特開 2022-185517 無線中継システム、飛行体、管理装置、管理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】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022185517

(43)【公開日】2022-12-14

(54)【発明の名称】無線中継システム、飛行体、管理装置、管理方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/46 20150101AFI20221207BHJP

   H04B 7/185 20060101ALI20221207BHJP

   B64F 3/00 20060101ALI20221207BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20221207BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20221207BHJP

【ＦＩ】

H04B3/46

H04B7/185

B64F3/00

B64C39/02

B64C27/04

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021093259

(22)【出願日】2021-06-02

(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】100098626

【弁理士】

【氏名又は名称】黒田 壽

(74)【代理人】

【識別番号】100128691

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 弘通

(72)【発明者】

【氏名】藤井 輝也

【テーマコード（参考）】

5K072

【Ｆターム（参考）】

5K072AA05

5K072AA30

5K072DD12

5K072DD13

5K072DD16

5K072HH05

(57)【要約】

【課題】何らかの原因で係留線が切断したときに、飛行体の無線中継装置からの電波の送信を確実かつ迅速に停止させる。
【解決手段】本無線中継システムは、地上又は海上から上空に延びた係留線９５によって係留されて飛行する飛行体６０に無線中継装置２０が搭載されている無線中継システムであって、前記係留線９５の張力を検出する張力検出部６２０と、前記張力検出部６２０の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置２０からの電波の送信を停止する手段６３０と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体に無線中継装置が搭載されている無線中継システムであって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部と、
前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備えることを特徴とする無線中継システム。

【請求項2】

請求項１に記載の無線中継システムにおいて、
前記所定の電波送信停止条件は、前記張力検出部が検出した張力が所定値を下回るという条件を含むことを特徴とする無線中継システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の無線中継システムにおいて、
前記手段は、前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止するための送信制御信号を前記無線中継装置に送信する送信制御部を有することを特徴とする無線中継システム。

【請求項4】

請求項３に記載の無線中継システムにおいて、
前記張力検出部及び前記送信制御部は、前記飛行体に搭載されていることを特徴とする無線中継システム。

【請求項5】

請求項３に記載の無線中継システムにおいて、
前記飛行体と無線通信可能な管理装置を備え、
前記張力検出部及び前記送信制御部は、前記管理装置に搭載されていることを特徴とする無線中継システム。

【請求項6】

無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体であって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部と、
前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備えることを特徴とする飛行体。

【請求項7】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する、無線中継装置が搭載された飛行体との間で無線通信可能な管理装置であって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部と、
前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記飛行体に送信制御信号を送信して、前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備えることを特徴とする管理装置。

【請求項8】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体に無線中継装置が搭載されている無線中継システムの管理方法であって、
前記係留線の張力を張力検出部によって検出することと、
前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止することと、を含むことを特徴とする管理方法。

【請求項9】

無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体のコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段として、前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項10】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する、無線中継装置が搭載された飛行体との間で無線通信可能な管理装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記飛行体に送信制御信号を送信して前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段として、前記コンピュータを機能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、無線中継システム、飛行体、管理装置、管理方法及びプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の無線中継システムとして有線給電ドローン無線中継システムが知られている（例えば、非特許文献１参照）。有線給電ドローン無線中継システムでは、上空で停止飛行（ホバリング）可能な飛行体としてのドローン（無人航空機）に無線中継装置（中継局）が搭載され、係留線としてみなされる給電線を介して地上給電装置から無線中継装置に電力が供給される。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】“有線給電ドローン無線中継システムの実証実験に成功”，［online］，令和２年７月９日，ソフトバンク株式会社，ニュース，プレスリリース２０２０，［令和２年１２月２４日検索］，インターネット＜URL：https://www.softbank.jp/corp/news/press/sbkk/2020/20200709_01/＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体に無線中継装置が搭載されている無線中継システムは、何らかの原因で係留線が切断したときに電波の送信を停止することを条件として運用が認められている。そのため、何らかの原因で係留線が切断したときに、飛行体の無線中継装置からの電波の送信を確実かつ迅速に停止させることが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一態様に係る無線中継システムは、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体に無線中継装置が搭載されている無線中継システムであって、前記係留線の張力を検出する張力検出部と、前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備える。
前記無線中継システムにおいて、前記所定の電波送信停止条件は、前記張力検出部が検出した張力が所定値を下回るという条件を含んでもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記手段は、前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止するための送信制御信号を前記無線中継装置に送信する送信制御部を有してもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記張力検出部及び前記送信制御部は、前記飛行体に搭載されていてもよい。
また、前記無線中継システムにおいて、前記飛行体と無線通信可能な管理装置を備えていてもよく、前記張力検出部及び前記送信制御部は、前記管理装置に搭載されていてもよい。

