JP2018146946A - 制御システム及び地図データのデータ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】飛行体の飛行を適切に制御することを可能とする技術を提供することを課題とする。【解決手段】３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、前記飛行路の飛行方向に対して前記飛行体が飛行するための領域である所定の空間領域を有していることをあらわす空間情報とを有し、前記空間情報は、前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造。【選択図】図１

Description

本発明は、飛行体の制御を行うことが可能な技術に関する。

地図データを用いて飛行体の飛行を制御する技術として、撮影対象を安全な飛行コースから撮影可能な空撮計画の立案を支援するために、相手方からの脅威の存在等が予測される空域を空域制限情報ＤＢとしてデータベース化して保持しておき、対象目標を空撮するにあたって飛行可能空域を算出する際に、まず対象目標を所定の条件で空撮することのできる撮影可能空域を算出した後に、この空域制限情報ＤＢに示された空域を進入制限が設けられた空域として撮影可能空域から除外する技術が存在する（特許文献１）。

特開２００８−２０３０９７号公報

本発明は、飛行体の飛行を適切に制御することを可能とする技術を提供することを課題とする。

本発明の一実施態様として、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、前記飛行路の飛行方向に対して前記飛行体が飛行するための領域である所定の空間領域を有していることをあらわす空間情報とを有し、前記空間情報は、前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造を提供する。

また、他の態様として、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、前記飛行体が前記飛行路の所定の位置から着陸可能な地上の退避領域の位置に関する情報を含む退避情報とを有し、前記退避情報は、前記退避領域と前記飛行路の所定の位置との対応がわかるように前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造を提供する。

また、他の態様として、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、地上に存在する地物に関する情報である地物情報とを有し、前記地物情報は、前記地物と前記飛行路の所定の位置との対応がわかるように前記飛行路情報と関係付けられている地図データのデータ構造を提供する。

また、他の態様として、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、３次元空間内において飛行体が所定区間を通行する際の難易度をあらわす情報及び前記所定区間のつながりをあらわす情報を有する経路探索用地図情報と、地上に存在する地物に関する情報である地物情報とを有し、前記経路探索用地図情報は、前記飛行路情報と関連付けられており、前記地物情報は、前記地物と前記飛行路の所定の位置との対応がわかるように前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造を提供する。

また、他の態様として、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、３次元空間内において飛行体が所定区間を通行する際の難易度をあらわす情報及び前記所定区間のつながりをあらわす情報を有する経路探索用地図情報とを有し、前記経路探索用地図情報は、前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造を提供する。

また、他の態様として、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、特定の飛行体の経路に対応した所定の認証情報を記憶するための格納部とを有し、前記格納部は、前記飛行路情報と対応付けられている地図データのデータ構造を提供する。また、他の態様として、制御部の処理に用いられ、記録部に記録された地図データのデータ構造であって、前記地図データは、３次元空間内において、線状につながりを有する所定の地物に沿って飛行体が飛行する飛行路をあらわす情報であって、前記地物のつながりをあらわす接続情報を含む飛行路情報を有し、前記飛行路情報は、前記制御部が、前記飛行体を前記所定の地物に沿って飛行させるために用いられる地図データのデータ構造を提供する。

実施形態１の飛行支援システムを説明するための図である。 実施形態１の地図データのデータ構造の概念を説明するための図である。 実施形態１の地図データのデータ構造の概念を説明するための図である。 実施形態１の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態１の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態１の飛行支援処理の動作フローを説明するための図である。 実施形態２の飛行支援処理の動作フローを説明するための図である。 実施形態３の飛行支援処理の動作フローを説明するための図である。 実施形態４の地図データのデータ構造の概念を説明するための図である。 実施形態４の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態５の地図データのデータ構造の概念を説明するための図である。 実施形態５の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態６の地図データのデータ構造の概念を説明するための図である。 実施形態６の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態６の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態６の飛行支援処理の動作フローを説明するための図である。 実施形態１０の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態１０の地図データのデータ構造の概念を説明するための図である。 実施形態１１の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態１１の地図データのデータ構造の概念を説明するための図である。 実施形態１１の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態１２の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態１２の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態１２の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。 実施形態１２の地図データのデータ構造の詳細を説明するための図である。

（実施形態１：図１〜図６）
図１は、実施形態１における制御システム１である。その制御システム１は、自動制御により３次元空間内を飛行する無人の飛行体２に搭載された制御装置３と、飛行体２の飛行を管理する管理サーバである管理装置４により構成されている。そして、制御装置３と管理装置４とは、無線通信により情報のやり取りを行う。

管理装置４は、サーバ通信部１０、サーバ制御部１１及び記録部１２を有する。

記録部１２は、経路探索処理、飛行体の位置特定、飛行体の誘導制御等に用いられる地図データ１３が記憶されている。なお、地図データ１３は、経路探索用地図情報１４、空間地図情報１５及び地物情報１６を有しており、経路探索用地図情報１４は、経路探索に必要な情報であり、空間地図情報１５は、飛行体が３次元空間内の所定の経路を飛行するために必要な情報であり、地物データ１６は、地上に存在する地物に関する情報である。

サーバ制御部１１は、通信制御部２０、経路探索部２１及び監視部２２を含み、図示していないプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。サーバ制御部１１のＣＰＵは、ＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出して、ＲＡＭに展開して実行することで、各種プログラムに関する機能を実現する。なお、通信制御部２０、経路探索部２１及び監視部２２は、プログラムによって実現される機能である。

サーバ通信部１０は、制御装置３との情報のやり取りを行うために情報を送信したり、受信する機能を有する。通信制御部２０は、制御装置３に対してサーバ通信部１０を介して地図データ１３の送信を行う制御を行う。経路探索部２１は、地図データ１３の経路探索用地図情報１４及び/又は空間地図情報１５を用いて経路探索処理を実行する。監視部２２は、３次元空間内を飛行体が適切に飛行しているかを監視する制御を行う。

制御装置３は、飛行体２に搭載され、情報制御部３０、飛行体通信部３１、入力部３２、周辺情報取得部３３及び飛行体制御部３４を有する。情報制御部３０は、通信制御部４０、位置特定部４１及び誘導部４２を含み、図示していないプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。情報制御部３０のＣＰＵは、ＲＯＭに格納された各種プログラムを読み出して、ＲＡＭに展開して実行することで、各種プログラムに関する機能を実現する。なお、通信制御部４０、位置特定部４１及び誘導部４２は、プログラムによって実現される機能である。

飛行体通信部３１は、管理装置４との情報のやり取りを行うために情報を送信したり、受信する機能を有する。入力部３２は、利用者から経路設定や飛行体誘導のための指示入力を受付ける。周辺情報取得部３３は、地上の建物、道路、公園等の地物の画像情報である飛行体２の周辺情報を取得するものであり、撮像を行うための撮像センサーを有する。

通信制御部４０は、管理装置４に対して飛行体通信部３１を介して地図データ１３の送信を要求したり、飛行体通信部３１を介して管理装置４との通信状況を判断する制御を行う等の通信に関する制御を行う。位置特定部４１は、地物情報１６及び周辺情報取得部３３により取得された周辺情報から飛行体の位置を特定する。誘導部４２は、飛行体制御部３４が３次元空間内の所定の経路に沿って飛行するように飛行体を制御するための誘導情報を生成し、飛行体制御部３４に出力する。

飛行体制御部３４は、誘導情報等に基づき３次元空間内の所定の経路に沿って飛行するように飛行体を制御（待機、加速、減速、旋回、上昇、下降等）する。

なお、経路探索部２１を飛行体２の情報制御部３０における機能として発揮させ、かつ地図データ１３は、予め飛行体の制御装置３の記録部に記録される構成であっても良い。つまり、制御システム１は、制御装置３として飛行体２に全て搭載され、管理装置との通信を行わず、飛行体の制御装置３内の地図データ１３を用いて経路探索、飛行体の制御等を行う構成であっても良い。

