JP6864485B2 - 無人飛行体、制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Description

本開示は、空中を飛行する無人飛行体、該無人飛行体の制御方法及び制御プログラムに関するものである。

テロなどの犯罪や不慮の事故防止のため、不審な無人飛行体（ドローン）に対する対策が求められている。例えば、日本の警視庁は２０１５年１２月１０日、不審なドローンを捕獲する網を具備する、手動操縦型の捕獲用無人飛行体（迎撃ドローン）を導入した。

また、特許文献１には、無人飛行体による運搬方法が開示されている。具体的には、物品、書類等の運搬物を迅速且つ安全に運搬するもので、無人飛行体の自動飛行を可能とした自動操縦手段と、自動操縦を安定させる自律飛行制御手段と、グローバルポジショニングシステムにより無人飛行体の位置情報及び高度情報を取得する測位手段と、目的地の位置情報が記憶される記憶手段と、記憶手段に入力された目的地の位置情報と測位手段により得られた無人飛行体の位置情報とに基づき、無人飛行体の飛行を制御する飛行制御手段と、運搬物を収容する運搬物収容部とを有する無人飛行体が開示されている。この無人飛行体は、運搬物を運搬物収容部に収容し、予め記憶手段に入力された目的地の位置情報に基づき、無人飛行体を飛行させて運搬物を運搬する。

特許第４２２２５１０号公報

しかしながら、上記無人飛行体による運搬方法では、物品、書類等の通常の運搬物を対象としており、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を捕獲した場合については、何ら検討されておらず、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を捕獲した場合の無人飛行体の制御方法については、更なる改善が必要とされていた。

本開示は、上記課題を解決するためになされたもので、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を捕獲した場合でも、適切に飛行することができる無人飛行体、制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とするものである。

本開示の一態様に係る無人飛行体は、空中を飛行する無人飛行体であって、空中にある他の物体を捕獲するための捕獲部と、前記捕獲部が前記物体を捕獲したことを検知する検知部と、前記検知部が前記物体の捕獲を検知した場合に、外部からの操縦信号に依らない自律飛行状態となるように前記無人飛行体の飛行状態を制御する自律飛行制御部とを備える。

本開示によれば、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を捕獲した場合でも、適切に飛行することができる無人飛行体を実現することができる。

本開示の実施の形態１における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。 図１に示す捕獲用ドローンを上面から見た外観図である。 図１に示す捕獲用ドローンを正面から見た外観図である。 図１に示す捕獲用ドローンが不審ドローンを捕獲している様子の一例を示す図である。 図１に示すプロポの構成の一例を示すブロック図である。 図５に示すプロポを正面から見た外観図である。 図１に示す網重量センサの出力値に対する重量捕獲判定部の判定方法の一例を説明するための図である。 不審ドローンの捕獲後に捕獲用ドローンが自律飛行に切り替わることを通知するためのプロポの表示画面の一例を示す図である。 図１に示す安全地マップ記憶部の安全地マップを用いて、不審ドローンの移動先及び飛行ルートを決定する方法の一例を説明するための図である。 不審ドローンの捕獲後に捕獲用ドローンが安全地に移動完了したことを通知するためのプロポの表示画面の一例を示す図である。 図１に示す捕獲用ドローンによる不審ドローンの捕獲処理の一例を示すフローチャートである。 本開示の実施の形態１の変形例１における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。 図１２に示す捕獲用ドローンを上面から見た外観図である。 図１２に示す電流センサの出力値に対する電流捕獲判定部の判定方法の一例を説明するための図である。 本開示の実施の形態１の変形例２における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。 図１５に示す捕獲用ドローンを上面から見た外観図である。 図１６に示す回転数センサの出力値に対する回転数捕獲判定部の判定方法の一例を説明するための図である。 本開示の実施の形態２における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。 図１８に示す捕獲用ドローンを上面から見た外観図である。 図１８に示す網重量センサの出力値に対する風速考慮重量捕獲判定部の判定方法の一例を説明するための図である。 相対的な風速と捕獲判定閾値との関係の一例を示す図である。 本開示の実施の形態３における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。 図２２に示す網重量センサの出力値に対する重量落下判定部の落下判定方法の一例を説明するための図である。 不審ドローンの捕獲後に不審ドローンの落下を検出したことを通知するためのプロポの表示画面の一例を示す図である。 本開示の実施の形態４における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。 図２５に示す安全地マップ記憶部の安全地マップを用いて、不審ドローンの移動先及び飛行ルートを決定する方法の一例を説明するための図である。 到達目標地点までの最大距離と網重量増加値及びバッテリ残量との関係の一例を示す図である。

（本開示の基礎となった知見）
上記のように、テロなどの犯罪や不慮の事故防止のため、不審な無人飛行体に対する対策として、不審な無人飛行体を捕獲する網を具備する手動操縦型の捕獲用無人飛行体が導入されているが、不審な無人飛行体を捕獲した後、爆発や薬剤散布などの危険性があるため、可及的速やかに広場や河川などの安全な場所に不審な無人飛行体を移動させなければならない。

しかしながら、捕獲用無人飛行体の操縦者は、不審な無人飛行体を捕獲した場所の近傍の安全な場所について知っているわけではない。また、操縦者が捕獲用無人飛行体で不審な無人飛行体を捕獲した場合、急激な重量変化により、操縦者の手動操縦が困難になる可能性があり、最悪の場合、捕獲用無人飛行体の墜落等の操縦事故を発生させてしまう可能性がある。

上記課題を解決するため、本開示では、例えば、不審な無人飛行体の捕獲までは、操縦者が手動で捕獲用無人飛行体を操縦し、捕獲用無人飛行体が不審な無人飛行体の捕獲を検知すると、捕獲用無人飛行体の飛行状態を直ちに自律飛行に切り替え、この自律飛行では、捕獲用無人飛行体は、不審な無人飛行体を捕獲した場所から、捕獲用無人飛行体が保持しているマップの中で最も近い安全な場所に移動するように制御される。

この場合、捕獲用無人飛行体は、不審な無人飛行体を捕獲後、自律飛行により最速で安全な場所に移動できる。また、不審な無人飛行体の捕獲後、捕獲用無人飛行体の急激な重量変化による手動操縦の操縦事故を回避できる。

上記の知見に基づき、本願発明者らは、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を捕獲した場合に無人飛行体を如何に制御すべきかについて鋭意検討を行った結果、本開示を完成したものである。

本開示の一態様に係る無人飛行体は、空中を飛行する無人飛行体であって、空中にある他の物体を捕獲するための捕獲部と、前記捕獲部が前記物体を捕獲したことを検知する検知部と、前記検知部が前記物体の捕獲を検知した場合に、外部からの操縦信号に依らない自律飛行状態となるように前記無人飛行体の飛行状態を制御する自律飛行制御部とを備える。

この構成によれば、空中にある他の物体を捕獲したことを検知した場合に、外部からの操縦信号に依らない自律飛行状態となるように無人飛行体の飛行状態を制御しているので、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を捕獲した場合でも、適切に飛行することができる無人飛行体を実現することができる。

上記無人飛行体は、外部からの操縦信号を受信する通信部と、前記操縦信号に基づいて前記無人飛行体の飛行状態を制御する手動飛行制御部と、前記検知部が前記物体の捕獲を検知した場合に、前記手動飛行制御部による手動飛行から前記自律飛行制御部による自律飛行に切り替える制御切替部をさらに備えるようにしてもよい。

この構成によれば、外部からの操縦信号を受信し、操縦信号に基づいて無人飛行体の飛行状態を制御しているので、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を手動操縦により捕獲することができる。また、物体の捕獲を検知した場合に、手動操縦による手動飛行から自律飛行に切り替えているので、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体の捕獲後、無人飛行体の急激な重量変化による手動操縦による事故を回避できる。

上記無人飛行体は、前記捕獲部の重量を計測する重量計測部をさらに備え、前記検知部は、前記重量計測部により計測された前記重量が所定値以上であることを判定することにより、前記物体の捕獲を検知するようにしてもよい。

この構成によれば、捕獲部の重量を計測し、計測した重量が所定値以上であることを判定することにより、物体の捕獲を検知しているので、不審な無人飛行体等の物体の捕獲を高精度に検出することができる。

上記無人飛行体は、前記無人飛行体を飛行させるための駆動部と、前記駆動部の駆動電流を計測する電流計測部とをさらに備え、前記検知部は、前記電流計測部により計測された前記駆動電流が所定値以上であることを判定することにより、前記物体の捕獲を検知するようにしてもよい。

この構成によれば、無人飛行体を飛行させるための駆動部の駆動電流を計測し、計測した駆動電流が所定値以上であることを判定することにより、物体の捕獲を検知しているので、不審な無人飛行体等の物体の捕獲を高精度に検出することができる。

上記無人飛行体は、前記無人飛行体を飛行させるための駆動部と、前記駆動部の回転数を計測する回転数計測部とをさらに備え、前記検知部は、前記回転数計測部により計測された前記回転数が所定値以上であることを判定することにより、前記物体の捕獲を検知するようにしてもよい。