【0006】

本発明の他の態様に係る飛行体は、無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体であって、前記係留線の張力を検出する張力検出部と、前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備える。

【0007】

本発明の更に他の態様に係る管理装置は、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する、無線中継装置が搭載された飛行体との間で無線通信可能な管理装置であって、前記係留線の張力を検出する張力検出部と、前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記飛行体に送信制御信号を送信して、前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備える。

【0008】

本発明の更に他の態様に係る管理方法は、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体に無線中継装置が搭載されている無線中継システムの管理方法であって、前記係留線の張力を張力検出部によって検出することと、前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止することと、を含む。

【0009】

本発明の更に他の態様に係るプログラムは、無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記係留線の張力を検出する張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段として、前記コンピュータを機能させる。
また、本発明の更に他の態様に係るプログラムは、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する、無線中継装置が搭載された飛行体との間で無線通信可能な管理装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、前記係留線の張力を検出する張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記飛行体に送信制御信号を送信して前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段として、前記コンピュータを機能させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、何らかの原因で係留線が切断したときに、飛行体の無線中継装置からの電波の送信を確実かつ迅速に停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係るドローン無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す説明図。

【図2】構成例１に係るドローン無線中継システムにおけるドローンの電装部の主要部構成を示すブロック図。

【図3】構成例２に係るドローン無線中継システムにおけるドローンの電装部の主要部構成を示すブロック図。

【図4】構成例３に係るドローン無線中継システムにおけるドローンの電装部及び係留装置の主要部構成を示すブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本書に記載された実施形態に係るシステムは、地上又は海上の管理装置としての係留装置に係留されたドローン（無人航空機）等の飛行体に無線通信装置（通信中継局）が搭載されている無線中継システムである。このような無線中継システムは、例えば、災害時や山岳や森林などの遭難者の捜索時に固定基地局の圏外エリアに対して無線中継を実施する場合に利用することができる。特に、本実施形態の無線中継システムは、係留線が何らかの原因で切断したときに、無線中継装置からの電波の送信を確実かつ迅速に停止できるドローン無線中継システムである。

【0013】

図１は、本発明の一実施形態に係るドローン無線中継システムを含む通信システムの全体構成の一例を示す説明図である。
本実施形態のドローン無線中継システムは、ドローン６０に搭載された子機２０のほか、係留装置９０及び係留線９５を含んでもよく、また、親機１０を含んでもよい。

【0014】

図１において、本実施形態に係るドローン無線中継システムは、地上に位置する中継元の無線中継装置（以下「親機」という。）１０及び上空に位置する中継先の無線中継装置（以下「子機」という。）２０を備える。親機１０及び子機２０は、通信オペレータ（通信事業者）の移動通信網８０のコアネットワークに接続されたｅＮｏｄｅＢ、ｇＮｏｄｅＢなどの固定基地局（以下「基地局」という。）３０と、通信オペレータの無線中継エリア（子機２０のセル２００Ａ）内に位置する単一又は複数の端末装置（ユーザ装置）としての移動局４０との間の下り回線及び上り回線の無線通信を中継する。

