(57)【要約】【課題】小型無人航空機の飛行対象となる空間領域が安全な飛行可能な空間領域か否かを判断して操縦者に提示することのできる飛行空間情報提供装置を提供する。【解決手段】飛行空間情報提供装置１を、ドローン５の飛行対象となる空間領域の地形情報を取得する手段２１と前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、ドローン５に対する飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する手段２２とを備えた情報センター２と、ドローン制御装置６に接続され、情報センター２から、前記飛行空間メッシュのうちのドローン５が飛行する飛行空間メッシュを取得する手段３２と、ドローン５が進入するメッシュの飛行リスクを算出して、ドローン５が前記メッシュに進入可能か否かを判断する手段３５とを備えた情報端末機３とから構成した。【選択図】図１
2018120498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型無人航空機航行の安全性を高めるための飛行空間情報提供装置であって、
小型無人航空機の飛行対象となる空間領域の地形情報を取得して前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、前記小型無人航空機に対する飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する情報センターと、
前記小型無人航空機の制御装置に接続されて、前記情報センターから、前記飛行空間メッシュのうちの前記小型無人航空機が飛行する飛行空間メッシュを取得して、前記小型無人航空機が進入するメッシュの飛行リスクを算出して、前記小型無人航空機が前記メッシュに進入可能か否かを判断し、前記判断の結果を利用者に提供する情報端末機とを備えることを特徴とする飛行空間情報提供装置。
【請求項２】
前記地形情報は、樹木や建物の高さ情報を含み、
前記飛行制限情報は、航空法で定められた飛行禁止区域、最低地上高度、及び、最高地上高度を含み、
前記気象情報は、気象庁が公開する雨量強度の分布データを含むことを特徴とする請求項１に記載の飛行空間情報提供装置。
【請求項３】
前記情報センターは、前記地形情報と前記飛行制限情報と前記気象情報とを取得する情報取得手段と、
前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、前記取得された飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する空間メッシュ構築手段更新手段と、
前記情報端末機からの要求に応じて、前記小型無人航空機の飛行に必要な空間領域である飛行空間領域の飛行空間メッシュを前記情報端末機に送る飛行空間メッシュ範囲要求応答手段とを備え、
前記空間メッシュ構築手段更新手段は、所定時間毎に、前記気象情報を更新することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の飛行空間情報提供装置。
【請求項４】
前記情報端末機は、
前記制御装置を介して、前記小型無人航空機の現在位置と速度とを含む航空機情報を入力する航空機情報入力手段と、
前記情報センターに、前記小型無人航空機の現在位置を含む飛行空間領域の飛行空間メッシュの情報を要求する飛行空間メッシュ範囲要求入力手段と、
前記入力された航空機情報と前記情報センターから提供された前記飛行空間領域の飛行空間メッシュの情報とから、前記小型無人航空機が進入すると予測される２次元メッシュに到達する時間を算出する進入時刻算出手段と、
前記小型無人航空機が進入すると予測される２次元メッシュが進入可能なメッシュであるか否かを判断するリスク算定判断手段と、
前記リスク算定判断手段の判断結果を表示する表示手段とを備え、
前記リスク算定判断手段は、前記小型無人航空機が進入すると予測される２次元メッシュの飛行制限情報と気象情報とを用いて、前記２次元メッシュが進入可能なメッシュであるか否かを判断することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の飛行空間情報提供装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型無人航空機の飛行する空間領域の情報を提供する小型無人航空機用飛行空間情報提供装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型無人航空機（以下、ドローンという）の有効性を認め、利活用の機運が高まるなか、航空法に定められる飛行禁止区域情報を提供するシステムが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
