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WO2017006421A1 - 回転翼機着陸装置 - Google Patents

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WO2017006421A1
WO2017006421A1 PCT/JP2015/069464 JP2015069464W WO2017006421A1 WO 2017006421 A1 WO2017006421 A1 WO 2017006421A1 JP 2015069464 W JP2015069464 W JP 2015069464W WO 2017006421 A1 WO2017006421 A1 WO 2017006421A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
landing
drone
rotary wing
unit
closing mechanism
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.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/069464
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
鈴木　陽一
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.)
ZERO CO Ltd
Original Assignee
ZERO CO Ltd
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
Priority to NZ738804A priority Critical patent/NZ738804A/en
Priority to CN202111225012.0A priority patent/CN113753251A/zh
Priority to US15/742,194 priority patent/US10824168B2/en
Priority to SG11201710931PA priority patent/SG11201710931PA/en
Priority to JP2017526826A priority patent/JP6402876B2/ja
Priority to PCT/JP2015/069464 priority patent/WO2017006421A1/ja
Priority to AU2015401277A priority patent/AU2015401277B2/en
Priority to KR1020187000132A priority patent/KR102350058B1/ko
Application filed by ZERO CO Ltd filed Critical ZERO CO Ltd
Priority to EP15897684.5A priority patent/EP3321179B1/en
Priority to CN201580081459.1A priority patent/CN107848618B/zh
Publication of WO2017006421A1 publication Critical patent/WO2017006421A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
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Priority to US18/349,776 priority patent/US12124275B2/en
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    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/083—Shipping
    • G06Q10/0832—Special goods or special handling procedures, e.g. handling of hazardous or fragile goods
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    • G06Q10/08—Logistics, e.g. warehousing, loading or distribution; Inventory or stock management
    • G06Q10/083—Shipping
    • G06Q10/08355—Routing methods

Definitions

  • the present invention relates to a landing device for landing a rotary wing aircraft.
  • Patent Document 1 discloses a system for delivering a package by a rotary wing machine.
  • a camera is mounted on this type of rotorcraft, and it is possible to automatically land on a destination by recognizing topography and buildings based on an image captured by the camera.
  • a camera is mounted on this type of rotorcraft, and it is possible to automatically land on a destination by recognizing topography and buildings based on an image captured by the camera.
  • the portrait rights and privacy of humans included in the captured image cannot be properly protected. For this reason, utilization of the rotary wing machine which does not have an imaging function is desired.
  • an object of the present invention is to provide a mechanism for landing a rotorcraft that does not have an imaging function to a destination.
  • the present invention is based on a landing unit on which a rotary wing aircraft lands, a position recognition unit that recognizes the position of the rotary wing aircraft with respect to the landing unit, and a recognition result by the position recognition unit.
  • a rotary wing aircraft landing apparatus comprising a remote control unit for remotely controlling the rotary wing aircraft so that a rotary wing aircraft having no function is landed on the landing portion.
  • the rotary wing landing apparatus includes an opening / closing mechanism including the landing portion, and the landing portion is formed in a portion that is inside when the opening / closing mechanism is closed, and the opening / closing mechanism is opened.
  • the landing portion may be in a horizontal posture at a position where the upper space is opened.
  • an opening / closing mechanism is provided, and when the opening / closing mechanism is closed, the landing portion is accommodated in an internal space, and when the opening / closing mechanism is opened, an upper space of the landing portion is opened. You may do it.
  • the rotary wing landing apparatus it is possible to take a first posture extending vertically upward from the periphery of the landing portion and a second posture extending further outward and upward from the periphery of the landing portion.
  • the opening / closing mechanism When the opening / closing mechanism is closed, the movable member takes the first posture, and when the opening / closing mechanism is opened and the rotorcraft lands on the landing portion, the movable member is You may make it take a 2nd attitude
  • the movable member moves the load to a position close to the center of the landing portion while in contact with the load separated from the rotary wing aircraft landed on the landing portion. It may be possible to move in the direction of movement.
  • the position recognition unit includes imaging units provided at a plurality of positions of the landing unit, and the rotary wing aircraft with respect to the landing unit based on an imaging result by the imaging unit. You may make it recognize the position of.
  • the rotary wing aircraft landing device includes a distance measurement unit that measures a distance from the landing unit to the rotary wing aircraft, the remote control unit based on the measurement result by the distance measurement unit, The descending speed may be controlled.
  • the remote control unit acquires identification information of the rotary wing aircraft from the rotary wing aircraft approaching the landing unit, and the acquired identification information lands on the landing unit. If it matches the identification information of the rotorcraft that has obtained permission in advance, the rotorcraft will be remotely controlled to land on the landing section, and if it does not match, remote control will not be performed It may be.
  • an elevating mechanism capable of mounting a load received from the rotary wing aircraft landed on the landing portion, descending to a human living space, and rising to a position for receiving the load again. You may make it provide.
  • the rotor wing landing apparatus according to the present invention may be provided at a position higher than a human living space.
  • FIG. 2 is a sequence diagram of the entire system according to the embodiment.
  • the side view of the landing device which concerns on a modification.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a delivery system according to an embodiment of the present invention.
  • a rotary wing machine (hereinafter referred to as a drone) capable of carrying a load will be described as an example.
  • the drone 1 includes a rotor blade, a motor that rotates the rotor blade, a control device that controls these, a battery that supplies power to the rotor, a communication unit that performs wireless communication for remote control, and a GPS (Global Positioning System) as a positioning means
  • GPS Global Positioning System
  • the GPS system is a position acquisition means necessary for the drone 1 to fly autonomously to the destination, but instead of the GPS system, for example, based on beacon signals from a plurality of base stations arranged on the ground. It is also possible to fly by grasping its own position.
  • the warehouse 10 stores a large number of luggage 50 delivered by the drone 1.
  • the warehouse 10 is provided with a take-off device 11 for taking off in a state where the drone 1 is loaded with the load 50 (specifically, a state where the load 50 is suspended below the drone 1).
  • the warehouse control device 12 provided in the warehouse 10, the home control device 22 provided in the user home 20, and the management system 30 provided in the equipment of the administrator of this system are all CPUs (Central Processing Unit).
  • a computer having a memory, a mass storage device, a communication interface, and the like.
  • the management system 30 performs management related to the delivery of the package 50 by the drone 1.
  • the warehouse control device 12, the home control device 22, and the management system 30 are connected by a communication network 40 including a wired communication path or a wireless communication path, and can communicate with each other.
  • the warehouse control device 12 and the home control device 22 include a communication unit that performs wireless communication with the drone 1 for remote control.
  • the drone 1 loaded with the baggage takes off from the take-off device 11 and flies using the GPS system to the user's home 20 which is the delivery destination of the baggage. Then, when the drone 1 approaches the destination user's home, the drone 1's flight is changed from the self-contained navigation using the GPS system to the remote control by the landing device 21 and the home control device 22 installed in the user home 20. Can be switched. The drone 1 landed on the landing device 21 by remote control from the landing device 21 and the in-home control device 22, and after separating the luggage 50, returns to the warehouse 10 using the GPS system and landed on the take-off device 11. .
  • a route database (hereinafter referred to as DB) 3 a drone DB 32, and a weather DB 33 are stored.
  • DB route database
  • identification information assigned to each drone 1 the drone ID of the drone 1 that is in flight or scheduled to fly, and from the departure point of the drone 1 to the destination Is associated with the route data indicating the route.
  • the route data includes position data indicating each position on the route and a scheduled time when the drone passes the position.
  • the drone ID of each drone 1 is associated with the parcel ID assigned to the parcel 50 delivered by the drone 1, and is further mounted on the drone 1.
  • the battery attribute information such as the battery ID which is the identification information of the battery and the charge amount thereof is associated.
  • the package ID corresponding to the drone ID of the drone 1 that is or is scheduled to fly is blank.
