(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末との通信を行う端末通信アンテナと、
中継回線との通信を行う中継用通信アンテナと、
前記端末通信アンテナを介して前記端末との間で行われる通信の通信量を検出する通信量検出部と、
前記端末通信アンテナを介した前記端末との通信の通信容量又は前記中継用通信アンテナを介した前記中継回線との通信の通信容量と、前記通信量検出部が検出する前記通信量とに基づいて、自機の飛行高度を制御する高度制御部と、
を備え、飛行体に搭載される通信中継装置。
【請求項２】
前記高度制御部は、
前記通信容量に対する、前記通信量検出部が検出する前記通信量の割合に応じて、前記飛行高度を制御する、
請求項１に記載の通信中継装置。
【請求項３】
前記高度制御部は、
前記通信量検出部が検出する前記通信量が、前記通信容量の所定割合を超える場合は、前記飛行高度を低下させる制御を行う、
請求項１又は請求項２に記載の通信中継装置。
【請求項４】
前記高度制御部は、
前記通信量検出部が検出する前記通信量が、前記通信容量の所定割合を超えない場合は、前記飛行高度を上昇させる制御を行う、
請求項１から３のいずれか一項記載の通信中継装置。
【請求項５】
前記高度制御部は、
前記通信容量に対する前記通信量検出部が検出する前記通信量の割合が小さい場合は、前記通信容量に対する前記通信量検出部が検出する前記通信量の割合が大きい場合に比して、前記飛行高度の上昇率を大きくする制御を行う、
請求項４記載の通信中継装置。
【請求項６】
前記高度制御部は、
前記通信容量に対する前記通信量検出部が検出する前記通信量の割合に基づいて、当該割合に応じて予め設定された飛行高度に自機を制御する、
請求項１から５のうちいずれか一項記載の通信中継装置。
【請求項７】
前記端末通信アンテナが前記端末から受信する情報に基づいて、前記端末通信アンテナが通信可能な前記端末の数を取得する端末数取得部を更に備え、
前記高度制御部は、
前記端末数取得部が取得する前記端末の数に更に基づいて、前記飛行高度を制御する、
請求項１から請求項６のいずれか一項記載の通信中継装置。
【請求項８】
前記高度制御部は、
所定期間内の通信量の履歴に基づいて平均通信量を算出し、算出した平均通信量に基づいて前記飛行高度を制御する、
請求項１から７のいずれか一項記載の通信中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、通信中継装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飛行体に搭載された無線中継装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。この無線中継装置は他装置をインターネットに接続させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９１３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような装置は、所望の場所に関する情報を高い精度で効率よく取得して管理するものであるため、利用者にとって利便性が高い通信環境を提供することができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、利用者にとってより利便性が高い通信環境を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、端末との通信を行う端末通信アンテナと、中継回線との通信を行う中継用通信アンテナと、前記端末通信アンテナを介して前記端末との間で行われる通信の通信量を検出する通信量検出部と、前記端末通信アンテナを介した前記端末との通信の通信容量又は前記中継用通信アンテナを介した前記中継回線との通信の通信容量と、前記通信量検出部が検出する前記通信量とに基づいて、自機の飛行高度を制御する高度制御部とを備え、飛行体に搭載される通信中継装置である。
【０００７】
本発明の一実施形態の通信中継装置において、前記高度制御部は、前記通信容量に対する、前記通信量検出部が検出する前記通信量の割合に応じて、前記飛行高度を制御する。
【０００８】
また、本発明の一実施形態の通信中継装置において、前記高度制御部は、前記通信量検出部が検出する前記通信量が前記通信容量の所定割合を超える場合は、前記飛行高度を低下させる制御を行う。
【０００９】
また、本発明の一実施形態の通信中継装置において、前記高度制御部は、前記通信量検出部が検出する前記通信量が前記通信容量の所定割合を超えない場合は、前記飛行高度を上昇させる制御を行う。
【００１０】
また、本発明の一実施形態の通信中継装置において、前記高度制御部は、前記通信容量に対する前記通信量検出部が検出する前記通信量の割合が小さい場合は、前記通信容量に対する前記通信量検出部が検出する前記通信量の割合が大きい場合に比して、前記飛行高度の上昇率を大きくする制御を行う。
【００１１】
