特許 6201214 飛行高度制御装置、飛行高度制御方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6201214

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】飛行高度制御装置、飛行高度制御方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   B64C 13/18 20060101AFI20170914BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   B64C13/18 G

   B64C13/18 H

   B64C39/02

【請求項の数】9

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-267875(P2013-267875)

(22)【出願日】2013年12月25日

(65)【公開番号】特開2015-123793(P2015-123793A)

(43)【公開日】2015年7月6日

【審査請求日】2016年7月29日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２５年度、総務省、「電波資源拡大のための研究開発」のうち「無人航空機を活用した無線中継システムと地上ネットワークとの連携及び共用技術の研究開発」委託研究産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】599108264

【氏名又は名称】株式会社ＫＤＤＩ総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100114258

【弁理士】

【氏名又は名称】福地 武雄

(74)【代理人】

【識別番号】100125391

【弁理士】

【氏名又は名称】白川 洋一

(72)【発明者】

【氏名】小峯 敏彦

(72)【発明者】

【氏名】本間 寛明

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 伸吾

【審査官】 前原 義明

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５０−０１１６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１３９２５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０６０９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３３７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１１０１９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０９１３３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８１１６７６３（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特表２００８−５３３７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８３１２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ １３／１８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｃ １３／２０

Ｂ６４Ｃ ４５／０２

Ｂ６４Ｃ ４７／０８

Ｈ０４Ｗ ８４／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線通信装置を搭載する飛行体の飛行高度を制御する飛行高度制御装置であって、
前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれる無線通信で使用されているチャネルの品質を測定する無線品質測定部と、
前記測定したチャネルの品質に基づいて、前記飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、前記送信機会が得られる前記飛行体の飛行高度を決定する飛行高度決定部と、を備え、
前記飛行体を前記決定した高度で飛行させることを特徴とする飛行高度制御装置。

【請求項2】

前記飛行高度決定部は、前記判断の結果、前記送信機会が得られない場合は、飛行高度を上げる一方、前記送信機会が得られる場合は、飛行高度を維持し、または下げることを特徴とする請求項１記載の飛行高度制御装置。

【請求項3】

前記飛行高度決定部は、前記地上の無線通信装置から送信された信号の受信品質が要求品質を満たしている場合は、飛行高度を維持し、または上げる一方、前記受信品質が要求品質を満たしていない場合は、飛行高度を下げることを特徴とする請求項１記載の飛行高度制御装置。

【請求項4】

前記飛行高度決定部は、雑音電力が前記地上の無線通信装置から発せられた干渉電力より小さい場合は、飛行高度を維持し、または上げる一方、雑音電力が前記干渉電力よりも大きい場合は、飛行高度を下げることを特徴とする請求項１記載の飛行高度制御装置。

【請求項5】

前記無線品質測定部は、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれるＷｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）通信で使用されているチャネルの品質を測定し、
前記飛行高度決定部は、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調でき、一定時間内に第１の閾値以上の受信電力が一定割合以上得られている場合に、送信機会が得られないと判断するＷｉ−ＦｉのＣＳ（Carrier Sense）判定を行なう一方、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなかった信号または前記チャネルで非Ｗｉ−Ｆｉの信号を受信し、一定時間内に第２の閾値以上の受信電力が一定割合以上得られている場合に、送信機会が得られないとする非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定を行なうことを特徴とする請求項１記載の飛行高度制御装置。

【請求項6】

前記飛行高度決定部は、前記Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定の結果、送信機会が得られない場合は、飛行高度を上げる一方、前記Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定の結果、送信機会が得られる場合は、飛行高度を維持し、または下げることを特徴とする請求項５記載の飛行高度制御装置 。

