特開 2023-114297 着陸支援装置

(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】P2023114297

(43)【公開日】2023-08-17

(54)【発明の名称】着陸支援装置

(51)【国際特許分類】

   G08G 5/00 20060101AFI20230809BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20230809BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20230809BHJP

   B64F 1/12 20060101ALI20230809BHJP

   B64F 1/36 20170101ALI20230809BHJP

   H04B 10/112 20130101ALI20230809BHJP

   G01S 17/88 20060101ALI20230809BHJP

【ＦＩ】

G08G5/00 A

B64C39/02

B64C27/08

B64F1/12

B64F1/36

H04B10/112

G01S17/88

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022016588

(22)【出願日】2022-02-04

(71)【出願人】

【識別番号】000001133

【氏名又は名称】株式会社小糸製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100143764

【弁理士】

【氏名又は名称】森村 靖男

(72)【発明者】

【氏名】久保庭 拓也

(72)【発明者】

【氏名】井上 和久

【テーマコード（参考）】

5H181

5J084

5K102

【Ｆターム（参考）】

5H181AA26

5H181BB02

5H181CC03

5H181CC04

5H181CC12

5H181FF04

5H181FF05

5H181FF13

5J084AA04

5J084AA05

5J084BA36

5J084BA48

5J084BB26

5J084BB28

5K102AA23

5K102AL23

5K102AL28

5K102MA01

5K102MB20

5K102MH03

5K102MH15

5K102MH22

5K102PB01

5K102PH31

5K102RB02

5K102RD28

(57)【要約】

【課題】 着陸に適した特定のドローンを選択して着陸させ得る着陸支援装置を提供する。
【解決手段】 着陸支援装置１は、着陸ポート９の上空を含む所定の検知領域ＤＡ１を飛行する少なくとも１つのドローン８の位置を検知し、ドローン８の位置を示す位置情報を出力するドローン検知部２と、ドローン８に対して光通信を行う光通信部３と、制御部５と、を備え、制御部５は、ドローン８の位置情報に基づいて、ドローン検知部２が検知するドローン８から特定のドローン８を選択し、特定のドローン８に対して、光通信部３から着陸指示を示す光信号を送信させる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

着陸ポートの上空を含む所定の検知領域を飛行する少なくとも１つのドローンの位置を検知し、前記ドローンの位置を示す位置情報を出力するドローン検知部と、
前記ドローンに対して光通信を行う光通信部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記位置情報に基づいて、前記ドローン検知部が検知する前記ドローンから特定のドローンを選択し、前記特定のドローンに対して、前記光通信部から着陸指示を示す光信号を送信させる
ことを特徴とする着陸支援装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記ドローン検知部が複数の前記ドローンを検知する場合、前記特定のドローン以外のドローンに対して、前記光通信部から着陸待機指示を示す光信号を送信させる
ことを特徴とする請求項１に記載の着陸支援装置。

【請求項3】

前記制御部は、前記ドローン検知部が複数の前記ドローンを検知する場合、それぞれの前記ドローンの前記位置情報に基づいて、前記着陸ポートに最も近い前記ドローンを前記特定のドローンとして選択する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の着陸支援装置。

【請求項4】

前記制御部は、前記特定のドローンの前記位置情報に基づいて、前記特定のドローンの前記着陸ポートに対する相対位置を示す相対位置情報を前記光通信部から前記特定のドローンに送信させる
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の着陸支援装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記ドローン検知部が複数の前記ドローンを検知する場合、前記特定のドローン以外のドローンに対して、前記着陸ポートに対する当該ドローンの相対位置を示す相対位置情報を前記光通信部から当該ドローンに送信させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の着陸支援装置。

【請求項6】

前記ドローン検知部は、ＬｉＤＡＲにより前記ドローンを検知する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の着陸支援装置。

【請求項7】

前記着陸ポート上の物体を検知する物体検知部を更に備える
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の着陸支援装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、着陸支援装置に関し、特にドローンが着陸する際の着陸支援装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ドローンは無線通信等により飛行する飛行体の一種であり、垂直に離着陸可能なドローンが普及している。このような、ドローンを用いた荷物の配送等が試されており、ドローンを着陸させるための着陸装置が知られている。下記特許文献１には、ドローンの着陸装置の一例が記載されている。この着陸装置はＧＰＳ装置を備え、自己のＧＰＳによる位置情報をドローンに送信するものである。この着陸装置によれば、ＧＰＳを備えたドローンは、自己のＧＰＳによる位置情報と、着陸装置から送信される着陸装置の位置情報とを比較しながら着陸することで、着陸精度を向上させることができると、特許文献１では説明されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１９０３６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、物流の増加により、荷物運搬用の複数のドローンが、着陸装置に着陸しようとする事態が生じ得る。しかし、特許文献１に記載の着陸装置では、複数のドローンが着陸装置の近くに位置する場合にどのドローンを着陸させるかについて考察されていない。このため複数のドローンが着陸装置の上空に位置する場合、それぞれのドローンの着陸タイミングが近くなり、ドローン同士が接触する可能性がある。このようなドローンに対して、着陸に最も適した特定のドローンを選択して、着陸させたいとの要請がある。

【0005】

そこで、本発明は、着陸に適した特定のドローンを選択して着陸させ得る着陸支援装置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】

【0006】

上記目的の達成のため、本発明の着陸支援装置は、着陸ポートの上空を含む所定の検知領域を飛行する少なくとも１つのドローンの位置を検知し、前記ドローンの位置を示す位置情報を出力するドローン検知部と、前記ドローンに対して光通信を行う光通信部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記位置情報に基づいて、前記ドローン検知部が検知する前記ドローンから特定のドローンを選択し、前記特定のドローンに対して、前記光通信部から着陸指示を示す光信号を送信させることを特徴とするものである。

