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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022142599
(43)【公開日】2022-09-30
(54)【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システム
(51)【国際特許分類】
H04W 40/20 20090101AFI20220922BHJP
H04W 84/18 20090101ALI20220922BHJP
H04W 40/12 20090101ALI20220922BHJP
G05D 1/10 20060101ALI20220922BHJP
【ＦＩ】
H04W40/20
H04W84/18
H04W40/12
G05D1/10
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021042830
(22)【出願日】2021-03-16
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-05-24
(71)【出願人】
【識別番号】501440684
【氏名又は名称】ソフトバンク株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】張 亮
(72)【発明者】
【氏名】熊倉 顕
(72)【発明者】
【氏名】前迫 敬介
(72)【発明者】
【氏名】太田 喜元
(72)【発明者】
【氏名】松浦 一樹
【テーマコード（参考）】
5H301
5K067
【Ｆターム（参考）】
5H301AA06
5H301BB10
5H301CC04
5H301CC07
5H301CC10
5H301DD05
5H301DD15
5H301GG09
5H301KK07
5H301LL11
5K067AA01
5K067AA23
5K067EE02
5K067EE16
5K067EE25
5K067JJ52
(57)【要約】
【課題】無線通信ネットワークの通信性能を向上させる。
【解決手段】本願に係る情報処理装置は、飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定部と、取得部によって取得された飛行情報と推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する決定部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】本願に係る情報処理装置は、飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定部と、取得部によって取得された飛行情報と推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する決定部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、
複数の前記飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定部と、
前記取得部によって取得された飛行情報と前記推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、前記メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する決定部と、
を備える情報処理装置。
複数の前記飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定部と、
前記取得部によって取得された飛行情報と前記推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、前記メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する決定部と、
を備える情報処理装置。
【請求項2】
前記取得部は、
前記飛行情報として、前記飛行体の位置を示す飛行体位置座標を取得し、
前記推定部は、
前記障害物情報として、前記障害物の位置を示す障害物位置座標を推定し、
前記決定部は、
前記取得部によって取得された飛行体位置座標と前記推定部によって推定された障害物位置座標とに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項１に記載の情報処理装置。
前記飛行情報として、前記飛行体の位置を示す飛行体位置座標を取得し、
前記推定部は、
前記障害物情報として、前記障害物の位置を示す障害物位置座標を推定し、
前記決定部は、
前記取得部によって取得された飛行体位置座標と前記推定部によって推定された障害物位置座標とに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項3】
前記推定部は、
前記飛行体の周辺の地図情報に基づいて、前記障害物位置座標を推定する、
請求項２に記載の情報処理装置。
前記飛行体の周辺の地図情報に基づいて、前記障害物位置座標を推定する、
請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項4】
前記推定部は、
前記飛行体が備える撮像部によって撮影された画像に基づいて、移動する前記障害物である移動障害物の前記障害物位置座標を推定する、
請求項２または３に記載の情報処理装置。
前記飛行体が備える撮像部によって撮影された画像に基づいて、移動する前記障害物である移動障害物の前記障害物位置座標を推定する、
請求項２または３に記載の情報処理装置。
【請求項5】
前記推定部は、
異なる複数の時刻それぞれにおける前記画像に基づいて、前記移動障害物の移動速度および前記異なる複数の時刻それぞれにおける前記移動障害物の移動位置座標を推定し、推定した前記移動速度および前記移動位置座標に基づいて、前記移動障害物の前記障害物位置座標を推定する、
請求項４に記載の情報処理装置。
異なる複数の時刻それぞれにおける前記画像に基づいて、前記移動障害物の移動速度および前記異なる複数の時刻それぞれにおける前記移動障害物の移動位置座標を推定し、推定した前記移動速度および前記移動位置座標に基づいて、前記移動障害物の前記障害物位置座標を推定する、
請求項４に記載の情報処理装置。
【請求項6】
前記推定部は、
前記障害物情報として、前記障害物によって前記通信経路が妨げられる障害物影響時間を推定し、
前記決定部は、
前記推定部によって推定された障害物影響時間に基づいて、前記障害物影響時間に前記障害物を迂回する前記迂回通信経路を決定する、
請求項１～５のいずれか１つに記載の情報処理装置。
前記障害物情報として、前記障害物によって前記通信経路が妨げられる障害物影響時間を推定し、
前記決定部は、
前記推定部によって推定された障害物影響時間に基づいて、前記障害物影響時間に前記障害物を迂回する前記迂回通信経路を決定する、
請求項１～５のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項7】
前記取得部は、
前記飛行情報として、前記飛行体の速度を示す飛行体速度および前記飛行体の位置を示す飛行体位置座標を取得し、
前記推定部は、
前記飛行体速度と前記障害物の速度を示す障害物速度との相対速度、および前記飛行体位置座標と前記障害物の位置を示す障害物位置座標との相対位置座標を推定し、前記相対速度と前記相対位置座標とに基づいて、前記障害物影響時間を推定する、
請求項６に記載の情報処理装置。
前記飛行情報として、前記飛行体の速度を示す飛行体速度および前記飛行体の位置を示す飛行体位置座標を取得し、
前記推定部は、
前記飛行体速度と前記障害物の速度を示す障害物速度との相対速度、および前記飛行体位置座標と前記障害物の位置を示す障害物位置座標との相対位置座標を推定し、前記相対速度と前記相対位置座標とに基づいて、前記障害物影響時間を推定する、
請求項６に記載の情報処理装置。
【請求項8】
前記決定部は、
前記飛行体の間を結ぶ無線通信経路の重みに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項１～７のいずれか１つに記載の情報処理装置。
前記飛行体の間を結ぶ無線通信経路の重みに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項１～７のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項9】
前記決定部は、
前記重みの総和が最小となる前記無線通信経路の組み合わせに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項８に記載の情報処理装置。
前記重みの総和が最小となる前記無線通信経路の組み合わせに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項10】
前記決定部は、
前記無線通信経路の通信にかかる通信コストに基づいて決定される前記重みに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項８または９に記載の情報処理装置。
前記無線通信経路の通信にかかる通信コストに基づいて決定される前記重みに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項８または９に記載の情報処理装置。
【請求項11】
前記決定部は、
前記通信コストとして、前記無線通信経路における無線電波受信品質、通信帯域、伝送遅延、無線フレームロス率のうち少なくともいずれか１つに基づいて決定される前記重みに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項１０に記載の情報処理装置。
