特許 6978818 無人航空機制御システム、その制御方法、及びプログラム

(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】6978818

(24)【登録日】2021年11月16日

(45)【発行日】2021年12月8日

(54)【発明の名称】無人航空機制御システム、その制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 48/18 20090101AFI20211125BHJP

【ＦＩ】

   H04W48/18 113

【請求項の数】12

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2016-170180(P2016-170180)

(22)【出願日】2016年8月31日

(65)【公開番号】特開2017-147718(P2017-147718A)

(43)【公開日】2017年8月24日

【審査請求日】2019年2月28日

【審判番号】不服2020-11921(P2020-11921/J1)

【審判請求日】2020年8月26日

(31)【優先権主張番号】特願2016-26454(P2016-26454)

(32)【優先日】2016年2月16日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390002761

【氏名又は名称】キヤノンマーケティングジャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100189751

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 友輔

(72)【発明者】

【氏名】鶴見 直人

【合議体】

【審判長】 國分 直樹

【審判官】 中木 努

【審判官】 廣川 浩

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２３０２０７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０１０４９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１０９９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５１３９３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H04W4/00-99/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人航空機と、前記無人航空機に指示を行うための遠隔操作端末とを含む無人航空機制御システムであって、
前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で第一の通信方式で通信することにより、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信状況を特定する通信状況特定手段と、
前記通信状況特定手段で特定した通信状況に応じて、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で、第一の通信方式で通信するのか、前記第一の通信方式とは異なる第二の通信方式で通信するのかを決定する通信方式決定手段と、
前記通信方式決定手段で決定された通信方式で、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信を行う通信制御手段と、
を備え、
前記第一の通信方式は、ＳＩＭカードを用いない通信方式で、前記第二の通信方式は、ＳＩＭカードによって提供され、
前記無人航空機が、前記通信状況特定手段によって前記通信状況が特定された後、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信が中断されていない状態でホバリング状態にし、当該ホバリング状態で前記通信方式決定手段により決定された通信方式に切り替えて前記遠隔操作端末からの通信を受け付けることを特徴とする無人航空機制御システム。

【請求項2】

さらに、前記無人航空機と前記遠隔操作端末は前記ＳＩＭカードを挿入するカードアダプタを有することを特徴とする請求項１に記載の無人航空機制御システム。

【請求項3】

前記通信状況特定手段は、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で一方から他方に前記第一の通信方式によって所定のパケットを送信し、前記所定のパケットに対する応答の受信有無または応答時間に基づいて通信状況を特定し、
前記通信方式決定手段は、前記通信状況特定手段において、前記応答が無い、あるいは所定時間が経過した場合に、第二の通信方式に決定することを特徴とする請求項１または２に記載の無人航空機制御システム。

【請求項4】

前記通信状況特定手段は、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で一方から他方に前記第一の通信方式によって所定のパケットを送信し、前記所定のパケットに対する応答の受信有無または応答時間に基づいて通信状況を特定し、
前記通信方式決定手段は、前記通信状況特定手段において、所定時間が経過する前に前記応答を受信した場合に、第一の通信方式に決定することを特徴とする請求項１乃至３に記載の無人航空機制御システム。

【請求項5】

前記通信状況特定手段は、前記遠隔操作端末から発信された電波の強度を測定する電波強度測定手段を有し、
前記通信方式決定手段は、前記電波強度測定手段で測定された強度が所定値以下である場合に、第二の通信方式に決定することを特徴とする請求項１または２に記載の無人航空機制御システム。

【請求項6】

前記通信状況特定手段は、前記遠隔操作端末から発信された電波の強度を測定する電波強度測定手段を有し、
前記通信方式決定手段は、前記電波強度測定手段で測定された強度が所定値以上である場合に、第一の通信方式に決定することを特徴とする請求項１または２または５に記載の無人航空機制御システム。

【請求項7】

前記無人航空機は、
前記通信方式決定手段で決定された通信方式で前記遠隔操作端末から通信を受け付けるまでホバリングする飛行制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無人航空機制御システム。

【請求項8】

無人航空機と、前記無人航空機に指示を行うための遠隔操作端末とを含む無人航空機制御システムの制御方法であって、
前記無人航空機制御システムの通信状況特定手段が、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で第一の通信方式で通信することにより、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信状況を特定する通信状況特定ステップと、
前記無人航空機制御システムの通信方式決定手段が、前記通信状況特定ステップで特定した通信状況に応じて、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で、第一の通信方式で通信するのか、前記第一の通信方式とは異なる第二の通信方式で通信するのかを決定する通信方式決定ステップと、
前記無人航空機制御システムの通信制御手段が、前記通信方式決定ステップで決定された通信方式で、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信を行う通信制御ステップと、
を備え、
前記第一の通信方式は、ＳＩＭカードを用いない通信方式で、前記第二の通信方式は、ＳＩＭカードによって提供され、
前記無人航空機が、前記通信状況特定ステップによって前記通信状況が特定された後、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信が中断されていない状態でホバリング状態にし、当該ホバリング状態で前記通信方式決定ステップにおいて決定された通信方式に切り替えて前記遠隔操作端末からの通信を受け付ける
ことを特徴とする無人航空機制御システムの制御方法。

【請求項9】

無人航空機と、前記無人航空機に指示を行うための遠隔操作端末とを含む無人航空機制御システムの制御方法を実行可能なプログラムであって、
前記無人航空機制御システムを、
前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で第一の通信方式で通信することにより、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信状況を特定する通信状況特定手段と、
前記通信状況特定手段で特定した通信状況に応じて、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で、第一の通信方式で通信するのか、前記第一の通信方式とは異なる第二の通信方式で通信するのかを決定する通信方式決定手段と、
前記通信方式決定手段で決定された通信方式で、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信を行う通信制御手段として機能させるプログラムであって、
前記第一の通信方式は、ＳＩＭカードを用いない通信方式で、前記第二の通信方式は、ＳＩＭカードによって提供され、
前記無人航空機が、前記通信状況特定手段によって前記通信状況が特定された後、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信が中断されていない状態でホバリング状態にし、当該ホバリング状態で前記通信方式決定手段により決定された通信方式に切り替えて前記遠隔操作端末からの通信を受け付けるように機能を実行させることを特徴とするプログラム。

【請求項10】

前記第一の通信方式は、無線ＬＡＮまたはＲＣ通信であって、前記第二の通信方式は、移動体通信網を介した通信方式であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の無人航空機制御システム。

【請求項11】

前記第一の通信方式は、無線ＬＡＮまたはＲＣ通信であって、前記第二の通信方式は、移動体通信網を介した通信方式であることを特徴とする請求項８に記載の無人航空機制御システムの制御方法。

【請求項12】

前記第一の通信方式は、無線ＬＡＮまたはＲＣ通信であって、前記第二の通信方式は、移動体通信網を介した通信方式であることを特徴とする請求項９に記載のプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

無人航空機と遠隔操作端末との間の通信方式を、通信状況に応じて決定することの可能な無人航空機制御システム、その制御方法、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、人が搭乗していない航空機である無人航空機が存在する。無人航空機は、大型なものから小型なものまで様々であるが、特に近年では遠隔操縦可能な小型の無人航空機（通称：ドローン）が注目されている（以下、小型の無人航空機を単に無人航空機と称する。）。

【0003】

無人航空機は、クワッドコプターやマルチコプターとも呼ばれ、複数の回転翼を備えており、この回転翼の回転数を増減させることで、無人航空機の前進・後退・旋回・ホバリング等を行う。

【0004】

こうした無人航空機は、プロポと呼ばれる遠隔操作端末からの動作指示に応じて動作する。そのため、無人航空機とプロポと間の通信ができなくなってしまうと、無人航空機が落下してしまう可能性がある。

【0005】

そこで特許文献１には、無人航空機を介して他の無人航空機を操作可能にする仕組みが開示されている。この仕組みにより、他の無人航空機に対しては直接プロポと通信できなくとも、間接的に動作させることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１５−１９１２５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の仕組みのように、複数の無人航空機が互いに近い場所において動作していることは少ない。基本的に、無人航空機とプロポは１対１で使用するため、特許文献１に示すような状況は稀である。

