特許 7593288 制御装置、プログラム、飛行体、システム、及びシステムの動作方法

(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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】制御装置、プログラム、飛行体、システム、及びシステムの動作方法

(51)【国際特許分類】

   G08G 5/00 20060101AFI20241126BHJP

   B64D 27/24 20240101ALI20241126BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20241126BHJP

   G01C 21/20 20060101ALI20241126BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20241126BHJP

   H01M 10/44 20060101ALI20241126BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20241126BHJP

   H02J 7/04 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

G08G5/00 A

B64D27/24

B64C27/04

G01C21/20

H01M10/48 P

H01M10/44 Q

H02J7/00 B

H02J7/04 D

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2021170428

(22)【出願日】2021-10-18

(65)【公開番号】P2023060696

(43)【公開日】2023-04-28

【審査請求日】2023-07-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100187078

【弁理士】

【氏名又は名称】甲原 秀俊

(74)【代理人】

【識別番号】100139491

【弁理士】

【氏名又は名称】河合 隆慶

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 昭大郎

【審査官】上野 博史

(56)【参考文献】

【文献】特許第６４８００８８（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１３－０９０３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１２６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７３０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３２６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６７８７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ ５／００

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

Ｂ６４Ｃ ２７／０４

Ｇ０１Ｃ ２１／２０

Ｈ０１Ｍ １０／４８

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動ロータにより飛行する飛行体の飛行に係る消費電力の情報を格納する記憶部と、
前記飛行体が目的地へ飛行するときの単位領域ごとに飛行体に要求される飛行高度の情報に基づく飛行高度の変化量の合計を含む飛行条件に応じた消費電力と当該飛行体の充電残量とに基づいて、給電施設を経由する飛行経路での飛行を当該飛行体に指示する制御部と、を有する
制御装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記制御部は、前記給電施設にて前記充電残量に応じた充電速度で充電を行うための指示を前記飛行体に送る、
制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記制御部は、前記飛行体が指定された到着時刻までに前記目的地に到着しない場合には、前記給電施設における充電時間を短縮するための指示を、前記飛行体に送る、
制御装置。

【請求項4】

請求項３において、
前記制御部は、前記飛行体のバッテリの状態を加味して前記充電時間を短縮するための指示を生成する、
制御装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれかにおいて、
前記飛行条件は、さらに、飛行距離、天候、風向き、及び操縦者の操縦技量の一以上を含む、
制御装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれかにおいて、
前記制御部は、端末装置から前記目的地の情報を受ける、
制御装置。

【請求項7】

コンピュータにより実行されることで、請求項１～６のいずれかに記載の制御装置として当該コンピュータを動作させる、プログラム。

【請求項8】

請求項１～６のいずれかに記載の制御装置を有する飛行体。

【請求項9】

電動ロータにより飛行する飛行体と、当該飛行体と通信する制御装置とを有するシステムであって、
前記制御装置は、前記飛行体の飛行に係る消費電力の情報を格納する記憶部と、前記飛行体が目的地へ飛行するとき単位領域ごとに飛行体に要求される飛行高度の情報に基づく飛行高度の変化量の合計を含む飛行条件に応じた消費電力と当該飛行体の充電残量とに基づいて、給電施設を経由する飛行経路での飛行を当該飛行体に指示する制御部とを有し、
前記飛行体は、前記制御部からの指示に基づいて飛行する
システム。

【請求項10】

請求項９において、
前記制御装置は、前記給電施設にて前記充電残量に応じた充電速度で充電を行うための指示を前記飛行体に送る、
システム。

【請求項11】

請求項９又は１０において、
前記制御装置は、前記飛行体が指定された到着時刻までに前記目的地に到着しない場合には、前記給電施設における充電時間を短縮するための指示を、前記飛行体に送る、
システム。

【請求項12】

請求項１１において、
前記制御装置は、前記飛行体のバッテリの状態を加味して前記充電時間を短縮するための指示を生成する、
システム。

【請求項13】

請求項９～１２のいずれかにおいて、
前記飛行条件は、さらに、飛行距離、天候、風向き、及び操縦者の操縦技量の一以上を含む、
システム。

【請求項14】

請求項９～１３のいずれかにおいて、
前記制御装置は、端末装置から前記目的地の情報を受ける、
システム。

【請求項15】

電動ロータにより飛行する飛行体と、当該飛行体と通信する制御装置とを有するシステムの動作方法であって、
前記制御装置が、前記飛行体の飛行に係る消費電力の情報を有し、前記飛行体が目的地へ飛行するとき単位領域ごとに飛行体に要求される飛行高度の情報に基づく飛行高度の変化量の合計を含む飛行条件に応じた消費電力と当該飛行体の充電残量とに基づいて、給電施設を経由する飛行経路での飛行を当該飛行体に指示する工程と、
前記飛行体が、前記制御装置からの指示に基づいて飛行する工程と、を含む
動作方法。

【請求項16】

請求項１５において、
前記制御装置が、前記給電施設にて前記充電残量に応じた充電速度で充電を行うための指示を前記飛行体に送る、
動作方法。

【請求項17】

請求項１５又は１６において、
前記制御装置が、前記飛行体が指定された到着時刻までに前記目的地に到着しない場合には、前記給電施設における充電時間を短縮するための指示を、前記飛行体に送る、
動作方法。

