特許 7546253 運航空域管理装置、無人飛行体運航管理装置、無人飛行体遠隔操縦装置、及び、無人飛行体

(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】2024-08-29

(45)【発行日】2024-09-06

(54)【発明の名称】運航空域管理装置、無人飛行体運航管理装置、無人飛行体遠隔操縦装置、及び、無人飛行体

(51)【国際特許分類】

   G08G 5/00 20060101AFI20240830BHJP

   G01C 21/26 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

G08G5/00 A

G01C21/26 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021028239

(22)【出願日】2021-02-25

(65)【公開番号】P2022129533

(43)【公開日】2022-09-06

【審査請求日】2023-11-13

(73)【特許権者】

【識別番号】520355507

【氏名又は名称】Ｓｋｙｓｔｅｒ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100214248

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 純

(74)【代理人】

【識別番号】100214260

【弁理士】

【氏名又は名称】相羽 昌孝

(72)【発明者】

【氏名】杉山 逸郎

(72)【発明者】

【氏名】森田 隆士

(72)【発明者】

【氏名】朝倉 一安

(72)【発明者】

【氏名】今井 洋樹

【審査官】上野 博史

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／００４０８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１６５９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１１５８０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－１２５３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１２３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０９８０１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１９／０９８０１６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ ５／００

Ｇ０１Ｃ ２１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人飛行体の運航経路に沿って管状に設定された運航空域を管理する運航空域管理装置であって、
前記運航空域の状態を取得する状態取得部と、
前記運航経路の経路方向と交差する交差方向に対して前記運航空域を分割することで区画される区画空域毎に、前記無人飛行体の飛行を許可するか否かを示す飛行許否を設定する飛行許否設定部と、
前記区画空域毎に設定された前記飛行許否を含む運航空域情報を出力する情報出力部とを備え、
前記状態取得部は、
前記情報出力部が前記運航空域情報を出力する対象の前記無人飛行体とは異なる他の無人飛行体であって、前記運航空域を飛行中の前記他の無人飛行体のテレメトリ情報を無線通信により取得するとともに、前記無線通信の通信状態を取得し、
前記飛行許否設定部は、
前記状態取得部により取得された前記無線通信の前記通信状態に基づいて前記飛行許否を前記区画空域毎に設定し、
前記通信状態が不通状態となった前記他の無人飛行体が存在する場合、当該他の無人飛行体から前記状態取得部が最後に取得した前記テレメトリ情報に基づいて、当該他の無人飛行体から所定の距離に位置する前記区画空域の前記飛行許否を禁止に設定する、
運航空域管理装置。

【請求項2】

無人飛行体の運航経路に沿って管状に設定された運航空域を管理する運航空域管理装置であって、
前記運航空域の状態を取得する状態取得部と、
前記運航経路の経路方向と交差する交差方向に対して前記運航空域を分割することで区画される区画空域毎に、前記無人飛行体の飛行を許可するか否かを示す飛行許否を設定する飛行許否設定部と、
前記区画空域毎に設定された前記飛行許否を含む運航空域情報を出力する情報出力部とを備え、
前記状態取得部は、
前記情報出力部が前記運航空域情報を出力する対象の前記無人飛行体とは異なる他の無人飛行体であって、前記運航空域を飛行中の前記他の無人飛行体のテレメトリ情報を無線通信により取得し、
前記飛行許否設定部は、
前記状態取得部により取得された前記テレメトリ情報に含まれる前記他の無人飛行体の異常状態に基づいて前記飛行許否を前記区画空域毎に設定し、
前記異常状態となった他の無人飛行体が存在する場合、当該他の無人飛行体が飛行中の前記区画空域の下側に位置する前記区画空域の前記飛行許否を禁止に設定する、
運航空域管理装置。

【請求項3】

前記飛行許否設定部は、
前記交差方向として左右方向及び上下方向の少なくとも一方に対して前記運航空域をそれぞれ分割することで区画される前記区画空域毎に前記飛行許否を設定する、
請求項１又は請求項２に記載の運航空域管理装置。

【請求項4】

前記飛行許否設定部は、
前記経路方向及び前記交差方向に対して前記運航空域をそれぞれ分割することで区画される前記区画空域毎に前記飛行許否を設定する、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の運航空域管理装置。

【請求項5】

飛行予定時刻を含む飛行条件を受け付けたとき、前記運航空域情報に基づいて前記飛行条件を満たす前記区画空域を選択し、前記無人飛行体が飛行する飛行経路を決定する飛行経路決定部をさらに備える、
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の運航空域管理装置。

【請求項6】

前記飛行経路決定部は、
前記無人飛行体が前記飛行経路に従って飛行中に、前記情報出力部が新たな前記運航空域情報を出力したとき、当該運航空域情報に基づいて前記飛行経路を修正する、
請求項５に記載の運航空域管理装置。

【請求項7】

前記飛行経路決定部は、
前記無人飛行体が前記飛行経路に従って飛行中に、当該無人飛行体のテレメトリ情報に基づいて、前記飛行経路が前記飛行条件を満たすか否かを判定する、
請求項６に記載の運航空域管理装置。

【請求項8】

請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の運航空域管理装置と、
前記運航空域管理装置の前記情報出力部により出力された前記運航空域情報を前記無人飛行体に送信する通信部とを備える、
無人飛行体運航管理装置。

【請求項9】

請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の運航空域管理装置と、
前記運航空域管理装置の前記情報出力部により出力された前記運航空域情報に基づいて前記無人飛行体の飛行を制御する飛行制御情報を前記無人飛行体に送信する通信部とを備える、
無人飛行体遠隔操縦装置。

【請求項10】

請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の運航空域管理装置と、
前記運航空域管理装置の前記情報出力部により出力された前記運航空域情報に基づいて前記無人飛行体の飛行を制御する飛行制御部とを備える、
無人飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、運航空域管理装置、無人飛行体運航管理装置、無人飛行体遠隔操縦装置、及び、無人飛行体に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、インターネット等を介したオンライン注文や企業間取引が普及したことによって物流量が急激に増加している。しかし、物流量の増加に反して物流に携わる労働者は減少しているため、労働力の確保が大きな課題となっている。そこで、ドローンに代表される無人飛行体の導入が検討され、無人飛行体を利用した物流の実証実験が行われている。また、作業者を直接派遣することが難しい場所における警備、監視、測量等を目的とするデータの収集、可視光カメラと赤外線カメラを利用した点検、農地の農作物の管理、及び、野生動物の生態調査等の様々な分野でも無人飛行体の導入が検討されている。

【0003】

無人飛行体を様々な分野に導入するためには、安全な飛行を実現する環境の整備が望まれる。例えば、無人飛行体が屋外を飛行する場合には、建物等の地上構造物を回避したり、無人飛行体が互いに接触することを回避したりしなければならない。そのため、無人飛行体が飛行する運航空域を適切に管理し、必要に応じて無人飛行体の飛行を制限する必要がある。

【0004】

そこで、例えば、特許文献１には、３次元空間を表す３次元空間ネットワークにおいて、隣接する２つのノード間を結ぶリンクに対応する領域データに基づいて、飛行体の運航空域を管理するシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０２０－８７１４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１に開示されたシステムでは、領域データが、３次元空間ネットワーク内の飛行制限を示す制限情報（例えば、リンク内に同時に存在し得る飛行体の最大数）を含んでおり、その領域データを用いて飛行体の運航空域を管理している。例えば、飛行体がこれから進入しようとする３次元空間ネットワーク内に別の飛行体がすでに存在する場合、特許文献１に開示されたシステムは、その３次元空間ネットワーク内の飛行制限を示す制限情報に基づいて、その飛行体が３次元空間ネットワーク内に進入可能か否かを判定し、その判定結果に従ってその飛行体の飛行を制御するものである。

【0007】

しかし、特許文献１に開示されたように、１つの３次元空間ネットワーク内に同時に存在する飛行体の最大数を管理する場合、３次元空間ネットワーク内に複数の飛行体が飛行することが想定されるが、３次元空間ネットワーク内で飛行体同士が接近しすぎる危険性がある。また、飛行体の侵入が過剰に制限されることも考えられ、その場合には、運航空域の効率的な利用が実現されていない。

【0008】

本発明は、上述した課題に鑑み、運航空域内での無人飛行体の安全な飛行と、運航空域の有効利用とを両立させることを可能とする運航空域管理装置、無人飛行体運航管理装置、無人飛行体遠隔操縦装置、及び、無人飛行体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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る運航空域管理装置は、無人飛行体の運航経路に沿って管状に設定された運航空域を管理する運航空域管理装置であって、運航経路の経路方向と交差する交差方向に対して運航空域を分割することで区画される区画空域毎に、無人飛行体の飛行を許可するか否かを示す飛行許否を設定する飛行許否設定部と、区画空域毎に設定された飛行許否を含む運航空域情報を出力する情報出力部とを備える。

【発明の効果】

【0010】

本発明の一態様に係る運航空域管理装置によれば、飛行許否設定部が、運航空域を分割することで区画される区画空域毎に飛行許否を設定し、情報出力部が、区画空域毎に設定された飛行許否を含む運航空域情報を出力する。そのため、無人飛行体は、運航空域情報に基づいて、飛行が許可された区画空域を飛行する一方、飛行が禁止された区画空域を飛行しないように制御される。これにより、運航空域内での無人飛行体の安全な飛行と、運航空域の有効利用とを両立させることができる。

【0011】

上記以外の課題、構成及び効果は、後述する発明を実施するための形態にて明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態に係る無人飛行体運航システム１の一例を示す全体構成図である。

【図2】運航経路及び運航空域の一例を示す概要図である。

【図3】第１の実施形態に係る無人飛行体２、運航管理システム３及び運航統括システム４の構成例を示す機能ブロック図である。

【図4】第１の本実施形態に係る無人飛行体２の詳細な構成例を示すブロック図である。

【図5】（ａ）は、運航空域ＤＢ３２の一例を示すデータ構成図である。（ｂ）は、飛行管理ＤＢ３３の一例を示すデータ構成図である。

【図6】運航空域情報の一例を示すデータ構成図である。

【図7】区画空域の一例を示す概要図である。

【図8】無人飛行体運航システム１の各装置を構成するコンピュータ９００の一例を示すハードウエア構成図である。

【図9】運航管理システム３と運航統括システム４との間で行われる運航空域の利用申請方法（運航空域利用申請処理）の一例を示すフローチャートである。

【図10】運航管理システム３による飛行計画の策定方法（飛行計画策定処理）の一例を示すフローチャートである。

【図11】運航管理システム３と無人飛行体２との間で行われる無人飛行体の遠隔操縦方法の一例を示すフローチャートである。

【図12】運航管理システム３が無人飛行体２を遠隔操縦するための飛行制御情報を生成する遠隔操縦処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】運航管理システム３が遠隔操縦中に実行する運航空域の状態取得処理の一例を示すフローチャートである。

【図14】区画空域の飛行許否の判定方法を説明するための図である（その１）。

【図15】区画空域の飛行許否の判定方法を説明するための図である（その２）。

【図16】区画空域の飛行許否の判定方法を説明するための図である（その３）。

【図17】区画空域の飛行許否の判定方法を説明するための図である（その４）。

【図18】区画空域の飛行許否の判定方法を説明するための図である（その５）。

【図19】第２の実施形態に係る無人飛行体２、運航管理システム３及び運航統括システム４の構成例を示す機能ブロック図である。

【図20】第３の実施形態に係る無人飛行体２、運航管理システム３及び運航統括システム４の構成例を示す機能ブロック図である。

【図21】他の実施形態に係る運航空域及び区画空域の一例を示す概要図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明を実施するための実施形態について説明する。以下では、本発明の目的を達成するための説明に必要な範囲を模式的に示し、本発明の該当部分の説明に必要な範囲を主に説明することとし、説明を省略する箇所については公知技術によるものとする。