また、ドローンは、荒天下では飛行に支障をきたすため、気象情報を提供する提案もなされている（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】http://dronebiz.net/point
【非特許文献２】http://n-kishou.com/corp/service/management/cloud/case.html#case2-1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、飛行禁止区域情報などのドローンの飛行ルートを制限する飛行制限情報は２次元の面情報であり、安全飛行に必要な様々な建造物高さや樹木等の高さを含む３次元情報の提供はなかった。
また、上記の３次元情報及び気象情報もドローンの飛行ルートに関連付けられてはいなかった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、小型無人航空機の飛行対象となる空間領域が安全な飛行可能な空間領域か否かを判断して操縦者に提示することのできる飛行空間情報提供装置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】
本発明は、小型無人航空機航行の安全性を高めるための飛行空間情報提供装置であって、小型無人航空機の飛行対象となる空間領域の地形情報を取得して前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、前記小型無人航空機に対する飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する情報センターと、前記小型無人航空機の制御装置に接続されて、前記情報センターから、前記飛行空間メッシュのうちの前記小型無人航空機が飛行する飛行空間メッシュを取得して、前記小型無人航空機が進入するメッシュの飛行リスクを算出して、前記小型無人航空機が前記メッシュに進入可能か否かを判断し、前記判断の結果を利用者に提供する情報端末機とを備えることを特徴とする。
これにより、利用者である小型無人航空機（以下、ドローンという）の操縦者に、ドローンの飛行する空間の飛行制限情報や気象情報を提供できるだけでなく、ドローンが進入するメッシュが進入可能なメッシュか否かの情報も提供できるので、ドローンの航行の安全性を大幅に高めることができる。
また、前記地形情報に、樹木や建物の高さ情報を含めれば、安全な最低地上高度を設定できる。
【０００７】
また、前記情報センターが、前記地形情報と前記飛行制限情報と前記気象情報とを取得する情報取得手段と、前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、前記取得された飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する空間メッシュ構築手段更新手段と、前記情報端末機からの要求に応じて、ドローンの飛行に必要な空間領域である飛行空間領域の飛行空間メッシュを前記情報端末機に送る飛行空間メッシュ範囲要求応答手段とを備え、前記空間メッシュ構築手段更新手段が、所定時間毎に、前記気象情報を更新するようにしたので、前記飛行空間メッシュを精度よく構築することができる。
また、前記情報端末機が、ドローン制御装置を介して、ドローンの現在位置と速度とを含む航空機情報を入力する航空機情報入力手段と、前記情報センターに、ドローンの現在位置を含む飛行空間領域の飛行空間メッシュの情報を要求する飛行空間メッシュ範囲要求入力手段と、前記入力された航空機情報と前記情報センターから提供された前記飛行空間領域の飛行空間メッシュの情報とから、ドローンが進入すると予測される２次元メッシュに到達する時間を算出する進入時刻算出手段と、ドローンが進入すると予測される２次元メッシュが進入可能なメッシュであるか否かを判断するリスク算定判断手段と、前記リスク算定判断手段の判断結果を表示する表示手段とを備え、前記リスク算定判断手段が、ドローンが進入すると予測される２次元メッシュの飛行制限情報と気象情報とを用いて、前記２次元メッシュが進入可能なメッシュであるか否かを判断するようにしたので、ドローンが進入すると予測される２次元メッシュに進入可能か否かをより正確に判断することができる。
【０００８】
なお、上記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係るドローン制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】飛行空間領域の一例を示す図である。
【図３】最低地上高度及び最高地上高度を説明するための図である。
【図４】飛行リスク算定判断手段の一構成例を示す図である。
【図５】ドローンの隣接メッシュへの進入時刻の算出方法を示す図である。
【図６】情報センターの処理手順を示すフローチャートである。