【請求項18】

請求項１７において、
前記制御装置が、前記飛行体のバッテリの状態を加味して前記充電時間を短縮するための指示を生成する、
動作方法。

【請求項19】

請求項１５～１８のいずれかにおいて、
前記飛行条件が、さらに、飛行距離、天候、風向き、及び操縦者の操縦技量の一以上を含む、
動作方法。

【請求項20】

請求項１５～１９のいずれかにおいて、
前記制御装置が、端末装置から前記目的地の情報を受ける、
動作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御装置、プログラム、飛行体、システム、及びシステムの動作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

積載したバッテリからの放電による電力で駆動するＥＶ（Electric Vehicle）、ｅＶＴＯＬ（electric Vertical Take Off and Landing）といった乗物が知られている。また、バッテリの効率的な充放電を管理する技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、バッテリの温度、劣化度合いに基づき充電制御する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－０００８３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ｅＶＴＯＬ等の飛行体において、バッテリの充放電を合理的に行うことが要求される。

【0005】

本開示は、飛行体のバッテリの充放電を合理的に管理する制御装置等を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示における制御装置は、電動ロータにより飛行する飛行体の飛行に係る消費電力の情報を格納する記憶部と、前記飛行体が目的地へ飛行するときの飛行条件に応じた消費電力と当該飛行体の充電残量とに基づいて、給電施設を経由する飛行経路での飛行を当該飛行体に指示する制御部と、を有する。

【0007】

本開示におけるシステムは、電動ロータにより飛行する飛行体と、当該飛行体と通信する制御装置とを有するシステムであって、前記制御装置は、前記飛行体の飛行に係る消費電力の情報を格納する記憶部と、前記飛行体が目的地へ飛行するときの飛行条件に応じた消費電力と当該飛行体の充電残量とに基づいて、給電施設を経由する飛行経路での飛行を当該飛行体に指示する制御部とを有し、前記飛行体は、前記制御部からの指示に基づいて飛行する。

【0008】

本開示におけるシステムの動作方法は、電動ロータにより飛行する飛行体と、当該飛行体と通信する制御装置とを有するシステムの動作方法であって、前記制御装置が、前記飛行体の飛行に係る消費電力の情報を有し、前記飛行体が目的地へ飛行するときの飛行条件に応じた消費電力と当該飛行体の充電残量とに基づいて、給電施設を経由する飛行経路での飛行を当該飛行体に指示する工程と、前記飛行体が、前記制御部からの指示に基づいて飛行する工程とを含む。

【発明の効果】

【0009】

本開示における制御装置等によれば、飛行体のバッテリの充放電を合理的に管理することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】運行管理システムの構成例を示す図である。

【図2】サーバ装置の構成例を示す図である。

【図3】飛行体の構成例を示す図である。

【図4】端末装置の構成例を示す図である。

【図5】運行管理システムの動作例を示すシーケンス図である。

【図6】サーバ装置の動作例を示すフローチャート図である。

【図7A】高度情報と飛行経路の例を示す図である。

【図7B】飛行経路の例を示す図である。

【図8】飛行体の消費電力について説明する図である。

【図9】飛行経路の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施の形態について説明する。

【0012】

図１は、一実施形態における運行管理システムの構成例を示す図である。運行管理システム１は、オンデマンドで乗客を搬送する飛行体の運行を管理するシステムである。運行管理システム１は、ネットワーク１１を介して互いに情報通信可能に接続される、それぞれ一以上のサーバ装置１０、飛行体１２、及び端末装置１３を有する。

【0013】

サーバ装置１０は、例えば、クラウドコンピューティングシステム又はその他のコンピューティングシステムに属し、各種機能を実装するサーバとして機能するサーバコンピュータである。サーバ装置１０は、飛行体１２による運行サービスを提供する事業者により利用される。

【0014】

飛行体１２は、一以上の乗員が搭乗可能な乗用車と略同様の大きさのキャビンと、揚力及び推力を発生させるための一以上の電動ロータを含む機構とを有し、少なくとも部分的に有視界飛行方式（ＶＦＲ：Visual Flight Rules）により操縦される、例えばｅＶＴＯＬである。飛行体１２は、電動ロータを駆動するための、モータを含む駆動機構とその制御装置、及び駆動機構に電力を供給するバッテリを有する。バッテリは、例えば、リチウムイオンバッテリである。飛行体１２は、計器飛行方式（ＩＦＲ：Instrument Flight Rules）による操縦が行われてもよい。また、飛行体１２は、通信機能と情報処理機能とを備え、移動通信ネットワークを介してネットワーク１１に接続される。

【0015】

端末装置１３は、通信機能を備えた情報処理装置であって、飛行体１２に搭乗する乗客により用いられ、各種情報通信と情報処理を実行する。端末装置１３は、例えば、スマートフォン、タブレット端末といった情報処理端末である。

【0016】

ネットワーク１１は、例えばインターネットであるが、アドホックネットワーク、ＬＡＮ(Local Area Network)、ＭＡＮ(Metropolitan Area Network)、もしくは他のネットワーク又はこれらいずれかの組合せが含まれる。

