WO2017081898A1 - 飛行制御装置、飛行制御方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

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光洋 藤田
尚志 野田
英志 山下
康行 伊原
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    • G01S19/52—Determining velocity

Definitions

  • the present invention relates to a flight control device for controlling the flight of an unmanned airplane, a flight control method, and a computer-readable recording medium on which a program for realizing these is recorded.
  • an unmanned aerial plane called “drone” (hereinafter also referred to as “UAV (Unmanned ⁇ ⁇ Aerial Vehicle)”) has been used for various purposes such as military applications and pesticide spraying.
  • UAV Unmanned ⁇ ⁇ Aerial Vehicle
  • small unmanned airplanes that use an electric motor as a power source have been developed due to the downsizing and high output of batteries (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2).
  • Small unmanned aerial vehicles are rapidly becoming popular because of their simple operation.
  • the unmanned airplane is equipped with a GPS (Global Positioning System) receiver and can identify its own position. For this reason, in an unmanned aerial vehicle, an autopilot that flies along a set route is realized, and the use of the unmanned aerial vehicle is further increased.
  • GPS Global Positioning System
  • an unmanned aerial vehicle in order for an unmanned aerial vehicle to identify its own position, it is necessary to receive GPS signals from three or four satellites by a GPS receiver. However, depending on the environment, all necessary GPS signals cannot be received. There is. In such a case, the unmanned airplane cannot identify its own position and may crash. Unmanned aerial vehicles may also crash due to wind effects, battery voltage drop, and the like.
  • An example of the object of the present invention is to provide a flight control device, a flight control method, and a computer-readable recording medium capable of solving the above-described problems and suppressing the occurrence of a collision accident due to a crash of an unmanned airplane.
  • a flight control apparatus is an apparatus for controlling an unmanned airplane, An area detection unit that detects a flight restriction area where flight is restricted; and A distance calculation unit for calculating a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane; A collision that identifies the altitude and speed of the unmanned airplane and determines whether to land in the flight restriction area when the unmanned airplane crashes based on the identified altitude and speed and the calculated distance.
  • a determination unit It is characterized by having.
  • a flight control method is a method for controlling an unmanned airplane, (A) detecting a flight restriction area where flight is restricted; and (B) calculating a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane; (C) Specifying the altitude and speed of the unmanned airplane, and determining whether to land in the flight restriction area when the unmanned airplane crashes based on the specified altitude and speed and the calculated distance Step, and It is characterized by having.
  • a computer-readable recording medium is a computer-readable recording medium in which a program for controlling an unmanned airplane is recorded by a computer, In the computer, (A) detecting a flight restriction area where flight is restricted; and (B) calculating a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane; (C) Specifying the altitude and speed of the unmanned airplane, and determining whether to land in the flight restriction area when the unmanned airplane crashes based on the specified altitude and speed and the calculated distance Step, and A program including an instruction for executing is recorded.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a flight control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram specifically showing the configuration of the flight control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining a collision determination process when the unmanned airplane is stopped in the air
  • FIG. 3B shows a landing area when the unmanned airplane is stopped in the air.
  • FIG. FIG. 4A is a diagram for explaining a collision determination process when the unmanned airplane is moving in the air
  • FIG. 4B is a diagram showing a landing area when the unmanned airplane is moving. is there.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the flight control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the flight control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram specifically showing the configuration of the flight control device according to a modification of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram specifically showing the configuration of the flight control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the flight restriction region detection process in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram specifically showing the configuration of the flight control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the flight restriction region detection process in the third embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of a computer that implements the flight control apparatus according to the first to third embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a flight control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the flight control device 10 is a device for controlling the unmanned airplane 20.
  • the flight control device 10 includes an area detection unit 11, a distance calculation unit 12, and a collision determination unit 13.
  • the area detection unit 11 detects the flight restriction area 30 where the flight is restricted.
  • the distance calculation unit 12 calculates a distance d from the flight restriction area to the unmanned airplane 20.
  • the collision determination unit 13 first identifies the altitude and speed of the unmanned airplane. Next, the collision determination unit 13 determines whether to land in the flight restriction area 30 when the unmanned airplane 20 crashes based on the specified altitude and speed and the calculated distance d.
  • the unmanned airplane 20 it is always determined whether or not the unmanned airplane 20 will land in the flight restriction area 30 when it crashes. For this reason, if the area where the human 31 or the like exists is set as the flight restriction area 30, the occurrence of a collision accident due to the crash of the unmanned airplane 20 is suppressed.
  • FIG. 2 is a block diagram specifically showing the configuration of the flight control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 also discloses the configuration of an unmanned airplane to be controlled.
  • the unmanned airplane 20 to be controlled is a multicopter including a plurality of rotors, and is a so-called drone.
  • the unmanned airplane 20 includes a data processing unit 21, a GPS signal receiving unit 22, a thrust generating unit 23, and a wireless communication unit 24.
  • the wireless communication unit 24 performs wireless data communication with the flight control device 10.
  • the wireless communication unit 24 is realized by a communication device for Wi-Fi communication, for example.
  • the GPS signal receiving unit 22 receives a GPS (Global Positioning System) signal from a satellite and measures the current position and altitude h based on the received GPS signal.
  • GPS Global Positioning System
  • four thrust generating units 23 are provided, each including a rotor that generates thrust and an electric motor that is a driving source thereof.
  • the data processing unit 21 calculates the speed v of the unmanned airplane 20 based on the current position and altitude h measured by the GPS signal receiving unit 22. Further, the data processing unit 21 transmits the calculated speed v, the current position (latitude and longitude), and the altitude h to the flight control device 10 via the wireless communication unit 24 as state information. Further, the data processing unit 21 controls the speed v, altitude h, and traveling direction of the unmanned airplane 20 by adjusting the thrust of each thrust generating unit 23.
  • the unmanned airplane 20 may be equipped with a sensor for detecting the speed v. In this case, the speed v is measured by the sensor.
  • the unmanned airplane 20 can fly along a set route while confirming the current location, for example.
  • the unmanned airplane 20 can also fly in response to an instruction from the flight control device 10.
  • the flight control device 10 is installed outside the unmanned airplane 20 and executes data communication with the unmanned airplane 20 by wireless communication.
  • the flight control device 10 includes a wireless communication unit 14 in addition to the region detection unit 11, the distance calculation unit 12, and the collision determination unit 13 described above.
  • the wireless communication unit 14 performs wireless data communication with the unmanned airplane 20 in accordance with instructions from the area detection unit 11 and the collision determination unit 13.
  • the wireless communication unit 14 is also realized by a communication device for Wi-Fi communication, for example.
  • the area detection unit 11 detects the flight restriction area 30 from the electronic map data 15 created in advance. Specifically, first, when the state information from the unmanned airplane 20 is received by the wireless communication unit 14, the area detecting unit 11 specifies the position of the unmanned airplane 20 from the received state information. Subsequently, the area detection unit 11 collates the position of the specified unmanned airplane with the electronic map data, and is set in the flight restriction area 30 from a setting range (for example, a range within a radius of 100 m) centered on the specified position. Detect the area that is.
  • a setting range for example, a range within a radius of 100 m
  • the distance calculation unit 12 determines whether the distance from the flight restriction area 30 to the unmanned airplane 20 is based on the position of the unmanned airplane 20 specified by the GPS signal and the detected position of the flight restriction area 30.
  • the distance d is calculated.
  • the distance calculation unit 12 specifies the position of the boundary of the flight restriction region 30 when the region detection unit 11 detects the flight restriction region 30, and determines the position of the specified boundary and the position of the unmanned airplane 20. Contrast.
  • the distance calculation unit 12 specifies a point closest to the unmanned airplane 20 on the boundary, and a horizontal distance (horizontal distance) from the specified point to an arbitrary point (for example, a center point) on the unmanned airplane 20 Is calculated and set as a distance d.
  • the collision determination unit 13 identifies the altitude h and the speed v of the unmanned airplane 20 from the received state information. .
  • the collision determination unit 13 also describes a ground area (hereinafter referred to as “landing area”) where the unmanned airplane 20 may land when the unmanned airplane 20 crashes based on the specified altitude h and speed v. .)
  • the collision determination unit 13 determines whether the landing area is located in the flight restriction area 30 using the distance d calculated by the distance calculation unit 12. As a result of the determination, if the landing area is located in the flight restriction area 30, the collision determination unit 13 determines to land in the flight restriction area 30 when the unmanned airplane 20 crashes.
  • FIG. 3A is a diagram for explaining a collision determination process when the unmanned airplane is stopped in the air
  • FIG. 3B shows a landing area when the unmanned airplane is stopped in the air
  • FIG. 4A is a diagram for explaining a collision determination process when the unmanned airplane is moving in the air
  • FIG. 4B is a diagram showing a landing area when the unmanned airplane is moving. is there.
  • the landing area is an area obtained by projecting the unmanned airplane 20 onto the ground.
  • the landing area can be approximated by a circle (radius: d init ) whose diameter is the longest of the unmanned airplane 20 among the full length, full width, and diagonal length.
  • a hatched area 40 indicates a landing area.
  • the collision determination unit 13 sets the landing area 40 at a position immediately below the unmanned airplane 20 when the speed v of the unmanned airplane 20 is 0 (zero).
