JP7499680B2 - 飛行体制御システム - Google Patents

Description

本発明は、監視エリア内の設備の周囲に規定された進入禁止エリアの外側に設定される飛行ルートに沿って飛行体を飛行させ、設備を点検する飛行体制御システムに関する。

ガス製造プラントや発電プラントなどのインフラ施設の健全性を維持する上で、これらの施設に設けられた各種設備の点検が必要不可欠である。近年、インフラ施設などの大規模施設の点検を行う際に、所謂ドローンを利用する試みがなされている。

例えば、特許文献１には、監視エリアに設けられた設備を点検して当該監視エリアを監視する無人飛行体及びその飛行制御方法が提案されている。

この飛行制御方法は、設備を点検するために予め設定された飛行ルートに従って無人飛行体を飛行させるステップや、設備から漏洩した漏洩対象を無人飛行体に設けられたセンサにより検知するステップ、漏洩対象が漏洩したと判断された場合に無人飛行体の飛行が危険な危険エリアを決定するステップ、決定された危険エリアを回避する新たな飛行ルートを設定するステップ、設定された新たな飛行ルートに従って無人飛行体を飛行させるステップなどを行うようになっている。

この飛行制御方法によれば、漏洩対象が漏洩した場合に、無人飛行体の飛行が危険な危険エリアを回避する新たな飛行ルートに従って無人飛行体を飛行させることができるため、例えば、漏洩対象が爆発性を有するガスである場合に、無人飛行体が防爆構造を有していなくとも、無人飛行体がガスの爆発を発生させることなく、簡単な構成で漏洩対象が漏洩しても安全に設備を点検することができる。

特開２０１９－２０２６８２号公報

ところで、ガス製造プラントなどの爆発性ガスを取り扱う施設における設備の点検を飛行体によって行う場合、爆発性ガスが存在するエリアへ飛行体が侵入すると、爆発が発生して甚大な災害が引き起こされる虞がある。そのため、より安全に飛行体を飛行させることが肝要である。

ここで、上記特許文献１記載の飛行制御方法のように、危険エリアを避ける飛行ルートで飛行体を飛行させることで、設備の点検を比較的安全に行うことができるが、漏洩対象が爆発性ガスである場合、爆発が発生すると被害が甚大になり易いため、安全に飛行体を飛行させるための技術の改良が常に求められている。

本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、飛行体をより安全な飛行ルートで飛行させることができる飛行体制御システムの提供を、その目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る飛行体制御システムの特徴構成は、
監視エリア内の設備の周囲に規定された進入禁止エリアの外側に設定される飛行ルートに沿って飛行体を飛行させ、前記設備を点検するための飛行体制御システムであって、
前記飛行体の飛行を管理する飛行管理部と、
前記飛行体に設けられ、爆発性ガスを検知する飛行体側ガス検知部及び、前記監視エリア内に設けられ、爆発性ガスを検知するエリア側ガス検知部のうちの少なくともいずれか一方と、
前記飛行体側ガス検知部及び前記エリア側ガス検知部のうちの少なくともいずれか一方での検知結果を基に、爆発性雰囲気が存在するか、または爆発性雰囲気が存在する虞のある危険エリアを設定する危険エリア設定部と、
前記飛行体側ガス検知部及び前記エリア側ガス検知部のうちの少なくともいずれか一方で検知した前記爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きいか否かを判断する比重判断部と、
前記危険エリアを避ける前記飛行ルートとしての回避飛行ルートを生成するか否かを判断するルート生成要否判断部と、
前記ルート生成要否判断部において、前記回避飛行ルートを生成すると判断した場合に、ルート生成情報を基にして前記回避飛行ルートを生成するルート生成部と、を備えており、
前記ルート生成情報は、前記比重判断部での判断結果及び前記危険エリア設定部で設定された前記危険エリアを含み、
前記ルート生成部は、
前記比重判断部において前記比重が１よりも大きいと判断された場合に、飛行中の飛行ルートよりも前記飛行体の高度が高くなる高高度回避飛行ルートを前記回避飛行ルートとして生成し、
前記比重判断部において前記比重が１よりも大きくないと判断された場合に、飛行中の飛行ルートよりも前記飛行体の高度が低くなる低高度回避飛行ルートを前記回避飛行ルートとして生成する点にある。

検知された爆発性ガスの比重が１よりも大きい場合、即ち、空気よりも重い場合、爆発性ガスは、より地表に近い位置に滞留・拡散するため、地表付近に存在する可能性が高くなる。逆に、爆発性ガスの比重が１よりも大きくない場合、即ち、空気よりも軽い場合、爆発性ガスは、上空に向けて拡散するため、地表付近に存在する可能性が低くなる。つまり、爆発性ガスの比重によって、当該爆発性ガスが存在する可能性が高い場所が変化する。

上記特徴構成によれば、爆発性ガスの比重が１よりも大きい場合には、爆発性ガスが存在する可能性が高い地表から離れるように、高度が高い高高度回避飛行ルートを生成して当該高高度回避飛行ルートに沿って飛行体を飛行させることができる。また、爆発性ガスの比重が１よりも大きくない場合には、爆発性ガスが存在する可能性が低い地表に近づくように、高度が低い低高度回避飛行ルートを生成して当該低高度回避飛行ルートに沿って飛行体を飛行させることができる。したがって、従来よりも安全に飛行体を飛行させることができる。

尚、本願において、「飛行体を飛行させる」とは、飛行管理部による自動操縦により飛行体を飛行させる態様、及び操縦者による遠隔操縦により飛行体を飛行させる態様の双方を含む概念である。

本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記ルート生成部は、
前記高高度回避飛行ルートとして、高度を高くした元来た飛行ルートに沿って現在地から発着場へ向かう第１高高度帰還飛行ルート、及び前記第１高高度帰還飛行ルートとは異なる経路で現在地から発着場へ向かう第２高高度帰還飛行ルートのうちのいずれか一方を生成し、
前記低高度回避飛行ルートとして、高度を低くした元来た飛行ルートに沿って現在地から発着場へ向かう第１低高度帰還飛行ルート、及び前記第１低高度帰還飛行ルートとは異なる経路で現在地から発着場へ向かう第２低高度帰還飛行ルートのうちのいずれか一方を生成する点にある。

上記特徴構成によれば、第１高高度帰還飛行ルートや第１低高度帰還飛行ルートを生成することができるため、爆発性ガスが存在する可能性が低い高度を通りつつ、これまで飛行してきた比較的安全と考えられる飛行ルートと上方から視た経路（平面視経路）が略同じ飛行ルートで飛行体が発着場に帰還できる。また、第１高高度帰還飛行ルートや第１低高度帰還飛行ルートとは異なる経路を通る第２高高度帰還飛行ルートや第２低高度帰還飛行ルートを生成することができるため、これまで飛行してきた飛行ルート上に危険エリアが設定されたような場合、即ち、第１高高度帰還飛行ルートや第１低高度帰還飛行ルートに沿って飛行体を飛行させることが難しい場合でも、危険エリアを避けた飛行ルートで飛行体が発着場に帰還できる。尚、「高度を高く（低く）した元来た飛行ルート」とは、高度が変更されていれば、平面視経路が元来た飛行ルートと完全に一致する経路を通る飛行ルートのみ意味するものではなく、元来た飛行ルートよりも高く（低く）した経路であって、平面視経路が元来た飛行ルートとほぼ同じである経路を通る飛行ルートを意味する。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記飛行体が前記危険エリア又は前記進入禁止エリアに落下する、或いは落下する虞がある回避エリアを設定する回避エリア設定部を備えており、
前記回避エリア設定部で設定された前記回避エリアが前記ルート生成情報の一つである点にある。

