(57)【要約】  衛星から発信される無線信号に基づいて測位を行うことが困難な状況下において、構造物に対する飛行体の位置制御を行う。  位置特定部（１０２）は、ＧＰＳ信号受信困難空間において、各々の座標軸でそれぞれ異なる方法を用いて、飛行体（１０）の位置を特定する。具体的には、位置特定部（１０２）は、ＧＰＳ信号受信困難空間において、Ｚ軸（第１の座標軸）上の飛行体（１０）の位置については、飛行体（１０）から構造物までの距離（位置特定時に測定された距離）に基づいて特定し、Ｘ，Ｙ軸（第２の座標軸）上の飛行体（１０）の位置については、Ｘ，Ｙ軸（第２の座標軸）の軸方向における構造物の形状の変化（位置特定時までに複数回測定された飛行体（１０）から橋Ｂまでの距離の履歴）に基づいて特定する。
2020004448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星から発信される無線信号に基づく測位の精度が閾値以下の空間を含む飛行空間に、飛行体の位置を特定する基準となる複数の座標軸を設定する設定部と、
前記空間において、前記複数の座標軸の各々でそれぞれ異なる方法を用いて、前記飛行体の位置を特定する位置特定部と、
前記位置特定部により特定された前記位置に基づいて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部と
を備えることを特徴とする飛行体制御装置。
【請求項２】
前記複数の座標軸は、構造物と交差する第１の座標軸及び前記構造物と交差しない第２の座標軸を含み、
前記位置特定部は、前記第１の座標軸上の前記飛行体の前記位置を連続的に特定する一方、前記第２の座標軸上の前記飛行体の前記位置を、前記第１の座標軸における前記位置の特定の頻度よりも少ない頻度で特定するか、又は前記第２の座標軸上の前記飛行体の前記位置を特定しない
ことを特徴とする請求項１記載の飛行体制御装置。
【請求項３】
前記飛行制御部は、
前記位置特定部により前記第２の座標軸上の前記飛行体の少なくとも１の位置が特定された時点においては、当該少なくとも１の位置に基づいて前記飛行体による前記第２の座標軸の軸方向の飛行を制御する一方、
前記位置特定部によって前記第２の座標軸上の前記飛行体の位置が特定されない期間においては、前記少なくとも１の位置のうちその期間の始期直前に特定された前記第２の座標軸上の前記飛行体の位置に基づいて、前記飛行体による前記第２の座標軸の軸方向の飛行を制御する
ことを特徴とする請求項２記載の飛行体制御装置。
【請求項４】
前記位置特定部は、前記第１の座標軸上の前記飛行体の前記位置については、前記飛行体から前記構造物までの距離に基づいて特定する
ことを特徴とする請求項２又は３記載の飛行体制御装置。
【請求項５】
前記位置特定部は、前記第２の座標軸上の前記飛行体の前記位置については、当該第２の座標軸の軸方向における前記構造物の形状の変化に基づいて特定する
ことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の飛行体制御装置。
【請求項６】
前記位置特定部によって特定された前記複数の座標軸に含まれる座標軸上の前記飛行体の前記位置に基づいて、当該位置が特定されるまでの期間における前記飛行体の当該座標軸上の他の位置を補正する位置補正部
を備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の飛行体制御装置。
【請求項７】
前記飛行制御部が前記始期直前に特定された前記位置に基づいて前記飛行体の飛行を制御する前記期間の上限は、前記複数の座標軸に含まれる座標軸に応じて異なる
ことを特徴とする請求項３に記載の飛行体制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛行体の位置を特定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドローンと呼ばれる無人飛行体の利用形態の１つとして、カメラを搭載したドローンを高層建築物や橋等の構造物の表面に沿って飛行させ、その表面を撮像して構造物における損傷や劣化等の状態を点検する、という仕組みが考えられている。一般に、ドローンの位置特定は、複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からそれぞれ発信される無線信号（ＧＰＳ信号という）に基づいて行われるが、例えば橋の下方ではＧＰＳ信号の受信環境が悪く、ドローンの位置特定が困難となる。この場合、ドローンで撮像した箇所が構造物のどの位置であるかを特定することが難しくなる。