JP7148567B2 - システム、管理装置、プログラム、及び管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、システム、無人航空機、管理装置、プログラム、及び管理方法に関する。

特許文献１には、中継エリアを形成し、滞空しながら基地局と、中継エリア内の移動端末との無線中継を行うドローン中継局が記載されている。特許文献２には、ドローン基地局として知られているフライング・スモール・セルが記載されている。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１９－０９２０９７号公報
［特許文献２］特表２０１７－５２１９６２号公報

本開示に係る発明の一実施形態によれば、システムが提供される。システムは、複数の無人航空機と、複数の無人航空機を管理する管理装置とを備えてよい。管理装置は、複数の無人航空機の配置を決定する配置決定部を有してよい。管理装置は、配置決定部によって決定された配置に基づいて、複数の無人航空機に移動指示を送信する指示送信部を有してよい。複数の無人航空機のそれぞれは、電力供給部を有してよい。複数の無人航空機のそれぞれは、電力供給部から供給される電力を用いて自機の飛行を制御して、移動指示に基づいて自機を移動させて着陸させる飛行制御部と、複数の無人航空機のそれぞれは、電力供給部から供給される電力を用いて、無線通信によってコアネットワークと通信する第１無線通信部を有してよい。複数の無人航空機のそれぞれは、自機が着陸している状態で、電力供給部から供給される電力を用いて無線通信エリアを形成して無線通信エリア内の無線通信端末と無線通信する第２無線通信部を有してよい。

上記複数の無人航空機のそれぞれは、センサによって出力されたセンサ情報に基づいて周囲の状況を特定する状況特定部を有してよく、上記飛行制御部は、上記移動指示に基づいて移動した後、上記状況特定部によって特定された周囲の状況に基づいて着陸位置を決定し、自機を上記着陸位置に着陸させてよい。上記状況特定部は、上記センサ情報に基づいて周囲の地形を測量してよく、上記飛行制御部は、上記状況特定部によって測量された地形に基づいて上記着陸位置を決定してよい。上記状況特定部は、受信する電波に基づいて、カバー対象エリアにおける電波状況を特定してよく、上記飛行制御部は、上記状況特定部によって特定された電波状況に基づいて着陸位置を決定してよい。上記飛行制御部は、上記複数の無人航空機のうちの他の無人航空機との通信内容に基づいて着陸位置を決定し、自機を上記着陸位置に着陸させてよい。上記状況特定部は、自機が着陸している状態で上記第２無線通信部が上記無線通信エリアを形成している間に、上記無線通信エリア内の通信トラフィックの状況を特定してよく、上記第１無線通信部は、上記無線通信エリア内の通信トラフィックの状況を上記管理装置に送信して、上記管理装置から、他の無人航空機の無線通信エリア内の通信トラフィックの状況を受信してよく、上記飛行制御部は、自機の無線通信エリア内の通信トラフィックと、他の無人航空機の無線通信エリア内の通信トラフィックとに基づいて自機の位置を決定し、自機の飛行を制御して、決定した位置に自機を移動させてよい。上記配置決定部は、カバー対象エリアにおける人流を示す人流データに基づいて上記複数の無人航空機の配置を決定してよい。上記電力供給部は、バッテリであってよく、上記配置決定部は、上記複数の無人航空機のそれぞれのバッテリの残量に基づいて、上記複数の無人航空機の配置を決定してよい。上記配置決定部は、カバー対象エリアのうち、無線通信端末による通信トラフィックがより多いエリアに、バッテリの残量がより多い無人航空機を配置するように、上記複数の無人航空機の配置を決定してよい。

本開示に係る発明の一実施形態によれば、無人航空機が提供される。無人航空機は、電力供給部を備えてよい。無人航空機は、電力供給部から供給される電力を用いて、自機の飛行を制御する飛行制御部を備えてよい。無人航空機は、電力供給部から供給される電力を用いて、無線通信によってコアネットワークと通信する第１無線通信部を備えてよい。無人航空機は、自機が着陸している状態で、電力供給部から供給される電力を用いて無線通信エリアを形成して無線通信エリア内の無線通信端末と無線通信する第２無線通信部を備えてよい。

本開示に係る発明の一実施形態によれば、複数の無人航空機を管理する管理装置が提供される。管理装置は、複数の無人航空機の配置を決定する配置決定部を備えてよい。管理装置は、配置決定部によって決定された配置に基づいて複数の無人航空機のそれぞれに、対象地点を含む移動指示を送信し、複数の無人航空機のそれぞれに、対象地点に着陸した後、着陸した状態で、無線通信エリアを形成させるよう管理する無人航空機管理部を備えてよい。