上記特徴構成によれば、回避飛行ルートの生成に、比重判断部での判断結果や設定された危険エリアに加え、設定された回避エリアを使用する。したがって、ルート生成部で生成される回避飛行ルートは、当該回避飛行ルートに沿って飛行体が飛行している際に、飛行体が落下したとしても危険エリアや進入禁止エリアに落下し難いルートになる。よって、上記特徴構成によれば、危険エリア内や進入禁止エリア内への侵入が起こり難い安全なルートで飛行体を飛行させることができる。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記飛行体の位置を検出する飛行体位置検出部と、
前記監視エリア内の風向及び風速を検出する風向風速検出部と、
前記飛行体の加速度を導出する飛行体加速度導出部と、を備えており、
前記回避エリア設定部は、前記飛行体位置検出部での検出結果、前記飛行体加速度導出部での導出結果、前記風向風速検出部での検出結果、前記飛行体の重量及び前記飛行体の受風面積を基に、前記回避エリアを設定する点にある。

上記特徴構成によれば、回避エリアを精度良く設定できる。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記飛行体の落下予測エリアを算出する落下予測エリア算出部と、
前記落下予測エリア算出部で算出された前記落下予測エリアが、前記危険エリア設定部によって設定された前記危険エリア内又は前記進入禁止エリア内であるか否かを判断する落下エリア判断部と、を備えており、
前記飛行管理部は、
前記落下エリア判断部において、前記落下予測エリアが前記危険エリア内又は前記進入禁止エリア内であると判断した場合に、前記危険エリア又は前記進入禁止エリアへの前記飛行体の接近を回避する接近回避対応をとる点にある。

上記特徴構成によれば、飛行途中で落下予測エリアが危険エリア内又は進入禁止エリア内となるような事態が生じた場合に、接近回避対応をとって飛行体を危険エリアや進入禁止エリアに近づけないようにできるため、実際に飛行体が落下するような事態が発生しても、飛行体が危険エリア内に落下する可能性を低くできる。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記接近回避対応は、前記危険エリア又は前記進入禁止エリアに前記飛行体が近づかないように、前記ルート生成部で生成された前記回避飛行ルートを修正しつつ、当該回避飛行ルートに沿って前記飛行体を自動操縦により飛行させる対応である点にある。

飛行体を飛行させている途中で、強風が吹き始めたこと等に起因して落下予測エリアが危険エリア内又は進入禁止エリアとなるような事態が生じる場合がある。上記特徴構成によれば、落下予測エリアが危険エリアや進入禁止エリアに入らないように修正した回避飛行ルートに沿って自動操縦により飛行体を飛行させることができるため、飛行体を危険エリアや進入禁止エリアに近づけないようにしつつ、飛行体を飛行させることができる。例えば、操縦者による遠隔操縦によって飛行体を飛行させている場合であれば、修正した回避飛行ルートに沿った自動操縦に切り替わることで、操縦者の誤操作等に起因する危険エリアや進入禁止エリアへの飛行体の接近を防止できる。したがって、飛行体を危険エリアや進入禁止エリアに近づけないようにしつつ、飛行体を飛行させることができる。

尚、回避飛行ルートを修正する態様としては、ルート生成部が生成した回避飛行ルートに可能な限り沿いつつ、当該回避飛行ルートのうち、飛行体の落下予測エリアが危険エリア内及び進入禁止エリア内となるような部分を危険エリアや進入禁止エリアから遠ざけるように修正する態様を例示できる。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記飛行体の遠隔操縦に関する指令を送受信可能に構成された操縦機器を備え、
前記接近回避対応は、前記危険エリア又は前記進入禁止エリアに前記飛行体が近づかないように操縦者による前記飛行体の遠隔操縦に制限を加える対応である点にある。

上記特徴構成によれば、操縦者による遠隔操縦によって飛行体を飛行させている途中で落下予測エリアが危険エリア内又は進入禁止エリア内となるような事態が生じた場合に、遠隔操縦に制限が加えられる。そのため、操縦者が誤って飛行体を危険エリアや進入禁止エリアに接近させるような操作を行ったとしても、当該操作が制限され、危険エリアや進入禁止エリアへの飛行体の接近を防止でき、飛行体を危険エリアに近づけないように飛行させることができる。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記飛行体の位置を検出する飛行体位置検出部と、
前記監視エリア内の風向及び風速を検出する風向風速検出部と、
前記飛行体の加速度を導出する飛行体加速度導出部と、を備えており、
前記落下予測エリア算出部は、前記飛行体位置検出部での検出結果、前記飛行体加速度導出部での導出結果、前記風向風速検出部での検出結果、前記飛行体の重量及び前記飛行体の受風面積を基に、前記落下予測エリアを算出する点にある。

上記特徴構成によれば、落下予測エリアを精度良く算出できる。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記飛行管理部は、前記ルート生成部で生成された前記回避飛行ルートに沿って前記飛行体を自動操縦により飛行させる点にある。

上記特徴構成によれば、回避飛行ルートに沿った自動操縦によって、飛行体を従来よりも安全に飛行させることができる。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成は、
前記飛行体の遠隔操縦に関する指令を送受信可能に構成された操縦機器を備え、
前記飛行管理部は、前記ルート生成部で生成された前記回避飛行ルートを前記操縦機器を通じて操縦者に提示する点にある。

上記特徴構成によれば、上記特徴構成によれば、回避飛行ルートが提示された操縦者による当該回避飛行ルートに沿った遠隔操縦によって、飛行体を従来よりも安全に飛行させることができる。

また、本発明に係る飛行体制御システムの更なる特徴構成によれば、
前記監視エリア内の風向及び風速を検出する風向風速検出部を備えており、
前記危険エリア設定部は、前記飛行体側ガス検知部及び前記エリア側ガス検知部のうちの少なくともいずれか一方での検知結果並びに前記風向風速検出部での検出結果を基に前記危険エリアを設定する点にある。

上記特徴構成によれば、危険エリアを精度良く設定できる。

本実施形態に係る飛行体制御システムの概要を示す図である。 本実施形態に係る飛行体制御システムの概略構成を示す図である。 危険エリアの一例を示す図である。 回避エリアの一例を示す図である。 落下予測エリアの位置が変化する一例を示す図である。 第１高高度帰還飛行ルート及び第２高高度帰還飛行ルートの一例を示す図である。 第１低高度帰還飛行ルート及び第２低高度帰還飛行ルートの一例を示す図である。 第１高高度帰還飛行ルート及び第１低高度帰還飛行ルートの一例を示す図である。 第２高高度帰還飛行ルート及び第２低高度帰還飛行ルートの一例を示す図である。 飛行体制御システムにおける処理フローを説明するためのフローチャートである。 飛行体制御システムにおける処理フローを説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る飛行体制御システムについて説明する。

〔飛行体制御システムの概要〕
本実施形態に係る飛行体制御システムは、図１に示すように、監視エリアＡ内の設備Ｂの周囲に規定された進入禁止エリアＣの外側に設定される飛行ルートに沿って飛行体１０を飛行させ、設備Ｂを点検するためのシステムであって、監視エリアＡ内で爆発性ガスの漏洩が起こった場合には、この爆発性雰囲気が存在する或いは爆発性雰囲気が存在する虞がある危険エリアＤを回避する回避飛行ルートＲａを生成し、既存飛行ルートＲｅに代えて、生成した回避飛行ルートＲａに沿って飛行体１０を飛行させるシステムである。

尚、本実施形態において、監視エリアＡは爆発性ガスを扱うガス関連プラントであるが、これに限られるものではなく、爆発性ガスを扱う施設が広く監視エリアとなり得る。また、既存飛行ルートＲｅは、設備Ｂを点検するためのルートであって、点検する設備Ｂの数や種類、位置に応じて予め設定されるものであり、本実施形態では、１つの設備Ｂを点検するために予め設定されたものである。また、進入禁止エリアＣとは、設備Ｂの種類によって当該設備Ｂの周囲に予め設定されるものである。既存飛行ルートＲｅ及び回避飛行ルートＲａは、飛行体１０が進入禁止エリアＣ内に侵入しないように、設備Ｂに対して少なくとも所定の離隔距離以上離れた位置を通るように設定・生成される。

