特許 7547104 無人移動体制御システム

(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】2024-08-30

(45)【発行日】2024-09-09

(54)【発明の名称】無人移動体制御システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 36/14 20090101AFI20240902BHJP

   H04W 4/40 20180101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

H04W36/14

H04W4/40

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020127487

(22)【出願日】2020-07-28

(65)【公開番号】P2022024732

(43)【公開日】2022-02-09

【審査請求日】2023-07-21

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、総務省、「無人航空機の目視外飛行における周波数の有効利用技術の研究開発」に係わる委託業務、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116687

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 爾

(74)【代理人】

【識別番号】100098383

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 純子

(74)【代理人】

【識別番号】100155860

【弁理士】

【氏名又は名称】藤松 正雄

(72)【発明者】

【氏名】竹川 雅之

(72)【発明者】

【氏名】浅野 勝洋

(72)【発明者】

【氏名】阿部 達也

(72)【発明者】

【氏名】北沢 祥一

(72)【発明者】

【氏名】谷口 美緒

(72)【発明者】

【氏名】上羽 正純

(72)【発明者】

【氏名】荻原 陽輔

【審査官】齋藤 浩兵

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１９４８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６０２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１１／０７４６８６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】浅野 勝洋, 竹内 雅之, 阿部 達也, 中村 学，無人航空機の目視外飛行に向けた周波数帯域利用の適応制御技術 -環境適応周波数帯間ハンドオーバによるＵＡＶ目視外飛行支援システムの提案-，電子情報通信学会２０２０年総合大会講演論文集 通信１ ，日本，2020年03月03日，p.188

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

異なる周波数を使用する複数の無線システムにそれぞれ対応する複数の無線モジュールを切り替え可能に搭載した無人移動体と、
前記無人移動体を操縦するための操作を受け付ける操縦機と、
前記無人移動体の移動経路を含む三次元空間を分割した複数の区域について、前記無人移動体が利用可能な周波数毎の無線通信品質を記憶するデータベースとを有し、
前記無人移動体は、前記無人移動体の移動経路に沿った各区域において、各無線システムが利用可能な周波数毎の無線通信品質に基づいて予め選択された無線モジュールに切り替えて、前記操縦機との通信を行うように構成されており、
前記無人移動体は、事前に立案された運行計画に従って運行する際に、前記無人移動体の移動経路に沿った各区域に対して前記データベースを基に作成された周波数利用計画に従って無線モジュールの切り替えを行うことを特徴とする無人移動体制御システム。

【請求項2】

請求項１に記載の無人移動体制御システムにおいて、
前記無線システムは、広域無線ネットワーク及び自営無線アクセスポイントを含み、
前記自営無線アクセスポイントは、前記無人移動体の移動経路をカバーするように配置されることを特徴とする無人移動体制御システム。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の無人移動体制御システムにおいて、
前記無人移動体は、運行中に無線通信品質を測定し、その測定結果に応じて、自律的に、又は前記操縦機を操作する操縦者の指示により、前記操縦機との通信に使用する無線モジュールを切り替え可能であることを特徴とする無人移動体制御システム。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無人移動体制御システムにおいて、
前記無人移動体は、運行中に無線通信品質を測定し、その測定結果により前記データベースを更新可能であることを特徴とする無人移動体制御システム。

【請求項5】

異なる周波数を使用する複数の無線システムにそれぞれ対応する複数の無線モジュールを切り替え可能に搭載した無人移動体と、
前記無人移動体を操縦するための操作を受け付ける操縦機と、
前記無人移動体の移動経路を含む三次元空間を分割した複数の区域について、前記無人移動体が利用可能な周波数毎の無線通信品質を記憶するデータベースとを有し、
前記無人移動体は、前記無人移動体の移動経路に沿った各区域において、各無線システムが利用可能な周波数毎の無線通信品質に基づいて予め選択された無線モジュールに切り替えて、前記操縦機との通信を行うように構成されており、
前記無人移動体は、運行中に干渉波の到来方向を推定し、その推定結果に応じて、自律的に、又は前記操縦機を操作する操縦者の指示により、前記操縦機との通信に使用する無線モジュールを切り替え可能であることを特徴とする無人移動体制御システム。