本開示に係る発明の一実施形態によれば、コンピュータを、上記管理装置として機能させるためのプログラムが提供される。

本開示に係る発明の一実施形態によれば、複数の無人航空機を管理する管理装置によって実行される管理方法が提供される。管理方法は、複数の無人航空機の配置を決定する配置決定ステップを備えてよい。管理方法は、配置決定ステップにおいて決定された配置に基づいて複数の無人航空機のそれぞれに、対象地点を含む移動指示を送信し、複数の無人航空機のそれぞれに、対象地点に着陸した後、着陸した状態で、無線通信エリアを形成させるよう管理する管理ステップを備えてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

システム１０の一例を概略的に示す。 無人航空機１００の構成の一例を概略的に示す。 制御装置１３０の機能構成の一例を概略的に示す。 管理装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。 複数の無人航空機１００による位置の調整について説明するための説明図である。 管理装置２００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、システム１０の一例を概略的に示す。システム１０は、複数の無人航空機１００を備えてよい。システム１０は、複数の無人航空機１００を管理する管理装置２００を備えてよい。システム１０は、中継局３００を備えてもよい。

無人航空機１００は、機体の各部に電力を供給可能な電力供給部を備えてよい。電力供給部は、例えば、バッテリであってよい。電力供給部は、大容量バッテリであってよい。電力供給部は、任意の種類のバッテリであってよい。電力供給部は、例えば、リチウムイオン電池であってよい。電力供給部は、リチウム空気電池であってもよい。電力供給部は、燃料電池であってもよい。電力供給部は、燃料を用いて発電する発電機であってもよい。

無人航空機１００は、中継局３００と無線通信する機能を備えてよい。無人航空機１００は、例えば、中継局３００と無線接続するための無線エントランス機能を備えてよい。

中継局３００は、例えば、地上に配置された無線基地局であってよい。中継局３００は、例えば、移動体に搭載された無線基地局であってよい。中継局３００は、例えば、いわゆる車載型基地局であってよい。中継局３００は、例えば、いわゆる移動基地局車であってよい。中継局３００は、移動体に搭載され、無人航空機１００とコアネットワーク２０との通信を中継する中継機能を有する中継装置であってもよい。中継局３００は、例えば、いわゆる移動中継車であってよい。

無人航空機１００は、中継局３００を介して、コアネットワーク２０にアクセスしてよい。コアネットワーク２０は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）通信方式に準拠してよい。コアネットワーク２０は、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式に準拠してよい。コアネットワーク２０は、５Ｇ（５ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式に準拠してよい。コアネットワーク２０は、６Ｇ（６ｔｈ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信方式以降の通信方式に準拠してよい。

無人航空機１００は、他の無人航空機１００と無線通信する機能を備えてよい。複数の無人航空機１００は、電波によるマルチホップ通信機能を備えてよい。複数の無人航空機１００は、ルータ機能を備えてもよい。

無人航空機１００は、無線基地局として機能してよい。無人航空機１００は、無線通信エリア１０１を形成してよい。無人航空機１００は、例えば、地上の無線基地局と同様に、無線設備、モバイルコア設備、及び位置情報把握設備を有してよく、独立して無線通信サービスを提供可能であってよい。なお、無人航空機１００は、他の無線基地局や、車載型基地局等の電波を増幅する機能を備えてもよい。

複数の無人航空機１００が互いに無線通信接続し、複数の無人航空機１００の少なくとも１機が、中継局３００を介してコアネットワーク２０にアクセスすることによって、バックホールを形成してよい。

管理装置２００は、任意のカバー対象エリアに対して複数の無人航空機１００を派遣して、複数の無人航空機１００のそれぞれに無線通信エリア１０１を形成させることによって、カバー対象エリアに無線通信サービスを提供してよい。管理装置２００は、例えば、カバー対象エリアにおける複数の無人航空機１００の配置を決定し、当該配置に基づいて、複数の無人航空機１００のそれぞれに移動指示を送信してよい。

無人航空機１００は、移動指示に従って、対象地点に向けて飛行してよい。無人航空機１００は、対象地点の上空において、光学カメラ、超音波センサ、高度センサ、及びその他の手段によって、着陸に適したポイントを自律的に探索して着陸してよい。無人航空機１００は、予め定められたルールに従って、着陸に適したポイントを探索してよい。

当該ルールは、例えば、周囲の見通しをとれる地点を優先することを含んでよい。当該ルールは、例えば、着陸地点が平面であることを優先することを含んでよい。当該ルールは、例えば、より高い位置を優先することを含んでよい。当該ルールは、その他、無線基地局として機能するために望ましい環境を優先する条件を含んでよい。