【請求項7】

前記無線品質測定部は、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれるＷｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）通信で使用されているチャネルの品質を測定し、
前記飛行高度決定部は、飛行高度とＷｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できた信号に対する受信電力とが対応する情報、および飛行高度とＷｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなかった信号または前記チャネルで受信した非Ｗｉ−Ｆｉの信号に対する受信電力とが対応する情報から構成されるテーブルを用いて、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できた信号の受信電力が第１の閾値以上となる飛行高度、またはＷｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなかった信号または前記チャネルで受信した非Ｗｉ−Ｆｉの信号の受信電力が第２の閾値以上となる飛行高度を選定することを特徴とする請求項１記載の飛行高度制御装置。

【請求項8】

無線通信装置を搭載する飛行体の飛行高度を制御する飛行高度制御方法であって、
無線品質測定部が、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれる無線通信で使用されているチャネルの品質を測定するステップと、
飛行高度決定部が、前記測定したチャネルの品質に基づいて、前記飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、前記送信機会が得られる前記飛行体の飛行高度を決定するステップと、を備え、
前記飛行体を前記決定した高度で飛行させることを特徴とする飛行高度制御方法。

【請求項9】

無線通信装置を搭載する飛行体の飛行高度を制御する飛行高度制御装置のプログラムであって、
前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれる無線通信で使用されているチャネルの品質を測定する処理と、
前記測定したチャネルの品質に基づいて、前記飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、前記送信機会が得られる前記飛行体の飛行高度を決定する処理と、
前記飛行体を前記決定した高度で飛行させる処理と、の一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信装置を搭載する飛行体の飛行高度を制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近時、自然災害の発生によって、交通手段や通信手段が遮断された孤立地域と迅速にネットワークを確立したり、火山、火事現場、高放射能地域などの人が立ち入ることが困難な危険地域でデータの収集や通信路確保を行なったりするための手段として、パイロットが搭乗せず、自律飛行が可能なＵＡＳ（Unmanned Aircraft System：無人航空機システムともいう）が提案されている。

【0003】

このようなＵＡＳでは、例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）通信を用いることができる。Ｗｉ−Ｆｉでは、通信しようとしているキャリアに対し、他のユーザが通信をしているかどうかを確認し（キャリアセンス）、他のユーザが通信をしていないタイミングで送信を行なう。

【0004】

非特許文献１において、受信機は、規格に準拠したＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）信号を６Ｍｂｉｔ／ｓ時の受信感度（２０ＭＨｚチャネル間隔の場合は［−８２ｄＢｍ］、１０ＭＨｚチャネル間隔の場合は［−８５ｄＢｍ］）以上のレベルで受信したとき、２０ＭＨｚチャネル間隔の場合には４μｓ以内、また、１０ＭＨｚチャネル間隔の場合には８μｓ以内に、９０％以上の確率でＣＣＡ（Clear Channel Assessment）にＢｕｓｙを表示させる。Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブル部分を受信しなかった場合には、受信機は、最も低い伝送速度での受信感度を２０ｄＢほど超える受信レベルに対して、ＣＳ（Carrier Sense）信号としてＢｕｓｙを保持する。

【0005】

例えば、１０ＭＨｚのとき、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブル部分を受信した場合には、８μｓの間に［−８５ｄＢｍ］以上の受信電力が９０％以上の確率で得られている場合には、Ｂｕｓｙと判定する（以下、「Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定」と呼称する）。一方、Ｗｉ−Ｆｉプリアンブル部分を受信しなかった場合には、８μｓの間に［−６５ｄＢｍ］以上の受信電力が９０％以上の確率で得られている場合には、Ｂｕｓｙと判定する（以下、「非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定」と呼称する）。このように、Ｂｕｓｙと判定する際には、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定に用いる閾値と、非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定に用いる閾値とが異なっている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】ARIB STD-T71 5.2版，“広帯域移動アクセスシステム（ＣＳＭＡ）”

【非特許文献2】IEEE Std 802.11-2007，“IEEE Standard for Information technology-Telecommunications and information exchange between systems-Local and metropolitan area networks - Specific requirements, Part 11 : Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications”