【請求項6】

異なる周波数を使用する複数の無線システムにそれぞれ対応する複数の無線モジュールを切り替え可能に搭載した無人移動体と、
前記無人移動体を操縦するための操作を受け付ける操縦機と、
前記無人移動体の移動経路を含む三次元空間を分割した複数の区域について、前記無人移動体が利用可能な周波数毎の無線通信品質を記憶するデータベースとを有し、
前記無人移動体は、前記無人移動体の移動経路に沿った各区域において、各無線システムが利用可能な周波数毎の無線通信品質に基づいて予め選択された無線モジュールに切り替えて、前記操縦機との通信を行うように構成されており、
前記無人移動体は、運行中に干渉波の到来方向を推定し、その推定結果により前記データベースを更新可能であることを特徴とする無人移動体制御システム。

【請求項7】

請求項５又は請求項６に記載の無人移動体制御システムにおいて、
複数の操縦機によりそれぞれ操縦される複数の無人移動体を有し、
前記複数の無人移動体は、同時に運行可能であることを特徴とする無人移動体制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無人移動体を無線により制御する無人移動体制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年のロボット技術の進展は実に目覚しく、様々な社会課題の解決にロボットが利用されることも多くなっている。このようなロボットの多くは、無人航空機や自律運転車両等の無人移動体である。無人移動体は、遠隔操縦や自律制御のための制御指令データや、無人移動体に搭載したカメラ等で撮影した映像データを伝送するために、通信システムを具備する必要がある。このとき、通信方法として無線通信が利用されることが多い。

【0003】

このような無線通信には、ＩＳＭバンド等の免許不要周波数帯域を利用する無線通信システムが採用されることが多い。また、近年は、ＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ；無人航空機）を含む無人移動体の操縦等を目的とした無人移動体制御システムも利用可能な状況にある。しかしながら、これらの無線方式を利用する場合、操縦者と無人移動体の距離は、送信電力の制限と法的な運用制限により、操縦者が無人移動体を目視可能な範囲に限定される。

【0004】

図１には、無人移動体を無線により遠隔操縦する従来の無人移動体制御システムの概略的な構成を示してある。図１の無人移動体制御システムにおいて、無人移動体の一種であるＵＡＶ１２は、操縦者が操作する操縦機１１との間の無線通信により制御され、操縦者の目視可能な範囲で運行させる必要がある。

【0005】

このような無人移動体制御システムに関し、従前より種々の発明が提案されている。例えば、特許文献１には、移動基地局と端末局が、近距離通信を準備するための長距離通信機能と、データ伝送用の近距離通信機能を備え、長距離通信機能を用いた通信により、近距離通信を行うタイミングをスケジューリングする発明が開示されている。また、特許文献２には、無人飛行体を用いた中継システムにおいて、中継の通信品質、予定の中継時間、無人飛行体の電源の状態（電力供給可能量）に基づいて、無人飛行体の中継位置を探索する発明が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】国際公開第２０１７／０１８０２１号

【文献】特開２０１９－１６９８４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の無人移動体制御システムを使用する場合、無人移動体の運行範囲は、無線通信が可能な範囲に限定されることが明らかである。また、従来の無人移動体制御システムでは、無人移動体の運行範囲の拡大は困難であり、無人移動体の航続可能距離を有効に活かすことができないという問題がある。これは、日本国内で目視範囲外飛行を行う場合には、国土交通省の定める指針等により、飛行経路全体を把握可能な補助者を配置して安全を確保することが求められているためである。

【0008】

この問題に対処するために、無線アクセスポイントを利用して無人移動体の運行範囲を拡大することも検討されている。図２には、無人移動体の運行範囲を拡大した無人移動体制御システムの概略的な構成を示してある。図２の無人移動体制御システムは、目視可能エリアに存するＵＡＶ１２との通信だけでなく、目視外エリアに存するＵＡＶ１２とも通信できるように、目視外エリアの飛行経路に沿って新たな無線通信システムのアクセスポイント２１－１，２１－２を設置してある。アクセスポイント２１－１，２１－２と操縦機１１は、有線又は無線による通信手段２２を介して接続される。