本実施形態に係る無人航空機１００は、特に、飛行しながらではなく、着陸した状態で、無線通信エリア１０１の形成を実行してよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、無人航空機が飛行しながら無線通信エリアを形成する場合と比較して、電力消費量を低減することができる。例えば、電力供給部がバッテリである場合、バッテリの消費量を低減することができる。また、例えば、電力供給部が発電機である場合、燃料の消費量を低減することができる。

管理装置２００は、例えば、地震及び火災等の災害が発生して、地上の無線基地局が機能しなくなったエリアに対して、複数の無人航空機１００を派遣することによって、当該エリアに無線通信サービスを提供してよい。一実施形態に係るシステム１０によれば、コアネットワークを有線ケーブルによって形成する場合と比較して、非常に短時間でコアネットワーク２０を形成することができる。また、電力インフラがない場所や、電力インフラに不具合が発生している場所であっても、無人航空機１００の電力供給部によって供給される電力を用いて無線通信エリア１０１を形成することができる。一実施形態に係る無人航空機１００は、着陸した状態で無線通信エリア１０１を形成することができるので、電力消費量を低減することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、例えば、数時間から数日等の長時間にわたって、無線通信サービスを提供することができる。

管理装置２００は、大人数が集結するイベントが開催される場合に、イベント開催エリアに対して、複数の無人航空機１００を派遣することによって、当該エリアに無線通信サービスを提供してよい。これにより、地上の無線基地局では対応しきれない通信が発生する状況において、複数の無人航空機１００に通信負荷を分散させることができる。

図２は、無人航空機１００の構成の一例を概略的に示す。無人航空機１００は、本体部１０２、プロペラ１０４、脚部１０６、カメラ１０８、アンテナ部１１０、及びアンテナ部１１２を備える。本体部１０２は、電力供給部１１４、ＧＮＳＳユニット１２１、高度センサ１２２、加速度センサ１２３、ジャイロセンサ１２４、及び制御装置１３０を有してよい。

カメラ１０８は、無人航空機１００の周囲を撮像してよい。カメラ１０８は、無人航空機１００の下方向を撮像してよい。カメラ１０８は、無人航空機１００の水平方向を撮像してよい。無人航空機１００は、カメラ１０８に代えて、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）、超音波センサ、又は赤外線センサを備えてもよい。また、無人航空機１００は、カメラ１０８、ＬｉＤＡＲ、超音波センサ、及び赤外線センサのうちの複数を備えてもよい。なお、無人航空機１００が周囲の環境を認識することができるものであれば、これらの例に限定されない。

アンテナ部１１０は、中継局３００と無線通信するために用いられてよい。アンテナ部１１０は、他の無人航空機１００と無線通信するために用いられてよい。中継局３００及び他の無人航空機１００と並行して通信したり、複数の無人航空機１００と並行して通信したりできることが望ましいので、アンテナ部１１０は、複数のアンテナを備えてよい。アンテナ部１１０は、アレイアンテナであってもよい。

中継局３００や、他の無人航空機１００との無線通信は、バックホールを形成する回線となるので、比較的大容量の通信を実現できることが望ましい。そのため、アンテナ部１１０は、例えば、マイクロ波を用いてよい。アンテナ部１１０は、通信相手の位置に向けて、指向性を調整する機構を備えてよい。例えば、アンテナ部１１０は、自機の位置情報及び姿勢情報と、通信相手の位置情報との変化を監視して、変化に合わせて指向性を調整してよい。

アンテナ部１１２は、無線通信エリア１０１を形成するために用いられてよい。アンテナ部１１２は、コアネットワーク２０が準拠している通信方式に従った無線通信エリア１０１を形成してよい。なお、アンテナ部１１２は、Ｗｉ－Ｆｉによる無線通信エリアを形成してもよい。また、アンテナ部１１２は、Ｂｌｕｔｏｏｔｈによる無線通信エリアを形成してもよい。

ＧＮＳＳユニット１２１は、GNSS（Global Navigation Satellite System）によって無人航空機１００の位置を特定して、位置情報を出力してよい。高度センサ１２２は、無人航空機１００の高度を特定して、高度情報を出力してよい。高度センサ１２２は、例えば、気圧センサであってよい。加速度センサ１２３は、加速度を検出して、加速度情報を出力してよい。ジャイロセンサ１２４は、角速度を検出して、角速度情報を出力してよい。

図３は、制御装置１３０の機能構成の一例を概略的に示す。制御装置１３０は、情報格納部１３２、情報取得部１３４、無線通信部１３６、飛行制御部１３８、状況特定部１４０、及び無線通信部１４２を備える。情報格納部１３２は、各種情報を格納してよい。

