特許 7562163 飛行制御システム

(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】2024-09-27

(45)【発行日】2024-10-07

(54)【発明の名称】飛行制御システム

(51)【国際特許分類】

   G08G 5/04 20060101AFI20240930BHJP

【ＦＩ】

G08G5/04 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022513716

(86)(22)【出願日】2020-04-06

(86)【国際出願番号】 JP2020015525

(87)【国際公開番号】W WO2021205510

(87)【国際公開日】2021-10-14

【審査請求日】2023-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】515019537

【氏名又は名称】株式会社ナイルワークス

(74)【代理人】

【識別番号】100103872

【弁理士】

【氏名又は名称】粕川 敏夫

(74)【代理人】

【識別番号】100139778

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 潔

(74)【代理人】

【識別番号】100149456

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 喜幹

(74)【代理人】

【識別番号】100194238

【弁理士】

【氏名又は名称】狩生 咲

(72)【発明者】

【氏名】和氣 千大

(72)【発明者】

【氏名】加藤 宏記

(72)【発明者】

【氏名】柳下 洋

【審査官】武内 俊之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２２２２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８２６３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ ５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち推定される飛行完了時刻が早い方を変更する
飛行制御システム。

【請求項2】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のうち単位距離の飛行に要するエネルギー量が少ない方の飛行計画を変更する
飛行制御システム。

【請求項3】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のうち、残航距離に対する航続可能距離の比率が大きい方、もしくは残航距離に対する航続可能距離の超過量が長い方の飛行計画を変更する
飛行制御システム。

【請求項4】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のうち、残航時間に対する航続可能時間の比率が大きい方、もしくは残航時間に対する航続可能時間の超過量が長い方の飛行計画を変更する
飛行制御システム。

【請求項5】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のうち、残航の飛行に要するエネルギー量に対する残エネルギー量の比率が大きい方、もしくは残航の飛行に要するエネルギー量に対する残エネルギー量の超過量が多い方の飛行計画を変更する
飛行制御システム。

【請求項6】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定され、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のうち一方が飛行完了前にエネルギーの補充を要し他方が飛行完了前にエネルギーの補充を要さないと推定される場合、エネルギーの補充を要すると推定される方の飛行計画を変更する
飛行制御システム。

【請求項7】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機は上空から前記対象エリアに薬剤を散布し、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のうち薬剤の残量が少ない方の飛行計画を変更する
飛行制御システム。

【請求項8】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機は上空から前記対象エリアに薬剤を散布し、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のうち薬剤の散布のための残航が短い方の飛行計画を変更する
飛行制御システム。

【請求項9】

対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が閾値より近づくと推定される場合、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の属性に基づき前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれかを選択し、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値以上の距離となるように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画のうち選択した無人航空機の飛行計画を変更する飛行計画変更手段
を備え、
前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記閾値よりも近づくと推定された地点において前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれか一方が他方の右側もしくは左側に迂回する飛行ルートであって、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機の少なくとも一方が飛行済のエリア内の飛行ルートである迂回ルートを含むように、前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画の少なくとも一方を変更する
飛行制御システム。

【請求項10】

前記飛行計画変更手段は、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が前記閾値より近づくと推定される場合、前記閾値よりも近づくと推定された地点において前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機のいずれか一方が他方の上側もしくは下側に迂回するように前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画の少なくとも一方を変更する
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の飛行制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ドローン等の無人航空機を飛行させ、無人航空機に各種の作業を実行させる飛行制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

ドローンと呼ばれる小型ヘリコプター（マルチコプター）の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地（圃場）等の対象エリアへの農薬や液肥などの薬剤散布が挙げられる。特に比較的農地面積が小さい日本においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。

【0003】

特許文献１には、ドローンを用いて農地を空撮し、得られた画像に基づき農薬を散布すべき領域及び量を特定し、特定した領域に特定した量の農薬を効率的に散布するための飛行ルート等を計画し、計画に従いドローンによる農薬の散布を行う農薬散布方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－１１１４２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

農作物が作付けされている農地（圃場）を複数の区画に区分して、各区画に１台ずつ、ドローンを割り当てて、各ドローンに割り当てられた区画の農作物の上を飛行しながら農薬や肥料等の薬剤の散布を行わせる場合がある。この場合、例えば１台のドローンが全区画に薬剤の散布を行うよりも短時間で作業を完了することができる。

【0006】

上記のような状況においては、複数台のドローンの各々が割り当てられた区画内において飛行している間は互いに衝突するおそれはない。しかし、例えば複数のドローンが近いタイミングで作業を完了して同じ基地に戻ろうとすると、それらのドローンが近接しすぎて接触する危険がある。また、複数のドローンが同一もしくは近接する圃場を飛行する場合にも、それらのドローンが近接しすぎて接触する危険がある。

【0007】

なお、２台のドローンが近接しないような飛行計画を作成しても、風などの影響を受けて、必ずしも各ドローンの実際の飛行が飛行計画通りにはならない。従って、飛行計画のみによっては、２台のドローンが近接しすぎて接触する危険を排除できない。

【0008】

この発明は、以上の事情に鑑みてなされたものであり、２以上の無人航空機が個別の飛行ルートに従い飛行する際に、それらの無人航空機の衝突のリスクを低減する手段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】

