以下に、一実施形態に係る通信システムについて説明する。なお、以下の実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。さらに、当業者であれば、以下に述べる各要素を均等なものに置換した実施の形態を採用することが可能であり、かかる実施の形態も本発明の範囲に含まれる。
図1を参照して、一実施形態に係る通信システムの構成例について説明する。通信システム1は、GNSS衛星10a,10b,10c、10d、参照局20a,20b,20c、移動端末30a,30b,30c、データセンター40、補正サーバ50a,50b,50c、及び管制サーバ60a,60bを備える。
GNSS衛星10a,10b,10c、10dは、それぞれ同様の構成を有するため、以下の説明において、GNSS衛星10a,10b,10c、10dを区別せずに、GNSS衛星10と総称する場合がある。参照局20a,20b,20cは、それぞれ同様の構成を有するため、以下の説明において、参照局20a,20b,20cを区別せずに、参照局20と総称する場合がある。移動端末30a,30b,30cは、それぞれ同様の構成を有するため、以下の説明において、移動端末30a,30b,30cを区別せずに、移動端末30と総称する場合がある。補正サーバ50a,50b,50cは、それぞれ同様の構成を有するため、以下の説明において、補正サーバ50a,50b,50cを区別せずに、補正サーバ50と総称する場合がある。管制サーバ60a,60bは、それぞれ同様の構成を有するため、以下の説明において、管制サーバ60a,60bを区別せずに、管制サーバ60と総称する場合がある。また、図1に示す通信システム1は、4つのGNSS衛星10、3つの参照局20、3つの移動端末30、1つのデータセンター40、3つの補正サーバ50、及び3つの管制サーバ60を含んで構成されているが、通信システム1に含まれる装置の数はこれに限定されず、それぞれ任意の数の装置を含めることができる。
移動端末30、補正サーバ50、及び管制サーバ60は、互いに通信可能に構成されている。また、移動端末30は、移動通信ネットワークにおける基地局(図示せず。)と通信可能に構成されている。移動通信システムは、第5世代(5G)又は第4世代(4G)など、任意の通信技術が採用される。参照局20は、データセンター40と専用線により通信可能に接続されている。補正サーバ50は、データセンター40と専用線により通信可能に接続されている。
GNSS衛星10は、GNSS(Global Navigation Satellite System)(例えば、GPS(Global Positioning System))における人工衛星である。GNSS衛星10は、測位処理で使用されるGNSS信号を発信する。
参照局20は、RTK(Real Time Kinematic)による移動端末30の測位処理に必要とされる参照局(基準局とも称される。)である。参照局20は、位置情報として、座標値(例えば、緯度、経度、及び高度)が既知である位置に設置される。各参照局20は、複数のGNSS衛星10から受信したGNSS信号に基づいて測位処理を行い、各GNSS衛星10から参照局20までの距離(以下「擬似距離」と称する。)を算出する。各参照局20は、測位処理により算出された擬似距離の情報をデータセンター40に送信する。
移動端末30は、UAV、車両、又は携帯端末(組込通信モジュール、スマートフォン、タブレット、及びパーソナルコンピュータを含む。)などの移動体により構成される。移動端末30は、複数のGNSS衛星10から受信したGNSS信号を使用して測位処理(以下、「単独測位処理」とも称する。)を行う。移動端末30は、単独測位処理により得られた移動端末30の測位情報を補正サーバ50に送信する。
データセンター40は、通信システム1における全ての参照局20の既知の位置情報と、「参照局20から受信した擬似距離」の補正情報(以下「擬似距離補正情報」と称する。)とを記憶管理する。擬似距離補正情報は、参照局20からGNSS衛星10までの擬似距離を実際の距離に補正するための情報であり、実際の距離と、擬似距離とを比較することにより算出される。データセンター40は、補正サーバ50による後述する処理のために必要な参照局20の既知の位置情報と、擬似距離補正情報とを補正サーバ50に送信する。
補正サーバ50は、サーバ装置などのコンピュータにより構成される。補正サーバ50は、移動端末30の単独測位処理により得られた移動端末30の測位情報を補正する。具体的には、補正サーバ50は、データセンター40から受信した擬似距離補正情報と、参照局20の既知の位置情報とに基づいて、移動端末30による単独測位処理により得られた測位情報を補正し、より正確な測位情報(以下「補正後測位情報」という。)を出力する。補正は任意の方式で行われ、例えば、FKP(Flachen Korrek- tur Parameter)における方式が採用される。
複数の補正サーバ50のそれぞれは、分散配置され、MECなどのエッジコンピューティング技術を適用して構成されてもよい。エッジコンピューティング技術が適用された構成において、補正サーバ50のそれぞれは、エッジサーバ(例えば、MECサーバ)により実装される。また、各移動端末30の測位情報の補正は、測位情報が補正される移動端末30の近くに設置された補正サーバ50により実施される。このように、移動端末30の近くに設置された補正サーバ50により当該移動端末30の測位情報の補正の処理が行われる構成とすることにより、測位位置の補正処理のための通信負荷を下げ、より高速に補正処理を行うことができる。補正サーバ50は、例えば、移動端末30と通信を行う各基地局の近くに設置されてもよい。補正サーバ50は、近くの基地局と通信する移動端末30の測位情報を補正するように構成されてもよい。他の例として、各補正サーバ50は、全ての基地局の近くに設置されるのではなく、複数の基地局のうち、一部の基地局の近くに分散して設置されてもよい。