情報取得部１３４は、無人航空機１００が備える各種センサによって出力されたセンサ情報を取得してよい。情報取得部１３４は、取得したセンサ情報を情報格納部１３２に格納してよい。

情報取得部１３４は、例えば、ＧＮＳＳユニット１２１によって出力された位置情報を取得してよい。情報取得部１３４は、例えば、高度センサ１２２によって出力された高度情報を取得してよい。情報取得部１３４は、例えば、加速度センサ１２３によって出力された加速度情報を取得してよい。情報取得部１３４は、例えば、ジャイロセンサ１２４によって出力された角速度情報を取得してよい。

情報取得部１３４は、例えば、カメラ１０８によって出力された撮像画像を取得してよい。情報取得部１３４は、例えば、ＬｉＤＡＲによって出力された測定結果を取得してよい。情報取得部１３４は、例えば、超音波センサによって出力された測定結果を取得してよい。情報取得部１３４は、例えば、赤外線センサによって出力された検知結果を取得してよい。

無線通信部１３６は、電力供給部１１４から供給される電力を用いて、無線通信によってコアネットワーク２０と通信してよい。無線通信部１３６は、第１無線通信部の一例であってよい。無線通信部１３６は、アンテナ部１１０を介して、中継局３００と無線通信し、中継局３００を介してコアネットワーク２０と通信してよい。無線通信部１３６は、コアネットワーク２０を介して管理装置２００と通信してよい。無線通信部１３６は、例えば、管理装置２００から移動指示を受信してよい。無線通信部１３６は、アンテナ部１１０を介して、他の無人航空機１００と無線通信してよい。

飛行制御部１３８は、電力供給部１１４から供給される電力を用いて自機の飛行を制御してよい。飛行制御部１３８は、プロペラ１０４の回転を制御することによって、自機の飛行を制御してよい。

状況特定部１４０は、情報取得部１３４が取得したセンサ情報に基づいて、無人航空機１００の周囲の状況を特定してよい。状況特定部１４０は、例えば、無人航空機１００の周囲の地形を測量してよい。状況特定部１４０は、無人航空機１００が、あるエリアを飛行している間にアンテナ部１１２が受信した電波に基づいて、当該エリアにおける電波状況を特定してもよい。無人航空機１００は、周囲の地形を測量することにより、無線通信エリアを形成する際に電波状況をシミュレーションすることができる。また、無人航空機１００は、電波状況を特定することにより、自身が送出する電波の方向や強度を調整することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、基地局の運用効率を向上させることができる。

無線通信部１４２は、電力供給部１１４から供給される電力を用いて無線通信エリア１０１を形成してよい。無線通信部１４２は、自機が着陸している状態で、無線通信エリア１０１を形成してよい。無線通信部１４２は、無線通信エリア１０１内の無線通信端末と無線通信してよい。

飛行制御部１３８は、例えば、無線通信部１３６が管理装置２００から受信した移動指示に基づいて、自機を移動させてよい。飛行制御部１３８は、移動指示に基づいて移動した後、状況特定部１４０によって特定された無人航空機１００の周囲の状況に基づいて着陸位置を決定し、自機を着陸位置に着陸させてよい。これによれば、一実施形態に係るシステム１０は、災害等の現場において、周囲の環境に応じて比較的適した位置に無人航空機１００を着陸させることができる。

飛行制御部１３８は、例えば、状況特定部１４０によって測量された地形に基づいて、着陸位置を決定してよい。飛行制御部１３８は、例えば、移動指示に含まれる対象地点から、予め定められた距離内のエリアにおいて、無人航空機１００のサイズよりも大きい平面を着陸位置として決定してよい。これによれば、一実施形態に係るシステム１０は、無人航空機１００の着陸時の安定性を向上させることができる。

飛行制御部１３８は、例えば、状況特定部１４０によって特定された、対象エリアの電波状況に基づいて着陸位置を決定してよい。飛行制御部１３８は、例えば、移動指示に含まれる対象地点から、予め定められた距離内のエリアのうち、電波が到達していない部分に無線通信エリア１０１を形成可能な位置を着陸位置として決定してよい。飛行制御部１３８は、例えば、移動指示に含まれる対象地点から、予め定められた距離内のエリアのうち、電波強度が他の部分よりも弱い部分に無線通信エリア１０１を形成可能な位置を着陸位置として決定してよい。これによれば、一実施形態に係るシステム１０は、無線通信エリアの面積をより大きくすることができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、無線通信サービスを提供可能なエリアをより拡大することができる。

図４は、管理装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。管理装置２００は、無人航空機管理部２０２、情報受信部２０４、配置決定部２０６、及び指示送信部２０８を備える。

無人航空機管理部２０２は、複数の無人航空機１００を管理してよい。無人航空機管理部２０２は、複数の無人航空機１００のそれぞれについて、派遣可能か否か等を管理してよい。