また、本発明の一実施形態の通信中継装置において、前記高度制御部は、前記端末との通信の通信容量又は前記中継回線との通信の通信容量に対する前記通信量検出部が検出する前記通信量の割合に基づいて、当該割合に応じて予め設定された飛行高度に自機を制御する。
【００１２】
また、本発明の一実施形態の通信中継装置は、前記端末通信アンテナが前記端末から受信する情報に基づいて、前記端末通信アンテナが通信可能な前記端末の数を取得する端末数取得部を更に備え、前記高度制御部は、前記端末数取得部が取得する前記端末の数に更に基づいて、前記飛行高度を制御する。
【００１３】
また、本発明の一実施形態の通信中継装置において、前記高度制御部は、所定期間内の通信量の履歴に基づいて平均通信量を算出し、算出した平均通信量に基づいて前記飛行高度を制御する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、利用者にとってより利便性が高い通信環境を提供することができる通信中継装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】通信システム１の構成図の一例を示す図である。
【図２】通信中継装置５０が搭載された飛行体２０の外観構成の一例を示す図である。
【図３】通信中継装置５０の機能構成の一例を示す図である。
【図４】制御部６０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】飛行体２０の飛行高度と、端末通信アンテナ５２の通信範囲との関係を示す図である。
【図６】飛行体２０の飛行高度と、通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合との関係を示す図である。
【図７】第２の実施形態の制御部６０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】高度決定テーブル６５の一例を示す図である。
【図９】第３の実施形態の通信中継装置５０Ａの機能構成の一例を示す図である。
【図１０】第３の実施形態の通信中継装置５０Ａにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】履歴テーブル８０の一例を示す図である。
【図１２】第５の実施形態の制御部６０により実行される処理の流れ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】
【００１６】
以下、図を参照して本実施形態による通信中継装置５０が搭載された飛行体２０を含む通信システム１について説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
［通信システム１の構成］
図１は、通信システム１の構成図の一例を示す図である。通信システム１は、基地局８と、中継制御装置１０−１から１０−ｎと、携帯端末装置１５−１から１５−ｎと、通信中継装置５０が搭載された飛行体２０とを含む。飛行体２０は、携帯端末装置１５−１から１５−ｎおよび中継制御装置１０と無線通信する。以下、中継制御装置１０−１から１０−ｎを区別しない場合は、単に中継制御装置１０という。また、以下、携帯端末装置１５−１から１５−ｎを区別しない場合は、単に携帯端末装置１５という。
【００１８】
基地局８は、自局の周囲の携帯端末装置１５と通信する。また、基地局８は、中継制御装置１０と通信する。中継制御装置１０は、複数の基地局８又は飛行体２０と通信する。中継制御装置１０は、自装置と通信する基地局８又は飛行体２０に搭載された通信中継装置５０を制御する。中継制御装置１０は、交換機（不図示）に接続される。交換機は、複数の中継制御装置１０と通信する。
【００１９】
携帯端末装置１５は、例えば利用者に携帯される携帯電話やスマートフォン、タブレット端末である。携帯端末装置１５は、音声や文字により装置間で相互に通信が可能な通信装置である。携帯端末装置１５は、音声情報と、画像情報とを同一の回線で送受信可能な、インターネット等の通信ネットワーク（図示せず）に接続が可能である。携帯端末装置１５は、基地局８又は飛行体２０に搭載された通信中継装置５０を経由して、中継制御装置１０および通信ネットワークに接続する。
【００２０】
［飛行体２０の構成］
図２は、通信中継装置５０が搭載された飛行体２０の外観構成の一例を示す図である。飛行体２０は、ロータＲＴ１からＲＴ４と、モータ２２−１から２２−４と、ＧＰＳ受信部２４と、カメラ２６と、センサ２８と、端末通信アンテナ５２と、中継用通信アンテナ５４と、制御部６０とを備えている。端末通信アンテナ５２と、中継用通信アンテナ５４と、制御部６０とを合わせたものは、「通信中継装置」の一例である。
【００２１】
ロータＲＴ１からＲＴ４は回転体（回転翼）である。以下、ロータＲＴ１からＲＴ４を、区別しない場合は単にロータＲＴと称する。モータ２２−１から２２−４は、ロータＲＴを回転させることにより、飛行体２０に揚力及び推進力を与える。この一例では、飛行体２０は、モータ２２−１から２２−４を備える。モータ２２−１から２２−４は、対応するロータＲＴ１からＲＴ４を回転させる。飛行体２０は、それぞれのモータ２２に供給する駆動電流を制御することにより、自機の飛行高度、方位、進行方向を制御する。なお、ロータおよびモータの数は４つに限らず、任意の数でよい。