【0007】

この着陸支援装置では、ドローンの位置情報に基づいて制御部が着陸許可を与える特定のドローンを選択するため、複数のドローンが上記検知領域を飛行する場合であっても、最も着陸に適した位置を飛行しているドローンを選択することができる。ところで、光通信を行う場合の光信号は、レーザ光等といった指向性の高い光を用いることで特定の機器のみとの通信が可能である。この着陸支援装置では、特定のドローンに対して、着陸指示の光信号を送信させるため、選択した特定のドローンを着陸させることができる。

【0008】

また、前記制御部は、前記ドローン検知部が複数の前記ドローンを検知する場合、前記特定のドローン以外のドローンに対して、前記光通信部から着陸待機指示を示す光信号を送信させることが好ましい。

【0009】

この場合、前記特定のドローン以外のドローンが、待機することを明確に把握できるため、不要な着陸を阻止し得る。

【0010】

また、前記制御部は、前記ドローン検知部が複数の前記ドローンを検知する場合、それぞれの前記ドローンの前記位置情報に基づいて、前記着陸ポートに最も近い前記ドローンを前記特定のドローンとして選択してもよい。

【0011】

この場合、特定のドローンが着陸するまでの時間を最も短くし得る。

【0012】

また、前記制御部は、前記特定のドローンの前記位置情報に基づいて、前記特定のドローンの前記着陸ポートに対する相対位置を示す相対位置情報を前記光通信部から前記特定のドローンに送信させることが好ましい。

【0013】

この場合、ドローンに搭載されＧＰＳ（Global Positioning System）等が生成する測位情報に誤差が生じる場合であっても、ドローンは上記相対位置情報に基づいて、着陸位置を補正することができる。

【0014】

また、前記制御部は、前記ドローン検知部が複数の前記ドローンを検知する場合、前記特定のドローン以外のドローンに対して、前記着陸ポートに対する当該ドローンの相対位置を示す相対位置情報を前記光通信部から当該ドローンに送信させることが好ましい。

【0015】

特定のドローン以外のドローンは、着陸指示の光信号を受信していないため、着陸することはできない。この場合に、光通信部から送信される相対位置情報に基づき、ドローンが着陸ポートに対する相対的位置を把握することで、着陸ポートの近傍に不要に近づくことを抑制することができる。

【0016】

また、前記ドローン検知部は、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）により前記ドローンを検知することとしてもよい。

【0017】

また、着陸支援装置は、前記着陸ポート上の物体を検知する物体検知部を更に備えることが好ましい。

【0018】

着陸ポート上の物体が検知されることで、不要な着陸を抑制することができる。

【発明の効果】

【0019】

以上のように本発明によれば、着陸に適した特定のドローンを選択して着陸させ得る着陸支援装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態における着陸支援装置を示すブロック図である。

【図2】ドローンを示すブロック図である。

【図3】着陸支援装置の制御部の動作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】

【0021】

以下、本発明に係る着陸支援装置を実施するための形態が添付図面と共に例示される。以下に例示する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良することができる。また、本発明は、以下に例示する実施形態における構成要素を適宜組み合わせてもよい。なお、以下で参照する図面では、理解を容易にするために、各部材の寸法を変えて示す場合がある。

【0022】

図１は、本実施形態における着陸支援装置を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の着陸支援装置１は、ドローン検知部２と、光通信部３と、物体検知部４と、制御部５と、メモリ６と、を主な構成として備える。

【0023】

＜ドローン検知部２＞
ドローン検知部２は、着陸ポート９の上空を含む所定の検知領域ＤＡ１を飛行する少なくとも１つのドローン８の位置を検知し、ドローン８の位置を示す位置情報を出力する部位である。図１に示すように、ドローン検知部２は、ドローン８が着陸する着陸ポート９の近傍に設置される。本実施形態では、ドローン検知部２は、ＬｉＤＡＲから成り、レーザ光出射部１０と、受光部２０と、を主な構成として備える。

【0024】

レーザ光出射部１０は、検知領域ＤＡ１をレーザ光Ｌ１が走査するよう、当該レーザ光Ｌ１を出射する。本実施形態では、レーザ光出射部１０は、ドライバ回路１１と、レーザ光源１２と、Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３と、Ｈ２方向スキャン用駆動ミラー１４と、を主な構成として備える。なお、図１の例では、レーザ光出射部１０は、メカニカル式のユニットであるが、駆動部を含まないフェイズドアレイ方式のユニットであってもよい。

【0025】

ドライバ回路１１は、例えば電源回路やロジック回路から構成され、レーザ光源１２、Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３、及びＨ２方向スキャン用駆動ミラー１４に電気的に接続されて、これらに必要な電力を印加すると共にこれらを制御する。

【0026】

レーザ光源１２は、レーザ光Ｌ１を出射する。このレーザ光Ｌ１の波長は、例えば波長が９０５ｎｍや１５５０ｎｍといった近赤外線等の非可視光域であることが、物体の検知をし易く、人に視認されない観点から好ましい。なお、レーザ光Ｌ１の波長は、紫外域であってもよく、可視光域であってもよい。レーザ光源１２がレーザ光Ｌ１を出射するタイミングは、ドライバ回路１１により制御される。レーザ光源１２から出射するレーザ光Ｌ１は、Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３に入射する。