〔飛行体制御システムの構成〕
図１及び図２に示すように、本実施形態における飛行体制御システムは、監視エリアＡ内を飛行する飛行体１０と、外部から飛行体１０を制御する管理サーバ２０と、飛行体１０の遠隔操縦が可能な操縦機器４０とを備えており、飛行体１０と管理サーバ２０と操縦機器４０との間では各種情報や操作指令に係る信号を送受信できるようになっている。

また、監視エリアＡ内には、爆発性ガスを検知する３つのエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（エリア側ガス検知部）及び監視エリアＡ内の風向及び風速を検出する３つの風向風速計１７ａ，１７ｂ，１７ｃ（風向風速検出部）が設置されており、エリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び風向風速計１７ａ，１７ｂ，１７ｃと、管理サーバ２０及び操縦機器４０との間では各種情報に係る信号を送受信できるようになっている。

図２に示すように、飛行体１０は、爆発性ガスを検知する飛行体側ガスセンサ１１（飛行体側ガス検知部）と、飛行体１０の位置を検出するための衛星測位用受信機１２（飛行体位置検出部）と、飛行体１０の加速度を導出するための加速度センサ１３（飛行体加速度導出部）と、管理サーバ２０及び操縦機器４０と無線通信可能な飛行体側通信ユニット１４と、各種情報処理を行う飛行体側制御部１５とを備えている。

飛行体側ガスセンサ１１は、検知した爆発性ガスの種類に基づく検知データを飛行体側制御部１５に送信する。尚、爆発性ガスとは、都市ガスに含まれるメタン等や、アンモニア、フロンなどであり、本実施形態における飛行体側ガスセンサ１１は、都市ガスに含まれるメタン等や、アンモニア、フロンを判別可能に構成されている。

衛星測位用受信機１２は、全球測位衛星システムからの信号を受信して、受信した信号に基づく飛行体１０の位置（平面位置及び高度）を示す測位データを飛行体側制御部１５に送信する。尚、本実施形態における全球測位衛星システムとしては、飛行体１０の平面位置及び高度を示す測位データを生成するもの可能であれば、特に制限されるものではない。

加速度センサ１３は、飛行体１０の加速度を導出して飛行体側制御部１５に送信する。

飛行体側通信ユニット１４は、管理サーバ２０及び操縦機器４０にそれぞれ設けられた各通信ユニット２１，４２と各種通信を相互に行うように構成されている。

飛行体側制御部１５は、衛星測位用受信機１２が生成した測位データに基づいて、飛行体１０の空間座標を経時的に算出し、算出した空間座標及び時刻を含む位置情報を生成する機能部や、飛行体側ガスセンサ１１での検知データに基づき爆発性ガスの種類を特定してガス情報を生成する機能部の他、飛行体１０の飛行に必要なロータなどの動作部を制御する機能部などを備えている。つまり、飛行体側制御部１５は、各機能部に対応するプログラムを記憶するＲＯＭやＲＡＭなどのメモリと、このプログラムを実行するＣＰＵとを備えており、プログラムがＣＰＵによって実行されることにより、各機能部の機能が実現される。後述するサーバ側制御部２２及び機器側制御部４３についても同様である。尚、上記ガス情報、並びに、飛行体１０の位置情報及び加速度は、適宜管理サーバ２０及び操縦機器４０へ送信される。

このように、本実施形態において、飛行体側ガス検知部としての飛行体側ガスセンサ１１、飛行体位置検出部としての衛星測位用受信機１２及び飛行体加速度導出部としての加速度センサ１３は、飛行体１０に設けられている。

図２に示すように、監視エリアＡ内に設けられた各エリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、ガスを検知するセンサ部や、ガス情報を生成する制御部、ガス情報を管理サーバ２０や操縦機器４０へ送信する通信ユニットなどを備えている。このエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃによれば、検知した爆発性ガスの種類に基づく検知データが制御部に送信され、検知データに基づいて爆発性ガスの種類が特定され、ガス情報が生成される。そして、当該生成されたガス情報が管理サーバ２０や操縦機器４０へ適宜送信される。

図２に示すように、監視エリアＡ内に設けられた各風向風速計１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、風向及び風速を検出する検出部や、風向風速情報を管理サーバ２０や操縦機器４０へ送信する通信ユニットなどを備えている。この風向風速計１７ａ，１７ｂ，１７ｃによれば、検出した風向及び風速が風向風速情報として管理サーバ２０や操縦機器４０へ適宜送信される。

図２に示すように、管理サーバ２０は、飛行体１０及び操縦機器４０と無線通信可能なサーバ側通信ユニット２１と、各種情報処理を行うサーバ側制御部２２とを備えている。サーバ側通信ユニット２１は、飛行体側通信ユニット１４と同様の構成を備えており、飛行体１０及び操縦機器４０の各通信ユニット１４，４２と各種通信を相互に行う。

サーバ側制御部２２は、比重判断部３０と、危険エリア設定部２３と、ルート生成要否判断部２４と、落下予測エリア算出部２５と、回避エリア設定部２６と、落下エリア判断部２７と、ルート生成部３１と、飛行管理部３２と、記憶部３３とを備えている。

比重判断部３０は、飛行体側ガスセンサ１１及び３つのエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうちの少なくともいずれか一方で検知した爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きいか否かを判断する機能部である。具体的に、本実施形態における比重判断部３０は、飛行体側ガスセンサ１１及び３つのエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうちのいずれかによって爆発性ガスが検知された際に、飛行体１０又はエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃから送信されるガス情報、及び後述する記憶部３３に格納されたデータベース中の各種爆発性ガスの空気に対する比重を基に、検知された爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きいか否かを判断する。

危険エリア設定部２３は、飛行体側ガスセンサ１１及び３つのエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうちの少なくともいずれかでの検知結果を基に、危険エリアＤを設定する機能部である。具体的に、本実施形態における危険エリア設定部２３は、飛行体側ガスセンサ１１及び３つのエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうちのいずれかによって爆発性ガスが検知された際に、飛行体１０又はエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃから送信されるガス情報、及び風向風速計１７ａ，１７ｂ，１７ｃから送信される風向風速情報を基に危険エリアＤを設定する。より具体的に、危険エリア設定部２３は、爆発性ガスの種類や、爆発性ガスが検知された箇所の周囲の風向及び風速を基に、爆発性ガスが今後どのように拡散するかをシミュレートして危険エリアＤを設定する。尚、図３には、エリア側ガスセンサ１６ａによって爆発性ガスが検知された際に設定される危険エリアＤの一例を示した。同図３においては、紙面に向かって左斜め上から右斜め下に向かって所定風速の風Ｗ（図３中の矢印）が吹いている場合に設定される危険エリアＤを例示した。この場合、エリア側ガスセンサ１６ａによって検知された爆発性ガスは、風Ｗの風下に流され易く拡散し易いため、危険エリアＤは、エリア側ガスセンサ１６ａを中心に紙面に向かって右斜め下側ほど大きくなるように設定される。

ルート生成要否判断部２４は、危険エリアＤを避ける飛行ルートとしての回避飛行ルートＲａを生成するか否かを判断する機能部である。例えば、ルート生成要否判断部２４は、爆発性ガスが検知されて危険エリアＤが設定された際に、危険エリアＤが現在飛行している飛行ルート（既存飛行ルートＲｅ或いは既に回避飛行ルートが生成されている場合には当該回避飛行ルートＲａ）の先に存在する場合などに、回避飛行ルートＲａを生成すると判断する。逆に言えば、本実施形態のルート生成要否判断部２４は、爆発性ガスが検知されていない場合や、爆発性ガスが検知された場合であっても設定された危険エリアＤが現在飛行している飛行ルートの先に存在しない場合には、回避飛行ルートＲａを生成しないと判断する。尚、後述するように、本実施形態においては、危険エリアＤや進入禁止エリアＣの周囲に回避エリアＦが設定されるため、現在飛行しているルートの先に回避エリアＦが存在する場合に、回避飛行ルートＲａを生成すると判断する。