【００２２】
ＧＰＳ受信部２４は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星が送信する電波を受信する。このＧＰＳ衛星が送信する電波には、この電波を受信した位置、つまり、飛行体２０の位置を特定するための信号が含まれている。ＧＰＳ受信部２４は、ＧＰＳ衛星から受信した電波をＧＰＳ信号に変換し、変換したＧＰＳ信号を通信中継装置５０に出力する。なお、この一例では、ＧＰＳ受信部２４は、ＧＰＳ衛星が送信する電波を受信する場合について説明するが、これに限られない。例えば、ＧＰＳ受信部２４は、測位精度の高い準天頂衛星など、ＧＰＳ衛星以外の人工衛星からの電波を受信してもよい。
【００２３】
撮像部、すなわちカメラ２６は、飛行体２０の周辺の風景を撮像する。カメラ２６は、撮像した風景の画像を、周辺画像として通信中継装置５０に出力する。この一例では、カメラ２６の撮像方向と、飛行体２０の機首方位ＨＤＧとが一致している。この場合、カメラ２６は、自機の前方の風景を撮像する。
【００２４】
センサ２８は、例えばジャイロセンサや、高度センサ、測距センサ等である。ジャイロセンサは、飛行体２０の機体の姿勢を検出する。高度センサは、飛行体２０の機体の鉛直下方にレーザを投光し、投光したレーザの反射光を受光する。高度センサは、例えば受光した光の位相の遅れに基づいて、飛行体２０の高度を算出する。また、高度センサは、例えば自機の飛行位置の気圧を算出し、算出した気圧から高度を算出するセンサであってもよい。測距センサは、飛行体２０の機体の水平方向にレーザを投光し、投光したレーザの反射光を受光する。測距センサは、例えば受光した光の位相の遅れに基づいて、飛行体２０の周辺に存在する物体を検出する。
【００２５】
端末通信アンテナ５２は、携帯端末装置１５から送信された電波を受信したり、携帯端末装置１５に電波を送信したりする。飛行体２０は、端末通信アンテナ５２を介して携帯端末装置１５と通信する。中継用通信アンテナ５４は、中継制御装置１０から送信された電波を受信したり、中継制御装置１０に電波を送信したりする。飛行体２０は、中継用通信アンテナ５４を介して中継制御装置１０と通信する。
【００２６】
［制御部６０の構成］
図３は、通信中継装置５０の機能構成の一例を示す図である。通信中継装置５０の制御部６０は、上述したモータ２２と、ＧＰＳ受信部２４と、カメラ２６と、センサ２８と、端末通信アンテナ５２と、中継用通信アンテナ５４とに接続される。端末通信アンテナ５２と、中継用通信アンテナ５４との説明は、上述したため省略する。
【００２７】
制御部６０は、記憶部６２と、自機位置算出部６６と、移動制御部６８と、通信制御部７０と、通信量検出部７２と、高度決定部７４とを備える。移動制御部６８と、高度決定部７４とを合わせたものは、「高度制御部」の一例である。記憶部６２は、不揮発性または揮発性の半導体メモリを備えている。記憶部６２には、飛行計画情報６４が記憶されている。飛行計画情報６４とは飛行体２０の飛行計画や目的地等を示す情報である。この半導体メモリは、通信中継装置５０から取り外せる可搬型のＩＣメモリであってもよく、通信中継装置５０から取り外せないフラッシュＲＯＭ等であってもよい。
【００２８】
なお、この一例においては、通信中継装置５０が記憶部６２を備え、この記憶部６２に、飛行計画情報６４が記憶される場合について説明するが、これに限られない。通信中継装置５０は、飛行計画情報６４を記憶部６２に記憶させることなく、又は飛行計画情報６４を記憶部６２に記憶させつつ、飛行計画情報６４を無線通信によって他の装置から受信してもよい。他の装置とは、例えば飛行体２０とは別体であり、飛行体２０を操作することができる操作コントローラである。
【００２９】
自機位置算出部６６は、飛行体２０の位置、すなわち自機位置を算出する。自機位置算出部６６は、例えばＧＰＳ受信部２４が出力するＧＰＳ信号ＳＧに基づいて、既知の演算を行うことにより、自機位置情報ＩＰを算出する。この自機位置情報ＩＰには、自機である飛行体２０の緯度、経度、高度が含まれている。自機位置算出部６６は、算出した自機位置情報ＩＰを、移動制御部６８に出力する。
【００３０】
なお、自機位置算出部６６は、ＧＰＳ信号ＳＧに加えて、又はＧＰＳ信号ＳＧに代えて、カメラ２６が出力する周辺画像ＰＩＣに基づいて、自機位置情報ＩＰを算出してもよい。この場合、自機位置算出部６６は、予め記憶されている風景画像の情報と、カメラ２６によって撮像された周辺画像ＰＩＣとを比較することにより、自機位置情報ＩＰを算出する。これにより、自機位置算出部６６は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信できない状況であっても、自機位置を算出することができる。また、自機位置算出部６６は、センサ２８の検出結果に基づいて、自機の位置や高度を算出してもよい。
