[go: up one dir, main page]

JP7597033B2 - 移動体、移動体制御方法、移動体制御プログラム、管制装置、管制制御方法、管制制御プログラム、及び移動体システム - Google Patents

移動体、移動体制御方法、移動体制御プログラム、管制装置、管制制御方法、管制制御プログラム、及び移動体システム Download PDF

Info

Publication number
JP7597033B2
JP7597033B2 JP2021550395A JP2021550395A JP7597033B2 JP 7597033 B2 JP7597033 B2 JP 7597033B2 JP 2021550395 A JP2021550395 A JP 2021550395A JP 2021550395 A JP2021550395 A JP 2021550395A JP 7597033 B2 JP7597033 B2 JP 7597033B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
map information
communication
mobile
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021550395A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021070464A1 (ja
Inventor
大 小林
達也 石塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Sony Group Corp
Original Assignee
Sony Corp
Sony Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp, Sony Group Corp filed Critical Sony Corp
Publication of JPWO2021070464A1 publication Critical patent/JPWO2021070464A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7597033B2 publication Critical patent/JP7597033B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804Creation or updating of map data
    • G01C21/3807Creation or updating of map data characterised by the type of data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804Creation or updating of map data
    • G01C21/3833Creation or updating of map data characterised by the source of data
    • G01C21/3841Data obtained from two or more sources, e.g. probe vehicles
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3885Transmission of map data to client devices; Reception of map data by client devices
    • G01C21/3893Transmission of map data from distributed sources, e.g. from roadside stations
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291Fleet control
    • G05D1/0297Fleet control by controlling means in a control room
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/104Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft involving a plurality of aircrafts, e.g. formation flying
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • G05D1/106Change initiated in response to external conditions, e.g. avoidance of elevated terrain or of no-fly zones
    • G05D1/1064Change initiated in response to external conditions, e.g. avoidance of elevated terrain or of no-fly zones specially adapted for avoiding collisions with other aircraft
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/20Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information
    • G08G5/21Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information located onboard the aircraft
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/20Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information
    • G08G5/25Transmission of traffic-related information between aircraft
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/20Arrangements for acquiring, generating, sharing or displaying traffic information
    • G08G5/26Transmission of traffic-related information between aircraft and ground stations
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/30Flight plan management
    • G08G5/34Flight plan management for flight plan modification
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/50Navigation or guidance aids
    • G08G5/55Navigation or guidance aids for a single aircraft
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/50Navigation or guidance aids
    • G08G5/57Navigation or guidance aids for unmanned aircraft
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/70Arrangements for monitoring traffic-related situations or conditions
    • G08G5/74Arrangements for monitoring traffic-related situations or conditions for monitoring terrain
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/80Anti-collision systems
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B29/00Maps; Plans; Charts; Diagrams, e.g. route diagram
    • G09B29/003Maps
    • G09B29/004Map manufacture or repair; Tear or ink or water resistant maps; Long-life maps
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/021Services related to particular areas, e.g. point of interest [POI] services, venue services or geofences
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/029Location-based management or tracking services
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/20UAVs specially adapted for particular uses or applications for use as communications relays, e.g. high-altitude platforms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/10UAVs characterised by their flight controls autonomous, i.e. by navigating independently from ground or air stations, e.g. by using inertial navigation systems [INS]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/10Terrestrial scenes
    • G06V20/17Terrestrial scenes taken from planes or by drones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

