(57)【要約】移動装置の発着地点と作業対象エリアの所定地点との間の自律運転による移動制御を効率よく行うことができる運転経路を生成するという課題を解決するため、対象エリア（80）外の発着地点（406）において発着し、対象エリア内を移動するドローン（100）の運転経路を生成する本発明の運転経路生成システム（1000）は、取得される対象エリアの座標情報に基づいて、対象エリア内にエリア内運転経路（80r）を生成するエリア内経路生成部（40）と、発着地点とエリア内運転経路上の所定の接続地点（P1）との間をつなぐ発着経路（41r）を生成する発着経路生成部（61）と、前記ドローンが前記エリア内運転経路上において飛行を中断した地点の座標を記憶する中断地点記憶部（612）と、を備える。
2020085229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動するドローンの運転経路を生成する運転経路生成システムであって、  取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成するエリア内経路生成部と、  前記発着地点と前記エリア内運転経路上の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成する発着経路生成部と、  前記ドローンが前記エリア内運転経路上において飛行を中断した地点の座標を記憶する中断地点記憶部を備え、  前記発着経路生成部は、前回の飛行時に飛行が中断された場合は、前記中断地点記憶部に記憶された飛行中断地点の座標を前記接続地点として発着経路を生成し、  前回の飛行時に飛行が中断されていない場合は、前記エリア内運転経路の端点の座標を前記接続地点として発着経路を生成する、運転経路生成システム。  
【請求項２】
前記エリア内経路生成部は、障害物の位置および形状の情報に基づいて決定される進入禁止エリアを除く前記対象エリア内のエリアに前記エリア内運転経路を生成する、請求項１記載の運転経路生成システム。 
【請求項３】
前記発着経路生成部は、障害物の位置及び形状の情報に基づいて決定される進入禁止エリアを除くエリアに前記発着経路を生成する、請求項１又は２記載の運転経路生成システム。 
【請求項４】
前記発着経路生成部は、前記発着地点と前記接続地点の間に定義される仮想線分が前記進入禁止エリア内にあるか否かを判断し、前記仮想線分が前記進入禁止エリア内にある場合に、前記進入禁止エリアを迂回する発着経路を生成する、請求項３記載の運転経路生成システム。  
【請求項５】
前記発着経路生成部は、前記エリア内運転経路の端点を経由する発着経路を生成する、請求項１乃至４のいずれかに記載の運転経路生成システム。 
【請求項６】
前記発着経路生成部は、前記接続地点と前記エリア内運転経路上の連結地点とを結ぶ中継経路、前記エリア内運転経路の端点を含み前記エリア内運転経路の一部に沿って生成される経路、および前記エリア内運転経路の端点と前記発着地点とを結ぶ経路が連結されてなる前記発着経路を生成する、請求項１乃至５のいずれかに記載の運転経路生成システム。 
【請求項７】
前記発着経路の情報は、始点から終点までの3次元座標、ならびに飛行速度、飛行加速度、および旋回の位置および速度の少なくとも１個の情報を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の運転経路生成システム。 
【請求項８】
前記発着経路生成部は、前記ドローンの飛行時に生じる下降気流が、前記対象エリアに生育する作物を倒伏させない程度の高度で前記ドローンを飛行させる前記発着経路を生成する、請求項１乃至７のいずれかに記載の運転経路生成システム。 
【請求項９】
前記発着経路生成部は、前記ドローンに搭載され、  前記エリア内経路生成部は、前記ドローンとネットワークを介して接続されるサーバ装置に搭載される、請求項１乃至８のいずれかに記載の運転経路生成システム。 
【請求項１０】
前記発着経路生成部及び前記エリア内経路生成部は、前記ドローンに搭載される、請求項１乃至８のいずれかに記載の運転経路生成システム。 
【請求項１１】
対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動する移動装置の運転経路を生成する運転経路生成方法であって、  取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成するステップと、  前記発着地点と前記エリア内運転経路上の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成するステップと、を含む、運転経路生成方法。 
【請求項１２】
前記発着経路を生成するステップにおいて、前回の飛行時に飛行が中断された場合には、飛行中断地点の座標を前記接続地点として発着経路を生成し、前回の飛行時に飛行が中断されていない場合には、前記エリア内運転経路の端点の座標を前記接続地点として発着経路を生成する、請求項１１記載の運転経路生成方法。 
【請求項１３】
対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動する移動装置の運転経路を生成する運転経路生成プログラムであって、  取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成する命令と、  前記発着地点と前記エリア内運転経路上の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成する命令と、をコンピュータに実行させる、運転経路生成プログラム。 
【請求項１４】
運転経路生成システムにより生成される運転経路に沿って飛行可能なドローンであって、  前記運転経路生成システムは、請求項１乃至１０のいずれかに記載の運転経路生成システムである、ドローン。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本願発明は、運転経路生成システム、運転経路生成方法、および運転経路生成プログラム、ならびにドローンに関する。
【背景技術】
【０００２】一般にドローンと呼ばれる小型ヘリコプター（マルチコプター）の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地（圃場）への農薬や液肥などの薬剤散布が挙げられる（たとえば、特許文献１）。比較的狭い農地においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。【０００３】準天頂衛星システムやRTK-GPS（Real Time Kinematic - Global Positioning System）などの技術によりドローンが飛行中に自機の絶対位置をセンチメートル単位で正確に知ることができるようになったことで、日本において典型的な狭く複雑な地形の農地でも、人手による操縦を最小限として自律的に飛行し、効率的かつ正確に薬剤散布を行なえるようになっている。【０００４】その一方で、農業用の薬剤散布向け自律飛行型ドローンについては安全性に対する考慮が十分とは言いがたいケースがあった。薬剤を搭載したドローンの重量は数10キログラムになるため、人の上に落下する等の事故が起きた場合に重大な結果を招きかねない。また、通常、ドローンの操作者は専門家ではないためフールプルーフの仕組みが必要であるが、これに対する考慮も不十分であった。今までに、人間による操縦を前提としたドローンの安全性技術は存在していたが（たとえば、特許文献２）、特に農業用の薬剤散布向けの自律飛行型ドローンに特有の安全性課題に対応するための技術は存在していなかった。【０００５】また、ドローンが自律飛行を行う運転経路を自動で生成する方法が必要とされている。特許文献３には、圃場において、往復走行させる往復走行経路と、外周形状に沿って周回させる周回走行経路とを生成する走行経路生成システムが開示されている。このシステムは、苗植付装置等の地上走行型の機械が想定されている。【０００６】特許文献４には、圃場の外形線が内側に局部的に入り込んだ凹部を有する場合の経路生成を行う走行経路生成装置が開示されている。特許文献５には、走行領域内に存在する障害物を迂回する走行経路を生成する自律走行経路生成システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許公開公報  特開２００１−１２０１５１