図２は、本実施形態の地図データ１３のデータ構造の概念を説明するための図である。本実施形態においては、経路探索用地図情報１４は利用していない。１５は、空間地図情報であり、３次元空間内の特定の地点（以下、実施形態１乃至５において「特定地点」という。）に関するノード情報５０及び特定地点とその特定地点に隣接する他の特定地点との間の所定の区間（以下、実施形態１乃至５において「所定区間」という。）に関するリンク情報５１を有する。１６は、地上に存在する地物に関する情報である地物情報であり、具体的には、建物の形状をあらわす情報を含む建物地物情報５２、道路の形状をあらわす情報を含む道路地物情報５３及び空地の形状をあらわす情報を含む空地地物情報５４を有している。

ノード情報５０は、そのノード情報５０を識別するための識別情報、特定地点の位置をあらわすノード位置情報、飛行路の飛行方向に対して飛行体が飛行するための領域である所定の空間領域（以下、実施形態１乃至５において「空間領域」という。）を有していることをあらわす空間情報、ノード情報と地物情報とを関連付ける紐付情報、ノード情報のノード位置情報に対応する特定地点に対する、ノード情報５０に関連付けられている地物情報に対応する地物の方向及び距離に関する方向・距離情報及び飛行体が飛行路の所定の位置から着陸可能な地上の退避領域（例えば、空地が該当し、以下、実施形態１乃至５において「退避領域」という。）の位置に関する情報を含む退避情報を有する。また、特定の飛行体の経路に対応した所定の認証情報が格納されることになっている。なお、空間情報は、図３（Ａ）に示すように、径方向に所定の長さの情報を有し、球の空間領域を定義するようにしても良いし、図３（Ｂ）に示すように、縦方向及び横方向に所定の長さの情報を有し、断面の縦方向と横方向の長さが異なる直方体の空間領域を定義するようにしても良い。また、全てのノード情報５０において空間情報の値が同じであっても良いが、その位置が建物と建物の間である場合やその位置が両側に建物が存在しない場合等に応じて、あるノード情報５０における空間情報の値と別のノード情報５０における空間情報の値とを異なるようにして、飛行路内の位置に応じて空間領域の大きさが異なるように定義しても良い。

リンク情報５１は、そのリンク情報５１を識別するための識別情報、飛行路の飛行方向に対して飛行体が飛行可能な領域である所定の空間領域を有していることをあらわす空間情報、そのリンク情報に対応する所定区間を定義付ける特定地点とそれに隣接する他の特定地点に対応したノード情報５０、所定区間を通行する際の難易度をあらわすコスト情報及び所定区間内の所定の位置の情報である形状補間情報５５を有する。なお、空間情報は、図３（Ｃ）に示すように、径方向に所定の長さの情報を有し、円柱の空間領域を定義するようにしても良いし、図３（Ｄ）に示すように、縦方向及び横方向に所定の長さの情報を有し、断面の縦方向と横方向の長さが異なる直方体の空間領域を定義するようにしても良い。また、全てのリンク情報５１において空間情報の値が同じであっても良いが、その位置が建物と建物の間である場合やその位置が両側に建物が存在しない場合等に応じて、あるリンク情報５１における空間情報の値と別のリンク情報５１における空間情報の値とを異なるようにして、飛行路内の位置に応じて空間領域の大きさが異なるように定義しても良い。また、コスト情報は、３次元空間内の空域の安全度、電波強度及び気象条件等を考慮して算出された数値である。

以上のように、ノード情報５０のノード位置情報、並びにリンク情報５１のノード情報の識別情報及び形状補間情報５５により、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報（以下、実施形態１乃至４において「飛行路情報」という。）を構成している。また、ノード位置情報、空間情報及び退避情報は、同じ識別情報を持つノード情報の各々として管理されているとともに、リンク情報のノード情報の識別情報、形状補間情報５５及び空間情報は、同じ識別情報を持つリンク情報の各々として管理されているため、空間情報は飛行路情報と関連付けらており、また退避情報は、退避領域と飛行路の所定の位置との対応がわかるように飛行路情報と関連付けられている。そして、ノード情報５０に含まれる紐付情報によって、地物情報１６は、地物情報１６に対応する地物と飛行路の所定の位置との対応がわかるように飛行路情報と関連付けられている。

図４及び図５は、本実施形態の地図データ１３のデータ構造の詳細を説明するための図である。

図４は、空間地図情報１５のノード情報５０及びリンク情報５１の詳細を説明するための図である。ノード情報５０は、そのノード情報を識別するための識別情報、その特定地点の位置情報として３次元座標の情報であるノード位置情報、飛行路の飛行方向に対して飛行体が飛行可能な領域である所定の空間領域として飛行路の飛行方向に対して径方向の長さの情報である空間情報、ノード情報と地物情報とを関連付ける情報として、地物情報の識別情報である紐付情報、ノード情報のノード位置情報に対応する特定地点に対する、ノード情報に関連付けられている地物情報に対応する地物の方向及び距離に関する情報として、特定地点に対する地物の方位及びその方位における直線と特定地点と地物の形状の重心位置とを結ぶ直線とが為す角度の情報（方向情報）、並びに特定地点と地物の形状の重心位置とを結ぶ線分の長さの情報（距離情報）である方向・距離情報及び飛行体が飛行路の特定位置から着陸可能な地上の退避領域（例えば、空地）の位置に関する情報として、ノード情報のノード位置情報に対応する特定地点から着陸可能な退避領域の存在の有無を示す情報及び存在する場合にその退避領域の地物に対応する地物情報の識別情報である退避情報を有する。なお、地物情報は、形状情報（後述する）を有するため、当該地物の位置を特定することが出来る。また、地物情報には、特定の飛行体の経路に対応した所定の認証情報が格納されることになっている。

リンク情報５１は、そのリンク情報５１を識別するための識別情報、そのリンク情報５１に対応する所定区間を定義付ける特定地点とそれに隣接する他の特定地点に対応したノード情報の識別情報、飛行路の飛行方向に対して飛行体が飛行可能な領域である所定の空間領域を有していることをあらわす情報として、飛行路の飛行方向に対して径方向の長さの情報である空間情報、所定区間内の所定の位置の情報として３次元座標情報である形状補間情報及び所定区間を通行する際の難易度をあらわす情報として所定の数値情報であるコスト情報を有する。

図５は、地物情報１６の詳細を説明するための図である。地物情報１６は、その地物情報を識別するための識別情報、その地物の種別をあらわす種別情報及びその地物の形状をあらわすための複数の３次元座標情報である形状情報を有する。図５の例では、空地情報５４を一例として示したものであり、形状情報として、空地の四隅の座標の情報を有している。

図６は、上記の図３乃至５で説明した空間地図情報１５及び地物情報１６を含む地図データ１３を用いた制御装置３の情報制御部３０の飛行支援処理の動作フローを示す図である。なお、制御装置３は、情報制御部３０の一部の機能として経路探索部２１を有し、また情報制御部３０内の記録部に上記の地図データ１３を予め記録した構成である。つまり、本実施形態では、制御システム１は、制御装置３と管理装置４とで構成されるのではなく、制御装置３として飛行体２に全て搭載された構成である。

情報制御部３０は、空間地図情報１５の飛行路情報及び地物情報１６を用いて、飛行体２の位置を特定する（位置特定処理）とともに、空間地図情報１５の飛行路情報及び空間情報を用いて、出発地及び目的地に応じた経路探索処理による経路に沿って、空間領域内を飛行するように制御する（誘導処理）。また、情報制御部３０は、飛行体が地上に退避すべき状況になった場合、空間地図情報１５の飛行路情報及び退避情報を用いて、退避領域に着陸するように制御する（退避処理）。

