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特許7364729レーザ装置、プログラム、システム、及び方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-10
(45)【発行日】2023-10-18
(54)【発明の名称】レーザ装置、プログラム、システム、及び方法
(51)【国際特許分類】
   H02J 50/30 20160101AFI20231011BHJP
   H02J 50/90 20160101ALI20231011BHJP
   G05D 1/10 20060101ALI20231011BHJP
   B64D 27/24 20060101ALI20231011BHJP
【FI】
H02J50/30
H02J50/90
G05D1/10
B64D27/24
【請求項の数】 23
(21)【出願番号】P 2022057753
(22)【出願日】2022-03-30
【審査請求日】2023-02-07
(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
(73)【特許権者】
【識別番号】000000974
【氏名又は名称】川崎重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000877
【氏名又は名称】弁理士法人RYUKA国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田近 明彦
(72)【発明者】
【氏名】和仁 郁雄
【審査官】田中 慎太郎
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2018/0123403(US,A1)
【文献】特開2019-013063(JP,A)
【文献】特表2019-511407(JP,A)
【文献】特開2016-171616(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H02J 50/30
H02J 50/90
G05D 1/10
B64D 27/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
レーザ光を出力する出力部と、
移動体の位置を示す位置情報を受信する受信部と、
前記移動体からの光を撮像する撮像部と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像部によって撮像された撮像画像とに基づいて、より多くの前記レーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記レーザ光の強度分布が前記光発電パネルでより均一になるように、前記レーザ光の強度分布を制御する、
ーザ装置。
【請求項2】
前記撮像部は、前記光発電パネルに対応する位置に設置された光源が発光した前記光を撮像する、請求項1に記載のレーザ装置。
【請求項3】
前記撮像部は、前記光発電パネルの周囲に設置された反射板が前記レーザ光を反射した前記光を撮像する、請求項1又は2に記載のレーザ装置。
【請求項4】
前記撮像部は、前記レーザ光の波長を含む予め定められた範囲の波長帯の光のみを通過させるバンドパスフィルタを通過した前記光を撮像する、請求項3に記載のレーザ装置。
【請求項5】
前記制御部は、前記レーザ光の中心と前記光発電パネルの中心との間の距離がより短くなるように、前記レーザ光の照射方向を制御する、請求項1から4のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項6】
前記制御部は、前記撮像画像を画像解析して前記光発電パネルの中心の位置を特定することによって、前記レーザ光の前記照射方向を制御する、請求項5に記載のレーザ装置。
【請求項7】
前記制御部は、前記レーザ光の形状と前記光発電パネルの形状との間の形状誤差がより小さくなるように、前記レーザ光の前記形状を制御する、請求項1から6のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項8】
前記制御部は、楕円形となるように前記レーザ光の前記形状を制御し、前記楕円形の縦横比及び向きは、前記制御部によって制御可能である、請求項7に記載のレーザ装置。
【請求項9】
前記制御部は、前記レーザ光を受光した前記光発電パネルの発電電力が最大となるように、前記レーザ光の形状及び強度分布のうちの少なくともいずれかを制御する、請求項1から8のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項10】
レーザ光を出力する出力部と、
移動体の位置を示す位置情報を受信する受信部と、
前記移動体からの光を撮像する撮像部と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像部によって撮像された撮像画像とに基づいて、より多くの前記レーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記レーザ光を受光した前記光発電パネルの発電電力が最大となるように、前記レーザ光の強度分布を制御する、
レーザ装置
【請求項11】
前記制御部は、前記光発電パネルのサイズに対する前記レーザ光のサイズの割合が予め定められた割合になるように、前記レーザ光のビーム径を制御する、請求項1から10のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項12】
レーザ光を出力する出力部と、
移動体の位置を示す位置情報と、前記移動体の移動速度を示す移動速度情報と、前記移動体の移動方向を示す移動方向情報とを受信する受信部と、
前記移動体からの光を撮像する撮像部と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像部によって撮像された撮像画像とに基づいて、より多くの前記レーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御部と
を備え、
記制御部は、前記移動速度情報によって示される前記移動体の前記移動速度と、前記移動方向情報によって示される前記移動体の前記移動方向にさらに基づいて、前記レーザ光が前記光発電パネルを追跡するように、前記レーザ光の出力を制御する
ーザ装置。
【請求項13】
前記制御部は、前記レーザ光が前記光発電パネルを追跡した追跡結果に基づいて、前記光発電パネルのサイズに対する前記レーザ光のサイズの目標割合を決定し、前記光発電パネルのサイズに対する前記レーザ光のサイズの割合が決定した前記目標割合になるように、前記レーザ光のビーム径を制御する、請求項12に記載のレーザ装置。
【請求項14】
前記受信部は、前記移動体の周囲の環境を示す環境情報を受信し、
前記制御部は、前記環境情報にさらに基づいて、前記レーザ光の出力を制御する、
請求項1から13のいずれか一項に記載のレーザ装置。
【請求項15】
レーザ光を出力する出力部と、
移動体の位置を示す位置情報と、前記移動体の周囲の環境を示す環境情報とを受信する受信部と、
前記移動体からの光を撮像する撮像部と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像部によって撮像された撮像画像とに基づいて、より多くの前記レーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記環境情報にさらに基づいて、前記レーザ光が前記レーザ光の通り道の周辺に存在する物体に照射されないように、前記レーザ光を出力するタイミングを制御する
ーザ装置。
【請求項16】
レーザ光を出力する出力部と、
移動体の位置を示す位置情報と、前記移動体の周囲の環境を示す環境情報とを受信する受信部と、
前記移動体からの光を撮像する撮像部と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像部によって撮像された撮像画像とに基づいて、より多くの前記レーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記環境情報にさらに基づいて、前記移動体の後方に物体が存在する場合に、前記レーザ光のサイズが前記光発電パネルのサイズより予め定められた割合だけ小さくなるように、前記レーザ光のビーム径を制御する
ーザ装置。
【請求項17】
コンピュータを、請求項1から16のいずれか一項に記載のレーザ装置として機能させるためのプログラム。
【請求項18】
請求項1から16のいずれか一項に記載のレーザ装置と、
前記移動体と
を備える、システム。
【請求項19】
コンピュータによって実行される方法であって、
移動体の位置を示す位置情報を受信する受信段階と、
前記移動体からの光を撮像する撮像段階と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像段階で撮像された撮像画像とに基づいて、より多くのレーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御段階と
を備え、
前記制御段階は、前記レーザ光の強度分布が前記光発電パネルでより均一になるように、前記レーザ光の強度分布を制御する段階を有する、
