(57)【要約】【課題】無人飛行体を自律飛行により着陸目標地点に確実かつ安全に着陸させる。【解決手段】無人飛行体（ヘリコプタ１０）が、着陸目標地点１８１４に併設される複数の第１アンテナ２２４１の夫々から送信される複数の第１無線信号（位置標定信号８００）の位相差に基づき着陸目標地点１８１４から見た自身の方向を取得し、第２無線信号（無線信号１１００）を送信し、着陸目標地点１８１４に併設された第２のアンテナ１０２１から送信されてくる、第２無線信号に同期させた第３無線信号（無線信号１１５０）を受信し、第２無線信号と第３無線信号の位相差に基づき、着陸目標地点１８１４から自身までの距離を取得し、取得した方向と距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第１飛行モード（位置標定自律飛行モード）で着陸目標地点１８１４に向けて自律飛行するようにする。【選択図】図１８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
間隔をあけて隣接配置した複数の第１アンテナを着陸目標地点に併設し、
前記第１アンテナの夫々から位相の異なる複数の第１無線信号を送信し、
前記無人飛行体は第２無線信号を送信し、
前記着陸目標地点に前記第２無線信号に同期させた第３無線信号を送信する第２アンテナを併設し、
前記無人飛行体は、
前記第１アンテナの夫々から送信される前記第１無線信号を受信し、異なる前記第１アンテナの夫々から送信される前記第１無線信号の位相差に基づき前記着陸目標地点から見た自身の方向を取得し、
前記第３無線信号を受信し、
前記第２無線信号と前記第３無線信号の位相差に基づき、前記着陸目標地点から自身までの距離を取得し、
取得した前記方向と前記距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第１飛行モードで前記着陸目標地点に向けて自律飛行を行う
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
前記無人飛行体は、
前記自律飛行中に着陸が必要であるか否かを所定の条件に基づき判断し、
着陸が必要であると判断した場合は自動的に前記着陸目標地点を設定し、
前記第１無線信号又は前記第３無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、
前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。
【請求項３】
請求項２に記載の無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
前記所定の条件は、
予め設定された飛行予定ルートについて飛行を完了したか否か、
搭載している蓄電池の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、
搭載燃料の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、
飛行中に収集すべきデータを記録しておくための記録媒体の残容量が予め設定された閾値以下であるか否か、
のうちの少なくともいずれかである
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。
【請求項４】
請求項１に記載の無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
前記無人飛行体は、
ＧＰＳ受信機から自身の現在位置を取得して飛行する第２飛行モードで自律飛行を行い、
前記第１無線信号又は前記第３無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、
前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。
【請求項５】
請求項１に記載の無人飛行体の着陸を支援する方法であって、
前記無人飛行体は、
前記第１飛行モードによる前記自律飛行の開始後、
前記着陸目標地点までの距離が予め設定された閾値以下であるか否かを随時判断し、
前記着陸目標地点までの距離が前記閾値以下であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点の直上に向けた自律飛行を開始し、
前記着陸目標地点の直上に達したか否かを随時判断し、
前記着陸目標地点の直上に達したと判断した場合に前記着陸目標地点に向けた着陸動作を開始する
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。
【請求項６】
着陸目標地点に併設され間隔をあけて隣接配置された複数の第１アンテナの夫々から送信されてくる位相の異なる複数の第１無線信号の位相差に基づき前記着陸目標地点から見た自身の方向を取得し、
第２無線信号を送信し、前記着陸目標地点に併設された第２のアンテナから送信されてくる、前記第２無線信号に同期させた第３無線信号を受信し、前記第２無線信号と前記第３無線信号の位相差に基づき、前記着陸目標地点から自身までの距離を取得し、
取得した前記方向と前記距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第１飛行モードで前記着陸目標地点に向けて自律飛行を行う
ことを特徴とする無人飛行体。
【請求項７】
請求項７に記載の無人飛行体であって、
前記自律飛行中に着陸が必要であるか否かを所定の条件に基づき判断し、
着陸が必要であると判断した場合は自動的に前記着陸目標地点を設定し、
前記第１無線信号又は前記第３無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、
前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する
ことを特徴とする無人飛行体。
【請求項８】
請求項７に記載の無人飛行体であって、
前記所定の条件は、
予め設定された飛行予定ルートについて飛行を完了したか否か、
搭載している蓄電池の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、
搭載燃料の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、
飛行中に収集すべきデータを記録しておくための記録媒体の残容量が予め設定された閾値以下であるか否か、
のうちの少なくともいずれかである
ことを特徴とする無人飛行体の着陸を支援する方法。
【請求項９】
請求項６に記載の無人飛行体であって、
ＧＰＳ受信機から自身の現在位置を取得して飛行する第２飛行モードで自律飛行を行い、
前記第１無線信号又は前記第３無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、