  • the collision determination unit 13 determines whether the distance d, which is the horizontal distance between the boundary of the flight restriction region 30 and the center of the unmanned airplane 20, is smaller than the radius d init of the unmanned airplane 20.
  • the collision determination unit 13 determines that the landing distance 40 overlaps the flight restriction area 30 and the unmanned airplane 20 reaches the flight restriction area 30. judge.
  • the unmanned airplane 20 crashes from a state where it is moving in the air.
  • the unmanned airplane 20 crashes while drawing a parabola in the traveling direction.
  • the landing area 40 is located away from directly below the unmanned airplane 20.
  • the collision determination unit 13 determines the center of the flight restriction region 30 and the unmanned airplane 20 as in the example of FIGS. A distance d which is a horizontal distance from is calculated.
  • the collision determination unit 13 substitutes the altitude h and the speed v of the unmanned airplane 20 into the following formula 1, and moves in the horizontal direction until the unmanned airplane crashes (hereinafter referred to as “horizontal movement distance”). ”) to calculate a d c.
  • horizontal movement distance hereinafter referred to as “horizontal movement distance”.
  • g is a gravitational acceleration.
  • the landing area 40 moves to the position of the area 40a shown in FIG. 4B, for example.
  • the landing area 40 moves to the position of the area 40b when the speed of the unmanned airplane 20 decreases, and moves to the position of the area 40c when the speed of the unmanned airplane 20 increases.
  • the collision determination unit 13 determines whether the distance d satisfies the following equation (2). Determine if.
  • the collision determination unit 13 determines that the landing distance 40 overlaps the flight restriction area 30 and the unmanned airplane 20 reaches the flight restriction area 30. judge.
  • the collision determination unit 13 determines that the unmanned airplane 20 will land on the flight restriction area 30, the collision determination unit 13 does not land on the flight restriction area 30 even if the unmanned airplane 20 crashes. You can instruct the action to be. Specific examples of such actions include moving away from the flight restriction area 30, suppressing the moving speed, and reducing the altitude.
  • the collision determination unit 13 creates a command (hereinafter referred to as “avoidance command”) that instructs the direction change of the unmanned airplane 20, a decrease in moving speed, a decrease in altitude, and the like. Then, the collision determination unit 13 transmits the created avoidance command to the unmanned airplane 20 via the wireless communication unit 14.
  • the data processing unit 21 adjusts the thrust of each thrust generating unit 23 according to the content of the command, and causes the unmanned airplane 20 to change direction, reduce the speed, or reduce the altitude.
  • the collision determination unit 13 determines that the unmanned airplane 20 is landed on the flight restriction region 30, for example, the administrator or the operator of the unmanned airplane 20 can select either sound or light. It is also possible to warn of landing to the restricted flight area 30 by both or both. Specifically, the collision determination unit 13 transmits a notification to the information terminal owned by the manager, the pilot, or the like that there is a possibility of landing in the flight restriction area 30 in the event of a crash. A warning is output from the terminal screen and speaker.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the flight control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIGS. 1 to 4 are referred to as appropriate.
  • the flight control method is implemented by operating the flight control device 10. Therefore, the description of the flight control method in the first embodiment is replaced with the following description of the operation of the flight control device 10.
  • the area detection unit 11 acquires the received state information when the state information transmitted from the unmanned airplane 20 is received by the wireless communication unit 14. (Step A1).
  • the area detection unit 11 specifies the position of the unmanned airplane 20 from the state information acquired in Step A1, and detects a flight restriction area 30 existing in the vicinity of the specified position from the electronic map data 15 (Step A2). ). Specifically, the region detection unit 11 collates the position of the specified unmanned airplane 20 with the electronic map data, and from the set range (for example, a range within a radius of 100 m) centered on the specified position, the flight restriction region 30. The area set to is detected.
  • the set range for example, a range within a radius of 100 m
  • the distance calculation unit 12 calculates the distance d from the flight restriction area 30 to the unmanned airplane 20 based on the position of the unmanned airplane 20 specified in step A2 and the detected flight restriction area (step). A3). Specifically, the distance calculation unit 12 specifies a point closest to the unmanned airplane 20 on the boundary of the flight restriction region 30 and extends from the specified point to an arbitrary point (for example, a center point) on the unmanned airplane 20. The horizontal distance is calculated and this is set as the distance d.
  • the collision determination unit 13 specifies the altitude h and the speed v of the unmanned airplane 20 from the state information transmitted from the unmanned airplane 20 (step A4).
  • the collision determination unit 13 determines whether to land in the flight restriction area 30 when the unmanned airplane 20 crashes based on the altitude h and the speed v specified in Step A4 and the distance d calculated in Step A3. It is determined whether (step A5).
  • step A5 the collision determination unit 13 sets a landing area where the unmanned airplane 20 will land when the unmanned airplane 20 crashes based on the altitude h and the speed v specified in step A4 ( (Refer FIG.3 (b) and FIG.4 (b)). Then, the collision determination unit 13 determines whether or not the landing area 40 overlaps the flight restriction area 30 using the distance d calculated in step A ⁇ b> 3, whereby the unmanned airplane 20 reaches the flight restriction area 30. Determine whether to do.
  • step A5 when it is determined that the unmanned airplane 20 does not land in the flight restriction region, the collision determination unit 13 executes step A7 described later.
  • step A5 when it is determined that the unmanned airplane 20 is landed on the flight restriction region 30, the collision determination unit 13 creates an avoidance command and sends the created avoidance command via the wireless communication unit 14. And transmitted to the unmanned airplane 20 (step A6).
  • the collision determination unit 13 further notifies the manager, the operator, etc. of the unmanned airplane 20 of either sound or light. It is also possible to warn of landing to the restricted flight area 30 by both or both.
  • Step A7 determines whether or not the unmanned airplane 20 has landed. If the result of determination in step A7 is that the unmanned airplane 20 has not landed, step A1 is executed again. On the other hand, if the result of the determination in step A7 is that the unmanned airplane 20 has landed, the processing in the flight control device 10 ends.
  • the unmanned airplane 20 when the unmanned airplane 20 lands in the flight restriction area 20 at the time of the crash, an avoidance command is transmitted to the unmanned airplane 20 and a warning is given to the administrator, the pilot, etc. The occurrence of collision accidents is suppressed.
  • the program in the first embodiment may be a program that causes a computer to execute steps A1 to A7 shown in FIG.
  • a central processing unit (CPU) of the computer functions as the area detection unit 11, the distance calculation unit 12, and the collision determination unit 13, and performs processing.
  • FIG. 6 is a block diagram specifically showing the configuration of the flight control device according to a modification of the embodiment of the present invention.
  • the flight control device 10 is installed outside the unmanned airplane 20.
  • the flight control device 10 is built in the data processing unit 21 of the unmanned airplane 20.
  • this modification is realized by installing a program for realizing the flight control apparatus 10 in a computer mounted on the unmanned airplane 20 and executing the program. According to this modification, even when the unmanned airplane 20 cannot perform wireless communication with the outside, a situation in which the unmanned airplane 20 lands on the flight restriction area 30 at the time of a crash is avoided.
  • FIG. 7 is a block diagram specifically showing the configuration of the flight control apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the flight restriction region detection process in the second embodiment.
  • FIG. 7 also discloses the configuration of an unmanned airplane to be controlled.
  • the unmanned airplane 20 transmits image data generated from the pixel signal in addition to the state information. For this reason, the flight control device 50 performs the detection of the flight restriction region 30 and the calculation of the distance d from the flight restriction region 30 to the unmanned airplane 20 based on the transmitted image data.
  • the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.
  • the unmanned airplane 20 includes an image sensor 25 that outputs a pixel signal in accordance with received light, unlike the first embodiment.
  • the image sensor 25 is provided in the camera 26, and the camera 26 generates image data from the pixel signal and outputs it. Further, as shown in FIG. 8, the camera 26 is attached to the unmanned airplane 20 so that the lower part of the unmanned airplane 20 is photographed.
  • the camera 26 captures the marker 32 arranged on the outer edge of the flight restriction area 30, and thus an image in which the marker 32 is reflected. Data is transmitted to the flight controller 60.
  • the flight control device 50 detects the flight restriction region 30 using the transmitted image data. Specifically, in the second embodiment, the area detection unit 51 detects the marker 32 disposed on the outer edge of the flight restriction area 30 based on the image data transmitted from the unmanned airplane 20.
  • the area detection unit 11 detects the flight restriction area 30 based on the detected marker 32.
  • the area detection unit 11 detects the flight restriction area 30 by connecting the detected markers 32 with a straight line.
  • the marker 32 is preferably unique in color, shape, etc. and easy to recognize an image.
  • the distance calculation unit 52 can calculate the distance d from the flight restriction region 30 to the unmanned airplane 20 from the size and position of the marker 32 in the image data.
  • the flight control device 50 may include electronic map data in which the position of each marker 32 is recorded.
  • the distance calculation unit 52 specifies the position of each marker 32 by applying the detected marker 32 to the electronic map data.
  • the distance calculation unit 52 also specifies the position of the unmanned airplane 20 on the electronic map data from the size and position of the marker 32 in the image data and the specified position of the marker 32.
  • the distance calculation unit 52 calculates the distance d from the position of each marker 32 on the electronic map data and the position of the unmanned airplane 20.
