(57)【要約】【課題】無人航空機の運行に適した航空管制装置を実現する。【解決手段】航空管制装置（１００）は、管理地域を複数のエリアに分割するエリア管理部（５）と、エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定する飛行エリア決定部（７）と、飛行エリア決定部（７）が決定した飛行可能なエリアを通過するように、管理地域内における無人航空機の飛行ルートを設計する飛行ルート設計部（８）と、を備える。【選択図】図１
2019032661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管理地域を複数のエリアに分割するエリア管理手段と、
前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定する飛行エリア決定手段と、
前記飛行エリア決定手段が決定した飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計する飛行ルート設計手段と、
を備えたことを特徴とする航空管制装置。
【請求項２】
前記エリア管理手段は、前記無人航空機の警戒半径に応じて、前記エリアの大きさを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の航空管制装置。
【請求項３】
前記エリア管理手段は、前記管理地域内にある無人航空機の数に応じて、前記エリアの大きさを動的に変化させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載の航空管制装置。
【請求項４】
前記飛行ルート設計手段は、設計した前記飛行ルートを指示する情報を、前記無人航空機に送信し、前記無人航空機は、前記飛行ルートを指示する情報にしたがって飛行する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の航空管制装置。
【請求項５】
前記無人航空機が前記飛行ルートにしたがって飛行することの可否を、所定の条件に基づいて判定する飛行可否判定手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の航空管制装置。
【請求項６】
前記無人航空機からステータス情報を取得する情報取得手段をさらに備え、
前記飛行可否判定手段は、少なくとも前記ステータス情報に基づいて、前記無人航空機の飛行可否を判定する
ことを特徴とする請求項５に記載の航空管制装置。
【請求項７】
前記飛行可否判定手段は、少なくとも、前記管理地域内における気象情報に基づいて、前記無人航空機の飛行可否を判定する
ことを特徴とする請求項５または６に記載の航空管制装置。
【請求項８】
前記飛行エリア決定手段は、他の航空機の飛行ルート、気象情報、地形、および障害物のうち、少なくとも１つに基づいて、前記無人航空機が飛行不可能なエリアを決定し、
前記飛行不可能なエリア以外を前記無人航空機が飛行可能なエリアとする
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の航空管制装置。
【請求項９】
管理地域を複数のエリアに分割し、
前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定し、
飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計することを含む航空管制装置の制御方法。
【請求項１０】
管理地域を複数のエリアに分割することと、
前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定することと、
飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計することと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
特許文献１には、無人航空機（ＵＡＶ；Unmanned Aerial Vehicle）（例えば、マルチコプター式の無人航空機；いわゆるドローン）の航空管制装置が記載されている。
【０００２】
産業形態のイノベーションにより、小型の無人航空機の使われ方が大きく変わろうとしている。例えば、ドローン運送などの産業形態が登場する可能性がある。これにより、ドローンの運行数が飛躍的に増大することが予想される。
【０００３】
将来的に、ドローンは、人口密集地区を飛行するようになるかもしれない。また、ドローンと有人航空機とが、混合して飛行するようになるかもしれない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３１４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した関連する航空管制装置は、ATC（Air Traffic Control）トランスポンダを搭載した大型の有人航空機の運行の管制に特化しているので、小型の無人航空機を、限定された管理地域（region）で運行するために利用するのには適さない。
【０００６】
