現される。
【０１５７】
（１）例えば、前進方向及び移動方向の少なくとも一方が操縦者に通知されるようにしてもよい。本変形例の操縦機２０は、ＬＥＤライトなどの発光部、スピーカ又はイヤホンジャックなどの音声出力部、及びバイブレータなどの振動部の少なくとも１つを含む。
【０１５８】
変形例（１）の無人航空機制御システムＳは、通知部１０７を含む。通知部１０７は、前進方向と移動方向の少なくとも一方を操縦者に通知する。通知部１０７は、前進方向だけを通知してもよいし、移動方向だけを通知してもよいし、これら両方を通知してもよい。
【０１５９】
通知は、予め定められた方法によって行われるようにすればよく、例えば、視覚、聴覚、又は触覚を利用した通知であればよい。例えば、通知は、所定の画像を表示させること、所定の発光部を発光させること、所定の音声を出力すること、又は、所定パターンの振動を発生させることである。
【０１６０】
例えば、通知部１０７は、前進方向と移動方向の少なくとも一方に関する情報を操縦機２０に対して送信する。当該情報は、所定形式のデータが送信されることによって行われるようにすればよい。操縦機２０は、当該情報を受信すると、所定の通知を行う。
【０１６１】
例えば、操縦機２０は、前進方向と移動方向の少なくとも一方を示す画像を表示部２５に表示させる。また例えば、操縦機２０は、前進方向と移動方向の少なくとも一方を示すように、発光部を発光させる。例えば、操縦機２０の上下左右などの任意の方向に発光部を配置しておき、操縦機２０は、前進方向と移動方向の少なくとも一方側にある発光部を発光させる。また例えば、操縦機２０は、前進方向と移動方向の少なくとも一方を示す音声を操縦機２０の音声出力部から出力する。また例えば、操縦機２０は、前進方向と移動方向の少なくとも一方を示す所定パターンの振動を発生させる。
【０１６２】
変形例（１）によれば、基準方向及び移動方向の少なくとも一方が通知されることで、操縦者の操作支援を効果的に行うことができる。
【０１６３】
（２）また例えば、操縦者が操縦機２０を落とした場合などは、操縦機２０の方向が急激に変化するため、このような場合に前進方向を動的に制御すると、前進方向が急激に変化することになる。無人航空機１０の移動方向もそれにつられて急激に変化し、無人航空機１０の飛行の安定性を保てない可能性がある。このため、操縦機２０の向き及び位置の少なくとも一方の変化が非常に大きく、操縦者が操縦機２０を落としたと推測される場合には、前進方向を動的に変更する処理が制限されるようにしてもよい。
【０１６４】
変形例（２）の無人航空機制御システムＳは、判定部１０８と制限部１０９を含む。判定部１０８は、操縦情報の変化量が所定量以上であるか否かを判定する。
【０１６５】
変化量とは、所定時間（例えば、１秒〜２秒未満程度）あたりの操縦情報の変化の程度であり、例えば、ある時間における操縦情報が示す向き及び位置の少なくとも一方と、当該時間の所定時間後における操縦情報が示す向き及び位置の少なくとも一方と、の差である。所定量は、予め定められた量であればよく、例えば、所定角度（例えば、９０°〜１８０°程度）又は所定距離（例えば、３０センチメートル〜数メートル程度）である。
【０１６６】
本変形例では、操縦情報取得部１０１が取得した操縦情報の履歴がデータ記憶部１００に記憶されているものとする。例えば、操縦情報取得部１０１は、取得した操縦情報をデータ記憶部１００に蓄積させる。判定部１０８は、複数の時点の各々における操縦情報に基づいて、操縦情報の変化量を取得し、操縦情報の変化量と所定量とを比較することになる。
【０１６７】
制限部１０９は、操縦情報の変化量が所定量以上であると判定された場合に、前進方向情報の変更を制限する。制限とは、前進方向情報の変更を禁止すること、又は、前進方向情報の変更を抑制することである。例えば、制限部１０９は、操縦情報の変化量が所定量以上であると判定された場合に、前進方向情報の変更を禁止し（基準方向情報をロックして変更せず）、操縦情報の変化量が所定量以上であると判定されない場合に、前進向情報の変更を許可する。
【０１６８】
また例えば、制限部１０９は、操縦情報の変化量が所定量以上であると判定された場合には、操縦情報の変化量が所定量以上であると判定されない場合よりも、前進方向情報の変更量を小さくする。前進方向情報の変更量とは、方向の変化量であり、方向が変化した角度である。制限部１０９は、前進方向の変化（単位時間当たりの変化量）を緩やかにして緩衝制御をすることになる。