【0009】

この場合、ＵＡＶの運行範囲を拡大することができるが、ＵＡＶの飛行経路や周辺の地形、ＵＡＶと通信する無線機の送信出力等に依存して、ＵＡＶと地上設備とを接続する無線通信状況は時々刻々と変化する。そのため、最適な電波環境にある無線システムを瞬時に選択することや、高速移動時における次の瞬間の最適な無線アクセスポイントを選択することは容易ではなく、安定した通信を継続することは困難である等の問題がある。

【0010】

本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、無人移動体の遠隔操縦を広域かつ安定的に行える無人移動体制御システムを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記の目的を達成するために、本発明では、無人移動体制御システムを以下のように構成した。
すなわち、本発明に係る無人移動体制御システムは、異なる周波数を使用する複数の無線システムにそれぞれ対応する複数の無線モジュールを切り替え可能に搭載した無人移動体と、無人移動体を操縦するための操作を受け付ける操縦機と、無人移動体の移動経路を含む三次元空間を分割した複数の区域について、無人移動体が利用可能な周波数毎の無線通信品質を記憶するデータベースとを有し、無人移動体は、無人移動体の移動経路に沿った各区域において、各無線システムが利用可能な周波数毎の無線通信品質に基づいて予め選択された無線モジュールに切り替えて、操縦機との通信を行うことを特徴とする。

【0012】

ここで、本発明に係る無人移動体制御システムで使用する無線システムは、広域無線ネットワーク及び自営無線アクセスポイントを含み、自営無線アクセスポイントは、無人移動体の移動経路をカバーするように配置されてもよい。

【0013】

また、本発明に係る無人移動体制御システムにおける無人移動体は、運行中に無線通信品質を測定し、その測定結果に応じて、自律的に、又は操縦機を操作する操縦者の指示により、操縦機との通信に使用する無線モジュールを切り替え可能であってもよい。また、無線通信品質の測定結果によりデータベースを更新可能であってもよい。

【0014】

また、本発明に係る無人移動体制御システムにおける無人移動体は、運行中に干渉波の到来方向を推定し、その推定結果に応じて、自律的に、又は操縦機を操作する操縦者の指示により、操縦機との通信に使用する無線モジュールを切り替え可能であってもよい。また、干渉波の到来方向の推定結果によりデータベースを更新可能であってもよい。

【0015】

また、本発明に係る無人移動体制御システムは、複数の操縦機によりそれぞれ操縦される複数の無人移動体を有し、複数の無人移動体は、同時に運行可能であってもよい。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、無人移動体の遠隔操縦を広域かつ安定的に行える無人移動体制御システムを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】従来の無人移動体制御システムの概略的な構成を示す図である。

【図2】無人移動体の運行範囲を拡大した無人移動体制御システムの概略的な構成を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る無人移動体制御システムの概略的な構成を示す図である。

【図4】図３のＵＡＶが備えるＵＡＶ搭載無線通信部の構成例を示す図である。

【図5】ＵＡＶ飛行経路に沿った各区域の無線資源データベースの構築について説明する図である。

【図6】区域の定義方法の一例を示す図である。

【図7】ＵＡＶ飛行経路における無線周波数の利用計画の一例を示す図である。

【図8】ＵＡＶに干渉波検出機能を追加した構成例を示す図である。

【図9】動的空間検知情報のフォーマット例を示す図である。

【図10】ＵＡＶと干渉源の位置関係の一例を示す図である。

【図11】ＵＡＶが干渉源から遠ざかる場合の干渉電力の変化を示す図である。

【図12】ＵＡＶが干渉源に近づく場合の干渉電力の変化を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明では、無人移動体がＵＡＶであることを前提として記載しているが、本発明は遠隔操作を前提とする全ての無人移動体を想定するものである。