【００３１】
移動制御部６８は、飛行体２０の移動を制御する。移動制御部６８は、自機位置算出部６６により算出された自機位置情報ＩＰと、飛行計画情報６４に記憶された飛行体２０の目的地点の座標とを比較することにより、目的地までの飛行ルートを算出する。また、移動制御部６８は、算出した飛行ルートに沿って飛行体２０が飛行するように、既知の演算によりモータ２２の駆動電流ＤＣを制御する。モータ２２は、移動制御部６８の制御に基づいて回転する。これにより、飛行体２０は、目的地に向けて飛行ルートに沿って飛行する。
【００３２】
通信制御部７０は、端末通信アンテナ５２が携帯端末装置１５から受信する電波に含まれる情報を、中継用通信アンテナ５４を介して中継制御装置１０に転送する。また、通信制御部７０は、中継用通信アンテナ５４が中継制御装置１０から受信する電波に含まれる情報を、端末通信アンテナ５２を介して携帯端末装置１５に転送する。
【００３３】
通信量検出部７２は、端末通信アンテナ５２を介して携帯端末装置１５との間で行われる通信の通信量を検出する。また、通信量検出部７２は、中継用通信アンテナ５４を介して中継制御装置１０との間で行われる通信の通信量を検出する。
【００３４】
高度決定部７４は、端末通信アンテナ５２を介した携帯端末装置１５との間の通信容量又は中継用通信アンテナ５４を介した中継回線との通信の通信容量と、通信量検出部７２が検出する通信量とに基づいて、自機の飛行高度を決定する。通信容量とは、所定時間あたりに通信することができるデータの上限を示す量である。通信容量は、予め人為的に設定された上限であってもよいし、装置の仕様によって制限された上限であってもよい。
【００３５】
高度決定部７４は、携帯端末装置１５との通信の通信容量又は中継制御装置１０との通信の通信容量に対する、通信量検出部７２が検出する通信量の割合に応じて、飛行高度を決定する。例えば、高度決定部７４は、携帯端末装置１５との通信の通信容量又は中継制御装置１０との通信の通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合が大きくなる程、飛行高度を低下させ、割合が小さくなる程、飛行高度を上昇させる傾向で、飛行高度を決定する。
【００３６】
［制御部６０の動作］
図４は、制御部６０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。まず、高度決定部７４が、通信量検出部７２が検出した通信量を取得する（ステップＳ１００）。次に、高度決定部７４は、通信容量に対する通信量の割合を算出する（ステップＳ１０２）。通信容量とは、端末通信アンテナ５２を介した携帯端末装置１５との通信の通信容量又は中継用通信アンテナ５４を介した中継回線との通信の通信容量である。
【００３７】
次に、高度決定部７４は、ステップＳ１０２で算出した通信量が、所定の割合以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０２で算出した通信量が、所定の割合未満である場合、高度決定部７４は、自機を上昇させる飛行高度を決定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０２で算出した通信量が、所定の割合以上である場合、高度決定部７４は、自機を下降させる飛行高度を決定する（ステップＳ１０８）。次に、移動制御部６８が、ステップＳ１０６又はステップＳ１０８で決定された飛行高度に自機を制御する（ステップＳ１１０）。これにより本フローチャートの１ルーチンは終了する。
【００３８】
［飛行体２０の具体的な動作］
端末通信アンテナ５２は、飛行体２０の飛行高度が高くなる程、通信範囲が広くなる電波を地上に向けて送信する。通信範囲とは、例えば飛行体２０が携帯端末装置１５に対してサービスを提供する範囲である。サービスとは、中継制御装置１０を介して携帯端末装置１５をネットワークへ接続させることである。例えば、端末通信アンテナ５２は、端末通信アンテナ５２を頂点とする円錐状の電波や、扇状の電波を地上に向けて送信する。
【００３９】
図５は、飛行体２０の飛行高度と、端末通信アンテナ５２の通信範囲との関係を示す図である。図中、縦軸は飛行高度を示し、横軸は距離（通信範囲の直径）を示している。図示する例では、端末通信アンテナ５２が送信する電波は円錐状であるものとして説明する。飛行体２０の飛行高度が高度ＡＬである場合、地上Ｇにおける通信範囲は直径ｄとなる。飛行体２０の飛行高度が高度ＡＬより高い飛行高度ＡＬ１である場合、地上Ｇにおける通信範囲は直径ｄより大きい直径ｄ１となる。飛行体２０の飛行高度が高度ＡＬより低い高度ＡＬ２である場合、地上Ｇにおける通信範囲は直径ｄより小さい直径ｄ２となる。このように、飛行体２０は、高度を上昇させることにより通信範囲を広げ、高度を低下させることにより通信範囲を減少させる。なお、飛行体２０は、飛行高度の上昇または低下に関わらず、端末通信アンテナ５２のチルト角を制御することで、通信範囲を拡張したり、縮小したりすることができる。また、飛行体２０は、飛行高度の上昇または低下と共に、端末通信アンテナ５２のチルト角を制御することで、通信範囲を拡張したり、縮小したりすることができる。