【特許文献２】特許公開公報  特開２０１７−１６３２６５
【特許文献３】特許公開公報  特開２０１８−１１７５６６
【特許文献４】特許公開公報  特開２０１８−１１６６１４
【特許文献５】特許公開公報  特開２０１７−２０４０６１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  移動装置の発着地点と作業対象エリアの所定地点との間の自律運転による移動制御を効率よく行うことができる運転経路を生成する運転経路生成システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係る運転経路生成システムは、対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動するドローンの運転経路を生成する運転経路生成システムであって、取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成するエリア内経路生成部と、前記発着地点と前記エリア内運転経路上の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成する発着経路生成部と、前記ドローンが前記エリア内運転経路上において飛行を中断した地点の座標を記憶する中断地点記憶部を備え、前記発着経路生成部は、前回の飛行時に飛行が中断された場合は、前記中断地点記憶部に記憶された飛行中断地点の座標を前記接続地点として発着経路を生成し、前回の飛行時に飛行が中断されていない場合は、前記エリア内運転経路の端点の座標を前記接続地点として発着経路を生成する。【００１０】  前記エリア内経路生成部は、障害物の位置および形状の情報に基づいて決定される前記進入禁止エリアを除く前記対象エリア内のエリアに前記エリア内運転経路を生成するものとしてもよい。【００１１】  前記発着経路生成部は、障害物の位置及び形状の情報に基づいて決定される前記進入禁止エリアを除くエリアに前記発着経路を生成するものとしてもよい。【００１２】  前記発着経路生成部は、前記発着地点と前記接続地点の間に定義される仮想線分が前記進入禁止エリア内にあるか否かを判断し、前記仮想線分が前記進入禁止エリア内にある場合に、前記進入禁止エリアを迂回する発着経路を生成するものとしてもよい。【００１３】  前記発着経路生成部は、前記エリア内運転経路の端点を経由する発着経路を生成するものとしてもよい。【００１４】  前記発着経路生成部は、前記接続地点と前記エリア内運転経路上の連結地点とを結ぶ中継経路、前記エリア内運転経路の端点を含み前記エリア内運転経路の一部に沿って生成される経路、および前記エリア内運転経路の端点と前記発着地点とを結ぶ経路が連結されてなる前記発着経路を生成するものとしてもよい。【００１５】  前記発着経路の情報は、始点から終点までの3次元座標、ならびに飛行速度、飛行加速度、および旋回の位置および速度の少なくとも１個の情報を含むものとしてもよい。【００１６】  前記発着経路生成部は、前記ドローンの飛行時に生じる下降気流が、前記対象エリアに生育する作物を倒伏させない程度の高度で前記ドローンを飛行させる前記発着経路を生成するものとしてもよい。【００１７】  前記発着経路生成部は、前記ドローンに搭載され、前記エリア内経路生成部は、前記ドローンとネットワークを介して接続されるサーバ装置に搭載されるものとしてもよい。【００１８】  前記発着経路生成部及び前記エリア内経路生成部は、前記ドローンに搭載されるものとしてもよい。【００１９】  上記目的を達成するため、本発明の別の観点に係る運転経路生成方法は、対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動する移動装置の運転経路を生成する運転経路生成方法であって、取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成するステップと、前記発着地点と前記エリア内運転経路���の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成するステップと、を含む。【００２０】  前記発着経路を生成するステップにおいて、前回の飛行時に飛行が中断された場合には、飛行中断地点の座標を前記接続地点として発着経路を生成し、前回の飛行時に飛行が中断されていない場合には、前記エリア内運転経路の端点の座標を前記接続地点として発着経路を生成するものとしてもよい。【００２１】  上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係る運転経路生成プログラムは、対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動する移動装置の運転経路を生成する運転経路生成プログラムであって、取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成する命令と、前記発着地点と前記エリア内運転経路上の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成する命令と、をコンピュータに実行させる。  なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。【００２２】  上記目的を達成するため、本発明のさらに別の観点に係るドローンは、運転経路生成システムにより生成される運転経路に沿って飛行可能なドローンであって、前記運転経路生成システムは上述のいずれかに記載の運転経路生成システムである。 
【発明の効果】
【００２３】  移動装置の発着地点と作業対象エリアの所定地点との間の自律運転による移動制御を効率よく行うことができる運転経路を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本願発明に係るドローンの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】上記ドローンの正面図である。
【図３】上記ドローンの右側面図である。
【図４】上記ドローンの背面図である。
【図５】上記ドローンの斜視図である。
【図６】上記ドローンが有する薬剤散布システムの全体概念図である。
【図７】上記ドローンの制御機能を表した模式図である。
【図８】本願発明に係る運転経路生成装置と、ネットワークを介して接続される基地局、操作器、ドローン、および圃場測量装置の様子を示す全体概念図である。
【図９】上記運転経路生成装置の機能ブロック図である。
【図１０】上記運転経路生成装置が運転経路を生成する圃場、上記圃場近辺に決定される進入禁止エリア、および上記圃場内に生成される移動可能エリアの例を示す概略図である。
【図１１】上記ドローンが有する発着経路生成部が生成する発着経路をより詳細に示す概略図である。
【図１２】上記発着経路生成部が生成する発着経路の別の実施形態をより詳細に示す概略図である。
【図１３】上記発着経路生成部が生成する発着経路の、さらに別の実施形態をより詳細に示す概略図である。
【図１４】上記発着経路生成部が、発着経路の始点および終点を決定するフローチャートである。
