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(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】
(24)【登録日】2022-03-04
(45)【発行日】2022-03-14
(54)【発明の名称】通信装置、通信方法、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
H04B 10/112 20130101AFI20220307BHJP
H02J 50/20 20160101ALI20220307BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20220307BHJP
【ＦＩ】
H04B10/112
H02J50/20
H02J7/00 301D
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2021101460
(22)【出願日】2021-06-18
(62)【分割の表示】P 2020102805の分割
【原出願日】2019-03-26
(65)【公開番号】P2021166392
(43)【公開日】2021-10-14
【審査請求日】2021-06-18
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【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】110000877
【氏名又は名称】龍華国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】今井 弘道
(72)【発明者】
【氏名】岡田 勝
【審査官】前田 典之
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０２１４８７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－１５８０７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６９８０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０３３６２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－０２２３８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－２２８１３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－１５２４９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０３１５６０４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０６３４７００１（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】宮本智之，機器を配線から解放する安全な光無線給電システム，東京工業大学 新技術説明会 [オンライン]，日本，国立研究開発法人科学技術振興機構，2017年10月17日，第1-24頁，[検索日 2020.03.23]，インターネット：＜URL:https://shingi.jst.go.jp/var/rev0/0000/6536/2017_titech_
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｂ １０／１１２
Ｈ０２Ｊ ５０／２０
Ｈ０２Ｊ ７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光無線通信用の通信ポートと、画像を取得する撮像部と、
前記通信ポート及び前記撮像部を支持するジンバルと、
前記通信ポートから出力される光の指向性よりも指向性が低い光を出力する発光部と、
前記画像に基づいて、前記通信ポートの光軸と通信対象の通信装置が有する通信ポートの光軸とが一致したと判定した場合に、前記通信対象の通信装置との間で光無線通信リンクを確立するリンク確立部と、
前記発光部による発光を制御することによって、前記通信対象の通信装置に情報を送信するように制御する通信実行部と
を備える、
通信装置。
【請求項2】
前記通信実行部は、前記通信対象との間で光無線通信リンクを確立するまでの間の通信手段として、前記発光部による通信を実行する、請求項１に記載の通信装置。
【請求項3】
前記通信実行部は、前記発光部による発光を制御することによって、前記通信対象との間で認証を行うための認証信号を前記通信対象に送信する、請求項２に記載の通信装置。
【請求項4】
前記通信実行部は、前記リンク確立部が前記通信対象の通信装置との間で光無線通信リンクを確立した後に、前記光無線通信リンクの通信断又は通信不安定時の通信手段として、前記発光部による通信を実行する、請求項３に記載の通信装置。
【請求項5】