法。
【請求項20】
コンピュータによって実行される方法であって、
移動体の位置を示す位置情報を受信する受信段階と、
前記移動体からの光を撮像する撮像段階と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像段階で撮像された撮像画像とに基づいて、より多くのレーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御段階と
を備え、
前記制御段階は、前記レーザ光を受光した前記光発電パネルの発電電力が最大となるように、前記レーザ光の強度分布を制御する段階を有する、
方法
【請求項21】
コンピュータによって実行される方法であって、
移動体の位置を示す位置情報と、前記移動体の移動速度を示す移動速度情報と、前記移動体の移動方向を示す移動方向情報とを受信する受信段階と、
前記移動体からの光を撮像する撮像段階と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像段階で撮像された撮像画像とに基づいて、より多くのレーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御段階と
を備え、
前記制御段階は、前記移動速度情報によって示される前記移動体の前記移動速度と、前記移動方向情報によって示される前記移動体の前記移動方向にさらに基づいて、前記レーザ光が前記光発電パネルを追跡するように、前記レーザ光の出力を制御する段階を有する、
方法
【請求項22】
コンピュータによって実行される方法であって、
移動体の位置を示す位置情報と、前記移動体の周囲の環境を示す環境情報とを受信する受信段階と、
前記移動体からの光を撮像する撮像段階と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像段階で撮像された撮像画像とに基づいて、より多くのレーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御段階と
を備え、
前記制御段階は、前記環境情報にさらに基づいて、前記レーザ光が前記レーザ光の通り道の周辺に存在する物体に照射されないように、前記レーザ光を出力するタイミングを制御する段階を有する、
方法
【請求項23】
コンピュータによって実行される方法であって、
移動体の位置を示す位置情報と、前記移動体の周囲の環境を示す環境情報とを受信する受信段階と、
前記移動体からの光を撮像する撮像段階と、
前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像段階で撮像された撮像画像とに基づいて、より多くのレーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御段階と
を備え、
前記制御段階は、前記環境情報にさらに基づいて、前記移動体の後方に物体が存在する場合に、前記レーザ光のサイズが前記光発電パネルのサイズより予め定められた割合だけ小さくなるように、前記レーザ光のビーム径を制御する段階を有する、
方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザ装置、プログラム、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、鉄道事業者が土地を所有する鉄道線路が敷設された範囲を利用して飛行経路を作成することで、容易かつ安全に無人飛行体を飛行させることができる管理装置が記載されている。特許文献2には、電子機器に無線で送電を行う送電装置が記載されている。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開2020-006916号公報
[特許文献2]特開2019-129678号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
本発明の一実施態様によれば、レーザ装置が提供されてよい。レーザ装置は、レーザ光を出力する出力部を備えてよい。レーザ装置は、移動体の位置を示す位置情報を受信する受信部を備えてよい。レーザ装置は、前記移動体からの光を撮像する撮像部を備えてよい。レーザ装置は、前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像部によって撮像された撮像画像とに基づいて、より多くの前記レーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御部を備えてよい。
【0004】
前記撮像部は、前記光発電パネルに対応する位置に設置された光源が発光した前記光を撮像してよい。前記撮像部は、前記光発電パネルの周囲に設置された反射板が前記レーザ光を反射した前記光を撮像してよい。前記撮像部は、前記レーザ光の波長を含む予め定められた範囲の波長帯の光のみを通過させるバンドパスフィルタを通過した前記光を撮像してよい。
【0005】
前記制御部は、前記レーザ光の中心と前記光発電パネルの中心との間の距離がより短くなるように、前記レーザ光の照射方向を制御してよい。前記制御部は、前記撮像画像を画像解析して前記光発電パネルの中心の位置を特定することによって、前記レーザ光の前記照射方向を制御してよい。前記制御部は、前記レーザ光の形状と前記光発電パネルの形状との間の形状誤差がより小さくなるように、前記レーザ光の前記形状を制御してよい。前記制御部は、楕円形となるように前記レーザ光の前記形状を制御し、前記楕円形の縦横比及び向きは、前記制御部によって制御可能であってよい。前記制御部は、前記レーザ光の強度分布が前記光発電パネルでより均一になるように、前記レーザ光の強度分布を制御してよい。前記制御部は、前記レーザ光を受光した前記光発電パネルの発電電力が最大となるように、前記レーザ光の形状及び強度分布のうちの少なくともいずれかを制御してよい。前記制御部は、前記光発電パネルのサイズに対する前記レーザ光のサイズの割合が予め定められた割合になるように、前記レーザ光のビーム径を制御してよい。
【0006】
前記受信部は、前記移動体の移動速度を示す移動速度情報と、前記移動体の移動方向を示す移動方向情報とをさらに受信してよい。前記制御部は、前記移動速度情報によって示される前記移動体の前記移動速度と、前記移動方向情報によって示される前記移動体の前記移動方向にさらに基づいて、前記レーザ光が前記光発電パネルを追跡するように、前記レーザ光の出力を制御してよい。前記制御部は、前記レーザ光が前記光発電パネルを追跡した追跡結果に基づいて、前記光発電パネルのサイズに対する前記レーザ光のサイズの目標割合を決定し、前記光発電パネルのサイズに対する前記レーザ光のサイズの割合が決定した前記目標割合になるように、前記レーザ光のビーム径を制御してよい。
【0007】
前記受信部は、前記移動体の周囲の環境を示す環境情報を受信してよい。前記制御部は、前記環境情報にさらに基づいて、前記レーザ光の出力を制御してよい。前記制御部は、前記レーザ光が前記レーザ光の通り道の周辺に存在する物体に照射されないように、前記レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。前記制御部は、前記移動体の後方に物体が存在する場合に、前記レーザ光のサイズが前記光発電パネルのサイズより予め定められた割合だけ小さくなるように、前記レーザ光のビーム径を制御してよい。
【0008】
本発明の一実施態様によれば、コンピュータを、前記レーザ装置として機能させるためのプログラムが提供されてよい。
【0009】
本発明の一実施態様によれば、システムが提供されてよい。システムは、前記レーザ装置を備えてよい。システムは、前記移動体を備えてよい。
【0010】
本発明の一実施態様によれば、コンピュータによって実行される方法が提供されてよい。方法は、移動体の位置を示す位置情報を受信する受信段階を備えてよい。方法は、前記移動体からの光を撮像する撮像段階を備えてよい。方法は、前記位置情報によって示される前記移動体の前記位置と、前記撮像段階で撮像された撮像画像とに基づいて、より多くのレーザ光が前記移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、前記レーザ光の出力を制御する制御段階を備えてよい。
【0011】
尚、前記の発明の概要は、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】
【0012】
図1】システム10の一例を概略的に示す。
図2】レーザ装置100の機能構成の一例を概略的に示す。
図3】光発電パネル250の一例を概略的に示す。
図4】撮像画像の一例を概略的に示す。
図5】光発電パネル250の他の一例を概略的に示す。
図6】撮像画像の他の一例を概略的に示す。
図7】レーザ装置100の処理の流れの一例を説明するための説明図である。
図8】レーザ装置100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】
【0013】