本開示は、移動体、移動体制御方法、移動体制御プログラム、管制装置、管制制御方法、管制制御プログラム、及び移動体システムに関する。
自動車やロボット、UXV(Unmanned X Vehicle)等の自律移動に関し、自動運転や運転支援に必要な情報を提供するための種々の技術開発が行われている。
特開2007-137139号公報 特開2004-118730号公報
「自動運転に必要な地図"ダイナミックマップ"とは? KDDI・ゼンリン・富士通が配信技術の実証実験を開始」、[online]、[令和1年7月30日検索]、インターネット<URL:https://internet.watch.impress.co.jp/docs/column/chizu3/1106525.html>
ドローンに代表される無人航空機や自律移動可能なロボットなどには、安全かつ効率的な自律移動の実現が常に求められている。
そこで、本開示では、安全かつ効率的な自律移動を実現できる移動体、移動体制御方法、移動体制御プログラム、管制装置、管制制御方法、管制制御プログラム、及び移動体システムを提案する。
上記の課題を解決するために、本開示に係る一形態の移動体は、生成部と、第1通信部と、第2通信部と、取得部と、提供部と、統合部とを備える。生成部は、地図情報を生成する。第1通信部は、管制装置と通信する。第2通信部は、第1通信部が利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用して他の移動体と通信する。取得部は、第2通信部による通信によって、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得する。提供部は、第2通信部による通信により、生成部により生成された第2の地図情報を他の移動体に提供する。統合部は、第1の地図情報と、第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する。
実施形態に係る移動体システムの構成例を示す図である。 実施形態に係る移動体システムの概要を示す図である。 実施形態に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。 実施形態に係る位置情報の概要を示す図である。 実施形態に係る移動体の機能構成の一例を示す図である。 実施形態に係る地図情報の概要を示す図である。 実施形態に係る統合部による処理の概要を示す図である。 実施形態に係る管制装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る移動体の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る移動体の処理手順の一例を示すフローチャートである。 地図情報の統合方法の変形例(1)を示す図である。 変形例に係る移動体の機能構成の一例を示す図である。 地図情報の統合方法の変形例(2)を示す図である。 変形例に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。 変形例に係る高速通信可能範囲情報の概要を示す図である。 変形例に係る移動体の隊列の一例を示す図である。 変形例に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。 変形例に係る高速通信可能範囲情報の概要を示す図である。 変形例に係る移動体の隊列の一例を示す図である。 変形例に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。 変形例に係る装備情報の概要を示す図である。 変形例に係る移動体の隊列の一例を示す図である。 変形例に係る移動体システムの処理の一例を示すシーケンス図である。 変形例に係る移動体システムの構成例を示す図である。 変形例に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。 変形例に係る基地局情報の概要を示す図である。 変形例に係る基地局装置の機能構成の一例を示す図である。 変形例に係る移動体情報の概要を示す図である。 変形例に係る移動体の機能構成の一例を示す図である。 実施形態に係る管制装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。 実施形態に係る移動体の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する場合がある。
また、以下の実施形態において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別して説明する場合もある。例えば、第1の移動体200及び第2の移動体200のように、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を必要に応じて区別する。また、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、例えば、移動体200のように、同一符号のみを付して、特に区別することなく説明する。
本開示の実施形態は、センシング装置(センサ)と計算機資源を備え、データ処理しながら自律的又は指示に従って動作可能なUXV(UXV:Unmanned X Vehicle)、ロボット、産業用装置、並びに車両等に適用できる。以下では、本開示の実施形態に係る移動体が、ドローンのような無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)である場合について説明する。
また、以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
1.概要
2.装置の構成
3.処理の手順
4.地図情報の統合方法の変形例
5.移動体群の特定方法の変形例
6.地図情報の交換指示方法の変形例
7.管制装置による補償処理
8.移動体システムの変形例
9.ハードウェア構成
10.むすび
<1.概要>
図1及び図2を用いて、実施形態に係る移動体システム1の概要を説明する。図1は、実施形態に係る移動体システムの構成例を示す図である。図2は、実施形態に係る移動体システムの概要を示す図である。
図1に示すように、移動体システム1は、管制装置100と、複数の移動体200とを含んで構成される。
管制装置100は、公衆無線通信により、基地局11を介して、複数の移動体200に対し、飛行に関する指示を送信する。移動体200は、基地局11を介して、管制装置100から飛行に関する指示を受信し、受信した指示に従って自律飛行する。なお、移動体システム1の飛行制御形態は、種々の形態を採用でき、移動体200が管制装置100に対して飛行に関するリクエストを送信し、管制装置100は移動体200からのリクエストを承認する形で移動体200の飛行制御が行われてもよい。
移動体200は、管制装置100の指示に従って自律飛行する際、センシング装置等の検出結果に基づいて、周辺の障害物の位置が記録された地図情報を生成し、生成した地図情報を用いて、障害物等との衝突を回避するように動作制御する。
ここで、移動体200には、検出できない死角領域が存在する場合がある。そこで、死角領域に潜む障害物との衝突を回避するために、例えば他の移動体200で生成された地図情報などの死角領域を補完する地図情報の利用が考えられる。しかし、地図情報は広範囲になるにつれてデータサイズも大きくなる。このため、管制装置100を介した低速の公衆無線通信では、移動体200間で地図情報をリアルタイムに送受信して、やり取りすることは難しい。
そこで、本開示では、このような課題に鑑み、地図情報に基づく安全かつ効率的な自律移動を実現する移動体システム1を提案する。
図2に示すように、管制装置100は、移動体位置情報を用いて、移動体200間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体200を移動体群として特定する(ステップS1)。そして、管制装置100は、特定した移動体群に対し、第1通信ネットワーク10を介して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信する(ステップS2)。第1通信ネットワーク10は、セルラー通信ネットワークを含む公衆無線通信網や、移動体200用の長距離無線に対応する無線通信ネットワークなどである。
第1の移動体200は、管制装置100から地図情報の交換開始を指示する通知を受信すると、第1の移動体200が生成した地図情報を、第2通信ネットワーク20を介して、第2の移動体200に送信する(ステップS3)。第2通信ネットワーク20は、高速通信が可能なネットワークであり、WiFi(登録商標)に対応した無線通信ネットワークや、可視光レーザー通信に対応した無線通信ネットワーク網などが例示される。
第2の移動体200は、第1の移動体200から地図情報を受信すると、第1の移動体200の地図情報と、第2の移動体200が生成した地図情報とを統合し(ステップS4)、統合地図情報を生成する。
このように、実施形態に係る移動体システム1において、移動体200は、高速無線通信を送受信することにより、地図情報をリアルタイムにやり取りし、死角領域を補完した統合地図を生成できる。このため、実施形態に係る移動体システム1によれば、移動体200による安全かつ効率的な自律移動を実現できる。
<2.装置の構成>
(2-1.管制装置)
図3を参照して、実施形態に係る管制装置100の機能構成について説明する。図3は、実施形態に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。
図3に示すように、管制装置100は、通信部110と、記憶部120と、制御部130とを備える。
通信部110は、第1通信ネットワーク10を介して、移動体200と通信する。通信部110は、移動体200の位置情報を受信する。通信部110は、移動体200に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。
なお、通信部110は、第1通信ネットワーク10を介して、移動体200と通信するための各種通信方式をサポートする。通信部110がサポートする通信方式は、例えば、セルラー通信システムに対応する通信方式や移動体用長距離無線などの公衆無線網に対応した通信方式を含む。セルラー通信システムには、第4世代移動体通信システム(4G、4GLTE)や第5世代移動体通信システム(5G)などが含まれる。移動体用長距離無線に対応する通信方式では、日本において、例えば、920MHzの周波数帯が利用される。
記憶部120は、制御部130による処理に用いられるプログラム及びデータ等を記憶する。記憶部120は、位置情報格納部121を有する。
図4は、実施形態に係る位置情報の概要を示す図である。図4に示すように、位置情報格納部121に記憶される位置情報J1は、移動体識別子の項目及び移動体位置の項目を有し、これらの項目は相互に関連付けられている。移動体位置の項目には、例えば、X,Y,Z座標が記憶されるが、緯度経度高度の情報が記憶されてもよい。
制御部130は、管制装置100の処理を統括的に制御する。図3に示すように、制御部130は、取得部131と、特定部132と、指示部133とを備える。
取得部131は、位置情報格納部121に記憶された移動体200の位置情報J1を取得する。
特定部132は、取得部131が取得した位置情報に基づいて、移動体200間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体200を移動体群として特定する。具体的に説明すると、特定部132は、位置情報J1に記録された移動体200の位置から、移動体200間のユークリッド距離を算出する。そして、特定部132は、算出した移動体200間のユークリッド距離と予め定められた閾値とを比較し、ユークリッド距離が閾値未満となる移動体200の組合せを特定する。
例えば、第1の移動体200の位置を(Xa,Ya,Za)、第2の移動体200の位置を(Xb,Yb,Zb)、ユークリッド距離を「D」とするとき、特定部132は、以下の式(1)で表される条件を満足する移動体群を特定する。
Figure 0007597033000001
指示部133は、特定部132により特定された移動体群に対して、地図情報の交換を指示する。指示部133は、例えば、特定した移動体群いずれかの移動体200に地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。その際、指示部133は、地図情報の送信先となる移動体200の移動体識別子を通知に含める。また、指示部133は、他の移動体200に対しては通信開始の指示を送信する。指示部133は、地図情報の交換開始を指示する通知を通信部110に出力することにより、通信部110を介して、特定部132により特定された移動体200群に対して、地図情報の交換を指示する。
また、指示部133は、移動体200に対して、移動体200の飛行ルートなどの行動計画を指示する。
特定部132は、1対1の移動体200の組合せだけではなく、1対多の移動体200の組合せも移動体群として特定してもよい。この場合、指示部133は、複数の移動体200に対して、地図情報のマルチキャストを指示する通知を移動体200に送信する。
(2-2.移動体)
図5を参照して、実施形態に係る移動体の機能構成について説明する。図5は、実施形態に係る移動体の機能構成の一例を示す図である。なお、以下の説明において、移動体200を「自機」又は「他機」と表記する場合がある。
図5に示すように、移動体200は、検出部210と、第1通信部220と、第2通信部230と、駆動部240と、記憶部250と、制御部260とを備える。
検出部210は、移動体200の処理に用いるセンサ情報を検出する各種のセンサ等を備え、検出したデータを、制御部260等に供給する。
検出部210は、自機の周辺領域を撮像するカメラを有する撮像装置を備えることができる。撮像装置は、例えば、ToF(Time Of Flight)カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ、Depthカメラ及びその他のカメラを備えてよい。
