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JP7541450B2 - Package delivery system using unmanned aerial vehicles - Google Patents

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JP7541450B2
JP7541450B2 JP2020132722A JP2020132722A JP7541450B2 JP 7541450 B2 JP7541450 B2 JP 7541450B2 JP 2020132722 A JP2020132722 A JP 2020132722A JP 2020132722 A JP2020132722 A JP 2020132722A JP 7541450 B2 JP7541450 B2 JP 7541450B2
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哲也 谷川
英臣 荒井
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University of Tokushima NUC
Kikuchi Seisakusho Co Ltd
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Description

本発明は、ドローン等の小型の無人航空機を用いた荷物配送システム、及び荷物無人飛行配送システムにおいて実行される配送方法に関する。 The present invention relates to a luggage delivery system using small unmanned aerial vehicles such as drones, and a delivery method implemented in the unmanned aerial luggage delivery system.

近年、小口輸送の非効率性やCO排出量の削減を図るため、ドローン等の小型の無人航空機を使用した荷物配送システムの実用化が検討されている。一方で、荷物の無人配送に際しては、発送側と受取側との間の空域で無人航空機を補助者なしでいわゆる「目視外飛行」させることになる。そのため、無人飛行配送サービスの運営には、機体自体の信頼性のみならず、無人航空機を飛ばす側(具体的には操縦者又は配送サービス事業者)において安全性を十分確保するための重い飛行管理責任が生じることとなる。 In recent years, in order to reduce the inefficiency of small-lot transportation and CO2 emissions, the practical application of a parcel delivery system using small unmanned aerial vehicles such as drones has been considered. On the other hand, when delivering parcels unmanned, the unmanned aerial vehicle will fly without an assistant in the airspace between the sender and the recipient, so-called "flying beyond visual line of sight". Therefore, the operation of an unmanned flight delivery service requires not only the reliability of the aircraft itself, but also a heavy flight management responsibility to ensure sufficient safety on the part of the party flying the unmanned aerial vehicle (specifically the pilot or delivery service operator).

無人航空機を用いた荷物の配送においては、いうまでもなく、受取側に荷物を配達した後に、無人飛行機を発送側に帰還させる必要がある。しかし、一旦、着地した無人航空機を離陸・飛行させる際の操作や安全性の確保に係る責任全般を、配送サービスを受ける一般のユーザに強いることは現実的ではない。このような問題に関連して、例えば特許文献1には、無人航空機に搭載されたカメラで撮影した周辺画像やセンサで計測された気圧・風速等の気候に関するデータから帰還に適した環境であると判断した場合に飛行を開始させる技術が開示されている。 When delivering parcels using unmanned aerial vehicles, it goes without saying that the unmanned aerial vehicle must return to the sender after delivering the parcel to the recipient. However, it is not realistic to impose the overall responsibility for operating and ensuring safety when taking off and flying an unmanned aerial vehicle once it has landed on the general user receiving the delivery service. In relation to this issue, for example, Patent Document 1 discloses a technology that starts flight when it is determined that the environment is suitable for return based on surrounding images captured by a camera mounted on the unmanned aerial vehicle and weather data such as air pressure and wind speed measured by sensors.

特開2018-22309号公報JP 2018-22309 A

本発明は、こうした事情に鑑みてなされたものであり、無人航空機の安全な飛行運用を確保しつつ、荷物を受け取る側である一般ユーザの責任や負担を軽減できるようにした荷物配送システム及び荷物配送方法を提供することを目的としている。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide a luggage delivery system and luggage delivery method that ensures the safe flight operation of unmanned aerial vehicles while reducing the responsibility and burden on general users who receive the luggage.

上述の課題を解決するため、本発明は、荷物を飛行配送するための無人航空機と、前記荷物の発送側で操作される発送側端末装置と、前記荷物の受取側で操作される受取側端末装置であってネットワークを介して前記発送側端末装置と相互に通信可能に接続される受取側端末装置とを含む荷物配送システムであって、前記発送側端末装置が、前記無人航空機の飛行開始に関するコマンドである飛行開始コマンドを送信する飛行開始コマンド送信部を備え、前記受取側端末装置が、前記発送側端末装置から送信された前記飛行開始コマンドを前記無人航空機のコントローラに対し中継して送信するネットワーク中継部を備えている、荷物配送システムである。 To solve the above-mentioned problems, the present invention provides a luggage delivery system that includes an unmanned aerial vehicle for aerial delivery of luggage, a sending terminal device operated by the sender of the luggage, and a receiving terminal device operated by the receiver of the luggage, the sending terminal device and the receiving terminal device being connected to each other via a network so that they can communicate with each other, in which the sending terminal device has a flight start command transmission unit that transmits a flight start command that is a command for starting the flight of the unmanned aerial vehicle, and the receiving terminal device has a network relay unit that relays the flight start command transmitted from the sending terminal device to a controller of the unmanned aerial vehicle.

荷物配送システムは、前記受取側端末装置が、前記無人航空機の飛行開始を要求する通知である飛行開始要求を前記ネットワークを介して前記発送側端末装置に送信する飛行開始要求送信部を備えていることが好ましい。 It is preferable that the luggage delivery system includes a flight start request transmission unit in which the receiving terminal device transmits a flight start request, which is a notification requesting the unmanned aerial vehicle to start flying, to the sending terminal device via the network.