【図１５】上記発着経路生成部が、上記進入禁止エリアの情報に基づいて発着経路を生成するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】  以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。以下の詳細な説明では、説明のために、開示された実施形態の完全な理解を促すために、ある特定の詳細について述べられている。しかしながら、実施形態は、これらの特定の詳細に限られない。また、図面を単純化するために、周知の構造および装置については概略的に示されている。
【００２６】  本願明細書において、ドローンとは、動力手段（電力、原動機等）、操縦方式（無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等）を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。ドローンは移動装置の例であり、本願発明に係る運転経路生成装置により生成される運転経路の情報を適宜受信し、当該運転経路に沿って飛行することが可能である。
【００２７】  図１乃至図５に示すように、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b（ローターとも呼ばれる）は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、バッテリー消費量のバランスを考慮し、8機（2段構成の回転翼が4セット）備えられている。
【００２８】  モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4ａ、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段（典型的には電動機だが発動機等であってもよい）であり、一つの回転翼に対して1機設けられている。モーター（102）は、推進器の例である。１セット内の上下の回転翼（たとえば、101-1aと101-1b）、および、それらに対応するモーター（たとえば、102-1aと102-1b）は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転する。なお、一部の回転翼101-3b、および、モーター102-3bが図示されていないが、その位置は自明であり、もし左側面図があったならば示される位置にある。図２、および、図３に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら状の構造である。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。
【００２９】  薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は、薬剤を下方に向けて散布するための手段であり4機備えられている。なお、本願明細書において、薬剤とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。
【００３０】  薬剤タンク104は散布される薬剤を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン100の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられている。薬剤ホース105-1、105-2、105-3、105-4は、薬剤タンク104と各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ106は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。
【００３１】  図6に本願発明に係るドローン100の薬剤散布用途の実施例を使用したシステムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。操作器401は、使用者402の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報（たとえば、位置、薬剤量、電池残量、カメラ映像等）を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されるが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていてもよい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作機（図示していない）を使用してもよい（非常用操作機は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であってもよい）。操作器401とドローン100はWi-Fi等による無線通信を行う。
【００３２】  圃場403は、ドローン100による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の障害物が存在する場合もある。
【００３３】  基地局404は、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であり、RTK-GPS基地局としても機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようになっていてもよい（Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GPS基地局が独立した装置であってもよい）。営農クラウド405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピュータ群と関連ソフトウェアであり、操作器401と携帯電話回線等で無線接続されていてもよい。また、営農クラウド405は、ドローン100とネットワークを介して接続されているサーバ装置等のハードウェアで構成されていてもよい。営農クラウド405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行ってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行ってもよい。
【００３４】  通常、ドローン100は圃場403の外部にある発着地点406から離陸し、圃場403に薬剤を散布した後に、あるいは、薬剤補充や充電等が必要になった時に発着地点406に帰還する。発着地点406から目的の圃場403に至るまでの飛行経路（侵入経路）は、営農クラウド405等で事前に保存されていてもよいし、使用者402が離陸開始前に入力してもよい。
【００３５】  図7に本願発明に係る薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表したブロック図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピュータであってよい。フライトコントローラー501は、操作器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC（Electronic Speed Control）等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっている。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。
【００３６】  フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっている。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護が行われている。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操作器401上、または、営農クラウド405上や他の場所に存在する別のコンピュータによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。