【非特許文献3】小峯，本間，定，藤本，福原，樫木，渡辺，竹内“無人飛行機による耐遅延型メッセージ蓄積配信システムの提案”，２０１３年電子情報通信学会通信ソサエティ大会， B-3-17

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したような従来の技術では、無線通信装置を搭載した無人航空機等の飛行体と地表の通信端末との間は見通しを確保し易く、高い受信電力を得易い。このため、上空を飛行する飛行体は、広範囲に存在する地表のＷｉ−Ｆｉ装置からの信号を受信すると、キャリアセンスによりＢｕｓｙと判定され易く、送信機会がなかなか得られない場合が生ずる。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、無線通信装置を搭載した飛行体の飛行高度を制御することによって、飛行体からの送信機会を確保し、スループットの向上、通信時間の短縮、飛行時間の短縮および飛行体の燃料消費またはバッテリ消費の削減を図ることができる飛行高度制御装置、飛行高度制御方法およびプログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の飛行高度制御装置は、無線通信装置を搭載する飛行体の飛行高度を制御する飛行高度制御装置であって、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれる無線通信で使用されているチャネルの品質を測定する無線品質測定部と、前記測定したチャネルの品質に基づいて、前記飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、前記送信機会が得られる前記飛行体の飛行高度を決定する飛行高度決定部と、を備え、前記飛行体を前記決定した高度で飛行させることを特徴とする。

【0010】

このように、チャネルの品質に基づいて、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、送信機会が得られる飛行体の飛行高度を決定し、飛行体を決定した高度で飛行させるので、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会を確実に得ることが可能となる。その結果、システム全体のスループットが向上し、通信時間が短縮し、飛行時間が短縮し、飛行体の燃料消費またはバッテリ消費が削減される。

【0011】

（２）また、本発明の飛行高度制御装置において、前記飛行高度決定部は、前記判断の結果、前記送信機会が得られない場合は、飛行高度を上げる一方、前記送信機会が得られる場合は、飛行高度を維持し、または下げることを特徴とする。

【0012】

このように、送信機会が得られない場合は、飛行高度を上げるので、通信状況を、送信機会が得られないと判断されない状況に変更することが可能となる。これにより、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会を確実に得ることが可能となる。一方、送信機会が得られる場合は、飛行高度を維持し、または下げるので、受信電力に応じて地表の見通しにあり干渉となる無線送信装置の数を変化させることが可能となる。

【0013】

（３）また、本発明の飛行高度制御装置において、前記飛行高度決定部は、前記地上の無線通信装置から送信された信号の受信品質が要求品質を満たしている場合は、飛行高度を維持し、または上げる一方、前記受信品質が要求品質を満たしていない場合は、飛行高度を下げることを特徴とする。

【0014】

このように、地上の無線通信装置から送信された信号の受信品質が要求品質を満たしている場合は、飛行高度を維持し、または上げるので、干渉のレベルに応じて地表の見通しにあり干渉となる無線送信装置の数を変化させることが可能となる。一方、受信品質が要求品質を満たしていない場合は、飛行高度を下げるので、受信電力を高め、地表の見通しにあって干渉となる無線通信装置の数を減少させることが可能となる。

【0015】

（４）また、本発明の飛行高度制御装置において、前記飛行高度決定部は、雑音電力が前記地上の無線通信装置から発せられた干渉電力より小さい場合は、飛行高度を維持し、または上げる一方、雑音電力が前記干渉電力よりも大きい場合は、飛行高度を下げることを特徴とする。

【0016】

このように、雑音電力が地上の無線通信装置から発せられた干渉電力より小さい場合は、飛行高度を維持し、または上げるので、送信機会が得られるかどうかに応じて地表の見通しにあって干渉となる無線送信装置の数を変化させることが可能となる。一方、雑音電力が干渉電力よりも大きい場合は、飛行高度を下げるので、通信品質の低下を防止することが可能となる。