この構成によれば、無人飛行体を飛行させるための駆動部の回転数を計測し、計測した回転数が所定値以上であることを判定することにより、物体の捕獲を検知しているので、不審な無人飛行体等の物体の捕獲を高精度に検出することができる。

上記無人飛行体は、前記無人飛行体に対する相対的な風速を計測する風速計測部をさらに備え、前記検知部は、前記風速計測部により計測された前記風速に応じて前記所定値を変化させるようにしてもよい。

この構成によれば、無人飛行体に対する相対的な風速を計測し、計測した風速に応じて、物体の捕獲検知に用いられる所定値を変化させているので、風速も考慮して、不審な無人飛行体等の物体の捕獲を高精度に検出することができる。

上記無人飛行体は、前記物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記自律飛行制御部は、前記検知部が前記物体の捕獲を検知した地点から前記記憶部に記憶されている安全地位置情報が示す前記安全地まで自律飛行するように、前記無人飛行体の飛行状態を制御するようにしてもよい。

この構成によれば、不審な物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報を記憶し、物体の捕獲を検知した地点から安全地位置情報が示す安全地まで自律飛行するように無人飛行体の飛行状態を制御しているので、不審な無人飛行体等の物体を捕獲後、自律飛行により安全な場所に確実に移動することができる。

前記通信部は、前記無人飛行体が自律飛行する前記安全地の位置を示す前記安全地位置情報を外部に通知するようにしてもよい。

この構成によれば、無人飛行体が自律飛行する移動先となる安全地の位置を示す安全地位置情報を外部、例えば、無人飛行体の操縦器すなわち操縦者に通知することができ、無人飛行体の移動先を操縦者等に知らせることができる。

前記通信部は、前記検知部が前記物体の捕獲を検知したことを外部に通知するようにしてもよい。

この構成によれば、物体の捕獲を検知したことを外部、例えば、無人飛行体の操縦器すなわち操縦者に通知することができ、不審な無人飛行体等の物体を捕獲したことを操縦者等に知らせることができる。

前記検知部は、前記物体の捕獲の検知後、前記重量計測部により計測された前記重量が所定値未満であることを判定することにより、前記物体の落下を検知するようにしてもよい。

この構成によれば、物体の捕獲の検知後、捕獲部の重量を計測し、計測した重量が所定値未満であることを判定することにより、物体の落下を検知しているので、不審な無人飛行体等の物体の落下を高精度に検出することができる。

前記通信部は、前記検知部が前記物体の落下を検知したことを外部に通知するようにしてもよい。

この構成によれば、物体の落下を検知したことを外部、例えば、無人飛行体の操縦器すなわち操縦者に通知することができ、不審な無人飛行体等の物体が落下したことを操縦者等に知らせることができる。

前記通信部は、前記検知部が前記物体の落下を検知した場所を示す落下位置情報を外部に通知するようにしてもよい。

この構成によれば、物体の落下を検知した場所を示す落下位置情報を外部、例えば、無人飛行体の操縦器すなわち操縦者に通知することができ、不審な無人飛行体等の物体の落下位置を操縦者等に知らせることができる。

上記無人飛行体は、前記物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報と、前記安全地の安全度合を示す安全度合情報とを関連づけたマップ情報を記憶するマップ情報記憶部と、前記マップ情報記憶部を参照して、前記重量計測部により計測された前記重量の増加量が大きいほど、現在地からより近い範囲で前記安全度合が最も高い前記安全地を前記自律飛行の到達目標地点として設定する目標地点管理部とをさらに備えるようにしてもよい。

この構成によれば、不審な物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報と、安全地の安全度合を示す安全度合情報とを関連づけたマップ情報を記憶するマップ情報記憶部を参照して、計測した重量の増加量が大きいほど、現在地からより近い範囲で安全度合が最も高い安全地を自律飛行の到達目標地点として設定しているので、不審な無人飛行体等の物体の重量に応じて、自律飛行により安全な場所に確実に移動することができる。

上記無人飛行体は、前記無人飛行体に電力を供給するバッテリと、前記バッテリの残量を計測する残量計測部と、前記物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報と、前記安全地の安全度合を示す安全度合情報とを関連づけたマップ情報を記憶するマップ情報記憶部と、前記マップ情報記憶部を参照して、前記残量計測部により計測された前記残量が小さいほど、現在地からより近い範囲で前記安全度合が最も高い前記安全地を前記自律飛行の到達目標地点として設定する目標地点管理部とをさらに備えるようにしてもよい。

この構成によれば、バッテリの残量を計測し、不審な物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報と、安全地の安全度合を示す安全度合情報とを関連づけたマップ情報を記憶するマップ情報記憶部を参照して、計測したバッテリの残量が小さいほど、現在地からより近い範囲で安全度合が最も高い安全地を自律飛行の到達目標地点として設定しているので、バッテリの残量に応じて、自律飛行により安全な場所に確実に移動することができる。

また、本開示は、以上のような特徴的な構成を備える無人飛行体として実現することができるだけでなく、無人飛行体が備える特徴的な構成に対応する特徴的な処理を実行する無人飛行体の制御方法などとして実現することもできる。また、このような無人飛行体の制御方法に含まれる特徴的な処理を、プロセッサ及びメモリ等を備えるコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実現することもできる。したがって、以下の他の態様でも、上記の無人飛行体と同様の効果を奏することができる。

本開示の他の態様に係る制御方法は、空中を飛行する無人飛行体の制御方法であって、空中にある他の物体を捕獲するための捕獲部が前記物体を捕獲したことを検知し、前記物体の捕獲を検知した場合に、外部からの操縦信号に依らない自律飛行状態となるように前記無人飛行体の飛行状態を制御する。

本開示の他の態様に係る制御プログラムは、空中を飛行する無人飛行体の制御装置として、コンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記コンピュータに、空中にある他の物体を捕獲するための捕獲部が前記物体を捕獲したことを検知し、前記物体の捕獲を検知した場合に、外部からの操縦信号に依らない自律飛行状態となるように前記無人飛行体の飛行状態を制御する、処理を実行させる。

そして、上記のようなコンピュータプログラムを、ＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体あるいはインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは、言うまでもない。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される形状、構成要素、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。

また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、全ての実施の形態において、各々の内容を組み合わせることもできる。さらに、本開示の主旨を逸脱しない限り、本開示の各実施の形態に対して当業者が想到する範囲内の変更を施した各種変形例も本開示に含まれる。

（実施の形態１）
本実施の形態における無人飛行体の一例である捕獲用ドローンについて説明する。図１は、本開示の実施の形態１における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。図１に示す捕獲用ドローン１００は、プロポ（操縦器）３００を用いて遠隔操縦される。また、捕獲用ドローン１００は、自律飛行可能な無人飛行体であり、プロポ３００からの遠隔指示を受けることなく、自律飛行を行うことができる。

捕獲用ドローン１００は、制御部１０１、安全地マップ記憶部１０２、網重量センサ１０３、ジャイロセンサ１０４、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）部１０５、駆動部１０６、及び通信部１０７を備える。制御部１０１は、プロセッサ等から構成され、飛行制御部１０８、重量捕獲判定部１０９、制御切替部１１０、及び自律飛行制御部１１１を備える。

図２は、図１に示す捕獲用ドローン１００を上面から見た外観図であり、図３は、図１に示す捕獲用ドローンを正面から見た外観図である。図２及び図３に示すように、捕獲用ドローン１００は、上記の構成に加え、本体部Ａ１、支持部Ａ２、及び捕獲用網１１２をさらに備える。

各駆動部１０６は、本体部Ａ１から四方へ延在する支持部Ａ２の先端に取り付けられ、捕獲用ドローン１００の推進力を発生させる。本体部Ａ１の上側にはＧＰＳ部１０５が取り付けられ、本体部Ａ１の下側には網重量センサ１０３が取り付けられている。本体部Ａ１の内部には、制御部１０１、安全地マップ記憶部１０２、ジャイロセンサ１０４、及び通信部１０７が設けられている。捕獲用網１１２は、例えば、縦３メートル、横２メートルの網から構成され、本体部Ａ１の下側に取り付けられる。なお、図２では、捕獲用ドローン１００は４個の駆動部１０６を有しているがこれに限定されない。例えば、５個以上であってもよい。

図４は、図１に示す捕獲用ドローン１００が不審なドローンを捕獲している様子の一例を示す図である。図４に示すように、捕獲用ドローン１００は、プロポ３００からの操作を受け、自身を移動させることで、不審ドローン２００を捕獲用網１１２で捕獲する。不審ドローン２００は、空中でからめとられて捕獲用網１１２に捕獲されている。