【0019】

［無人移動体制御システムの概要］
図３には、本発明の一実施形態に係る無人移動体制御システムの概略的な構成を示してある。本システムは、広域無線ネットワーク３３及び自営無線アクセスポイント３５を利用して、無人移動体の一例であるＵＡＶ３２を無線により遠隔操縦するものである。広域無線ネットワーク３３は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）など、広域にわたって無線エリアを提供する種々の無線ネットワークを用いることができる。

【0020】

自営無線アクセスポイント３５は、自営用に設置されたアクセスポイントであり、ＵＡＶ飛行経路をカバーするように配置される。図３では、自営無線アクセスポイント３５－２，３５－３は広域無線ネットワークシステム３３の無線エリア３４に重複する場所に設置されており、自営無線アクセスポイント３５－１は広域無線ネットワークシステム３３の無線エリア３４から外れた場所に設置されている。なお、これは例示に過ぎず、アクセスポイントの数や設置場所は任意である。

【0021】

ＵＡＶ３２は、図４に示すように、ＵＡＶ搭載無線通信部４０を搭載した無人移動体である。ＵＡＶ搭載無線通信部４０は、広域無線ネットワーク３３及び自営無線アクセスポイント３５の双方と通信できるように、それぞれの無線システムに対応した複数の無線モジュール４１，４２，４３と、使用する無線モジュールを任意に切り替える機能を持つ無線制御部４４とを備える。本例では、自営無線アクセスポイント３５に対応する２つの自営無線モジュール４１，４２と、広域無線ネットワーク３３に対応する１つの広域無線モジュールを有しているが、これは例示に過ぎない。

【0022】

ＵＡＶ３２が接続可能な広域無線ネットワーク３３及び自営無線アクセスポイント３５は、インターネット等の有線回線又は無線回線により構成される通信手段３６を介して、ＵＡＶ３２を操縦するための操縦機３１と相互に接続される。操縦者は、操縦機３１に通信手段３６を介して接続される任意の無線システムを通じて、ＵＡＶ３２を遠隔操縦することができる。

【0023】

このような構成により、ＵＡＶ３２は、広域無線ネットワーク３３の無線エリア３４の内部では、広域無線ネットワーク３３又は自営無線アクセスポイント３５のいずれかを利用した無線通信が可能になる。また、広域無線ネットワーク３３の無線エリア３４の外部であっても、ＵＡＶ飛行経路をカバーするように自営無線アクセスポイント３５を設置しておくことで、自営無線アクセスポイント３５を利用して無線通信を継続することが可能となる。

【0024】

本例の無人移動体制御システムは更に、ＵＡＶ３２の運行区域毎の好適な無線通信方式に関する情報を操縦者等に提供することを目的として、ＵＡＶ飛行経路を含む三次元空間における通信環境情報を管理する無線資源データベース３７を備えている。無線資源データベース３７は、通信環境情報として、ＵＡＶ飛行経路を含む三次元空間を分割した区域毎に、各無線システムが利用可能な周波数毎の無線通信品質を記憶する。

【0025】

無線資源データベース３７は通信手段３６に接続され、操縦機３１（操縦者）やＵＡＶ３２により随時参照や更新できるように構成される。また、無線資源データベース３７には、複数の操縦機３１や複数のＵＡＶ３２が同時にアクセスすることができる。このため、複数の操縦機３１によりそれぞれ操縦される複数のＵＡＶ３２を同時運行させる計画の立案及び実施が可能である。

【0026】

［無線資源データベースの構築方法］
無線資源データベース３７は、各区域の通信環境情報を保持するものだが、ＵＡＶ３２を運行させる区域の通信環境情報がデータベース内に存在しない場合は、その区域の実際の通信環境情報を知る必要がある。そのために、ＵＡＶ３２の飛行経路の各ポイントで電波環境データの測定を実施し、周波数帯域毎及びチャネル毎の無線通信品質（例えば、受信電力や雑音電力など）を計測して無線資源データベース３７を構築する。なお、無線通信品質の実測値だけでなく、電波伝搬シミュレーションを基にした電波環境予測結果を考慮して無線資源データベース３７の構築を行ってもよく、これにより、各区域の通信環境情報の精度を向上させることや、測定のサンプル数を減らすことなども可能である。