前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する
ことを特徴とする無人飛行体。
【請求項１０】
請求項６に記載の無人飛行体であって、
前記第１飛行モードによる前記自律飛行の開始後、
前記着陸目標地点までの距離が予め設定された閾値以下であるか否かを随時判断し、
前記着陸目標地点までの距離が前記閾値以下であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点の直上に向けた自律飛行を開始し、
前記着陸目標地点の直上に達したか否かを随時判断し、
前記着陸目標地点の直上に達したと判断した場合に前記着陸目標地点に向けた着陸動作を開始する
ことを特徴とする無人飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行体の着陸を支援する方法、及び無人飛行体に関し、とくに自律飛行によって無人飛行体を着陸目標地点に確実かつ安全に着陸させるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機を滑走路に安全に着陸させるための仕組みとして、例えば特許文献１には、垂直離着陸航空機の機体にマーカーを設け、一方、地上には、光軸の仰角が降下角に一致するよう設定した第１の画像センサ、その光軸に測定方向が一致するよう設定した速度計、光軸を鉛直方向上向きに設定した魚眼レンズ付き第２の画像センサ、及び各画像センサの画像と速度情報が与えられる画像処理・誘導計算装置とを設け、第１の画像センサの画像を処理し画面中心にマーカーが一致するように、また速度が目標速度に一致するように制御することが記載されている。
【０００３】
また特許文献２には、地上の既知の位置にＧＰＳ受信機としての機能をもつ基準局を設置し、その位置計測データを無線回線を介して航空機に送信し、航空機にＧＰＳ受信機能を有する機上装置を設け、一方、滑走路ＲＷＹの軸上に精密な位置の判っている指標地点を設定し、基準局および航空機のＧＰＳ計測位置と、基準局設置位置に基づき航空機の絶対座標をもとめ、これと指標地点の位置情報に基づき航空機が辿るべき誘導経路を算出し、航空機の飛行経路とこの誘導経路とのずれを求めて表示器に表示することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４５８９号公報
【特許文献２】特開平１１−３４５３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
昨今、高圧線や送電線の巡視点検を自動的に行えるようにするべく、電力会社等において高圧線や送電線に沿って自律的に飛行する無人飛行体（ヘリコプタ等）の研究／開発が行われている。ここで無人飛行体の自律飛行を例えばＧＰＳ(Grobal Positioning System）を用いて実現する試みがなされているが、ＧＰＳによって取得可能な位置情報は精度が必ずしも充分でなく、着陸時のように高い位置精度が必要となる場面では、ＧＰＳによって完全な自律飛行を実現することは困難である。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、自律飛行により無人飛行体を着陸目標地点に確実かつ安全に着陸させることが可能な無人飛行体の着陸を支援する方法、及び無人飛行体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】
【０００７】
上記目的を達成するための主たる発明は、無人飛行体の着陸を支援する方法であって、間隔をあけて隣接配置した複数の第１アンテナを着陸目標地点に併設し、前記第１アンテナの夫々から位相の異なる複数の第１無線信号を送信し、前記無人飛行体は第２無線信号を送信し、前記着陸目標地点に前記第２無線信号に同期させた第３無線信号を送信する第２アンテナを併設し、前記無人飛行体は、前記第１アンテナの夫々から送信される前記第１無線信号を受信し、異なる前記第１アンテナの夫々から送信される前記第１無線信号の位相差に基づき前記着陸目標地点から見た自身の方向を取得し、前記第３無線信号を受信し、前記第２無線信号と前記第３無線信号の位相差に基づき、前記着陸目標地点から自身までの距離を取得し、取得した前記方向と前記距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第１飛行モードで前記着陸目標地点に向けて自律飛行を行うこととする。
【０００８】
このように本発明の無人飛行体は、第１無線信号の位相差に基づき着陸目標地点に対する自身の方向を取得し、第２無線信号と第３無線信号の位相差に基づき着陸目標地点から当該無人飛行体までの距離を取得し、取得した方向と距離とに基づき自身の現在位置を取得し、取得した現在位置に基づき飛行する第１飛行モードで着陸目標地点に向けて自律飛行を行う。これによればヘリコプタを自律飛行により着陸目標地点に高精度で確実かつ安全に着陸させることができる。
【０００９】
本発明のうち他の発明の一つでは、前記無人飛行体は、前記自律飛行中に着陸が必要であるか否かを所定の条件に基づき判断し、着陸が必要であると判断した場合は自動的に前記着陸目標地点を設定し、前記第１無線信号又は前記第３無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する。
【００１０】
本発明によれば、無人飛行体は自律飛行中に着陸が必要であるか否かを所定の条件に基づき随時判断し、着陸が必要であると判断した場合は着陸目標地点を自動的に設定するので、着陸が必要な場合に無人飛行体を自動的に着陸させることができる。
【００１１】
尚、上記所定の条件は、例えば予め設定された飛行予定ルートについて飛行を完了したか否か、搭載している蓄電池の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、搭載燃料の残量が予め設定された閾値以下であるか否か、飛行中に収集すべきデータを記録しておくための記録媒体の残容量が予め設定された閾値以下であるか否かなどである。
【００１２】
本発明のうち他の発明の一つでは、前記無人飛行体は、ＧＰＳ受信機から自身の現在位置を取得して飛行する第２飛行モードで自律飛行を行い、前記第１無線信号又は前記第３無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が予め設定された閾値以上か否かを随時判断し、前記受信電界強度が前記閾値以上であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する。
【００１３】