例えば、関連する航空管制装置は、複数の無人航空機を同時に管制できない。したがって、無人航空機同士あるいは無人航空機と有人航空機とが異常接近するなどの事故が発生する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一様態に係わる航空管制装置は、管理地域を複数のエリアに分割するエリア管理手段と、前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定する飛行エリア決定手段と、前記飛行エリア決定手段が決定した飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計する飛行ルート設計手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の一様態に係わる航空管制装置の制御方法は、管理地域を複数のエリアに分割し、前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定し、飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計することを含む。
【０００９】
本発明の一様態に係わるプログラムは、管理地域を複数のエリアに分割することと、前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定することと、飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計することと、をコンピュータに実行させる。
【００１０】
本発明の一様態によれば、無人航空機の運行に適した航空管制装置を実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、無人航空機の運行に適した航空管制装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係わる航空管制装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係わる航空管制装置が設計するドローンの飛行ルートの一例を示す図である。
【図３】実施形態１に係わる航空管制装置の動作フローを示すフローチャートである。
【図４】実施形態５に係わる航空管制装置の構成を示すブロック図である。
【図５】実施形態６に係わるコンピュータの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔実施形態１〕
（航空管制装置１００）
図１は、本実施形態１に係わる航空管制装置１００の構成を示すブロック図である。航空管制装置１００は、管理地域において、複数の無人航空機（本実施形態ではドローン）の航空管制を行う。すなわち、航空管制装置１００は、無人航空機が安全に飛行できるように、無人航空機を監視したり、無人航空機に対して、飛行ルートを指示したりする。航空管制装置１００は、有人航空機を含む航空機全般の航空管制を行ってもよい。
【００１４】
図１に示すように、航空管制装置１００は、入力受付部１と、データ取得部２と、事故予測部３と、位置情報取得部４と、エリア管理部５と、離発着装置管理部６と、飛行エリア決定部７と、飛行ルート設計部８と、飛行可否判定部９とを備えている。
【００１５】
（管制入力装置１０）
管制入力装置１０は、航空管制装置１００に対して、入力者がドローンの飛行許可を申請するために使用される。このとき、管制入力装置１０は、航空管制装置１００に対して、入力者のＩＤ（identification）または名前を含む入力者情報、飛行許可を申請するドローンの機種名などの機種情報、および、発着地の場所または住所を示す発着地情報などを入力する。
【００１６】
（気象情報取得装置１１）
気象情報取得装置１１は、雨量計および風速計などの気象観測器を用いて、管理地域内の気象を観測する。そして、気象情報取得装置１１は、観測した管理地域内の気象情報（例えば、風速、雨量など）を、航空管制装置１００へ提供する。あるいは、気象情報取得装置１１は、気象情報を配信するサービスを提供する情報提供装置にアクセスして、情報提供装置から、管理地域内の気象情報を取得してもよい。
【００１７】
（地形情報取得装置１２）
地形情報取得装置１２は、レーダ機器などを用いて、管理地域内の地形を観測する。そして、地形情報取得装置１２は、観測した管理地域内の地形情報（例えば、山や丘陵の位置または標高の情報、および、塔や高層ビルなどの地物の位置の情報）を、航空管制装置１００へ提供する。あるいは、地形情報取得装置１２は、地図の作成に携わる企業または団体が管理する情報処理装置から、地図データを取得してもよい。
【００１８】
（ユーザ情報データベース１３ａ）
ユーザ情報データベース１３ａは、登録されたユーザごとに、ユーザのＩＤまたは名前、住所、連絡先、優先度を含むユーザ情報を記憶する。ユーザは、例えば、警察、報道、映像制作会社、または運送会社などであってよい。
【００１９】
（航空機情報データベース１３ｂ）
航空機情報データベース１３ｂは、ドローン２５の機種ごとに、ドローン２５の諸元、所属、および性能を含む航空機情報を記憶する。ドローン２５の諸元には、例えば、ドローン２５のサイズ、および重量などが含まれる。ドローン２５の性能には、例えば、ドローン２５の滞空可能時間、および耐風性能などが含まれる。ドローン２５の所属とは、ドローン２５の運行を申請した入力者、ドローン２５の運行に係わる責任者、または、ドローン２５の所有者のことである。
【００２０】
（離発着装置１４）
