JP2020147141A - 情報処理装置、情報処理システム、及び情報処理装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無人航空機から回避対象までの間に適切な距離を確保する。【解決手段】回避対象（鉄塔Ｔおよび電力線Ｅ）までの距離が特定値（離間距離Ｌ）以下の領域を規制領域（Ｒｋ）として決定可能な規制領域決定手（規制領域決定部１０５）と、規制領域決定手段が決定した規制領域の外側を、無人航空機に自動で飛行させる情報（経路情報）を生成する情報生成手段（飛行経路決定部１０６）とを具備し、特定値は回避対象の種類に応じて可変であることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、電力設備を巡視するために用いる情報を生成する情報処理装置、情報処理システム、及び情報処理装置の制御方法に関する。

従来から、電力設備（鉄塔など）の巡視にドローン（無人航空機）が採用されている（例えば特許文献１）。具体的には、ドローンに搭載した撮影装置により電力設備を撮影し、撮影された画像（静止画像、動画像）を表示装置に表示する。作業者は、ドローンが撮影した画像により、電力設備における不具合（例えば鉄塔の発錆状況）を確認する。

以上の従来技術では、ドローンの自動操縦技術が採用される場合があった。具体的には、ドローンと回避対象（電力設備など）との衝突が回避可能な飛行経路をドローンに記憶する。ドローンは、記憶した飛行経路を自動で飛行する。

特開２０１８−１５６４９１公報

上述の従来技術では、回避対象の種類によらず、当該回避対象からドローンまでの距離が一律となる飛行経路が採用された。しかし、回避対象とドローンとの間に確保すべき距離は、当該回避対象の種類に応じて相違するという事情がある。したがって、仮に、ドローンから回避対象までの距離が当該回避対象の種類によらず一律の構成では、回避対象によっては、当該回避対象とドローンとの間に本来確保すべき距離が確保されない不都合が生じ得る。以上の事情を考慮して、本発明は、上述の不都合を抑制することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明に係る情報処理装置は、巡視対象を含む複数種類の回避対象を無人航空機に回避させつつ、無人航空機に設けられた撮影装置で巡視対象を撮影可能な飛行経路を自動で飛行させるため情報を生成する情報処理装置であって、無人航空機と回避対象との距離が特定値以下となる領域を規制領域として決定する規制領域決定手段と、規制領域決定手段が決定した規制領域の外側を、無人航空機に自動で飛行させる情報を生成する情報生成手段と、を具備し、特定値は回避対象の種類に応じて可変であることを特徴とする。以上の構成では、回避対象からドローンまでの距離（特定値）を、回避対象の種類に応じて可変に出来るため、例えば、回避対象の種類によらずドローンまでの距離が一律となる構成と比較して、上述の不都合が抑制される。なお、無人航空機が具備する撮影装置による撮影に加え、当該無人航空機が具備する各種のセンサにより、巡視対象における放電ノイズおよび発熱等をセンシング（検知、計測、測定）する技術は、本発明に包含され得る。

本発明によれば、無人航空機から回避対象までの間に適切な距離が確保できる。

本発明の実施形態に係る巡視方法を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る情報処理システムのハードウェア構成を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る情報処理システムの機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る規制領域を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る飛行経路を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る規制領域の具体例を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る飛行経路の具体例を説明するための図である。 本発明の実施形態に情報処理システムのシーケンス図である。

以下、本発明を図面に示した実施形態により詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る巡視対象（電力設備）の巡視方法を説明するための図である。図１の具体例には、巡視対象として、鉄塔Ｔおよび当該鉄塔Ｔにより併架される複数の電力線Ｅが示される。ただし、鉄塔Ｔおよび電力線Ｅ以外が巡視対象に含まれる構成としてもよい。

本実施形態では、巡視対象の巡視にドローンＤが用いられる。以上のドローンＤには、カメラ（撮影装置）が搭載される。ドローンＤは、予め定められた飛行経路を自動で飛行しつつ巡視対象を撮影する。具体的には、ドローンＤが回避対象と衝突しない飛行経路が予め決定され、当該飛行経路を示す経路情報がドローンＤに記憶される（後述の図３参照）。以上の構成では、ドローンＤは、回避対象を回避しながら飛行する。図１の具体例では、回避対象として立木Ｆが示される。以上の回避対象には巡視対象（鉄塔Ｔ、電力線Ｅ）自体が含まれる。

ドローンＤは、上述の回避対象の他に、飛行禁止地域の上空を回避して飛行する。飛行禁止地域は、例えば、航空法により飛行が制限される地域である。具体的には、飛行禁止地域には、人家の密集地域および空港周辺が含まれる。図１の具体例には、飛行禁止地域として人家の密集地域Ａが示される。なお、上述した地域以外が飛行禁止地域に含まれる構成としてもよい。例えば、小型無人機等飛行禁止法により飛行が制限される地域（国の重要施設等の周辺地域など）が飛行禁止地域に含まれる構成としてもよい。

ドローンＤにより撮影された巡視対象の画像は、巡視対象の不具合を発見するために用いられる。なお、図１の具体例では、ドローンＤより下側の領域を撮影可能なカメラが例示されるが、例えば、ドローンＤより上側の領域を撮影可能なカメラを用いてもよい。また、ドローンＤより下側を撮影可能なカメラおよび上側を撮影可能なカメラをそれぞれ具備してもよいし、全方向を撮影可能なカメラを採用してもよい。さらに、ドローンＤに赤外線カメラを具備してもよい。

図２は、本実施形態に係る情報処理システムのハードウェア構成を説明するための図である。図２に示す通り、情報処理システムは、飛行経路生成装置１、地図サーバ装置２、画像解析装置３および上述のドローンＤを含んで構成される。以上の各構成は、ネットワークＮを介して相互に通信可能である。

情報処理システムの構成の各々は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＩ／Ｆ（インターフェース）を含む。各構成の各ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、後述の各機能（飛行経路決定部１０６等）を実現する。なお、ＣＰＵに替えてＭＰＵ（Micro Processing Unit）をプロセッサとして採用してもよい。