以下で具体的に、経路探索処理、位置特定処理、誘導処理及び退避処理について説明する。

情報制御部３０（経路探索部２１）は、経路探索処理として以下の処理を行う。まず、操作者が入力部３２によって入力した現在地情報に対応する地物の地物情報１６と関連付けられているノード情報５０（以下、実施形態１乃至５において「出発地ノード情報」という。）をノード情報５０の紐付情報を用いて特定する（ステップＳ１０）。次に、操作者が飛行体の入力部３２を介して目的地を入力した場合、その目的地に対応する地物の地物情報１６と関連付けられているノード情報５０（以下、実施形態１乃至５において「目的地ノード情報」という。）をノード情報５０の紐付情報を用いて特定する（ステップＳ２０）。そして、リンク情報５１のコスト情報を利用して、出発地ノード情報から目的地ノード情報までの経路のコストが最小になる経路を探索することにより、経路情報が生成される（ステップＳ３０）。

情報制御部３０（位置特定部４１）は、位置特定処理として以下の処理を行う。周辺情報取得部３３を用いて、そこから地上方向の画像を取得するように制御する。そして、３次元空間内の飛行体の現在地に最も近いノード位置情報を有するノード情報５０の紐付情報を用いて、関連付けられた地物情報１６を特定する。地物情報１６の形状情報を用いて、地物情報１６と取得した画像とのパターンマッチングを行い、その画像内から地物情報１６に対応する地物を特定し、その画像内のおける地物の位置関係、地物情報から得られる地物の位置情報（形状情報）、及び方向・距離情報を用いて飛行体の位置（現在地）を特定する（ステップＳ４０）。ＧＰＳ信号を用いて位置特定をする場合、ＧＰＳ信号の位置情報の精度にばらつきがあり、正確な位置特定をすることが出来ないが、以上のような位置特定処理を行うことにより、正確な位置特定が可能となる。

情報制御部３０（誘導部４２）は、誘導処理として以下の処理を行う。まず、ノード情報５０の方向・距離情報を用いて、飛行体が出発地ノード情報に対応する特定地点に向かって飛行するように制御する。次にステップＳ４０の位置特定処理によって特定された飛行体の位置から、飛行体が経路（ステップＳ３０による経路）上に存在するノード情報５０のノード位置情報及びリンク情報の形状補間情報からなる座標点列に沿うとともに、その座標点列を中心にして、半径が空間情報の値である円柱形状の範囲内（以下、実施形態１乃至５において「円柱範囲内」という。）になるように移動するように制御するための誘導情報を生成し、飛行体制御部３４に出力する（ステップＳ５０）。そして、ステップＳ４０の位置特定処理及びステップＳ５０の誘導処理を繰り返し行うことにより、飛行体は目的地ノード情報に対応する特定地点まで誘導される。飛行体が当該特定地点まで到達すると、目的地に対応する地物の方向・距離情報を用いてその地物の方向に飛行体を誘導する。以上のように空間情報を用いることにより、飛行体が円柱範囲内を飛行しているのか否かを判断することが出来、飛行体が円柱範囲内を飛行していない場合、飛行体に何らかの異常（例えば、故障等）が生じたことの把握が可能となる。

情報制御部３０（誘導部４２）は、退避処理として以下の処理を行う。ステップＳ４０の位置特定処理及びステップＳ５０の誘導処理を繰り返し行っているときに、飛行体が円柱範囲内から外れたことを認識した場合、飛行体の位置から経路上の最も近い退避情報「有」を有するノード情報に対応する特定地点まで誘導するように誘導情報を生成し、飛行体制御部３４に出力する。飛行体がその特定地点まで到達すると、その特定地点に対応するノード情報５０の退避情報（地物情報の識別情報）からどこの地物に退避すれば良いかを判断し、方向・距離情報を用いてその地物の方向に飛行体を誘導するとともに、地物情報１６の形状情報を用いて、飛行体がその地物の形状内に着陸するように制御する（ステップＳ６０）。以上のような退避処理をすることにより、飛行体に何らかの異常（例えば、故障等）が生じていてもそのまま飛行させ続けるといったことをさせず、直ぐに安全な領域（退避領域）に飛行体を着陸させることが可能となる。

（実施形態２：図７）
図７は、上記の図３乃至５で説明した空間地図情報１５及び地物情報１６を含む地図データ１３を用いた管理装置４のサーバ制御部１１と制御装置３の情報制御部３０の飛行支援処理の動作フローを示す図である。なお、本実施形態では、制御システム１は、制御装置３と管理装置４とで構成されている。

情報制御部３０は、空間地図情報１５の飛行路情報及び地物情報１６を用いて、飛行体の位置を特定する（位置特定処理）とともに、空間地図情報１５の飛行路情報及び空間情報を用いて、出発地及び目的地に応じた経路探索処理による経路に沿って、空間領域内を飛行するように制御する（誘導処理）。そして、情報制御部３０は、飛行体が地上に退避すべき状況として、飛行体が飛行経路から所定値以上ずれた場合であって、管理装置と制御装置との通信状況が所定の状況よりも悪化した場合、空間地図情報１５の飛行路情報及び退避情報を用いて、退避領域に着陸するように制御する（退避処理）。また、飛行体が飛行経路から所定値以上ずれた場合であって、管理装置と制御装置との通信状況が所定の状況よりも悪化していないとき、管理装置から受信した新たな飛行経路に基づき飛行体が前記飛行路を飛行するように制御する（再経路探索処理）。

以下で具体的に、経路探索処理、位置特定処理、誘導処理、退避処理及び再経路探索処理について説明する。

サーバ制御部１１（経路探索部２１）は、経路探索処理として以下の処理を行う。まず、制御装置の操作者が入力部６を介して入力し、送信（ステップＳ１１０）された現在地情報及び目的地情報を受信するとともに、出発地ノード情報をノード情報５０の紐付情報を用いて特定する。次に、目的地ノード情報をノード情報５０の紐付情報を用いて特定する（ステップＳ１２０）。そして、リンク情報５１のコスト情報を利用して、現在地ノード情報から目的地ノード情報までの経路のコストが最小になる経路を探索することにより、経路情報が生成される（ステップＳ１３０）。経路情報が生成されると、その経路周辺の地図データ１３を制御装置に送信する（ステップＳ１４０）。

情報制御部３０（位置特定部４１）は、受信（ステップＳ１５０）した経路周辺の地図データ１３を用いて位置特定処理を行う（ステップＳ１６０）。処理の具体的な内容は、実施形態１の位置特定処理（ステップＳ４０）と同じである。

情報制御部３０（誘導部４２）は、受信（ステップＳ１５０）した経路周辺の地図データ１３を用いて誘導処理を行う（ステップＳ１７０）。処理の具体的な内容は、実施形態１の誘導処理（ステップＳ５０）と同じである。

情報制御部３０（誘導部４２）は、退避処理として以下の処理を行う。位置特定処理（ステップＳ１６０）で特定した飛行体２の位置が経路から所定距離以上離れているか否かを検知し（ステップＳ１８０）、所定距離以上離れている場合は、通信状況が所定値よりも悪化しているか否かを検知し（ステップＳ１９０）、通信状況が所定値よりも悪化している場合、退避処理を行う（ステップＳ２００）。処理の具体的な内容は、実施形態１の退避処理（ステップＳ６０）と同じである。

また、情報制御部３０（誘導部４２）は、再経路探索処理として以下の処理を行う。位置特定処理（ステップＳ１６０）で特定した飛行体２の位置が経路から所定距離以上離れているか否かを検知し（ステップＳ１８０）、所定距離以上離れている場合は、通信状況が所定値よりも悪化しているか否かを検知し（ステップＳ１９０）、通信状況が所定値よりも悪化していない場合、管理装置４のサーバ制御部２２に対して再経路探索要求を送信する（ステップＳ２１０）。その後、管理装置４からの再経路周辺の地図データを受信する（ステップＳ２２０）。

管理装置４側では、その経路探索要求により、サーバ制御部１１（経路探索部２１）は、再経路探索を行い、経路情報が生成される（ステップＳ２３０）。経路情報が生成されると、その再探索した経路周辺の地図データ１３を制御装置３に送信する（ステップＳ２４０）。飛行体が経路から大きく外れていない場合は、位置特定処理及び誘導処理を繰り返す（ステップＳ１８０）。