前記通信ポートの光無線通信方向のベクトルと、前記撮像部による撮像主方向のベクトルとが同一である、請求項１から４のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項6】
前記画像に基づいて、前記通信ポートの方向と通信対象の通信ポートの方向とが一致するように、前記ジンバルの回転を制御する回転制御部
を備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項7】
前記画像に基づいて、前記通信対象の通信装置を検出する通信対象検出部、を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項8】
前記撮像部は、他の通信装置が有する発光部による発光を撮像し、前記通信対象検出部は、前記発光部による発光が、予め定められた条件を満たした場合に、前記他の通信装置を前記通信対象の通信装置として検出する、請求項７に記載の通信装置。
【請求項9】
前記他の通信装置が有する発光部は、可視光を発光する、請求項８に記載の通信装置。
【請求項10】
コンピュータを、請求項１～９のいずれか一項に記載の通信装置として機能させるためのプログラム。
【請求項11】
光無線通信用の通信ポート、画像を取得可能な撮像部、前記通信ポートと前記撮像部を支持するジンバル、及び前記通信ポートから出力される光の指向性よりも指向性が低い光を出力する発光部を有する通信装置の通信方法であって、前記発光部による発光を制御することによって、通信対象の通信装置に情報を送信する情報送信段階と、
前記画像を取得する画像取得段階と、
前記画像に基づいて、前記通信ポートの光軸と前記通信対象の通信装置の通信ポートの光軸とが一致しているか否かを判定する判定段階と、
方向が一致している場合に、前記通信対象の通信装置との間で光無線通信通信リンクを確立する確立段階と
を備える通信方法。
【請求項12】
前記情報送信段階は、前記発光部による発光を制御することによって、前記通信対象との間で認証を行うための認証信号を前記通信対象に送信し、
前記判定段階は、前記認証信号に基づいて認証可と判定できた場合に、前記通信ポートの光軸と前記通信対象の通信装置の通信ポートの光軸とが一致しているか否かを判定する、請求項１１に記載の通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、通信装置、通信方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
コントローラからの無線信号によって遠隔制御されるドローン等の装置が知られていた。（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１７－０６９８０３号公報
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２０１７－０６９８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
電波環境に依らずにドローン等の装置を適切に遠隔制御可能にする技術を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の第１の態様によれば、通信用装置が提供される。通信用装置は、ジンバルと、ジンバルによって回転可能に支持された、光無線通信用の通信ポート及び通信ポートの光無線通信方向を撮像する撮像部を有する通信ユニットとを備えてよい。上記通信ポートの光無線通信方向のベクトルと、上記撮像部による撮像主方向のベクトルとは同一であってよい。上記ジンバルは、３軸ジンバルであってよい。
【0005】
本発明の第２の態様によれば、通信装置が提供される。通信装置は、上記通信用装置と、上記通信ポートを用いた光無線通信を実行する通信実行部とを備えてよい。
【0006】
本発明の第３の態様によれば、コンピュータを、上記通信装置として機能させるためのプログラムが提供される。
【0007】
本発明の第４の態様によれば、通信装置によって実行される通信方法が提供される。通信装置は、ジンバルと、ジンバルによって回転可能に支持された、光無線通信用の通信ポート及び通信ポートの光無線通信方向を撮像する撮像部を有する通信ユニットと、通信ポートを用いた光無線通信を実行する通信実行部とを有してよく、通信方法は、上記撮像部による撮像画像に基づいて、上記通信ポートの光軸と、通信対象の通信装置が有する通信ポートの光軸とが一致したと判定した場合に、上記通信対象の上記通信装置との間で光無線通信リンクを確立するリンク確立段階を備えてよい。通信方法は、上記撮像部による撮像画像に基づいて、上記光軸の一致を維持すべく、上記ジンバルによる上記通信ユニットの回転を制御する回転制御段階を備えてよい。
【0008】
本発明の第５の態様によれば、充電用装置が提供される。充電用装置は、ジンバルと、ジンバルによって支持された、無線受電ポート及び無線受電ポートが受電する方向と反対の方向を撮像する撮像部を有する充電ユニットとを備えてよい。上記無線受電ポートが受電する方向と反対の方向のベクトルと、上記撮像部による撮像主方向のベクトルとは同一であってよい。