【0027】

例えば、図５に示すようなＵＡＶ飛行経路について無線資源データベース３７を構築する場合は、まず、ＵＡＶ飛行経路を含む三次元空間を適切な範囲（緯度・経度・高度）のブロックに分けて区域を設定する。次に、ＵＡＶ飛行経路の始点から終点に至るまでの区域１～８のそれぞれの代表地点で、各無線システムが利用可能な周波数毎に測定を実施し、測定結果の無線通信品質を基にして無線資源データベース３７を構築する。

【0028】

区域の定義方法の一例について、図６を参照して説明する。図６のように、各区域を頂点ＡＢＣＤＥＦＧＨよりなる立方体で定義する場合、立方体底面の各頂点Ａ～Ｄの（緯度：Ｌａｔ，経度：Ｌｎｇ）と、立方体底面の高度：Ｈｔと、区域の高さ：Δｈを規定すればよい。これにより、地球上のあらゆる区域をユニークに識別することができる。

【0029】

［無線資源データベースの利用方法］
操縦者は、ＵＡＶ運行計画の立案時に、無線資源データベース３７にアクセスすることで、ＵＡＶ飛行経路に沿った各区域における適切な無線通信方式を選別し、その情報を基にして無線周波数の利用計画を立案することができる。立案したＵＡＶ運行計画のデータは、操縦機３１やＵＡＶ３２がアクセス可能な記憶デバイスに保存される。

【0030】

図７には、無線資源データベース３７の情報を基に立案した、ＵＡＶ飛行経路における無線周波数の利用計画の一例を示してある。本例では、現在日本国内でＵＡＶ映像の伝送に利用可能な周波数帯域である２．４ＧＨｚ帯の無線ＬＡＮ（帯域：ＷｉＦｉ）と、５．７ＧＨｚ帯の無人移動体画像伝送システム（帯域：ＲＯＢＯ）と、通信事業者がサービス提供する８００ＭＨｚ帯、９００ＭＨｚ帯、１．７ＧＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯のＬＴＥ（帯域：ＬＴＥ）の利用を想定している。

【0031】

図７では、ＵＡＶ飛行経路の始点の区域１から終点の区域８に至るまでの区域毎に、利用が推奨される無線通信方式の上位３つを提示している。例えば、始点の区域１については、ＷｉＦｉの１１ｃｈが第１候補として提示され、ＲＯＢＯの１４９ｃｈ及び１４４ｃｈが第２候補及び第３候補として選択されている。また、終点の区域８については、上位候補から順に、ＬＴＥの１ｃｈ、ＲＯＢＯの１４０ｃｈ及び１４４ｃｈが選択されている。第１～第３候補の無線通信方式は、例えば、無線通信品質が良好な順に選択される。本例では、ＷｉＦｉ、ＲＯＢＯについて、一般に無線ＬＡＮシステムが規定するチャネル番号を例にしたが、ＬＴＥについては、上空利用可能な周波数帯は各通信事業者で異なるので、図示の１ｃｈ、２ｃｈは便宜的に示したに過ぎない。実運用上は、広く一般に使われるＥＡＲＦＣＮ（Ｅ－ＵＴＲＡ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｎｕｍｂｅｒ）の適用も想定される。

【0032】

運行時のＵＡＶ３２は、運行計画立案の際に選択された第１候補の無線通信方式の使用を基本とし、その無線通信方式に対応する無線モジュールに適宜切り替えながら、飛行経路に沿った各区域内での通信を行う。なお、ＵＡＶ３２は、現在飛行中の区域を、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）などの測位システムを使用して特定することが可能である。

【0033】

また、ＵＡＶ３２は、運行中に無線通信品質を測定し、その測定結果に応じて各区域の第２候補又は第３候補の無線通信方式に対応する無線モジュールに切り替えることも可能である。例えば、ＵＡＶ３２の運行中に無線通信品質の測定を行い、第１候補の無線通信方式の無線通信品質が所定の基準を下回った場合に第２候補の無線通信方式に切り替え、第２候補の無線通信方式の無線通信品質が所定の基準を下回った場合に第３候補の無線通信方式に切り替えるようにしてもよい。