以上のような退避処理及び再経路探索処理をすることにより、飛行体２が経路から大きく外れた場合、通信状況が良好なときには再経路探索要求を行い、新しい経路に沿って飛行体が飛行出来るようにし、通信状況が悪いときには再経路探索要求が困難なため、直ぐに安全な領域（退避領域）に飛行体を着陸させることが可能となる。そして、以上の処理を飛行体２が目的地に到着するまで繰り返し行う（ステップＳ２５０）。

（実施形態３：図８）
図８は、上記の図３乃至５で説明した空間地図情報１５及び地物情報１６を含む地図データ１３を用いた管理装置４のサーバ制御部１１と制御装置３の情報制御部３０の飛行支援処理の動作フローを示す図である。なお、本実施形態では、制御システム１は、制御装置３と管理装置４とで構成されている。

制御装置３の情報制御部３０は、空間地図情報１５の飛行路情報及び地物情報１６を用いて、飛行体の位置を特定する（位置特定処理）とともに、空間地図情報１５の飛行路情報及び空間情報を用いて、出発地及び目的地に応じた経路探索処理による経路に沿って、空間領域内を飛行するように制御する（誘導処理）。また管理装置４のサーバ制御部１１は、出発地及び目的地に応じた経路探索処理を行うとともに、特定の飛行体２の経路に対応した所定の認証情報をノード情報５０の格納部及び特定の飛行体２に記憶するとともに、飛行中の飛行体２から受信した所定の認証情報に基づき、経路の所定の地点における飛行体２の通過を許可するか否かを監視する（監視処理）。

以下で具体的に、経路探索処理、位置特定処理、誘導処理、及び監視処理について説明する。

サーバ制御部１１（経路探索部２１）は、経路探索処理を行う。処理の具体的な内容は、実施形態１の経路探索処理（ステップＳ３０）と同じである（ステップＳ３００、ステップＳ３０２、ステップＳ３０４）。

サーバ制御部１１（監視部２２）は、監視処理として以下の処理を行う。まず、現在地・目的地情報を送信して来た特定の飛行体Ａの経路（ステップＳ３００、ステップＳ３０２、ステップＳ３０４による経路情報に基づく経路）に対応した認証情報（以下、実施形態３において「飛行体Ａの認証情報」という。）を生成する。そして、経路探索処理（ステップＳ３００、ステップＳ３０２、ステップＳ３０４）による経路情報に基づく経路沿いの特定地点に対応したノード情報５０の認証情報の格納部に、飛行体Ａの認証情報を記憶する。また、経路沿いの各々の特定地点を通過すべき時刻を生成し、サーバ制御部１１内に記憶する（ステップＳ３１０）。そして、その経路周辺の地図データ１３（ノード情報５０の認証情報の格納部には飛行体Ａの認証情報が格納されている）を制御装置に送信する（ステップＳ３２０）。

制御装置３の飛行体通信部３１を介して上記の経路周辺の地図データ１３を受信し、その地図データを制御装置３内に記録することにより、飛行体Ａに飛行体Ａの認証情報が記憶される。

制御装置３の情報制御部３０（位置特定部４１）は、受信（ステップＳ３３０）した経路周辺の地図データ１３を用いて位置特定処理を行う（ステップＳ３４０）。処理の具体的な内容は、実施形態１の位置特定処理（ステップＳ４０）と同じである。

制御装置３の情報制御部４０（誘導部４２）は、受信（ステップＳ３３０）した経路周辺の地図データ１３を用いて誘導処理を行う（ステップＳ３５０）。処理の具体的な内容は、実施形態１の誘導処理（ステップＳ５０）と同じである。

制御装置３の情報制御部３０（通信制御部４０）は、ステップＳ３４０の位置特定処理により位置特定した位置とノード情報５０の位置情報の位置とを比較して、経路上の特定地点を通過したことを判断する（ステップＳ３６０）度に、飛行体Ａの認証情報及びその特定地点に対応するノード情報５０の識別情報を管理装置４に送信する（ステップＳ３７０）。

管理装置４のサーバ制御部１１（監視部２２）は、飛行体Ａの認証情報及ぶノード情報５０の識別情報を飛行体Ａから受信し、飛行体Ａの認証情報及び上記のノード情報５０の識別情報と管理装置４の地図データ１３及びその特定地点を通過すべき時刻とを比較する ことにより、飛行体Ａがある特定地点に到着したこと、その特定地点に到着すべき時刻よりも早くないか否か及び何らかの影響（例えば、前方に他の飛行体が存在している等）により通過させることが好ましくない状況（以下、実施形態３において「影響状況」という。）でないか否かを監視する。（ステップＳ３８０）。

管理装置４のサーバ制御部１１（監視部２２）は、飛行体Ａがその特定地点に到達すべき時刻よりも早い場合又は影響状況の場合、認証結果として認証結果ＮＧの情報を送信し、飛行体Ａがその特定地点に到達すべき時刻よりも早くない場合であってかつ影響状況でない場合は、認証結果ＯＫの情報を送信する（ステップＳ３９０）。

制御装置３の情報制御部３０（通信制御部４０）は、受信した認証結果（認証結果ＮＧ又は認証結果ＯＫ）から認証結果の確認を行い（ステップＳ４１０）、認証結果が認証結果ＯＫであった場合は、飛行体Ａが目的地に到着しているか否かを判断する（ステップＳ４３０）。また、制御装置３の情報制御部３０（通信制御部４０）は、受信した認証結果（認証結果ＮＧ又は認証結果ＯＫ）から認証結果の確認を行い（ステップＳ４１０）、認証結果が認証結果ＮＧであった場合は、飛行体Ａが一定時間その場所で待機するように制御するための待機情報を生成し、飛行体制御部３４に出力する（ステップＳ４２０）。そして、認証結果ＯＫが確認（ステップＳ４１０）されるまで、待機情報を生成し、飛行体制御部３４に出力する。飛行体制御部３４は、待機情報により飛行体Ａをその場で待機するように制御する。そして、以上の処理を飛行体Ａが目的地に到着するまで繰り返す。以上のように監視処理（ステップＳ３８０、Ｓ３９０）を行うことにより、管理装置４側は、経路の所定の地点における飛行体Ａの通過を許可するか否かを監視する。

（実施形態４：図９〜図１０）
図９は、本実施形態の地図データ１３のデータ構造の概念を説明するための図である。本実施形態の地図データ１３は、実施形態１乃至３の地図データ（図２）に経路探索用地図情報１４が加わっている。また、経路探索用地図情報１４及び空間地図情報１５が関連付けされていることをあらわす関連情報６２を有していることにより、経路探索用地図情報１４は、飛行路情報と関連付けられている。

経路探索用地図情報１４は、特定地点に関するノード情報７０及び所定区間に関するリンク情報７１を有する。具体的には、ノード情報７０は、そのノード情報７０を識別するための識別情報、特定地点の位置をあらわすノード位置情報（座標の情報）等を有し、リンク情報７１は、そのリンク情報７１を識別するための識別情報、そのリンク情報に対応する所定区間を定義付ける特定地点とそれに隣接する他の特定地点に対応したノード情報の識別情報、所定区間を通行する際の難易度をあらわす情報として所定の数値情報であるコスト情報等を有する。以上のように、経路探索用地図情報１４は、３次元空間内において飛行体が所定区間を通行する際の難易度をあらわすとともに、その所定区間のつながりをあらわしている。なお、経路探索用地図情報１４のノード情報７０及びリンク情報７１は、空間地図情報１５のノード情報５０及びリンク情報５１よりも少ない。つまり、ある特定地点とそれに隣接する他の特定地点との間隔が、空間地図情報１５のそれよりも広くなっている。

また、関連情報６２は、図１０に示すように、その識別情報、経路探索用地図情報１４及び空間地図情報１５のノード情報の識別情報を有したものとなっている。それにより、識別情報Ｎ１０を有するノード情報７０と識別情報Ｎ３０、Ｎ３１、Ｎ３２及びＮ３３を有するノード情報５０とは、関連付けがされている。つまり、経路探索用地図情報１４は、飛行路情報と関連付けられている。なお、図９におけるノード情報５０及びノード情報７０の後ろの括弧書内の英数字は、識別情報を示している。