また、検出部210は、自機の状態を検出する状態センサを備えることができる。状態センサは、例えば、ジャイロセンサ、加速度センサ、慣性計測装置(IMU:Inertial Measurement Unit)、周囲情報検出センサ、モータ回転数を検出するためのセンサ等を含んでよい。また、周囲情報検出センサは、移動体200の周囲にある障害物等の物体を検出できる。周囲情報検出センサは、例えば、超音波センサ、レーダ、LiDAR(Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging)、ソナー等で構成されてよい。
また、検出部210は、移動体200の現在位置を検出するための各種のセンサを備えることができる。検出部210は、例えば、GPS(Global Positioning System)受信機、GNSS(Global Navigation Satellite System)衛星からのGNSS信号を受信するGNSS受信機等を備えてよい。また、検出部210は、移動体200の周囲の音を集音するマイクを備えてもよい。
第1通信部220は、第1通信ネットワーク10を介して、管制装置100と通信する。第1通信部220は、管制装置100から地図情報の交換開始を指示する通知を受信する。
なお、第1通信部220は、第1通信ネットワーク10を介して、管制装置100と通信するための通信方式をサポートする。第1通信部220がサポートする通信方式は、例えば、セルラー通信システムに対応する通信方式や移動体用長距離無線などの公衆無線網に対応する通信方式を含む。セルラー通信システムには、第4世代移動体通信システム(4G、4GLTE)や第5世代移動体通信システム(5G)などが含まれる。移動体用長距離無線に対応する通信方式では、日本において、例えば、920MHzの周波数帯が利用される。また、第1通信部220は、管制装置100からのマルチキャストの指示に対応するため、複数の移動体200に対し、地図情報を同時に送信(マルチキャスト)するための通信規格をサポートしてもよい。
第2通信部230は、第1通信部220が利用する第1通信ネットワーク10と異なる通信帯域を有する第2通信ネットワーク20を介して、他の移動体200と通信する。第2通信ネットワーク20は、例えば、第1通信ネットワーク10よりもデータ伝送の帯域幅が広い、若しくは通信遅延が短く(レイテンシが小さい)、高速通信が可能なネットワークである。第2通信部230は、管制装置100からの指示に基づいて、他の移動体200との通信を実行する。例えば、第2通信部230は、管制装置100から受信する地図情報の交換開始を指示する通知に応じて、自機の地図情報を他の移動体200に送信する。また、第2通信部230は、他の移動体200から送信された他機の地図情報を受信する。
なお、第2通信部230は、第2通信ネットワーク20を介して、他の移動体200と通信するための通信方式をサポートする。第2通信部230がサポートする通信方式は、例えば、WiFi(登録商標)や、可視光レーザー通信に対応する通信規格を含む。
駆動部240は、移動体200の駆動系に関わる各種の装置を備える。駆動部240は、複数の駆動用モータ等の駆動力を発生させるための駆動力発生装置等を備え、移動体200の回転翼を回転させる。駆動部240は、例えば、管制装置100からの指令により駆動用モータ等を駆動させ、回転翼に駆動力を供給することで、回転翼を回転させる。これにより、移動体200は浮上、飛行する。
記憶部250は、制御部260による処理に用いられるプログラム及びデータ等を記憶する。記憶部250は、自機地図情報格納部251及び統合地図情報格納部252を有する。図6は、実施形態に係る地図情報の概要を示す図である。
図6に示すように、自機地図情報格納部251及び統合地図情報格納部252に記憶される地図情報M1は、例えば、3次元(n×n×n)の立方体状のデータ構造で障害物の検出結果を表現した3次元ボクセルマップで構成される。地図情報M1は、グローバル座標系のどこを中心としているかを示す相対座標の情報を有し、かかる中心と障害物との位置関係の情報を有する。また、地図情報M1は、立方体状のデータ構造を構成する各単位要素(ボクセル)のそれぞれに対して、第1の値、第2の値、又は第3の値を対応付けて構成される。第1の値には、障害物が存在する可能性に応じた値が対応付けられ、例えば、障害物の存在する可能性が高いほど、「32767」に近い値が付与される。第2の値には、障害物が存在しない可能性に応じた値が対応付けられ、例えば、障害物の存在する可能性が低いほど、「-32767」に近い値が付与される。第3の値には、障害物の存否が不明である可能性に応じた値が対応付けられ、障害物の存否が不明であるほど、「0」に近い値が付与される。第1の値、第2の値、並びに第3の値は、それぞれ、障害物が存在する可能性を示す信頼度、障害物が存在しない可能性を示す信頼度、並びに障害物の存否が不明である可能性を示す信頼度と言い換えることができる。
また、地図情報M1は、3次元ボクセルマップで構成される場合に特に限定される必要はなく、3次元点群(ポイントクラウド)で構成されてもよい。3次元点群(ポイントクラウド)は、障害物の検出結果を、位置情報が関連付けられた点群集合で表現したものである。地図情報M1を3次元点群(ポイントクラウド)で構成する場合も、グローバル座標系のどこを中心としているかを示す相対座標の情報を有し、かかる中心と障害物との位置関係の情報を有する。また、3次元点群を構成する各点のそれぞれに、第1の値、第2の値、又は第3の値を対応付けておく。
なお、地図情報M1には、各単位要素にそれぞれに各単位要素を占有する障害物(物体)の属性(画像領域の意味)が関連付けられていてもよい。物体の属性は、地図情報を生成する際に、地図情報の生成に用いた画像の画像認識を行うことにより獲得される。
制御部260は、移動体200を統括的に制御する。制御部260は、認識部261と、計画部262と、行動制御部263と、生成部264と、取得部265と、提供部266と、統合部267とを備える。
認識部261は、検出部210の検出結果に基づいて、移動体200の周囲に存在する物体(障害物等)の有無や物体(障害物等)との距離等を認識する。また、認識部261は、検出部210の検出結果に基づいて、移動体200の位置、姿勢、加速度、角速度等を認識する。認識部261は、認識結果を計画部262に供給する。
計画部262は、管制装置100からの指示に従い、自機の地図情報、後述する統合地図情報、並びに認識部261の認識結果等に基づいて、移動体200の行動を計画する。計画部262は、認識部261から取得した物体(障害物等)の有無や物体(障害物等)との距離、移動体200の位置、並びに自機の地図情報、後述する統合地図情報等に基づいて、移動体200の飛行計画となる移動軌跡を生成する。移動軌跡は、例えば、所定の間隔(例えば、0.1秒間隔)ごとのXYZ点系列と、その時点ごとの速度及び角速度の目標を含む。計画部262は、生成した移動軌跡を行動制御部263に供給する。
行動制御部263は、計画部262により生成された移動軌跡に追従させるように、移動体200の飛行を制御する。行動制御部263は、移動軌跡に追従して移動体200を飛行させるように、移動体200の現在の飛行速度や角速度、姿勢やプロペラ回転数等を制御するための制御信号を生成し、駆動部240に供給する。
生成部264は、検出部210の検出結果に基づいて、自機の地図情報(第2の地図情報の一例)を生成する。地図情報は、自機と、検出部210により検出された移動体200の周囲にある障害物との間の位置関係を記録した障害物情報の集合である。生成部264により生成される地図情報は、例えば、3次元の立方体状のデータ構造で障害物の検出結果を表現した3次元ボクセルマップ、又は3次元点群(ポイントクラウド)で構成することができる。生成部264は、生成した地図情報を自機地図情報格納部251に格納する。
生成部264による地図情報の生成方法の一例を説明する。生成部264は、例えば、検出部210により撮像された画像を鳥瞰図変換することによりテクスチャマップを生成する。続いて、生成部264は、検出部210により検出された物体(障害物等)との距離(デプス値)を示すデプスデータに基づいて、OGM(Occupancy Grid Map)を生成する。OGMは、例えば、障害物の存否の可能性に応じた値(第1の値または第2の値)、或いは障害物の存否が不明である可能性に応じた値(第3の値)を有する占有グリッドで構成される。続いて、生成部264は、OGMにセマンティクスを付与したセマンティックマップを生成する。セマンティクスは、画像に映る物体の属性(画像領域の意味)であり、検出部210により撮像された画像に対して、セマンティックセグメンテーション(Semantic Segmentation)を実行することにより獲得される。生成部264は、テクスチャマップとセマンティックマップを統合し、3次元の立方体状のデータ構造で障害物情報の集合を表現した3次元ボクセルマップ又は3次元点群を地図情報として生成する。
取得部265は、第2通信部230による通信によって、他の移動体200において生成された地図情報(第1の地図情報の一例)を取得する。取得部265は、例えば、管制装置100から通信開始指示を受信すると、第2通信ネットワーク20に接続し、他の移動体200の地図情報が受信されるのを待機する。
提供部266は、第2通信部230による通信によって、生成部264により生成された地図情報を他の移動体200に提供する。提供部266は、第1通信部220による管制装置100との通信によって、第2通信部230によって通信する他の移動体200を特定し、特定した他の移動体200に対して、生成部264により生成された自機の地図情報を提供する。提供部266は、例えば、管制装置100から受信する地図情報の交換開始を指示する通知を受信すると、自機地図情報格納部251から地図情報を取得する。提供部266は、第2通信ネットワーク20に接続し、管制装置100からの通知に含まれる移動体識別子を宛先として、自機地図情報格納部251から取得した地図情報を第2通信部230に出力する。
統合部267は、取得部265により受信された他機(他の移動体200)の地図情報と、生成部264が生成した自機の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する統合部267は、生成した統合地図情報を統合地図情報格納部252に格納する。図7は、実施形態に係る統合部による処理の概要を示す図である。
統合部267は、図7に示すように、他機から取得した他機の地図情報M11を、自機の地図情報M12と同じ座標系に座標変換する(ステップS11)。例えば、統合部267は、他機の地図情報M11及び自機の地図情報M12のそれぞれをグローバルな座標系に変換する。
そして、統合部267は、自機の地図情報M12と、他機の地図情報M11とを統合することにより(ステップS12)、統合地図情報M13を生成する。統合部267は、自機の地図情報M12と他機の地図情報M11とを統合する際、第1の値、第2の値、又は第3の値を調整して、他機の地図情報よりも自機の地図情報の信頼度を相対的に高くする。例えば、統合部267は、自機の地図情報M12において障害物が存在する箇所に対応する統合地図情報M13の対応箇所V12に対応付ける第1の値を大きくして信頼度を高くする。或いは、統合部267は、他機の地図情報M11において物体が存在する箇所に対応する統合地図情報M13の対応箇所V11に対応付ける第1の値を小さくして信頼度を低くする。
<3.処理の手順>
図8~図10を用いて、実施形態に係る処理手順について説明する。図8は、実施形態に係る管制装置の処理手順の一例を示すフローチャートである。図9及び図10は、実施形態に係る移動体の処理手順の一例を示すフローチャートである。
(3-1.管制装置の処理手順)
図8に示すように、取得部131は、地図情報の交換を指示する処理を実行するか否かを判定する(ステップS101)。
取得部131は、地図情報の効果を指示する処理を実行しないと判定した場合(ステップS101;No)、図8に示す処理手順を終了する。
取得部131は、地図情報の効果を指示する処理を実行すると判定した場合(ステップS101;Yes)、位置情報格納部121から移動体200の位置情報J1を取得する(ステップS102)。
続いて、特定部132は、移動体200の位置情報J1に基づいて、移動体群を特定する(ステップS103)。すなわち、管制装置100は、移動体200間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体200を移動体群として特定する。
続いて、特定部132は、移動体群に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を通信部110に出力する(ステップS104)。
通信部110は、移動体群を構成する移動体200に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信して(ステップS105)、図8に示す処理手順を終了する。
(3-2-1.移動体の処理手順(1))
図9に示すように、提供部266は、管制装置100から地図情報の交換開始を指示する通知を受信したか否かを判定する(ステップS201)。
提供部266は、地図情報の交換開始を指示する通知を受信したとしていないと判定した場合(ステップS201;No)、図9に示す処理手順を終了する。
提供部266は、地図情報の交換開始を指示する通知を受信したと判定した場合(ステップS201;Yes)、自機地図情報格納部251から、自機の地図情報を取得する(ステップS202)。
続いて、提供部266は、第2通信部230による通信により、第2通信ネットワーク20を通じて、自機の地図情報を他の移動体200に提供し(ステップS203)、図9に示す処理を終了する。
(3-2-2.移動体の処理手順(2))
図10に示すように、取得部265は、他の移動体200から地図情報を受信したか否かを判定する(ステップS301)。
取得部265は、他の移動体200から地図情報を受信したとしていないと判定した場合(ステップS301;No)、図10に示す処理手順を終了する。
取得部265が、他の移動体200から地図情報を受信したと判定した場合(ステップS301;Yes)、統合部267は、自機地図情報格納部251から自機の地図情報を取得する(ステップS302)。