【0027】

Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３は、レーザ光源１２が出射するレーザ光Ｌ１を反射するミラーと、ドライバ回路１１により制御される不図示の駆動部とを有する。Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３は、レーザ光Ｌ１を反射する際、レーザ光出射部１０から出射するレーザ光Ｌ１が地面と概ね平行なＨ１方向に移動するよう、上記駆動部により反射角度を変化しながらレーザ光Ｌ１を反射する。このＨ１方向スキャン用駆動ミラー１３の反射角度の変化により、レーザ光Ｌ１は上空におけるＨ１方向に走査される。Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３で反射されるレーザ光Ｌ１は、Ｈ２方向スキャン用駆動ミラー１４に入射する。

【0028】

Ｈ２方向スキャン用駆動ミラー１４は、Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３で反射されたレーザ光Ｌ１を反射するミラーと、ドライバ回路１１により制御される不図示の駆動部とを有する。Ｈ２方向スキャン用駆動ミラー１４は、レーザ光Ｌ１を反射する際、レーザ光出射部１０から出射するレーザ光Ｌ１が地面と概ね平行でＨ１方向に概ね垂直なＨ２方向に移動するよう、上記駆動部により反射角度を変化しながらレーザ光Ｌ１を反射する。このＨ２方向スキャン用駆動ミラー１４の反射角度の変化により、Ｈ１方向に走査されるレーザ光Ｌ１の位置をＨ２方向に変化させる。Ｈ２方向スキャン用駆動ミラー１４で反射されたレーザ光Ｌ１は、着陸ポート９の上空及びその周囲の検知領域ＤＡ１に照射される。

【0029】

Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３及びＨ２方向スキャン用駆動ミラー１４は、例えば、ポリゴンミラーやガルバノミラーを含んで構成される。また、Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３及びＨ２方向スキャン用駆動ミラー１４は、ＭＥＭＳミラーによりそれぞれ構成されてもよい。また、Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３とＨ２方向スキャン用駆動ミラー１４とが、二軸スキャンタイプのミラーにより１つに纏められてもよく、Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３とＨ２方向スキャン用駆動ミラー１４とのレーザ光Ｌ１を反射する順番が入れ替わってもよい。

【0030】

受光部２０は、検知領域ＤＡ１に位置する物体でレーザ光Ｌ１が反射した反射光Ｌｒ１を受光し、受光した光に係る電気信号を出力する。本実施形態では、受光部２０は、受光素子２１と、座標特定回路２２と、を主な構成として備える。

【0031】

受光素子２１は、レーザ光Ｌ１と同波長の光を受光することができるフォトダイオード等から成る素子である。このため、受光素子２１は、レーザ光Ｌ１が検知領域ＤＡ１に位置するドローン８で反射した反射光Ｌｒ１を受光することができる。受光素子２１により受光されるレーザ光Ｌ１の反射光Ｌｒ１には、検知領域ＤＡ１に位置するドローン８の位置に係る情報が含まれる。

【0032】

受光素子２１は、座標特定回路２２に電気的に接続されており、当該情報は電気信号として座標特定回路２２に入力される。座標特定回路２２は、ドライバ回路１１にも電気的に接続されており、ドライバ回路１１がレーザ光源１２にレーザ光Ｌ１を出射させる旨の制御信号を送信するタイミング、及びその際のＨ１方向スキャン用駆動ミラー１３及びＨ２方向スキャン用駆動ミラー１４の傾き等といったドライバ回路１１からの信号と、受光素子２１から入力する信号とに所定の処理がなされ、当該信号に基づいて、受光素子２１が受光する反射光Ｌｒ１の反射点の座標を特定する。

【0033】

以上の構成のドローン検知部２により、着陸ポート９の上空を含む検知領域ＤＡ１のドローン８の位置が検知され、このドローン８が位置する座標を含む位置情報が出力される。

【0034】

＜光通信部３＞
本実施形態の光通信部３は、ドローン８に対して光通信を行う部位である。図１に示すように、光通信部３は、ドライバ回路３１と、レーザ光源３２と、Ｈ３方向調節用ミラー３３と、Ｈ４方向調節用ミラー３４と、を主な構成として備える。なお、図１の例では、光通信部３は、レーザ光出射部１０と同様に、フェイズドアレイ方式のユニットであってもよい。

【0035】

ドライバ回路３１は、例えば電源回路やロジック回路から構成され、レーザ光源３２、Ｈ３方向調節用ミラー３３、及びＨ４方向調節用ミラー３４に電気的に接続されて、これらに必要な電力を印加すると共にこれらを制御する。

【0036】

レーザ光源３２は、通信用のレーザ光Ｌ３を出射する。このレーザ光Ｌ３の波長は、レーザ光Ｌ１と異なる波長の近赤外線等の非可視光域であることが、レーザ光Ｌ１との干渉を抑制して通信を行い易くし、人に視認されない観点から好ましい。なお、レーザ光Ｌ３の波長は、紫外域であってもよく、可視光域であってもよい。レーザ光源３２がレーザ光Ｌ３を出射するタイミングは、ドライバ回路３１により制御される。なお、後述のようにレーザ光Ｌ３により、光通信が行われるため、ドライバ回路３１は、レーザ光Ｌ３が所定のプロトコルとなるようレーザ光源３２を高速でオン／オフさせて、レーザ光Ｌ３の出射と非出射とを切り替える。レーザ光源３２から出射するレーザ光Ｌ３は、Ｈ３方向調節用ミラー３３に入射する。

【0037】

Ｈ３方向調節用ミラー３３は、レーザ光源３２が出射するレーザ光Ｌ３を反射するミラーと、ドライバ回路３１により制御される不図示の駆動部とを有する。Ｈ３方向調節用ミラー３３は、光通信部３から出射するレーザ光Ｌ３が地面と概ね平行なＨ３方向に移動できるよう、上記駆動部により反射角度を変化してレーザ光Ｌ３を反射する。このＨ３方向調節用ミラー３３の反射角度が変化されることで、レーザ光Ｌ３のＨ３方向における出射方向が調節される。Ｈ３方向調節用ミラー３３で反射されるレーザ光Ｌ３は、Ｈ４方向調節用ミラー３４に入射する。