【0015】

なお、同一の通信オペレータで使用される互いに周波数が異なる下り回線の複数の無線信号を中継し、同一の通信オペレータで使用される互いに周波数が異なる上り回線の複数の無線信号を中継してもよい。また、本実施形態の無線中継システムは、複数の通信オペレータで使用される互いに周波数が異なる下り回線の複数の無線信号を中継し、前記複数の通信オペレータで使用される互いに周波数が異なる上り回線の複数の無線信号を中継してもよい。

【0016】

移動通信網８０には遠隔制御装置８１（遠隔制御元）を設けてもよい。遠隔制御装置８１は、例えば親機１０及び子機２０の情報を保持し、親機１０及び子機２０の少なくとも一方に制御情報を送信することができる。また、遠隔制御装置８１は、情報の送信先として機能し、親機１０及び子機２０の少なくとも一方から情報を受信してもよい。なお、遠隔制御装置８１は、親機１０や子機２０と通信可能な場所であれば、移動通信網８０以外に設けてもよい。

【0017】

移動通信網８０には、子機２０が搭載された飛行体としてのドローン６０を遠隔的に操縦する遠隔ドローン操縦装置を設けてもよい。

【0018】

遠隔制御装置８１は、例えば親機１０を介して子機２０と通信可能な、サーバ、ＰＣ若しくはタブレット端末であってもよい。また、遠隔ドローン操縦装置は、例えば親機１０を介してドローン６０の制御系と通信可能な、サーバ、ＰＣ若しくはタブレット端末であってもよい。

【0019】

親機１０は、基地局３０のアンテナ３１に向いた指向性を有するアンテナ（対基地局向けアンテナ）１０１を介して、基地局３０との間で中継対象周波数（基地局側周波数）のｆ０ｄ（下り信号）及びｆ０ｕ（上り信号）の無線信号を送受信する。また、親機１０は、子機２０のアンテナ２０１に向いた指向性を有するアンテナ（対子機向けアンテナ）１０２を介して、中継用周波数のｆ１ｄ（下り信号）及びｆ１ｕ（上り信号）の無線信号を送受信する。親機１０は、基地局３０との間で送受信されるｆ０ｄ（下り信号）及びｆ０ｕ（上り信号）の無線信号と、子機２０との間で送受信される中継用周波数ｆ１ｄ（下り信号）及びｆ１ｕ（上り信号）の無線信号とを変換する周波数変換機能を有する。

【0020】

親機１０は、移動体としての車両である自動車５０に搭載されることにより地上の目標位置に移動することができる。自動車５０は、電気自動車、ハイブリッド車、燃料電池車など、親機１０に長時間にわたって電力を供給可能な予備バッテリーや発電機などを備えているものであってもよい。自動車５０は、ドローン６０が離発着可能な離発着部を備えてもよい。また、図１の構成例は、親機１０が自動車５０に組み込まれた場合の例であるが、親機１０が組み込まれる移動体は、道路を走行する自動車以外の車両、線路上を走行する鉄道車両、航空機、又は、河川上若しくは海上の船舶などであってもよい。

【0021】

子機２０は、親機１０のアンテナ１０２に向いた指向性を有するアンテナ（対親機向けアンテナ）２０１を介して、中継用周波数のｆ１ｄ（下り信号）及びｆ１ｕ（上り信号）の無線信号を送受信する。また、子機２０は、移動局向けのアンテナ２０２を介して、中継対象周波数（移動局側周波数）のｆ０ｄ（下り信号）及びｆ０ｕ（上り信号）の無線信号を送受信する。子機２０は、親機１０との間で送受信される中継用周波数ｆ１ｄ（下り信号）及びｆ１ｕ（上り信号）の無線信号と、移動局４０との間で送受信されるｆ０ｄ（下り信号）及びｆ０ｕ（上り信号）の無線信号とを変換する周波数変換機能を有する。