続いて、統合部267は、他の移動体200から受信した地図情報と、自機の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する(ステップS303)。
統合部267は、統合地図情報を統合地図情報格納部252に格納し(ステップS304)、図10に示す処理を終了する。
<4.地図情報の統合方法の変形例>
(4-1.自機の地図情報を優先)
図11は、地図情報の統合方法の変形例(1)を示す図である。統合部267は、統合地図情報M23を生成する際、自機の地図情報M21の各単位要素に対応付けられた値(第1の値、第2の値、又は第3の値)を優先してもよい。
例えば、自機の地図情報M21において障害物が存在する可能性が高い箇所が、他機の地図情報M22において障害物が存在しない可能性が高い箇所であるとする。この場合、統合部267は、自機の地図情報M21における値を優先し、統合地図情報M23における対応箇所V21に対して、障害物が存在する可能性が高いことを示す値を対応付けて、障害物が存在する可能性が高い領域とする。
また、自機の地図情報M21において障害物が存在しない可能性が高い箇所が、他機の地図情報M22において障害物が存在する可能性が高い箇所であるとする。この場合も、統合部267は、自機の地図情報M21における値を優先し、統合地図情報M23における対応箇所V22に対して、障害物が存在する可能性が低いことを示す値を対応付けて、障害物が存在する可能性が低い領域とする。
なお、自機の地図情報M21及び他機の地図情報M22の双方において障害物が存在する可能性が高い箇所については、統合地図情報M23の対応箇所V23に対応付ける値を大きくしてもよい。
(4-2.通信遅延に応じた信頼度の減衰)
移動体200は、統合地図情報を生成する際、他の移動体との間の通信遅延に応じて、他機の地図情報の信頼度を減衰させてもよい。図12は、変形例に係る移動体の機能構成の一例を示す図である。図13は、地図情報の統合方法の変形例(2)を示す図である。
図12に示すように、移動体200は、通信遅延を含む観測時からの遅延時間を反映して、他機の地図情報を加工する遅延処理部268を備える。遅延処理部268は、障害物が存在する可能性に応じた第1の値、及び障害物が存在しない可能性に応じた第2の値を減少させ、障害物の存否が不明である可能性に応じた第3の値を増加させるように、他機の地図情報を加工する。
統合部267は、図13に示すように、例えば、他機の地図情報M32-1の遅延処理を行って、障害物が存在する可能性に応じた第1の値を減少させた他機の地図情報M32-2を生成する。統合部267は、自機の地図情報M31と、遅延処理部268により加工された他機の地図情報M32-2とを統合して、統合地図情報M33を生成する。これにより、自機の地図情報M31と他機の地図情報M32-1とをそのまま統合するよりも、統合地図情報M33の対応箇所V31及びV32に対応付けられる値は小さくなり、障害物が存在する可能性を示す信頼度は低くなる。
(4-3.統合地図情報の提供)
また、上記実施形態において、移動体200は、統合地図情報を他の移動体200に提供してもよい。この場合、地図情報を構成する各単位要素のそれぞれに、どの移動体200の情報であるかを示すメタデータを紐付けておく。移動体200は、統合地図情報を生成する際、統合地図情報を生成するたびに障害物が存在する可能性等を示す信頼度が揺らがないように、メタデータに基づいて、第1の値、第2の値、又は第3の値を調整する。例えば、他の移動体200から受信した地図情報に、自機の地図情報に基づく値が含まれる場合、自機の地図情報に基づく値の調整を省略する、或いは自機の地図情報に基づく値を最新の自機の地図情報の値に更新するなどの方法が可能である。
<5.移動体群の特定方法の変形例>
(5-1.高速通信可能範囲による特定)
管制装置100は、移動体200の高速送受信可能範囲により、移動体群を特定してもよい。図14は、変形例に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。図15は、変形例に係る高速通信可能範囲情報の概要を示す図である。図16は、変形例に係る移動体の隊列の一例を示す図である。
図14に示すように、管制装置100の記憶部120は、通信範囲管理部122を有する。図15に示すように、通信範囲管理部122に記憶される高速通信可能範囲情報J2は、移動体識別子の項目及び高速受信可能範囲の項目を有し、これらの項目は相互に関連付けられている。高速通信可能範囲の項目には、移動体200の第2通信部230による高速なデータの送受信が可能な範囲の通信半径(メートル)の情報が記憶される。
特定部132は、移動体200の位置情報J1及び高速通信可能範囲情報J2を参照し、図19に示すように、移動体200の高速通信可能範囲TAに移動体200が入ったと判定した場合、移動体200及び移動体200を移動体群として特定する。
指示部133は、特定部132により特定された移動体群に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。例えば、指示部133は、高速通信可能範囲TAを有する移動体200に対して、地図情報の送信を指示する通知を送信する。
<6.地図情報の交換指示方法の変形例>
(6-1.行動計画に基づく指示)
管制装置100は、移動体200の行動計画に基づいて、地図情報の交換開始を指示する通知の送信先を決定してもよい。図17は、変形例に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。図18は、変形例に係る高速通信可能範囲情報の概要を示す図である。図19は、変形例に係る移動体の隊列の一例を示す図である。
図17に示すように、管制装置100の記憶部120は、行動計画管理部123を有する。図18に示すように、行動計画管理部123に記憶される行動計画情報J3は、移動体識別子の項目及び飛行順序などの項目を有し、これらの項目は相互に関連付けられている。飛行順序の項目には、予め決められた飛行順序の情報が記憶される。
特定部132は、移動体200の位置情報J1及び高速通信可能範囲情報J2を参照する。そして、特定部132は、図19に示すように、移動体200の高速通信可能範囲TAに移動体200が入ったと判定した場合、移動体200及び移動体200を移動体群として特定する。なお、特定部132は、高速通信可能範囲TAによらず、移動体200間の距離により移動群を特定してもよい。
指示部133は、特定部132により特定された移動体群に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。例えば、指示部133は、行動計画情報J3を参照し、移動体群に共通の飛行方向D1において、移動体200よりも先を飛行することが計画されている移動体200に対し、地図情報の送信を指示する通知を送信する。
また、特定部132は、移動体200の位置情報に推移などに基づいて、移動体200が飛行することが予想される位置を先に飛行している移動体200に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信してもよい。この場合、特定部132は、移動体200の飛行方向が移動体200に飛行方向と同一となると推測し、移動体200の高速通信可能範囲TAに移動体200が入ったと判定した場合、移動体200及び移動体200を移動体群として特定する。
(6-2.装備内容に基づく指示)
管制装置100は、移動体200の装備の内容に基づいて、地図情報の交換開始指示の送信先を決定してもよい。図20は、変形例に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。図21は、変形例に係る装備情報の概要を示す図である。図22は、変形例に係る移動体の隊列の一例を示す図である。
図20に示すように、管制装置100の記憶部120は、装備情報管理部124を有する。装備情報管理部124は、移動体200が備える障害物センサの装備数が記録された装備情報を管理する。図21に示すように、装備情報管理部124に記憶される装備情報J4は、移動体識別子の項目及びセンサ装備数の項目を有し、これらの項目は相互に関連付けられている。センサ装備数の項目には、移動体200に搭載された障害物センサの装備数の情報が記憶される。移動体200に搭載される障害物センサとして、ToFカメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ、Depthカメラ等の各種カメラや、超音波センサ、レーダ、LiDAR、ソナー等の周囲情報検出センサが例示される。
特定部132は、移動体200の位置情報J1又は高速通信可能範囲情報J2を参照する。そして、特定部132は、移動体200間の距離又は移動体200の高速通信可能範囲に基づいて、移動体200及び移動体200を移動体群として特定する。
指示部133は、特定部132により特定された移動体群に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。例えば、指示部133は、装備情報J4を参照し、移動体200よりも搭載される装備数が多い移動体200に対して、地図情報の送信を指示する通知を送信する。
<7.管制装置による補償処理>
上記実施形態において、管制装置100は、移動体200において地図情報の送信終了を確認できなかった場合の補償処理を実行してもよい。図23は、変形例に係る移動体システムの処理の一例を示すシーケンス図である。以下では、移動体システム1の処理の一例として、移動体200が移動体200に対する地図情報の送信終了を確認できなかった場合の処理の流れを説明する。
管制装置100は、移動体200及び移動体200を移動体群として特定し、移動体200に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信する(ステップS401)。
移動体200は、管制装置100からの指示に従って、自機の地図情報を移動体200に送信する(ステップS402)。そして、移動体200は、所定の基準に基づいて、地図情報の送信終了の確認に失敗したこと(送信終了を確認できなかったこと)を検知する(ステップS403)。移動体200の提供部266は、例えば、移動体200との通信がタイムアウトした場合や、通信リトライ回数が閾値を超えた場合、地図情報の送信終了の確認に失敗したことを検知する。あるいは、移動体200の提供部266は、通信に対するノイズの増加や、通信拒否通知やデータ化け通知の受信などに基づいて、地図情報の送信終了の確認に失敗したことを検知してもよい。移動体200は、地図情報の送信終了の確認に失敗した場合(送信終了を確認できなかった場合)、地図情報の提供に失敗した旨の通知を管制装置100に送信する(ステップS404)。
管制装置100は、移動体200から受信した地図情報の提供に失敗した旨の通知に応じて補償処理を実行する(ステップS405)。管制装置100が実行する補償処理として、例えば、移動体200の別の組合せの特定や、移動体200の死活確認などを例示できる。
<8.移動体システムの変形例>
図24は、変形例に係る移動体システムの構成例を示す図である。図25は、変形例に係る管制装置の機能構成の一例を示す図である。図26は、変形例に係る基地局情報の概要を示す図である。図27は、変形例に係る基地局装置の機能構成の一例を示す図である。図28は、変形例に係る移動体情報の概要を示す図である。図29は、変形例に係る移動体の機能構成の一例を示す図である。
変形例に移動体システム2は、公衆無線網であるセルラー通信システムのMEC(Mobile Edge ComputingまたはMulti-access Edge Computing)サービスを用いて構成される。図24に示すように、変形例に係る移動体システム2において、管制装置100及び移動体200は、セルラー通信システムに対応したMECサービスを利用して構築された第3通信ネットワーク30に接続される。第3通信ネットワーク30には、基地局11を制御する基地局装置300が収容される。管制装置100は、基地局装置300を介して、移動体200間の地図情報の送受信を制御する。移動体200は、第3通信ネットワーク30に収容された基地局装置300を介して、管制装置100からの指示を受信する。また、移動体200は、第3通信ネットワーク30に基地局11を介して、他の移動体200と直接通信する。例えば、移動体200及び移動体200は、基地局11を介して、直接通信できる。
図25に示すように、管制装置100の記憶部120は、基地局情報管理部125を有する。基地局情報管理部125は、移動体200が接続された基地局11の情報である基地局情報J5を記憶する。図26に示すように、基地局情報管理部125に記憶される基地局情報J5は、移動体識別子の項目及び所属基地局の項目を有し、これらの項目は相互に関連付けられている。所属基地局の項目には、移動体200が接続されている基地局11の情報が記憶される。基地局情報J5は、例えば、取得部131により取得され、最新の状態で更新される。
特定部132は、基地局情報J5を参照し、同一の基地局に接続されている移動体200を移動体群として特定する。指示部133は、同一の基地局11に接続された移動体200間を直接通信可能な状態で接続するように指示するための通知を基地局装置300に送信する。
図27に示すように、基地局装置300は、サーバなどの情報処理装置により実装され、通信部310と、記憶部320と、制御部330とを備える。
通信部310は、管制装置100及び移動体200と通信する。
記憶部320は、移動体情報管理部321を有する。移動体情報管理部321は、基地局の項目及び接続移動体の項目を有し、これらの項目は相互に関連付けられている。基地局の項目には、基地局11を特定する情報が記憶される。接続移動体の項目には、移動体を特定する移動体識別子が記憶される。
制御部330は、接続部331と再登録部332とを備える。接続部331は、管制装置100からの指示に従って、同一の基地局11に接続された移動体200間を基地局11を介して直接通信可能な状態で接続する。再登録部332は、基地局11に接続された移動体200の情報を移動体情報管理部321に登録する。