【0014】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無人飛行体運航システム１の一例を示す全体構成図である。図２は、運航経路及び運航空域の一例を示す概要図である。

【0015】

無人飛行体運航システム１は、運航経路Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）に沿って管状に設定された運航空域Ｚ（Ｚ１、Ｚ２）を飛行する複数の無人飛行体２の飛行計画及び飛行状況を管理するシステムである。無人飛行体運航システム１は、その具体的な構成として、複数の個別事業者がそれぞれ管理する複数の無人飛行体２と、複数の個別事業者によりそれぞれ運用される複数の運航管理システム３と、統括事業者により運用される運航統括システム４と、気象情報提供システム５と、地理情報提供システム６と、空域監視システム７と、基幹ネットワーク８Ａと、無線ネットワーク８Ｂとを備える。

【0016】

無人飛行体２は、ドローンに代表されるような人が搭乗しない飛行体を指し、例えば、回転翼や固定翼を備える。無人飛行体２は、自動遠隔操縦、操縦機（プロポ）による手動遠隔操縦、自律制御等の飛行モードにより飛行する。なお、無人飛行体２は、特定の飛行モードにより飛行するように構成されていてもよいし、複数の飛行モードが切替可能に構成されていてもよい。本実施形態では、無人飛行体２は、複数の回転翼を備え、自動遠隔操縦（以下、遠隔操縦という）により飛行する場合について説明する。

【0017】

無人飛行体２は、図２に示すように、運航経路Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）に沿って管状に設定された運航空域Ｚ（Ｚ１、Ｚ２）を飛行する。その際、運航空域Ｚは、統括管理事業者により個別事業者に対してその利用が認可されることで、その認可された個別事業者が管理する無人飛行体２の飛行が可能となる。

【0018】

運航経路Ｒ（Ｒ１、Ｒ２）は、スタート地点Ｓ（Ｓ０１、Ｓ０２）からゴール地点Ｇ（Ｇ０１、Ｇ０２）までを結ぶ経路である。運航経路Ｒ１（図２の二点鎖線）は、スタート地点Ｓ０１にて離陸し、経由地点ＷＰ０１－１、ＷＰ０１－２、ＷＰ０１－３、ＷＰ０１－４を順に経由して、ゴール地点Ｇ０１に着陸する経路として規定される。運航経路Ｒ２は、スタート地点Ｓ０２にて離陸し、経由地点ＷＰ０２－１、ＷＰ０２－２、ＷＰ０２－３を順に経由して、ゴール地点Ｇ０２に着陸する経路として規定される。

【0019】

運航空域Ｚは、運航経路Ｒを覆うような管状に設定される。運航空域Ｚは、図２に示すように、運航経路Ｒが延びる方向を経路方向とするとき、運航経路Ｒを中心線として、その経路方向に横切るように交差する横断面の幅（運航空域幅）Ｗと高さ（運航空域高さ）Ｈとで規定される。したがって、運航空域Ｚは、運航経路Ｒと、運航空域幅Ｗと、運航空域高さＨとで規定される。また、運航空域Ｚ１は、例えば、運航経路Ｒ１に対して、スタート地点Ｓ０１からゴール地点Ｇ０１までの間で連続する１つの空域として管理されてもよいし、経由地点ＷＰ０１－１、ＷＰ０１－２、ＷＰ０１－３、ＷＰ０１－４をそれぞれ含む複数の横断面により分割されて複数の空域として管理されてもよい。

【0020】

飛行経路Ｆ（図２の一点鎖線）は、スタート地点Ｓから離陸してゴール地点Ｇに着陸する無人飛行体２が、運航空域Ｚ内を実際に飛行するときに通過する複数の通過地点（経由地点とは異なる）からなる点列のデータとして規定される。その際、飛行経路Ｆは、スタート地点、通過地点及びゴール地点をそれぞれ通過する時刻と、各通過地点を通過するときの飛行速度や各地点間を飛行するときの飛行速度とがさらに規定される。本実施形態では、飛行計画は、飛行経路Ｆを決定する処理や、その処理により決定された飛行経路Ｆを含む情報を表す。また、飛行状況は、飛行する無人飛行体２が運航空域Ｚ内を飛行経路Ｆに沿って実際に飛行するときに時々刻々と変化する無人飛行体２の位置、姿勢、高度、方位等を含む情報を表す。

【0021】

運航管理システム３は、統括事業者により個別事業者に認可された運航空域Ｚにおいて、個別事業者が管理する複数の無人飛行体２の飛行計画及び飛行状況を管理する。運航管理システム３を運用する個別事業者は、運航空域Ｚを利用して、例えば、配送、警備、監視、測量、点検、調査等のための定期的又は臨時的な運航を実施する事業者であり、例えば、物流事業者、警備事業者、インフラ事業者、保守事業者、調査事業者、インターネットサービス提供事業者、無人飛行体サービス提供事業者等が挙げられる。

【0022】

運航統括システム４は、複数の運航管理システム３が管理する運航空域Ｚを統括する。運航統括システム４を運用する統括管理事業者は、運航空域Ｚの利用を個別事業者に認可する権限を有し、個別事業者からの利用申請に応じて運航空域Ｚの利用を認可する。

【0023】

気象情報提供システム５は、気象庁、気象情報提供事業者等により運営され、各地の気象情報を外部装置（無人飛行体２、運航管理システム３、運航統括システム４等）に提供（送信）する。気象情報提供システム５は、例えば、サーバやクラウドとして機能する汎用又は専用のコンピュータ（後述の図８参照）等で構成される。

【0024】

気象情報提供システム５は、各地の気象情報として、現在時刻における気象実況情報と、現在時刻から所定時間後における気象予報情報とを提供する。気象情報には、例えば、天候、温度、湿度、降水量、風速等が含まれる。気象情報の提供方法は、プル式及びプッシュ式のいずれでもよく、提供対象となる日時や地域が指定されてもよい。

【0025】

地理情報提供システム６は、国土地理院、地理情報提供事業者等により運営され、各地の地理情報を外部装置（無人飛行体２、運航管理システム３、運航統括システム４等）に提供（送信）する。地理情報提供システム６は、気象情報提供システム５と同様に、例えば、サーバやクラウドとして機能する汎用又は専用のコンピュータ（後述の図８参照）等で構成される。

【0026】

地理情報提供システム６は、３次元の空間情報をベースとして、例えば、建物・道路・線路・橋・鉄塔・電柱・電線等の地上構造物と、平地・山林・河川・海等の地形と、行政の管轄範囲と、それらに付属する各種の属性とからなる地理情報を記憶・管理する。地理情報は、地上構造物の新設や撤去、行政の管轄範囲の変更等に伴って随時更新される。地理情報の提供方法は、プル式及びプッシュ式のいずれでもよく、提供対象となる地域が指定されてもよい。

【0027】

空域監視システム７は、複数の地点に設置された監視装置（例えば、空域監視レーダ、監視カメラ等）を備え、各地点の監視空域内に存在する無人飛行体２の位置や数等を監視し、その結果を空域監視情報として、外部装置（無人飛行体２、運航管理システム３、運航統括システム４等）に提供（送信）する。

【0028】

監視装置は、例えば、空域監視レーダで構成され、各地点に置かれた無線設備から質問信号を発射し、これを受信した無人飛行体２の応答装置から発射される応答信号を３カ所以上の受信設備の受信器で受信することで無人飛行体２の位置等を監視する。また、監視装置は、例えば、監視カメラで構成され、監視カメラで撮影した画像をグリッド状に分割し、所定の画像処理を行うことで無人飛行体２の位置等を監視する。

【0029】

基幹ネットワーク８Ａは、運航管理システム３、運航統括システム４、気象情報提供システム５、地理情報提供システム６及び空域監視システム７の間で種々のデータを送受信するための通信網である。基幹ネットワーク８Ａは、任意の通信規格に従って有線通信、無線通信又はこれらの組合せによりデータを送受信し、専用の通信網でもよいし、インターネット等の汎用の通信網でもよい。

【0030】

無線ネットワーク８Ｂは、無人飛行体２と運航管理システム３との間で種々のデータを送受信するための通信網である。無線ネットワーク８Ｂは、例えば、無線局、携帯局及び陸上移動局等を利用した所定の通信規格が用いられる。無線ネットワーク８Ｂは、例えば、７３ＭＨｚ帯、１６９ＭＨｚ帯、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、及び、５．７ＧＨｚ帯等の周波数帯域が用いられたものでもよいし、第５世代移動通信システム又は第６世代移動通信システムの通信規格に準拠したものでもよい。なお、無人飛行体２が飛行中の運航空域Ｚにより利用可能な周波数帯域や通信規格が異なる場合には、無人飛行体２と運航管理システム３との間で利用する周波数帯域や通信規格が適宜切り替えられてもよい。

【0031】

図３は、第１の実施形態に係る無人飛行体２、運航管理システム３及び運航統括システム４の構成例を示す機能ブロック図である。図４は、第１の本実施形態に係る無人飛行体２の詳細な構成例を示すブロック図である。なお、図３では、１つの無人飛行体２と、その１つの無人飛行体２を管理する１つの運航管理システム３を図示しているが、その他の無人飛行体２及び運航管理システム３についても同様に構成される。

【0032】

無人飛行体２は、遠隔操縦するための飛行制御情報を運航管理システム３から受信し、その飛行制御情報に従って飛行する。また、無人飛行体２は、飛行中にテレメトリ情報を運航管理システム３に送信する。飛行制御情報及びテレメトリ情報の詳細は後述する。

【0033】

運航管理システム３は、運航空域Ｚの利用申請を運航統括システム４に送信し、その応答として、運航空域Ｚの利用申請に対する決定（認可又は却下）を運航統括システム４から受信する。また、運航管理システム３は、個別事業者が管理する複数の無人飛行体２の飛行計画及び飛行状況を運航統括システム４に送信し、他の個別事業者が管理する複数の無人飛行体２の飛行計画及び飛行状況を運航統括システム４から受信することで、他の運航管理システム３及び運航統括システム４との間で情報を共有する。

【0034】

（無人飛行体２の構成）
無人飛行体２は、制御部２０、通信部２１、センサ群２２、駆動部２３、及び、バッテリ２４を備える。

【0035】

通信部２１は、無線ネットワーク８Ｂを介して運航管理システム３との間で無線通信を行う通信インターフェースである。なお、通信部２１は、他の無人飛行体２との間で無線通信を行ってもよい。

【0036】

駆動部２３は、複数の回転翼を駆動するためのアクチュエータであり、図４に示すように、回転翼の駆動源となるモータ２３１と、モータ２３１を駆動するモータ駆動回路２３０とを備える。モータ２３１は、複数の回転翼のそれぞれに対して設けられ、モータ駆動回路２３０から出力される電力により駆動される。

【0037】

バッテリ２４は、無人飛行体２の各部に電力を供給する電源である。バッテリ２４は、接触若しくは非接触で充電される充電式、又は、自動若しくは手動にて交換される交換式で構成される。バッテリ２４は、例えば、地上や建物の屋上等に設置された固定式の充電ポート、又は、車両のルーフに設置された移動式の充電ポートにて充電又は交換される。