地図サーバ装置２は、空間情報を記憶する。空間情報は、予め定められた領域（以下「巡視領域」という）における回避対象（巡視対象を含む）の座標を特定可能な情報である。以上の空間情報としては、例えば、点群データが好適に採用される。

点群データは、例えばモービルマッピングシステムを利用して生成される。具体的には、レーザスキャナを設けた測定車両Ｍに巡視領域を走行させる。レーザスキャナは、巡視領域に設けられた物体（回避対象）にレーザを発射し、その反射光を受光する。また、レーザスキャナは、レーザを発射した時刻、反射光を受光した時刻、照射角度、受光角度および現在地を記憶する。なお、レーザスキャナの現在地は、例えば、測定車両Ｍに設けられたＧＰＳ（Global Positioning System）およびＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）により特定される。

以上の点群データには、測定車両Ｍがレーザスキャナにより照射したレーザ光が反射したと推定される位置に点状にモデル化した物体が存在したと仮定した場合における、当該点の座標情報（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が含まれる。以上の点群データでは、一の回避対象を複数個の点の集合（点群）としてディスプレイに表示可能である。後述の情報処理装置１００（対象特定部１０２）では、回避対象毎に、当該回避対象を構成する点群が特定される。

なお、モービルマッピングシステムにおいて、測定車両Ｍにレーザスキャナを搭載したが、ドローン（無人航空機）にレーザスキャナを搭載してもよい。また、点群データと同時に画像データを取得してもよい。以上の点群データおよび画像データから巡視領域の３次元画像が生成可能である。点群データおよび画像データから３次元画像を生成する技術としては、例えば、特開２０１６−１４２６６２号公報に記載の技術が好適に採用され得る。

飛行経路生成装置１は、上述の経路情報を生成する。具体的には、飛行経路生成装置１は、地図サーバ装置２から空間情報を取得し、当該空間情報から巡視領域における回避対象（巡視対象を含む）の座標を特定する。本実施形態では、空間情報から特定された回避対象を回避可能な飛行経路Ｃが決定され、当該飛行経路Ｃが特定される経路情報が生成される。

ドローンＤは、飛行経路生成装置１から経路情報を無線通信により受信して記憶する。なお、ドローンＤを飛行経路生成装置１に有線接続し、経路情報がドローンＤに入力される構成としてもよい。ドローンＤは、飛行経路Ｃを飛行している期間において、所定の異常（例えばモータの異常）が生じた場合、予め定められた緊急着陸場所に自動で着陸する。

画像解析装置３は、ドローンＤが録画した画像を解析するために設けられる。すなわち、画像解析装置３は、ドローンＤによる巡視結果を確認するために設けられる。具体的には、巡視が終了した後に、ドローンＤが録画した画像を示す画像データが画像解析装置３に入力される。

ドローンＤは、動画像および静止画像の双方を撮影する。以上の各画像は、画像解析装置３のディスプレイに表示される。確認者は、表示された画像から、各巡視対象における不具合の有無を確認する。例えば、鉄塔Ｔの画像から当該鉄塔Ｔの発錆状況が確認される。また、電力線Ｅのアーク痕および素線切れの有無、および、碍子の破損の有無が確認される。

画像解析装置３には、各巡視対象における不具合を確認した日時、および、当該巡視対象における不具合の有無が記憶される。以上の情報を参照して、各巡視対象がメンテナンスされる。なお、ドローンＤが撮影した画像が鮮明であるほど、以上の解析作業において不具合が高精度に発見できる。

図３は、本実施形態の情報処理システムに係る機能ブロック図を説明するための図である。図３に示す通り、情報処理システムは、情報処理装置１００（飛行経路生成装置１）、地図サーバ装置２００（２）および無人航空機３００（ドローンＤ）として機能する。

無人航空機３００は、記憶部３０１、信号送受信部３０２、センサ部３０３および撮影制御部３０４を含んで構成される。無人航空機３００は、図示しない複数個のプロペラが設けられ、各プロペラを適宜に制御することで、鉛直方向への上昇および下降、平行方向への進行および後退、斜め上下方向への移動、および、ホバリングによる空中停止が可能である。

無人航空機３００のセンサ部３０３は、無人航空機３００の現在地（座標）および進行方向を特定するためのＧＰＳ、高度計（気圧計など）および加速度センサを少なくとも含む。また、記憶部３０１は経路情報を記憶する。なお、空間情報（点群データ）における所定地点の座標は、当該所定地点に位置する場合に無人航空機３００が特定する現在地の座標と一致するものとする。

無人航空機３００の信号送受信部３０２は、外部装置と無線通信する。例えば、無人航空機３００の信号送受信部３０２は、無人航空機３００の現在地を外部装置へリアルタイムで送信する。また、無人航空機３００の信号送受信部３０２は、無人航空機３００のカメラの映像を示す画像データをリアルタイムで外部装置へ送信する。無人航空機３００の管理者は、以上の外部装置が受信した情報に基づいて、無人航空機３００の動作を監視する。

図３に示す通り、地図サーバ装置２００は、記憶部２０１を含んで構成される。記憶部２０１は、上述の空間情報（点群データ）を記憶する。具体的には、地図サーバ装置２００は、空間情報を巡視領域（住所）毎に記憶する。なお、地図サーバ装置２００において、空間情報が作成された日時を含む各種の情報を、当該空間情報に対応させて記憶してもよい。

情報処理装置１００は、巡視領域取得部１０１、対象特定部１０２、第１領域決定部１０３、第２領域決定部１０４、規制領域決定部１０５および飛行経路決定部１０６を含んで構成される。巡視領域取得部１０１は、今回巡視する施設が設置される巡視領域の空間情報を地図サーバ装置２００から取得する。

対象特定部１０２は、巡視領域における回避対象を特定し、対象情報（後述の図４（ａ）参照）を生成する。具体的には、巡視領域取得部１０１が取得した空間情報は、上述した通り点群データである。対象特定部１０２は、巡視領域における回避対象を当該点群データから特定し、同一の回避対象を構成する点群に同一のグループＩＤを付与する。すなわち、同一の回避対象を構成する各点は、同一のグループに分類される。