例えば特許文献１には、ＧＰＳ信号を受信しづらい橋の下に、位置推定のためのマーカーやＧＰＳ信号の発信機を設け、これらを用いてドローンの現在位置を正確に特定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第１５／１６３１０６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような背景に鑑み、本発明は、衛星から発信される無線信号に基づいて測位を行うことが困難な状況下において、構造物に対する飛行体の位置制御を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、衛星から発信される無線信号に基づく測位の精度が閾値以下の空間を含む飛行空間に、飛行体の位置を特定する基準となる複数の座標軸を設定する設定部と、前記空間において、前記複数の座標軸の各々でそれぞれ異なる方法を用いて、前記飛行体の位置を特定する位置特定部と、前記位置特定部により特定された前記位置に基づいて、前記飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備えることを特徴とする飛行体制御装置を提供する。【０００６】
前記複数の座標軸は、構造物と交差する第１の座標軸及び前記構造物と交差しない第２の座標軸を含み、前記位置特定部は、前記第１の座標軸上の前記飛行体の前記位置を連続的に特定する一方、前記第２の座標軸上の前記飛行体の前記位置を、前記第１の座標軸における前記位置の特定の頻度よりも少ない頻度で特定するか、又は前記第２の座標軸上の前記飛行体の前記位置を特定しないようにしてもよい。【０００７】
前記飛行制御部は、前記位置特定部により前記第２の座標軸上の前記飛行体の少なくとも１の位置が特定された時点においては、当該少なくとも１の位置に基づいて前記飛行体による前記第２の座標軸の軸方向の飛行を制御する一方、前記位置特定部によって前記第２の座標軸上の前記飛行体の位置が特定されない期間においては、前記少なくとも１の位置のうちその期間の始期直前に特定された前記第２の座標軸上の前記飛行体の位置に基づいて、前記飛行体による前記第２の座標軸の軸方向の飛行を制御するようにしてもよい。【０００８】
前記位置特定部は、前記第１の座標軸上の前記飛行体の前記位置については、前記飛行体から前記構造物までの距離に基づいて特定するようにしてもよい。【０００９】
前記位置特定部は、前記第２の座標軸上の前記飛行体の前記位置については、当該第２の座標軸の軸方向における前記構造物の形状の変化に基づいて特定するようにしてもよい。【００１０】
前記位置特定部によって特定された前記複数の座標軸に含まれる座標軸上の前記飛行体の前記位置に基づいて、当該位置が特定されるまでの期間における前記飛行体の当該座標軸上の他の位置を補正する位置補正部を備えるようにしてもよい。【００１１】
前記飛行制御部が前記始期直前に特定された前記位置に基づいて前記飛行体の飛行を制御する前記期間の上限は、前記複数の座標軸に含まれる座標軸に応じて異なるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、衛星から発信される無線信号に基づいて測位を行うことが困難な状況下において、構造物に対する飛行体の位置制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】飛行制御システム１の構成の一例を示す図である。
【図２】飛行体１０の外観の一例を示す図である。
【図３】飛行体１０の電気的なハードウェア構成を示す図である。
【図４】飛行体１０の機能構成の一例を示す図である。
【図５】構造物と座標軸との関係を例示する斜視図である。
【図６】構造物の下面の構造の一例を示す平面図である。
【図７】Ｘ軸に平行な方向から見たときの、構造物と座標軸との関係を例示する図である。
【図８】Ｙ軸に平行な方向から見たときの、構造物と座標軸との関係を例示する図である。
【図９】変形例に係る飛行体１０の機能構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
構成
図１は、飛行制御システム１の構成の一例を示す図である。飛行制御システム１は、１以上の飛行体１０と、サーバ装置２０とを備える。飛行体１０とサーバ装置２０とはネットワークを介して相互に通信可能である。飛行体１０は、例えば橋等の構造物を撮像し、撮像した画像を示す画像データとその撮像を行ったときの自身の位置及び日時とを対応付けて記憶する処理（以下、撮像処理という）を行う。本実施形態において、飛行体１０は、自身の飛行を制御する飛行体制御装置として機能する。
【００１５】
サーバ装置２０は、プロセッサやメモリを備えたコンピュータである。サーバ装置２０は、飛行体１０の飛行計画及び飛行実績を記憶している。飛行計画及び飛行実績には、飛行体１０の識別情報とその飛行体１０の飛行状況が含まれる。飛行計画の飛行状況には、飛行体１０の飛行が予定されている位置と、その各位置に到達する予定の日時とが含まれている。飛行実績の飛行状況には、飛行体１０の飛行計画に従って実際に飛行した位置と、その各位置に到達した日時とが含まれている。サーバ装置２０は、飛行計画を飛行体１０に通知し、飛行体１０はその飛行計画に従って飛行を行う。サーバ装置２０は、飛行体１０から通知される飛行履歴としての識別情報、位置及び日時を記憶する。サーバ装置２０は、その位置及び日時が、その識別情報の飛行体１０について決められている飛行計画の範囲内であるかどうかを判断し、その判断結果を記憶する。