【0022】

なお、親機１０と子機２０との通信は、光ファイバーを用いたＲＯＦ（Ｒａｄｉｏ ｏｎ Ｆｉｂｅｒ）で行ってもよい。

【0023】

子機２０は、自律制御により又は外部からの制御により上空で移動可能なドローン６０に搭載されている。子機２０が搭載されたドローン６０は、自動車（無線中継車）５０により地上の目標位置に運搬され、地上から所定高度（例えば１００～１５０ｍ）の上空に滞在するように制御される。

【0024】

本実施形態の無線中継システムにおいて、中継先の無線中継装置である子機２０と、ドローン６０のプロペラを駆動するモータ及びその制御装置（フライトコントローラ）などを有するドローン飛行駆動部には、ドローン６０に搭載されているバッテリーから電力が供給される。

【0025】

ただし、係留線９５を介して係留装置９０から電力が供給される構成としてもよい。この場合、係留線９５を介してドローン６０の飛行駆動部に電力を供給することにより、長時間にわたって子機２０を上空に滞在させることができ、無線中継システムの要である子機２０の長時間の運用が可能になる。この場合でも、何らかの原因で係留線９５が切断したときは、ドローン飛行駆動部には、無線中継システムに内蔵の予備バッテリーから電力を供給することが可能であり、ドローン６０を安全に着陸させて安全に運用を停止することが可能である。なお、この場合の係留装置９０は、バッテリーや発電機が搭載された地上の自動車５０や海上の船舶などに搭載してもよい。

【0026】

〔構成例１〕
図２は、実施形態に係るドローン無線中継システムにおけるドローン６０の電装部６００の主要部構成の一例（以下、本例を「構成例１」という。）を示すブロック図である。
図２において、本構成例１に係るドローン６０の電装部６００は、子機２０と、ドローン飛行駆動部６１０と、張力検出部としての張力センサ６２０と、送信制御部としての制御部６３０と、バッテリー６５０と、を備える。

【0027】

ドローン飛行駆動部６１０は、バッテリー６５０から電力供給を受け、ドローン６０を飛行させる。張力センサ６２０は、係留線９５の張力を検出し、その検出結果を制御部６３０に送る。制御部６３０は、バッテリー６５０から電力供給を受け、ドローン６０の全体を制御する。バッテリー６５０は、ドローン６０上の子機２０、ドローン飛行駆動部６１０、制御部６３０などの各構成部品に電力を供給する。

【0028】

本構成例１の制御部６３０は、張力センサ６２０が検出した張力（検出結果）が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、子機２０からの電波の送信を停止するための送信ＯＦＦ信号（送信制御信号）を、子機２０の送信ＯＮ／ＯＦＦ制御端子に送信する。この送信ＯＦＦ信号を受信した子機２０は、電波の送信を停止する。

【0029】

所定の電波送信停止条件としては、例えば、張力センサ６２０が検出した張力が所定値を下回るという条件が挙げられる。係留線９５が切断されていない状態であれば、係留線９５には相応の張力が作用しているため、張力センサ６２０では所定値以上の張力が検出されるところ、係留線９５が切断された状態になると、係留線９５に作用する張力が減少し、張力センサ６２０では所定値を下回る張力が検出される。よって、この条件を満たすことで、係留線９５が切断されたことを確実に把握することができる。

【0030】

なお、所定の電波送信停止条件は、上記条件に限定されるものではなく、張力センサ６２０が検出した張力に基づいて係留線９５が切断したことを判断できる条件であればよい。したがって、例えば、張力センサ６２０が検出した張力が所定期間にわたって所定値を下回るという条件などであってもよい。この条件であれば、係留線９５が切断していない状態において何らかの理由により一時的に張力センサ６２０が所定値を下回る低い張力を検出した場合でも、係留線９５が切断されたと誤検知することを回避できる。