落下予測エリア算出部２５は、飛行体１０の落下予測エリアＥを算出する機能部である。本実施形態において、落下予測エリア算出部２５は、飛行体１０の位置情報、加速度、重量及び受風面積、並びに風向風速情報に基づいて、落下予測エリアＥを算出する。尚、飛行体１０の重量及び受風面積は、記憶部３３に予め記憶されているものを適宜使用する。このように、本実施形態においては、落下予測エリアＥを算出する際に複数の情報を使用しているため、落下予測エリアＥを精度良く算出することができる。

ここで、落下予測エリアＥの算出は、以下の式１～式３を用いて行うことができる。尚、式１において、Ｆは飛行体１０が受ける空気抵抗、ρは風の密度、Ｃは抵抗係数、（ｖ－ｕ）は相対速度、Ａは飛行体１０の受風面積であり、式２において、ａは飛行体１０の加速度、ｍは飛行体１０の重量であり、式３において、ｔは時間（秒）、Ｌはｔ秒間で飛行体１０が移動する水平距離である。
（式１）
Ｆ＝ρＣ（ｖ－ｕ）^２×Ａ／２
（式２）
ａ＝Ｆ／ｍ
（式３）
Ｌ＝（ａｔ^２）／２

具体的に、本実施形態の落下予測エリア算出部２５は、飛行体１０の高度や加速度センサ１３により導出された加速度を基に、上記式３を基に落下予測エリアＥを算出する。即ち、落下予測エリア算出部２５は、飛行体１０の高度を基に上記式３におけるｔを自由落下の場合或いは空気抵抗を加味した場合の少なくともいずれかの場合について算出した上で、式３を基に飛行体１０が水平移動する距離を算出する。そして、落下予測エリア算出部２５は、地表における、算出した水平距離分だけ飛行体１０が移動した地点の真下を落下予測点とし、その周辺を落下予測エリアＥとして算出する。尚、本実施形態における落下予測エリア算出部２５は、回避飛行ルートＲａに沿って飛行している飛行体１０が所定の場所に帰還するまで一定間隔で落下予測エリアＥを算出する。また、本実施形態において、加速度センサ１３により得られる加速度には、上記式１や式２のパラメータの影響が加味されており、落下予測エリアＥの算出に位置情報、重量及び受風面積、並びに風向風速情報が実質的に用いられた状態となっている。

回避エリア設定部２６は、飛行体１０が危険エリアＤ又は進入禁止エリアＣに落下する、或いは落下する虞がある回避エリアＦを設定する機能部である。本実施形態において、回避エリア設定部２６は、飛行体１０の位置情報、加速度、重量、及び受風面積、並びに風向風速情報に基づいて、回避エリアＦを設定する。このように、本実施形態においては、回避エリアＦを設定する際に複数の情報を使用しているため、回避エリアＦを精度良く設定することができる。尚、落下予測エリアＥの算出と同様に、飛行体１０の重量及び受風面積は、記憶部３３に予め記憶されているものを適宜使用する。

具体的に、本実施形態における回避エリア設定部２６は、回避エリアＦ設定時点での状況（飛行体１０の高度や風速、風向等）の下で飛行体１０が飛行した場合に、上記式１～式３を基に算出される落下予測エリアＥが、危険エリアＤ又は進入禁止エリアＣと少なくとも被る状態で飛行体１０が飛行することになるエリアを回避エリアＦとして、危険エリアＤ及び進入禁止エリアＣの周囲に設定する。尚、回避エリアＦを設定するために算出される落下予測エリアＥは、回避エリアＦ設定時点での飛行体１０の位置情報や、加速度、風向風速情報に基づいて算出される。

より具体的に、本実施形態における回避エリア設定部２６は、図４に示すように、危険エリア設定部２３で設定された危険エリアＤ及び予め規定された進入禁止エリアＣの周囲に設定される。例えば、図４には、紙面に向かって左斜め上から右斜め下に向かって所定風速の風Ｗ（図４中の矢印）が吹いている場合に設定される回避エリアＦを例示した。この場合、飛行体１０は風Ｗの風下に流され易いため、回避エリアＦは、危険エリアＤや進入禁止エリアＣの紙面に向かって左斜め上側ほど大きくなるように設定される。

本実施形態においては、後述するように、回避エリア設定部２６によって設定された回避エリアＦがルート生成情報として利用され、ルート生成部３１によって回避飛行ルートＲａが生成される。即ち、ルート生成部３１で生成される回避飛行ルートＲａは、当該回避飛行ルートに沿って飛行する飛行体１０が落下したとしても危険エリアＤや進入禁止エリアＣに落下し難いルートになる。したがって、本実施形態に係る飛行体制御システムによれば、落下したとしても危険エリアＤ内や進入禁止エリアＣ内への侵入が起こり難い安全なルートで飛行体１０を飛行させることができる。

落下エリア判断部２７は、落下予測エリア算出部２５で算出された落下予測エリアＥが、危険エリア設定部２３によって設定された危険エリアＤ内又は進入禁止エリアＣ内であるか否かを判断する機能部である。例えば、図５に示すように、飛行体１０が回避飛行ルートＲａに沿って飛行している最中に、風向や風速が回避エリアＦ設定時（図４参照）から変化し、回避エリアＦの外側を飛行しているにもかかわらず、落下予測エリアＥが危険エリアＤ内や進入禁止エリアＣ内に位置してしまう場合がある。このような場合に、落下エリア判断部２７は、落下予測エリアＥが危険エリアＤ内又は進入禁止エリアＣ内であると判断する。

ルート生成部３１は、ルート生成要否判断部２４において、回避飛行ルートＲａを生成すると判断した場合に、ルート生成情報を基にして回避飛行ルートＲａを生成する機能である。本実施形態において、ルート生成部３１は、ルート生成情報として、比重判断部３０での判断結果、設定された危険エリアＤに加え、飛行体１０の位置（平面位置及び高度）、風向風速情報、飛行体１０が飛行してきたルート（既存飛行ルートＲｅを飛行しているのであれば当該既存飛行ルートＲｅ、回避飛行ルートＲａを飛行しているのであれば当該回避飛行ルートＲａ）、及び設定された回避エリアＦを基に回避飛行ルートＲａを生成する。また、ルート生成部３１は、回避飛行ルートＲａを生成する際に、予め記憶部３３に記憶された３Ｄマップを基に、設備Ｂなどの位置座標を３Ｄマップから参照し、これをルート生成情報として利用する。

具体的に、本実施形態におけるルート生成部３１は、回避飛行ルートＲａとして、飛行中の飛行ルート（既存飛行ルートＲｅを飛行している場合には当該既存飛行ルートＲｅ、回避飛行ルートＲａを飛行している場合には当該回避飛行ルートＲａ）よりも飛行体１０の高度が高くなる高高度回避飛行ルートＲａｈ、及び飛行中の飛行ルート（既存飛行ルートＲｅ又は回避飛行ルートＲａ）よりも飛行体１０の高度が低くなる低高度回避飛行ルートＲａｌのいずれか一方を生成する。