【0038】

Ｈ４方向調節用ミラー３４は、Ｈ３方向調節用ミラー３３で反射されたレーザ光Ｌ３を反射するミラーと、ドライバ回路３１により制御される不図示の駆動部とを有する。Ｈ４方向調節用ミラー３４は、光通信部３から出射するレーザ光Ｌ３が地面と概ね平行でＨ３方向に概ね垂直なＨ４方向に移動できるよう、上記駆動部により反射角度を変化してレーザ光Ｌ３を反射する。このＨ４方向調節用ミラー３４の反射角度が変化されることで、レーザ光Ｌ３のＨ４方向における出射方向が調節される。このように、Ｈ３方向調節用ミラー３３の反射方向及びＨ４方向調節用ミラー３４の反射方向が、それぞれ調節されることで、光通信部３は、検知領域ＤＡ１における任意の方向にレーザ光Ｌ３を出射することができる。

【0039】

なお、Ｈ３方向調節用ミラー３３及びＨ４方向調節用ミラー３４は、例えば、ガルバノミラーを含んで構成される。また、Ｈ３方向調節用ミラー３３及びＨ４方向調節用ミラー３４は、ＭＥＭＳミラーによりそれぞれ構成されてもよい。また、Ｈ３方向調節用ミラー３３とＨ４方向調節用ミラー３４とが、二軸スキャンタイプのミラーにより１つに纏められてもよく、Ｈ３方向調節用駆動ミラー３３とＨ４方向調節用駆動ミラー３４とのレーザ光Ｌ１を反射する順番が入れ替わってもよい。また、Ｈ３方向がＨ１方向と同じ方向で、Ｈ４方向がＨ２方向と同じ方向であってもよい。

【0040】

以上の構成の光通信部３により通信用のレーザ光Ｌ３が出射する。

【0041】

＜物体検知部４＞
物体検知部４は、着陸ポート９上の物体を検知する部位である。図１に示すように、物体検知部４は、着陸ポート９の近傍に設置される。本実施形態では、物体検知部４は、ドローン検知部２と同様にＬｉＤＡＲから成り、レーザ光出射部４０と、受光部５０と、を主な構成として備える。

【0042】

レーザ光出射部４０は、レーザ光出射部１０と概ね同様の構成であり、レーザ光Ｌ４が走査するよう、当該レーザ光Ｌ４を出射する。本実施形態では、レーザ光出射部４０は、ドライバ回路４１と、レーザ光源４２と、Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３と、Ｖ方向スキャン用駆動ミラー４４と、を主な構成として備える。なお、図１の例では、レーザ光出射部４０は、レーザ光出射部１０と同様に、フェイズドアレイ方式のユニットであってもよい。

【0043】

ドライバ回路４１は、ドライバ回路１１と概ね同様の構成であり、レーザ光源４２、Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３、及びＶ方向スキャン用駆動ミラー４４に電気的に接続されて、これらに必要な電力を印加すると共にこれらを制御する。

【0044】

レーザ光源４２は、レーザ光源１２と概ね同様の構成であり、レーザ光Ｌ４を出射する。このレーザ光Ｌ４の波長は、レーザ光Ｌ１，Ｌ３と異なる波長の近赤外線等の非可視光域であることが、レーザ光Ｌ１，Ｌ３との干渉を抑制して、物体の検知をし易く、人に視認されない観点から好ましい。レーザ光源４２がレーザ光Ｌ４を出射するタイミングは、ドライバ回路４１により制御される。レーザ光源４２から出射するレーザ光Ｌ４は、Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３に入射する。

【0045】

Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３は、レーザ光出射部１０のＨ１方向スキャン用駆動ミラー１３と概ね同様の構成であり、物体検知部４から出射するレーザ光Ｌ４が水平方向に移動するよう反射角度を変化させながらレーザ光Ｌ４を反射する。このＨ方向スキャン用駆動ミラー４３の反射角度の変化により、レーザ光Ｌ４は水平方向に走査される。Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３で反射されるレーザ光Ｌ４は、Ｖ方向スキャン用駆動ミラー４４に入射する。

【0046】

Ｖ方向スキャン用駆動ミラー４４は、レーザ光出射部１０のＨ２方向スキャン用駆動ミラー１４と概ね同様の構成であり、物体検知部４から出射するレーザ光Ｌ４が鉛直方向に移動するよう反射角度を変化さながらレーザ光Ｌ４を反射する。このＶ方向スキャン用駆動ミラー４４の反射角度の変化により、水平方向に走査されるレーザ光Ｌ４の位置を鉛直方向に変化させる。Ｖ方向スキャン用駆動ミラー４４で反射されたレーザ光Ｌ４は、着陸ポート９を含む検知領域ＤＡ２に照射される。

【0047】

なお、Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３とＶ方向スキャン用駆動ミラー４４とが、二軸スキャンタイプのミラーにより１つに纏められてもよく、Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３とＶ方向スキャン用駆動ミラー４４とのレーザ光Ｌ４を反射する順番が入れ替わってもよい。

【0048】

受光部５０は、受光部２０と同様の構成であり、検知領域ＤＡ２に位置する物体でレーザ光Ｌ４が反射した反射光Ｌｒ４を受光し、受光した光に係る電気信号を出力する。本実施形態では、受光部５０は、受光素子５１と、座標特定回路５２と、を主な構成として備える。