【0017】

（５）また、本発明の飛行高度制御装置において、前記無線品質測定部は、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれるＷｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）通信で使用されているチャネルの品質を測定し、前記飛行高度決定部は、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調でき、一定時間内に第１の閾値以上の受信電力が一定割合以上得られている場合に、送信機会が得られないと判断するＷｉ−ＦｉのＣＳ（Carrier Sense）判定を行なう一方、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなかった信号または前記チャネルで非Ｗｉ−Ｆｉの信号を受信し、一定時間内に第２の閾値以上の受信電力が一定割合以上得られている場合に、送信機会が得られないとする非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定を行なうことを特徴とする。

【0018】

このように、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調でき、一定時間内に第１の閾値以上の受信電力が一定割合以上得られている場合に、送信機会が得られないと判断するＷｉ−ＦｉのＣＳ判定を行なう一方、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなかった信号または前記チャネルで非Ｗｉ−Ｆｉの信号を受信し、一定時間内に第２の閾値以上の受信電力が一定割合以上得られている場合に、送信機会が得られないとする非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定を行なうので、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定がＢｕｓｙである場合、飛行高度を上げることによって受信電力が減少し、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなくなる信号が、Ｗｉ−Ｆｉであるにもかかわらず非Ｗｉ−Ｆｉの信号と認識されることとなる。その結果、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定がＢｕｓｙでなくなり、Ｗｉ−Ｆｉにおいて送信機会を得ることが可能となる。

【0019】

（６）また、本発明の飛行高度制御装置において、前記飛行高度決定部は、前記Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定の結果、送信機会が得られない場合は、飛行高度を上げる一方、前記Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定の結果、送信機会が得られる場合は、飛行高度を維持し、または下げることを特徴とする。

【0020】

このように、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定の結果、送信機会が得られない場合は、飛行高度を上げるので、通信状況を、送信機会が得られないと判断されない状況に変更することが可能となる。一方、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定の結果、送信機会が得られる場合は、飛行高度を維持し、または下げるので、受信電力を高め、地表の見通しにあって干渉となる無線通信装置の数を減少させることが可能となる。

【0021】

（７）また、本発明の飛行高度制御装置において、前記無線品質測定部は、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれるＷｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）通信で使用されているチャネルの品質を測定し、前記飛行高度決定部は、飛行高度とＷｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できた信号に対する受信電力とが対応する情報、および飛行高度とＷｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなかった信号または前記チャネルで受信した非Ｗｉ−Ｆｉの信号に対する受信電力とが対応する情報から構成されるテーブルを用いて、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できた信号の受信電力が第１の閾値以上となる飛行高度、またはＷｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなかった信号または前記チャネルで受信した非Ｗｉ−Ｆｉの信号の受信電力が第２の閾値以上となる飛行高度を選定することを特徴とする。

【0022】

このように、テーブルを用いて、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できた信号の受信電力が第１の閾値以上となる飛行高度、またはＷｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなかった信号または前記チャネルで受信した非Ｗｉ−Ｆｉの信号の受信電力が第２の閾値以上となる飛行高度を選定するので、処理負荷を軽減し、消費電力を削減することができる。その結果、通信時間が短縮し、飛行時間が短縮し、飛行体の燃料消費またはバッテリ消費が削減される。

【0023】

（８）また、本発明の飛行高度制御方法は、無線通信装置を搭載する飛行体の飛行高度を制御する飛行高度制御方法であって、無線品質測定部が、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれる無線通信で使用されているチャネルの品質を測定するステップと、飛行高度決定部が、前記測定したチャネルの品質に基づいて、前記飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、前記送信機会が得られる前記飛行体の飛行高度を決定するステップと、を備え、前記飛行体を前記決定した高度で飛行させることを特徴とする。

【0024】

このように、チャネルの品質に基づいて、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、送信機会が得られる飛行体の飛行高度を決定し、飛行体を決定した高度で飛行させるので、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会を確実に得ることが可能となる。その結果、システム全体のスループットが向上し、通信時間が短縮し、飛行時間が短縮し、飛行体の燃料消費またはバッテリ消費が削減される。