この発明による飛行制御システムは、対象エリアの上空の第１の飛行ルートと前記第１の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第１の飛行計画に従い第１の無人航空機が飛行し、対象エリアの上空の第２の飛行ルートと前記第２の飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す第２の飛行計画に従い第２の無人航空機が飛行しているときに、前記第１の無人航空機の飛行位置と前記第２の無人航空機の飛行位置に基づき、前記第１の無人航空機と前記第２の無人航空機が所定の閾値以上の距離となるように前記第１の飛行計画と前記第２の飛行計画の少なくとも一方を変更する飛行計画変更手段を備える。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】この発明の一実施形態である飛行制御システムの構成を示す図である。

【図2】同実施形態におけるドローンの飛行ルートを例示する図である。

【図3】同飛行ルートを詳細に例示する図である。

【図4】同実施形態におけるドローンの飛行ルートを例示する図である。

【図5】同実施形態におけるドローンの構成を示す図である。

【図6】同ドローンの構成を示す図である。

【図7】同ドローンの構成を示す図である。

【図8】同ドローンの構成を示す図である。

【図9】同ドローンの構成を示す図である。

【図10】同ドローンの構成を示すブロック図である。

【図11】同ドローンにおけるデータ処理装置の機能構成を示すブロック図である。

【図12】同実施形態におけるサーバの構成を示すブロック図である。

【図13】同サーバのＣＰＵの機能構成を示すブロック図である。

【図14】同実施形態において実行される飛行計画を変更するための処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図を参照しながら、この発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。以下の詳細な説明では、説明のために、開示された実施形態の完全な理解を促すために、ある特定の詳細について述べられている。しかしながら、実施形態は、これらの特定の詳細に限られない。また、図面を単純化するために、周知の構造および装置については概略的に示されている。

【0012】

図１はこの発明の一実施形態である飛行制御システムの構成を示す図である。圃場４０３（対象エリアの一例）は、農作物が作付けされる田圃や畑等の農地である。基地局４０４は、Ｗｉ－Ｆｉ通信の親機としての機能と、ＲＴＫ－ＧＰＳ基地局としての機能を併有している。ユーザ端末４０１は、ユーザである農業従事者４０２により操作される端末であり、基地局４０４及びネットワークを介してドローン１００ａ～１００ｄ（第１の無人航空機、第２の無人航空機の一例）またはサーバ４０５と通信を行う。このユーザ端末４０１は、コンピュータ・プログラムを実行する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。

【0013】

ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄは、各々自律飛行機能を備えた無人航空機である。ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄは、各々に与えられた個別的な飛行計画に従って、圃場４０３の外部にある発着地点４０６から離陸し、圃場４０３内の各々の担当区画を飛行しつつの薬剤散布等の作業を行い、作業終了後あるいは、充電等が必要になった時に発着地点４０６に帰還する。

【0014】

サーバ４０５は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピュータ群と関連ソフトウェアである。このサーバ４０５は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの各々の飛行ルート（第１の飛行ルート、第２の飛行ルートの一例）及び当該飛行ルートに沿った飛行の態様を示す個別的な飛行計画（第１の飛行計画、第２の飛行計画の一例）を各々決定し、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄに対し、各々の飛行計画を与える機能を有する。ここで、サーバ４０５により決定される飛行計画の例を説明する。

【0015】

図２は、４台のドローンの各々に異なる担当区画が割り当てられる場合のそれら４台の飛行ルートを例示している。まず、圃場４９３が４つの区画Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４に区分されている。そして、区画Ａ１での作業をドローン１００ａが担当し、区画Ａ２での作業をドローン１００ｂが担当し、区画Ａ３での作業をドローン１００ｃが担当し、区画Ａ４での作業をドローン１００ｄが担当する。４台のドローンは、発着地点４０６から、例えばドローン１００ａ、ドローン１００ｂ、ドローン１００ｃ、ドローン１００ｄといった順序で、所定の時間間隔で順次離陸して、担当の区画へと向かい、作業を行う。

【0016】

そして、図２の例による場合、ドローン１００ａは区画Ａ１の飛行ルートＲ１を飛行し、ドローン１００ｂは区画Ａ２の飛行ルートＲ２を飛行し、ドローン１００ｃは区画Ａ３の飛行ルートＲ３を飛行し、ドローン１００ｄは区画Ａ４の飛行ルートＲ４を飛行する。サーバ４０５により生成される飛行計画は、これらの飛行ルートを示す情報を含む。

【0017】

図３にはドローン１００ａの飛行ルートが具体的に例示されている。この例において、ドローン１００ａは発着地点４０６からルートＲ１＿１を飛行して区画Ａ１に向かい、飛行ルートＲ１の前半部分であるルートＲ１ａを飛行しながら薬剤を散布し、薬剤の補給及びバッテリの交換のためにルートＲ１＿２を飛行して発着地点４０６に戻る。そして、薬剤の補給及びバッテリの交換を終えたドローン１００ａは、同じルートＲ１＿２を飛行して元の地点に戻り、飛行ルートＲ１の後半部分であるルートＲ１ｂを飛行しながら薬剤を散布し、作業を終えると、ルートＲ１＿３を飛行して発着地点４０６に戻る。