離発着装置１４は、無人航空機が離発着するために使用される。離発着装置１４は、管理地域内に１つ以上配置されている。離発着装置１４は、自律移動または持ち運びが可能であってもよい。また、各離発着装置１４は、気象情報取得装置１１および地形情報取得装置１２を備えていてもよい。
【００２１】
（運行者端末１５）
運行者は、運行者端末１５を用いて、航空管制装置１００の管理地域（region）内において、航空管制装置１００からの指示に従って、複数のドローン２５を運行する。運行者は、１人以上の個人、および／または１つ以上の企業を含んでいてよい。
【００２２】
（入力受付部１）
入力受付部１は、管制入力装置１０から、前述した入力者情報のほか、運行者が運行するドローン２５の機種および数の情報、ならびに発着地等の情報を受信する。
【００２３】
入力受付部１は、管制入力装置１０から入力された入力者情報と、ユーザ情報データベース１３ａに登録されたユーザ情報とを照合することによって、入力者が登録されたユーザであることを認証する。また、入力者が登録されたユーザである場合、入力受付部１は、ユーザの優先度を判定する。
【００２４】
優先度は、ユーザごとに、予め設定されていてよい。例えば、警察および救急など、緊急事態に即座に対応することを要求されるユーザの優先度を、報道などのユーザの優先度よりも高くする。
【００２５】
入力者が登録されたユーザである場合、入力受付部１は、管制入力装置１０から入力された前述の情報、およびユーザの優先度を示す情報を、データ取得部２に通知する。なお、入力者が登録されたユーザでない場合、入力受付部１は、入力者による申請を拒否する。
【００２６】
（データ取得部２）
データ取得部２は、入力受付部１から、ユーザが飛行許可を申請したドローン２５に対応する機種情報を取得する。そして、データ取得部２は、取得した機種情報を用いて、航空機情報データベース１３ｂを参照することによって、ドローン２５についての航空機情報を取得する。
【００２７】
例えば、データ取得部２は、航空機情報データベース１３ｂから、ドローン２５の諸元（例えば、大きさ、重量など）、性能（例えば、推進力、飛行可能時間、および耐風性能（ドローン２５がどれぐらいの風速に耐えて飛行可能かを示す））、および所属（例えば、ユーザ、ドローン２５の運行者、またはドローン２５の所有者の名称またはＩＤなど）に関する情報を、航空機情報として取得する。
【００２８】
また、データ取得部２は、入力受付部１から、前述した発着地情報、および、ユーザの優先度を示す情報を取得する。ユーザの優先度が高いほど、ドローン２５は、優先度がより低い他のユーザの航空機よりも優先的に、飛行ルートを使用することができる。
【００２９】
その後、データ取得部２は、航空機情報、ドローン２５の発着地情報、および優先度情報を、事故予測部３へ送信する。
【００３０】
（事故予測部３）
事故予測部３は、データ取得部２から、航空機情報、発着地情報、および優先度情報を受信する。
【００３１】
また、事故予測部３は、地形情報取得装置１２から、管理地域内における地形情報を取得する。具体的には、事故予測部３は、管理地域内における地形（例えば、山、丘陵、起伏）の情報、および、管理地域内にある地物（feature）（例えば、高層ビルなどの建物、鉄塔）の情報を取得する。事故予測部３は、気象情報取得装置１１から、管理地域内の気象情報も取得する。
【００３２】
さらに、事故予測部３は、位置情報取得部４から、管理地域内にあるドローン２５および他の航空機の位置情報を取得する。また、事故予測部３は、位置情報取得部４から、ドローン２５のステータス情報も取得する。
【００３３】
ステータス情報は、３次元空間内におけるドローン２５の位置を示す座標、すなわち緯度、経度、および高度、ならびに、ドローン２５の速度、加速度、飛行可能時間（あるいはバッテリ残量）、進行方向、およびアラームの各情報を含む。ドローン２５の位置情報も、ドローン２５のステータス情報に含まれていてよい。
【００３４】
そして、事故予測部３は、(i)データ取得部２から取得した航空機情報、(ii)地形情報装置１２から取得した地形情報、および、(iii)位置情報取得部４から取得したステータス情報および位置情報に基づいて、ドローン２５が他の航空機または地物と異常接近する可能性を計算する。
【００３５】
具体的には、事故予測部３は、以下の式（１）に基づいて、ドローン２５が他の航空機または地物と異常接近する可能性を数値的に示す緊急度Ｄを計算する。緊急度Ｄを表す数値が大きいほど、ドローン２５が係わる事故が発生する可能性は高い。
【００３６】
緊急度Ｄが閾値を超える場合、事故予測部３は、ドローン２５または運行者端末１５と無線通信を行い、ドローン２５または運行者に対し、警告、注意、または緊急回避の指示をする。
（式（１））：
緊急度（Ｄ）
＝飛行不安定度（α）×機体接近度（ｍ）×地物接近度（ｎ）×気象条件ファクタ（β）
式（１）の飛行不安定度αは、ドローン２５の飛行が気象条件にどれぐらい影響されやすいかを示す数値である。
【００３７】
事故予測部３は、データ取得部２から取得した、ドローン２５の諸元および性能の各情報に基づいて、ドローン２５の飛行不安定度αを計算する。一般的に、ドローン２５は、機種に応じて、重量、サイズ、および推進力などが異なるので、飛行不安定度αもドローン２５の機種に依存する。例えば、ドローン２５の重量が軽いほど、ドローン２５は風の影響を受けやすいので、飛行不安定度αは大きくなる。