  • the weather DB 33 includes, for example, meteorological data of each place supplied from, for example, the Japan Meteorological Agency.
  • the landing device 21 includes a landing portion where the drone 1 lands, and an elevating mechanism that conveys the cargo 50 separated from the drone 1 landing on the landing portion to the user's living space.
  • FIG. 4 is a plan view particularly when the landing part 210 is viewed from vertically above.
  • FIG. 4 is a view when movable plates 215a, 215b, and 215c described later take the second posture.
  • the shape of the landing portion 210 when viewed from above is a rectangular area larger than the upper limit size of the luggage 50.
  • a plurality (three in this case) of infrared cameras 211 provided on the upper surface of the landing unit 210 are imaging units that capture images vertically above the landing unit 210.
  • the home control device 22 recognizes the position of the drone 1 with respect to the landing unit 210 based on the captured image, and remotely controls the drone 1 via the communication unit so that the drone 1 lands on the landing unit 210 based on the recognition result. To do.
  • the in-home control device 22 performs remote control of the drone 1 based on the captured images of a plurality (here, two) of infrared cameras 211 arranged near the edge of the landing unit 210 and on a rectangular diagonal. That is, the infrared camera 211 and the home control device 22 function as a position recognition unit that recognizes the position of the drone 1 with respect to the landing unit 210 based on the imaging result of the infrared camera 211. Further, the in-home control device 22 and the communication unit serve as a remote control unit that remotely controls the drone 1 so that the drone 1 that does not have an imaging function land on the landing unit 210 based on the recognition result by the position recognition unit. Function.
  • the drone 1 side does not autonomously land on the landing device 21, but the drone 1 is remotely controlled from the landing device 21 side. Therefore, the drone 1 side has an imaging function for flight control. It is not necessary to have. Also, drones that use the GPS system to recognize their position and land by flying to their destination themselves, for example, when automatic landing is difficult in environments where GPS signals are difficult to reach, such as valleys of buildings However, in the present embodiment, automatic landing is facilitated even in such an environment by performing remote control from the landing device 21 side during landing.
  • a distance measuring unit 213 provided on the upper surface of the landing unit 210 measures the distance between the drone 1 and the landing unit 210.
  • the in-home control device 22 controls the descending speed of the drone 1 based on the measurement result by the distance measuring unit 213. If this distance measuring unit 213 is provided on the drone side, there is a possibility that the distance from the drone to the obstacle near the landing unit 210 may be measured by mistake, but the landing unit 210 includes the distance measuring unit 213. In such a case, the possibility of such erroneous measurement is small.
  • the distance measurement unit 213 may measure the distance from the landing unit 210 to a nearby structure such as an electric wire, for example. In such a case, the influence of the structure is affected when the landing device 21 is installed. The setting and registration to be excluded may be performed on the distance measurement unit 213. *
  • An image captured by the camera 214 is provided to a display device (not shown) of the user home 20 via a communication line, or is carried by a user living in the user home 20 via the home control device 22 and the communication network 40. Or provided to a terminal (not shown) or a display device (not shown) of the management system 30. Thereby, the user or the operator of the management system 30 can visually confirm the landing of the drone 1. At this time, since the camera 214 captures an image vertically above the landing device 21, that is, a direction toward the sky, there is little possibility that an image that causes a problem of portrait rights or privacy is captured.
  • Movable plates 215a, 215b, and 215c as movable members are provided on the sides of the landing portion 210 in three directions (a direction away from a cylinder 230, which will be described later, and two directions orthogonal to the direction away from the cylinder 230).
  • the movable plates 215 a, 215 b, and 215 c are attached so that their vertically lower ends are rotatable with respect to the three side ends of the landing portion 210.
  • These movable plates 215a, 215b, and 215c are controlled in the home control device 22 in a first posture that extends vertically upward from the periphery of the landing portion 210 and in a direction that extends further outward from the periphery of the landing portion 210. It is possible to take an extended second posture.
  • FIG. 5A is a side view of the movable plates 215a, 215b, and 215c when viewed from the direction of arrow A in FIG. 4 when the first posture is taken
  • FIG. 5B is a movable type. It is a side view when it sees from the arrow A direction of FIG. 4 when plate 215a, 215b, 215c takes a 2nd attitude
  • the movable plates 215a, 215b and 215c take the second posture (FIGS. 4 and 5B).
  • the landing portion 210 as a whole has a funnel shape that spreads upward, making it easier to receive the load 50 mounted on the drone 1.
  • the movable plates 215a, 215b, and 215c take the first posture (FIG. 5C), and the load 50 falls due to a gust of wind or the like. It functions as a means to prevent this.
  • the movable plates 215a and 215c approach the center of the landing portion 210 along the groove 216 (see FIG. 4) under the control of the home control device 22. As a result, the load 50 is pushed toward the center of the landing portion 210 and is positioned at the substantially central portion of the landing portion 210 (FIG. 5D).
  • the landing unit 210 is provided in an opening / closing mechanism that opens and closes with respect to the cylindrical body 230 protruding vertically upward from the top floor of the user's home 20. More specifically, a landing portion 210 is formed in a portion that becomes an inner side when the opening / closing mechanism is closed (FIG. 6A), and when the opening / closing mechanism is opened, the landing is performed at a position where the upper space is opened. The portion 210 is in a horizontal posture (FIG. 6B).
  • the opening / closing mechanism Since the opening / closing mechanism is closed during a period other than when the drone 1 is landing, the rubber parts and the like constituting the landing portion 210 are shielded from ultraviolet rays and the like, and their deterioration is suppressed. Further, if the cylinder 230 is provided with a ventilation door or a ventilation fan, a temperature rise at a time when the temperature is high can be minimized, and deterioration of various parts constituting the landing device 21 can be suppressed. Further, since the infrared camera 211, the light 212, the camera 214, the distance measuring unit 213, and the like are accommodated in the cylindrical body 230 during a period other than when the drone 1 is landed, they are not affected by rainfall or snowfall. Further, since the opening / closing mechanism is opened only when the drone 1 is landed, the landing device 21 can be continuously operated in light snowfall. In addition, a delivery service can be received even during heavy snow, which is not possible with conventional shipping methods.
  • the two fork members 221 that are extendable and retractable provided in the cylindrical body 230 extend to the two grooves 217 (FIG. 4) provided in the landing portion 210 and are respectively inserted into the grooves 217 ( FIG. 6 (c)). Then, the two fork members 221 contract in a state where the load 50 is slightly lifted vertically upward, and the load 50 is pulled into the cylindrical body 230 (FIG. 6D). The fork member 221 is lowered to the living space of the user U by the elevating mechanism 220 with the load 50 mounted (FIG. 6D). The elevating mechanism 220 can be raised to the altitude at which the load 50 is received from the drone 1 again. It is.
  • the landing section is installed in the user's yard, for example, contact between children and animals and the landing section, luggage theft, obstacles such as trees and electric wires during take-off and landing, and drone caused by garbage rolled up during landing Problems such as damage (mainly motor failure) can be considered.
  • the landing part 210 is provided at a position higher than the human living space, such a problem can be solved.
  • FIG. 7 is a sequence diagram of the entire system according to the present embodiment.
  • the management system 30 receives a delivery request from, for example, a shopping site used by the user (step S11).
  • This delivery request includes a package ID, a user ID, location data of the warehouse where the package is located, location data of the user's home 20 to which the package is delivered, and the like.
  • the management system 30 refers to the drone DB 32, the weather DB 33, the map DB (not shown), etc., determines the drone 1 used for delivery, calculates the route data, and based on these contents, the route DB 31 and the drone DB 32 are determined. Update. Then, the management system 30 transmits a delivery notification to the home control device 22 corresponding to the user ID (step S12).
  • This delivery notification includes a product ID, a user ID, a drone ID, a scheduled date and time when the drone 1 arrives at the user home 20, and the like.