管制サーバ60は、サーバ装置などのコンピュータにより構成される。管制サーバ60は、移動端末30の移動を管制する。より具体的には、管制サーバ60は、気象データ、電波エリア情報、障害物情報、他の移動端末の移動計画情報、移動端末の目的地と出発地(又は、移動端末の目的地と出発地を結ぶ移動のルート情報)、経由地、燃料(又は搭載バッテリー)情報、及び移動端末の機体情報を管理し、移動端末30の移動(例えば、飛行)の支援を行うことが可能である。上記の気象データ、電波エリア情報、障害物情報、他の移動端末の移動計画情報、移動端末の目的地と出発地、経由地、燃料(又は搭載バッテリー)情報、及び移動端末の機体情報の全て、または一部の情報を移動飛行支援情報と称する。気象データは、例えば、天候、風向き、風速、気圧などを含む。電波エリア情報は、例えば、移動端末30が電波エリアの圏内であるか否かを示す情報を含む。障害物情報は、例えば、ビル、鉄塔、飛行場などの位置情報を含む。また、管制サーバ60は、例えば、移動端末30の移動の管制(支援)のために、上記の移動飛行支援情報に基づくデータを移動端末30に送信する。
管制サーバ60は、ネットワークアシストデータを移動端末30に送信する。ネットワークアシストデータは、測位に必要なGNSS衛星を指定する情報であってよい。具体的には、例えば、ネットワークアシストデータは、測位に必要な最小限の可視GNSS衛星を指定する情報であってよい。ネットワークアシストデータは、移動端末30が存在する位置に基づいて生成されてよい。移動端末30は、ネットワークアシストデータによって利用するGNSS衛星を特定することができるため、測位時間を短縮することができる。
複数の管制サーバ60のそれぞれは、分散配置され、MECなどのエッジコンピューティング技術を適用して構成されてもよい。エッジコンピューティング技術が適用された構成において、管制サーバ60のそれぞれは、エッジサーバにより実装される。また、各移動端末30の管制は、移動端末30の近くに設置された管制サーバ60により行われる。このように、移動端末30の近くに設置された管制サーバ60により当該移動端末30の管制が行われる構成とすることにより、管制サーバ60と移動端末30との間の通信をより高速にし、通信遅延を低下させることができる。管制サーバ60は、例えば、移動端末30と通信を行う各基地局の近くに設置されてもよい。管制サーバ60は、近くの基地局と通信する移動端末30の管制を行うように構成されてもよい。他の例として、各管制サーバ60は、全ての基地局の近くに配置されるのではなく、複数の基地局のうち、一部の基地局の近くに分散して設置されてもよい。また、補正サーバ50と管制サーバ60は、同じエッジサーバにより実装されてもよい。これにより、補正サーバ50と管制サーバ60との間の通信をより高速にし、通信遅延を低下させることができる。
図2を参照して、移動端末30がUAVである場合における移動端末30の主なハードウェア構成の例を説明する。図2に示すように、移動端末30は、ハードウェア構成として、制御部31、通信部32、記憶部33、撮像部34、推進部35、信号受信機36、センサ37、及びバッテリー38を備える。移動端末30がUAV以外の移動体の場合、上記構成の少なくとも一部と同様の構成を備えてもよいし、上記構成とは異なる構成を備えてもよい。
制御部31は、CPU(Central Processing Unit)31a及びメモリ31bを主に備えて構成される。制御部31は、移動端末30が有する構成の動作を制御する。例えば、制御部31において、CPU31aは、記憶部33等に記憶された各種の命令を含むコンピュータプログラムをメモリ31bに展開して実行することにより、移動端末30の構成を制御し、移動端末30が有する機能を実現する。制御部31において実行される処理の詳細は後述する。
通信部32は、外部装置と通信するための通信インタフェースである。通信部32は、例えば、制御部31による処理で使用されるデータを外部装置から受信し、制御部31による処理結果のデータを外部装置に送信する。通信部32は、例えば、ネットワークモジュールにより構成される。
記憶部33は、半導体記憶装置等の記憶装置によって構成される。記憶部33は、制御部31における処理の実行に必要な各種プログラムや各種のデータ、及び制御部31による処理結果により得られた各種のデータを記憶する。
撮像部34は、1つ又は複数のカメラにより構成される。撮像部34は、制御部31による制御等に応じて、被写体を撮影し、静止画又は動画の画像情報(画像データ)を取得する。
推進部35は、移動端末30を推進させる機構である。推進部35は、回転翼と、駆動モータとを有する。駆動モータが回転翼を回転させることにより、移動端末30の飛行のための推進力を生じさせる。
信号受信機36は、GNSSによる測位処理又は他の測位処理(例えば、RTKによる測位処理)のために使用される信号を受信する。信号受信機36は、例えば、複数のGNSS衛星10から発信されたGNSS信号を受信する。信号受信機36は、受信したGNSS信号に基づいて、測位処理により移動端末30の位置(例えば、緯度、経度、及び高度)を特定する。移動端末30の位置の特定の処理は、制御部31により行われてもよい。