【0009】
本発明の第６の態様によれば、通信装置が提供される。通信装置は、ジンバルと、ジンバルによって支持された撮像部と、発光部とを備えてよい。通信装置は、発光部による発光を制御することによって情報を送信する情報送信部を備えてよい。通信装置は、撮像部によって撮像された他の通信装置が備える発光部による発光に基づいて、他の通信装置によって送信された情報を取得する情報取得部を備えてよい。発光部は可視光を発光してよい。
【0010】
本発明の第７の態様によれば、コンピュータを、上記通信装置として機能させるためのプログラムが提供される。
【0011】
本発明の第８の態様によれば、通信装置によって実行される通信方法が提供される。通信装置は、ジンバルと、ジンバルによって支持された撮像部と、発光部とを有してよく、通信方法は、発光部による発光を制御することによって情報を送信する情報送信段階を備えてよい。通信方法は、撮像部によって撮像された他の通信装置が備える発光部による発光に基づいて、他の通信装置によって送信された情報を取得する情報取得段階を備えてよい。
【0012】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】通信用装置１００の一例を概略的に示す。
【図2】通信用装置１００の使用例を概略的に示す。
【図3】通信用装置１００の使用例を概略的に示す。
【図4】通信用装置１００の使用例を概略的に示す。
【図5】通信装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。
【図6】通信装置２００による処理の流れの一例を概略的に示す。
【図7】充電用装置４００及び給電用装置５００の使用例を概略的に示す。
【図8】充電用装置４００の機能構成の一例を概略的に示す。
【図9】給電用装置５００の機能構成の一例を概略的に示す。
【図10】通信実行部２１０、充電実行部４５０又は給電実行部５５０として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【0015】
図１は、通信用装置１００の一例を概略的に示す。通信用装置１００は、ジンバル１４０と、ジンバル１４０によって回転可能に支持された通信ユニット１１０とを備える。ジンバル１４０は、１軸以上のジンバルである。ジンバル１４０は、例えば、２軸ジンバル又は３軸ジンバルである。
【0016】
通信ユニット１１０は、光無線通信用の通信ポート１２０を有する。通信ポート１２０は、発光ポート１２２及び受光ポート１２４を有してよい。通信ユニット１１０による光無線通信に用いられる光の種類は任意の種類であってよく、例えば、赤外線から可視光線までの間の波長の光が用いられる。
【0017】
例えば、可視光を用いる場合、各種波長のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を安価に入手することができるので、多重波長の重畳による広帯域化が容易であったり、通信用装置１００の製造コストを低減したりすることができる。また、例えば、赤外線を用いる場合、赤外線は波長が可視光より長いので、小出力で遠距離まで届かせることができる。また、目に安全であるとともに、肉眼では見えないので、通信していることを秘匿できる。
【0018】
通信ユニット１１０は、撮像部１３０を有する。撮像部１３０は、通信ポート１２０の光無線通信方向を撮像する。撮像部１３０は、例えば、発光ポート１２２による発光方向を撮像する。通信ポート１２０の光無線通信方向のベクトルと、撮像部１３０による撮像主方向のベクトルとは、同一であってよい。撮像部１３０による撮像主方向とは、例えば、撮像部１３０が備えるレンズの光軸の方向である。
【0019】
光無線通信は指向性が高く、通信対象同士の通信ポートの光軸が一致していなければ通信をすることができない。本実施形態に係る通信用装置１００は、通信ポート１２０の光軸と、通信対象が備える通信用装置１００の通信ポート１２０の光軸とを自動的に一致させるための機構を有する。
【0020】
図２は、通信用装置１００の使用例を概略的に示す。通信用装置１００は、例えば、ドローン等の無人航空機２０と、無人航空機２０をコントロールするためのコントローラ３０とのそれぞれに取り付けられる。
【0021】
無人航空機２０及びコントローラ３０は、例えば、それぞれの撮像部１３０によって撮像される撮像画像を解析してお互いを認識し、ジンバル１４０によって通信ポート１２０の角度を継続的に調整することによって、お互いをトラッキングする。そして、無人航空機２０及びコントローラ３０は、撮像部１３０による撮像画像によって、お互いの通信ポート１２０の光軸が一致していると判定した場合に、光無線通信リンクを確立する。
【0022】
光無線通信リンクの確立は、例えば、無人航空機２０が飛行を開始する前に行われる。例えば、コントローラ３０に取り付けられた通信用装置１００と、任意の場所に配置された無人航空機２０の通信用装置１００とが対向するように操縦者３２がコントローラ３０を移動させている間に、無人航空機２０とコントローラ３０とが上述した流れに従って光無線通信リンクを確立する。また、例えば、他者が無人航空機２０を保持して、操縦者３２と協力して、無人航空機２０の通信用装置１００とコントローラ３０の通信用装置１００とが対向させてもよい。