  • the collision determination unit 53 executes the same processing as that in the first embodiment. For example, the collision determination unit 53 specifies the altitude h and the speed v of the unmanned airplane 20 as in the first embodiment, and when the unmanned airplane 20 crashes based on the altitude h, the speed v, and the distance d. Then, it is determined whether to land on the flight restriction area 30.
  • steps A1 to A7 shown in FIG. 5 are executed along steps A1 to A7 shown in FIG. 5, and the flight control method is thereby implemented.
  • steps A2 and A3 are performed based on image data.
  • FIG. 9 is a block diagram specifically showing the configuration of the flight control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the flight restriction region detection process in the third embodiment.
  • FIG. 9 also discloses the configuration of an unmanned airplane to be controlled.
  • the unmanned airplane 20 transmits sensing data for specifying an object existing below the unmanned airplane in addition to the state information. For this reason, the flight control device 60 executes detection of the flight restriction region 30 and calculation of the distance d from the flight restriction region 30 to the unmanned airplane 20 based on the transmitted sensing data.
  • the third embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.
  • the unmanned airplane 20 includes a sensor 27 whose output signal characteristics change depending on an object existing below the unmanned airplane.
  • the sensor 27 includes a light source that emits light and a light receiving element that receives light reflected by the object. Since the characteristics of the output signal of the light receiving element change according to the existing object, sensing data is generated from this output signal.
  • a laser is used as the light source, and the sensor 27 constitutes a laser range finder 28.
  • the laser range finder 28 can specify an object existing in a wide range by scanning the laser light emitted from the sensor 27 in the biaxial direction.
  • the wavelength of light emitted from the light source is not particularly limited, and infrared light may be emitted from the light source.
  • the sensor 27 constitutes a depth camera.
  • the laser range finder 28 detects an object 33 on or around the flight restriction area 30, and identifies the detected object 33. Sensing data to be transmitted is transmitted to the flight control device 60.
  • the flight control device 60 identifies the size and position of each object 33 from the transmitted sensing data.
  • the area detection unit 61 analyzes the sensing data, identifies a change in the characteristics of the output signal of the sensor 27, and based on the identified change in the characteristics, the flight restriction area The size and position of the object 33 existing on and around 30 are specified.
  • the area detection unit 61 detects the flight restriction area 30 based on each identified object 33. Specifically, the region detection unit 61 detects the flight restriction region 30 by applying the position of the detected object 33 to the relationship between the object 33 and the flight restriction region 30 registered in advance.
  • the distance calculation unit 62 calculates the distance d from the flight restriction region 30 to the unmanned airplane 20 by applying the detected distance to the object 33 to the relationship between the object 33 and the flight restriction region 30 described above. .
  • the flight control device 60 may include electronic map data in which the position of each object 33 is recorded.
  • the distance calculation unit 62 specifies the position of each object 33 by applying the detected object 33 to the electronic map data.
  • the distance calculation unit 62 also specifies the position of the unmanned airplane 20 on the electronic map data from the detected distance to the object 33 and the position of the specified object 33.
  • the distance calculation unit 52 calculates the distance d from the position of each object 33 on the electronic map data and the position of the unmanned airplane 20.
  • the collision determination unit 63 performs the same processing as in the first embodiment. For example, the collision determination unit 63 specifies the altitude h and the speed v of the unmanned airplane 20 as in the first embodiment, and the unmanned airplane 20 crashes based on the altitude h, the speed v, and the distance d. Then, it is determined whether to land on the flight restriction area 30.
  • the processing is executed along steps A1 to A7 shown in FIG. 5, thereby implementing the flight control method.
  • steps A2 and A3 are performed based on sensing data.
  • the flight restriction area 30 can be set by registering an object 33 (for example, a building or the like) existing on or around the flight restriction area 30, so that the flight restriction area 30 is the same as in the second embodiment. 30 can be newly provided or changed.
  • the program in the first to third embodiments may be a program that causes a computer to execute steps A1 to A7 shown in FIG. By installing and executing this program on a computer, the flight control device and the flight control method according to the first to third embodiments can be realized.
  • a CPU Central Processing Unit
  • the computer functions as an area detection unit, a distance calculation unit, and a collision determination unit, and performs processing.
  • each computer may function as any of an area detection unit, a distance calculation unit, and a collision determination unit.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of a computer that implements the flight control apparatus according to the first to third embodiments of the present invention.
  • the computer 110 includes a CPU 111, a main memory 112, a storage device 113, an input interface 114, a display controller 115, a data reader / writer 116, and a communication interface 117. These units are connected to each other via a bus 121 so that data communication is possible.
  • the CPU 111 performs various operations by developing the program (code) in the present embodiment stored in the storage device 113 in the main memory 112 and executing them in a predetermined order.
  • the main memory 112 is typically a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the program in the present embodiment is provided in a state of being stored in a computer-readable recording medium 120. Note that the program in the present embodiment may be distributed on the Internet connected via the communication interface 117.
  • the storage device 113 includes a hard disk drive and a semiconductor storage device such as a flash memory.
  • the input interface 114 mediates data transmission between the CPU 111 and an input device 118 such as a keyboard and a mouse.
  • the display controller 115 is connected to the display device 119 and controls display on the display device 119.
  • the data reader / writer 116 mediates data transmission between the CPU 111 and the recording medium 120, and reads a program from the recording medium 120 and writes a processing result in the computer 110 to the recording medium 120.
  • the communication interface 117 mediates data transmission between the CPU 111 and another computer.
  • the recording medium 120 include general-purpose semiconductor storage devices such as CF (Compact Flash (registered trademark)) and SD (Secure Digital), magnetic storage media such as a flexible disk, or CD- Optical storage media such as ROM (Compact Disk Read Only Memory) are listed.
  • CF Compact Flash
  • SD Secure Digital
  • magnetic storage media such as a flexible disk
  • CD- Optical storage media such as ROM (Compact Disk Read Only Memory) are listed.
  • the flight control apparatus can be realized by using hardware corresponding to each unit instead of a computer in which a program is installed. Further, part of the flight control device may be realized by a program, and the remaining part may be realized by hardware.
  • a device for controlling an unmanned aerial vehicle An area detection unit that detects a flight restriction area where flight is restricted; and A distance calculation unit for calculating a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane; A collision that identifies the altitude and speed of the unmanned airplane and determines whether to land in the flight restriction area when the unmanned airplane crashes based on the identified altitude and speed and the calculated distance.
  • a flight control device comprising:
  • the unmanned airplane includes a GPS signal receiver that receives GPS signals from satellites, The area detection unit detects the flight restriction area from electronic map data created in advance, The distance calculation unit calculates a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane based on the position of the unmanned airplane specified by the GPS signal and the detected position of the flight restriction area.
  • the flight control device according to attachment 1.
  • the unmanned airplane includes an image sensor that outputs a pixel signal according to received light,
  • the area detection unit detects a marker disposed on an outer edge of the flight restriction area based on image data generated from the pixel signal, detects the flight restriction area based on the detected marker,
  • the distance calculation unit calculates the distance from the flight restriction area to the unmanned airplane from the size and position of the marker in the image data.
  • the flight control device according to attachment 1.
  • the unmanned airplane includes an image sensor that outputs a pixel signal according to received light,
  • the area detection unit detects a marker disposed on an outer edge of the flight restriction area based on image data generated from the pixel signal, and the detected marker is an electronic map in which the position of the marker is registered. Detecting the position of the unmanned aerial vehicle and the flight restricted area by collating with data;
  • the distance calculation unit calculates a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane based on the detected position of the unmanned airplane and the flight restriction area.
  • the flight control device according to attachment 1.
  • the unmanned airplane includes a sensor whose output signal characteristics change according to an object existing below the unmanned airplane,
  • the region detection unit detects the flight restriction region by detecting an object existing on or around the flight restriction region based on a change in the characteristics of the output signal,
  • the distance calculation unit calculates a distance from the flight restriction region to the unmanned airplane based on the detected distance to the object;
  • the flight control device according to attachment 1.
  • the unmanned airplane includes a sensor whose output signal characteristics change according to an object existing below the unmanned airplane,
  • the area detection unit detects an object existing on or around the flight restriction area based on a change in the characteristics of the output signal, and the detected electronic map data in which the position of the object is registered
  • the distance calculation unit calculates a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane based on the detected position of the unmanned airplane and the flight restriction area.
  • the flight control device according to attachment 1.
  • (Appendix 8) A method for controlling an unmanned aerial vehicle, (A) detecting a flight restriction area where flight is restricted; and (B) calculating a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane; (C) Specifying the altitude and speed of the unmanned airplane, and determining whether to land in the flight restriction area when the unmanned airplane crashes based on the specified altitude and speed and the calculated distance Step,
  • a flight control method comprising:
  • the unmanned airplane includes a GPS signal receiver that receives GPS signals from satellites, In the step (a), the flight restriction area is detected from electronic map data created in advance, In the step (b), a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated based on the position of the unmanned airplane specified by the GPS signal and the detected position of the flight restriction area. , The flight control method according to appendix 8.