【0017】

運行管理システム１において、サーバ装置１０が「制御装置」に対応する。サーバ装置１０は、電動ロータにより飛行する飛行体１２の飛行に係る消費電力の情報を格納する記憶部を有する。また、サーバ装置１０は、飛行体１２が目的地へ飛行するときの飛行条件に応じた消費電力と飛行体１２の充電残量とに基づいて、給電施設を経由する飛行経路での飛行を飛行体１２に指示する制御部を有する。

【0018】

飛行体１２は、軽量化の必要から、比較的小さい体積のバッテリを搭載する。すると、一回の充電量がバッテリの体積に制約されることにより、頻繁にバッテリを充放電することになる。バッテリの頻繁な充放電は、バッテリの劣化につながりやすく、特に、１００％又は０％付近での高速充電は、バッテリの劣化を加速するおそれがある。一方で、飛行体１２のロータを駆動するモータは、飛行体１２の飛行条件に応じて異なる負荷を受け、したがって消費電力が変動する。本実施形態によれば、飛行体１２が運行するときの飛行条件に応じた消費電力と飛行体１２のバッテリの充電残量とに基づいて、適切なタイミングで飛行体１２が給電施設で充電できるような飛行経路を設定する。よって、飛行体のバッテリの充放電を合理的に管理することが可能となる。ひいては、飛行体１２のバッテリの劣化を無用に加速するような充放電が回避されることで、飛行体１２の良好な稼働が維持される。

【0019】

図２は、サーバ装置１０の構成例について説明するための図である。サーバ装置１０は、通信部２１、記憶部２２、制御部２３、入力部２５、及び出力部２６を有する。サーバ装置１０は、例えば、一のコンピュータである。または、サーバ装置１０は、情報通信可能に接続されて連携動作する二以上のコンピュータで構成されてもよい。その場合、図２に示す構成は二以上のコンピュータに適宜に配置される。

【0020】

通信部２１は、一以上の通信用インタフェースを含む。通信用インタフェースは、例えば、ＬＡＮインタフェースである。通信部２１は、サーバ装置１０の動作に用いられる情報を受信し、またサーバ装置１０の動作によって得られる情報を送信する。サーバ装置１０は、通信部２１によりネットワーク１１に接続され、ネットワーク１１経由で飛行体１２、又は端末装置１３と情報通信を行う。

【0021】

記憶部２２は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する一以上の半導体メモリ、一以上の磁気メモリ、一以上の光メモリ、又はこれらのうち少なくとも２種類の組み合わせを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）である。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ（Static RAM）又はＤＲＡＭ（Dynamic RAM）である。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）である。記憶部２２は、サーバ装置１０の動作に用いられる情報と、サーバ装置１０の動作によって得られた情報とを格納する。

【0022】

制御部２３は、一以上のプロセッサ、一以上の専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化したＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等の専用プロセッサである。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等である。制御部２３は、サーバ装置１０の各部を制御しながら、サーバ装置１０の動作に係る情報処理を実行する。

【0023】

入力部２５は、一以上の入力用インタフェースを含む。入力用インタフェースは、例えば、物理キー、静電容量キー、ポインティングデバイス、ディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン、又は音声入力を受け付けるマイクロフォンである。入力部２５は、サーバ装置１０の動作に用いられる情報を入力する操作を受け付け、入力される情報を制御部２３に送る。

【0024】

出力部２６は、一以上の出力用インタフェースを含む。出力用インタフェースは、例えば、ディスプレイ又はスピーカである。ディスプレイは、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイである。出力部２６は、サーバ装置１０の動作によって得られる情報を出力する。

【0025】

サーバ装置１０の機能は、制御プログラムを、制御部２３に含まれるプロセッサが実行することにより実現される。制御プログラムは、コンピュータをサーバ装置１０として機能させるためのプログラムである。また、サーバ装置１０の一部又は全ての機能が、制御部２３に含まれる専用回路により実現されてもよい。また、制御プログラムは、サーバ装置１０に読取り可能な非一過性の記録・記憶媒体に格納され、サーバ装置１０が媒体から読み取ってもよい。

【0026】

図３は、飛行体１２の構成例を示す。飛行体１２は、通信部３１、記憶部３２、制御部３３、測位部３４、入力部３５、出力部３６、及び検知部３７を有する。これらの一以上が一の制御装置として構成されてもよいし、各部が飛行体１２の機内ネットワークを介して情報通信可能に接続されてもよい。また、制御装置がタブレット端末を含むパーソナルコンピュータ、スマートフォン端末、ナビゲーション装置により構成されてもよい。

【0027】

通信部３１は、一以上の通信用インタフェースを含む。通信用インタフェースは、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（4th Generation）、若しくは５Ｇ（5th Generation）などの移動通信規格に対応したインタフェースである。通信部３１は、制御部３３の動作に用いられる情報を受信し、また制御部３３の動作によって得られる情報を送信する。制御部３３は、通信部３１により、移動体通信の基地局を介してネットワーク１１に接続され、ネットワーク１１経由でサーバ装置１０と情報通信を行う。