【図７】情報端末機の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、小型無人航空機（以下、ドローンという）の飛行する空間の情報を提供するドローン飛行空間情報提供システム１００の構成を示すブロック図で、同図において、１は情報センター２と情報端末機３とを備えた飛行空間情報提供装置、４はインターネット、５はドローン、６はドローン制御装置である。
情報端末機３は、例えば、ドローン制御装置６に接続したスマートフォンやタブレット内の機能（アプリケーション・ソフト）として構築される。
図１に示すように、情報センター２は、情報端末機３だけでなく、ドローン５ａ〜５ｚを制御するドローン制御装置６ａ〜６ｚにそれぞれ接続されている複数台の情報端末機３ａ〜３ｚにも情報を送信することができる。
ドローン５は、駆動装置５１とＧＮＳＳ受信装置５２と撮影装置５３とを備えた小型無人航空機で、ドローン制御装置６により制御され、空中からの写真もしくは動画を撮影する。
ドローン制御装置６は、ドローン５から送られてくるＧＮＳＳ受信装置５２の情報から、ドローン５の現在の位置座標ｐ（ｘ，ｙ）、高度ｈ（≧０）、速度ｖ（≧０）、及び、進行方位角ｄ（水平角θと仰角φ）を算出して、ドローン５の飛行を制御するとともに、これらドローン５の情報を、一定の時間（例えば、５分）ごとに情報端末機３に送る。
なお、ドローン５ａ〜５ｚ、及び、ドローン制御装置６ａ〜６ｚは、ドローン制御装置６ａ〜６ｚが、情報端末機３と同じ機能を有する情報端末機３ａ〜３ｚを備えていれば、ドローン５、及び、ドローン制御装置６と同一のものである必要はない。
【００１１】
情報センター２は、情報取得手段２１と、飛行空間メッシュ範囲構築更新手段２２と、飛行空間メッシュ範囲要求応答手段２３と、飛行空間メッシュ範囲検索手段２４とを備え、全ドローンの飛行対象となる空間領域（例えば、全国）を２次元メッシュに分割したメッシュ上に、最低地上高度、最高地上高度、飛行禁止エリア、雨量強度分布や風速分布の情報を構築し、これらの情報を逐次更新して情報の鮮度を維持するとともに、個々の情報端末機３，３ａ〜３ｚからの要求に応じて、ドローン５，５ａ〜５ｚの飛行に必要な空間領域の情報を、情報端末機３，３ａ〜３ｚに送信する。
情報取得手段２１は、インターネット４を介して、航空計測等で得られた地形の３次元モデル（地形情報）、航空法で定められた飛行禁止区域、最低地上高度、最高地上高度などの飛行制限情報、気象庁が公開する雨量強度、風速等の分布データ（以下、気象情報という）を、初期・定期・随時に取得する。なお、地形情報には、樹木や建物などの高さ情報も含まれているものとする。
飛行空間メッシュ範囲構築更新手段２２は、管理対象全領域を網羅する２次元メッシュを構成するとともに、情報取得手段２１が入力した各種情報を、対応する２次元メッシュ上の位置に記憶する。
【００１２】
図２は、２次元メッシュに分割された管理対象領域の一部を示す図に、ドローン５の飛行ルートを書き込んだもので、横軸は経度に相当し、縦軸は緯度に相当する。２次元メッシュのサイズとしては、例えば、５０ｍ×５０ｍのものが好適に用いられる。
各メッシュには、１次元または２次元のメッシュＩＤ（ＭＩＤ）が付けられる。
各メッシュの図心・頂点等は、緯度・経度等の位置座標を有する。すなわち、任意の位置座標値を指定すれば、指定された位置座標値が含まれるＭＩＤを検索することができる。逆に、ＭＩＤを指定すれば、指定されたメッシュの図心・頂点等は、緯度経度等の位置座標を得ることができる。以下、ＭＩＤが（ｍ，ｎ）の２次元メッシュをＲm,nという。添字ｍは経度に相当する数値で、添字ｎは緯度に相当する数値である。
【００１３】
各２次元メッシュＲm,nは、情報取得手段２１で取得した、最低地上高度Ｈｌm,n、最高地上高度Ｈｈm,n、飛行禁止フラグＦａm,n、雨量強度Ｗｒm,n（Ｔi）、風速Ｗｗm,n（Ｔi）の各情報を記憶する。
最低地上高度Ｈｌm,nは、図３に示すような、ドローン５が飛行可能な地表・建物・樹木等からの最低高度であり、それら最低高度のうちの最も高い値をＨｌm,nとする。
例えば、２次元メッシュＲm,nには複数の建物があり、それらの建物のうち最も高い建物の高さが周りの樹木よりも高い場合には、最も高い建物の高さ＋３０ｍが最低地上高度Ｈｌm,nとなる。最低地上高度Ｈｌm,nは、航空法の定めに準じて許可を得た場合、それに応じて変更することができる。
最高地上高度Ｈｈm,nは、ドローン５が飛行可能な地表からの最高高度で、航空法の定めに準じて許可を得た場合、それに応じて変更することができる。
飛行禁止フラグＦａm,nは、航空法に定める飛行禁止区域等を含む場合に、FALSE（フラグON）の値とし、そうでない場合、TRUE（フラグOFF）の値とする。飛行禁止フラグについても、航空法の定めに準じて許可を得た場合、それに応じて変更することができる。
具体的には、図２の左下の２次元メッシュを便宜上Ｒ1,1とし、同図の斜線で示す領域を飛行禁止区域とすると、斜線で示す領域を含む２次元メッシュＲ1,6，Ｒ1,7などの飛行禁止フラグＦａ1,6，Ｆａ1,7はFALSEで、斜線で示す領域を含まない２次元メッシュＲ1,1，Ｒ1,2などの飛行禁止フラグＦａ1,1，Ｆａ1,2はTRUEとなる。