【0038】

センサ群２２は、複数のセンサで構成される。具体的には、センサ群２２は、図４に示すように、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ、全球測位衛星システム）センサ２２０、慣性センサ２２１、気象センサ２２２、環境センサ２２３、カメラ（イメージセンサ）２２４、測距センサ２２５、モータセンサ２２６、及び、バッテリセンサ２２７により構成され、各種のセンサデータを出力する。なお、センサ群２２は、上記のセンサの一部で構成されてもよいし、上記以外のセンサをさらに含んで構成されてもよい。

【0039】

ＧＮＳＳセンサ２２０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、全地球測位システム）、ＧＬＯＮＡＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、Ｇａｌｉｌｅｏ、及び、準天頂衛星（ＱＺＳＳ）等の衛星測位システムによる衛生測位信号を受信し、無人飛行体２の現在位置を検出する。ＧＮＳＳセンサ２２０によるセンサデータは、位置データとして制御部２０に出力される。

【0040】

慣性センサ２２１は、３軸ジャイロセンサ、３軸加速度センサ、高度センサ、方位センサ等で構成され、無人飛行体２の姿勢、高度、方位等を検出する。慣性センサ２２１によるセンサデータは、慣性データとして制御部２０に出力される。なお、ＧＮＳＳセンサ２２０が出力した位置データと、慣性センサ２２１が出力した慣性データとを組み合わせて測位することで、無人飛行体２の現在位置を検出してもよい。

【0041】

気象センサ２２２は、天候（晴、雲、雨、雪等）、温度、湿度、風向、風速、気圧、降水量等を検出する。気象センサ２２２によるセンサデータは、気象データとして制御部２０に出力される。環境センサ２２３は、照度、ＵＶ（紫外線）、騒音、ＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ、揮発性有機化合物）、放射線量等を検出する。環境センサ２２３によるセンサデータは、環境データとして制御部２０に出力される。

【0042】

カメラ（イメージセンサ）２２４は、単眼カメラ、ステレオカメラ、深度センサ付きカメラ等で構成され、無人飛行体２の周囲の画像（静止画像でもよいし、動画像でもよい）を撮像する。カメラ２２４によるセンサデータは、画像データとして制御部２０に出力される。なお、カメラ２２４は、可視光画像だけでなく、赤外線画像を撮像するものでもよい。

【0043】

測距センサ２２５は、レーザ光を用いたＬｉＤａｒ等のＴＯＦ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）深度センサ、ミリ波等の電波を用いたレーダセンサ、超音波を用いた超音波センサ等で構成され、無人飛行体２の周囲に存在する物体（他の無人飛行体２、地上構造物、人、車両、地形（地面や水面）等）の距離、位置及び形状等を検出する。測距センサ２２５によるセンサデータは、物体データとして制御部２０に出力される。

【0044】

モータセンサ２２６は、モータ２３１の回転数、トルク等を検出する。モータセンサ２２６によるセンサデータは、モータ状態データとして制御部２０に出力される。バッテリセンサ２２７は、バッテリ２４の残量、温度等を検出する。バッテリセンサ２２７によるセンサデータは、バッテリ状態データとして制御部２０に出力される。

【0045】

制御部２０は、無人飛行体２の各部を動作させて、無人飛行体２の飛行を制御する飛行制御部２００を備える。

【0046】

飛行制御部２００は、運航管理システム３から通信部２１を介して飛行制御情報を受信するとともに、センサ群２２から各種のセンサデータを取得し、それら飛行制御情報とセンサデータとに基づいて駆動部２３を駆動させることで、無人飛行体２の飛行を制御する。具体的には、飛行制御部２００は、ＧＮＳＳセンサ２２０及び慣性センサ２２１により検出された位置、姿勢、高度、方位等に基づいて、飛行制御情報に従って無人飛行体２を飛行させるための飛行方向、飛行高度、飛行速度等の制御目標値を求め、その求めた制御目標値に応じて各モータ２３１を駆動するためのモータ駆動データ（回転数、トルク等）を駆動部２３に出力する。

【0047】

なお、飛行制御部２００は、センサ群２２から取得した各種のセンサデータに基づいて、飛行制御情報に従った飛行を継続できるか否かを判定し、継続できないと判断した場合には、飛行制御情報に従った飛行を中断し、所定の中断処理を行うようにしてもよい。飛行制御部２００は、例えば、カメラ２２４からの画像データ及び測距センサ２２５からの物体データに基づいて無人飛行体２の飛行方向に障害物となる物体を検出したり、モータセンサ２２６によるモータ状態データに基づいてモータ２３１の異常状態を検出したり、バッテリセンサ２２７によるバッテリ状態データに基づいてバッテリ２４の異常状態を検出したり、運航管理システム３との通信状態が不通状態であることを検出したりした場合、飛行を継続できないと判断すればよい。飛行制御部２００は、所定の中断処理として、例えば、その時点での位置及び高度で待機するホバリング待機状態に制御してもよいし、その場又はその場から最も近い充電ポートに着陸する緊急着陸状態に制御してもよい。

【0048】

また、飛行制御部２００は、飛行制御情報に従って飛行中に、センサ群２２による各種のセンサデータをテレメトリ情報として、運航管理システム３に所定の周期で送信する。

【0049】

テレメトリ情報には、ＧＮＳＳセンサ２２０、慣性センサ２２１、気象センサ２２２、環境センサ２２３、カメラ２２４、測距センサ２２５、モータセンサ２２６、及び、バッテリセンサ２２７により検出等されたセンサデータ（位置データ、慣性データ、気象データ、環境データ、画像データ、物体データ、モータ状態データ、及び、バッテリ状態データ）と、センサデータが検出等されたときの時刻を示す時刻データと、無人飛行体２を識別するための無人飛行体ＩＤ（無人飛行体識別データ）とが含まれる。なお、テレメトリ情報には、上記のデータの他に、画像データ又は物体データから障害物となる物体を検出したときの障害物検出データと、無人飛行体２の飛行状態を示す飛行状態データ（正常飛行状態、ホバリング待機状態、緊急着陸状態、異常状態等）とがさらに含まれていてもよい。

【0050】

（運航管理システム３の構成）
運航管理システム（無人飛行体遠隔操縦装置）３は、制御部３０、通信部３１、運航空域データベース（以下、運航空域ＤＢという）３２、飛行管理データベース（以下、飛行管理ＤＢという）３３、及び、スケジュール管理データベース（スケジュール管理ＤＢ）３４を備える。

【0051】

通信部３１は、第１通信部３１０、及び、第２通信部３１１を備える。第１通信部３１０は、無線ネットワーク８Ｂを介して無人飛行体２との間で無線通信を行う通信インターフェースである。第２通信部３１１は、基幹ネットワーク８Ａを介して運航統括システム４、気象情報提供システム５、地理情報提供システム６及び空域監視システム７との間で通信（無線、有線又はこれらの組合せ）を行う通信インターフェースである。

【0052】

運航空域ＤＢ３２は、統括事業者により個別事業者に認可された運航空域Ｚ（運航経路Ｒ、運航空域幅Ｗ及び運航空域高さＨ）に関する情報を管理・記憶する記憶部である。

【0053】

図５（ａ）は、運航空域ＤＢ３２の一例を示すデータ構成図である。運航空域ＤＢ３２には、運航空域Ｚを識別するための運航空域ＩＤ(運航空域識別データ)、スタート地点、経由地点、ゴール地点、運航空域幅Ｗ、及び、運航空域高さＨが、１レコード分のデータとして登録される。スタート地点、経由地点及びゴール地点は、運航経路Ｒを表し、３次元座標として登録される、経由地点が複数の場合には、各経由地点に対応する複数の３次元座標がそれぞれ登録される。

【0054】

図５（ａ）に示す運航空域ＤＢ３２には、図２に示す運航空域Ｚ１、Ｚ２に対して運航空域ＩＤ「Ｚ０１」、「Ｚ０２」がそれぞれ割り当てられることで、運航経路Ｒ１、Ｒ２に沿って管状に設定された運航空域Ｚ１、Ｚ２の情報がそれぞれ登録されている。

【0055】

飛行管理ＤＢ３３は、無人飛行体２が運航空域Ｚ内を飛行するときの飛行計画を管理・記憶する記憶部である。

【0056】

図５（ｂ）は、飛行管理ＤＢ３３の一例を示すデータ構成図である。飛行管理ＤＢ３３には、無人飛行体ＩＤ、運航空域ＩＤ、出発時刻、到着時刻、運航空域情報（後述の図６参照）、及び、飛行経路が、１レコード分のデータ（飛行計画）として登録される。飛行管理ＤＢ３３は、運航空域ＩＤにより運航空域ＤＢ３２に関連付けられる。

【0057】

図５（ｂ）に示す飛行管理ＤＢ３３には、無人飛行体ＩＤ「Ｄ０１」、「Ｄ０２」でそれぞれ識別される無人飛行体２が、運航空域ＩＤ「Ｚ０１」、「Ｚ０２」でそれぞれ識別される運航空域Ｚ１、Ｚ２に対して飛行経路Ｆ１、Ｆ２に沿って飛行するときの飛行計画（出発時刻ＤＴ０１、ＤＴ０２、出発時刻ＡＴ０１、ＡＴ０２、運航空域情報ＺＤ０１、ＺＤ０２、及び、飛行経路Ｆ０１、Ｆ０２）がそれぞれ登録されている。

【0058】

なお、無人飛行体２の各種の仕様は、無人飛行体ＩＤにより関連付けられた無人飛行体仕様データベース（不図示）に登録されており、運航管理システム３により必要に応じて参照される。無人飛行体２の仕様は、例えば、無人飛行体２の機体重量、飛行速度の上限、運搬物重量の上限等である。

【0059】

図６は、運航空域情報の一例を示すデータ構成図である。図７は、区画空域の一例を示す概要図である。

【0060】

運航空域情報は、運航空域Ｚを飛行する無人飛行体２の飛行計画及び飛行状況を管理するための情報である。図６に示す運航空域情報ＺＤ０１は、図５に示す運航空域ＩＤ「Ｚ０１」で識別される運航空域Ｚに関するものである。そして、運航空域情報ＺＤ０１は、運航空域Ｚを経路方向に対して５つの運航空域Ｚに分割することで、各経由地点ＷＰ０１－１、ＷＰ０１－２、ＷＰ０１－３、ＷＰ０１－４により区切られた５つの運航経路区間にそれぞれ対応する５つの運航空域情報ＺＤ０１－１、ＺＤ０１－２、ＺＤ０１－３、ＺＤ０１－４、ＺＤ０１－５で構成される。

【0061】

運航空域情報により管理される運航空域Ｚは、運航経路Ｒの経路方向と交差する左右方向（或いは、水平方向）に対して所定の間隔を空けて平行に配置された複数の第１平面と、運航経路Ｒの経路方向と交差する上下方向（或いは、鉛直方向）に対して所定の間隔を空けて平行に配置された複数の第２平面によりそれぞれ分割されることで複数の区画空域に仮想的に区画される。図７に示す運航空域Ｚは、左右方向に３分割されるとともに、上
下方向に３分割されることで、９つの区画空域に仮想的に区分されている。