本発明によれば、無人飛行体は、例えば上空飛行ではＧＰＳ受信機からの情報に基づき自身の現在位置を取得して行う第２飛行モードで自律飛行を行い、第１無線信号又は第３無線信号のうちの少なくともいずれかの受信電界強度が閾値以上であると判断した場合は第１飛行モードで着陸目標地点に向けて自律飛行を開始する。これによれば、第１無線信号又は第３無線信号の受信電界強度が充分でない場合はＧＰＳ受信機に基づく第２飛行モードで自律飛行を行い、受信電界強度が閾値以上である場合にのみ第１飛行モードで自律飛行を行うので、受信電界強度が充分でない場合に第１飛行モードで自律飛行が行われてしまうのを確実に防ぐことができる。これによればヘリコプタを安全に自律飛行させることができる。
【００１４】
本発明のうち他の発明の一つでは、前記無人飛行体は、前記第１飛行モードによる前記自律飛行の開始後、前記着陸目標地点までの距離が予め設定された閾値以下であるか否かを随時判断し、前記着陸目標地点までの距離が前記閾値以下であると判断した場合に前記第１飛行モードによる前記着陸目標地点の直上に向けた自律飛行を開始し、前記着陸目標地点の直上に達したか否かを随時判断し、前記着陸目標地点の直上に達したと判断した場合に前記着陸目標地点に向けた着陸動作を開始する。
【００１５】
このように本発明の無人飛行体は、着陸目標地点までの距離が閾値以下になると自動的に第１飛行モードによる着陸目標地点の直上に向けた自律飛行を開始し、着陸目標地点の直上に達すると着陸目標地点に向けた着陸動作を開始する。このように本発明の無人飛行体は着陸目標時点に近づくと段階的に飛行方法を切り換えて自律飛行を行うので、無人飛行体を安全かつ迅速に着陸させることができる。
【００１６】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、自律飛行により無人飛行体を着陸目標地点に確実かつ安全に着陸させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】無人飛行システム１の概略的な構成を示す図である。
【図２Ａ】本体カバー９が装着された状態におけるヘリコプタ１０の側面図である。
【図２Ｂ】本体カバー９を取り外した状態におけるヘリコプタ１０の側面図である。
【図３】ヘリコプタ１０及び基地局５の夫々に設けられる装置のブロック図である。
【図４】飛行モードが自律飛行モードに設定されている場合における、ヘリコプタ１０の飛行時の動作を説明する図である。
【図５】移動体側位置標定装置１００及び基地局側位置標定装置２００の機能を説明するブロック図である。
【図６Ａ】方向標定部１１１のハードウエア構成を示す図である。
【図６Ｂ】方向標定部１１１の機能を示す図である。
【図７Ａ】方向標定信号送信部２１１のハードウエア構成を示す図である。
【図７Ｂ】方向標定信号送信部２１１の機能を示す図である。
【図８】位置標定信号８００（第１無線信号）のデータ構成である。
【図９】基地局５の方向標定信号送信部２１１が備えるアンテナ群２２４と、ヘリコプタ１０の方向標定部１１１が備えるアンテナ１２４との相対的な位置関係を説明する図である。
【図１０】第１送受信部１５１と第２送受信部２５１の構成を示す図である。
【図１１Ａ】無線信号１１００（第２無線信号）の構成を示す図である。
【図１１Ｂ】無線信号１１５０（第３無線信号）の構成を示す図である。
【図１２】信号生成部１０１１及び信号処理部１０１２の構成を示す図である。
【図１３】同期制御部１０２５の構成を示す図である。
【図１４】同期発振部１４１４の詳細構成を示す図である。
【図１５】距離測定の仕組みを説明するタイミングチャートである。
【図１６】ヘリコプタ１０の着陸時の動作を説明するフローチャートである。
【図１７】位置標定自律飛行モードで自律飛行中のヘリコプタ１０の動作を説明するフローチャートである。
【図１８】ヘリコプタ１０の自律飛行の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図面とともに詳細に説明する。図１に本発明の一実施形態として説明する、自律飛行型の無人飛行システム１の概略的な構成を示している。同図に示すように、この無人飛行システム１は、自律飛行型の無人飛行体の一例であるヘリコプタ１０と、ヘリコプタ１０との間で無線通信を行う基地局５とを含む。ヘリコプタ１０は、高圧線鉄塔２並びに高圧線鉄塔２に架線される送電線（同図では省略）の巡視点検等の業務に用いられる。基地局５は、ヘリコプタ１０の飛行及び上記業務に関する制御や監視を行う。
【００２０】
図２Ａ及び図２Ｂにヘリコプタ１０の構成を示している。図２Ａは本体カバー９が装着された状態におけるヘリコプタ１０の側面図である。また図２Ｂは本体カバー９を取り外した状態におけるヘリコプタ１０の側面図である。
【００２１】
ヘリコプタ１０は、本体フレーム１１、スキッド１２、及びテールブーム１３を基本骨格として構成されている。本体フレーム１１の上方にはメインロータ１４が、テールブーム１３の端部にはテールロータ１５が夫々設けられている。
【００２２】
図２Ｂに示すように、本体フレーム１１には、動力機構１６、操舵機構１７、制御機構１８、制御回路１９、ＧＰＳ受信機２１（GPS : Global Positioning System）、ＧＰＳアンテナ２２、各種センサ２３、データ送受信機２４、データ送受信用アンテナ２５、コンピュータ２６、ビデオカメラ２７、及び移動体側位置標定装置１００が搭載されている。
【００２３】
動力機構１６は、エンジン１６１、マフラー１６２、燃料タンク１６３などを含む。操舵機構１７は、ヘリコプタ１０のロール軸方向の姿勢を制御するエルロン機構、ピッチ軸方向の姿勢を制御するエレベータ機構、ヘリコプタ１０のヨー軸方向の姿勢を制御するラダー機構、メインロータ１４の迎角を制御するピッチ機構などを含む。制御機構１８は、サーボモータやアクチュエータを含む。制御機構１８は、制御回路１９からの制御信号に応じて動力機構１６や操舵機構１７を制御する。
【００２４】
ＧＰＳ受信機２１は、ＧＰＳアンテナ２２から入力される信号を復調し、その復調信号に基づき現在位置を示す信号をコンピュータ２６に供給する。移動体側位置標定装置１００は、基地局５に設けられている基地局側位置標定装置２００と通信してヘリコプタ１０の現在位置を標定し、標定した上記現在位置を示す信号をコンピュータ２６に供給する。
【００２５】
各種センサ２３は、地磁気センサ、加速度センサ、速度センサ、ジャイロセンサ、エンジン回転数センサ、電池残量センサ、燃料残量センサ、温度センサ、気圧センサなどである。ヘリコプタ１０のスキッド１２の接地面には感圧センサが設けられている。感圧センサの信号はヘリコプタ１０が現在着陸中であるか否かの判断に際し用いられる。
【００２６】
データ送受信器２４は、無線アンテナ２５を介して基地局５との間でデータ通信を行う。コンピュータ２６は、ＣＰＵ及びメモリを有し、基地局５からの指示や各種センサ２３の計測値に基づきヘリコプタ１０の自律飛行のための処理を実行する。