【0018】

このようにドローン１００ａが発着地点４０６への一時帰還のための往復や最終帰還を行う際に、区画Ａ３内でドローン１００ｃが作業中の可能性がある。この場合、区画Ａ３を横断するドローン１００ａと、区画Ａ３内で作業を行っているドローン１００ｃが接触する危険性がある。

【0019】

このように、複数のドローンの各々に異なる担当区画を割り当てる場合であっても、近接シーンが発生する可能性がある。

【0020】

また、上記の図２及び図３に例示のように、複数のドローンの各々に異なる担当区画を割り当てる方法によると、各々のドローンの飛行ルートに含まれるターンの数が多くなり、速度を落とさず飛行できる直線区間の長さが短くなる。そのため、ドローンの飛行時間が長くなり効率が悪くなる、という課題がある。また、複数のドローン間で、発着地点から各区画の作業開始地点及び作業終了地点までの距離に差が生じるため、複数のドローン間で飛行距離が異なり、最も飛行距離が長いドローンの作業が終了するまで全体の作業が完了しない、という課題がある。

【0021】

上記の問題を回避するために、あるドローンの飛行ルートの間を縫うように他のドローンの飛行ルートを配置して、同一区画内での作業を複数のドローンで分担する方法が考えられる。図４は、そのような方法を採用した場合の４台の飛行ルートを例示した図である。この例において、圃場４９３は２つの区画Ｂ１及びＢ２に区分されている。そして、区画Ｂ１での作業をドローン１００ａとドローン１００ｂが担当し、区画Ｂ２での作業をドローン１００ｃとドローン１００ｄが担当する。

【0022】

ドローン１００ａは、区画Ｂ１において実線で示される飛行ルートを飛行する。ドローン１００ｂは、区画Ｂ１において一点鎖線で示される飛行ルートを飛行する。ドローン１００ｃは、区画Ｂ２において実線で示される飛行ルートを飛行する。ドローン１００ｄは、区画Ｂ２において一点鎖線で示される飛行ルートを飛行する。

【0023】

図４に例示したような飛行ルートが用いられる場合、各ドローンが往路（図４における下から上に向かう飛行ルート）と復路（図４における上から下に向かう飛行ルート）の間でターンを行う部分や、各ドローンが作業を終了して発着地点４０６に戻る経路上の部分において、他のドローンと飛行ルートが近接してしまう。その結果、複数のドローンが近接する可能性がある。

【0024】

そこで、本実施形態において、サーバ４０５は、各ドローンの飛行実績に基づき近接シーンを検知し、検知した近接シーンを解消するように、いずれかのドローンの飛行計画を修正する。

【0025】

次にドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄについて説明する。この明細書において、ドローンとは、動力手段（電力、原動機等）、操縦方式（無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等）を問わず、複数の回転翼を有する無人航空機全般を指すこととする。本実施形態において、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄは同じ構成を有する。従って、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄについては、各々を区別する必要がない場合、ドローン１００と総称する。

【0026】

図５乃至図９に示すように、回転翼１０１－１ａ、１０１－１ｂ、１０１－２ａ、１０１－２ｂ、１０１－３ａ、１０１－３ｂ、１０１－４ａ、１０１－４ｂ（ローターとも呼ばれる）は、ドローン１００を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、バッテリ消費量のバランスを考慮し、８機（２段構成の回転翼が４セット）備えられている。

【0027】

モータ１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０２－４ａ、１０２－４ｂは、回転翼１０１－１ａ、１０１－１ｂ、１０１－２ａ、１０１－２ｂ、１０１－３ａ、１０１－３ｂ、１０１－４ａ、１０１－４ｂを回転させる手段（典型的には電動機だが発動機等であってもよい）であり、一つの回転翼に対して１機設けられている。モータ１０２は、推進器の例である。１セット内の上下の回転翼（たとえば、１０１－１ａと１０１－１ｂ）、および、それらに対応するモータ（たとえば、１０２－１ａと１０２－１ｂ）は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転する。なお、一部の回転翼１０１－３ｂ、および、モータ１０２－３ｂが図示されていないが、その位置は自明であり、もし左側面図があったならば示される位置にある。図６及び図７に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら状の構造である。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。

【0028】

薬剤ノズル１０３－１、１０３－２、１０３－３、１０３－４は、薬剤を下方に向けて散布するための手段であり４機備えられている。なお、本願明細書において、薬剤とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。

【0029】

薬剤タンク１０４は散布される薬剤を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン１００の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられている。薬剤ホース１０５－１、１０５－２、１０５－３、１０５－４は、薬剤タンク１０４と各薬剤ノズル１０３－１、１０３－２、１０３－３、１０３－４とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ１０６は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。

【0030】

図１０にドローン１００の制御機能を表したブロック図を示す。データ処理装置５０１は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはＣＰＵ、メモリ、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピュータであってよい。データ処理装置５０１は、ＥＳＣ（Electronic Speed Control）等の制御手段を介して、モータ１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの回転数を制御することで、ドローン１００の飛行を制御する。モータ１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの実際の回転数はデータ処理装置５０１にフィードバックされ、正常な回転が行われているかを監視できる構成になっている。あるいは、回転翼１０１に光学センサ等を設けて回転翼１０１の回転がデータ処理装置５０１にフィードバックされる構成でもよい。