【0008】

無人航空機とプロポとの間は、無線ＬＡＮと同じ２．４ＧＨｚの周波数帯の電波を利用して通信しているが、これでは通信可能な範囲に限界がある。そこで、無人航空機とプロポとの間で、移動体通信網を介して通信する仕組みが考えられる。すなわち、携帯電話やスマートフォンと同様に、通信事業者と契約することで、通信事業者が有する移動体通信網の周波数帯を利用してデータ通信するということである。このようにすれば、通信事業者が移動体通信サービスを提供している範囲内であれば、どこでも通信が可能となり、無人航空機が落下する危険性は低下する。

【0009】

しかしながら、移動体通信網を利用すると通信事業者に通信料金を支払わなければならないため、無人航空機のユーザにとっては金銭面の負担が生じてしまう。また、移動体通信網の通信速度は無人航空機の周辺環境やプロポの周辺環境に応じて変化してしまい、安定しない。つまり、いずれかの装置が通信速度の遅い場所に位置してしまうと、プロポからの指示が遅延してしまう可能性がある。そのため、無人航空機とプロポとの間で２．４ＧＨｚ帯等の電波を用いて直接通信することが可能なのであれば、無人航空機とプロポとの間の通信は、当該周波数帯の電波を用いた通信方式であることが望ましい。

【0010】

本発明は、無人航空機と遠隔操作端末との間の通信方式をＳＩＭカードによって提供されるとともに、無人航空機が、無人航空機と遠隔操作端末との間の通信が中断されていない状態でホバリング状態にし、ホバリング状態で通信方式を切り替えて遠隔操作端末からの通信を受け付けるため、通信方式を切り替える場合に安全性を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の目的を達成するために、本発明の無人航空機制御システムは、無人航空機と、前記無人航空機に指示を行うための遠隔操作端末とを含む無人航空機制御システムであって、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で第一の通信方式で通信することにより、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信状況を特定する通信状況特定手段と、前記通信状況特定手段で特定した通信状況に応じて、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で、第一の通信方式で通信するのか、前記第一の通信方式とは異なる第二の通信方式で通信するのかを決定する通信方式決定手段と、前記通信方式決定手段で決定された通信方式で、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信を行う通信制御手段と、を備え、前記第一の通信方式は、ＳＩＭカードを用いない通信方式で、前記第二の通信方式は、ＳＩＭカードによって提供され、前記無人航空機が、前記通信状況特定手段によって前記通信状況が特定された後、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信が中断されていない状態でホバリング状態にし、当該ホバリング状態で前記通信方式決定手段により決定された通信方式に切り替えて前記遠隔操作端末からの通信を受け付けることを特徴とする。
また、本発明の無人航空機制御システムの制御方法は、無人航空機と、前記無人航空機に指示を行うための遠隔操作端末とを含む無人航空機制御システムの制御方法であって、前記無人航空機制御システムの通信状況特定手段が、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で第一の通信方式で通信することにより、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信状況を特定する通信状況特定ステップと、前記無人航空機制御システムの通信方式決定手段が、前記通信状況特定ステップで特定した通信状況に応じて、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で、第一の通信方式で通信するのか、前記第一の通信方式とは異なる第二の通信方式で通信するのかを決定する通信方式決定ステップと、前記無人航空機制御システムの通信制御手段が、前記通信方式決定ステップで決定された通信方式で、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信を行う通信制御ステップと、を備え、前記第一の通信方式は、ＳＩＭカードを用いない通信方式で、前記第二の通信方式は、ＳＩＭカードによって提供され、前記無人航空機が、前記通信状況特定ステップによって前記通信状況が特定された後、ホバリング状態にしてから前記通信方式決定ステップで決定された通信方式に切り替えて前記遠隔操作端末からの通信を受け付けることを特徴とする。
また、本発明のプログラムは、無人航空機と、前記無人航空機に指示を行うための遠隔操作端末とを含む無人航空機制御システムの制御方法を実行可能なプログラムであって、前記無人航空機制御システムを、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で第一の通信方式で通信することにより、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信状況を特定する通信状況特定手段と、前記通信状況特定手段で特定した通信状況に応じて、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間で、第一の通信方式で通信するのか、前記第一の通信方式とは異なる第二の通信方式で通信するのかを決定する通信方式決定手段と、前記通信方式決定手段で決定された通信方式で、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信を行う通信制御手段として機能させるプログラムであって、前記第一の通信方式は、ＳＩＭカードを用いない通信方式で、前記第二の通信方式は、ＳＩＭカードによって提供され、前記無人航空機が、前記通信状況特定手段によって前記通信状況が特定された後、前記無人航空機と前記遠隔操作端末との間の通信が中断されていない状態でホバリング状態にし、当該ホバリング状態で前記通信方式決定手段により決定された通信方式に切り替えて前記遠隔操作端末からの通信を受け付けるように機能を実行させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、無人航空機と遠隔操作端末との間の通信方式を、通信状況に応じて決定することの可能にするとともに、ＳＩＭカードによって提供される通信方式を用いることが可能となるとともに、無人航空機が、無人航空機と遠隔操作端末との間の通信が中断されていない状態でホバリング状態にし、ホバリング状態で通信方式を切り替えて遠隔操作端末からの通信を受け付けるため、通信方式を切り替える場合に安全性を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態における、無人航空機制御システムのシステム構成の一例を示す図である。

【図2】第一の実施形態における、無人航空機１０１のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図3】第一の実施形態における、プロポ１０２のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図4】第一の実施形態における、無人航空機１０１とプロポ１０２の機能構成の一例を示す図である。

【図5】第一の実施形態における、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で行われる事前設定の流れを示すフローチャートである。

【図6】第一の実施形態における、各種データの一例を示す図である。

【図7】第一の実施形態における、プロポ１０２から無人航空機１０１に対して通信状況の確認を行う流れを示すフローチャートである。

【図8】第一の実施形態における、プロポ１０２から無人航空機１０１に対して動作指示を送信する流れを示すフローチャートである。

【図9】第二の実施形態における、無人航空機１０１のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図10】第二の実施形態における、プロポ１０２のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図11】第二の実施形態における、無人航空機１０１とプロポ１０２の機能構成の一例を示す図である。

【図12】第二の実施形態における、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で行われる事前設定の流れを示すフローチャートである。

【図13】第二の実施形態における、設定情報１３００のデータ構成の一例を示す図である。

【図14】第二の実施形態における、無人航空機１０１からプロポ１０２に対して通信状況の確認を行う流れを示すフローチャートである。

【図15】第二の実施形態における、プロポ１０２から無人航空機１０１に対して動作指示を送信する流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、第一の実施形態について説明する。

【0015】

図１は、本実施形態における無人航空機制御システムのシステム構成を示す図である。本実施形態の無人航空機制御システムは、無人航空機１０１及びプロポ１０２を含み、これらが無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）または移動体通信網等のネットワークを介して、相互にデータ通信可能に接続されている。第一の実施形態では、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で無線ＬＡＮ（第一の通信方式）と移動体通信網（第二の通信方式）とを通信状況に応じて切り替える仕組みについて説明を行うが、これらの通信方式に限らない。従来のラジオコントロールで用いていた周波数帯（例えば、２７ＭＨｚ帯、４０ＭＨｚ帯、７２ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯等）の電波を用いてもよいし、マイクロ波帯の電波を用いる衛星通信網を用いてもよい。無人航空機１０１とプロポ１０２との間で複数の通信方式によって通信可能であればよい。この場合、無人航空機１０１とプロポ１０２とは、対応する通信方式に応じたハードウェアを備えればよい。尚、図１のシステム構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0016】

無人航空機１０１は、プロポ１０２により遠隔操縦が可能な無人の航空機である。プロポ１０２からの指示に応じて、複数の回転翼を動作させて飛行する。この回転翼の回転数を増減させることで、無人航空機の前進・後退・旋回・ホバリング等を行う。尚、図１に示す無人航空機１０１の回転翼は４枚であるが、これに限らない。３枚であっても、６枚であっても、８枚であってもよい。