なお、捕獲用ドローン１００が捕獲用網１１２で捕獲する空中にある他の物体は、不審ドローン２００のみではなく、捕獲用網１１２で捕獲可能なサイズの飛行体等であれば、他の物体でもよい。また、空中にある他の物体を捕獲する捕獲部としては、上記の捕獲用網に特に限定されず、例えば、空中にある他の物体を把持する複数のアーム、空中にある他の物体を吸着する吸着装置、空中にある他の物体を貼り付ける粘着部材、空中にある他の物体をからめとるロープ、空中にある他の物体に打ち込まれる捕鯨砲のような槍等の種々の捕獲部を用いることができる。

再び、図１を参照して、制御部１０１は、網重量センサ１０３、ジャイロセンサ１０４、ＧＰＳ部１０５、駆動部１０６、及び通信部１０７の制御を行う。

通信部１０７は、２．４ＧＨｚ帯ＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｍｅｄｉｃａｌ）バンド等の通信技術を用いて、プロポ３００と通信を行い、情報の送受信を行う。

ジャイロセンサ１０４は、捕獲用ドローン１００の角度及び角速度を検出し、角度情報及び角速度情報を制御部１０１に出力する。ＧＰＳ部１０５は、捕獲用ドローン１００の現在位置を検出し、検出した現在位置を示す現在位置情報を制御部１０１に出力する。制御部１０１は、検出された角度情報、角速度情報、及び現在位置情報等を用いて、駆動部１０６の制御を行う。

駆動部１０６は、制御部１０１からの指示を受け、捕獲用ドローン１００自身の移動の制御を行う。具体的には、駆動部１０６は、プロペラ（図２参照）、及びプロペラを回転させるモータ（図示省略）等を備える。制御部１０１は、駆動部１０６のプロペラの回転数を適宜制御することで、捕獲用ドローン１００の移動方向や飛行状態を制御する。

飛行制御部１０８は、操縦信号に基づいて捕獲用ドローン１００の飛行状態を制御する手動飛行制御部の一例であり、通信部１０７が受信したプロポ３００からの操作信号に応じて駆動部１０６を制御する。

網重量センサ１０３は、捕獲用網１１２の重量を計測するセンサである。捕獲用網１１２で不審ドローン２００が捕獲されると、捕獲用網１１２の重量は、不審ドローン２００の重量を含むことになり、この場合、網重量センサ１０３は、不審ドローン２００の重量を含む捕獲用網１１２の重量を計測する。

重量捕獲判定部１０９は、網重量センサ１０３で計測された重量に基づいて、不審ドローン２００を捕獲したか否かの判定を行う。重量捕獲判定部１０９は、ローパスフィルタを含み、網重量センサ１０３で計測された重量を示す出力値をフィルタリングする。重量捕獲判定部１０９は、不審ドローン２００を捕獲したと判定した場合、判定結果を制御切替部１１０に通知する。

制御切替部１１０は、判定結果の入力を受け付けると、プロポ３００からの操作を受付けず、飛行の制御を飛行制御部１０８による手動飛行から自律飛行制御部１１１による自律飛行に切り替える。すなわち、制御切替部１１０は、重量捕獲判定部１０９が不審ドローン２００の捕獲を検知した場合に、飛行制御部１０８による手動飛行から自律飛行制御部１１１による自律飛行に切り替える。

制御切替部１１０により自律飛行に切り替えられた場合、自律飛行制御部１１１は、後述する自律飛行により駆動部１０６を制御する。また、自律飛行制御部１１１は、通信部１０７を介して、不審ドローン２００を捕獲したこと、捕獲用ドローン１００が自律飛行に切り替わったこと等をプロポ３００に通知する。

安全地マップ記憶部１０２は、メモリ等から構成され、不審な物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報と、安全地の安全度合を示す安全度合情報（例えば、安全地、準安全地等の情報）とを関連づけたマップ情報として、安全地マップを予め記憶している。

自律飛行制御部１１１は、ＧＰＳ部１０５からの捕獲用ドローン１００の現在位置情報に基づいて安全地マップ記憶部１０２から最も近い安全地を決定し、最も近い安全地への飛行ルートを生成する。自律飛行制御部１１１は、生成した飛行ルートに基づいて、駆動部１０６を制御し、不審ドローン２００を捕獲した位置から最も近い安全地へ移動し、捕獲用ドローン１００を着陸若しくは着水させる、又は、不審ドローン２００を投下して着陸若しくは着水させる。

次に、図１に示す捕獲用ドローン１００を操縦するプロポ３００について説明する。図５は、図１に示すプロポ３００の構成の一例を示すブロック図であり、図６は、図５に示すプロポ３００を正面から見た外観図である。図５及び図６に示すように、プロポ３００は、制御部３０１、表示部３０２、入力部３０３、及び通信部３０４を備える。

制御部３０１は、表示部３０２、入力部３０３、及び通信部３０４の制御を行う。

表示部３０２は、種々の操作画面及び通知画面等を表示する。例えば、表示部３０２は、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を捕獲したことを通知する通知画面、捕獲用ドローン１００が自律飛行を開始し、プロポ３００からの指示を受け付けない旨を通知する通知画面等を表示して操縦者に通知するために用いられる。

入力部３０３は、捕獲用ドローン１００の操縦者の入力指示を受け付ける。例えば、入力部３０３は、図６に示す２つのスティックから構成され、各スティックは、上下左右に可動である。

通信部３０４は、２．４ＧＨｚ帯ＩＳＭバンド等の通信技術を用いて、捕獲用ドローン１００と通信を行い、入力部３０３からの操縦者の操作指示等の指示情報を送信し、また、捕獲用ドローン１００から種々の通知情報を受信する。

次に、重量捕獲判定部１０９について詳細に説明する。図７は、図１に示す網重量センサ１０３の出力値に対する重量捕獲判定部１０９の判定方法の一例を説明するための図である。図７において、横軸は、時間を示し、縦軸は、網重量センサ１０３の出力値を示している。

捕獲用ドローン１００の操縦者は、不審ドローン２００を発見すると、プロポ３００を操作し、捕獲用ドローン１００を浮上させて捕獲する。このとき、図７に示すように、捕獲用ドローン１００の浮上開始（時間０）から浮上完了時刻Ｔ１までに捕獲用ドローン１００の浮上が完了し、次に、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を捕獲すると、捕獲検出時刻Ｔ２において、網重量センサ１０３の出力値ＷＯが増加する。

ここで、網重量センサ１０３の出力値ＷＯには、ノイズ等が重畳されており、変動幅が大きいが、重量捕獲判定部１０９のローパスフィルタ後の出力値ＷＬは、ノイズ等が除去され、滑らかに変化しており、捕獲用網１１２の総重量を正確に表している。

重量捕獲判定部１０９は、重量に対する所定の捕獲検出閾値Ｔｗ（例えば、捕獲用網１１２の重量と、不審ドローン２００の重量とを加算した重量を示す出力値）を予め設定している。重量捕獲判定部１０９は、浮上完了時刻Ｔ１で浮上が完了したと判定した後、捕獲検出時刻Ｔ２でローパスフィルタ後の出力値ＷＬが捕獲検出閾値Ｔｗ以上であることを判定することにより、不審ドローン２００を捕獲したと判定する。

なお、上記の判定では、重量捕獲判定部１０９のローパスフィルタ後の出力値ＷＬが捕獲検出閾値Ｔｗ以上である場合に、不審ドローン２００の捕獲を検知しているが、この例に特に限定されず、網重量センサ１０３により計測された重量の増加量、すなわち、重量捕獲判定部１０９のローパスフィルタ後の出力値の増加量（例えば、浮上完了時刻Ｔ１から捕獲検出時刻Ｔ２までの平均出力値からの増加量）が所定値以上であることを判定することにより、不審ドローン２００の捕獲を検知する等の種々の変更が可能である。

次に、自律飛行制御部１１１について詳細に説明する。自律飛行制御部１１１は、通信部１０７を介して、不審ドローン２００を捕獲したこと、及び捕獲用ドローン１００が自律飛行に切り替わることをプロポ３００に通知する。プロポ３００は、通信部３０４を介して、捕獲用ドローン１００の通知を受け取ると、制御部３０１は、不審ドローン２００を捕獲したこと、及び捕獲用ドローン１００が自律飛行に切り替わることを示すメッセージを表示するように表示部３０２を制御する。

図８は、不審ドローン２００の捕獲後に捕獲用ドローン１００が自律飛行に切り替わることを通知するためのプロポ３００の表示画面の一例を示す図である。図８に示すように、プロポ３００の表示部３０２に、不審ドローン２００を捕獲したこと、及び捕獲用ドローン１００が自律飛行に切り替わったことを示すメッセージ「物体の捕獲を検知しました。安全な場所に自律飛行します。」が表示されている。このような表示画面を表示部３０２に表示することにより、操縦者は、不審ドローン２００を捕獲し、捕獲用ドローン１００が自律飛行に切り替わったことを知ることができる。

また、捕獲用ドローン１００の自律飛行制御部１１１は、安全地マップ記憶部１０２を参照して、現在位置から最も近い安全地を決定し、最も近い安全地への飛行ルートを生成する。このとき、自律飛行制御部１１１は、通信部１０７を介して、不審ドローン２００の移動先を通知する。