また、荷物配送システムは、前記発送側端末装置が、前記受取側端末装置から送信されてくる前記飛行開始要求の受信に基づいて前記飛行開始コマンドを送信するよう構成されていることが好ましい。 It is also preferable that the luggage delivery system is configured such that the sender terminal device transmits the flight start command based on receiving the flight start request transmitted from the recipient terminal device.

また、本発明は、荷物を飛行配送するための無人航空機と、前記荷物の発送側で操作される発送側端末装置と、前記荷物の受取側で操作される受取側端末装置であってネットワークを介して前記発送側端末装置と相互に通信可能に接続される受取側端末装置とを含むシステムにおいて実行される荷物配送方法であって、前記無人航空機を飛行させて所定の荷物を前記発送側から前記受取側に配送する配送プロセスと、前記受取側が前記荷物を受け取った後、前記無人航空機を前記発送側へ帰還させる帰還プロセスとを含み、前記帰還プロセスのステップが、前記受取側端末装置が、前記受取側の操作に基づいて、前記無人航空機の飛行開始を要求するコマンドである飛行開始要求を前記ネットワークを介して前記発送側端末装置に送信するステップと、前記発送側端末装置が、前記飛行開始要求の受信に基づいて、前記無人航空機の飛行開始に関する飛行開始コマンドを前記ネットワークを介して前記受取側端末装置に送信するステップと、前記受取側端末装置が、前記発送側端末装置から送信された前記飛行開始コマンドを前記無人航空機のコントローラに対し中継して送信するステップとを含む、荷物配送方法である。 The present invention also provides a method for delivering luggage by flight, which is executed in a system including an unmanned aerial vehicle for delivering luggage by flight, a sending terminal device operated by the sender of the luggage, and a receiving terminal device operated by the receiver of the luggage, which is connected to the sending terminal device via a network so as to be able to communicate with each other, and includes a delivery process in which the unmanned aerial vehicle flies to deliver a specified luggage from the sender to the receiver, and a return process in which the receiver receives the luggage and returns the unmanned aerial vehicle to the sender, the return process including a step in which the receiver terminal device transmits a flight start request, which is a command requesting the unmanned aerial vehicle to start flying, to the sender terminal device via the network based on the receiver's operation, a step in which the sender terminal device transmits a flight start command for starting the flight of the unmanned aerial vehicle to the receiver terminal device via the network based on the reception of the flight start request, and a step in which the receiver terminal device relays and transmits the flight start command transmitted from the sender terminal device to the controller of the unmanned aerial vehicle.

本発明によれば、無人航空機を用いた荷物配送サービスの運用において、荷物を受け取る側の責任や負担を軽減することができる。 The present invention makes it possible to reduce the responsibility and burden on the recipient of a package when operating a package delivery service using unmanned aerial vehicles.

本発明の一実施形態による荷物配送システムの概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a parcel delivery system according to an embodiment of the present invention; ドローンのシステム構成を説明するためのブロック図である。FIG. 1 is a block diagram for explaining the system configuration of a drone. 配送プロセスにおける各要素機器間の通信プロトコルを示すフローチャートである。10 is a flowchart showing a communication protocol between each element device in a delivery process. 帰還プロセスにおける各要素機器間の通信プロトコルを示すフローチャートである。13 is a flowchart showing a communication protocol between each element device in the return process.

以下、所定の荷物を無人航空機に搭載して発送側から受取側に飛行配送する、本発明に係る荷物配送システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態による荷物配送システムの概略構成を示す図である。荷物配送システムは、荷物を飛行配送するための無人航空機であるドローン10と、荷物の発送側で操作される発送側端末装置20と、荷物の受取側で操作される受取側端末装置30とを構成要素機器としている。発送側端末装置20と受取側端末装置30とは広域のネットワーク40を介して相互に通信可能に接続される。ネットワーク40は、例えばインターネット、固定電話回線網、携帯電話のキャリア回線網等を利用することができる。 The following describes in detail the luggage delivery system of the present invention, which loads a specified luggage onto an unmanned aerial vehicle and delivers it by air from the sender to the recipient, with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the schematic configuration of a luggage delivery system according to one embodiment of the present invention. The luggage delivery system has as its component devices a drone 10, which is an unmanned aerial vehicle for air-delivering luggage, a sender terminal device 20 operated by the sender of the luggage, and a receiver terminal device 30 operated by the receiver of the luggage. The sender terminal device 20 and the receiver terminal device 30 are connected to each other so that they can communicate with each other via a wide-area network 40. The network 40 can be, for example, the Internet, a fixed telephone line network, or a mobile phone carrier line network.

また、発送側端末装置20及び受取側端末装置30のぞれぞれは、ドローン10との相互方向の無線通信を確立し、そしてネットワーク40との接続を中継するネットワーク中継部21、31を有している。ネットワーク中継部21、31は、具体的に例えばWi-Fi又はBluetooth(登録商標)等の通信規格に適合したルータを用いることができる。 The sender terminal device 20 and the receiver terminal device 30 each have a network relay unit 21, 31 that establishes two-way wireless communication with the drone 10 and relays the connection to the network 40. The network relay units 21, 31 can be specifically, for example, a router that complies with a communication standard such as Wi-Fi or Bluetooth (registered trademark).