【００２７】
図３は、ヘリコプタ１０及び基地局５の夫々に設けられる装置のブロック図である。同図に示すように、ＧＰＳ受信機２１、各種センサ２３、データ送受信器２４、及び移動体側位置標定装置１００は、いずれもコンピュータ２６と通信可能に接続している。      
【００２８】
コンピュータ２６は、ＧＰＳ受信機２１、各種センサ２３、データ送受信器２４、及び移動体側位置標定装置１００から供給される情報に基づき、制御回路１９及び制御機構１８を介して動力機構１６や操舵機構１７を制御する。コンピュータ２６の上記制御によってヘリコプタ１０の自律飛行が実現される。
【００２９】
ヘリコプタ１０は、ＧＰＳ受信機２１や移動体側位置標定装置１００から供給される位置情報に基づき自律的に飛行する飛行モード（以下、自律飛行モードと称する。）の他、手動制御による飛行モード（以下、手動飛行モードと称する。）、さらに手動制御又は自律制御のうちのいずれか一方を状況に応じて優先させて制御する半自律制御による飛行モード（以下、半自律飛行モードと称する。）の３つの飛行モードを備えている。
【００３０】
また自律飛行モードには、さらにＧＰＳ受信機２１からの情報に基づく自律飛行モード（以下、ＧＰＳ自律飛行モード（第２飛行モード）と称する。）と、後述する位置標定システムによる自律飛行モード（以下、位置標定自律飛行モード（第１飛行モード）と称する。）とがある。
【００３１】
データ送受信機２４は、ヘリコプタ１０の飛行のための指示情報、高圧線や送電線の監視のための機器の制御情報（以下、指示情報と称する。）などの情報を基地局５から受信する。またデータ送受信器２４は、ヘリコプタ１０によって収集される、高圧線や送電線の監視などを目的として収集した情報（以下、提供情報と称する。）を基地局５に送信する。提供情報には、各種センサ２３によって取得される情報、ビデオカメラ２７によって撮影された映像データなどがある。
【００３２】
受信機４０はヘリコプタ１０の手動制御に際して用いられる装置である。受信機４０は、オペレータや鉄塔監視者等の操縦者によって操作される送信機４２から送られてくる無線信号を受信し、受信信号に含まれる制御信号を制御回路１９に入力する。
【００３３】
図４は前述した飛行モードが自律飛行モードに設定されている場合における、ヘリコプタ１０の飛行時の動作を説明する図である。
【００３４】
同図に示おいて、位置制御部４１１にはヘリコプタ１０の位置目標値（緯度、経度、高度）が供給される。位置目標値は、コンピュータ２６によって自動的、又は基地局５からの指示により設定される。
【００３５】
位置制御部４１１は、ＧＰＳ受信機２１又は移動体位置標定装置１００から供給されるヘリコプタ１０の現在位置と位置目標値とを比較することにより速度目標値を求め、求めた速度目標値を速度制御部４１２に供給する。
【００３６】
速度制御部４１２は、各種センサ２３からヘリコプタ１０の現在速度と与えられた速度目標値とを比較することによりヘリコプタ１０の姿勢目標値を求め、求めた姿勢目標値を姿勢制御部４１３に与える。
【００３７】
姿勢制御部４１３は、各種センサ２３から供給される値から求められるヘリコプタ１０の現在姿勢と速度制御部４１２から与えられる姿勢目標値とを比較することによりサーボモータ１８の動作量を求め、求めた動作量に従いサーボモータ１８を制御する。
【００３８】
サーボモータ１８による制御後におけるＧＰＳ受信機２１や各種センサ２３によって計測される計測値（現在位置、現在速度、現在姿勢）は、位置制御部４１１、速度制御部４１２、姿勢制御部４１３に随時フィードバックされる。
【００３９】
図３に示しているように、基地局５には、データ送受信機５１及びこれに接続する無線アンテナ５２、制御用コンピュータ５３、及び基地局側位置標定装置２００が設けられている。
【００４０】
データ送受信機５１は、ヘリコプタ１０に搭載されているデータ送受信機２４との間で無線通信を行う。
【００４１】
制御用コンピュータ５３は、オペレータが、飛行制御の指示や、ビデオカメラ２７の制御指示（撮影開始／終了制御、ズーム制御、撮影方向等）をヘリコプタ１０に与えるためのユーザインタフェースを提供する。制御用コンピュータ５３には、オペレータがヘリコプタ１０に指示を与えるために必要となる、地図情報、着陸場や着陸目標地点を示す情報、高圧線鉄塔２の位置や延線対象となる区間を示す情報などの情報が格納されている。オペレータはこれらの装置を利用することによりヘリコプタ１０に必要な指示を与えることができる。ヘリコプタ１０は与えられた指示情報に受信もしくは記憶し、指示情報に従い自律飛行する。
【００４２】
監視用コンピュータ５４は、ビデオカメラ２７によって撮影された画像又は影像を監視用コンピュータ５４の表示装置に表示する。また監視用コンピュータ５４は、ヘリコプタ１０の各種センサのリアルタイムな計測値を表示する。オペレータは、監視用コンピュータ５４が備えるこれらの機能によってヘリコプタ１０の飛行状態をリアルタイムに把握することができる。
【００４３】
＝位置標定システム＝
ヘリコプタ１０に搭載されている移動体側位置標定装置１００、及び基地局５に設けられている基地局側位置標定装置２００は、ヘリコプタ１０の現在位置をリアルタイムに取得するための位置標定の仕組み（以下、位置標定システムと称する。）を構成する。以下、位置標定システムについて詳述する。
【００４４】
図５は、位置標定システムの構成要素である、移動体側位置標定装置１００及び基地局側位置標定装置２００の機能を説明するブロック図である。同図に示すように、移動体側位置標定装置１００は、第１方向測定部１１０、及び第１距離測定部１２０を備えている。また基地局側位置標定装置２００は、第２方向測定部２１０、及び第２距離測定部２２０を備えている。
【００４５】
移動体側位置標定装置１００の第１方向測定部１１０、及び基地局側位置標定装置２００の第２方向測定部２１０は、ヘリコプタ１０の、基地局５から見た現在の方向を示す情報を取得する。
【００４６】
以下、第１方向測定部１１０及び第２方向測定部２１０によって構成される方向測定のための仕組みのことを方向測定システムと称する。同図に示すように、第１方向測定部１１０は方向標定部１１１を備える。また第２方向測定部２１０は方向標定信号送信部２１１を備える。
【００４７】
また移動体側位置標定装置１００の第１距離測定部１５０、及び基地局側位置標定装置２００の第２距離測定部２５０は、ヘリコプタ１０の、基地局５から見た現在の距離を示す情報を取得する。
【００４８】
以下、第１距離測定部１５０及び第２距離測定部２５０によって構成される距離測定のための仕組みのことを距離測定システムと称する。同図に示すように、第１距離測定部１５０は第１送受信部１５１を備える。また第２距離測定部２５０は第２送受信部２５１を備える。
【００４９】
＜方向測定システム＞