なお、点群データから回避対象を特定する方法としては、例えば、点群データをディスプレイに表示し、作業者が手動で回避対象を特定（各点をグループ分け）する方法が採用され得る。また、画像マッチングの技術により自動で回避対象が特定可能な構成を採用してもよい。

図４（ａ）を用いて、上述の対象情報について説明する。図４（ａ）は、対象情報の概念図である。図４（ａ）に示す通り、対象情報は、グループＩＤ、当該グループＩＤが付与された回避対象の種類、当該グループＩＤが付与された回避対象を構成する各点の座標情報を含んで構成される。また、対象情報は、各回避対象が撮影の対象であるか否か（すなわち、巡視対象であるか否か）を特定可能な情報を含む。

図３に説明を戻す。情報処理装置１００の第１領域決定部１０３および第２領域決定部１０４は、無人航空機３００（ドローンＤ）の進入が規制される規制領域Ｒｋ（後述の図４（ｂ−１）および図６参照）を決定するために設けられる。以上の第１領域決定部１０３および第２領域決定部１０４により、本発明の規制領域決定手段が実現される。本実施形態の規制領域Ｒｋは、回避対象までの距離が離間距離Ｌ（特定値）以下の領域である。

図４（ｂ−１）は、本実施形態の規制領域Ｒｋを説明するための図である。図４（ｂ−１）には、点群データにおける１個の点Ｐが示される。当該点Ｐは回避対象の一部である。図４（ｂ−１）に示す通り、点Ｐから離間距離Ｌ以下の領域（略球状の領域）が規制領域Ｒｋに決定される。

図４（ｂ−２）は、規制領域Ｒｋの具体例を説明するための図である。図４（ｂ−２）の具体例では、電力線Ｅにより設けられる規制領域Ｒｋが示される。なお、図４（ｂ−２）の具体例では、電力線Ｅは略直線であると仮定する。以上の場合、点群データのうち電力線Ｅを構成する各点Ｐは略直線に配置される。図４（ｂ−２）に示す通り、略直線に配置された点群によっては、略筒状の規制領域Ｒｋが規定される。

なお、本実施形態では、点群データから規制領域Ｒｋを決定したが、他の方法で規制領域Ｒｋが決定される構成としてもよい。例えば、点群データから３次元画像を生成し、当該３次元画像から規制領域Ｒｋを決定してもよい。以上の構成では、３次元画像における回避対象のオブジェクトの表面から離間距離Ｌ以下の領域が規制領域Ｒｋとして決定される。

本実施形態の規制領域Ｒｋは、無人航空機３００が飛行した場合、回避対象と衝突する可能性が高い領域である。また、本実施形態では、回避対象が電磁界を発生させる場合、当該電磁界の悪影響が無人航空機３００に及ぶ領域が規制領域Ｒｋとして決定される。

具体的には、第１領域決定部１０３は、回避対象が電磁界を発生させない場合、当該回避対象までの距離が離間距離Ｌ以下の領域を規制領域Ｒｋとして特定する。第１領域決定部１０３が規制領域Ｒｋを特定する場合、第１距離テーブル（後述の図４（ｃ）参照）を用いて離間距離Ｌが決定される。

一方、第２領域決定部１０４は、回避対象が電磁界を発生させる場合に規制期間Ｒｋを特定する。第２領域決定部１０４が規制領域Ｒｋを特定する場合、第２距離テーブル（後述の図４（ｄ）参照）を用いて離間距離Ｌが決定される。以上の第１距離テーブルおよび第２距離テーブルは、例えば、情報処理装置１００（飛行経路生成装置１）のフラッシュメモリ等に予め記憶される。

以下、説明のため、第１領域決定部１０３により特定された規制領域Ｒｋを「第１領域Ｒｋａ」と記載する場合がある（後述の図６（ｂ−１）参照）。また、第２領域決定部１０４により特定された規制領域Ｒｋを「第２領域Ｒｋｂ」と記載する場合がある（後述の図６（ｂ−２）参照）。本実施形態の情報処理装置１００は、回避対象の種類に応じて、離間距離Ｌを可変に決定可能である。

図４（ｃ）は、第１距離テーブルの概念図である。第１距離テーブルは、回避対象の種類と離間距離Ｌとを対応させる。上述した通り、回避対象が電磁界を発生させない場合、第１距離テーブルが参照される。例えば、回避対象が鉄塔Ｔの場合に離間距離Ｌｎが決定される。以上の場合、鉄塔Ｔから離間距離Ｌｎ以下の領域が第１領域Ｒｋａ（規制領域Ｒｋの一部分）として決定される。また、回避対象が立木Ｆの場合に離間距離Ｌｎが決定され、回避対象が地表の場合に離間距離Ｌｎが決定される。すなわち、回避対象が鉄塔Ｔ、立木Ｆおよび地表の何れの場合であっても、離間距離Ｌｎが決定される。

なお、電磁界を発生させない全ての回避対象について、共通の離間距離Ｌが決定される構成としてもよい。また、電磁界を発生させない回避対象について、相違する離間距離Ｌが決定され得る構成としてもよい。例えば、鉄塔Ｔの頂上付近は、地表付近と比較して、強風が吹き易いという事情がある。すなわち、無人航空機３００が鉄塔Ｔの頂上付近を飛行している場合、地表付近を飛行している場合と比較して、風により流される距離が長くなり易い。以上の事情を考慮して、回避対象が鉄塔Ｔの場合、回避対象が地表の場合と比較して、長い離間距離Ｌが決定される構成としてもよい。

図４（ｄ）は、第２距離テーブルの概念図である。第２距離テーブルは、上述の第１距離テーブルと同様に、回避対象の種類と離間距離Ｌとを対応させる。上述した通り、回避対象が電磁界を発生させる場合、第２距離テーブルが参照される。図４（ｄ）の具体例では、電力線ＥＡ、電力線ＥＢおよび電力線ＥＣが回避対象として例示される。各電力線Ｅは供給される電力が相違する。すなわち、各電力線Ｅは、発生させる電磁界の強さが相違する。