太陽光のみに電力供給を頼る成層圏無人航空機は、夜間における電力不足が課題となっている。高高度を飛行する航空機に電波により無線給電することが有効な解決策の一つであるが、長距離の無線給電は電波のレギュレーションや、通信衛星への影響等があり、技術的にも高度で未だ実現していない。また、ドローン等も成層圏無人航空機と同様にエネルギーの問題があり、長時間の飛行が困難である。一実施形態に係るシステム10は、例えば、HAPS(High Altitude Platform Station)やドローンの下面にソーラーパネルを設置し、地上に配備されたレーザ装置によって出力されたレーザ光を当該ソーラーパネルに常時集光することで、当該ソーラーパネルに発電させる。
【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係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、システム10の一例を概略的に示す。システム10は、レーザ装置100及び移動体200を備えてよい。システム10は、レーザ装置管理装置300を備えてもよい。
【0016】
レーザ装置100は、無線給電する機能を有してよい。レーザ装置100は、例えば、移動体200に無線給電してよい。レーザ装置100は、例えば、移動体200に搭載された光発電パネル250にレーザ光を照射することによって、移動体200に無線給電してよい。
【0017】
レーザ装置100は、例えば、ネットワーク20にアクセスする機能を有してよい。レーザ装置100は、例えば、ネットワーク20に直接アクセスしてよい。レーザ装置100は、例えば、地上の基地局を介して、ネットワーク20にアクセスしてよい。レーザ装置100は、例えば、HAPSを介して、ネットワーク20にアクセスしてよい。レーザ装置100は、通信衛星を介して、ネットワーク20にアクセスしてもよい。
【0018】
ネットワーク20は、例えば、通信事業者によって提供されるコアネットワークを含んでよい。コアネットワークは、例えば、5G(5th Generation)通信システムに準拠してよい。コアネットワークは、6G(6th Generation)通信システム以降の移動体通信システムに準拠してもよい。コアネットワークは、3G(3rd Generation)通信システムに準拠してもよい。コアネットワークは、LTE(Long Term Evolution)通信システムに準拠してもよい。ネットワーク20は、インターネットを含んでよい。
【0019】
レーザ装置100は、例えば、移動体200と無線通信する機能を有してよい。レーザ装置100と移動体200との間の無線通信は、例えば、Wi-Fi(登録商標)、マイクロ波、光通信、Bluetooth(登録商標)、及びZigBee(登録商標)等の無線通信システムに準拠してよい。レーザ装置100は、ネットワーク20を介して、移動体200と無線通信してもよい。
【0020】
レーザ装置100は、例えば、移動体200から、移動体200の位置を示す位置情報を受信してよい。移動体200の位置情報は、例えば、移動体200の経度を示す経度情報を含んでよい。移動体200の位置情報は、例えば、移動体200の緯度を示す緯度情報を含んでよい。移動体200の位置情報は、例えば、移動体200の高度を示す高度情報を含んでよい。
【0021】
レーザ装置100は、例えば、レーザ光を制御する機能を有してよい。レーザ装置100は、例えば、レーザ光を制御するレーザ光制御信号を生成し、生成したレーザ光制御信号に従ってレーザ光を制御してよい。
【0022】
レーザ装置100は、例えば、移動体200から受信した移動体200の位置情報と、移動体200からの光を撮像した撮像画像とに基づいて、レーザ光を制御してよい。撮像画像は、例えば、レーザ装置100が有する撮像部によって撮像されてよい。
【0023】
撮像画像は、例えば、静止画像であってよい。撮像画像は、動画像であってもよい。
【0024】
レーザ装置100は、例えば、より多くのレーザ光が光発電パネル250に照射されるように、レーザ光の出力を制御してよい。レーザ装置100は、例えば、レーザ光の中心と光発電パネル250の中心との間の距離がより短くなるように、レーザ光を制御してよい。レーザ装置100は、例えば、レーザ光の中心が光発電パネル250の中心と一致するように、レーザ光の照射方向を制御してよい。
【0025】
レーザ装置100は、例えば、地上に設置されてよい。レーザ装置100は、例えば、タワーやビル等の建物に設置されてよい。レーザ装置100は、車両や船舶等の移動体に設置されてもよい。レーザ装置100は、建物や移動体に設置される場合、検知された振動を能動的に又は受動的に緩和することによって制御対象の空間安定化を行う空間安定装置上に搭載されてよい。
【0026】
移動体200は、例えば、空中を移動してよい。移動体200は、例えば、成層圏を移動してよい。移動体200は、例えば、宇宙空間を移動してよい。移動体200は、例えば、地上を移動してよい。移動体200は、例えば、海上を移動してよい。移動体200は、海中を移動してもよい。
【0027】
移動体200は、例えば、任意の運搬対象を運搬してよい。移動体200の運搬対象は、例えば、物品であってよい。移動体200の運搬対象は、人であってもよい。
【0028】
移動体200は、例えば、飛行体であってよい。飛行体は、例えば、無人航空機であってよい。飛行体は、例えば、ドローンであってよい。飛行体は、例えば、HAPSであってよい。飛行体は、例えば、グライダーであってよい。飛行体は、有人航空機であってもよい。飛行体は、例えば、空飛ぶ車であってよい。移動体200は、例えば、車両であってよい。移動体200は、船舶であってもよい。図1では、移動体200がドローンである場合の一例を主に説明する。
【0029】
移動体200は、1又は複数の光発電パネル250を有してよい。図1では、移動体200が移動体200の下側部分に光発電パネル250を有する一例を示している。移動体200は、移動体200の上側部分に光発電パネル250を有してもよい。移動体200は、移動体200の側面部分に光発電パネル250を有してもよい。移動体200は、移動体200のその他の任意の部分に光発電パネル250を有してもよい。
【0030】
光発電パネル250は、例えば、ソーラーパネルであってよい。ソーラーパネルは、例えば、シリコン(Si)系ソーラーパネルであってよい。ソーラーパネルは、例えば、赤外線領域の光エネルギーを電力に変換する変換効率が高いCIGS系ソーラーパネルであってよい。CIGS系ソーラーパネルとは、銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、及びセレン(Se)を用いて成形されたソーラーパネルである。ソーラーパネルは、ガリウムヒ素(GaAs)系ソーラーパネルであってもよい。
【0031】
光発電パネル250は、例えば、1又は複数のソーラーセルを組み合わせることによって、任意の形状となるように整形されてよい。光発電パネル250の形状は、例えば、円形であってよい。光発電パネル250の形状は、例えば、楕円形であってよい。光発電パネル250の形状は、例えば、矩形であってよい。光発電パネル250の形状は、例えば、正方形であってもよい。
【0032】
光発電パネル250は、強度分布が均一なレーザ光の変換効率が高くなるように、同一サイズのソーラーセル用いて整形してもよい。この場合、移動体200は、大気の揺らぎ等に起因してレーザ光にシンチレーションが発生した場合に、レーザ光の強度分布を均一化するホモジナイザーを用いて、シンチレーションがレーザ光の強度分布に与える影響を緩和させてもよい。
【0033】
移動体200は、不図示のバッテリを有してよい。バッテリは、光発電パネル250によって発電された電力を蓄電してよい。移動体200は、バッテリに蓄電された電力を用いて移動してよい。
【0034】
移動体200は、運搬対象を収容する不図示の収容部をさらに有してもよい。移動体200は、例えば、移動体200の上側部分に収容部を有してよい。移動体200は、例えば、移動体200の下側部分と光発電パネル250との間に収容部を有してよい。移動体200は、移動体200のその他の任意の部分に収容部を有してもよい。
【0035】
移動体200は、例えば、移動体200の移動に関連する移動関連情報を取得する機能を有してよい。移動体200の移動関連情報を取得する機能は、例えば、移動体200の位置情報を取得する機能を含む。移動体200は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)機能を用いて、移動体200の位置情報を取得してよい。移動体200は、例えば、GPS(Global Positioning System)機能を用いて、移動体200の位置情報を取得してよい。移動体200は、RTK(Real Time Kinematic)機能を用いて、移動体200の位置情報を取得してもよい。
【0036】
移動体200の移動関連情報を取得する機能は、例えば、移動体200の移動速度を示す移動速度情報を取得する機能を含んでよい。移動体200の移動関連情報を取得する機能は、例えば、移動体200の移動方向を示す移動方向情報を取得する機能を含んでよい。移動体200の移動関連情報を取得する機能は、移動体200の姿勢を示す姿勢情報を取得する機能を含んでもよい。
【0037】
移動体200は、光発電パネル250が発電した発電量を示す発電量情報を取得する機能を有してよい。移動体200は、移動体200に搭載されたバッテリのバッテリ残量を示すバッテリ残量情報を取得する機能を有してもよい。