センサ37は、コンパス、気圧高度センサ、温度センサ、加速度センサ、障害物センサ、及び角速度センサなどのセンサを含む。センサ37によりセンシングされた情報は、例えば、移動端末30の動作及び姿勢の制御のために制御部31により使用される。バッテリー38は、推進部35など、移動端末30が有する構成の動作に必要な電力を供給する。バッテリー38は、例えば、リチウムイオン電池等により構成される。
図3を参照して、補正サーバ50又は管制サーバ60の一方又は双方を実装するためのコンピュータ100の主なハードウェア構成の例を説明する。図3に示すように、コンピュータ100は、制御部51、通信部54、及び記憶部55を備える。制御部51は、CPU52及びメモリ53を主に備えて構成される。制御部51において、CPU52は、記憶部55等に記憶されたプログラムをメモリ53に展開して実行することにより、コンピュータ100の構成の動作を制御し、各種の機能を実現する。通信部54は、外部装置と通信するための通信インタフェースであり、例えば、ネットワークカードにより構成される。記憶部55は、メモリーモジュール等の高速応答が可能な記憶装置によって構成される。記憶部55は、制御部51における処理の実行に必要な各種プログラム(アプリケーションプログラムを含む。)や各種のデータ(情報)、及び制御部51による処理結果により得られた各種のデータを記憶する。なお、コンピュータ100は、単一の情報処理装置により構成されるものであっても、ネットワーク上に分散した複数の情報処理装置より構成されるものであってもよい。なお、管制サーバ60を実装するために、コンピュータ100は、ユーザーによる操作のためのユーザーインターフェース装置(表示機能や入力機能を有する装置)をさらに備えて構成されてもよいし、ユーザーインターフェース装置と接続可能に構成されていてもよい。
参照局20は、図2を参照して説明した移動端末30の制御部31、通信部32、記憶部33、及び信号受信機36と同様のハードウェアを備えるため、参照局20のハードウェア構成の概略の説明は、ここでは省略する。データセンター40は、図3を参照して説明したコンピュータ100と同様のハードウェアを備えるため、データセンター40のハードウェア構成の概略の説明は、ここでは省略する。
<移動端末の測位情報の補正処理>
次に、図4を参照して、通信システム1による移動端末30の測位情報の補正処理の制御の例を説明する。この処理においては、移動端末30はUAVであり、移動端末30の飛行は、予め設定された移動のルート情報を含む移動飛行支援情報に基づいて、管制サーバ60により自動制御されることを前提としている。移動のルート情報は、移動端末30の飛行のルート情報、及び移動端末30の飛行高度の制御の情報を含む。また、移動のルート情報は、移動端末30の出発地、経由地、目的地を結ぶ地点の情報を含んでよい。
一般に、RTKによる測位処理は、高い精度で位置を測定可能であるが、消費電力が大きい。そのため、小型の移動端末30が限られた電力で移動することが求められる場合、RTKによる測位処理を長時間実行することは適切ではない。一方、一般に、GNSSによる測位処理は、RTKよりも消費電力は少ないが、RTKよりも測位精度が低い。従って、移動端末30が限られた電力で移動することが求められる状況において、RTKの使用期間を必要最低限に抑えるように測位処理を制御することにより、高精度な測位処理の実施と、移動可能時間を減少させないこととを両立することができる。移動端末30の測位位置の補正処理は、高精度な測位処理が要求されるため、図4に示す処理において、移動端末30の測位処理は、RTKにより行われることが好ましい。
まず、ステップS9において、管制サーバ60は、前述のネットワークアシストデータを移動端末30に送信する。ステップS10において、管制サーバ60は、前述の移動飛行支援情報を移動端末30に送信する。移動飛行支援情報は、移動飛行計画情報を基にした出発地情報(現在地情報)、及びルート情報等を含む。移動飛行計画情報とは、例えば、出発地に関する情報(出発地情報)、目的地に関する情報(目的地情報)、及び経由地に関する情報(経由地情報)を含んでよい。出発地、目的地、及び経由地は、それぞれ座標により示されてよい。すなわち、移動飛行計画情報は、座標情報を含んでよい。移動端末30は、測位処理の前に移動飛行支援情報を受信することによって、自機の位置情報(出発地である現在地の情報)を取得する。ステップ10における管制サーバによる処理は、例えば、(操縦者による指示に応じて)移動端末30から受信した信号に基づいて開始してもよいし、タイマーにより開始してもよい。なお、変形例として、補正サーバ50が、管制サーバ60から移動飛行支援情報を事前に受信して記憶しておき、補正サーバ50が、記憶していた移動飛行支援情報を移動端末30に送信してもよい。
このように、移動端末30は、測位処理の前に管制サーバ60から受信した位置情報(移動飛行支援情報)を活用することにより、GNSSによる測位機能が安定するまでの期間、待機する必要がない。そのため、移動端末30は、より早く飛行を開始することが可能である。つまり無駄な暖機時間が不要となり、より長い期間、飛行のために電力を使用することができる(移動端末30は、より長い期間、飛行できる。)。