図2は、本配送システムに使用されるドローン10のシステム構成を説明するためのブロック図である。ドローン10は、回転翼であるローターシステム120と、ローターシステム120を駆動制御するよう構成されたフライトコントローラ110とを備えている。ローターシステム120は、具体的には例えば4個のDCブラシレスモータ又はステッピングモーター(以下、単に「モーター」という。)と、各モーターに直結する複数枚のプロペラ(羽根)から構成される。ローターシステム120の各モーターは、ESC(Electric Speed Controller)121により回転数が制御される。 Figure 2 is a block diagram for explaining the system configuration of the drone 10 used in this delivery system. The drone 10 is equipped with a rotor system 120, which is a rotating wing, and a flight controller 110 configured to drive and control the rotor system 120. Specifically, the rotor system 120 is composed of, for example, four DC brushless motors or stepping motors (hereinafter simply referred to as "motors") and multiple propellers (blades) directly connected to each motor. The rotation speed of each motor in the rotor system 120 is controlled by an ESC (Electric Speed Controller) 121.

フライトコントローラ110は、オートパイロット機能を実現するためガイダンスシステム及びナビゲーションシステムを備えている。そのために、フライトコントローラ110には、IMU(Inertial Measurement Unit)130、3軸方位センサ(電子コンパス)141、GPS(Global Positioning System)142、高度(気圧)センサ143が接続されている。IMU130は、3軸周りにおける角速度を検知可能なジャイロセンサ131と、3軸方向の加速度を検知可能な加速度センサ132を搭載している。すなわち、IMU130と3軸方位センサ141とによって、ドローン10の姿勢方位基準装置(AHRS; Attitude Heading Reference)が構成されている。 The flight controller 110 is equipped with a guidance system and a navigation system to realize an autopilot function. To this end, the flight controller 110 is connected to an IMU (Inertial Measurement Unit) 130, a three-axis orientation sensor (electronic compass) 141, a GPS (Global Positioning System) 142, and an altitude (air pressure) sensor 143. The IMU 130 is equipped with a gyro sensor 131 capable of detecting angular velocity around three axes, and an acceleration sensor 132 capable of detecting acceleration in three axial directions. In other words, the IMU 130 and the three-axis orientation sensor 141 constitute the attitude heading reference system (AHRS) of the drone 10.

また、ドローン10のフライトコントローラ110には、地上からの有視界飛行操縦を行うためのリモートコントロースシステム160や、離陸及び/又は着陸の際の安全を確認するため機体周囲を撮影可能なカメラ150を備えてもよい。 The flight controller 110 of the drone 10 may also be equipped with a remote control system 160 for visual flight control from the ground, and a camera 150 capable of capturing images of the surroundings of the aircraft to ensure safety during takeoff and/or landing.

本実施形態によるドローン10は、後述する荷物配送通信プロトコルに従って荷物の配送ミッションを実行するための制御装置であるコンパニオンマイコン111を搭載している。コンパニオンマイコン111に備えられる記憶部112には、発送側情報、受取側情報、航路マップ情報等が予め記憶されている。 The drone 10 according to this embodiment is equipped with a companion microcomputer 111, which is a control device for executing a parcel delivery mission in accordance with a parcel delivery communication protocol described below. The companion microcomputer 111 is provided with a memory unit 112 which pre-stores sender information, recipient information, route map information, and the like.

発送側情報は、例えば、荷物の発送元である例えば販売店の位置情報(緯度・経度)、発送元の名称又はID、配送スケジュール(発送時刻、配達時刻、帰還時刻等)、伝票情報(荷物の内容、配達先情報等)の情報を含む。受取側情報は、荷物の配達先の位置情報(緯度・経度)、名称又はID、配達スケジュール(発送時刻、配達時刻等)、伝票情報(荷物の内容、発送元情報等)を含む。例えば共通する伝票情報に基づいて、発送側情報と受取側情報とが関連付けられている。 The sender information includes, for example, location information (latitude and longitude) of the sender of the package, such as a retailer, the name or ID of the sender, the delivery schedule (dispatch time, delivery time, return time, etc.), and slip information (package contents, delivery destination information, etc.). The recipient information includes location information (latitude and longitude), name or ID, delivery schedule (dispatch time, delivery time, etc.), and slip information (package contents, sender information, etc.) of the delivery destination of the package. For example, the sender information and the recipient information are associated based on common slip information.

航路マップ情報は、荷物の発送元(発送側)を中心にした想定される配送範囲をカバーする地図情報である。このような地図情報には、無人航空機の飛行が制限されているエリアや、航行に支障や影響を及ぼすおそれがある構造物等(例えば橋梁、高層ビル、高圧送電線等)を避けるウェイポイント情報が予め記載されている。 Route map information is map information that covers the expected delivery area centered on the sender of the package (sender). Such map information includes waypoint information that avoids areas where drone flight is restricted and structures that may impede or affect navigation (e.g. bridges, high-rise buildings, high-voltage power lines, etc.).