【0062】

そのため、運航空域情報は、運航空域Ｚを左右方向、上下方向及び経路方向に対して運航空域Ｚを分割することで区画される区画空域毎に、無人飛行体２の飛行を許可するか否かを示す飛行許否と、各種の飛行属性とが設定されることで、無人飛行体２の飛行計画及び飛行状況を管理する。これにより、同じ運航空域Ｚを飛行する複数の無人飛行体２が、別々の区画空域を飛行する場合には、例えば、飛行速度が異なるときの追い越しや、往路を飛行する無人飛行体２と復路を飛行する無人飛行体２との間のすれ違いが可能となる。また、同じ運航空域Ｚを飛行する複数の無人飛行体２が、同じ区画空域を飛行する場合には、前方を飛行する無人飛行体２の異常発生時に、後方を飛行する無人飛行体２については、別の区画空域を飛行するような飛行経路Ｆの修正が可能となる。なお、運航空域Ｚは、経路方向に交差する交差方向（左右方向及び上下方向の少なくとも一方）に対して少なくとも分割されていればよく、経路方向に対して分割されていなくてもよい。

【0063】

具体的には、運航空域情報には、図６に示すように、区画空域を識別するための区画空域ＩＤ(区画空域識別データ)、区画空域に対する飛行許否、飛行を許可する場合の飛行属性、及び、飛行を禁止する場合の飛行属性が、区画空域毎に設定される。

【0064】

図６に示す運航空域情報ＺＤ０１－３には、図７に示す９つの区画空域に対して区画空域ＩＤ「Ａ１」、「Ａ２」、「Ａ３」、「Ｂ１」、「Ｂ２」、「Ｂ３」、「Ｃ１」、「Ｃ２」、「Ｃ３」がそれぞれ割り当てられることで、９つの区画空域毎の飛行許否、飛行許可時の飛行属性、及び、飛行禁止時の飛行属性がそれぞれ設定されている。

【0065】

飛行許可時の飛行属性には、無人飛行体２の飛行を許可する時間帯、無人飛行体２の飛行速度の上限、無人飛行体２の飛行方向（往路方向のみ可、復路方向のみ可、往路方向及び復路方向可）、無人飛行体２の機体サイズの上限、無人飛行体２の機体重量の上限、無人飛行体２が運搬する運搬物重量の上限、及び、無人飛行体２が無線ネットワーク８Ｂを介して情報を送受信する場合の通信規格の少なくとも１つが含まれる。

【0066】

飛行禁止時の飛行属性には、無人飛行体２の飛行を禁止する時間帯、無人飛行体２の飛行を禁止する理由、及び、無人飛行体２に対する代替制御内容の少なくとも１つが含まれる。代替制御内容には、無人飛行体２が飛行制御情報に従って飛行中に、飛行中の区画空域の飛行を禁止する状態に変更になった場合の当該無人飛行体２が代替処理として動作する制御内容が設定させる。代替制御内容としては、例えば、「ホバリング飛行でその場で待機する」、「スタート地点に引き返す」、「その場に着陸する」、「その場から最も近い充電ポートに着陸する」、「飛行経路を修正する」等が設定される。

【0067】

スケジュール管理ＤＢ３４は、区画空域毎の飛行許否が時間の経過に伴って変更される場合のスケジュール情報を記憶する記憶部である。スケジュール管理ＤＢ３４には、例えば、建設工事、インフラ工事、イベント等により、区画空域の利用が一時的に禁止されるような場合に、その利用が禁止される区画空域に対応する区画空域ＩＤ（例えば、Ａ１、Ｂ２等）と、その利用が禁止される時間帯（例えば、開始時刻と終了時刻）とが登録される。

【0068】

制御部３０は、運航空域申請部３００、飛行計画策定部３０１、遠隔操縦部３０２、及び、運航空域情報を管理する運航空域管理装置１０を備える。

【0069】

運航空域申請部３００は、第２通信部３１１を介して運航空域Ｚの利用申請を運航統括システム４に送信し、その応答として、運航空域Ｚの利用申請に対する決定結果（認可又は却下）を運航統括システム４から受信する。運航空域Ｚの利用申請が運航統括システム
４により認可された場合には、運航空域申請部３００は、運航統括システム４から運航空域Ｚ（運航経路Ｒ、運航空域幅Ｗ及び運航空域高さＨ）を受信し、運航空域ＤＢ３２に登録する。

【0070】

飛行計画策定部３０１は、運航空域管理装置１０と連携し、無人飛行体２の飛行計画を策定し、その策定した飛行計画を飛行管理ＤＢ３３に登録するとともに、第２通信部３１１を介して運航統括システム４に送信する。

【0071】

遠隔操縦部３０２は、運航空域管理装置１０と連携し、運航空域管理装置１０が決定した飛行経路Ｆを含む飛行計画に従って無人飛行体２を遠隔操縦する。具体的には、遠隔操縦部３０２は、運航空域管理装置１０により決定された飛行経路Ｆ、又は、飛行中に修正された飛行経路Ｆに従って無人飛行体２を遠隔操縦するための飛行制御情報を生成し、その生成した飛行制御情報を、第１通信部３１０を介して操縦対象の無人飛行体２に送信する。また、遠隔操縦部３０２は、操縦対象の無人飛行体２からテレメトリ情報を所定の周期で受信し、その受信したテレメトリ情報を飛行状況として、第２通信部３１１を介して運航統括システム４に送信する。なお、遠隔操縦部３０２は、複数の無人飛行体２が同時に飛行する場合には、上記のような遠隔操縦するための各処理を並行して実行する。

【0072】

（運航空域管理装置１０の構成）
運航空域管理装置１０は、状態取得部１００、飛行許否設定部１０１、情報出力部１０２、及び、飛行経路決定部１０３を備える。

【0073】

状態取得部１００は、各種の情報や状態に基づいて、個別事業者に認可された運航空域Ｚの状態を取得する。具体的には、飛行管理ＤＢ３３及びスケジュール管理ＤＢ３４に登録された情報や、運航統括システム４、気象情報提供システム５、及び、地理情報提供システム６から提供（送信）された情報に基づいて、運航空域Ｚの状態を取得する。また、状態取得部１００は、複数の無人飛行体２から受信したテレメトリ情報や、複数の無人飛行体２との通信状態に基づいて、運航空域Ｚの状態を取得する。なお、状態取得部１００は、運航統括システム４に運航空域Ｚの状態を問い合わせて、他の個別事業者が管理する無人飛行体２の飛行計画及び飛行状況を受信し、それらの情報に基づいて、運航空域Ｚの状態を取得してもよい。

【0074】

飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００が取得した運航空域Ｚの状態に基づいて、飛行許否を区画空域毎に設定する。その際、飛行許否設定部１０１は、各区画空域に対する飛行許可時の飛行属性及び飛行禁止時の飛行属性についても、運航空域Ｚの状態に基づいて区画空域毎に設定してもよいし、所定の初期値を設定してもよい。

【0075】

情報出力部１０２は、飛行許否設定部１０１により区画空域毎に設定された飛行許否を含む運航空域情報を飛行経路決定部１０３に出力する。

【0076】

飛行経路決定部１０３は、飛行計画策定部３０１と連携し、計画対象の無人飛行体２に対する飛行予定時刻を含む飛行条件を受け付けたとき、情報出力部１０２が出力した運航空域情報に基づいて当該飛行条件を満たす区画空域を選択し、飛行経路Ｆを決定する。飛行予定時刻には、例えば、スタート地点、通過地点、及び、ゴール地点をそれぞれ通過する時刻が含まれる。

【0077】

具体的には、飛行経路決定部１０３は、運航空域情報に基づいて、運航空域Ｚに含まれる区画空域のうち飛行が許可された区画空域を選択し、さらに、その飛行が許可された区画空域のうち飛行許可時の飛行属性（時間帯、飛行方向、飛行速度の上限、機体重量の上限、運搬物重量の上限等）と、計画対象の無人飛行体２の仕様（無人飛行体仕様データベ
ースに登録された各無人飛行体２の機体重量、飛行速度の上限、運搬物重量の上限等）と、計画対象の無人飛行体２の作業内容（運搬予定の運搬物重量等）とが適合するように区画空域を選択し、その区画空域内を飛行するように飛行経路Ｆを決定する。そして、飛行経路決定部１０３は、計画対象の無人飛行体２を示す無人飛行体ＩＤに関連付けて、その決定した飛行経路Ｆと、情報出力部１０２が出力した運航空域情報とを飛行管理ＤＢ３３に登録する。

【0078】

また、飛行経路決定部１０３は、遠隔操縦部３０２と連携し、操縦対象の無人飛行体２が飛行経路Ｆに従って飛行中に、運航空域Ｚの状態が変化することで情報出力部１０２が新たな運航空域情報を出力したとき、当該運航空域情報に基づいて飛行経路Ｆを修正する。そして、飛行経路決定部１０３は、操縦対象の無人飛行体２を示す無人飛行体ＩＤに関連付けて、その修正した飛行経路Ｆと、情報出力部１０２が出力した新たな運航空域情報とを飛行管理ＤＢ３３に登録する。その際、飛行経路決定部１０３は、修正前の飛行経路Ｆを飛行管理ＤＢ３３に残した状態で修正後の飛行経路Ｆを登録することで、飛行経路Ｆの版数管理や修正履歴管理を行うようにしてもよい。

【0079】

なお、飛行経路決定部１０３は、操縦対象の無人飛行体２が飛行経路Ｆに従って飛行中に、当該無人飛行体２のテレメトリ情報に基づいて、飛行経路Ｆが飛行条件を満たすか否かを判定するようにしてもよい。また、テレメトリ情報には、位置データと、時刻データとが含まれるため、飛行経路決定部１０３は、位置データが示す無人飛行体２の飛行位置を時系列順につなぐことで飛行軌跡を求め、その飛行軌跡に基づいて飛行経路Ｆが飛行条件を満たすか否かを判定するようにしてもよい。さらに、飛行経路決定部１０３は、飛行経路Ｆを修正するとき、修正後の飛行経路Ｆが飛行条件を満たすか否かを判定し、飛行予定時刻に従って飛行することができるかを検証するようにしてもよい。

【0080】

上記の運航管理システム３は、１つ以上のコンピュータ（後述の図８参照）で構成されてもよく、運航空域ＤＢ３２、飛行管理ＤＢ３３、及び、スケジュール管理ＤＢ３４は、制御部３０及び通信部３１が設けられるコンピュータとは別のコンピュータに記憶されていてもよい。

【0081】

（運航統括システム４の構成）
運航統括システム４は、制御部４０、通信部４１、運航空域データベース（以下、運航空域ＤＢという）４２、及び、飛行管理データベース（以下、飛行管理ＤＢという）４３を備える。

【0082】

通信部４１は、基幹ネットワーク８Ａを介して、複数の運航管理システム３との間で通信（無線、有線又はこれらの組合せ）を行う通信インターフェースである。

【0083】

運航空域ＤＢ４２及び飛行管理ＤＢ４３は、複数の個別事業者に関する情報が記憶される点で運航管理システム３の運航空域ＤＢ３２及び飛行管理ＤＢ３３と相違するが、基本的なデータ構成は共通するため、詳細な説明は省略する。

【0084】

制御部４０は、運航管理システム３から運航空域Ｚの利用申請を受信すると、運航空域ＤＢ４２を参照し、その運航空域Ｚの利用申請に対する決定を行い、その決定結果（認可又は却下）を運航管理システム３に送信する。その際、制御部４０は、その利用申請を認可する場合は、その運航空域Ｚ（運航経路Ｒ、運航空域幅Ｗ及び運航空域高さＨ）を運航管理システム３に送信するとともに、その運航空域Ｚを運航空域ＤＢ４２に登録する。