【０１６９】
変形例（２）によれば、操縦機２０の変化量が所定量以上である場合に前進方向の変更が制限されるので、無人航空機１０の飛行をより安定させることができる。
【０１７０】
（３）また例えば、無人航空機制御システムＳには、複数台の操縦機２０が含まれていてもよい。この場合、ある操縦機２０が無人航空機１０を制御する状態から別の操縦機２０が無人航空機１０を制御する状態に変わるようにしてもよい。なお、本変形例では、通信部１３は、複数の無線通信インタフェースを含むものとする。各無線通信インタフェースは、互いに混線しないように、利用する周波数帯域（チャンネル）が異なるものとする。
【０１７１】
図２０は、変形例（３）の概要を示す図である。なお、ここでは、操縦機２０の台数を２台として説明するが、操縦機２０は３台以上あってもよい。図２０に示す例では、無人航空機１０は、第１操縦機２０Ａにより制御されている。即ち、第１操縦機２０Ａの方向指示情報が有効な状態であり、無人航空機１０は、第１操縦機２０Ａの操縦者ＰＡが操縦することになる。
【０１７２】
その後、無人航空機１０は、任意のタイミングで、第２操縦機２０Ｂにより制御される状態となる。即ち、第２操縦機２０Ｂの方向指示情報が有効な状態となり、第１操縦機２０Ａの方向指示情報は無効な状態となる。別の言い方をすれば、無人航空機１０は、第１操縦機２０Ａと第２操縦機２０Ｂの両方から方向指示情報を受信可能な状態となるが、第１操縦機２０Ａからの方向指示情報は無視し、第２操縦機２０Ｂからの方向指示情報に基づいて飛行制御する。この状態になると、無人航空機１０は、第２操縦機２０Ｂの操縦者ＰＢが操縦することになる。
【０１７３】
変形例（３）の無人航空機制御システムＳは、切替部１１０を含む。切替部１１０は、第１操縦機２０Ａにより無人航空機１０が制御される第１状態から、第２操縦機２０Ｂにより無人航空機１０が制御される第２状態に切り替える。切替部１１０は、所定の条件が満たされた場合に、第１状態から第２状態に切り替える。
【０１７４】
所定の条件は、予め定められた条件であればよく、例えば、第１操縦機２０Ａ若しくは第２操縦機２０Ｂから所定の切替要求を受信すること、又は、第１操縦機２０Ａからの指示内容と第２操縦機２０Ｂからの指示内容とが一致することなどである。切替要求は、操縦権を切り替えるための要求であり、例えば、操作部２４の任意の操作部材を操作することによって送信される。
【０１７５】
第１状態は、第１操縦機２０Ａに操作権がある状態である。別の言い方をすれば、第１状態は、第１操縦機２０Ａからの指示方向情報が有効な状態である。第２状態は、第２操縦機２０Ｂに操作権がある状態である。別の言い方をすれば、第２状態は、第２操縦機２０Ｂからの指示方向情報が有効な状態である。
【０１７６】
図２１は、変形例（３）における変更部１０３の処理を説明するための図である。図２１に示すように、変更部１０３は、第１状態から第２状態に切り替わった場合に、第２状態における操縦情報に基づいて、前進方向情報を設定し直す。第２状態における操縦情報とは、第２操縦機２０Ｂの操縦情報である。操縦情報に基づいて前進方向情報を決定する処理自体は、実施形態で説明した通りである。なお、変形例（３）の操縦情報取得部１０１は、第１操縦機２０Ａの操縦情報と、第２操縦機２０Ｂの操縦情報と、の両方を取得可能とする。操縦情報の取得方法自体は、実施形態で説明した通りである。
【０１７７】
変形例（３）によれば、無人航空機１０を制御する操縦機２０が切り替わった場合であったとしても、切替後の操縦機２０の操縦者を効果的に支援することができる。
【０１７８】
（４）また例えば、前進方向情報が変更された場合に、安定した姿勢となるように、無人航空機１０の向きが調整されてもよい。
【０１７９】
図２２は、変形例（４）の概要を示す図である。図４に示すように、飛行制御部１０５は、前進方向情報が変更された場合に、変更後の前進方向情報に基づいて、無人航空機１０の向きを制御する。例えば、飛行制御部１０５は、前進方向Ｆ１０と、無人航空機１０の向きＤ１０と、が直交又は略直交するように、無人航空機１０の向きを制御する。なお、略直交とは、直交とみなせる程度の角度であり、例えば、交差角が８０°以上かつ９０°未満とする。
【０１８０】
なお、飛行制御部１０５は、前進方向情報が変更された直後に無人航空機１０の向きを制御してもよいし、前進方向情報が変更されて一定時間が経過した後に無人航空機１０の向きを制御してもよい。また、変更部１０３は、無人航空機１０の姿勢変更に応じて前進方向も変化させてよい。例えば、変更部１０３は、無人航空機１０の姿勢が回転した角度だけ前進方向を変化させてもよい。