前記通信コストとして、前記無線通信経路における無線電波受信品質、通信帯域、伝送遅延、無線フレームロス率のうち少なくともいずれか１つに基づいて決定される前記重みに基づいて、前記迂回通信経路を決定する、
請求項１０に記載の情報処理装置。
【請求項12】
前記決定部は、
複数の前記飛行体の間に前記障害物が存在しない前記迂回通信経路を決定する、
請求項１～１１のいずれか１つに記載の情報処理装置。
複数の前記飛行体の間に前記障害物が存在しない前記迂回通信経路を決定する、
請求項１～１１のいずれか１つに記載の情報処理装置。
【請求項13】
コンピュータが実行する情報処理方法であって、
飛行体に関する飛行情報を取得する取得工程と、
複数の前記飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定工程と、
前記取得工程によって取得された飛行情報と前記推定工程によって推定された障害物情報とに基づいて、前記メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する決定工程と、
を含む情報処理方法。
飛行体に関する飛行情報を取得する取得工程と、
複数の前記飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定工程と、
前記取得工程によって取得された飛行情報と前記推定工程によって推定された障害物情報とに基づいて、前記メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する決定工程と、
を含む情報処理方法。
【請求項14】
メッシュネットワークを形成する複数の飛行体と、情報処理装置と、
を備える情報処理システムであって、
前記飛行体は、
前記飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、
前記メッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定部と、
を備え、
前記情報処理装置は、
前記取得部によって取得された飛行情報と前記推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、前記メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する、
情報処理システム。
を備える情報処理システムであって、
前記飛行体は、
前記飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、
前記メッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定部と、
を備え、
前記情報処理装置は、
前記取得部によって取得された飛行情報と前記推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、前記メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する、
情報処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、無線通信ネットワークの通信経路を決定するための様々な技術が知られている。例えば、ダイクストラ法を用いて、メッシュネットワークのノードを相互接続するための無線通信ルートを決定する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１８／１８０５３４号
【特許文献2】特表２０２０－５３６４０９号公報
【特許文献3】特開２０１６－８２５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
無線通信ネットワークの通信性能を向上させる技術が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態に係る情報処理装置は、飛行体に関する飛行情報を取得する取得部と、複数の前記飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する推定部と、前記取得部によって取得された飛行情報と前記推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、前記メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する決定部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下に、本願に係る情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システムを実施するための形態（以下、「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係る情報処理装置、情報処理方法及び情報処理システムが限定されるものではない。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
【0008】
（実施形態）
〔１．はじめに〕
図１は、実施形態に係る高周波帯メッシュ型無線ネットワークの一例を示す図である。高周波帯とは、具体的には、サブシックス（Ｓｕｂ６）と呼ばれる６ＧＨｚ未満の帯域（例えば、３．６ＧＨｚ～４．６ＧＨｚ）やミリ波（２７ＧＨｚ～３０ＧＨｚ）などのいわゆる第５世代通信方式（５Ｇ）で用いられる電波の周波数帯域のことを指す。本願明細書では、高周波帯メッシュ型無線ネットワークのことを単に「メッシュネットワーク」と記載する場合がある。
〔１．はじめに〕
図１は、実施形態に係る高周波帯メッシュ型無線ネットワークの一例を示す図である。高周波帯とは、具体的には、サブシックス（Ｓｕｂ６）と呼ばれる６ＧＨｚ未満の帯域（例えば、３．６ＧＨｚ～４．６ＧＨｚ）やミリ波（２７ＧＨｚ～３０ＧＨｚ）などのいわゆる第５世代通信方式（５Ｇ）で用いられる電波の周波数帯域のことを指す。本願明細書では、高周波帯メッシュ型無線ネットワークのことを単に「メッシュネットワーク」と記載する場合がある。
【0009】
図１に示すメッシュネットワークＭＮは、地上のコアネットワークと上空の無線通信基地局を接続する地上ＧＷ（gateway）と、上空の無線通信基地局に相当する飛行体装置５０－１～５０－４と、地上に位置する利用者の端末装置（図１ではバスや船）によって形成される。図１に示すメッシュネットワークＭＮは、長距離無線通信を行う。なお、以下の説明において、飛行体装置５０－１～５０－４を互いに区別する必要の無い場合には、符号のうちハイフンから後ろを省略することにより、これらを飛行体装置５０と総称する。
【0010】
図１に示す例では、地上ＧＷと飛行体装置５０－１が相互に無線通信する通信経路をフィーダーリンクと呼ぶ。また、飛行体装置５０－１～５０－４が相互に無線通信する通信経路をメッシュリンクと呼ぶ。また、飛行体装置５０－１～５０－４それぞれと地上に位置する利用者の端末装置とが相互に無線通信する通信経路をサービスリンクと呼ぶ。
【0011】
図１に示すような高周波帯メッシュ型無線ネットワークでは、無線通信に用いられる電波の周波数が高く（波長が短く）、電波の直進性が高いため、通信経路上にビルなどの障害物があると電波が届きにくい（つまり、通信が遮断されやすい）場合がある。
【0012】
これに対し、本願に係る情報処理装置（実施形態では飛行体装置５０）は、飛行体に関する飛行情報を取得する。また、情報処理装置は、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する。そして、情報処理装置（実施形態では情報処理装置１００）は、取得された飛行情報と推定された障害物情報とに基づいて、メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する。なお、本願明細書において、「通信経路を妨げる障害物」とは、通信経路を実際に妨げる障害物であってもよいし、通信経路を妨げる可能性がある障害物であってもよい。
【0013】
これにより、本願に係る情報処理装置は、無線通信ネットワークの通信経路上の障害物およびその影響時間を予測して、事前に迂回通信経路を決定し、障害物の影響時間に迂回通信経路に通信経路を切り替えることで、障害物による通信の遮断を回避することができる。したがって、本願に係る情報処理装置は、無線通信ネットワーク（例えば、高周波帯メッシュ型無線ネットワーク）の通信性能を向上させることができる。
【0014】
〔２．情報処理システムの構成例〕
まず、図２を用いて、実施形態に係る情報処理システムの構成例について説明する。図２は、実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。情報処理システム１は、メッシュネットワークを形成する複数の飛行体装置５０と、情報処理装置１００と、を備える。飛行体装置５０と情報処理装置１００とは所定のネットワークＮを介して、有線または無線により通信可能に接続される。なお、図２に示す情報処理システム１には、任意の数の飛行体装置５０と任意の数の情報処理装置１００とが含まれてもよい。また、以下では、飛行体装置５０のことを単に「飛行体」と記載する場合がある。
まず、図２を用いて、実施形態に係る情報処理システムの構成例について説明する。図２は、実施形態に係る情報処理システムの構成例を示す図である。情報処理システム１は、メッシュネットワークを形成する複数の飛行体装置５０と、情報処理装置１００と、を備える。飛行体装置５０と情報処理装置１００とは所定のネットワークＮを介して、有線または無線により通信可能に接続される。なお、図２に示す情報処理システム１には、任意の数の飛行体装置５０と任意の数の情報処理装置１００とが含まれてもよい。また、以下では、飛行体装置５０のことを単に「飛行体」と記載する場合がある。
【0015】