ステップS11において、管制サーバ60は、移動端末30が通過又は滞在する領域に関する情報を補正サーバ50に送信する。補正サーバ50は、当該領域に関する情報を管制サーバ60から通信部54を介して受信する。移動端末30が通過又は滞在する領域に関する情報(領域情報)は、領域を絞ることで補正サーバの演算量を低減させ処理時間を短縮させるための情報である。領域に関する情報は、複数の補正サーバ50のうち、当該領域付近に設置された補正サーバ50(例えば、補正サーバ50a、50b、50cのうちのいずれか)に管制サーバから送信される。
ステップS12において、補正サーバ50は、ステップS11で受信した領域に関する情報をデータセンター40に送信する。
ステップS13において、データセンター40は、記憶管理している全ての参照局20の既知の位置情報と、擬似距離補正情報とを含む情報(以下「広域測位情報」とも称する。)のうち、ステップS12で補正サーバ50から受信した領域に関する情報に対応する情報を狭域測位情報(以下「特定領域測位情報」とも称する。)として補正サーバ50に送信する。参照局20の既知の位置情報は、座標情報を含んでもよい。補正サーバ50から受信した領域に関する情報に対応する狭域測位情報は、データセンター40が記憶管理している広域測位情報のうち、当該領域に位置する移動端末30による測位情報の後述する補正のために使用される情報を含む。当該領域に位置する移動端末30による測位情報の補正のために使用される情報は、例えば、測位情報が補正される移動端末30の位置から2kmから800mの領域に設置された各参照局20の既知の位置情報及び擬似距離補正情報としてもよい。このように、補正サーバ50は、データセンター40が記憶管理している参照局20の既知の位置情報及び擬似距離補正情報の全てではなく、移動端末30にとって補正に必要な情報である狭域測位情報を受信する。そのため、補正サーバ50が参照局20の既知の位置情報及び擬似距離補正情報の全てを受信する場合と比較して、通信負荷を下げ、送信速度を向上させることができる。
ステップS14において、移動端末30は、ネットワークアシストデータを活用したGNSSによる単独測位処理により得られた測位情報を補正サーバ50に送信する。当該測位情報は、複数の補正サーバ50のうち、移動端末30の測位位置付近(又は測位位置に最も近い位置)に設置された補正サーバ50に送信される。
ステップS15において、補正サーバ50は、ステップS13でデータセンター40から受信した狭域測位情報と、ステップS14で移動端末30から受信した測位情報とに基づいて、当該測位情報を補正し、より正確な測位情報(すなわち、補正後測位情報)を算出する。補正は任意の方式で行われ、例えば、FKP方式を採用してもよい。また、ステップS13で説明したように、本実施形態によれば、補正サーバ50は、データセンター40が記憶管理する広域測位情報の全体ではなく、補正後測位情報の算出に必要な狭域測位情報を取得し、補正後測位情報を算出する。そのため、補正後測位情報の算出速度を速め、測位時間の短縮を図かることができる。
ステップS16において、補正サーバ50は、ステップS15で算出された補正後測位情報を管制サーバ60に送信する。管制サーバ60は、補正後測位情報と移動飛行計画情報とに基づいて移動端末30の飛行を管制する飛行管制情報を生成してよい。例えば、管制サーバ60は、補正後測位情報と移動飛行計画情報とを比較分析し、補正後測位情報により示される座標と移動飛行計画情報により示される座標との誤差を算出してよい。管制サーバは、移動体端末30が当該誤差を修正して飛行させるための情報を飛行管制情報として生成してよい。すなわち、飛行管制情報には、移動端末30の飛行計画の変更を示す飛行変更情報が含まれてよい。
ステップS17において、管制サーバ60は、移動端末30の飛行の管制のために、飛行管制情報を移動端末30に送信し、移動端末30の飛行の制御を行う。移動端末30は、飛行変更情報が含まれる飛行管制情報を受信した場合、飛行変更情報にしたがって飛行してよい。また、例えば、移動端末30は、他の移動端末30と飛行経路が重なる場合は、他の移動端末30がクロスポイントを通過するまでホバリングして待機したり、移動速度を変更したりしてよい。
以上のように本実施形態によれば、補正サーバ50は、通信システム1において移動端末30及びデータセンター40と通信する。補正サーバ50は、移動端末30の移動のルートに応じた領域に関する情報をデータセンター40に通信部54を介して送信する。補正サーバ50は、当該領域における移動端末30の測位情報の補正のための情報を含む特定領域測位情報と、移動端末30から移動端末30の測位情報とを通信部54を介して受信する。補正サーバ50は、特定領域測位情報と、移動端末30から受信した移動端末30の測位情報とに基づいて、当該測位情報を補正した補正後測位情報を制御部51により算出する。すなわち、補正サーバ50は、データセンター40が記憶管理する広域測位情報の全体ではなく、補正情報の算出に必要な特定領域測位情報を取得し、補正後測位情報を算出する。そのため、補正後測位情報の算出速度を向上させることができる。
本実施形態によれば、複数の補正サーバ50は、それぞれ分散配置されて構成される。このような構成において、各移動端末30の測位情報は、測位情報が補正される移動端末30の近くに設置された補正サーバ50により補正の処理が行われる。そのため、各移動端末30の測位情報の補正処理をより高速に行うことができる。
<補正サーバ及び管制サーバの切替処理>
本実施形態に係る通信システム1は、移動端末30の測位情報を補正する補正サーバ50、及び移動端末30を管制する管制サーバ60を切替可能に構成されていてもよい。
