无人机系统、无人机、无人机系统的控制方法以及无人机系统控制程序与流程

1.本发明涉及无人机系统、无人机、无人机系统的控制方法以及无人机系统控制程序。


背景技术：

2.一般被称为无人机的小型直升机(多旋翼直升机)的应用正在推进。作为其重要的应用领域之一，可列举向农田(农场)的农药或液肥等的药剂播撒(例如，专利文献1)。在比较狭小的农田中，适合使用无人机而不是有人的飞机或直升机的情况较多。
3.通过准天顶卫星系统或rtk
‑
gps(real time kinematic
‑
global positioning system)等技术，使无人机在飞行中能够以厘米单位准确地得知本机的绝对位置，由此，在日本，即使在典型的狭小的复杂地形的农田中，也使得人手进行的操纵为最小限度而能够自主地飞行，并高效且准确地进行药剂播撒。
4.然而，在进行上述的药剂播撒等作业的基础上，还提出了使无人机在农场飞行时，从应对比较大规模的农场、或缩短作业时间的目的出发，使多个无人机同时飞行的方案。(例如，专利文献3)。即，在各无人机分别计划行驶路径，在农场内分担作业。
5.但是，在使用这样的多个无人机在农场内分担作业的情况下，由于不能变更预先计划的各个行驶路径，因此作业的完成时间是作业最慢的无人机的操作成为限速的情况。一般来说，为了完成农场内作业，由于各无人机播撒的农药等的搭载物品的补充大多需要多次，因此各无人机一边在该作业现场与用于搭载物品的补充的起降港之间反复往复一边进行作业。另外，在无人机为充电式的情况下，电池的消耗量由于气温或风的影响而无法精确地预测，因此能够进行飞行的时间发生某种程度的变动，为了电池的更换或充电，产生需要返回起降港的必要性。由于这样的主要原因，即使在预先对多个无人机均等分担作业的情况下，各无人机的作业的推进状况也产生差异，结果是，作业最慢的无人机的操作成为限速，从而希望改善。现有技术文献专利文献
6.专利文献1：专利公开公报日本特开2001
‑
120151专利文献2：国际公开wo2014/160589