【0023】
光無線通信リンクの確立は、無人航空機２０が飛行を開始した後に行われてもよい。例えば、無人航空機２０が自律飛行する機能を有し、自律飛行している無人航空機２０の通信用装置１００とコントローラ３０の通信用装置１００とが対向するように操縦者３２がコントローラ３０を移動させている間に、無人航空機２０とコントローラ３０とが上述した流れに従って光無線通信リンクを確立する。
【0024】
光無線通信リンクが確立した後は、無人航空機２０とコントローラ３０とが、それぞれの撮像部１３０によって撮像される撮像画像をお互いに認識し、ジンバル１４０によって通信ポート１２０の角度を調整することによって、お互いのトラッキングを継続し、互いの通信ポート１２０の光軸が一致している状態を維持する。これにより、無人航空機２０が３次元空間上を自由に移動しても、通信ポート１２０の光軸が一致している状態を維持することができ、光無線通信を継続することを可能にできる。
【0025】
無人航空機２０を無線電波によってコントロールする技術が知られているが、妨害電波を発生する装置の近くや、磁気嵐が発生した場合や、船の中及びトンネルの中などのように電波がマルチパスを起こしてしまう環境内等では、正常な飛行が阻害されてしまう。これらのような環境下でも、無人航空機２０を飛行可能にすることが望まれる場合があるが、本実施形態に係る通信用装置１００によれば、電波環境に依存することなく、光無線通信によって無人航空機２０をコントロールすることを可能とする。
【0026】
これにより、例えば、要人警護を行う場合に、妨害電波発生装置によって第三者による無人航空機２０の侵入を防ぎつつ、通信用装置１００を取り付けた無人航空機２０による要人警護を実現することができる。また、例えば、磁気嵐の中や、マルチパス環境においても、無人航空機２０を安全に飛行させることができる。
【0027】
図３は、通信用装置１００の使用例を概略的に示す。通信用装置１００は、任意の対象に取り付けられ得る。図３では、無人航空機２０及びコントローラ３０の他、ドローンポート４０、車両５０、及び無線基地局６２のそれぞれに通信用装置１００が取り付けられている場合を例示している。
【0028】
通信用装置１００が取り付けられた無人航空機２０は、通信用装置１００が取り付けられた無人航空機２０、コントローラ３０、ドローンポート４０、車両５０、及び無線基地局６２と光無線通信を実行してよい。無人航空機２０は、例えば、無線基地局６２との間で光無線通信を実行することによって、無線基地局６２を介して、ネットワーク６０上の、無人航空機２０の運行を管理する運行管理システム７０と通信し得る。
【0029】
また、例えば、通信用装置１００が取り付けられた車両５０同士が光無線通信を実行してもよい。また、他の任意の組み合わせで、通信用装置１００が取り付けられた対象同士が光無線通信を実行してもよい。
【0030】
図４は、通信用装置１００及び発光部３００を有する無人航空機２０の一例を概略的に示す。発光部３００は、通信ポート１２０の発光ポート１２２から出力される光の指向性よりも指向性が低い光を出力する。発光部３００によって出力される光は、通信ポート１２０の発光ポート１２２から出力される光の指向性よりも低い指向性を有していてよく、また、無指向性であってもよい。
【0031】
発光部３００は、可視光を出力してよい。発光部３００は、無色の光を出力してよく、また、有色の光を出力してもよい。発光部３００は、複数の色の光を出力してもよい。ここでは、発光部３００が、３色の光を出力するＬＥＤストロボライトである場合を例に挙げて説明する。
【0032】
無人航空機２０は、発光部３００による発光を制御することによって、他の無人航空機２０に対して情報を送信してよい。発光による情報の送信は、任意の手法で行われてよい。例えば、発光パターンの違いによって情報を送信する明滅信号が用いられる。また、無人航空機２０は、他の無人航空機２０が発光部３００による発光を制御することによって送信した情報を、撮像部１３０によって撮像した当該発光部３００による発光を解析することによって取得してよい。
【0033】
無人航空機２０は、例えば、他の無人航空機２０との間で光無線通信リンクが確立するまでの間の通信手段として、発光部３００による通信を実行する。具体例として、第１の無人航空機２０と第２の無人航空機２０とが、発光部３００による発光を制御することによって、認証番号を送信し、認証可と判定できた場合に、光無線通信リンクの確立処理を実行する。
【0034】
無人航空機２０は、他の無人航空機２０と光無線通信リンクを確立した後に、光軸ずれや距離が離れすぎる等の理由による通信断や通信不安定時の通信手段として、発光部３００による通信を実行してもよい。また、無人航空機２０は、他の無人航空機２０と光無線通信リンクを確立した後、光無線通信に関連する情報を、発光部３００によって通信してもよい。例えば、無人航空機２０は、光無線通信に対応するエラー訂正信号を、発光部３００によって送信する。発光部３００による通信の用途は、これらに限らず、任意の用途に用いられてよい。