【0031】

また、所定の電波送信停止条件は、例えば、張力センサ６２０が検出した張力の時間変化が所定の時間変化を示すときに係留線９５が切断したことを判断する条件であってもよい。係留線９５が切断される時（引きちぎれる時）には、係留線９５に一時的に大きな張力が作用し、その後に係留線９５の張力が大きく減少するという時間変化を示すことがある。上記条件によれば、このような時間変化から係留線９５が切断したことを判断できるので、係留線９５が切断されたことを確実に把握することができる。

【0032】

なお、所定の電波送信停止条件は、複数の条件を組み合わせた条件としてもよい。

【0033】

また、制御部６３０は、張力センサ６２０が検出した張力（検出結果）が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、ドローン６０を所定の着地点（例えば、自動車５０の離発着部）まで飛行するように、ドローン飛行駆動部６１０に降下・着陸信号（go home信号）を送信してもよい。この場合、ドローン飛行駆動部６１０は、この降下・着陸信号を受信すると、予め決められた降下・着陸プログラムを実行し、所定の着地点（例えば、自動車５０の離発着部）に向けて自律的に移動を開始し、下降して着陸する。

【0034】

以上示したように、本構成例１のドローン無線中継システムは、係留線９５が切断されたときに確実かつ即座に変化することになる係留線９５の張力を張力センサ６２０によって検出し、その検出結果に基づいて子機２０からの電波の送信が停止される。すなわち、本構成例１では、係留線９５が切断されたときには確実に変化を示す係留線９５の張力というパラメータに基づいて係留線９５が切断されたかどうかを判断する。したがって、係留線９５の張力以外のパラメータに基づいて係留線９５が切断されたかどうかを判断する構成と比べて、係留線９５が切断されたときに確実かつ迅速に子機２０からの電波の送信を停止することができる。

【0035】

また、子機２０には、一般的に設けられる制御監視機能の一つとして送信ＯＮ／ＯＦＦ制御を外部から実行可能な機能（送信ＯＮ／ＯＦＦ制御端子）が備わっている。本構成例１では、この既存の送信ＯＮ／ＯＦＦ制御の機能を利用できることから、システム構成は簡易である。

【0036】

〔構成例２〕
図３は、本実施形態に係る無線中継システムにおけるドローン６０の電装部６００の主要部構成の他の例（以下、本例を「構成例２」という。）を示すブロック図である。
本構成例２に係る無線中継システムは、地上又は海上の係留装置が地上給電装置として兼用され、係留線とみなされる給電線を介して飛行体への給電が行われる有線給電型のドローン無線中継システムである。有線給電型のドローン無線中継システムは、上述した構成例１のようにドローン６０上に搭載されるバッテリーから電力供給される構成と比べて、ドローン６０の小型化、軽量化を実現できる。

【0037】

図３において、本構成例２に係るドローン６０の電装部６００は、図２の構成と同様に、子機２０と、ドローン飛行駆動部６１０と、張力センサ６２０と、制御部６３０とを備える。なお、本構成例２では、バッテリー６５０に代えて、電源装置６６０と予備バッテリー６７０とスイッチ６８０とを備える。更に、ドローン６０の電装部６００は、電源装置６６０から子機２０、ドローン飛行駆動部６１０、張力センサ６２０及び制御部６３０へ電力を供給する電源供給経路６６３と、電圧検出装置６９０と、を備える。

【0038】

本構成例２において、電源装置６６０には、係留装置（地上給電装置）９０から係留線（給電線）９５を介して電力が供給される。電源装置６６０と電力供給対象（子機２０、ドローン飛行駆動部６１０、張力センサ６２０及び制御部６３０）との間には、電圧検出装置６９０とスイッチ６８０がある。電圧検出装置６９０は、電源装置６６０の出力の停止又は低下を検出したとき、電力供給に異常が発生したと判断し、電源装置６６０から電力供給対象への電力供給を、予備バッテリー６７０から電力供給対象への電力供給に切り替えるための切替制御信号を生成してスイッチ６８０に出力する。