なお、後述するように、本例では、情報端末機３にて、最低地上高度Ｈｌm,n、最高地上高度Ｈｈm,n、及び、飛行禁止フラグＦａm,nの変更が可能な構成としている。
【００１４】
雨量強度Ｗｒm,n（Ｔi）は、現況の雨量強度Ｗｒm,n（Ｔ0）、及び、一定間隔での雨量強度の予報値Ｗｒm,n（Ｔi）である（ｉ＝１〜Ｎ）。すなわち、雨量強度Ｗｒm,n（Ｔi）の情報量は、Ｎ＋１個である。雨量強度の値としては、例えば、１０mm/hのように、１時間当たりの降水量を用いればよい。
後述するように、雨量強度は、気象庁等により一定間隔（例えば、１０分）で更新されるため、Ｗｒm,n（Ｔi）も同様時間か間隔で更新する。
なお、任意の時刻ｔにおける雨量強度Ｗｒm,n（ｔ）は、時刻ｔ前後の時刻Ｔi，Ｔi+1における予報値Ｗｒm,n（Ｔi），Ｗｒm,n（Ｔi+1）から、以下の式により線形補完等で求めればよい。
Ｗｒm,n（ｔ）＝（Ｗｒm,n（Ｔi+1）−Ｗｒm,n（Ｔi））×（ｔ−Ｔi）÷（Ｔi+1−Ｔi）＋Ｗｒm,n（Ｔi）
風速Ｗｗm,n（Ｔi）は、現況の風速Ｗｗm,n（Ｔ0）、及び、一定間隔での風速の予報値Ｗｗm,n（Ｔi）である（ｉ＝１〜Ｎ）。すなわち、風速Ｗｗm,n（Ｔi）の情報量は、雨量強度Ｗｒm,n（Ｔi）の情報量と同じく、Ｎ＋１個である。風速の値は、例えば、１２m/sのように、秒速で表す。
風速についても、一定間隔（例えば、１０分）で更新されるため、Ｗｗm,n（Ｔi）も同様の時間間隔で更新する。
なお、任意の時刻ｔにおける風速Ｗｗm,n（ｔ）も、時刻ｔ前後の時刻Ｔi，Ｔi+1での予報値Ｗｗm,n（Ｔi），Ｗｗm,n（Ｔi+1）から、以下の式により線形補完等で求めればよい。
Ｗｗm,n（ｔ）＝（Ｗｗm,n（Ｔi+1）−Ｗｗm,n（Ｔi））×（ｔ−Ｔi）÷（Ｔi+1−Ｔi）＋Ｗｗm,n（Ｔi）
【００１５】
飛行空間メッシュ範囲要求応答手段２３は、インターネット４を介して送られてきた、情報端末機３からの要求に応じ、情報端末機３と接続されているドローン制御装置６が制御するドローン５の飛行に必要な空間領域（以下、飛行空間領域という）を飛行空間メッシュ範囲検索手段２４に送るとともに、飛行空間メッシュ範囲検索手段２４から送られた２次元メッシュ上の各種情報を、インターネット４を介して、情報端末機３に送信する。
飛行空間領域は、その範囲が要求に明示されている場合には、それに従い、明示されていない場合には、ドローン５の飛行位置から半径１ｋｍのような、デフォルト値を用いる等により確定する。
本例では、図２に示すように、飛行空間領域を、５５０ｍ×３５０ｍ（１１メッシュ×７メッシュ）とした。
飛行空間メッシュ範囲検索手段２４は、飛行空間メッシュ範囲要求応答手段２３を介して受信した情報端末機３からの要求に応じた、飛行空間領域の２次元メッシュ範囲を確定し、この確定された飛行空間領域の各２次元メッシュ上に各種情報を記憶したデータを、飛行空間メッシュ範囲要求応答手段２３に送る。
【００１６】
情報端末機３は、飛行空間メッシュ範囲要求入力手段３１と、飛行空間メッシュ範囲要求手段３２と、飛行空間メッシュ情報変更手段３３と、ドローン情報入力手段３４と、飛行リスク算定判断手段３５と、表示手段３６とを備える。
なお、情報端末機３ａ〜３ｚの構成も情報端末機３の構成と同一である。
飛行空間メッシュ範囲要求入力手段３１は、要求される飛行空間メッシュ範囲であるドローン５の飛行する空間範囲を入力し、これを飛行空間メッシュ範囲要求手段３２に送り、飛行空間メッシュ範囲要求手段３２からの応答を待つ。応答を受けた後、応答の内容を表示手段３６の表示画面に表示する。表示する応答の内容は、飛行空間メッシュ範囲要求に対応した２次元メッシュ情報が飛行空間メッシュ範囲要求手段３２に正常送信された、または、送信エラーが発生した等のメッセージである。
飛行空間メッシュ範囲要求手段３２は、飛行空間メッシュ範囲要求入力手段３１から送られた空間範囲の情報を、インターネット４を介して、情報センター２に送信し、情報センター２からの応答を待つ。応答を受けた後、応答の内容を飛行空間メッシュ範囲要求入力手段３１と飛行空間メッシュ情報変更手段３３とに送る。飛行空間メッシュ範囲要求入力手段３１に送る応答の内容は、上記のように、飛行空間メッシュ範囲要求に対応した２次元メッシュ情報が飛行空間メッシュ範囲要求手段３２に正常送信された、または、送信エラーが発生した等のメッセージであり、飛行空間メッシュ情報変更手段３３に送る応答の内容は、情報センター２から送信された飛行空間範囲に対応する２次元メッシュ情報である。
【００１７】
飛行空間メッシュ情報変更手段３３は、操縦者の指示に従い、飛行空間メッシュ範囲要求手段３２から送られてきた飛行空間範囲の２次元メッシュ情報の最低地上高度Ｈｌm,n、最高地上高度Ｈｈm,n、及び、飛行禁止フラグＦａm,nを変更する。