【００３７】  バッテリー502は、フライトコントローラー501、および、ドローンのその他の構成要素に電力を供給する手段であり、充電式であってもよい。バッテリー502はヒューズ、または、サーキットブレーカー等を含む電源ユニットを介してフライトコントローラー501に接続されている。バッテリー502は電力供給機能に加えて、その内部状態（蓄電量、積算使用時間等）をフライトコントローラー501に伝達する機能を有するスマートバッテリーであってもよい。
【００３８】  フライトコントローラー501は、Wi-Fi子機機能503を介して、さらに、基地局404を介して操作器401とやり取りを行ない、必要な指令を操作器401から受信すると共に、必要な情報を操作器401に送信できる。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておいてもよい。基地局404は、Wi-Fiによる通信機能に加えて、RTK-GPS基地局の機能も備えている。RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、GPSモジュール504により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。GPSモジュール504は重要性が高いため、二重化・多重化されていてもよく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのGPSモジュール504は別の衛星を使用するよう制御されていてもよい。
【００３９】  ６軸ジャイロセンサー505はドローン機体の互いに直交する３方向の加速度を測定する手段（さらに、加速度の積分により速度を計算する手段）である。６軸ジャイロセンサー505は、上述の３方向におけるドローン機体の姿勢角の変化、すなわち角速度を測定する手段である。地磁気センサー506は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサー507は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザーセンサー508は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、IR（赤外線）レーザーであってもよい。ソナー509は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサー類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサー（角速度センサー）、風力を測定するための風力センサーなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサー類は、二重化または多重化されていてもよい。同一目的複数のセンサーが存在する場合には、フライトコントローラー501はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサーに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサーを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。
【００４０】  流量センサー510は薬剤の流量を測定するための手段であり、薬剤タンク104から薬剤ノズル103に至る経路の複数の場所に設けられている。液切れセンサー511は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサーである。マルチスペクトルカメラ512は圃場403を撮影し、画像分析のためのデータを取得する手段である。障害物検知カメラ513はドローン障害物を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きがマルチスペクトルカメラ512とは異なるため、マルチスペクトルカメラ512とは別の機器である。スイッチ514はドローン100の使用者402が様々な設定を行なうための手段である。障害物接触センサー515はドローン100、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の障害物に接触したことを検知するためのセンサーである。カバーセンサー516は、ドローン100の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサーである。薬剤注入口センサー517は薬剤タンク104の注入口が開放状態であることを検知するセンサーである。これらのセンサー類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン100外部の基地局404、操作器401、または、その他の場所にセンサーを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局404に風力センサーを設け、風力・風向に関する情報をWi-Fi通信経由でドローン100に送信するようにしてもよい。
【００４１】  フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤吐出の停止を行なう。ポンプ106の現時点の状況（たとえば、回転数等）は、フライトコントローラー501にフィードバックされる構成となっている。
【００４２】  LED107は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。表示手段は、LEDに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザー518は、音声信号によりドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるための出力手段である。Wi-Fi子機機能519は操作器401とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピューター等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Wi-Fi子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標）、NFC等の他の無線通信手段、または、USB接続などの有線通信手段を使用してもよい。スピーカー520は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態（特にエラー状態）を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン100の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯521はドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。
【００４３】  ドローン100は、発着地点406から離陸して圃場403内の所定地点まで飛行し、圃場403内を後述するエリア内運転経路に沿って飛行した後、圃場403内の所定地点から発着地点406まで飛行して帰還する。そこで、ドローン100は、圃場403内のエリア内運転経路に加えて、発着地点406から圃場403内の所定地点まで、および当該所定地点から発着地点406までに関しても、運転経路を生成して自動で移動する必要がある。圃場403内の所定地点とは、エリア内運転経路上の地点であり、エリア外運転経路とエリア内運転経路を接続する地点である（以下、「接続地点」ともいう。）。
【００４４】  接続地点は、例えば圃場403内における薬剤散布又は監視等の作業の開始地点および終了地点である。また、接続地点は、バッテリー切れや散布する薬剤切れの場合に、作業を中断する中断地点を含む。さらに、接続地点は、使用者402からの指令により作業を中断する中断地点を含む。