  • the home control device 22 performs output processing such as displaying information included in the received delivery notification on a display device in the user home 20 or transmitting the information to the user's mobile terminal and displaying the information on the mobile terminal (see FIG. Step S13).
  • the home control device 22 returns a response to that effect to the management system 30 (step S14).
  • the management system 30 transmits delivery information including a product ID, a user ID, a drone ID, route data, and the like to the in-warehouse control device 12 having the package to be delivered (step S15).
  • delivery information including a product ID, a user ID, a drone ID, route data, and the like
  • the warehouse control device 12 receives and stores it (step S16)
  • it returns a response to the management system 30 (step S17).
  • the drone 1 set by the worker of the warehouse 10 takes off from the takeoff device 11 with the luggage 50 suspended.
  • the drone 1 automatically navigates to the vicinity of the destination using the GPS system, and when entering the area within the threshold distance from the destination, the drone 1 transmits the drone ID wirelessly from the communication unit (step S18).
  • the communication unit receives the drone ID transmitted from the drone 1 approaching the landing unit 210
  • the in-home controller 22 receives the drone ID of the drone 1 for which the received drone ID has previously obtained permission to land on the landing unit 210. It is determined whether or not it matches (drone ID included in the delivery notification received in step S12).
  • the in-home control device 22 sends a signal to the drone 1 to switch from the autonomous navigation of the drone 1 to the remote control by the in-home control device 22, and the drone 1 to land on the landing unit 210. Is remotely controlled (step S19).
  • the received drone ID does not match the drone ID of the drone 1 that has been previously given permission to land on the landing unit 210 (the drone ID included in the delivery notification received in step S12). Does not perform remote control.
  • step S20 When the receipt of the package is completed by the procedure described with reference to FIG. 6 (step S20), the home control device 22 transmits a completion notification to the management system 30 (step S21). Upon receiving this, the management system 30 transmits a completion notification to the warehouse control device 12 (step S22).
  • [Modification] The above embodiment may be modified as follows.
  • [Modification 1] Landing device in a non-snowfall region
  • the landing device 21 described in the embodiment has a mechanism capable of withstanding a large-scale snowfall.
  • a landing device configured as shown in FIG. 8 is used. May be.
  • the landing section 240 is accommodated in a cylinder 250 that protrudes vertically upward in a chimney shape from the top floor of the user's home 20, and an opening / closing mechanism 260 is provided at the upper end of the cylinder 250.
  • the opening / closing mechanism 260 is closed during a period other than when the drone 1 is landing, and the opening / closing mechanism 260 is opened only when the drone 1 is landing.
  • the landing device can be continuously operated in light snowfall.
  • the cylinder body 250 may be provided with a ventilation door or a ventilation fan.
  • the opening / closing mechanism 260 is changed from the closed state (dotted line in the figure) to the open state (solid line in the figure).
  • the drone 1 lands on the landing unit 240 with the load suspended.
  • the landing unit 240 is lowered to the living space of the user U by the lifting mechanism.
  • the elevating mechanism can be raised to a height at which the baggage is received again from the drone 1.
  • the landing apparatus includes the opening / closing mechanism, and stores the landing portion in the internal space when the opening / closing mechanism is closed, and opens the space above the landing portion when the opening / closing mechanism is opened. May be. If the landing unit 240 is structured to reach the user directly in this way, the mechanism of the landing device is simplified, and the maintainability is improved such that the camera can be cleaned from the room.
  • This type of landing gear is suitable for an area (such as a villa) where a large amount of fallen leaves or the like is generated, for example, by appropriately performing an airtight treatment and snowfall countermeasure of the opening / closing mechanism 260.
  • a ventilation device or smoke exhaust device may be installed in the cylindrical body 230 of the landing device 21 so as to be used together with a ventilation system normally provided in a house or a smoke exhaust system in the event of a fire. . Thereby, the manufacturing cost of a house can be held down.
  • the smoke exhaust system of the landing device 21 is operated in conjunction with a fire alarm in the house to perform smoke exhaust when a fire occurs.
  • a drone for reporting / disaster observation may be dispatched to the location of the fire at the same time as the fire occurs. Since the landing device 21 is installed at a position higher than the living space, a higher smoke exhaust effect can be expected than when the landing device 21 is installed in the living space.
  • Each landing apparatus 21 may be provided with a meteorological observation apparatus that observes meteorological data such as wind speed, wind direction, temperature, humidity, rainfall, visibility, and atmospheric pressure.
  • the home control device 22 transmits the weather data acquired by these weather observation devices to the management system 30.
  • the management system 30 accumulates meteorological data transmitted from the home control device 22 in the meteorological DB 33 in addition to a normal meteorological observation system held by the Japan Meteorological Agency or the like, for example, locally generated low pressure Etc. can also be expected to be identified.
  • the management system 30 may refer to the failure database that stores the cause of the drone 1 crash, for example, due to the aircraft, weather conditions, physical failure, system, etc. Good.
  • the management system 30 grasps detailed weather conditions by the weather observation device provided in the landing device 21, for example, it predicts the appearance of clouds that cause guerrilla heavy rain that occurs locally in urban areas, It can be expected that it will be grasped at the level of 1 minute before the start of the descent.
  • the user sets the emergency forecast level that he / she wants in the management system 30 in advance, and if there is a sudden change in weather in the area where the user is or the area where the landing device 21 is located, the user carries the emergency forecast level from the management system 30. You may make it give a warning to a terminal etc.
  • the landing device 21 is used for the package delivery service. However, even if the landing device 21 is provided as an emergency landing destination of a drone that is flying around. Good.
  • drone 1 makes an emergency landing, for example, in the suburbs, relatively safe shelters such as rivers and forests, or the roofs of large factories can be found, but it is difficult to secure such places in urban areas.
  • electric wires and pedestrians become obstacles, and lightning rods and human traffic need to be taken into consideration on the roof of the building.
  • the drone 1 detects a voltage drop of the battery, an abnormality of the motor, and the like, and when it is determined that it cannot reach the maintenance-possible landing facility, it sends an emergency signal wirelessly from the communication unit.
  • the landing gears 21 that have received the emergency signal, the landing gear 21 that is not scheduled to arrive by another drone transmits an acceptable signal.
  • the landing device 21 remotely controls the drone 1 in the same manner as in the embodiment, and makes the landing device 210 land.
  • the landing unit 210 includes a battery, a camera, an infrared camera, a distance measurement unit, a GPS, and a communication unit. This communication unit has a repeater function, and can communicate with the communication unit of another landing unit 210 within the communication range.
  • each landing unit 210 becomes a repeater and functions as a relay base for a drone equipped with support supplies or transmits information.
  • the landing device 21 is basically intended for a detached house, but is not limited thereto, and can be used in public facilities and temporary event venues.
  • a category 1 industrial drone is a drone specialized in specific work with advanced technology such as surveying, bridge inspection, pesticide application, disaster support, and filming. In addition to automatic flight using a comprehensive control system, manual flight by the operator's intention is also possible, but in general, entry into prohibited areas or areas not regulated by law is not permitted.
  • the category 2 aerial drone is a drone for the purpose of taking photographs / moving pictures, for example, and generally a route plan is applied before flight. This route plan can be confirmed in advance by a simulator. Even an aerial drone cannot be photographed in a photographing prohibited area, or image processing such as mosaic is entered.
  • the classification 3 delivery drone is a drone for the purpose of air transportation, and is responsible for air transportation of short-distance and lightweight luggage.
  • Extremely heavy loads are within the scope of industrial drones.
  • the user can set the departure point, destination, loading weight, arrival time, and the like.
  • the delivery drone is not equipped with a camera, thereby eliminating the possibility of a privacy breach. It automatically navigates to the vicinity of the landing device as a destination by GPS or beacon, communicates with the landing device near the landing device, and leaves the control to the landing device. The landing gear control is released when the vehicle enters a certain altitude after delivery.