情報受信部２０４は、各種情報を受信してよい。情報受信部２０４は、例えば、無人航空機１００から、無人航空機１００に関する情報を受信してよい。情報受信部２０４は、例えば、無人航空機１００の位置情報を無人航空機１００から受信してよい。情報受信部２０４は、例えば、無人航空機１００のバッテリの残量を無人航空機１００から受信してよい。情報受信部２０４は、例えば、無人航空機１００の発電機の燃料の残量を無人航空機１００から受信してよい。無人航空機管理部２０２は、情報受信部２０４が受信した無人航空機１００に関する情報によって、無人航空機１００を管理してよい。

情報受信部２０４は、例えば、コアネットワーク２０から、各地における地上の無線基地局に関する情報を受信してもよい。情報受信部２０４は、例えば、地上の無線基地局の稼働状況を受信してよい。情報受信部２０４は、例えば、地上の無線基地局の通信トラフィックの情報を受信してよい。情報受信部２０４は、インターネット上から各種情報を受信してもよい。情報受信部２０４は、例えば、各地における人流を示す人流データを受信してよい。

配置決定部２０６は、複数の無人航空機１００の配置を決定してよい。配置決定部２０６は、まず、複数の無人航空機１００によってカバーするカバー対象エリアを決定してよい。配置決定部２０６は、例えば、災害が発生した場合に、災害が発生したエリアをカバー対象エリアとして決定してよい。

配置決定部２０６は、例えば、情報受信部２０４が受信した地上の無線基地局に関する情報に基づいて、カバー対象エリアを決定してもよい。配置決定部２０６は、例えば、あるエリアにおける複数の地上の無線基地局に不具合が発生して、稼働していない状況において、当該エリアをカバー対象エリアとして決定してよい。また、配置決定部２０６は、例えば、あるエリアにおける複数の地上の無線基地局の通信トラフィックが予め定められた閾値を超えた場合に、当該エリアをカバー対象エリアとして決定してよい。

配置決定部２０６は、カバー対象エリアをカバーするように、複数の無人航空機１００の配置を決定してよい。配置決定部２０６は、例えば、カバー対象エリアの全体をカバーするために必要な無人航空機１００の台数を特定し、特定した台数の無人航空機１００によってカバー対象エリアの全体をカバーするように、複数の無人航空機１００の配置を決定してよい。

配置決定部２０６は、予め格納している地図情報を参照することによって特定したカバー対象エリア内の地形に基づいて、複数の無人航空機１００の配置を決定してよい。配置決定部２０６は、例えば、予め定められたルールに基づいて、複数の無人航空機１００の配置を決定してよい。当該ルールは、例えば、周囲の見通しをとれる地点を優先することを含んでよい。当該ルールは、例えば、着陸地点が平面であることを優先することを含んでよい。当該ルールは、例えば、より高い位置を優先することを含んでよい。当該ルールは、その他、無線基地局として機能するために望ましい環境を優先する条件を含んでよい。

配置決定部２０６は、複数の無人航空機１００のそれぞれのバッテリの残量に基づいて、複数の無人航空機１００の配置を決定してもよい。配置決定部２０６は、例えば、より飛行距離が長い地点に対して、バッテリの残量がより多い無人航空機１００を配置するように、複数の無人航空機１００の配置を決定してよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、バッテリの残量が他の無人航空機と比較して少ない無人航空機を、より長い距離飛行させてしまうことによって、無線通信サービスを提供可能な期間が短期間になってしまう可能性を低減することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、無線通信サービスを提供可能な期間をより長期間確保しやすくすることができる。

配置決定部２０６は、例えば、カバー対象エリアのうち、無線通信端末による通信トラフィックがより多いエリアに、バッテリの残量がより多い無人航空機１００を配置するように、複数の無人航空機１００の配置を決定してよい。これにより、通信トラフィックがより多く、バッテリの消費量がより多い地点に、バッテリの残量が他の無人航空機と比較して少ない無人航空機を配置してしまうことによって、無線通信サービスを提供可能な期間が短期間になってしまう可能性を低減することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０は、無線通信サービスを提供可能な期間をより長期間確保しやすくすることができる。

配置決定部２０６は、カバー対象エリアにおける人流を示す人流データに基づいて、複数の無人航空機１００の配置を決定してもよい。配置決定部２０６は、例えば、人流がより多いエリアに、より多くの無人航空機１００を配置するように、複数の無人航空機１００の配置を決定してよい。配置決定部２０６は、例えば、人流がより多いエリアに、バッテリの残量がより多い無人航空機１００を配置するように、複数の無人航空機１００の配置を決定してもよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、人流が多く、通信サービスの需要が多い蓋然性が高いエリアに対するサービスを手厚くすることができる。