【００４０】
図６は、飛行体２０の飛行高度と、通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合との関係を示す図である。図示する例では、通信範囲が大きくなるに従って所定の割合で通信容量に対する通信量の割合が多くなるものとして説明する。図中、縦軸は飛行体２０の飛行高度又は通信容量に対する通信量の割合を示し、横軸は時間を示している。図中、棒グラフは通信容量に対する通信量の割合（以下、「通信割合」という。）を示している。また、図中、「Ｔｈ」は閾値（ステップＳ１０４の所定の割合）である。
【００４１】
時刻Ｔ１において、通信割合は閾値以下である。この場合、高度決定部７４は、飛行体２０の飛行高度を上昇させる。高度決定部７４は、通信割合が閾値に近づくように、飛行体２０の飛行高度を上昇させる高度を決定する。例えば、高度決定部７４は、通信割合が小さくなるほど、上昇率が大きくなるように飛行高度を決定する。
【００４２】
時刻Ｔ２において、飛行体２０の飛行高度が上昇すると通信割合が増加する。時刻Ｔ３において、更に飛行体２０の飛行高度が上昇すると通信割合が閾値Ｔｈを超える。この場合、時刻Ｔ４において、飛行体２０の飛行高度を低下させることで、通信割合を閾値Ｔｈ以下に減少させる。例えば、高度決定部７４は、通信割合が大きくなるほど、下降率が大きくなるように飛行高度を決定する。
【００４３】
例えば、コンサート会場や、イベント会場なとの人が多く集まる施設で通信中継装置５０が搭載された飛行体２０を飛行させると好適である。例えば、コンサート会場やイベント会場では、携帯端末装置１５を所持している人（利用者）が多く集まり、利用者の位置は流動的である。例えば、飛行体の２０の飛行高度を固定し、通信範囲を固定した場合、通信量が通信容量を超えたり、通信量が通信容量より低くなったりする場合がある。通信量が通信容量を超える場合、利用者が所持する携帯端末装置１５と通信ネットワークを介して通信する他装置との通信速度が低下する場合がある。また、通信量が通信容量より低い場合、通信範囲の外に存在する利用者は通信環境が提供されていない場合がある。これに対して、通信中継装置５０は、通信容量と通信量とに基づいて、飛行体２０の飛行高度を決定することで通信範囲を調整し、通信量が通信容量に近づくように飛行体２０を制御する。これにより、利用者が所持する携帯端末装置１５と通信ネットワークを介して通信する他装置との通信速度が低下することを抑制したり、通信環境が提供されていない利用者に通信環境を提供したりすることができる。この結果、通信中継装置５０は、利用者にとってより利便性が高い通信環境を提供することができる。また、通信中継装置５０は、より効率的に通信設備を利用することができる。
【００４４】
以上説明した第１の実施形態によれば、通信中継装置５０は、端末通信アンテナ５２を介した携帯端末装置１５との通信の通信容量又は中継用通信アンテナ５４を介した中継回線との通信の通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合が所定の割合を超える場合、飛行高度を低下させ、所定の割合を超えない場合は、飛行高度を上昇させる。この結果、通信中継装置５０は、利用者にとってより利便性が高い通信環境を提供することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。第１の実施形態では、飛行体２０の制御部６０は、通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合に基づいて、飛行高度を決定するものとした。これに対して、第２の実施形態では、制御部６０は、通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合と、飛行高度とが互いに対応付けられた情報に基づいて飛行高度を決定し、決定した飛行高度に自機を制御する。
【００４６】
図７は、第２の実施形態の制御部６０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。まず、高度決定部７４が、通信量検出部７２により検出された通信量を取得する（ステップＳ２００）。次に、高度決定部７４は、通信容量に対する通信量の割合を算出する（ステップＳ２０２）。
【００４７】
次に、高度決定部７４は、高度決定テーブル６５を参照し、通信容量に対する通信量の割合に対応する飛行高度を決定する（ステップＳ２０４）。第２の実施形態の記憶部６２には、高度決定テーブル６５が記憶されている。図８は、高度決定テーブル６５の一例を示す図である。高度決定テーブル６５には、例えば通信容量に対する通信量の割合と、飛行体２０を上昇又は低下させる高度とが互いに対応付けられている。なお、高度決定テーブル６５には、端末通信アンテナ５２と携帯端末装置１５との間で行われる通信の通信量と、飛行体２０を上昇又は低下させる高度とが互いに対応付けられていてもよい。次に、移動制御部６８が、ステップＳ２０４で決定した飛行高度に自機を制御する（ステップＳ２０６）。これにより本フローチャートの１ルーチンは終了する。