【0025】

（９）また、本発明のプログラムは、無線通信装置を搭載する飛行体の飛行高度を制御する飛行高度制御装置のプログラムであって、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれる無線通信で使用されているチャネルの品質を測定する処理と、前記測定したチャネルの品質に基づいて、前記飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、前記送信機会が得られる前記飛行体の飛行高度を決定する処理と、前記飛行体を前記決定した高度で飛行させる処理と、の一連の処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

【0026】

このように、チャネルの品質に基づいて、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、送信機会が得られる飛行体の飛行高度を決定し、飛行体を決定した高度で飛行させるので、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会を確実に得ることが可能となる。その結果、システム全体のスループットが向上し、通信時間が短縮し、飛行時間が短縮し、飛行体の燃料消費またはバッテリ消費が削減される。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会を確実に得ることが可能となる。その結果、システム全体のスループットが向上し、通信時間が短縮し、飛行時間が短縮し、飛行体の燃料消費またはバッテリ消費が削減される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本実施形態に係る飛行高度制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】本実施形態に係る飛行高度制御装置の動作例を示すフローチャートである。

【図3】実施例１の概念を示す図である。

【図4】Ｗｉ−Ｆｉと非Ｗｉ−Ｆｉの高度とＲＳＳＩとの関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明者らは、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity）および非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定で、Ｂｕｓｙとされる閾値が異なる点に着目し、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ（Carrier Sense）判定がＢｕｓｙである場合は、飛行体の飛行高度を上げることによって、Ｗｉ−Ｆｉの信号であっても受信電力が減少し、プリアンブルの復調ができなくなり、非Ｗｉ−Ｆｉの信号として認識され、Ｗｉ−Ｆｉの送信機会が得られることを見出し、本発明をするに至った。

【0030】

すなわち、本発明の飛行高度制御装置は、無線通信装置を搭載する飛行体の飛行高度を制御する飛行高度制御装置であって、前記飛行体に搭載されている無線通信装置および地上の無線通信装置の間で行なわれる無線通信で使用されているチャネルの品質を測定する無線品質測定部と、前記測定したチャネルの品質に基づいて、前記飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会が得られるか否かを判断し、前記送信機会が得られる前記飛行体の飛行高度を決定する飛行高度決定部と、を備え、前記飛行体を前記決定した高度で飛行させることを特徴とする。

【0031】

この構成により、本発明者らは、飛行体に搭載されている無線通信装置の送信機会を確実に得ることを可能とした。さらに、システム全体のスループットを向上させ、通信時間を短縮し、飛行時間を短縮し、飛行体の燃料消費またはバッテリ消費を削減することを可能とした。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

【0032】

図１は、本実施形態に係る飛行高度制御装置の概略構成を示すブロック図である。無線品質測定部１は、ＣＳ閾値情報を入力し、ＣＳ情報、受信品質情報および干渉情報を出力する。ＣＳ閾値情報は、Ｗｉ−Ｆｉと非Ｗｉ−ＦｉのＢｕｓｙ判定を行なうための閾値であり、内部メモリ等から取得する。ＣＳ情報は、Ｗｉ−Ｆｉ通信を行なっているチャネルにおいて、Ｗｉ−Ｆｉと非Ｗｉ−Ｆｉの受信品質を測定し、それぞれＢｕｓｙであるか否かを判断した（キャリアセンスを実施した）結果である。この値は、Ｗｉ−Ｆｉにおける標準仕様に従って算出される。なお、Ｗｉ−Ｆｉチップで算出した値を取得しても良いし、無線のパケットをキャプチャしてこの値を算出しても良い。また、ＣＳ情報を、Ｗｉ−Ｆｉと非Ｗｉ−Ｆｉの受信品質およびＣＳ閾値情報としても良い。

【0033】

受信品質情報は、通信しているＡＰ／ＳＴＡのＲＳＳＩ、ＳＩＮＲ、ＳＮＲなどの受信品質を示す情報である。干渉情報は、Ｗｉ−Ｆｉ通信を行なっているチャネルにおいて、自装置と通信しているＡＰ／ＳＴＡ以外の装置からの受信品質である。