【0049】

受光素子５１は、レーザ光Ｌ４と同波長の光を受光することができる点を除き、受光素子２１と同様の構成の成る素子である。このため、受光素子５１は、レーザ光Ｌ４が検知領域ＤＡ２に位置する物体で反射した反射光Ｌｒ４を受光することができる。受光素子５１により受光されるレーザ光Ｌ４の反射光Ｌｒ４には、検知領域ＤＡ２に位置する物体の位置に係る情報が含まれる。

【0050】

受光素子５１は、座標特定回路５２に電気的に接続されており、当該情報は電気信号として座標特定回路５２に入力される。座標特定回路５２は、ドライバ回路４１にも電気的に接続されており、ドローン検知部２の座標特定回路２２がドローン８の位置を特定するのと同様の手法により、着陸ポート９上の物体の位置の座標を特定する。

【0051】

以上の構成の物体検知部４により、着陸ポート９上の物体が検知され、着陸ポート９上の物体の位置に係る位置情報が出力される。

【0052】

以上説明したドローン検知部２のドライバ回路１１及び座標特定回路２２、光通信部３のドライバ回路３１、及び、物体検知部４のドライバ回路４１及び座標特定回路５２は、それぞれ制御部５に電気的に接続されている。従って、座標特定回路２２から出力されるドローン８の位置情報や、座標特定回路５２から出力される着陸ポート９上の物体の位置情報は、制御部５に入力する。

【0053】

制御部５は、例えば、マイクロコントローラ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-scale Integrated Circuit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの集積回路やＮＣ（Numerical Control）装置から成る。また、制御部５は、ＮＣ装置を用いた場合、機械学習器を用いたものであってもよく、機械学習器を用いないものであってもよい。以下に説明するように、制御部５は、少なくともドライバ回路１１，３１，４１を制御する。

【0054】

メモリ６は制御部５に電気的に接続されており、制御部５に入力するドローン８の位置情報や、着陸ポート９上の物体の位置情報、及び着陸ポート９の位置情報等を記憶する。メモリ６は、例えば非一過性（non-transitory）の記録媒体であり、RAM（Random Access Memory）やROM（Read Only Memory）等の半導体記録媒体が好適であるが、光学式記録媒体や磁気記録媒体等の任意の形式の記録媒体を包含し得る。なお、「非一過性」の記録媒体とは、一過性の伝搬信号（transitory, propagating signal）を除く全てのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含み、揮発性の記録媒体を除外するものではない。なお、着陸ポート９の位置情報は、着陸ポート９の位置の座標を含む情報であり、着陸支援装置１の設置時等に入力されて、メモリ６に記憶されている。

【0055】

次にドローン８について説明する。

【0056】

図２は、本実施形態のドローン８を説明する図である。図２に示す通り、ドローン８は、光通信部８１と、測位部８２と、複数のモータコントロール部８３と、複数のモータ８４と、制御部８５と、複数の回転翼８６と、を主な構成として備える。

【0057】

光通信部８１は、通信用のレーザ光Ｌ３を受光する部位であり、レーザ光Ｌ３と同波長の光を受光することができるフォトダイオード等から成る不図示の受光素子と、受光素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する不図示のＡ／Ｄコンバータ等を含む。このため、光通信部８１は、光通信部３からレーザ光Ｌ３が照射される場合に、このレーザ光Ｌ３を受光することができ、レーザ光Ｌ３を受光すると、レーザ光Ｌ３による通信信号に基づく受信信号を生成する。この受信信号は制御部８５に出力される。

【0058】

測位部８２は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号を受信してドローン８の測位を行い、ドローン８の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。ＧＮＳＳ信号としては、例えば、ＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号が挙げられる。生成した、位置情報は、制御部８５に出力される。

【0059】

それぞれのモータコントロール部８３には、個別にモータ８４が電気的に接続されている。それぞれのモータコントロール部８３は、ＥＳＣ（Electric Speed Controller）等を含んで構成され、制御部８５からの制御信号に基づいて、接続されるモータ８４の回転数をコントロールする。また、それぞれのモータ８４には個別に回転翼８６が直結しており、それぞれのモータ８４の回転軸の回転に伴い、回転翼８６は回転する。

【0060】

制御部８５は、制御部５と同様に、例えば、マイクロコントローラ、ＩＣ、ＬＳＩ、ＡＳＩＣなどの集積回路やＮＣ装置等から成る。制御部８５は、測位部８２及び光通信部８１からの信号に基づいて、モータコントロール部８３を制御する。制御部５のモータコントロール部８３を介したモータ８４の制御により、ドローン８は、移動することができる。

【0061】

次に、着陸支援装置１の動作について説明する。

【0062】

図３は、着陸支援装置１の制御部５の動作を示すフローチャートである。図３に示すように、制御部５はステップＳＰ０１からステップＳＰ１０の動作により、ドローン８の着陸を支援する。

【0063】

（ステップＳＰ０１）
本ステップでは、制御部５は、ドローン検知部２に検知動作を示す制御信号を出力する。この制御信号は、レーザ光出射部１０のドライバ回路１１に入力する。ドライバ回路１１は、当該制御信号が入力すると、レーザ光源１２からレーザ光Ｌ１を出射させ、Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３、Ｈ２方向スキャン用駆動ミラー１４を動作させる。Ｈ１方向スキャン用駆動ミラー１３の動作により、レーザ光Ｌ１は、検知領域ＤＡ１をＨ１方向に走査し、Ｈ２方向スキャン用駆動ミラー１４の動作により、走査位置がＨ２方向に移動する。このとき、上空にドローン８が位置している場合、レーザ光Ｌ１は、ドローン８で反射し、反射光Ｌｒ１として、受光部２０の受光素子２１で受光される。受光素子２１から出力される信号は、座標特定回路２２に入力し、座標特定回路２２は、受光素子２１からの信号、ドライバ回路１１からの信号を参照して、反射光Ｌｒ１の反射位置の座標を特定する。この反射位置がドローン８の位置である。こうして、ドローン８の位置が検知される。複数のドローン８が検知領域ＤＡ１に位置する場合、それぞれのドローン８の位置が検知される。検知されたドローン８の座標を含む位置情報は、ドローン検知部２から出力され、制御部５に入力される。なお、ドローン８が検知されない場合、ドローン検知部２は、ドローン８が検知されない旨の情報を制御部５に入力しても、特に情報を制御部５に入力しなくてもよい。