まず方向測定システムについて説明する。図６Ａに方向標定部１１１のハードウエア構成を示している。同図に示すように、方向標定部１１１は、ＣＰＵ１２１、メモリ１２２、無線通信インタフェース１２３、アンテナ１２４、及び通信インタフェース１２５を備えている。
【００５０】
ＣＰＵ１２１は、メモリ１２２に記憶されているプログラムを実行する。無線通信インタフェース１２３は、アンテナ１２４を介して基地局５から送られてくる、後述する位置標定信号（第１無線信号）を受信する。通信インタフェース１２５は、コンピュータ２６と通信する。
【００５１】
図６Ｂに方向標定部１１１の機能を示している。同図に示すように、方向標定部１１１は、位置標定信号受信部１３１及び位置標定部１３２を備える。位置標定信号受信部１３１は、基地局５から送られてくる位置標定信号を受信する。位置標定部１３２は、位置標定信号受信部１３１が受信した位置標定信号に基づき、ヘリコプタ１０の、基地局５から見た現在の方向を標定する。
【００５２】
図７Ａに方向標定信号送信部２１１のハードウエア構成を示している。同図に示すように、方向標定信号送信部２１１は、ＣＰＵ２２１、メモリ２２２、無線通信インタフェース２２３、及びアンテナ群２２４（以下、アンテナ群２２４を構成している各アンテナ（第１アンテナ）を符号２２４１で示す。）を備える。
【００５３】
ＣＰＵ２２１は、メモリ２２２に記憶されているプログラムを実行する。無線通信インタフェース２２３は、後述する位置標定信号を送信する。アンテナ群２２４は、所定の間隔を開けて隣接配置された複数の円偏波指向性アンテナを含む。
【００５４】
アンテナ群２２４には切換スイッチ２２４２が併設されている。切換スイッチ２２４２は、アンテナ群２２４を構成しているアンテナのうちのいずれか一つを選択して無線通信インタフェース２２３に接続する。
【００５５】
図７Ｂに方向標定信号送信部２１１の機能を示している。同図に示すように、方向標定信号送信部２１１は、位置標定信号送信部２６３を備える。位置標定信号送信部２６３は、ヘリコプタ１０の、基地局５から見た現在の方向を標定するために用いる無線信号（以下、位置標定信号と称する）を送信する。
【００５６】
次に以上の構成を備えた方向測定システムが、基地局５から見たヘリコプタ１０の現在の方向を取得する仕組みについて説明する。
【００５７】
基地局側位置標定装置２００の方向標定信号送信部２１１は、アンテナ群２２４を構成している複数のアンテナを時分割で周期的に切り換えながら、スペクトル拡散された位置標定信号を断続的に送信する。
【００５８】
一方、移動体側位置標定装置１００の方向標定部１１１は、基地局５のアンテナ群を構成している各アンテナから送信される位置標定信号を、自信のアンテナ１２４を介して受信する。
【００５９】
尚、複数の基地局５が隣接して設けられている場合には、基地局５間での電波の干渉を防ぐべく、各基地局５は、基地局５間で同期信号８１１を共有することにより、電波干渉の可能性がある２つ以上の基地局５から同時に位置標定信号が送信されないように送信制御を行っている。
【００６０】
図８に位置標定信号のデータ構造を示している。同図に示すように、位置標定信号８００は、上述の同期信号８１１、場所コード８１２、アンテナ情報８１３、及び測定信号８１４を含む。
【００６１】
同期信号８１１は、例えば３２ｂｉｔのプリアンブル信号と１６ｂｉｔの同期信号とを含む合計４８ｂｉｔのデータからなる。場所コード８１２（ＵＣＯＤＥ）は、基地局５の設置場所を示す識別子であり、例えば統一基準に従って位置毎に割り当てられる１２８ｂｉｔのコードからなる。
【００６２】
アンテナ情報８１３は、アンテナ群２２４を構成している各アンテナ２２４１の設置位置、各アンテナ２２４１の識別子、及び各アンテナ２２４１の指向方向を示す１６ｂｉｔのデータ等で構成される。測定信号８１４は、ヘリコプタ１０の、基地局５から見た方向を検出するために用いられる信号であり、例えば２０４８チップの拡散符号を含む。
【００６３】
図９は、基地局５の方向標定信号送信部２１１が備えるアンテナ群２２４と、ヘリコプタ１０の方向標定部１１１が備えるアンテナ１２４との相対的な位置関係を説明する図である。各アンテナ２２４１の配置や形状が把握し易くなるように同図では各アンテナ２２４１を平面的に描いているが、基地局５のアンテナ群２２４を構成している各アンテナ２２４１は、実際にはいずれも指向方向が上方（天頂方向）を向くように設けられる。
【００６４】
同図に示す例では、アンテナ群２２４は、アンテナ２２４１として、夫々の中心が３ｃｍ間隔（この間隔は位置標定信号８００として２．４ＧＨｚ帯の電波を用いた場合における１／４波長に相当）で略正方形状に隣接して配置される４つの円偏波指向性アンテナを備えている。
【００６５】
同図に示すように、天頂方向と、ヘリコプタ１０側のアンテナ１２４の、基地局５のアンテナ群２２４から見た方向とのなす角をαとすれば、
α＝ａｒｃＴａｎ(Ｄ（ｍ）/Ｌ（ｍ）)=ａｒｃＳｉｎ(ΔＬ（ｃｍ）/３（ｃｍ））
……式１
の関係がある。ここでΔＬ（ｃｍ）は、４つのアンテナ２２４１のうちの特定の２基についてのヘリコプタ１０側のアンテナ１２４までの伝搬路長の差である。
【００６６】
ここでアンテナ群２２４を構成している特定の２基のアンテナ２２４１から送信される位置標定信号８００の位相差をΔθとすれば、上記ΔＬ、Δθ、及び位置標定信号８００の波長λの間には、
ΔＬ（ｃｍ）＝Δθ／２π／λ（ｃｍ）      ……式２
の関係がある。
【００６７】
ここで位置標定信号８００は、２．４ＧＨｚ帯の電波であるので、λ≒１２（ｃｍ）であり、従って式１は、
α＝ａｒｃＳｉｎ（２Δθ／π）            ……式３
となる。上式は、位相差Δθを測定すればヘリコプタ１０の基地局５からの方向（上記α）が求まることを示している。尚、位相差Δθの検知能力は、１０ｂｉｔのＡ／Ｄコンバータを用いた場合で±（１８０°／１０２４）≒±０．２°程度である。
【００６８】
移動体側位置標定装置１００は、以上の仕組みにより基地局５から見たヘリコプタ１０の方向を示す情報をリアルタイムに取得し、取得した情報をリアルタイムにコンピュータ２６に供給する。
【００６９】
尚、以上については、例えば「武内  保憲，河野  公則，河野  実則、” ２．４ＧＨｚ帯を用いた場所検知システムの開発”、平成１７年度 電気・情報関連学会中国支部第５６回連合大会」、「特開２００７−２１２４２４号公報」、「特開２００７−２６４６８０号公報」などに関連する技術が記載されている。
【００７０】
＜距離測定システム＞
次に距離測定システムについて説明する。図１０に第１送受信部１５１と第２送受信部２５１の構成を示している。同図に示すように、第１送受信部１５１は、信号生成部１０１１、信号処理部１０１２、送信部１０１３、受信部１０１４、アンテナ切換部１０１５、及びアンテナ１０１６を備えている。
【００７１】