例えば、本実施形態において、複数の補正サーバ50のそれぞれに対して対象領域が予め設定されている。各補正サーバ50に対して設定された当該対象領域は、各補正サーバ50が移動端末30の測位情報の補正を担当する領域を定めるものであり、各補正サーバ50は、自機に対して設定された対象領域に存在する移動端末30の測位情報を補正する。従って、例えば、移動端末30aがある対象領域から他の対象領域に移動した場合、当該移動に伴って、移動端末30aの測位情報を補正する補正サーバ50が切り替えられる。各補正サーバ50に対して設定された対象領域は、例えば、補正サーバ50から所定距離以内の領域に対して設定される。
また、例えば、複数の補正サーバ50のうち、補正サーバ50aが、移動体30aから受信した測位情報に基づいて補正後測位情報を生成する補正実行サーバとして設定されているとする。また、移動体30aが、補正サーバ50aに対して設定された対象領域から、補正サーバ50bに対して設定された対象領域に移動しようとしているとする。この場合において、管制サーバ60aは、補正実行サーバを補正サーバ50aから補正サーバ50bへ切り替えるための通知を補正サーバ50a及び補正サーバ50bのうち、少なくとも一方へ送信することによって、補正実行サーバの切替を行う。当該切替の制御は、例えば、管制サーバ60において、各補正サーバ50の情報及び各補正サーバ50に対して設定された対象領域の位置情報に基づいて行われる。各補正サーバ50の情報及び各補正サーバ50に対して設定された対象領域の位置情報は、管制サーバ60に記憶されていてもよいし、管制サーバ60が補正サーバ50から受信してもよい。このように、管制サーバ60aの制御により、補正実行サーバを切り替え可能にすることにより、移動体30aからより近い位置の補正サーバ50が測位情報の補正を行うことが可能となる。その結果、移動体30aと補正サーバ50との間の通信をより高速にし、通信遅延を低下させることができる。すなわち、本実施形態によれば、移動体30が移動することにより適合した技術を実現することができる。
同様に、複数の管制サーバ60のそれぞれに対しても対象領域が予め設定されている。各管制サーバ60に対して設定された対象領域は、各管制サーバ60が移動端末30の管制を担当する領域を定めるものであり、各管制サーバ60は、自機に対して設定された対象領域に存在する移動端末30の管制を担当する。各管制サーバ60に対して設定された対象領域は、各補正サーバ50に対して設定された対象領域と同じであってもよい。この場合において、移動端末30aがある対象領域から他の対象領域に移動した場合、当該移動に伴って、移動端末30aの測位情報を補正する補正サーバ50が切り替えられ、さらに、移動端末30aを管制する管制サーバ60が切り替えられる。また、各管制サーバ60に対して設定された対象領域は、例えば、管制サーバ60から所定距離以内の領域に対して設定されてもよい。
また、例えば、複数の管制サーバ60のうち、管制サーバ60aが、上記の補正実行サーバを切り替えるための通知を送信する(又は、移動端末30aを管制する)管制実行サーバとして設定されているとする。この場合において、管制サーバ60aは、管制実行サーバを管制サーバ60aから管制サーバ60bに切り替えるための要求を、管制サーバ60bに送信し、(移動端末30aの)管制実行サーバの切替を行う。
以下に、図5及び図6を参照して、移動端末30の測位情報を補正する補正サーバ50の切替処理、及び移動端末30を管制する管制サーバ60の切替処理について、さらに詳しく説明する。図5及び図6に示す処理において、移動端末30はUAVであり、移動端末30の飛行は、予め設定された移動のルート情報に基づいて、管制サーバ60により自動制御されることを前提としている。移動のルート情報は、移動端末30の飛行のルート情報、及び移動端末30の飛行高度の制御の情報を含む。
図5を参照して、管制サーバ60による補正サーバ50の切替処理の制御の一例を説明する。この処理は、管制サーバ60において、制御部51が、記憶部55に記憶されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することにより実現される。また、図5に示す処理は、補正サーバ50aにより測位情報が補正され、管制サーバ60aにより管制されている移動端末30aの移動中に開始する。また、図5に示す処理において、移動体30aが、補正サーバ50aに対して設定された対象領域から、補正サーバ50bに対して設定された対象領域に移動しようとしていることを前提としている。補正サーバ50aに対して設定された対象領域と、補正サーバ50bに対して設定された対象領域とは、お互いに一部の領域が重なっている(又は、隣接している)。図5に示す処理の例において、ステップS501からS506は、管制サーバ60aにより実行され、ステップS507からS508は、管制サーバ60bにより実行される。
ステップS501において、管制サーバ60aは、補正サーバ50の切り替えのために、移動中(飛行中)の移動端末30aの測位方法の切替条件が満たされたか否かを判断する。例えば、GNSSにより測位処理を行いながら移動端末30aが補正サーバ50aに対して設定された対象領域の境界に近づいているときに、管制サーバ60aは、移動端末30aが対象領域の境界に到達するまでの時間、又は移動端末30aと対象領域の境界の間の距離などに対して予め設定された所定の条件(測位方法切替条件)が満たされたか否かを判断する。測位方法切替条件が満たされるまでステップS501の判断が行われ(ステップS501のNo)、測位方法切替条件が満たされた場合、処理は、ステップS502へ進む(ステップS501のYes)。