【0035】
図５は、通信装置２００の機能構成の一例を概略的に示す。通信装置２００は、無人航空機２０、コントローラ３０、ドローンポート４０、車両５０、及び無線基地局６２等であってよい。通信装置２００は、無人航空機２０、コントローラ３０、ドローンポート４０、車両５０、及び無線基地局６２のそれぞれに設置される装置であってもよい。
【0036】
通信装置２００は、通信ユニット１１０、ジンバル１４０、通信実行部２１０、及び発光部３００を備える。通信実行部２１０は、通信ユニット１１０を用いた光無線通信を実行する。通信実行部２１０は、通信対象検出部２１２、リンク確立部２１４、及び回転制御部２１６を有する。
【0037】
通信対象検出部２１２は、撮像部１３０による撮像画像に基づいて、通信対象の通信装置２００を検出する。通信対象検出部２１２は、例えば、撮像部１３０によって撮像された、他の通信装置２００が有する発光部３００による発光が、予め定められた条件を満たした場合に、当該他の通信装置２００を通信対象の通信装置２００として検出する。予め定められた条件は、例えば、他の通信装置２００が有する発光部３００による発光が、予め設定された認証信号を表すものであること等である。
【0038】
リンク確立部２１４は、通信対象の通信装置２００との間で光無線通信リンクを確立する。リンク確立部２１４は、例えば、撮像部１３０による撮像画像に基づいて、通信ユニット１１０の光軸と、通信対象の通信装置２００が有する通信ユニット１１０の光軸とが一致したと判定した場合に、通信対象の通信装置２００との間で光通信無線リンクを確立する。
【0039】
回転制御部２１６は、撮像部１３０による撮像画像に基づいて、通信ユニット１１０の光軸と、通信対象の通信装置２００が有する通信ユニット１１０の光軸との一致を維持すべく、ジンバル１４０による通信ユニット１１０の回転を制御する。回転制御部２１６は、通信装置２００と、通信対象の通信装置２００との相対的な位置関係に変化に合わせて、ジンバル１４０に、通信ユニット１１０を回転させてよい。
【0040】
通信実行部２１０は、発光部３００による発光を制御することによって情報を送信する。通信実行部２１０は、例えば、発光部３００による発光を制御することによって、他の通信装置２００との間で認証を行うための認証信号を、他の通信装置２００に送信する。
【0041】
また、例えば、通信実行部２１０は、発光部３００による発光を制御することによって、通信ユニット１１０を用いた光無線通信に関連する情報を、通信対象の通信装置２００に送信する。通信実行部２１０は、例えば、発光部３００による発光を制御することによって、通信ユニット１１０を用いた光無線通信に対応するエラー訂正信号を、通信対象の通信装置２００に送信する。
【0042】
なお、通信装置２００が、通信ユニット１１０、ジンバル１４０、通信実行部２１０、及び発光部３００の全てを備えることは必須とは限らない。通信装置２００は、例えば、発光部３００を備えなくてもよい。
【0043】
また、通信装置２００は、例えば、通信ポート１２０を備えなくてもよい。すなわち、通信装置２００は、光無線通信を実行する機能を有さずに、撮像部１３０及び発光部３００による通信を実行する。この場合、例えば、通信実行部２１０は、発光部３００による発光を制御することによって、認証信号の送信及びデータ信号の送信等を行う。通信実行部２１０は、情報送信部の一例であってよい。また、通信実行部２１０は、撮像部１３０によって通信対象の通信装置２００が有する発光部３００を撮像することによって、通信対象の通信装置２００が発光部３００による発光を制御することによって送信した認証信号及びデータ信号等を取得する。通信実行部２１０は、情報取得部の一例であってよい。
【0044】
図６は、通信装置２００による処理の流れの一例を概略的に示す。ここでは、通信実行部２１０が、撮像部１３０によって撮像される撮像画像の解析を継続的に実行しており、通信装置２００と他の通信装置２００とが光無線通信リンクを確立して、光無線通信リンクを介して通信した後、通信を終了するまでの処理の流れを概略的に示す。
【0045】
Ｓ１０２では、通信実行部２１０が、通信対象の通信装置２００が有るか否かを判定する。通信実行部２１０は、通信対象検出部２１２によって通信対象の通信装置２００が検出された場合に、通信対象の通信装置２００が有ると判定する。
【0046】
Ｓ１０４では、回転制御部２１６が、撮像部１３０による撮像画像に基づいて、ジンバル１４０に、通信ユニット１１０を回転させるよう制御する。Ｓ１０６では、リンク確立部２１４が、撮像部１３０による撮像画像に基づいて、通信ユニット１１０の光軸と、通信対象の通信装置２００が有する通信ユニット１１０の光軸とが一致したか否か判定する。一致したと判定した場合、Ｓ１０８に進み、一致していないと判定した場合、Ｓ１０４に戻る。
【0047】