次に、上記の図９で説明した経路探索用地図情報１４、空間地図情報１５及び地物情報１６を含む地図データ１３を用いた情報制御部３０の飛行支援処理の動作について説明する。

情報制御部３０は、経路探索用地図情報１４を用いて経路の探索を行い（経路探索処理）、経路探索用地図情報１４と飛行路情報との関連付けを用いて飛行路情報において経路を特定し、飛行路情報及び地物情報１６を用いて、３次元空間内における飛行体の位置を特定するとともに、その経路を飛行するように制御する。

以下で具体的に、経路探索処理について説明する。情報制御部３０（経路探索部２１）は、経路探索処理として以下の処理を行う。本実施形態では、関連情報６２を用いることにより、出発地周辺及び目的地周辺においては、空間地図情報１５を用いて経路探索を行い、出発地周辺を過ぎた地点から目的地周辺に入るまでの地点の区間においては、経路探索用地図情報１４を用いて経路探索を行うようにする。

以下において、出発地周辺を過ぎた地点から目的地周辺に入るまでの地点の区間における処理について説明する。まず、経路探索用地図情報１４を用いて経路の探索を行い、その経路の探索により経路情報が生成される。経路探索用地図情報１４と空間地図情報１５との関連付けをしている関連情報６２を用いて、空間地図情報１５においてその経路を特定する。つまり、関連情報６２を用いて、空間地図情報１５に含まれるノード情報５０のうち、経路に含まれるノード情報７０と関連付けられているノード情報５０を特定する。この特定により、空間地図情報１５のうち、経路に含まれているノード情報５０及びリンク情報５１が特定される。

以上のように、経路探索用地図情報１４は、経路探索に特化しているとともに、空間地図情報１５よりもネットワークが疎であるため、経路探索処理の負荷軽減が図れる。なお、その他の具体的な飛行支援処理は、実施形態１（図６）、実施形態２（図７）及び実施形態３（図８）と同様な処理である。

（実施形態５：図１１〜図１２）
図１１は、本実施形態の地図データ１３のデータ構造の概念を説明するための図である。本実施形態の地図データ１３は、実施形態４の地図データ（図９）に高速用空間地図情報６０が加わっている。また、経路探索用地図情報１４、高速用空間地図情報６０及び空間地図情報１５（以下、本実施形態において「低速用空間地図情報１５」という。）が関連付けされていることをあらわす関連情報６３を有していることにより、経路探索用地図情報１４、低速用空間地図情報１５の飛行路情報（以下、本実施形態において「飛行路情報１」という。）及び高速用空間地図情報６０の飛行路情報（以下、本実施形態において「飛行路情報２」という。）と関連付けられている。なお、ノード情報５０のノード位置情報、並びにリンク情報５１のノード情報の識別情報及び形状補間情報５５により、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報１を構成し、ノード情報８０のノード位置情報、並びにリンク情報８１のノード情報８０の識別情報により、３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報２を構成している。

高速用空間地図情報６０は、実施形態１乃至３の地図データの空間地図情報（図４）と紐付情報及び方向・距離情報を有さない点を除き同様の構成である。なお、高速用空間地図情報６０のノード情報８０及びリンク情報８１は、低速用空間情報１５のノード情報５０及びリンク情報５１よりも少ない。つまり、ある特定地点とそれに隣接する他の特定地点との間隔が、低速用空間情報１５のそれよりも広くなっている。

また、関連情報６３は、図１２に示すように、その識別情報と経路探索用地図情報１４、高速用空間地図情報６０及び低速用空間地図情報１５のノード情報の識別情報を有したものとなっている。それにより、識別情報Ｎ１０を有するノード情報７０と識別情報Ｎ３０、Ｎ３１、Ｎ３２及びＮ３３を有するノード情報５０、Ｎ２０を有するノード情報８０は、関連付けがされている。つまり、経路探索用地図情報１４は、飛行路情報１及び飛行路情報２と関連付けられている。なお、図１１におけるノード情報５０、ノード情報７０及びノード情報８０の後ろの括弧書内の英数字は、識別情報を示している。

次に、上記の図１１で説明した経路探索用地図情報１４、高速用空間地図情報６０、低速用空間地図情報１５及び地物情報１６を含む地図データ１３を用いた情報制御部３０の飛行支援処理の動作について説明する。

本実施形態の飛行支援処理の動作において、実施形態４と異なる部分は、以下の処理であり、それ以外は実施形態４と同じである。

関連情報６２を用いて、低速用空間地図情報１５に含まれるノード情報５０及び高速用空間地図情報６０に含まれるノード情報８０のうち、経路に含まれるノード情報７０と関連付けられているノード情報５０及びノード情報８０を特定する。この特定により、高速用空間地図情報６０のうち経路に含まれているノード情報８０及びリンク情報８１、並びに低速用空間地図情報１５のうち経路に含まれているノード情報５０及びリンク情報５１が特定される。

また、関連情報６２を用いることにより、出発地周辺及び目的地周辺においては、低速用空間地図情報１５を用いて飛行体２を低速で飛行させ、その間の区間においては、高速用空間地図情報を用いて飛行体２を高速で飛行させるようにする。高速用空間地図情報６０は、低速用空間地図情報１５よりもネットワークが疎であるため、飛行処理の負荷軽減が図れる。

（実施形態６：図１３〜図１６）
図１３は、本実施形態の地図データ１３のデータ構造の概念を説明するための図である。本実施形態においては、経路探索用地図情報１４は利用していない。

１００は、実際の電線路をあらわしており、１０１は、送電線をあらわし、１０２は送電線１０１を支える送電鉄塔をあらわし、１０３は、電力施設内に設けられた飛行体２の着陸領域１０４をあらわしている。そして、着陸領域１０４には、給電設備が設置されている。

１５は、空間地図情報であり、３次元空間内において、電線及びその電線を支える複数の支持物とを含む電線路１００に沿って飛行体２が飛行する飛行路をあらわす情報であり、その支持物の設置地点に対応する位置情報とその複数の支持物のつながりをあらわす接続情報とを含む。具体的には、３次元空間内の支持物に対応する３次元空間内の特定の地点（以下、実施形態６乃至９において「特定地点」という。）に関するノード情報１１０及び特定地点とその特定地点に隣接する他の特定地点との間の所定の区間（以下、実施形態６乃至９において「所定区間」という。）に関するリンク情報１１１を有する。なお、電線には送電線１０１及び配電線が含まれ、支持物には送電鉄塔１０２及び電柱が含まれる。

１６は、地上に存在する地物に関する情報である地物情報であり、領域情報１２０と着陸情報１３０とを有する。

領域情報１２０は、電線路に沿って設けられた電線及び支持物を覆う３次元空間内の所定の領域をあらわす情報であり、具体的には、各々は向かい合う長方形の四隅の頂点の座標情報を持つ、直方体形状のポリゴンの情報である。なお、領域情報１２０があらわす領域の形状は、飛行体２が電線に近づくことを抑制することを可能とする形状であれば、他の形状であっても良い。

着陸情報１３０は、電力施設内に存在する飛行体が着陸する着陸領域に関する情報であり、具体的には、着陸領域１０４の形状をあらわす情報（正方形のポリゴンの情報）を含んでいる。なお、着陸領域１０４は、電力施設以外であっても良い。