また、飛行可能な判断閾値である飛行可能雨量強度閾値θr、飛行可能風速閾値θw、及び、飛行可能高度差閾値θhを、操縦者の指示に従い変更する。なお、飛行可能高度差閾値θhは、現在位置から隣接メッシュへの飛行可能な高度差で、隣接メッシュの最低地上高度Ｈｌm’,n’と現在の高度ｈとの差の上限値である。
ドローン情報入力手段３４は、ドローン制御装置６を介して、ドローン５の情報を入力し、入力された情報を飛行リスク算定判断手段３５に送る。なお、ドローン５の情報としては、前述したように、現在の時刻τ、現在の位置座標ｐ（ｘ，ｙ）、現在の高度ｈ（≧０）、現在の速度ｖ（≧０）、現在の進行方位角ｄなどが挙げられる。
【００１８】
飛行リスク算定判断手段３５は、図４に示すように、ドローン情報入力部３５１と、飛行空間メッシュ範囲要求部３５２と、判定閾値記憶部３５３と、進入時刻算出部３５４と、リスク算定判断部３５５とを備える。
ドローン情報入力部３５１は、ドローン５の情報（τ，ｐ（ｘ，ｙ），ｈ，ｖ，ｄ）を入力する。ドローン５の情報は、一定の時間（例えば、１秒）ごとに、ドローン制御装置６からドローン情報入力手段３４を介して入力される。
飛行空間メッシュ範囲要求部３５２は、インターネット４を介して、情報センター２にドローン５の現在位置座標周辺の飛行空間メッシュ範囲要求を送信し、情報センター２からの結果送信を待つ。
判定閾値記憶部３５３は、ドローン５が次に進入する２次元メッシュが進入可能なメッシュ否かを判定するための判定閾値θh，θr，θwを記憶する。
ここで、θhは飛行可能高度差（Ｈｌm’,n’−ｈ）の閾値で、θrは雨量強度の閾値、θwは風速の閾値である。
なお、飛行空間メッシュ情報変更手段３３にて、判定閾値θh，θr，θwが変更された場合には、変更された判定閾値θh，θr，θwを判定閾値とする。
進入時刻算出部３５４は、ドローン情報入力部３５１に入力されたドローン５の情報から、ドローン５が隣接メッシュに進入する時刻ｔ１を算出する。
具体的には、図５に示すように、現在の時刻τにおいて、ドローン５は、メッシュＲm,n内の位置ｐにあり、速度ｖでｄ方向に向かって飛行しているとする。位置ｐからｄ方向のメッシュＲm’,n’の辺までの距離をＬとすると、ドローン５がメッシュＲm’,n’に進入する時刻ｔ１は、ｔ１＝Ｌ/ｖ＋τ、と表わせる。
なお、図５では、ドローン５が水平飛行する際の計算例を示したが、ドローン５が上昇もしくは下降しながらドローン５がメッシュＲm’,n’に進入する場合には、ｖに代えて、ｖの水平面への正斜影ｖxyを用いればよい。正斜影ｖxyは、速度ｖと進行方位角ｄとから算出される（ｖxy＝｜ｖcosφ｜）。
【００１９】
リスク算定判断部判定部３５５は、上記時刻ｔ１におけるメッシュＲ（ｔ１）の情報と、判定閾値θh，θr，θwとから、メッシュＲm’,n’が進入可能なメッシュであるか否かを判断するとともに、メッシュＲm’,n’は進入可能なメッシュである場合には表示手段３６の表示画面にてメッシュＲm’,n’を強調表示し、Ｒm’,n’が進入否なメッシュである場合にはアラートを表示する。
なお、ドローン５が既に進入否の隣接メッシュに進入している場合にも警告を発する。
メッシュＲm’,n’が進入可能なメッシュであるか否かの判断は、以下に示す５項目の判定値から算出される総合判定値αにて行う。各判定値は、TRUEまたはFALSEの２論理値をとる。
（１）飛行禁止フラグによる判定値αａ
Ｆａm’,n’がフラグONのとき、αａ＝FALSE
フラグOFFのとき、αａ＝TRUE
（２）隣接メッシュの最低地上高度と現在の高度との差による判定値αｂ
Ｈｌm’,n’−ｈ≦θhのとき、αｂ＝TRUE
上記以外とき、αｂ＝FALSE
（３）ドローン高度ｈによる判定値αｈ
Ｈｌｈm’,n’≦ｈ≦Ｈｈm’,n’のとき、αｈ＝TRUE
上記以外とき、αｈ＝FALSE
なお、ドローン高度ｈは、高度やアラート表示により、隣接メッシュに進入した後、操縦者により適切に制御・変更することができる。
（４）雨量強度による判定値αｒ
Ｗｒm’,n’（ｔ１）≦θrのとき、αｒ＝TRUE
上記以外とき、αｒ＝FALSE
（５）風速による判定値αｗ
Ｗｗm’,n’（ｔ１）≦θwのとき、αｗ＝TRUE
上記以外とき、αｗ＝FALSE
総合判定値αは、α＝αａ∧αｂ∧αｈ∧αｒ∧αｗにより算出する。
α＝TRUEなら隣接メッシュＲm’,n’は進入可能なメッシュで、α＝FALSEなら進入否なメッシュである。
すなわち、隣接メッシュＲm’,n’は、αａ，αｂ，αｈ，αｒ，αｗのいずれかひとつでもFALSEであれば進入否となる。
【００２０】
次に、情報センター２の処理手順について、図６のフローチャートを参照して説明する。
なお、情報センター２が、例えば、飛行空間メッシュ範囲要求の受付けを行う時間を午前６時から午後９時までの間とする。