【0039】

スイッチ６８０は、電圧検出装置６９０からの切替制御信号に基づいて、電源装置６６０から電力供給対象への電力供給を、予備バッテリー６７０から電力供給対象への電力供給に切り替える。このとき、ドローン飛行駆動部６１０は、予備バッテリー６７０から電力が供給されているので、ドローン６０の飛行は継続される。また、予備バッテリー６７０から子機２０にも電力が供給されているので、子機２０からの電波の送信も継続される。したがって、係留線（給電線）９５が切断したことが原因で電力供給に異常が発生した場合でも、ドローン６０は、そのまま飛行を継続することができ、また、子機２０からの電波の送信も継続することが可能である。

【0040】

ここで、上述のとおり、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体に無線中継装置が搭載されている無線中継システムは、係留線が切断したときに電波の送信を停止することを条件として運用が認められている。そのため、係留線が切断したときには、飛行体の無線中継装置からの電波の送信を確実かつ迅速に停止させることが求められる。

【0041】

電圧検出装置６９０は、電源装置６６０の出力の停止又は低下を検出することができるので、係留線（給電線）９５が切断したことが原因で電力供給に異常が発生したことを検出することが可能である。したがって、電圧検出装置６９０が電源装置６６０の出力の停止又は低下を検出したときに、その検出信号（電源停止信号又は電圧低下信号）を制御部６３０に出力すれば、制御部６３０により子機２０からの電波の送信を停止することが可能である。

【0042】

しかしながら、電源装置６６０の出力の異常の原因は、係留線（給電線）９５の切断だけに限られない。そのため、係留線（給電線）９５が切断していないにもかかわらず、電源装置６６０の出力異常が発生したときにも、その検出信号（電源停止信号又は電圧低下信号）が制御部６３０に出力され、制御部６３０により子機２０からの電波の送信が停止されてしまうおそれがある。

【0043】

これに対し、本構成例２においては、上述した構成例１と同様、係留線（給電線）９５の張力を検出する張力センサ６２０が備わっており、張力センサ６２０の検出結果が制御部６３０に送られる。そして、制御部６３０は、張力センサ６２０が検出した張力（検出結果）が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、子機２０からの電波の送信を停止するための送信ＯＦＦ信号（送信制御信号）を、子機２０の送信ＯＮ／ＯＦＦ制御端子に送信する。これにより、送信ＯＦＦ信号を受信した子機２０は電波の送信を停止する。

【0044】

以上示したように、本構成例２においても、上述した構成例１と同様、係留線（給電線）９５が切断されたときには確実に変化を示す係留線（給電線）９５の張力というパラメータに基づいて係留線（給電線）９５が切断されたかどうかを判断する。したがって、係留線（給電線）９５の張力以外のパラメータに基づいて係留線（給電線）９５が切断されたかどうかを判断する構成と比べて、係留線（給電線）９５が切断されたときに確実かつ迅速に子機２０からの電波の送信を停止することができる。

【0045】

特に、本構成例２のように、係留線とみなされる給電線を介して飛行体への給電が行われる有線給電型のドローン無線中継システムでは、電圧検出装置６９０の検出結果を用いて係留線（給電線）９５が切断されたことを判断する場合よりも、確実かつ即座に係留線（給電線）９５が切断されたかどうかを判断することができる。

【0046】

本構成例２において、所定の電波送信停止条件は、電圧検出装置６９０の検出結果を併用してもよい。すなわち、制御部６３０は、電圧検出装置６９０からの検出結果も受信し、張力センサ６２０の検出結果と併せて、最終的な係留線（給電線）９５の切断の有無を判断するようにしてもよい。

【0047】

また、本構成例２でも、既存の送信ＯＮ／ＯＦＦ制御の機能を利用できることから、システム構成は簡易である。また、係留線（給電線）９５が切断されても、子機２０への電力供給は予備バッテリー６７０により継続されることから、係留線（給電線）９５が切断されても子機２０における通常の送信ＯＮ／ＯＦＦ制御と変らないため、子機２０の装置故障を回避できる。