【0017】

プロポ１０２は、無人航空機１０１を操縦するための送信機（遠隔操作端末）である。プロポーショナル・システム（比例制御システム）であるので、プロポ１０２が有する操作部の移動量に比例して、無人航空機１０１の回転翼の回転数を制御することができる。尚、プロポ１０２は、いわゆるスマートフォンやタブレット端末といった携帯端末であってもよい。携帯端末をプロポ１０２の代わりに用いる場合、後述する操作ユニット３１０が存在しないので、タッチパネルに対するタッチ操作や携帯端末の位置・姿勢を用いて操作する形態が望ましい。その他、携帯端末が備えるボタンによって操作できてもよい。

【0018】

図２は、無人航空機１０１のハードウェア構成を示す図である。尚、図２に示す無人航空機１０１のハードウェア構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0019】

フライトコントローラ２００は無人航空機１０１の飛行制御を行うためのマイクロコントローラであり、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、周辺バスインタフェース２０４（以下、周辺バスＩ／Ｆ２０４という。）を備えている。

【0020】

ＣＰＵ２０１は、システムバスに接続される各デバイスを統括的に制御する。また、ＲＯＭ２０２あるいは周辺バスＩ／Ｆ３０４に接続される外部メモリ２８０には、ＣＰＵ２０１の制御プログラムであるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）やオペレーティングシステムプログラムが記憶されている。

【0021】

また外部メモリ２８０（記憶手段）には、無人航空機１０１の実行する機能を実現するために必要な各種プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ２０３（記憶手段）は、ＣＰＵ２０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。

【0022】

ＣＰＵ２０１は、処理の実行に際して必要なプログラム等をＲＡＭ２０３にロードして、プログラムを実行することで各種動作を実現するものである。

【0023】

周辺バスＩ／Ｆ２０４は、各種周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。周辺バスＩ／Ｆ２０４には、ＰＭＵ２１０、ＳＩＭアダプタ２２０、無線ＬＡＮ用ＢＢユニット２３０、移動体通信用ＢＢユニット２４０、ＧＰＳユニット２５０、センサ２６０、ＧＣＵ２７０、外部メモリ２８０が接続されている。

【0024】

ＰＭＵ２１０はパワーマネジメントユニットであり、無人航空機１０１が備えるバッテリからＥＳＣ２１１への電源供給を制御することができる。ＥＳＣ２１１は、エレクトロニックスピードコントローラであり、ＥＳＣ２１１に接続されるモータ２１２の回転数を制御することができる。ＥＳＣ２１１によってモータ２１２を回転させることで、モータ２１２に接続されるプロペラ２１３（回転翼）を回転させる。尚、ＥＳＣ２１１、モータ２１２、プロペラ２１３のセットは、プロペラ２１３の数に応じて複数備えられている。例えば、クアッドコプターであれば、プロペラ２１３の数は４枚であるので、このセットが４つ必要となる。

【0025】

ＳＩＭアダプタ２２０は、ＳＩＭカード２２１を挿入するためのカードアダプタである。ＳＩＭカード２２１の種類は特に問わない。移動体通信網を提供する通信事業者に応じたＳＩＭカード２２１であればよい。

【0026】

無線ＬＡＮ用ＢＢユニット２３０は、無線ＬＡＮを介して通信を行うためのベースバンドユニットである。無線ＬＡＮ用ＢＢユニット２３０は、送信したいデータや信号からベースバンド信号を生成して変復調回路へ送出することができる。更に、受信したベースバンド信号から元のデータや信号を得ることができる。

【0027】

また、無線ＬＡＮ用ＲＦユニット２３１は、無線ＬＡＮを介して通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。無線ＬＡＮ用ＲＦユニット２３１は、無線ＬＡＮ用ＢＢユニット２３０から送出されたベースバンド信号を無線ＬＡＮの周波数帯に変調してアンテナから送信することができる。更に、無線ＬＡＮの周波数帯の信号を受信すると、これをベースバンド信号に復調することができる。

【0028】

移動体通信用ＢＢユニット２４０は、移動体通信網を介して通信を行うためのベースバンドユニットである。移動体通信用ＢＢユニット２４０は、送信したいデータや信号からベースバンド信号を生成して変復調回路へ送出することができる。更に、受信したベースバンド信号から元のデータや信号を得ることができる。

【0029】

また、移動体通信用ＲＦユニット２４１は、移動体通信網を介して通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。移動体通信用ＲＦユニット２４１は、移動体通信用ＢＢユニット２４０から送出されたベースバンド信号を移動体通信網の周波数帯に変調してアンテナから送信することができる。更に、移動体通信網の周波数帯の信号を受信すると、これをベースバンド信号に復調することができる。

【0030】

ＧＰＳユニット２５０は、グローバルポジショニングシステムにより、無人航空機１０１の現在位置を取得することの可能な受信機である。ＧＰＳユニット２５０は、ＧＰＳ衛星からの信号を受信し、現在位置を推定することができる。

【0031】

センサ２６０は、無人航空機１０１の傾き、向き、速度や周りの環境を計測するためのセンサである。無人航空機１０１はセンサ２６０として、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ等を備えている。これらのセンサから取得したデータに基づいて、ＣＰＵ２０１が無人航空機１０１の姿勢や移動を制御する。

【0032】

ＧＣＵ２７０はジンバルコントロールユニットであり、カメラ２７１とジンバル２７２の動作を制御するためのユニットである。無人航空機１０１が飛行することにより機体に振動が発生したり、機体が不安定になったりするため、カメラ２７１で撮像した際にブレが発生しないよう、ジンバル２７２によって無人航空機１０１の振動を吸収し水平を維持する。また、ジンバル２７２によってカメラ２７１の遠隔操作を行うことも可能である。

【0033】

本発明の無人航空機１０１が後述する各種処理を実行するために用いられる各種プログラム等は外部メモリ２８０に記録されており、必要に応じてＲＡＭ２０３にロードされることによりＣＰＵ２０１によって実行されるものである。さらに、本発明に係わるプログラムが用いる定義ファイルや各種情報テーブルは外部メモリ２８０に格納されている。

【0034】

図３は、プロポ１０２のハードウェア構成を示す図である。尚、図３に示すプロポ１０２のハードウェア構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0035】

マイコン３００はプロポ１０２の制御を行うためのマイクロコントローラであり、ＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、周辺バスインタフェース３０４（以下、周辺バスＩ／Ｆ３０４という。）を備えている。

【0036】

ＣＰＵ３０１は、システムバスに接続される各デバイスを統括的に制御する。また、ＲＯＭ３０２あるいは周辺バスＩ／Ｆ３０４に接続される外部メモリ３５０には、ＣＰＵ３０１の制御プログラムであるＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）やオペレーティングシステムプログラムが記憶されている。

【0037】

また外部メモリ３５０（記憶手段）には、プロポ１０２の実行する機能を実現するために必要な各種プログラム等が記憶されている。ＲＡＭ３０３（記憶手段）は、ＣＰＵ３０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。

【0038】

ＣＰＵ３０１は、処理の実行に際して必要なプログラム等をＲＡＭ３０３にロードして、プログラムを実行することで各種動作を実現するものである。

【0039】

周辺バスＩ／Ｆ３０４は、各種周辺デバイスと接続するためのインタフェースである。周辺バスＩ／Ｆ３０４には、操作ユニット３１０、ＳＩＭアダプタ３２０、無線ＬＡＮ用ＢＢユニット３３０、移動体通信用ＢＢユニット３４０、外部メモリ３５０が接続されている。

【0040】

操作ユニット３１０は、無人航空機１０１に対して飛行動作の指示を行うためのスティック状の部品からなるユニット（操作部）である。操作ユニット３１０の移動量に比例して、無人航空機１０１の回転翼の回転数を制御することができる。

【0041】

ＳＩＭアダプタ３２０は、ＳＩＭカード３２１を挿入するためのカードアダプタである。ＳＩＭカード３２１の種類は特に問わない。移動体通信網を提供する通信事業者に応じたＳＩＭカード３２１であればよい。

【0042】

無線ＬＡＮ用ＢＢユニット３３０は、無線ＬＡＮを介して通信を行うためのベースバンドユニットである。無線ＬＡＮ用ＢＢユニット３３０は、送信したいデータや信号からベースバンド信号を生成して変復調回路へ送出することができる。更に、受信したベースバンド信号から元のデータや信号を得ることができる。