【0085】

また、制御部４０は、運航管理システム３から飛行計画及び飛行状況を受信し、飛行管理ＤＢ４３に登録する。さらに、制御部４０は、運航空域Ｚの飛行計画及び飛行状況につ
いての問い合わせ要求を運航管理システム３から受信した場合には、その運航空域Ｚの飛行計画及び飛行状況を要求元の運航管理システム３に送信する。

【0086】

上記の運航統括システム４は、１つ以上のコンピュータ（後述の図８参照）で構成されてもよく、運航空域ＤＢ４２、及び、飛行管理ＤＢ４３は、制御部４０及び通信部４１が設けられるコンピュータとは別のコンピュータに記憶されていてもよい。

【0087】

（コンピュータ９００の構成）
図８は、無人飛行体運航システム１の各装置（例えば、無人飛行体２、運航管理システム３、及び、運航統括システム４等）を構成するコンピュータ９００の一例を示すハードウエア構成図である。

【0088】

無人飛行体２（特に、制御部２０及び通信部２１）、運航管理システム３、及び、運航統括システム４のそれぞれは、汎用又は専用のコンピュータ９００により構成される。コンピュータ９００は、その主要な構成要素として、バス９１０、プロセッサ９１２、メモリ９１４、入力デバイス９１６、出力デバイス９１７、表示デバイス９１８、ストレージ装置９２０、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）部９２２、外部機器Ｉ／Ｆ部９２４、Ｉ／Ｏ（入出力）デバイスＩ／Ｆ部９２６、及び、メディア入出力部９２８を備える。なお、上記の構成要素は、コンピュータ９００が使用される用途に応じて適宜省略されてもよい。

【0089】

プロセッサ９１２は、１つ又は複数の演算処理装置（ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等）で構成され、コンピュータ９００全体を統括する制御部として動作する。メモリ９１４は、各種のデータ及びプログラム９３０を記憶し、例えば、メインメモリとして機能する揮発性メモリ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等）と、不揮発性メモリ（ＲＯＭ、フラッシュメモリ等）とで構成される。

【0090】

入力デバイス９１６は、例えば、キーボード、マウス、テンキー、電子ペン等で構成され、入力部として機能する。出力デバイス９１７は、例えば、音（音声）出力装置、バイブレーション装置等で構成され、出力部として機能する。表示デバイス９１８は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパー、プロジェクタ等で構成され、出力部として機能する。入力デバイス９１６及び表示デバイス９１８は、タッチパネルディスプレイのように、一体的に構成されていてもよい。ストレージ装置９２０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等で構成され、記憶部として機能する。ストレージ装置９２０は、オペレーティングシステムやプログラム９３０の実行に必要な各種のデータを記憶する。

【0091】

通信Ｉ／Ｆ部９２２は、インターネットやイントラネット等のネットワーク９４０（図１の基幹ネットワーク８Ａ又は無線ネットワーク８Ｂと同じでもよい）に有線又は無線により接続され、所定の通信規格に従って他のコンピュータとの間でデータの送受信を行う通信部として機能する。外部機器Ｉ／Ｆ部９２４は、カメラ、プリンタ、スキャナ、リーダライタ等の外部機器９５０に有線又は無線により接続され、所定の通信規格に従って外部機器９５０との間でデータの送受信を行う通信部として機能する。Ｉ／ＯデバイスＩ／Ｆ部９２６は、各種のセンサ、アクチュエータ等のＩ／Ｏデバイス９６０に接続され、Ｉ／Ｏデバイス９６０との間で、例えば、センサによる検出信号やアクチュエータへの制御信号等の各種の信号やデータの送受信を行う通信部として機能する。メディア入出力部９２８は、例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）ドライブ、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）ドライブ等のドライブ装置で構成され、ＤＶＤ、ＣＤ
等のメディア（非一時的な記憶媒体）９７０に対してデータの読み書きを行う。

【0092】

上記構成を有するコンピュータ９００において、プロセッサ９１２は、ストレージ装置９２０に記憶されたプログラム９３０をメモリ９１４に呼び出して実行し、バス９１０を介してコンピュータ９００の各部を制御する。なお、プログラム９３０は、ストレージ装置９２０に代えて、メモリ９１４に記憶されていてもよい。プログラム９３０は、インストール可能なファイル形式又は実行可能なファイル形式でメディア９７０に記録され、メディア入出力部９２８を介してコンピュータ９００に提供されてもよい。プログラム９３０は、通信Ｉ／Ｆ部９２２を介してネットワーク９４０経由でダウンロードすることによりコンピュータ９００に提供されてもよい。また、コンピュータ９００は、プロセッサ９１２がプログラム９３０を実行することで実現する各種の機能を、例えば、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウエアで実現するものでもよい。

【0093】

コンピュータ９００は、例えば、据置型コンピュータや携帯型コンピュータで構成され、任意の形態の電子機器である。コンピュータ９００は、コンピュータ９００の使用用途に応じて、クライアント型コンピュータやエッジ型コンピュータで構成されてもよいし、サーバ型コンピュータやクラウド型コンピュータで構成されてもよい。

【0094】

（無人飛行体運航システム１の動作）
次に、上記構成を有する無人飛行体運航システム１の動作（運航空域管理方法）について、図９乃至図１８を参照しつつ説明する。

【0095】

（運航空域の利用申請方法）
図９は、運航管理システム３と運航統括システム４との間で行われる運航空域の利用申請方法（運航空域利用申請処理）の一例を示すフローチャートである。

【0096】

まず、ステップＳ１００において、運航管理システム３の運航空域申請部３００は、運航空域Ｚの利用申請のための申請データを運航統括システム４に送信する。申請データには、例えば、申請対象の運航空域Ｚ（運航経路Ｒ、運航空域幅Ｗ及び運航空域高さＨ）、申請者（個別事業者）等が含まれる。

【0097】

次に、ステップＳ１１０において、運航統括システム４の制御部４０は、運航統括システム４から受信した申請データに基づいて、運航空域ＤＢ４２を参照し、申請対象の運航空域Ｚが、運航空域ＤＢ４２に登録済みの運航空域Ｚと重複しないか否かを判定する。その結果、制御部４０は、重複しないと判定した場合には、申請対象の運航空域Ｚを申請者に割り当てると決定する。なお、制御部４０は、運航空域幅Ｗ及び運航空域高さＨを適宜変更して運航空域Ｚを割り当ててもよいし、申請データに運航空域幅Ｗ及び運航空域高さＨが含まれていない場合には、運航空域幅Ｗ及び運航空域高さＨを決定することで運航空域Ｚを割り当ててもよい。

【0098】

次に、ステップＳ１２０において、制御部４０は、申請対象の運航空域Ｚに対して運航空域ＩＤを新たに発行し、その運航空域ＩＤに関連付けて、新たに割り当てる運航空域Ｚ、個別事業者等を運航空域ＤＢ４２に登録する。

【0099】

次に、ステップＳ１３０において、制御部４０は、申請データの送信元である運航管理システム３に、利用申請を認可する旨の通知とともに、運航空域ＩＤ及び運航空域Ｚを送信する。

【0100】

そして、ステップＳ１４０において、運航空域申請部３００は、運航統括システム４から受信した情報、すなわち、運航統括システム４により認可された運航空域ＩＤ及び運航空域Ｚ（運航経路Ｒ、運航空域幅Ｗ及び運航空域高さＨ）を運航空域ＤＢ３２に登録する。

【0101】

以上のように、図９に示す一連の運航空域利用申請処理により運航空域Ｚの利用が認可されることで、運航管理システム３は、無人飛行体２の飛行計画を策定する段階（飛行計画の策定方法（図１０参照））に移行する。

【0102】

（飛行計画の策定方法）
図１０は、運航管理システム３による飛行計画の策定方法（飛行計画策定処理）の一例を示すフローチャートである。

【0103】

まず、ステップＳ２００において、運航管理システム３の飛行計画策定部３０１は、個別事業者の入力操作に基づいて、計画対象の無人飛行体２、運航空域Ｚ、及び、計画対象の無人飛行体２が運航空域Ｚを飛行するときの飛行予定時刻（出発時刻、到着時刻）を含む飛行条件を受け付ける。そして、飛行計画策定部３０１は、その受け付けた飛行条件を運航空域管理装置１０に送る。

【0104】

次に、ステップＳ２１０において、運航空域管理装置１０の状態取得部１００は、飛行予定時刻（出発時刻、到着時刻）を基準時刻として、当該基準時刻に基づいてスケジュール管理ＤＢ３４を参照し、出発時刻から到着時刻までの期間と重なるスケジュール情報をスケジュール管理ＤＢ３４から抽出する。そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により飛行予定時刻を基準時刻として抽出されたスケジュール情報を参照し、出発時刻から到着時刻までの期間で使用が禁止される区画空域が存在する場合には、当該区画空域の飛行許否を「禁止」に設定し、その他の区画空域の飛行許否を「許可」に設定する。

【0105】

次に、ステップＳ２２０において、状態取得部１００は、飛行予定時刻（出発時刻、到着時刻）を基準時刻として、当該基準時刻に基づいて飛行管理ＤＢ３３を参照し、出発時刻から到着時刻までの期間で計画対象の運航空域Ｚを飛行するように策定された他の無人飛行体２（運航管理システム３が管理する無人飛行体２であって計画対象の無人飛行体２とは異なる無人飛行体２）の飛行計画を飛行管理ＤＢ３３から抽出する。そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により抽出された他の無人飛行体２の飛行計画に含まれる運航空域情報及ぶ飛行経路Ｆに基づいて、出発時刻から到着時刻の期間で他の無人飛行体２が存在する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。

【0106】

次に、ステップＳ２３０において、状態取得部１００は、計画対象の運航空域Ｚに基づいて地理情報提供システム６から地理情報の提供を受けることで、計画対象の運航空域Ｚに含まれる地上構造物又は運航空域Ｚから所定の距離に位置する地上構造物の設置位置を取得する。そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により取得された地上構造物の設置位置に基づいて区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定する。具体的には、飛行許否設定部１０１は、地上構造物が存在する区画空域又は地上構造物から所定の距離に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。これにより、運航経路Ｒが認可されたときには存在しなかった地上構造物が新設されたり、さらに撤去されたりといった状況に対応させて、地上構造物との衝突を回避する飛行計画を策定することできる。

【0107】

次に、ステップＳ２４０において、状態取得部１００は、計画対象の運航空域Ｚと飛行予定時刻とに基づいて気象情報提供システム５から気象情報の提供を受けることで、出発時刻から到着時刻までの期間における計画対象の運航空域Ｚの気象予報情報を取得する。
そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により取得された気象予報情報に基づいて区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定する。具体的には、飛行許否設定部１０１は、気象予報情報において、例えば、運航経路Ｒにおける地上１００ｍ以上の風速が所定の警戒基準値以上の場合には、地上１００ｍ以上に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。また、飛行許否設定部１０１は、気象予報情報において、例えば、運航経路Ｒにおける天候が雨や雪の場合や、風速が所定の危険基準値（＞警戒基準値）以上の場合には、全ての区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。

