JPWO2017006421A1 - 回転翼機着陸装置 - Google Patents

Abstract

荷物を搭載したドローン１は、離陸装置１１から離陸して、ＧＰＳシステムを用いてその荷物の配送先であるユーザ宅２０を目的地として飛行する。そして、ドローン１が目的地であるユーザ宅に近づくと、ドローン１の飛行は、ＧＰＳシステムを用いた自律航法から、そのユーザ宅２０に設置された着陸装置２１及び宅内制御装置２２による遠隔制御に切り替えられる。ドローン１は、着陸装置２１及び宅内制御装置２２からの遠隔制御によって着陸装置２１に着陸し、荷物５０を切り離すと、その後は、ＧＰＳシステムを用いて倉庫１０に戻ってきて離陸装置１１に着陸する。

Description

本発明は、回転翼機が着陸するための着陸装置に関する。

ドローン又はマルチコプターと呼ばれる小型で軽量の回転翼機は、主に空撮用途で利用されているが、このような用途以外にも、例えば荷物の配送などへの応用が考えられている。特許文献１には、回転翼機によって荷物を配送するためのシステムが開示されている。

米国特許出願公開第2015/0120094号明細書

ところで、一般に、この種の回転翼機にはカメラが搭載されており、このカメラで撮像した画像に基づいて地形や建造物を認識して目的地に自動的に着陸することが可能である。しかしながら、空中から周囲の環境を自由に撮像可能だとすると、撮像された画像に含まれる人間の肖像権やプライバシーを適切に保護できない恐れがある。このため、撮像機能を有しない回転翼機の利用が望まれている。

そこで、本発明は、撮像機能を持たない回転翼機を目的地へと着陸させるための仕組みを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、回転翼機が着陸する着陸部と、前記着陸部に対する回転翼機の位置を認識する位置認識部と、前記位置認識部による認識結果に基づいて、撮像機能を有しない回転翼機が前記着陸部に着陸するよう、当該回転翼機を遠隔制御する遠隔制御部とを備えることを特徴とする回転翼機着陸装置を提供する。

本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記着陸部を含む開閉機構を備え、前記開閉機構が閉じたときに内側となる部分に前記着陸部が形成されており、前記開閉機構が開いたときには、上方空間が開放された位置において前記着陸部が水平な姿勢となるようにしてもよい。

本発明に係る回転翼機着陸装置において、開閉機構を備え、前記開閉機構が閉じたときには前記着陸部を内部空間に収容し、前記開閉機構が開いたときには、前記着陸部の上方空間を開放するようにしてもよい。

本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記着陸部の周囲から鉛直上方に延びる第１の姿勢と、前記着陸部の周囲からさらに外側上方に向かって延びる第２の姿勢とを取ることが可能な可動部材を備え、前記開閉機構が閉じているときには、前記可動部材は前記第１の姿勢を取り、前記開閉機構が開いて回転翼機が前記着陸部に着陸するときには、前記可動部材は前記第２の姿勢を取るようにしてもよい。

本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記可動部材は、前記着陸部に着陸した回転翼機から切り離された荷物に接触した状態で、当該荷物を当該着陸部の中心に近い位置へと移動させる方向に移動可能であるようにしてもよい。

本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記位置認識部は、前記着陸部の複数の位置に設けられた撮像部を有し、当該撮像部による撮像結果に基づいて前記着陸部に対する回転翼機の位置を認識するようにしてもよい。

本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記着陸部から回転翼機までの距離を計測する距離測定部を備え、前記遠隔制御部は、前記距離測定部による計測結果に基づき、回転翼機の下降速度を制御するようにしてもよい。

本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記遠隔制御部は、前記着陸部に近づいた回転翼機から当該回転翼機の識別情報を取得し、取得した識別情報が、前記着陸部に着陸する許可を予め得ている回転翼機の識別情報と一致した場合には、回転翼機が前記着陸部に着陸するよう当該回転翼機を遠隔制御し、一致しない場合には遠隔制御を行わないようにしてもよい。

本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記着陸部に着陸した回転翼機から受け取った荷物を搭載して人間の居住スペースまで下降し、再び荷物を受け取る位置まで上昇することが可能な昇降機構を備えるようにしてもよい。

本発明に係る回転翼機着陸装置を人間の居住スペースよりも高い位置に設けてもよい。

本発明の一実施形態に係る配送システムの構成を示すブロック図。 同実施形態に係る航路ＤＢの一例を示す図。 同実施形態に係るドローンＤＢの一例を示す図。 同実施形態に係る着陸部の平面図。 同実施形態に係る着陸部の側面図。 同実施形態に係る着陸装置の側面図。 同実施形態に係るシステム全体のシーケンス図。 変形例に係る着陸装置の側面図。