例えば、回避対象が電力線ＥＡの場合に離間距離Ｌａが決定される。以上の場合、電力線ＥＡから離間距離Ｌａ以下の領域が第２領域Ｒｋｂ（規制領域Ｒｋの一部分）として決定される。また、回避対象が電力線ＥＢの場合に離間距離Ｌｂが決定され、電力線ＥＢら離間距離Ｌｂ以下の領域が第２領域Ｒｋｂとして決定される。同様に、回避対象が電力線ＥＣの場合に離間距離Ｌｃが決定され、電力線ＥＣら離間距離Ｌｃ以下の領域が第２領域Ｒｋｂとして決定される。以上の通り、電力線Ｅが発生させる電磁界の強さに応じて、離間距離Ｌが可変に決定される。

電力線ＥＡの離間距離Ｌａは、電力線ＥＡが発生させる電磁界による悪影響が無人航空機３００に及ばない長さに設定される。具体的には、上述した通り、無人航空機３００はセンサ部３０３を具備する。以上のセンサ部３０３は、強い電磁界が生じている領域では、正確な数値が検知されない不都合が生じ得る。また、無人航空機３００の信号送受信部３０２は、強い電磁界が生じている領域では、正常に動作しない不都合が生じ得る。電力線Ｅからの距離が長い位置ほど、当該電力線Ｅによる電磁界の強さは弱くなる。離間距離Ｌａは、電力線ＥＡが発生させる電磁界により上述の不都合が生じ難い（実質的に生じない場合を含む）長さに設定される。

同様に、電力線ＥＢの離間距離Ｌｂは、電力線ＥＢが発生させる電磁界による悪影響が無人航空機３００に及ばない長さに設定され、電力線ＥＣの離間距離Ｌｃは、電力線ＥＣが発生させる電磁界による悪影響が無人航空機３００に及ばない長さに設定される。

ところで、電力線ＥＡ、電力線ＥＢ、電力線ＥＣの順に発生させる電磁界が強い構成を想定する。以上の構成では、離間距離Ｌａおよび離間距離Ｌｂより離間距離Ｌｃが長くなる。以上の構成において、仮に、回避対象が電力線ＥＡ、電力線ＥＢおよび電力線ＥＣの何れの場合であっても、離間距離Ｌｃが一律に決定される構成（以下「対比例」という）を想定する。以上の対比例であっても、電力線ＥＡ、電力線ＥＢおよび電力線ＥＣが発生させる電磁界の悪影響が無人航空機３００に及ぶという不都合は抑制される。

ただし、無人航空機３００と電力線Ｅとの離間距離Ｌが長くなる程、無人航空機３００により撮影される電力線Ｅの画像が不鮮明になるという不都合が顕在化し易くなる。以上の事情を考慮して、本実施形態では、電力線Ｅが発生させる電磁界の悪影響を受けない最小の離間距離Ｌが当該電力線Ｅの種類に応じて可変に決定される構成とした。以上の構成によれば、上述の不都合が抑制される。

なお、正常に動作可能な電磁界の強さは、無人航空機の種類に応じて変化する。したがって、無人航空機の種類に応じて電力線の離間距離Ｌが可変に設定される構成が好適である。例えば、第２距離テーブルを無人航空機の種類毎に設け、無人航空機の種類に応じて参照する第２距離テーブルを変更する構成が考えられる。また、回避対象との衝突を回避するために確保すべき離間距離Ｌは、例えば、無人航空機の大きさ等によって変化し得る。以上の事情を考慮して、回避対象が電磁界を発生させない場合に参照される第１距離テーブルを、無人航空機毎に複数種類設けてもよい。

また、電力線Ｅの電磁界の強さが比較的弱い場合、当該電磁界の悪影響が及ばない離間距離Ｌより、当該電力線Ｅとの衝突を避けるために要する離間距離Ｌが長くなる場合がある。以上の電力線Ｅについては、当該電力線Ｅとの衝突を避けるために要する離間距離Ｌから規制領域Ｒｋが決定される構成が好適である。

図３に説明を戻す。情報処理装置１００の規制領域決定部１０５は、上述の第１領域決定部１０３が決定した第１領域Ｒｋａおよび第２領域決定部１０４が決定した第２領域Ｒｋｂに応じて、規制領域Ｒｋを決定する。具体的には、規制領域決定部１０５は、第１領域Ｒｋａおよび第２領域Ｒｋｂの何れか一方に含まれる領域、および、第１領域Ｒｋａおよび第２領域Ｒｋｂの双方に含まれる領域を規制領域Ｒｋに決定する（後述の図６（ｃ）参照）。また、規制領域決定部１０５は、上述した飛行禁止地域（人家の密集地域、空港の周辺地域）の上空の領域を規制領域Ｒｋとして決定する。

飛行経路決定部１０６（本発明の「情報生成手段」の一例）は、規制領域決定部１０５が決定した規制領域Ｒｋに応じて、飛行経路Ｃを決定する。具体的には、無人航空機３００に設けられた撮影装置（カメラ）により巡視対象を撮影可能な領域のうち規制領域Ｒｋ外の領域に複数個のウェイポイントＷ（後述の図７参照）が設けられる。以下で図５を用いて詳細に説明するが、本実施形態の飛行経路Ｃは、複数個のウェイポイントＷから規定される。

図５（ａ−１）は、経路情報の概念図である。図５（ａ−１）に示す通り、経路情報は、ウェイポイントＷと、当該ウェイポイントＷの「順序」と「座標」とを対応させる。ウェイポイントＷの「座標」は、巡視領域（空間情報）における当該ウェイポイントＷの座標である。無人航空機３００は、以上の各ウェイポイントＷを順番に通過する経路を飛行する。経路情報におけるウェイポイントＷの「順序」は、無人航空機３００が当該ウェイポイントＷに移動する順番である。

図５（ａ−２）は、飛行経路Ｃを説明するための図である。以下、説明のため、無人航空機３００が離陸する地点を地点Ｐ０と記載する。図５（ａ−２）は、上述の図５（ａ−１）に示す経路情報から特定される飛行経路Ｃを示す。以上の図５（ａ−２）に示す具体例では、無人航空機３００は、地点Ｐ０からウェイポイントＷ１（順序＝１）へ移動し、ウェイポイントＷ１からウェイポイントＷ２（順序＝２）へ移行し、ウェイポイントＷ２からウェイポイントＷ３（順序＝３）へ移行する。