【0031】

データ処理装置５０１が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Ｗｉ－Ｆｉ通信やＵＳＢ等の通信手段を通じて書き換え可能になっている。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行われないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護が行われている。また、データ処理装置５０１が制御に使用する計算処理の一部が、ユーザ端末４０１上、または、サーバ４０５上や他の場所に存在する別のコンピュータによって実行されてもよい。データ処理装置５０１は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。

【0032】

バッテリ５０２は、データ処理装置５０１、および、ドローンのその他の構成要素に電力を供給する手段であり、充電式であってもよい。バッテリ５０２はヒューズ、または、サーキットブレーカー等を含む電源ユニットを介してデータ処理装置５０１に接続されている。本実施形態におけるバッテリ５０２は電力供給機能に加えて、その内部状態（蓄電量、積算使用時間等）をデータ処理装置５０１に伝達する機能を有するスマートバッテリである。

【0033】

データ処理装置５０１は、Ｗｉ－Ｆｉ子機５０３を介して、さらに、基地局４０４を介してユーザ端末４０１及びサーバ４０５と通信を行うことができる。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておいてもよい。上述したように基地局４０４は、Ｗｉ－Ｆｉによる通信機能と、ＲＴＫ－ＧＰＳ基地局としての機能も併有する。従って、ＲＴＫ基地局の信号とＧＰＳ測位衛星からの信号を組み合わせることで、ＧＰＳモジュール５０４により、ドローン１００の絶対位置を２センチメートル程度の精度で測定可能となる。ＧＰＳモジュール５０４は重要性が高いため、二重化・多重化されていてもよく、また、特定のＧＰＳ衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのＧＰＳモジュール５０４は別の衛星を使用するよう制御されていてもよい。

【0034】

６軸ジャイロセンサ５０５はドローン機体の互いに直交する３方向の加速度を測定する手段（さらに、加速度の積分により速度を計算する手段）である。６軸ジャイロセンサ５０５は、上述の３方向におけるドローン機体の姿勢角の変化、すなわち角速度を測定する手段である。地磁気センサ５０６は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサ５０７は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザセンサ５０８は、レーザ光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、ＩＲ（赤外線）レーザであってもよい。ソナー５０９は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサ類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサ（角速度センサ）、風力を測定するための風力センサなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサ類は、二重化または多重化されていてもよい。同一目的複数のセンサが存在する場合には、データ処理装置５０１はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。

【0035】

流量センサ５１０は薬剤の流量を測定するための手段であり、薬剤タンク１０４から薬剤ノズル１０３に至る経路の複数の場所に設けられている。液切れセンサ５１１は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサである。

【0036】

可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃは、各々農作物を撮影するためのカメラであり、農地に作付けされている農作物の状態を示す物理用を測定する測定手段として機能する。ここで、可視光カメラ５１２ａは、農作物によって反射された太陽光の全波長帯域を撮影対象とする。また、第１スペクトルカメラ５１２ｂは、農作物によって反射された太陽光のうち赤色光、例えば６８０ｎｍ付近の波長帯域の成分を分光して撮影する。また、第２スペクトルカメラ５１２ｃは、農作物によって反射された太陽光のうち近赤外光、例えば７８０ｎｍ付近の波長帯域の成分を分光して撮影する。ドローン１００では、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃから得られる画像に基づいて、農作物の病気への罹患に関する診断が行われる。

【0037】

障害物検知カメラ５１３はドローン障害物を検知するためのカメラである。スイッチ５１４はドローン１００を使用する農業従事者４０２が様々な設定を行うための手段である。障害物接触センサ５１５はドローン１００、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の障害物に接触したことを検知するためのセンサである。カバーセンサ５１６は、ドローン１００の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサである。薬剤注入口センサ５１７は薬剤タンク１０４の注入口が開放状態であることを検知するセンサである。これらのセンサ類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン１００外部の基地局４０４、ユーザ端末４０１、または、その他の場所にセンサを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局４０４に風力センサを設け、風力・風向に関する情報をＷｉ－Ｆｉ通信経由でドローン１００に送信するようにしてもよい。

【0038】

データ処理装置５０１はポンプ１０６に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤吐出の停止を行う。ポンプ１０６の現時点の状況（たとえば、回転数等）は、データ処理装置５０１にフィードバックされる構成となっている。また、データ処理装置５０１は、Ｗｉ－Ｆｉ子機５０３、ＧＰＳモジュール５０４、地磁気センサ５０６、気圧センサ５０７、レーザセンサ５０８及びソナー５０９を利用して、ドローン１００の３次元位置を測定する位置測定手段としての機能を備えている。また、データ処理装置５０１は、この位置測定手段により測定されるドローン１００の３次元位置と、６軸ジャイロセンサ５０５により測定されるドローン１００の姿勢に基づき、可視光カメラ５１２ａ、第１スペクトルカメラ５１２ｂ及び第２スペクトルカメラ５１２ｃの各々により撮影される農作物の作付位置（又は領域）を特定する作付位置特定手段としての機能を備えている。