【0043】

また、無線ＬＡＮ用ＲＦユニット３３１は、無線ＬＡＮを介して通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。無線ＬＡＮ用ＲＦユニット３３１は、無線ＬＡＮ用ＢＢユニット３３０から送出されたベースバンド信号を無線ＬＡＮの周波数帯に変調してアンテナから送信することができる。更に、無線ＬＡＮの周波数帯の信号を受信すると、これをベースバンド信号に復調することができる。

【0044】

移動体通信用ＢＢユニット３４０は、移動体通信網を介して通信を行うためのベースバンドユニットである。移動体通信用ＢＢユニット３４０は、送信したいデータや信号からベースバンド信号を生成して変復調回路へ送出することができる。更に、受信したベースバンド信号から元のデータや信号を得ることができる。

【0045】

また、移動体通信用ＲＦユニット３４１は、移動体通信網を介して通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。移動体通信用ＲＦユニット３４１は、移動体通信用ＢＢユニット３４０から送出されたベースバンド信号を移動体通信網の周波数帯に変調してアンテナから送信することができる。更に、移動体通信網の周波数帯の信号を受信すると、これをベースバンド信号に復調することができる。

【0046】

本発明のプロポ１０２が後述する各種処理を実行するために用いられる各種プログラム等は外部メモリ３５０に記録されており、必要に応じてＲＡＭ３０３にロードされることによりＣＰＵ３０１によって実行されるものである。さらに、本発明に係わるプログラムが用いる定義ファイルや各種情報テーブルは外部メモリ３５０に格納されている。

【0047】

図４は、無人航空機１０１及びプロポ１０２の機能構成の一例を示す図である。尚、図４に示す無人航空機１０１及びプロポ１０２の機能構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0048】

無人航空機１０１は機能部として、飛行制御部４１１、無線ＬＡＮ通信制御部４１２、移動体通信制御部４１３、ＧＰＳ制御部４１４、センサ制御部４１５、撮像制御部４１６を備える。

【0049】

飛行制御部４１１は、無人航空機１０１の飛行を制御するための機能部である。無人航空機１０１が備える複数の回転翼を、プロポ１０２からの指示に応じて回転させ、前進・後退・旋回・ホバリング等を行う。

【0050】

無線ＬＡＮ通信制御部４１２は、プロポ１０２との間で無線ＬＡＮを介した通信を行うための機能部である。無線ＬＡＮ通信制御部４１２は、無線ＬＡＮ用ＢＢユニット２３０及び無線ＬＡＮ用ＲＦユニット２３１を制御し、無線ＬＡＮの周波数帯に変調して信号を送信、また無線ＬＡＮの周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。更に、無人航空機１０１は、自身をアクセスポイントとしてプロポ１０２からの接続を受ける。本実施形態では、無人航空機１０１をアクセスポイントとするが、プロポ１０２をアクセスポイントとする形態であってもよい。

【0051】

移動体通信制御部４１３は、プロポ１０２との間で移動体通信網を介した通信を行うための機能部である。移動体通信制御部４１３は、移動体通信用ＢＢユニット２４０及び移動体通信用ＲＦユニット２４１を制御し、移動体通信網の周波数帯に変調して信号を送信、また移動体通信網の周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。

【0052】

ＧＰＳ制御部４１４は、無人航空機１０１の現在位置を取得するための機能部である。ＧＰＳ制御部４１４は、ＧＰＳユニット２５０を制御してＧＰＳ衛星からの信号を受信し、無人航空機１０１の現在位置を推定する。

【0053】

センサ制御部４１５は、センサ２６０で検出した情報を取得するための機能部である。無人航空機１０１が備える、ジャイロセンサ、加速度センサ、気圧センサ、磁気センサ、超音波センサ等の各種センサが検出した情報を常時取得し、飛行制御部４１１の飛行制御に用いる。

【0054】

撮像制御部４１６は、ＧＣＵ２７０を介してカメラ２７１に撮像動作を行わせ、画像データを得るための機能部である。プロポ１０２からの指示に応じてカメラ２７１で撮像を行い、生成された画像データを外部メモリ２８０等に記憶する。または、生成された画像データをプロポ１０２に送信してもよい。また、撮像制御部４１６は、プロポ１０２からの指示に応じて、ＧＣＵ２７０を介してジンバル２７２の動作制御を行い、カメラ２７１の撮像方向を制御することも可能である。

【0055】

またプロポ１０２は機能部として、飛行操作受付部４２１、無線ＬＡＮ通信制御部４２２、移動体通信制御部４２３、通信設定部４２４を備える。

【0056】

飛行操作受付部４２１は、プロポ１０２の操作部に対する操作を受け付けるための機能部である。飛行操作受付部４２１が、プロポ１０２が備えるスティック状やボタン状の操作部に対して行われる飛行制御の指示を受け付けて、その指示を無線ＬＡＮ通信制御部４２２または移動体通信制御部４２３によって無人航空機１０１に送信する。

【0057】

無線ＬＡＮ通信制御部４２２は、無人航空機１０１との間で無線ＬＡＮを介した通信を行うための機能部である。無線ＬＡＮ通信制御部４２２は、無線ＬＡＮ用ＢＢユニット３３０及び無線ＬＡＮ用ＲＦユニット３３１を制御し、無線ＬＡＮの周波数帯に変調して信号を送信、また無線ＬＡＮの周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。更に、プロポ１０２は、アクセスポイントとして動作中の無人航空機１０１に対して接続を行う。前述した通り、本実施形態では無人航空機１０１をアクセスポイントとするが、プロポ１０２をアクセスポイントとする形態であってもよい。

【0058】

移動体通信制御部４２３は、無人航空機１０１との間で移動体通信網を介した通信を行うための機能部である。移動体通信制御部４２３は、移動体通信用ＢＢユニット３４０及び移動体通信用ＲＦユニット３４１を制御し、移動体通信網の周波数帯に変調して信号を送信、また移動体通信網の周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。

【0059】

通信設定部４２４は、プロポ１０２と無人航空機１０１との間の通信方式（通信方法）の設定を行うための機能部である。プロポ１０２から送信する指示は、通信設定部４２４で設定された通信方式で送信される。本実施形態では、無線ＬＡＮを介した通信方式と移動体通信網を介した通信方式の２つが存在するが、前述したように、プロポ１０２と無人航空機１０１との間で通信が可能であれば、他の通信方式であってもよい。

【0060】

図５は、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で行われる事前設定の流れを示すフローチャートである。図５のフローチャートでは、無人航空機１０１及びプロポ１０２の処理の流れを実線の矢印で示している。また、破線の矢印は無人航空機１０１とプロポ１０２との間のデータの流れを示している。尚、図５に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0061】

以下説明するＳ５０１乃至Ｓ５０３の各ステップは、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。また、Ｓ５０４、Ｓ５０５の各ステップは、プロポ１０２のＣＰＵ３０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

【0062】

ステップＳ５０１では、無人航空機１０１の移動体通信制御部４１３は、移動体通信網におけるグローバルＩＰアドレスを取得する。グローバルＩＰアドレスを取得する方法は特に問わない。無人航空機１０１に挿入されているＳＩＭカード２２１に対応する通信事業者のグローバルＩＰアドレスが取得できればよい。

【0063】

ステップＳ５０２では、無人航空機１０１の無線ＬＡＮ通信制御部４１２は、無線ＬＡＮにおけるプライベートＩＰアドレスを取得する。ステップＳ５０１と同様に、プライベートＩＰアドレスを取得する方法は特に問わない。無人航空機１０１がアクセスポイントとなっているため、自身の無線ＬＡＮにおけるプライベートＩＰアドレスを取得する。

【0064】

ステップＳ５０３では、無人航空機１０１の無線ＬＡＮ通信制御部４１２は、ステップＳ５０１及びステップＳ５０２で取得した、無人航空機１０１のグローバルＩＰアドレスとプライベートＩＰアドレスとを、プロポ１０２に対して送信する。この送信は、無線ＬＡＮを介した通信である。事前設定の際には無人航空機１０１とプロポ１０２とが近くに存在するはずであるので、通信料金を抑えるために無線ＬＡＮを介した通信で情報を送信する。また、送信先であるプロポ１０２は、あらかじめ無人航空機１０１とペアリングがなされており、無人航空機１０１はプロポ１０２のプライベートＩＰアドレスを外部メモリ２８０に記憶している。よって、この外部メモリ２８０に記憶されたプライベートＩＰアドレスを用いて、プロポ１０２と通信する。前述した通信料金を考慮する必要がない場合には、移動体通信網を介して送信してもよい。この場合には、プロポ１０２のグローバルＩＰアドレスを無人航空機１０１に記憶しておく必要がある。ペアリング時にプロポ１０２のグローバルＩＰアドレスを無人航空機１０１に送信しておくことが望ましい。無人航空機１０１のプライベートＩＰアドレスとグローバルＩＰアドレスの送信が完了したら、無人航空機１０１における事前設定を終了する。