まず、受付開始時刻に情報センター２を起動し、インターネット４と接続して、管理対象全領域（例えば、全国）の３次元地図情報を取得（ステップＳ２０）した後、この取得した３次元地図情報を用いて、管理対象全領域を網羅する２次元メッシュを作成する（ステップＳ２１）。
次に、インターネット４を介して、最低地上高度、最高地上高度、及び、飛行禁止エリアの（以下、飛行域制限データという）を取得し、２次元メッシュ上の該当位置に記憶する（ステップＳ２２）。
ステップＳ２３では、飛行域制限データの取得から所定期間（例えば、６ヶ月）経過したか否かを判定し、６ヶ月経過していれば、ステップＳ２０に戻って、飛行域制限データを取得する。
すなわち、飛行域制限データである最低地上高度、最高地上高度、及び、飛行禁止エリアのデータは、６ヶ月経過するごとに更新する。
【００２１】
次に、インターネット４を介して、雨量強度分布や風速分布などの気象データを取得し、２次元メッシュ上の該当位置に記憶する（ステップＳ２４）。
後述するように、ステップＳ２４の処理は、所定期間（例えば、１０分）経過するごとに行う。すなわち、気象データは、データの取得時から１０分経過するごとに更新する。
２次元メッシュ上に記憶された、飛行域制限データ、及び、気象データを、以下、２次元メッシュデータという。
次に、ドローン側から、インターネット４経由で、飛行空間メッシュ範囲要求があったか否かをチェックする（ステップＳ２５）。
要求があったときには、要求された飛行空間メッシュ範囲の２次元メッシュデータを検索し、結果を、インターネット４経由で、要求元の情報端末機３に送信する（ステップＳ２６）。
要求がない場合、及び、結果の送信後には、ステップＳ２７に進んで、提供サービスの終了時刻を過ぎたか否かを判定する。
提供サービスの終了時刻前であれば、気象データの取得時から１０分経過したか否かを判定し（ステップＳ２８）、提供サービスの終了時刻もしくは終了時刻を過ぎた場合には、情報センター２を停止する。
ステップＳ２８において、気象データの取得時から１０分経過した場合には、ステップＳ２４に戻って、気象データを更新し、１０分経過していない場合には、ステップ２５に戻って、取得飛行空間メッシュ範囲要求があったか否かのチェックを継続する。
前記ステップＳ２５，Ｓ２６の処理は、ステップＳ２４の気象データの更新期間内において所定期間（例えば、３０秒間隔）経過するごとに行う。
【００２２】
次に、情報端末機３の処理手順について、図７のフローチャートを参照して説明する。
なお、情報端末機３は、前述したように、ドローン制御装置６に接続されたスマートフォンやタブレット内のアプリケーション・ソフトであるので、情報端末機３の起動と停止とは、ドローン５の操縦者が、ドローン制御装置６を操作することで行う。
情報端末機３は、起動後に、まず、操縦者からの飛行空間メッシュ範囲の要求があるか否かをチェックする（ステップＳ３０）。飛行空間メッシュ範囲の要求は、情報端末機３の操作画面（例えば、ドローン制御装置６に接続されたスマートフォンやタブレットなどの操作画面）である表示手段３６の表示画面を用いて操縦者が行う。
要求があるときには、飛行空間メッシュ範囲の要求を、インターネット４を介して情報センター２に送信し、情報センター２からの結果送信を待つ（ステップＳ３１）。前述したように、情報センター２から送られてくる飛行空間メッシュ情報は、２次元メッシュ情報の部分集合である。
なお、要求がないときには、ステップＳ３０に戻って、飛行空間メッシュ範囲の要求があるか否かのチェックを継続する。
情報センター２からの結果受信後には、送信結果を表示手段３６の表示画面に表示（ステップＳ３２）した後、結果の飛行区間メッシュ情報について、操縦者からの変更要求があるか否かをチェックする（ステップＳ３３）。これは、操縦者が航空法に則り、国交省から許可を得て、ドローン飛行空域等の拡大を行う場合にのみ行う。
変更要求があるときには、操縦者の入力した指示にしたがって、空間メッシュ情報、飛行可能判定閾値（θr，θw，θh）を変更し（ステップＳ３４）する。また、変更がなかった場合には、直ちにステップＳ３５に進む。
【００２３】
ステップＳ３５では、ドローン制御装置６を介して、ドローン機体情報を入力する。
次に、入力されたドローン５の現在位置座標周辺の飛行空間メッシュ範囲の要求を、インターネット４を介して情報センター２に送信し、情報センター２からの結果送信を待つ（ステップＳ３６）。
情報センター２からの結果受信後には、結果の飛行空間メッシュ情報を表示手段３６の表示画面に表示する（ステップＳ３７）。
次に、ドローン５の現在位置メッシュの隣接メッシュに進入可能か否かを判定し（ステップＳ３８）、進入可能な場合には、そのメッシュを強調表示する（ステップＳ３９）。
これは、飛行可能な空間のその時点での概況を操縦者に提示するためで、表示内容としては、例えば、以下のメッシュを強調表示する。
進入可能なメッシュは、総合判定値α＝TRUEの条件を満たすメッシュである。
次に、ドローン５の飛行が終了したか否かを判定する（ステップＳ４０）。具体的には、操縦者がドローン５の飛行を終了したとき、情報端末機３を停止する。