以上の説明から理解される通り、図５（ａ−２）の具体例における飛行経路Ｃは、地点Ｐ０、ウェイポイントＷ１、ウェイポイントＷ２およびウェイポイントＷ３を順に結ぶ経路になる。本実施形態では、各ウェイポイントＷが手動で決定される。ただし、各ウェイポイントＷ（飛行経路Ｃ）が規制領域Ｒｋに応じて自動で決定される構成としてもよい。以下において、ウェイポイントＷの決定方法の一例を説明する。

図５（ｂ−１）は、飛行経路決定部１０６により表示される設定画面の模擬図である。以上の設定画面は、例えば、情報処理装置１００に接続されたディスプレイ（表示手段）に表示される。設定者は、設定画面を用いてウェイポイントＷを決定可能である。

本実施形態の設定画面には、巡視地域の３次元地図が表示される。また、設定画面における座標は、空間情報における座標と一致する。なお、設定画面に空間情報（点群）が直接表示される構成としてもよい。また、空間情報および画像データから生成された３次元画像が設定画面に表示される構成としてもよい。

図５（ｂ−１）に示す通り、設定画面は、回避対象画像Ｇａ、規制領域画像Ｇｋおよび指示画像Ｇｓを含む。回避対象画像Ｇａは、巡視領域（空間情報）における回避対象を表す。規制領域画像Ｇｋは、巡視領域における規制領域Ｒｋを表す。以上の規制領域画像Ｇｋは、設定画面における規制領域Ｒｋに対応する領域と他の領域とを区別可能な態様で表示される。具体的には、図５（ｂ−１）に示す通り、規制領域画像Ｇｋは、設定画面の他の領域と相違する色彩で表示される。以上の構成によれば、設定画面における規制領域Ｒｋに対応する領域が把握し易くなる。

操作者は、予め定められた操作部（例えばマウス）を移動操作（マウスドラッグ）することで、指示画像Ｇｓを移動する。また、当該操作部を選択操作（マウスクリック）することで、指示画像Ｇｓが位置する設定画面の領域（座標）が選択される。選択操作がされた場合、指示画像Ｇｓが位置する領域にウェイポイント画像Ｇｘ（図５（ｂ−１）の例ではＧｘ０）が表示される。ウェイポイント画像Ｇｘが表示された設定画面の座標が、ウェイポイントＷの座標として記憶される。

ウェイポイント画像Ｇｘが表示されると、当該ウェイポイント画像Ｇｘを終点とする矢印画像Ｇｙが表示される。矢印画像Ｇｙの始点は、当該ウェイポイント画像Ｇｘの直前に表示されたウェイポイント画像Ｇｘである。以上の矢印画像Ｇｙによれば、飛行経路Ｃが設定画面に表示される。

図５（ｂ−２）は、上述の図５（ｂ−１）の具体例において、ウェイポイントＷが新たに設定された場合の具体例である。図５（ｂ−２）の具体例では、上述の図５（ｂ−１）に示すポイントｐ１が選択操作され、その後、ポイントｐ２が選択操作された場合を想定する。以上の場合、ポイントｐ１にウェイポイント画像Ｇｘ１が表示され、ポイントｐ２にウェイポイント画像Ｇｘ２が表示される。すなわち、ポイントｐ１、ポイントｐ２の順にウェイポイントＷが設定される。以上の場合、図５（ｂ−２）に示す通り、規制領域画像Ｇｋ（規制領域Ｒｋ）を迂回する飛行経路Ｃが設定される。

図５（ｂ−３）は、上述の図５（ｂ−１）の具体例において、ウェイポイントＷが新たに設定された場合の他の具体例である。図５（ｂ−３）の具体例では、上述の図５（ｂ−１）に示すポイントｐ１が選択操作されず、ポイントｐ２が選択操作され、ポイントｐ１およびポイントＰ２のうちポイントｐ２のみがウェイポイントＷに設定された場合を想定する。以上の場合、図５（ｂ−２）に示す通り、矢印画像Ｇｙ（飛行経路Ｃ）が規制領域画像Ｇｋ（規制領域Ｒｋ）と重なる。

図５（ｂ−３）に示す通り、飛行経路Ｃが規制領域Ｒｋ（回避対象）と重なる位置にウェイポイントＷが設定された場合、その旨を警告するための警告画像Ｇｚが表示される。操作者は所定の取消操作をすることで、設定されたウェイポイントＷを取消すことが出来る。以上の本実施形態によれば、規制領域Ｒｋを回避する飛行経路Ｃが設定可能である。

以下において、図６（ａ）、図６（ｂ−１）、図６（ｂ−２）および図６（ｃ）を用いて、規制領域Ｒｋの具体例を説明する。

図６（ａ）は、鉄塔Ｔおよび電力線Ｅの一部分を示す図である。図６（ａ）の具体例は、電力線Ｅの延線方向（以下「Ｘ軸方向」という）へ見た場合を想定する。以下において、鉛直方向上向きをＺ軸方向という。なお、本実施形態では、Ｘ軸方向はＺ軸方向に垂直であると仮定する。また、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の双方に垂直な方向をＹ軸方向という。

図６（ｂ−１）は、上述の図６（ａ）に示す具体例における、第１領域Ｒｋａ（規制領域Ｒｋの一部分）を説明するための図である。図６（ｂ−１）は、上述の図６（ａ）と同様に、鉄塔Ｔおよび電力線ＥをＸ軸方向へ見た図である。上述した通り、第１領域Ｒｋａは、回避対象（図６（ｂ−１）の例では鉄塔Ｔ）から離間距離Ｌｎ以下の領域である。図６（ｂ−１）では、第１領域Ｒｋａを網掛けで示し、第１領域Ｒｋａの外縁を破線で示す。

図６（ｂ−２）は、上述の図６（ｂ−１）に示す具体例における、第２領域Ｒｋｂ（規制領域Ｒｋの他の一部分）を説明するための図である。図６（ｂ−２）は、上述の図６（ａ）および図６（ｂ−１）と同様に、鉄塔Ｔおよび電力線ＥをＸ軸方向へ見た図である。上述した通り、第２領域Ｒｋｂは、回避対象（図６（ｂ−２）の例では電力線Ｅ）から離間距離Ｌ（ａ、ｂ、ｃ）以下の領域である。