移動端末30aが対象領域の境界に到達するまでの時間は、例えば、移動端末30aの移動速度、移動方向、及び移動端末30aから境界までの距離に基づいて算出される。移動端末30aから境界までの距離は、例えば、管制サーバ60aが補正サーバ50aから受信した移動端末30aの補正後測位情報、及び管制サーバ60aに記憶された対象領域の情報を用いて算出される。境界に到達するまでの時間を条件とする場合、測位方法切替条件は、例えば、残り10秒に設定されてもよい。また、移動端末30aと対象領域の境界の間の距離は、例えば、管制サーバ60aが補正サーバ50aから受信した移動端末30aの補正後測位情報、及び管制サーバ60aに記憶された対象領域の情報を用いて算出される。境界までの距離を条件とする場合、測位方法切替条件は、例えば、残り110mに設定されてもよい。
ステップS502において、管制サーバ60aは、移動端末30aの測位方法の切り替えの制御を行う。例えば、管制サーバ60aは、GNSSで測位処理を行っている移動端末30aに対して、GNSSより高い測位精度を有するRTKなどの方式による測位処理を実施するための制御信号を送信する。後述する補正サーバ50の切替処理を安全に行うためには、より高い精度で移動端末30aの測位処理が行われていることが好ましい。そのため、ステップS502において、より高い測位精度を有するRTKなどの方式で測位処理が行われるように測位方法の切替を行うことにより、後述する補正サーバ50の切替処理をより安全に行うことが可能となる。
次に、ステップS503において、管制サーバ60aは、補正サーバ50の切替条件が満たされたか否かを判断する。例えば、移動端末30aが補正サーバ50aに対して設定された対象領域の境界に近づいているときに、管制サーバ60aは、移動端末30aが対象領域の境界に到達するまでの時間、又は移動端末30aと対象領域の境界の間の距離などに対して予め設定された所定の条件(サーバ切替条件)が満たされたか否かを判断する。例えば、管制サーバ60aは、境界に到達するまでの時間が4秒に達したとき、又は境界までの距離が44mに達したときに、サーバ切替条件が満たされたと判断してもよい。また、補正サーバ50の切替条件は、移動端末30aから障害物までの距離又は移動端末30aが当該障害物の場所に到達するまでの時間に対して予め設定された条件であってもよい。例えば、対象領域の境界付近に障害物(ビル等)があれば、その障害物を基準とした条件を補正サーバ50の切替条件として採用してもよい。対象領域の境界を基準とした切替条件を採用している場合、補正サーバ50の切り替え後に、対象領域の境界付近の障害物の回避が間に合わない事態が生じ得る。そのため、本発明の一実施形態によれば、対象領域の境界付近に障害物がある場合に、当該障害物を基準とした切替条件を採用することにより、衝突や墜落による事故が発生する可能性を低減し得る。
管制サーバ60aは、補正サーバ50aに対して設定された対象領域の境界の位置と、移動端末30aの補正後測位情報と、移動端末30aの速度とに基づいて、移動端末30aが対象領域の境界に到達するまでの時間を特定する。また、管制サーバ60aは、補正サーバ50aに対して予め設定された対象領域の位置と、移動端末30aの補正後測位情報とに基づいて、移動端末30aと対象領域の境界の間の距離を特定する。すなわち、管制サーバ60aは、対象領域の位置情報、管制サーバ60aが受信した移動端末30aの補正後測位情報、又は移動端末30aの速度情報の少なくとも一部に基づいて、境界に到達するまでの時間又は境界までの距離が所定の条件を満たしたタイミングで、サーバ切替条件が満たされたと判断する。
サーバ切替条件が満たされるまでステップS503の判断が行われ(ステップS503のNo)、サーバ切替条件が満たされた場合、処理は、ステップS504へ進む(ステップS503のYes)。
ステップS504において、管制サーバ60aは、移動端末30aの測位情報の補正を行う補正サーバ50(補正実行サーバ)の切り替えの制御を行う。例えば、管制サーバ60aは、補正サーバ50a(現在移動端末30aの測位情報の補正を行っている補正サーバ50)から補正サーバ50bへ補正実行サーバを切り替えるための通知を、補正サーバ50a及び補正サーバ50bに送信する。当該通知は、補正サーバ50a及び補正サーバ50bのうち、一方に送信されてもよい。当該通知により、補正実行サーバの切替処理が行われる。補正実行サーバの切替処理の詳細は、後述する。
以上のように本実施形態によれば、ステップS503で、対象領域の位置情報、管制サーバ60aが受信した補正後測位情報、又は移動端末30aの速度情報の少なくとも一部に基づいて、サーバ切替条件が満たされたと判断されたときに、ステップS504で、管制サーバ60aは、上記の通知を送信する。すなわち、管制サーバ60aは、対象領域の位置情報、管制サーバ60aが受信した移動端末30aの補正後測位情報、又は移動端末30aの速度情報の少なくとも一部に基づいて、境界に到達するまでの時間又は境界までの距離が所定の条件を満たしたタイミングで、サーバ切替条件が満たされたと判断し、上記の通知を送信する。
次に、ステップS505において、管制サーバ60aは、補正実行サーバとして新たに設定された補正サーバ50bから、移動端末30aの補正後測位情報を受信する。また、管制サーバ60aは、補正サーバ50bから受信した移動端末30aの補正後測位情報を含む飛行管制情報(図4のステップS17を参照)を移動端末30aに送信する。