プロポ３００は、通信部３０４を介して、捕獲用ドローン１００の当該通知を受け取ると、制御部３０１は、捕獲用ドローン１００の移動先を表示するように表示部３０２を制御する。この場合、図８に示すように、プロポ３００の表示部３０２に、不審ドローン２００の移動先を示すメッセージ「目標着地位置はｘ、ｙです。」が表示される。このような表示画面を表示部３０２に表示することにより、操縦者は、不審ドローン２００の移動先や移動させるまでの飛行ルートを知ることができ、飛行ルートから避難することもできる。

なお、不審ドローン２００の移動先等の情報は、プロポ３００のみに限らず、操縦者とともに不審ドローン２００の捕獲を行う他の作業員等が使用する他の機器に通知してもよい。また、表示部３０２に表示されるメッセージは、上記の例に特に限定されず、例えば、不審ドローン２００の移動先を地図で示してもよいし、不審ドローン２００の移動先を含む飛行ルートも表示するようにしてもよい。

図９は、図１に示す安全地マップ記憶部１０２の安全地マップを用いて、不審ドローンの移動先及び飛行ルートを決定する方法の一例を説明するための図である。図９に示すように、安全地マップ記憶部１０２は、例えば、ハッチング部分が河原、海岸、山林、河川、湖沼、海洋などの安全地ＳＡを示す安全地マップＳＭの情報を記憶している。図９に示す例では、捕獲用ドローン１００の現在位置ＣＰと移動先ＤＰとを結ぶ飛行ルートＦＲを安全地マップＳＭ上に示している。

自律飛行制御部１１１は、ＧＰＳ部１０５から、捕獲用ドローン１００の現在位置ＣＰを示す位置情報を検出する。自律飛行制御部１１１は、現在位置ＣＰを示す位置情報から安全地マップＳＭの最も近い安全地ＳＡを移動先ＤＰに決定し、現在位置ＣＰと移動先ＤＰとを結ぶルートを飛行ルートＦＲとして生成する。このようにして、移動先ＤＰは、現在位置ＣＰから最も近い安全地に設定される。

自律飛行制御部１１１は、生成した飛行ルートＦＲに基づいて、駆動部１０６を制御し、不審ドローン２００を捕獲した位置（例えば、現在位置ＣＰ）から最も近い安全地へ移動し、捕獲用ドローン１００を着陸若しくは着水させる、又は、不審ドローン２００を投下する。

また、自律飛行制御部１１１は、通信部１０７を介して、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を移動先ＤＰに移動完了したことを通知する。プロポ３００は、通信部３０４を介して、捕獲用ドローン１００の通知を受け取ると、制御部３０１は、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を移動先ＤＰに移動完了したことを示すメッセージを表示するように表示部３０２を制御する。

図１０は、不審ドローン２００の捕獲後に捕獲用ドローン１００が安全地に移動完了したことを通知するためのプロポの表示画面の一例を示す図である。図１０に示すように、プロポ３００の表示部３０２に、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を移動先ＤＰに移動完了したことを示すメッセージ「捕獲した物体を安全な場所に着地させました。着地位置はｘ，ｙです。」が表示されている。このような表示画面を表示部３０２に表示することにより、操縦者は、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を移動先ＤＰに移動完了したことを知ることができる。

なお、捕獲用ドローン１００は、安全地マップを有しているものとして説明したが、これに限らない。捕獲用ドローン１００は、必要に応じて、外部から安全地マップを取得するようにしてもよい。例えば、安全地マップ記憶部１０２を省略し、安全地マップを記憶している外部のサーバ等から通信部１０７を介して安全地マップを取得するようにする等の種々の変更が可能である。

また、捕獲用ドローン１００が、不審ドローン２００の移動先を決定するものとして説明したが、これに限らない。例えば、捕獲用ドローン１００は、不審ドローン２００を捕獲したときに、捕獲用ドローン１００の位置情報をサーバ等の外部の機器に通知し、外部の機器により不審ドローン２００の移動先を決定し、決定した移動先を取得するようにしてもよい。

また、自律飛行制御部１１１が安全地マップ記憶部１０２を参照して現在位置から最も近い安全地を決定できない場合、自律飛行制御部１１１は、通信部１０７を介して、現在位置から最も近い安全地を決定できないことをプロポ３００に通知し、制御切替部１１０は、飛行の制御を自律飛行制御部１１１による自律飛行から飛行制御部１０８による手動飛行に切り替え、操縦者の手動操縦によりその後の飛行を行うようにしてもよい。この点については、他の実施の形態も同様である。

次に、捕獲用ドローン１００による不審ドローン２００の捕獲処理について説明する。図１１は、図１に示す捕獲用ドローン１００による不審ドローン２００の捕獲処理の一例を示すフローチャートである。

まず、捕獲用ドローン１００の通信部１０７は、プロポ３００からの操作指示（不審ドローン２００の捕獲指示）を受信する（ステップＳ１１）。

次に、飛行制御部１０８は、プロポ３００からの操作指示を受けて、駆動部１０６を制御し、不審ドローン２００を捕獲する（ステップＳ１２）。

次に、重量捕獲判定部１０９は、網重量センサ１０３により計測された捕獲用網１１２の重量に基づいて、不審ドローン２００を捕獲したか否かの判定を行う（ステップＳ１３）。重量捕獲判定部１０９は、不審ドローン２００を捕獲していないと判定した場合（ステップＳ１３でＮＧの場合）、ステップＳ１１に戻って以降の処理を継続する。

一方、不審ドローン２００を捕獲したと判定した場合（ステップＳ１３でＯＫの場合）、重量捕獲判定部１０９は、判定結果を制御切替部１１０へ通知し、制御切替部１１０は、判定結果の入力を受け付け、飛行の制御を飛行制御部１０８による手動飛行から自律飛行制御部１１１による自律飛行に切り替える（ステップＳ１４）。このとき、自律飛行制御部１１１は、通信部１０７を介して、捕獲用ドローン１００が自律飛行に切り替わることをプロポ３００に通知する。

次に、自律飛行制御部１１１は、安全地マップ記憶部１０２を参照して、ＧＰＳ部１０５からの位置情報に基づいて最も近い安全地を決定し、最も近い安全地への飛行ルートを生成する（ステップＳ１５）。

次に、自律飛行制御部１１１は、生成した飛行ルートに基づいて、駆動部１０６を制御し、不審ドローン２００を捕獲した位置から最も近い安全地へ移動し、捕獲用ドローン１００を着陸若しくは着水させる、又は、不審ドローン２００を投下する（ステップＳ１６）。

以上のように、本実施の形態における捕獲用ドローン１００は、捕獲用ドローン１００の操作指示を受け付ける通信部１０７と、捕獲用ドローン１００を飛行させるための駆動部１０６と、操作指示に基づいて駆動部１０６を制御する制御部１０１と、空中の物体を捕獲するための捕獲用網１１２と、捕獲用網１１２の重量を検出する網重量センサ１０３とを備え、制御部１０１は、重量の増加が所定値以上の場合に、自律飛行に切り替える。これにより、捕獲用ドローン１００は、空中の物体である不審ドローン２００を捕獲した後、急激な重量変化による手動操縦の操縦事故を回避することができる。

また、本実施の形態における捕獲用ドローン１００は、さらに、捕獲用ドローンの位置情報を検出するＧＰＳ部１０５と、不審ドローン２００を移動させるための安全地マップを記憶している安全地マップ記憶部１０２とを備え、制御部１０１は、自律飛行において、安全地マップの位置情報から最も近い安全地である移動先を決定し、移動先に向けて捕獲用ドローン１００を移動させる。これにより、捕獲用ドローン１００は、不審ドローン２００を捕獲後、自律飛行により最速で安全な場所に移動できる。

なお、本実施の形態では、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を捕獲したと判断した後、捕獲用ドローン１００が自律飛行に切り替える制御を行ったが、これに限らない。例えば、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を捕獲したと判断したことをプロポ３００に通知し、操縦者がプロポ３００から捕獲用ドローン１００を自律飛行に切り替える操作を行うことにより、捕獲用ドローン１００を自律飛行に切り替えるようにしてもよい。

また、網重量センサ１０３以外の手段を用いて、捕獲用ドローン１００が不審ドローン２００を捕獲したか否かの判断をしてもよい。例えば、以下のように、網重量センサ１０３の代わりに、電流センサ、回転数センサ等を用いてもよい。

（変形例１）
本実施の形態の変形例１として、網重量センサの代わりに電流センサを用いる例について説明する。図１２は、本開示の実施の形態１の変形例１における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図であり、図１３は、図１２に示す捕獲用ドローンを上面から見た外観図である。なお、図１２では、図示を容易にするため、図１３に示す４つの電流センサ１１３を１つの電流センサ１１３として図示している。