指示送信部２０８は、配置決定部２０６によって決定された配置に基づいて、複数の無人航空機１００に移動指示を送信してよい。指示送信部２０８は、複数の無人航空機１００のそれぞれの対象位置への移動指示を、複数の無人航空機１００のそれぞれに送信してよい。

無人航空機管理部２０２は、無線通信エリア１０１を形成して無線通信サービスを提供している複数の無人航空機１００のバッテリ残量を監視してよい。無人航空機管理部２０２は、一の無人航空機１００のバッテリ残量が予め定められた閾値より低くなったことに応じて、当該一の無人航空機１００と交代させる他の無人航空機１００を派遣してよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、サービスを提供するエリアに交代用の無人航空機が到着する前に、一の無人航空機のバッテリ残量が枯渇してしまう可能性を低減することができる。すなわち、一実施形態に係るシステム１０によれば、特定のエリアにおける無線通信サービスが長期間にわたって中断してしまう可能性を低減することができる。

無人航空機管理部２０２は、当該他の無人航空機１００に対して、一の無人航空機１００の位置情報を含む移動指示を、指示送信部２０８に送信させてよい。当該他の無人航空機１００は、移動指示に従って飛行を開始して、移動先で、一の無人航空機１００と交代してよい。

図５は、複数の無人航空機１００による位置の調整について説明するための説明図である。複数の無人航空機１００は、管理装置２００からの移動指示に従って対象地点の上空に移動した後、互いに通信しながら、着陸位置を決定してよい。

飛行制御部１３８は、複数の無人航空機１００のうちの他の無人航空機１００との通信内容に基づいて、着陸位置を決定し、自機を着陸位置に着陸させてよい。例えば、飛行制御部１３８は、状況特定部１４０によって特定された無人航空機１００の周囲の状況に基づいて着陸位置を決定した後、無線通信部１３６を介して、決定した着陸位置と、電波状況とを他の無人航空機１００に送信してよい。複数の無人航空機１００は、それぞれが決定した着陸位置と、電波状況とを共有して、カバー対象エリアのカバー範囲が最適となる、それぞれの無人航空機１００の着陸位置を決定してよい。

複数の無人航空機１００は、いったん配置について、無線通信サービスの提供を開始した後に、状況の変化に応じて位置を調整してもよい。例えば、状況特定部１４０は、自機が着陸している状態で無線通信部１４２が無線通信エリア１０１を形成している間に、無線通信エリア１０１内の通信トラフィックの状況を特定してよい。無線通信部１３６は、無線通信エリア１０１内の通信トラフィックの状況を管理装置２００に送信して、管理装置２００から、他の無人航空機１００の無線通信エリア１０１内の通信トラフィックの状況を受信してよい。

そして、飛行制御部１３８は、自機の無線通信エリア１０１内の通信トラフィックと、他の無人航空機１００の無線通信エリア１０１内の通信トラフィックとに基づいて自機の位置を決定し、自機の飛行を制御して、決定した位置に自機を移動させてよい。複数の無人航空機１００は、例えば、通信トラフィックがより多い無線通信エリア１０１によってカバーされているエリアを、複数の無人航空機１００によってカバーするように、それぞれの位置を調整してよい。これにより、一実施形態に係るシステム１０は、通信トラフィックがより多いエリアに対して提供される無線通信リソースの量を多くすることができる。

図６は、管理装置２００として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、上記実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、上記実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、上記実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。

一実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されてよい。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、並びにＤＶＤドライブ１２２６及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されてよい。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されてよい。

ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御してよい。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにしてよい。

通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信してよい。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納してよい。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込んでよい。

ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納してよい。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。

プログラムは、ＤＶＤ－ＲＯＭ１２２７又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供されてよい。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらすことができる。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行してよい。そして、ＣＰＵ１２１２は、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、ＤＶＤ－ＲＯＭ１２２７、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取ってよい。そして、通信インタフェース１２２２は、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込んでよい。

また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＤＶＤドライブ１２２６（ＤＶＤ－ＲＯＭ１２２７）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにしてよい。そして、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよい。そして、ＣＰＵ１２１２は、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックしてよい。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索してよい。そして、ＣＰＵ１２１２は、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体は、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であってよい。すなわち、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供されてよい。

一実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよい。専用回路は、例えば、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよい。その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えてよい。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサは、例えば、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等であってよい。