【００３８】
式（１）の機体接近度ｍは、ドローン２５と他の航空機との距離を表す数値である。事故予測部３は、位置情報取得部４から取得するドローン２５および他の航空機の位置情報に基づいて、機体接近度ｍを計算する。
【００３９】
式（１）の地物接近度ｎは、ドローン２５と、飛行可能領域内に存在する地物との距離を表す数値である。事故予測部３は、位置情報取得部４から取得したドローン２５の位置情報と、地形情報取得装置１２から取得した地物の位置情報とに基づいて、地物接近度ｎを計算する。
【００４０】
式（１）の気象条件ファクタβは、気象情報取得装置１１から取得される気象情報に応じて決まる数値である。ドローン２５の飛行にとって、悪い気象条件（例えば、強風、豪雨）であるほど、気象条件ファクタβは大きい。悪い気象条件によって、ドローン２５の飛行が大きく乱れる可能性があるからである。
【００４１】
（位置情報取得部４）
位置情報取得部４は、汎用の無線通信手段（例えば、携帯電話網等）を介して、管理地域内にある航空機（ドローン２５を含む）と、直接的に、あるいは運行者端末１５を介して、常に無線通信を行うことにより、航空機の位置情報を取得する。ここで、ドローン２５および他の航空機は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号受信機能によって、それぞれ、自機の位置情報を取得する。また、位置情報取得部４は、ドローン２５から、前述したステータス情報も受信する。
【００４２】
あるいは、位置情報取得部４は、ドローン２５および他の航空機が撮影した画像を取得することができる場合、取得した画像を解析することによって、３次元空間内におけるドローン２５および他の航空機の位置を計算してもよい。例えば、位置情報取得部４は、ドローン２５が撮影した画像に含まれる地物を、画像認識技術により抽出する。そして、位置情報取得部４は、地図データに基づいて、抽出した地物の位置を特定することによって、ドローン２５の位置を間接的に計算してもよい。
【００４３】
位置情報取得部４は、ドローン２５および他の航空機の位置情報を、事故予測部３に送信する。また、位置情報取得部４は、ドローン２５および他の航空機の位置情報を、エリア管理部５に送信する。位置情報取得部４は、さらに、ドローン２５の位置情報を、運行者端末１５と共有してもよい。
【００４４】
（エリア管理部５）
エリア管理部５は、管理地域を複数のエリア（Area）に分割する。そして、エリア管理部５は、エリアの大きさ、形状、および位置の各情報を管理する。
【００４５】
図２は、管理地域をカバーする地図を示す。図２では、管理地域が、エリア管理部５によって、同じ大きさ（面積）を有する複数の六角形のエリアに分割されている。各エリアは、後述する飛行エリア決定部７によって、飛行可能領域および飛行不可能領域のどちらかに分類されている。
【００４６】
しかしながら、エリアの形状は限定されない。エリアは、他の多角形であってもよい。また、エリアは、ドローン２５の警戒半径に応じた大きさを有していてもよい。ドローン２５の警戒半径は、ドローン２５を中心とする同心円形状の警戒領域を規定する。障害物がドローン２５の警戒領域内に入った場合、ドローン２５は、障害物との接触を回避するための緊急動作（例えば、方向転換、停止）を、自動的に行ってもよいし、運行は端末１５からの指示により行ってもよい。
【００４７】
図２に示すように、飛行可能領域は、「自機警戒領域」「自機準警戒領域」および「警告エリア」を含む。「自機警戒領域」は、ドローン２５の現在位置を含むエリアである。「自機準警戒領域」は、「自機警戒領域」に隣接するエリアである。「警告エリア」は、ドローン２５の飛行可能領域と、他の航空機の飛行ルートとの間のエリアである。
【００４８】
図２に示すように、飛行不可能領域は、「飛行禁止領域」「他機警戒領域」「他機準警戒領域」および「他機飛行ルート」を含む。「飛行禁止領域」は、無人航空機が飛行することを禁止しているエリアである。「飛行禁止領域」内には、特別な地物（国会議事堂や皇居など）がある。「他機警戒領域」は、他の航空機が存在するエリアである。「他機準警戒領域」は、「他機警戒領域」に隣接するエリアである。「他機飛行ルート」は、予測される他の航空機の飛行ルートと重なるエリアである。
【００４９】
エリア管理部５は、位置情報取得部４から、ドローン２５および他の航空機の位置情報を取得して、管理地域内にある航空機（ドローン２５を含む）の数をカウントする。そして、エリア管理部５は、管理地域内にある航空機（ドローン２５を含む）の数に応じて、管理領域内のエリアの数を増減してもよい。
【００５０】
例えば、管理地域内にある航空機の数が減る／増えるほど、エリア管理部５は、各エリアを拡大／縮小してもよい。エリアを拡大／縮小するほど、管理地域内のエリアの数が少なく／多くなる。
【００５１】
エリアは、レイヤ構造を有していてもよい。すなわち、経度および緯度が同じで、かつ高度が異なる複数のエリアがあってよい。換言すれば、高度方向に、複数のエリアが重畳されていてもよい。この場合、各エリアの位置を示す座標は、経度、緯度、および高度によって特定される。
【００５２】
エリア管理部５は、設定したエリアの情報を、飛行エリア決定部７に通知する。
【００５３】
（離発着装置管理部６）