  • the unmanned airplane includes an image sensor that outputs a pixel signal according to received light, In the step (a), a marker arranged on the outer edge of the flight restriction region is detected based on the image data generated from the pixel signal, and the flight restriction region is detected based on the detected marker. And In the step (b), the distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated from the size and position of the marker in the image data.
  • the unmanned airplane includes an image sensor that outputs a pixel signal according to received light, In the step (a), based on the image data generated from the pixel signal, a marker placed on the outer edge of the flight restriction area is detected, and the detected marker is registered with the position of the marker. By comparing the electronic map data, the position of the unmanned airplane and the flight restriction area are detected, In the step (b), a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated based on the detected position of the unmanned airplane and the flight restriction area.
  • the flight control method according to appendix 8.
  • the unmanned airplane includes a sensor whose output signal characteristics change according to an object existing below the unmanned airplane, In the step of (a), detecting the flight restriction region by detecting an object existing on or around the flight restriction region based on a change in characteristics of the output signal, In the step (b), a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated based on the detected distance to the object.
  • the flight control method according to appendix 8.
  • the unmanned airplane includes a sensor whose output signal characteristics change according to an object existing below the unmanned airplane,
  • an object existing on or around the flight restriction area is detected based on a change in the characteristics of the output signal, and the detected object is an electron whose position is registered.
  • the position of the unmanned airplane and the flight restriction area are detected,
  • a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated based on the detected position of the unmanned airplane and the flight restriction area.
  • (Appendix 15) A computer-readable recording medium in which a program for controlling an unmanned airplane is recorded by a computer, In the computer, (A) detecting a flight restriction area where flight is restricted; and (B) calculating a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane; (C) Specifying the altitude and speed of the unmanned airplane, and determining whether to land in the flight restriction area when the unmanned airplane crashes based on the specified altitude and speed and the calculated distance Step, The computer-readable recording medium which recorded the program containing the instruction
  • the unmanned airplane includes a GPS signal receiver that receives GPS signals from satellites, In the step (a), the flight restriction area is detected from electronic map data created in advance, In the step (b), a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated based on the position of the unmanned airplane specified by the GPS signal and the detected position of the flight restriction area. , The computer-readable recording medium according to appendix 15.
  • the unmanned airplane includes an image sensor that outputs a pixel signal according to received light, In the step (a), a marker arranged on the outer edge of the flight restriction region is detected based on the image data generated from the pixel signal, and the flight restriction region is detected based on the detected marker. And In the step (b), the distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated from the size and position of the marker in the image data.
  • the computer-readable recording medium according to appendix 15.
  • the unmanned airplane includes an image sensor that outputs a pixel signal according to received light, In the step (a), based on the image data generated from the pixel signal, a marker placed on the outer edge of the flight restriction area is detected, and the detected marker is registered with the position of the marker. By comparing the electronic map data, the position of the unmanned airplane and the flight restriction area are detected, In the step (b), a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated based on the detected position of the unmanned airplane and the flight restriction area.
  • the computer-readable recording medium according to appendix 15.
  • the unmanned airplane includes a sensor whose output signal characteristics change according to an object existing below the unmanned airplane, In the step of (a), detecting the flight restriction region by detecting an object existing on or around the flight restriction region based on a change in characteristics of the output signal, In the step (b), a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated based on the detected distance to the object.
  • the computer-readable recording medium according to appendix 15.
  • the unmanned airplane includes a sensor whose output signal characteristics change according to an object existing below the unmanned airplane,
  • an object existing on or around the flight restriction area is detected based on a change in the characteristics of the output signal, and the detected object is an electron whose position is registered.
  • the position of the unmanned airplane and the flight restriction area are detected,
  • a distance from the flight restriction area to the unmanned airplane is calculated based on the detected position of the unmanned airplane and the flight restriction area.
  • the computer-readable recording medium according to appendix 15.
  • the present invention it is possible to suppress the occurrence of a collision accident due to the crash of an unmanned airplane.
  • the present invention can be used without limitation as long as it is a field where unmanned aerial vehicles are used.
  • Flight control device (Embodiment 1) DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Area

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Abstract

飛行制御装置１０は、無人飛行機２０を制御するための装置であって、飛行が制限されている飛行制限領域３０を検出する、領域検出部１１と、飛行制限領域３０から無人飛行機２０までの距離ｄを算出する、距離算出部１２と、無人飛行機２０の高度及び速度を特定し、特定した高度及び速度と算出した距離ｄとに基づいて、無人飛行機２０が墜落した場合に飛行制限領域３０に着地するかどうかを判定する、衝突判定部１３と、を備えている。

Description

飛行制御装置、飛行制御方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
　本発明は、無人飛行機の飛行を制御するための飛行制御装置、飛行制御方法、及びこれらを実現するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