【0028】

記憶部３２は、一以上の半導体メモリ、一以上の磁気メモリ、一以上の光メモリ、又はこれらのうち少なくとも２種類の組み合わせを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭである。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭである。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭである。記憶部３２は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部３２は、制御部３３の動作に用いられる情報と、制御部３３の動作によって得られた情報とを格納する。

【0029】

制御部３３は、一以上のプロセッサ、一以上の専用回路、又はこれらの組み合わせを含む。プロセッサは、ＣＰＵなどの汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した専用プロセッサである。専用回路は、例えば、ＦＰＧＡ又はＡＳＩＣである。制御部３３は、飛行体１２の動作に係る情報処理を実行する。

【0030】

測位部３４は、自律航法、電子航法、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）等により飛行体１２の位置を取得するためのセンサ又は受信機を含む。自律航法のためのセンサは、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ、方位磁石、高度計等を含む。電子航法のための受信機は、例えば、ＶＯＲ（VHF omni-directional radio range）、ＩＬＳ（Instrument Landing System）など地上の電波施設からの電波を受信するための受信機を含む。さらに、ＧＮＳＳ受信機は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）、ＱＺＳＳ（Quasi-Zenith Satellite System）、ＢｅｉＤｏｕ、ＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、及びＧａｌｉｌｅｏの少なくともいずれかを含む。測位部３４は、飛行体１２の位置情報を取得して、位置情報を制御部３３に送る

【0031】

入力部３５は、一以上の入力用インタフェースを含む。入力用インタフェースは、例えば、物理キー、静電容量キー、ポインティングデバイス、ディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン、又は音声入力を受け付けるマイクロフォンである。入力インタフェースは、さらに、撮像画像又は画像コードを取り込むカメラ、又はＩＣ（Integrated Circuit）カードリーダーを含んでもよい。入力部３５は、制御部３３の動作に用いられる情報を入力する操作を受け付け、入力される情報を制御部３３に送る。

【0032】

出力部３６は、一以上の出力用インタフェースを含む。出力用インタフェースは、例えば、ディスプレイ又はスピーカである。ディスプレイは、例えば、ＬＣＤ又は有機ＥＬディスプレイである。出力部３６は、制御部３３の動作によって得られる情報を出力する。

【0033】

検知部３７は、飛行体１２の各部の状態又は動作を検知する一以上のセンサ類、又はセンサ類とのインタフェースを有し、センサ類による検知結果を示す情報を制御部３３へ送る。センサ類は、モータを含む駆動機構、バッテリの充電残量、温度等の状態又は動作を検知するセンサを含む。また、センサ類は、飛行体１２の外部環境の状態を検知する、風速センサ、風向センサ、気温センサ、気圧センサ、湿度センサ、照度センサ、雨量センサ、カメラ等を含む。

【0034】

制御部３３の機能は、制御プログラムを、制御部３３に含まれるプロセッサで実行することにより実現される。制御プログラムは、プロセッサを制御部３３として機能させるためのプログラムである。また、制御部３３の一部又は全ての機能が、制御部３３に含まれる専用回路により実現されてもよい。

【0035】

制御部３３は、通信部３１、記憶部３２、測位部３４、入力部３５、出力部３６、及び検知部３７と各種情報を授受しながらこれら各部を制御するとともに、出力部３６を介して飛行体１２の操縦に必要な各種情報を操縦者に提示する。

【0036】

図４は、端末装置１３の構成を説明するための図である。端末装置１３は、例えばスマートフォン、タブレット端末といった情報処理装置である。端末装置１３は、通信部４１、記憶部４２、制御部４３、測位部４４、入力部４５、及び出力部４６を有する。

【0037】

通信部４１は、有線又は無線ＬＡＮ規格に対応する通信モジュール、ＬＴＥ、４Ｇ、５Ｇ等の移動体通信規格に対応するモジュール等を有する。端末装置１３は、通信部４１により、近傍のルータ装置又は移動体通信の基地局を介してネットワーク１１に接続され、ネットワーク１１経由でサーバ装置１０等と情報通信を行う。

【0038】

記憶部４２は一以上の半導体メモリ、一以上の磁気メモリ、一以上の光メモリ、又はこれらのうち少なくとも２種類の組み合わせを含む。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ又はＲＯＭである。ＲＡＭは、例えば、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭである。ＲＯＭは、例えば、ＥＥＰＲＯＭである。記憶部４２は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能する。記憶部４２は、制御部４３の動作に用いられる情報と、制御部４３の動作によって得られた情報とを格納する。

【0039】

制御部４３は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の一以上の汎用プロセッサ、又は特定の処理に特化した一以上の専用プロセッサを有する。あるいは、制御部４３は、一以上の、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等の専用回路を有してもよい。制御部４３は、制御・処理プログラムに従って動作したり、あるいは、回路として実装された動作手順に従って動作したりすることで、端末装置１３の動作を統括的に制御する。そして、制御部４３は、通信部４１を介してサーバ装置１０等と各種情報を送受し、本実施形態にかかる動作を実行する。

【0040】

測位部４４は、一以上のＧＮＳＳ受信機を含む。ＧＮＳＳには、例えば、ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、ＢｅｉＤｏｕ、ＧＬＯＮＡＳＳ、及びＧａｌｉｌｅｏの少なくともいずれかが含まれる。測位部４４は、端末装置１３の位置情報を取得する。