発明の実施の形態

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る配送システムの構成を示すブロック図である。本実施形態では、荷物を搭載可能な回転翼機（以下、ドローンという）を例に挙げて説明する。ドローン１は、回転翼、回転翼を回転させるモータ、これらを制御する制御装置、これらに電力を供給するバッテリー、遠隔制御用の無線通信を行う通信部、測位手段としてのＧＰＳ（Global Positioning System）システム、及び自身の姿勢を把握するための水平器や各種センサ（いずれも図示略）などを備えているが、撮像機能を備える必要はない。なお、ＧＰＳシステムは、ドローン１が目的地まで自律的に飛行するために必要な位置取得手段であるが、ＧＰＳシステムに代えて、例えば地上に配置された複数の基地局からのビーコン信号を基に自身の位置を把握して飛行するものであってもよい。

倉庫１０には、ドローン１によって配送される荷物５０が多数収容されている。この倉庫１０には、ドローン１が荷物５０を搭載した状態（具体的にはドローン１の下部に荷物５０を懸垂した状態）で離陸するための離陸装置１１が設置されている。

倉庫１０に設けられた倉庫内制御装置１２、ユーザ宅２０に設けられた宅内制御装置２２、及び、本システムの管理者の設備に設けられた管理システム３０は、いずれもＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、大容量記憶装置及び通信インタフェースなどを備えたコンピュータである。管理システム３０は、ドローン１による荷物５０の配送に関する管理を行う。倉庫内制御装置１２、宅内制御装置２２及び管理システム３０は、有線通信路又は無線通信路を含む通信ネットワーク４０によって接続されており、相互に通信を行うことができるようになっている。また、倉庫内制御装置１２及び宅内制御装置２２は、ドローン１と遠隔制御用の無線通信を行う通信部を備えている。

荷物を搭載したドローン１は、離陸装置１１から離陸して、ＧＰＳシステムを用いてその荷物の配送先であるユーザ宅２０を目的地として飛行する。そして、ドローン１が目的地であるユーザ宅に近づくと、ドローン１の飛行は、ＧＰＳシステムを用いた自立航法から、そのユーザ宅２０に設置された着陸装置２１及び宅内制御装置２２による遠隔制御に切り替えられる。ドローン１は、着陸装置２１及び宅内制御装置２２からの遠隔制御によって着陸装置２１に着陸し、荷物５０を切り離すと、その後は、ＧＰＳシステムを用いて倉庫１０に戻ってきて離陸装置１１に着陸する。

管理システム３０の大容量記憶装置には、航路データベース（以下、データベースをＤＢという）３とドローンＤＢ３２と気象ＤＢ３３とが記憶されている。航路ＤＢ３１においては、図２に示すように、各ドローン１に割り当てられた識別情報であって、飛行中又は飛行予定のドローン１のドローンＩＤと、そのドローン１の出発地から目的地に至るまでの航路を示す航路データとが対応付けられている。航路データは、航路上の各位置を示す位置データと、その位置をドローンが通過する予定時刻とを含んでいる。ドローンＤＢ３２においては、図３に示すように、各ドローン１のドローンＩＤに、そのドローン１が配送する荷物５０に割り当てられた荷物ＩＤが対応付けられており、さらに、そのドローン１に搭載されているバッテリーの識別情報であるバッテリーＩＤやその充電量などの、バッテリーの属性情報が対応付けられている。飛行中又は飛行予定のドローン１のドローンＩＤに対応する荷物ＩＤはブランクである。気象ＤＢ３３には、例えば気象庁などから供給される各地の気象データが含まれている。

着陸装置２１は、ドローン１が着陸する着陸部と、その着陸部に着陸したドローン１から切り離された荷物５０をユーザの居住スペースまで搬送する昇降機構とを備える。これら着陸部及び昇降機構のうち、図４は特に着陸部２１０を鉛直上方から見たときの平面図である。なお、図４は、後述する可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが第２の姿勢を取ったときの図である。

鉛直上方から見たときの着陸部２１０の形状は、荷物５０の上限サイズよりも大きい矩形の領域である。着陸部２１０の上面に設けられた複数（ここでは３つ）の赤外線カメラ２１１は、それぞれ着陸部２１０の鉛直上方を撮像する撮像部である。宅内制御装置２２はこの撮像画像に基づいて着陸部２１０に対するドローン１の位置を認識し、その認識結果に基づいてドローン１が着陸部２１０に着陸するよう、通信部を介してドローン１を遠隔制御する。ドローン１が着陸直前（例えば着陸部２１０からの高度５０ｃｍ以下）となると、着陸部２１０の中心に近い赤外線カメラ２１１では視野角いっぱいに荷物５０が撮像されることになってしまい、ドローン１の位置を認識する精度が低下する。そこで、宅内制御装置２２は、着陸部２１０の縁に近く且つ矩形の対角線上に配置された複数（ここでは２つ）の赤外線カメラ２１１の撮像画像に基づいて、ドローン１の遠隔制御を行う。つまり、赤外線カメラ２１１及び宅内制御装置２２は、赤外線カメラ２１１の撮像結果に基づいて着陸部２１０に対するドローン１の位置を認識する位置認識部として機能する。また、宅内制御装置２２及び通信部は、上記の位置認識部による認識結果に基づいて、撮像機能を有しないドローン１が着陸部２１０に着陸するよう、そのドローン１を遠隔制御する遠隔制御部として機能する。