  • Category 4 hobby drones are drones intended for hobby use and simple aerial photography. Although the GPS system is installed, automatic navigation is not allowed. Automatic go-home due to user's intention and control radio wave disruption is allowed.
  • FPV First Person View
  • the battery management system 30 may acquire and store various attribute information related to the battery of the drone 1 from the in-warehouse control device 12 or the like. Specifically, the charger connected to the warehouse control device 12 displays the battery ID, which is battery identification information, the battery charge amount, the current voltage, and the expected charge completion time via the communication network 40. Send to management system 30. The management system 30 stores the battery ID, the voltage change of the battery of the drone 1 in flight, and the battery charging status, and determines the deterioration status of each battery based on these.
  • Flight permission from the management system 30 is obtained.
  • the drone is loaded with luggage and set on the takeoff device.
  • 3 Final confirmation before takeoff (communication check between drone and takeoff device) is made.
  • 4 Random alphanumeric characters (example: A8u6IV684s) are displayed on the take-off device display screen.
  • the black box camera captures the display screen and sends random alphanumeric characters to the take-off device as character data.
  • Takeoff permission is issued to the drone when the random alphanumeric characters of both take off on the takeoff device side.
  • Delivery drones can be used for crimes by field personnel. For example, stealing a package in the middle, mounting another camera to voyeur the delivery destination, or attaching a bomb for terrorism. A camera is attached to the black box to prevent such crimes and to arrest the criminal. The initial check is performed to confirm that this camera is operating normally immediately before takeoff.
  • [Modification 10] Takeoff Device The procedure up to takeoff is as follows. Put the load 50 into the take-off part of the take-off device. The take-off device obtains the outside size from the barcode on the outer box of the luggage. The minimum required drone standard is selected from the measured actual weight. Estimate whether the baggage tilt occurs during flight by the tilt test. Check if there are any dangerous goods (explosives / sprayers) in the baggage. The tilt test is omitted for exclusive delivery of food and drinks. Instead, devise a special box to prevent inadvertent baggage bias in the sky.
  • Beacon base station
  • a base station with beacons will be installed for a certain distance to show the exact route to the drone and for safe operation.
  • the base station is installed by landing equipment, signals, street lamps, mobile base stations, power transmission lines, and the like.
  • the functions installed in the base station are as follows.
  • Location information latitude, longitude, elevation above sea level, installation height, ground height
  • Storage unit Anemometer, barometer, rain gauge, communication unit with sight gauge drone
  • Camera Drone 1 is connected to management system 30 via a base station Is done. The camera captures images of drones flying around and constantly monitors drones that are not permitted to fly.
  • Warning In the warning phase, indicate that drone terrorism may occur and instruct you to enter the building and close the window. Since warnings can be given to mobile terminals other than fixed landing gears, it is possible to respond to terrorism on the road.
  • Flight regulation Prohibit new flights of drones in specific areas. If necessary, land on the nearest landing gear by emergency landing. Drones secured by flight regulations can be temporarily borrowed as anti-terrorism aircraft.
  • Observation enhancement The landing device camera is operated, and an image taken immediately above is sent to the management system 30. The black box on the drone 1 is also released. As a result, an image from the delivery drone can also be sent to the management system 30, and block / interception using visual information can be performed.