ノード情報１１０は、そのノード情報１１０を識別するための識別情報、特定地点の位置をあらわすノード位置情報、飛行路の飛行方向に対して飛行体が飛行するための領域である所定の空間領域を有していることをあらわす空間情報、ノード情報１１０のノード位置情報に対応する特定地点に関連する領域情報１２０を示す領域関連情報及びノード情報１１０のノード位置情報に対応する特定地点に関連する着陸情報１３０を示す着陸関連情報を有する。また、特定の飛行体の経路に対応した所定の認証情報が格納されることになっている。なお、ノード位置情報は、支持物（図１３では送電鉄塔）から所定距離離れた位置の位置情報である。また空間情報は、図３（Ａ）に示すように、径方向に所定の長さの情報を有し、球の空間領域を定義するようにしても良いし、図３（Ｂ）に示すように、縦方向及び横方向に所定の長さの情報を有し、断面の縦方向と横方向の長さが異なる直方体の空間領域を定義するようにしても良い。

リンク情報１１１は、そのリンク情報１１１を識別するための識別情報、飛行路の飛行方向に対して飛行体が飛行可能な領域である所定の空間領域を有していることをあらわす空間情報、複数の支持物のつながりをあらわす接続情報である特定地点とそれに隣接する他の特定地点に対応したノード情報１１０、所定区間を通行する際の難易度をあらわすコスト情報を有する。なお、空間情報は、図３（Ｃ）に示すように、径方向に所定の長さの情報を有し、円柱の空間領域を定義するようにしても良いし、図３（Ｄ）に示すように、縦方向及び横方向に所定の長さの情報を有し、断面の縦方向と横方向の長さが異なる直方体の空間領域を定義するようにしても良い。また、コスト情報は、３次元空間内の空域の安全度、電波強度及び気象条件等を考慮して算出された数値である。

以上のように、ノード情報１１０のノード位置情報、並びにリンク情報１１１のノード情報１１０の識別情報により、３次元空間内において、電線及びその電線を支える複数の支持物とを含む電線路に沿って飛行体２が飛行する飛行路をあらわす情報であり、その支持物の設置地点に対応する位置情報とその複数の支持物のつながりをあらわす接続情報とを含む飛行路情報を構成している。そして、当該飛行路情報を用いて飛行体２の飛行制御をすることにより、飛行体２は電線路に沿って飛行することが可能となり、飛行体が電線を横切ることを抑制できることによる飛行の安全性の確保が可能となる。また、電線路沿いに飛行路情報を設けることにより、宅配（物流）への利用が可能となる。また、電線路沿いには給電設備を設置し易いため、飛行体２を電線路沿って飛行させることにより所望のタイミングで給電をすることが容易となり、電線路沿いに飛行路情報を設けることに利点が生じる。

図１４及び図１５は、本実施形態の地図データ１３のデータ構造の詳細を説明するための図である。

図１４は、空間地図情報１５のノード情報１１０及びリンク情報１１１の詳細を説明するための図である。ノード情報１１０は、そのノード情報を識別するための識別情報、ノード位置情報としてその特定地点の位置情報として３次元座標の情報、空間情報として飛行路の飛行方向に対して径方向の長さの情報、領域関連情報として領域情報１２０の識別情報、並びに着陸情報１３０としてノード情報のノード位置情報に対応する特定地点から着陸可能な着陸領域１０４の存在の有無を示す情報及び存在する場合にその着陸情報の識別情報を有する。なお、領域関連情報は、特定地点に近い４つの領域情報１２０を有している（例えば、図１３における矢印線で示す元のノード情報１１０は、矢印で示す先の４つの領域情報１２０と関連している）。また、着陸情報１３０は、形状情報を有するため、当該着陸領域１０４の位置及び領域を特定することが出来る。また、認証情報には、特定の飛行体の経路に対応した所定の認証情報が格納されることになっている。

リンク情報１１１は、そのリンク情報１１１を識別するための識別情報、ノード情報１１０の識別情報としてそのリンク情報１１１に対応する所定区間を定義付ける特定地点とそれに隣接する他の特定地点に対応したノード情報１１０の識別情報、空間情報として飛行路の飛行方向に対して径方向の長さの情報及びコスト情報として所定区間を通行する際の難易度をあらわす情報である所定の数値情報を有する。

図１５は、領域情報１２０及び着陸情報１３０の詳細を説明するための図である。領域情報１２０は、その領域情報１２０を識別するための識別情報、その領域情報１２０があらわす領域の形状として８つの３次元座標情報（直方体の８つの頂点の座標の情報）からなる形状情報を有する。着陸情報１３０は、その着陸情報１３０の識別するための識別情報、その着陸情報があらわす着陸領域１０４の形状としての４つの３次元座標情報（長方形の４つの頂点の座標の情報）からなる形状情報を有する。

図１６は、上記の図１３乃至１５で説明した空間地図情報１５及び地物情報１６を含む地図データ１３を用いた制御装置３の情報制御部３０の飛行支援処理の動作フローを示す図である。なお、制御装置３は、情報制御部３０の一部の機能として経路探索部２１を有し、また情報制御部３０内の記録部に上記の地図データ１３を予め記録した構成である。つまり、本実施形態では、制御システム１は、制御装置３と管理装置４とで構成されるのではなく、制御装置３として飛行体２に全て搭載された構成である。

情報制御部３０は、衛星からのGPS信号を用いて飛行体２の位置を特定する（位置特定処理）とともに、空間地図情報１５の飛行路情報及び空間情報を用いて、出発地及び目的地に応じた経路探索処理による経路に沿って、空間領域内（状況によっては、空間領域外を飛行する場合はあるが、少なくとも領域情報１２０によりあらわされる領域を超えて電線側にならない範囲内）を飛行するように制御する（誘導処理）。また、情報制御部３０は、飛行体２が給電のために着陸すべき状況になった場合、空間地図情報１５の飛行路情報及び着陸情報１３０を用いて、着陸領域１０４に着陸するように制御する（着陸処理）。

以下で具体的に、経路探索処理、誘導処理及び着陸処理について説明する。

情報制御部３０（経路探索部２１）は、経路探索処理として以下の処理を行う。具体的には、空間地図情報１５を用いて、操作者が入力部３２によって入力した出発地に対応するノード情報１１０から目的地に対応するノード情報１１０までの経路のコストが最小になる経路を探索することにより、経路情報が生成される（ステップＳ１００）。

情報制御部３０（誘導部４２）は、誘導処理として以下の処理を行う。具体的には、ステップＳ１１０の位置特定処理によって特定された飛行体２の位置から、飛行体２が経路（ステップＳ１００による経路）上に存在するノード情報１１０のノード位置情報からなる座標点列に沿うとともに、その座標点列を中心にして、円柱範囲内になるように移動するように制御するための誘導情報を生成し、飛行体制御部３４に出力する（ステップＳ５０）。そして、ステップＳ１１０の位置特定処理及びステップＳ１２０の誘導処理を繰り返し行うことにより、飛行体２は目的地まで誘導される。なお、通常は飛行体が円柱範囲内を飛行するように制御するが、鳥が飛行体に近づいて来る等の周辺状況によっては、飛行体２が円柱範囲内から逸れる制御を行う。その場合、飛行体２が特定地点を通り過ぎるタイミングで、ノード情報の領域関連情報を用いて領域情報から関連する４つの領域情報１２０を取得し、それら領域情報１２０によってあらわされる領域を超えて電線側に飛行体が進入しないように制御する。

情報制御部３０（誘導部４２）は、着陸処理として以下の処理を行う。ステップＳ１１０の位置特定処理及びステップＳ１２０の誘導処理を繰り返し行っているときに、飛行体２に搭載されているバッテリー（蓄電池）容量が少なくなったこと認識した場合、飛行体２の位置から経路上の最も近い着陸情報「有」を有するノード情報に対応する特定地点まで誘導するように誘導情報を生成し、飛行体制御部３４に出力する。飛行体がその特定地点まで到達すると、その特定地点に対応するノード情報５０の着陸情報（着陸情報の識別情報）からどこの着陸領域１０４に着陸すれば良いかを判断し、着陸情報の形状情報を用いて、飛行体がその領域の形状内に着陸するように制御する（ステップＳ１３０）。以上のような着陸処理をすることにより、飛行体２が電線路沿いを飛行しているときの所望のタイミングで飛行体２に対して充電を行うことができる。