【0065】

ステップＳ５０４では、プロポ１０２の無線ＬＡＮ通信制御部４２２は、無人航空機１０１から送信された、無人航空機１０１のグローバルＩＰアドレスとプライベートＩＰアドレスとを、無線ＬＡＮを介して受信する。

【0066】

ステップＳ５０５では、プロポ１０２の無線ＬＡＮ通信制御部４２２は、ステップＳ５０４で受信した各ＩＰアドレスをプロポ１０２の外部メモリ３５０に記憶する。図６のグローバルＩＰアドレス６００（第２の通信先情報）とプライベートＩＰアドレス６１０（第１の通信先情報）は、ステップＳ５０５で外部メモリ３５０に格納された各ＩＰアドレスの一例を示す。このようにして、プロポ１０２は、無人航空機１０１のグローバルＩＰアドレスとプライベートＩＰアドレスとを取得する。

【0067】

図７は、プロポ１０２から無人航空機１０１に対して通信状況の確認を行う流れを示すフローチャートである。尚、図７に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0068】

以下説明するＳ７０１乃至Ｓ７０６の各ステップは、プロポ１０２のＣＰＵ３０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

【0069】

プロポ１０２からの指示に応じて無人航空機１０１が飛行動作を開始すると、図７に示す一連の処理を繰り返し実行する。こうすることにより、プロポ１０２は逐一、無人航空機１０１との通信状況の確認を行う。

【0070】

ステップＳ７０１では、プロポ１０２の無線ＬＡＮ通信制御部４２２は、無人航空機１０１に対してｐｉｎｇコマンドを実行する。ここでいうｐｉｎｇコマンドは、通信相手までネットワークが接続できているか、または通信相手が通信できる状態であるかを確認するためのコマンドである。本実施形態ではｐｉｎｇコマンドを用いるが、特にこれに限らない。

【0071】

ステップＳ７０２では、プロポ１０２の無線ＬＡＮ通信制御部４２２は、ｐｉｎｇコマンドの実行に応じて、外部メモリ３５０に記憶されたプライベートＩＰアドレス６１０を用いて、無線ＬＡＮを介して無人航空機１０１にパケットを送信する。具体的には、ＩＣＭＰパケットとしてエコー要求を行う。

【0072】

ステップＳ７０３では、プロポ１０２の無線ＬＡＮ通信制御部４２２は、ステップＳ７０２で実行されたパケット送信に対して、無人航空機１０１から応答があったか否かを判定する。具体的には、無人航空機１０１からエコー応答を受信したか否かを判定する。無人航空機１０１から応答があったと判定した場合には、ステップＳ７０４に処理を進める。無人航空機１０１から応答がないと判定した場合には、ステップＳ７０５に処理を進める。こうすることで、無人航空機１０１とプロポ１０２との間の通信状況を特定する（通信状況特定手段）。

【0073】

ステップＳ７０４では、プロポ１０２の通信設定部４２４は、プロポ１０２と無人航空機１０１との間で用いる通信方式を、無線ＬＡＮを介した通信を行う通信方式に設定する。具体的には、プロポ１０２のＲＡＭ３０３に図６の通信設定６２０に示すような設定情報を保持させ、これを書き換えることによって設定を行う。無線ＬＡＮを介して無人航空機１０１から応答があったということは、無線ＬＡＮを介した通信が可能である（通信状況が良い）ということである。無線ＬＡＮであれば通信速度を安定させることができ、更には通信料金を安く抑えることができるので、無線ＬＡＮを介した通信が可能なのであれば優先的に無線ＬＡＮを用いる。このように、通信状況に応じて無線ＬＡＮを介して通信する通信方式に決定する（通信方式決定手段）。

【0074】

ステップＳ７０５では、プロポ１０２の無線ＬＡＮ通信制御部４２２は、ステップＳ７０２でパケットを送信してから所定時間経過したか否か、すなわちタイムアウトであるか否かを判定する。所定時間経過したと判定した場合には、ステップＳ７０６に処理を進める。所定時間経過していないと判定した場合には、ステップＳ７０３に処理を戻し、再度応答があったか否かを判定する。

【0075】

ステップＳ７０６では、プロポ１０２の通信設定部４２４は、プロポ１０２と無人航空機１０１との間で用いる通信方式を、移動体通信網を介した通信を行う通信方式に設定する。設定方法は、ステップＳ７０４と同様である。無線ＬＡＮを介して無人航空機１０１から応答がなかったということは、無線ＬＡＮを介した通信は不可能である（通信状況が悪い）ということである。すなわち、無人航空機１０１とプロポ１０２との距離が離れすぎて通信可能圏外に移動してしまったり、建物等によってプロポ１０２からの信号が届かなかったりする場合である。こうした場合には、無人航空機１０１が落下する危険性があるので、移動体通信に切り替える。別の実施形態としては、通信の感度が悪い場合や応答が遅い場合（例えば、所定回数、タイムアウトか否かを判定した場合等）には、通信状況が悪いと判断できるので、こうした場合にも移動体通信網を介した通信に切り替える実施形態が考えられる。すなわち、完全に通信できない場合に移動体通信に切り替えるのではなく、通信状況が悪化した場合にあらかじめ移動体通信に切り替えておくことにより、無人航空機１０１が落下する危険性をより抑止することが可能となる。通信料金がかかってしまうものの、こうした落下の危険性を抑止できる効果がある。このように、通信状況に応じて移動体通信網を介して通信する通信方式に決定する（通信方式決定手段）。

【0076】

ステップＳ７０４及びステップＳ７０６の処理が完了したら、ステップＳ７０１に処理を戻す。すなわち、ステップＳ７０１乃至ステップＳ７０６を繰り返し実行する。プロポ１０２の電源が切られたり、その他本一連の処理の終了指示があったりした場合にこの繰り返し処理を終了する。

【0077】

図８は、プロポ１０２から無人航空機１０１に対して動作指示を送信する流れを示すフローチャートである。図８のフローチャートでは、無人航空機１０１及びプロポ１０２の処理の流れを実線の矢印で示している。また、破線の矢印は無人航空機１０１とプロポ１０２との間のデータの流れを示している。尚、図８に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0078】

以下説明するＳ８０３、Ｓ８０４の各ステップは、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。また、Ｓ８０１、Ｓ８０２の各ステップは、プロポ１０２のＣＰＵ３０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

【0079】

ステップＳ８０１では、プロポ１０２の飛行操作受付部４２１は、プロポ１０２の操作部に対する操作（動作指示）を受け付けたか否かを判定する。プロポ１０２の操作部に対する操作を受け付けたと判定した場合には、ステップＳ８０２に処理を進める。そうでない場合には、繰り返しステップＳ８０１を実行し、操作を受け付けるまで待機する。

【0080】

ステップＳ８０２では、プロポ１０２の通信設定部４２４は、ＲＡＭ３０３に記憶された通信設定６２０を参照し、受け付けた動作指示を送信するための通信方式を特定する。そして、無線ＬＡＮを介して通信する通信方式の場合には、プロポ１０２の無線ＬＡＮ通信制御部４２２がプライベートＩＰアドレス６１０を用いて、無線ＬＡＮを介して無人航空機１０１に動作指示を送信する（通信制御手段）。ステップＳ８０３では、無人航空機１０１の無線ＬＡＮ通信制御部４１２は、プロポ１０２から無線ＬＡＮを介して送信された動作指示を受信し、ステップＳ８０４では、無人航空機１０１の飛行制御部４１１は、動作指示に応じた飛行制御を実行する。