　従来から、「ドローン」と呼ばれる無人飛行機（以下、「ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）」とも表記する。）は、軍事用途、農薬散布といった様々な用途に用いられている。とりわけ、近年においては、バッテリーの小型化及び高出力化により、動力原として電動モータを利用する小型の無人飛行機が開発されている（例えば、非特許文献１及び２参照。）。小型の無人飛行機は、運用が簡単であることから、急速に普及している。
　また、無人飛行機は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を備え、自身の位置を特定することができる。このため、無人飛行機においては、設定された経路に沿って飛行を行なうオートパイロットが実現されており、無人飛行機の用途は更に増加している。
"無人航空機"、[online]、２０１５年５月２５日、ウィキペディア、［２０１５年６月１日検索］、インターネット<URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%84%A1%E4%BA%BA%E8%88%AA%E7%A9%BA%E6%A9%9F> "ドローン"、[online]、２０１５年４月２２日、ｗｅｂｌｉｏ辞書、［２０１５年６月１日検索］、インターネット<URL:http://www.weblio.jp/content/%E3%83%89%E3%83%AD%E3%83%BC%E3%83%B3>
　ところで、無人飛行機が自身の位置を特定するためには、ＧＰＳ受信機によって、３つ又は４つの衛星からＧＰＳ信号を受信する必要があるが、環境によっては、必要なＧＰＳ信号を全て受信できない場合がある。このような場合、無人飛行機は、自身の位置を特定できず、墜落する可能性がある。また、無人飛行機は、風の影響、バッテリーの電圧低下等を原因としても墜落する可能性がある。
　しかしながら、従来からの無人飛行機において、墜落の可能性をゼロとすることは極めて困難である。このため、墜落地点に、ヒト、物等が存在すると、重大な衝突事故が発生してしまう可能生がある。
　本発明の目的の一例は、上記問題を解消し、無人飛行機の墜落による衝突事故の発生を抑制し得る、飛行制御装置、飛行制御方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
　上記目的を達成するため、本発明の一側面における飛行制御装置は、無人飛行機を制御するための装置であって、
　飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、領域検出部と、
　前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、距離算出部と、
　前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、衝突判定部と、
を備えていることを特徴とする。
　また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における飛行制御方法は、無人飛行機を制御するための方法であって、
（ａ）飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、ステップと、
（ｂ）前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、ステップと、
（ｃ）前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、ステップと、
を有することを特徴とする。
　更に、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、コンピュータによって、無人飛行機を制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
（ａ）飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、ステップと、
（ｂ）前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、ステップと、
（ｃ）前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録していることを特徴とする。
　以上のように、本発明によれば、無人飛行機の墜落による衝突事故の発生を抑制することができる。
図１は、本発明の実施の形態１における飛行制御装置の概略構成を示す構成図である。 図２は、本発明の実施の形態１における飛行制御装置の構成を具体的に示すブロック図である。 図３（ａ）は、無人飛行機が空中で停止している場合における衝突判定処理を説明する図であり、図３（ｂ）は、無人飛行機が空中で停止している場合の着地領域を示す図である。 図４（ａ）は、無人飛行機が空中を移動している場合における衝突判定処理を説明する図であり、図４（ｂ）は、無人飛行機が移動している場合の着地領域を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１における飛行制御装置の動作を示すフロー図である。 図６は、本発明の実施の形態の変形例における飛行制御装置の構成を具体的に示すブロック図である。 図７は、本発明の実施の形態２における飛行制御装置の構成を具体的に示すブロック図である。 図８は、本実施の形態２における飛行制限領域の検出処理を説明する図である。 図９は、本発明の実施の形態３における飛行制御装置の構成を具体的に示すブロック図である。 図１０は、本実施の形態３における飛行制限領域の検出処理を説明する図である。 図１１は、本発明の実施の形態１～３における飛行制御装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
（実施の形態１）
　以下、本発明の実施の形態における、飛行制御装置、飛行制御方法、及びプログラムについて、図１～図６を参照しながら説明する。
［装置構成］
　最初に、本発明の実施の形態１における飛行制御装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態１における飛行制御装置の概略構成を示す構成図である。
　図１に示すように、本実施の形態１における飛行制御装置１０は、無人飛行機２０を制御するための装置である。飛行制御装置１０は、領域検出部１１と、距離算出部１２と、衝突判定部１３とを備えている。
　領域検出部１１は、飛行が制限されている飛行制限領域３０を検出する。距離算出部１２は、飛行制限領域から無人飛行機２０までの距離ｄを算出する。衝突判定部１３は、まず、無人飛行機の高度及び速度を特定する。次に、衝突判定部１３は、特定した高度及び速度と算出した距離ｄとに基づいて、無人飛行機２０が墜落した場合に飛行制限領域３０に着地するかどうかを判定する。
　このように、本実施の形態１では、無人飛行機２０が墜落した場合に飛行制限領域３０に着地するかどうかが常に判定されている。このため、ヒト３１等が存在する領域を飛行制限領域３０に設定しておけば、無人飛行機２０の墜落による衝突事故の発生が抑制される。
　続いて、図１に加え、図２～図４を用いて、本実施の形態１における飛行制御装置１０の構成について更に具体的に説明する。図２は、本発明の実施の形態１における飛行制御装置の構成を具体的に示すブロック図である。また、図２は、制御対象となる無人飛行機の構成についても開示している。
　まず、図１に示したように、本実施の形態１において、制御対象となる無人飛行機２０は、複数のローターを備えたマルチコプターであり、いわゆるドローンである。図２に示すように、無人飛行機２０は、データ処理部２１と、ＧＰＳ信号受信部２２と、推力発生部２３と、無線通信部２４とを備えている。
　無人飛行機２０において、無線通信部２４は、飛行制御装置１０との間で無線によるデータ通信を実行している。無線通信部２４は、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ通信用の通信デバイスによって実現される。
　ＧＰＳ信号受信部２２は、衛星からのＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信し、受信したＧＰＳ信号に基づいて、現在の位置及び高度ｈを測定する。推力発生部２３は、図１の例では、４つ備えられており、それぞれ、推力を発生させるローターとその駆動源となる電動機とを備えている。
　データ処理部２１は、ＧＰＳ信号受信部２２によって測定された現在の位置及び高度ｈに基づいて、無人飛行機２０の速度ｖを算出する。また、データ処理部２１は、算出した速度ｖ、現在の位置（緯度及び経度）及び高度ｈを、状態情報として、無線通信部２４を介して、飛行制御装置１０に送信する。更に、データ処理部２１は、各推力発生部２３の推力を調整することで、無人飛行機２０の速度ｖ、高度ｈ、及び進行方向を制御する。なお、無人飛行機２０には、速度ｖを検出するためのセンサが搭載されていても良く、この場合は、センサによって速度ｖが測定される。
　無人飛行機２０は、このような構成により、例えば、現在地を確認しながら、設定された航路に沿って飛行することができる。また、無人飛行機２０は、飛行制御装置１０からの指示に応じて、飛行することもできる。
　また、図２に示すように、本実施の形態１では、飛行制御装置１０は、無人飛行機２０の外部に設置され、無線通信によって無人飛行機２０との間でデータ通信を実行する。このため、飛行制御装置１０は、上述した領域検出部１１、距離算出部１２、及び衝突判定部１３に加えて、無線通信部１４を備えている。
　無線通信部１４は、無人飛行機２０との間で、領域検出部１１及び衝突判定部１３の指示に応じて、無線によるデータ通信を実行する。無線通信部１４も、例えば、Ｗｉ－Ｆｉ通信用の通信デバイスによって実現される。
　また、本実施の形態１では、領域検出部１１は、予め作成されている電子地図データ１５から飛行制限領域３０を検出する。具体的には、領域検出部１１は、まず、無線通信部１４によって無人飛行機２０からの状態情報が受信されると、受信された状態情報から、無人飛行機２０の位置を特定する。続いて、領域検出部１１は、特定した無人飛行機の位置を電子地図データに照合し、特定した位置を中心とした設定範囲（例えば、半径１００ｍ以内の範囲）から、飛行制限領域３０に設定されている領域を検出する。
　距離算出部１２は、本実施の形態１では、ＧＰＳ信号によって特定される無人飛行機２０の位置と、検出された飛行制限領域３０の位置とに基づいて、飛行制限領域３０から無人飛行機２０までの距離ｄを算出する。具体的には、距離算出部１２は、領域検出部１１によって飛行制限領域３０が検出されると、飛行制限領域３０の境界の位置を特定し、特定した境界の位置と無人飛行機２０の位置とを対比する。更に、距離算出部１２は、境界上の最も無人飛行機２０に近い点を特定し、特定した点から無人飛行機２０上の任意の点（例えば、中心点）までの水平方向における距離（水平距離）を算出し、これを距離ｄとする。
　衝突判定部１３は、本実施の形態１では、無線通信部１４によって無人飛行機２０からの状態情報が受信されると、受信された状態情報から、無人飛行機２０の高度ｈ及び速度ｖを特定する。また、衝突判定部１３は、特定した高度ｈ及び速度ｖに基づいて、無人飛行機２０が墜落した場合に、無人飛行機２０が着地する可能性がある地上の領域（以下「着地領域」と表記する。）を特定する。
　そして、衝突判定部１３は、距離算出部１２によって算出された距離ｄを用いて、着地領域が飛行制限領域３０内に位置しているかどうかを判定する。判定の結果、着地領域が飛行制限領域３０内に位置しているのであれば、衝突判定部１３は、無人飛行機２０が墜落した場合に飛行制限領域３０に着地すると判定する。
　ここで、図３及び図４を用いて、衝突判定処理の具体例について説明する。図３（ａ）は、無人飛行機が空中で停止している場合における衝突判定処理を説明する図であり、図３（ｂ）は、無人飛行機が空中で停止している場合の着地領域を示す図である。図４（ａ）は、無人飛行機が空中を移動している場合における衝突判定処理を説明する図であり、図４（ｂ）は、無人飛行機が移動している場合の着地領域を示す図である。
　図３及び図４の例において、着地領域は、無人飛行機２０を地上に投影して得られる領域とする。また、着地領域は、無人飛行機２０の全長、全幅、対角長さのうち、最も長いものを直径とする円（半径：ｄｉｎｉｔ）で近似することができる。以下の説明では、着地域は、半径ｄｉｎｉｔの円であるとする。また、図３（ａ）及び（ｂ）、図４（ａ）及び（ｂ）において、斜線が施された領域４０は、着地領域を示している。
　まず、無人飛行機２０が空中で停止している状態から墜落する場合を考える。この場合は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、無人飛行機２０は略垂直に落下する。このため、着地領域４０は、無人飛行機２０の直下に位置することになる。
　従って、図３（ａ）に示すように、衝突判定部１３は、無人飛行機２０の速度ｖが０（ゼロ）である場合は、無人飛行機２０の直下の位置に、着地領域４０を設定する。次に、衝突判定部１３は、飛行制限領域３０の境界と無人飛行機２０の中心との水平距離である距離ｄが、無人飛行機２０の半径ｄｉｎｉｔより小さくなっているかどうかを判定する。そして、判定の結果、距離ｄが半径ｄｉｎｉｔより小さくなっている場合に、衝突判定部１３は、着地距離４０が飛行制限領域３０に重なっており、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に着地すると判定する。
　続いて、無人飛行機２０が空中を移動している状態から墜落する場合を考える。この場合は、無人飛行機２０は、進行方向において放物線を描きながら墜落する。このため、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、着地領域４０は、無人飛行機２０の直下から離れたところに位置することになる。
　まず、衝突判定部１３は、無人飛行機２０の速度ｖが０（ゼロ）より大きい場合においても、図３（ａ）及び（ｂ）の例と同様に、飛行制限領域３０と無人飛行機２０の中心との水平距離である距離ｄを算出する。次に、衝突判定部１３は、下記の数１に、無人飛行機２０の高度ｈ及び速度ｖを代入して、無人飛行機が墜落するまでの間に水平方向において移動する距離（以下「水平移動距離」）ｄｃを算出する。なお、下記の数１において「ｇ」は重力加速度である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　次に、衝突判定部１３は、現在の無人飛行機２０の位置から進行方向において水平移動距離ｄｃの分だけ離れた位置に、半径ｄｉｎｉｔの円として、着地領域４０を設定する。但し、無人飛行機２０の進行方向が変化した場合は、着地領域４０は、例えば、図４（ｂ）に示す領域４０ａの位置に移動する。また、着地領域４０は、無人飛行機２０の速度が遅くなった場合は、領域４０ｂの位置に移動し、無人飛行機２０の速度が速くなった場合は、領域４０ｃの位置に移動する。