【００１６】
また、飛行計画には、飛行体１０の飛行により行われる処理（例えば撮像処理）の対象となる構造物の３次元の形状データが含まれる。形状データは、例えば地球上の或る位置における緯度、経度及び高度を基準（基準位置という）としたときの、構造物表面の各位置を示すデータである。例えば、この形状データは、上記の基準位置をＸＹＺ座標空間の原点としたときの、構造物表面の各位置を示すＸ，Ｙ，Ｚ座標の集合である。なお、基準位置は、後述するＧＰＳ受信困難空間ではない空間、つまり、複数のＧＰＳ衛星から発信された無線信号を良好に受信可能な空間内にある位置が望ましい。
【００１７】
図２は、飛行体１０の外観の一例を示す図である。飛行体１０は、例えばドローンと呼ばれるものであり、プロペラ１１０１と、駆動装置１１０２と、バッテリー１１０３とを備える。
【００１８】
プロペラ１１０１は、軸を中心に回転する。プロペラ１１０１が回転することにより、飛行体１０が飛行する。駆動装置１１０２は、プロペラ１１０１に動力を与えて回転させる。駆動装置１１０２は、例えばモーターとモーターの動力をプロペラ１１０１に伝達する伝達機構とを含む。バッテリー１１０３は、駆動装置１１０２を含む飛行体１０の各部に電力を供給する。
【００１９】
図３は、飛行体１０の電気的なハードウェア構成を示す図である。飛行体１０は、物理的には、プロセッサ１１、メモリ１２、ストレージ１３、通信装置１４、測位装置１５、撮像装置１６、センサ１７、バス１８などを含むコンピュータ装置として構成されている。なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。
【００２０】
プロセッサ１１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。
【００２１】
また、プロセッサ１１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ１３及び／又は通信装置１４からメモリ１２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、飛行体１０の動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。飛行体１０において実行される各種処理は、１つのプロセッサ１１により実行されてもよいし、２以上のプロセッサ１１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されてもよい。
【００２２】
メモリ１２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１２は、本発明の一実施の形態に係る飛行制御方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。
【００２３】
ストレージ１３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク（例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク）、スマートカード、フラッシュメモリ（例えば、カード、スティック、キードライブ）、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。
【００２４】
通信装置１４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。
【００２５】
測位装置１５は、飛行体１０の位置を測定する。測位装置１５は、例えばＧＰＳ受信機であり、例えば複数のＧＰＳ衛星から受信した無線信号（ＧＰＳ信号）に基づいて飛行体１０の現在位置を測定する。
【００２６】
撮像装置１６は、飛行体１０の周囲の画像を撮影する。撮像装置１６は、例えばカメラであり、光学系を用いて撮像素子上に像を結ばせることにより、画像を撮影する。撮像装置１６の撮像方向や撮像範囲は遠隔から制御可能であってもよい。
【００２７】
センサ１７は、所定周波数の無線波（例えば赤外波）を送信し、その反射波を受信する。プロセッサ１１は、この無線波の送受信間隔及び無線波の速度に基づいて、飛行体１０から反射体としての構造物までの距離を算出する。つまり、センサ１７及びプロセッサ１１は、飛行体１０から構造物までの距離測定手段として機能する。
【００２８】