（実施形態７）
本実施形態は、実施形態６を以下のように変形した構成であっても良い。
例えば、電線を挟んで上り方向及び下り方向に空間地図情報１５を設けるようにしても良い。また、実施形態４のように空間地図情報１５とは別に経路探索用地図情報１４を設け、関連情報６２によってそれらを関連付ける構成であっても良い。また、実施形態５のように、低速用空間地図情報１５及び高速用空間地図情報６０を設け、関連情報６３によってそれらを関連付ける構成であっても良い。

また、制御システム１を制御装置３と管理装置４とで構成するようにしても良い。
さらにまた、送電鉄塔に位置補正センサーを設置し、位置特定処理において、飛行体２が当該センサからの信号を受信して位置の補正を行うようにしても良い。

（実施形態８）
実施形態６及び実施形態７においては、電線路沿いの経路をあらわす空間地図情報１５を地図データ１５に記憶している構成であった。それに限らず、地図データ１５には電線路沿いの経路をあらわす経路探索用地図情報１４を有し（地図データ１５には空間地図情報１５は有さず）、経路探索部２１が経路探索用地図情報１４によって経路探索を行い、その経路探索の結果により生成された電線路沿いの経路に対応する位置に、情報制御部３０が空間地図情報１５を生成するように制御する構成であってもよい。その場合、生成される空間地図情報１５の位置は、領域情報によりあらわされる領域の外側になるようにする。また、気象状況等の電線路周辺の状況に応じて、支持物の横方向側に飛行体を飛行させることが好ましい場合は当該横方向に空間地図情報１５を生成し、支持物の上方向に飛行体を飛行させることが好ましい場合は当該上方向に空間地図情報１５を生成するようにする。

（実施形態９）
実施形態６乃至実施形態８において、制御システム１を制御装置３と管理装置４とで構成するようにし、実施形態３の経路探索処理、位置特定処理、誘導処理、及び監視処理を行う構成であっても良い。上記の構成にすることにより、管理装置４側において飛行体２の監視をすることが可能となる。

（実施形態１０：図１７〜図１８）
実施形態１において、空間地図情報１５と地物情報１６を関連付けるべく、ノード情報５０に紐付情報Ｆ１〜Ｆ３を有するよう構成したが、図１７に示すように、ノード情報の高度（ノード位置情報のＺ座標に相当）に応じて紐付ける地物情報を異ならせてもよい。すなわち、ノード情報の高度に応じて飛行体により撮像可能な地物が異なることを考慮し、紐付ける地物情報を異ならせてもよい。

たとえば、図１７において、５０（Ｎ１）と５０´（Ｎ１´）とを比較した場合、Ｘ座標及びＹ座標は同一であるが、Ｚ座標は５０´（Ｎ１´）の方が大きい（高度が大きい）。そのため、図１８に示すように、５０´（Ｎ１´）の高度において飛行体により撮像可能な地物のみを紐付ける（紐付情報Ｆ１のみ）ように構成している。このように、本実施形態においては、飛行体の位置特定に有意な地物のみが紐付けされているため、位置特定をより効率的に行うことが可能となる。

なお、５０´（Ｎ３´）のように、地物が退避領域（例えば、空地）である場合には、飛行高度にかかわらず飛行体にとって有意な地物であるため、紐付けすることが望ましい。

（実施形態１１：図１９〜図２１）
実施形態４において、地図データ１３を経路探索用地図情報１４、空間地図情報１５及び地物情報１６で構成し、そのうちの空間地図情報１５をノード情報及びリンク情報とで構成するようにしたが、図１９に示すように、空間地図情報１５は、識別情報Ｎ３０、Ｎ３１、Ｎ３２及びＮ３３を有するノード情報５０のみで構成してもよい。

この場合、ノード情報５０は、図２０に示すように、そのノード情報を識別するための識別情報、その特定地点の位置情報として３次元座標の情報であるノード位置情報、飛行路の飛行方向に対して飛行体が飛行可能な領域である所定の空間領域として飛行路の飛行方向に対して径方向の長さの情報である空間情報、ノード情報と地物情報とを関連付ける情報として、地物情報の識別情報である紐付情報、ノード情報のノード位置情報に対応する特定地点に対する、ノード情報に関連付けられている地物情報に対応する地物の方向及び距離に関する情報として、特定地点に対する地物の方位及びその方位における直線と特定地点と地物の形状の重心位置とを結ぶ直線とが為す角度の情報（方向情報）、並びに特定地点と地物の形状の重心位置とを結ぶ線分の長さの情報（距離情報）である方向・距離情報及び飛行体が飛行路の特定位置から着陸可能な地上の退避領域（例えば、空地）の位置に関する情報として、ノード情報のノード位置情報に対応する特定地点から着陸可能な退避領域の存在の有無を示す情報及び存在する場合にその退避領域の地物に対応する地物情報の識別情報である退避情報を有する。

また、関連情報６２は、図２１に示すように、その識別情報、経路探索用地図情報１４及び空間地図情報１５のノード情報の識別情報を有したものとなっている。これにより、識別情報Ｎ１０を有するノード情報７０と識別情報Ｎ３０、Ｎ３１、Ｎ３２及びＮ３３を有するノード情報５０とは、関連付けがされている。つまり、経路探索用地図情報１４は、飛行路情報と関連付けられている。

本実施形態においては、空間地図情報１５は、識別情報Ｎ３０、Ｎ３１、Ｎ３２及びＮ３３を有するノード情報５０のみで構成しているため、構造が簡素となり、地図データの容量を削除することが可能となる。なお、空間地図情報１５と地物情報１６も、関連情報により紐付けされており、たとえば、識別情報Ｎ３０であるノード情報５０は、地物情報５０、５１及び５２と紐付けされている。

（実施形態１２：図２２〜図２５）実施形態４において、地図データ１３を経路探索用地図情報１４、空間地図情報１５及び地物情報１６で構成し、そのうちの空間地図情報１５をノード情報及びリンク情報とで構成するようにしたが、図２２に示すように、空間地図情報１５は、識別情報Ｌ２０、Ｌ２１、Ｌ２２及びＬ２３を有するリンク情報５１で構成してもよい。

この場合、リンク情報５１は、図２３に示すように、そのリンク情報を識別するための識別情報、そのリンク情報を構成する座標を示す座標番号（図２４参照）、及びそのリンク情報に隣接するリンク情報を示す識別情報を有する。

リンク情報を構成する座標に関する情報は、その座標を識別するための識別情報、その特定地点の位置情報として３次元座標の情報である位置情報、飛行路の飛行方向に対して飛行体が飛行可能な領域である所定の空間領域として飛行路の飛行方向に対して径方向の長さの情報である空間情報、座標情報と地物情報とを関連付ける情報として、地物情報の識別情報である紐付情報、座標情報の座標位置情報に対応する特定地点に対する、座標情報に関連付けられている地物情報に対応する地物の方向及び距離に関する情報として、特定地点に対する地物の方位及びその方位における直線と特定地点と地物の形状の重心位置とを結ぶ直線とが為す角度の情報（方向情報）、並びに特定地点と地物の形状の重心位置とを結ぶ線分の長さの情報（距離情報）である方向・距離情報及び飛行体が飛行路の特定位置から着陸可能な地上の退避領域（例えば、空地）の位置に関する情報として、座標情報の座標位置情報に対応する特定地点から着陸可能な退避領域の存在の有無を示す情報及び存在する場合にその退避領域の地物に対応する地物情報の識別情報である退避情報を有する。

また、関連情報６２は、図２５に示すように、その識別情報、経路探索用地図情報１４及び空間地図情報１５のリンク情報の識別情報を有したものとなっている。これにより、識別情報Ｎ１０を有するノード情報７０と識別情報Ｌ２０、Ｌ２１、Ｌ２２及びＬ２３を有するリンク情報５１とは、関連付けがされている。つまり、経路探索用地図情報１４は、飛行路情報と関連付けられている。