Ｓ１０８では、リンク確立部２１４が、通信対象の通信装置２００との間で光無線通信リンクを確立する。Ｓ１１０では、回転制御部２１６が、通信装置２００と通信対象の通信装置２００との相対的な位置関係が変化したか否かを判定する。変化したと判定した場合、Ｓ１１２に進み、変化していないと判定した場合、Ｓ１１４に進む。
【0048】
Ｓ１１２では、回転制御部２１６が、通信ユニット１１０の光軸と、通信対象の通信装置２００が有する通信ユニット１１０の光軸との一致を維持すべく、ジンバル１４０に、通信ユニット１１０を回転させるよう制御する。
【0049】
Ｓ１１４では、通信装置２００と通信対象の通信装置２００との間の通信が終了したか否かを判定する。終了したと判定した場合、Ｓ１１０に戻り、通信したと判定した場合、処理を終了する。
【0050】
図７は、充電用装置４００及び給電用装置５００の使用例を概略的に示す。充電用装置４００は、取り付けられた装置に対して、無線充電機能を追加する。図７では、充電用装置４００が無人航空機２０に取り付けられた場合を例示している。
【0051】
充電用装置４００は、ジンバル４４０と、ジンバル４４０によって回転可能に支持された充電ユニット４１０とを備える。ジンバル４４０は、ジンバル１４０と同様であってよい。
【0052】
充電ユニット４１０は、無線受電用の無線受電ポート４２０と、撮像部４３０とを有する。撮像部４３０は、例えば、無線受電ポート４２０が受電する方向とは反対の方向を撮像する。無線受電ポート４２０が受電する方向とは反対の方向のベクトルと、撮像部４３０による撮像主方向のベクトルとは同一であってよい。
【0053】
給電用装置５００は、無線給電装置８０に取り付けられて、充電用装置４００に向けて給電する機能を有する。給電用装置５００は、ジンバル５４０と、ジンバル５４０によって回転可能に支持された給電ユニット５１０とを備える。ジンバル５４０は、ジンバル１４０と同様であってよい。
【0054】
給電ユニット５１０は、無線給電用の無線給電ポート５２０と、撮像部５３０とを有する。撮像部５３０は、例えば、無線給電ポート５２０による無線給電方向を撮像する。無線給電ポート５２０の無線給電方向のベクトルと、撮像部４３０による撮像主方向のベクトルとは同一であってよい。
【0055】
無人航空機２０及び無線給電装置８０は、例えば、撮像部４３０及び撮像部５３０によってそれぞれ撮像される撮像画像を解析してお互いを認識する。無人航空機２０は、ジンバル４４０によって充電ユニット４１０の角度を継続的に調整し、無線給電装置８０は、ジンバル５４０によって給電ユニット５１０の角度を継続的に調整することによって、お互いがお互いをトラッキングする。そして、無人航空機２０及び無線給電装置８０は、撮像画像によって、無線受電ポート４２０と無線給電ポート５２０との軸が一致していると判定した場合に、充電用のリンクを確立する。充電用のリンクの確立は、図２において説明した光無線通信リンクの確立と同様に行われてよい。
【0056】
充電リンクが確立した後は、無人航空機２０と無線給電装置８０とが撮像画像によってお互いを認識し、充電ユニット４１０及び給電ユニット５１０の角度が調整されることによって、無線受電ポート４２０と無線給電ポート５２０との軸が一致している状態が維持される。
【0057】
図８は、充電用装置４００を用いて充電を実行する充電実行部４５０の機能構成の一例を概略的に示す。充電実行部４５０は、充電用装置４００が取り付けられる装置に配置される。
【0058】
充電実行部４５０は、対象検出部４５２、リンク確立部４５４、及び回転制御部４５６を備える。対象検出部４５２は、無線給電を実行する対象を検出する。対象検出部４５２は、撮像部４３０による撮像画像に基づいて、対象の無線給電装置８０を検出する。対象検出部４５２は、撮像部４３０による撮像画像を解析することによって、無線給電装置８０を特定してよい。また、例えば、無線給電装置８０が発光部３００と同様の発光部を有する場合、撮像部４３０によって撮像された、無線給電装置８０が有する発光部による発光が、予め定められた条件を満たした場合に、当該無線給電装置８０を対象として検出する。
【0059】
リンク確立部４５４は、対象の無線給電装置８０との間で充電リンクを確立する。リンク確立部４５４は、例えば、撮像部４３０による撮像画像に基づいて、無線受電ポート４２０の軸と、無線給電装置８０に取り付けられた給電用装置５００が有する無線給電ポート５２０の軸とが一致したと判定した場合に、充電リンクを確立する。充電実行部４５０は、リンク確立部４５４によって確立された充電リンクを介して受電した電力によって、充電用装置４００が取り付けられている装置を充電してよい。
【0060】
回転制御部４５６は、撮像部４３０による撮像画像に基づいて、無線受電ポート４２０の軸と、無線給電ポート５２０の軸との一致を維持すべく、ジンバル４４０による充電ユニット４１０の回転を制御する。回転制御部４５６は、充電用装置４００が取り付けられている装置と、無線給電装置８０との相対的な位置関係に変化に合わせて、ジンバル４４０に、充電ユニット４１０を回転させてよい。
【0061】