なお、基地局装置300は、管制装置100の制御部130が備える機能の一部を実装してもよい。例えば、基地局装置300は、制御部130の特定部132及び指示部133に対応する機能を備えておく。この場合、管制装置100は、定期的に地図情報の交換開始を指示する指令を基地局装置300に送信する。基地局装置300は、管制装置100からの指令に応じて、自己に接続された移動体200を移動体群として特定し、特定した移動体群に対して地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。このようにして、管制装置100の機能の一部を基地局装置300に分散させることができる。
移動体200の第1通信部220は、セルラー通信システムに対応する通信方式によって基地局11を介して管制装置100と通信する。また、移動体200の第2通信部230は、セルラー通信システムに対応する通信方式によって基地局11を介して直接接続された他の移動体200と通信する。
また、図29に示すように、移動体200の制御部260は、上記実施形態に係る構成に加えて、再登録部269を備える。再登録部269は、移動により通信する基地局11が切り替わるときに、乗り替わり先の基地局11を制御する基地局装置300に対し、自機の再登録を依頼する再登録処理を実行する。
また、上述してきた各実施形態及び変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
また、上記各実施形態において、基地局11は、基地局11としての機能を備えた構造物(Structure)のみならず、構造物に設置される装置も含まれる。構造物は、例えば、高層ビル、家屋、鉄塔、駅施設、空港施設、港湾施設、スタジアム等の建物である。なお、構造物という概念には、建物のみならず、トンネル、橋梁、ダム、塀、鉄柱等の構築物(Non-building structure)や、クレーン、門、風車等の設備も含まれる。また、構造物という概念には、地上(陸上)又は地中の構造物のみならず、桟橋、メガフロート等の水上の構造物や、海洋観測設備等の水中の構造物も含まれる。
また、基地局11は、移動可能に構成された基地局装置であってもよい。例えば、基地局は、移動体に設置される装置であってもよいし、移動体そのものであってもよい。移動体は、スマートフォンなどのモバイル端末であってもよい。また、移動体は、自律移動可能なものであれば、地上(陸上)を移動する移動体(例えば、自動車、バス、トラック、列車、リニアモーターカー等の車両)であってもよいし、地中(例えば、トンネル内)を移動する移動体(例えば、地下鉄)であってもよい。また、移動体は、水上を移動する移動体(例えば、旅客船、貨物船、ホバークラフト等の船舶)であってもよいし、水中を移動する移動体(例えば、潜水艇、潜水艦、無人潜水機等の潜水船)であってもよい。また、移動体は、ドローンの他、大気圏内を移動する移動体(例えば、飛行機、飛行船等の航空機)であってもよいし、大気圏外を移動する移動体(例えば、人工衛星、宇宙船、宇宙ステーション、探査機等の人工天体)であってもよい。
<9.ハードウェア構成>
(9-1.管制装置の構成例)
上記実施形態に係る管制装置100は、例えば図30に示すような構成のコンピュータ1000によって実現される。以下、実施形態に係る管制装置100を例に挙げて説明する。図30は、実施形態に係る管制装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
図30に例示するコンピュータ1000は、CPU1100、RAM1200、ROM(Read Only Memory)1300、HDD(Hard Disk Drive)1400、通信インターフェイス1500、及び入出力インターフェイス1600を有する。コンピュータ1000の各部は、バス1050によって接続される。
CPU1100は、ROM1300又はHDD1400に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。例えば、CPU1100は、ROM1300又はHDD1400に格納されたプログラムをRAM1200に展開し、各種プログラムに対応した処理を実行する。
ROM1300は、コンピュータ1000の起動時にCPU1100によって実行されるBIOS(Basic Input Output System)等のブートプログラムや、コンピュータ1000のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。
HDD1400は、CPU1100によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を非一時的に記録する、コンピュータ1000が読み取り可能な記録媒体である。具体的には、HDD1400は、たとえば図3に示す取得部131、特定部132、並びに指示部133による処理機能を実現するためのプログラムを記録する記録媒体である。
通信インターフェイス1500は、コンピュータ1000が外部ネットワーク1550(例えばインターネット)と接続するためのインターフェイスである。例えば、CPU1100は、通信インターフェイス1500を介して、他の機器からデータを受信したり、CPU1100が生成したデータを他の機器へ送信したりする。
入出力インターフェイス1600は、入出力デバイス1650とコンピュータ1000とを接続するためのインターフェイスである。例えば、CPU1100は、入出力インターフェイス1600を介して、キーボードやマウス等の入力デバイスからデータを受信する。また、CPU1100は、入出力インターフェイス1600を介して、ディスプレイやスピーカーやプリンタ等の出力デバイスにデータを送信する。また、入出力インターフェイス1600は、所定の記録媒体(メディア)に記録されたプログラム等を読み取るメディアインターフェイスとして機能してもよい。メディアとは、例えばDVD(Digital Versatile Disc)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto-Optical disk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
例えば、コンピュータ1000が実施形態に係る管制装置100として機能する場合、コンピュータ1000のCPU1100は、RAM1200上にロードされたプログラム(管制装置100による各種処理を実現するためのプログラムなど)を実行する。これにより、管制装置100の制御部130により実行される各種処理等の機能が実現される。また、HDD1400には、本開示に係る管制装置100の制御部130による各種処理を実現するためのプログラムや、管制装置100の記憶部120に記憶されるデータなどが格納される。なお、CPU1100は、プログラムデータ1450をHDD1400から読み取って実行するが、他の例として、外部ネットワーク1550を介して、他の装置からこれらのプログラムを取得してもよい。
(9-2.移動体の構成例)
上記実施形態に係る移動体のハードウェア構成の一例について説明する。図31は、実施形態に係る移動体の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
図31に例示するコンピュータ2000は、アプリケーションプロセッサ2001と、処理アクセラレータ2002と、画像・信号処理プロセッサ2003と、センサーハブ2004と、リアルタイムプロセッサ2005とを有する。センサーハブ2004及びリアルタイムプロセッサ2005は、フライトコントローラとして機能する。
また、図31に例示するコンピュータ2000は、ステレオカメラ2006と、IMU2007と、GPS2008と、レーダ2009と、モーターコントローラ2010と、パンチルトカメラ2011と、ジンバル2012とを有する。
図31に例示するコンピュータ2000は、図31に示す以外に、RAM、ROM、HDD等の記憶装置や、通信インターフェイスなどを有する。コンピュータ2000の各部は図示しないバス等により接続される。
図31に例示するコンピュータ2000は、上述した各プロセッサのうちの少なくともいずれか1つにより、上記実施形態に係る移動体200の制御部260により実行される各種処理の機能が実現される。
<10.むすび>
上述のように、本開示の一実施形態によれば、移動体(移動体200等)は、管制装置からの指示に従って自律的に移動する移動体であって、生成部と、第1通信部と、第2通信部と、取得部と、提供部と、統合部とを備える。生成部は、地図情報を生成する。第1通信部は、管制装置と通信する。第2通信部は、第1通信部が利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用して他の移動体と通信する。取得部は、第2通信部による通信によって、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得する。提供部は、第2通信部による通信により、生成部により生成された第2の地図情報を他の移動体に提供する。統合部は、第1の地図情報と、第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する。これにより、本開示に係る移動体は、自機の地図情報をリアルタイムに他の移動体に提供でき、自機及び他機の地図情報に基づく安全かつ効率的な自律移動を実現できる。
また、本開示の一実施形態によれば、提供部は、第1通信部による管制装置との通信によって、第2通信部によって通信する他の移動体を特定し、特定した他の移動体に対して、第2の地図情報を提供する。これにより、管制装置との通信に基づいて、他の移動体と地図情報の交換を開始できる。
また、本開示の一実施形態によれば、地図情報は、障害物の検出結果を立方体状のデータ構造で表現したときの各単位要素のそれぞれに対して、第1の値、第2の値、又は第3の値を対応付けて構成される。第1の値は、障害物が存在する可能性に応じた値であり、第2の値は、障害物が存在しない可能性に応じた値であり、第3の値は、障害物の存否が不明である可能性に応じた値である。統合部は、統合部は、第1の地図情報と第2の地図情報とを統合する際、第1の値、第2の値、又は第3の値を調整して、第1の地図情報よりも第2の地図情報の信頼度を相対的に高くする。これにより、本開示に係る移動体は、自機による障害物の検出結果を信頼した統合地図情報を生成できる。
また、本開示の一実施形態によれば、統合部は、第1の地図情報と第2の地図情報とを統合する際、第1の地図情報と第2の地図情報とで異なる情報が対応付けられた各単位要素については、第2の地図情報の各単位要素に対応付けられた第1の値、第2の値、又は第3の値を優先する。これにより、本開示に係る移動体は、自機による障害物の検出結果を信頼した統合地図情報を生成できる。
また、本開示の一実施形態によれば、移動体は、通信遅延により生じた観測からの時間を反映して、第1の地図情報における第1の値及び第2の値を減少させ、第3の値を増加させるように加工する遅延処理部を更に備える。これにより、本開示に係る移動体は、生成する統合地図情報の信頼度を高めることができる。
また、本開示の一実施形態によれば、提供部は、第2通信部による通信によって、第2の地図情報を他の移動体に提供できなかった場合に、他の移動体に対する第2の地図情報の提供に失敗した旨の通知を第1通信部に出力する。第1通信部は、他の移動体に対する第2の地図情報の提供に失敗した旨の通知を管制装置に送信する。これにより、本開示に係る移動体は、地図情報の提供に失敗したことを管制装置に認知させることができる。
また、本開示の一実施形態によれば、第1通信部は、セルラー通信システムに対応する通信方式により管制装置と通信し、第2通信部は、高速無線通信又は可視光レーザー通信により他の移動体と通信する。これにより、本開示に係る移動体は、管制装置との通信と、他の移動体との通信とを使い分けつつ、データサイズの大きい地図情報をリアルタイムに送受信できる。
また、本開示の一実施形態によれば、第1通信部は、セルラー通信システムに対応する通信方式によって基地局を介して管制装置と通信する。第2通信部は、セルラー通信システムに対応する通信方式によって基地局を介して直接接続された他の移動体と通信する。これにより、本開示に係る移動体は、セルラー通信システムに対応する通信方式により、地図情報の送受信できる。
また、本開示の一実施形態によれば、移動体は、移動により基地局が乗り替わる場合、乗り替わり先の基地局に設置された基地局装置に対して、自機の情報を再登録する再登録部をさらに備える。これにより、本開示に係る移動体は、基地局の切り替わりに伴って、切り替わる先の基地局に自機の情報を把握させることができる。
また、本開示の一実施形態によれば、管制装置(管制装置100等)は、通信部と、取得部と、特定部と、指示部とを備える。通信部は、移動体と通信する、取得部は、移動体の位置情報を取得する。特定部は、取得部により取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体を移動体群として特定する。指示部は、特定部により特定された移動体群に対して、地図情報の交換を指示する。これにより、本開示に係る管制装置は、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する移動体間での地図情報の交換を実現できる。
また、本開示の一実施形態によれば、管制装置は、移動体毎の高速通信可能範囲の情報を管理する通信範囲管理部をさらに備える。特定部は、第1の移動体が第2の移動体の高速通信可能範囲に存在する場合、第1の移動体及び第2の移動体を移動体群として特定する。指示部は、第2の移動体に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を通信部に出力する。通信部は、第2の移動体に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。これにより、高速通信可能な移動体群に対して地図情報の交換を指示できる。