コンパニオンマイコン111には、上述のネットワーク中継部21、31の通信規格に適合した無線LANアダプタ113が接続されている。ドローン10は、無線LANアダプタ113を介して、発送側端末装置20、受取側端末装置30との間で制御コマンドやデータの取り交わしを行う。コンパニオンマイコン111には、また、荷物の配達箱11のロック/アンロックするためのケースロック114が接続されている。 A wireless LAN adapter 113 that conforms to the communication standards of the network relay units 21 and 31 described above is connected to the companion microcomputer 111. The drone 10 exchanges control commands and data with the sender terminal device 20 and the receiver terminal device 30 via the wireless LAN adapter 113. A case lock 114 for locking/unlocking the parcel delivery box 11 is also connected to the companion microcomputer 111.

図1に示した荷物配送システムにおいて、発送側端末装置20及び受取側端末装置30は、マイコンを搭載した専用端末装置であってもよいが、本システムの配送サービス事業者が提供するアプリケーションソフトをダウンロードして動作するパーソナルコンピュータ、タブレット端末又はスマートフォン等の汎用のコンピュータ装置であってもよい。また、ネットワーク中継部21、31は、図1に例示する外付けの装置以外にも、CPUボードに組み込まれた内蔵デバイスであってもよい。 In the parcel delivery system shown in FIG. 1, the sender terminal device 20 and the recipient terminal device 30 may be dedicated terminal devices equipped with a microcomputer, or may be general-purpose computer devices such as personal computers, tablet terminals, or smartphones that run on application software provided by the delivery service provider of this system. In addition, the network relay units 21 and 31 may be built-in devices built into a CPU board, in addition to the external devices exemplified in FIG. 1.

発送側端末装置20は、無人飛行配送のオペレーション中に、例えば図1に示すような「発送通知」、「発送開始」、「到着」、「帰還」等の現在の動作状況(ステイタス)を、ランプボタン22、23、24、25の点灯により表示可能なタッチパネル20Aを備えている。同様に、受取側端末装置30は、例えば図1に示すような「発送了承」、「発送」、「到着通知」、「帰還開始」等の動作状況を、ランプボタン32、33、34、35の点灯により表示可能なタッチパネル30Aを備えている。 The sender terminal device 20 is equipped with a touch panel 20A that can display the current operating status (status) during unmanned flight delivery operation, such as "shipping notification," "shipping start," "arrival," and "return" as shown in FIG. 1, by lighting up lamp buttons 22, 23, 24, and 25. Similarly, the recipient terminal device 30 is equipped with a touch panel 30A that can display the operating status, such as "shipping acknowledgement," "shipping," "arrival notification," and "return start" as shown in FIG. 1, by lighting up lamp buttons 32, 33, 34, and 35.

なお、本実施形態において、タッチパネル20A、30Aに表示されたランプボタン22、23、24、25、32、33、34、35が白に点灯したときは、対応する操作の操作入力待ち状態であることを示し、緑に点灯したときには対応する動作状況のステイタスを示すものとする。 In this embodiment, when the lamp buttons 22, 23, 24, 25, 32, 33, 34, and 35 displayed on the touch panels 20A and 30A light up in white, it indicates that the corresponding operation is waiting for input, and when it light up in green, it indicates the status of the corresponding operation.

上述の荷物配送システムにおいて実行される荷物配送方法は、ドローン10、発送側端末装置20及び受取側端末装置30の各要素機器間のネットワーク40を介した通信連携により実現される。以下、フローチャートを参照しながら、本システムにおける荷物配送方法の具体例を説明する。 The parcel delivery method executed in the parcel delivery system described above is realized by communication linkage via a network 40 between each of the component devices of the drone 10, the sender terminal device 20, and the receiver terminal device 30. Below, a specific example of the parcel delivery method in this system will be described with reference to a flowchart.

ドローン10による荷物の無人飛行配送サービスは、荷物を発送元(例えば荷物の販売店又は発送所)から配達先(例えば荷物を購入した顧客)に配送する配送プロセスと、受取側が荷物を受け取った後、ドローン10を発送側へ帰還させる帰還プロセスとを含む。なお、以下の説明において「発送側」とは、荷物の発送元で無人飛行配送サービスを提供する側の者(人間)をいい、「受取側」とは、荷物の配達先で無人飛行配送サービスを受ける側の者(人間)をいう。 The unmanned flight delivery service of luggage using drone 10 includes a delivery process in which the luggage is delivered from the sender (e.g., a luggage retailer or shipping center) to the delivery destination (e.g., a customer who purchased the luggage), and a return process in which the drone 10 returns to the sender after the recipient receives the luggage. In the following explanation, the "sender" refers to the person (human) at the sender of the luggage who provides the unmanned flight delivery service, and the "recipient" refers to the person (human) who receives the unmanned flight delivery service at the delivery destination of the luggage.