【0064】

（ステップＳＰ０２）
本ステップでは、制御部５は、ドローン検知部２によってドローン８が検知されない場合、すなわち、ドローン検知部２からドローン８を検知しない旨の信号が入力されたり、特に何の信号が入力されない場合に、ステップＳＰ０１に戻り、ドローン検知部２に対して検知動作を継続させる。一方、制御部５は、ドローン８の位置情報が入力されると、ステップＳＰ０３に進む。

【0065】

（ステップＳＰ０３）
本ステップでは、制御部５は、検知されたドローン８の位置情報をメモリ６に記憶させる。ドローン８が複数検知され、それぞれのドローン８の座標を示す複数の位置情報が制御部５に入力する場合、制御部５は、それぞれのドローン８の位置情報をメモリ６に記憶させる。

【0066】

（ステップＳＰ０４）
本ステップでは、制御部５は、検知されたドローン８が複数か否かを判別する。制御部５は、ドローン８の位置情報が１つのみ入力する場合、ドローン８が複数検知されていないものとして、ステップＳＰ０５に進み、ドローン８の位置情報が複数入力する場合にドローン８が複数検知されたものとして、ステップＳＰ０６に進む。

【0067】

（ステップＳＰ０５）
本ステップでは、制御部５は、検知したドローン８を特定のドローンとして選択し、ステップＳＰ０８に進む。なお、後述のように光通信部３から着陸指示を含む光信号を送信させるドローン８を特定する場合、それは当該ドローン８を特定のドローン８として選択しているということである。

【0068】

（ステップＳＰ０６）
本ステップでは、制御部５は、メモリ６に記憶されている着陸ポート９の位置情報と、それぞれのドローン８の位置情報とに基づいて、着陸ポート９に最も近いドローン８を特定のドローン８として選択し、ステップＳＰ０７に進む。図１では、３つのドローン８が検知領域ＤＡ１を飛行している様子が示されているが、図１の場合、３つのドローン８のうち真ん中に位置するドローン８が特定のドローン８として選択される。

【0069】

（ステップＳＰ０７）
本ステップでは、制御部５は、複数のドローン８のうち、特定のドローン８以外のドローン８に対して、光通信部３から相対的位置情報及び着陸待機指示を含む光信号を送信させる。この相対的位置情報とは、着陸ポート９とドローン８との相対的な位置を示す情報である。本ステップでは、まず、制御部５は、メモリ６から着陸ポート９の位置情報及び特定のドローン８以外のドローン８の位置情報を読み出して、当該ドローン８の着陸ポート９に対する相対位置を算出し、相対位置情報を作成する。次に、制御部５は、光通信部３に対して、メモリ６から読み出したドローン８の位置情報、作成した相対的位置情報、及び着陸待機指示の光信号を出射させる旨の制御信号を出力する。これら情報及び制御信号は、光通信部３のドライバ回路３１に入力する。ドライバ回路３１は、これら情報及び制御信号が入力すると、ドローン８の位置情報に含まれる座標に向かってレーザ光Ｌ３が出射されるようＨ３方向調節用ミラー３３及びＨ４方向調節用ミラー３４の向きを調節させる。次にドライバ回路３１は、レーザ光源３２に制御信号や駆動電力を入力して、レーザ光Ｌ３が相対的位置情報及び着陸待機指示を含む所定のプロトコルのレーザ光Ｌ３をレーザ光源３２から出射させる。図１のように、特定のドローン８以外のドローン８が複数の場合、制御部５は、ドライバ回路３１を介して、特定のドローン８を除くそれぞれのドローン８に相対的位置情報及び着陸待機指示を含むレーザ光Ｌ３を出射させる。制御部５は、本ステップを終えるとステップＳＰ０８に進む。

【0070】

相対的位置情報及び着陸待機指示を示す光信号としてのレーザ光Ｌ３は、特定のドローン８以外のドローン８に照射され、当該レーザ光Ｌ３は、ドローン８の光通信部８１で受光されて、レーザ光Ｌ３に基づく受信信号がドローン８の制御部８５に入力する。制御部８５は、当該受信信号を受けると、それぞれのモータコントロール部８３を制御し、ドローン８をその場でホバリングさせる。なお、着陸支援装置１から受ける相対的位置情報が、着陸ポート９からドローン８までの距離が所定の距離以内であることを示す場合、制御部８５は、ドローン８が着陸ポート９から当該所定の距離より離れるよう、モータコントロール部８３を制御することが好ましい。この場合、後述のように着陸を行う特定のドローン８との接触を抑制することができる。