また、本開示の一実施形態によれば、管制装置は、複数の移動体による飛行隊列の情報が記録された行動計画情報を管理する行動計画管理部をさらに備える。指示部は、行動計画情報に基づいて、飛行隊列の先頭の移動体に対して地図情報の交換開始を指示する通知を通信部に出力する。通信部は、飛行隊列の先頭の移動体に地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。これにより、本開示に係る管制装置は、飛行隊列に応じた効率的な地図情報の交換を実現できる。
また、本開示の一実施形態によれば、管制装置は、移動体が備える障害物センサの装備数が記録された装備情報を管理する装備情報管理部をさらに備える。指示部は、装備情報に基づいて、移動体群の移動体のうち第1の移動体よりも障害物センサを数多く装備する第2の移動体に対して地図情報の交換開始を指示する通知を通信部に出力する。通信部は、第2の移動体に地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。これにより、本開示に係る管制装置は、移動体間のセンシング能力の差を加味して地図情報の内容を充実させることができる。
また、本開示の一実施形態によれば、管制装置は、移動体が接続されている基地局が記録された基地局情報を管理する基地局情報管理部をさらに備える。特定部は、基地局情報に基づいて、同一の基地局に接続された複数の移動体を前記移動体群として特定する。指示部は、移動体群が接続された基地局を制御する基地局装置に対して地図情報の交換開始を指示する通知を通信部に出力する。通信部は、地図情報の交換開始を指示する通知を基地局装置に送信する。これにより、本開示に係る管制装置は、同一の基地局に接続された移動体間での地図情報の送受信を実現できる。
また、本開示の一実施形態によれば、管制装置は、移動体から地図情報の交換に失敗した旨の通知を受信した場合に、補償処理を実行する補償処理部をさらに備える。これにより、本開示に係る管制装置は、移動体間での地図情報の交換を可能な限り遂行できる。
また、本開示の一実施形態によれば、移動体システムは、複数の移動体と、管制装置とを含む移動体システムである。移動体は、生成部と、第1通信部と、第2通信部と、取得部と、提供部と、統合部とを備える。生成部は、地図情報を生成する。第1通信部は、管制装置と通信する。第2通信部は、前記管制装置からの指示に基づいて他の移動体と通信する。取得部は、第2通信部による通信によって、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得する。提供部は、第2通信部による通信によって、生成部により生成された第2の地図情報を他の移動体に提供する。統合部は、第1の地図情報と、第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する。管制装置は、移動体毎の高速通信可能範囲の情報を管理する通信範囲管理部をさらに備える。特定部は、第1の移動体が第2の移動体の高速通信可能範囲に存在する場合、第1の移動体及び第2の移動体を移動体群として特定する。指示部は、第2の移動体に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を通信部に出力する。通信部は、第2の移動体に対して、地図情報の交換開始を指示する通知を送信する。これにより、本開示に係る移動体システムは、管制装置主導で、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する移動体間での地図情報の交換を実現し、移動体による地図情報に基づく安全かつ効率的な自律移動を実現できる。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
自律的に移動する移動体であって、
地図情報を生成する生成部と、
管制装置と通信する第1通信部と、
前記第1通信部が利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用して他の移動体と通信する第2通信部と、
前記第2通信部による通信によって、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得する取得部と、
前記第2通信部による通信により、前記生成部により生成された第2の地図情報を他の移動体に提供する提供部と、
前記第1の地図情報と、前記第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する統合部と
を備える移動体。
(2)
前記提供部は、
前記第1通信部による前記管制装置との通信によって、前記第2通信部によって通信する他の移動体を特定し、
特定した他の移動体に対して、前記第2の地図情報を提供する
前記(1)に記載の移動体。
(3)
前記地図情報は、
障害物の検出結果を立方体状のデータ構造で表現したときの各単位要素のそれぞれに対して、障害物が存在する可能性に応じた第1の値、障害物が存在しない可能性に応じた第2の値、又は障害物の存否が不明である可能性に応じた第3の値を対応付けて構成され、
前記統合部は、
前記第1の地図情報と前記第2の地図情報とを統合する際、前記第1の値、前記第2の値、又は前記第3の値を調整して、前記第1の地図情報よりも前記第2の地図情報の信頼度を相対的に高くする
前記(1)に記載の移動体。
(4)
前記統合部は、
前記第1の地図情報と前記第2の地図情報とを統合する際、前記第1の地図情報と前記第2の地図情報とで異なる情報が対応付けられた各単位要素については、前記第2の地図情報の各単位要素に対応付けられた前記第1の値、前記第2の値、又は前記第3の値を優先する
前記(3)に記載の移動体。
(5)
通信遅延を含む観測時からの遅延時間を反映して、前記第1の地図情報における前記第1の値及び前記第2の値を減少させ、前記第3の値を増加させるように加工する遅延処理部を更に備える
前記(3)に記載の移動体。
(6)
前記提供部は、
前記第2通信部による通信によって、他の移動体に対する前記第2の地図情報の送信終了を確認できなかった場合に、他の移動体に対する前記第2の地図情報の提供に失敗した旨の通知を前記第1通信部に出力し、
前記第1通信部は、前記通知を前記管制装置に送信する
前記(1)~(5)のいずれか1つに記載の移動体。
(7)
前記第1通信部は、
セルラー通信システムに対応する通信方式により前記管制装置と通信し、
前記第2通信部は、
高速無線通信又は可視光レーザー通信により他の移動体と通信する
前記(1)~(6)のいずれか1つに記載の移動体。
(8)
前記第1通信部は、
セルラー通信システムに対応する通信方式によって基地局を介して前記管制装置と通信し、
前記第2通信部は、
セルラー通信システムに対応する通信方式によって基地局を介して直接接続された他の移動体と通信する
前記(1)~(7)のいずれか1つに記載の移動体。
(9)
移動により前記基地局が乗り替わる場合、乗り替わり先の基地局を制御する基地局装置に対して、自機の情報を再登録する再登録部をさらに備える
前記(8)に記載の移動体。
(10)
自律的に移動する移動体の移動体制御方法であって、
地図情報を生成することと、
管制装置と通信することと、
管制装置との通信に利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用して他の移動体と通信することと、
管制装置との通信に利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用した通信により、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得することと、
管制装置との通信に利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用した通信により、自機において生成した第2の地図情報を他の移動体に提供することと、
前記第1の地図情報と、前記第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成することと、
を含む移動体制御方法。
(11)
自律的に移動する移動体が備えるプロセッサに、
地図情報を生成することと、
管制装置と通信することと、
管制装置との通信に利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用して他の移動体と通信することと、
管制装置との通信に利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用した通信により、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得することと、
管制装置との通信に利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用した通信により、自機において生成した第2の地図情報を他の移動体に提供することと、
前記第1の地図情報と、前記第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成することと、
を実行させる移動体制御プログラム。
(12)
移動体の自律的な移動を管理する管制装置であって、
移動体と通信する通信部と、
移動体の位置情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体を移動体群として特定する特定部と、
前記特定部により特定された前記移動体群に対して、地図情報の交換を指示する指示部と
を備える管制装置。
(13)
移動体毎の高速通信可能範囲の情報を管理する通信範囲管理部をさらに備え、
前記特定部は、
第1の移動体が第2の移動体の高速通信可能範囲に存在する場合、第1の移動体及び第2の移動体を前記移動体群として特定し、
前記指示部は、
前記第2の移動体に対して、前記地図情報の交換開始を指示する通知を前記通信部に出力し、
前記通信部は、
前記第2の移動体に対して、前記通知を送信する
前記(12)に記載の管制装置。
(14)
複数の移動体による飛行隊列の情報が記録された行動計画情報を管理する行動計画管理部をさらに備え、
前記指示部は、
前記行動計画情報に基づいて、前記飛行隊列の先頭の移動体に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を前記通信部に出力し、
前記通信部は、
前記飛行隊列の先頭の移動体に前記通知を送信する
前記(12)に記載の管制装置。
(15)
移動体が備える障害物センサの装備数が記録された装備情報を管理する装備情報管理部をさらに備え、
前記指示部は、
前記装備情報に基づいて、前記移動体群の移動体のうち第1の移動体よりも障害物センサを数多く装備する第2の移動体に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を前記通信部に出力し、
前記通信部は、
前記第2の移動体に前記通知を送信する
前記(12)に記載の管制装置。
(16)
移動体が接続されている基地局が記録された基地局情報を管理する基地局情報管理部をさらに備え、
前記特定部は、
前記基地局情報に基づいて、同一の基地局に接続された複数の移動体を前記移動体群として特定し、
前記指示部は、
前記移動体群が接続された基地局を制御する基地局装置に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を前記通信部に出力し、
前記通信部は、
前記通知を前記基地局装置に送信する
前記(12)に記載の管制装置。
(17)
移動体から前記地図情報の交換に失敗した旨の通知を受信した場合に、補償処理を実行する補償処理部をさらに備える
前記(12)に記載の管制装置。
(18)
移動体の自律的な移動を管理する管制装置の管制制御方法であって、
移動体と通信することと、
移動体の位置情報を取得することと、
取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体を移動体群として特定することと、
特定された前記移動体群に対して、地図情報の交換を指示することと、
を含む管制制御方法。
(19)
移動体の自律的な移動を管理する管制装置が備えるプロセッサに、
移動体と通信することと、
移動体の位置情報を取得することと、
取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体を移動体群として特定することと、
特定された前記移動体群に対して、地図情報の交換を指示することと、
を実行させる管制制御プログラム。
(20)
複数の移動体と、管制装置とを含む移動体システムであって、
地図情報を生成する生成部と、
前記管制装置と通信する第1通信部と、
前記第1通信部が利用する通信帯域と異なる通信帯域を利用して他の移動体と通信する第2通信部と、
前記第2通信部による通信によって、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得する取得部と、
前記第2通信部による通信により、前記生成部により生成された第2の地図情報を他の移動体に提供する提供部と、
前記第1の地図情報と、前記第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する統合部と
を備え、
前記管制装置は、
前記移動体と通信する通信部と、
前記通信部を介して前記移動体の位置情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の前記移動体を移動体群として特定する特定部と、
前記特定部により特定された前記移動体群に対して、前記地図情報の交換を指示する指示部と
を備える移動体システム。
1、2 移動体システム
10 第1通信ネットワーク
11 基地局
20 第2通信ネットワーク
30 第3通信ネットワーク
100 管制装置
110 通信部
120 記憶部
121 位置情報格納部
122 通信範囲管理部
123 行動計画管理部
124 装備情報管理部
125 基地局情報管理部
130 制御部
131 取得部
132 特定部
133 指示部
200 移動体
210 検出部
220 第1通信部
230 第2通信部
240 駆動部
250 記憶部
260 制御部
261 認識部
262 計画部
263 行動制御部
264 生成部
265 取得部
266 提供部
267 統合部
268 遅延処理部
269 再登録部
300 基地局装置
310 通信部
320 記憶部
330 制御部