図3は、配送プロセスにおける各要素機器間の通信プロトコルを示すフローチャートである。先ず、発送元で、ドローン10のバッテリーが充電され、所定の荷物が配達箱11に収容される等の発送飛行開始の準備が完了すると、発送側端末装置20は、タッチパネル20Aの発送通知ランプボタン22を白に点灯する(ステップS11)。この状態で発送側が、点灯した発送通知ランプボタン22をタッチ操作又はクリック操作(以下、これらの操作を単に「操作」という。)すると(ステップS12)、発送側端末装置20は、受取側端末装置30に対し、ドローン10による発送を開始してもよいかを打診する発送通知を送信する(ステップS13)。なお、荷物の配達先にある受取側端末装置30のネットワークアドレスは、発送側端末装置20に登録された当該荷物の配達伝票等のデータ情報内において紐付かれている。 Figure 3 is a flowchart showing the communication protocol between each component device in the delivery process. First, when the sender completes preparations for the start of the delivery flight, such as charging the battery of the drone 10 and placing the specified package in the delivery box 11, the sender terminal device 20 lights up the delivery notification lamp button 22 on the touch panel 20A in white (step S11). In this state, when the sender touches or clicks (hereinafter, these operations are simply referred to as "operation") the lit delivery notification lamp button 22 (step S12), the sender terminal device 20 sends a delivery notification to the receiver terminal device 30 asking whether it is okay to start delivery by the drone 10 (step S13). The network address of the receiver terminal device 30 at the delivery destination of the package is linked within the data information, such as the delivery slip of the package, registered in the sender terminal device 20.

受取側端末装置30は、発送側端末装置20からの発送通知を受信すると、タッチパネル30Aの発送了承ランプボタン32を白に点灯する(ステップS14)。これにより、受取側では、これから荷物の発送がされることを知ることができる。上述したようにランプボタン32が白に点灯したときは操作待ちの状態であり、受取側は、荷物の受け取りが可能であれば、発送了承ランプボタン32を操作することができる。そして、発送了承ランプボタン32が操作されると(ステップS15)、受取側端末装置30は、受取側が発送を了承した意思の表示である発送了承通知を発送側端末装置20に送信する(ステップS16)。 When the receiving terminal device 30 receives the shipping notification from the sending terminal device 20, it lights up the shipping confirmation lamp button 32 on the touch panel 30A in white (step S14). This lets the receiving side know that the package will be shipped soon. As described above, when the lamp button 32 lights up in white, it is in a waiting state, and if the receiving side is able to receive the package, they can operate the shipping confirmation lamp button 32. Then, when the shipping confirmation lamp button 32 is operated (step S15), the receiving terminal device 30 sends a shipping confirmation notification, which is an indication of the receiving side's intention to approve the shipment, to the sending terminal device 20 (step S16).

なお、この発送了承通知は、同時に発送側端末装置20にドローン10の飛行開始を要求する通知である「飛行開始要求」でもある。上述のステップS16の処理ブロックは、受取側端末装置30がネットワーク40を介して発送側端末装置20に飛行開始要求を送信する飛行開始要求送信部によりなされる。 This delivery approval notification is also a "flight start request" that requests the sending terminal device 20 to start flying the drone 10. The processing block of step S16 described above is performed by a flight start request transmission unit in which the receiving terminal device 30 transmits a flight start request to the sending terminal device 20 via the network 40.

発送側端末装置20が、受取側端末装置30からの発送了承通知(飛行開始要求)を受信すると、タッチパネル20Aの発送通知ランプボタン22が緑に点灯し、発送開始ランプボタン23が白に点灯する(ステップS17)。このとき、発送通知ランプボタン22が緑にステイタス表示されることにより、発送側では、配達先での荷物受け取りの許可が下りたと知ることができる。発送側が、白に点灯した操作待ちの発送開始ランプボタン23を操作すると、発送側端末装置20から発送開始通知が受取側端末装置30に送信される(ステップS18)。受取側端末装置30は、発送開始通知を受信したとき、タッチパネル30Aの発送ランプボタン33を緑に表示する(ステップS19)。この発送ランプボタン33のステイタス表示により、受取側では、発送側で飛行配送が開始されたことを知ることができる。 When the sender terminal device 20 receives a shipping approval notification (flight start request) from the receiver terminal device 30, the shipping notification lamp button 22 on the touch panel 20A lights up green, and the shipping start lamp button 23 lights up white (step S17). At this time, the shipping notification lamp button 22 displays a green status, so the sender knows that permission to receive the package at the delivery destination has been granted. When the sender operates the white waiting shipping start lamp button 23, a shipping start notification is sent from the sender terminal device 20 to the receiver terminal device 30 (step S18). When the receiver terminal device 30 receives the shipping start notification, it displays the shipping lamp button 33 on the touch panel 30A in green (step S19). This status display of the shipping lamp button 33 lets the receiver know that flight delivery has started on the sender side.