【0108】

次に、ステップＳ２５０において、情報出力部１０２は、上記ステップＳ２１０～Ｓ２４０にて飛行許否設定部１０１により区画空域毎に設定された飛行許否を含む運航空域情報を飛行経路決定部１０３に出力する。上記ステップＳ２１０～Ｓ２４０のうち少なくとも１つのステップが省略されてもよいし、処理順序が適宜入れ替えられてもよい。

【0109】

そして、ステップＳ２６０において、飛行経路決定部１０３は、上記ステップＳ２５０にて情報出力部１０２が出力した運航空域情報に基づいて飛行許否が「許可」と設定された区画空域を選択し、その区画空域内を飛行するように飛行経路Ｆを決定する。続けて、飛行経路決定部１０３は、計画対象の無人飛行体２を示す無人飛行体ＩＤに関連付けて、その決定した飛行経路Ｆと、情報出力部１０２が出力した運航空域情報とを飛行管理ＤＢ３３に登録する。なお、飛行経路決定部１０３が飛行経路Ｆを決定できなかった場合には、その旨を個別事業者に通知する。

【0110】

以上のように、図１０に示す一連の飛行計画策定処理により飛行計画が策定されて、飛行計画の出発時刻が到来することで、運航管理システム３は、無人飛行体２の飛行を遠隔操縦する段階（無地飛行体の遠隔操縦方法（図１１～図１３参照））に移行する。

【0111】

（無人飛行体の遠隔操縦方法）
図１１は、運航管理システム３と無人飛行体２との間で行われる無人飛行体の遠隔操縦方法の一例を示すフローチャートである。図１２は、運航管理システム３が無人飛行体２を遠隔操縦するための飛行制御情報を生成する遠隔操縦処理の一例を示すフローチャートである。図１３は、運航管理システム３が遠隔操縦中に実行する運航空域の状態取得処理の一例を示すフローチャートである。図１４～図１８は、各区画空域の飛行許否の設定方法の一例を示す説明図である。

【0112】

まず、図１１に示すステップＳ３００において、無人飛行体２との遠隔操縦部３０２は、飛行管理ＤＢ３３を参照し、現在時刻が出発時刻又はその直前となる飛行計画（飛行管理ＤＢ３３の１レコード分のデータ）を取得し、操縦対象（情報出力部１０２が運航空域情報を出力する対象）の無人飛行体２を特定する。

【0113】

次に、ステップＳ４０において、遠隔操縦部３０２は、遠隔操縦処理を実行して飛行制御情報を生成する。ステップＳ４０に示す遠隔操縦処理の詳細は後述する。

【0114】

次に、ステップＳ３１０において、遠隔操縦部３０２は、ステップＳ４０の遠隔操縦処理にて生成された飛行制御情報を、第１通信部３１０から無線ネットワーク８Ｂを介して操縦対象の無人飛行体２に送信する。

【0115】

次に、ステップＳ３２０において、操縦対象の無人飛行体２の飛行制御部２００は、運航管理システム３から飛行制御情報を受信し、その飛行制御情報に従って無人飛行体２の飛行を制御する。そして、ステップＳ３２２において、飛行制御部２００は、センサ群２２による各種のセンサデータをテレメトリ情報として、通信部２１から無線ネットワーク８Ｂを介して運航管理システム３に送信する。

【0116】

次に、ステップＳ３３０において、遠隔操縦部３０２は、無人飛行体２からテレメトリ情報を受信する。そして、ステップＳ３４０において、遠隔操縦部３０２は、無人飛行体２との通信状態（開通状態又は不通状態）を判定し、開通状態であると判定した場合には（ステップＳ３４０の判定が「Ｎｏ」）、ステップＳ４０に戻る。これにより、遠隔操縦部３０２は、無人飛行体２との通信状態が開通状態である間、上記ステップＳ４０からステップＳ３３０までの処理を繰り返し実行する。

【0117】

一方、ステップＳ３５０において、飛行制御部２００は、運航管理システム３との通信状態を判定し、開通状態であると判定した場合には（ステップＳ３４０の判定が「Ｎｏ」）、ステップＳ３２０に戻る。これにより、飛行制御部２００は、運航管理システム３との通信状態が開通状態である間、ステップＳ３２０、Ｓ３２２の処理を繰り返し実行する。

【0118】

上記ステップＳ３１０の飛行制御情報の送信と、上記ステップＳ３２２のテレメトリ情報の送信とは、異なるタイミング又は異なる周期で行われる。テレメトリ情報は、例えば、飛行制御情報の送信よりも短い周期で送信され、飛行制御情報は、例えば、離陸時、飛行方向の変更、飛行高度の変更、飛行速度の変更、着陸時等の所定のタイミングで送信される。なお、テレメトリ情報に飛行状態データ（正常飛行状態、ホバリング待機状態、緊急着陸状態、異常状態等）が含まれている場合において、当該飛行状態データが、例えば、正常飛行状態以外を示す場合に、飛行経路Ｆに基づく飛行制御情報の送信を中断し、例外処理に移行する。

【0119】

また、上記ステップＳ３４０において、運航管理システム３が、無人飛行体２との通信状態が不通状態であると判定した場合には（ステップＳ３４０の判定が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ３４２において、通信状態が不通状態から開通状態に回復するまで待ち状態に移行する（ステップＳ３４２の判定が「Ｎｏ」）。

【0120】

一方、上記ステップＳ３５０において、飛行制御部２００が、運航管理システム３との通信状態が不通状態であると判定した場合には（ステップＳ３５０の判定が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ３５２において、運航管理システム３に送信できなかったテレメトリ情報を無人飛行体２の記憶部に蓄積する。そして、ステップＳ３５４において、飛行制御部２００が、通信状態が不通状態から開通状態に回復したか否かを判定し、通信状態が回復していないと判定する間（ステップＳ３５４の判定が「Ｎｏ」）、テレメトリ情報の蓄積を続ける。一方、飛行制御部２００が、通信状態が回復したと判定した場合には（ステップＳ３５４の判定が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ３５６において、無人飛行体２の記憶部に蓄積されたテレメトリ情報を運航管理システム３に送信する。

【0121】

そして、ステップＳ３４４において、運航管理システム３は、無人飛行体２からテレメトリ情報を受信し、ステップＳ３４６において、ステップＳ４０の遠隔操縦処理に復帰する。

【0122】

以上のように、図１１に示す一連の処理により、運航管理システム３による飛行制御情報の送信と、無人飛行体２によるテレメトリ情報の送信とが繰り返し行われることで、運航管理システム３が無人飛行体２の飛行を遠隔操縦する。なお、運航管理システム３が、複数の無人飛行体２を同時に遠隔操縦する場合には、各無人飛行体２に対応するように、図１１に示す一連の処理が並行して実行される。

【0123】

次に、図１２のフローチャートを参照し、図１１のステップＳ４０に示す遠隔操縦処理について説明する。

【0124】

遠隔操縦処理が開始されると、ステップＳ４００において、遠隔操縦部３０２は、離陸時の飛行制御情報を生成することで、その生成した飛行制御情報は、図１１のステップＳ３１０にて無人飛行体２に送信される。

【0125】

次に、ステップＳ４１０において、遠隔操縦部３０２は、飛行計画として決定済みの飛行経路Ｆと、図１１のステップＳ３３０にて無人飛行体２から受信したテレメトリ情報とに基づいて飛行制御情報が生成し、その生成した飛行制御情報は、図１１のステップＳ３１０にて無人飛行体２に送信される。

【0126】

そして、ステップＳ５０において、運航空域管理装置１０の状態取得部１００及び飛行許否設定部１０１は、遠隔操縦部３０２による飛行制御情報の生成と並行して、運航空域Ｚの状態取得処理を実行する。ステップＳ５０に示す状態取得処理の詳細は後述する。

【0127】

次に、ステップＳ４２０において、運航空域管理装置１０の情報出力部１０２は、上記ステップＳ５０にて運航空域管理装置１０が運航空域Ｚの状態取得処理を実行した結果、運航空域情報の修正（更新）が必要であるか否かを判定する。そして、遠隔操縦部３０２が、運航空域情報の修正（更新）が必要でないと判定した場合には（ステップＳ４２０の判定が「Ｎｏ」）、ゴール地点に到着していないと判定する間（ステップＳ４５０の判定が「ＮＯ」）、ステップＳ４１０に戻り、遠隔操縦部３０２が、飛行制御情報を繰り返し生成する。

【0128】

一方、ステップＳ４２０において、情報出力部１０２が、運航空域情報の修正（更新）が必要であると判定した場合には（ステップＳ４２０の判定が「Ｙｅｓ」）、ステップＳ４３０において、新たな運航空域情報を飛行経路決定部１０３に出力する。

【0129】

次に、ステップＳ４４０において、飛行経路決定部１０３は、その新たな運航空域情報に基づいて飛行経路Ｆを修正する。そして、飛行経路決定部１０３は、その修正した修正済みの飛行経路Ｆと、新たな運航空域情報とを飛行管理ＤＢ３３に登録するとともに、運航統括システム４に送信する。運航統括システム４は、運航管理システム３から受信した修正済みの飛行経路Ｆと、新たな運航空域情報とを飛行管理ＤＢ４３に登録する。

【0130】

そして、Ｓ４５０において、遠隔操縦部３０２が、ゴール地点に到着していないと判定する間（ステップＳ４５０の判定が「ＮＯ」）、ステップＳ４１０に戻り、飛行制御情報を繰り返し生成する。ステップＳ４１０では、ステップＳ４４０で飛行経路Ｆが修正された場合には、修正済みの飛行経路Ｆと、図１１のステップＳ３３０にて無人飛行体２から受信したテレメトリ情報とに基づいて飛行制御情報が生成する。上記ステップＳ４１０～Ｓ４４０の処理が、ゴール地点に到着するまで繰り返し行われることで、運航空域Ｚの状態変化に応じて飛行経路Ｆを修正しながら飛行制御情報が逐次生成されて、図１１のステップＳ３１０にて無人飛行体２に送信される。

【0131】

一方、ステップＳ４５０において、遠隔操縦部３０２が、ゴール地点に到着したと判定した場合には（ステップＳ４５０の判定が「ＹＥＳ」）、ステップＳ４６０において、着陸時の飛行制御情報を生成することで、その生成した飛行制御情報は、図１１のステップＳ３１０にて無人飛行体２に送信される。

【0132】

次に、図１３のフローチャートと、図１４～図１８とを参照し、図１２のステップＳ５０に示す運航空域Ｚの状態取得処理について説明する。

【0133】

運航空域Ｚの状態取得処理が開始されると、ステップＳ５００において、運航空域管理
装置１０の状態取得部１００は、操縦対象（情報出力部１０２が運航空域情報を出力する対象）の無人飛行体２のテレメトリ情報（例えば、気象センサ２２２による気象データ、カメラ２２４による画像データ、測距センサ２２５による物体データ、障害物検出データ等）に基づいて、例えば、操縦対象の無人飛行体２の現在位置における気象実況情報や、障害物となる物体の物体位置（例えば、他の無人飛行体２の飛行位置、地上構造物の設置位置等）を取得する。他の無人飛行体２は、操縦対象の無人飛行体２とは異なる他の無人飛行体２であって、運航空域Ｚを飛行中の他の無人飛行体２又は運航空域Ｚに接近中の他の無人飛行体２（他の個別事業者が管理）である。また、障害物となる物体は、他の無人飛行体２や地上構造物の他に、飛行計画の段階ではその存在を把握できない任意の物体であり、例えば、人、車両、地形（地面や水面）等である。