上述したプロセッサ１１やメモリ１２などの各装置は、情報を通信するためのバス１８で接続される。バス１８は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。
【００２９】
図４は、飛行体１０の機能構成の一例を示す図である。飛行体１０において、プロセッサ１１がプログラム等をメモリ１２に読み出して処理を実行することにより、これらの機能が実現される。
【００３０】
設定部１０１は、ＧＰＳ信号に基づく測位の精度が予め決められた閾値以下の空間（以下、ＧＰＳ信号受信困難空間という）を含む飛行空間に、飛行体１０の位置を特定する基準となる複数の座標軸を設定する。ＧＰＳ信号受信困難空間は、例えば橋の下方空間や、互いに隣り合う複数の高層建築物群の下部空間等のように、測位装置１５によるＧＰＳ信号の受信が妨げられる空間である。
【００３１】
ここで、図５は、構造物と座標軸との関係を例示する斜視図である。ここでは、構造物として、川Ｒに架かる橋Ｂを想定している。この例では、橋Ｂの下方であって、ＧＰＳ信号の受信が橋Ｂによって妨げられる空間Ａが、ＧＰＳ信号受信困難空間である。飛行体１０は、或る基準位置を原点Ｏとする３次元のＸＹＺ座標空間を飛行空間として飛行する。この飛行空間には、ＧＰＳ信号受信困難空間Ａが含まれている。飛行体１０は、飛行計画においてＸ，Ｙ，Ｚ軸に従って予め決められた飛行経路ｒを飛行する。この飛行経路ｒは、橋Ｂの下方を通過する経路であり、飛行体１０はこの飛行経路ｒに沿って飛行しながら橋Ｂの下面を撮像する撮像処理を行う。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸のうち、鉛直方向の軸であるＺ軸は橋Ｂと交差する第１の座標軸である。また、それぞれ水平で互いに直交する軸であるＸ，Ｙ軸は、橋Ｂと交差しない第２の座標軸である。飛行経路ｒは、図中の破線で示すように、ＧＰＳ信号を受信可能な空間からＸ軸方向に平行な方向（Ｘ軸正方向）に飛行して橋Ｂの一方の端部に近いＧＰＳ信号受信困難空間Ａに進入し、次に、ＧＰＳ信号受信困難空間Ａ内において橋Ｂの他方の端部に近い位置までＹ軸方向（Ｙ軸正方向）に平行な方向に飛行し、そして、ＧＰＳ信号受信困難空間ＡからＧＰＳ信号を受信可能な空間までＸ軸方向に平行な方向（Ｘ軸負方向）に飛行する、というような飛行経路である。飛行経路ｒのＺ座標は、橋Ｂの下面から川Ｒの水面までの間の或る一定値である。つまり、飛行経路ｒは、水平面上において、長方形の３辺を描くような飛行経路である。
【００３２】
位置特定部１０２は、ＧＰＳ信号受信困難空間において、各々の座標軸でそれぞれ異なる方法を用いて、飛行体１０の位置を特定する。具体的には、位置特定部１０２は、ＧＰＳ信号受信困難空間において、Ｚ軸（第１の座標軸）上の飛行体１０の位置については、飛行体１０から橋Ｂまでの距離に基づいて特定する。この距離は、Ｚ軸上の飛行体１０の位置特定時においてセンサ１７により測定された距離である。なお、位置特定部１０２は、Ｚ軸（第１の座標軸）上の飛行体１０の位置について、例外的に飛行体１０から川Ｒの水面までの距離に基づいて特定する場合があるが、詳しくは後述する。また、位置特定部１０２は、Ｘ，Ｙ軸（第２の座標軸）上の飛行体１０の位置については、Ｘ，Ｙ軸の軸方向における橋Ｂの形状の変化に基づいて特定する。Ｘ，Ｙ軸の軸方向における橋Ｂの形状の変化とは、Ｘ，Ｙ軸上の飛行体１０の位置特定時までに、センサ１７により複数回測定された飛行体１０から橋Ｂまでの距離の変化に相当する。
【００３３】
ここで、図６は、橋Ｂの下面の構造の一例を示す平面図であり、橋Ｂの下方から上方を見たときの構造の一例を示している。図に示すように、橋Ｂの下面においては、橋Ｂの側面に沿ってＹ軸方向に延びる複数の梁部材Ｂ０が設けられているとともに、Ｙ軸方向において所定間隔を空けて、Ｘ軸方向に延びる複数の梁部材Ｂ１が設けられている。さらに、これらの複数の梁部材Ｂ１の間に介在する複数の筋交い部材Ｂ２が設けられている。図７は、Ｘ軸に平行な方向から見たときの、構造物と座標軸との関係を例示する図であり、図６のａ−ａ’断面図である。また、図８は，Ｙ軸に平行な方向から見たときの、構造物と座標軸との関係を例示する図であり、図６のｂ−ｂ’断面図である。図７，８に示すように、これらの梁部材Ｂ０、梁部材Ｂ１及び筋交い部材Ｂ２は、いずれも橋Ｂの下面から下方に突出している。その突出量は、梁部材Ｂ０と、梁部材Ｂ１と、筋交い部材Ｂ２とでそれぞれ異なっている。
【００３４】