以上、本開示に係る発明を実施の形態を用いて説明したが、本開示に係る発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ システム、２０ ネットワーク、１００ 無人航空機、１０１ 無線通信エリア、１０２ 本体部、１０４ プロペラ、１０６ 脚部、１０８ カメラ、１１０ アンテナ部、１１２ アンテナ部、１１４ 電力供給部、１２１ ＧＮＳＳユニット、１２２ 高度センサ、１２３ 加速度センサ、１２４ ジャイロセンサ、１３０ 制御装置、１３２ 情報格納部、１３４ 情報取得部、１３６ 無線通信部、１３８ 飛行制御部、１４０ 状況特定部、１４２ 無線通信部、２００ 管理装置、２０２ 無人航空機管理部、２０４ 情報受信部、２０６ 配置決定部、２０８ 指示送信部、３００ 中継局、１２００ コンピュータ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ 記憶装置、１２２６ ＤＶＤドライブ、１２２７ ＤＶＤ－ＲＯＭ、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ

Claims (13)

1. 複数の無人航空機と、前記複数の無人航空機を管理する管理装置とを備えるシステムであって、
   前記管理装置は、
   前記複数の無人航空機が有する電力供給部の電力残量に基づいて、前記複数の無人航空機の配置を決定する配置決定部と、
   前記配置決定部によって決定された配置に基づいて、前記複数の無人航空機に移動指示を送信する指示送信部と
   を有し、
   前記複数の無人航空機のそれぞれは、
   前記電力供給部と、
   前記電力供給部から供給される電力を用いて自機の飛行を制御して、前記移動指示に基づいて自機を移動させて着陸させる飛行制御部と、
   前記電力供給部から供給される電力を用いて、無線通信によってコアネットワークと通信する第１無線通信部と、
   自機が着陸している状態で、前記電力供給部から供給される電力を用いて無線通信エリアを形成して前記無線通信エリア内の無線通信端末と無線通信する第２無線通信部と
   を有し、
   前記配置決定部は、予め格納している地図情報を参照することによって特定したカバー対象エリア内の地形に基づいて、周囲の見通しをとれる地点を優先すること及びより高い位置を優先することの少なくともいずれかを含むルールに従って、前記複数の無人航空機の配置を決定する、
   システム。
2. 複数の無人航空機と、前記複数の無人航空機を管理する管理装置とを備えるシステムであって、
   前記管理装置は、
   前記複数の無人航空機が有する電力供給部の電力残量に基づいて、前記複数の無人航空機の配置を決定する配置決定部と、
   前記配置決定部によって決定された配置に基づいて、前記複数の無人航空機に移動指示を送信する指示送信部と
   を有し、
   前記複数の無人航空機のそれぞれは、
   前記電力供給部と、
   前記電力供給部から供給される電力を用いて自機の飛行を制御して、前記移動指示に基づいて自機を移動させて着陸させる飛行制御部と、
   前記電力供給部から供給される電力を用いて、無線通信によってコアネットワークと通信する第１無線通信部と、
   自機が着陸している状態で、前記電力供給部から供給される電力を用いて無線通信エリアを形成して前記無線通信エリア内の無線通信端末と無線通信する第２無線通信部と
   を有し、
   前記配置決定部は、カバー対象エリアにおける人流を示す人流データに基づいて、人流がより多いカバー対象エリアに、より多い数の、前記電力供給部の電力残量がより多い前記無人航空機を配置するように、前記複数の無人航空機の配置を決定する、
   システム。
3. 複数の無人航空機と、前記複数の無人航空機を管理する管理装置とを備えるシステムであって、
   前記管理装置は、
   前記複数の無人航空機が有する電力供給部の電力残量に基づいて、前記複数の無人航空機の配置を決定する配置決定部と、
   前記配置決定部によって決定された配置に基づいて、前記複数の無人航空機に移動指示を送信する指示送信部と
   を有し、
   前記複数の無人航空機のそれぞれは、
   前記電力供給部と、
   前記電力供給部から供給される電力を用いて自機の飛行を制御して、前記移動指示に基づいて自機を移動させて着陸させる飛行制御部と、
   前記電力供給部から供給される電力を用いて、無線通信によってコアネットワークと通信する第１無線通信部と、
   自機が着陸している状態で、前記電力供給部から供給される電力を用いて無線通信エリアを形成して前記無線通信エリア内の無線通信端末と無線通信する第２無線通信部と
   を有し、
   前記配置決定部は、前記複数の無人航空機のそれぞれの前記電力供給部の電力残量に基づいて、より飛行距離が長い対象地点に対して、前記電力供給部の電力残量がより多い前記無人航空機を配置するように、前記複数の無人航空機の配置を決定する、
   システム。
4. 複数の無人航空機と、前記複数の無人航空機を管理する管理装置とを備えるシステムであって、
   前記管理装置は、
   前記複数の無人航空機が有する電力供給部の電力残量に基づいて、前記複数の無人航空機の配置を決定する配置決定部と、