【００４８】
以上説明した第２の実施形態によれば、通信中継装置５０は、通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合と、飛行高度とが互いに対応付けられた情報に基づいて飛行高度を決定し、決定した飛行高度に自機を制御することにより、制御部６０の処理負荷を軽減しつつ、利用者にとってより利便性が高い通信環境を提供することができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。第１の実施形態では、飛行体２０の制御部６０は、通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合に応じて、飛行体２０の飛行高度を制御するものとした。これに対して、第３の実施形態では、制御部６０は、端末通信アンテナ５２が通信可能な状態にある携帯端末装置１５の数に基づいて、飛行体２０の飛行高度を制御する。
【００５０】
図９は、第３の実施形態の通信中継装置５０Ａの機能構成の一例を示す図である。第３の実施形態の通信中継装置５０Ａは、第１の実施形態の通信量検出部７２に代えて、端末数取得部７３を備える。端末数取得部７３は、中継用通信アンテナ５４により受信された情報に基づいて、端末通信アンテナ５２が通信可能な状態にある携帯端末装置１５の数を取得する。制御部６０は、端末通信アンテナ５２と携帯端末装置１５との通信結果を、中継用通信アンテナを介して中継制御装置１０に送信する。基地局８は、自局と携帯端末装置１５との通信結果を中継制御装置１０に送信する。中継制御装置１０は、自装置が制御する基地局８の通信範囲にある携帯端末装置１５の数、または通信中継装置５０の通信範囲にある携帯端末装置１５の数を監視する。中継制御装置１０は、通信中継装置５０の通信範囲にある携帯端末装置１５の数を示す情報を通信中継装置５０に送信する。高度決定部７４は、端末数取得部７３が取得した携帯端末装置１５の数に基づいて、飛行体２０の飛行高度を決定する。
【００５１】
図１０は、第３の実施形態の通信中継装置５０Ａにより実行される処理の流れを示すフローチャートである。まず、端末数取得部７３が、中継用通信アンテナ５４により受信された情報に基づいて、端末通信アンテナ５２が通信可能な状態にある携帯端末装置１５の数を取得する（ステップＳ３００）。次に、高度決定部７４が、ステップＳ３００で取得した携帯端末装置１５の数が、所定数以上であるか否かを判定する（ステップＳ３０２）。携帯端末装置１５の数が所定数未満である場合、高度決定部７４は、自機を上昇させる飛行高度を決定する（ステップＳ３０４）。なお、高度決定部７４は、「通信可能な状態にある携帯端末装置１５の数」に代えて、「通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５の数」が、所定数未満、または予め設定された接続可能数に対する所定割合未満である場合、自機を上昇させる飛行高度を決定してもよい。ここで、「通信可能な状態にある携帯端末装置１５」とは、通信中継装置５０Ａと通信が可能である携帯端末装置１５のうち、音声通信やデータ通信を未だ開始していない携帯端末装置１５をいう。また、「通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５」とは、通信中継装置５０Ａと通信が可能である携帯端末装置１５のうち、音声通信やデータ通信を既に開始している携帯端末装置１５をいう。
【００５２】
携帯端末装置１５の数が所定数以上である場合、高度決定部７４は、自機を下降させる飛行高度を決定する（ステップＳ３０６）。なお、高度決定部７４は、「通信可能な状態にある携帯端末装置１５の数」に代えて、「通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５の数」が、所定数以上、または予め設定された接続可能数に対する所定割合以上である場合、自機を下降させる飛行高度を決定してもよい。次に、移動制御部６８が、ステップＳ３０４又はステップＳ３０６で決定された飛行高度に自機を制御する（ステップＳ３０８）。これにより本フローチャートの１ルーチンは終了する。
【００５３】
なお、端末数取得部７３は、記憶部６２から端末通信アンテナ５２が通信可能な状態にある携帯端末装置１５の数を取得してもよい。この場合、記憶部６２には、端末通信アンテナ５２が通信可能な状態にある携帯端末装置１５の数や、携帯端末装置１５の識別情報等が記憶されている。通信中継装置５０Ａは、中継制御装置１０から携帯端末装置１５の数や、識別情報等を取得し、取得した情報を記憶部６２に記憶させる。また、端末数取得部７３は、端末通信アンテナ５２と携帯端末装置１５との通信結果に基づいて、携帯端末装置１５の数を算出してもよい。
【００５４】