【0038】
移動体200は、移動体200の周囲の環境を示す環境情報を取得する機能を有してよい。移動体200の周囲とは、移動体200から予め定められた範囲の領域であってよい。
【0039】
移動体200は、例えば、ネットワーク20にアクセスする機能を有してよい。移動体200は、例えば、レーザ装置100と同様にして、ネットワーク20にアクセスしてよい。
【0040】
移動体200は、例えば、レーザ装置100と無線通信する機能を有してよい。移動体200は、例えば、移動関連情報をレーザ装置100に送信してよい。移動体200は、レーザ装置100から、レーザ装置100の設置位置を示す設置位置情報を受信してもよい。
【0041】
移動体200は、例えば、移動体200の移動を制御する機能を有してよい。移動体200の移動を制御する機能は、例えば、移動体200の位置を制御する機能を含んでよい。移動体200の移動を制御する機能は、例えば、移動体200の移動方向を制御する機能を含んでよい。移動体200の移動を制御する機能は、移動体200の姿勢を制御する機能を含んでもよい。移動体200は、光発電パネル250の角度を制御する機能を有してもよい。
【0042】
移動体200は、例えば、移動体200を制御する移動体制御信号を生成し、生成した移動体制御信号に従って移動体200の移動及び光発電パネル250の角度の少なくともいずれかを制御してよい。この場合、移動体200は、自律移動体であってよい。移動体200は、移動体200を管理する移動体管理装置からネットワーク20を介して受信した移動体制御信号に従って移動体200の移動及び光発電パネル250の角度の少なくともいずれかを制御してもよい。
【0043】
移動体200は、例えば、光発電パネル250がレーザ装置100からのレーザ光をより効率的に受光するように、移動体200の移動及び光発電パネル250の角度の少なくともいずれかを制御してよい。移動体200は、例えば、移動体200の位置情報と、レーザ装置100から受信したレーザ装置100の設置位置情報とに基づいて、移動体200の移動及び光発電パネル250の角度の少なくともいずれかを制御してよい。移動体200は、移動体200の移動速度情報にさらに基づいて、移動体200の移動及び光発電パネル250の角度の少なくともいずれかを制御してよい。移動体200は、移動体200の移動方向情報にさらに基づいて、移動体200の移動及び光発電パネル250の角度の少なくともいずれかを制御してよい。移動体200は、移動体200の姿勢情報にさらに基づいて、移動体200の移動及び光発電パネル250の角度の少なくともいずれかを制御してもよい。
【0044】
レーザ装置管理装置300は、1又は複数のレーザ装置100を管理してよい。レーザ装置管理装置300は、例えば、1つのレーザ装置100が1機の移動体200に無線給電するように、1つのレーザ装置100を管理してよい。レーザ装置管理装置300は、例えば、レーザ装置100が複数のレーザ光を出力する機能を有する場合、1つのレーザ装置100が複数機の移動体200に無線給電するように、1つのレーザ装置100を管理してよい。レーザ装置管理装置300は、例えば、複数のレーザ装置100が1機の移動体200に無線給電するように、複数のレーザ装置100を管理してよい。レーザ装置管理装置300は、複数のレーザ装置100が複数機の移動体200に無線給電するように、複数のレーザ装置100を管理してもよい。
【0045】
レーザ装置管理装置300は、例えば、レーザ装置100による無線給電を管理してよい。例えば、レーザ装置管理装置300は、レーザ装置100からネットワーク20を介して受信した移動体200の移動関連情報と移動体200からの光を撮像した撮像画像とに基づいて、レーザ光制御信号を生成してよい。レーザ装置管理装置300は、ネットワーク20を介して、生成したレーザ光制御信号をレーザ装置100に送信してよい。レーザ装置100は、レーザ装置管理装置300から受信したレーザ光制御信号に従って無線給電してよい。
【0046】
レーザ装置管理装置300は、例えば、地上に設置されてよい。レーザ装置管理装置300は、例えば、建物に設置されてよい。レーザ装置管理装置300は、移動体に設置されてもよい。
【0047】
レーザ装置管理装置300は、例えば、レーザ装置100と同一の場所に設置されてよい。レーザ装置管理装置300は、レーザ装置100とは異なる場所に設置されてもよい。
【0048】
現在、飛行体等の移動体は、移動体に搭載された光発電パネルが太陽光から発電した電力のみで移動する場合において、夜間に移動する場合、冬季に移動する場合、悪天地域を移動する場合、及び高緯度地域を移動する場合等の光発電パネルに照射される太陽光が不十分である場合に、移動体の連続移動可能な時間が限られている。したがって、光発電パネルに照射される太陽光が不十分である場合でも移動体の連続移動可能な時間を長くできることが望ましい。
【0049】
一実施形態に係るシステム10によれば、レーザ装置100は、移動体200の位置情報と移動体200からの光を撮像した撮像画像とに基づいて、レーザ光が移動体200に搭載された光発電パネル250に照射されるように、レーザ光を制御する。レーザ装置100は、移動体200の位置情報及び撮像画像から光発電パネル250の位置、大きさ、及び形状を正確に把握できるので、より多くのレーザ光を光発電パネル250に照射できる。これにより、一実施形態に係るシステム10は、レーザ装置100が、移動中の移動体200に対して高効率に無線給電することができ、光発電パネル250に照射される太陽光が不十分である場合でも移動体200の連続移動可能な時間を長くすることができる。
【0050】
図2は、レーザ装置100の機能構成の一例を概略的に示す。レーザ装置100は、格納部102、出力部104、受信部106、撮像部108、バンドパスフィルタ109、制御部110、環境情報取得部112、及び送信部114を有してよい。尚、レーザ装置100がこれらの全ての構成を有することが必須とは限らない。
【0051】
格納部102は、各種情報を格納してよい。格納部102は、例えば、レーザ装置100の設置位置情報を格納してよい。格納部102は、移動体200の性能を示す移動体性能情報を格納してもよい。
【0052】
移動体性能情報は、例えば、移動体200に搭載された光発電パネル250の数を示す発電パネル数情報を含んでよい。移動体性能情報は、移動体200に搭載された光発電パネル250の発電性能を示す発電性能情報を含んでよい。移動体性能情報は、例えば、移動体200に搭載された光発電パネル250の形状を示すパネル形状情報を含んでよい。移動体性能情報は、例えば、移動体200に搭載された光発電パネル250のサイズを示すサイズ情報を含んでよい。移動体性能情報は、例えば、移動体200に搭載されたバッテリの最大容量を示す最大容量情報を含んでよい。移動体性能情報は、例えば、移動体200の最高移動速度を示す最高移動速度情報を含んでよい。移動体性能情報は、例えば、移動体200の重量を示す移動体重量情報を含んでよい。移動体性能情報は、移動体200が運搬可能な運搬対象の最大重量を示す最大運搬重量情報を含んでもよい。
【0053】
出力部104は、レーザ光を出力してよい。レーザ装置100は、複数の出力部104を有してもよい。
【0054】
出力部104は、例えば、固体レーザであってよい。固体レーザは、例えば、増幅媒質に光ファイバーを用いるファイバレーザであってよい。出力部104は、例えば、半導体レーザであってよい。出力部104は、例えば、気体レーザであってよい。出力部104は、液体レーザであってもよい。
【0055】
出力部104は、例えば、赤外領域の波長のレーザ光を出力してよい。出力部104は、例えば、レーザ装置100の給電対象の移動体200がHAPSである場合、大気によるレーザ光の減衰を防ぐために、大気の光の透過率が高い波長領域である、いわゆる「大気の窓」の波長帯のレーザ光を出力してよい。出力部104は、例えば、1070nm±100nmの波長のレーザ光を出力してよい。出力部104は、例えば、1070nmの波長のレーザ光を出力してよい。出力部104は、例えば、可視領域の波長のレーザ光を出力してもよい。
【0056】
出力部104は、レーザ光の光学系を構成する1又は複数の光学素子を有してよい。光学素子は、例えば、ガウシアンビームのレーザ光をトップハットビームのレーザ光に変換するホモジナイザーをであってよい。光学素子は、例えば、ビームシェーパをであってよい。光学素子は、例えば、回折格子であってよい。尚、光学素子は上記の例に限定されない。光学素子は、レーザ光の光学系を構成可能であればよく、例えば、形状可変ミラーを含むミラー、プリズム、透過型素子、反射型素子等の従来周知の光学技術により構成されてもよい。
【0057】
受信部106は、外部装置から、各種情報を受信してよい。受信部106は、外部装置から受信した各種情報を格納部102に格納してよい。
【0058】
受信部106は、例えば、移動体200から、各種情報を受信してよい。受信部106は、例えば、移動体200から、レーザ装置100と移動体200との間の無線通信を介して、各種情報を受信してよい。受信部106は、移動体200から、ネットワーク20を介して、各種情報を受信してもよい。