図６（ｂ−２）では、第２領域Ｒｋｂを網掛けで示し、第２領域Ｒｋｂの外縁を破線で示す。上述した通り、電力線Ｅの離間領域Ｌは、電力線Ｅの種類（ａ、ｂ、ｃ）（電力線Ｅに供給される電力）に応じて可変に決定される。以上の構成は、電力線Ｅの種類に応じて第２領域Ｒｋｂの広さが変化するとも換言される。

図６（ｃ）は、上述の図６（ｂ−１）および図６（ｂ−２）に示す具体例における、規制領域Ｒｋ（Ｒｋａ＋Ｒｋｂ）を説明するための図である。図６（ｃ）は、上述の図６（ａ）、図６（ｂ−１）および図６（ｂ−２）と同様に、鉄塔Ｔおよび電力線ＥをＸ軸方向へ見た図である。図６（ｃ）では、規制領域Ｒｋを網掛けで示し、当該規制領域Ｒｋの外縁を破線で示す。

上述した通り、規制領域Ｒｋは、第１領域Ｒｋａおよび第２領域Ｒｋｂの何れか一方に含まれる領域、および、第１領域Ｒｋａおよび第２領域Ｒｋｂの双方に含まれる領域である。図６（ｃ）から理解される通り、回避対象（鉄塔Ｔ、電力線Ｅ）から規制領域Ｒｋの外縁までの距離（ＬｎまたはＬ（ａ、ｂ、ｃ））は、回避対象の種類に応じて変化する。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、飛行経路Ｃの具体例を説明するための図である。なお、飛行経路Ｃは、巡視対象の種類、および、巡視対象における撮影（確認）を要する部分に応じて適宜に変更できる。図７（ａ）および図７（ｂ）には、空間情報におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が示される。

図７（ａ）は、巡視領域をＺ軸逆側方向へ見た図（上空から地表を見下ろした図）である。図７（ａ）の具体例では、巡視対象（鉄塔Ｔ、電力線Ｅ）により規制領域Ｒｋ１が設けられる。また、上述した通り、飛行禁止地域（人家の密集地域、空港の周辺地域）の上空の領域は、規制領域Ｒｋとなる。図７（ａ）の具体例では、人家の密集地域Ａの上空に規制領域Ｒｋ２が設けられる。また、図７（ａ）の具体例では、立木Ｆの規制領域Ｒｋ３が設けられる。

図７（ａ）の具体例では、一部のウェイポイントＷ（１、２、９、１０）が抜粋して示される。各ウェイポイントＷは、図７（ａ）に示す通り、巡視対象（規制領域Ｒｋ１）の近傍に位置する。以上の場合、無人航空機３００は、巡視対象に沿って飛行する。なお、詳細には図７（ｂ）を用いて説明するが、ウェイポイントＷ２からウェイポイントＷ９へ移動する場合、無人航空機３００は、規制領域Ｒｋ１より上側（Ｚ軸側）を飛行する。

図７（ｂ）は、上述の図７（ａ）の具体例において、Ｘ軸方向へ鉄塔Ｔを見た場合の具体例である。図７（ｂ）の具体例では、電力線Ｅとして電力線ＥＡが採用された場合を想定する。以上の場合、電力線ＥＡから離間距離Ｌａまでの領域が規制領域Ｒｋの一部分になる。また、図７（ｂ）の具体例では、鉄塔Ｔの離間距離Ｌｎは、電力線ＥＡの離間距離Ｌａより短いと仮定する。

ウェイポイントＷ２からウェイポイントＷ９へ移動する場合、無人航空機３００は、鉄塔Ｔの上空を飛行する。図７（ｂ）の具体例では、ウェイポイントＷ３〜８を介して、ウェイポイントＷ２からウェイポイントＷ９へ無人航空機３００が移動する。具体的には、ウェイポイントＷ２まで移動した無人航空機３００は、ウェイポイントＷ３へ移動（上昇）する。その後、ウェイポイントＷ４まで略平行に移動し、ウェイポイントＷ５まで上昇し、ウェイポイントＷ６まで略平行に移動する。その後、ウェイポイントＷ７へ移動（下降）し、ウェイポイントＷ８まで略平行に移動し、ウェイポイントＷ９まで下降する。

図７（ｂ）に示す通り、ウェイポイントＷ５およびウェイポイントＷ６は、鉄塔Ｔの頂点Ｔｖから離間距離Ｌｎだけ上方にある位置Ｐｖより上方に位置する。以上の位置Ｐｖは、規制領域Ｒｋの外縁の中で最も上方に位置する。以上の場合、図７（ｂ）に示す通り、無人航空機３００は、ウェイポイントＷ５からウェイポイントＷ６へ移動するに際して、規制領域Ｒｋに進入しない。

ところで、回避対象の種類によらず、離間距離Ｌが一律である構成（以下「対比例」という）を想定する。具体的には、図７（ｂ）に示す各回避対象（鉄塔Ｔ、電力線ＥＡ）の離間距離Ｌとして、電力線ＥＡの離間距離Ｌａが一律に決定される対比例を想定する。以上の対比例では、規制領域Ｒｋの頂点は、図７（ｂ）に示す位置Ｐｗになる。以上の位置Ｐｗは、上述の位置Ｐｖより上方であり、且つ、ウェイポイントＷ５およびウェイポイントＷ６より上方に位置する。したがって、対比例では、本実施形態と比較して、ウェイポイントＷ５およびウェイポイントＷ６を上方に設ける必要がある。

以上の説明から理解される通り、上述の対比例では、本実施形態と比較して、鉄塔Ｔ（頂点Ｔｖ）を遠い位置から撮影する必要がある。したがって、対比例では、頂点Ｔｖの画像が鮮明に撮影されない不都合が生じ得る。本実施形態の構成では、電力線ＥＡまで距離を離間距離Ｌａ以上に維持しつつ、鉄塔Ｔまでの距離が離間距離Ｌａより短い領域を無人航空機３００に飛行させることが出来る。したがって、電力線ＥＡが発生させる電磁界の悪影響が無人航空機３００に及ぶ不都合を抑制しつつ、頂点Ｔｖの画像が鮮明に撮影されない上述の不都合を抑制出来るという利点がある。