図９は、給電用装置５００を用いて給電を実行する給電実行部５５０の機能構成の一例を概略的に示す。給電実行部５５０は、充電用装置４００が取り付けられる無線給電装置８０に配置される。
【0062】
給電実行部５５０は、対象検出部５５２、リンク確立部５５４、及び回転制御部５５６を備える。対象検出部５５２は、無線給電を実行する対象を検出する。対象検出部５５２は、撮像部５３０による撮像画像に基づいて、対象となる充電用装置４００を有する無人航空機２０を検出する。対象検出部５５２は、撮像部５３０による撮像画像を解析することによって、無人航空機２０を特定してよい。また、例えば、無人航空機２０が発光部３００を有する場合、撮像部５３０によって撮像された、無人航空機２０が有する発光部３００による発光が、予め定められた条件を満たした場合に、当該無人航空機２０を対象として検出する。
【0063】
リンク確立部５５４は、対象の無人航空機２０との間で充電リンクを確立する。リンク確立部５５４は、例えば、撮像部５３０による撮像画像に基づいて、無線給電ポート５２０の軸と、無人航空機２０に取り付けられた充電用装置４００が有する無線受電ポート４２０の軸とが一致したと判定した場合に、充電リンクを確立する。
【0064】
回転制御部５５６は、撮像部５３０による撮像画像に基づいて、無線受電ポート４２０の軸と、無線給電ポート５２０の軸との一致を維持すべく、ジンバル５４０による給電ユニット５１０の回転を制御する。回転制御部５５６は、充電用装置４００が取り付けられている無人航空機２０と、無線給電装置８０との相対的な位置関係に変化に合わせて、ジンバル５４０に、給電ユニット５１０を回転させてよい。
【0065】
図１０は、通信実行部２１０、充電実行部４５０又は給電実行部５５０として機能するコンピュータ１２００のハードウェア構成の一例を概略的に示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００を、本実施形態に係る装置の１又は複数の「部」として機能させ、又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。
【0066】
本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、及びグラフィックコントローラ１２１６を含み、それらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続されている。コンピュータ１２００はまた、通信インタフェース１２２２、記憶装置１２２４、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、それらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続されている。記憶装置１２２４は、ハードディスクドライブ及びソリッドステートドライブ等であってよい。コンピュータ１２００はまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボードのようなレガシの入出力ユニットを含み、それらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続されている。
【0067】
ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又はそれ自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示されるようにする。
【0068】
通信インタフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。記憶装置１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。
【0069】
ＲＯＭ１２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをＵＳＢポート、パラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。
【0070】
プログラムは、ＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもある記憶装置１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
【0071】
例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インタフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インタフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、記憶装置１２２４、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
【0072】
また、ＣＰＵ１２１２は、記憶装置１２２４、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