【0059】
受信部106は、例えば、移動体200から、移動体200の移動関連情報を受信してよい。移動体200の移動関連情報は、例えば、移動体200の位置情報を含んでよい。移動体200の移動関連情報は、移動体200の移動速度情報を含んでよい。移動体200の移動関連情報は、例えば、移動体200の移動方向情報を含んでよい。移動体200の移動関連情報は、移動体200の姿勢情報を含んでもよい。
【0060】
受信部106は、移動体200から、例えば、移動体200に搭載された光発電パネル250の発電量情報を受信してよい。受信部106は、例えば、移動体200から、移動体200に搭載されたバッテリのバッテリ残量情報を受信してよい。受信部106は、例えば、移動体200から、移動体200がレーザ装置100に要求する給電量を示す要求給電量情報を受信してよい。受信部106は、例えば、移動体200から、移動体200の移動体性能情報を受信してよい。受信部106は、例えば、移動体200から、移動体200が運搬する運搬対象の総重量を示す運搬対象重量情報を受信してよい。
【0061】
受信部106は、移動体200から、移動体200の周囲の環境情報を受信してもよい。移動体200の周囲の環境情報は、例えば、移動体200の周囲の天気を示す天気情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、例えば、移動体200の周囲の太陽光の放射強度を示す放射強度情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、例えば、移動体200の周囲の雲量を示す雲量情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、例えば、移動体200の周囲の降雨量を示す降雨量情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、例えば、移動体200の周囲の降雪量を示す降雪量情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、例えば、移動体200の周囲の風速を示す風速情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、例えば、移動体200の周囲の風向を示す風向情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、例えば、移動体200の周囲の温度を示す温度情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、例えば、移動体200の周囲の湿度を示す湿度情報を含んでよい。移動体200の周囲の天気情報は、移動体200の周囲の気圧を示す気圧情報を含んでもよい。
【0062】
移動体200の周囲の環境情報は、移動体200の周囲に存在する物体を示す物体情報を含んでもよい。移動体200の周囲に存在する物体は、例えば、飛行体、人工衛星、車両、船舶等の移動体であってよい。移動体200の周囲に存在する物体は、例えば、鳥等の動物であってよい。移動体200の周囲に存在する物体は、人であってもよい。
【0063】
移動体200の周囲に存在する物体の物体情報は、例えば、移動体200の周囲に存在する物体の位置を示す情報を含んでよい。移動体200の周囲に存在する物体の物体情報は、例えば、移動体200の周囲に存在する物体のサイズを示す情報を含んでよい。移動体200の周囲に存在する物体の物体情報は、移動体200の周囲に存在する物体の種類を示す情報を含んでもよい。
【0064】
受信部106は、例えば、移動体200の移動体管理装置から、ネットワーク20を介して、各種情報を受信してよい。受信部106は、例えば、移動体200から受信した情報と同様の情報を、移動体管理装置から受信してよい。
【0065】
受信部106は、環境情報を管理する環境情報管理装置から、ネットワーク20を介して、移動体200の周囲の環境情報を受信してもよい。受信部106は、飛行体、人工衛星、車両、船舶等の移動体の運航計画を管理する運航計画管理装置から、ネットワーク20を介して、移動体の運航計画を示す運航計画情報を受信してもよい。
【0066】
撮像部108は、移動体200からの光を撮像してよい。撮像部108は、例えば、移動体200に搭載された光発電パネル250に対応する位置に設置された光源が発光した光を撮像してよい。撮像部108は、例えば、光発電パネル250に対応する位置に設置された複数の光源が発光した光を撮像してよい。尚、光発電パネル250に対応する位置には、コーナーミラーがさらに設置されてもよい。
【0067】
光源は、例えば、LED(Light Emitting Diode)ランプであってよい。光源は、その他の任意の光源であってもよい。
【0068】
光発電パネル250に対応する位置は、例えば、光発電パネル250の中心であってよい。光発電パネル250に対応する位置は、光発電パネル250の周囲であってもよい。
【0069】
撮像部108は、光発電パネル250の周囲に設置された反射板が出力部104によるレーザ光を反射した光を撮像してもよい。反射板は、出力部104によるレーザ光が移動体200の機体に照射されることに起因する熱から移動体200を保護するために、光発電パネル250の周囲に設置されてよい。
【0070】
撮像部108は、例えば、移動体200をズームして撮像してよい。撮像部108は、例えば、光発電パネル250をズームして撮像してよい。撮像部108は、例えば、望遠レンズを用いて、移動体200や光発電パネル250をズームして撮像してよい。
【0071】
撮像部108は、例えば、光学カメラであってよい。撮像部108は、例えば、可視光カメラであってよい。撮像部108は、赤外線カメラであってもよい。この場合、撮像部108は、出力部104によるレーザ光が照射された被照射部位の温度上昇に起因する赤外光を撮像してよい。被照射部位は、例えば、光発電パネル250であってよい。被照射部位は、例えば、コーナーミラーであってよい。被照射部位は、反射板であってもよい。
【0072】
バンドパスフィルタ109は、予め定められた範囲の波長帯のみを通過させてよい。バンドパスフィルタ109は、例えば、出力部104が出力したレーザ光の波長を含む予め定められた範囲の波長帯のみを通過させてよい。撮像部108は、バンドパスフィルタ109を通過した光を撮像してよい。バンドパスフィルタ109を通過した光のみを撮像した撮像画像は、バンドパスフィルタ109を通過するレーザ光が照射されている移動体200を発見しやすい。バンドパスフィルタ109は、光発電パネル250に対応する位置に設置された光源が発光した光をさらに通過させてもよい。
【0073】
制御部110は、出力部104が出力するレーザ光を制御してよい。制御部110は、例えば、出力部104を制御することによって、レーザ光を制御してよい。制御部110は、例えば、出力部104が有する1又は複数の光学素子を制御することによって、レーザ光を制御してよい。制御部110は、例えば、より多くのレーザ光が光発電パネル250に照射されるように、レーザ光の出力を制御してよい。
【0074】
制御部110は、例えば、レーザ光制御信号を生成し、生成したレーザ光制御信号に従ってレーザ光を制御してよい。制御部110は、受信部106がレーザ装置管理装置300からネットワーク20を介して受信したレーザ光制御信号に従ってレーザ光を制御してもよい。
【0075】
レーザ光制御信号は、例えば、レーザ光の照射方向を制御する照射方向制御信号を含んでよい。レーザ光制御信号は、例えば、レーザ光の形状を制御する形状制御信号を含んでよい。レーザ光制御信号は、例えば、レーザ光の強度分布を制御する強度分布制御信号を含んでよい。レーザ光制御信号は、例えば、レーザ光のビーム径を制御するビーム径制御信号を含んでよい。レーザ光制御信号は、レーザ光の波面を制御する波面制御信号を含んでよい。レーザ光制御信号は、例えば、レーザ光の出力パワーを制御する出力パワー制御信号を含んでよい。レーザ光制御信号は、レーザ光を出力するタイミングを制御するタイミング制御信号を含んでもよい。
【0076】
制御部110は、例えば、受信部106が受信した移動体200の移動関連情報に含まれる移動体200の位置情報によって示される移動体200の位置と、撮像部108によって撮像された撮像画像とに基づいて、レーザ光を制御してよい。制御部110は、例えば、撮像部108が移動体200の位置を含む領域を撮像した撮像画像を画像解析することによって、レーザ光が移動体200に搭載された光発電パネル250に照射されるように、レーザ光を制御してよい。例えば、制御部110は、出力部104にレーザ光を出力させる前に、光発電パネル250に対応する位置に設置された光源の発光開始指示を移動体200に送信して、移動体200に当該光源の発光を開始させてよい。次に、制御部110は、撮像部108が移動体200の位置を含む領域を撮像した撮像画像を画像解析して当該光源の位置を特定することによって、光発電パネル250の位置を特定してよい。その後、制御部110は、位置を特定した光発電パネル250にレーザ光が照射されるように、出力部104にレーザ光を出力させてよい。制御部110は、出力部104がレーザ光の出力を開始した後は、コーナーミラーや反射板がレーザ光を反射した反射光から、光発電パネル250の位置を特定してよい。制御部110は、出力部104がレーザ光の出力を開始した後に、当該光源の発光終了指示を移動体200に送信して、移動体200に当該光源の発光を終了させてもよい。制御部110は、例えば、格納部102に格納されているレーザ装置100の設置位置情報によって示されるレーザ装置100の設置位置にさらに基づいて、レーザ光を制御してよい。