このようにユーザ宅２０近辺においては、ドローン１側が自律的に着陸装置２１に着陸するのではなく、そのドローン１を着陸装置２１側から遠隔制御するので、ドローン１側に飛行制御用の撮像機能を備える必要がない。また、ＧＰＳシステムを用いて自らの位置を認識して自ら目的地まで飛行して着陸するようなドローンは、例えばビルの谷間のようなＧＰＳ信号が届きにくい環境においては自動着陸が困難となる場合があるが、本実施形態では、着陸時においては着陸装置２１側からの遠隔制御とすることにより、このような環境でも自動着陸が容易となる。

着陸部２１０の上面に設けられた距離測定部２１３は、ドローン１と着陸部２１０との距離を測定する。宅内制御装置２２は、距離測定部２１３による計測結果に基づき、ドローン１の下降速度を制御する。仮にこの距離測定部２１３がドローン側に備えられていたとした場合、ドローンから着陸部２１０付近の障害物までの距離を誤って計測する可能性があるが、着陸部２１０が距離測定部２１３を備えている場合には、そのような誤計測の可能性が小さい。なお、距離測定部２１３が、例えば着陸部２１０から電線などの近辺構造物までの距離を計測する場合もあり得るが、そのような場合には、着陸装置２１の設置時にその構造物の影響を排除するような設定や登録を距離測定部２１３に対して行っておけばよい。

カメラ２１４が撮像した画像は、通信線を介してユーザ宅２０の表示装置（図示略）に提供されたり、或いは、宅内制御装置２２及び通信ネットワーク４０を介して、ユーザ宅２０に住むユーザの携帯端末（図示略）や管理システム３０の表示装置（図示略）に提供されたりする。これにより、ユーザや管理システム３０のオペレータは視覚的にドローン１の着陸を確認することが可能となる。このとき、カメラ２１４は、着陸装置２１の鉛直上方、つまり空に向かう方向を撮像するから、肖像権やプライバシーの問題になるような画像が撮像される可能性は小さい。

着陸部２１０の三方向（後述する筒体２３０から遠ざかる方向と、その遠ざかる方向に直交する２方向）の辺には、可動部材としての可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが設けられている。可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは、その鉛直下方の端部が着陸部２１０の三辺の端部に対してそれぞれ回転可能に取り付けられている。これらの可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは、宅内制御装置２２の制御下で、着陸部２１０の周囲から鉛直上方に延びる第１の姿勢と、着陸部２１０の周囲からさらに外側上方に広がる方向に延びる第２の姿勢とを取ることが可能である。

図５（ａ）は、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが第１の姿勢を取ったときに図４の矢印Ａ方向から見たときの側面図であり、図５（ｂ）は、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが第２の姿勢を取ったときに図４の矢印Ａ方向から見たときの側面図である。ドローン１の着陸時においては、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが第２の姿勢を取る（図４、図５（ｂ））。これにより、着陸部２１０全体が上方に広がった漏斗型の形状となり、ドローン１に搭載された荷物５０を受け入れやすくなる。

一方、ドローン１から着陸部２１０へと荷物５０が切り離された状態では、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは第１の姿勢を取り（図５（ｃ））、突風などによって荷物５０が落下するのを防止する手段として機能する。荷物５０が切り離された後は、宅内制御装置２２の制御下で、可動式プレート２１５ａ，２１５ｃが溝２１６（図４参照）に沿って着陸部２１０の中央に近づく。これにより、荷物５０は着陸部２１０の中央に向って押され、着陸部２１０のほぼ中央部分に位置することになる（図５（ｄ））。

着陸部２１０は、図１，６に示すように、ユーザ宅２０の最上階から煙突状に鉛直上方に突出した筒体２３０に対して開閉する開閉機構に設けられている。より具体的には、開閉機構が閉じたときに内側となる部分に着陸部２１０が形成されており（図６（ａ））、開閉機構が開いたときには、上方空間が開放された位置において着陸部２１０が水平な姿勢となる（図６（ｂ））。ドローン１の着陸時以外の期間は開閉機構が閉じているため、着陸部２１０を構成するゴム部品等は紫外線等から遮断され、その劣化が抑制される。また、筒体２３０に換気扉や換気扇を備えておけば、気温が高い時期の温度上昇を最小限にすることができ、着陸装置２１を構成する各種部品の劣化を抑制することができる。また、赤外線カメラ２１１、ライト２１２、カメラ２１４、距離測定部２１３などは、ドローン１の着陸時以外の期間は筒体２３０内に収容されているので、降雨や降雪などの影響を受けない。また、ドローン１の着陸時のみ開閉機構が開くので、軽度の降雪なら着陸装置２１の連続運用が可能である。また、従来の発送方法では不通となる大雪時においても配送サービスが受けられる。