図１２及び図１３に示す捕獲用ドローン１００ａが図１及び図２に示す捕獲用ドローン１００と異なる点は、網重量センサ１０３に代えて電流センサ１１３を備え、制御部１０１が制御部１０１ａに変更され、制御部１０１の重量捕獲判定部１０９が制御部１０１ａの電流捕獲判定部１１４に変更された点であり、その他の点は同様であるので、同一部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

制御部１０１ａは、電流センサ１１３、ジャイロセンサ１０４、ＧＰＳ部１０５、駆動部１０６、及び通信部１０７の制御を行う。

４つの電流センサ１１３は、捕獲用ドローン１００ａの駆動部１０６に含まれる４つのモータ（図示省略）に流れる駆動電流を計測するセンサである。捕獲用網１１２で不審ドローン２００が捕獲されると、捕獲用ドローン１００ａの駆動部１０６に流れる電流が増え、電流センサ１１３は、増加した駆動電流を計測する。なお、電流捕獲判定部１１４は、４つの電流センサ１１３により計測された４つのモータの駆動電流の平均値を用いて後述する判定を行うが、電流センサの構成は、この例に特に限定されず、４つのモータの駆動電流の合計値を計測したり、１つのモータの駆動電流を代表値として計測したりする等の種々の変更が可能である。

電流捕獲判定部１１４は、４つの電流センサ１１３で計測された電流値の平均値に基づいて、不審ドローン２００を捕獲したか否かの判定を行う。電流捕獲判定部１１４は、ローパスフィルタを含み、電流センサ１１３で計測された電流値をフィルタリングする。電流捕獲判定部１１４は、不審ドローン２００を捕獲したと判定した場合、判定結果を制御切替部１１０に通知する。

次に、電流捕獲判定部１１４について詳細に説明する。図１４は、図１２に示す電流センサ１１３の出力値に対する電流捕獲判定部１１４の判定方法の一例を説明するための図である。図１４において、横軸は、時間を示し、縦軸は、４つの電流センサ１１３の出力値の平均値を示している。

捕獲用ドローン１００ａの操縦者は、不審ドローン２００を発見すると、プロポ３００を操作し、捕獲用ドローン１００ａを浮上させて捕獲する。このとき、図１４に示すように、捕獲用ドローン１００ａの浮上開始（時間０）から浮上完了時刻Ｔ１までに捕獲用ドローン１００ａの浮上が完了し、次に、捕獲用ドローン１００ａが不審ドローン２００を捕獲すると、捕獲検出時刻Ｔ２において、電流センサ１１３の出力値ＣＯが増加する。

ここで、４つの電流センサ１１３の出力値の平均値ＣＯには、ノイズ等が重畳されており、変動幅が大きいが、電流捕獲判定部１１４のローパスフィルタ後の出力値ＣＬは、ノイズ等が除去され、滑らかに変化しており、駆動部１０６の駆動電流の平均値を正確に表している。

電流捕獲判定部１１４は、駆動電流に対する所定の捕獲検出閾値Ｔｃ（例えば、不審ドローン２００を捕獲した後に捕獲用ドローン１００ａを飛行させるための駆動電流の平均値を示す出力値）を予め設定している。飛行開始時、駆動部１０６に大電流が流れるので、電流捕獲判定部１１４は、飛行開始後に所定時間が経過した後、例えば、浮上が完了したと判定した浮上完了時刻Ｔ１以降に、捕獲検出時刻Ｔ２でローパスフィルタ後の出力値ＣＬが捕獲検出閾値Ｔｃ以上であることを判定することにより、不審ドローン２００を捕獲したと判定する。

なお、上記の判定では、電流捕獲判定部１１４のローパスフィルタ後の出力値ＣＬが捕獲検出閾値Ｔｃ以上である場合に、不審ドローン２００の捕獲を検知しているが、この例に特に限定されず、電流センサ１１３により計測された駆動電流の増加量、すなわち、電流捕獲判定部１１４のローパスフィルタ後の出力値の増加量（例えば、浮上完了時刻Ｔ１から捕獲検出時刻Ｔ２までの平均出力値からの増加量）が所定値以上であることを判定することにより、不審ドローン２００の捕獲を検知する等の種々の変更が可能である。

（変形例２）
本実施の形態の変形例２として、網重量センサの代わりに回転数センサを用いる例について説明する。図１５は、本開示の実施の形態１の変形例２における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図であり、図１６は、図１５に示す捕獲用ドローンを上面から見た外観図である。なお、図１５では、図示を容易にするため、図１６に示す４つの回転数センサ１１５を１つの回転数センサ１１５として図示している。

図１５及び図１６に示す捕獲用ドローン１００ｂが図１及び図２に示す捕獲用ドローン１００と異なる点は、網重量センサ１０３に代えて回転数センサ１１５を備え、制御部１０１が制御部１０１ｂに変更され、制御部１０１の重量捕獲判定部１０９が制御部１０１ｂの回転数捕獲判定部１１６に変更された点であり、その他の点は同様であるので、同一部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

制御部１０１ｂは、回転数センサ１１５、ジャイロセンサ１０４、ＧＰＳ部１０５、駆動部１０６、及び通信部１０７の制御を行う。

４つの回転数センサ１１５は、捕獲用ドローン１００ｂの駆動部１０６に含まれる４つのモータ（図示省略）に接続され、各モータの回転数を計測するセンサである。捕獲用網１１２で不審ドローン２００が捕獲されると、捕獲用ドローン１００ｂの駆動部１０６のモータの回転数が増え、回転数センサ１１５は、増加した回転数を計測する。なお、回転数捕獲判定部１１６は、４つの回転数センサ１１５により計測された４つのモータの回転数の平均値を用いて後述する判定を行うが、回転数センサの構成は、この例に特に限定されず、１つの回転数センサ１１５が計測した１つのモータの回転数を代表値として判定を行う等の種々の変更が可能である。

回転数捕獲判定部１１６は、４つの回転数センサ１１５で計測された回転数の平均値に基づいて、不審ドローン２００を捕獲したか否かの判定を行う。回転数捕獲判定部１１６は、ローパスフィルタを含み、回転数センサ１１５で計測された回転数をフィルタリングする。回転数捕獲判定部１１６は、不審ドローン２００を捕獲したと判定した場合、判定結果を制御切替部１１０に通知する。

次に、回転数捕獲判定部１１６について詳細に説明する。図１７は、図１６に示す回転数センサ１１５の出力値に対する回転数捕獲判定部１１６の判定方法の一例を説明するための図である。図１７において、横軸は時間を示し、縦軸は、４つの回転数センサ１１５の出力値の平均値を示している。

捕獲用ドローン１００ｂの操縦者は、不審ドローン２００を発見すると、プロポ３００を操作し、捕獲用ドローン１００ｂを浮上させて捕獲する。このとき、図１７に示すように、捕獲用ドローン１００ｂの浮上開始（時間０）から浮上完了時刻Ｔ１までに捕獲用ドローン１００ｂの浮上が完了し、次に、捕獲用ドローン１００ｂが不審ドローン２００を捕獲すると、捕獲検出時刻Ｔ２において、４つの回転数センサ１１５の出力値の平均値ＲＯが増加する。

ここで、４つの回転数センサ１１５の出力値の平均値ＲＯには、ノイズ等が重畳されており、変動幅が大きいが、回転数捕獲判定部１１６のローパスフィルタ後の出力値ＲＬは、ノイズ等が除去され、滑らかに変化しており、駆動部１０６のモータの回転数の平均値を正確に表している。

回転数捕獲判定部１１６は、回転数に対する所定の捕獲検出閾値Ｔｒ（例えば、不審ドローン２００を捕獲した後に捕獲用ドローン１００ｂを飛行させるための回転数の平均値を示す出力値）を予め設定している。飛行開始時、モータの回転数が大きくなるので、回転数捕獲判定部１１６は、飛行開始後に所定時間が経過した後、例えば、浮上が完了したと判定した浮上完了時刻Ｔ１以降に、捕獲検出時刻Ｔ２でローパスフィルタ後の出力値ＲＬが捕獲検出閾値Ｔｒ以上であることを判定することにより、不審ドローン２００を捕獲したと判定する。

なお、上記の判定では、回転数捕獲判定部１１６のローパスフィルタ後の出力値ＲＬが捕獲検出閾値Ｔｒ以上である場合に、不審ドローン２００の捕獲を検知しているが、この例に特に限定されず、回転数センサ１１５により計測された回転数の増加量、すなわち、回転数捕獲判定部１１６のローパスフィルタ後の出力値の増加量（例えば、浮上完了時刻Ｔ１から捕獲検出時刻Ｔ２までの平均出力値からの増加量）が所定値以上であることを判定することにより、不審ドローン２００の捕獲を検知する等の種々の変更が可能である。

（実施の形態２）
上記の実施の形態１の捕獲用ドローン１００は、網重量センサ１０３により検出された重量に基づいて不審ドローン２００を捕獲したか否かを判定したが、本実施の形態では、網重量センサ１０３を用いて検出した重量と、さらに、風速計を用いて計測した風速も考慮して、捕獲用ドローンが不審ドローンを捕獲したか否かを判断する。なお、本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、網重量センサの代わりに、電流センサや回転数センサを用いてもよい。