より具体的に、ルート生成部３１は、高高度回避飛行ルートＲａｈとして、元来た飛行ルート（即ち、既存飛行ルートＲｅを飛行している場合には当該既存飛行ルートＲｅ、回避飛行ルートＲａを飛行している場合には当該回避飛行ルートＲａ）よりも高度を高くした元来た飛行ルート（高度を高くした元来た飛行ルート）に沿って現在地から発着場Ｐへ向かう第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１、及び第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１とは異なる経路で現在地から発着場Ｐへ向かう第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２のうちのいずれか一方を生成する。即ち、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１は、これまで飛行してきた比較的安全と考えられる飛行ルートと上方から視た経路（平面視経路）が略同じ飛行ルートであって、側方から視た経路（側方視経路）がこれまで飛行してきた飛行ルートよりも高度の高い経路を通る飛行ルートである。また、第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２は、平面視経路が第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１と異なる経路を通り、側方視経路がこれまで飛行してきた飛行ルートよりも高度の高い経路を通る飛行ルートである。

また、ルート生成部３１は、低高度回避飛行ルートＲａｌとして、元来た飛行ルート（既存飛行ルートＲｅ又は回避飛行ルートＲａ）よりも高度を低くした元来た飛行ルート（高度を低くした元来た飛行ルート）に沿って現在地から発着場Ｐへ向かう第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１、及び第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１とは異なる経路で現在地から発着場Ｐへ向かう第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２のうちのいずれか一方を生成する。即ち、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１は、これまで飛行してきた比較的安全と考えられる飛行ルートと上方から視た経路（平面視経路）が略同じ飛行ルートであって、側方から視た経路がこれまで飛行してきた飛行ルートよりも高度の低い経路を通る飛行ルートである。また、第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２は、平面視経路が第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１と異なる経路を通り、側方視経路がこれまで飛行してきた飛行ルートよりも高度の低い経路を通る飛行ルートである。

尚、図６には、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１及び第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２の一例を水平方向から視た状態を模式的に示し、図７には、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１及び第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２の一例を水平方向から視た状態を模式的に示した。同図６及び図７における網掛け部分は、滞留・拡散した爆発性ガスである。また、図８には、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１及び第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１の一例を上空から見た状態を模式的に示し、図９には、第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２及び第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２の一例を上空から見た状態を模式的に示した。尚、同図８及び図９では、回避エリアＦについて図示を省略したが、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１、第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２及び第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２は、当然のことながら、回避エリアＦが設定されている場合、回避エリアＦの外側を通るルートとして生成される。また、図６～図９において、既存飛行ルートＲｅ上におけるＸ地点が各飛行ルートＲｒｈ１，Ｒｒｈ２，Ｒｒｌ１，Ｒｒｌ２の始点である。

尚、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１、第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１及び第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２のうちいずれを生成するかは、比重判断部３０での判断結果や、元来た飛行ルート上における危険エリアＤ及び回避エリアＦの有無などを基に判断する。例えば、比重判断部３０において、検知された爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きいと判断された場合、元来た飛行ルート上に危険エリアＤや回避エリアＦが存在しないのであれば、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１を生成すると判断し、元来た飛行ルート上に危険エリアＤや回避エリアＦが存在するのであれば、第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２を生成すると判断する。一方、検知された爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きくない（即ち、１以下である）と判断された場合、元来た飛行ルート上に危険エリアＤや回避エリアＦが存在しないのであれば、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１を生成すると判断し、元来た飛行ルート上に危険エリアＤや回避エリアＦが存在するのであれば、第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２を生成すると判断する。尚、本実施形態においては、危険エリアＤや進入禁止エリアＣの周囲に回避エリアＦが設定されるため、元来た飛行ルート上に回避エリアＦが存在するか否かを基に、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１及び第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２のいずれを生成するか、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１及び第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２のいずれを生成するかを判断する。また、元来た飛行ルートとは、これまで飛行してきたルート（既存飛行ルートＲｅを飛行していた場合には当該既存飛行ルートＲｅ、回避飛行ルートＲａを飛行していた場合には当該回避飛行ルートＲａ）のうち、発着場Ｐから現在地までの部分である。

ここで、検知された爆発性ガスの比重が１よりも大きい場合、即ち、空気よりも重い場合、爆発性ガスは、より地表に近い位置に滞留・拡散するため、地表付近に存在する可能性が高くなる。逆に、爆発性ガスの比重が１よりも大きくない場合、即ち、空気よりも軽い場合、爆発性ガスは、上空に向けて拡散するため、地表付近に存在する可能性が低くなる。つまり、爆発性ガスの比重によって、当該爆発性ガスが存在する可能性が高い場所が変化する。本実施形態においては、ルート生成部３１が、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１、第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１及び第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２のいずれを生成するのが最適かを判断した上で、危険エリアＤを回避しながら帰還するための飛行ルートを生成できる。即ち、爆発性ガスの比重が１よりも大きい場合には、爆発性ガスが存在する可能性が高い地表から離れるように、高度が高い飛行ルートＲｒｈ１，Ｒｒｈ２を生成して当該飛行ルートＲｒｈ１，Ｒｒｈ２に沿って飛行体を飛行させることができる。また、爆発性ガスの比重が１よりも大きくない場合には、爆発性ガスが存在する可能性が低い地表に近づくように、高度が低い飛行ルートＲｒｌ１，Ｒｒｌ２を生成して当該飛行ルートＲｒｌ１，Ｒｒｌ２に沿って飛行体を飛行させることができる。したがって、従来よりも安全に飛行体を飛行させることができる。

飛行管理部３２は、飛行体１０の飛行を管理する機能部である。本実施形態において、飛行管理部３２は、ルート生成部３１で生成された回避飛行ルートＲａや予め規定された既存飛行ルートＲｅに沿って飛行体を自動操縦により飛行させる場合と、当該回避飛行ルートＲａや既存飛行ルートＲｅを操縦機器４０を通じて操縦者Ｈに提示する場合とを、操縦者Ｈによるサーバ側制御部２２への入力や、落下エリア判断部２７での判断結果等を基に適宜変更する。例えば、設備Ｂの点検を飛行体１０の自動操縦により行うために、操縦者Ｈがその旨をサーバ側制御部２２に入力した場合、飛行管理部３２は、飛行体１０の自動操縦に係る信号を適宜飛行体１０に送信し、飛行体１０を自動操縦により飛行させる。一方、操縦者Ｈによる遠隔操縦を主として飛行体１０を飛行させて設備Ｂの点検を行う場合、飛行管理部３２は、点検開始前に、操縦者Ｈが飛行体１０を既存飛行ルートＲｅに沿って飛行させるために、当該既存飛行ルートＲｅを操縦者Ｈに提示し、また、ルート生成部３１で回避飛行ルートＲａが生成されると、操縦者Ｈが飛行体１０を回避飛行ルートＲａに沿って飛行させるために、当該回避飛行ルートＲａを操縦者Ｈに提示する。

また、本実施形態における飛行管理部３２は、落下エリア判断部２７において、落下予測エリアＥが危険エリアＤ内又は進入禁止エリアＣ内であると判断した場合に、危険エリアＤや進入禁止エリアＣ内への飛行体１０の接近を回避する接近回避対応をとる。このように、飛行管理部３２が接近回避対応をとるように構成されていることで、飛行途中で落下予測エリアＥが危険エリアＤ内や進入禁止エリアＣ内となるような事態が生じた場合に、接近回避対応をとって飛行体１０を危険エリアＤや進入禁止エリアＣに近づけないようにできる。そのため、実際に飛行体１０が落下するような事態が発生しても、飛行体１０が危険エリアＤ内や進入禁止エリアＣ内に落下する可能性を低くできる。

尚、接近回避対応とは、危険エリアＤや進入禁止エリアＣに飛行体１０が近づかないように、ルート生成部３１で生成された回避飛行ルートＲａを修正しつつ、当該回避飛行ルートＲａに沿って飛行体１０を自動操縦により飛行させる対応であり、本実施形態において、回避飛行ルートＲａが生成されていない場合には、現在飛行している飛行ルート（即ち、既存飛行ルートＲｅ）を修正しつつ、当該飛行ルートに沿って飛行体１０を自動操縦により飛行させる。このようにすれば、操縦者Ｈによる遠隔操縦によって飛行体１０を飛行させている場合であっても、回避飛行ルートＲａや既存飛行ルートＲｅを修正しつつ、修正したこれらの飛行ルートＲａ，Ｒｅに沿った自動操縦に切り替わり、操縦者Ｈの誤操作等に起因する危険エリアＤや進入禁止エリアＣへの飛行体１０の接近を防止して、飛行体１０を飛行させることができる。