図６において、着陸部２１０を構成する開閉機構が閉じているときは、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは第１の姿勢となっている（図６（ａ））。ドローン１の着陸時には、開閉機構が閉状態（図６（ａ））から開状態（図６（ｂ））となる。このとき可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは第２の姿勢となる。ドローン１は荷物５０を下部に懸垂した状態で着陸部２１０に着陸する。ドローン１から荷物５０が切り離されると、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは第１の姿勢となる。そして、筒体２３０内に設けられた、伸縮自在の２本のフォーク部材２２１が、着陸部２１０に設けられた２本の溝２１７（図４）へと延びてそれぞれその溝２１７に差し込まれる（図６（ｃ））。そして、２本のフォーク部材２２１が荷物５０を鉛直上方に少し持ち上げた状態で縮み、その荷物５０を筒体２３０内に引き込む（図６（ｄ））。フォーク部材２２１は荷物５０を搭載したまま昇降機構２２０によってユーザＵの居住スペースまで下降する（図６（ｄ）。この昇降機構２２０は、ドローン１から再び荷物５０を受け取る高度まで上昇することが可能である。

仮に着陸部をユーザ宅の庭に設置したような場合には、例えば子供や動物と着陸部との接触、荷物の盗難、離着陸における樹木や電線等の障害物、着陸時に巻き上げたゴミによるドローンへのダメージ(主にモータ障害)などの問題が考えられる。一方、本実施形態では人間の居住スペースよりも高い位置に着陸部２１０が設けられているため、このような問題を解決することができる。なお、２階住戸の１階屋根には着陸部２１０を設置しないことが望ましい。なぜなら、１階屋根には２階窓から侵入が比較的容易であることから、ユーザが不必要に着陸部２１０に接近する可能性があるためである。

図７は、本実施形態に係るシステム全体のシーケンス図である。まず、管理システム３０は、例えばユーザが利用するショッピングサイト等から配送依頼を受信する（ステップＳ１１）。この配送依頼には、荷物ＩＤ、ユーザＩＤ、荷物がある倉庫の位置データやその荷物の配送先となるユーザ宅２０の位置データなどが含まれている。

管理システム３０は、ドローンＤＢ３２、気象ＤＢ３３、及び図示せぬ地図ＤＢなどを参照して、配送に使用するドローン１を決めて航路データを算出し、これらの内容に基づいて航路ＤＢ３１及びドローンＤＢ３２を更新する。そして、管理システム３０は、ユーザＩＤに対応する宅内制御装置２２に対して配送通知を送信する（ステップＳ１２）。この配送通知には、商品ＩＤ、ユーザＩＤ、ドローンＩＤ、ドローン１がユーザ宅２０に到着する予定日時などが含まれている。

宅内制御装置２２は、受信した配送通知に含まれる情報をユーザ宅２０内の表示装置に表示させたり、ユーザの携帯端末に送信してこの携帯端末に表示させたりするなどの出力処理を行う（ステップＳ１３）。ユーザが携帯端末を操作するなどして、この配送通知に対して承諾の旨の入力を行うと、宅内制御装置２２は、その旨の応答を管理システム３０に返す（ステップＳ１４）。

管理システム３０は、商品ＩＤ、ユーザＩＤ、ドローンＩＤ、航路データなどを含む配送情報を、配送対象の荷物がある倉庫内制御装置１２に送信する（ステップＳ１５）。倉庫内制御装置１２はこれを受信し記憶すると（ステップＳ１６）、管理システム３０に応答を返す（ステップＳ１７）。

航路データが示す離陸予定日時が到来すると、倉庫１０の作業員によってセットされたドローン１が荷物５０を懸垂した状態で離陸装置１１から離陸する。ドローン１は、目的地近辺まではＧＰＳシステムを用いて自動航行し、目的地から閾値距離以内のエリアに入ると通信部から無線でドローンＩＤを発信する（ステップＳ１８）。宅内制御装置２２は、着陸部２１０に近づいたドローン１から発信されたドローンＩＤを通信部が受信すると、受信したドローンＩＤが、着陸部２１０に着陸する許可を予め得ているドローン１のドローンＩＤ（ステップＳ１２で受信した配送通知に含まれるドローンＩＤ）と一致するか否かを判断する。一致した場合には、宅内制御装置２２は、ドローン１に対してそのドローン１の自律航法から宅内制御装置２２による遠隔制御に切り替える旨の信号を発信し、着陸部２１０に着陸するようそのドローン１を遠隔制御する（ステップＳ１９）。一方、宅内制御装置２２は、受信したドローンＩＤが、着陸部２１０に着陸する許可を予め得ているドローン１のドローンＩＤ（ステップＳ１２で受信した配送通知に含まれるドローンＩＤ）と一致しない場合には遠隔制御を行わない。