　そして、無人飛行機２０が移動している場合において、飛行制限領域３０は、上述したように進行方向側に存在しているので、衝突判定部１３は、距離ｄが下記の数２を満たしているかどうかを判定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　そして、判定の結果、距離ｄが上記の数２を満たしている場合は、衝突判定部１３は、着地距離４０が飛行制限領域３０に重なっており、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に着地すると判定する。
　また、本実施の形態１では、衝突判定部１３は、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に着地すると判定した場合に、無人飛行機２０に対して、墜落しても飛行制限領域３０に着地しないようにする行動を指示することができる。このような行動の具体例としては、飛行制限領域３０から離れるように移動すること、移動速度を抑えること、高度を落とすこと、等が挙げられる。
　具体的には、衝突判定部１３は、無人飛行機２０の方向転換、移動速度の低下及び高度の低下等を指示する命令（以下「回避命令」と表記する。）を作成する。そして、衝突判定部１３は、作成した回避命令を、無線通信部１４を介して、無人飛行機２０に送信する。この場合、無人飛行機２０において、データ処理部２１は、命令の内容に応じて、各推力発生部２３の推力を調整し、無人飛行機２０に、方向転換、速度低下、又は高度低下を行なわせる。
　更に、本実施の形態１では、衝突判定部１３は、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に着地すると判定した場合に、例えば、無人飛行機２０の管理者、操縦者等に、音及び光のいずれか又は両方によって、飛行制限領域３０への着地を警告することもできる。具体的には、衝突判定部１３は、管理者、操縦者等が所有する情報端末に対して、墜落した場合に飛行制限領域３０に着地する可能性がある旨の通知を送信し、この情報端末の画面及びスピーカによって警告を出力する。
［装置動作］
　次に、本発明の実施の形態１における飛行制御装置１０の動作について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態１における飛行制御装置の動作を示すフロー図である。以下の説明においては、適宜図１～図４を参酌する。また、本実施の形態１では、飛行制御装置１０を動作させることによって、飛行制御方法が実施される。よって、本実施の形態１における飛行制御方法の説明は、以下の飛行制御装置１０の動作説明に代える。
　最初に、図５に示すように、飛行制御装置１０において、領域検出部１１は、無線通信部１４によって無人飛行機２０から送信されてきた状態情報が受信されると、受信された状態情報を取得する（ステップＡ１）。
　次に、領域検出部１１は、ステップＡ１で取得した状態情報から無人飛行機２０の位置を特定し、電子地図データ１５から、特定した位置の近隣に存在する飛行制限領域３０を検出する（ステップＡ２）。具体的には、領域検出部１１は、特定した無人飛行機２０の位置を電子地図データに照合し、特定した位置を中心とした設定範囲（例えば、半径１００ｍ以内の範囲）から、飛行制限領域３０に設定されている領域を検出する。
　次に、距離算出部１２は、ステップＡ２で特定された無人飛行機２０の位置と、検出された飛行制限領域とに基づいて、飛行制限領域３０から無人飛行機２０までの距離ｄを算出する（ステップＡ３）。具体的には、距離算出部１２は、飛行制限領域３０の境界上の最も無人飛行機２０に近い点を特定し、特定した点から無人飛行機２０上の任意の点（例えば、中心点）までの水平距離を算出し、これを距離ｄとする。
　次に、衝突判定部１３は、無人飛行機２０から送信されてきた状態情報から、無人飛行機２０の高度ｈ及び速度ｖを特定する（ステップＡ４）。次いで、衝突判定部１３は、ステップＡ４で特定した高度ｈ及び速度ｖと、ステップＡ３で算出された距離ｄとに基づいて、無人飛行機２０が墜落した場合に、飛行制限領域３０に着地するかどうかを判定する（ステップＡ５）。
　具体的には、ステップＡ５では、衝突判定部１３は、ステップＡ４で特定した高度ｈ及び速度ｖに基づいて、無人飛行機２０が墜落した場合に、無人飛行機２０が着地する着地領域を設定する（図３（ｂ）及び図４（ｂ）参照）。そして、衝突判定部１３は、ステップＡ３で算出された距離ｄを用いて、着地領域４０が飛行制限領域３０に重なっているかどうかを判断し、それによって、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に着地するかどうかを判定する。
　ステップＡ５の判定の結果、無人飛行機２０が飛行制限領域に着地しないと判定した場合は、衝突判定部１３は、後述のステップＡ７を実行する。一方、ステップＡ５の判定の結果、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に着地すると判定した場合は、衝突判定部１３は、回避命令を作成し、作成した回避命令を、無線通信部１４を介して、無人飛行機２０に送信する（ステップＡ６）。
　また、ステップＡ５の判定の結果、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に着地すると判定した場合は、衝突判定部１３は、更に、無人飛行機２０の管理者、操縦者等に、音及び光のいずれか又は両方によって、飛行制限領域３０への着地を警告することもできる。
　次に、ステップＡ５においてノーと判定した場合、又はステップＡ６を実行すると、衝突判定部１３は、無人飛行機２０が着陸しているかどうかを判定する（ステップＡ７）。ステップＡ７の判定の結果、無人飛行機２０が着陸していない場合は、再度ステップＡ１が実行される。一方、ステップＡ７の判定の結果、無人飛行機２０が着陸している場合は、飛行制御装置１０における処理は終了する。
［実施の形態１による効果］
　以上のように本実施の形態１では、無人飛行機２０が、墜落した場合に、電子地図データにおいて飛行制限領域３０に設定された領域に着地するかどうかが常に判定されている。このため、電子地図データ上で、無人飛行機２０が墜落すると問題が生じる領域を、飛行制限領域３０に設定しておけば、無人飛行機２０の墜落による衝突事故の発生が抑制される。
　また、本実施の形態１では、無人飛行機２０が墜落時に飛行制限領域２０に着地する場合は、無人飛行機２０に回避命令が送信され、管理者、操縦者等に警告がなされるので、いっそう、衝突事故の発生が抑制される。
［プログラム］
　本実施の形態１におけるプログラムは、コンピュータに、図５に示すステップＡ１～Ａ７を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態１における飛行制御装置１０と飛行制御方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、領域検出部１１、距離算出部１２、及び衝突判定部１３として機能し、処理を行なう。
［変形例］
　続いて、本実施の形態１の変形例について図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態の変形例における飛行制御装置の構成を具体的に示すブロック図である。
　図１及び図２に示した例では、飛行制御装置１０は、無人飛行機２０の外部に設置されている。これに対して、図６に示すように、本変形例では、飛行制御装置１０は、無人飛行機２０のデータ処理部２１内に構築されている。
　具体的には、本変形例は、無人飛行機２０に搭載されているコンピュータに、飛行制御装置１０を実現するプログラムをインストールし、これを実行することによって、実現されている。本変形例によれば、無人飛行機２０が外部と無線通信を行なうことが出来なくなった場合においても、無人飛行機２０が墜落時に飛行制限領域３０に着地する事態が回避される。
（実施の形態２）
　次に、本発明の実施の形態２における、飛行制御装置、飛行制御方法、及びプログラムについて、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は、本発明の実施の形態２における飛行制御装置の構成を具体的に示すブロック図である。図８は、本実施の形態２における飛行制限領域の検出処理を説明する図である。また、図７は、制御対象となる無人飛行機の構成についても開示している。
　本実施の形態２においては、無人飛行機２０は、状態情報に加えて、画素信号から生成された画像データを送信する。このため、飛行制御装置５０は、送信されてきた画像データに基づいて、飛行制限領域３０の検出と、飛行制限領域３０から無人飛行機２０までの距離ｄの算出とを実行する。以下、本実施の形態２について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
　図７に示すように、本実施の形態２では、無人飛行機２０は、実施の形態１と異なり、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子２５を備えている。また、撮像素子２５はカメラ２６に備えられ、カメラ２６は、画素信号から画像データを生成し、これを出力する。また、図８に示すように、カメラ２６は、無人飛行機２０の下方が撮影されるように、無人飛行機２０に取り付けられている。
　このため、図８に示すように、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に近づくと、カメラ２６によって、飛行制限領域３０の外縁に配置されたマーカ３２が撮影されるので、マーカ３２が映った画像データが、飛行制御装置６０へと送信される。
　また、本実施の形態２における飛行制御装置５０は、送信されてきた画像データを用いて、飛行制限領域３０を検出する。具体的には、本実施の形態２では、領域検出部５１は、無人飛行機２０から送信されてきた画像データに基づいて、飛行制限領域３０の外縁に配置されたマーカ３２を検出する。
　更に、領域検出部１１は、検出したマーカ３２に基づいて、飛行制限領域３０を検出する。例えば、領域検出部１１は、検出したマーカ３２間を直線で結ぶことによって、飛行制限領域３０を検出する。また、本実施の形態２において、マーカ３２は、色、形状等が特異であり、画像認識が容易なものであるのが良い。
　そして、本実施の形態２では、距離算出部５２は、画像データにおけるマーカ３２の大きさ及び位置から、飛行制限領域３０から無人飛行機２０までの距離ｄを算出することができる。
　また、本実施の形態２においては、飛行制御装置５０は、各マーカ３２の位置が記録された電子地図データを備えていても良い。この場合は、距離算出部５２は、電子地図データに、検出したマーカ３２を当てはめることによって、各マーカ３２の位置を特定する。また、距離算出部５２は、画像データにおけるマーカ３２の大きさ及び位置と、特定したマーカ３２の位置とから、無人飛行機２０の電子地図データ上の位置も特定する。そして、距離算出部５２は、電子地図データ上の各マーカ３２の位置と無人飛行機２０の位置とから、距離ｄを算出する。
　また、本実施の形態２において、衝突判定部５３は、実施の形態１と同様の処理を実行する。例えば、衝突判定部５３は、実施の形態１と同様に、無人飛行機２０の高度ｈ及び速度ｖを特定し、高度ｈ及び速度ｖと距離ｄとに基づいて、無人飛行機２０が墜落した場合に、飛行制限領域３０に着地するかどうかを判定する。
　また、本実施の形態２においても、図５に示したステップＡ１～Ａ７に沿って処理が実行され、それによって飛行制御方法が実施される。但し、本実施の形態２では、実施の形態１と異なり、ステップＡ２及びＡ３は画像データに基づいて行なわれる。
［実施の形態２による効果］
　以上のように本実施の形態２においても、無人飛行機２０が、墜落した場合に、飛行制限領域３０に設定された領域に着地するかどうかが常に判定されている。このため、無人飛行機２０が墜落すると問題が生じる領域を、飛行制限領域３０に設定しておけば、無人飛行機２０の墜落による衝突事故の発生が抑制される。また、本実施の形態２では、飛行制限領域３０は、地上にマーカ３２を設置することによって設定できるので、飛行制限領域３０を新たに設けたり、変更したりすることが容易である。
（実施の形態３）
　次に、本発明の実施の形態３における、飛行制御装置、飛行制御方法、及びプログラムについて、図９を参照しながら説明する。図９は、本発明の実施の形態３における飛行制御装置の構成を具体的に示すブロック図である。図１０は、本実施の形態３における飛行制限領域の検出処理を説明する図である。また、図９は、制御対象となる無人飛行機の構成についても開示している。
　本実施の形態３においては、無人飛行機２０は、状態情報に加えて、無人飛行機の下方に存在する物体を特定するセンシングデータを送信する。このため、飛行制御装置６０は、送信されてきたセンシングデータに基づいて、飛行制限領域３０の検出と、飛行制限領域３０から無人飛行機２０までの距離ｄの算出とを実行する。以下、本実施の形態３について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
　図８に示すように、本実施の形態３では、無人飛行機２０は、実施の形態１と異なり、無人飛行機の下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサ２７を備えている。具体的には、センサ２７は、光を照射する光源と、物体で反射された光を受信する受光素子とを備えている。受光素子の出力信号は、存在する物体に応じて特徴が変化することから、この出力信号からセンシングデータが生成される。
　また、本実施の形態２においては、光源としてレーザが用いられており、センサ２７は、レーザレンジファインダ２８を構成している。レーザレンジファインダ２８は、センサ２７から出射されるレーザ光を２軸方向において走査することによって、広い範囲に存在する物体を特定することができる。なお、光源から出射される光の波長は特に限定されず、光源からは赤外光が出射されていても良い。また、光源から赤外光が出射される場合は、センサ２７は、デプスカメラを構成することになる。
　このため、図９に示すように、無人飛行機２０が飛行制限領域３０に近づくと、レーザレンジファインダ２８によって、飛行制限領域３０上又はその周辺の物体３３が検出され、検出された物体３３を特定するセンシングデータが、飛行制御装置６０へと送信される。
　また、本実施の形態３における飛行制御装置６０は、送信されてきたセンシングデータから各物体３３の大きさ及び位置を特定する。具体的には、本実施の形態３では、領域検出部６１は、センシングデータを解析して、センサ２７の出力信号の特徴の変化を特定し、特定した特徴の変化に基づいて、飛行制限領域３０上及びその周辺に存在する物体３３の大きさ及び位置を特定する。
　また、領域検出部６１は、特定した各物体３３に基づいて、飛行制限領域３０を検出する。具体的には、領域検出部６１は、予め登録されている物体３３と飛行制限領域３０との関係に、検出した物体３３の位置を当てはめることによって、飛行制限領域３０を検出する。