  • 1 drone (rotary wing), 10 warehouse, 11 take-off device, 12 warehouse control device, 20 user home, 21 landing device (rotary wing landing device), 22 home control device, 30 management system, 31 route DB, 32 Drone DB, 33 weather DB, 211 infrared camera, 212 light, 213 distance measurement unit, 214 camera, 215 movable plate.

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Abstract

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

Description

回転翼機着陸装置
  本発明は、回転翼機が着陸するための着陸装置に関する。
　ドローン又はマルチコプターと呼ばれる小型で軽量の回転翼機は、主に空撮用途で利用されているが、このような用途以外にも、例えば荷物の配送などへの応用が考えられている。特許文献１には、回転翼機によって荷物を配送するためのシステムが開示されている。
米国特許出願公開第2015/0120094号明細書
  ところで、一般に、この種の回転翼機にはカメラが搭載されており、このカメラで撮像した画像に基づいて地形や建造物を認識して目的地に自動的に着陸することが可能である。しかしながら、空中から周囲の環境を自由に撮像可能だとすると、撮像された画像に含まれる人間の肖像権やプライバシーを適切に保護できない恐れがある。このため、撮像機能を有しない回転翼機の利用が望まれている。
  そこで、本発明は、撮像機能を持たない回転翼機を目的地へと着陸させるための仕組みを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は、回転翼機が着陸する着陸部と、前記着陸部に対する回転翼機の位置を認識する位置認識部と、前記位置認識部による認識結果に基づいて、撮像機能を有しない回転翼機が前記着陸部に着陸するよう、当該回転翼機を遠隔制御する遠隔制御部とを備えることを特徴とする回転翼機着陸装置を提供する。
　本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記着陸部を含む開閉機構を備え、前記開閉機構が閉じたときに内側となる部分に前記着陸部が形成されており、前記開閉機構が開いたときには、上方空間が開放された位置において前記着陸部が水平な姿勢となるようにしてもよい。
　本発明に係る回転翼機着陸装置において、開閉機構を備え、前記開閉機構が閉じたときには前記着陸部を内部空間に収容し、前記開閉機構が開いたときには、前記着陸部の上方空間を開放するようにしてもよい。
　本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記着陸部の周囲から鉛直上方に延びる第１の姿勢と、前記着陸部の周囲からさらに外側上方に向かって延びる第２の姿勢とを取ることが可能な可動部材を備え、前記開閉機構が閉じているときには、前記可動部材は前記第１の姿勢を取り、前記開閉機構が開いて回転翼機が前記着陸部に着陸するときには、前記可動部材は前記第２の姿勢を取るようにしてもよい。
　本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記可動部材は、前記着陸部に着陸した回転翼機から切り離された荷物に接触した状態で、当該荷物を当該着陸部の中心に近い位置へと移動させる方向に移動可能であるようにしてもよい。
　本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記位置認識部は、前記着陸部の複数の位置に設けられた撮像部を有し、当該撮像部による撮像結果に基づいて前記着陸部に対する回転翼機の位置を認識するようにしてもよい。
　本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記着陸部から回転翼機までの距離を計測する距離測定部を備え、前記遠隔制御部は、前記距離測定部による計測結果に基づき、回転翼機の下降速度を制御するようにしてもよい。
　本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記遠隔制御部は、前記着陸部に近づいた回転翼機から当該回転翼機の識別情報を取得し、取得した識別情報が、前記着陸部に着陸する許可を予め得ている回転翼機の識別情報と一致した場合には、回転翼機が前記着陸部に着陸するよう当該回転翼機を遠隔制御し、一致しない場合には遠隔制御を行わないようにしてもよい。
　本発明に係る回転翼機着陸装置において、前記着陸部に着陸した回転翼機から受け取った荷物を搭載して人間の居住スペースまで下降し、再び荷物を受け取る位置まで上昇することが可能な昇降機構を備えるようにしてもよい。
本発明に係る回転翼機着陸装置を人間の居住スペースよりも高い位置に設けてもよい。
本発明の一実施形態に係る配送システムの構成を示すブロック図。 同実施形態に係る航路ＤＢの一例を示す図。 同実施形態に係るドローンＤＢの一例を示す図。 同実施形態に係る着陸部の平面図。 同実施形態に係る着陸部の側面図。 同実施形態に係る着陸装置の側面図。 同実施形態に係るシステム全体のシーケンス図。 変形例に係る着陸装置の側面図。
発明の実施の形態
［実施形態］
  図１は、本発明の一実施形態に係る配送システムの構成を示すブロック図である。本実施形態では、荷物を搭載可能な回転翼機（以下、ドローンという）を例に挙げて説明する。ドローン１は、回転翼、回転翼を回転させるモータ、これらを制御する制御装置、これらに電力を供給するバッテリー、遠隔制御用の無線通信を行う通信部、測位手段としてのＧＰＳ（Global Positioning System）システム、及び自身の姿勢を把握するための水平器や各種センサ（いずれも図示略）などを備えているが、撮像機能を備える必要はない。なお、ＧＰＳシステムは、ドローン１が目的地まで自律的に飛行するために必要な位置取得手段であるが、ＧＰＳシステムに代えて、例えば地上に配置された複数の基地局からのビーコン信号を基に自身の位置を把握して飛行するものであってもよい。
　倉庫１０には、ドローン１によって配送される荷物５０が多数収容されている。この倉庫１０には、ドローン１が荷物５０を搭載した状態（具体的にはドローン１の下部に荷物５０を懸垂した状態）で離陸するための離陸装置１１が設置されている。
　倉庫１０に設けられた倉庫内制御装置１２、ユーザ宅２０に設けられた宅内制御装置２２、及び、本システムの管理者の設備に設けられた管理システム３０は、いずれもＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、大容量記憶装置及び通信インタフェースなどを備えたコンピュータである。管理システム３０は、ドローン１による荷物５０の配送に関する管理を行う。倉庫内制御装置１２、宅内制御装置２２及び管理システム３０は、有線通信路又は無線通信路を含む通信ネットワーク４０によって接続されており、相互に通信を行うことができるようになっている。また、倉庫内制御装置１２及び宅内制御装置２２は、ドローン１と遠隔制御用の無線通信を行う通信部を備えている。
　荷物を搭載したドローン１は、離陸装置１１から離陸して、ＧＰＳシステムを用いてその荷物の配送先であるユーザ宅２０を目的地として飛行する。そして、ドローン１が目的地であるユーザ宅に近づくと、ドローン１の飛行は、ＧＰＳシステムを用いた自立航法から、そのユーザ宅２０に設置された着陸装置２１及び宅内制御装置２２による遠隔制御に切り替えられる。ドローン１は、着陸装置２１及び宅内制御装置２２からの遠隔制御によって着陸装置２１に着陸し、荷物５０を切り離すと、その後は、ＧＰＳシステムを用いて倉庫１０に戻ってきて離陸装置１１に着陸する。
　管理システム３０の大容量記憶装置には、航路データベース（以下、データベースをＤＢという）３とドローンＤＢ３２と気象ＤＢ３３とが記憶されている。航路ＤＢ３１においては、図２に示すように、各ドローン１に割り当てられた識別情報であって、飛行中又は飛行予定のドローン１のドローンＩＤと、そのドローン１の出発地から目的地に至るまでの航路を示す航路データとが対応付けられている。航路データは、航路上の各位置を示す位置データと、その位置をドローンが通過する予定時刻とを含んでいる。ドローンＤＢ３２においては、図３に示すように、各ドローン１のドローンＩＤに、そのドローン１が配送する荷物５０に割り当てられた荷物ＩＤが対応付けられており、さらに、そのドローン１に搭載されているバッテリーの識別情報であるバッテリーＩＤやその充電量などの、バッテリーの属性情報が対応付けられている。飛行中又は飛行予定のドローン１のドローンＩＤに対応する荷物ＩＤはブランクである。気象ＤＢ３３には、例えば気象庁などから供給される各地の気象データが含まれている。