離発着装置管理部６は、管理地域内にある離発着装置１４および離発着地場（例えば、常設ポート、臨時ポート、ビルの屋上、警察署、消防署、コンビニエンスストア、その他の緊急離発着場）の位置情報を管理する。さらに、離発着装置管理部６は、現時点において使用されていない（つまり、ドローン２５が使用可能である）離発着装置１４および離発着場を判別する情報を、ドローン２５および運行者端末１５に提供する。
【００５４】
（飛行エリア決定部７）
飛行エリア決定部７は、エリア管理部５から、管理地域を分割するエリアに関する情報（例えば、エリアの位置、大きさ、形状など）を取得する。
【００５５】
そして、飛行エリア決定部７は、管理地域内の各エリアを、ドローン２５が飛行することを許可する領域（これから飛行可能領域と呼ぶ）と、ドローン２５が飛行することを許可しない領域（これから飛行不可能領域と呼ぶ）とに判別する。
【００５６】
より詳細には、飛行エリア決定部７は、
(i)他の航空機の飛行ルート（飛行ルート設計部８によって設計される）、
(ii)気象情報（気象情報取得装置１１から取得する）、および
(iii)障害物（人および車両などの地上にある物体、鳥またはヘリコプターなどの上空にある物体、および高層ビルまたはタワーなどの地物）の情報
のうち、少なくとも１つに基づいて、飛行不可能領域を判別してよい。
【００５７】
飛行不可能領域は、特別な地物（国会議事堂、皇居など）があるエリア、人の密集地、および空港の近傍などに、予め設定されていてもよい。
【００５８】
飛行エリア決定部７は、このようにして判別した飛行不可能領域以外のエリアを、飛行可能領域として決定する。飛行可能領域は、経度および緯度方向に拡張されてもよい。また、エリアがレイヤ構造を有する場合、飛行可能領域は、高度方向に拡張されてもよい。
【００５９】
管理地域内のエリアの数が多い／少ないほど、飛行エリア決定部７が各エリアを飛行可能領域と飛行不可能領域とに判別するための演算量は増大／減少する。
【００６０】
図２に示すように、飛行エリア決定部７は、「他機飛行ルート」すなわち他の航空機の飛行ルートを、飛行不可能領域に判別する。一方、飛行エリア決定部７は、飛行可能領域と、他の航空機の飛行ルートとの間の「警告エリア」を、飛行可能領域に判別する。しかしながら、飛行エリア決定部７は、「警告エリア」を飛行不可能領域に判別してもよい。
【００６１】
飛行エリア決定部７は、飛行可能領域を動的に変更してもよい。例えば、管理地域内に未登録の航空機が侵入した場合、飛行エリア決定部７は、未登録機判別装置（図示せず）によって、未登録の航空機の飛行ルートをシミュレートして、予測される未登録の航空機の飛行ルートと重畳するエリアを、飛行不可能領域に変更してもよい。
【００６２】
飛行エリア決定部７は、こうして決定した飛行可能領域の情報を、経路生成部８に送信する。また、飛行エリア決定部７は、飛行許可をドローン２５および運行者端末１５に送信するように、飛行可否判定部９に指示する。
【００６３】
なお、ドローン２５の飛行可能領域および飛行許可の情報が、運行者に成りすました第三者によって悪用されたり、盗み見られたりしないように、飛行エリア決定部７は、送信する情報に、信頼情報付き共通鍵を付加してもよい。
【００６４】
（飛行ルート設計部８）
飛行ルート設計部８は、飛行エリア決定部７が決定したドローン２５の飛行可能領域および飛行不可能領域の情報を受信する。そして、飛行ルート設計部８は、飛行可能領域のみをドローン２５が通過するように、ドローン２５の飛行ルートを設計する。
【００６５】
そして、飛行ルート設計部８は、設計した飛行ルートを示す経路点（way point）またはコリドー（corridor）の情報を含む飛行ルート情報を生成する。飛行ルート設計部８は、設計した飛行ルート情報をドローン２５に送信する。また、飛行ルート設計部８は、飛行ルート情報を、運行者端末１５に送信してもよい。
【００６６】
経路点の情報には、ドローン２５が、いつ（日時）、どこ（エリア）に位置すべきかについての指示が含まれる。コリドーの情報には、ドローン２５の飛行方向、経路点、およびドローン２５の警戒半径の各情報が含まれる。
【００６７】
ドローン２５は、飛行ルート設計部８から取得した飛行ルート情報に基づいて、自律飛行する。飛行ルート設計部８は、運行者端末１５が備えた表示装置２０に対し、管理地域の地図とともに、ドローン２５の飛行ルート情報およびドローン２５の現在の位置情報を出力してもよい。この場合、運行者は、表示装置２０の画面を見て、ドローン２５が予定通りに運行しているかどうかを確認することができる。
【００６８】
必要であれば、飛行ルート設計部８は、事故予測部３が計算した緊急度Ｄに応じて、ドローン２５の飛行ルートを動的に変更してもよい（実施形態２参照）。
【００６９】
（飛行可否判定部９）
飛行可否判定部９は、飛行エリア決定部７からの指示に従って、ドローン２５に飛行許可を発行する。しかしながら、障害物、気象条件、および、ドローン２５の現在の位置の近傍における混雑状況（多数の人）などに応じて、飛行可否判定部９は、ドローン２５に飛行許可を発行せず、離陸せずにしばらく待機するように、ドローン２５に指示してもよい（実施形態３参照）。
【００７０】
（表示装置２０）
表示装置２０は、運行者によって所持されている。表示装置２０は、運行者端末１５に備えられていてもよい。運行者は、飛行エリア決定部７が発行した共通鍵と、運行者が所持する共通鍵とを照合することにより、飛行ルート設計部８から送信される地図および飛行ルート情報を、表示装置２０に表示させる。