【００４５】  接続地点の座標は、作業の進捗により異なるため、発着地点406と接続地点との間の運転経路はドローン100の飛行前にあらかじめ生成しておくことが困難である。また、発着地点406に関しても、ドローン100を載置しようとした際に当初予定していた発着地点406に車等の障害物が置かれている、といった現場の状況により、当初予定していた発着地点406から離陸できない可能性もある。そこで、発着地点406と接続地点との間の運転経路に関しては、ドローン100により生成する。また、エリア内運転経路に関しては、作業の進捗や現場の状況により変化することがないため、運転経路生成装置によりあらかじめ生成する。この構成によれば、あらかじめ生成可能であり計算処理の負担が大きい圃場内運転経路の生成はドローン100以外の外部装置に行わせることにより、ドローン100の計算処理負担を軽減することができる。また、状況に応じて変化する発着地点406と接続地点との間の運転経路の生成はドローン100により行わせることにより、外部装置との通信により生じる時間を節約し、圃場403への入退出をスムースに行うことができる。
【００４６】  図８に示すように、運転経路生成装置1は、ネットワークNWを介してドローン100、操作器401、基地局404および圃場測量装置2に接続されている。運転経路生成装置1は、その機能が営農クラウド405上にあってもよいし、別途の装置であってもよい。圃場は、対象エリアの例である。ドローン100は、移動装置の例である。また、各構成がネットワークNWを介して接続されている構成に代えて、ドローン100が運転経路生成装置1を有する構成であってもよい。特に、後述する発着経路生成部61（図8参照）及びエリア内経路生成部（図9参照）がドローン100に搭載されていてもよい。さらに、圃場測量装置2が運転経路生成装置1を有する構成であってもよい。少なくとも、運転経路生成装置１およびドローン100は、運転経路生成システム1000を構成する。
【００４７】  圃場測量装置2は、RTK-GPSの移動局の機能を有する装置であり、圃場の座標情報を測量することができる。圃場測量装置2は、使用者により保持して歩行することが可能な小型の装置であり、例えば棒状の装置である。圃場測量装置2は、下端を地面についた状態で、使用者が直立して上端部を保持できる程度の長さの、杖のような装置であってもよい。ある圃場の座標情報を読み取るために使用可能な圃場測量装置2の個数は、１個であっても複数であってもよい。複数の圃場測量装置2により１か所の圃場に関する座標情報を測量可能な構成によれば、複数の使用者がそれぞれ圃場測量装置2を保持して圃場を歩行することができるため、測量作業を短時間で完了することができる。
【００４８】  また、圃場測量装置2は、圃場における障害物の情報を測量することができる。障害物は、ドローン100が衝突する危険のある壁や法面、電柱、電線などや、薬剤散布又は監視を要さない各種物体を含む。
【００４９】  圃場測量装置2は、入力部201、座標検出部202および送信部203を備える。
【００５０】  入力部201は、圃場測量装置2の上端部に設けられる構成であり、例えば使用者の押下を受け付けるボタンである。使用者は、圃場測量装置2の下端の座標を測量する際に、入力部201のボタンを押下する。
【００５１】  また、入力部201は、入力される情報が圃場の外周に関する座標であるか、障害物の外周の座標であるかを区別して入力可能に構成されている。さらに、入力部201は、障害物の外周の座標を、障害物の種類と関連付けて入力可能である。
【００５２】  座標検出部202は、基地局404と適宜通信を行って圃場測量装置2の下端の３次元座標を検出可能な機能部である。
【００５３】  送信部203は、入力部201への入力に基づいて、当該入力時の圃場測量装置2下端の3次元座標を、ネットワークNWを介して操作器401又は運転経路生成装置1に送信する機能部である。送信部203は、当該３次元座標を、ポインティングされた順番とともに送信する。
【００５４】  圃場の座標情報を読み取る工程において、使用者は、圃場測量装置2を持って圃場を移動する。まず、当該圃場の３次元座標を取得する。使用者は、圃場の端点又は端辺上において入力部201によるポインティングを行う。次いで、使用者は、障害物の端点又は端辺上において入力部201によるポインティングを行う。
【００５５】  ポインティングされて送信される圃場の端点又は端辺上の３次元座標は、圃場外周の3次元座標および障害物の３次元座標を区別して、運転経路生成装置1により受信される。また、ポインティングされる３次元座標は、操作器401の受信部4011により受信され、表示部4012により表示されてもよい。また、操作器401は、受信される３次元座標が圃場外周又は障害物の３次元座標として適しているかを判定し、再測量が必要と判定される場合は、表示部4012を通じて使用者に再測量を促してもよい。
【００５６】  なお、圃場測量装置2は、圃場および障害物の位置および外縁形状を、座標情報により取得する構成に代えて、画像を撮像した上で当該画像を解析することで取得してもよい。この場合、入力部201は撮像部であり、静止画像又は動画を撮像可能なカメラであってもよいし、ステレオカメラや３６０°カメラであってもよい。また、圃場測量装置2は、ソナーや、レーダー波による測距装置により障害物の位置および形状を取得してもよい。
【００５７】  図９に示すように、運転経路生成装置1は、対象エリア情報取得部10、移動許可エリア生成部20、エリア策定部30、エリア内経路生成部40、および経路選択部50を備える。
【００５８】  対象エリア情報取得部10は、圃場測量装置2から送信される３次元座標の情報を取得する機能部である。
【００５９】  図10に示すように、移動許可エリア生成部20は、対象エリア情報取得部10により取得される３次元座標に基づいて、圃場403内においてドローン100が移動する移動許可エリア80iを指定する。移動許可エリア生成部20は、進入禁止エリア決定部21、および移動許可エリア決定部22を有する。
【００６０】  進入禁止エリア決定部21は、対象エリア情報取得部10により取得される障害物81a,82a,83a,84a,85aの３次元座標および当該障害物の種類に基づいて、ドローン100の進入禁止エリア81b,82b,83b,84b,85bを決定する機能部である。進入禁止エリア81b,82b,83b,84b,85bは、障害物81a,82a,83a,84a,85aおよび障害物周辺のエリアを含む領域である。進入禁止エリア81b,82b,83b,84b,85bは、水平方向および高さ方向に規定される、３次元方向に広がりを有する領域であり、例えば障害物81a,82a,83a,84a,85aを中心にして描かれる直方体状の領域である。なお、進入禁止エリア81b,82b,83b,84b,85bは、障害物を中心に描かれる球状の領域であってもよい。ドローン100は空中を飛行するため、障害物の高さ方向の大きさによっては障害物の上空を飛行することが可能である。障害物の高さ方向の大きさにより、障害物の上空を進入禁止エリアとはみなさない構成によれば、障害物を過剰に迂回することなく圃場内を効率的に飛行することができる。
【００６１】  障害物外縁から進入禁止エリア81b,82b,83b,84b,85bの外縁に至る距離は、障害物81a,82a,83a,84a,85aの種類により決定される。ドローン100が衝突した場合の危険度が大きい障害物ほど、障害物外縁から進入禁止エリア81b,82b,83b,84b,85bの外縁に至る距離は大きい。例えば、家屋の場合、家屋の外縁から５０ｃｍの範囲を進入禁止エリアとする一方、電線の外縁から８０ｃｍの範囲を進入禁止エリアとする。電線の場合は衝突時にドローン100の故障に加えて送電不良や電線の破壊等の事象が起こり得るため、衝突時の危険度がより高いと考えられるためである。進入禁止エリア決定部21は、障害物の種類と進入禁止エリアの大きさとが関連付けられる障害物テーブルをあらかじめ記憶していて、取得される障害物の種類に応じて進入禁止エリアの大きさを決定する。
