(57)【要約】      （修正有）【課題】特定の施設に接近してくる無人飛行機を迅速に検出して警報を促す無人飛行機の接近検出装置及び接近警報システムを提供する。【解決手段】無人飛行機が特定の施設に向かう際の飛行経路の下方の陸上又は海上において、前記無人飛行機の飛来音を集音する集音装置２Ａと、前記無人飛行機の飛来音を録音する録音装置２Ｂと、前記無人飛行機の飛行条件と実質的に同一の条件下で測定された前記無人飛行機と実質的に同一のモデル飛行機の飛行音に基づいて生成される飛行パターンデータが予め記憶される記憶装置２Ｆと、前記集音装置で集音された前記無人飛行機の飛来音が前記飛行パターンデータに該当するものと判定すると、前記無人飛行機が前記特定の施設に接近していることを示す警報信号を出力する判定装置２Ｄと、を備える。【選択図】図２
2016081326.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人飛行機が特定の施設に接近していることを検出する無人飛行機の接近検出装置であって、
前記無人飛行機が前記特定の施設に向かう際の飛行経路の下方の陸上又は海上において、前記無人飛行機の飛来音を集音する集音装置と、
前記無人飛行機の飛来音を録音する録音装置と、
前記無人飛行機の飛行条件と実質的に同一の条件下で測定された前記無人飛行機と実質的に同一のモデル飛行機の飛行音に基づいて生成される飛行パターンデータが予め記憶される記憶装置と、
前記集音装置で集音された前記無人飛行機の飛来音が前記飛行パターンデータに該当するものと判定すると、前記無人飛行機が前記特定の施設に接近していることを示す警報信号を出力する判定装置と、
を備えたことを特徴とする無人飛行機の接近検出装置。
【請求項２】
前記飛行パターンデータは、前記モデル飛行機の複数の飛行音の合成音に基づいて生成される
ことを特徴とする請求項１に記載の無人飛行機の接近検出装置。
【請求項３】
前記飛行パターンデータは、音圧の情報を含み、
前記判定装置は、前記集音装置で集音された前記無人飛行機の飛来音の音圧が前記飛行パターンデータで示される音圧より大きいものと判定すると、前記警報信号を出力する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無人飛行機の接近検出装置。
【請求項４】
前記飛行パターンデータは、周波数の情報を含み、
前記判定装置は、前記集音装置で集音された前記無人飛行機の飛来音の周波数が前記飛行パターンデータで示される周波数に該当するものと判定すると、前記警報信号を出力する
ことを特徴とする請求項３に記載の無人飛行機の接近検出装置。
【請求項５】
前記記憶装置には、前記飛行パターンデータが複数記憶され、
前記判定装置は、前記集音装置で集音された前記無人飛行機の飛来音が前記複数の飛行パターンデータの何れかに該当するものと判定すると、前記警報信号を出力する
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の無人飛行機の接近検出装置。
【請求項６】
前記無人飛行機の飛行経路の下方の陸上又は海上における複数の観測点の夫々に配置される
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の無人飛行機の接近検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の複数の接近検出装置と、
前記複数の接近検出装置を集中管理する管制センターと、を備え、
前記管制センターは、前記複数の接近検出装置の何れかから前記警報信号を受信すると、前記警報信号の送信元の前記接近検出装置内の前記録音装置が前記無人飛行機の飛来音を録音したことを確認するとともに、前記特定の施設を管理する機関に警報を伝える
ことを特徴とする無人飛行機の接近警報システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行機の接近検出装置及び接近警報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、無人飛行機を用いて送電線や鉄塔の劣化の度合を点検するシステムが知られている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６５６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無人飛行機として、例えば、姿勢センサ、方位センサ、ＧＰＳセンサ等を搭載し、これらのセンサの検知結果から予め決められた飛行経路を飛行する自立航行型の無人飛行機が知られている。自立航行型の無人飛行機の場合、飛行の様子を常時監視する必要がなく利便性が高いことに着目し、例えば災害地域における観測や調査等の人道的な用途に幅広く利用されている。