このうち信号生成部１０１１は、距離の測定を要求する信号（以下、距離測定要求信号と称する。）を生成する。送信部１０１３は、信号生成部１０１１から供給される信号を増幅してアンテナ１０１６に供給する。受信部１０１４は、アンテナ１０１６から供給される信号を増幅して処理部１１１２に供給する。
【００７２】
信号処理部１０１２は、受信部１０１４から供給される信号に基づき、第１送受信部１０１と第２送受信部１０２との間の距離を測定する。アンテナ切換部１１１５は、送信部１０１３又は受信部１０１４のいずれか一方へのアンテナ１０１６の接続切換を行う。アンテナ切換部１１１５は、例えば上記接続切換を時分割で行う。
【００７３】
同図に示すように、第２送受信部２５１は、アンテナ１０２１、アンテナ切換部１０２２、受信部１０２３、送信部１０２４、及び同期制御部１０２５を備えている。
【００７４】
このうち受信部１０２３は、アンテナ１０２１から供給される信号を復調／増幅した信号を生成して同期制御部１０２５に供給する。同期制御部１０２５は、受信部１０２３から供給される信号に含まれている後述の起点信号に基づき、当該起点信号と同期したクロック信号を生成し、生成したクロック信号に同期又は直交する信号（以下、距離測定信号と称する。）を生成する。
【００７５】
送信部１０２４は、同期制御部１０２５から供給される距離測定信号を増幅してアンテナ１０２１に供給する。アンテナ切換部１０２２は、送信部１０２４又は受信部１０２３のいずれか一方へのアンテナ１０２１の接続切換を行う。アンテナ切換部１０２２は、例えば上記接続切換を時分割で行う。
【００７６】
図１１Ａに、第１送受信部１５１から第２送受信部２５１に送信される無線信号１１００（第２無線信号）の構成を示している。同図に示すように、無線信号１１００は、システム同期信号１１１１、ＭＡＣレイヤ１１１２、及び起点信号１１１３を含む。
【００７７】
システム同期信号１１１１は、第１送受信部１５１と第２送受信部２５１との間で処理タイミングを同期させるための信号であり、例えば複数ビットのユニークなワードで構成される。ＭＡＣレイヤ１１１２は、第１送受信部１５１の識別番号、相手先（第２送受信部２５１）の識別番号、報知信号等を含む。起点信号１１１３は、第１送受信部１５１と第２送受信部２５１との間で高精度な同期を確立するために用いられる信号であり、例えば周波数の低い単一の変調信号である。
【００７８】
図１１Ｂに、第２送受信部２５１から第１送受信部１５１に送信される無線信号１１５０（第３無線信号）の構成を示している。システム同期信号１１５１及びＭＡＣレイヤ１１５２については無線信号１１００におけるシステム同期信号１１１１及びＭＡＣレイヤ１１１２と同様である。
【００７９】
距離測定信号１１５３は、第１送受信部１５１と第２送受信部２５１との間の距離を正確に測定するために用いられる信号であり、周波数の低い単一の変調信号、もしくは互いに同期し又は互いに直交する複数の信号である。
【００８０】
図１２に、第１送受信部１５１が備える、信号生成部１０１１及び信号処理部１０１２の構成を示している。同図に示すように、信号生成部１０１１及び信号処理部１０１２は、基準発振器１３１１、距離測定要求信号生成部１３１３、距離算出部１３４３、位相測定部１３４４、距離測定信号再生部１３４５、及び接続端子１３４６，１３４７を備えている。
【００８１】
基準発振器１３１１は、クロック信号を生成する。距離測定要求信号生成部１３１３は、基準発振器１３１１から供給されるクロック信号に基づき、距離測定要求信号を生成して接続端子１３４６に供給する。
【００８２】
距離測定信号再生部１３４５は、接続端子１３４７から供給される無線信号１１５０に含まれている距離測定信号１２５３を再生（抽出又は復調）する。
【００８３】
尚、以下の説明において、距離測定信号再生部１３４５によって再生される距離測定信号のことを再生距離測定信号と称する。位相測定部１３４４は、基準発振器１３１１によって生成されるクロック信号を用いて上記距離測定信号の位相を測定する。距離算出部１３４３は、位相測定部１３４４によって測定された位相に基づき、第１送受信部１５１と第２送受信部２５１との間の距離を測定する。
【００８４】
図１３に、第２送受信部２５１が備える同期制御部１０２５の構成を示している。同図に示すように、同期制御部１０２５は、起点信号再生部１３１１、同期検出部１３１２、距離測定信号生成部１３１３、同期発振部１３１４、基準発振器１３１５、及び接続端子１３１６，１３１７を備える。
【００８５】
起点信号再生部１３１１は、接続端子１３１６から供給される無線信号１１００に含まれている起点信号１１１３を抽出する。基準発振器１３１５は、クロック信号を生成する。同期検出部１３１２は、基準発振器１３１５から供給されるクロック信号によって起点信号１１１３をサンプリングし、サンプリングした信号を外部同期信号として同期発振部１３１４に供給する。
【００８６】
同期発振部１３１４は、同期式又は非同期式のカウンタを用いて構成され、外部同期信号によりカウンタをセット又はリセットすることにより、起点信号１１１３に同期した発振信号を生成する。同期発振部１３１４は、起点信号１１１３に同期した上記発振信号を、起点信号再生部１３１１からの起点信号１１１３の供給が無くなった後に継続して生成する。距離測定信号生成部１３１３は、同期発振部１３１４から供給される起点信号に同期した上記発振信号を距離測定信号１１５３として接続端子１３１７に供給する。
【００８７】
図１４に同期発振部１３１４の詳細構成を示している。同図において、符号１４１１，１４１３は、いずれも切換スイッチであり、符号１４１２ａ〜１４１２ｎは、２つ以上のカウンタであり、符号１４１４，１４１５，１４１６は、いずれも接続端子である。
【００８８】
接続端子１４１４に供給される起点信号に基づく外部同期信号は、切換スイッチ１４１１によりカウンタ１４１２ａ〜１４１２ｎに順次接続され、これによりカウンタ１４１２ａ〜１４１２ｎは順次リセットされる。接続端子１４１６には、基準発振器１３１５からクロック信号が供給され、外部同期信号によるセット又はリセットのタイミングに同期してカウンタ１４１２ａ〜１４１２ｎの値がカウントダウンされる。カウントダウンされた出力信号は、切換スイッチ１４１３によって順次切り換えられ、接続端子１４１５を介して距離測定信号生成部１３１３に供給される。
【００８９】
次に以上の構成からなる距離測定システムによって、基地局５から見たヘリコプタ１０の現在の距離を取得する仕組みについて説明する。
【００９０】
図１５は、以上の構成からなる距離測定システムによる距離測定の仕組みを説明するタイミングチャートである。同図において、符号１５１１は、第１送受信部１５１から送信される無線信号１１００に含まれている起点信号１１１３の波形であり、符号１５１２は、第２送受信部２５１から送信される無線信号１１５０に含まれている距離測定信号１１５３の波形であり、符号１５１３は、第１送受信部１５１の距離測定信号再生部１２４５によって再生される再生距離測定信号の波形である。