また、高度決定部７４は、端末通信アンテナ５２と接続中の携帯端末装置１５の数、および通信容量に対する通信量検出部７２が検出した通信量の割合に基づいて、自機の飛行高度を決定してもよい。高度決定部７４は、通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５の数が、所定数以上、且つ通信量検出部７２が検出した通信量が通信容量に対して所定の割合以上である場合、自機を下降させる飛行高度を決定する。高度決定部７４は、通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５の数が、所定数未満、且つ通信量検出部７２が検出した通信量が、通信容量に対して所定の割合未満である場合、自機を上昇させる飛行高度を決定する。
【００５５】
また、高度決定部７４は、通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５との通信状態の品質に基づいて、自機の飛行高度を決定してもよい。高度決定部７４は、通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５との通信状態の品質が所定品質以上である場合、自機を上昇させる飛行高度を決定する。高度決定部７４は、通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５との通信状態の品質が所定品質未満である場合、自機を下降させる飛行高度を決定する。通信状態の品質とは、例えば通信中継装置５０Ａと接続中の携帯端末装置１５との通信におけるスループットや、通信中継装置５０Ａと中継制御装置１０との通信におけるスループットである。
【００５６】
また、高度決定部７４は、端末通信アンテナ５２の通信範囲に存在する人の数や、人の密度に基づいて、飛行体２０の飛行高度を決定してもよい。高度決定部７４は、例えば端末通信アンテナ５２の通信範囲に存在する人の数が設定値より多い場合や、人の密度が予め設定された密度より高い場合、飛行高度を下降させると決定する。高度決定部７４は、例えば端末通信アンテナ５２の通信範囲に存在する人の数が設定値より少ない場合や、人の密度が予め設定された密度より低い場合、飛行高度を上昇させると決定する。制御部６０は、カメラ２６により撮像された画像に基づいて、通信範囲に存在する人の数や、通信範囲の人の密度を検出する。この場合、制御部６０は、カメラ２６から取得した画像データから特徴量を算出する。制御部６０は、算出した特徴量と、予め記憶された人物モデルに含まれる特徴量とを比較することで、カメラ２６により撮像された画像における人の数や、密度を導出する。
【００５７】
なお、第３の実施形態では、高度決定部７４は、携帯端末装置１５の数に基づいて、端末通信アンテナ５２と携帯端末装置１５との間で行われる通信の通信量を推定し、推定した結果に基づいて、飛行高度を決定するものとしたが、これに限られない。例えば、高度決定部７４は、端末数取得部７３が算出した携帯端末装置１５の数に基づいて、飛行体２０の飛行高度を決定してもよい。この場合、高度決定部７４は、端末数取得部７３が算出した携帯端末装置１５の数が所定数以上である場合、自機を上昇させる飛行高度を決定する。高度決定部７４は、端末数取得部７３が算出した携帯端末装置１５の数が所定数未満である場合、自機を下降させる飛行高度を決定する。
【００５８】
また、高度決定部７４は、高度決定テーブルを参照し、飛行体２０の高度を決定してもよい。上述した高度決定テーブルには、例えば端末数取得部７３により取得された端末数と、飛行体２０を上昇又は低下させる高度とが互いに対応付けられている。これにより、高度決定部７４は、より簡易に飛行体２０の飛行高度を決定することができる。
【００５９】
以上説明した第３の実施形態によれば、通信中継装置５０Ａは、端末通信アンテナ５２が通信可能な状態にある携帯端末装置１５の数に基づいて、飛行体２０の飛行高度を制御することで、利用者にとってより利便性が高い通信環境を提供することができる。
【００６０】
なお、通信中継装置５０Ａは、通信量検出部７２と、携帯端末取得部７３とを備えてもよい。この場合、高度決定部７４は、例えば予め設定された優先度や予め設定された条件を参照し、通信量検出部７２が検出する通信量、又は端末数取得部７３が取得した携帯端末装置１５の数に基づいて、自機の飛行高度を決定してもよい。
【００６１】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。第１の実施形態では、飛行体２０の制御部６０は、通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合に応じて、飛行体２０の飛行高度を制御するものとした。これに対して、第４の実施形態では、制御部６０は、所定期間内に通信量検出部７２により検出された通信量の履歴に基づいて、飛行体２０の飛行高度を制御する。
【００６２】
記憶部６２には、履歴テーブル８０が記憶されている。図１１は、履歴テーブル８０の一例を示す図である。履歴テーブル８０には、例えば時間ごとに通信量検出部７２が検出した通信量および飛行高度が互いに対応付けられて記憶されている。