【０００５】
しかし、自立航行型の無人飛行機は、利便性の高さから、第三者によって特定の施設（例えば電力発電所）の利益に反するような目的に利用される場合がある。無人飛行機は一般にレーダーで捕捉されにくい高度を飛行することから、特定の施設に接近する無人飛行機の発見が遅れてしまうと、特定の施設の稼働に対して損害を与えてしまう虞があった。
【０００６】
そこで、本発明は、特定の施設に接近してくる無人飛行機を迅速に検出して警報を促す無人飛行機の接近検出装置及び接近警報システム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】
前述した課題を解決する主たる本発明は、無人飛行機が特定の施設に接近していることを検出する無人飛行機の接近検出装置であって、前記無人飛行機が前記特定の施設に向かう際の飛行経路の下方の陸上又は海上において、前記無人飛行機の飛来音を集音する集音装置と、前記無人飛行機の飛来音を録音する録音装置と、前記無人飛行機の飛行条件と実質的に同一の条件下で測定された前記無人飛行機と実質的に同一のモデル飛行機の飛行音に基づいて生成される飛行パターンデータが予め記憶される記憶装置と、前記集音装置で集音された前記無人飛行機の飛来音が前記飛行パターンデータに該当するものと判定すると、前記無人飛行機が前記特定の施設に接近していることを示す警報信号を出力する判定装置と、を備える。
【０００８】
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特定の施設に接近している無人飛行機を迅速に検出し、特定の施設が損害を被らないように特定の施設を管理する機関に警報を与えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る無人飛行機の接近警報システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る本実施形態に係る無人飛行機の接近検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る本実施形態に係る無人飛行機の接近検出装置において、記憶装置に記憶される飛行パターンデータの一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る本実施形態に係る接近検出装置の動作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】
【００１１】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１２】
＝＝＝接近警報システムの全体構成＝＝＝
図１は、本実施形態に係る無人飛行機の接近警報システムの全体構成を示すブロック図である。本実施形態において、特定の施設は、例えば、水力、火力、原子力等に基づいて電力を作るための発電装置と、その電力を需要家側に送出する送電設備と、を含む発電所であることとする。また、本実施形態において、無人飛行機は、例えば、内燃機関（ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等）を動力源とし、コンピュータプログラムの実行に従って姿勢センサ、方位センサ、ＧＰＳセンサ等の各種センサの検知結果から予め決められた飛行経路を飛行する自立航行型の無人飛行機であることとする。また、本実施形態において、接近警報システムは、発電所とは無関係の無人飛行機が発電所に接近していることを検出し、発電所を管理する機関に警報を与えることとする。尚、発電所とは無関係の無人飛行機は、発電所の関係者が設定する無人飛行機の飛行スケジュールの中に設定されていない無人飛行機であることとする。説明の便宜上、発電所とは無関係の無人飛行機を以後「無人飛行機」と称することとする。
【００１３】
接近警報システム１は、複数の接近検出装置２、管制センター３、発電所内の制御室４、上位機関５を含んで構成される。
【００１４】