　着陸装置２１は、ドローン１が着陸する着陸部と、その着陸部に着陸したドローン１から切り離された荷物５０をユーザの居住スペースまで搬送する昇降機構とを備える。これら着陸部及び昇降機構のうち、図４は特に着陸部２１０を鉛直上方から見たときの平面図である。なお、図４は、後述する可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが第２の姿勢を取ったときの図である。
　鉛直上方から見たときの着陸部２１０の形状は、荷物５０の上限サイズよりも大きい矩形の領域である。着陸部２１０の上面に設けられた複数（ここでは３つ）の赤外線カメラ２１１は、それぞれ着陸部２１０の鉛直上方を撮像する撮像部である。宅内制御装置２２はこの撮像画像に基づいて着陸部２１０に対するドローン１の位置を認識し、その認識結果に基づいてドローン１が着陸部２１０に着陸するよう、通信部を介してドローン１を遠隔制御する。ドローン１が着陸直前（例えば着陸部２１０からの高度５０ｃｍ以下）となると、着陸部２１０の中心に近い赤外線カメラ２１１では視野角いっぱいに荷物５０が撮像されることになってしまい、ドローン１の位置を認識する精度が低下する。そこで、宅内制御装置２２は、着陸部２１０の縁に近く且つ矩形の対角線上に配置された複数（ここでは２つ）の赤外線カメラ２１１の撮像画像に基づいて、ドローン１の遠隔制御を行う。つまり、赤外線カメラ２１１及び宅内制御装置２２は、赤外線カメラ２１１の撮像結果に基づいて着陸部２１０に対するドローン１の位置を認識する位置認識部として機能する。また、宅内制御装置２２及び通信部は、上記の位置認識部による認識結果に基づいて、撮像機能を有しないドローン１が着陸部２１０に着陸するよう、そのドローン１を遠隔制御する遠隔制御部として機能する。
　このようにユーザ宅２０近辺においては、ドローン１側が自律的に着陸装置２１に着陸するのではなく、そのドローン１を着陸装置２１側から遠隔制御するので、ドローン１側に飛行制御用の撮像機能を備える必要がない。また、ＧＰＳシステムを用いて自らの位置を認識して自ら目的地まで飛行して着陸するようなドローンは、例えばビルの谷間のようなＧＰＳ信号が届きにくい環境においては自動着陸が困難となる場合があるが、本実施形態では、着陸時においては着陸装置２１側からの遠隔制御とすることにより、このような環境でも自動着陸が容易となる。
　着陸部２１０の上面に設けられた距離測定部２１３は、ドローン１と着陸部２１０との距離を測定する。宅内制御装置２２は、距離測定部２１３による計測結果に基づき、ドローン１の下降速度を制御する。仮にこの距離測定部２１３がドローン側に備えられていたとした場合、ドローンから着陸部２１０付近の障害物までの距離を誤って計測する可能性があるが、着陸部２１０が距離測定部２１３を備えている場合には、そのような誤計測の可能性が小さい。なお、距離測定部２１３が、例えば着陸部２１０から電線などの近辺構造物までの距離を計測する場合もあり得るが、そのような場合には、着陸装置２１の設置時にその構造物の影響を排除するような設定や登録を距離測定部２１３に対して行っておけばよい。　
　カメラ２１４が撮像した画像は、通信線を介してユーザ宅２０の表示装置（図示略）に提供されたり、或いは、宅内制御装置２２及び通信ネットワーク４０を介して、ユーザ宅２０に住むユーザの携帯端末（図示略）や管理システム３０の表示装置（図示略）に提供されたりする。これにより、ユーザや管理システム３０のオペレータは視覚的にドローン１の着陸を確認することが可能となる。このとき、カメラ２１４は、着陸装置２１の鉛直上方、つまり空に向かう方向を撮像するから、肖像権やプライバシーの問題になるような画像が撮像される可能性は小さい。
　着陸部２１０の三方向（後述する筒体２３０から遠ざかる方向と、その遠ざかる方向に直交する２方向）の辺には、可動部材としての可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが設けられている。可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは、その鉛直下方の端部が着陸部２１０の三辺の端部に対してそれぞれ回転可能に取り付けられている。これらの可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは、宅内制御装置２２の制御下で、着陸部２１０の周囲から鉛直上方に延びる第１の姿勢と、着陸部２１０の周囲からさらに外側上方に広がる方向に延びる第２の姿勢とを取ることが可能である。
　図５（ａ）は、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが第１の姿勢を取ったときに図４の矢印Ａ方向から見たときの側面図であり、図５（ｂ）は、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが第２の姿勢を取ったときに図４の矢印Ａ方向から見たときの側面図である。ドローン１の着陸時においては、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが第２の姿勢を取る（図４、図５（ｂ））。これにより、着陸部２１０全体が上方に広がった漏斗型の形状となり、ドローン１に搭載された荷物５０を受け入れやすくなる。
　一方、ドローン１から着陸部２１０へと荷物５０が切り離された状態では、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは第１の姿勢を取り（図５（ｃ））、突風などによって荷物５０が落下するのを防止する手段として機能する。荷物５０が切り離された後は、宅内制御装置２２の制御下で、可動式プレート２１５ａ，２１５ｃが溝２１６（図４参照）に沿って着陸部２１０の中央に近づく。これにより、荷物５０は着陸部２１０の中央に向って押され、着陸部２１０のほぼ中央部分に位置することになる（図５（ｄ））。
着陸部２１０は、図１，６に示すように、ユーザ宅２０の最上階から煙突状に鉛直上方に突出した筒体２３０に対して開閉する開閉機構に設けられている。より具体的には、開閉機構が閉じたときに内側となる部分に着陸部２１０が形成されており（図６（ａ））、開閉機構が開いたときには、上方空間が開放された位置において着陸部２１０が水平な姿勢となる（図６（ｂ））。ドローン１の着陸時以外の期間は開閉機構が閉じているため、着陸部２１０を構成するゴム部品等は紫外線等から遮断され、その劣化が抑制される。また、筒体２３０に換気扉や換気扇を備えておけば、気温が高い時期の温度上昇を最小限にすることができ、着陸装置２１を構成する各種部品の劣化を抑制することができる。また、赤外線カメラ２１１、ライト２１２、カメラ２１４、距離測定部２１３などは、ドローン１の着陸時以外の期間は筒体２３０内に収容されているので、降雨や降雪などの影響を受けない。また、ドローン１の着陸時のみ開閉機構が開くので、軽度の降雪なら着陸装置２１の連続運用が可能である。また、従来の発送方法では不通となる大雪時においても配送サービスが受けられる。
　図６において、着陸部２１０を構成する開閉機構が閉じているときは、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは第１の姿勢となっている（図６（ａ））。ドローン１の着陸時には、開閉機構が閉状態（図６（ａ））から開状態（図６（ｂ））となる。このとき可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは第２の姿勢となる。ドローン１は荷物５０を下部に懸垂した状態で着陸部２１０に着陸する。ドローン１から荷物５０が切り離されると、可動式プレート２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃは第１の姿勢となる。そして、筒体２３０内に設けられた、伸縮自在の２本のフォーク部材２２１が、着陸部２１０に設けられた２本の溝２１７（図４）へと延びてそれぞれその溝２１７に差し込まれる（図６（ｃ））。そして、２本のフォーク部材２２１が荷物５０を鉛直上方に少し持ち上げた状態で縮み、その荷物５０を筒体２３０内に引き込む（図６（ｄ））。フォーク部材２２１は荷物５０を搭載したまま昇降機構２２０によってユーザＵの居住スペースまで下降する（図６（ｄ）。この昇降機構２２０は、ドローン１から再び荷物５０を受け取る高度まで上昇することが可能である。
　仮に着陸部をユーザ宅の庭に設置したような場合には、例えば子供や動物と着陸部との接触、荷物の盗難、離着陸における樹木や電線等の障害物、着陸時に巻き上げたゴミによるドローンへのダメージ(主にモータ障害)などの問題が考えられる。一方、本実施形態では人間の居住スペースよりも高い位置に着陸部２１０が設けられているため、このような問題を解決することができる。なお、２階住戸の１階屋根には着陸部２１０を設置しないことが望ましい。なぜなら、１階屋根には２階窓から侵入が比較的容易であることから、ユーザが不必要に着陸部２１０に接近する可能性があるためである。
　図７は、本実施形態に係るシステム全体のシーケンス図である。まず、管理システム３０は、例えばユーザが利用するショッピングサイト等から配送依頼を受信する（ステップＳ１１）。この配送依頼には、荷物ＩＤ、ユーザＩＤ、荷物がある倉庫の位置データやその荷物の配送先となるユーザ宅２０の位置データなどが含まれている。