【０１８１】
変形例（４）によれば、前進方向に応じた安定した姿勢で無人航空機１０を飛行させることができる。
【０１８２】
（５）また例えば、上記実施形態１〜３及び変形例（１）〜（４）の何れか２つ以上を組み合わせるようにしてもよい。
【０１８３】
また例えば、無人航空機１０は、操縦者が自由に操縦可能なモードで飛行しなくてもよく、位置情報を補助的に利用して飛行するモードで飛行してもよい。例えば、操縦者がスティックＳＴを傾けると、無人航空機１０が、ＧＰＳセンサ１５Ａで検出した位置情報を利用して、格子状に区切られた座標間を移動するＧＰＳ飛行モードで飛行してもよい。このような場合であっても、操縦者が指示した指示方向と、変更部１０３により変更された前進方向と、に基づいて定まる移動方向に、無人航空機１０が移動してもよい。また例えば、前進方向情報は、予め定められたタイミングではなく、操縦者が所定の操作をしたことに応じて変更されるようにしてもよい。この操作としては、予め定められた操作であればよく、例えば、操縦機２０の操作部２４の所定の操作部材（例えば、ボタン、レバー、スイッチなど）を操作することであってもよいし、表示部２５に表示された所定のアイコンを操作部２４のタッチパネルでタッチすることであってもよい。
【０１８４】
また例えば、無人航空機制御システムＳは、他のコンピュータ（例えば、サーバコンピュータ又はパーソナルコンピュータ）を含んでいてもよく、当該コンピュータによって各無人航空機１０の飛行制御が実行されてもよい。この場合、無人航空機１０及び操縦機２０は、インターネットなどのネットワークを介して当該コンピュータと通信可能であってもよい。例えば、データ記憶部１００は、無人航空機制御システムＳ内のデータベースサーバにより実現されてもよいし、無人航空機制御システムＳ外のデータベースサーバにより実現されてもよい。
【０１８５】
また例えば、上記説明した各機能は、無人航空機制御システムＳの何れかのコンピュータで実現されるようにすればよく、無人航空機１０、操縦機２０又はサーバなどの他のコンピュータで各機能が分担されていてもよい。例えば、飛行制御部１０５が操縦機２０又はサーバで実現され、無人航空機１０は、操縦機２０又はサーバの飛行制御部１０５から制御内容を取得し、モータの回転を制御してもよい。この場合、操縦情報取得部１０１、航空機情報取得部１０２、変更部１０３、及び指示方向情報取得部１０４も、操縦機２０又はサーバにおいて実現されてもよい。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月9日(2019.4.9)
【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】
無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得手段と、
前記操縦情報に基づいて、予め記憶手段に記憶された、前記無人航空機の移動方向を決定するための基準となる基準方向に関する基準方向情報を変更する変更手段と、
操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得手段と、
前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記指示方向を変更せずに、前記基準方向に対する前記指示方向を前記移動方向として特定し、前記無人航空機を制御する飛行制御手段と、
を含むことを特徴とする無人航空機制御システム。
【請求項２】
前記変更手段は、予め定められた複数のタイミングの各々において、前記操縦情報に基づいて前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無人航空機制御システム。
【請求項３】
前記操縦情報は、前記操縦機又は操縦者の向きに関する情報であり、
前記変更手段は、前記操縦機又は前記操縦者の向きに関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無人航空機制御システム。
【請求項４】
前記基準方向は、前記無人航空機の前進方向であり、
前記変更手段は、前記前進方向と、前記操縦機又は前記操縦者の向きと、が一致するように、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項３に記載の無人航空機制御システム。