【００９１】
同図では、時刻ｔ０にヘリコプタ１０側から起点信号１１１３の送信が開始され、この起点信号１１１３の受信に応じて基地局５側から時刻ｔ１に距離測定信号１１５３の送信が開始され、距離測定信号１１５３の受信に応じて時刻ｔ２にヘリコプタ１０側で再生距離測定信号の生成が開始されている。
【００９２】
ここで第１送受信部１５１から送信される起点信号１１１３の波形１６１１をＡ・ｓｉｎ（２πｆ１ｔ）と表し、第１送受信部１５１から第２送受信部２５１までの距離をＬとし、光速をｃとした場合、第２送受信部２５１において受信される起点信号１１１３の波形１５１１は、減衰等によって振幅がＡからＢに変化するとともに、位相が（２πＬ（ｆ１／ｃ）だけ変化し、波形はＢ・ｓｉｎ｛２πｆ１ｔ＋（２πＬ（ｆ１／ｃ）｝となる。
【００９３】
一方、第２送受信部２５１において、上記起点信号１１１３を再生することにより、これと同期確立誤差無しで同期した距離測定信号１１５３を生成すれば、その波形１５１２は、同じくＢ・ｓｉｎ｛２πｆ１ｔ＋（２πＬ（ｆ１／ｃ）｝となる。
【００９４】
距離測定信号１１５３が時分割されたタイミングで第２送受信部２５１から送信され、再び距離Ｌを伝搬して第１送受信部１５１によって受信された場合、その受信信号に基づく再生距離測定信号の波形１５１３は、Ｃ・ｓｉｎ｛２πｆ１ｔ＋（４πＬｆ１）／ｃ）｝となる。
【００９５】
ここで第１送受信部１５１において、起点信号１５１１の生成に用いたクロック信号と再生距離測定信号との位相差を測定すれば、ΔΦ＝｛４πＬ（ｆ１／ｃ）｝となる。従ってこの値をＬ＝ｃ・ΔΦ／４πｆ１に代入すれば、第１送受信部１５１から第２送受信部２５１までの距離Ｌを求めることができる。
【００９６】
移動体側位置標定装置１００は、以上の仕組みにより基地局５からヘリコプタ１０までの距離を示す情報をリアルタイムに取得し、取得した情報をリアルタイムにコンピュータ２６に供給する。
【００９７】
尚、以上に説明した基地局５からヘリコプタ１０までの距離を取得する仕組みについては、例えば「特願２００９−２０６０７８号」などに関連する技術が記載されている。
【００９８】
＝着陸動作＝
次に、以上の構成からなるヘリコプタ１０の着陸時の動作について説明する。図１６はヘリコプタ１０の着陸時の動作を説明するフローチャートである。以下、同図とともにヘリコプタ１０の着陸時の動作について説明する。
【００９９】
着陸場（ヘリポート）から充分に離れた上空を飛行中、ヘリコプタ１０はＧＰＳ受信機２１からの情報に基づき自身の現在位置を確認しつつ基地局５から指定されたルートに従って自律飛行する自律飛行モード、即ちＧＰＳ自律飛行モードで飛行している（Ｓ１６１１）。そしてＧＰＳ自律飛行モードで飛行中、ヘリコプタ１０は着陸場に着陸する必要があるか否かを随時判断している（Ｓ１６１２）。
【０１００】
尚、ヘリコプタ１０は、例えば基地局５から着陸指示があったこと、ヘリコプタ１０が着陸場の上空に到達したこと、ヘリコプタ１０の電気系統に電力を供給している蓄電池の残量が所定の閾値以下となったこと、動力機構１６の駆動に必要な燃料（搭載燃料）の残量が所定の閾値以下となったこと、飛行中に収集すべきデータ（映像、画像、各種センサの計測値等）を記録しておくための記録媒体の残容量が所定の閾値以下となったことなどを理由として着陸場に着陸する必要があると判断する。
【０１０１】
着陸する必要があると判断した場合（Ｓ１６１２：ＹＥＳ）、ヘリコプタ１０は、ＧＰＳ受信機２１からヘリコプタ１０の現在位置を取得する。そしてコンピュータ２６のメモリなどに格納されている地図情報や着陸場の情報に基づき着陸場を選択し、選択した着陸場に併設されている基地局５の位置（緯度、経度、高度）を取得する。ヘリコプタ１０は例えば自身の現在位置から最短距離にある着陸場を選択する。尚、例えば目的（充電、燃料補給等）に見合う設備（充電設備、燃料供給スタンド等）が設けられていないような着陸場は選択しない。
【０１０２】
このようにヘリコプタ１０は、自律飛行中に着陸が必要であるか否かを所定の条件に基づき随時判断し、着陸が必要であると判断した場合は着陸目標地点を自動的に設定するので、着陸が必要な場合にヘリコプタ１０を自動的に適切な着陸目標地点に着陸させることができる。
【０１０３】
次にヘリコプタ１０は、Ｓ１６１３にて選択した基地局５の位置を図４に示した位置目標値として設定し（Ｓ１６１４）、選択した基地局５から送信される位置標定信号８００、無線信号１１００、及び無線信号１１５０の受信待機（モニタ）を開始し（例えば移動体側位置標定装置１００の受信周波数（受信チャネル）を、Ｓ１６１３にて選択した基地局５の周波数に合わせる。）、ＧＰＳ自律飛行モードのまま基地局５の上空に向けた自律飛行を開始する（Ｓ１６１５）。
【０１０４】
尚、本実施形態では、位置標定信号８００の受信電界強度が必要強度に達しているか否かを基準として位置標定自律飛行モードで飛行可能か否かを判断しているが、基地局５から送られてくる無線信号１１５０の受信電界強度が必要強度以上であるか否かに基づき位置標定自律飛行モードで飛行可能か否かを判断するようにしてもよい。
【０１０５】
基地局５の上空に向けた飛行中、ヘリコプタ１０は、Ｓ１６１３にて選択した基地局５から送信されてくる位置標定信号８００の受信電界強度が位置標定自律飛行モードで安全に飛行するために必要となる閾値以上になっているか否かを随時判断する（Ｓ１６１６）。
そして位置標定信号８００の受信電界強度が、位置標定自律飛行モードで安全に飛行するために必要な閾値以上になっていると判断すると（Ｓ１６１６：ＹＥＳ）、飛行モードをＧＰＳ自律飛行モードから位置標定自律飛行モードに切り替えて、位置標定自律飛行モードによる自律飛行を開始する（Ｓ１６１７，Ｓ１６１８）。
【０１０６】
位置標定自律飛行モードで自律飛行中、ヘリコプタ１０は、Ｓ１６１４にて位置目標値として設定した基地局５が併設されている着陸場に着陸したか否かを随時判断する（Ｓ１６１９）。尚、着陸場に着陸したか否かは、例えばヘリコプタ１０のスキッド１２の接地面等に設けてある感圧センサの信号に基づき判断する。
【０１０７】
ヘリコプタ１０は、位置標定自律飛行モードでの自律飛行中、基地局５から送信される位置標定信号８００の受信電界強度が位置標定自律飛行モードで安全に飛行するために必要な閾値以上であるか否かを随時判断する（Ｓ１６２０）。そしてもし位置標定信号８００の受信電界強度が閾値未満となった場合は（Ｓ１６２０：ＮＯ）、直ちに飛行モードを位置標定自律飛行モードからＧＰＳ自律飛行モードに切り替える（Ｓ１６２１）。
【０１０８】
＜位置標定自律飛行モード＞