図８は、本実施形態のシステムシーケンス図である。図８に示す通り、情報処理装置１００（巡視領域取得部１０１）は、巡視領域取得処理（Ｓ１）を実行する。巡視領域取得処理では、経路情報を生成する対象となる巡視領域を特定可能な信号が情報処理装置１００から地図サーバ装置２００へ出力される。地図サーバ装置２００は、以上の信号が入力されると、当該信号から特定される巡視領域の空間情報を情報処理装置１００へ出力する（Ｓ２）。

情報処理装置１００（対象特定部１０２）は、地図サーバ装置２００から空間情報が入力されると、対象情報生成処理（Ｓ３）を実行する。対象情報生成処理では、図４（ａ）で示した対象情報が生成される。

具体的には、対象情報生成処理が開始されると、地図サーバ装置２００から取得した空間情報が所定の表示装置に表示される。以上の場合、巡視対象（鉄塔Ｔ等）を含む各種の回避対象の画像（点群）が表示される。操作者は、例えば、操作部（マウス等のポインティングデバイス）を操作して、表示装置に表示された点群を回避対象毎に選択する。以上の操作により、一の回避対象を構成する点群に同一のグループＩＤが付与される。また、操作者は、回避対象の各々について、当該回避対象の種類および撮影の要否の入力操作をする。以上の各操作により、地図サーバ装置２００から取得した空間情報の対象情報が生成される。

対象情報生成処理を実行した後に、情報処理装置１００（第１領域決定部１０３）は、第１領域決定処理（Ｓ４）を実行する。第１領域決定処理では、電磁界を発生させない回避対象（鉄塔Ｔ等）について、離間距離Ｌを決定する。具体的には、上述の第１距離テーブル（図４（ｃ）参照）を用いて、各回避対象の離隔距離Ｌを決定する。また、第１領域決定処理では、回避対象までの距離が離隔距離Ｌ以下の領域を第１領域Ｒｋａとして決定する。具体的には、回避対象までの距離が離隔距離Ｌ以下の領域の座標が第１領域Ｒｋａの座標として記憶される。

第１領域決定処理を実行した後に、情報処理装置１００（第２領域決定部１０４）は、第２領域決定処理（Ｓ５）を実行する。第２領域決定処理では、電磁界を発生させる回避対象（電力線Ｅ等）について、離間距離Ｌを決定する。具体的には、上述の第２距離テーブル（図４（ｄ）参照）を用いて、各回避対象の離隔距離Ｌを決定する。また、第２領域決定処理では、回避対象までの距離が離隔距離Ｌ以下の領域を第２領域Ｒｋｂとして決定する。具体的には、回避対象までの距離が離隔距離Ｌ以下の領域の座標が第２領域Ｒｋｂの座標として記憶される。

第２領域決定処理を実行した後に、情報処理装置１００（規制領域決定部１０５）は、規制領域決定処理（Ｓ６）を実行する。規制領域決定処理では、上述の第１領域決定処理で決定した第１領域Ｒｋａおよび第２領域決定処理で決定した第２領域Ｒｋｂから規制領域Ｒｋを決定する。具体的には、巡視領域（空間情報）の座標のうち、第１領域Ｒｋａの座標および第２領域Ｒｋｂの座標の双方を規制領域Ｒｋの座標として記憶する。また、進入禁止地域の上空（直上）の領域の座標を、規制期間Ｒｋの座標として記憶する。

規制領域決定処理を実行した後に、情報処理装置１００（飛行経路決定部１０６）は、飛行経路決定処理（Ｓ７）を実行する。飛行経路決定処理では、上述の設定画面（図５（ｂ−１）参照）に対する操作に応じて、ウェイポイントＷが決定される。また、飛行経路決定処理では、設定画面により決定されたウェイポイントＷの座標および順序を特定可能な経路情報（図５（ａ−１）参照）が生成される。

情報処理装置１００により生成された経路情報は、無人航空機３００に入力される（Ｓ８）。無人航空機３００は、記憶処理（Ｓ９）を実行し、経路情報を記憶する。なお、経路情報に加え、規制領域Ｒｋの座標を特定可能な情報が無人航空機３００に記憶される構成としてもよい。また、以上の構成において、規制領域Ｒｋに無人航空機３００が進入する場合、無人航空機３００の進行を中止（ホバリングによる空中停止）してもよい。さらに、以上の構成において、規制領域Ｒｋに無人航空機３００が進入する場合、その旨を警告可能とする信号が無人航空機３００から出力される構成としてもよい。

無人航空機３００は、巡視対象を巡視する期間（自動飛行期間）において、異常監視処理（Ｓ１０）を実行する。異常監視処理では、無人航空機３００における異常の有無が監視される。異常を検知した場合、無人航空機３００は、緊急動作処理（Ｓ１１）を実行する。緊急動作処理では、無人航空機３００が予め定められた緊急着陸場所に自動で着陸する。

なお、異常が検出された場合、無人航空機３００が規制領域Ｒｋを回避しながら緊急着陸場所に自動で着陸する構成が好適である。例えば、無人航空機３００に規制領域Ｒｋ（座標）を特定可能な情報を記憶させる。無人航空機３００は、現在地の座標および規制領域Ｒｋの座標を参照し、現在地の座標が規制領域Ｒｋの内部に進入しない様に制御される。

＜本実施形態の態様例の作用、効果のまとめ＞
＜第１態様＞
本態様の情報処理装置は、巡視対象（鉄塔Ｔ等）を含む複数種類の回避対象を無人航空機（３００）に回避させつつ、無人航空機に設けられた撮影装置で巡視対象を撮影可能な飛行経路を自動で飛行させるため情報を生成する情報処理装置（１００）であって、無人航空機と回避対象との距離が特定値（離間距離Ｌ）以下となる領域を規制領域（Ｒｋ）として決定する規制領域決定手段（規制領域決定部１０５）と、規制領域決定手段が決定した規制領域の外側を、無人航空機に自動で飛行させる情報（経路情報）を生成する情報生成手段（飛行経路決定部１０６）と、を具備し、特定値は回避対象の種類に応じて可変であることを特徴とする。以上の構成によれば、例えば回避対象の種類によらず特定値が一律の構成と比較して、回避対象と無人航空機までの距離（特定値）が適正な数値に設定できるという利点がある。