宅内制御装置２２は図６で説明した手順で荷物の受け取りが完了すると（ステップＳ２０）、管理システム３０に対して完了通知を送信する（ステップＳ２１）。管理システム３０はこれを受信すると、倉庫内制御装置１２に完了通知を送信する（ステップＳ２２）。

以上に説明したように本実施形態によれば、撮像機能を持たないドローンを目的地へと着陸させることが可能となる。

［変形例］
上記の実施形態を次のように変形してもよい。
［変形例１］非降雪地域における着陸装置
実施形態で説明した着陸装置２１は大規模な降雪にも耐えうる機構であったが、非降雪地域では図８に示すような構成の着陸装置を用いてもよい。着陸部２４０は、ユーザ宅２０の最上階から煙突状に鉛直上方に突出した筒体２５０に収容されており、筒体２５０の上端には開閉機構２６０が設けられている。ドローン１の着陸時以外の期間は開閉機構２６０が閉じており、ドローン１の着陸時のみ開閉機構２６０が開くので、軽度の降雪なら着陸装置の連続運用が可能である。筒体２５０に換気扉や換気扇を備えておいてもよい。 図８において、ドローン１の着陸時には、開閉機構２６０が閉状態（図中点線）から開状態（図中実線）となる。ドローン１は荷物を懸垂した状態で着陸部２４０に着陸する。ドローン１から荷物が切り離されると、着陸部２４０は昇降機構によってユーザＵの居住スペースまで下降する。この昇降機構は、ドローン１から再び荷物を受け取る高さまで上昇することが可能である。

このように、本発明に係る着陸装置は、開閉機構を備え、開閉機構が閉じたときには着陸部を内部空間に収容し、開閉機構が開いたときには、着陸部の上方空間を開放するものであってもよい。このように着陸部２４０がユーザに直接届くような構造にすれば、着陸装置の機構が単純になり、カメラなども室内から清掃可能となるなどメンテナンス性が向上する。この種の着陸装置は、開閉機構２６０の気密処置と降雪対策を適切に行うことにより、例えば落ち葉などが大量に発生するエリア（別荘地など）にも向いている。

［変形例２］住宅設備との併用
着陸装置２１の筒体２３０に換気装置や排煙装置を設置し、住宅が通常備える換気システムや火災発生時の排煙システムと併用するようにしてもよい。これにより住宅の製造コストを抑えることができる。例えば着陸装置２１の排煙システムが宅内の火災報知器と連動して、火災発生時に排煙を行う。さらに、火災発生と同時に、通報・災害観測用のドローンをその火災発生場所に派遣するようにしてもよい。着陸装置２１は、居住スペースよりも高い位置に設置されるので、居住スペースに設置される場合よりも高い排煙効果が期待できる。

［変形例３］気象観測装置
各着陸装置２１に、例えば風速、風向、温度、湿度、降雨、視界、気圧等の気象データを観測する気象観測装置を設置してもよい。宅内制御装置２２は、これらの気象観測装置によって取得された気象データを管理システム３０に送信する。管理システム３０は、気象庁などが保持する通常の気象観測システムに加え、これら宅内制御装置２２から送信されてきた気象データを気象ＤＢ３３に蓄積することで、例えば局地的に発生している低気圧なども識別することが期待できる。さらに、管理システム３０は、ドローン１の墜落原因を、例えば機体起因、気象条件起因、物理障害起因、システム起因等に区別して記憶した障害データベースを参照し、ドローン１の飛行可否判断を行ってもよい。

管理システム３０は、着陸装置２１に設けられた気象観測装置により、細かな気象状況を把握しているので、例えば都市部では局所的に発生するゲリラ豪雨を降らせる雲の出現を予測したり、雨の降り出しの１分前というレベルで把握したりすることが期待できる。ユーザは、自身が求めるレベルの緊急予報レベルを事前に管理システム３０に設定しておき、ユーザが居るエリアや着陸装置２１があるエリアに天気の急変がある場合は、管理システム３０からユーザの携帯端末などに警告をだすようにしてもよい。

［変形例４］緊急着陸時における一時的利用
実施形態では、荷物の配送サービスに着陸装置２１を用いていたが、周囲を飛行しているドローンの緊急着陸先として着陸装置２１を提供してもよい。ドローン１が緊急着陸する場合、例えば郊外では河川や林、或いは大きな工場の屋根など、比較的安全な待避場所が見つけられるが、都市部ではそのような場所の確保が困難である。道路などに降りる場合は電線や歩行者が障害になり、また、ビルの屋上では避雷針や人間の出入りを考慮する必要がある。そこで、ドローン１はバッテリーの電圧低下やモータの異常などを検出して、メンテナンス可能な着陸設備までたどり着けないと判断された場合には、通信部から無線で緊急信号を出す。その緊急信号を受信した着陸装置２１のうち、他のドローンの到着予定がない着陸装置２１は、受け入れ可能信号を発信する。ドローン１がその受け入れ可能信号を受信して応答すると、着陸装置２１は実施形態と同様にしてそのドローン１を遠隔制御し、着陸部２１０へと着陸させる。