【0073】
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。
【0074】
上で説明したプログラム又はソフトウエアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ１２００に提供する。
【0075】
本実施形態におけるフローチャート及びブロック図におけるブロックは、オペレーションが実行されるプロセスの段階又はオペレーションを実行する役割を持つ装置の「部」を表わしてよい。特定の段階及び「部」が、専用回路、コンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、及び／又はコンピュータ可読記憶媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタル及び／又はアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）及び／又はディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及びプログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のような、論理積、論理和、排他的論理和、否定論理積、否定論理和、及び他の論理演算、フリップフロップ、レジスタ、並びにメモリエレメントを含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
【0076】
コンピュータ可読記憶媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読記憶媒体は、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
【0077】
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、又はＳｍａｌｌｔａｌｋ（登録商標）、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「Ｃ」プログラミング言語又は同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコード又はオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
【0078】
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路が、フローチャート又はブロック図で指定されたオペレーションを実行するための手段を生成するために当該コンピュータ可読命令を実行すべく、ローカルに又はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサ、又はプログラマブル回路に提供されてよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
【0079】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【0080】
特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階などの各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」などと明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」などを用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【0081】
２０ 無人航空機、３０ コントローラ、３２ 操縦者、４０ ドローンポート、５０ 車両、６０ ネットワーク、６２ 無線基地局、７０ 運行管理システム、８０ 無線給電装置、１００ 通信用装置、１１０ 通信ユニット、１２０ 通信ポート、１２２ 発光ポート、１２４ 受光ポート、１３０ 撮像部、１４０ ジンバル、２００ 通信装置、２１０ 通信実行部、２１２ 通信対象検出部、２１４ リンク確立部、２１６ 回転制御部、３００ 発光部、４００ 充電用装置、４１０ 充電ユニット、４２０ 無線受電ポート、４３０ 撮像部、４４０ ジンバル、４５０ 充電実行部、４５２ 対象検出部、４５４ リンク確立部、４５６ 回転制御部、５００ 給電用装置、５１０ 給電ユニット、５２０ 無線給電ポート、５３０ 撮像部、５４０ ジンバル、５５０ 給電実行部、５５２ 対象検出部、５５４ リンク確立部、５５６ 回転制御部、１２００ コンピュータ、１２１０ ホストコントローラ、１２１２ ＣＰＵ、１２１４ ＲＡＭ、１２１６ グラフィックコントローラ、１２１８ ディスプレイデバイス、１２２０ 入出力コントローラ、１２２２ 通信インタフェース、１２２４ 記憶装置、１２３０ ＲＯＭ、１２４０ 入出力チップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】