【0041】

入力部４５は、一以上の入力用インタフェースを含む。入力用インタフェースは、例えば、物理キー、静電容量キー、ポインティングデバイス、ディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン、又は音声入力を受け付けるマイクロフォンである。入力インタフェースは、さらに、撮像画像又は画像コードを取り込むカメラ、又はＩＣカードリーダーを含んでもよい。入力部４５は、制御部４３の動作に用いられる情報を入力する操作を受け付け、入力される情報を制御部４３に送る。

【0042】

出力部４６には、一以上の出力用インタフェースを含む。出力用インタフェースは、例えば、ディスプレイ又はスピーカである。ディスプレイは、例えば、ＬＣＤ又は有機ＥＬディスプレイである。出力部４６は、制御部４３の動作によって得られる情報を出力する。

【0043】

制御部４３の機能は、制御部４３に含まれるプロセッサが制御プログラムを実行することにより実現される。制御プログラムは、プロセッサを制御部４３として機能させるためのプログラムである。また、制御部４３の一部又は全ての機能が、制御部４３に含まれる専用回路により実現されてもよい。

【0044】

図５は、運行管理システム１の動作手順を説明するためのシーケンス図である。このシーケンス図は、サーバ装置１０、飛行体１２及び端末装置１３の連係動作にかかる手順を示す。図５におけるサーバ装置１０、飛行体１２及び端末装置１３の各種情報処理に係るステップは、それぞれの制御部２３、３３及び４３により実行される。また、サーバ装置１０、飛行体１２及び端末装置１３の各種情報の送受に係るステップは、それぞれの制御部２３、３３及び４３が、それぞれ通信部２１、３１及び４１を介して互いに情報を送受することにより実行される。サーバ装置１０、飛行体１２及び端末装置１３では、それぞれ制御部２３、３３及び４３が、それぞれ送受する情報を記憶部２２、３２及び４２及びに適宜格納する。さらに、制御部２３、３３及び４３は、それぞれ入力部２５、３５及び４５により各種情報の入力を受け付け、それぞれ出力部２６、３６及び４６により各種情報を出力する。ここでは、サーバ装置１０がそれぞれ一の飛行体１２及び端末装置１３と連係する動作手順例が示されるが、図５で示す手順は、サーバ装置１０と、それぞれ二以上の飛行体１２及び端末装置１３のそれぞれとの連係において実行されてもよい。

【0045】

ステップＳ５００において、端末装置１３は、乗客から運行条件の入力を受け付ける。運行条件は、飛行体１２による運行を利用する際の乗客数、及び乗客が指定する出発地、出発時刻、目的地、到着時刻等の情報を含む。制御部５３は、運行条件の入力画面を出力部５６により表示し、乗客が入力する情報を入力部４５のタッチパネル等により受け付ける。

【0046】

ステップＳ５０２において、端末装置１３は、運行条件の情報をサーバ装置１０へ送る。サーバ装置１０は、端末装置１３から送られる情報を受ける。

【0047】

ステップＳ５０４において、サーバ装置１０は、飛行体１２から飛行体１２の位置情報及び状態情報を受ける。状態情報は、飛行体１２のモータの電流値、温度、モータに電源を供給するバッテリの充電残量等の情報を含む。例えば、飛行体１２は、任意の周期（例えば数秒周期）で位置情報及び状態情報をサーバ装置１０へ送る。または、サーバ装置１０は、飛行体１２に位置情報及び状態情報を要求し、飛行体１２が要求に応じて位置情報と状態情報をサーバ装置１０へ送ってもよい。位置情報及び状態情報には、飛行体１２の識別情報が付される。これにより、サーバ装置１０は、複数の飛行体１２が存在する場合であっても、各飛行体１２の識別情報と位置情報及び状態情報とを対応づけられる。

【0048】

ステップＳ５０６において、サーバ装置１０は飛行計画を作成する。ステップＳ５０６における制御部２３の詳細な動作手順が、図６に示される。

【0049】

図６は、サーバ装置１０の制御部２３の動作手順例を示すフローチャート図である。

【0050】

ステップＳ６００において、制御部２３は、運行条件を取得する。制御部２３は、端末装置１３から受けた運行条件を記憶部２２から読み出す。

【0051】

ステップＳ６０２において、制御部２３は、高度情報を取得する。高度情報は、例えば、地図上の任意の大きさの単位領域ごとに、単位領域の状態に応じて飛行体１２に要求される飛行高度の情報を有する。単位領域の状態は、人物、建築物等の密集度合い、又は、地表面の標高である。また、ここで、飛行高度は海抜高度である。飛行体１２は、非密集地域の上の空域では、地表面の物体から１５０ｍ以上の上空を飛行することが要求され、密集地域の上空では地表面の物体から３００ｍ以上の上空を飛行することが要求される。更に、地表面の標高が地表面からの要求される距離に加減算される。よって、飛行体１２に要求される飛行高度、すなわち海抜高度は、飛行する単位領域の状態によって変化する。よって、飛行体１２は、飛行経路に沿って飛行する際、飛行する単位領域の状態に応じて変化する飛行高度で飛行するために、随時、上昇又は下降をする。かかる高度情報は、予め地図情報と共に記憶部２２に格納される。制御部２３は、運行条件に含まれる出発地と目的地に対応する領域の高度情報を読み出す。