　更に、距離算出部６２は、検出された物体３３までの距離を、上述した物体３３と飛行制限領域３０との関係に当てはめることによって、飛行制限領域３０から無人飛行機２０までの距離ｄを算出する。
　また、本実施の形態３においては、飛行制御装置６０は、各物体３３の位置が記録された電子地図データを備えていても良い。この場合は、距離算出部６２は、電子地図データに、検出した物体３３を当てはめることによって、各物体３３の位置を特定する。また、距離算出部６２は、検出された物体３３までの距離と、特定した物体３３の位置とから、無人飛行機２０の電子地図データ上の位置も特定する。そして、距離算出部５２は、電子地図データ上の各物体３３の位置と無人飛行機２０の位置とから、距離ｄを算出する。
　また、本実施の形態３において、衝突判定部６３は、実施の形態１と同様の処理を実行する。例えば、衝突判定部６３は、実施の形態１と同様に、無人飛行機２０の高度ｈ及び速度ｖを特定し、高度ｈ及び速度ｖと距離ｄとに基づいて、無人飛行機２０が墜落した場合に、飛行制限領域３０に着地するかどうかを判定する。
　また、本実施の形態３においても、図５に示したステップＡ１～Ａ７に沿って処理が実行され、それによって飛行制御方法が実施される。但し、本実施の形態３では、実施の形態１と異なり、ステップＡ２及びＡ３はセンシングデータに基づいて行なわれる。
［実施の形態３による効果］
　以上のように本実施の形態３においても、無人飛行機２０が、墜落した場合に、飛行制限領域３０に設定された領域に着地するかどうかが常に判定されている。このため、無人飛行機２０が墜落すると問題が生じる領域を、飛行制限領域３０に設定しておけば、無人飛行機２０の墜落による衝突事故の発生が抑制される。また、本実施の形態３では、飛行制限領域３０は、その上又は周辺に存在する物体３３（例えば、建物等）を登録することによって設定できるので、実施の形態２と同様に、飛行制限領域３０を新たに設けたり、変更したりすることが容易である。
（物理構成）
　実施の形態１～３におけるプログラムは、コンピュータに、図５に示すステップＡ１～Ａ７を実行させるプログラムであれば良い。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施の形態１～３における飛行制御装置と飛行制御方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）は、領域検出部、距離算出部、及び衝突判定部として機能し、処理を行なう。
　なお、本実施の形態１～３におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されても良い。この場合は、例えば、各コンピュータが、それぞれ、領域検出部、距離算出部、及び衝突判定部のいずれかとして機能しても良い。
　ここで、実施の形態１～３におけるプログラムを実行することによって、飛行制御装置を実現するコンピュータについて図を用いて説明する。図１１は、本発明の実施の形態１～３における飛行制御装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
　図１１に示すように、コンピュータ１１０は、ＣＰＵ１１１と、メインメモリ１１２と、記憶装置１１３と、入力インターフェイス１１４と、表示コントローラ１１５と、データリーダ／ライタ１１６と、通信インターフェイス１１７とを備える。これらの各部は、バス１２１を介して、互いにデータ通信可能に接続される。
　ＣＰＵ１１１は、記憶装置１１３に格納された、本実施の形態におけるプログラム（コード）をメインメモリ１１２に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ１１２は、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の揮発性の記憶装置である。また、本実施の形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体１２０に格納された状態で提供される。なお、本実施の形態におけるプログラムは、通信インターフェイス１１７を介して接続されたインターネット上で流通するものであっても良い。
　また、記憶装置１１３の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置が挙げられる。入力インターフェイス１１４は、ＣＰＵ１１１と、キーボード及びマウスといった入力機器１１８との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ１１５は、ディスプレイ装置１１９と接続され、ディスプレイ装置１１９での表示を制御する。
　データリーダ／ライタ１１６は、ＣＰＵ１１１と記録媒体１２０との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体１２０からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ１１０における処理結果の記録媒体１２０への書き込みを実行する。通信インターフェイス１１７は、ＣＰＵ１１１と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
　また、記録媒体１２０の具体例としては、ＣＦ（Compact Flash（登録商標））及びＳＤ（Secure Digital）等の汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク（Flexible Disk）等の磁気記憶媒体、又はＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）などの光学記憶媒体が挙げられる。
　なお、本実施の形態１～３における飛行制御装置は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。更に、飛行制御装置は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。
　上述した実施の形態の一部又は全部は、以下に記載する（付記１）～（付記２１）によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。
（付記１）
　無人飛行機を制御するための装置であって、
　飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、領域検出部と、
　前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、距離算出部と、
　前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、衝突判定部と、
を備えている、ことを特徴とする飛行制御装置。
（付記２）
　前記無人飛行機が、衛星からのＧＰＳ信号を受信する、ＧＰＳ信号受信部を備えており、
　前記領域検出部が、予め作成されている電子地図データから前記飛行制限領域を検出し、
　前記距離算出部が、前記ＧＰＳ信号によって特定される前記無人飛行機の位置と、検出された前記飛行制限領域の位置とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１に記載の飛行制御装置。
（付記３）
　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
　前記領域検出部が、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカに基づいて、前記飛行制限領域を検出し、
　前記距離算出部が、前記画像データにおける前記マーカの大きさ及び位置から、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１に記載の飛行制御装置。
（付記４）
　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
　前記領域検出部が、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカを、前記マーカの位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とを検出し、
　前記距離算出部が、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１に記載の飛行制御装置。
（付記５）
　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
　前記領域検出部が、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出することによって、前記飛行制限領域を検出し、
　前記距離算出部が、検出された前記物体までの距離に基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１に記載の飛行制御装置。
（付記６）
　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
　前記領域検出部が、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出し、検出した前記物体を、前記物体の位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置及び前記飛行制限領域を検出し、
　前記距離算出部が、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１に記載の飛行制御装置。
（付記７）
　前記衝突判定部が、前記飛行制限領域に着地すると判定した場合に、前記無人飛行機に対して、墜落しても前記飛行制限領域に着地しないようにする行動を指示する、
付記１に記載の飛行制御装置。
（付記８）
　無人飛行機を制御するための方法であって、
（ａ）飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、ステップと、
（ｂ）前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、ステップと、
（ｃ）前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、ステップと、
を有する、ことを特徴とする飛行制御方法。
（付記９）
　前記無人飛行機が、衛星からのＧＰＳ信号を受信する、ＧＰＳ信号受信部を備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、予め作成されている電子地図データから前記飛行制限領域を検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、前記ＧＰＳ信号によって特定される前記無人飛行機の位置と、検出された前記飛行制限領域の位置とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記８に記載の飛行制御方法。
（付記１０）
　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカに基づいて、前記飛行制限領域を検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、前記画像データにおける前記マーカの大きさ及び位置から、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記８に記載の飛行制御方法。
（付記１１）
　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカを、前記マーカの位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とを検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記８に記載の飛行制御方法。
（付記１２）
　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出することによって、前記飛行制限領域を検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、検出された前記物体までの距離に基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記８に記載の飛行制御方法。
（付記１３）
　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出し、検出した前記物体を、前記物体の位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置及び前記飛行制限領域を検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記８に記載の飛行制御方法。
（付記１４）
（ｄ）前記（ｃ）のステップにおいて、前記飛行制限領域に着地すると判定した場合に、前記無人飛行機に対して、墜落しても前記飛行制限領域に着地しないようにする行動を指示する、ステップを更に有する、
付記８に記載の飛行制御方法。
（付記１５）
　コンピュータによって、無人飛行機を制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピュータに、
（ａ）飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、ステップと、
（ｂ）前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、ステップと、
（ｃ）前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、ステップと、
を実行させる命令を含む、プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１６）
　前記無人飛行機が、衛星からのＧＰＳ信号を受信する、ＧＰＳ信号受信部を備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、予め作成されている電子地図データから前記飛行制限領域を検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、前記ＧＰＳ信号によって特定される前記無人飛行機の位置と、検出された前記飛行制限領域の位置とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１７）
　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカに基づいて、前記飛行制限領域を検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、前記画像データにおける前記マーカの大きさ及び位置から、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１８）