【0071】

（ステップＳＰ０８）
本ステップでは、制御部５は、着陸ポート９上に物体が位置しているかを判断する。本ステップに先立ち、制御部５は、物体検知部４が着陸ポート９上の物体を検知する指示を含む制御信号を出力する。この制御信号は、物体検知部４におけるレーザ光出射部４０のドライバ回路４１に入力する。ドライバ回路４１は、当該制御信号が入力すると、レーザ光源４２からレーザ光Ｌ４を出射させ、Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３、Ｖ方向スキャン用駆動ミラー４４を動作させる。Ｈ方向スキャン用駆動ミラー４３の動作により、レーザ光Ｌ４は、検知領域ＤＡ２を水平方向に走査し、Ｖ方向スキャン用駆動ミラー４４の動作により、レーザ光Ｌ４の走査位置が鉛直方向に移動する。従って、Ｖ方向スキャン用駆動ミラー４４の動作により、走査位置が物体検知部４から見て前後方向にずれる。このとき、検知領域ＤＡ２に物体が位置している場合、レーザ光Ｌ４は、当該物体で反射し、反射光Ｌｒ４として、受光部５０の受光素子５１で受光される。受光素子５１から出力される信号は、座標特定回路５２に入力し、座標特定回路５２は、受光素子５１からの信号、ドライバ回路４１からの信号を参照して、反射光Ｌｒ４の反射位置の座標を特定する。この反射位置が物体の位置である。検知領域ＤＡ２には、着陸ポート９が含まれるので、物体検知部４は、着陸ポート９上の物体を検知することができる。座標特定回路５２は、物体が位置する座標を含む物体の位置情報を出力する。この位置情報は、制御部５に入力する。制御部５は、この位置情報をメモリ６に記憶させる。本ステップでは、制御部５は、メモリ６から着陸ポート９上の物体の位置情報を読み出し、当該位置情報が着陸ポート９上に物体が位置していることを示す場合には、ステップＳＰ０９に進み、当該位置情報が着陸ポート９上に物体が位置していることを示さない場合には、ステップＳＰ１０に進む。

【0072】

（ステップＳＰ０９）
本ステップでは、制御部５は、特定のドローン８に対して、光通信部３から相対的位置情報及び着陸待機指示を示す光信号を送信させる。まず、制御部５は、メモリ６から着陸ポート９の位置情報及び特定のドローン８の位置情報を読み出して、これら情報に基づいて、特定のドローン８の相対的位置情報を作成する。その後ステップＳＰ０７と同様にして、制御部５は、光信号としてのレーザ光Ｌ３が相対的位置情報及び着陸待機指示を含む所定のプロトコルを含むように、レーザ光Ｌ３をレーザ光源３２から出射させる。ただし、本ステップでは、当該レーザ光Ｌ３を特定のドローン８に向けて出射させる。制御部５は、本ステップを終えると再びステップＳＰ０１に戻る。

【0073】

相対的位置情報及び着陸待機指示を示すレーザ光Ｌ３が、特定のドローン８に照射されると、ステップＳＰ０７での説明と同様にして、制御部８５は、それぞれのモータコントロール部８３を制御し、ドローン８をその場でホバリングさせる。なお、着陸支援装置１から受ける相対的位置情報が、着陸ポート９からドローン８までの距離が所定の距離よりも大きいことを示す場合、制御部８５は、ドローン８が着陸ポート９から当該所定の距離以内になるよう、モータコントロール部８３を制御することが好ましい。この場合、後に着陸指示を含む光信号が受信される場合に、より短時間で着陸を行うことができる。

【0074】

（ステップＳＰ１０）
本ステップでは、制御部５は、特定のドローン８に対して、光通信部３から相対的位置情報及び着陸指示を示す光信号を送信させる。まず、制御部５は、ステップＳＰ０９と同様にして、特定のドローン８の相対的位置情報を作成する。その後ステップＳＰ０９と同様にして、制御部５は、光信号としてのレーザ光Ｌ３が相対的位置情報及び着陸指示を含む所定のプロトコルを含むように、レーザ光Ｌ３をレーザ光源３２から出射させる。制御部５は、本ステップを終えると再びステップＳＰ０１に戻る。

【0075】

相対的位置情報及び着陸指示を示すレーザ光Ｌ３は、ドローン８の光通信部８１で受光されて、レーザ光Ｌ３に係る受信信号がドローン８の制御部８５に入力する。制御部８５は、当該受信信号を受けると、相対的位置情報に基づいて、ドローン８が着陸ポート９の真上となるよう、モータコントロール部８３を制御して、位置補正を行う。そして、制御部８５は、特定のドローン８が着陸ポート９に向かって降下するようそれぞれのモータコントロール部８３を制御する。こうして特定のドローン８は着陸ポート９に着陸する。

【0076】

なお、着陸したドローン８が着陸ポート９から飛び立ったり、除去されたりしない限り、物体検知部４は、特定のドローン８を着陸ポート９上の物体として検知する。

【0077】

以上説明したように、本実施形態の着陸支援装置１では、制御部５は、ドローン８の位置情報に基づいて、ドローン検知部２が検知するドローン８から特定のドローン８を選択し、特定のドローン８に対して、光通信部３から着陸指示を示す光信号を送信させる。このように、ドローン８の位置情報に基づいて制御部５が着陸許可を与える特定のドローン８を選択するため、複数のドローン８が着陸ポート９の上空を含む検知領域ＤＡ１を飛行する場合であっても、最も着陸に適した位置を飛行しているドローン８を選択することができる。ところで、光通信を行う場合の光信号は、レーザ光等といった指向性の高い光を用いることで特定の機器とのみの通信が可能である。本実施形態の着陸支援装置１では、特定のドローン８に対して、着陸指示の光信号を送信させるため、選択した特定のドローン８を着陸させることができる。

【0078】

また、本実施形態の着陸支援装置１では、制御部５は、ドローン検知部２が複数のドローン８を検知する場合、特定のドローン８以外のドローン８に対して、光通信部３から着陸待機指示を示す光信号を送信させる。このため、特定のドローン８以外のドローン８が、待機することを把握でき、不要な着陸を阻止し得る。

【0079】

また、本実施形態の着陸支援装置１では、制御部５は、ドローン検知部２が複数のドローン８を検知する場合、それぞれのドローン８の位置情報に基づいて、着陸ポート９に最も近いドローン８を特定のドローン８として選択している。このため、本実施形態では、特定のドローン８が着陸するまでの時間を最も短くし得る。