【0052】

図７Ａは、高度情報の例を模式的に示す。制御部２３は、例えば、出発地７１と目的地７２を対角とする矩形領域７０の高度情報を記憶部２２から読み出す。矩形領域７０は、空白又はハッチングされたマス目により表される単位領域を有する。各単位領域は、例えば、数十メートル～数百メートル四方の矩形領域である。ここでは、単位領域は、その上空を飛行する飛行体１２に要求される飛行高度の順に、低高度領域７３、中高度領域７４、及び高高度領域７５に分類される。低高度領域７３は、例えば、飛行高度１５０ｍ以上が要求される領域であって、人口、建築、車両等が密集していない地表面、船舶等が密集していない水面の領域に対応する。中高度領域７４は、例えば、飛行高度２００ｍ以上が要求される領域であって、例えば、管制から飛行高度が指定される領域に対応する。高高度領域７５は、例えば、飛行高度３００ｍ以上が要求される領域であって、人口、建築、車両等が密集している地表面、船舶等が密集している水面の領域に対応する。密集の有無は、例えば、各単位領域における人口、建築物の数、車両数、船舶数等が、任意に設定される基準値を満たすか否かに応じて判断される。なお、ここに示す高度情報は一例であって、例えば、山間部等、標高が比較的高い単位領域では、標高が加算された数百ｍ以上の飛行高度が要求されてもよい。

【0053】

図６のステップＳ６０４において、制御部２３は、バッテリ情報を取得する。制御部２３は、飛行体１２から受けた状態情報から、バッテリの充電残量を含むバッテリ情報を取得する。

【0054】

ステップＳ６０６において、制御部２３は、操縦士情報を取得する。制御部２３は、飛行体１２から受けた識別情報に対応する操縦士情報を、記憶部２２から読み出す。記憶部２２には、飛行体１２の識別情報毎に対応づけられた操縦士情報が予め格納される。操縦士情報は、操縦士の識別情報と、各操縦士の熟練度を示す情報とを含む。熟練度を示す情報は、例えば、累計訓練時間、累計飛行時間、操縦技術に関する認定資格の有無といった情報を含む。かかる操縦士情報は、例えば運行事業者の操作により一回的にサーバ装置１０へ入力、格納され、随時更新される。

【0055】

ステップＳ６０８において、制御部２３は、天候情報を取得する。天候情報は、例えば、各単位領域の風向きの情報を含む。制御部２３は、例えば、天候情報を配信するサーバから矩形領域７０に対応する天候情報を取得して、各単位領域の風向きの情報を取得する。

【0056】

ステップＳ６１０において、制御部２３は、飛行経路を導出する。制御部２３は、任意のアルゴリズムを用いて、飛行体１２の現在位置から出発地、更に出発地から目的地へ至る飛行経路を導出する。例えば、図７Ａには、出発地７１から目的地７２への３通りの飛行経路７６、７７及び７８の例が示される。

【0057】

図７Ｂは、図７Ａにおける３通りの飛行経路７６、７７及び７８におけるそれぞれの飛行高度の変化を模式的に示す。図７Ｂの縦軸方向は飛行高度、横軸方向は通過する単位領域と飛行距離を示す。

【0058】

例えば、飛行経路７６は、出発地７１の後、低高度領域７３、高高度領域７５及び中高度領域７４を通過し、低高度領域７３を再び経て目的地７２へ至る。よって、飛行体１２に要求される飛行高度は、出発地７１における０ｍから、低高度領域７３における１５０ｍ、高高度領域７５における３００ｍ、中高度領域７４における２００ｍ、低高度領域における１５０ｍ、そして、目的地７２における０ｍと、順次変化する。よって、この場合、飛行体１２が上昇及び下降することによる高度の変化量の合計は、上昇と下降にそれぞれ係る３００ｍの和の６００ｍである。

【0059】

また、飛行経路７７は、出発地７１の後、低高度領域７３、中高度領域７４を通過し、低高度領域７３を再び経て目的地７２へ至る。よって、飛行体１２に要求される飛行高度は、出発地７１における０ｍから、低高度領域７３における１５０ｍ、中高度領域７４における２００ｍ、低高度領域における１５０ｍ、そして、目的地７２における０ｍと、順次変化する。よって、この場合、飛行体１２が上昇及び下降することによる高度の変化量の合計は４００ｍである。

【0060】

更に、飛行経路７８は、出発地７１の後、低高度領域７３のみを通過して目的地７２へ至る。よって、飛行体１２に要求される飛行高度は、出発地７１における０ｍから、低高度領域７３における１５０ｍ、そして、目的地７２における０ｍと、順次変化する。よって、この場合、飛行体１２が上昇及び下降することによる高度の変化量の合計は３００ｍである。

【0061】

図７Ａ、７Ｂの例に示すように、飛行経路によって飛行高度の変化量は異なる。飛行体１２の電動ロータはモータにより駆動されるところ、飛行体１２の飛行動作において、垂直方向への上昇及び下降の際にモータは比較的大きな負荷を受けるので、消費電力も大きくなる。よって、飛行経路毎に、飛行距離のほかに、飛行高度の変化量の大きさに応じて、消費電力が異なる。