   前記配置決定部によって決定された配置に基づいて、前記複数の無人航空機に移動指示を送信する指示送信部と
   を有し、
   前記複数の無人航空機のそれぞれは、
   前記電力供給部と、
   前記電力供給部から供給される電力を用いて自機の飛行を制御して、前記移動指示に基づいて自機を移動させて着陸させる飛行制御部と、
   前記電力供給部から供給される電力を用いて、無線通信によってコアネットワークと通信する第１無線通信部と、
   自機が着陸している状態で、前記電力供給部から供給される電力を用いて無線通信エリアを形成して前記無線通信エリア内の無線通信端末と無線通信する第２無線通信部と
   を有し、
   前記配置決定部は、前記複数の無人航空機のそれぞれの前記電力供給部の電力残量に基づいて、対象エリアのうち、無線通信端末による通信トラフィックがより多いエリアに、前記電力供給部の電力残量がより多い無人航空機を配置するように、前記複数の無人航空機の配置を決定する、
   システム。
5. 前記複数の無人航空機のそれぞれは、センサによって出力されたセンサ情報に基づいて周囲の状況を特定する状況特定部を有し、
   前記飛行制御部は、前記移動指示に基づいて移動した後、前記状況特定部によって特定された周囲の状況に基づいて着陸位置を決定し、自機を前記着陸位置に着陸させる、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記状況特定部は、前記センサ情報に基づいて周囲の地形を測量し、
   前記飛行制御部は、前記状況特定部によって測量された地形に基づいて前記着陸位置を決定する、請求項５に記載のシステム。
7. 前記第２無線通信部は、前記状況特定部によって測量された地形により、無線通信エリアを形成する際に電波状況をシミュレーションし、自身が送出する電波の方向及び強度を調整する、請求項６に記載のシステム。
8. 前記状況特定部は、受信する電波に基づいて、カバー対象エリアにおける電波状況を特定し、
   前記飛行制御部は、前記状況特定部によって特定された電波状況に基づいて着陸位置を決定する、請求項５から７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記飛行制御部は、前記複数の無人航空機のうちの他の無人航空機との通信内容に基づいて着陸位置を決定し、自機を前記着陸位置に着陸させる、請求項５から８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記状況特定部は、自機が着陸している状態で前記第２無線通信部が前記無線通信エリアを形成している間に、前記無線通信エリア内の通信トラフィックの状況を特定し、
    前記第１無線通信部は、前記無線通信エリア内の通信トラフィックの状況を前記管理装置に送信して、前記管理装置から、他の無人航空機の無線通信エリア内の通信トラフィックの状況を受信し、
    前記飛行制御部は、自機の無線通信エリア内の通信トラフィックと、他の無人航空機の無線通信エリア内の通信トラフィックとに基づいて自機の位置を決定し、自機の飛行を制御して、決定した位置に自機を移動させる、請求項５から９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 複数の無人航空機を管理する管理装置であって、
    前記複数の無人航空機が有する電力供給部の電力残量に基づいて、前記複数の無人航空機の配置を決定する配置決定部と、
    前記配置決定部によって決定された配置に基づいて前記複数の無人航空機のそれぞれに、対象地点を含む移動指示を送信し、前記複数の無人航空機のそれぞれに、対象地点に着陸した後、着陸した状態で、無線通信エリアを形成させるよう管理する無人航空機管理部と
    を備え、
    前記配置決定部は、予め格納している地図情報を参照することによって特定したカバー対象エリア内の地形に基づいて、周囲の見通しをとれる地点を優先すること及びより高い位置を優先することの少なくともいずれかを含むルールに従って、前記複数の無人航空機の配置を決定する、管理装置。
12. コンピュータを、請求項１１に記載の管理装置として機能させるためのプログラム。
13. 複数の無人航空機を管理する管理装置によって実行される管理方法であって、
    前記複数の無人航空機が有する電力供給部の電力残量に基づいて、前記複数の無人航空機の配置を決定する配置決定ステップと、
    前記配置決定ステップにおいて決定された配置に基づいて前記複数の無人航空機のそれぞれに、対象地点を含む移動指示を送信し、前記複数の無人航空機のそれぞれに、対象地点に着陸した後、着陸した状態で、無線通信エリアを形成させるよう管理する管理ステップと
    を備え、
    前記配置決定ステップは、予め格納している地図情報を参照することによって特定したカバー対象エリア内の地形に基づいて、周囲の見通しをとれる地点を優先すること及びより高い位置を優先することの少なくともいずれかを含むルールに従って、前記複数の無人航空機の配置を決定する、管理方法。

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