発送開始ランプボタン23が操作されると(ステップS18)、発送側端末装置20の飛行開始コマンド送信部は、ネットワーク中継部21を経由して、発送開始コマンドをドローン10のコンパニオンマイコン111に送信する(ステップS20)。そして、タッチパネル20Aの発送開始ランプボタン23の表示を緑に変更する(ステップS21)。なお、この発送開始コマンドは、ドローン10の飛行開始に関するコマンドである「飛行開始コマンド」に該当する。 When the dispatch start lamp button 23 is operated (step S18), the flight start command transmission unit of the sender terminal device 20 transmits a dispatch start command to the companion microcomputer 111 of the drone 10 via the network relay unit 21 (step S20). Then, the display of the dispatch start lamp button 23 on the touch panel 20A is changed to green (step S21). Note that this dispatch start command corresponds to the "flight start command", which is a command related to the start of flight of the drone 10.

ドローン10のコンパニオンマイコン111は、発送側端末装置20から送信された発送開始コマンドを受信すると(ステップS22)、記憶部112に記録されている発送側情報、受取側情報及び航路マップ情報に基づいて往路のウェイポイントファイルを設定しフライトコントローラ110に転送する(ステップS23)。これにより、ドローン10は、配達先に向けての配送ミッション飛行を開始する(ステップS24)。 When the companion microcomputer 111 of the drone 10 receives the start delivery command sent from the sender terminal device 20 (step S22), it sets a waypoint file for the outbound route based on the sender information, receiver information, and route map information recorded in the memory unit 112, and transfers it to the flight controller 110 (step S23). This causes the drone 10 to start a delivery mission flight toward the delivery destination (step S24).

次に、図4は、帰還プロセスにおける各要素機器間の通信プロトコルを示すフローチャートである。帰還プロセスでは、ドローン10が目的の配達先に近づくか又は到着した際に、コンパニオンマイコン111が、ネットワーク中継部31との通信を確立してネットワーク40に接続する。そして、コンパニオンマイコン111は、機体が着地したことを検知すると、受取側端末装置30に到着通知を送信する(ステップS21)。 Next, FIG. 4 is a flowchart showing the communication protocol between each of the component devices in the return process. In the return process, when the drone 10 approaches or arrives at the intended delivery destination, the companion microcontroller 111 establishes communication with the network relay unit 31 and connects to the network 40. Then, when the companion microcontroller 111 detects that the drone has landed, it transmits an arrival notification to the recipient terminal device 30 (step S21).

受取側端末装置30は、ドローン10から到着通知を受信すると、タッチパネル30Aの到着通知ランプボタン34を緑の表示にする(ステップS22)。同時に、受取側端末装置30は、ネットワーク40を介して、この到着通知を発送側端末装置20に転送する(ステップS23)。発送側端末装置20は、この到着通知を受けて、タッチパネル20Aの到着ランプボタン24を緑の表示にする(ステップS24)。発送側端末装置20の到着ランプボタン24が緑にステイタス表示されることにより、発送側ではドローン10が発送先に無事到着したことを知ることができる。 When the receiving terminal device 30 receives the arrival notification from the drone 10, it displays the arrival notification lamp button 34 on the touch panel 30A in green (step S22). At the same time, the receiving terminal device 30 transfers this arrival notification to the sending terminal device 20 via the network 40 (step S23). In response to this arrival notification, the sending terminal device 20 displays the arrival lamp button 24 on the touch panel 20A in green (step S24). The green status display of the arrival lamp button 24 on the sending terminal device 20 lets the sender know that the drone 10 has arrived safely at the destination.

一方、ドローン10のコンパニオンマイコン111は、配達箱11から荷物が取り出されたことを検知すると(ステップS25)、ケースロック114を作動し、配達箱11をロックするとともに、受取完了通知を受取側端末装置30に送信する(ステップS26)。受取側端末装置30は、この受取完了通知を受けて、帰還開始ランプボタン35を白に点灯させ、受取側の操作を待つ(ステップS27)。 Meanwhile, when the companion microcomputer 111 of the drone 10 detects that a package has been removed from the delivery box 11 (step S25), it activates the case lock 114 to lock the delivery box 11 and transmits a receipt completion notification to the receiving terminal device 30 (step S26). Upon receiving this receipt completion notification, the receiving terminal device 30 turns on the return start lamp button 35 in white and waits for operation from the receiving side (step S27).

荷物の受取側は、ドローン10周囲の障害物の有無や気候が安定しているかなど確認し、ドローン10が問題なく離陸できる状況にあると判断すると、帰還開始ランプボタン35を操作する(ステップS28)。受取側端末装置30の飛行開始要求送信部は、受取側により「帰還開始」の操作がされると、帰還開始通知を、ネットワーク40を介して発送側端末装置20に送信する(ステップS29)。なお、この帰還開始通知は、発送側端末装置20にドローン10の飛行開始を要求する通知である「飛行開始要求」でもある。 The recipient of the package checks whether there are any obstacles around the drone 10 and whether the weather is stable, and if they determine that the drone 10 is in a condition to take off without any problems, they operate the return start lamp button 35 (step S28). When the recipient operates the "return start" button, the flight start request transmission unit of the recipient terminal device 30 transmits a return start notification to the sender terminal device 20 via the network 40 (step S29). Note that this return start notification is also a "flight start request" that requests the sender terminal device 20 to start flying the drone 10.