図１８は、本開示の実施の形態２における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図であり、図１９は、図１８に示す捕獲用ドローンを上面から見た外観図である。

図１８及び図１９に示す捕獲用ドローン１００ｃが図１及び図２に示す捕獲用ドローン１００と異なる点は、風速計１２１が追加され、制御部１０１が制御部１０１ｃに変更され、制御部１０１の重量捕獲判定部１０９が制御部１０１ｃの風速考慮重量捕獲判定部１２２に変更された点であり、その他の点は同様であるので、同一部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

制御部１０１ｃは、風速計１２１、網重量センサ１０３、ジャイロセンサ１０４、ＧＰＳ部１０５、駆動部１０６、及び通信部１０７の制御を行う。

風速計１２１は、本体部Ａ１に固定され、捕獲用ドローン１００ｃ付近の、捕獲用ドローン１００ｃに対する相対的な風速を計測する。例えば、捕獲用ドローン１００ｃが速度Ａで移動しているとき、向かい風の風速が風速Ｂの場合、捕獲用ドローン１００ｃに対する相対的な風速は、風速（Ａ＋Ｂ）となり、追い風の風速が風速Ｃの場合、捕獲用ドローン１００ｃに対する相対的な風速は、風速（Ａ−Ｃ）となる。

風速考慮重量捕獲判定部１２２は、網重量センサ１０３で計測された重量と、風速計１２１で計測された風速とに基づいて、不審ドローン２００を捕獲したか否かの判定を行う。風速考慮重量捕獲判定部１２２は、ローパスフィルタを含み、網重量センサ１０３で計測された重量をフィルタリングする。風速考慮重量捕獲判定部１２２は、不審ドローン２００を捕獲したと判定した場合、判定結果を制御切替部１１０に通知する。

次に、風速考慮重量捕獲判定部１２２について詳細に説明する。図２０は、図１８に示す網重量センサ１０３の出力値に対する風速考慮重量捕獲判定部１２２の判定方法の一例を説明する図である。図２０において、横軸は時間を示し、縦軸は、網重量センサ１０３の出力値を示している。

捕獲用ドローン１００ｃの操縦者は、不審ドローン２００を発見すると、プロポ３００を操作し、捕獲用ドローン１００ｃを浮上させて捕獲する。このとき、図２０に示すように、捕獲用ドローン１００ｃの浮上開始（時間０）から浮上完了時刻Ｔ１までに捕獲用ドローン１００ｃの浮上が完了し、次に、捕獲用ドローン１００ｃが不審ドローン２００を捕獲すると、捕獲検出時刻Ｔ２において、風速が小さい場合の網重量センサ１０３の出力値ＷＯ１及び風速が大きい場合の網重量センサ１０３の出力値ＷＯ２が増加する。

ここで、風速が小さい場合の網重量センサ１０３の出力値ＷＯ１及び風速が大きい場合の網重量センサ１０３の出力値ＷＯ２には、ノイズ等が重畳されており、変動幅が大きいが、風速が小さい場合の風速考慮重量捕獲判定部１２２のローパスフィルタ後の出力値ＷＬ１及び風速が大きい場合の風速考慮重量捕獲判定部１２２のローパスフィルタ後の出力値ＷＬ２は、ノイズ等が除去され、滑らかに変化しており、捕獲用網１１２の総重量を正確に表している。

風速考慮重量捕獲判定部１２２は、捕獲用ドローン１００ｃに対する相対的な風速が小さい場合の重量に対する所定の捕獲検出閾値Ｔｗ１と、大きい場合の重量に対する所定の捕獲検出閾値Ｔｗ２（Ｔｗ１＜Ｔｗ２）を予め設定している。

相対的な風速が小さい場合、風速考慮重量捕獲判定部１２２は、浮上完了時刻Ｔ１で浮上が完了したと判定した後、捕獲検出時刻Ｔ２でローパスフィルタ後の出力値ＷＬ１が捕獲検出閾値Ｔｗ１以上であることを判定することにより、不審ドローン２００を捕獲したと判定する。また、相対的な風速が大きい場合、風速考慮重量捕獲判定部１２２は、浮上完了時刻Ｔ１で浮上が完了したと判定した後、捕獲検出時刻Ｔ２でローパスフィルタ後の出力値ＷＬ２が捕獲検出閾値Ｔｗ２以上であることを判定することにより、不審ドローン２００を捕獲したと判定する。

なお、風速考慮重量捕獲判定部１２２が用いる捕獲検出閾値は、相対的な風速が小さい場合と、相対的な風速が大きい場合との２値である必要はなく、風速に応じて捕獲検出閾値を決定するようにしてもよい。図２１は、相対的な風速と捕獲判定閾値との関係の一例を示す図である。図２１において、横軸は、風速を示し、縦軸は、捕獲検出閾値を示している。

図２１に示すように、捕獲検出閾値は、相対的な風速に比例して増大する。風速考慮重量捕獲判定部１２２は、図２１に示す相対的な風速と捕獲判定閾値との関係を示す一次関数を予め記憶しており、相対的な風速が速くなると、捕獲検出閾値を高くするように捕獲検出閾値を決定し、決定した捕獲検出閾値を用いて、不審ドローン２００の捕獲を判定する。この場合、相対的な風速を考慮して、不審ドローン２００の捕獲をより正確に判定することができる。なお、相対的な風速と捕獲判定閾値との関係は、上記の例に特に限定されず、２次関数、指数関数等の他の関係を用いてもよい。

以上のように、本実施の形態における捕獲用ドローン１００ｃは、捕獲用ドローン１００ｃの操作指示を受け付ける通信部１０７と、捕獲用ドローン１００ｃを飛行させるための駆動部１０６と、操作指示に基づいて駆動部１０６を制御する制御部１０１ｃと、空中の物体を捕獲するための捕獲用網１１２と、捕獲用網１１２の重量を検出する網重量センサ１０３と、捕獲用ドローン付近の風速を計測する風速計１２１とを備え、制御部１０１ｃは、風速が大きければ大きいほど大きい所定値（捕獲判定閾値）を設定し、重量の増加が所定値以上の場合に、自律飛行に切り替える。これにより、捕獲用ドローン１００ｃは、空中の物体である不審ドローン２００を捕獲した後、急激な重量変化による手動操縦の操縦事故を回避することができる。

また、本実施の形態における捕獲用ドローン１００ｃは、さらに、捕獲用ドローン１００ｃの位置情報を検出するＧＰＳ部１０５と、不審ドローン２００を移動させるための安全地マップを記憶している安全地マップ記憶部１０２とを備え、制御部１０１ｃは、自律飛行において、安全地マップの位置情報から最も近い安全地である移動先を決定し、移動先に向けて捕獲用ドローン１００ｃを移動させる。これにより、捕獲用ドローン１００ｃは、不審ドローン２００を捕獲後、自律飛行により最速で安全な場所に移動できる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１の捕獲用ドローン１００と同様に、不審ドローン２００を捕獲した後、自律飛行で移動先へ移動中に、網重量センサ１０３により検出された重量に基づいて不審ドローン２００が落下したか否かを判定する。なお、本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、網重量センサの代わりに、電流センサや回転数センサを用いてもよい。

図２２は、本開示の実施の形態３における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。図２２に示す捕獲用ドローン１００ｄが図１に示す捕獲用ドローン１００と異なる点は、制御部１０１が制御部１０１ｄに変更され、制御部１０１ｄに重量落下判定部１３１が追加された点であり、その他の点は同様であるので、同一部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

制御部１０１ｄは、網重量センサ１０３、ジャイロセンサ１０４、ＧＰＳ部１０５、駆動部１０６、及び通信部１０７の制御を行う。

重量落下判定部１３１は、網重量センサ１０３で計測された重量に基づいて、不審ドローン２００を移動先への移動中に落下したか否かの判定を行う。重量落下判定部１３１は、ローパスフィルタを含み、網重量センサ１０３で計測された重量をフィルタリングする。また、重量落下判定部１３１は、不審ドローン２００が落下したと判定した場合、不審ドローン２００の落下を検知した場所を示す落下位置情報として、ＧＰＳ部１０５から捕獲用ドローン１００の現在位置を示す現在位置情報を取得する。

次に、重量落下判定部１３１について詳細に説明する。図２３は、図２２に示す網重量センサの出力値に対する重量落下判定部１３１の落下判定方法の一例を説明するための図である。図２３において、横軸は時間を示し、縦軸は、網重量センサ１０３の出力値を示している。

捕獲用ドローン１００ｄは、不審ドローン２００の捕獲後、自律飛行により安全地まで移動するが、移動中に不審ドローン２００が落下する場合がある。このとき、図２３に示すように、不審ドローン２００を捕獲した捕獲検出時刻Ｔ２以降において、不審ドローン２００が落下すると、落下検出時刻Ｔ３において、網重量センサ１０３の出力値ＷＯが減少する。