［変形例５］携帯可能な着陸装置
地震等の災害直後は、被害状況の確認を主な任務とする産業ドローンの利用が想定される。このような災害時に支援物資が必要と思われる場所（例えば役所や学校などの公共施設）に、実施形態における着陸部２１０に相当する着陸装置を、災害用のポータブル着陸装置として届けておいてもよい。これにより、ドローンによる支援物資の輸送が可能になる。この着陸部２１０は、バッテリー、カメラ、赤外線カメラ、距離測定部、ＧＰＳ、通信部を搭載している。この通信部はリピーター機能を有しており、通信範囲内にある他の着陸部２１０の通信部を通信可能である。このため、通信機能が失われた大規模災害時においても、各々の着陸部２１０がリピーターとなり、支援物資を搭載したドローンの中継基地として機能したり、或いは、情報を伝送する。
なお、着陸装置２１は、基本的に戸建て住宅などを対象としていたが、これに限らず、公共施設や仮設のイベント会場でも利用することが可能である。

［変形例６］墜落時の対応
例えば太陽嵐の発生により、全てのドローン１が一斉に墜落する可能性がある。このような場合にはドローン１に設けられたパラシュートが開いて軟着陸するようになっているが、さらに、地上に居る人間に対して上空から降下してくるドローン１があることを伝えるようにしてもよい。具体的には、パラシュートに笛を取り付けておき、ドローン１が落下するときの空気抵抗によりその笛から音が出るようにしてもよい。

［変形例７］カメラ搭載ドローンの近接警報
実施形態で説明したドローン１は撮像機能を搭載しないので、日常的に飛んでいてもプライバシーを侵害することはない。一方、現実には、撮像機能（カメラ）を搭載したドローンも一定数飛行していることから、着陸装置２１にこの種のカメラ搭載ドローンが近づいた場合には、ユーザに対して警報を出すようにしてもよい。以下の表はドローンの分類の一例である。

上記表の各項目の意味は以下のとおりである。
総合管制 :総合管制システムからの離陸・航路・回避などの指示により飛行する機能の有無（◎：必ず有る、○：有ることが多い、×：無し、以下同様）
カメラ ：カメラ搭載の有無
荷物運搬 ：荷物運搬機能の有無
手動操縦 ：ユーザの意思により航路を変更する機能の有無
自動飛行 ：ユーザの意思を反映した航路を自律航法で飛行する機能の有無
近接計測 ：電線や樹木の位置をリアルタイムで取得して、自動で接触を回避する機能の有無
緊急着陸：非常時に着陸装置を着陸場所として利用する機能の有無
近接警報：着陸装置に近づいてきているときに警報が出される対象となるドローンかどうか（◎：必ず警報が出されるドローン、○：警報が出されることが多いドローン、×：警報が出されないドローン）

分類１の産業ドローンとは、例えば測量・橋梁検査・農薬散布・災害支援・映画撮影など、高度な技術を有する特定業務に特化したドローンである。総合管制システムを用いた自動飛行のほか、操縦者の意思による手動飛行も可能であるが、一般には飛行禁止区域や法規の規制外エリアには入り込むことは許可されない。
分類２の空撮ドローンとは、例えば写真・動画の撮影を目的としたドローンであり、一般に、飛行前に航路計画が申請される。この航路計画は、事前にシミュレータにて確認可能である。空撮ドローンであっても、撮影禁止エリアにおいては撮影できないか、もしくは、モザイクなどの画像処理が入る。
分類３の配送ドローンとは、空輸を目的としたドローンであり、短距離且つ軽量な荷物の空輸を受け持つ。極端に重い荷物は産業ドローンの適用範囲となる。ユーザが設定できるのは、出発地・目的地・積載重量・着時刻などである。配送ドローンには、カメラは搭載されず、これにより、プライバシー侵害の可能性を排除する。目的地となる着陸装置付近までは、ＧＰＳやビーコンにより自動航行し、着陸装置直上付近にて、着陸装置と通信を行い、管制を着陸装置に任せる。荷物の受け渡し後に一定高度に入った段階で、着陸装置の管制は解除される。
分類４のホビードローン とは、ホビー用途や簡易的な空撮を目的としたドローンである。ＧＰＳシステムは搭載されるものの、自動航行は認められない。ユーザの意思とコントロール電波途絶による自動ゴーホームが認められる。ＦＰＶ（First Person View） 、つまり空撮中の画像を地上のモニターによってリアルタイムで確認することはできるが、その見通し距離は１００ｍ程度に制限される。専用の周波数を割り当てることにより、着陸装置からホビードローンの存在を察知することが可能である。