Claims (18)

  1. 自律的に移動する移動体であって、
    自機と、自機の周囲にある障害物の位置関係を記録した障害物情報の集合である地図情報を生成する生成部と、
    第1の通信方式により管制装置と通信する第1通信部と、
    前記第1の通信方式よりも高速な第2の通信方式により他の移動体と通信する第2通信部と、
    前記第2通信部による前記第2の通信方式を用いた通信によって、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得する取得部と、
    前記管制装置から地図情報の交換開始を指示する通知を受信した場合、前記第2通信部による前記第2の通信方式を用いた通信により、前記生成部により生成された第2の地図情報を他の移動体に提供する提供部と、
    前記第1の地図情報と、前記第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する統合部と、
    自機の周囲にある障害物を認識する認識部と、
    前記認識部による認識結果と、前記第2の地図情報と、前記統合地図情報とを用いて、自機の飛行計画となる移動軌跡を生成する計画部と、
    前記計画部により生成された前記移動軌跡に追従させるように、自機の飛行を制御する行動制御部と
    を備える移動体。
  2. 前記提供部は、
    前記第1通信部による前記管制装置との通信によって、前記第2通信部によって通信する他の移動体を特定し、
    特定した他の移動体に対して、前記第2の地図情報を提供する
    請求項1に記載の移動体。
  3. 前記地図情報は、
    障害物の検出結果を立方体状のデータ構造で表現したときの各単位要素のそれぞれに対して、障害物が存在する可能性に応じた第1の値、障害物が存在しない可能性に応じた第2の値、又は障害物の存否が不明である可能性に応じた第3の値を対応付けて構成され、
    前記統合部は、
    前記第1の地図情報と前記第2の地図情報とを統合する際、前記第1の値、前記第2の値、又は前記第3の値を調整して、前記第1の地図情報よりも前記第2の地図情報の信頼度を相対的に高くする請求項1に記載の移動体。
  4. 前記統合部は、
    前記第1の地図情報と前記第2の地図情報とを統合する際、前記第1の地図情報と前記第2の地図情報とで異なる情報が対応付けられた各単位要素については、前記第2の地図情報の各単位要素に対応付けられた前記第1の値、前記第2の値、又は前記第3の値を優先する請求項3に記載の移動体。
  5. 通信遅延を含む観測時からの遅延時間を反映して、前記第1の地図情報における前記第1の値及び前記第2の値を減少させ、前記第3の値を増加させるように加工する遅延処理部を更に備える請求項3に記載の移動体。
  6. 前記提供部は、
    前記第2通信部による通信によって、他の移動体に対する前記第2の地図情報の送信終了を確認できなかった場合に、他の移動体に対する前記第2の地図情報の提供に失敗した旨の通知を前記第1通信部に出力し、
    前記第1通信部は、前記通知を前記管制装置に送信する
    請求項1に記載の移動体。
  7. 前記第1通信部は、
    セルラー通信システムに対応する通信方式により前記管制装置と通信し、
    前記第2通信部は、
    高速無線通信又は可視光レーザー通信により他の移動体と通信する
    請求項1に記載の移動体。
  8. 前記第1通信部は、
    セルラー通信システムに対応する通信方式によって基地局を介して前記管制装置と通信し、
    前記第2通信部は、
    セルラー通信システムに対応する通信方式によって基地局を介して直接接続された他の移動体と通信する
    請求項1に記載の移動体。
  9. 移動により前記基地局が乗り替わる場合、乗り替わり先の基地局を制御する基地局装置に対して、自機の情報を再登録する再登録部をさらに備える
    請求項8に記載の移動体。
  10. 自律的に移動する移動体の移動体制御方法であって、
    自機と、自機の周囲にある障害物の位置関係を記録した障害物情報の集合である地図情報を生成することと、
    第1の通信方式により管制装置と通信することと、
    前記第1の通信方式よりも高速な第2の通信方式により他の移動体と通信することと、
    前記第2の通信方式を用いた通信により、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得することと、
    前記管制装置から地図情報の交換開始を指示する通知を受信した場合、前記第2の通信方式を用いた通信により、自機において生成した第2の地図情報を他の移動体に提供することと、
    前記第1の地図情報と、前記第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成することと、
    自機の周囲にある障害物を認識することと、
    前記障害物の認識結果と、前記第2の地図情報と、前記統合地図情報とを用いて、自機の飛行計画となる移動軌跡を生成することと、
    前記移動軌跡に追従させるように、自機の飛行を制御することと
    を含む移動体制御方法。
  11. 自律的に移動する移動体が備えるプロセッサに、
    自機と、自機の周囲にある障害物の位置関係を記録した障害物情報の集合である地図情報を生成することと、
    第1の通信方式により管制装置と通信することと、
    前記第1の通信方式よりも高速な第2の通信方式により他の移動体と通信することと、
    前記第2の通信方式を用いた通信により、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得することと、
    前記管制装置から地図情報の交換開始を指示する通知を受信した場合、前記第2の通信方式を用いた通信により、自機において生成した第2の地図情報を他の移動体に提供することと、
    前記第1の地図情報と、前記第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成することと、
    自機の周囲にある障害物を認識することと、
    前記障害物の認識結果と、前記第2の地図情報と、前記統合地図情報とを用いて、自機の飛行計画となる移動軌跡を生成することと、
    前記移動軌跡に追従させるように、自機の飛行を制御することと
    を実行させる移動体制御プログラム。
  12. 移動体の自律的な移動を管理する管制装置であって、
    移動体毎の高速通信可能範囲の情報を管理する通信範囲管理部と、
    複数の移動体による飛行隊列の情報が記録された行動計画情報を管理する行動計画管理部と、
    移動体と通信する通信部と、
    移動体の位置情報を取得する取得部と、
    前記取得部により取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体を移動体群として特定する特定部と、
    前記特定部により特定された前記移動体群に対して、地図情報の交換を指示する指示部と
    を備え、
    前記特定部は、
    第1の移動体が第2の移動体の高速通信可能範囲に存在する場合、第1の移動体及び第2の移動体を前記移動体群として特定し、
    前記指示部は、
    前記行動計画情報に基づいて、前記第1の移動体および前記第2の移動体のうち、前記飛行隊列の先頭の移動体に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を前記通信部に出力し、
    前記通信部は、
    前記飛行隊列の先頭の移動体に前記通知を送信する
    管制装置。
  13. 移動体が備える障害物センサの装備数が記録された装備情報を管理する装備情報管理部をさらに備え、
    前記指示部は、
    前記装備情報に基づいて、前記移動体群の移動体のうち第1の移動体よりも障害物センサを数多く装備する第2の移動体に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を前記通信部に出力し、
    前記通信部は、
    前記第2の移動体に前記通知を送信する
    請求項12に記載の管制装置。
  14. 移動体が接続されている基地局が記録された基地局情報を管理する基地局情報管理部をさらに備え、
    前記特定部は、
    前記基地局情報に基づいて、同一の基地局に接続された複数の移動体を前記移動体群として特定し、
    前記指示部は、
    前記移動体群が接続された基地局を制御する基地局装置に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を前記通信部に出力し、
    前記通信部は、
    前記通知を前記基地局装置に送信する
    請求項12に記載の管制装置。
  15. 移動体から前記地図情報の交換に失敗した旨の通知を受信した場合に、補償処理を実行する補償処理部をさらに備える
    請求項12に記載の管制装置。
  16. 移動体の自律的な移動を管理する管制装置の管制制御方法であって、
    移動体毎の高速通信可能範囲の情報を管理することと、
    複数の移動体による飛行隊列の情報が記録された行動計画情報を管理することと、
    移動体と通信することと、
    移動体の位置情報を取得することと、
    取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体を移動体群として特定することと、
    特定された前記移動体群に対して、地図情報の交換を指示することと、
    を含み、
    前記特定することは、第1の移動体が第2の移動体の高速通信可能範囲に存在する場合、第1の移動体及び第2の移動体を前記移動体群として特定し、
    前記指示することは、前記行動計画情報に基づいて、前記第1の移動体および前記第2の移動体のうち、前記飛行隊列の先頭の移動体に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を出力し、
    前記通信することは、前記飛行隊列の先頭の移動体に前記通知を送信する
    管制制御方法。
  17. 移動体の自律的な移動を管理する管制装置が備えるプロセッサに、
    移動体毎の高速通信可能範囲の情報を管理することと、
    複数の移動体による飛行隊列の情報が記録された行動計画情報を管理することと、
    移動体と通信することと、
    移動体の位置情報を取得することと、
    取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の移動体を移動体群として特定することと、
    特定された前記移動体群に対して、地図情報の交換を指示することと、
    を実行させ、
    前記特定することは、第1の移動体が第2の移動体の高速通信可能範囲に存在する場合、第1の移動体及び第2の移動体を前記移動体群として特定し、
    前記指示することは、前記行動計画情報に基づいて、前記第1の移動体および前記第2の移動体のうち、前記飛行隊列の先頭の移動体に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を出力し、
    前記通信することは、前記飛行隊列の先頭の移動体に前記通知を送信する
    管制制御プログラム。
  18. 複数の移動体と、管制装置とを含む移動体システムであって、
    前記移動体は、
    自機と、自機の周囲にある障害物の位置関係を記録した障害物情報の集合である地図情報を生成する生成部と、
    第1の通信方式により前記管制装置と通信する第1通信部と、
    前記第1の通信方式よりも高速な第2の通信方式により他の移動体と通信する第2通信部と、
    前記第2通信部による前記第2の通信方式を用いた通信によって、他の移動体において生成された第1の地図情報を取得する取得部と、
    前記管制装置から地図情報の交換開始を指示する通知を受信した場合、前記第2通信部による前記第2の通信方式を用いた通信により、前記生成部により生成された第2の地図情報を他の移動体に提供する提供部と、
    前記第1の地図情報と、前記第2の地図情報とを統合して、統合地図情報を生成する統合部と、
    自機の周囲にある障害物を認識する認識部と、
    前記認識部による認識結果と、前記第2の地図情報と、前記統図情報とを用いて、自機の飛行計画となる移動軌跡を生成する計画部と、
    前記計画部により生成された前記移動軌跡に追従させるように、自機の飛行を制御する行動制御部と
    を備え、
    前記管制装置は、
    移動体毎の高速通信可能範囲の情報を管理する通信範囲管理部と、
    複数の移動体による飛行隊列の情報が記録された行動計画情報を管理する行動計画管理部と、
    前記移動体と通信する通信部と、
    前記通信部を介して前記移動体の位置情報を取得する取得部と、
    前記取得部により取得された位置情報に基づいて、移動体間で直接通信が可能な範囲に位置する複数の前記移動体を移動体群として特定する特定部と、
    前記特定部により特定された前記移動体群に対して、前記地図情報の交換を指示する指示部と
    を備え、
    前記特定部は、
    第1の移動体が第2の移動体の高速通信可能範囲に存在する場合、第1の移動体及び第2の移動体を前記移動体群として特定し、
    前記指示部は、
    前記行動計画情報に基づいて、前記第1の移動体および前記第2の移動体のうち、前記飛行隊列の先頭の移動体に対して前記地図情報の交換開始を指示する通知を前記通信部に出力し、
    前記通信部は、
    前記飛行隊列の先頭の移動体に前記通知を送信する
    移動体システム。
JP2021550395A 2019-10-07 2020-08-07 移動体、移動体制御方法、移動体制御プログラム、管制装置、管制制御方法、管制制御プログラム、及び移動体システム Active JP7597033B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019184816 2019-10-07
JP2019184816 2019-10-07
PCT/JP2020/030498 WO2021070464A1 (ja) 2019-10-07 2020-08-07 移動体、移動体制御方法、移動体制御プログラム、管制装置、管制制御方法、管制制御プログラム、及び移動体システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021070464A1 JPWO2021070464A1 (ja) 2021-04-15
JP7597033B2 true JP7597033B2 (ja) 2024-12-10