【0034】

無線通信方式の切り替えは、操縦者が操縦機３１を操作することでＵＡＶ３２に指示してもよく、ＵＡＶ３２のＵＡＶ搭載無線通信部４０が無線通信方式の切り替えの必要性を判定して自律的に行ってもよい。操縦者からの指示により無線通信方式を切り替える場合には、操縦者が使用する無線通信方式を決定する際の参考にできるように、ＵＡＶ３２の運行中に測定した無線通信品質を操縦機３１に送信し、表示又は音声出力等により操縦者に提示するようにしてもよい。

【0035】

これにより、ＵＡＶ３２の運行に適切な無線通信方式を使用して通信を行えるだけでなく、実際の電波環境に応じて無線通信方式を適宜切り換えることができるので、操縦者はＵＡＶ３２から伝送される映像を基にして広域にわたる操縦を行うことが可能となる。なお、利用可能ないずれの無線通信方式を用いても、ＵＡＶ飛行経路の途中で十分な無線通信品質を確保できない場合も想定されるが、飛行経路そのものを変更して使用可能な無線通信方式を選び直す等の方策により、無線通信を継続することが可能である。また、変更した飛行経路の区域の通信環境情報が存在しない場合には、その場で測定を行って該当区域のデータベース構築を行うようにしてもよい。

【0036】

また、ＵＡＶ３２は、運行中に測定した無線通信品質により無線資源データベース３７を更新してもよい。これにより、その後に立案するＵＡＶ運行計画を、電波環境の変化に対応させることができる。また、複数のＵＡＶ３２が共通の無線資源データベース３７にアクセスできるので、ＵＡＶが運行中に測定した無線通信品質で無線資源データベース３７を更新することで、同じ区域を飛行経路に含む他の機体のＵＡＶ運行計画の立案や実施に役立てることができる。

【0037】

［より高度な無線通信システムの構成方法］
図８には、ＵＡＶに干渉波検出機能を追加した構成例を示してある。同図のＵＡＶ３２は、ＵＡＶ搭載無線通信部４０に加え、アレイアンテナ４５及び干渉波到来方向推定部４６を備えている。干渉波到来方向推定部４６は、アレイアンテナ４５で受信された信号に基づいて、ＭＵＳＩＣ（ＭＵｌｔｉｐｌｅ ＳＩｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等の到来波方向推定アルゴリズムにより、干渉波の到来方向を推定する。干渉波到来方向推定部４６による推定結果は、動的空間検知情報としてＵＡＶ搭載無線通信部４０に出力される。

【0038】

図９には、動的空間検知情報のフォーマット例を示してある。本フォーマットは、Ｉ２ＣやＲＳ２３２Ｃ等のシリアル通信により情報を伝達する場合を想定したものであり、データ＃０～＃５のフィールドを有する。データ＃０は、検出された干渉波の周波数帯を示す１ｂｙｔｅのフィールドであり、１（ＷｉＦｉ）、２（ＲＯＢＯ）、３（ＬＴＥ）のいずれかの値が格納される。データ＃１は、検出された干渉波のチャネルを示す１ｂｙｔｅのフィールドであり、１～２５５の範囲の値が格納される。データ＃２は、干渉波の到来方向の方位角を示す２ｂｙｔｅのフィールドであり、０～３５９（°）の範囲の値が格納される。データ＃３は、干渉波の到来方向の俯角を示す１ｂｙｔｅのフィールドであり、０～９０（°）の範囲の値が格納される。データ＃４は、干渉電力を示す１ｂｙｔｅのフィールドであり、－１２８～１２７（ｄＢｍ）の範囲の値が格納される。データ＃５は、誤り検出のためのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ）を示す１ｂｙｔｅのフィールドであり、データ＃０～＃４に基づいて算出されたＣＲＣの値が格納される。１件当たりのデータ量としては、７ｂｙｔｅ程度を想定している。