（実施形態１３）
実施形態６において、宅配（物流）に利用するべく、空間地図情報１５（すなわち、飛行路情報）を電線路沿いに設けるよう構成したが、物流への利用であれば、空間地図情報１５は、電線路に限らず、鉄道、道路、河川など種々の線状に繋がった地物に沿って設け、それらの上空を飛行路とするよう構成してもよい。特に、河川上を飛行路とした場合、道路や鉄道上を飛行路とするよりも、騒音や安全面（飛行体落下時の人・物体への衝突）に優れる。

また、電線沿いに設けた場合、空間地図情報１５は、鉄塔や電線の点検、及び電線周辺の電磁気強度調査の目的に利用することも可能となる。河川沿いに設けた場合、空間地図情報１５は、河川で溺れている人、ペット等を追跡または救助の補助に利用することも可能となる。線路沿いに設けた場合、空間地図情報１５は、災害時（雪、落石、土砂崩れ時）の線路点検や線路中に侵入しようとする者の監視に利用することが可能となる。道路沿いに設けた場合、空間地図情報１５を、道路の保守点検や不審車両のパトロールに利用することも可能となる。

その他、海岸線沿いに設けた場合、水難事故の監視に、海洋境界(EEZ等) 沿いに設けた場合、不審船の監視に、国境沿いに設けた場合、不法侵入者のパトロールと追跡・撃退に、空間地図情報１５はそれぞれ利用することが可能となる。

以上の実施形態１乃至１３の全部又は一部に記載された態様は、適切に飛行体の飛行を適切に制御することを可能とする技術の提供、処理速度の向上、処理精度の向上、使い勝手の向上、データを利用した機能の向上又は適切な機能の提供その他の機能向上又は適切な機能の提供、データ及び／又はプログラムの容量の削減、装置及び／又はシステムの小型化等の適切なデータ、プログラム、記録媒体、装置及び／又はシステムの提供、並びにデータ、プログラム、装置又はシステムの制作・製造コストの削減、制作・製造の容易化、制作・製造時間の短縮等のデータ、プログラム、記録媒体、装置及び／又はシステムの制作・製造の適切化のいずれか一つの課題を解決する。

１ 制御システム
２ 飛行体
３ 制御装置
４ 管理装置
１１ サーバ制御部
１２ 記録部
１３ 地図データ
１４ 経路探索用地図情報
１５ 空間地図情報
１６ 地物情報
３０ 情報制御部
３１ 飛行体通信部
３２ 入力部
３３ 周辺情報取得部
３４ 飛行体制御部
４０ 通信制御部
４１ 位置特定部
４２ 誘導部

Claims (19)

1. ３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、
   前記飛行路の飛行方向に対して前記飛行体が飛行するための領域である所定の空間領域を有していることをあらわす空間情報と、を有し、
   前記空間情報は、前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造。
2. 請求項１に記載の地図データのデータ構造において、
   前記空間領域は、前記飛行路内の位置に応じて領域の大きさが異なっている地図データのデータ構造。
3. 請求項１又は２に記載の地図データのデータ構造において、
   地上に存在する地物に関する情報である地物情報を有し、
   前記地物情報は、前記地物と前記飛行路の所定の位置との対応がわかるように前記飛行路情報と関係付けられている地図データのデータ構造。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の地図データを用いた制御を行う制御システムであって、
   前記地図データを用いて前記飛行体が前記空間領域内を飛行するように制御する制御部を有する制御システム。
5. ３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、
   前記飛行体が前記飛行路の所定の位置から着陸可能な地上の退避領域の位置に関する情報を含む退避情報と、を有し、
   前記退避情報は、前記退避領域と前記飛行路の所定の位置との対応がわかるように前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造。
6. 請求項５に記載の地図データを用いた制御を行う制御システムであって、
   前記飛行体が地上に退避すべき状況になった場合、前記地図データを用いて前記飛行体が前記退避領域に着陸するように制御する制御部を有する制御システム。
7. ３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、
   地上に存在する地物に関する情報である地物情報と、を有し、
   前記地物情報は、前記地物と前記飛行路の所定の位置との対応がわかるように前記飛行路情報と関係付けられている地図データのデータ構造。
8. 請求項７に記載の地図データを用いた制御を行う制御システムであって、
   前記地図データを用いて、前記３次元空間内における前記飛行体の位置を特定するように制御する制御部を有する制御システム。
9. ３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、
   ３次元空間内において飛行体が所定区間を通行する際の難易度をあらわす情報及び前記所定区間のつながりをあらわす情報を有する経路探索用地図情報と、
   地上に存在する地物に関する情報である地物情報と、を有し、
   前記経路探索用地図情報は、前記飛行路情報と関連付けられており、前記地物情報は、前記地物と前記飛行路の所定の位置との対応がわかるように前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造。
10. 請求項９に記載の地図データを用いて制御を行う制御システムであって、
    前記経路探索用地図情報を用いて経路の探索を行い、前記経路探索用地図情報と前記飛行路情報との関連付けを用いて前記飛行路情報において前記経路を特定し、前記飛行路情報及び前記地物情報を用いて、前記３次元空間内における前記飛行体の位置を特定するとともに、前記経路を飛行するように制御する制御部を有する制御システム。
11. ３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、
    ３次元空間内において飛行体が所定区間を通行する際の難易度をあらわす情報及び前記所定区間のつながりをあらわす情報を有する経路探索用地図情報と、を有し、
    前記経路探索用地図情報は、前記飛行路情報と関連付けられている地図データのデータ構造。
12. 請求項１１に記載の地図データを用いて制御を行う制御システムであって、
    前記経路探索用地図情報を用いて経路の探索を行い、前記経路探索用地図情報と前記飛行路情報との関連付けを用いて前記飛行路情報において前記経路を特定し、前記飛行路情報を用いて前記経路を飛行するように制御する制御部を有する制御システム。
13. 請求項４、６、８、１０又は１２に記載の制御システムにおいて、
    前記制御部は、飛行体に搭載されており、前記飛行体が飛行経路から所定値以上ずれた場合であって、前記飛行体を管理する管理装置と前記制御部との通信状況が前記所定の状況よりも悪化していないとき、前記管理装置から受信した新たな飛行経路に基づき前記飛行体が前記飛行路を飛行するように制御する制御システム。
14. ３次元空間内において飛行体が飛行する飛行路をあらわす飛行路情報と、
    特定の飛行体の経路に対応した所定の認証情報を記憶するための格納部と、を有し、
    前記格納部は、前記飛行路情報と対応付けられている地図データのデータ構造。
15. 請求項１４に記載の地図データを記録した記録部と、
    前記所定の認証情報を前記格納部及び前記特定の飛行体に記憶するとともに、飛行中の前記飛行体から受信した前記所定の認証情報に基づき、前記経路の所定の地点における前記飛行体の通過を許可するか否かを監視する監視部と、を有する制御システム。
16. 制御部の処理に用いられ、記録部に記録された地図データのデータ構造であって、
    前記地図データは、３次元空間内において、線状につながりを有する所定の地物に沿って飛行体が飛行する飛行路をあらわす情報であって、前記地物のつながりをあらわす接続情報を含む飛行路情報を有し、
    前記飛行路情報は、前記制御部が、前記飛行体を前記所定の地物に沿って飛行させるために用いられる地図データのデータ構造。
17. 請求項１６に記載の地図データのデータ構造において、
    前記所定の地物は電線及び前記電線を支える複数の支持物であり、
    前記地図データには、前記支持物の設置位置に対応する位置情報が含まれており、該位置情報は、前記支持物から所定距離離れた位置の情報である地図データのデータ構造。
18. 請求項１６に記載の地図データの前記飛行路情報に基づき、前記飛行体を前記所定の地物に沿って飛行させる制御部を有する制御システム。
19. 請求項１８に記載の制御システムにおいて、
    前記所定の地物に沿って設けられた３次元空間内の所定の領域をあらわす情報である領域情報を有し、
    前記制御部は、前記領域情報に基づき前記飛行体が前記所定の領域外を飛行するよう制御する制御システム。