ドローン５の飛行が終了していない場合には、ステップＳ３５に戻って、ドローン機体情報を入力する操作を繰り返す。
ステップＳ３８において、隣接メッシュが進入否であった場合には、表示手段３６の表示画面にアラートを表示する（ステップＳ４１）。
アラートが表示された場合、操縦者は、ドローン５が飛行ルートを変更して目的到達点を目指す、目的到達点に向かわず引き返す、目的到達点を変更する、のいずれかの処理を行うために、ドローン５の速度ｖ、及び、進行方位角ｄのいずれか一方あるいは両方を変更するので、アラートが表示された場合も、ステップＳ３５に戻って、ドローン機体情報を入力する操作を繰り返す。
なお、ドローン５が既に進入否のメッシュに進入してしまった場合にも、アラートを表示する。
【００２４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
【００２５】
例えば、前記実施形態では、気象情報を雨量強度Ｗrと風速Ｗwとしたが、降雪や雷など、他の気象情報を用いてもよい。
また、前記実施の形態では、情報センター２がドローン制御装置６の情報端末機３にドローン５の飛行空間範囲の２次元メッシュ情報を提供する場合について説明したが、情報センター２は、例えば、ドローン制御装置６ａ，６ｂなどの複数のドローン制御装置の情報端末機６ａ，６ｂなどに、同時に接続して、ドローン５ａ，５ｂなどの飛行空間範囲の２次元メッシュ情報を提供することができる。なお、２次元メッシュ情報の提供は、飛行空間メッシュ範囲要求の受付け順に行うことはいうまでもない。
また、前記実施の形態では、情報センター２の起動時刻を午前６時とし、停止時刻を午後９時としたが、これに限るものではなく、情報センター２の可動時間は適宜設定してもよい。あるいは、情報センター２の起動と停止とを、情報センター２の管理者が行ってもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  飛行空間情報提供装置、
２  情報センター、
２１  情報取得手段、２２  飛行空間メッシュ範囲構築更新手段、
２３  飛行空間メッシュ範囲要求応答手段、２４  飛行空間メッシュ範囲検索手段、
３，３ａ〜３ｚ  情報端末機、
３１  飛行空間メッシュ範囲要求入力手段、
３２  飛行空間メッシュ範囲要求手段、３３  飛行空間メッシュ情報変更手段、
３４  ドローン情報入力手段、３５  飛行リスク算定判断手段、３６  表示手段、
４  インターネット、
５，５ａ〜５ｚ  ドローン、
５１  駆動装置、５２  ＧＮＳＳ受信装置、５３  撮影装置、
６，６ａ〜６ｚ  ドローン制御装置、
１００  ドローン飛行空間情報提供システム。
【図１】
2018120498.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018120498.tif 000005
【図４】
2018120498.tif 000006
【図５】
2018120498.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018120498.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月20日(2017.10.20)
【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】
小型無人航空機航行の安全性を高めるための飛行空間情報提供装置であって、
小型無人航空機の飛行対象となる空間領域の地形情報を取得して前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、前記小型無人航空機に対する飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する情報センターと、
前記小型無人航空機の制御装置に接続されて、前記情報センターから、前記飛行空間メッシュのうちの前記小型無人航空機が飛行する飛行空間メッシュを取得して、前記小型無人航空機が進入するメッシュの飛行リスクを算出して、前記小型無人航空機が前記メッシュに進入可能か否かを判断し、前記判断の結果を利用者に提供する情報端末機とを備え、
前記地形情報は、樹木や建物の高さ情報を含み、
前記飛行制限情報は、航空法で定められた飛行禁止区域、最低地上高度、及び、最高地上高度を含み、
前記気象情報は、気象庁が公開する雨量強度の分布データを含み、
前記情報センターは、
前記地形情報と前記飛行制限情報と前記気象情報とを取得する情報取得手段と、
前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、前記取得された飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する空間メッシュ構築更新手段と、