図１７は位置標定自律飛行モードで自律飛行中のヘリコプタ１０の動作を説明するフローチャートである。以下同図とともに説明する。
【０１０９】
位置標定自律飛行モードでの飛行を開始すると、ヘリコプタ１０は移動体側位置標定装置１００からの情報に基づき着陸場の着陸目標地点に向けて降下を開始する（Ｓ１７１１）。
【０１１０】
着陸目標地点に向けた降下中、ヘリコプタ１０は、自身の現在位置から着陸目標地点までの距離が予め設定された閾値以下となったか否かを随時判断する（Ｓ１７１２）。そして着陸目標地点までの距離が閾値以下になると（Ｓ１７１２：ＹＥＳ）、ヘリコプタ１０は着陸目標地点の直上に向けた自律飛行を開始する（Ｓ１７１３）。
【０１１１】
着陸目標地点の直上に向けた飛行中、ヘリコプタ１０は、自身の現在位置が着陸目標地点の直上に達したか否かを随時判断する（Ｓ１７１４）。そして自身の現在位置が着陸目標地点の直上に達すると（Ｓ１７１４：ＹＥＳ）、ヘリコプタ１０は着陸動作（例えば機体にダメージを与えない速度まで飛行速度を減速しつつもしくは減速して降下する自律飛行）を開始する（Ｓ１７１５）。
【０１１２】
図１８は、図１７とともに説明したヘリコプタ１０の自律飛行の例を示す図である。同図に示した距離Ｌ（ｍ）はヘリコプタ１０の基地局５からの距離である。またθはヘリコプタ１０の基地局５から見た方向である。
【０１１３】
破線１８１１は、図１７のＳ１７１３における着陸目標地点の直上に向けた飛行中の目標ルートであり、破線１８１２は、図１７のＳ１７１５における着陸動作中の目標ルートである。位置１８１３は、図１７のＳ１７１５の着陸動作の開始位置（着陸目標地点からの高さｌ（ｍ）の位置）であり、位置１８１４はヘリコプタ１０の着陸目標地点である。
【０１１４】
同図に示すように、図１７のＳ１７１３における着陸目標地点の直上に向けた飛行中、ヘリコプタ１０は、Ｌ・ｃｏｓθ−ｌ（ｍ）だけ降下する間にＬ・ｓｉｎθ（ｍ）だけ水平方向に移動するように動力機構１６や操舵機構１７を制御して目標ルート１８１１を維持する。また図１７のＳ１７１５における着陸動作中、ヘリコプタ１０はｌ（ｍ）降下する間に降下速度が着陸可能な速度まで減速されるように、動力機構１６や操舵機構１７を制御して目標ルート１８１２に沿って降下する。
【０１１５】
このようにヘリコプタ１０は、着陸目標時点に近づくと段階的に飛行方法を切り換えて自律飛行するので、ヘリコプタ１０を安全かつ迅速に着陸目標地点に着陸させることができる。
【０１１６】
以上に説明したように、本実施形態の無人飛行システム１によれば、位置標定システムにより標定される現在位置に基づき、ヘリコプタ１０を自律飛行により着陸目標地点に確実に着陸させることができる。とくに位置標定システムは、前述した無線信号１１００及び無線信号１１５０として２．４ＧＨｚ程度の高周波を用いることで数ｃｍオーダの高精度で基地局５から見たヘリコプタ１０の現在の方向、及び基地局５からヘリコプタ１０までの距離を標定することができる。このため、ヘリコプタ１０を自律飛行により着陸目標地点に高精度かつ安全に着陸させることができる。
【０１１７】
またヘリコプタ１０は、例えば上空飛行ではＧＰＳ自律飛行モードで自律飛行を行い、位置標定自律飛行モードによる飛行が可能である判断した場合は位置標定自律飛行モードで着陸目標地点に向けた自律飛行を開始する。このため、位置標定信号８００の受信電界強度が必要強度に達していない場合に位置標定自律飛行モードで自律飛行が行われてしまうのを確実に防ぐことができ、これによればヘリコプタ１０を常に安全に自律飛行させることができる。
【０１１８】
ところで、以上の実施形態の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【０１１９】
例えば以上の説明では、方向標定部１１１をヘリコプタ１０側に設け、方向標定信号送信部２１１を基地局５側に設けているが、これとは逆に、方向標定信号送信部２１１をヘリコプタ１０側に設け、方向標定部１１１を基地局５側に設けるようにしてもよい。この場合、基地局５側にて基地局５から見たヘリコプタ１０の現在の方向が標定されるので、標定された上記現在の方向を無線通信によりヘリコプタ１０に通知するようにすれば、ヘリコプタ１０側にて標定された上記現在の方向を取得することができる。
【０１２０】
また以上の説明では、第１送受信部１５１をヘリコプタ側に設け、第２送受信部２５１を基地局５側に設けているが、これとは逆に、第２送受信部２５１をヘリコプタ１０側に設け、第１送受信部１５１を基地局５側に設けるようにしてもよい。この場合、基地局５側にて基地局５からヘリコプタ１０まで現在距離が標定されるので、標定された上記現在距離を無線通信によりヘリコプタ１０に通知するようにすれば、ヘリコプタ１０側にて標定された上記現在距離を取得することができる。
【０１２１】
着陸目標地点にヘリコプタ１０への自動給油設備や自動給電設備を設けておけば、ヘリコプタ１０を無人で着陸させることができるだけでなく、ヘリコプタ１０への給油や給電についても完全に無人化することができる。
【０１２２】
着陸目標地点に遠隔地と通信するための通信設備を設けておき、ヘリコプタ１０が着陸目標地点に着陸した際にデータ送受信器２４が収集した提供情報を、上記通信設備により自動的に遠隔地に送信するようにしてもよい。これによれば、遠隔地においてヘリコプタ１０が収集した提供情報を迅速に取得することができる。また着陸場が無人であるような場合でも遠隔地にて提供情報を取得することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１  無人飛行システム
５  基地局
１０  ヘリコプタ
１００  移動体側位置標定装置
２００  基地局側位置標定装置
１１０  第１方向測定部
１１１  方向標定部
１３１  位置標定信号受信部
１３２  位置標定部
２１０  第２方向測定部
２１１  方向標定信号送信部
２３１  位置標定信号送信部
１５０  第１距離測定部
１５１  第１送受信部
２５０  第２距離測定部
２５１  第２送受信部
８００  位置標定信号（第１無線信号）
１１００  無線信号（第２無線信号）
１１５０  無線信号（第３無線信号）
【図１】
2011240745.tif 000003
【図２Ａ】
2011240745.tif 000004
【図２Ｂ】
2011240745.tif 000005
【図３】
2011240745.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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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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