【００７１】
運行者は、表示装置２０に表示された地図を参照することによって、ドローン２５の現在の運行状況を、いつでも簡単に確認することができる。
【００７２】
運行者の表示装置２０には、地図に加えて、例えば、ドローン２５の飛行ルート、他の航空機の飛行ルート、ドローン２５が着陸地点へ到着する予定時刻、ドローン２５のアラーム（エラー状態）、および緊急離発着場などの情報が表示されてよい。使用可能な緊急離発着場と、使用不可の緊急離発着場とは、互いに異なる模様、記号、または色のパターンで表示されてもよい。
【００７３】
（航空管制装置１００の動作フロー）
図３は、本実施形態１に係わる航空管制装置１００の動作フローを示すフローチャートである。
【００７４】
図３に示すように、エリア管理部５は、航空管制装置１００の管理地域を複数のエリアに分割する（Ｓ１）。
【００７５】
次に、飛行エリア決定部７は、エリア管理部５が設定したエリアごとに、飛行可能領域と飛行不可能領域とを判別する（Ｓ２）。
【００７６】
その後、飛行ルート設計部８は、飛行エリア決定部７が決定した飛行可能領域のみを通過するように、管理地域内におけるドローン２５の飛行ルートを設計する（Ｓ３）。
【００７７】
エリア管理部５は、一定時間ごとに、管理地域内の航空機（ドローン２５を含む）の数が増減したか否かを判定する（Ｓ４）。
【００７８】
管理地域内の航空機の数が増減していない場合（Ｓ４でＮｏ）、航空管制装置１００の動作フローのＳ２に戻る。
【００７９】
一方、管理地域内の航空機の数が増減した場合（Ｓ４でＹｅｓ）、航空管制装置１００の動作フローのＳ１に戻る。この場合、エリア管理部５は、管理地域内の航空機の数に応じて、管理地域内の各エリアの大きさを再設定する。具体的には、管理地域内の航空機の数が減少した場合、エリア管理部５は、管理地域内の各エリアの大きさを拡大する。一方、管理地域内の航空機の数が増大した場合、エリア管理部５は、エリアの大きさを縮小する。
【００８０】
（本実施形態１の効果）
本実施形態１の構成によれば、航空管制装置１００は、管理地域を複数のエリアに分割し、各エリアを飛行可能領域と飛行不可能領域とに判別することができる。そして、決定した飛行可能領域に基づいて、無人航空機の飛行ルートを設定することができる。したがって、航空管制装置１００は、特に無人航空機の運行に適した航空管制を提供することができる。
【００８１】
また、エリア管理部５は、管理地域内の航空機の数に応じて、管理地域内のエリアを拡大または縮小してよい。エリア管理部５がエリアを拡大するほど、管理地域内のエリアの数は減少する。したがって、飛行エリア決定部７は、管理地域内の各エリアを、飛行可能領域または飛行不可能領域に、効率的に判別することができる。
【００８２】
〔実施形態２〕
本実施形態２に係わる飛行エリア決定部７は、事故が発生する恐れがある時（例えば、暴風、未登録の航空機との異常接近、または他の緊急時）に、離発着装置管理部６から、現時点において、他の航空機によって使用されていない離発着装置１４または離発着地点の位置情報を取得する。
【００８３】
飛行ルート設計部８は、離発着装置管理部６から取得した情報に基づいて、ドローン２５の飛行ルートを再設定する。例えば、飛行ルート設計部８は、他の航空機に使用されていない離発着装置１４に緊急着陸するように、ドローン２５の飛行ルートを再設定してもよい。
【００８４】
（本実施形態２の効果）
本実施形態２の構成によれば、緊急時に、使用可能な離発着装置１４または離発着地点に、ドローン２５を緊急着陸させる。これにより、ドローン２５をより安全に運行することができる。
【００８５】
〔実施形態３〕
本実施形態３では、飛行可否判定部９は、以下の式（２）に基づいて、飛行困難度Ｆを示す数値を計算する。飛行困難度Ｆは、ドローン２５が安全に飛行できない可能性の高さを示す数値である。前記実施形態１で説明した緊急度Ｄが、ドローン２５と他の航空機または地物とが異常接近する事故が発生する可能性の高さを表すのに対し、飛行困難度Ｆは、ドローン２５が単独で事故を発生させる可能性の高さを表す。
【００８６】
飛行困難度Ｆが基準値以上である場合、飛行可否判定部９は、ドローン２５に対し、緊急着陸するか、または離陸しないように指示する。
【００８７】
（式（２））：
飛行困難度（Ｆ）
＝飛行可能時間（Ｔ）×気象条件ファクタ（β）×飛行高度変化度（γ）×アラーム（Ａ）
式（２）の飛行可能時間Ｔは、ドローン２５がこれから飛行を継続できる時間である。
【００８８】
飛行可否判定部９は、位置情報取得部４から得られるステータス情報に含まれるドローン２５の現在の連続飛行時間の情報に基づいて、ドローン２５の飛行可能時間Ｔを計算することができる。あるいは、飛行可否判定部９は、ドローン２５に搭載されたバッテリの残量の情報に基づいて、飛行可能時間Ｔを計算してもよい。ドローンは、通常、ブラシレスモータによってプロペラを駆動することによって飛行しているので、搭載しているバッテリの容量が空になった時点で、ドローン２５は飛行を継続することができなくなるからである。
【００８９】