【0081】

一方、ステップＳ８０２で特定した通信方式が移動体通信網を介して通信する通信方式の場合には、プロポ１０２の移動体通信制御部４２３がグローバルＩＰアドレス６００を用いて、移動体通信網を介して無人航空機１０１に動作指示を送信する（通信制御手段）。ステップＳ８０３では、無人航空機１０１の移動体通信制御部４１３は、プロポ１０２から移動体通信網を介して送信された動作指示を受信し、ステップＳ８０４では、無人航空機１０１の飛行制御部４１１は、動作指示に応じた飛行制御を実行する。

【0082】

このように、現在の通信設定に応じてプロポ１０２から無人航空機１０１に対する通信方式を変更することができるので、ステップＳ７０４及びステップＳ７０６で通信設定が変更されると、それに応じた通信方式で随時通信することが可能となる。

【0083】

本実施形態では、プロポ１０２から通信状況を確認するものであったが、無人航空機１０１がプロポ１０２との通信状況を確認する形態であってもよい。すなわち、図５及び図７で説明した無人航空機１０１の処理とプロポ１０２の処理を入れ替えることによっても、実現可能である。この場合には、決定した通信方式を無人航空機１０１から当該通信方式でプロポ１０２に通知し、プロポ１０２が通信設定６２０に当該通信方式を記憶すればよい。第二の実施形態では、無人航空機１０１がプロポ１０２との通信状況を確認する形態の詳細について説明を行う。

【0084】

第二の実施形態におけるシステム構成は、前述した第一の実施形態と同様であるので説明を省略する。

【0085】

図９は、無人航空機１０１のハードウェア構成を示す図である。尚、図９に示す無人航空機１０１のハードウェア構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0086】

第二の実施形態における無人航空機１０１のハードウェア構成のうち、第一の実施形態と同様なものについては、第一の実施形態で用いた符合と同じ符号を付してある。よって、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略し、第一の実施形態とは異なる構成について説明を行う。

【0087】

ＲＣ通信用ＢＢユニット９００は、特定の周波数帯の電波を用いた無線通信を行うためのベースバンドユニットである。尚、移動体通信用ＢＢユニット２４０及び移動体通信用ＲＦユニット２４１も無線通信であるが、周波数帯や通信プロトコルが異なる。また、第二の実施形態でいう特定の周波数帯とは、例えば、２７ＭＨｚ帯、４０ＭＨｚ帯、７２ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯等の、日本国の電波法等で利用が許可されている周波数帯である。以下、この周波数帯の電波を用いた無線通信をラジオコントロール通信（ＲＣ通信）と称する。一方、通信事業者が提供する移動体通信サービスを利用する通信を、移動体通信と称する。ＲＣ通信用ＢＢユニット９００は、送信したいデータや信号からベースバンド信号を生成して変復調回路へ送出することができる。更に、受信したベースバンド信号から元のデータや信号を得ることができる。

【0088】

また、ＲＣ通信用ＲＦユニット９０１は、ＲＣ通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。ＲＣ通信用ＲＦユニット９０１は、ＲＣ通信用ＢＢユニット９００から送出されたベースバンド信号を特定の周波数帯の電波に変調してアンテナから送信することができる。更に、特定の周波数帯の電波の信号を受信すると、これをベースバンド信号に復調することができる。

【0089】

図１０は、プロポ１０２のハードウェア構成を示す図である。尚、図１０に示すプロポ１０２のハードウェア構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0090】

第二の実施形態におけるプロポ１０２のハードウェア構成のうち、第一の実施形態と同様なものについては、第一の実施形態で用いた符合と同じ符号を付してある。よって、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略し、第一の実施形態とは異なる構成について説明を行う。

【0091】

ＲＣ通信用ＢＢユニット１０００は、ＲＣ通信を行うためのベースバンドユニットである。ＲＣ通信用ＢＢユニット９００は、送信したいデータや信号からベースバンド信号を生成して変復調回路へ送出することができる。更に、受信したベースバンド信号から元のデータや信号を得ることができる。

【0092】

また、ＲＣ通信用ＲＦユニット１００１は、ＲＣ通信を行うためのＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）ユニットである。ＲＣ通信用ＲＦユニット１００１は、ＲＣ通信用ＢＢユニット１０００から送出されたベースバンド信号を特定の周波数帯の電波に変調してアンテナから送信することができる。更に、特定の周波数帯の電波の信号を受信すると、これをベースバンド信号に復調することができる。

【0093】

図１１は、無人航空機１０１及びプロポ１０２の機能構成の一例を示す図である。尚、図１１に示す無人航空機１０１及びプロポ１０２の機能構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0094】

第二の実施形態における無人航空機１０１及びプロポ１０２の機能構成のうち、第一の実施形態と同様なものについては、第一の実施形態で用いた符合と同じ符号を付してある。よって、第一の実施形態と同様の構成については説明を省略し、第一の実施形態とは異なる構成について説明を行う。

【0095】

無人航空機１０１は機能部として、飛行制御部４１１、ＲＣ通信制御部１１１２、移動体通信制御部４１３、ＧＰＳ制御部４１４、センサ制御部４１５、撮像制御部４１６、通信設定部１１１７、電波強度測定部１１１８を備える。

【0096】

ＲＣ通信制御部１１１２は、プロポ１０２との間で特定の周波数帯の電波を用いたＲＣ通信を行うための機能部である。ＲＣ通信制御部１１１２は、ＲＣ通信用ＢＢユニット９００及びＲＣ通信用ＲＦユニット９０１を制御し、特定の周波数帯に変調して信号を送信、また特定の周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。

【0097】

通信設定部１１１７は、無人航空機１０１とプロポ１０２との間の通信方式（通信方法）の設定を行うための機能部である。無人航空機１０１から送信する指示は、通信設定部１１１７で設定された通信方式で送信される。本実施形態では、ＲＣ通信方式と移動体通信方式の２つが存在するが、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で通信が可能であれば、他の通信方式であってもよい。例えば、第一の実施形態と同様に、無線ＬＡＮ通信や衛星通信といった通信方式であってもよい。

【0098】

電波強度測定部１１１８は、プロポ１０２から発信された電波の強度を測定するための機能部である。具体的には、プロポ１０２のＲＣ通信用ＲＦユニット１００１または移動体通信用ＲＦユニット３４１から発信された電波を、ＲＣ通信用ＲＦユニット９０１または移動体通信用ＲＦユニット２４１で受信するとその受信した電波の強度を測定する機能部である。電波の強度を測定する方法は従来技術を用いるものとし、詳細な説明は省略する。

【0099】

またプロポ１０２は機能部として、飛行操作受付部４２１、ＲＣ通信制御部１１２２、移動体通信制御部４２３、通信設定部４２４を備える。

【0100】

ＲＣ通信制御部１１２２は、無人航空機１０１との間で特定の周波数帯の電波を用いたＲＣ通信を行うための機能部である。ＲＣ通信制御部１１２２は、ＲＣ通信用ＢＢユニット１０００及びＲＣ通信用ＲＦユニット１００１を制御し、特定の周波数帯の電波に変調して信号を送信、また特定の周波数帯の信号を受信するとこれを復調する。

【0101】

図１２は、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で行われる事前設定の流れを示すフローチャートである。図１２のフローチャートでは、無人航空機１０１及びプロポ１０２の処理の流れを実線の矢印で示している。また、破線の矢印は無人航空機１０１とプロポ１０２との間のデータの流れを示している。尚、図１２に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0102】

以下説明するＳ１２０１、Ｓ１２０２、Ｓ１２０５乃至Ｓ１２０７の各ステップは、無人航空機１０１のＣＰＵ２０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。また、Ｓ１２０３、Ｓ１２０４、Ｓ１２０８、Ｓ１２０９の各ステップは、プロポ１０２のＣＰＵ３０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

【0103】

ステップＳ１２０１では、無人航空機１０１の移動体通信制御部４１３は、移動体通信網におけるグローバルＩＰアドレスを取得する。グローバルＩＰアドレスを取得する方法は特に問わない。無人航空機１０１に挿入されているＳＩＭカード２２１に対応する通信事業者のグローバルＩＰアドレスが取得できればよい。尚、プロポ１０２に何度もグローバルＩＰアドレスを通知しなくてもよいように、固定ＩＰアドレスであることが望ましい。