飛行体装置５０は、図１に示すようなメッシュネットワークを形成する通信基地局として機能し、高高度（例えば、成層圏）を飛び続ける無人飛行機である。具体的には、例えば、飛行体装置５０は、高高度基盤ステーション（ＨＡＰＳ：High Altitude Platform Station）やドローンなどの無人飛行機であってよい。飛行体装置５０は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の無線通信に対応した携帯電話基地局であるｅＮＢ（evolved Node B）や第５世代通信方式（５Ｇ）における無線基地局であるｇＮＢ（next Generation Node B）として機能してよい。また、飛行体装置５０は、メッシュネットワークの通信データを転送処理するネットワーク処理装置を搭載してよい。
【0016】
情報処理装置１００は、飛行体装置５０の飛行情報（位置および速度）に基づいて、通信経路のネットワークトポロジーを作成し、通信経路を算出する情報処理装置である。情報処理装置１００は、通信経路を算出すると、算出した通信経路に基づいて飛行する飛行命令を飛行体装置５０に送信する。具体的には、情報処理装置１００は、飛行情報と障害物情報とに基づいて、障害物の影響を低減し得るメッシュネットワークの通信経路（迂回通信経路ともいう。）を決定する。なお、情報処理装置１００は、ＳＤＮ（Software Defined Networking）コントローラの役割を果たす。なお、情報処理装置１００は、例えば、障害物を物理的に迂回する飛行体５０により構成される通信経路を迂回通信経路として決定してもよい。また、情報処理装置１００は、例えば、障害物の影響がないか、実質的に影響のない通信状態である通信経路を迂回通信経路として決定してもよい。
【0017】
〔３．飛行体装置の構成例〕
次に、図３を用いて、実施形態に係る飛行体装置５０の構成について説明する。図３は、実施形態に係る飛行体装置５０の構成例を示す図である。図３に示すように、飛行体装置５０は、ネットワーク装置２０と、複数のアンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）と、複数の無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）と、撮像部５１とを有する。飛行体装置５０の各部は、バス５２によって接続される。飛行体装置５０は、利用者の端末装置、地上ＧＷ、または隣接する他の飛行体装置５０それぞれと無線通信するために、複数のアンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）と、複数の無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）を備える。
次に、図３を用いて、実施形態に係る飛行体装置５０の構成について説明する。図３は、実施形態に係る飛行体装置５０の構成例を示す図である。図３に示すように、飛行体装置５０は、ネットワーク装置２０と、複数のアンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）と、複数の無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）と、撮像部５１とを有する。飛行体装置５０の各部は、バス５２によって接続される。飛行体装置５０は、利用者の端末装置、地上ＧＷ、または隣接する他の飛行体装置５０それぞれと無線通信するために、複数のアンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）と、複数の無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）を備える。
【0018】
なお、以下の説明において、アンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）を互いに区別する必要の無い場合には、符号のうちハイフンから後ろを省略することにより、これらをアンテナ装置３０と総称する。また、無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）を互いに区別する必要の無い場合には、符号のうちハイフンから後ろを省略することにより、これらを無線通信装置４０と総称する。
【0019】
ネットワーク装置２０は、情報を送受信する。例えば、ネットワーク装置２０は、メッシュネットワークＭＮを介して、メッシュネットワークを形成する他のノードへの情報を送信し、他のノードからの情報を受信する。例えば、他のノードは、コアネットワークノードおよび他の飛行体装置５０を含む。例えば、アンテナ装置３０は、メッシュネットワークＭＮを介して、他のノードから受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換して無線通信装置４０に送信する。無線通信装置４０は、アンテナ装置３０から受信したデジタルベースバンド信号を復調して、ＩＰパケットをネットワーク装置２０に送信する。ネットワーク装置２０は、無線通信装置４０からＩＰパケットを受信する。このように、ネットワーク装置２０は、他のノードからの情報（に基づくＩＰパケット）を受信する。
【0020】
また、ネットワーク装置２０は、他のノードへの情報に基づくＩＰパケットを無線通信装置４０に送信する。無線通信装置４０は、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットをデジタルベースバンド信号に変換してアンテナ装置３０に送信する。アンテナ装置３０は、無線通信装置４０から受信したデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換して、メッシュネットワークＭＮを介して、他のノードへ送信する。このように、ネットワーク装置２０は、他のノードへの情報（に基づくＩＰパケット）を送信する。
【0021】
また、以下に述べるように、ネットワーク装置２０は、所定のネットワークＮを介して、メッシュネットワークにおける通信経路に関する情報を情報処理装置１００と送受信する。図３に示すように、ネットワーク装置２０は、通信部２１と、記憶部２２と、制御部２３とを有する。
【0022】
（通信部２１）
通信部２１は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。また、通信部２１は、ネットワークＮ（図２参照）と有線又は無線で接続される。
通信部２１は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。また、通信部２１は、ネットワークＮ（図２参照）と有線又は無線で接続される。
【0023】
（記憶部２２）
記憶部２２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。図３に示すように、記憶部２２は、通信経路管理表記憶部２２１を有する。
記憶部２２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。図３に示すように、記憶部２２は、通信経路管理表記憶部２２１を有する。
【0024】
（通信経路管理表記憶部２２１）
通信経路管理表記憶部２２１は、メッシュネットワークにおける通信経路に関する情報を記憶する。例えば、通信経路管理表記憶部２２１は、メッシュネットワークを形成する飛行体装置５０それぞれの各時刻における位置を示す飛行体位置座標および速度を示す飛行体速度に関する情報を記憶する。また、通信経路管理表記憶部２２１は、飛行体装置５０それぞれの各時刻における飛行方向を示す情報を記憶する。また、通信経路管理表記憶部２２１は、飛行体装置５０が各時刻に通信する他の飛行体装置５０や地上ＧＷ、地上コアネットワーク装置に関する情報を記憶する。
通信経路管理表記憶部２２１は、メッシュネットワークにおける通信経路に関する情報を記憶する。例えば、通信経路管理表記憶部２２１は、メッシュネットワークを形成する飛行体装置５０それぞれの各時刻における位置を示す飛行体位置座標および速度を示す飛行体速度に関する情報を記憶する。また、通信経路管理表記憶部２２１は、飛行体装置５０それぞれの各時刻における飛行方向を示す情報を記憶する。また、通信経路管理表記憶部２２１は、飛行体装置５０が各時刻に通信する他の飛行体装置５０や地上ＧＷ、地上コアネットワーク装置に関する情報を記憶する。
【0025】
（制御部２３）
制御部２３は、コントローラ（Controller）であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって、ネットワーク装置２０の内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム（情報処理プログラムの一例に相当）がＲＡＭ等の記憶領域を作業領域として実行されることにより実現される。図３に示す例では、制御部２３は、取得部２３１と、推定部２３２と、送信部２３３と、通信経路制御部２３４とを有する。
制御部２３は、コントローラ（Controller）であり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって、ネットワーク装置２０の内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム（情報処理プログラムの一例に相当）がＲＡＭ等の記憶領域を作業領域として実行されることにより実現される。図３に示す例では、制御部２３は、取得部２３１と、推定部２３２と、送信部２３３と、通信経路制御部２３４とを有する。
【0026】
（取得部２３１）