図６〜８に示したような橋Ｂの下面の形状を示すＸ，Ｙ，Ｚ座標値が、サーバ装置２０において構造物の形状データとして予め記憶されている。このため、位置特定部１０２は、この形状データと、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの下面までの距離に基づいて、Ｚ軸上の飛行体１０の位置を特定し得る。ここで、前述したように、飛行経路ｒは、ＧＰＳ信号を受信可能な空間からＸ軸方向に平行な方向（Ｘ軸正方向）に飛行して橋Ｂの一方の端部に近いＧＰＳ信号受信困難空間Ａに進入し、次に、ＧＰＳ信号受信困難空間Ａ内において橋Ｂの他方の端部に近い位置までＹ軸方向（Ｙ軸正方向）に平行な方向に飛行し、そして、ＧＰＳ信号受信困難空間ＡからＧＰＳ信号を受信可能な空間までＸ軸方向に平行な方向（Ｘ軸負方向）に飛行する飛行経路である。ＧＰＳ信号を受信可能な空間においては、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの下面までの測定距離（センサ１７による測定距離）が無限大となるから、位置特定部１０２は、この測定距離に基づいてＺ軸上の飛行体１０の位置を特定することはできないが、ＧＰＳ信号によってＺ軸上の飛行体１０の位置を特定することができる。このとき、川Ｒの水面の位置（Ｚ座標値）が既知であれば、位置特定部１０２は、Ｚ軸（第１の座標軸）上の飛行体１０の位置について、飛行体１０から鉛直方向下方にある川Ｒの水面までの測定距離（センサ１７による測定距離）に基づいて特定するようにしてもよい。そして、飛行体１０が橋Ｂの下方へと移動していく過程で、ＧＰＳ信号の受信環境が悪くなっていくが、橋Ｂの側面下方の位置に到達したときに、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの梁部材Ｂ０までの距離が測定される。このとき、位置特定部１０２は、既知の梁部材Ｂ０の形状データと上記測定距離に基づいて、Ｚ軸上の飛行体１０の位置を特定する。飛行制御部１０３は、特定したＺ軸上の位置と飛行計画との差分が０に近づくように駆動装置１１０２を駆動して、飛行体１０の飛行を制御する。この例の場合、飛行制御部１０３は、特定した位置と飛行計画との差分が０に近づくような制御を行ってから、そのＺ軸方向の位置が一定となるよう駆動装置１１０２を駆動して水平飛行を行う。
【００３５】
位置特定部１０２は、Ｘ軸上の飛行体１０の位置を、それまでの飛行履歴におけるＸ軸の軸方向における橋Ｂの形状の変化（飛行体１０から鉛直方向上方の橋Ｂの下面までの距離の変化）に基づいて特定し得る。具体的には、ＧＰＳ信号を受信可能な空間においては、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの下面までの測定距離（センサ１７による測定距離）が無限大で一定となるから、位置特定部１０２は、この測定距離の変化に基づいてＸ軸上の飛行体１０の位置を特定することはできないが、ＧＰＳ信号によってＸ軸上の飛行体１０の位置を特定することができる。飛行体１０が飛行経路ｒに沿って橋Ｂの下方へと移動していく過程で、ＧＰＳ信号の受信環境が悪くなっていくが、橋Ｂの側面下方の位置に到達したときに、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの梁部材Ｂ０までの距離が測定される。このとき、位置特定部１０２は、その時点で特定されているＺ軸上の飛行体１０の位置と、既知の梁部材Ｂ０の形状データ及び上記測定距離に基づいて、Ｘ軸上の飛行体１０の位置を特定する。飛行制御部１０３は、特定したＸ軸上の位置と飛行計画との差分が０に近づくように駆動装置１１０２を駆動して、飛行体１０の飛行を制御する。この例の場合、飛行制御部１０３は、特定した位置と飛行計画との差分が０に近づくような制御を行って、Ｘ軸方向に沿って一定の速度で飛行を行う。
【００３６】
また、位置特定部１０２は、Ｙ軸上の飛行体１０の位置を、それまでの飛行履歴におけるＹ軸の軸方向における橋Ｂの形状の変化（飛行体１０から鉛直方向上方の橋Ｂの下面までの距離の変化）に基づいて特定し得る。具体的には、ＧＰＳ信号を受信可能な空間においては、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの下面までの測定距離（センサ１７による測定距離）が無限大で一定となるから、位置特定部１０２は、この測定距離の変化に基づいてＹ軸上の飛行体１０の位置を特定することはできないが、ＧＰＳ信号によってＹ軸上の飛行体１０の位置を特定することができる。飛行体１０が飛行経路ｒに沿って橋Ｂの下方へと移動していく過程で、ＧＰＳ信号の受信環境が悪くなっていくが、橋Ｂの側面下方の位置に到達したときに、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの梁部材Ｂ０までの距離が測定される。このとき、位置特定部１０２は、前述したように、その時点で特定されているＺ軸上の飛行体１０の位置と、既知の梁部材Ｂ０の形状データと上記測定距離に基づいて、Ｘ軸上の飛行体１０の位置を特定することができるが、梁部材Ｂ０の形状はＹ軸方向に変化する形状ではないから、この時点であっても、測定距離の変化に基づいてＹ軸上の飛行体１０の位置を特定することはできない。