【0039】

ＵＡＶ搭載無線通信部４０は、干渉波到来方向推定部４６から動的空間検知情報を受信すると、無線モジュールを用いた無線通信を介して、動的空間検知情報を操縦機３１に送信する。操縦機３１は、受信した動的空間検知情報を表示又は音声出力等により操縦者に提示してもよい。これにより、操縦者は、運行中のＵＡＶ３２で得られた動的空間検知情報を、無線通信方式の切り替え要否を判断する際の参考とすることができる。操縦者は、動的空間検知情報と無線通信品質の双方を参考にすることで、より信頼性の高い無線通信方式を選択することが可能になる。なお、ＵＡＶ搭載無線通信部４０が、動的空間検知情報と無線通信品質に基づいて無線通信方式の切り替えの必要性を判定し、自律的に無線通信方式の切り替えを行ってもよい。

【0040】

ここで、ＵＡＶ飛行経路の近くに干渉源が存在する場合の無線通信方式の切り替えについて、図１０～図１２を参照して説明する。図１０には、ＵＡＶ３２と干渉源９１，９２の位置関係を例示してある。ＵＡＶ３２が干渉源９１から遠ざかる状況（＊１）においては、ＵＡＶ３２による無線通信品質の測定値に改善予測値を加算した値を、無線通信方式の切り替えの判断基準とすることができる。すなわち、図１１に示すように、ＵＡＶ３２が干渉源９１から離れるに伴って干渉電力が減少する傾向にあるので、干渉電力が測定値よりも小さくなるように調整するための改善予測値を無線通信品質に加算して、無線通信方式の切り替えの必要性を判定するようにしてもよい。改善予測値は、例えば、干渉電力の減少度合いに比例した値を用いることができ、所定の計算式や参照テーブルなどにより求めることができる。

【0041】

逆に、ＵＡＶ３２が干渉源９２に接近する状況（＊２）においては、ＵＡＶ３２による無線通信品質の測定値に劣化予測値を加算した値を、無線通信方式の切り替えの判断基準とすることができる。すなわち、図１２に示すように、ＵＡＶ３２が干渉源９２に近づくに伴って干渉電力が増加する傾向にあるので、干渉電力が測定値よりも大きくなるように調整するための劣化予測値を無線通信品質に加算して、無線通信方式の切り替えの必要性を判定するようにしてもよい。劣化予測値は、例えば、干渉電力の増加度合いに比例した値を用いることができ、所定の計算式や参照テーブルなどにより求めることができる。

【0042】

なお、動的空間検知情報とともに無線通信方式の切り替え判断に用いる無線通信品質は、上記のようにＵＡＶ３２による測定値（リアルタイムの測定値）に限られず、無線資源データベース３７内の無線通信品質（すなわち、過去の測定値）でもよい。また、過去の測定値とリアルタイムの測定値とに基づく計算値（例えば、平均値）を用いてもよい。

【0043】

［より高度な無線資源データベースの利用方法］
図８のような干渉波を測定できる機能を搭載したＵＡＶ３２を使用するシステムにおいては、無線資源データベース３７に干渉源の情報を追加するようにしてもよい。常時運行するＵＡＶ３２によって測定される干渉源が一過性のものではないと判断された場合に、無線資源データベース３７に干渉源の情報を追加して更新することで、より信頼性の高い無線システムが構築可能になる。また、ＵＡＶ運行計画の立案時に、干渉源も考慮して無線通信方式の選択を行うことが可能となる。干渉源が一過性か否かは、例えば、同一の干渉源からのものと推定される干渉電力が検出されたＵＡＶ運行の回数などにより判定することができる。