【0048】

〔構成例３〕
図４は、本実施形態に係る無線中継システムにおけるドローン６０の電装部６００及び管理装置としての係留装置９０の主要部構成の更に他の例（以下、本例を「構成例３」という。）を示すブロック図である。
図４において、本構成例３に係るドローン６０の電装部６００は、図２の構成と同様に、子機２０と、ドローン飛行駆動部６１０と、制御部６３０と、バッテリー６５０とを備えるが、張力センサ６２０は備わっていない。また、本構成例３におけるドローン６０の電装部６００は、受信部としての無線通信装置（例えば、移動通信システムの端末装置である携帯通信モジュール）６４０を備える。

【0049】

無線通信装置６４０は、係留線９５が接続された係留装置９０から、例えば移動通信システムの無線通信を介して、子機２０からの電波の送信を停止するための送信停止信号（送信制御信号）を受信する。制御部６３０は、係留線９５の切断を検知した係留装置９０から前記送信停止信号を無線通信装置６４０から受信したとき、子機２０からの電波の送信を停止するための送信ＯＦＦ信号を生成して子機２０に出力する。子機２０は、制御部６３０からの送信制御信号に基づいて、子機２０からの電波の送信を停止する。

【0050】

係留装置９０は、張力検出部としての張力センサ９１０と、送信制御部としての制御部９２０と、送信部としての無線通信装置（例えば携帯通信モジュール）９３０とを備える。張力センサ９１０は、係留線９５の張力を検出し、その検出結果を制御部９２０に送る。制御部９２０は、係留装置９０の全体を制御する。

【0051】

本構成例３の制御部９２０は、張力センサ９１０が検出した張力（検出結果）が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、子機２０からの電波の送信を停止するための送信停止信号（送信制御信号）を無線通信装置９３０に送信する。無線通信装置９３０は、制御部９２０から受信した送信停止信号を、例えば移動通信システムの無線通信を介して、ドローン６０の電装部６００に設けられた無線通信装置６４０に送信する。

【0052】

以上示したように、本構成例３においても、上述した構成例１や構成例２と同様、係留線９５が切断されたときには確実に変化を示す係留線（給電線）９５の張力というパラメータに基づいて係留線９５が切断されたかどうかを判断する。したがって、係留線９５の張力以外のパラメータに基づいて係留線９５が切断されたかどうかを判断する構成と比べて、係留線９５が切断されたときに確実かつ迅速に子機２０からの電波の送信を停止することができる。

【0053】

また、本構成例３においては、係留装置９０に設けられる張力センサ９１０によって係留線９５の張力を検出するため、ドローン６０には張力センサ９１０を搭載する必要がない。そのため、ドローン６０の小型化、軽量化を実現できる。

【0054】

なお、本構成例３も、上述した構成例２と同様、係留線９５とみなされる給電線を介して飛行体への給電が行われる有線給電型のドローン無線中継システムにも提供可能である。
また、本構成例３でも、既存の送信ＯＮ／ＯＦＦ制御の機能を利用できることから、システム構成は簡易である。

【0055】

上述した実施形態においては、張力センサ６２０がドローン６０に搭載されている例（構成例１、２）と、張力センサ９１０が係留装置９０に設けられる例（構成例３）とについて説明したが、これに限られない。例えば、係留線９５に張力検出部としての張力センサを設ける構成であってもよい。

【0056】

また、本実施形態によれば、リピータ型の無線中継システムであり、子機２０はベースバンド信号の符号化及びベースバンド信号への復号化などの基地局（ｅＮｏｄｅＢ、ｇＮｏｄｅＢ）に特有の処理を行う必要がないことから、子機２０の装置構成が簡易・軽量になる。

【0057】

なお、本明細書で説明された処理工程並びに無線中継システムを含む通信システムの構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。