　管理システム３０は、ドローンＤＢ３２、気象ＤＢ３３、及び図示せぬ地図ＤＢなどを参照して、配送に使用するドローン１を決めて航路データを算出し、これらの内容に基づいて航路ＤＢ３１及びドローンＤＢ３２を更新する。そして、管理システム３０は、ユーザＩＤに対応する宅内制御装置２２に対して配送通知を送信する（ステップＳ１２）。この配送通知には、商品ＩＤ、ユーザＩＤ、ドローンＩＤ、ドローン１がユーザ宅２０に到着する予定日時などが含まれている。
　宅内制御装置２２は、受信した配送通知に含まれる情報をユーザ宅２０内の表示装置に表示させたり、ユーザの携帯端末に送信してこの携帯端末に表示させたりするなどの出力処理を行う（ステップＳ１３）。ユーザが携帯端末を操作するなどして、この配送通知に対して承諾の旨の入力を行うと、宅内制御装置２２は、その旨の応答を管理システム３０に返す（ステップＳ１４）。
　管理システム３０は、商品ＩＤ、ユーザＩＤ、ドローンＩＤ、航路データなどを含む配送情報を、配送対象の荷物がある倉庫内制御装置１２に送信する（ステップＳ１５）。倉庫内制御装置１２はこれを受信し記憶すると（ステップＳ１６）、管理システム３０に応答を返す（ステップＳ１７）。
　航路データが示す離陸予定日時が到来すると、倉庫１０の作業員によってセットされたドローン１が荷物５０を懸垂した状態で離陸装置１１から離陸する。ドローン１は、目的地近辺まではＧＰＳシステムを用いて自動航行し、目的地から閾値距離以内のエリアに入ると通信部から無線でドローンＩＤを発信する（ステップＳ１８）。宅内制御装置２２は、着陸部２１０に近づいたドローン１から発信されたドローンＩＤを通信部が受信すると、受信したドローンＩＤが、着陸部２１０に着陸する許可を予め得ているドローン１のドローンＩＤ（ステップＳ１２で受信した配送通知に含まれるドローンＩＤ）と一致するか否かを判断する。一致した場合には、宅内制御装置２２は、ドローン１に対してそのドローン１の自律航法から宅内制御装置２２による遠隔制御に切り替える旨の信号を発信し、着陸部２１０に着陸するようそのドローン１を遠隔制御する（ステップＳ１９）。一方、宅内制御装置２２は、受信したドローンＩＤが、着陸部２１０に着陸する許可を予め得ているドローン１のドローンＩＤ（ステップＳ１２で受信した配送通知に含まれるドローンＩＤ）と一致しない場合には遠隔制御を行わない。
　宅内制御装置２２は図６で説明した手順で荷物の受け取りが完了すると（ステップＳ２０）、管理システム３０に対して完了通知を送信する（ステップＳ２１）。管理システム３０はこれを受信すると、倉庫内制御装置１２に完了通知を送信する（ステップＳ２２）。
　以上に説明したように本実施形態によれば、撮像機能を持たないドローンを目的地へと着陸させることが可能となる。
［変形例］
  上記の実施形態を次のように変形してもよい。
［変形例１］非降雪地域における着陸装置
　実施形態で説明した着陸装置２１は大規模な降雪にも耐えうる機構であったが、非降雪地域では図８に示すような構成の着陸装置を用いてもよい。着陸部２４０は、ユーザ宅２０の最上階から煙突状に鉛直上方に突出した筒体２５０に収容されており、筒体２５０の上端には開閉機構２６０が設けられている。ドローン１の着陸時以外の期間は開閉機構２６０が閉じており、ドローン１の着陸時のみ開閉機構２６０が開くので、軽度の降雪なら着陸装置の連続運用が可能である。筒体２５０に換気扉や換気扇を備えておいてもよい。　図８において、ドローン１の着陸時には、開閉機構２６０が閉状態（図中点線）から開状態（図中実線）となる。ドローン１は荷物を懸垂した状態で着陸部２４０に着陸する。ドローン１から荷物が切り離されると、着陸部２４０は昇降機構によってユーザＵの居住スペースまで下降する。この昇降機構は、ドローン１から再び荷物を受け取る高さまで上昇することが可能である。
　このように、本発明に係る着陸装置は、開閉機構を備え、開閉機構が閉じたときには着陸部を内部空間に収容し、開閉機構が開いたときには、着陸部の上方空間を開放するものであってもよい。このように着陸部２４０がユーザに直接届くような構造にすれば、着陸装置の機構が単純になり、カメラなども室内から清掃可能となるなどメンテナンス性が向上する。この種の着陸装置は、開閉機構２６０の気密処置と降雪対策を適切に行うことにより、例えば落ち葉などが大量に発生するエリア（別荘地など）にも向いている。
［変形例２］住宅設備との併用
　着陸装置２１の筒体２３０に換気装置や排煙装置を設置し、住宅が通常備える換気システムや火災発生時の排煙システムと併用するようにしてもよい。これにより住宅の製造コストを抑えることができる。例えば着陸装置２１の排煙システムが宅内の火災報知器と連動して、火災発生時に排煙を行う。さらに、火災発生と同時に、通報・災害観測用のドローンをその火災発生場所に派遣するようにしてもよい。着陸装置２１は、居住スペースよりも高い位置に設置されるので、居住スペースに設置される場合よりも高い排煙効果が期待できる。
［変形例３］気象観測装置
　各着陸装置２１に、例えば風速、風向、温度、湿度、降雨、視界、気圧等の気象データを観測する気象観測装置を設置してもよい。宅内制御装置２２は、これらの気象観測装置によって取得された気象データを管理システム３０に送信する。管理システム３０は、気象庁などが保持する通常の気象観測システムに加え、これら宅内制御装置２２から送信されてきた気象データを気象ＤＢ３３に蓄積することで、例えば局地的に発生している低気圧なども識別することが期待できる。さらに、管理システム３０は、ドローン１の墜落原因を、例えば機体起因、気象条件起因、物理障害起因、システム起因等に区別して記憶した障害データベースを参照し、ドローン１の飛行可否判断を行ってもよい。
　管理システム３０は、着陸装置２１に設けられた気象観測装置により、細かな気象状況を把握しているので、例えば都市部では局所的に発生するゲリラ豪雨を降らせる雲の出現を予測したり、雨の降り出しの１分前というレベルで把握したりすることが期待できる。ユーザは、自身が求めるレベルの緊急予報レベルを事前に管理システム３０に設定しておき、ユーザが居るエリアや着陸装置２１があるエリアに天気の急変がある場合は、管理システム３０からユーザの携帯端末などに警告をだすようにしてもよい。
［変形例４］緊急着陸時における一時的利用
　実施形態では、荷物の配送サービスに着陸装置２１を用いていたが、周囲を飛行しているドローンの緊急着陸先として着陸装置２１を提供してもよい。ドローン１が緊急着陸する場合、例えば郊外では河川や林、或いは大きな工場の屋根など、比較的安全な待避場所が見つけられるが、都市部ではそのような場所の確保が困難である。道路などに降りる場合は電線や歩行者が障害になり、また、ビルの屋上では避雷針や人間の出入りを考慮する必要がある。そこで、ドローン１はバッテリーの電圧低下やモータの異常などを検出して、メンテナンス可能な着陸設備までたどり着けないと判断された場合には、通信部から無線で緊急信号を出す。その緊急信号を受信した着陸装置２１のうち、他のドローンの到着予定がない着陸装置２１は、受け入れ可能信号を発信する。ドローン１がその受け入れ可能信号を受信して応答すると、着陸装置２１は実施形態と同様にしてそのドローン１を遠隔制御し、着陸部２１０へと着陸させる。
［変形例５］携帯可能な着陸装置
　地震等の災害直後は、被害状況の確認を主な任務とする産業ドローンの利用が想定される。このような災害時に支援物資が必要と思われる場所（例えば役所や学校などの公共施設）に、実施形態における着陸部２１０に相当する着陸装置を、災害用のポータブル着陸装置として届けておいてもよい。これにより、ドローンによる支援物資の輸送が可能になる。この着陸部２１０は、バッテリー、カメラ、赤外線カメラ、距離測定部、ＧＰＳ、通信部を搭載している。この通信部はリピーター機能を有しており、通信範囲内にある他の着陸部２１０の通信部を通信可能である。このため、通信機能が失われた大規模災害時においても、各々の着陸部２１０がリピーターとなり、支援物資を搭載したドローンの中継基地として機能したり、或いは、情報を伝送する。
　なお、着陸装置２１は、基本的に戸建て住宅などを対象としていたが、これに限らず、公共施設や仮設のイベント会場でも利用することが可能である。
［変形例６］墜落時の対応
　例えば太陽嵐の発生により、全てのドローン１が一斉に墜落する可能性がある。このような場合にはドローン１に設けられたパラシュートが開いて軟着陸するようになっているが、さらに、地上に居る人間に対して上空から降下してくるドローン１があることを伝えるようにしてもよい。具体的には、パラシュートに笛を取り付けておき、ドローン１が落下するときの空気抵抗によりその笛から音が出るようにしてもよい。
［変形例７］カメラ搭載ドローンの近接警報
　実施形態で説明したドローン１は撮像機能を搭載しないので、日常的に飛んでいてもプライバシーを侵害することはない。一方、現実には、撮像機能（カメラ）を搭載したドローンも一定数飛行していることから、着陸装置２１にこの種のカメラ搭載ドローンが近づいた場合には、ユーザに対して警報を出すようにしてもよい。以下の表はドローンの分類の一例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記表の各項目の意味は以下のとおりである。