【0077】
制御部110は、例えば、レーザ光の照射方向を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光の中心と光発電パネル250の中心との間の距離がより短くなるように、レーザ光の照射方向を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光の中心が光発電パネル250の中心と一致するように、レーザ光の照射方向を制御してよい。制御部110は、例えば、撮像部108が光発電パネル250を撮像した撮像画像を画像解析して光発電パネル250の中心の位置を特定することによって、レーザ光の照射方向を制御してよい。
【0078】
制御部110は、例えば、ジンバルを用いて、レーザ光の照射方向を制御してよい。制御部110は、出力部104が有するミラーやプリズム等の光学素子を制御することによって、レーザ光の照射方向を制御してもよい。
【0079】
制御部110は、例えば、レーザ光の形状を制御してよい。制御部110は、例えば、円形になるようにレーザ光の形状を制御してよい。制御部110は、例えば、楕円形となるようにレーザ光の形状を制御してよい。制御部110は、例えば、楕円形の縦横比及び向きを制御可能であってよい。制御部110は、例えば、矩形になるようにレーザ光の形状を制御してよい。制御部110は、例えば、矩形の縦横比及び向きを制御可能であってよい。制御部110は、例えば、正方形になるようにレーザ光の形状を制御してよい。制御部110は、例えば、正方形の向きを制御可能であってよい。
【0080】
制御部110は、例えば、レーザ光の形状と、光発電パネル250の形状との間の形状誤差がより小さくなるように、レーザ光の形状を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光の形状が光発電パネル250の形状と一致するように、レーザ光の形状を制御してよい。
【0081】
制御部110は、例えば、レーザ光の強度分布を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光の強度分布が光発電パネル250でより均一になるように、レーザ光の強度分布を制御してよい。
【0082】
制御部110は、例えば、レーザ光のビーム径を制御してよい。制御部110は、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの割合が予め定められた割合になるように、レーザ光のビーム径を制御してよい。予め定められた割合は、例えば、1.1であってよい。
【0083】
制御部110は、例えば、撮像部108が光発電パネル250を撮像した撮像画像を画像解析することによって、光発電パネル250の形状、光発電パネル250のサイズ、及び光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの割合のうちの少なくともいずれかを特定してよい。制御部110は、格納部102に格納されている移動体200の移動体性能情報及びレーザ装置100の設置位置情報及び受信部106が受信した移動体200の位置情報にさらに基づいて、光発電パネル250の形状、光発電パネル250のサイズ、及び光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの割合のうちの少なくともいずれかを特定してもよい。
【0084】
制御部110は、レーザ光を受光した光発電パネル250の発電電力が最大となるように、出力部104を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光を受光した光発電パネル250の発電電力が最大となるように、出力部104が有する1又は複数の光学素子を制御してよい。具体的には、制御部110は、例えば、ビームシェーパ等の光学素子を制御することにより、レーザ光を受光した光発電パネル250の発電電力が最大となるように、レーザ光の形状、強度分布、及びビーム径のうちの少なくともいずれかを制御してよい。
【0085】
制御部110は、例えば、レーザ光の波面を制御してよい。制御部110は、例えば、出力部104が有する形状可変ミラー等の光学素子を制御することによって、レーザ光の波面を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光の伝搬経路の大気の揺らぎ等に起因して、時間及び位置がランダムでレーザ光に発生したシンチレーションの影響を緩和させるために、出力部104が有する形状可変ミラー等の光学素子を制御することによって、レーザ光の波面を制御してよい。制御部110は、例えば、受信部106が受信した発電量情報によって示される光発電パネル250の発電量に基づいて、レーザ光の波面を制御してもよい。
【0086】
制御部110は、例えば、レーザ光の出力パワーを制御してよい。制御部110は、例えば、受信部106が受信した移動体200の要求給電量情報によって示される、移動体200がレーザ装置100に要求する給電量に基づいて、レーザ光の出力パワーを制御してよい。制御部110は、例えば、受信部106が受信した移動体200のバッテリ残量情報によって示される、移動体200に搭載されたバッテリのバッテリ残量に基づいて、レーザ光の出力パワーを制御してよい。制御部110は、格納部102に格納されている移動体性能情報に基づいて、レーザ光の出力パワーを制御してもよい。
【0087】
制御部110は、受信部106が受信した移動体200の移動関連情報に含まれる移動体200の移動速度情報によって示される移動体200の移動速度と、移動体200の移動方向情報によって示される移動体200の移動方向にさらに基づいて、出力部104が出力するレーザ光が光発電パネル250を追跡するように、レーザ光を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光の中心が光発電パネル250の中心を追跡するように、レーザ光を制御してよい。制御部110は、移動体200の位置、移動体200の移動速度、及び移動体200の移動方向から、予め定められた期間が経過した後の移動体200の位置を予測した予測結果に基づいて、レーザ光が光発電パネル250を追跡するように、レーザ光を制御してもよい。
【0088】
制御部110は、例えば、レーザ光が光発電パネル250を追跡した追跡結果に基づいて、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの目標割合を決定し、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの割合が決定した目標割合になるように、レーザ光のビーム径を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光のサイズが光発電パネル250全体をカバーするように、目標割合を決定してよい。制御部110は、例えば、レーザ光のサイズが光発電パネル250全体をカバーし、且つ、レーザ光のサイズがより小さくなるように、目標割合を決定してよい。制御部110は、例えば、レーザ光のサイズが光発電パネル250のサイズより大きくなる範囲内で、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズを決定してよい。
【0089】
制御部110は、例えば、レーザ光が光発電パネル250を追跡した追跡結果に基づいて、レーザ光の中心と光発電パネル250の中心との距離を決定し、決定した距離に応じて、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの目標割合を決定してよい。制御部110は、例えば、予め定められた期間の間、レーザ光の中心と光発電パネル250の中心との間の距離が予め定められた距離閾値より短い場合に、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの目標割合を小さくすることを決定してよい。制御部110は、例えば、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの目標割合を1.1から1.05に小さくすることを決定してよい。制御部110は、例えば、予め定められた期間の間、レーザ光の中心と光発電パネル250の中心との間の距離が予め定められた距離閾値より長い場合に、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの目標割合を大きくすることを決定してよい。制御部110は、例えば、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの目標割合を1.1から1.2に大きくすることを決定してよい。
【0090】