＜第２態様＞
本態様の情報処理装置は、規制領域決定手段は、回避対象（電力線ＥＡ、電力線ＥＢ、電力線ＥＣ）が電磁界を発生させる場合、当該電磁界の強さが大きいほど特定値が大きくなる様に、規制領域を決定可能である以上の本態様によれば、回避対象からドローンまでの距離を適当に設定し易くなるという効果は格別に顕著である。

＜第３態様＞
本態様の情報処理装置は、規制領域決定手段は、回避対象（鉄塔、立木）が電磁界を発生させない場合、回避対象までの距離が予め定められた値以下の領域を規制領域として決定可能である。以上の本態様によれば、回避対象からドローンまでの距離を適当に設定し易くなるという効果は格別に顕著である。

＜第４態様＞
本態様の情報処理装置は、回避対象に対応する複数種類の特定値を予め記憶する特定値記憶手段を具備し、規制領域決定手段は、特定値記憶手段が記憶する特定値から回避対象に対応する特定値を決定し、当該回避対象の規制領域を当該特定値に基づいて決定する。以上の本態様によれば、例えば、回避対象の電磁力から計算処理により特定値が算出される構成と比較して、情報処理装置の処理負担が軽減されるとうい効果が奏せられる。

＜第５態様＞
本態様の情報処理システムは、第１態様から第４態様の何れかの情報処理装置と、回避対象が設置される巡視領域に係る特定画像（図５（ｂ−１）に示す設定画面）を表示可能な表示手段と、特定画像における規制領域に対応する領域を、他の領域と区別可能な態様で表示させる表示制御手段とを具備する。以上の本態様によれば、規制領域の外側の領域が把握し易くなり、例えば、当該規制領域の外側に飛行経路を設定する作業が容易になるという利点がある。

＜第６態様＞
本態様の情報処理システムは、第１態様から第４態様の何れかの情報処理装置と、無人航空機において予め定められた異常が生じた場合、無人航空機を自動で着陸させる自動着陸制御手段とを具備する。以上の本態様によれば、無人航空機が異常が生じたまま飛行を継続し、無人航空機が回避対象に衝突する不都合を防止し易くなる。

＜第７態様＞
本態様の情報処理装置の制御方法は、巡視対象を含む複数種類の回避対象を無人航空機に回避させつつ、無人航空機に設けられた撮影装置で巡視対象を撮影可能な飛行経路を無人航空機に自動で飛行させるため情報を生成する情報処理装置の制御方法であって、回避対象までの距離が特定値以下の領域を規制領域として決定可能なステップと、規制領域の外側を、無人航空機に自動で飛行させる情報を生成するステップとを具備し、特定値は回避対象の種類に応じて可変であることを特徴とする情報処理装置の制御方法。以上の本態様によれば、上述の第１態様と同様な効果が奏せられる。

１…飛行経路生成装置、１００…情報処理装置、１０１…巡視領域取得部、１０２…対象特定部、１０３…第１領域決定部、１０４…第２領域決定部、１０５…規制領域決定部、１０６…飛行経路決定部、２００…地図サーバ装置、２０１…記憶部、３００…無人航空機、３０１…記憶部、３０２…信号送受信部、３０３…センサ部、３０４…撮影制御部。

Claims (7)

1. 巡視対象を含む複数種類の回避対象を無人航空機に回避させつつ、前記無人航空機に設けられた撮影装置で前記巡視対象を撮影可能な飛行経路を自動で飛行させるため情報を生成する情報処理装置であって、
   前記無人航空機と前記回避対象との距離が特定値以下となる領域を規制領域として決定する規制領域決定手段と、
   前記規制領域決定手段が決定した前記規制領域の外側を、前記無人航空機に自動で飛行させる情報を生成する情報生成手段と、を具備し、
   前記特定値は前記回避対象の種類に応じて可変であることを特徴とする情報処理装置。
2. 前記規制領域決定手段は、前記回避対象が電磁界を発生させる場合、当該電磁界の強さが大きいほど前記特定値が大きくなる様に、前記規制領域を決定可能である
   請求項１の情報処理装置。
3. 前記規制領域決定手段は、前記回避対象が電磁界を発生させない場合、前記回避対象までの距離が予め定められた値以下の領域を規制領域として決定可能である
   請求項１または２の情報処理装置。
4. 前記回避対象に対応する複数種類の前記特定値を予め記憶する特定値記憶手段を具備し、
   前記規制領域決定手段は、前記特定値記憶手段が記憶する前記特定値から前記回避対象に対応する前記特定値を決定し、当該回避対象の前記規制領域を当該特定値に基づいて決定する
   請求項２の情報処理装置。
5. 請求項１から４の何れかの情報処理装置と、
   前記回避対象が設置される巡視領域に係る特定画像を表示可能な表示手段と、
   前記特定画像における前記規制領域に対応する領域を、他の領域と区別可能な態様で表示させる表示制御手段と
   を具備する情報処理システム。
6. 請求項１から４の何れかの情報処理装置と、
   前記無人航空機において予め定められた異常が生じた場合、前記無人航空機を自動で着陸させる自動着陸制御手段と
   を具備する情報処理システム。
7. 巡視対象を含む複数種類の回避対象を無人航空機に回避させつつ、前記無人航空機に設けられた撮影装置で前記巡視対象を撮影可能な飛行経路を前記無人航空機に自動で飛行させるため情報を生成する情報処理装置の制御方法であって、
   前記回避対象までの距離が特定値以下の領域を規制領域として決定可能なステップと、
   前記規制領域の外側を、前記無人航空機に自動で飛行させる情報を生成するステップとを具備し、
   前記特定値は前記回避対象の種類に応じて可変であることを特徴とする情報処理装置の制御方法。

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