【0058】

ハードウェア実装については、実体（例えば、各種無線通信装置、Ｎｏｄｅ Ｂ、端末、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において前記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。

【0059】

また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、前記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された前記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。

【0060】

また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であればよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。

【0061】

また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。

【符号の説明】

【0062】

１０ ：親機
２０ ：子機
３０ ：基地局
４０ ：移動局
５０ ：自動車
６０ ：ドローン
８０ ：移動通信網
８１ ：遠隔制御装置
９０ ：係留装置
９５ ：係留線
６００ ：電装部
６１０ ：ドローン飛行駆動部
６２０ ：張力センサ
６３０ ：制御部
６４０ ：無線通信装置
６５０ ：バッテリー
６６０ ：電源装置
６６３ ：電源供給経路
６７０ ：予備バッテリー
６８０ ：スイッチ
６９０ ：電圧検出装置
９１０ ：張力センサ
９２０ ：制御部
９３０ ：無線通信装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2022-11-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体に無線中継装置と、前記飛行体の駆動部及び前記無線中継装置に電力を供給可能なバッテリーとが搭載されている無線中継システムであって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部と、
前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記バッテリーから電力が供給されている前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備えることを特徴とする無線中継システム。

【請求項2】

請求項１に記載の無線中継システムにおいて、
前記所定の電波送信停止条件は、前記張力検出部が検出した張力が所定値を下回るという条件を含むことを特徴とする無線中継システム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の無線中継システムにおいて、
前記手段は、前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記バッテリーから電力が供給されている前記無線中継装置からの電波の送信を停止するための送信制御信号を前記無線中継装置に送信する送信制御部を有することを特徴とする無線中継システム。

【請求項4】

請求項３に記載の無線中継システムにおいて、
前記張力検出部及び前記送信制御部は、前記飛行体に搭載されていることを特徴とする無線中継システム。

【請求項5】

請求項３に記載の無線中継システムにおいて、
前記飛行体と無線通信可能な管理装置を備え、
前記張力検出部及び前記送信制御部は、前記管理装置に搭載されていることを特徴とする無線中継システム。

【請求項6】

無線中継装置が搭載され、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体であって、
前記飛行体の駆動部及び前記無線中継装置に電力を供給可能なバッテリーと、
前記係留線の張力を検出する張力検出部と、
前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記バッテリーから電力が供給されている前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備えることを特徴とする飛行体。

【請求項7】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する、無線中継装置と、飛行体の駆動部及び前記無線中継装置に電力を供給可能なバッテリーとが搭載された飛行体との間で無線通信可能な管理装置であって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部と、
前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記飛行体に送信制御信号を送信して、前記バッテリーから電力が供給されている前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段と、を備えることを特徴とする管理装置。

【請求項8】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体に無線中継装置と、前記飛行体の駆動部及び前記無線中継装置に電力を供給可能なバッテリーとが搭載されている無線中継システムの管理方法であって、
前記係留線の張力を張力検出部によって検出することと、
前記張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記バッテリーから電力が供給されている前記無線中継装置からの電波の送信を停止することと、を含むことを特徴とする管理方法。

【請求項9】

無線中継装置と、飛行体の駆動部及び前記無線中継装置に電力を供給可能なバッテリーとが搭載され、地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する飛行体のコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記バッテリーから電力が供給されている前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段として、前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。

【請求項10】

地上又は海上から上空に延びた係留線によって係留されて飛行する、無線中継装置と、飛行体の駆動部及び前記無線中継装置に電力を供給可能なバッテリーとが搭載された飛行体との間で無線通信可能な管理装置のコンピュータを機能させるプログラムであって、
前記係留線の張力を検出する張力検出部の検出結果が所定の電波送信停止条件を満たしたとき、前記飛行体に送信制御信号を送信して、前記バッテリーから電力が供給されている前記無線中継装置からの電波の送信を停止する手段として、前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。