【００６２】  移動許可エリア決定部22は、移動許可エリア80iを決定する機能部である。移動許可エリア80iの平面方向に関しては、圃場403の対象エリア情報取得部10により取得される平面上の座標が圃場403の外周位置にあるものとする。移動許可エリア決定部22は、移動許可エリア80iの高さ方向に関しては、対象エリア情報取得部10により取得される高さ方向の座標に、作物の高さや、飛行を制御する際に安全が担保できるマージンを合計して、移動許可エリア80iの高さ方向の範囲を決定する。当該移動許可エリア決定部22は、当該3次元座標に囲まれている内側の領域から進入禁止エリア81b,82b,83b,84b,85bを除くことで移動許可エリア80iを決定する。
【００６３】  図9および図10に示すエリア内経路生成部40は、移動許可エリア80iに、移動許可エリア80i内を網羅的に飛行するエリア内運転経路80rを生成する機能部である。
【００６４】  エリア内運転経路80rは、例えば移動許可エリア80iの外縁に沿って規定される外周エリアを周回する外周経路、外周エリアの内側に規定される内側エリアを往復して走査する往復経路、および外周エリアを区画する外縁を凸多角形として規定するとき、当該凸多角形から外側に突出する異形エリアを往復して走査する異形エリア経路を有する。エリア内運転経路80rの始点および終点は、移動許可エリア80iの外縁であって、発着地点406に近接する地点に生成される。すなわち、エリア内運転経路80rの始点および終点は、外周経路又は異形エリア経路の端部に生成される。なお、エリア内運転経路80rの始点および終点は、互いに同一の地点であってもよいし、異なる地点であってもよい。
【００６５】  図10に示すエリア内経路生成部40は、経路生成対象エリアに複数種類の運転経路を生成可能であってもよい。経路選択部50は、エリア内運転経路80rをいずれの運転経路に決定するかを選択可能である。使用者は、生成される複数の運転経路を目視して、運転経路を決定してもよい。
【００６６】  また、経路選択部50は、使用者により優先順位の情報が入力可能であってもよい。例えば、使用者は、作業時間、ドローン100のバッテリー消費量、および薬剤消費量のうち、いずれを最優先するかを操作器401に入力する。また、操作器401は、2番目に優先すべき指標を合わせて入力可能であってもよい。経路選択部50は、複数の運転経路のうち、入力される優先順位に最も合致する運転経路を選択する。この構成によれば、使用者の方針に合わせた、効率の良い経路生成が可能である。
【００６７】  図8に示すように、ドローン100は、発着地点406（図10参照）と所定の接続地点P1との間の運転経路41r（以下、それぞれ「発着経路41r」ともいう。）を生成する発着経路生成部61を有する。発着経路生成部61は、現在地取得部610、発着地点記憶部611、中断地点記憶部612、接続地点決定部613、進入禁止エリア取得部614および発着経路決定部615を有する。
【００６８】  現在地取得部610は、ドローン100の現在の位置座標を取得する機能部である。現在地取得部610は、ドローン100が備えるGPSモジュール504を用いて、RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることでドローン100の位置座標を取得してもよい。
【００６９】  発着地点記憶部611は、ドローン100の発着地点406の位置座標を記憶する機能部である。発着地点406の位置座標は、生成する発着経路41rの第１端点、すなわち始点又は終点の座標である。発着地点記憶部611は、現在地取得部610により取得される、ドローン100が離陸を行う時点での位置座標を記憶しておく。
【００７０】  中断地点記憶部612は、ドローン100がエリア内運転経路80r上において飛行を中断した地点の座標を記憶する機能部である。ドローン100は、例えばバッテリー切れや貯留されている薬剤切れを検知した場合や、ドローン100や周辺環境に異常が発生し、移動許可エリア80i内の飛行を継続することができない場合に飛行を中断する。また、ドローン100は、使用者402からの指令により飛行を中断する。中断地点記憶部612は、現在地取得部610により取得される、飛行を中断する場合における当該中断地点の位置座標を記憶する。
【００７１】  図9、10に示すように、接続地点決定部613は、接続地点P1の座標を決定する機能部である。接続地点P1の座標は、生成する発着経路41rの第２端点の座標である。接続地点P1の座標は、ドローン100が移動許可エリア80i内のエリア内運転経路80r上にいる場合は、ドローン100の現在の位置座標を接続地点P1の座標として決定する。
【００７２】  ドローン100が発着地点406にある場合、接続地点P1は、例えば直前の飛行で中断地点記憶部612により記憶されている中断地点である。前回の飛行時に飛行が中断された場合、接続地点決定部613は、中断地点記憶部612に記憶されている飛行中断地点の座標を接続地点P1として決定する。また、前回の飛行時に飛行が中断されていない場合は、エリア内運転経路80rの端点の座標を接続地点P1として決定する。
【００７３】  進入禁止エリア取得部614は、運転経路生成装置１の進入禁止エリア決定部21が決定する、圃場403内の進入禁止エリアの情報を取得する機能部である。障害物は、発着経路の生成においても衝突を回避する必要がある。進入禁止エリア取得部614の構成によれば、運転経路生成装置１が決定する進入禁止エリアの情報に基づいて、安全な発着経路を生成することができる。なお、進入禁止エリア取得部614は、圃場測量装置2が取得する障害物の座標情報に基づいて、運転経路生成装置1とは独立して進入禁止エリアを決定してもよい。
【００７４】  発着経路決定部615は、発着地点記憶部611、中断地点記憶部612、接続地点決定部613、および進入禁止エリア取得部614からの情報に基づいて、発着経路41rを決定する機能部である。発着経路決定部615は、発着地点記憶部611、中断地点記憶部612および接続地点決定部613からの情報に基づいて、発着経路41rの端点、すなわち始点と終点を決定する。
【００７５】  また、発着経路決定部615は、当該始点と終点の座標、および進入禁止エリア取得部614からの情報に基づいて、始点と終点とを結ぶ発着経路を決定する。発着経路決定部615は、例えば発着地点406と接続地点、すなわちエリア内運転経路80rの始点もしくは終点、又は中断地点とを直線的に結ぶ仮想線分を規定し、当該仮想線分が進入禁止エリア81b-85b内に侵入しているか否かを判定する。
【００７６】  図11に示すように、例えばドローン100が発着地点406にあり、中断地点P1までの発着経路41rを生成する場合、発着経路決定部615は、発着地点406と中断地点P1を結ぶ仮想線分410rを規定する。仮想線分410rが進入禁止エリア81b-85b内に侵入していない場合、仮想線分410に沿う経路を発着経路41rに決定する。
【００７７】  例えばドローン100が中断地点P2にあり、発着地点406までの発着経路42rを生成する場合、中断地点P2と発着地点406を結ぶ仮想線分420rを規定する。本実施例においては、仮想線分420rは進入禁止エリア83b内に侵入している。したがって、発着経路決定部615は、進入禁止エリア83bを迂回する迂回路42rを生成する。迂回路42rは、発着経路の始点、すなわち中断地点P2から仮想線分420rが進入禁止エリア81b-85bと交わる交点421pまでの経路に関しては、仮想線分に沿う経路421rである。交点421p以降においては、進入禁止エリア83bの外縁部に沿う経路422rが生成される。なお、本実施例においては進入禁止エリア83bの外縁部に対し、ドローン100の高さを略変えずに飛行する、平面に沿う経路422rを生成したが、高さ方向に沿う経路を生成してもよい。