【0034】

飛行高度決定部３は、ＣＳ情報、受信品質情報、干渉情報、要求品質情報、雑音情報、高度情報、要求高度情報などを入力し、制御情報を出力する。要求品質情報は、Ｗｉ−Ｆｉにおいて要求される通信品質であり、ＲＳＳＩ、ＳＩＮＲ、ＳＮＲなどがこれに該当する。雑音情報は、自装置の雑音電力であり、熱雑音などがこれに該当する。高度情報は、飛行体、例えば、無人航空機の現在の高度を示す情報である。要求高度情報は、飛行体の飛行すべき高度の範囲を示す情報である。制御情報は、航空機を上昇させるか、または高度を維持するかを示す情報である。

【0035】

飛行高度制御部５は、入力した制御情報に基づいて、飛行体の飛行高度を制御する。なお、本実施形態では、自律飛行が可能な無人航空機（例えば、ＵＡＥ）を例にとって説明する。

【0036】

図２は、本実施形態に係る飛行高度制御装置の動作例を示すフローチャートである。まず、現在の飛行高度が、要求高度の範囲を満たしているかどうかを判断する（ステップＳ１）。現在の飛行高度が、要求高度の範囲を満たしていない場合は、要求高度を満たすように、無人航空機の飛行高度を制御する（ステップＳ２）。一方、ステップＳ１において、要求高度の範囲を満たしている場合は、通信しているＡＰ／ＳＴＡからの受信品質が、要求品質を満たしているかどうかを判断する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、通信しているＡＰ／ＳＴＡからの受信品質が、要求品質を満たしていない場合は、受信電力を高め、地表の見通しにあって干渉となるＷｉ−Ｆｉ装置の数を少なくするために、高度を下げて（ステップＳ４）、終了する。

【0037】

一方、ステップＳ３において、通信しているＡＰ／ＳＴＡからの受信品質が、要求品質を満たしている場合は、雑音（電力）が干渉（電力）よりも大きいかどうかを判断する（ステップＳ５）。雑音（電力）が干渉（電力）よりも大きい場合は、通信品質（例えば、ＳＩＮＲ）が低下することを防止するために、高度を下げて（ステップＳ４）、終了する。一方、ステップＳ５において、雑音（電力）が干渉（電力）よりも大きくない場合は、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定結果がＢｕｓｙであるかどうかを判断する（ステップＳ６）。

【0038】

ステップＳ６において、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定結果がＢｕｓｙでない場合は、受信電力を高め、地表の見通しにあって干渉となるＷｉ−Ｆｉ装置の数を少なくするために、高度を下げて（ステップＳ４）、終了する。一方、ステップＳ６において、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定結果がＢｕｓｙである場合は、非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定結果がＢｕｓｙであるかどうかを判断し（ステップＳ７）、非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定結果がＢｕｓｙでない場合は、受信電力を高め、地表の見通しにあって干渉となるＷｉ−Ｆｉ装置の数を少なくするために、高度を下げて（ステップＳ４）、終了する。一方、ステップＳ７において、非Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定結果がＢｕｓｙである場合は、干渉を減らすために、飛行高度を上げて（ステップＳ８）、終了する。なお、以上説明したステップＳ１〜Ｓ７の判断は、どのような順番で行なっても構わない。

【実施例1】

【0039】

図３は、実施例１の概念を示す図である。Ｗｉ−Ｆｉと非Ｗｉ−ＦｉでＣＳ判定を行なう場合、閾値は異なる。例えば、Ｗｉ−Ｆｉの閾値は、「−８５ｄＢｍ」であり、非Ｗｉ−Ｆｉの閾値は、「−６５ｄＢｍ」である。すなわち、非Ｗｉ−Ｆｉの方が、Ｂｕｓｙと判定される条件が緩いこととなる。実施例１では、この差を利用して無人航空機の飛行高度を制御する。