【0134】

そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により取得された操縦対象の無人飛行体２のテレメトリ情報に基づいて、区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定する。具体的には、飛行許否設定部１０１は、そのテレメトリ情報に含まれる気象実況情報（例えば、天候、風向、風速、降水量等）に基づいて、無人飛行体２の飛行が困難な区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。また、飛行許否設定部１０１は、そのテレメトリ情報に含まれる他の無人飛行体２の飛行位置に基づいて、他の無人飛行体２が存在する区画空域又は他の無人飛行体２から所定の距離に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。さらに、飛行許否設定部１０１は、そのテレメトリ情報に含まれる障害物となる物体（他の無人飛行体２以外）の物体位置に基づいて、障害物となる物体が存在する区画空域又は障害物となる物体から所定の距離に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。

【0135】

例えば、図１４に示すように、他の無人飛行体２が運航空域Ｚに接近中の場合において、状態取得部１００が、他の無人飛行体２が区画空域Ｃ２側から接近していることを示す操縦対象の無人飛行体２のテレメトリ情報を取得すると、飛行許否設定部１０１は、区画空域Ｃ２側に位置する区画空域Ｃ１，Ｃ２、Ｃ３の飛行許否を「許可（〇）」から「禁止（×）」に変更する。その際、区画空域Ｃ１,Ｃ２，Ｃ３の運航空域情報の禁止理由には
、「他の無人飛行体が接近中」が設定され、代替制御内容には、「飛行経路を修正する」が設定される。このとき、操縦対象の無人飛行体２が、例えば、区画空域Ｃ１を通過する飛行経路Ｆに従って飛行中の場合には、図１２のステップＳ４４０にて、飛行経路Ｆは、区画空域Ｂ１を通過するように修正される。

【0136】

次に、ステップＳ５１０において、状態取得部１００は、操縦対象の無人飛行体２の現在位置に基づいて空域監視システム７から現在位置周辺の空域監視情報の提供を受けることで、運航空域Ｚを飛行中の他の無人飛行体２又は運航空域Ｚに接近中の他の無人飛行体２の飛行位置を取得する。

【0137】

そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により取得された他の無人飛行体２の飛行位置に基づいて、区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定する。具体的には、飛行許否設定部１０１は、他の無人飛行体２が存在する区画空域又は他の無人飛行体２から所定の距離に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。この場合には、図１４と同様に、例えば、他の無人飛行体２が接近中の区画空域の飛行許否が「禁止」に設定される。

【0138】

次に、ステップＳ５２０において、状態取得部１００は、操縦対象の無人飛行体２とは異なる他の無人飛行体２との通信状態（開通状態又は不通状態）を取得する。

【0139】

そして、飛行許否設定部１０１は、他の無人飛行体２との通信状態に基づいて、区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定する。具体的には、飛行許否設定部１０１は、無線通信
が不通状態となった他の無人飛行体２が存在する場合、当該他の無人飛行体２から最後に受信したテレメトリ情報の位置データや姿勢データに基づいて、当該他の無人飛行体２が存在すると推定される区画空域又は他の無人飛行体２から所定の距離に位置すると推定される区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。

【0140】

例えば、図１５に示すように、他の無人飛行体２が区画空域Ｂ３を飛行中に、運航管理システム３との通信状態が不通状態となった場合、運航管理システム３は、他の無人飛行体２に対する飛行制御情報の送信や他の無人飛行体２からのテレメトリ情報の受信が中断する。そのため、状態取得部１００が、他の無人飛行体２との通信状態が不通状態であることを取得すると、飛行許否設定部１０１は、他の無人飛行体２が飛行中と推定される区画空域Ａ２，Ａ３，Ｂ２，Ｃ２，Ｃ３の飛行許否を「許可（〇）」から「禁止（×）」に変更する。その際、区画空域Ａ２，Ａ３，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ２，Ｃ３の運航空域情報の禁止理由には、「他の無人飛行体と通信障害発生」が設定され、代替制御内容には、「スタート地点に引き返す」が設定される。このとき、操縦対象の無人飛行体２が、例えば、区画空域Ｂ２を通過する飛行経路Ｆに従って飛行中の場合には、図１２のステップＳ４４０にて、飛行経路Ｆは、スタート地点に引き返すように修正される。

【0141】

次に、ステップＳ５３０において、状態取得部１００は、操縦対象の無人飛行体２とは異なる他の無人飛行体２からテレメトリ情報を取得（受信）する。

【0142】

そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により取得された他の無人飛行体２のテレメトリ情報に基づいて、区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定する。具体的には、飛行許否設定部１０１は、そのテレメトリ情報（例えば、ＧＮＳＳセンサ２２０による位置データ等）に含まれる他の無人飛行体２の飛行位置に基づいて、他の無人飛行体２が存在する区画空域又は他の無人飛行体２から所定の距離に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。また、飛行許否設定部１０１は、そのテレメトリ情報（例えば、気象センサ２２２による気象データ、等）に含まれる他の無人飛行体２の現在位置における気象実況情報（例えば、天候、風向、風速、降水量等）に基づいて、無人飛行体２の飛行が困難な区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。さらに、飛行許否設定部１０１は、そのテレメトリ情報（例えば、カメラ２２４による画像データ、測距センサ２２５による物体データ、障害物検出データ等）に含まれる障害物となる物体の物体位置に基づいて、障害物となる物体が存在する区画空域又は障害物となる物体から所定の距離に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。また、飛行許否設定部１０１は、そのテレメトリ情報（例えば、モータセンサ２２６によるモータ状態データが異常状態を示す、又は、バッテリセンサ２２７によるバッテリ状態データが異常状態を示す）に含まれる他の無人飛行体２の異常状態に基づいて、他の無人飛行体２が存在する区画空域又は他の無人飛行体２から所定の距離に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。

【0143】

例えば、図１６に示すように、他の無人飛行体２が区画空域Ｂ２を飛行中に、異常状態（モータ２３１やバッテリ２４の異常）となった場合において、状態取得部１００が、他の無人飛行体２にて異常状態が発生したことを示す他の無人飛行体２のテレメトリ情報を取得すると、飛行許否設定部１０１は、区画空域Ｂ２の下側に位置する区画空域Ａ１，Ｂ１、Ｃ１の飛行許否を「許可（〇）」から「禁止（×）」に変更する。その際、区画空域Ａ１，Ｂ１、Ｂ２，Ｃ３の運航空域情報の禁止理由には、「他の無人飛行体にて異常発生」が設定され、代替制御内容には、「ホバリング飛行でその場で待機する」が設定される。このとき、操縦対象の無人飛行体２が、例えば、区画空域Ａ１を通過する飛行経路Ｆに従って飛行中の場合には、図１２のステップＳ４１０にて、ホバリング飛行でその場で待機するように指示する飛行制御情報が生成される。

【0144】

なお、状態取得部１００は、無人飛行体２が飛行中の区画空域の無線通信が一時的に不
通状態になった後に、通信状態が不通状態から開通状態に回復すると、無人飛行体２に蓄積されたテレメトリ情報を取得する。そのため、飛行許否設定部１０１は、その蓄積されたテレメトリ情報に基づいて、区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定してもよい。

【0145】

次に、ステップＳ５４０において、状態取得部１００は、操縦対象の無人飛行体２の現在位置に基づいて地理情報提供システム６から現在位置周辺の地理情報の提供を受けることで、現在位置周辺に存在する新たな地上構造物の設置位置を取得する。そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により取得された新たな地上構造物の設置位置に基づいて区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定する。具体的には、飛行許否設定部１０１は、新たな地上構造物が存在する区画空域又は新たな地上構造物から所定の距離に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。

【0146】

例えば、図１７に示すように、状態取得部１００が、新たな地上構造物が区画空域Ｃ１に存在することを検出すると、飛行許否設定部１０１は、区画空域Ｃ１の飛行許否を「許可（〇）」から「禁止（×）」に変更する。その際、区画空域Ｃ１の運航空域情報の禁止理由には、「地上構造物の検出」が設定され、代替制御内容には、「その場から最も近い充電ポートに着陸する」が設定される。このとき、操縦対象の無人飛行体２が、例えば、区画空域Ｃ１を通過する飛行経路Ｆに従って飛行中の場合には、図１２のステップＳ４１０にて、その場から最も近い充電ポート（固定式か移動式のいずれでもよい）に着陸するように指示する飛行制御情報が生成される。

【0147】

次に、ステップＳ５５０において、状態取得部１００は、操縦対象の無人飛行体２の現在位置と現在時刻とに基づいて気象情報提供システム５から現在位置周辺の気象情報の提供を受けることで、現在位置周辺における気象情報（気象実況情報及び気象予報情報）を取得する。そして、飛行許否設定部１０１は、状態取得部１００により取得された気象情報に基づいて区画空域の飛行許否を区画空域毎に設定する。具体的には、飛行許否設定部１０１は、気象情報において、例えば、運航経路Ｒにおける地上１００ｍ以上の風速が所定の警戒基準値以上の場合には、地上１００ｍ以上に位置する区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。また、飛行許否設定部１０１は、気象予報情報において、例えば、運航経路Ｒにおける天候が雨や雪の場合や、風速が所定の危険基準値（＞警戒基準値）以上の場合には、全ての区画空域の飛行許否を「禁止」に設定する。

【0148】

例えば、図１８に示すように、状態取得部１００が、区画空域Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の風速が警戒基準値以上であることを検出すると、飛行許否設定部１０１は、区画空域Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の飛行許否を「許可（〇）」から「禁止（×）」に変更する。その際、区画空域Ｃ１の運航空域情報の禁止理由には、「強風」が設定され、代替制御内容には、「飛行経路を修正する」及び「飛行速度を低下する」が設定される。このとき、操縦対象の無人飛行体２が、例えば、区画空域Ｂ３を通過する飛行経路Ｆに従って飛行中の場合には、図１２のステップＳ４４０にて、飛行経路Ｆは、区画空域Ｂ２を通過するように修正されるとともに、ステップＳ４１０にて、飛行速度を低下するように指示する飛行制御情報が生成される。

【0149】

以上のように、図１１、図１２に示す一連の処理により、運航管理システム３が無人飛行体２の飛行を遠隔操縦する際に、運航空域の状態変化に伴って、運航空域情報の更新と、飛行経路の修正とが繰り返し行われる。なお、図１２に示すステップＳ５００～Ｓ５５０のうち少なくとも１つのステップが省略されてもよいし、処理順序が適宜入れ替えられてもよい。

【0150】

したがって、本実施形態に係る運航管理システム３（運航空域管理装置１０）によれば、飛行許否設定部１０１が、運航空域Ｚを分割することで区画される区画空域毎に飛行許
否を設定し、情報出力部１０２が、区画空域毎に設定された飛行許否を含む運航空域情報を出力する。そのため、無人飛行体２は、運航空域情報に基づいて、飛行が許可された区画空域を飛行する一方、飛行が禁止された区画空域を飛行しないように、遠隔操縦により制御される。これにより、運航空域Ｚ内での無人飛行体２の安全な飛行と、運航空域Ｚの有効利用とを両立させることができる。