環境情報取得部112は、移動体200の周囲の環境情報を取得してよい。環境情報取得部112は、例えば、受信部106が受信した移動体200の周囲の環境情報を取得してよい。環境情報取得部112は、例えば、撮像部108が撮像した撮像画像を画像解析することによって、移動体200の周囲の環境情報を取得してよい。環境情報取得部112は、例えば、RADAR(Radio Detection And Ranging)を用いて、移動体200の周囲の環境情報を取得してよい。環境情報取得部112は、LiDAR(Light Detection And Ranging)を用いて、移動体200の周囲の環境情報を取得してもよい。
【0091】
制御部110は、例えば、環境情報取得部112が取得した移動体200の周囲の環境情報にさらに基づいて、レーザ光を制御してよい。制御部110は、例えば、移動体200の周囲の環境情報に含まれる放射強度情報によって示される移動体200の周囲の太陽光の放射強度に基づいて、レーザ光の出力パワーを制御してよい。制御部110は、例えば、移動体200の周囲の太陽光の放射強度が少ないほどレーザ光の出力パワーが強くなるように、レーザ光の出力パワーを制御してよい。
【0092】
制御部110は、例えば、レーザ光が、移動体200の周囲の環境情報に含まれる物体情報によって示される、移動体200の周囲に存在する物体に照射されないように、レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光の通り道の周辺に存在する物体に照射されないように、レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。レーザ光の通り道の周辺とは、レーザ光の通り道から予め定められた範囲の領域であってよい。制御部110は、例えば、移動体200の前方に物体が存在する物体に照射されないように、レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ装置100と移動体200との間に存在する物体に照射されないように、レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。レーザ光を出力するタイミングを制御することは、レーザ光の照射を予め定められた期間の間、停止することを含む。また、制御部110は、移動体200の後方に物体が存在する場合に、レーザ光のサイズが光発電パネル250のサイズより予め定められた割合だけ小さくなるように、レーザ光のビーム径を制御してもよい。制御部110は、例えば、光発電パネル250のサイズに対するレーザ光のサイズの割合が0.85になるように、レーザ光のビーム径を制御してよい。これらによれば、移動体200に対するレーザ光の照射に伴う不慮の事故が発生する可能性を低減し得る。尚、移動体200の前方とは、移動体200の位置からみて移動体200にレーザ光を照射しているレーザ装置100に向かう方向の領域であり、移動体200の後方とは、移動体200の位置からみて移動体200にレーザ光を照射しているレーザ装置100に向かう方向とは反対方向の領域である。
【0093】
制御部110は、例えば、受信部106が受信した運航計画情報にさらに基づいて、レーザ光を制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光が、運航計画情報によって示される運航計画に従って移動体200の周囲を移動する他の移動体に照射されないように、レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光が、運航計画に従ってレーザ光の通り道の周辺を移動する他の移動体に照射されないように、レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光が、運航計画に従って移動体200の前方を移動する他の移動体に照射されないように、レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。制御部110は、例えば、レーザ光が、運航計画に従ってレーザ装置100と移動体200との間に存在する他の移動体に照射されないように、レーザ光を出力するタイミングを制御してよい。制御部110は、移動体200の後方に運航計画に従って移動する他の移動体が存在する場合に、レーザ光のサイズが光発電パネル250のサイズより予め定められた割合だけ小さくなるように、レーザ光のビーム径を制御してもよい。
【0094】
送信部114は、外部装置に各種情報を送信してよい。送信部114は、例えば、移動体200に各種情報を送信してよい。送信部114は、例えば、レーザ装置100と移動体200との間の無線通信を介して、移動体200に各種情報を送信してよい。送信部114は、ネットワーク20を介して、移動体200に各種情報を送信してもよい。送信部114は、例えば、移動体200にレーザ装置100の設置位置情報を送信してよい。
【0095】
送信部114は、例えば、ネットワーク20を介して、レーザ装置管理装置300に各種情報を送信してよい。送信部114は、例えば、レーザ装置管理装置300に受信部106が受信した各種情報を送信してよい。送信部114は、例えば、レーザ光が光発電パネル250を追跡した追跡結果をレーザ装置管理装置300に送信してよい。送信部114は、レーザ装置管理装置300に環境情報取得部112が取得した移動体200の周囲の環境情報を送信してもよい。
【0096】
図3は、光発電パネル250の一例を概略的に示す。図3の光発電パネル250の中心には、光源260が設置されている。図3では、中心155のレーザ光150が光発電パネル250に照射されている状態を示している。
【0097】
図4は、撮像画像の一例を概略的に示す。図4の撮像画像は、図3に示されている状態の光発電パネル250を撮像した撮像画像である。図4の撮像画像は、例えば、バンドパスフィルタ109を通過した、光発電パネル250が受光したレーザ光150の一部を反射した反射光及び光源260が発光した光を含む撮像画像であってよい。図4の撮像画像の輝度は、光源260が発光した光の発光領域の輝度、光発電パネル250がレーザ光150を反射した反射光の反射光領域の輝度、それ以外の領域の輝度の順に高くなる。
【0098】
制御部110は、図4の撮像画像を画像解析して光源260が発光した光の発光領域の位置を特定することによって、光発電パネル250の中心の位置を特定してよい。制御部110は、レーザ光150の中心155と特定した光発電パネル250の中心との間の距離がより短くなるように、レーザ光150の照射方向を制御してよい。
【0099】
図3及び図4に示す一例によれば、レーザ装置100は、光発電パネル250の中心の位置の目印としての役割を果たす、光発電パネル250の中心の位置に設置された光源260が発光した光の位置を特定し、レーザ光150の中心155と特定した光発電パネル250の中心との間の距離がより短くなるようにレーザ光150の照射方向を制御する。これにより、レーザ装置100は、レーザ光150が光発電パネル250に照射されないことに起因するレーザ光150の損失をより少なくできる。
【0100】
図5は、光発電パネル250の他の一例を概略的に示す。図5の光発電パネル250の周囲には、反射板270が設置されている。図5では、中心155のレーザ光150が光発電パネル250及び反射板270に照射されている状態を示している。
【0101】
図6は、撮像画像の他の一例を概略的に示す。図6の撮像画像は、図5に示されている状態の光発電パネル250を撮像した撮像画像である。図6の撮像画像は、例えば、バンドパスフィルタ109を通過した、光発電パネル250が受光したレーザ光150の一部を反射した反射光及び反射板270がレーザ光150を反射した反射光を含む撮像画像であってよい。図6の撮像画像の輝度は、反射板270がレーザ光150を反射した反射光の反射光領域の輝度、光発電パネル250がレーザ光150を反射した反射光の反射光領域の輝度、それ以外の領域の輝度の順に高くなる。
【0102】
制御部110は、レーザ光150の中心155と光発電パネル250の中心との間の距離がより短くなるように、レーザ光150の照射方向を制御してよい。制御部110は、例えば、図6の撮像画像を画像解析して特定した、反射板270がレーザ光150を反射した反射光の反射光領域に基づいて、レーザ光150の照射方向を制御してよい。制御部110は、例えば、当該反射光領域の幅がより均一になるように、レーザ光150の照射方向を制御してよい。制御部110は、例えば、当該反射光領域のうち最も幅が大きい最大幅wmax及び最も幅が小さい最小幅wminをそれぞれ特定し、wminが(wmax-wmin)÷2だけ大きくなるように、レーザ光150の照射方向を制御してよい。
【0103】
図5及び図6に示す一例によれば、レーザ装置100は、レーザ光150の照射方向を決定するための目印としての役割を果たす、反射板270がレーザ光150を反射した反射光に基づいて、レーザ光150の中心155と光発電パネル250の中心との間の距離がより短くなるように、レーザ光150の照射方向を制御する。これにより、レーザ装置100は、レーザ光150が光発電パネル250に照射されないことに起因するレーザ光150の損失をより少なくできる。
【0104】