ここで、網重量センサ１０３の出力値ＷＯには、ノイズ等が重畳されており、変動幅が大きいが、重量落下判定部１３１のローパスフィルタ後の出力値ＷＦは、ノイズ等が除去され、滑らかに変化しており、捕獲用網１１２の総重量を正確に表している。

重量落下判定部１３１は、重量捕獲判定部１０９と同様に、重量に対する所定の捕獲検出閾値Ｔｗを予め設定している。重量落下判定部１３１は、捕獲検出時刻Ｔ２以降において、ローパスフィルタ後の出力値ＷＦが捕獲検出閾値Ｔｗを下回っていることを判定することにより、不審ドローン２００が落下したと判定する。

なお、上記の判定では、重量落下判定部１３１のローパスフィルタ後の出力値ＷＦが捕獲検出閾値Ｔｗ未満である場合に、不審ドローン２００の落下を検知しているが、この例に特に限定されず、網重量センサ１０３により計測された重量の減少量、すなわち、重量落下判定部１３１のローパスフィルタ後の出力値の減少量（例えば、捕獲検出時刻Ｔ２以降の平均出力値からの減少量）が所定値以上であることを判定することにより、不審ドローン２００の落下を検知する等の種々の変更が可能である。

また、重量落下判定部１３１は、重量捕獲判定部１０９と同様に、捕獲検出閾値Ｔｗを用いて判定を行っているが、この例に特に限定されず、捕獲検出閾値Ｔｗと異なる落下検出閾値を用いる等の種々の変更が可能である。

また、重量落下判定部１３１は、不審ドローン２００が落下したと判定した場合、判定結果を制御切替部１１０に通知し、制御切替部１１０は、飛行の制御を自律飛行制御部１１１による自律飛行から飛行制御部１０８による手動飛行に切り替え、落下後は、操縦者が捕獲用ドローン１００ｄを手動で操縦するようにしてもよい。

また、重量落下判定部１３１は、通信部１０７を介して、プロポ３００に捕獲用ドローン１００ｄが不審ドローン２００を移動先への移動中に落下したこと、及び不審ドローン２００の落下を検知した場所を示す落下位置情報を通知する。プロポ３００は、通信部３０４を介して、捕獲用ドローン１００ｄの通知を受け取ると、制御部３０１は、不審ドローン２００を移動先への移動中に落下したこと、及び不審ドローン２００の落下を検知した場所を示す落下位置情報を示すメッセージを表示するように表示部３０２を制御する。

図２４は、不審ドローン２００の捕獲後に不審ドローン２００の落下を検出したことを通知するためのプロポ３００の表示画面の一例を示す図である。図２４に示すように、プロポ３００の表示部３０２に、捕獲用ドローン１００ｄが不審ドローン２００を移動先への移動中に落下したこと、及び不審ドローン２００の落下を検知した場所を示す落下位置情報を示すメッセージ「捕獲した物体の落下を検出しました。落下位置はａ，ｂです。」が表示されている。このような表示画面を表示部３０２に表示することにより、操縦者は、移動中に不審ドローン２００が落下したこと、及び不審ドローン２００の落下位置を知ることができる。

以上のように、本実施の形態における捕獲用ドローン１００ｄは、捕獲用ドローン１００ｄの操作指示を受け付ける通信部１０７と、捕獲用ドローン１００ｄを飛行させるための駆動部１０６と、操作指示に基づいて駆動部１０６を制御する制御部１０１ｄと、空中の物体を捕獲するための捕獲用網１１２と、捕獲用網１１２の重量を検出する網重量センサ１０３と、捕獲用ドローン１００ｄの位置情報を検出するＧＰＳ部１０５と、不審ドローン２００を移動させるための安全地マップを記憶している安全地マップ記憶部１０２とを備え、制御部１０１ｄは、重量の増加が所定値以上の場合に、自律飛行に切り替え、安全地マップの位置情報から最も近い安全地である移動先を決定し、移動先に向けて捕獲用ドローン１００ｄを移動させ、また、重量の減少が所定値より大きい場合に、不審ドローン２００が落下したと判定する。これにより、捕獲用ドローン１００ｄは、不審ドローン２００を捕獲した後、自律飛行により最速で安全な場所への飛行を開始し、さらに、移動中に不審ドローン２００が落下したか否かを判定することができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１の捕獲用ドローン１００と同様に、不審ドローン２００を捕獲し、さらに、不審ドローン２００を捕獲した後、自律飛行で移動先を決定する際に、不審ドローン２００の重量と、自身のバッテリの残量とを考慮して移動先を決定する。

図２５は、本開示の実施の形態４における捕獲用ドローンの構成の一例を示すブロック図である。図２５に示す捕獲用ドローン１００ｅが図１に示す捕獲用ドローン１００と異なる点は、バッテリ１４２及び残量計測部１４１が追加され、制御部１０１が制御部１０１ｅに変更され、制御部１０１ｅに目標地点管理部１４３が追加された点であり、その他の点は同様であるので、同一部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。なお、バッテリ１４２は、本実施の形態以外の捕獲用ドローンにも具備されるものである。

制御部１０１ｅは、網重量センサ１０３、ジャイロセンサ１０４、ＧＰＳ部１０５、駆動部１０６、通信部１０７、及び残量計測部１４１の制御を行う。

バッテリ１４２は、捕獲用ドローン１００ｅの駆動部１０６等に必要な電力を供給する。残量計測部１４１は、バッテリ１４２の残量を計測し、計測結果を目標地点管理部１４３に出力する。

目標地点管理部１４３は、不審ドローン２００の重量と、バッテリ１４２の残量とを考慮して移動先を決定する。具体的には、目標地点管理部１４３は、安全地マップ記憶部１０２を参照して、残量計測部１４１により計測された残量が小さいほど、現在地からより近い範囲で安全度合が最も高い安全地を自律飛行の到達目標地点として設定する。

図２６は、図２５に示す安全地マップ記憶部１０２の安全地マップを用いて、不審ドローンの移動先及び飛行ルートを決定する方法の一例を説明するための図である。図２６に示すように、安全地マップ記憶部１０２は、右上から左下に向けた斜線のハッチング部分が河原、海岸、山林、河川、湖沼、海洋などの安全地ＳＡを示し、左上から右下に向けた斜線のハッチング部分が広場、公園などの準安全地ＳＳ（安全地ＳＡより安全度合が低い安全地）を示す安全地マップＳＭの情報を記憶している。

図２６に示す例では、捕獲用ドローン１００ｅの現在位置ＣＰと安全地ＳＡ内の移動先Ｄ１とを結ぶ飛行ルートＦ１と、捕獲用ドローン１００ｅの現在位置ＣＰと準安全地ＳＳ内の移動先Ｄ２とを結ぶ飛行ルートＦ２とを安全地マップＳＭ上に示している。この場合、移動先Ｄ２は、捕獲用ドローン１００ｅの現在位置ＣＰから最も近い安全地ＳＡ内の移動先ではなく、捕獲用ドローン１００ｅの現在位置ＣＰから最も近い準安全地ＳＳ内の移動先である。

なお、安全地マップ記憶部１０２に記憶される安全地マップの安全地の安全度合を示す安全度合情報として、安全地と、準安全地との２段階の情報を用いたが、この例に特に限定されず、３段階以上の安全度合を示す安全度合情報を記憶する等の種々の変更が可能である。

目標地点管理部１４３は、残量計測部１４１により計測されたバッテリ１４２の残量と、網重量センサ１０３により計測された捕獲用網１１２の重量の増加量（不審ドローン２００の捕獲による捕獲用網１１２の重量の増加量を表す網重量増加値）とに基づいて、飛行可能な最大距離（到達目標地点までの最大距離）を算出する。

図２７は、到達目標地点までの最大距離と網重量増加値及びバッテリ残量との関係の一例を示す図である。図２７に示す例は、バッテリ１４２の残量が多い場合、中間の場合、及び少ない場合の３種類の到達目標地点までの最大距離と網重量増加値との関係を示している。到達目標地点までの最大距離は、網重量増加値が大きくなるほど短くなり、また、バッテリ１４２の残量が多い場合、中間の場合、少ない場合の順に短くなる。例えば、目標地点管理部１４３は、図２７に示すような関係となる到達目標地点までの最大距離を決定する。

また、目標地点管理部１４３は、ＧＰＳ部１０５から、捕獲用ドローン１００ｅの現在位置ＣＰを示す位置情報を検出する。目標地点管理部１４３は、飛行可能な最大距離の範囲内で、現在位置ＣＰを示す位置情報から安全地マップＳＭの最も近い安全地ＳＡを移動先Ｄ１に決定し、現在位置ＣＰと移動先Ｄ１とを結ぶルートを飛行ルートＦ１として生成する。

一方、飛行可能な最大距離の範囲内に安全地ＳＡがない場合は、目標地点管理部１４３は、飛行可能な最大距離の範囲内で、現在位置ＣＰを示す位置情報から安全地マップＳＭの最も近い準安全地ＳＳを移動先Ｄ２に決定し、現在位置ＣＰと移動先Ｄ２とを結ぶルートを飛行ルートＦ２として生成する。