【００７８】  経路422r上の所定の地点、例えば変曲点422pにおいて、発着地点406までを結ぶ第２仮想線分424rを再度規定し直し、当該第２仮想線分424rが進入禁止エリア81b-85b内に侵入していない場合は、残りの経路423rを第２仮想線分424rに沿って生成する。第２仮想線分424rが進入禁止エリア81b-85b内に侵入している場合は、進入禁止エリア81b-85bとの交点までを第２仮想線分424に沿う経路とし、当該交点以降においては進入禁止エリア81b-85bに沿う迂回路を生成し、以降繰り返す。このようにして生成される経路421r-423rを連結することにより、迂回する発着経路42rが生成される。
【００７９】  図12に示すように、上述に代えて、仮想線分420rと進入禁止エリア83bとの交点421p以降において、進入禁止エリア83bの外縁部に沿う経路432rを、仮想線分420rと再び交わる第２交点423pまで生成してもよい。第２交点423から発着経路43rの終点、すなわち本実施例においては発着地点406までは、仮想線分420rに沿う経路433rとする。第２交点423から発着経路43rの終点までの間に進入禁止エリア81b-85bに侵入している場合は、当該進入禁止エリア81b-85bの外縁部に沿う経路をさらに作成し、以降繰り返す。このようにして生成される経路421r、432rおよび433rを連結することにより、迂回する発着経路43rが生成される。
【００８０】  図13に示す例においては、移動許可エリア80iの外縁に沿う細長い形状の進入禁止エリア86bが配置されている。発着経路決定部615は、上述に代えて、エリア内運転経路80rの端点P5、すなわち始点又は終点を経由する発着経路を生成してもよい。より具体的には、発着経路決定部615は、中断地点P4とエリア内運転経路80r上の連結地点441pとを結ぶ中継経路44rを生成する。そして、エリア内運転経路80rの端点P5を含み、エリア内運転経路80rの一部に沿って生成される経路801rと中継経路44rとを連結させることで発着経路を生成してもよい。連結地点441pは、例えば外周経路上の地点であり、中継経路44rは内側エリアに生成される。また、連結地点441pは、内側エリアの往復経路上、又は異形エリアの異形エリア経路上の地点であってもよく、中継経路44rは中断地点P4から所定の連結地点441pを連結する経路であってもよい。中継経路44rは、エリア内運転経路80rに沿わない経路であり、例えば中断地点P4と連結地点441pとを直線的に結ぶ、最短の経路である。
【００８１】  終点P5から発着地点406までの経路45rは、移動許可エリア80iの作業を終了して帰還する場合と同一の経路である。この発着経路に沿って中断地点P4から発着地点406まで移動するドローン100は、内側エリアにおいては中継経路44r、連結地点441pから端点P5まではエリア内運転経路の一部に沿う経路801r、端点P5から発着地点406までは経路45rに沿って移動する。また、発着地点406から中断地点P4まで移動する場合は、上述と逆の順序で移動する。なお、経路801rは、エリア内運転経路80rにおける移動方向と同じであってもよいし、逆方向であってもよい。エリア内運転経路80rに沿って移動することにより、既に安全を担保された経路を活用することができ、この安全性は移動方向に関わらない。
【００８２】  なお、中継経路44rの生成において、中断地点P4と連結地点441pとを直線的に連結する経路上に進入禁止エリアが存在する場合、発着経路決定部615は、当該進入禁止エリアを迂回する経路を生成してもよい。また、連結地点441pを別の場所に設定してもよい。また、中継経路44rを生成せず、中断地点P4から端点P5までをエリア内運転経路80rに沿って移動してもよい。
【００８３】  この構成によれば、移動許可エリア80iの移動において通常作業時の運転経路を利用するため、発着経路決定部615が経路を生成する計算処理負担が軽減される。また、移動許可エリア80iの外縁および移動許可エリア80iと発着地点406との間に位置する進入禁止エリアに関しては、発着経路の生成時に計算する必要がないため、発着経路決定部615の計算処理負担はさらに軽減される。さらに、圃場外の移動において、ドローン100が今まで移動したことのない経路を移動すると、安全性等の面で使用者に不安を与えるおそれがある。本構成によれば、圃場外の移動において通常作業時に使用する運転経路を利用するため、ドローン100の動作が使用者にとって既知なものとなり、使用者に安心感を与えることができる。
【００８４】  発着経路41r-43rの情報は、始点から終点までの3次元座標、ならびに飛行速度、飛行加速度、および旋回の位置および速度の情報を含む。発着経路決定部615は、ドローン100の飛行時に生じる下降気流が、圃場403に生育する作物を倒伏させない程度の高度および速度でドローン100を飛行させる発着経路41r-43rを生成する。具体的には、発着経路41r-43rにおけるドローン100の高度は、エリア内運転経路80rにおける高度よりも高い。また、発着経路41r-43rにおけるドローン100の速度は、エリア内運転経路80rにおける速度よりも遅い。この構成によれば、ドローン100が発着経路41r-43rを飛行する際に作物を倒伏させづらい。なお、発着経路41r-43rにおけるドローン100の高度を十分上昇させ、速度はエリア内運転経路80rと同等以上であってもよい。この構成によれば、ドローン100を素早く圃場403から退避させ、また圃場403の所定地点まで到達させることができるため、迅速にドローン100を次の動作に移行させることができる。
【００８５】  図14を用いて、発着経路生成部61が有する各機能ブロックが発着経路の始点および終点を決定する工程を説明する。発着経路41rの生成は、例えば発着地点406での離陸準備中、又はドローン100がエリア内運転経路80rの終点への到達時点もしくはその前後の所定時間内に開始される。また、発着経路の生成は、ドローン100の薬剤切れ、バッテリー切れ、ドローン100およびその周辺の異常検知、又は使用者からの作業中断命令を契機に開始される。
【００８６】  まず、現在地取得部610は、ドローン100の現在の位置座標を取得する（S50）。現在地が発着地点記憶部611に記憶される発着地点406の範囲内にあるとき（S51）、発着経路生成部61は、発着地点406を発着経路の始点に決定する（S52）。
【００８７】  接続地点決定部613は、中断地点記憶部612が中断地点の記録を有するか否かを判定する（S53）。中断地点の記録があるとき、接続地点決定部613は当該中断地点座標を接続地点として決定する(S54)。すなわち、発着経路決定部615は、中断地点を発着経路の終点に決定する。ここで、ステップS53における接続地点の決定方法は、上記したような中断地点記憶部612に中断地点の記録の有無により判断することも可能であるが、中断の有無そのものを記憶した記憶部に基づいて、中断の有無を判断することも可能である。さらに、操作器401を介して操作者が入力する中断の有無の情報に基づいて判断することもできる。
【００８８】  ステップS52において中断地点の記録がない場合、発着経路決定部615はエリア内運転経路80rの始点座標を発着経路の終点に決定する（S55）。
【００８９】  ステップS51においてドローン100の現在地が発着地点406の範囲外にあるとき、発着経路生成部61は、現在地がエリア内運転経路80rの終点か否かを判定する（S56）。現在地がエリア内運転経路80rの終点である場合、ドローン100は当該圃場403において計画されている作業が完了した旨の記録を、ネットワークNWを通じて営農クラウド405に送信してもよい（S57）。なお、現在地がエリア内運転経路80rの終点にあることを契機にステップS50を開始している場合は、ステップS50の前に作業完了の記録を営農クラウド405に送信していてもよく、ステップS57は省略されてもよい。