式（２）の飛行高度変化度γは、高度方向におけるドローン２５の移動（揺動）の大きさを表す数値である。ドローン２５の揺動が大きいほど、ドローン２５の飛行が安定していない。飛行高度変化度γが大きい場合、ドローン２５は、例えば、強風にあおられている可能性がある。あるいは、ドローン２５に搭載されたモータが故障している可能性がある。事故予測部３は、位置情報取得部４から得たドローン２５の位置情報に基づいて、飛行高度変化度γを計算することができる。
【００９０】
式（３）のアラームＡは、ドローン２５に発生している異常（例えば、モータの故障、バッテリの電圧低下、ＧＰＳ信号受信不可など）の数またはレベルを表す数値である。事故予測部３は、位置情報取得部４から、ステータス情報として、ドローン２５に発生した異常の数またはレベルの情報を得ることができる。
【００９１】
（本実施形態３の効果）
本実施形態３の構成によれば、飛行困難度Ｆに基づいて、ドローン２５の飛行可否を判定する。そして、判定結果に基づいて、ドローン２５に対し、緊急着陸または待機するように指示する。これにより、ドローン２５をより安全に運行することができる。
【００９２】
〔実施形態４〕
前記実施形態１では、航空管制装置１００が、街中で無人航空機（ドローン２５）の航空管制を行う例を説明した。しかしながら、適用例は、街中における無人航空機の航空管制に限定されない。本実施形態４では、航空管制装置１００は、様々な現場（例えば、災害発生現場、運搬基地、山岳救助、海難事故等）において、複数の無人航空機の航空管制を実施する。
【００９３】
（本実施形態４の効果）
本実施形態４の構成によれば、特に、有人航空機を運行することが困難な現場において、無人航空機が活動（例えば、撮影または物資運搬等）を実施することが可能になる。加えて、航空管制装置１００は、無人航空機と有人航空機とを統合的に運行する広域管制を実現することができる。
【００９４】
〔実施形態５〕
本実施形態５では、本発明に係わる実施形態の最小構成を説明する。
【００９５】
（航空管制装置２００の構成）
図４は、本実施形態５に係わる航空管制装置２００の構成を示すブロック図である。図４に示すように、航空管制装置２００は、エリア管理部２０１、飛行エリア決定部２０２、および飛行ルート設計部２０３を備えている。
【００９６】
エリア管理部２０１は、航空管制装置２００の管理地域を複数のエリアに分割する。
【００９７】
飛行エリア決定部２０２は、エリア管理部２０１が設定したエリアごとに、無人航空機（例えばドローン）の飛行可否を決定する。
【００９８】
飛行ルート設計部２０３は、飛行エリア決定部２０２が決定した飛行可能なエリアを通過するように、管理地域内における無人航空機の飛行ルートを設計する。
【００９９】
（本実施形態５の効果）
本実施形態５の構成によれば、管理用域が複数のエリアに分割されて、エリアごとに、無人航空機の飛行の可否が決定される。飛行の可否は、例えば、他の航空機の位置または飛行ルート、あるいは、気象条件によって決定されてよい。
【０１００】
無人航空機には、飛行可能なエリアを通過する飛行ルートが与えられる。したがって、無人航空機が事故に遭遇する可能性を低減することができる。これにより、管理地域内において、無人航空機を安全に運行することができる。
【０１０１】
〔実施形態６〕
前記実施形態１〜４に係わる航空管制装置１００の制御機能（例えば制御部９０）の全部または一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することにより、航空管制装置１００の制御機能を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータ」とは、ＯＳ（Operating System）や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０１０２】
また、前記実施形態５に係わる航空管制装置２００の制御機能の全部または一部も、記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータが読み込んで実行することによって実現されてよい。
【０１０３】
なお、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１０４】
（コンピュータ３００のハードウェア構成）
図５は、本実施形態６に係わるコンピュータ３００のハードウェア構成を示すブロック図である。図５に示すように、コンピュータ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、ＲＡＭ３０２と、記憶装置３０３と、入出力装置３０４とを備えている。コンピュータ３００は、外部（例えば航空機）と無線通信を行うための通信インターフェース３０５をさらに備えている。
【０１０５】
前記実施形態１〜４に係わる航空管制装置１００の制御機能は、記憶装置３０３からＲＡＭ（Random Access Memory）３０２に読み出されたプログラムを、コンピュータ３００のＣＰＵ３０１が実行することによって実現される。前記実施形態５に係わる航空管制装置２００の制御機能も、同様に、コンピュータ３００の各部によって実現される。
【０１０６】
入出力装置３０４は、コンピュータ３００の外部からの入力、またはコンピュータ３００から外部への出力を行う。入出力装置３０４は、例えば、前記実施形態１〜４に係わる航空管制装置１００の入力受付部１、データ取得部２、位置情報取得部４、および離発着装置管理部６に対応する。
【０１０７】