この状態からさらにＸ軸方向に沿って飛行体１０が飛行していくと、次に、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの筋交い部材Ｂ２までの距離が測定される。このとき、位置特定部１０２は、既知の梁部材Ｂ０及び筋交い部材Ｂ２の形状データと、梁部材Ｂ０までの距離を算出した時点から筋交い部材Ｂ２までの距離を算出した時点までの時間差及びその間の速度とに基づいて、Ｙ軸上の飛行体１０の位置を特定することができる。さらにこの後、飛行体１０が進行方向を変えてＹ軸方向に沿って飛行していくと、飛行体１０から鉛直方向上方にある橋Ｂの梁部材Ｂ１までの距離が測定される。このとき、位置特定部１０２は、その時点で特定されているＺ軸上の飛行体１０の位置と、既知の梁部材Ｂ１の形状データ及び上記測定距離に基づいて、Ｙ軸上の飛行体１０の位置を特定することができる。
【００３７】
ここで、センサ１７は、ごく短い期間をサンプリング周期として、飛行体１０から構造物までの距離を測定する。つまり、位置特定部１０２は、Ｚ軸上の飛行体１０の位置については、このサンプリング周期で連続的に特定することになる。一方、位置特定部１０２は、Ｘ軸及びＹ軸上の飛行体１０の位置については、Ｚ軸における位置特定の頻度よりも少ない頻度で特定することになる。例えば、図７において、Ｙ軸上において隣り合う位置にある梁部材Ｂ１と筋交い部材Ｂ２との間は、橋Ｂの下面の形状の変化が無いため、位置特定部１０２は、この区間においてはＹ軸上の飛行体１０の位置を特定し得ない。
【００３８】
前述したように、飛行制御部１０３は、位置特定部１０２により特定された位置に基づいて、飛行体１０の飛行を制御する。より具体的には、飛行制御部１０３は、位置特定部１０２によりＺ軸上の飛行体１０の位置が特定された時点においては、当該位置に基づいて飛行体１０によるＺ軸方向の飛行を制御する。例えば飛行制御部１０３は駆動装置１１０２を制御して、飛行計画のとおりに飛行体１０が水平方向に飛行するよう、Ｚ軸方向の位置（高度）を維持する。また、飛行制御部１０３は、位置特定部１０２によりＸ，Ｙ軸上の飛行体１０の位置が特定された時点においては、当該位置に基づいて飛行体１０によるＸ，Ｙ軸（第２の座標軸）方向の飛行を制御する。例えば、飛行制御部１０３は駆動装置１１０２を制御して、飛行体１０が飛行計画のとおりに飛行するよう、Ｘ，Ｙ軸方向の位置を維持または修正する。一方、位置特定部１０２によってＸ，Ｙ軸（第２の座標軸）上の飛行体１０の位置が特定されない期間においては、飛行制御部１０３は、その期間の始期直前に特定されたＸ，Ｙ軸上の飛行体１０の位置と、飛行体１０の駆動装置１１０２の駆動状態から予想されるその時点の飛行速度及び飛行方向に基づいて現在位置を推定し、駆動装置１１０２を制御して飛行計画と現在位置とが一致するよう、Ｘ，Ｙ軸方向の位置を維持または修正する。
【００３９】
飛行体１０の撮像装置１６は、飛行体１０の飛行中に動画の撮像又は所定のタイミングで静止画の撮像を行う。この画像データは、撮像時の飛行体１０の位置と日時に対応付けられた状態で飛行体１０又はサーバ装置２０に保存される。
【００４０】
上記実施形態によれば、ＧＰＳ信号を受信しづらい空間に位置推定のためのマーカーやＧＰＳ信号の発信機を必ずしも設けなくても、構造物に対する飛行体１０の位置制御を行うことが可能となる。
【００４１】
変形例
本発明は、上述した実施形態に限定されない。上述した実施形態を以下のように変形してもよい。また、以下の２つ以上の変形例を組み合わせて実施してもよい。
変形例１
図７の例において梁部材Ｂ１と筋交い部材Ｂ２とがある位置においては構造物の形状に変化が現れるため、このときに位置特定部１０２はＸ，Ｙ軸上の飛行体１０の位置をセンサ１７により特定していたが、例えば飛行経路において、構造物と交差しないＸ軸又はＹ軸方向の距離が短い場合等においては、Ｘ軸又はＹ軸上の飛行体１０の位置をセンサ１７により特定せずに飛行してもよい。
【００４２】
変形例２
図７の例において、Ｙ軸上において隣り合う位置にある梁部材Ｂ１と筋交い部材Ｂ２との間は橋Ｂの形状の変化が無いため、位置特定部１０２は、この区間はＹ軸上の飛行体１０の位置を特定していなかった。図９に示すように、位置特定部１０２によって特定された座標軸上の飛行体１０の位置に基づいて、当該位置が特定されるまでの期間における飛行体１０の当該座標軸上の位置を補正する位置補正部１０４をそなえてもよい。具体的には、位置補正部１０４は、特定されたＸ，Ｙ軸上の飛行体１０の位置と、それまでの飛行体１０の駆動装置１１０２の駆動状態から予想される飛行速度及び飛行方向の履歴に基づいて、過去の飛行位置を補正する。この場合、過去の飛行時における風速等の環境情報を考慮して位置を補正してもよい。
【００４３】
変形例３