取得部２３１は、飛行体に関する飛行情報を取得する。具体的には、取得部２３１は、飛行情報の一例として、各時刻における飛行体の位置を示す飛行体位置座標および各時刻における飛行体の速度を示す飛行体速度を取得してよい。例えば、取得部２３１は、通信経路管理表記憶部２２１を参照して、各時刻における飛行体位置座標および飛行体速度を取得してよい。例えば、飛行体位置座標は、グローバル座標系における位置座標であってよい。また、飛行体速度は、グローバル座標系における速度であってよい。
取得部２３１は、飛行体に関する飛行情報を取得する。具体的には、取得部２３１は、飛行情報の一例として、各時刻における飛行体の位置を示す飛行体位置座標および各時刻における飛行体の速度を示す飛行体速度を取得してよい。例えば、取得部２３１は、通信経路管理表記憶部２２１を参照して、各時刻における飛行体位置座標および飛行体速度を取得してよい。例えば、飛行体位置座標は、グローバル座標系における位置座標であってよい。また、飛行体速度は、グローバル座標系における速度であってよい。
【0027】
（推定部２３２）
推定部２３２は、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する。ここから、図５を用いて、実施形態に係る障害物情報の推定処理について説明する。図５は、実施形態に係る障害物情報の推定処理の一例を説明するための図である。
推定部２３２は、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する。ここから、図５を用いて、実施形態に係る障害物情報の推定処理について説明する。図５は、実施形態に係る障害物情報の推定処理の一例を説明するための図である。
【0028】
図５に示す例では、飛行体装置５０－１および飛行体装置５０－２は、図１に例示するメッシュネットワークＭＮの一部を形成する。また、飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－２との間の通信経路上に、移動する障害物（以下、移動障害物ともいう）が近づいており、通信が遮断される恐れがある状況である。このとき、推定部２３２は、既存の映像解析技術を用いて、移動障害物による通信障害の発生および影響時刻を推定することができる。なお、移動障害物は、移動し、通信を遮断する可能性のある障害物であれば特に限定されない。移動障害物は、例えば、鳥の群れやドローンなどであってよい。以下では、本発明の一実施形態について、鳥の群れを移動障害物の例として説明する。
【0029】
図５に示す例では、推定部２３２は、飛行体が備える撮像部５１によって撮影された時間的に連続する連続画像を取得する。より具体的には、推定部２３２は、異なる複数の時刻に撮影された連続する画像を取得する。例えば、推定部２３２は、第１時刻に撮影された鳥の群れＯＢ１－１を含む第１画像と第２時刻（例えば、第１時刻より数秒後の時刻）に撮影された鳥の群れＯＢ１－２を含む第２画像を取得する。
【0030】
推定部２３２は、連続画像である第１画像と第２画像を取得すると、既存の映像解析技術を用いて、画像中の移動物体（移動障害物）を抽出する。例えば、推定部２３２は、背景差分方式を用いて、第１画像と第２画像の背景差分の差分処理に基づいて、第１画像と第２画像に含まれる移動物体（移動障害物）である鳥の群れを検出する。
【0031】
また、推定部２３２は、連続画像に含まれる移動物体（移動障害物）を検出すると、各画像に含まれる移動物体（移動障害物）の各撮影時刻におけるグローバル位置座標を推定する。例えば、推定部２３２は、各画像に含まれる個々の移動物体（移動障害物）の各撮影時刻におけるグローバル位置座標を推定する。続いて、推定部２３２は、各画像に含まれる移動物体（移動障害物）の重心位置を示すグローバル位置座標を推定する。ここで、重心位置とは、各画像に含まれる個々の移動物体（移動障害物）の位置座標の算術平均を指す。例えば、推定部２３２は、各撮影時刻における飛行体装置５０の撮像部５１（例えば、ＲＧＢカメラ）のグローバル位置座標、各画像に含まれる地上マーカーの画像中の位置座標とグローバル位置座標、および各画像に含まれる移動物体（移動障害物）の画像中の位置座標に基づいて、各画像に含まれる移動物体（移動障害物）の重心位置のグローバル位置座標を推定する。例えば、推定部２３２は、第１時刻における鳥の群れＯＢ１－１の重心位置のグローバル位置座標を推定してよい。また、例えば、推定部２３２は、第２時刻における鳥の群れＯＢ１－２の重心位置のグローバル位置座標を推定してよい。
【0032】
続いて、推定部２３２は、各連続画像に含まれる移動物体（移動障害物）の重心位置のグローバル位置座標を推定すると、移動物体（移動障害物）の移動量を算出する。例えば、推定部２３２は、第１時刻における移動障害物の重心位置のグローバル位置座標と第２時刻における移動障害物の重心位置のグローバル位置座標とに基づいて、移動物体（移動障害物）のグローバル座標系における移動量を算出する。具体的には、例えば、推定部２３２は、第１時刻における鳥の群れＯＢ１－１の重心位置のグローバル位置座標と第２時刻における鳥の群れＯＢ１－２の重心位置のグローバル位置座標とに基づいて、鳥の群れのグローバル座標系における移動量を算出してよい。
【0033】
続いて、推定部２３２は、移動物体（移動障害物）の移動量を算出すると、算出した移動量を移動物体（移動障害物）の移動時間で除することにより、移動物体（移動障害物）の移動速度を推定する。例えば、推定部２３２は、算出した鳥の群れの移動量を、第２時刻と第１時刻との時間差分で除することにより、鳥の群れの移動速度を推定する。
【0034】
続いて、推定部２３２は、移動物体（移動障害物）の移動速度を推定すると、飛行体の飛行体速度と移動障害物の移動速度との相対速度を算出する。図５に示す例では、簡単のため、飛行体装置５０－１および飛行体装置５０－２が鳥の群れに対して常に静止しているとする。このとき、推定部２３２は、例えば、飛行体装置５０－１の飛行体速度と鳥の群れの移動速度と相対速度として、鳥の群れの移動速度を算出してよい。
【0035】
また、推定部２３２は、取得部２３１が取得した飛行体装置５０－１の飛行体位置座標および飛行体装置５０－２の飛行体位置座標に基づいて、飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－２の間の通信経路上の各点における通信経路位置座標を算出する。
【0036】
また、推定部２３２は、第２時刻における鳥の群れＯＢ１－２の重心位置のグローバル位置座標、および飛行体装置５０－１の飛行体速度と鳥の群れの移動速度と相対速度に基づいて、各時刻における鳥の群れの重心位置のグローバル位置座標を算出する。
【0037】
続いて、推定部２３２は、算出した通信経路位置座標と各時刻における鳥の群れの重心位置のグローバル位置座標とに基づいて、通信経路位置座標と鳥の群れ（図５に示す鳥の群れＯＢ１－３）の重心位置のグローバル位置座標とが交差する交差点の交差点位置座標を算出する。ここで、交差点位置座標は、メッシュネットワークＭＮを形成する飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－２の間の通信経路を妨げる移動障害物の障害物位置座標に対応する。
【0038】
また、推定部２３２は、算出した通信経路位置座標と各時刻における鳥の群れの重心位置のグローバル位置座標とに基づいて、通信経路位置座標と鳥の群れの重心位置のグローバル位置座標とが交差する時間（交差時間ともいう。）を算出する。ここで、交差時間は、メッシュネットワークにおける通信経路を妨げる移動障害物によって飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－２の間の通信経路が遮断される時間（障害物影響時間ともいう。）に相当する。なお、障害物影響時間については後述する。
【0039】
上述したように、推定部２３２は、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークＭＮにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報の一例として、障害物の速度を示す障害物速度を推定する。例えば、推定部２３２は、飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－２との間の通信経路を妨げる移動障害物である鳥の群れの移動速度を推定してよい。また、推定部２３２は、障害物情報の一例として、メッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物の位置を示す障害物位置座標を算出する。例えば、推定部２３２は、交差点位置座標を算出してよい。また、推定部２３２は、飛行体の飛行体速度と障害物速度との相対速度を算出する。例えば、推定部２３２は、飛行体の飛行体速度と比較することにより、相対速度として鳥の群れの移動速度を算出してもよい。また、推定部２３２は、飛行体の飛行体位置座標と障害物位置座標との相対位置座標を算出する。例えば、推定部２３２は、飛行体の飛行体位置座標と比較することにより、相対位置座標として通信経路位置座標を算出してもよい。また、推定部２３２は、算出した相対速度と相対位置座標とに基づいて、障害物影響時間を推定する。例えば、推定部２３２は、鳥の群れの移動速度と通信経路位置座標とに基づいて、飛行体と鳥の群れとの交差時間を推定してよい。
【0040】
（送信部２３３）
送信部２３３は、推定部２３２が障害物情報を推定すると、推定部２３２が推定した障害物情報と取得部２３１が取得した飛行情報を情報処理装置１００に送信する。例えば、送信部２３３は、推定部２３２が推定した障害物位置座標および障害物影響時間に関する障害物情報を情報処理装置１００に送信する。また、送信部２３３は、取得部２３１が取得した各時刻における飛行体位置座標および飛行体速度に関する飛行情報を情報処理装置１００に送信する。なお、情報処理装置１００が飛行情報を保持している場合には、送信部２３３は、障害物情報のみを情報処理装置１００に送信してよい。