【0040】

すなわち、Ｗｉ−ＦｉのＣＳ判定がＢｕｓｙである場合、飛行高度を上げることによって、受信電力が減少する。これにより、Ｗｉ−Ｆｉのプリアンブルを復調できなくなる信号が、非Ｗｉ−Ｆｉの信号として認識されることとなる。これにより、Ｗｉ−Ｆｉおよび非Ｗｉ−Ｆｉを共にＢｕｓｙ判定とならないように飛行高度を制御する。

【実施例2】

【0041】

実施例２では、実施例１のように、飛行高度の上下の候補の算出を、過去に算出した履歴を用いて行ない、最終的に飛行高度を決定する。この構成により、履歴との平均をとるので、瞬時に得られる結果に依存されずに飛行高度を決定することが可能となる。

【実施例3】

【0042】

実施例３では、ＣＳ情報を、Ｗｉ−Ｆｉと非Ｗｉ−Ｆｉの受信品質およびＣＳ閾値情報とする。飛行高度決定部３は、事前に保持している対応情報、ＣＳ情報、高度情報を用いて高度を決定しても良い。この対応情報とは、図４に示すように、事前に保持している飛行高度と、Ｗｉ−Ｆｉの受信品質、および飛行高度と非Ｗｉ−Ｆｉの受信品質の関係を表わす情報である。測定したＷｉ−Ｆｉおよび非Ｗｉ−Ｆｉの受信品質情報と飛行高度情報から、対応情報を補正し、補正された対応表を用いて、Ｗｉ−Ｆｉおよび非Ｗｉ−ＦｉのＢｕｓｙ判定を行なうための閾値となる高度を求める。対応表の補正は、測定したＷｉ−Ｆｉおよび非Ｗｉ−Ｆｉの受信品質と、保有している対応表に記載のＷｉ−Ｆｉおよび非Ｗｉ−Ｆｉの受信品質の差分をオフセットすることにより行なう。また、対応表の補正は、対応表で表わされる高度と受信品質との傾きを測定した高度と受信品質の傾きに一致させることにより行なっても良い。なお、この補正は必ずしもする必要はない。

【0043】

また、対応表は、事前に保持したのもではなく、飛行高度を変化させ、測定したＷｉ−Ｆｉおよび非Ｗｉ−Ｆｉの受信品質情報と高度情報とから作成し、それに基づいて高度を決定しても良い。

【実施例4】

【0044】

実施例４では、無人航空機の１度のフライトで、本装置に入力される情報を保持し、オフラインで本装置を用いて飛行高度を決定する。そして、次回のフライト時に飛行高度を設定する。

【実施例5】

【0045】

実施例５では、飛行高度決定部３の機能を、地上の装置が行なう。この場合、飛行高度決定部３への入力情報や、飛行高度決定部３からの出力情報を無人航空機と地上の装置との間で通信する。また、地上の装置が無線品質測定部を備え、飛行高度決定部に測定結果を入力しても良い。これは、特に、災害時に避難所で利用する場合、地上のほとんどのＷｉ−Ｆｉ装置が停止しており、かつ、遮蔽物のないグラウンド等で利用することが想定され、上空と地上の特性が一致することが想定されるためである。この場合、地上の装置から無人航空機に対して飛行高度を指示するため、当該地上装置と通信するために適した飛行高度を迅速に通知することができる。また、無人航空機側に装置を設ける必要がなくなり、ペイロード、消費電力の観点からも有効である。

【0046】

なお、Ｗｉ−Ｆｉ装置が、隠れ端末を回避し、安定した通信を確保するためＲＴＳ／ＣＴＳを送信する場合があるが、ＲＴＳの送信機会を得ることができない場合でも、本発明により送信機会を得ることができ、当該チャネルを占有して通信することが可能となる。

【符号の説明】

【0047】

１ 無線品質測定部
３ 飛行高度決定部
５ 飛行高度制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】