【0044】

［まとめ］
以上のように、本例の無人移動体制御システムは、異なる周波数を使用する複数の無線システムにそれぞれ対応する複数の無線モジュールを切り替え可能に搭載したＵＡＶ３２と、ＵＡＶ３２を操縦するための操作を受け付ける操縦機３１と、ＵＡＶ飛行経路を含む三次元空間を分割した複数の区域について、ＵＡＶ３２が利用可能な周波数毎の無線通信品質を記憶する無線資源データベース３７とを有している。そして、ＵＡＶ３２は、ＵＡＶ飛行経路に沿った各区域において、各無線システムが利用可能な周波数毎の無線通信品質に基づいて予め選択された無線モジュールに切り替えて、操縦機３１との通信を行うように構成されている。これにより、ＵＡＶ３２の運行過程において、良好な無線通信品質が得られることが予め想定された無線システムに適宜切り替えながら操縦機３１と通信できるので、ＵＡＶ３２の遠隔操縦を広域かつ安定的に行うことができる。従って、信頼性の高い無線通信を利用した、ＵＡＶ３２の安全運行が可能となる。

【0045】

また、本例の無人移動体制御システムは、複数の無線システムとして広域無線ネットワーク３３及び自営無線アクセスポイント３５を含んでおり、自営無線アクセスポイント３５はＵＡＶ飛行経路をカバーするように配置されている。これにより、広域無線ネットワーク３３の無線エリア３４の内部では、無線通信品質が良好な方を利用した無線通信ができる。また、広域無線ネットワーク３３の無線エリア３４の外部であっても、ＵＡＶ飛行経路をカバーするように設置された自営無線アクセスポイント３５を利用して無線通信を継続することができる。

【0046】

また、本例のＵＡＶ３２は、運行中に無線通信品質を測定し、その測定結果に応じて、自律的に、又は操縦機３１を操作する操縦者の指示により、操縦機３１との通信に使用する無線モジュールを切り替えるように構成されている。これにより、ＵＡＶ３２の運行時の実際の電波環境に適した無線通信方式を使用して無線通信を継続することができる。

【0047】

また、本例のＵＡＶ３２は、無線通信品質の測定結果により無線資源データベース３７を更新できるように構成されている。これにより、ＵＡＶ３２の運行中に測定した無線通信品質に従って無線資源データベース３７をリアルタイムに更新できるので、自機のその後のＵＡＶ運行計画や、同じ区域を飛行経路に含む他の機体のＵＡＶ運行計画などに、電波環境の変化を反映させることができる。

【0048】

また、本例のＵＡＶ３２は、運行中に干渉波の到来方向を推定し、その推定結果に応じて、自律的に、又は操縦機３１を操作する操縦者の指示により、操縦機３１との通信に使用する無線モジュールを切り替えるように構成されている。これにより、ＵＡＶ飛行経路の近くに干渉源が存在する場合でも、その影響を考慮して適切な無線通信方式に切り替えて無線通信を継続することができる。

【0049】

また、本例のＵＡＶ３２は、干渉波の到来方向の推定結果により無線資源データベース３７を更新できるように構成されている。これにより、ＵＡＶ３２の運行中に推定した干渉波の到来方向に従って無線資源データベース３７をリアルタイムに更新できるので、自機のその後のＵＡＶ運行計画や、同じ区域を飛行経路に含む他の機体のＵＡＶ運行計画などに、干渉波の存在を反映させることができる。

【0050】

以上、本発明について一実施形態に基づいて説明したが、本発明はここに記載された構成に限定されるものではなく、他の構成のシステムに広く適用することができることは言うまでもない。
また、本発明は、例えば、上記の処理に関する技術的手順を含む方法や、上記の処理をプロセッサにより実行させるためのプログラム、そのようなプログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。

【0051】

なお、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。更に、本発明の範囲は、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画され得る。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、無人移動体を無線により制御する無人移動体制御システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0053】

１１：操縦機、 １２：ＵＡＶ、 ２２：通信手段、 ３１：操縦機、 ３２：ＵＡＶ、 ３３：広域無線ネットワーク、 ３４：無線エリア、 ３５－１～３５－３：自営無線アクセスポイント、 ３６：通信手段、 ３７：無線資源データベース、 ４０：ＵＡＶ搭載無線通信部、 ４１～４３：無線モジュール、 ４４：無線制御部、 ４５：アレイアンテナ、 ４６：干渉波到来方向推定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】