記憶部３３は、各種情報を記憶する機能部である。本実施形態において、記憶部３３には、既存飛行ルートＲｅや、監視エリアの３Ｄマップ、設備Ｂについて予め規定された進入禁止エリアＣの大きさ、飛行体１０に関する情報（重量や受風面積）、爆発性ガスの空気に対する比重などの情報がまとめられたデータベースなどが予め記憶されている。また、記憶部３３には、設定された危険エリアＤや回避エリアＦの位置・大きさ、生成された回避飛行ルートＲａなどが適宜記憶される。

図１及び図２に示すように、操縦機器４０は、所定の情報を表示可能な表示部４１や、管理サーバ２０及び飛行体１０と無線通信可能な機器側通信ユニット４２、表示部４１に所定の情報を表示させるための機能部や飛行体１０を遠隔操作するための機能部の他、操縦機器４０に必要な各種動作を行うための機能を実行する機能部を有した機器側制御部４３を備えている。機器側通信ユニット４２は、飛行体側通信ユニット１４及びサーバ側通信ユニット２１と同様の構成を備えており、飛行体１０及び管理サーバ２０の各通信ユニット１４，２１と相互に各種通信を行う。また、本実施形態において、操縦機器４０の機器側制御部４３は、操縦機器４０に設けられる衛星測位用受信機（図示せず）が生成した測位データを基に、当該操縦機器４０の位置情報を生成する機能部（図示せず）を備えている。そして、生成された位置情報は管理サーバ２０に送信される。

本実施形態において、表示部４１には、監視エリアＡの二次元マップや三次元マップ、サーバ側制御部２２から送信された回避飛行ルートＲａ、爆発性ガスの漏洩が発生したことを知らせる警告画面、危険エリアＤや回避エリアＦの位置・範囲、遠隔操縦に必要な操作画面、点検継続の可否をサーバ側制御部２２に送信するための入力画面などが表示される。

〔飛行体制御システムの処理フロー〕
次に、以上の構成を備えた飛行体制御システムの処理フローについて、図１０及び図１１を参照しつつ説明する。尚、以下においては、主として飛行管理部３２による自動操縦によって飛行体１０を飛行させて設備Ｂの点検を行う場合を例にとって説明する。

まず、既存飛行ルートＲｅに沿った飛行体１０の飛行を開始させる（工程＃１）。次に、飛行体側ガスセンサ１１又はエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって爆発性ガスが検知されたか否かが判断される（工程＃２）。そして、爆発性ガスが検知された場合（工程＃２：Ｙｅｓ）にはアラートが発報される（工程＃３）。一方、爆発性ガスが検知されていない場合（工程＃２：Ｎｏ）には、現在飛行している飛行ルートに沿った飛行が継続され（工程＃４）、工程＃２０へ移行する。尚、本実施形態において、「アラートが発報される」とは、例えば、操縦機器４０の表示部４１に爆発性ガスが検知されたことを知らせるための警告画面が表示されたり、操縦機器４０から警報音が発せられることである。

アラート発報後、爆発性ガスを検知したガスセンサ１１，１６ａ，１６ｂ，１６ｃの検知結果から得られるガス情報及び風向風速計１７ａ、１７ｂ、１７ｃの検出結果から得られる風向風速情報を基に、危険エリア設定部２３により危険エリアＤが設定される（工程＃５）。

次に、飛行体１０の位置情報、加速度、重量及び受風面積、並びに、風向風速情報を基に、回避エリア設定部２６によって回避エリアＦが設定される（工程＃６）。

ついで、ルート生成要否判断部２４によって、現在飛行している飛行ルートの先に回避エリアＦが存在するか否かが判断される（工程＃７）。そして、現在飛行している飛行ルートの先に回避エリアＦが存在しないと判断された場合（工程＃７：Ｎｏ）には、現在飛行している飛行ルートに沿った飛行が継続され（工程＃４）、工程＃２０へ移行する。一方、現在飛行している飛行ルートの先に回避エリアＦが存在すると判断された場合（工程＃７：Ｙｅｓ）には、工程＃８へ移行する。

工程＃８では、検知された爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きいか否かが判断される。そして、検知された爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きいと判断された場合（工程＃８：Ｙｅｓ）には、ルート生成部３１において、回避飛行ルートＲａとして高高度回避飛行ルートＲａｈを生成すると判断される（工程＃９）。一方、検知された爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きくないと判断された場合（工程＃８：Ｎｏ）には、ルート生成部３１において、回避飛行ルートＲａとして低高度回避飛行ルートＲａｌを生成すると判断される（工程＃１３）。

回避飛行ルートＲａとして高高度回避飛行ルートＲａｈを生成すると判断された場合、その後、ルート生成部３１によって、飛行してきたルート上に回避エリアＦがあるか否かが判断される（工程＃１０）。そして、飛行してきたルート上に回避エリアＦがないと判断された場合（工程＃１０：Ｎｏ）には、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１を生成すると判断され（工程＃１１）、回避飛行ルートＲａとして当該第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１が生成される（工程＃１７）。一方、飛行してきたルート上に回避エリアＦがあると判断された場合（工程＃１０：Ｙｅｓ）には、第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２を生成すると判断され（工程＃１２）、回避飛行ルートＲａとして当該第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２が生成される（工程＃１７）。

これに対して、回避飛行ルートＲａとして低高度回避飛行ルートＲａｌを生成すると判断された場合、その後、ルート生成部３１によって、飛行してきたルート上に回避エリアＦがあるか否かが判断される（工程＃１４）。そして、飛行してきたルート上に回避エリアＦがないと判断された場合（工程＃１４：Ｎｏ）には、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１を生成すると判断され（工程＃１５）、回避飛行ルートＲａとして当該第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１が生成される（工程＃１７）。一方、飛行してきたルート上に回避エリアＦがあると判断された場合（工程＃１４：Ｙｅｓ）には、第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２を生成すると判断され（工程＃１６）、回避飛行ルートＲａとして当該第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２が生成される（工程＃１７）。

回避飛行ルートＲａが生成された後、生成された回避飛行ルートＲａを操縦者Ｈが確認し（工程＃１８）、その後、飛行管理部３２によって当該回避飛行ルートＲａ（即ち、第１及び第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１，Ｒｒｈ２並びに第１及び第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１，Ｒｒｌ２のいずれか一の飛行ルート）に沿った飛行体１０の飛行が開始され（工程＃１９）、工程＃２０へ移行する。

回避飛行ルートＲａに沿った飛行体１０の飛行が開始された場合や現在の飛行ルートに沿った飛行を継続した場合、その後、落下予測エリア算出部２５によって落下予測エリアＥが算出される（工程＃２０）。次に、落下エリア判断部２７によって、算出された落下予測エリアＥが危険エリアＤ内又は進入禁止エリアＣ内であるか否かが判断される（工程＃２１）。そして、落下予測エリアＥが危険エリアＤ内又は進入禁止エリアＣ内であると判断された場合（工程＃２１：Ｙｅｓ）には、飛行管理部３２が、回避飛行ルートＲａ（回避飛行ルートＲａが生成されていない場合には既存飛行ルートＲｅ）を修正しつつ、当該回避飛行ルートＲａ（又は既存飛行ルートＲｅ）に沿って自動操縦により飛行体１０を飛行させ（工程＃２２）、工程＃２４へ移行する。一方、落下予測エリアＥが危険エリアＤ又は進入禁止エリアＣ内でないと判断された場合（工程＃２１：Ｎｏ）には、飛行管理部３２が、回避飛行ルートＲａ（又は既存飛行ルートＲｅ）に沿った飛行体１０の飛行を継続させ（工程＃２３）、工程＃２４へ移行する。