発送側端末装置20は、受取側端末装置30からの帰還開始通知を受信すると(ステップS30)、飛行開始コマンド送信部が帰還開始コマンドを受取側端末装置30に返信する(ステップS31)。なお、帰還開始コマンドは、ドローン10の飛行開始に関するコマンドである「飛行開始コマンド」に該当する。 When the sender terminal device 20 receives the return start notification from the receiver terminal device 30 (step S30), the flight start command transmission unit returns a return start command to the receiver terminal device 30 (step S31). The return start command corresponds to the "flight start command," which is a command related to the start of flight of the drone 10.

また、受取側端末装置30は、帰還開始通知(飛行開始要求)とともに、ドローン10に搭載したカメラ150で機体周囲を撮影した画像データ等を発送側端末装置20に送信してもよい。その場合において、発送側端末装置20の飛行開始コマンド送信部は、配達先での画像データ等を解析し安全と判断したときのみ帰還開始コマンドを出力するようにしてもよい。 The receiving terminal device 30 may also transmit image data of the surroundings of the drone 10 captured by the camera 150 mounted on the drone 10 to the sending terminal device 20 along with the return start notification (flight start request). In this case, the flight start command transmission unit of the sending terminal device 20 may analyze the image data at the delivery destination and output the return start command only when it is determined to be safe.

発送側端末装置20は、帰還開始コマンドの出力と同時に、タッチパネル20Aの帰還ランプボタン25を緑に点灯して、帰還開始のステイタスになったことを表示する(ステップS32)。 At the same time as outputting the return start command, the sender terminal device 20 lights up the return lamp button 25 on the touch panel 20A in green to indicate that the return start status has been reached (step S32).

受取側端末装置30は、発送側端末装置20から送信された帰還開始コマンドを、ネットワーク中継部31で中継して、ドローン10のコンパニオンマイコン111に送信する(ステップS33)。同時に、帰還開始ランプボタン35を緑に点灯して、帰還開始のステイタスを表示する(ステップS34)。 The receiving terminal device 30 relays the return start command sent from the sending terminal device 20 via the network relay unit 31 and sends it to the companion microcomputer 111 of the drone 10 (step S33). At the same time, the return start lamp button 35 lights up green to display the return start status (step S34).

ドローン10のコンパニオンマイコン111は、帰還開始コマンドを受信すると(ステップS35)、記憶部112に記録されている発送側情報、受取側情報及び航路マップ情報に基づいて帰路のウェイポイントファイルを設定し、フライトコントローラ110に転送する(ステップS36)。これにより、ドローン10は、発送元に向けての帰還ミッション飛行を開始する(ステップS37)。 When the companion microcomputer 111 of the drone 10 receives the return start command (step S35), it sets a waypoint file for the return journey based on the sender information, receiver information, and route map information recorded in the memory unit 112, and transfers it to the flight controller 110 (step S36). This causes the drone 10 to start a return mission flight toward the sender (step S37).

上述した実施形態のドローン10を用いた荷物配送システム及び方法によれば、受取側端末装置30が、ドローン10とネットワーク40との通信接続を中継するネットワーク中継部31を備えている。この構成により、発送側端末装置30から送信される飛行制御に関するコマンドをドローン10のコントローラ110、111に対し中継して送信することができる。したがって、例えば、一旦着地したドローン10を発送元に帰還させる帰還プロセスにおいて、受取側端末装置30が直接、ドローン10を飛行制御するのではなく、あくまでも発送側端末装置20の制御下で、ドローン10の離陸及び帰還ミッション飛行を行うことができるようになる。受取側端末装置30が担うのは、発送側端末装置20からのコマンドを中継するだけなので、荷物の配送サービスを受け取る側である一般ユーザはドローン10の飛行に係る安全管理責任を負わずに済み、また飛行操作における負担を大幅に軽減することができる。 According to the above-described embodiment of the package delivery system and method using the drone 10, the receiving terminal device 30 is provided with a network relay unit 31 that relays the communication connection between the drone 10 and the network 40. With this configuration, the command related to flight control transmitted from the sending terminal device 30 can be relayed and transmitted to the controllers 110, 111 of the drone 10. Therefore, for example, in the return process in which the drone 10 that has landed returns to the sender, the receiving terminal device 30 does not directly control the flight of the drone 10, but the drone 10 can take off and fly the return mission under the control of the sending terminal device 20. Since the receiving terminal device 30 only relays commands from the sending terminal device 20, the general user who receives the package delivery service does not have to bear the safety management responsibility for the flight of the drone 10, and the burden of flight operations can be significantly reduced.