【0039】

ＬＥＤ１０７は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。表示手段は、ＬＥＤに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザー５１８は、音声信号によりドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるための出力手段である。Ｗｉ－Ｆｉ子機機能５１９はユーザ端末４０１とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピュータ等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Ｗｉ－Ｆｉ子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ等の他の無線通信手段、または、ＵＳＢ接続などの有線通信手段を使用してもよい。スピーカ５２０は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態（特にエラー状態）を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン１００の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯５２１はドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。

【0040】

図１１は無人航空機であるドローン１００のデータ処理装置５０１の機能構成を示すブロック図である。図１１に示すように、データ処理装置５０１は、ＣＰＵ７１０と、不揮発性メモリ及び揮発性メモリからなる記憶部７２０とを有する。ＣＰＵ７１０を示すボックス内には、通信処理部７１１と、飛行制御部７１２が示されている。これらはＣＰＵ７１０が記憶部７２０内のプログラムを実行することにより実現される機能である。

【0041】

ドローン１００ａの記憶部７２０には、ドローン１００ａ用の飛行計画７２１が格納される。ドローン１００ｂの記憶部７２０には、ドローン１００ｂ用の飛行計画７２１が格納される。ドローン１００ｃ、１００ｄの記憶部７２０には各ドローンのための飛行計画７２１が格納される。この飛行計画７２１は、ドローン１００の飛行開始前にサーバ４０５によって生成され、記憶部７２０に格納される。また、ドローン１００の飛行中、飛行計画７２１はサーバ４０５によって繰り返し変更される。各ドローンの飛行計画７２１は、当該ドローンが飛行すべき圃場４０３上の飛行ルートを示す情報と、この飛行ルートに沿った複数の位置における飛行の態様を示す情報とを含む。ここで、飛行態様を示す情報は、例えば飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻を示す情報を含む。目標通過時刻とは、換言すれば、飛行開始後の複数の時刻におけるドローン１００のいるべき位置を示す情報である。あるいは飛行態様を示す情報は、飛行ルート上の複数の位置の目標通過時刻（または、飛行開始後の複数の時刻におけるドローン１００のいるべき位置を示す情報）と、飛行ルート上の複数の位置におけるドローン１００の飛行速度の両方を含んでもよい。

【0042】

ＣＰＵ７１０において、通信処理部７１１は、サーバ４０５またはユーザ端末４０１と通信を行うための手段である。通信処理部７１１は、サーバ４０５から記憶部７２０に飛行計画７２１をダウンロードする。飛行制御部７１２は、サーバ４０５を介してユーザ端末４０１から与えられる指示に応じて、記憶部７２０内の飛行計画７２１に従い、ドローン１００に飛行を行わせるための制御を行う。具体的には、飛行制御部７１２は、飛行計画７２１に従ってドローン１００を飛行させるためのモータ１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの回転数の制御を行う。また、飛行制御部７１２は、飛行計画７２１において定められた飛行ルート上の複数の位置の中の各位置を通過するとき、その時刻、その時刻における飛行速度、薬剤の残量、バッテリ５０２の残量を求め、測定情報として出力する。この測定情報は通信処理部７１１によりサーバ４０５に送信される。

【0043】

図１２はサーバ４０５の構成を示すブロック図である。なお、図１２にはサーバ４０５の機能を分かり易くするため、サーバ４０５とともに、ユーザ端末４０１、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄが示されている。

【0044】

図１２に示すように、サーバ４０５は、全体を制御するＣＰＵ８１０と、プログラムやデータを記憶する記憶部８２０と、ユーザ端末４０１、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄ等の通信相手と通信を行う通信部８３０とを含む。ＣＰＵ８１０は、クラウドサービスが提供する複数のコンピュータのＣＰＵの集合体である。また、記憶部８２０は、クラウドサービスが提供する複数のコンピュータが保有する記憶装置の集合体である。

【0045】

図１３はＣＰＵ８１０の機能構成を示すブロック図である。なお、この図１３にはＣＰＵ８１０の機能構成を分かり易くするため、記憶部８２０に記憶された各種のデータがＣＰＵ８１０とともに示されている。

【0046】

図１３において、ＣＰＵ８１０を示すボックス内には、通信処理部８１１、飛行計画生成部８１２、実績記録部８１３及び飛行計画変更部８１４（飛行計画変更手段の一例）が示されている。これらはＣＰＵ８１０が記憶部８２０内のプログラム（図示略）を実行することにより実現される機能である。

【0047】

通信処理部８１１は、図１２に示すユーザ端末４０１、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄ等の通信相手との通信を制御する手段である。

【0048】

飛行計画生成部８１２は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの飛行開始前に、記憶部８２０内の地図データ８２３を参照することにより、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの各々のための飛行計画８２１を生成し、記憶部８２０内に格納する。ここで、地図データ８２３は、圃場４０３を囲む境界線上の複数の位置の緯度経度を示す情報等を含む。