【0080】

また、本実施形態の着陸支援装置１では、制御部５は、特定のドローン８の相対位置情報を光通信部３から特定のドローン８に送信させる。このため、特定のドローン８に搭載されるＧＰＳ等が生成する測位情報に誤差が生じる場合であっても、特定のドローン８は相対位置情報に基づいて、着陸位置を補正することができる。

【0081】

また、本実施形態の着陸支援装置１では、制御部５は、特定のドローン８以外のドローン８に対して、当該ドローン８の相対位置情報を光通信部３から当該ドローン８に送信させる。このため、光通信部３から送信される相対位置情報に基づき、特定のドローン８以外のドローン８が着陸ポート９に対する相対的位置を把握することで、当該ドローン８が着陸ポート９の近傍に不要に近づくことを抑制することができる。

【0082】

また、本実施形態の着陸支援装置１は、着陸ポート９上の物体を検知する物体検知部４を備える。このため、着陸ポート９上の物体が検知され、不要な着陸を抑制することができる。

【0083】

以上、本発明について、上記実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【0084】

例えば、制御部５は、特定のドローン８以外のドローン８に対して、着陸待機指示を示す光信号を送信させなくてもよい。この場合、特定のドローン８以外のドローン８は、着陸許可の信号を受信しない限り着陸を行わない制御をすればよい。

【0085】

また、制御部５は、ドローン検知部２が複数のドローン８を検知する場合、それぞれのドローン８の位置情報に基づいて、着陸ポート９に最も近いドローン８を特定のドローン８として選択せず、他のドローン８を特定のドローン８として選択してもよい。

【0086】

また、制御部５は、特定のドローン８に相対位置情報を送信させなくてもよい。この場合、例えば、ドローン８がカメラ等の手段により着陸ポート９の位置を認識して、着陸すればよい。

【0087】

また、制御部５は、特定のドローン８以外のドローン８に対して、相対位置情報を送信させなくてもよい。

【0088】

また、ドローン検知部２は、ドローン８の位置を検知できる装置であれば、ＬｉＤＡＲに限定されない。例えば、ドローン検知部２が、カメラとミリ波レーダーから構成されてもよい。

【0089】

また、物体検知部４は必須の構成ではない。また、着陸支援装置１が物体検知部４を備える場合であっても、物体検知部４は、着陸ポート９上の物体を検知できればよく、上記実施形態のように物体の位置情報を作成しなくてもよい。従って、物体検知部４はＬｉＤＡＲに限定されない。例えば、物体検知部４が着陸ポート９を撮像するカメラにより構成され、当該カメラで物体が映し出しているかを判別して、物体が検知されてもよく、或いは、物体検知部４が着陸ポート９上に配置される重量センサにより構成されてもよい。これらの場合、物体検知部４からは、着陸ポート９上に物体が位置している旨の情報が出力され、制御部５は当該情報をメモリ６に記憶する。この場合、ステップＳＰ０８において、制御部５が、着陸ポート９上に物体が位置しているかの判断手順を上記実施形態よりも簡易にすることができる。

【0090】

また、ドローン検知部２の検知領域ＤＡ１が検知領域ＤＡ２をも含み、ドローン検知部２が物体検知部４を兼ねてもよい。

【0091】

また、上記実施形態のフローチャートは、着陸支援装置１の制御部５の動作の一例を示すにすぎず、一部のステップの順番が入れ替わったり、一部のステップでの動作を変更したり、他のステップが加わったりすることが可能である。例えば、ステップＳＰ０７とステップＳＰ０８との間に次の２つの追加ステップが組み入れられてもよい。具体的には、第１の追加ステップにおいて、特定のドローン８の相対位置情報と特定のドローン８以外のドローン８の相対位置情報とに基づいて、特定のドローン８と着陸ポート９との間に特定のドローン８以外のドローン８が位置するか否かを判断するステップを設ける。この第１の追加ステップで、特定のドローン８と着陸ポート９との間に特定のドローン８以外のドローン８が位置しない場合、ステップＳＰ０８に進む。一方、第１の追加ステップで、特定のドローン８と着陸ポート９との間に特定のドローン８以外のドローン８が位置する場合、第２の追加ステップに進む。第２の追加ステップでは、特定のドローン８と着陸ポート９との間に位置するドローン８に対して、移動指示を送信して、第１の追加ステップに戻る。移動指示は、例えば、特定の方向に５ｍ進むといった具合である。この第２の追加ステップにより、特定のドローン８と着陸ポート９との間に位置するドローン８が他の場所に移動し、特定のドローン８と着陸ポート９との間に特定のドローン８以外のドローン８が位置しなくなり得る。なお、第２の追加ステップにおいて、上記と異なり、特定のドローン８に対して相対位置情報と移動指示とを送信をしてもよい。この移動指示による特定のドローン８の移動により、特定のドローン８と着陸ポート９との間に特定のドローン８以外のドローン８が位置しなくなり得る。なお、特定のドローン８以外のドローン８が特定のドローン８と着陸ポート９との間に位置するか否かが、相対位置情報における地面に平行な方向に沿った座標のみで判断されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0092】

以上のように、本発明によれば、着陸に適した特定のドローンを選択して着陸させ得る着陸支援装置が提供され、物流等の分野において利用可能である。

【符号の説明】

【0093】

１・・・着陸支援装置
２・・・ドローン検知部
３・・・光通信部
４・・・物体検知部
５・・・制御部
６・・・メモリ
８・・・ドローン
９・・・着陸ポート
Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４・・・レーザ光

【図1】

【図2】

【図3】