その後、飛行管理部３２によって、飛行体１０が着陸したか否かが判断される（工程＃２４）。そして、飛行体１０が着陸したと判断された場合（工程＃２７：Ｙｅｓ）には、処理を終了する。一方、飛行体１０が着陸していないと判断された場合（工程＃２７：Ｎｏ）には、工程＃２に戻り、当該工程＃２以降の処理を引き続き実行する。尚、この再度の工程＃２における爆発性ガスが検知されたか否かの判断は、ある一のガスセンサ１１，１６ａ，１６ｂ，１６ｃで既に爆発性ガスが検知されている場合に、これとは異なるガスセンサ１１，１６ａ，１６ｂ，１６ｃで爆発性ガスが検知されたか否かを判断したり、既にアラートが発報されている場合に、当該アラートが鳴り続けているか否かを判断したりするものである。

以上のように、本実施形態に係る飛行体制御システムによれば、監視エリアＡ内の設備Ｂについて飛行体１０を飛行させて点検を行っている際に、飛行体側ガスセンサ１１やエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって爆発性ガスを検知した場合、回避飛行ルートＲａを生成することができる。そして、爆発性ガスの比重が１よりも大きい場合には、爆発性ガスが存在する可能性が高い地表から離れるように、高度が高い高高度回避飛行ルートＲａｈを生成して当該高高度回避飛行ルートＲａｈに沿って飛行体１０を飛行させることができる。また、爆発性ガスの比重が１よりも大きくない場合には、爆発性ガスが存在する可能性が低い地表に近づくように、高度が低い低高度回避飛行ルートＲａｌを生成して当該低高度回避飛行ルートＲａｌに沿って飛行体１０を飛行させることができる。したがって、従来よりも安全に飛行体１０を飛行させることができる。

〔別実施形態〕
〔１〕上記実施形態では、飛行体１０を自動操縦により飛行させる場合と、回避飛行ルートＲａや既存飛行ルートＲｅを操縦者Ｈに提示する場合とを飛行管理部３２が適宜変更する態様としたが、これに限られるものではない。例えば、常に飛行体１０を自動操縦により飛行させるようにしてもよいし、常に所定の飛行ルートを操縦者Ｈに提示するようにしてもよい。

〔２〕上記実施形態では、回避飛行ルートＲａたる高高度回避飛行ルートＲａｈ及び低高度回避飛行ルートＲａｌが、第１高高度帰還飛行ルートＲｒｈ１、第２高高度帰還飛行ルートＲｒｈ２、第１低高度帰還飛行ルートＲｒｌ１及び第２低高度帰還飛行ルートＲｒｌ２のいずれかである態様としたが、これに限られるものではなく、飛行中のルートよりも高い又は低い高度を通り、且つ危険エリアＤを回避する飛行ルートであれば、特に限定されるものではない。

〔３〕上記実施形態では、サーバ側制御部２２が、危険エリア設定部２３、ルート生成要否判断部２４、落下予測エリア算出部２５、回避エリア設定部２６、落下エリア判断部２７、ルート生成部３１、飛行管理部３２及び比重判断部３０を備える態様としたが、これらの機能部のうち、一部又は全部を飛行体側制御部１５や機器側制御部４３が備えていてもよい。例えば、これらサーバ側制御部２２が備える機能部の全てを飛行体側制御部１５及び機器側制御部４３が分担して備える構成を採用し、管理サーバ２０を設けることなく、飛行体１０と操縦機器４０とで設備Ｂの点検を行うようにしてもよい。

〔４〕上記実施形態では、危険エリア設定部２３が、爆発性ガスが今後どのように拡散するかをシミュレートして危険エリアＤを設定する態様としたが、これに限られるものではない。ガス情報及び風向風速情報を基に、爆発性ガスが検知された時点から危険エリアＤ設定するまでの間に拡散する可能性があるエリアを危険エリアとして設定してもよい。
また、上記実施形態では、危険エリアＤを設定する際に、比重判断部３０の判断結果を考慮していないが、当該判断結果を考慮して危険エリアＤを設定するようにしてもよい。この場合、例えば、爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きいという判断結果が得られていれば、地表に近い部分に沿って広がるような危険エリアＤが設定される。

〔５〕上記実施形態では、接近回避対応として、ルート生成部３１で生成された回避飛行ルートＲａや予め規定された既存飛行ルートＲｅを修正しつつ、当該回避飛行ルートＲａや既存飛行ルートＲｅに沿って飛行体１０を自動操縦により飛行させる対応を採用したが、これに限られるものではない。例えば、接近回避対応として、ジオフェンス等を利用し、危険エリアＤに飛行体１０が侵入しないように操縦者Ｈによる飛行体１０の遠隔操縦に制限を加える対応を採用してもよい。この場合、操縦者Ｈによる遠隔操縦により飛行体１０を飛行させている途中で、落下予測エリアＥが危険エリアＤ内となるような事態が生じた場合に、遠隔操縦に制限が加えられる。そのため、操縦者Ｈが誤って飛行体１０を危険エリアＤに接近させるような操作を行ったとしても、当該操作が制限され、危険エリアＤへの飛行体１０の接近を防止でき、飛行体１０を危険エリアＤに可能な限り近づけないように飛行させることができる。

〔６〕上記実施形態では、衛星測位用受信機１２や加速度センサ１３、風向風速計１７ａ，１７ｂ，１７ｃや回避エリア設定部２６、落下予測エリア算出部２５、落下エリア判断部２７を備える態様としたが、これらの一部又は全部を備えない態様であってもよい。また、飛行体側ガスセンサ１１及び３つのエリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃを備える態様としたが、飛行体側ガスセンサ又はエリア側ガスセンサのいずれか一方のみを備える態様であってもよい。

〔７〕上記実施形態では、落下予測エリアＥを算出する際に、飛行体１０に設けられた加速度センサ１３によって導出された加速度を用いるようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、加速度センサ１３から加速度が得られないような場合には、上記式１及び式２を基に加速度を算出し、この算出した加速度を用いて落下予測エリアＥを算出するようにしてもよい。尚、この場合における飛行体１０の速度は、例えば、飛行体１０の位置情報を基に算出することができ、より具体的には、飛行体１０の移動距離と当該距離だけ移動するのに要した時間とから算出することができる。

〔８〕上記実施形態では、ルート生成部３１で回避飛行ルートＲａを生成する際に、記憶部３３に記憶された３Ｄマップを利用する態様としたが、これに限られるものではない。例えば、電気通信回線を通じて外部から取得した３Ｄマップを利用してもよい。また、３Ｄマップを利用せずに、回避飛行ルートＲａを生成するようにしてもよい。

〔９〕上記実施形態では、監視エリアＡ内の１つの設備Ｂを点検する態様としたが、これに限られるものではなく、２以上の設備を同時に点検するようにしてもよい。尚、この場合、既存飛行ルートＲｅは、全ての設備を同時に点検できるように設定される。

〔１０〕上記実施形態では、エリア側ガスセンサ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ及び風向風速計１７ａ，１７ｂ，１７ｃがそれぞれ３つずつ設置された態様としたが、設置数は特に限定されない。

〔１１〕上記実施形態では、飛行体１０の平面位置及び高度を、全球測位衛星システムを利用して取得する態様としたが、これに限られるものではない。例えば、飛行体１０の平面位置は、全球測位衛星システムを利用して取得し、飛行体１０の高度は、飛行体１０に気圧センサや超音波センサを設け、これを利用して取得するようにしてもよい。