【0049】

実績記録部８１３は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄから送信される測定情報を取得し、ドローン毎にまとめ、各ドローンに対応した飛行実績８２２として記憶部８２０に蓄積する。なお、飛行実績８２２は各ドローンの飛行位置を示す。

【0050】

飛行計画変更部８１４は、所定時間間隔で、各ドローンの飛行実績８２２に基づいて、各ドローンの飛行計画８２１を変更する。また、飛行計画変更部８１４は、変更後の各ドローンの飛行計画８２１に基づいて、近接シーンの発生を検知するシミュレーションを実行し、近接シーンを検知した場合に、ドローンの衝突を回避するための飛行計画８２１の変更を行う。

【0051】

この飛行計画変更部８１４及び飛行計画生成部８１２は、各々の飛行計画に従い飛行する各ドローンが、所定の閾値以上の距離となるように各飛行計画を決定する決定部を構成している。

【0052】

次に本実施形態の動作を説明する。農業従事者は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄに飛行を行わせる場合、それに先立って、ユーザ端末４０１を操作し、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの各々についての飛行計画の生成をサーバ４０５に対して指示する。サーバ４０５では、この指示を通信処理部８１１が受信すると、飛行計画生成部８１２がドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの各々のための飛行計画８２１を生成し、通信処理部８１１が各ドローン用の飛行計画８２１をドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄに各々送信する。これらの飛行計画８２１は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄにおいて、飛行計画７２１として記憶部７２０に格納される。これにより、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄは、発着地点４０６から所定時間間隔を空けて順次離陸し、各々に与えられた飛行計画７２１に従って、圃場４０３の上空を飛行し、薬剤散布の作業を行う。そして、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの飛行制御部７１２は、各々の飛行計画７２１に定められた飛行ルート上の複数の位置の中の各位置を通過する毎に、現在時刻、現在時刻におけるドローンの飛行速度、バッテリ５０２の残量、薬剤の残量を示す測定情報を生成し、この測定情報を通信処理部７１１によりサーバ４０５に送信する。サーバ４０５では、実績記録部８１３が、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄから受信される測定情報をドローン毎にまとめ、各ドローンに対応した飛行実績８２２として記憶部８２０内に蓄積する。

【0053】

ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄが飛行を開始する前、各ドローン用の飛行計画８２１は、ドローン同士の衝突を回避するため、ドローン間の距離が常に閾値以上になるように決定される。従って、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄが各々に与えられた飛行計画通りに飛行した場合、ドローン同士の衝突は起こり得ない。しかしながら、風等の影響を受けたり、バッテリ交換や薬剤補給に要する時間が予定と異なったりすることで、実際の飛行が飛行計画からずれることがある。このため、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄが各々に与えられた飛行計画通りに飛行することは一般的に困難であり、例えば飛行ルート上のある位置を飛行計画において定められた時刻よりも後に通過し、あるいはそれよりも前に通過するということが起こる。そのような場合、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄが飛行計画通りの飛行を続けると、ドローン同士の衝突が発生する恐れがある。そこで、本実施形態において、サーバ４０５のＣＰＵ８１０は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの飛行開始後、十分に短い時間間隔で（例えば１５秒毎）、飛行計画変更部８１４としての処理を実行する。

【0054】

図１４は飛行計画変更部８１４としての処理を示すフローチャートである。まず、飛行計画変更部８１４は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの飛行実績８２２に基づいて、各ドローンの飛行計画８２１を変更する（ステップＳ１）。具体的には、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの各々について、飛行計画８２１において定められた飛行ルート上の複数の位置における通過時刻と、飛行実績８２２が示す各位置における通過時刻とを比較し、各ドローンの飛行が飛行計画に比べて遅れているか進んでいるかを判定する。そして、あるドローンの飛行が飛行計画に比べて平均的に遅れている場合、その平均的な遅れ時間を求め、当該ドローンの飛行計画の飛行ルート上において、現在以降に通過する各位置の通過時刻を遅れ時間分だけ遅らせる。一方、あるドローンの飛行が飛行計画に比べて平均的に進んでいる場合、その平均的な進み時間を求め、ある時間を掛けてこの進み時間がなくなるように、当該ドローンの飛行計画の飛行ルート上において、現在以降に通過する各位置の飛行速度及び通過時刻を調整する。また、バッテリ５０２の残量の減る速度あるいは薬剤の残量の減る速度が通常よりも早く、飛行計画において定められた時刻よりも早く発着地点４０６に当該ドローンを戻す必要がある場合、当該ドローンを発着地点４０６に早く戻すための飛行計画の変更を行う。

【0055】

次に飛行計画変更部８１４は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの変更後の飛行計画８２１に従って、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄを仮想的に飛行させるシミュレーションを実行する（ステップＳ２）。このシミュレーションにおいて、飛行計画変更部８１４は、変更後の飛行計画通りに各ドローンが飛行した場合に、２台のドローン間の距離が閾値未満になる近接シーンが発生するか否かを判定する（ステップＳ３）。