送信部２３３は、推定部２３２が障害物情報を推定すると、推定部２３２が推定した障害物情報と取得部２３１が取得した飛行情報を情報処理装置１００に送信する。例えば、送信部２３３は、推定部２３２が推定した障害物位置座標および障害物影響時間に関する障害物情報を情報処理装置１００に送信する。また、送信部２３３は、取得部２３１が取得した各時刻における飛行体位置座標および飛行体速度に関する飛行情報を情報処理装置１００に送信する。なお、情報処理装置１００が飛行情報を保持している場合には、送信部２３３は、障害物情報のみを情報処理装置１００に送信してよい。
【0041】
（通信経路制御部２３４）
通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を情報処理装置１００から受信する。通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を受信すると、受信した経路切替え命令を通信経路管理表記憶部２２１に記憶された通信経路管理表に反映する。
通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を情報処理装置１００から受信する。通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を受信すると、受信した経路切替え命令を通信経路管理表記憶部２２１に記憶された通信経路管理表に反映する。
【0042】
また、通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を反映した通信経路表に基づいて、指定された時間に通信経路を迂回通信経路に切り替える。例えば、通信経路制御部２３４は、指定された時間の開始時刻になると、通常の通信経路から迂回通信経路に切り替える。また、通信経路制御部２３４は、指定された時間の終了時刻になると、迂回通信経路を元の通常の通信経路に切り替える。
【0043】
アンテナ装置３０は、電波（ＲＦ（Radio Frequency）信号ともいう）を送受信する。具体的には、アンテナ装置３０は、無線通信装置４０により出力されるデジタル信号を電波として空間に放射する。例えば、アンテナ装置３０は、無線通信装置４０から受信したデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換して、メッシュネットワークＭＮを介して、他のノードへ送信する。また、アンテナ装置３０は、空間の電波をデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を無線通信装置４０へ出力する。例えば、アンテナ装置３０は、メッシュネットワークＭＮを介して、他のノードから受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換して無線通信装置４０に送信する。なお、本実施形態のアンテナ装置３０は、複数のアンテナ素子を有し、ビームを形成し得る。
【0044】
また、アンテナ装置３０は、リモート無線装置（ＲＲＵ：Remote Radio Unit）またはリモート無線ヘッド（ＲＲＨ：Remote Radio Head）を備えてよい。例えば、ＲＲＵまたはＲＲＨは、無線通信装置４０が備えるベースバンドユニット（ＢＢＵ：Base Band Unit）からの各プロトコル処理されたデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換し、電力増幅して利用者の端末装置、地上ＧＷ、または隣接する他の飛行体装置５０に送信してよい。例えば、アンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）それぞれが備えるＲＲＵまたはＲＲＨは、無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）それぞれが備えるＢＢＵから受信したデジタルベースバンド信号をＲＦ信号に変換して、メッシュネットワークＭＮを介して、利用者の端末装置、地上ＧＷ、または隣接する他の飛行体装置５０－１～５０－４それぞれへ送信してよい。
【0045】
また、ＲＲＵまたはＲＲＨは、利用者の端末装置、地上ＧＷ、または隣接する他の飛行体装置５０から受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換してＢＢＵに送信してよい。例えば、アンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）それぞれが備えるＲＲＵまたはＲＲＨは、利用者の端末装置、地上ＧＷ、または隣接する他の飛行体装置５０－１～５０－４それぞれから受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換して無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）それぞれが備えるＢＢＵに送信してよい。また、ＢＢＵとＲＲＵ（またはＲＲＨ）は、標準仕様であるＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）に準拠した光インターフェース（図示略）で接続されてよい。
【0046】
無線通信装置４０は、デジタル信号を送受信する。例えば、無線通信装置４０は、アンテナ装置３０から受信したデジタルベースバンド信号を復調して、ＩＰパケットをネットワーク装置２０に送信する。また、無線通信装置４０は、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットをデジタルベースバンド信号に変換してアンテナ装置３０に送信する。例えば、無線通信装置４０は、ベースバンドユニット（ＢＢＵ）を備えてよい。例えば、ＢＢＵは、ＲＲＵまたはＲＲＨから受信したデジタルベースバンド信号を復調して、ＩＰパケットをネットワーク装置２０に送信してよい。例えば、無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）それぞれが備えるＢＢＵは、アンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）それぞれが備えるＲＲＵまたはＲＲＨから受信したデジタルベースバンド信号それぞれを復調して、ＩＰパケットそれぞれをネットワーク装置２０に送信してよい。また、ＢＢＵは、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットをデジタルベースバンド信号に変換してＲＲＵまたはＲＲＨに送信してよい。例えば、無線通信装置４０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）それぞれが備えるＢＢＵは、ネットワーク装置２０から受信したＩＰパケットそれぞれをデジタルベースバンド信号にそれぞれ変換してアンテナ装置３０－Ｎ（Ｎ＝１、２、３、…）それぞれが備えるＲＲＵまたはＲＲＨそれぞれに送信してよい。
【0047】
撮像部５１は、飛行体装置５０が飛行している最中に、飛行体装置５０の周辺の画像を撮影する撮像装置（例えば、ＲＧＢカメラ）である。また、撮像部５１は、飛行体装置５０が飛行する前に、飛行体装置５０が飛行する予定の飛行位置周辺の画像を撮影する。例えば、撮像部５１は、飛行体装置５０が飛行する前に、飛行体装置５０が飛行する予定の地上を含む画像を撮影してよい。例えば、撮像部５１は、飛行体装置５０が飛行する予定の地上に設置された地上マーカーを含む画像を撮影してよい。
【0048】
〔４．情報処理装置の構成例〕
次に、図４を用いて、実施形態に係る情報処理装置１００の構成について説明する。図４は、実施形態に係る情報処理装置１００の構成例を示す図である。図４に示すように、情報処理装置１００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０とを有する。
次に、図４を用いて、実施形態に係る情報処理装置１００の構成について説明する。図４は、実施形態に係る情報処理装置１００の構成例を示す図である。図４に示すように、情報処理装置１００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０とを有する。
【0049】
（通信部１１０）
通信部１１０は、例えば、ＮＩＣ等によって実現される。また、通信部１１０は、ネットワークＮ（図示略）と有線又は無線で接続される。
通信部１１０は、例えば、ＮＩＣ等によって実現される。また、通信部１１０は、ネットワークＮ（図示略）と有線又は無線で接続される。
【0050】
（記憶部１２０）
記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。図４に示すように、記憶部１２０は、ネットワークトポロジー管理表記憶部１２１を有する。
記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。図４に示すように、記憶部１２０は、ネットワークトポロジー管理表記憶部１２１を有する。
【0051】
（ネットワークトポロジー管理表記憶部１２１）
ネットワークトポロジー管理表記憶部１２１は、メッシュネットワークを形成する複数の飛行体装置５０同士の接続関係（通信経路）のトポロジーに関する情報を記憶する。
ネットワークトポロジー管理表記憶部１２１は、メッシュネットワークを形成する複数の飛行体装置５０同士の接続関係（通信経路）のトポロジーに関する情報を記憶する。
【0052】
（制御部１３０）
制御部１３０は、コントローラであり、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等によって、情報処理装置１００の内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム（情報処理プログラムの一例に相当）がＲＡＭ等の記憶領域を作業領域として実行されることにより実現される。図４に示す例では、制御部１３０は、受信部１３１と、決定部１３２と、送信部１３３とを有する。