図７の例において、Ｙ軸上において隣り合う位置にある梁部材Ｂ１と筋交い部材Ｂ２との間は、橋Ｂの形状の変化が無いため、位置特定部１０２は、この区間はＹ軸上の飛行体１０の位置を特定し得なかった。飛行制御部１０３は、このような飛行体１０の位置を特定し得ない期間（以下、位置不定期間という）に上限を設け、位置不定期間が上限に到達したときには、飛行を中断する等のエラー処理を行ってもよい。この位置不定期間は座標軸によって異なっていてもよい。例えば、精密な位置特定が要求されるＹ軸に対しては位置不定期間Ｔ１が設定され、Ｙ軸ほど精密な位置特定が要求されないＸ軸に対しては別の位置不定期間Ｔ２が設定される（Ｔ１＜Ｔ２）といった具合である。
【００４４】
変形例４
本発明において、飛行体１０が構造物に対して行う処理は撮像処理に限らず、どのようなものであってもよい。また、座標軸の設定の仕方は実施形態の例に限らず、例えばＸＹＺ座標空間のような直交座標系でなくてもよい。
【００４５】
変形例５
実施形態において、飛行体１０が飛行制御装置として機能していたが、サーバ装置２０が飛行制御装置として機能して飛行体１０を制御してもよい。
【００４６】
変形例６
実施形態において、位置特定部１０２は、例外的に川の水面までの距離に基づいてＺ軸上の飛行体１０の位置を特定するようにしてもよかったが、これ以外にも、例えば構造物の形状が位置に応じて固有のものであれば、飛行体１０が構造物を撮像して画像認識を行った結果から、その構造物に対する飛行体１０の位置を特定してもよい。
【００４７】
変形例７
例えばトンネルのような構造物の場合であって、トンネルの長手方向をＹ軸方向とし、そのＹ軸に直行する水平な方向をＸ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とした場合において、飛行体１０からみてＸ軸方向にある構造物（トンネル内壁側面）までの距離を測定するとともに、Ｚ軸方向にある構造物（トンネル内壁天井面）までの距離を測定するセンサ１７を備えてもよい。この場合、トンネルの内壁面は、実施形態の橋と同様に、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の少なくともいずれか１の方向において何らかの変化があるような形状をしている。例えば、位置特定部１０２は、Ｚ軸上の位置については、Ｚ軸方向にある構造物（トンネル内壁天井面）までの距離及び／又はＸ軸方向にある構造物（トンネル内壁側面）までの距離に基づいて特定し、Ｘ，Ｙ軸上の位置については、Ｚ軸方向にある構造物（トンネル内壁天井面）までの距離及び／又はＸ軸方向にある構造物（トンネル内壁側面）までの距離の変化に基づいて特定する。このように、位置特定部１０２は、飛行体１０から構造物までの複数方向の距離に基づいて飛行体１０の位置を特定するようにしてもよい。
【００４８】
そのほかの変形例
上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に（例えば、有線及び／又は無線）で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。
また、サーバ装置２０の機能の少なくとも一部が飛行体１０に実装されてもよい。同様に、飛行体１０の機能の少なくとも一部がサーバ装置２０に実装されてもよい。
【００４９】
本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long  Term  Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ  ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future  Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ  ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ  ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ  ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
【００５０】
本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。
【００５１】
本明細書で使用する「システム」及び「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
【００５２】
本明細書で説明した情報又はパラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
【００５３】
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
【００５４】