複数の接近検出装置２は、夫々、無人飛行機が発電所に向かって飛行する際に通過すると考えられる複数の飛行経路の下方の陸上又は海上において、例えば数百メートル四方の領域を単位として設置される。複数の飛行経路は、発電所の周囲の立地条件を考慮して、無人飛行機が発電所に向かって一定の高度で飛行可能と考えられる事前に設定される経路である。また、複数の飛行経路として、無人飛行機が発電所に向かって飛行した過去の飛行経路を考慮してもよい。接近検出装置２は、陸上又は海上における設置位置から上空を通過する無人飛行機の通過音を集音するとともに録音し、通過音に含まれる音圧や周波数の情報が予め用意されている複数の音圧や周波数の情報の何れかに該当することを検出すると、無人飛行機が発電所に接近していることを示す警報信号を出力する。尚、集音される通過音には、無人飛行機に搭載される内燃機関の排気音と、無人飛行機の周囲の環境音と、が含まれている。
【００１５】
管制センター３は、有線又は無線の通信回線６を介して複数の接近検出装置２と通信されるように接続されている。管制センター３は、複数の接近検出装置２を集中管理し、複数の接近検出装置２の何れかから警報信号を受け取ると、警報信号を出力する接近検出装置２に対して無人飛行機の通過音を録音しているかどうかを確認する。また、管制センター３は、有線又は無線の通信回線７を介して発電所内の制御室４及び上位機関５と通信されるように接続されている。管制センター３は、複数の接近検出装置２の何れかから警報信号を受け取ると、警報信号を出力する接近検出装置２に対して無人飛行機の通過音の録音を確認する一方、制御室４及び上位機関５に対して無人飛行機が発電所に接近していることを示す警報を与える。そして、制御室４や上位機関５では、警報を受け取ったことを契機として、無人飛行機が発電所に接近することを防止するための対策を講じることが可能になる。
【００１６】
＝＝＝接近検出装置の構成＝＝＝
図２は、本実施形態に係る無人飛行機の接近検出装置の構成を示すブロック図である。図３は、本実施形態に係る無人飛行機の接近検出装置において、記憶装置に記憶される飛行パターンデータの一例を示す図である。
【００１７】
接近検出装置２は、集音装置２Ａ、録音装置２Ｂ、入力装置２Ｃ、判定装置２Ｄ、出力装置２Ｅ、記憶装置２Ｆを含んで構成される。尚、入力装置２Ｃ、判定装置２Ｄ、出力装置２Ｅは、コンピュータのプログラムを実行して実現される機能である。
【００１８】
集音装置２Ａは、例えば、パラボラ型の反射器２０Ａと無指向性のマイクロフォン２０Ｂを含んで構成される。パラボラ型の反射器２０Ａは、無人飛行機の飛行が予測される直近の飛行経路の方向に反射面が向かうように設置されている。無指向性のマイクロフォン２０Ｂは、パラボラ型の反射器２０Ａの反射面の焦点位置に設置されている。このように構成される集音装置２Ａは、無人飛行機の通過音を集音することが可能になる。
【００１９】
録音装置２Ｂは、集音装置２Ａで集音された無人飛行機の通過音をデジタルデータに変換して録音するデジタル録音機器である。
【００２０】
管制センター３は、複数の接近検出装置２の何れかから警報信号を受け取ると、警報信号を出力する接近検出装置２に対して無人飛行機の通過音を録音しているかどうかを確認するための確認信号を出力する。入力装置２Ｃは、管制センター３からの確認信号が入力される管制センター３との間のインターフェイスである。
【００２１】
判定装置２Ｄは、抽出部２０Ｃと判定部２０Ｄを含んで構成される。無人飛行機の通過音がデジタルデータとして録音装置２Ｂに録音されたことを契機として、抽出部２０Ｃは、当該デジタルデータの中から音圧に関する情報と周波数に関する情報を抽出するとともに、抽出後の情報を記憶装置２Ｆに記憶されている飛行パターンデータと比較するために一時的に保持する。抽出部２０Ｃは、例えば、無人飛行機の通過音に含まれる音圧の大きさと基準値との比の常用対数で示される音圧レベル（ｄＢ）を算出し、音圧に関する情報として保持する。また、抽出部２０Ｃは、例えば、無人飛行機の通過音に含まれる周波数をフーリエ変換し、基本波と基本波の整数倍の周波数を有する高調波とを算出し、基本波に対する高調波の割合を周波数に関する情報として保持する。判定部２０Ｄは、抽出部２０Ｃに保持されている音圧レベルが予め設定されている基準レベルより大きいかどうかを判定する。また、判定部２０Ｄは、抽出部２０Ｃに保持されている音圧レベルが基準レベルより大きいと判定すると、その後、抽出部２０Ｃに保持されている基本波と高調波の関係が記憶装置２Ｆに記録されている飛行パターンデータの内容に該当するかどうかを判定する。そして、判定部２０Ｄは、抽出部２０Ｃに保持されている基本波と高調波の関係が記憶装置２Ｆに記録されている飛行パターンデータの内容に該当するものと判定すると、無人飛行機が発電所に接近していることを示す警報信号を出力する。