（本実施形態６の効果）
本実施形態６の構成によれば、前記実施形態１〜５において説明した航空管制装置１００、２００の構成および動作を、コンピュータ３００によって実現することができる。
【０１０８】
〔本発明の様態の例〕
本発明の一様態は、以下のように表現することができる。しかしながら、本発明は、以下の付記に記載する様態に限定されない。
【０１０９】
（付記１）
管理地域を複数のエリアに分割するエリア管理手段と、前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定する飛行エリア決定手段と、前記飛行エリア決定手段が決定した飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計する飛行ルート設計手段と、を備えたことを特徴とする航空管制装置。
【０１１０】
（付記２）
前記エリア管理手段は、前記無人航空機の警戒半径に応じて、前記エリアの大きさを決定することを特徴とする付記１に記載の航空管制装置。
【０１１１】
（付記３）
前記エリア管理手段は、前記管理地域内にある無人航空機の数に応じて、前記エリアの大きさを動的に変化させることを特徴とする付記１または２に記載の航空管制装置。
【０１１２】
（付記４）
前記飛行ルート設計手段は、設計した前記飛行ルートを指示する情報を、前記無人航空機に送信し、前記無人航空機は、前記飛行ルートを指示する情報にしたがって飛行することを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の航空管制装置。
【０１１３】
（付記５）
前記無人航空機が前記飛行ルートにしたがって飛行することの可否を、所定の条件に基づいて判定する飛行可否判定手段をさらに備えたことを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の航空管制装置。
【０１１４】
（付記６）
前記無人航空機からステータス情報を取得する情報取得手段をさらに備え、前記飛行可否判定手段は、少なくとも前記ステータス情報に基づいて、前記無人航空機の飛行可否を判定することを特徴とする付記５に記載の航空管制装置。
【０１１５】
（付記７）
前記飛行可否判定手段は、少なくとも、前記管理地域内における気象情報に基づいて、前記無人航空機の飛行可否を判定することを特徴とする付記５または６に記載の航空管制装置。
【０１１６】
（付記８）
前記飛行エリア決定手段は、他の航空機の飛行ルート、気象情報、地形、および障害物のうち、少なくとも１つに基づいて、前記無人航空機が飛行不可能なエリアを決定し、前記飛行不可能なエリア以外を前記無人航空機が飛行可能なエリアとすることを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の航空管制装置。
【０１１７】
（付記９）
管理地域を複数のエリアに分割し、前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定し、飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計することを含む航空管制装置の制御方法。
【０１１８】
（付記１０）
管理地域を複数のエリアに分割することと、前記エリアごとに、無人航空機の飛行可否を決定することと、飛行可能なエリアを通過するように、前記管理地域内における前記無人航空機の飛行ルートを設計することと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【０１１９】
（付記１１）
前記無人航空機が関係する事故が発生する危険を予測して、前記無人航空機に対し、注意、警告、または、緊急回避の指示を行う事故予測手段をさらに備えたことを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の航空管制装置。
【０１２０】
（付記１２）
前記事故予測手段は、前記無人航空機と前記管理地域内にある他の航空機または地物との距離を表す接近度を計算し、少なくとも前記接近度に基づいて、前記事故が発生する危険を予測することを特徴とする付記１１に記載の航空管制装置。
【０１２１】
（付記１３）
前記事故予測手段は、少なくとも、前記無人航空機の性能と、前記管理地域内における気象条件とに基づいて、前記事故が発生する危険を予測することを特徴とする付記１１または１２に記載の航空管制装置。
【０１２２】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更が本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１２３】
１００  航空管制装置
２００  航空管制装置
３００  コンピュータ
３  事故予測部（事故予測手段）
４  位置情報取得部（情報取得手段）
５  エリア管理部（エリア管理手段）
７  飛行エリア決定部（飛行エリア決定手段）
８  飛行ルート設計部（飛行ルート設計手段）
２５  ドローン（無人航空機）
【図１】
2019032661.tif 000003
【図２】
2019032661.tif 000004
【図３】
2019032661.tif 000005
【図４】
2019032661.tif 000006
【図５】
2019032661.tif 000007