【００９０】  現在地がエリア内運転経路80rの終点ではない場合、現在地取得部610は、ドローン100の現在の位置座標を取得し、中断地点記憶部が当該位置座標を中断地点として記録する（S58）。
【００９１】  発着経路決定部615は、現在地を発着経路41rの始点、発着地点406を終点に決定する（S59）。
【００９２】  図15を用いて、発着経路生成部61が有する各機能ブロックが、発着経路の始点および終点を結んで発着経路を決定する工程を説明する。図14に示すステップS54,S55,又はS56の後、進入禁止エリア取得部614は、進入禁止エリアの情報、すなわち3次元座標を運転経路生成装置１から取得する（S61）。
【００９３】  発着経路決定部615は、発着地点406と接続地点、すなわちエリア内運転経路80rの始点もしくは終点、又は中断地点との間に仮想線分を規定し、仮想線分が進入禁止エリア81b-85b内にあるか否かを判定する（S62）。仮想線分が進入禁止エリア81b-85b内にある場合、発着経路決定部615は、進入禁止エリア81b-85bを迂回する発着経路を生成する（S63）。仮想線分が進入禁止エリア81b-85b内にない場合、発着経路決定部615は、当該仮想線分に沿う経路を発着経路に決定する（S64）。
【００９４】  また、ステップS62に代えて、発着経路決定部615は、エリア内運転経路上の連結地点と接続地点との間を結ぶ中継経路を生成してもよい。さらに、中継経路上に進入禁止エリアが存在する場合は、当該進入禁止エリアを迂回する経路を生成するか、別の連結地点を規定して中継経路を再生成してもよい。
【００９５】  本構成によれば、自律運転時であっても効率よく移動し、移動装置の発着地点と作業対象エリアの所定地点との間の移動においても、高い安全性を維持できる運転経路を生成する。
【００９６】  なお、本説明においては、農業用薬剤散布ドローンを例に説明したが、本発明の技術的思想はこれに限られるものではなく、自律的に動作する機械全般に適用可能である。農業用以外の、自律飛行を行うドローンにも適用可能である。また、自律的に動作する、地面を自走する機械にも適用可能である。
【００９７】（本願発明による技術的に顕著な効果）  本発明に係る運転経路生成システムにおいては、移動装置の発着地点と作業対象エリアの所定地点との間の自律運転による移動制御を効率よく行うことができる運転経路を生成する。 
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年7月14日(2021.7.14)
【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】
対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動するドローンの運転経路を生成する運転経路生成システムであって、
取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成するエリア内経路生成部と、
前記発着地点と前記エリア内運転経路上の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成する発着経路生成部と、
前記ドローンが前記エリア内運転経路上において飛行を中断した地点の座標を記憶する中断地点記憶部を備え、
前記発着経路生成部は、前回の飛行時に飛行が中断された場合は、前記中断地点記憶部に記憶された飛行中断地点の座標を前記接続地点として発着経路を生成し、
前回の飛行時に飛行が中断されていない場合は、前記エリア内運転経路の端点の座標を前記接続地点として発着経路を生成する、
運転経路生成システム。
【請求項２】
前記エリア内経路生成部は、障害物の位置および形状の情報に基づいて決定される進入禁止エリアを除く前記対象エリア内のエリアに前記エリア内運転経路を生成する、
請求項１記載の運転経路生成システム。
【請求項３】
前記発着経路生成部は、障害物の位置及び形状の情報に基づいて決定される進入禁止エリアを除くエリアに前記発着経路を生成する、
請求項１又は２記載の運転経路生成システム。
【請求項４】
前記発着経路生成部は、前記発着地点と前記接続地点の間に定義される仮想線分が前記進入禁止エリア内にあるか否かを判断し、前記仮想線分が前記進入禁止エリア内にある場合に、前記進入禁止エリアを迂回する発着経路を生成する、
請求項３記載の運転経路生成システム。
【請求項５】
前記発着経路生成部は、前記発着地点と前記エリア内運転経路の端点を接続する第一経路と、前記エリア内運転経路の端点と前記飛行中断地点を接続し、前記対象エリア内のエリアに生成される第二経路と、を含む前記エリア内運転経路の端点を経由する発着経路を生成する、請求項１乃至４のいずれかに記載の運転経路生成システム。
【請求項６】
前記発着経路生成部は、前記接続地点と前記エリア内運転経路上の連結地点とを結ぶ中継経路、前記エリア内運転経路の端点を含み前記エリア内運転経路の一部に沿って生成される経路、および前記エリア内運転経路の端点と前記発着地点とを結ぶ経路が連結されてなる前記発着経路を生成する、
請求項１乃至５のいずれかに記載の運転経路生成システム。
【請求項７】
前記発着経路の情報は、始点から終点までの3次元座標、ならびに飛行速度、飛行加速度、および旋回の位置および速度の少なくとも１個の情報を含む、
請求項１乃至６のいずれかに記載の運転経路生成システム。
【請求項８】
前記発着経路生成部は、前記エリア内運転経路よりも高い前記ドローンの飛行時に生じる下降気流が、前記対象エリアに生育する作物を倒伏させない程度の高度で前記ドローンを飛行させる前記発着経路を生成する、
請求項１乃至７のいずれかに記載の運転経路生成システム。
【請求項９】
前記発着経路生成部は、前記ドローンに搭載され、
前記エリア内経路生成部は、前記ドローンとネットワークを介して接続されるサーバ装置に搭載される、
請求項１乃至８のいずれかに記載の運転経路生成システム。
【請求項１０】
前記発着経路生成部及び前記エリア内経路生成部は、前記ドローンに搭載される、
請求項１乃至８のいずれかに記載の運転経路生成システム。
【請求項１１】
対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動する移動装置の運転経路を生成する運転経路生成方法であって、
取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成するステップと、
前記発着地点と前記エリア内運転経路上の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成するステップと、
を含む、運転経路生成方法。
【請求項１２】
前記発着経路を生成するステップにおいて、前回の飛行時に飛行が中断された場合には、飛行中断地点の座標を前記接続地点として発着経路を生成し、前回の飛行時に飛行が中断されていない場合には、前記エリア内運転経路の端点の座標を前記接続地点として発着経路を生成する、
請求項１１記載の運転経路生成方法。
【請求項１３】
対象エリア外の発着地点において発着し、前記対象エリア内を移動する移動装置の運転経路を生成する運転経路生成プログラムであって、
取得される前記対象エリアの座標情報に基づいて、前記対象エリア内にエリア内運転経路を生成する命令と、
前記発着地点と前記エリア内運転経路上の所定の接続地点との間をつなぐ発着経路を生成する命令と、
をコンピュータに実行させる、運転経路生成プログラム。
【請求項１４】
運転経路生成システムにより生成される運転経路に沿って飛行可能なドローンであって、
前記運転経路生成システムは、請求項１乃至１０のいずれかに記載の運転経路生成システムである、ドローン。
【国際調査報告】
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