【００２２】
出力装置２Ｅは、管制センター３に警報信号や他の信号を出力する管制センター３との間のインターフェイスである。管制センター３は、出力装置２Ｅからの警報信号を受け取ると、警報信号を出力する接近検出装置２が無人飛行機の通過音を録音しているかどうかを確認するための確認信号を入力装置２Ｃに入力する。判定装置２Ｄは、確認信号が入力装置２Ｃに入力されたことを契機として、録音装置２Ｂが無人飛行機の通過音を録音済みである場合には、出力装置２Ｅを介して録音済みを示す信号を出力する。
【００２３】
記憶装置２Ｆには、接近検出装置２を制御するためのプログラムデータと、抽出部２０Ｃに保持されている音圧や周波数に関する情報と比較される基準となる飛行パターンデータと、が予め記憶されている。飛行パターンデータは、想定される無人飛行機と実質的に同一の形状を呈するとともに無人飛行機と実質的に同一の内燃機関を搭載したモデル飛行機を、無人飛行機の飛行条件と実質的に同一の条件下で飛行させたときの通過音を実測した結果を基に生成される複数のデータである。飛行パターンデータは、例えば、モデル飛行機の種類、設置位置、高度、季節、音圧レベル、周波数の情報が関連付けられて記憶されている。モデル飛行機の種類は、予測される無人飛行機と実質的に同一の形状を呈するとともに無人飛行機と実質的に同一の内燃機関を搭載したモデル飛行機ごとに設定される。設置位置は、無人飛行機が発電所に向かって飛行可能であると予測される飛行経路の下方の陸上及び海上における接近検出装置２の設置位置であり、緯度及び経度を用いて表される。高度は、モデル飛行機が飛行経路を飛行した際の高度である。季節は、モデル飛行機の通過音を実測した時期である。モデル飛行機の通過音を実測する時期は、気温や湿度の変化を考慮して少なくとも４月〜９月の何れかの時期と１０月〜３月の何れかの時期（例えば夏と冬の時期）に１度ずつ実測することが望ましい。周波数は、モデル飛行機の通過音に含まれる周波数をフーリエ変換して得られる基本波と基本波の整数倍の周波数を有する高調波との関係（基本波に対する高調波の割合）で示される。記憶装置２Ｆには、上記のような対応付けを有する飛行パターンデータがモデル飛行機の種類に応じて複数記憶されている。
【００２４】
＝＝＝接近検出装置の動作＝＝＝
図４は、本実施形態に係る接近検出装置の動作を示すフローチャートである。説明の便宜上、無人飛行機が何れかの飛行経路を飛行し、当該飛行経路の下方に設置されている接近検出装置２の集音装置２Ａが無人飛行機の通過音を集音したところから説明を開始する。
【００２５】
集音装置２Ａが無人飛行機の通過音を集音すると、録音装置２Ｂが集音装置２Ａで集音された無人飛行機の通過音をデジタルデータの形で録音する（ステップＳ１）。
【００２６】
判定装置２Ｄは、無人飛行機の通過音に含まれる音圧の大きさと基準値との比の常用対数で示される音圧レベルを算出し、音圧に関する情報として保持する。また、判定装置２Ｄは、無人飛行機の通過音に含まれる周波数をフーリエ変換し、基本波と基本波の整数倍の周波数を有する高調波とを算出し、基本波に対する高調波の割合を周波数に関する情報として保持する（ステップＳ２）。
【００２７】
判定装置２Ｄは、抽出部２０Ｃに保持されている音圧レベルが基準レベルより大きいかどうかを判定する（ステップＳ３）。音圧レベルが基準レベルより小さい場合（ステップＳ３：ＮＯ）、判定装置２Ｄは、発電所が損害を被る可能性は低いものとして警報信号を出力しない（ステップＳ４）。一方、音圧レベルが基準レベルより大きい場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、判定装置２Ｄは、抽出部２０Ｃに保持されている基本波と高調波の関係が記憶装置２Ｆに記憶されている複数の飛行パターンデータの何れかに該当するかどうかを判定する（ステップＳ５）。基本波と高調波の関係が複数の飛行パターンデータの何れにも該当しない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、判定装置２Ｄは、発電所が損害を被る可能性は低いものとして警報信号を出力しない（ステップＳ４）。一方、基本波と高調波の関係が複数の飛行パターンデータの何れかに該当する場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、判定装置２Ｄは警報信号を出力する（ステップＳ６）。