Family

ID=75437835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021550395A Active JP7597033B2 (ja) 2019-10-07 2020-08-07 移動体、移動体制御方法、移動体制御プログラム、管制装置、管制制御方法、管制制御プログラム、及び移動体システム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220332416A1 (ja)
JP (1) JP7597033B2 (ja)
WO (1) WO2021070464A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12242986B2 (en) 2021-09-17 2025-03-04 Anduril Industries, Inc. Planning an operation for a set of assets
US12293670B2 (en) 2021-09-17 2025-05-06 Anduril Industries, Inc. Generating a flight plan of a semi-autonomous drone
US12208892B2 (en) * 2021-09-17 2025-01-28 Anduril Industries Inc. Generating an environment for an operation using a set of assets
US12366854B2 (en) 2021-09-17 2025-07-22 Anduril Industries, Inc. Grouping a set of assets to perform an operation
JP7501495B2 (ja) * 2021-11-05 2024-06-18 株式会社デンソー 飛行制御装置及び飛行制御プログラム
US20250292506A1 (en) * 2022-05-13 2025-09-18 Sony Group Corporation Information processing method, information processing device, and information processing system
JP2024106511A (ja) * 2023-01-27 2024-08-08 キヤノン株式会社 情報処理装置、移動体、情報処理装置の制御方法、及びプログラム
US20240276440A1 (en) * 2023-02-15 2024-08-15 Qualcomm Incorporated Map-aided node selection for positioning and radio frequency sensing
CN117274941B (zh) * 2023-11-22 2024-06-11 安徽蔚来智驾科技有限公司 占用栅格预测方法和装置、智能设备和存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014137743A (ja) 2013-01-17 2014-07-28 Denso It Laboratory Inc 情報提供システム
WO2018043284A1 (ja) 2016-09-05 2018-03-08 シャープ株式会社 基地局装置、緊急警報通知システム及び緊急警報通知方法
WO2018061502A1 (ja) 2016-09-27 2018-04-05 ソニー株式会社 回路、基地局、方法及び記録媒体
JP2019053765A (ja) 2018-11-29 2019-04-04 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd Uavドッキングのためのシステムおよび方法
JP2019051839A (ja) 2017-09-15 2019-04-04 株式会社Nttドコモ 飛行体
JP2019115012A (ja) 2017-12-26 2019-07-11 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd 情報処理装置、飛行制御指示方法、プログラム、及び記録媒体

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4293048B2 (ja) * 2004-05-10 2009-07-08 株式会社日立製作所 情報配信システム、情報配信システムの配信先登録方法及び情報配信先管理装置
DE102005026386A1 (de) * 2005-06-02 2006-12-07 Volkswagen Ag Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Freiflächen in der Umgebung eines Fahrzeugs
JP4730565B2 (ja) * 2008-07-17 2011-07-20 日本電気株式会社 無線通信システム、管理サーバ、および移動基地局制御方法
US9540102B2 (en) * 2012-12-19 2017-01-10 Elwha Llc Base station multi-vehicle coordination
US9454907B2 (en) * 2015-02-07 2016-09-27 Usman Hafeez System and method for placement of sensors through use of unmanned aerial vehicles
JP6709700B2 (ja) * 2015-09-24 2020-06-17 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America 自律型移動ロボット及び移動制御方法
JP6447554B2 (ja) * 2016-03-18 2019-01-09 株式会社デンソー 移動体間通信システムおよび移動体用受信制御装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014137743A (ja) 2013-01-17 2014-07-28 Denso It Laboratory Inc 情報提供システム
WO2018043284A1 (ja) 2016-09-05 2018-03-08 シャープ株式会社 基地局装置、緊急警報通知システム及び緊急警報通知方法
WO2018061502A1 (ja) 2016-09-27 2018-04-05 ソニー株式会社 回路、基地局、方法及び記録媒体
JP2019051839A (ja) 2017-09-15 2019-04-04 株式会社Nttドコモ 飛行体
JP2019115012A (ja) 2017-12-26 2019-07-11 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd 情報処理装置、飛行制御指示方法、プログラム、及び記録媒体
JP2019053765A (ja) 2018-11-29 2019-04-04 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドSz Dji Technology Co.,Ltd Uavドッキングのためのシステムおよび方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021070464A1 (ja) 2021-04-15
JPWO2021070464A1 (ja) 2021-04-15
US20220332416A1 (en) 2022-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7597033B2 (ja) 移動体、移動体制御方法、移動体制御プログラム、管制装置、管制制御方法、管制制御プログラム、及び移動体システム
US20190233102A1 (en) Drone management system and drone management method
CN108496134A (zh) 无人机返航路径规划方法及装置
US10725483B2 (en) Personal security robotic vehicle
US10133281B1 (en) Leading drone system
US10317904B2 (en) Underwater leading drone system
JP7205204B2 (ja) 車両の制御装置及び自動運転システム
US11798427B2 (en) Auto-labeling sensor data for machine learning
US20180321681A1 (en) Leading drone method
KR101828441B1 (ko) 무인이동체의 이동경로 제공 방법과, 이를 위한 이동경로 관리 서버
CN110300706A (zh) 飞行器-地面车辆协调
CN114379802A (zh) 无人飞行系统的自动安全着陆地点选择
US11204248B2 (en) Navigating using electromagnetic signals
CN110515390B (zh) 飞行器自主降落方法及装置、电子设备、存储介质
US12338001B2 (en) Space situational awareness business device, space traffic business device, and space traffic management system
JP2019175128A (ja) 移動制御システム
US11657717B2 (en) Information processing apparatus, information processing method, and recording medium
US11047690B2 (en) Automated emergency response
EP4006680B1 (en) Systems and methods for controlling a robotic vehicle
US20240353851A1 (en) Method and server for remotely controlling vehicle
CN114740885A (zh) 一种无人机返航方法、装置、设备及存储介质
CN115586543A (zh) 矿井下可移动设备的定位方法及装置
JP7295321B1 (ja) 情報処理装置、プログラム、システム、及び情報処理方法
US20240244535A1 (en) Autonomous vehicle remote initialization and location sharing
US12479475B2 (en) Restarting operations for recovery processes in autonomous systems

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240702

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241011

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20241029

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7597033

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150