総合管制 :総合管制システムからの離陸・航路・回避などの指示により飛行する機能の有無（◎：必ず有る、○：有ることが多い、×：無し、以下同様）
カメラ ：カメラ搭載の有無
荷物運搬 ：荷物運搬機能の有無
手動操縦 ：ユーザの意思により航路を変更する機能の有無
自動飛行 ：ユーザの意思を反映した航路を自律航法で飛行する機能の有無
近接計測 ：電線や樹木の位置をリアルタイムで取得して、自動で接触を回避する機能の有無　
緊急着陸：非常時に着陸装置を着陸場所として利用する機能の有無
近接警報：着陸装置に近づいてきているときに警報が出される対象となるドローンかどうか（◎：必ず警報が出されるドローン、○：警報が出されることが多いドローン、×：警報が出されないドローン）
　分類１の産業ドローンとは、例えば測量・橋梁検査・農薬散布・災害支援・映画撮影など、高度な技術を有する特定業務に特化したドローンである。総合管制システムを用いた自動飛行のほか、操縦者の意思による手動飛行も可能であるが、一般には飛行禁止区域や法規の規制外エリアには入り込むことは許可されない。
　分類２の空撮ドローンとは、例えば写真・動画の撮影を目的としたドローンであり、一般に、飛行前に航路計画が申請される。この航路計画は、事前にシミュレータにて確認可能である。空撮ドローンであっても、撮影禁止エリアにおいては撮影できないか、もしくは、モザイクなどの画像処理が入る。
　分類３の配送ドローンとは、空輸を目的としたドローンであり、短距離且つ軽量な荷物の空輸を受け持つ。極端に重い荷物は産業ドローンの適用範囲となる。ユーザが設定できるのは、出発地・目的地・積載重量・着時刻などである。配送ドローンには、カメラは搭載されず、これにより、プライバシー侵害の可能性を排除する。目的地となる着陸装置付近までは、ＧＰＳやビーコンにより自動航行し、着陸装置直上付近にて、着陸装置と通信を行い、管制を着陸装置に任せる。荷物の受け渡し後に一定高度に入った段階で、着陸装置の管制は解除される。
　分類４のホビードローン とは、ホビー用途や簡易的な空撮を目的としたドローンである。ＧＰＳシステムは搭載されるものの、自動航行は認められない。ユーザの意思とコントロール電波途絶による自動ゴーホームが認められる。ＦＰＶ（First Person View） 、つまり空撮中の画像を地上のモニターによってリアルタイムで確認することはできるが、その見通し距離は１００ｍ程度に制限される。専用の周波数を割り当てることにより、着陸装置からホビードローンの存在を察知することが可能である。
［変形例８］バッテリー
　管理システム３０は、ドローン１のバッテリーに関する様々な属性情報を倉庫内制御装置１２等から取得して記憶するようにしてもよい。具体的には、倉庫内制御装置１２に接続された充電器が、通信ネットワーク４０を介して、バッテリーの識別情報であるバッテリーＩＤ、バッテリーの充電量、現在の電圧、予想される充電完了時刻を管理システム３０に送る。管理システム３０は、バッテリーＩＤ、飛行中のドローン１のバッテリーの電圧変化、バッテリーの充電の状況を記憶しており、これらを基に個々のバッテリーの劣化の状況を判断する。
［変形例９］ブラックボックス
ホビードローン以外は、ブラックボックスの搭載が義務となる。暴走・墜落時の事後的な原因の究明と、犯罪行為の抑止のためである。ブラックボックスには、以下の情報が一定時間記録される。
ドローンの位置データ(緯度・経度・高度。事故後に飛行再現が可能なレベル)
ドローンに搭載されたカメラの画像データ（直上、直下を含む３６０°)
ドローンにおけるバッテリー搭載履歴　
ドローンに搭載されたバッテリーの電圧変化
ドローン飛行中のモータ回転数変化
　配送ドローンにはカメラを搭載しないことが原則であるが、ブラックボックス用のカメラについてはこの原則の例外として、搭載するようにしてもよい。このカメラの画像は、事故発生以外は外部に出されることはない。
　ブラックボックス搭載カメラは飛行前に以下の手順でイニシャルチェックがなされる。
１　管理システム３０からの飛行許可が下りる。　
２　ドローンが荷物を搭載して離陸装置にセットされる。
３　離陸前の最終確認が(ドローンと離陸装置との通信チェック)がなされる。
４　離陸装置側の表示画面にランダム英数字(例:A8u6IV684s)が表示される。
５　ブラックボックスのカメラが上記表示画面を撮像し、ランダム英数字を離陸装置に文字データとして送信する。
６　離陸装置側で両者のランダム英数字が一致した場合は、ドローンへ離陸許可が出される。
　配送ドローンは、現場の人員により犯罪に用いられる可能性がある。例えば荷物を途中で盗むとか、別のカメラを搭載して配送先を盗撮するとか、爆弾を取りつけてテロに用いるなどである。このような犯罪の抑止力と犯人逮捕の為に、ブラックボックスにカメラが取りつけられている。離陸直前にこのカメラが正常動作している確認を取るべく、上記のイニシャルチェックが行われる。
［変形例１０］離陸装置
　離陸までの手順は以下のとおりである。荷物５０を離陸装置の荷受け部分に入れる。離陸装置では、荷物の外箱のバーコードから外寸サイズを取得する。計測された実測重量から、必要最低限のドローン規格を選定する。傾きテストにて、飛行時の荷物傾きが発生するかを推測する。荷物内に危険物(爆発物・噴霧器)などが無いかを確認する。飲食物などの専用配送の場合は、傾きテストを省略する。その代わりに、専用の箱を考案し、上空での不用意な荷物の偏りを防ぐ。
［変形例１１］航路
　配送ドローンは、以下の航路を飛行する。
公道、河川直上：上空権の関係から、ドローンは公道と河川直上を自動車と同じ法則(左側通行と優先道路の関係)で飛行する。交差点では、飛行高度を航路図に示された値に維持して衝突を回避する。優先道路に合流する際は、管理システム３０側と連携して、近接するドローンを確認しつつ、ドローン搭載のセンサにより衝突なく合流する。
指定された航路：第三者の私有地の直上でも、航路は飛行可能とする。主に、道路直上では非合理な場合に事前に設定する。地権者の許可などを取り航路として設定する。
配送先の私有地：第三者の私有地の直上でも、航路は飛行可能とする。
［変形例１２］ビーコン(基地局)
　ドローンに正確な航路を示すためと安全運航の為に一定距離間にビーコンを搭載する基地局が設置される。基地局は、着陸装置・信号・街灯・携帯基地局・送電線などが設置場所となる。基地局に搭載される機能は、以下のとおりである。
位置情報（緯度・経度・海抜高・設置高・地盤高）の記憶部
風速計、気圧計、降雨計、視界計
ドローンとの通信部
カメラ
　ドローン１は、基地局を介して管理システム３０と接続される。カメラは周囲を飛行しているドローンを撮像し、飛行許可の出ていないドローンを常時監視する。
［変形例１３］テロドローン対策
　システムにて管理されていない非合法ドローンにて発生する低空からのテロを防ぐようにしてもよい。ホビードローン以外は、システムにて位置と飛行目的は管理されているし、ホビードローンの場合も、ドローンが無線に用いる周波数帯をシステムで把握することにより大凡の数と位置を把握できる。
　各所に設置されるビーコンは、各種ドローンの稼働状況を観察している。このビーコン網に、特定の条件(速度・高度・移動範囲・ID)を満たすドローンが出現した場合は、管理システム３０に警告を発する。管理システム３０は、想定できるテロの規模により、以下のような防御方針をシステムに指示する。
警告：警告の段階においては、ドローンによるテロが発生する可能性があることを示し、建物内に入り窓を締め切るように指示する。警告は固定の着陸装置以外の携帯端末にも行えることから、旅先でテロに発生などという事にも対応可能である。
　飛行規制：特定エリアのドローンの新規の飛行を禁止する。必要な場合は、緊急着陸により最寄りの着陸装置に着陸する。飛行規制により確保したドローンは、テロ対策機として一時的に借り受ける事を可能とする。
　観測強化：着陸装置のカメラを稼働させ、直上を撮影した画像を管理システム３０に送る。ドローン１に搭載されているブラックボックスも解放する。これにより、配送ドローンからの画像も管理システム３０に送ることが可能になり、視認情報を用いたブロック・迎撃が可能になる。
　ブロック：　河川など、ドローンが墜落しても害が無い場所に各種ドローンを配備し、テロドローンの進行方向にドローンを浮遊させて飛行の邪魔（ブロック）をする。テロドローンに対して少数では、このブロック網を突破される可能性が高いことから、重要なブロックには多数のドローンを配備する。テロ側が飽和攻撃を用いても、稼働している配送ドローンは大量となることから、大きな防御効果が期待できる。
　迎撃：　重要エリアには、テロドローンを迎撃することを目的したドローンを配備する。事前に設定されている迎撃許可エリアにて、テロ機に近づいて電磁ノイズを発振し、テロドローンをその場で墜落させる。自機はパラシュートを展開して墜落する。
１　ドローン（回転翼機）、１０　倉庫、１１　離陸装置、１２　倉庫内制御装置、２０　ユーザ宅、２１　着陸装置（回転翼機着陸装置）、２２　宅内制御装置、３０　管理システム、３１　航路ＤＢ、３２　ドローンＤＢ、３３　気象ＤＢ、２１１　赤外線カメラ、２１２　ライト、２１３　距離測定部、２１４　カメラ、２１５　可動式プレート。

Claims (10)

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