【0104】

グローバルＩＰアドレスを取得したら、無人航空機１０１の通信設定部１１１７は、無人航空機１０１の外部メモリ２８０に記憶された設定情報１３００（図１３参照）の無人航空機通信先１３０１に、取得したグローバルＩＰアドレスを格納する。

【0105】

設定情報１３００は、無人航空機１０１及びプロポ１０２のそれぞれが、各自の設定を記憶する情報である。無人航空機通信先１３０１は、無人航空機１０１のグローバルＩＰアドレスを格納する設定項目である。プロポ通信先１３０２は、プロポ１０２のグローバルＩＰアドレスを格納する設定項目である。ペアリング情報１３０３は、無人航空機１０１とプロポ１０２とがペアリングする際に用いる情報を格納する設定項目である。通信設定１３０４は、無人航空機１０１及びプロポ１０２がどのような通信方式で相手先と通信するのかを示す情報を格納する設定項目である。初期値は“ＲＣ通信”である。

【0106】

ステップＳ１２０２では、無人航空機１０１の通信設定部１１１７は、無人航空機１０１を操縦するプロポ１０２からペアリングの要求があるまで受付状態とする。

【0107】

一方、ステップＳ１２０３では、プロポ１０２の移動体通信制御部４２３は、移動体通信網におけるグローバルＩＰアドレスを取得する。ステップＳ１２０１と同様に、グローバルＩＰアドレスを取得する方法は特に問わない。プロポ１０２に挿入されているＳＩＭカード２２１に対応する通信事業者のグローバルＩＰアドレスが取得できればよい。尚、無人航空機１０１に何度もグローバルＩＰアドレスを通知しなくてもよいように、固定ＩＰアドレスであることが望ましい。

【0108】

グローバルＩＰアドレスを取得したら、プロポ１０２の通信設定部４２４は、プロポ１０２の外部メモリ３５０に記憶された設定情報１３００のプロポ通信先１３０２に、取得したグローバルＩＰアドレスを格納する。

【0109】

ステップＳ１２０４では、プロポ１０２の通信設定部４２４は、無人航空機１０１とペアリングを実行するべく、プロポ１０２にあらかじめ記憶されているペアリング情報１３０３（図１３参照）を取得する。ペアリング情報１３０３は、プロポ１０２の外部メモリ３５０にあらかじめ記憶された情報であり、本実施形態では設定情報１３００の１つとして記憶されている。ペアリング情報１３０３はプロポ１０２を一意に識別可能な情報であれば、どのような情報であってもよい。そして、ステップＳ１２０３で取得したプロポ１０２のグローバルＩＰアドレスと、取得したペアリング情報とをＲＣ通信制御部１１２２の機能によって無人航空機１０１に送信する。すなわち、ペアリング要求を送信する。

【0110】

ステップＳ１２０５では、無人航空機１０１のＲＣ通信制御部１１１２は、プロポ１０２のＲＣ通信制御部１１２２が送信したペアリング要求を検知し、これを受信する。すなわち、プロポ１０２が送信したプロポ１０２のグローバルＩＰアドレスとペアリング情報とを受信する。

【0111】

ステップＳ１２０６では、無人航空機１０１の通信設定部１１１７は、ステップＳ１２０５で受信したプロポ１０２のグローバルＩＰアドレスとペアリング情報とを、それぞれ無人航空機１０１の設定情報１３００に格納する。すなわち、無人航空機１０１の外部メモリ２８０に記憶されたプロポ通信先１３０２にプロポ１０２のグローバルＩＰアドレスを格納し、ペアリング情報１３０３に受信したペアリング情報を格納する。

【0112】

ステップＳ１２０７では、無人航空機１０１の移動体通信制御部４１３は、無人航空機１０１に記憶された設定情報１３００を参照し、無人航空機通信先１３０１に格納されたグローバルＩＰアドレスを取得する。そして、これをプロポ通信先１３０２が示すグローバルＩＰアドレスに向けて送信する。本実施形態では、ペアリング要求のあったプロポ１０２に対して移動体通信網を介して無人航空機１０１のグローバルＩＰアドレスを送信しているが、これはプロポ１０２から受信したグローバルＩＰアドレスで通信可能か否かを確認するために送信している。つまり、この確認が不要であれば、ＲＣ通信制御部１１１２の機能によって送信してもよい。無人航空機１０１のグローバルＩＰアドレスの送信が完了したら、無人航空機１０１における事前設定を終了する。

【0113】

ステップＳ１２０８では、プロポ１０２の移動体通信制御部４２３は、無人航空機１０１から送信された無人航空機１０１のグローバルＩＰアドレスを受信する。そして、ステップＳ１２０９では、プロポ１０２に通信設定部４２４は、受信した無人航空機１０１のグローバルＩＰアドレスを、プロポ１０２の設定情報１３００に格納する。すなわち、設定情報１３００の無人航空機通信先１３０１に、受信したグローバルＩＰアドレスを格納する。

【0114】

以上のようにすることで、無人航空機１０１とプロポ１０２との間でペアリングが完了し、更にお互いのグローバルＩＰアドレスを交換することが可能となる。

【0115】

図１４は、無人航空機１０１からプロポ１０２に対して通信状況の確認を行う流れを示すフローチャートである。尚、図１４に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0116】

以下説明するＳ１４０１乃至Ｓ１４１３の各ステップは、プロポ１０２のＣＰＵ３０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

【0117】

プロポ１０２からの指示に応じて無人航空機１０１が飛行動作を開始すると、図１４に示す一連の処理を繰り返し実行する。こうすることにより、無人航空機１０１は逐一、プロポ１０２との通信状況の確認を行う。

【0118】

ステップＳ１４０１では、無人航空機１０１のＲＣ通信制御部１１１２または移動体通信制御部４１３は、プロポ１０２から無人航空機１０１の動作指示を受信する。この動作指示には、発信側のプロポ１０２が保持するペアリング情報が含まれている。更に、プロポ１０２からの動作指示は、無人航空機１０１の通信設定１３０４が示す通信方式で受け付けるものとする。例えば、通信設定１３０４が“ＲＣ通信（第一の通信方式）”である場合には、ＲＣ通信制御部１１１２の機能によりプロポ１０２からの動作指示を受け付ける。また、通信設定１３０４が“移動体通信（第二の通信方式）”である場合には、移動体通信制御部４１３の機能によりプロポ１０２からの動作指示を受け付ける。

【0119】

ステップＳ１４０２では、無人航空機１０１の通信設定部１１１７は、ステップＳ１４０１で受信した動作指示に含まれるペアリング情報と、無人航空機１０１が記憶するペアリング情報１３０３とを比較し、これが一致するか否かを判定する。ペアリング情報が一致すると判定した場合には、ステップＳ１４０３に処理を進める。ペアリング情報が一致しないと判定した場合には、ステップＳ１４０１に処理を戻す。こうすることで、ペアリングされていないプロポ１０２から無人航空機１０１を操縦できないように制御できる。

【0120】

ステップＳ１４０３では、無人航空機１０１の飛行制御部４１１は、プロポ１０２から受信した動作指示に応じた飛行制御を実行する。

【0121】

ステップＳ１４０４では、無人航空機１０１の飛行制御部４１１は、ステップＳ１４０３で実行した飛行制御によって、無人航空機１０１のプロペラ２１３の動作が停止したか否かを判定する。すなわち、モータ２１２が停止したか否かを判定する。これにより、無人航空機１０１が着陸しているか否かを判別する。更に無人航空機１０１のセンサ２６０を用いて無人航空機１０１の高度を取得し、着陸しているか否かを判定してもよいし、カメラ２７１から取得した画像を処理することで着陸しているか否かを判定してもよい。プロペラ２１３の動作が停止した、すなわち着陸したと判定した場合には、ステップＳ１４１０に処理を進める。プロペラ２１３の動作が停止していない、すなわち着陸していないと判定した場合には、ステップＳ１４０５に処理を進める。

【0122】

着陸した場合よりも先に着陸していない場合について説明する。ステップＳ１４０５では、無人航空機１０１の電波強度測定部１１１８は、ステップＳ１４０１で受信した電波の強度を測定する。ここで測定する電波は、無人航空機１０１の通信設定１３０４が“ＲＣ通信”であればプロポ１０２から発信された電波であり、“移動体通信”であれば通信事業者の基地局から発信された電波である。