前記情報端末機からの要求に応じて、前記小型無人航空機の飛行に必要な空間領域である飛行空間領域の飛行空間メッシュを前記情報端末機に送る飛行空間メッシュ範囲要求応答手段とを備え、
前記空間メッシュ構築更新手段は、所定時間毎に、前記気象情報を更新し、
前記情報端末機は、
前記制御装置を介して、前記小型無人航空機の現在位置と速度とを含む航空機情報を入力する航空機情報入力手段と、
前記情報センターに、前記小型無人航空機の現在位置を含む飛行空間領域の飛行空間メッシュの情報を要求する飛行空間メッシュ範囲要求入力手段と、
前記小型無人航空機が進入すると予測される２次元メッシュが進入可能なメッシュであるか否かを判断するリスク算定判断手段と、
前記リスク算定判断手段の判断結果を表示する表示手段とを備え、
前記リスク算定判断手段は、
前記航空機情報入力手段から入力された前記小型無人航空機の航空機情報から、前記小型無人航空機の現在位置周辺の飛行空間メッシュの範囲要求を前記情報センターに要求する飛行空間メッシュ範囲要求部と、
前記航空機情報入力手段から入力された前記小型無人航空機の航空機情報から、前記小型無人航空機が隣接メッシュに進入する時刻を算出する進入時刻算出部と、
前記隣接メッシュに進入する時刻における飛行空間メッシュの情報から、前記隣接メッシュが進入可能なメッシュか否かを判断するリスク算定判断部とを備えることを特徴とする飛行空間情報提供装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、小型無人航空機航行の安全性を高めるための飛行空間情報提供装置であって、小型無人航空機の飛行対象となる空間領域の地形情報を取得して前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、前記小型無人航空機に対する飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する情報センターと、前記小型無人航空機の制御装置に接続されて、前記情報センターから、前記飛行空間メッシュのうちの前記小型無人航空機が飛行する飛行空間メッシュを取得して、前記小型無人航空機が進入するメッシュの飛行リスクを算出して、前記小型無人航空機が前記メッシュに進入可能か否かを判断し、前記判断の結果を利用者に提供する情報端末機とを備え、前記地形情報は、樹木や建物の高さ情報を含み、前記飛行制限情報は、航空法で定められた飛行禁止区域、最低地上高度、及び、最高地上高度を含み、前記気象情報は、気象庁が公開する雨量強度の分布データを含み、前記情報センターは、前記地形情報と前記飛行制限情報と前記気象情報とを取得する情報取得手段と、前記空間領域を２次元メッシュに分割し、これら分割された各２次元メッシュ上に、前記取得された飛行制限情報と気象情報とを与えた飛行空間メッシュを構築する空間メッシュ構築更新手段と、前記情報端末機からの要求に応じて、前記小型無人航空機の飛行に必要な空間領域である飛行空間領域の飛行空間メッシュを前記情報端末機に送る飛行空間メッシュ範囲要求応答手段とを備え、前記空間メッシュ構築更新手段は、所定時間毎に、前記気象情報を更新し、前記情報端末機は、前記制御装置を介して、前記小型無人航空機の現在位置と速度とを含む航空機情報を入力する航空機情報入力手段と、前記情報センターに、前記小型無人航空機の現在位置を含む飛行空間領域の飛行空間メッシュの情報を要求する飛行空間メッシュ範囲要求入力手段と、前記小型無人航空機が進入すると予測される２次元メッシュが進入可能なメッシュであるか否かを判断するリスク算定判断手段と、前記リスク算定判断手段の判断結果を表示する表示手段とを備え、前記リスク算定判断手段は、前記航空機情報入力手段から入力された前記小型無人航空機の航空機情報から、前記小型無人航空機の現在位置周辺の飛行空間メッシュの範囲要求を前記情報センターに要求する飛行空間メッシュ範囲要求部と、前記航空機情報入力手段から入力された前記小型無人航空機の航空機情報から、前記小型無人航空機が隣接メッシュに進入する時刻を算出する進入時刻算出部と、前記隣接メッシュに進入する時刻における飛行空間メッシュの情報から、前記隣接メッシュが進入可能なメッシュか否かを判断するリスク算定判断部とを備えることを特徴とする。
これにより、利用者である小型無人航空機（以下、ドローンという）の操縦者に、ドローンの飛行する空間の飛行制限情報や気象情報を提供できるだけでなく、ドローンが進入するメッシュが進入可能なメッシュか否かの情報も提供できるので、ドローンの航行
の安全性を大幅に高めることができる。
また、リスク算定判断手段を上記のように構成したので、ドローンが進入すると予測される２次元メッシュに進入可能か否かをより正確に判断することができる。
なお、前記地形情報に、樹木や建物の高さ情報を含めれば、安全な最低地上高度を設定できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】