このように、目標地点管理部１４３は、不審ドローン２００の捕獲による重量の増加の大きさに応じて、最も近い安全地ではなく、より近い準安全地を到達目標地点にする。また、目標地点管理部１４３は、到達目標地点への途中で、バッテリ１４２の残量が低下すると、最も近い安全地ではなく、より近い準安全地を到達目標地点にする。

なお、目標地点管理部１４３が安全地マップ記憶部１０２を参照して現在位置から最も近い安全地及び準安全地を決定できない場合、目標地点管理部１４３は、通信部１０７を介して、現在位置から最も近い安全地及び準安全地を決定できないことをプロポ３００に通知し、制御切替部１１０は、飛行の制御を自律飛行制御部１１１による自律飛行から飛行制御部１０８による手動飛行に切り替え、操縦者の手動操縦によりその後の飛行を行うようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態における捕獲用ドローン１００ｅは、捕獲用ドローン１００ｅの操作指示を受け付ける通信部１０７と、捕獲用ドローン１００ｅを飛行させるための駆動部１０６と、操作指示に基づいて駆動部１０６を制御する制御部１０１ｅと、空中の物体を捕獲するための捕獲用網１１２と、捕獲用網１１２の重量を検出する網重量センサ１０３と、捕獲用ドローン１００ｅの位置情報を検出するＧＰＳ部１０５と、安全地の位置を示す安全地位置情報と、安全地の安全度合を示す安全度合情報とを関連づけた安全地マップを記憶する安全地マップ記憶部１０２とを備え、制御部１０１ｅは、安全地マップ記憶部１０２を参照して、網重量センサ１０３により計測された捕獲用網１１２の重量の増加値が大きいほど、現在地からより近い範囲で安全度合が最も高い安全地を自律飛行の到達目標地点として設定する。これにより、捕獲用ドローン１００ｅは、不審ドローン２００の重量に応じて、自律飛行により安全な場所に確実に移動することができる。

また、本実施の形態における捕獲用ドローン１００ｅは、さらに、捕獲用ドローン１００ｅに電力を供給するバッテリ１４２と、バッテリ１４２の残量を計測する残量計測部１４１とを備え、制御部１０１ｅは、残量計測部１４１により計測された残量が小さいほど、現在地からより近い範囲で安全度合が最も高い安全地を自律飛行の到達目標地点として設定する。これにより、捕獲用ドローン１００ｅは、バッテリ１４２の残量に応じて、自律飛行により安全な場所に確実に移動することができる。

本開示に係る無人飛行体、制御方法及び制御プログラムは、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を捕獲した場合でも、適切に飛行することができるので、空中を飛行し、不審な無人飛行体等の空中にある他の物体を捕獲する無人飛行体、制御方法及び制御プログラムとして有用である。

１００、１００ａ〜１００ｅ 捕獲用ドローン
１０１、１０１ａ〜１０１ｅ 制御部
１０２ 安全地マップ記憶部
１０３ 網重量センサ
１０４ ジャイロセンサ
１０５ ＧＰＳ部
１０６ 駆動部
１０７ 通信部
１０８ 飛行制御部
１０９ 重量捕獲判定部
１１０ 制御切替部
１１１ 自律飛行制御部
１１２ 捕獲用網
１１３ 電流センサ
１１４ 電流捕獲判定部
１１５ 回転数センサ
１１６ 回転数捕獲判定部
１２１ 風速計
１２２ 風速考慮重量捕獲判定部
１３１ 重量落下判定部
１４１ 残量計測部
１４２ バッテリ
１４３ 目標地点管理部
３００ プロポ
３０１ 制御部
３０２ 表示部
３０３ 入力部
３０４ 通信部

Claims (15)

1. 空中を飛行する無人飛行体であって、
   外部からの操縦信号を受信する通信部と、
   前記操縦信号に基づいて前記無人飛行体の飛行状態を制御する手動飛行制御部と、
   前記操縦信号に依らない自律飛行となるように前記無人飛行体の飛行状態を制御する自律飛行制御部と、
   空中にある他の物体を捕獲するための捕獲部と、
   前記捕獲部が前記物体を捕獲したことを検知する検知部と、
   前記検知部が前記物体の捕獲を検知した場合に、前記手動飛行制御部による手動飛行から前記自律飛行制御部による前記自律飛行に切り替える制御切替部とを備える、
   無人飛行体。
2. 前記捕獲部の重量を計測する重量計測部をさらに備え、
   前記検知部は、前記重量計測部により計測された前記重量が所定値以上であることを判定することにより、前記物体の捕獲を検知する、
   請求項１記載の無人飛行体。
3. 前記無人飛行体を飛行させるための駆動部と、
   前記駆動部の駆動電流を計測する電流計測部とをさらに備え、
   前記検知部は、前記電流計測部により計測された前記駆動電流が所定値以上であることを判定することにより、前記物体の捕獲を検知する、
   請求項１記載の無人飛行体。
4. 前記無人飛行体を飛行させるための駆動部と、
   前記駆動部の回転数を計測する回転数計測部とをさらに備え、
   前記検知部は、前記回転数計測部により計測された前記回転数が所定値以上であることを判定することにより、前記物体の捕獲を検知する、
   請求項１記載の無人飛行体。
5. 前記無人飛行体に対する相対的な風速を計測する風速計測部をさらに備え、
   前記検知部は、前記風速計測部により計測された前記風速に応じて前記所定値を変化させる、
   請求項２〜４のいずれかに記載の無人飛行体。
6. 前記物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記自律飛行制御部は、前記検知部が前記物体の捕獲を検知した地点から前記記憶部に記憶されている安全地位置情報が示す前記安全地まで自律飛行するように、前記無人飛行体の飛行状態を制御する、
   請求項１〜５のいずれかに記載の無人飛行体。
7. 前記通信部は、前記無人飛行体が自律飛行する前記安全地の位置を示す前記安全地位置情報を外部に通知する、
   請求項６記載の無人飛行体。
8. 前記通信部は、前記検知部が前記物体の捕獲を検知したことを外部に通知する、
   請求項１〜７のいずれかに記載の無人飛行体。
9. 前記検知部は、前記物体の捕獲の検知後、前記重量計測部により計測された前記重量が所定値未満であることを判定することにより、前記物体の落下を検知する、
   請求項２記載の無人飛行体。
10. 前記通信部は、前記検知部が前記物体の落下を検知したことを外部に通知する、
    請求項９記載の無人飛行体。
11. 前記通信部は、前記検知部が前記物体の落下を検知した場所を示す落下位置情報を外部に通知する、
    請求項９又は１０記載の無人飛行体。
12. 前記物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報と、前記安全地の安全度合を示す安全度合情報とを関連づけたマップ情報を記憶するマップ情報記憶部と、
    前記マップ情報記憶部を参照して、前記重量計測部により計測された前記重量の増加量が大きいほど、現在地からより近い範囲で前記安全度合が最も高い前記安全地を前記自律飛行の到達目標地点として設定する目標地点管理部とをさらに備える、
    請求項２記載の無人飛行体。
13. 前記無人飛行体に電力を供給するバッテリと、
    前記バッテリの残量を計測する残量計測部と、
    前記物体を着陸又は着水をさせても安全である安全地の位置を示す安全地位置情報と、前記安全地の安全度合を示す安全度合情報とを関連づけたマップ情報を記憶するマップ情報記憶部と、
    前記マップ情報記憶部を参照して、前記残量計測部により計測された前記残量が小さいほど、現在地からより近い範囲で前記安全度合が最も高い前記安全地を前記自律飛行の到達目標地点として設定する目標地点管理部とをさらに備える、
    請求項１記載の無人飛行体。
14. 空中を飛行する無人飛行体の制御方法であって、
    外部からの操縦信号を受信し、
    前記操縦信号に基づいて前記無人飛行体の飛行状態を制御し、
    前記操縦信号に依らない自律飛行となるように前記無人飛行体の飛行状態を制御し、
    空中にある他の物体を捕獲するための捕獲部が前記物体を捕獲したことを検知し、
    前記物体の捕獲を検知した場合に、前記操縦信号に基づいて前記無人飛行体の飛行状態を制御する手動飛行から前記自律飛行に切り替える、
    制御方法。
15. 空中を飛行する無人飛行体の制御装置として、コンピュータを機能させるための制御プログラムであって、
    前記コンピュータに、
    外部からの操縦信号を受信し、
    前記操縦信号に基づいて前記無人飛行体の飛行状態を制御し、
    前記操縦信号に依らない自律飛行となるように前記無人飛行体の飛行状態を制御し、
    空中にある他の物体を捕獲するための捕獲部が前記物体を捕獲したことを検知し、
    前記物体の捕獲を検知した場合に、前記操縦信号に基づいて前記無人飛行体の飛行状態を制御する手動飛行から前記自律飛行に切り替える、
    処理を実行させる制御プログラム。

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