【0056】

そして、近接シーンが発生すると判定した場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、飛行計画変更部８１４は、ドローン同士の衝突回避のための飛行計画８２１の変更を実行する（ステップＳ４）。具体的には、互いに近接する２台のドローンの属性に基づき、それらのいずれかを選択し、選択したドローンの飛行計画８２１を変更する。本実施形態においては、２台のドローンの属性として飛行完了時刻が用いられるものとする。飛行完了時刻とは、飛行計画８２１が示す、ドローンが作業を完了し基地に到着する時刻である。飛行計画変更部８１４は、２台のドローンのうち飛行完了時刻が早い方を選択し、選択したドローンの飛行計画８２１を変更する。さらに詳述すると、近接する２台のドローン間の距離が所定の閾値以上になるように、飛行完了時刻が早い方のドローンの飛行計画８２１における近接地点（２台のドローンが近接する位置）に至るまでの飛行時間を長くする。もしくは、近接する２台のドローン間の距離が所定の閾値以上になるように、飛行完了時刻が遅い方のドローンの飛行計画８２１における近接地点（２台のドローンが近接する位置）に至るまでの飛行時間を短くする。これにより、検知された近接が解消する。

【0057】

近接地点に至るまでの飛行時間を長くする具体的な方法としては、当初の飛行計画よりも飛行速度を遅くする方法、当初の飛行計画になかったホバリングを追加する方法、ターン等の方向転換時にホバリングする時間を当初の飛行計画よりも長くする方法等のいずれが採用されてもよい。また、近接地点に至るまでの飛行時間を短くする具体的な方法としては、当初の飛行計画よりも飛行速度を速くする方法、ターン等の方向転換時にホバリングする時間を当初の飛行計画よりも短くする方法等のいずれが採用されてもよい。

【0058】

飛行計画変更部８１４は、ステップＳ４において、ある近接シーンを解消するための飛行計画８２１の変更を行うと、処理をステップＳ２に戻し、この変更後の飛行計画８２１を含む４つの飛行計画８２１に従って、４台のドローンの、先に解消した近接シーン以降の飛行をシミュレートし（ステップＳ２）、さらなる近接シーンがあるか否かを判定する（ステップＳ３）。さらなる近接シーンが検知された場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、上述したものと同様の手順で、近接シーンを解消するように、いずれかの飛行計画８２１を変更する（ステップＳ４）。その後、処理を再びステップＳ２に戻す。

【0059】

なお、変更の際、飛行の開始から新たに発見された近接シーンまでの期間の全体においていずれかのドローンの飛行速度を遅くすると、過去に解消した近接シーンまでの期間において新たな近接シーンが生じる可能性がある。そのため、過去に解消した近接シーンまでの飛行計画（近接シーンを生じない）が変更されないように、過去に解消した近接シーンから新たに検知した未解消の近接シーンまでの期間における飛行速度を遅くするように、飛行完了時刻が早い方のドローンの飛行計画を変更する。

【0060】

このように順次、時間を進めていきながら、全ドローンが作業を完了し発着地点４０６に帰還するまで上記の近接シーンの解消のための飛行計画の変更を繰り返す。

【0061】

近接シーンが解消すると（ステップＳ３；Ｎｏ）、サーバ４０５では、通信処理部８１１が、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄに対し、各々の変更後の飛行計画８２１を送信する（ステップＳ５）。これらの変更後の飛行計画８２１は、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄにおいて、飛行計画７２１として記憶部７２０に格納される。これにより各ドローンは、変更後の飛行計画８２１である飛行計画７２１に従って飛行する。これにより、ドローン１００ａ、１００ｂ、１００ｃ及び１００ｄの近接が回避される。

【0062】

以上のように、本実施形態によれば、近接シーンが生じず、いずれのドローンも接触することなく飛行を完了することができる。その際、飛行完了時刻が早い方の飛行計画が変更されるため、全体の飛行完了時刻が不必要に遅くなることはない。

【0063】

［変形例］
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は様々に変形され得る。以下にそれらの変形の例を示す。以下に示す変形例の２以上が適宜組み合わされてもよい。

【0064】

（１）上記実施形態では、複数台のドローンの近接シーンを回避するために、飛行完了時刻が早い方のドローンを選択し、そのドローンの飛行計画を変更した。これに代えて、以下のように、複数台のドローンの飛行完了時刻以外の各種の属性に基づいて、飛行計画を変更するドローンを選択してもよい。
（ａ）近接する２台のドローンのうち単位距離の飛行に要するエネルギー量（例えば、バッテリから供給される電力量）が少ない方の飛行計画を変更する。
（ｂ）近接する２台のドローンのうち残航距離に対する航続可能距離の比率が大きい方の飛行計画を変更する。
（ｃ）近接する２台のドローンのうち残航距離に対する航続可能距離の超過量が長い方の飛行計画を変更する。
（ｄ）近接する２台のドローンのうち残航時間に対する航続可能時間の比率が大きい方の飛行計画を変更する。
（ｅ）近接する２台のドローンのうち残航時間に対する航続可能時間の超過量が長い方の飛行計画を変更する。
（ｆ）近接する２台のドローンのうち残航の飛行に要するエネルギー量（例えば、バッテリから供給される電力量）に対する残エネルギー量（例えば、バッテリに残っている電力量）の比率が大きい方の飛行計画を変更する。
（ｇ）近接する２台のドローンのうち残航の飛行に要するエネルギー量（例えば、バッテリから供給される電力量）に対する残エネルギー量（例えば、バッテリに残っている電力量）の超過量が多い方の飛行計画を変更する。
（ｈ）近接する２台のドローンのうち一方が飛行完了前にエネルギーの補充（例えば、バッテリの交換）を要し他方が飛行完了前にエネルギーの補充を要さないと推定される場合、エネルギーの補充を要すると推定される方の飛行計画を変更する。
（ｉ）近接する２台のドローンのうち薬剤の残量が少ない方の飛行計画を変更する。
（ｊ）近接する２台のドローンのうち薬剤の散布のための残航が短い方の飛行計画を変更する。
（ｋ）近接する２台のうちランダムに選択されたドローンの飛行計画を変更する。
（ｌ）近接する２台のうち識別番号が小さい（または大きい）方のドローンの飛行計画を変更する。