図7は、レーザ装置100の処理の流れの一例を説明するための説明図である。図7では、レーザ装置100が移動体200にレーザ光150を照射している状態を開始状態として説明する。
【0105】
ステップ(ステップをSと省略して記載する場合がある。)102において、環境情報取得部112は、移動体200の周囲の環境情報を取得してよい。S104において、制御部110は、S102で環境情報取得部112が取得した移動体200の周囲の環境情報に基づいて、移動体200の周囲に物体が存在するか否かを判定してよい。移動体200の周囲に物体が存在すると制御部110が判定した場合、S106に進んでよい。移動体200の周囲に物体が存在しないと制御部110が判定した場合、S114に進んでよい。
【0106】
S106において、制御部110は、S102で環境情報取得部112が取得した移動体200の周囲の環境情報に基づいて、物体が移動体200の後方に存在するか否かを判定してよい。物体が移動体200の後方に存在すると制御部110が判定した場合、S108に進んでよい。物体が移動体200の後方以外に存在すると制御部110が判定した場合、S112に進んでよい。
【0107】
S108において、制御部110は、レーザ光150のサイズが光発電パネル250のサイズより大きいか否かを判定してよい。レーザ光150のサイズが光発電パネル250のサイズより大きいと制御部110が判定した場合、S110に進んでよい。レーザ光150のサイズが光発電パネル250のサイズより小さいと制御部110が判定した場合、環境情報に基づいてレーザ光150を制御する処理が終了してよい。
【0108】
S110において、制御部110は、レーザ光150のサイズが光発電パネル250のサイズより予め定められた割合だけ小さくなるように、レーザ光のビーム径を制御してよい。その後、環境情報に基づいてレーザ光150を制御する処理が終了してよい。
【0109】
S112において、制御部110は、レーザ光150が移動体200の周囲に存在する物体に照射されないように、レーザ光150の出力を停止してよい。その後、環境情報に基づいてレーザ光150を制御する処理が終了してよい。
【0110】
S114において、制御部110は、レーザ光150のサイズが光発電パネル250のサイズより小さいか否かを判定してよい。レーザ光150のサイズが光発電パネル250のサイズより小さいと制御部110が判定した場合、S116に進んでよい。レーザ光150のサイズが光発電パネル250のサイズより大きいと制御部110が判定した場合、環境情報に基づいてレーザ光150を制御する処理が終了してよい。
【0111】
S116において、制御部110は、レーザ光150のサイズが光発電パネル250のサイズより予め定められた割合だけ大きくなるように、レーザ光のビーム径を制御してよい。その後、環境情報に基づいてレーザ光150を制御する処理が終了してよい。
【0112】
図8は、レーザ装置100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、上記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、上記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、上記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。
【0113】
一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よい。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、DVDドライブ1226、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に接続されてよい。DVDドライブ1226は、DVD-ROMドライブ及びDVD-RAMドライブ等であってよい。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1242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に接続されてよい。
【0114】
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してよい。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してよい。
【0115】
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してよい。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してよい。DVDドライブ1226は、プログラム又はデータをDVD-ROM1227等から読み取り、記憶装置1224に提供してよい。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カードに書き込んでよい。
【0116】
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してよい。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。
【0117】
プログラムは、DVD-ROM1227又は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てよい。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によって実行されてよい。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してよい。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。
【0118】
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、DVD-ROM1227、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んでよい。
【0119】
また、CPU1212は、記憶装置1224、DVDドライブ1226(DVD-ROM1227)、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。
【0120】
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してよい。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。
【0121】
上で説明したプログラム又はソフトウェアモジュールは、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に提供してよい。
【0122】
一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。
【0123】
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。
【0124】
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。
【0125】
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んでよい。
【0126】
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。そのよう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。
【0127】
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】
【0128】
10 システム、20 ネットワーク、100 レーザ装置、102 格納部、104 出力部、106 受信部、108 撮像部、109 バンドパスフィルタ、110 制御部、112 環境情報取得部、114 送信部、150 レーザ光、155 中心、200 移動体、250 光発電パネル、260 光源、270 反射板、300 レーザ装置管理装置、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、1226 DVDドライブ、1227 DVD-ROM、1230 ROM、1240 入出力チップ、1242 キーボード
【要約】      (修正有)
【課題】移動体に効率よく電力を送電する、レーザ装置、プログラム、システム及び方法を提供する。
【解決手段】移動体、レーザ装置及びレーザ装置管理装置を備えるシステム10において、レーザ装置100は、レーザ光を出力する出力部と、移動体の位置を示す位置情報を受信する受信部と、移動体からの光を撮像する撮像部と、位置情報によって示される前記移動体の位置と、撮像部によって撮像された撮像画像とに基づいて、より多くのレーザ光が移動体に搭載された光発電パネルに照射されるように、レーザ光の出力を制御する制御部とを備える。
【選択図】図1
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8