［変形例８］バッテリー
管理システム３０は、ドローン１のバッテリーに関する様々な属性情報を倉庫内制御装置１２等から取得して記憶するようにしてもよい。具体的には、倉庫内制御装置１２に接続された充電器が、通信ネットワーク４０を介して、バッテリーの識別情報であるバッテリーＩＤ、バッテリーの充電量、現在の電圧、予想される充電完了時刻を管理システム３０に送る。管理システム３０は、バッテリーＩＤ、飛行中のドローン１のバッテリーの電圧変化、バッテリーの充電の状況を記憶しており、これらを基に個々のバッテリーの劣化の状況を判断する。

［変形例９］ブラックボックス
ホビードローン以外は、ブラックボックスの搭載が義務となる。暴走・墜落時の事後的な原因の究明と、犯罪行為の抑止のためである。ブラックボックスには、以下の情報が一定時間記録される。
ドローンの位置データ(緯度・経度・高度。事故後に飛行再現が可能なレベル)
ドローンに搭載されたカメラの画像データ（直上、直下を含む３６０°)
ドローンにおけるバッテリー搭載履歴
ドローンに搭載されたバッテリーの電圧変化
ドローン飛行中のモータ回転数変化
配送ドローンにはカメラを搭載しないことが原則であるが、ブラックボックス用のカメラについてはこの原則の例外として、搭載するようにしてもよい。このカメラの画像は、事故発生以外は外部に出されることはない。
ブラックボックス搭載カメラは飛行前に以下の手順でイニシャルチェックがなされる。
１ 管理システム３０からの飛行許可が下りる。
２ ドローンが荷物を搭載して離陸装置にセットされる。
３ 離陸前の最終確認が(ドローンと離陸装置との通信チェック)がなされる。
４ 離陸装置側の表示画面にランダム英数字(例:A8u6IV684s)が表示される。
５ ブラックボックスのカメラが上記表示画面を撮像し、ランダム英数字を離陸装置に文字データとして送信する。
６ 離陸装置側で両者のランダム英数字が一致した場合は、ドローンへ離陸許可が出される。
配送ドローンは、現場の人員により犯罪に用いられる可能性がある。例えば荷物を途中で盗むとか、別のカメラを搭載して配送先を盗撮するとか、爆弾を取りつけてテロに用いるなどである。このような犯罪の抑止力と犯人逮捕の為に、ブラックボックスにカメラが取りつけられている。離陸直前にこのカメラが正常動作している確認を取るべく、上記のイニシャルチェックが行われる。

［変形例１０］離陸装置
離陸までの手順は以下のとおりである。荷物５０を離陸装置の荷受け部分に入れる。離陸装置では、荷物の外箱のバーコードから外寸サイズを取得する。計測された実測重量から、必要最低限のドローン規格を選定する。傾きテストにて、飛行時の荷物傾きが発生するかを推測する。荷物内に危険物(爆発物・噴霧器)などが無いかを確認する。飲食物などの専用配送の場合は、傾きテストを省略する。その代わりに、専用の箱を考案し、上空での不用意な荷物の偏りを防ぐ。

［変形例１１］航路
配送ドローンは、以下の航路を飛行する。
公道、河川直上：上空権の関係から、ドローンは公道と河川直上を自動車と同じ法則(左側通行と優先道路の関係)で飛行する。交差点では、飛行高度を航路図に示された値に維持して衝突を回避する。優先道路に合流する際は、管理システム３０側と連携して、近接するドローンを確認しつつ、ドローン搭載のセンサにより衝突なく合流する。
指定された航路：第三者の私有地の直上でも、航路は飛行可能とする。主に、道路直上では非合理な場合に事前に設定する。地権者の許可などを取り航路として設定する。
配送先の私有地：第三者の私有地の直上でも、航路は飛行可能とする。

［変形例１２］ビーコン(基地局)
ドローンに正確な航路を示すためと安全運航の為に一定距離間にビーコンを搭載する基地局が設置される。基地局は、着陸装置・信号・街灯・携帯基地局・送電線などが設置場所となる。基地局に搭載される機能は、以下のとおりである。
位置情報（緯度・経度・海抜高・設置高・地盤高）の記憶部
風速計、気圧計、降雨計、視界計
ドローンとの通信部
カメラ
ドローン１は、基地局を介して管理システム３０と接続される。カメラは周囲を飛行しているドローンを撮像し、飛行許可の出ていないドローンを常時監視する。