【0065】

また、矛盾しない限り、上記実施形態に記載の選択方法及び上記の（ａ）～（ｌ）のうちの２以上が組み合わされてもよい。例えば、各属性（飛行完了時刻、単位距離の飛行に要するバッテリ消費量、バッテリ交換の要否、薬剤残量、作業完了までの残航量等）に関し、近接する２台のドローンに評点を与え、それらの評点の合計値（又は算術平均値、重み付け平均等）に基づき、飛行計画を変更するドローンを選択してもよい。

【0066】

（２）上記実施形態では、飛行完了時刻が早い（現状の飛行計画を維持すべき優先度が低い）ドローンの飛行計画を変更するにあたり、飛行速度を遅くする、という方法を採用した。しかし、他の方法により飛行計画を変更し、近接シーンを解消してもよい。例えば、近接する手前の位置でホバリングするように飛行計画を変更してもよい。また、近接シーンの前後において、飛行計画の変更を行うドローンが近接する相手のドローンを迂回するように（例えば、上下左右のいずれかに）、飛行ルートを変更してもよい。

【0067】

飛行計画の変更を行うドローンが近接する相手ドローンを右もしくは左にかわして迂回するように飛行計画を変更する場合、自己又は相手のドローンの飛行済エリアを確認し、当該飛行済エリアに迂回ルートを生成する。飛行済エリアに迂回することにより、他のドローンが飛行する可能性のあるエリアに迂回ルートを生成してしまうリスクを低減できる。また、飛行計画の変更を行うドローンが近接する相手ドローンを上もしくは下にかわして迂回するように飛行計画を変更する場合、ホバリング状態で高度を上げるか、もしくは下げ、相手ドローンが離れた後に、迂回前の高度に戻るように迂回ルートを生成する。

【0068】

（３）例えば、残航距離に対する航続可能距離の比率の大きい方のドローンの飛行計画の飛行速度を速くしてもよい。なお、航続可能距離は、ドローンのバッテリ残量を、ドローンが単位距離を飛行するために要するバッテリ消費量で除算することで求められる距離である。オリジナルの飛行計画における飛行速度が最もエネルギー効率がよい場合、飛行速度を遅くする場合と同様に、飛行速度を速くしても単位飛行距離当たりのバッテリ消費量は増加する。従って、残航距離に対するバッテリ残量に余裕がある方の無人航空機の飛行速度を速めることで、不要なバッテリ交換の発生を防止できる。

【0069】

（４）ドローンの台数は２以上であればいずれでもよい。

【0070】

（５）農地の形状は様々に変わり得る。また、区画の区分方法も様々に変更されてよい。

【0071】

（６）上記実施形態では、飛行計画を決定する決定手段をサーバ４０５に設けた。しかし、決定手段はドローンが決定手段により決定された飛行計画を取得できる限り、どこに配置されてもよい。例えば、決定手段が、基地局４０４、ユーザがドローンをリモートコントロールするためのユーザ端末４０１、いずれかのドローン（マスタとなるドローンの制御装置）、のいずれかに配置されてもよい。

【符号の説明】

【0072】

４０１……ユーザ端末、４０２……農業従事者、４０３……圃場、４０４……基地局、４０５……サーバ、４０６……発着地点、１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ……ドローン、１０１……回転翼、５０１……データ処理装置、５０３，５１９……ＷｉＦｉ子機、５０４……ＧＰＳモジュール、５０５……６軸ジャイロセンサ、５０６……地磁気センサ、５０７……気圧センサ、５０８……レーザセンサ、５０９……ソナー、５１０……流量センサ、５１１……液切れセンサ、５１２ａ……可視光カメラ、５１２ｂ……第１スペクトルカメラ、５１２ｃ……第２スペクトルカメラ、５１３……障害物検知カメラ、５１４……スイッチ、５１５……障害物接触センサ、５１６……カバーセンサ、５１７……薬剤注入口センサ、１０２……モータ、１０６……ポンプ、１０７……ＬＥＤ、５１８……ブザー、５２０……スピーカ、５２１……警告灯、７１０，８１０……ＣＰＵ、７２０，８２０……記憶部、７１１，８１１……通信処理部、７１２……飛行制御部、８１２……飛行計画生成部、８１３……実績記録部、８１４……飛行計画変更部、７２１，８２１……飛行計画、８２２……飛行実績、８２３……地図データ。

【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】