制御部１３０は、コントローラであり、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＡＳＩＣやＦＰＧＡ等によって、情報処理装置１００の内部の記憶装置に記憶されている各種プログラム（情報処理プログラムの一例に相当）がＲＡＭ等の記憶領域を作業領域として実行されることにより実現される。図４に示す例では、制御部１３０は、受信部１３１と、決定部１３２と、送信部１３３とを有する。
【0053】
（受信部１３１）
受信部１３１は、障害物情報と飛行情報を飛行体装置５０から受信する。具体的には、受信部１３１は、飛行情報の一例として、飛行体位置座標および飛行体速度に関する情報を受信してよい。また、受信部１３１は、障害物情報の一例として、障害物位置座標および障害物影響時間に関する情報を受信してよい。ここで、障害物影響時間とは、障害物がメッシュネットワークの通信に影響を及ぼす時間のことを指す。例えば、障害物影響時間は、障害物がメッシュネットワークの通信に影響を及ぼし始める時刻から障害物の影響が消失するまでの時刻のことを指してよい。
受信部１３１は、障害物情報と飛行情報を飛行体装置５０から受信する。具体的には、受信部１３１は、飛行情報の一例として、飛行体位置座標および飛行体速度に関する情報を受信してよい。また、受信部１３１は、障害物情報の一例として、障害物位置座標および障害物影響時間に関する情報を受信してよい。ここで、障害物影響時間とは、障害物がメッシュネットワークの通信に影響を及ぼす時間のことを指す。例えば、障害物影響時間は、障害物がメッシュネットワークの通信に影響を及ぼし始める時刻から障害物の影響が消失するまでの時刻のことを指してよい。
【0054】
（決定部１３２）
ここから、図６を用いて、既存技術に係る通信経路の決定処理について説明する。図６は、既存技術に係る通信経路の決定処理を説明するための図である。図６に示す例では、通信経路上に障害物が存在せず、障害物の影響がない場合の通信経路の決定処理について説明する。例えば、決定部１３２は、既存のダイクストラ法を用いて、飛行体装置５０間の最適な通信経路を算出してよい。なお、以下では、飛行体装置５０の代わりに、飛行体装置５０が備えるネットワーク装置２０間の通信経路を算出するとして記載する。
ここから、図６を用いて、既存技術に係る通信経路の決定処理について説明する。図６は、既存技術に係る通信経路の決定処理を説明するための図である。図６に示す例では、通信経路上に障害物が存在せず、障害物の影響がない場合の通信経路の決定処理について説明する。例えば、決定部１３２は、既存のダイクストラ法を用いて、飛行体装置５０間の最適な通信経路を算出してよい。なお、以下では、飛行体装置５０の代わりに、飛行体装置５０が備えるネットワーク装置２０間の通信経路を算出するとして記載する。
【0055】
図６の上段は、ネットワーク装置２０―１～２０－４間のすべての無線通信経路とその重みを示す。ここで、各無線通信経路の重みは、各無線通信経路の通信にかかる通信コストに基づいて決定される。例えば、各無線通信経路の重みは、各無線通信経路における無線電波受信品質、通信帯域、伝送遅延、無線フレームロス率のうち少なくともいずれか１つに基づいて決定される。図６では、簡単のため、各無線通信経路の重みを「１０」や「２０」といった数字で表す。例えば、重みが「１０」である無線通信経路は、重みが「２０」である無線通信経路よりも通信コストが小さいことを示す。
【0056】
図６の上段に示すように、ネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―２を結ぶ無線通信経路Ｌ１２の重みは「１０」で表される。また、ネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―３を結ぶ無線通信経路Ｌ１３の重みは「２０」で表される。また、ネットワーク装置２０―２とネットワーク装置２０―３を結ぶ無線通信経路Ｌ２３の重みは「２０」で表される。また、ネットワーク装置２０―２とネットワーク装置２０―４を結ぶ無線通信経路Ｌ２４の重みは「１０」で表される。また、ネットワーク装置２０―３とネットワーク装置２０―４を結ぶ無線通信経路Ｌ３４の重みは「２０」で表される。
【0057】
図６の下段は、決定部１３２が決定した障害物の影響がない場合のメッシュネットワークにおける通信経路を示す。具体的には、決定部１３２は、図６の上段に示すネットワーク装置間を結ぶ無線通信経路の重みの総和が最小となる無線通信経路の組み合わせ（接続関係、トポロジー）を通信経路として決定する。例えば、図６の下段に示す例では、決定部１３２は、ネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―２が相互に通信するために最短の無線通信経路Ｌ１２を選択する。同様に、決定部１３２は、ネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―３が相互に通信するために最短の無線通信経路Ｌ１３を選択する。続いて、決定部１３２は、ネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―４が相互に通信するための通信経路を選択する際に、無線通信経路Ｌ２４の重み「１０」と無線通信経路Ｌ３４の重み「２０」を比較して、重みがより小さい無線通信経路Ｌ２４を選択する。このように、決定部１３２は、ネットワーク装置２０―１～ネットワーク装置２０―４が相互に通信可能であって、かつ、無線通信経路の重みの総和が最小となる無線通信経路の組み合わせをメッシュネットワークにおける通信経路として決定する。
【0058】
ここから、図７を用いて、実施形態に係る迂回通信経路の決定処理について説明する。図７は、実施形態に係る迂回通信経路の決定処理を説明するための図である。図７に示す例では、通信経路上に障害物が発生し、障害物の影響がある場合の通信経路の決定処理について説明する。
【0059】
図７の上段は、図６の上段と同じネットワーク装置２０―１～２０－４間のすべての無線通信経路とその重みを示す。図７の上段では、ネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―２を結ぶ無線通信経路Ｌ１２上に障害物が発生して、無線通信経路Ｌ１２で通信遮断が起きている点が図６の上段と異なる。
【0060】
図７の下段は、決定部１３２が決定した障害物の影響がある場合のメッシュネットワークにおける通信経路を示す。具体的には、例えば、決定部１３２は、複数の飛行体の間に障害物が存在しない迂回通信経路を決定する。図７の下段に示す例では、決定部１３２は、障害物が存在する無線通信経路Ｌ１２を除いた無線通信経路Ｌ１３、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ３４の組み合わせの中から、障害物を迂回するメッシュネットワークの迂回通信経路を決定する。
【0061】
より具体的には、例えば、決定部１３２は、無線通信経路Ｌ１３、Ｌ２３、Ｌ２４、Ｌ３４の組み合わせの中から、無線通信経路の重みの総和が最小となる無線通信経路の組み合わせを選択してよい。図７の下段に示す例では、決定部１３２は、ネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―２の間に障害物が存在するため、無線通信経路Ｌ１２を選択しない。続いて、決定部１３２は、ネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―３が相互に通信するために最短の無線通信経路Ｌ１３を選択する。続いて、決定部１３２は、ネットワーク装置２０―３とネットワーク装置２０―２が相互に通信するために最短の無線通信経路Ｌ２３を選択する。続いて、決定部１３２は、ネットワーク装置２０―３とネットワーク装置２０―４が相互に通信するための通信経路を選択する際に、無線通信経路Ｌ３４の重み「２０」と、無線通信経路Ｌ２３の重み「２０」と無線通信経路Ｌ２４の重み「１０」との和である「３０」とを比較して、より重みが小さい無線通信経路Ｌ３４を選択する。
【0062】
ここで、図７の下段に例示する無線通信経路Ｌ２３と無線通信経路Ｌ３４は、図６の下段に例示する障害物の影響がない場合には選択されなかったメッシュネットワークにおける通信経路である。このように、決定部１３２は、複数の飛行体の間に障害物が存在しない迂回通信経路として、無線通信経路Ｌ２３と無線通信経路Ｌ３４を選択する。
【0063】
また、上述したように、決定部１３２は、受信部１３１が受信した飛行体位置座標と障害物位置座標とに基づいて、迂回通信経路を決定する。例えば、決定部１３２は、ネットワーク装置２０の位置座標、及びネットワーク装置２０―１とネットワーク装置２０―２との間の障害物の障害物位置座標に基づいて迂回通信経路を決定してよい。
【0064】
また、決定部１３２は、受信部１３１が受信した障害物影響時間に基づいて、障害物影響時間に障害物を迂回する迂回通信経路を決定する。例えば、決定部１３２は、受信部１３１が受信した障害物影響時間に迂回通信経路に通信経路を切り替える切替え命令情報を生成してよい。
【0065】
（送信部１３３）
送信部１３３は、決定部１３２が迂回通信経路を決定すると、決定部１３２が決定した迂回通信経路に基づいて通信経路を切り替える経路切替え命令を飛行体装置５０に送信する。
送信部１３３は、決定部１３２が迂回通信経路を決定すると、決定部１３２が決定した迂回通信経路に基づいて通信経路を切り替える経路切替え命令を飛行体装置５０に送信する。
【0066】
〔５．情報処理システムによる情報処理手順〕