次に、ステップS506において、管制サーバ60aは、必要に応じて移動端末30aの管制を行う(例えば、補正実行サーバを切り替えるためのステップS504の通知を送信する)管制サーバ50(管制実行サーバ)の切り替えの制御を行う。例えば、管制サーバ60aは、(現在移動端末30aの管制を行っている)管制サーバ60aから管制サーバ60bへ管制実行サーバを切り替えるための要求を、管制サーバ60bに送信する。当該要求の送信により、管制実行サーバの切替処理が行われる。管制実行サーバの切替処理の詳細は、後述する。
なお、管制サーバ60に対して設定された対象領域のサイズ(境界)と、補正サーバ50に対して設定された対象領域のサイズ(境界)とは異なっていてもよい。例えば、管制サーバ60に対して設定された対象領域のサイズは、補正サーバ50に対して設定された対象領域のサイズよりも大きくてもよい。このような場合において、ステップS506における管制サーバ50の切り替えは実行されない場合があってもよい。例えば、移動端末30aが、補正サーバ50の対象領域を外れるが、管制サーバ60aの対象領域を外れない場合には、管制サーバ60aは、管制実行サーバの切替処理を実行しなくともよい。すなわち、このような場合において、管制サーバ60aは、ステップS506を実行しなくともよい。また、例えば、図示しないが、管制サーバ60aは、ステップS506よりも前に、管制サーバ50の切り替え処理の要否を判断してもよい。例えば、管制サーバ60aは、予め設定された移動のルート情報に基づいて、移動端末30aが、飛行により管制サーバ60aに対して設定された対象領域を外れるか否かを判断してもよい。例えば、このような場合において、移動端末30aが管制サーバ60aに対して設定された対象領域を外れる場合、管制サーバ60aは、ステップS506を実行してよい。また、例えば、移動端末30aが管制サーバ60aに対して設定された対象領域を外れない場合、管制サーバ60aは、ステップS506を実行しなくともよい。すなわち、管制サーバ60aは、管制サーバ60aを他の管制サーバ60に切り替えないように制御してもよい。
以上のように本実施形態によれば、管制サーバ60aは、ステップS504で補正サーバ50aから補正サーバ50bへ補正実行サーバが切り替えられた後、ステップS506で管制実行サーバを切り替えるための要求を送信する。移動端末30の管制を行う管制実行サーバの切り替えは、高い精度で移動端末30の測位が行われているときに実行されることが安全上の観点で望ましい。本実施形態において、対象領域の境界に近づいている移動端末30の測位情報を補正する補正実行サーバの切り替えの後、管制実行サーバの切り替えを実行することにより、管制実行サーバの切り替えは、高い精度で移動端末30の測位が行われているときに実行され、より高い安全性が確保されうる。
また、以上のように本実施形態によれば、ステップS504で補正サーバ50aから補正サーバ50bへ補正実行サーバが切り替えられ、ステップS505で管制サーバ60aが補正サーバ50bから移動端末30aの補正後測位情報を受信した後、ステップS506で管制サーバ60aは、ステップS506で管制実行サーバを切り替えるための要求を送信する。すなわち、対象領域の境界に近づいている移動端末30の測位情報を補正する補正実行サーバの切り替えの後、管制サーバ60aが切り替え後の補正実行サーバから移動端末30aの補正後測位情報を受信した後、管制実行サーバを切り替えるための要求が送信される。そのため、管制実行サーバの切り替えは、高い精度で移動端末30の測位が行われているときに実行され、より高い安全性が確保されうる。
次に、ステップS507において、管制サーバ60bは、移動端末30aが補正サーバ50aに対して設定された対象領域の境界を通過したか否かを判断する。当該境界を通過したか否かは、例えば、補正サーバ50aに対して設定された対象領域の境界の位置と、補正サーバ50bから送信された移動端末30aの補正後測位情報とに基づいて判断される。
対象領域の境界を通過したと判断されるまで、ステップS507の判断が行われ(ステップS507のNo)、通過したと判断された場合、処理は、ステップS508へ進む(ステップS507のYes)。
ステップS508において、管制サーバ60aは、移動端末30aの測位方法の切り替えの制御を行う。例えば、管制サーバ60aは、RTKで測位処理を行っている移動端末30aに対して、RTKより測位精度は低いが、消費電力がより少ないGNSSなどの方式による測位処理を実施するための制御信号を送信する。このように本実施形態によれば、補正実行サーバの切り替え後、又は管制実行サーバの切り替え後に、移動端末30aの測位方法をより消費電力が少ない方式に切り替えるように制御する。その結果、移動端末30aは、より長い時間、飛行することが可能となる。
図6を参照して、通信システム1において実行される処理のうち、図5のステップS504からS506に対応する処理の詳細を説明する。図6に示す処理は、各処理の処理主体の装置の制御部が、記憶部に記憶されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することにより実現される。
ステップS21において、補正サーバ50aから補正サーバ50bに補正実行サーバの切り替えを行うために、管制サーバ60aは、補正サーバ50bに補正実行サーバの切り替え要求を通知する。ステップS23において、補正サーバ50bは、補正実行サーバの切り替え要求の通知に対する確認応答を管制サーバ60aに送信する。