　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカを、前記マーカの位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とを検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記１９）
　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出することによって、前記飛行制限領域を検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、検出された前記物体までの距離に基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２０）
　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
　前記（ａ）のステップにおいて、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出し、検出した前記物体を、前記物体の位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置及び前記飛行制限領域を検出し、
　前記（ｂ）のステップにおいて、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
付記１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（付記２１）
　前記プログラムが、前記コンピュータに、
（ｄ）前記（ｃ）のステップにおいて、前記飛行制限領域に着地すると判定した場合に、前記無人飛行機に対して、墜落しても前記飛行制限領域に着地しないようにする行動を指示する、ステップを実行させる命令を更に含む、
付記１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
　以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　この出願は、２０１５年１１月９日に出願された日本出願特願２０１５－２１９７８１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
　以上のように、本発明によれば、無人飛行機の墜落による衝突事故の発生を抑制することができる。本発明は、無人飛行機が利用される分野であれば制限無く利用できる。
　１０　飛行制御装置（実施の形態１）
　１１　領域検出部
　１２　距離算出部
　１３　衝突判定部
　１４　無線通信部
　１５　電子地図データ
　２０　無人飛行機
　２１　データ処理部
　２２　ＧＰＳ信号受信部
　２３　推力発生部
　２４　無線通信部
　２５　撮像素子
　２６　カメラ
　２７　センサ
　２８　レーザレンジファインダ
　３０　飛行制限領域
　３１　ヒト
　４０　着地領域
　５０　飛行制御装置（実施の形態２）
　５１　領域検出部
　５２　距離算出部
　５３　衝突判定部
　５４　無線通信部
　６０　飛行制御装置（実施の形態３）
　６１　領域検出部
　６２　距離算出部
　６３　衝突判定部
　６４　無線通信部
　１１０　コンピュータ
　１１１　ＣＰＵ
　１１２　メインメモリ
　１１３　記憶装置
　１１４　入力インターフェイス
　１１５　表示コントローラ
　１１６　データリーダ／ライタ
　１１７　通信インターフェイス
　１１８　入力機器
　１１９　ディスプレイ装置
　１２０　記録媒体
　１２１　バス

Claims (21)

  1. 　無人飛行機を制御するための装置であって、
    　飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、領域検出部と、
    　前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、距離算出部と、
    　前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、衝突判定部と、
    を備えている、ことを特徴とする飛行制御装置。
  2. 　前記無人飛行機が、衛星からのＧＰＳ信号を受信する、ＧＰＳ信号受信部を備えており、
    　前記領域検出部が、予め作成されている電子地図データから前記飛行制限領域を検出し、
    　前記距離算出部が、前記ＧＰＳ信号によって特定される前記無人飛行機の位置と、検出された前記飛行制限領域の位置とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１に記載の飛行制御装置。
  3. 　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
    　前記領域検出部が、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカに基づいて、前記飛行制限領域を検出し、
    　前記距離算出部が、前記画像データにおける前記マーカの大きさ及び位置から、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１に記載の飛行制御装置。
  4. 　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
    　前記領域検出部が、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカを、前記マーカの位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とを検出し、
    　前記距離算出部が、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１に記載の飛行制御装置。
  5. 　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
    　前記領域検出部が、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出することによって、前記飛行制限領域を検出し、
    　前記距離算出部が、検出された前記物体までの距離に基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１に記載の飛行制御装置。
  6. 　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
    　前記領域検出部が、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出し、検出した前記物体を、前記物体の位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置及び前記飛行制限領域を検出し、
    　前記距離算出部が、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１に記載の飛行制御装置。
  7. 　前記衝突判定部が、前記飛行制限領域に着地すると判定した場合に、前記無人飛行機に対して、墜落しても前記飛行制限領域に着地しないようにする行動を指示する、
    請求項１～６のいずれかに記載の飛行制御装置。
  8. 　無人飛行機を制御するための方法であって、
    （ａ）飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、ステップと、
    （ｂ）前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、ステップと、
    （ｃ）前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、ステップと、
    を有する、ことを特徴とする飛行制御方法。
  9. 　前記無人飛行機が、衛星からのＧＰＳ信号を受信する、ＧＰＳ信号受信部を備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、予め作成されている電子地図データから前記飛行制限領域を検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、前記ＧＰＳ信号によって特定される前記無人飛行機の位置と、検出された前記飛行制限領域の位置とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項８に記載の飛行制御方法。
  10. 　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカに基づいて、前記飛行制限領域を検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、前記画像データにおける前記マーカの大きさ及び位置から、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項８に記載の飛行制御方法。
  11. 　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカを、前記マーカの位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とを検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項８に記載の飛行制御方法。
  12. 　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出することによって、前記飛行制限領域を検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、検出された前記物体までの距離に基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項８に記載の飛行制御方法。
  13. 　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出し、検出した前記物体を、前記物体の位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置及び前記飛行制限領域を検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項８に記載の飛行制御方法。
  14. （ｄ）前記（ｃ）のステップにおいて、前記飛行制限領域に着地すると判定した場合に、前記無人飛行機に対して、墜落しても前記飛行制限領域に着地しないようにする行動を指示する、ステップを更に有する、
    請求項８～１３のいずれかに記載の飛行制御方法。
  15. 　コンピュータによって、無人飛行機を制御するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    前記コンピュータに、
    （ａ）飛行が制限されている飛行制限領域を検出する、ステップと、
    （ｂ）前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、ステップと、
    （ｃ）前記無人飛行機の高度及び速度を特定し、特定した前記高度及び前記速度と算出した前記距離とに基づいて、前記無人飛行機が墜落した場合に前記飛行制限領域に着地するかどうかを判定する、ステップと、
    を実行させる命令を含む、プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  16. 　前記無人飛行機が、衛星からのＧＰＳ信号を受信する、ＧＰＳ信号受信部を備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、予め作成されている電子地図データから前記飛行制限領域を検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、前記ＧＰＳ信号によって特定される前記無人飛行機の位置と、検出された前記飛行制限領域の位置とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  17. 　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカに基づいて、前記飛行制限領域を検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、前記画像データにおける前記マーカの大きさ及び位置から、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  18. 　前記無人飛行機が、受光した光に応じて画素信号を出力する撮像素子を備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、前記画素信号から生成された画像データに基づいて、前記飛行制限領域の外縁に配置されたマーカを検出し、検出した前記マーカを、前記マーカの位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とを検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  19. 　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出することによって、前記飛行制限領域を検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、検出された前記物体までの距離に基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  20. 　前記無人飛行機が、その下方に存在する物体に応じて出力信号の特徴が変化するセンサを備えており、
    　前記（ａ）のステップにおいて、前記出力信号の特徴の変化に基づいて、前記飛行制限領域上又はその周辺に存在する物体を検出し、検出した前記物体を、前記物体の位置が登録された電子地図データに照合することによって、前記無人飛行機の位置及び前記飛行制限領域を検出し、
    　前記（ｂ）のステップにおいて、検出した前記無人飛行機の位置と前記飛行制限領域とに基づいて、前記飛行制限領域から前記無人飛行機までの距離を算出する、
    請求項１５に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
  21. 　前記プログラムが、前記コンピュータに、
    （ｄ）前記（ｃ）のステップにおいて、前記飛行制限領域に着地すると判定した場合に、前記無人飛行機に対して、墜落しても前記飛行制限領域に着地しないようにする行動を指示する、ステップを実行させる命令を更に含む、
    請求項１５～２０のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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