10 ドローン
11 配達箱
20 発送側端末装置
20A タッチパネル
21 ネットワーク中継部
22 発送通知ランプボタン
23 発送開始ランプボタン
24 到着ランプボタン
25 帰還ランプボタン
30 受取側端末装置
30A タッチパネル
31 ネットワーク中継部
32 発送了承ランプボタン
33 発送ランプボタン
34 到着ランプボタン
35 帰還開始ランプボタン
40 ネットワーク
110 フライトコントローラ
111 コンパニオンマイコン
112 記憶部
113 無線LANアダプタ
114 ケースロック
120 ローターシステム
121 ESC(Electric Speed Controller)
130 IMU
131 3軸ジャイロセンサ
132 3軸加速度センサ
141 3軸方位センサ
142 GPS
143 高度(気圧)センサ
150 カメラ
160 リモートコントロールシステム

10 Drone 11 Delivery box 20 Sending side terminal device 20A Touch panel 21 Network relay unit 22 Shipping notification lamp button 23 Shipping start lamp button 24 Arrival lamp button 25 Return lamp button 30 Receiving side terminal device 30A Touch panel 31 Network relay unit 32 Shipping confirmation lamp button 33 Shipping lamp button 34 Arrival lamp button 35 Return start lamp button 40 Network 110 Flight controller 111 Companion microcomputer 112 Memory unit 113 Wireless LAN adapter 114 Case lock 120 Rotor system 121 ESC (Electric Speed Controller)
130 IMU
131 3-axis gyro sensor 132 3-axis acceleration sensor 141 3-axis orientation sensor 142 GPS
143 Altitude (pressure) sensor 150 Camera 160 Remote control system

Claims (4)

荷物を飛行配送するための無人航空機と、前記荷物の発送側で操作される発送側端末装置と、前記荷物の受取側で操作される受取側端末装置であってネットワークを介して前記発送側端末装置と相互に通信可能に接続される受取側端末装置とを含む荷物配送システムであって、
前記発送側端末装置が、前記無人航空機の飛行開始に関するコマンドである飛行開始コマンドを送信する飛行開始コマンド送信部を備え、
前記受取側端末装置が、前記発送側端末装置から送信された前記飛行開始コマンドを前記無人航空機のコントローラに対し中継して送信するネットワーク中継部を備えている、荷物配送システム。
A parcel delivery system including an unmanned aerial vehicle for aerial delivery of parcels, a sender terminal device operated by a sender of the parcel, and a receiver terminal device operated by a receiver of the parcel, the receiver terminal device being connected to the sender terminal device via a network so as to be able to communicate with each other,
The sender terminal device includes a flight start command transmission unit that transmits a flight start command that is a command related to the start of flight of the unmanned aerial vehicle,
A luggage delivery system, wherein the receiving terminal device is provided with a network relay unit that relays and transmits the flight start command sent from the sending terminal device to the controller of the unmanned aerial vehicle.
前記受取側端末装置が、前記無人航空機の飛行開始を要求する通知である飛行開始要求を前記ネットワークを介して前記発送側端末装置に送信する飛行開始要求送信部を備えている、請求項1に記載の荷物配送システム。 The luggage delivery system according to claim 1, wherein the receiving terminal device is provided with a flight start request transmission unit that transmits a flight start request, which is a notification requesting the unmanned aerial vehicle to start flying, to the sending terminal device via the network. 前記発送側端末装置が、前記受取側端末装置から送信されてくる前記飛行開始要求の受信に基づいて前記飛行開始コマンドを送信するよう構成されている、請求項2に記載の荷物配送システム。 The luggage delivery system according to claim 2, wherein the sending terminal device is configured to transmit the flight start command based on receipt of the flight start request transmitted from the receiving terminal device. 荷物を飛行配送するための無人航空機と、前記荷物の発送側で操作される発送側端末装置と、前記荷物の受取側で操作される受取側端末装置であってネットワークを介して前記発送側端末装置と相互に通信可能に接続される受取側端末装置とを含むシステムにおいて実行される荷物配送方法であって、
前記無人航空機を飛行させて所定の荷物を前記発送側から前記受取側に配送する配送プロセスと、
前記受取側が前記荷物を受け取った後、前記無人航空機を前記発送側へ帰還させる帰還プロセスとを含み、
前記帰還プロセスのステップが、
前記受取側端末装置が、前記受取側の操作に基づいて、前記無人航空機の飛行開始を要求するコマンドである飛行開始要求を前記ネットワークを介して前記発送側端末装置に送信するステップと、
前記発送側端末装置が、前記飛行開始要求の受信に基づいて、前記無人航空機の飛行開始に関する飛行開始コマンドを前記ネットワークを介して前記受取側端末装置に送信するステップと、
前記受取側端末装置が、前記発送側端末装置から送信された前記飛行開始コマンドを前記無人航空機のコントローラに対し中継して送信するステップと
を含む、荷物配送方法。

A method for delivering luggage in a system including an unmanned aerial vehicle for aerial delivery of luggage, a sending-side terminal device operated by a sender of the luggage, and a receiving-side terminal device operated by a receiver of the luggage, the receiving-side terminal device being connected to the sending-side terminal device via a network so as to be able to communicate with each other,
A delivery process in which the unmanned aerial vehicle is flown to deliver a predetermined package from the sender to the recipient;
a return process of returning the unmanned aerial vehicle to the sender after the recipient receives the package;
The feedback process step comprises:
The receiving terminal device transmits a flight start request, which is a command for requesting the unmanned aerial vehicle to start flying, to the sending terminal device via the network based on an operation of the receiving side;
The sending terminal device transmits a flight start command regarding the start of flight of the unmanned aerial vehicle to the receiving terminal device via the network based on the reception of the flight start request;
A luggage delivery method comprising a step in which the receiving terminal device relays and transmits the flight start command sent from the sending terminal device to a controller of the unmanned aerial vehicle.

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