【0062】

図６のステップ６１２で、制御部２３は、消費電力情報を取得する。消費電力情報は、飛行体１２の飛行に係る消費電力の情報である。消費電力情報は、予め記憶部２２に格納される。消費電力情報は、飛行体１２の飛行条件に応じて変化する消費電力値を有する。飛行条件は、飛行経路における飛行距離、飛行高度の変化量、風向き、操縦者の操縦技量等である。

【0063】

図８は、消費電力情報における飛行条件と消費電力値の対応関係を模式的に示す。図８の横軸は飛行距離、縦軸は消費電力値を示す。また、飛行高度の変化量が比較的大きい場合と比較的小さい場合の飛行距離と消費電力値の対応関係が、それぞれ対応関係８０と８１に示される。対応関係８０、８１に示されるように、飛行距離の増加に応じて消費電力値は増加する。また、同じ飛行距離で比較すると、飛行高度の変化量が大きいほど消費電力値は大きくなる。更に、消費電力値は、飛行体１２が受ける風の向きに応じて変化する。飛行体１２が上昇又は下降する際に向風を受けると追加的な揚力が得られるので、向風以外のときと比べてモータの負荷が軽減され、消費電力値は小さく抑えられる。更に、消費電力値は、操縦士の操縦技量に応じて変化する。操縦士の操縦技量が高いほど、無駄な出力を削減することができるので、消費電力値は小さく抑えられる。

【0064】

図６のステップ６１４において、制御部２３は、導出した飛行経路により飛行体１２が飛行する場合に、途中で充電が必要か否かを、飛行体１２の消費電力と充電残量とを用いて判断する。制御部２３は、導出した飛行経路における飛行体１２の飛行条件、すなわち、飛行距離、飛行高度の変化量、風向き、操縦技量等を導出し、これらの要因に応じた消費電力を、消費電力情報から導出する。そして、制御部２３は、飛行体１２の飛行に伴って増加する消費電力を導出し、消費電力の増加に応じて減少する充電残量を導出する。飛行体１２が目的地に到着する時点で、任意に定める最低充電残量を飛行体１２が有していることが予測される場合、制御部２３は、充電が不要と判断する。最低充電残量は、目的地から最寄りの給電施設まで飛行体１２が飛行するのに必要な充電残量である。制御部２３は、目的地から最寄りの給電施設を検索し、目的地から最寄りの給電施設までの距離に応じた最低充電残量を、消費電力情報を用いて導出する。制御部２３は、目的地に到着した時点で飛行体１２が最低充電残量を有していないことが予測される場合、充電が必要と判断する。制御部２３は、充電が不要な場合には（Ｎｏ）ステップＳ６２０に進み、充電が必要な場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ６１６に進む。

【0065】

ステップＳ６１６において、制御部２３は、給電計画を作成する。給電計画作成は、飛行体１２が充電することが可能な給電施設の特定、特定した給電施設を経由する飛行経路への変更、及び給電施設での充電時間の決定を含む。

【0066】

制御部２３は、飛行体１２の現在位置又は飛行経路付近の給電施設を地図情報から検索し、検索した給電施設毎に飛行体１２の現在位置又は出発地からの飛行経路を導出する。また、制御部２３は、各飛行経路での飛行条件に対応する消費電力値と充電残量とから、飛行体１２の充電残量で最も早いタイミングで到達可能な給電施設を特定する。

【0067】

さらに、制御部２３は、特定した給電施設を経由するように、当初の飛行経路を修正する。例えば、図９に示すように、飛行体１２の現在位置９０から出発地９１まで、出発地９１から目的地９２まで、それぞれ当初の飛行経路９３、９４が導出された場合において、現在位置９０から最寄りの給電施設９５を特定した場合には、飛行経路９３が給電施設９５を経由する飛行経路９７に変更される。あるいは、飛行経路９４の最寄りの給電施設９６が特定された場合は、飛行経路９４が給電施設９６を経由する飛行経路９８に変更される。

【0068】

さらに、制御部２３は、特定した給電施設まで飛行し到着した時点での飛行体１２の充電残量を導出し、満充電のための充電時間を導出する。例えば、制御部２３は、充電残量が２０％～８０％の範囲内のときには急速充電、充電残量が２０％～８０％の範囲外のときには低速充電を行うことを前提として、充電時間を導出する。記憶部２２には、予め、飛行体１２毎のバッテリの仕様に関する情報が格納される。この情報を用いて、制御部２３は、充電時間を導出する。そうすることで、充電残量に応じて急速充電、低速充電を切り替えることで、バッテリの劣化を抑制することが可能となる。