【００２８】
管制センター３は、出力装置２Ｅから警報信号を受け取ると、警報信号を出力する接近検出装置２の入力装置２Ｃに対して無人飛行機の通過音を録音しているかどうかを確認する。また、管制センター３は、出力装置２Ｅから警報信号を受け取ると、制御室４及び上位機関５に対して無人飛行機が発電所に接近していることを示す警報を与える。そして、制御室４や上位機関５では、警報を受け取ったことを契機として、無人飛行機が発電所に接近することを防止するための対策を講じることが可能になる。
【００２９】
以上説明したように、無人飛行機が水力、火力、原子力等の電力を作る発電所に接近していることを検出する接近検出装置２は、無人飛行機が発電所に向かう際の飛行経路の下方の陸上又は海上において、無人飛行機の飛来音を集音する集音装置２Ａと、無人飛行機の飛来音を録音する録音装置２Ｂと、無人飛行機の飛行条件と実質的に同一の条件下で測定された無人飛行機と実質的に同一のモデル飛行機の飛行音に基づいて生成される飛行パターンデータが予め記憶される記憶装置２Ｆと、集音装置２Ａで集音された無人飛行機の飛来音が飛行パターンデータに該当するものと判定すると、無人飛行機が発電所に接近していることを示す警報信号を出力する判定装置２Ｄと、を備えている。そして、発電所に接近している無人飛行機を迅速に検出し、発電所が損害を被らないように発電所を管理する機関に警報を与えることが可能になる。
【００３０】
また、記憶装置２Ｆに記憶される飛行パターンデータは、モデル飛行機一機あたりの飛行音を複数合成した合成音に基づいて生成されるデータであってもよい。無人飛行機の場合、複数の機体が夫々の目的を達成しようとして同一の飛行経路を同時に飛行する可能性があるため、発電所に接近している無人飛行機を一層確実に検出することが可能になる。
【００３１】
また、記憶装置２Ｆに記憶される飛行パターンデータは、音圧の情報を含み、判定装置２Ｄは、集音装置２Ａで集音された無人飛行機の飛来音の音圧レベルが飛行パターンデータで示される音圧レベル（基準レベル）より大きいものと判定すると、警報信号を出力する。本実施形態において、判定装置２Ｄは、無人飛行機の通過音に含まれる音圧及び周波数に関する情報から、無人飛行機が発電所に接近しているかどうかを判定している。しかし、判定装置２Ｄは、無人飛行機の飛来音の音圧レベルが基準レベルよりも大きいと判定した時点で、無人飛行機の飛来音の周波数が予め用意されている周波数に該当するかどうかを判定する前に警報信号を出力してもよい。これにより、発電所に接近している無人飛行機を一層迅速に検出することが可能になる。
【００３２】
また、記憶装置２Ｆに記憶される飛行パターンデータは、周波数の情報を含み、判定装置２Ｄは、集音装置２Ａで集音された無人飛行機の飛来音の周波数が飛行パターンデータで示される周波数に該当するものと判定すると、警報信号を出力する。
【００３３】
また、記憶装置２Ｆには、飛行パターンデータが複数記憶され、判定装置２Ｄは、集音装置２Ａで集音された無人飛行機の飛来音が複数の飛行パターンデータの何れかに該当するものと判定すると、警報信号を出力する。
【００３４】
また、接近検出装置２は、無人飛行機の飛行経路の下方の陸上又は海上における複数の観測点の夫々に配置される。
【００３５】
また、接近警報システム１は、複数の接近検出装置２と、複数の接近検出装置２を集中管理する管制センター３と、を備え、管制センター３は、複数の接近検出装置２の何れかから警報信号を受信すると、警報信号の送信元の接近検出装置２内の録音装置２Ｂが無人飛行機の飛来音を録音したことを確認するとともに、発電所を管理する制御室４や上位機関５に警報を伝える。
【００３６】
尚、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
１  接近警報システム
２  接近検出装置
２Ａ  集音装置
２Ｂ  録音装置
２Ｃ  入力装置
２Ｄ  判定装置
２Ｅ  出力装置
２Ｆ  記憶装置
３  管制センター
４  制御室
５  上位機関
６，７  通信回線
【図１】
2016081326.tif 000003
【図２】
2016081326.tif 000004
【図３】
2016081326.tif 000005
【図４】
2016081326.tif 000006