次に、管制サーバ60aは、移動端末30aが通過又は滞在する領域に関する情報(領域情報)を、補正実行サーバとして新たに設定された補正サーバ50bに送信し(ステップS25)、補正サーバ50bは、当該領域情報をデータセンター40に送信する(ステップS27)。データセンター40は、広域測位情報のうち、ステップS27で補正サーバ50bから受信した領域情報に対応する情報を狭域測位情報として補正サーバ50bに送信する(ステップS29)。次に、移動端末30aは、RTKによる測位処理により得られた測位情報を補正サーバ50bに送信する(ステップS31)。補正サーバ50bは、ステップS29でデータセンター40から受信した狭域測位情報と、ステップS31で移動端末30aから受信した測位情報とに基づいて、当該測位情報を補正し、より正確な測位情報(すなわち、補正後測位情報)を算出する(ステップS33)。次に、補正サーバ50bは、ステップS33で算出された補正後測位情報を管制サーバ60に送信する(ステップS35)。管制サーバ60は、補正後測位情報と移動飛行計画情報とに基づいて飛行管制情報を生成してよい。例えば、管制サーバ60は、補正後測位情報と移動飛行計画情報とを比較分析し、補正後測位情報により示される座標と移動飛行計画情報により示される座標との誤差を算出してよい。管制サーバは、移動体端末30が当該誤差を修正して飛行させるための情報を飛行管制情報として生成してよい。管制サーバ60aは、飛行管制情報を移動端末30aに送信し(ステップS37)、移動端末30aの飛行の制御を行う。
ステップS25からS37は、図4のステップS11からS17に示した処理と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
その後、ステップS39において、管制サーバ60aは、補正サーバ50aに通信接続の切断要求を送信する。補正サーバ50aが当該要求を受信したことに応じて、管制サーバ60aと補正サーバ50aとの間における補正後測位情報送信のための通信接続が切断される。以降の処理において、補正サーバ50bは、補正実行サーバとして機能する。
次に、ステップS41において、管制サーバ60aから管制サーバ60bに管制実行サーバの切り替えを行うために、管制サーバ60aは、管制権の移動要求を管制サーバ60bに送信する。ステップS43において、管制サーバ60bは、管制権の移動要求に対する確認応答を管制サーバ60aに送信する。
管制サーバ60aは、ステップS43で補正サーバ50bから確認応答を受信したことに応じて、移動端末30aの測位蓄積データと、移動端末30aの管制に必要な管制情報とを管制サーバ60bに送信する(ステップS45、S47)。移動端末30aの測位蓄積データは、蓄積された過去の移動端末30aの補正後測位情報を含む。すなわち、測位蓄積データは、管制サーバ60aが保有していた移動端末30aの補正後測位情報を含む。当該測位蓄積データは、ステップS45で管制サーバ60aから管制サーバ60bに送信される。移動端末30aの管制に必要な管制情報は、移動端末30aの目的地と出発地(又は、移動端末30aの目的地と出発地を結ぶ移動のルート情報)、経由地、燃料(又は搭載バッテリー)情報、及び移動端末30aの機体情報のうち少なくとも一部を含む。ステップS49において、管制サーバ60bは、ステップS45、S47で測位蓄積データと、管制情報とを受信したことに応じて、管制サーバ60aに確認応答を送信する。なお、ステップS47で送信される管制情報は、例えば、最新の移動飛行支援情報(例えば、図4のステップS10参照)と、飛行管制情報(例えば、図4のステップS17参照)とを含む情報である。
次に、ステップS51において、管制サーバ60bは、管制サーバ60aから管制サーバ60bに管制実行サーバを切り替える接続切替要求をデータセンター40へ送信する。ステップS53において、データセンター40は、管制サーバ60bから接続切替要求を受信したことに応じて、管制サーバ60bに確認応答を送信する。
次に、ステップS55において、管制サーバ60bは、管制サーバ60aから管制サーバ60bに管制実行サーバを切り替える接続切替要求を移動端末30aへ送信する。ステップS57において、移動端末30aは、管制サーバ60bから接続切替要求を受信したことに応じて、管制サーバ60bに確認応答を送信する。
次に、ステップS59において、管制サーバ60bは、管制サーバ60aから管制サーバ60bに管制実行サーバを切り替える接続切替要求を補正サーバ50bへ送信する。ステップS61において、補正サーバ50bは、管制サーバ60bから接続切替要求を受信したことに応じて、管制サーバ60bに確認応答を送信する。これにより、補正サーバ50bと、管制サーバ60bとの間でペア(管制される側と管制する側との間の関係)が成立する。
次に、ステップS63において、移動端末30aは、補正サーバ50bに移動端末30aの測位情報を送信する。ステップS65において、補正サーバ50bは、受信した移動端末30aの測位情報に基づいて、補正後測位情報を算出する。
ステップS67において、補正サーバ50bは、算出した移動端末30aの補正後測位情報を管制サーバ60bに送信する。ステップS69において、管制サーバ60bは、受信した移動端末30aの補正後測位情報を含む飛行管制情報を移動端末30aへ送信する。以降の処理において、管制サーバ60bは、管制実行サーバとして機能する。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素、条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。