次に、図８を用いて、実施形態に係る情報処理システムによる情報処理手順について説明する。図８は、実施形態に係る情報処理システムによる情報処理手順を例示するシーケンス図である。まず、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の取得部２３１が、飛行体に関する飛行情報を取得する（ステップＳ１）。続いて、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の推定部２３２は、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する（ステップＳ２）。例えば、推定部２３２は、障害物情報として、障害物位置情報および障害物影響時間を推定する。続いて、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の送信部２３３は、推定部２３２が障害物情報を推定すると、推定部２３２が推定した障害物情報と取得部２３１が取得した飛行情報を情報処理装置１００に送信する（ステップＳ３）。
次に、図８を用いて、実施形態に係る情報処理システムによる情報処理手順について説明する。図８は、実施形態に係る情報処理システムによる情報処理手順を例示するシーケンス図である。まず、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の取得部２３１が、飛行体に関する飛行情報を取得する（ステップＳ１）。続いて、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の推定部２３２は、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する（ステップＳ２）。例えば、推定部２３２は、障害物情報として、障害物位置情報および障害物影響時間を推定する。続いて、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の送信部２３３は、推定部２３２が障害物情報を推定すると、推定部２３２が推定した障害物情報と取得部２３１が取得した飛行情報を情報処理装置１００に送信する（ステップＳ３）。
【0067】
情報処理装置１００の受信部１３１は、障害物情報と飛行情報を飛行体装置５０から受信する。情報処理装置１００の決定部１３２は、受信部１３１が障害物情報と飛行情報を受信すると、受信部１３１が受信した障害物情報と飛行情報とに基づいて、メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する（ステップＳ４）。情報処理装置１００の送信部１３３は、決定部１３２が迂回通信経路を決定すると、決定部１３２が決定した迂回通信経路に基づいて通信経路を切り替える経路切替え命令を飛行体装置５０に送信する（ステップＳ５）。
【0068】
飛行体装置５０のネットワーク装置２０の通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を情報処理装置１００から受信する（ステップＳ６）。飛行体装置５０のネットワーク装置２０の通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を受信すると、受信した経路切替え命令を通信経路管理表に反映する。また、飛行体装置５０のネットワーク装置２０の通信経路制御部２３４は、経路切替え命令を反映した通信経路表に基づいて、指定された時間に通信経路を迂回通信経路に切り替える（ステップＳ７）。
【0069】
〔６．変形例〕
上述した実施形態に係る情報処理システム１は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、以下では、情報処理システム１の他の実施形態について説明する。なお、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
上述した実施形態に係る情報処理システム１は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、以下では、情報処理システム１の他の実施形態について説明する。なお、実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【0070】
【0071】
図９に示す例では、飛行体装置５０－１および飛行体装置５０－２は、図１に例示するメッシュネットワークＭＮの一部を形成する。図９では、飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－２との間の通信経路上に、地上に固定された障害物（固定障害物ともいう）が存在するため、通信が遮断される可能性がある状況が例示されている。このとき、推定部２３２は、飛行情報と地図データを利用して、固定障害物による通信障害の発生および影響時刻を推定する。なお、固定障害物は、地上に固定され、通信を遮断する可能性のあるものであれば特に限定されない。例えば、固定障害物は、鉄塔、ビル、橋梁などであってよい。以下では、本発明の変形例に係る一実施形態について、鉄塔を固定障害物の例として説明する。図９では、簡単のため、飛行体装置５０－２は静止しているものとする。
【0072】
推定部２３２は、飛行情報を取得する。具体的には、推定部２３２は、通信経路管理表記憶部２２１を参照して、飛行体装置５０－１の飛行速度および飛行方向を示す情報を取得する。また、推定部２３２は、通信経路管理表記憶部２２１を参照して、飛行体装置５０－２の飛行体位置座標を取得する。
【0073】
また、取得部２３１は、飛行体の周辺の地図情報を取得する。例えば、取得部２３１は、外部の装置から飛行体の周辺の３次元地図情報を取得する。
【0074】
推定部２３２は、取得部２３１が取得した飛行体の周辺の３次元地図情報に基づいて、障害物位置座標を推定する。例えば、推定部２３２は、３次元地図情報に基づいて、鉄塔の大きさ、高度、および鉄塔の位置座標を取得してよい。続いて、推定部２３２は、飛行体装置５０の飛行速度および飛行方向を示す情報と、鉄塔の大きさ、高度、および鉄塔の位置座標とに基づいて、固定障害物である鉄塔による通信経路への影響時間を算出する。例えば、推定部２３２は、飛行体装置５０－１の飛行速度および飛行方向を示す情報に基づいて、飛行体装置５０－２の飛行体位置座標と鉄塔の位置座標を結ぶ延長線上に飛行体装置５０－１が位置する時刻を算出してよい。ここで、飛行体装置５０－２の飛行体位置座標と鉄塔の位置座標を結ぶ延長線上に飛行体装置５０－１が位置する時刻は、メッシュネットワークにおける通信経路を妨げる固定障害物によって飛行体装置５０－１と飛行体装置５０－２の間の通信経路が遮断される障害物影響時間に相当する。
【0075】
〔７．効果〕
上述したように、本発明の一実施形態に係る情報処理装置（実施形態では飛行体装置５０と情報処理装置１００）は、取得部（実施形態では取得部２３１）と、推定部（実施形態では推定部２３２）と、決定部（実施形態では決定部１３２）を備える。取得部は、飛行体（実施形態では飛行体装置５０）に関する飛行情報を取得する。推定部は、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する。決定部は、取得部によって取得された飛行情報と推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する。
上述したように、本発明の一実施形態に係る情報処理装置（実施形態では飛行体装置５０と情報処理装置１００）は、取得部（実施形態では取得部２３１）と、推定部（実施形態では推定部２３２）と、決定部（実施形態では決定部１３２）を備える。取得部は、飛行体（実施形態では飛行体装置５０）に関する飛行情報を取得する。推定部は、複数の飛行体によって形成されるメッシュネットワークにおける通信経路を妨げる障害物に関する障害物情報を推定する。決定部は、取得部によって取得された飛行情報と推定部によって推定された障害物情報とに基づいて、メッシュネットワークの迂回通信経路を決定する。
【0076】
これにより、情報処理装置は、無線通信ネットワークの通信経路上の障害物およびその影響時間を予測して、事前に迂回通信経路を決定し、障害物の影響時間に迂回通信経路に通信経路を切り替えることができる。したがって、本発明の一実施形態によれば、障害物による通信の遮断を回避することができる。すなわち、本発明の一実施形態によれば、無線通信ネットワーク（例えば、高周波帯メッシュ型無線ネットワーク）の通信性能を向上させることができる。
【0077】
また、取得部は、飛行情報として、飛行体の位置を示す飛行体位置座標を取得する。推定部は、障害物情報として、障害物の位置を示す障害物位置座標を推定する。決定部は、取得部によって取得された飛行体位置座標と推定部によって推定された障害物位置座標とに基づいて、迂回通信経路を決定する。
【0078】
これにより、情報処理装置は、飛行体位置座標に基づいて算出される通信経路上に位置する障害物位置座標を算出することができる。したがって、本発明の一実施形態によれば、無線通信ネットワークの通信経路上の障害物およびその影響時間を適切に予測することができる。
【0079】
また、推定部は、飛行体の周辺の地図情報に基づいて、障害物位置座標を推定する。
【0080】
これにより、情報処理装置は、例えば、地上に固定された建物や鉄塔などの固定障害物の障害物位置座標を正確に推定することができる。したがって、本発明の一実施形態によれば、無線通信ネットワークの通信経路上の障害物およびその影響時間を適切に予測することができる。
【0081】
また、推定部は、飛行体が備える撮像部（実施形態では撮像部５１）によって撮影された画像に基づいて、移動する障害物である移動障害物の障害物位置座標を推定する。例えば、推定部は、異なる複数の時刻それぞれにおける画像に基づいて、移動障害物の移動速度および異なる複数の時刻それぞれにおける移動障害物の移動位置座標を推定し、推定した移動速度および移動位置座標に基づいて、移動障害物の障害物位置座標を推定する。