【0123】

ステップＳ１４０６では、無人航空機１０１の電波強度測定部１１１８は、ステップＳ１４０５で測定した電波強度が、所定の閾値以下であるか否かを判定する。閾値は通信状況が悪いと判断するための閾値である。あらかじめ通信方式ごとに閾値を設定しておくものとし、現在の通信方式に対応する閾値を用いて判定を行う。すなわち、本実施形態であれば通信設定１３０４が“ＲＣ通信”の場合の閾値と、通信設定１３０４が“移動体通信”の場合の閾値とを設ける。尚、前述した判定の方法はあくまで一例であり、所定の閾値より小さいか否かを判定してもよいし、逆に所定の閾値以上であるか否か、所定の閾値より大きいか否かを判定してもよい。電波強度が所定の閾値以下である、すなわち通信状況が悪いと判定した場合には、ステップＳ１４０８に処理を進める。そうでない場合、すなわち通信状況がよいと判定した場合には、ステップＳ１４０１に処理を戻す。

【0124】

ステップＳ１４０７では、無人航空機１０１の飛行制御部４１１は、無人航空機１０１がホバリングするように、プロペラ２１３の回転を制御する。後述するステップＳ１４０８及びステップＳ１４０９を経て、ステップＳ１４０１で動作指示を受信するまでホバリングしておく。こうすることで、通信方式の切り替えによって一時的にプロポ１０２からの動作指示が中断されたとしても、無人航空機１０１が墜落しないように制御することができる。

【0125】

ステップＳ１４０８では、無人航空機１０１の通信設定部１１１７は、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で用いる通信方式を、現在の通信方式とは異なる通信方式に切り替える。具体的には、無人航空機１０１の通信設定１３０４に格納された通信方式を別の通信方式に変更する。通信設定１３０４に“ＲＣ通信”と格納されているのであれば、これを“移動体通信”に切り替えたり、通信設定１３０４に“移動体通信”と格納されているのであれば、これを“ＲＣ通信”に切り替えたりする。

【0126】

ステップＳ１４０９では、無人航空機１０１の移動体通信制御部４１３は、プロポ１０２に対して通信方式を切り替えるよう指示を送信する。具体的には、無人航空機１０１のプロポ通信先１３０２に格納されたプロポ１０２のグローバルＩＰアドレスに向けて通信方式の切り替え指示を送信する。本実施形態では、移動体通信制御部４１３によって切り替え指示を送信するが、ＲＣ通信制御部１１１２によって送信してもよい。切り替え指示を送信したら、ステップＳ１４０１に処理を戻す。この切り替え指示により、プロポ１０２の通信設定１３０４も変更されるので、以後の動作指示は切り替え後の通信方式で送信されてくる。つまり、通信状況の悪い通信方式とは異なる通信方式に切り替えて、動作指示の送信・受信を行うことが可能となる。

【0127】

一方、ステップＳ１４０４でプロペラ２１３の回転が停止した、つまり無人航空機１０１が着陸したと判定した場合には、ステップＳ１４１０では、無人航空機１０１の通信設定部１１１７は、現在の通信方式が移動体通信であるか否かを判定する。すなわち、無人航空機１０１の通信設定１３０４を参照し、“移動体通信”と格納されているか否かを判定する。現在の通信方式が移動体通信であると判定した場合には、ステップＳ１４１１に処理を進める。現在の通信方式が移動体通信でないと判定した場合には、ステップＳ１４０１に処理を進める。

【0128】

ステップＳ１４１１では、無人航空機１０１の通信設定部１１１７は、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で用いる通信方式を、特定の周波数帯の電波を用いた通信に切り替える。具体的には、無人航空機１０１の通信設定１３０４に格納された通信方式を“ＲＣ通信”に変更する。

【0129】

そして、ステップＳ１４１２では、無人航空機１０１の移動体通信制御部４１３は、プロポ１０２に対してＲＣ通信方式に切り替えるよう指示を送信する。具体的には、無人航空機１０１のプロポ通信先１３０２に格納されたプロポ１０２のグローバルＩＰアドレスに向けてＲＣ通信方式に切り替えるよう指示を送信する。このようにすることで、離陸時には、特定の周波数帯の電波を用いた通信、つまりＲＣ通信によって動作指示の送受信を行うことが可能となるので、常に移動体通信網を利用するよりも通信料を安く抑えることができる。また、ユーザがＲＣ通信に切り替え忘れることがなくなる。ステップＳ１４１２が完了したら、ステップＳ１４０１に処理を戻す。無人航空機１０１の電源が切られたり、その他本一連の処理の終了指示があったりした場合にこの繰り返し処理を終了する。

【0130】

図１５は、プロポ１０２から無人航空機１０１に対して動作指示を送信する流れを示すフローチャートである。尚、図１５に示すフローチャートは一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例がある。

【0131】

以下説明するＳ１５０１乃至Ｓ１５０４の各ステップは、プロポ１０２のＣＰＵ３０１が各機能部を動作することにより実行される処理である。

【0132】

ステップＳ１５０１では、プロポ１０２の飛行操作受付部４２１は、プロポ１０２の操作部に対する操作（動作指示）を受け付けたか否かを判定する。プロポ１０２の操作部に対する操作を受け付けたと判定した場合には、ステップＳ１５０２に処理を進める。そうでない場合には、ステップＳ１５０３に処理を進める。

【0133】

ステップＳ１５０２では、プロポ１０２の通信設定部４２４は、プロポ１０２の通信設定１３０４を参照し、受け付けた動作指示を送信するための通信方式を特定する。そして、通信設定１３０４が“ＲＣ通信”である場合には、プロポ１０２のＲＣ通信制御部１１２２がペアリング情報１３０３を用いて、ＲＣ通信で無人航空機１０１に動作指示を送信する（通信制御手段）。一方、通信設定１３０４が“移動体通信”である場合には、プロポ１０２の移動体通信制御部４２３が無人航空機通信先１３０１に格納されたグローバルＩＰアドレスを用いて、移動体通信で無人航空機１０１に動作指示を送信する（通信制御手段）。

【0134】

ステップＳ１５０３では、プロポ１０２の移動体通信制御部４２３は、無人航空機１０１からの通信方式の切り替え指示を受信したか否かを判定する。前述したステップＳ１４０９またはステップＳ１４１３において送信された切り替え指示をプロポ１０２が受信したか否かを判定すればよい。通信方式の切り替え指示を受信したと判定した場合には、ステップＳ１５０４に処理を進める。そうでない場合には、ステップＳ１５０１に処理を戻す。

【0135】

ステップＳ１５０４では、プロポ１０２の通信設定部４２４は、無人航空機１０１とプロポ１０２との間で用いる通信方式を、現在の通信方式とは異なる通信方式に切り替える。具体的には、プロポ１０２の通信設定１３０４に格納された通信方式を別の通信方式に変更する。通信設定１３０４に“ＲＣ通信”と格納されているのであれば、これを“移動体通信”に切り替えたり、通信設定１３０４に“移動体通信”と格納されているのであれば、これを“ＲＣ通信”に切り替えたりする。このようにして、ステップＳ１５０２で動作指示を送信する際の通信方式を決定する。ステップＳ１５０４が完了したら、ステップＳ１５０１に処理を戻す。プロポ１０２の電源が切られたり、その他本一連の処理の終了指示があったりした場合にこの繰り返し処理を終了する。

【0136】

このように、無人航空機１０１がプロポ１０２との通信状況を確認することによって、通信方式を切り替える実施形態であってもよい。

【0137】

以上説明したように、本実施形態によれば、無人航空機と遠隔操作端末との間の通信方式を、通信状況に応じて決定することが可能となる。

【0138】

本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、１つの機器からなる装置に適用してもよい。

【0139】

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、システム或いは装置に直接、或いは遠隔から供給するものを含む。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合も本発明に含まれる。

【0140】

したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現（実行可能と）するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

【0141】

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。

【0142】

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどがある。また、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などもある。

【0143】

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、若しくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。

【0144】

また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

【0145】

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、ダウンロードした鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

【0146】

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。その他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

【0147】

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

【0148】

なお、前述した実施形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0149】

１０１ 無人航空機
１０２ プロポ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】