【００６３】
高度決定部７４は、所定期間内に通信量検出部７２により検出された通信量の履歴に基づいて平均通信量を算出し、算出した平均通信量に基づいて飛行高度を決定する。高度決定部７４は、例えば算術平均や、加重平均、移動平均等の手法を用いて、平均的な通信量を算出する。なお、高度決定部７４は、所定期間内に決定した飛行高度の履歴に基づいて平均的な飛行高度を算出し、算出した平均的な飛行高度に基づいて飛行高度を決定してもよい。
【００６４】
以上説明した第４の実施形態によれば、通信中継装置５０は、所定期間内に通信量検出部７２により検出された通信量の履歴に基づいて平均通信量を算出し、算出した平均通信量に基づいて自機の飛行高度を制御することで、簡易に利用者にとってより利便性が高い通信環境を提供することができる。
【００６５】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について説明する。ここでは、第１から第４の実施形態との相違点を中心に説明し、第１から第４の実施形態と共通する機能等についての説明は省略する。第１の実施形態では、飛行体２０の制御部６０は、通信容量に対する通信量検出部７２が検出する通信量の割合に応じて、飛行体２０の飛行高度を制御するものとした。これに対して、第５の実施形態では、制御部６０は、自機の位置を上昇させた後に、通信量が通信容量に対して所定の割合を超えていない場合には、自機を水平方向に移動させる。
【００６６】
第５の実施形態の高度決定部７４は、第１から第４の実施形態の高度決定部７４の機能に加え、自機の水平方向の位置を決定する。移動制御部６８は、高度決定部７４が決定した水平方向の位置に自機を制御する。
【００６７】
図１２は、第５の実施形態の制御部６０により実行される処理の流れを示すフローチャートである。まず、高度決定部７４は、自機の飛行高度を決定する（ステップＳ４００）。次に、移動制御部６８は、ステップＳ４００で決定した飛行高度に自機を制御する（ステップＳ４０２）。次に、高度決定部７４が、通信量検出部７２が検出した通信量を取得する（ステップＳ４０４）。次に、高度決定部７４は、通信容量に対する通信量の割合を算出する（ステップＳ４０６）。
【００６８】
次に、高度決定部７４は、ステップＳ４０６で算出した割合が、所定の割合以上であるか否かを判定する（ステップＳ４０８）。ステップＳ４０６で算出した割合が、所定の割合未満である場合、高度決定部７４は、自機を水平方向に移動させる方向を決定する（ステップＳ４１０）。ステップＳ４０６で算出した割合が、所定の割合以上である場合、高度決定部７４は、自機を水平方向に移動させずに、現在の位置を維持すると決定する（ステップＳ４１２）。次に、移動制御部６８が、ステップＳ４１０で決定された方向に自機を移動させる。または、移動制御部６８が、ステップＳ４１２で決定したように自機を制御して現在の位置に維持させる（ステップＳ４１４）。これにより本フローチャートの１ルーチンは終了する。
【００６９】
以上説明した第５の実施形態によれば、通信中継装置５０は、自機の位置を上昇させた後に、通信量が通信容量に対して所定の割合を超えていない場合には、自機を水平方向に移動させることで、通信量が増加する領域、すなわち携帯端末装置１５が多く存在する領域を探索することができる。この結果、通信中継装置５０は、探索した位置で携帯端末装置１５と通信することにより、利用者にとってより利便性が高い通信環境を提供することができる。
【００７０】
以上、本発明の実施形態及びその変形を説明したが、これらの実施形態及びその変形は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態及びその変形は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００７１】
なお、上述の各装置は内部にコンピュータを有している。そして、上述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００７２】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステム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、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…通信システム、１０…中継制御装置、１５…携帯端末装置、５０…通信中継装置、５２…端末通信アンテナ、５４…中継用通信アンテナ、６０…制御部、６２…記憶部、６５…高度決定テーブル、６６…自機位置算出部、６８…移動制御部、７２…通信量検出部、７３…端末数取得部、７４…高度決定部
【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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