本明細書で使用する「判定（determining）」、「決定（determining）」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判定」、「決定」は、例えば、判定（judging）、計算（calculating）、算出（computing）、処理（processing）、導出（deriving）、調査（investigating）、探索（looking up）（例えば、テーブル、データベース又は別のデータ構造での探索）、確認（ascertaining）した事を「判定」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判定」、「決定」は、受信（receiving）（例えば、情報を受信すること）、送信（transmitting）（例えば、情報を送信すること）、入力（input）、出力（output）、アクセス（accessing）（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判定」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判定」、「決定」は、解決（resolving）、選択（selecting）、選定（choosing）、確立（establishing）、比較（comparing）などした事を「判定」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判定」「決定」は、何らかの動作を「判定」「決定」したとみなす事を含み得る。
【００５５】
本発明は、飛行制御システム１やサーバ装置２０において行われる処理のステップを備える飛行制御方法又は情報処理方法として提供されてもよい。また、本発明は、飛行体１０又はサーバ装置２０において実行されるプログラムとして提供されてもよい。かかるプログラムは、光ディスク等の記録媒体に記録した形態で提供されたり、インターネット等のネットワークを介して、コンピュータにダウンロードさせ、これをインストールして利用可能にするなどの形態で提供されたりすることが可能である。
【００５６】
ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
【００５７】
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
【００５８】
本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び／又はシンボルは信号（シグナル）であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア（ＣＣ）は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
【００５９】
本明細書で使用する「第１の」、「第２の」などの呼称を使用した要素へのいかなる参照も、それらの要素の量又は順序を全般的に限定するものではない。これらの呼称は、２つ以上の要素間を区別する便利な方法として本明細書で使用され得る。従って、第１及び第２の要素への参照は、２つの要素のみがそこで採用され得ること、又は何らかの形で第１の要素が第２の要素に先行しなければならないことを意味しない。
【００６０】
上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
【００６１】
「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、及びそれらの変形が、本明細書或いは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書或いは特許請求の範囲において使用されている用語「又は（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。
【００６２】
本開示の全体において、例えば、英語でのa、an、及びtheのように、翻訳により冠詞が追加された場合、これらの冠詞は、文脈から明らかにそうではないことが示されていなければ、複数のものを含むものとする。
【００６３】
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１：飛行制御システム、１０：飛行体、２０：サーバ装置、１１：プロセッサ、１２：メモリ、１３：ストレージ、１４：通信装置、１５：測位装置，１６：撮像装置、１７：センサ、１８：バス、１０１：設定部、１０２：位置特定部、１０３：飛行制御部。
【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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【国際調査報告】
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