［変形例１３］テロドローン対策
システムにて管理されていない非合法ドローンにて発生する低空からのテロを防ぐようにしてもよい。ホビードローン以外は、システムにて位置と飛行目的は管理されているし、ホビードローンの場合も、ドローンが無線に用いる周波数帯をシステムで把握することにより大凡の数と位置を把握できる。
各所に設置されるビーコンは、各種ドローンの稼働状況を観察している。このビーコン網に、特定の条件(速度・高度・移動範囲・ID)を満たすドローンが出現した場合は、管理システム３０に警告を発する。管理システム３０は、想定できるテロの規模により、以下のような防御方針をシステムに指示する。
警告：警告の段階においては、ドローンによるテロが発生する可能性があることを示し、建物内に入り窓を締め切るように指示する。警告は固定の着陸装置以外の携帯端末にも行えることから、旅先でテロに発生などという事にも対応可能である。
飛行規制：特定エリアのドローンの新規の飛行を禁止する。必要な場合は、緊急着陸により最寄りの着陸装置に着陸する。飛行規制により確保したドローンは、テロ対策機として一時的に借り受ける事を可能とする。
観測強化：着陸装置のカメラを稼働させ、直上を撮影した画像を管理システム３０に送る。ドローン１に搭載されているブラックボックスも解放する。これにより、配送ドローンからの画像も管理システム３０に送ることが可能になり、視認情報を用いたブロック・迎撃が可能になる。
ブロック： 河川など、ドローンが墜落しても害が無い場所に各種ドローンを配備し、テロドローンの進行方向にドローンを浮遊させて飛行の邪魔（ブロック）をする。テロドローンに対して少数では、このブロック網を突破される可能性が高いことから、重要なブロックには多数のドローンを配備する。テロ側が飽和攻撃を用いても、稼働している配送ドローンは大量となることから、大きな防御効果が期待できる。
迎撃： 重要エリアには、テロドローンを迎撃することを目的したドローンを配備する。事前に設定されている迎撃許可エリアにて、テロ機に近づいて電磁ノイズを発振し、テロドローンをその場で墜落させる。自機はパラシュートを展開して墜落する。

１ ドローン（回転翼機）、１０ 倉庫、１１ 離陸装置、１２ 倉庫内制御装置、２０ ユーザ宅、２１ 着陸装置（回転翼機着陸装置）、２２ 宅内制御装置、３０ 管理システム、３１ 航路ＤＢ、３２ ドローンＤＢ、３３ 気象ＤＢ、２１１ 赤外線カメラ、２１２ ライト、２１３ 距離測定部、２１４ カメラ、２１５ 可動式プレート。

Claims (10)

1. 回転翼機が着陸する着陸部と、
   前記着陸部に対する回転翼機の位置を認識する位置認識部と、
   前記位置認識部による認識結果に基づいて、撮像機能を有しない回転翼機が前記着陸部に着陸するよう、当該回転翼機を遠隔制御する遠隔制御部と
   を備えることを特徴とする回転翼機着陸装置。
2. 前記着陸部を含む開閉機構を備え、
   前記開閉機構が閉じたときに内側となる部分に前記着陸部が形成されており、前記開閉機構が開いたときには、上方空間が開放された位置において前記着陸部が水平な姿勢となる
   ことを特徴とする請求項１記載の回転翼機着陸装置。
3. 開閉機構を備え、
   前記開閉機構が閉じたときには前記着陸部を内部空間に収容し、前記開閉機構が開いたときには、前記着陸部の上方空間を開放する
   ことを特徴とする請求項１記載の回転翼機着陸装置。
4. 前記着陸部の周囲から鉛直上方に延びる第１の姿勢と、前記着陸部の周囲からさらに外側上方に向かって延びる第２の姿勢とを取ることが可能な可動部材を備え、
   前記開閉機構が閉じているときには、前記可動部材は前記第１の姿勢を取り、
   前記開閉機構が開いて回転翼機が前記着陸部に着陸するときには、前記可動部材は前記第２の姿勢を取る
   ことを特徴とする請求項２又は３記載の回転翼機着陸装置。
5. 前記可動部材は、前記着陸部に着陸した回転翼機から切り離された荷物に接触した状態で、当該荷物を当該着陸部の中心に近い位置へと移動させる方向に移動可能である
   ことを特徴とする請求項４記載の回転翼機着陸装置。
6. 前記位置認識部は、前記着陸部の複数の位置に設けられた撮像部を有し、当該撮像部による撮像結果に基づいて前記着陸部に対する回転翼機の位置を認識する
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転翼機着陸装置。
7. 前記着陸部から回転翼機までの距離を計測する距離測定部を備え、
   前記遠隔制御部は、前記距離測定部による計測結果に基づき、回転翼機の下降速度を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転翼機着陸装置。
8. 前記遠隔制御部は、
   前記着陸部に近づいた回転翼機から当該回転翼機の識別情報を取得し、
   取得した識別情報が、前記着陸部に着陸する許可を予め得ている回転翼機の識別情報と一致した場合には、回転翼機が前記着陸部に着陸するよう当該回転翼機を遠隔制御し、一致しない場合には遠隔制御を行わない
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転翼機着陸装置。
9. 前記着陸部に着陸した回転翼機から受け取った荷物を搭載して人間の居住スペースまで下降し、再び荷物を受け取る位置まで上昇することが可能な昇降機構を備える
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転翼機着陸装置。
10. 人間の居住スペースよりも高い位置に設けられている
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転翼機着陸装置。
    

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