〔１２〕上記実施形態では、アラートが発報される態様として、操縦機器４０の表示部４１に警告画面が表示される、あるいは、操縦機器４０から警報音が発せられる態様を例示したが、これに限られるものではない。例えば、外部の制御室のモニタ等に警告画面が表示される態様であってもよく、この場合、制御室内にいる者から操縦者Ｈが電話連絡等を受けることで、爆発性ガスが検知されたことを操縦者Ｈが知ることができる。

上記実施形態（別実施形態を含む）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明は、所定の飛行ルートに沿って飛行体を飛行させ、設備を点検する飛行体制御システムに適用することができる。

１０：飛行体
１１：飛行体側ガスセンサ（飛行体側ガス検知部）
１２：衛星測位用受信機（飛行体位置検出部）
１３：加速度センサ（飛行体加速度導出部）
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ：エリア側ガスセンサ（エリア側ガス検知部）
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ：風向風速計（風向風速検出部）
２３：危険エリア設定部
２４：ルート生成要否判断部
２５：落下予測エリア算出部
２６：回避エリア設定部
２７：落下エリア判断部
３０：比重判断部
３１：ルート生成部
３２：飛行管理部
４０：操縦機器
Ａ：監視エリア
Ｂ：設備
Ｃ：進入禁止エリア
Ｄ：危険エリア
Ｅ：落下予測エリア
Ｆ：回避エリア
Ｐ：発着場
Ｈ：操縦者
Ｒｅ：既存飛行ルート
Ｒａ：回避飛行ルート
Ｒａｈ：高高度回避飛行ルート
Ｒａｌ：低高度回避飛行ルート
Ｒｒｈ１：第１高高度帰還飛行ルート
Ｒｒｈ２：第２高高度帰還飛行ルート
Ｒｒｌ１：第１低高度帰還飛行ルート
Ｒｒｌ２：第２低高度帰還飛行ルート

Claims (11)

1. 監視エリア内の設備の周囲に規定された進入禁止エリアの外側に設定される飛行ルートに沿って飛行体を飛行させ、前記設備を点検するための飛行体制御システムであって、
   前記飛行体の飛行を管理する飛行管理部と、
   前記飛行体に設けられ、爆発性ガスを検知する飛行体側ガス検知部及び、前記監視エリア内に設けられ、爆発性ガスを検知するエリア側ガス検知部のうちの少なくともいずれか一方と、
   前記飛行体側ガス検知部及び前記エリア側ガス検知部のうちの少なくともいずれか一方での検知結果を基に、爆発性雰囲気が存在するか、または爆発性雰囲気が存在する虞のある危険エリアを設定する危険エリア設定部と、
   前記飛行体側ガス検知部及び前記エリア側ガス検知部のうちの少なくともいずれか一方で検知した前記爆発性ガスの空気に対する比重が１よりも大きいか否かを判断する比重判断部と、
   前記危険エリアを避ける前記飛行ルートとしての回避飛行ルートを生成するか否かを判断するルート生成要否判断部と、
   前記ルート生成要否判断部において、前記回避飛行ルートを生成すると判断した場合に、ルート生成情報を基にして前記回避飛行ルートを生成するルート生成部と、を備えており、
   前記ルート生成情報は、前記比重判断部での判断結果及び前記危険エリア設定部で設定された前記危険エリアを含み、
   前記ルート生成部は、
   前記比重判断部において前記比重が１よりも大きいと判断された場合に、飛行中の飛行ルートよりも前記飛行体の高度が高くなる高高度回避飛行ルートを前記回避飛行ルートとして生成し、
   前記比重判断部において前記比重が１よりも大きくないと判断された場合に、飛行中の飛行ルートよりも前記飛行体の高度が低くなる低高度回避飛行ルートを前記回避飛行ルートとして生成する飛行体制御システム。
2. 前記ルート生成部は、
   前記高高度回避飛行ルートとして、高度を高くした元来た飛行ルートに沿って現在地から発着場へ向かう第１高高度帰還飛行ルート、及び前記第１高高度帰還飛行ルートとは異なる経路で現在地から発着場へ向かう第２高高度帰還飛行ルートのうちのいずれか一方を生成し、
   前記低高度回避飛行ルートとして、高度を低くした元来た飛行ルートに沿って現在地から発着場へ向かう第１低高度帰還飛行ルート、及び前記第１低高度帰還飛行ルートとは異なる経路で現在地から発着場へ向かう第２低高度帰還飛行ルートのうちのいずれか一方を生成する請求項１に記載の飛行体制御システム。
3. 前記飛行体が前記危険エリア又は前記進入禁止エリアに落下する、或いは落下する虞がある回避エリアを設定する回避エリア設定部を備えており、
   前記回避エリア設定部で設定された前記回避エリアが前記ルート生成情報の一つである請求項１又は２に記載の飛行体制御システム。
4. 前記飛行体の位置を検出する飛行体位置検出部と、
   前記監視エリア内の風向及び風速を検出する風向風速検出部と、
   前記飛行体の加速度を導出する飛行体加速度導出部と、を備えており、
   前記回避エリア設定部は、前記飛行体位置検出部での検出結果、前記飛行体加速度導出部での導出結果、前記風向風速検出部での検出結果、前記飛行体の重量及び前記飛行体の受風面積を基に、前記回避エリアを設定する請求項３に記載の飛行体制御システム。
5. 前記飛行体の落下予測エリアを算出する落下予測エリア算出部と、
   前記落下予測エリア算出部で算出された前記落下予測エリアが、前記危険エリア設定部によって設定された前記危険エリア内又は前記進入禁止エリア内であるか否かを判断する落下エリア判断部と、を備えており、
   前記飛行管理部は、
   前記落下エリア判断部において、前記落下予測エリアが前記危険エリア内又は前記進入禁止エリア内であると判断した場合に、前記危険エリア又は前記進入禁止エリアへの前記飛行体の接近を回避する接近回避対応をとる請求項１～４のいずれか一項に記載の飛行体制御システム。
6. 前記接近回避対応は、前記危険エリア又は前記進入禁止エリアに前記飛行体が近づかないように、前記ルート生成部で生成された前記回避飛行ルートを修正しつつ、当該回避飛行ルートに沿って前記飛行体を自動操縦により飛行させる対応である請求項５に記載の飛行体制御システム。
7. 前記飛行体の遠隔操縦に関する指令を送受信可能に構成された操縦機器を備え、
   前記接近回避対応は、前記危険エリア又は前記進入禁止エリアに前記飛行体が近づかないように操縦者による前記飛行体の遠隔操縦に制限を加える対応である請求項５に記載の飛行体制御システム。
8. 前記飛行体の位置を検出する飛行体位置検出部と、
   前記監視エリア内の風向及び風速を検出する風向風速検出部と、
   前記飛行体の加速度を導出する飛行体加速度導出部と、を備えており、
   前記落下予測エリア算出部は、前記飛行体位置検出部での検出結果、前記飛行体加速度導出部での導出結果、前記風向風速検出部での検出結果、前記飛行体の重量及び前記飛行体の受風面積を基に、前記落下予測エリアを算出する請求項５～７のいずれか一項に記載の飛行体制御システム。
9. 前記飛行管理部は、前記ルート生成部で生成された前記回避飛行ルートに沿って前記飛行体を自動操縦により飛行させる請求項１～８のいずれか一項に記載の飛行体制御システム。
10. 前記飛行体の遠隔操縦に関する指令を送受信可能に構成された操縦機器を備え、
    前記飛行管理部は、前記ルート生成部で生成された前記回避飛行ルートを前記操縦機器を通じて操縦者に提示する請求項１～９のいずれか一項に記載の飛行体制御システム。
11. 前記監視エリア内の風向及び風速を検出する風向風速検出部を備えており、
    前記危険エリア設定部は、前記飛行体側ガス検知部及び前記エリア側ガス検知部のうちの少なくともいずれか一方での検知結果並びに前記風向風速検出部での検出結果を基に前記危険エリアを設定する請求項１～１０のいずれか一項に記載の飛行体制御システム。

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