【0082】
これにより、情報処理装置は、例えば、鳥の群れなどの移動障害物の障害物位置座標を正確に推定することができる。したがって、本発明の一実施形態によれば、無線通信ネットワークの通信経路上の障害物およびその影響時間を適切に予測することができる。
【0083】
また、推定部は、障害物情報として、障害物によって通信経路が妨げられる障害物影響時間を推定する。決定部は、推定部によって推定された障害物影響時間に基づいて、障害物影響時間に障害物を迂回する迂回通信経路を決定する。
【0084】
これにより、情報処理装置は、障害物によって通信経路が妨げられる障害物影響時間だけ、飛行体のネットワーク装置が通信経路を迂回通信経路に切り替えることを可能にする。したがって、本発明の一実施形態によれば、迂回通信経路への切り替えによる通信コストの増大を最小に抑えることができる。
【0085】
また、取得部は、飛行情報として、飛行体の速度を示す飛行体速度および飛行体の位置を示す飛行体位置座標を取得する。推定部は、飛行体速度と障害物の速度を示す障害物速度との相対速度、および飛行体位置座標と障害物の位置を示す障害物位置座標との相対位置座標を推定し、相対速度と相対位置座標とに基づいて、障害物影響時間を推定する。
【0086】
これにより、本発明の一実施形態によれば、飛行体の位置、飛行体の速度、障害物の位置および障害物の速度が時間に応じて変化する場合であっても、適切に障害物影響時間を推定することができる。
【0087】
また、決定部は、飛行体の間を結ぶ無線通信経路の重みに基づいて、迂回通信経路を決定する。例えば、決定部は、重みの総和が最小となる無線通信経路の組み合わせに基づいて、迂回通信経路を決定する。例えば、決定部は、無線通信経路の通信にかかる通信コストに基づいて決定される重みに基づいて、迂回通信経路を決定する。例えば、決定部は、通信コストとして、無線通信経路における無線電波受信品質、通信帯域、伝送遅延、無線フレームロス率のうち少なくともいずれか１つに基づいて決定される重みに基づいて、迂回通信経路を決定する。
【0088】
これにより、本発明の一実施形態によれば、迂回通信経路を決定する場合であっても、通信コストの増大を抑えることができる。
【0089】
また、決定部は、複数の飛行体の間に障害物が存在しない迂回通信経路を決定する。
【0090】
これにより、情報処理装置は、複数の飛行体の間に障害物が存在しない迂回通信経路を決定することができる。したがって、本発明の一実施形態によれば、障害物による通信の遮断を回避することができる。
【0091】
〔８．ハードウェア構成〕
また、上述してきた実施形態に係る情報処理装置１００やネットワーク装置２０は、例えば図１０に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現される。図１０は、情報処理装置１００またはネットワーク装置２０の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ１３００、ＨＤＤ１４００、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１５００、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６００、及びメディアインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７００を備える。
また、上述してきた実施形態に係る情報処理装置１００やネットワーク装置２０は、例えば図１０に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現される。図１０は、情報処理装置１００またはネットワーク装置２０の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ１３００、ＨＤＤ１４００、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１５００、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６００、及びメディアインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７００を備える。
【0092】
ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００またはＨＤＤ１４００に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
【0093】
ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信インターフェイス１５００は、所定の通信網を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ１１００へ送り、ＣＰＵ１１００が生成したデータを所定の通信網を介して他の機器へ送信する。
【0094】
ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、及び、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、入力装置からデータを取得する。また、ＣＰＵ１１００は、生成したデータを入出力インターフェイス１６００を介して出力装置へ出力する。
【0095】
メディアインターフェイス１７００は、記録媒体１８００に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１２００を介してＣＰＵ１１００に提供する。ＣＰＵ１１００は、かかるプログラムを、メディアインターフェイス１７００を介して記録媒体１８００からＲＡＭ１２００上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体１８００は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
【0096】
例えば、コンピュータ１０００が実施形態に係る情報処理装置１００またはネットワーク装置２０として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされたプログラムを実行することにより、制御部１３０または制御部２３の機能を実現する。コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、これらのプログラムを記録媒体１８００から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から所定の通信網を介してこれらのプログラムを取得してもよい。
【0097】
以上、本願の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
【0098】
〔９．その他〕
また、上記実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
また、上記実施形態及び変形例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。
【0099】
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
【0100】
例えば、上述した実施形態では、情報処理システム１が情報処理装置１００を中心とした中央処理型（集中型ともいう）のコンピューティングシステムである例について説明したが、情報処理システムの構成はこれに限られない。例えば、情報処理システム１は、複数台の飛行体装置５０で構成される分散型コンピューティングシステムであってよい。この場合、情報処理システム１は、複数台の飛行体装置５０がネットワークを介して互いに接続される。また、この場合、情報処理システム１では、それぞれの飛行体装置５０に図４で説明した情報処理装置１００の機能が実装される。
【0101】
また、上述した情報処理装置１００は、複数のサーバコンピュータで実現してもよく、また、機能によっては外部のプラットホーム等をＡＰＩ（Application Programming Interface）やネットワークコンピューティング等で呼び出して実現するなど、構成は柔軟に変更できる。
【0102】
また、上述してきた実施形態及び変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【0103】
また、上述してきた「部（section、module、unit）」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、決定部は、決定手段や決定回路に読み替えることができる。
【符号の説明】
【0104】
１ 情報処理システム
５０ 飛行体装置
５１ 撮像部
２０ ネットワーク装置
２１ 通信部
２２ 記憶部
２２１ 通信経路管理表記憶部
２３ 制御部
２３１ 取得部
２３２ 推定部
２３３ 送信部
２３４ 通信経路制御部
１００ 情報処理装置
１１０ 通信部
１２０ 記憶部
１２１ ネットワークトポロジー管理表記憶部
１３０ 制御部
１３１ 受信部
１３２ 決定部
１３３ 送信部
５０ 飛行体装置
５１ 撮像部
２０ ネットワーク装置
２１ 通信部
２２ 記憶部
２２１ 通信経路管理表記憶部
２３ 制御部
２３１ 取得部
２３２ 推定部
２３３ 送信部
２３４ 通信経路制御部
１００ 情報処理装置
１１０ 通信部
１２０ 記憶部
１２１ ネットワークトポロジー管理表記憶部
１３０ 制御部
１３１ 受信部
１３２ 決定部
１３３ 送信部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】