【0069】

ステップ６１８において、制御部２３は、導出した飛行経路により飛行体１２が飛行することで、指定された到着時刻までに目的地に到着可能か否かを判断する。制御部２３は、飛行体１２の到着時刻を、任意に設定される飛行体１２の標準的な飛行速度と移動距離とから導出する。制御部２３は、指定到着時刻までに目的地に到着可能な場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ６２０に進んで、飛行計画を確定する。一方、指定到着時刻までに目的地に到着可能でない場合（Ｎｏ）、制御部２３は、ステップＳ６１４に進んで、給電施設における充電時間を変更する。例えば、制御部２３は、目標とする充電残量を任意に予め設定される縮小幅で小さくすることで、充電時間を短縮する。そうして、制御部２３は、指定到着時刻までに到着可能な充電時間に変更し（ステップＳ６１８のＹｅｓ）、ステップＳ６２０において飛行計画を確定する。このようにして、飛行体１２のバッテリを充電するとともに、指定到着時刻までの到着可能性を担保することで、乗客の利便性に資することが可能となる。

【0070】

図５に戻り、ステップＳ５０８において、サーバ装置は、飛行計画の情報を端末装置１３へ送る。飛行計画は、出発地から目的地までの飛行経路の情報、出発予定時刻、到着予定時刻等を含む。

【0071】

ステップＳ５１０において、端末装置１３は、飛行計画を出力し、乗客から確認の入力を受け付ける。制御部４３は、飛行計画を表示するとともに、確認の入力画面を出力部４６により表示する。乗客は、飛行計画を確認し、その飛行計画で飛行体１２への搭乗を望む場合には、確認の入力をする。制御部４３は、乗客が入力する情報を入力部４５のタッチパネル等により受け付ける。

【0072】

ステップＳ５１２において、端末装置１３は、飛行要求の情報をサーバ装置１０へ送る。飛行要求の情報は、乗客情報を含む。乗客情報は、乗客を識別するための、氏名、住所、生年月日、ユーザ登録番号、ユーザアカウントの情報等を含む。乗客情報は、ユーザ登録情報として記憶部４２に予め格納されていてもよいし、乗客が端末装置１３へ入力してもよい。サーバ装置１０は、端末装置１３から送られる情報を受ける。

【0073】

ステップＳ５１６において、サーバ装置１０は、確認・要求された飛行計画に対応する飛行指示を生成する。そして、ステップＳ５１６において、サーバ装置１０は、飛行指示を飛行体１２へ送る。飛行指示は、飛行経路により飛行するために必要な情報を含む。飛行指示には、飛行経路、飛行高度、出発地及び目的地、経由すべき給電施設の位置、給電施設にて充電にかけられる充電時間等の情報が含まれる。飛行体１２は、サーバ装置１０から送られる情報を受ける。

【0074】

ステップＳ５１８において、飛行体１２は、サーバ装置１０からの飛行指示に基づいて飛行する。飛行体１２は、飛行するために必要な情報を表示等により出力して操縦者に提示し、操縦者が飛行指示に従って操縦することで飛行体１２は飛行する。

【0075】

ステップＳ５２０において、サーバ装置１０は、バッテリ使用履歴を更新する。バッテリ使用履歴は、例えば、飛行指示に従って飛行体１２が飛行したときの電力消費に対応する、バッテリの消耗度合いを示すスコアである。使用履歴は、予め記憶部２２に格納される。制御部２３は、飛行体１２に指示した飛行指示に応じて、バッテリの消耗度合いを示すスコアを更新する。

【0076】

サーバ装置１０は、バッテリ使用履歴を格納・更新することで、バッテリ使用履歴を利用して、バッテリの点検、交換等を運行サービス提供事業者に通知することが可能である。例えば、制御部２３は、バッテリ使用履歴のスコアが任意に設定される基準値に達するか、一定程度以上接近したときに、運行サービス提供事業者の情報処理装置に通知を送ることで、飛行体１２のバッテリの点検、交換を促すことが可能である。

【0077】

本実施形態によれば、飛行体１２のバッテリの充放電をより合理的に管理することが可能となる。ひいては、飛行体１２のバッテリの劣化を無用に加速するような充放電が回避されることで、飛行体１２の良好な稼働が維持される。また、バッテリの消耗度合いを把握して点検、交換等の予見性を担保することが可能となる。

【0078】

制御部２３は、ステップＳ６１４で飛行体１２の消費電力を導出して充電残量を導出する際、飛行体１２から取得したモータの状態を加味してもよい。例えば、モータの温度が任意に設定される基準より高く、消費電力が大きいことが推測される場合には、消費電力値を大きくするように補正することが可能である。

【0079】

制御部２３は、ステップＳ６１６で飛行体１２の充電計画を作成する際、飛行体１２のバッテリ使用履歴を加味してもよい。例えば、バッテリの使用履歴を示すスコアが任意に設定される基準より高く、バッテリのある程度の消耗が推測される場合には、目標とする充電量を小さくするように補正することが可能である。

【0080】

上述の説明において、サーバ装置１０が「制御装置」に対応した。ただし、制御装置による情報処理の一部以上は飛行体１２により実行されてもよい。すなわち、上述したサーバ装置１０の動作の一部又は全部を、サーバ装置１０とともに又はサーバ装置１０に代わり、飛行体１２の制御部３３が担ってもよい。

【0081】

上述において、実施形態を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段、ステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0082】

１ 運行管理システム
１０ サーバ装置
１１ ネットワーク
１２ 飛行体
１３ 端末装置
２１、３１、４１ 通信部
２２、３２、４２ 記憶部
２３、３３、４３ 制御部
３４、４４ 測位部
２５、３５、４５ 入力部
２６、３６、４６ 出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】