【0151】

（第２の実施形態）
図１９は、第２の実施形態に係る無人飛行体２、運航管理システム３及び運航統括システム４の構成例を示す機能ブロック図である。

【0152】

第１の実施形態では、運航管理システム（無人飛行体遠隔操縦装置）３が、運航空域管理装置１０及び遠隔操縦部３０２を制御部３０に備え、遠隔操縦部３０２が、運航空域管理装置１０の情報出力部１０２により出力された運航空域情報に基づいて無人飛行体２の飛行（遠隔操縦）を制御する飛行制御情報を生成し、通信部３１が、その飛行制御情報を無人飛行体２に送信する場合について説明した。これに対し、第２の実施形態では、無人飛行体２が、運航空域管理装置１０ａ及び飛行制御部２００ａを制御部２０に備え、飛行制御部２００ａが、運航空域管理装置１０ａの情報出力部１０２ａにより出力された運航空域情報に基づいて無人飛行体２の飛行（自律飛行）を制御する点で第１の実施形態と相違する。その他の基本的な構成及び動作は、第１の実施形態と同様であるため、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0153】

無人飛行体２は、運航空域データベース（以下、運航空域ＤＢという）２５、及び、飛行管理データベース（以下、飛行管理ＤＢという）２６を備える。運航空域ＤＢ２５及び飛行管理ＤＢ２６は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す運航空域ＤＢ３２及び飛行管理ＤＢ３３と同様に構成される。運航空域ＤＢ２５及び飛行管理ＤＢ２６は、運航管理システム３との間で情報が共有されるとともに、主に運航空域管理装置１０ａにより使用（参照、登録等）される。

【0154】

運航空域管理装置１０ａは、状態取得部１００ａ、飛行許否設定部１０１ａ、情報出力部１０２ａ、及び、飛行経路決定部１０３ａを備える。運航空域管理装置１０ａは、運航管理システム３の飛行計画策定部３０１にて受け付けられた飛行条件を運航管理システム３から受信し、図１０と同様に、飛行計画策定処理を実行する。

【0155】

飛行制御部２００ａは、運航空域管理装置１０ａと連携し、運航空域管理装置１０ａにより、図１２、図１３と同様に決定又は修正された飛行経路Ｆに従って無人飛行体２を自律飛行させる。具体的には、飛行制御部２００ａは、ＧＮＳＳセンサ２２０及び慣性センサ２２１により検出された位置、姿勢、高度、方位等に基づいて、決定済みの飛行経路Ｆ又は修正済みの飛行経路Ｆに従って無人飛行体２を飛行させるための飛行方向、飛行高度、飛行速度等の制御目標値を求め、その求めた制御目標値に応じて各モータ２３１を駆動するためのモータ駆動データを駆動部２３に出力する。なお、本実施形態では、図１２、図１３に示す一連の処理は、操縦対象の無人飛行体２を、自律飛行対象（自己）の無人飛行体２と読み替えることで実行される。

【0156】

また、飛行制御部２００ａは、飛行経路Ｆに従って自律飛行中に、センサ群２２による各種のセンサデータをテレメトリ情報として、運航管理システム３に所定の周期で送信する。

【0157】

第２の実施形態では、運航空域管理装置１０ａを無人飛行体２に設けることで、無人飛行体２は自律制御により飛行することが可能になる。各無人飛行体２に記憶する運航空域情報と飛行経路を、運航管理システム３にも記憶するので、他の無人飛行体２とも情報を
共有して、安全に、自律制御することが可能になる。

【0158】

したがって、本実施形態に係る無人飛行体２（運航空域管理装置１０ａ）によれば、飛行許否設定部１０１ａが、運航空域Ｚを分割することで区画される区画空域毎に飛行許否を設定し、情報出力部１０２ａが、区画空域毎に設定された飛行許否を含む運航空域情報を出力する。そのため、無人飛行体２は、運航空域情報に基づいて、飛行が許可された区画空域を飛行する一方、飛行が禁止された区画空域を飛行しないように、自律飛行により制御される。これにより、運航空域Ｚ内での無人飛行体２の安全な飛行と、運航空域Ｚの有効利用とを両立させることができる。

【0159】

（第３の実施形態）
図２０は、第３の実施形態に係る無人飛行体２、運航管理システム３及び運航統括システム４の構成例を示す機能ブロック図である。

【0160】

第１の実施形態では、運航管理システム（無人飛行体遠隔操縦装置）３が、運航空域管理装置１０及び遠隔操縦部３０２を制御部３０に備え、遠隔操縦部３０２が、運航空域管理装置１０の情報出力部１０２により出力された運航空域情報に基づいて無人飛行体２の飛行（遠隔操縦）を制御する飛行制御情報を生成し、通信部３１が、その飛行制御情報を無人飛行体２に送信する場合について説明した。これに対し、第３の実施形態では、運航管理システム（無人飛行体運航管理装置）３が、運航空域管理装置１０ｂを制御部３０に備え、通信部３１が、運航空域管理装置１０の情報出力部１０２により出力された運航空域情報を無人飛行体２に送信するとともに、無人飛行体２が、飛行経路決定部２０１及び飛行制御部２００ｂを制御部２０に備え、飛行経路決定部２０１が、運航管理システム３から受信した運航空域情報に基づいて無人飛行体２の飛行を制御する飛行制御情報を生成し、飛行制御部２００ｂが、その飛行制御情報に基づいて無人飛行体２の飛行（自律飛行）を制御する点で第１の実施形態と相違する。その他の基本的な構成及び動作は、第１の実施形態と同様であるため、以下では第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0161】

運航空域管理装置１０ｂは、状態取得部１００ｂ、飛行許否設定部１０１ｂ及び情報出力部１０２ｂを備える。情報出力部１０２ｂは、飛行許否設定部１０１ｂにより区画空域毎に設定された飛行許否を含む運航空域情報を飛行管理ＤＢ３３に登録するとともに、無人飛行体２に送信する。

【0162】

無人飛行体２は、運航空域ＤＢ２５、及び、飛行管理ＤＢ２６を備える。運航空域ＤＢ２５及び飛行管理ＤＢ２６は、図５（ａ）、図５（ｂ）に示す運航空域ＤＢ３２及び飛行管理ＤＢ３３と同様に構成される。運航空域ＤＢ２５及び飛行管理ＤＢ２６は、運航管理システム３との間で情報が共有されるとともに、主に飛行経路決定部２０１及び飛行制御部２００ｂにより使用（参照、登録等）される。

【0163】

飛行経路決定部２０１は、運航管理システム３から運航空域情報を受信し、飛行管理ＤＢ２６に登録する。そして、飛行経路決定部２０１は、その運航空域情報に基づいて、図１０のＳ２６０と同様に、飛行許否が「許可」と設定された区画空域を選択し、その区画空域内を飛行するように飛行経路Ｆを決定する。また、飛行経路決定部２０１は、飛行経路Ｆに従って自律飛行中に、運航空域管理装置１０ｂの情報出力部１０２ｂにより新たな運航空域情報が出力されることで運航管理システム３から新たな運航空域情報を受信したとき、その新たな運航空域情報に基づいて飛行経路Ｆを修正する。

【0164】

飛行制御部２００ｂは、飛行経路決定部２０１と連携し、飛行経路決定部２０１により決定又は修正された飛行経路Ｆに従って無人飛行体２を自律飛行させる。具体的には、飛行制御部２００ｂは、第２の実施形態に係る飛行制御部２００ａと同様に、ＧＮＳＳセン
サ２２０及び慣性センサ２２１により検出された位置、姿勢、高度、方位等に基づいて、決定済みの飛行経路Ｆ又は修正済みの飛行経路Ｆに従って無人飛行体２を飛行させるための飛行方向、飛行高度、飛行速度等の制御目標値を求め、その求めた制御目標値に応じて各モータ２３１を駆動するためのモータ駆動データを駆動部２３に出力する。

【0165】

また、飛行制御部２００ａは、第２の実施形態に係る飛行制御部２００ａと同様に、飛行経路Ｆに従って自律飛行中に、センサ群２２による各種のセンサデータをテレメトリ情報として、運航管理システム３に所定の周期で送信する。

【0166】

したがって、本実施形態に係る運航管理システム３（運航空域管理装置１０ｂ）によれば、飛行許否設定部１０１ｂが、運航空域Ｚを分割することで区画される区画空域毎に飛行許否を設定し、情報出力部１０２ｂが、区画空域毎に設定された飛行許否を含む運航空域情報を出力する。そのため、無人飛行体２は、運航空域情報に基づいて、飛行が許可された区画空域を飛行する一方、飛行が禁止された区画空域を飛行しないように、自律飛行により制御される。これにより、運航空域Ｚ内での無人飛行体２の安全な飛行と、運航空域Ｚの有効利用とを両立させることができる。

【0167】

（他の実施形態）
本発明は上述した実施形態に制約されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。そして、それらはすべて、本発明の技術思想に含まれるものである。

【0168】

上記の各実施形態では、運航空域Ｚは、図２、図７に示すように、運航経路Ｒに沿って直方体形状になるように設定されることで矩形の横断面を有し、区画空域は、運航経路Ｒの経路方向と交差する左右方向及び上下方向に対して区画空域を分割することで区画される場合について説明した。これに対し、運航空域Ｚを区画空域に区画するときの区画方法や運航空域Ｚの横断面の形状は適宜変更されてもよい。

【0169】

図２１は、他の実施形態に係る運航空域及び区画空域の一例を示す概要図である。区画空域は、同じ大きさ及び同じ形状で区画されるだけでなく、図２１（ａ）に示すように、異なる大きさに区画されてもよいし、異なる形状に区画されてもよい。区画空域は、左右方向及び上下方向に区画されるだけでなく、交差方向であれば任意の方向に区画されてもよく、図２１（ｂ）に示すように、斜め方向に区画されてもよい。区画空域は、直線的に区画されるだけでなく、曲線的に区画されてもよい。また、区画空域の横断面の形状は、矩形に限られず、図２１（ｂ）に示すように、三角形でもよいし、図２１（ｃ）に示すように、円形でもよい。さらに、区画空域の横断面の形状は、他の多角形でもよい。

【符号の説明】

【0170】

１…無人飛行体運航システム、２…無人飛行体、３…運航管理システム、
４…運航統括システム、５…気象情報提供システム、６…地理情報提供システム、
７…空域監視システム、８Ａ…基幹ネットワーク、８Ｂ…無線ネットワーク、
１０、１０ａ、１０ｂ…運航空域管理装置、
２０…制御部、２１…通信部、２２…センサ群、２３…駆動部、２４…バッテリ、
２５…運航空域データベース、２６…飛行管理データベース、
３０…制御部、３１…通信部、３２…運航空域データベース、
３３…飛行管理データベース、３４…スケジュール管理データベース、
４０…制御部、４１…通信部、４２…運航空域データベース、
４３…飛行管理データベース、
１００、１００ａ、１００ｂ…状態取得部、
１０１、１０１ａ、１０１ｂ…飛行許否設定部、
１０２、１０２ａ、１０２ｂ…情報出力部、１０３、１０３ａ…飛行経路決定部、
２００、２００ａ、２００ｂ…飛行制御部、２０１…飛行経路決定部、
２２０…ＧＮＳＳセンサ、２２１…慣性センサ、２２２…気象センサ、
２２３…環境センサ、２２４…カメラ、２２５…測距センサ、２２６…モータセンサ、
２２７…バッテリセンサ、２３０…モータ駆動回路、２３１…モータ、
３００…運航空域申請部、３０１…飛行計画策定部、３０２…遠隔操縦部、
３１０…第１通信部、３１１…第２通信部、
９００…コンピュータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】