【請求項５】
前記操縦情報は、前記操縦機又は操縦者と、前記無人航空機と、の位置関係に関する情報であり、
前記変更手段は、前記位置関係に関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項６】
前記基準方向は、前記無人航空機の前進方向であり、
前記変更手段は、前記前進方向と、前記操縦機又は前記操縦者と前記無人航空機とを結ぶ方向と、が一致するように、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項５に記載の無人航空機制御システム。
【請求項７】
前記無人航空機制御システムは、撮影手段で前記無人航空機を撮影した画像を、操縦者に対応する表示手段に表示させる表示制御手段を更に含み、
前記操縦情報は、前記撮影手段の向き及び位置の少なくとも一方に関する情報であり、
前記変更手段は、前記撮影手段の向き及び位置の少なくとも一方に関する前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無人航空機制御システム。
【請求項８】
前記無人航空機制御システムは、前記基準方向と前記移動方向の少なくとも一方を操縦者に通知する通知手段、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項９】
前記無人航空機制御システムは、
前記操縦情報の変化量が所定量以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記操縦情報の変化量が所定量以上であると判定された場合に、前記基準方向情報の変更を制限する制限手段と、
を含むことを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項１０】
前記無人航空機は、第１操縦機により制御されており、
前記無人航空機制御システムは、前記第１操縦機により前記無人航空機が制御される第１状態から、第２操縦機により前記無人航空機が制御される第２状態に切り替える切替手段を更に含み、
前記変更手段は、前記第１状態から前記第２状態に切り替わった場合に、前記第２状態における前記操縦情報に基づいて、前記基準方向情報を設定し直す、
ことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項１１】
前記飛行制御手段は、前記基準方向情報が変更された場合に、変更後の前記基準方向情報に基づいて、前記無人航空機の向きを制御する、
ことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の無人航空機制御システム。
【請求項１２】
無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得ステップと、
前記操縦情報に基づいて、予め記憶手段に記憶された、前記無人航空機の移動方向を決定するための基準となる基準方向に関する基準方向情報を変更する変更ステップと、
操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得ステップと、
前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記指示方向を変更せずに、前記基準方向に対する前記指示方向を前記移動方向として特定し、前記無人航空機を制御する飛行制御ステップと、
を含むことを特徴とする無人航空機制御方法。
【請求項１３】
無人航空機の操縦に関する向き及び位置の少なくとも一方に関する操縦情報を取得する操縦情報取得手段、
前記操縦情報に基づいて、予め記憶手段に記憶された、前記無人航空機の移動方向を決定するための基準となる基準方向に関する基準方向情報を変更する変更手段、
操縦機が受け付けた指示方向に関する指示方向情報を取得する指示方向情報取得手段、
前記基準方向情報と前記指示方向情報とに基づいて、前記指示方向を変更せずに、前記基準方向に対する前記指示方向を前記移動方向として特定し、前記無人航空機を制御する飛行制御手段、
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【国際調査報告】
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