技术实现要素：

发明所要解决的课题
7.提供在使用多个无人机，按照针对作业对象区域分配给各个无人机的飞行路径，通过自动飞行运用各无人机进行作业的无人机系统中，实现作业的高效化并缩短作业时间的无人机系统。用于解决课题的技术方案
8.为了达到上述目的，本发明的一个观点涉及的无人机系统具有：多台无人机；至少一个起降港，能供所述多台无人机单独或两台以上同时出发到达；以及飞行控制部，按照分配给各个无人机的飞行路径对各无人机进行飞行控制，由所述多个无人机分担进行给定的区域内的作业，所述多个无人机承担在各个运行时消耗的至少一个减少性因子，在补充或更新该因子时需要向所述起降港返回的条件下，在至少一台无人机返回到所述起降港时，在判断为未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子充足的情况下，能够将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配，并变更各无人机的飞行路径。
9.也可以是，所述减少性因子是从由无人机的驱动能量量(电池充电量、燃料量等)及无人机的搭载物量(播撒的农药、肥料等的药剂量、播种的种子量等)构成的组中选择的至少一个。
10.也可以是，在所述的至少一台无人机向所述起降港的返回是所述减少性因子的补充或更新的情况下，计算并比较该无人机补充或更新所述减少性因子而再次起飞所需的时间t
a
和在该时间点将剩余的全部作业分配给未返回的无人机的作业的情况下所需的时间t
b
，至少基于该比较的结果，决定是否将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配。
11.也可以是，在所述的t
a
与t
b
的比较的结果为t
a
>t
b
且判断为未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子充足的情况下，将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配，并变更各无人机的飞行路径。
12.也可以是，所述的至少一台无人机向所述起降港的返回基于操作者的任意的返回指令。
13.也可以是，根据所述的至少一台无人机向所述起降港的返回是所述减少性因子的补充或更新的情况、还是基于操作者的任意的返回指令的情况，来切换对所述的t
a
和t
b
进行比较或不进行比较。
14.也可以是，根据所述的至少一台无人机向所述起降港的返回是所述减少性因子的补充或更新的情况、还是基于操作者的任意的返回指令的情况，来切换：作为在判断为所述的t
a
和t
b
的比较结果为t
a
>t
b
且未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子充足的情况下，将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配，并变更各无人机的飞行路径的条件，或者，作为立即将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配，并变更各无人机的飞行路径的条件。
15.也可以是，剩余的全部作业的再分配判断根据剩余的全部作业的预想所需时间判断或者根据所述减少性因子的预想余量判断。
16.也可以是，所述再分配不是分担分配所述的返回的无人机的原来的路径，而是从剩余区域重新对路径进行最佳的重新设定的基础上进行分配。
17.也可以是，各无人机中的所述减少性因子的状态在各无人机中检测并从各无人机向所述飞行控制部随时发送。
18.也可以是，所述起降港设置在装载所述无人机并能够移动且与所述无人机协同动作的移动体上。
19.为了达到上述目的，本发明的一个观点涉及的无人机系统的控制方法是如下无人机系统的控制方法，该无人机系统具有：多台无人机；至少一个起降港，能供所述多台无人机单独或两台以上同时出发到达；以及飞行控制部，按照分配给各个无人机的飞行路径对各无人机进行飞行控制，由所述多台无人机分担进行给定的区域内的作业，所述多个无人机承担在各个运行时消耗的至少一个减少性因子，在补充或更新该因子时需要向所述起降港返回的条件下，所述无人机系统的控制方法包括：在至少一台无人机返回到所述起降港时，检测剩余的全部作业的步骤；以及判断未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子是否充足的步骤；以及将检测到的剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配并变更各无人机的飞行路径的步骤。
20.也可以是，所述无人机系统的控制方法还包括：在至少一台无人机返回到所述起降港时，计算并比较返回的无人机补充或更新所述减少性因子而再次起飞所需的时间t
a
和在该时间点将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而使其作业的情况下所需的时间t
b
的步骤；以及判定其结果是否为t
a
>t
b
且未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子是否充足的步骤，根据该结果，执行将检测到的剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配并变更各无人机的飞行路径的步骤。
21.为了达到上述目的，本发明的一个观点涉及的无人机系统控制程序是如下无人机系统的控制程序，所述无人机系统具有：多台无人机；至少一个起降港，能供所述多台无人机单独或两台以上同时出发到达；以及飞行控制部，按照分配给各个无人机的飞行路径对各无人机进行飞行控制，由所述多台无人机分担进行给定的区域内的作业，所述多个无人机承担在各个运行时消耗的至少一个减少性因子，在补充或更新该因子时需要向所述起降港返回的条件下，所述无人机系统的控制程序使计算机执行：在至少一台无人机返回到所述起降港时，检测剩余的全部作业的命令；判断未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子是否充足的命令；以及将检测到的剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配并变更各无人机的飞行路径的命令。此外，计算机程序可以通过经由因特网等网络的下载来提供，或记录在cd
‑
rom等计算机能够读取的各种记录介质中来提供。
22.也可以是，所述控制程序使计算机执行：检测剩余的全部作业的命令；计算并比较返回的无人机补充或更新所述减少性因子而再次起飞所需的时间t
a
和在该时间点将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而使其作业的情况下所需的时间t
b
的命令；判断其结果是否为ta>tb且未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子是否充足的命令；以及将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配并变更各无人机的飞行路径的命令。
23.为了达到上述目的，本发明的一个观点涉及的无人机能够通过起降港出发到达且能够由飞行控制部控制并按照被分配的飞行路径飞行，所述无人机承担运行时消耗的至少一个减少性因子，所述无人机具有：检测部，检测该减少性因子的状态；以及发送部，向所述飞行控制部随时发送由检测部得到的状态信息，所述无人机按照由所述飞行控制部发送来
的飞行路径的变更来变更飞行路径。发明效果
24.在使用多个无人机，按照对作业对象区域分配给各个无人机的飞行路径，通过自动飞行运用各无人机来进行作业的无人机系统中，即使在各无人机的作业的推进状况中产生差异的情况下，也能够在一个或多个无人机暂时返回到起降港时，实现对各无人机的作业分配的再分配，因此能够实现作业的高效化，能够缩短作业时间。另外，即使在操作者任意地撤回1个或多个无人机的情况下，也能够使剩余的作业没有停滞的完成。
附图说明
25.图1是表示本发明所涉及的无人机系统的第一实施方式的俯视图。图2是上述无人机系统具有的无人机的主视图。图3是上述无人机的右侧视图。图4是上述无人机的后视图。图5是上述无人机的立体图。图6是上述无人机具有的药剂播撒系统的整体概念图。图7是表示上述无人机具有药剂播撒系统的第二实施方式的整体概念图。图8是表示上述无人机具有的药剂播撒系统的第三实施方式的整体概念图。图9是表示在图6所示的药剂播撒系统的实施方式中进行无人机的作业区段的再次考虑时的状态的整体概略图。图10是表示在图6所示的药剂播撒系统的实施方式中进行了无人机的作业区段的再分配的状态的整体概略图。图11是表示上述无人机的控制功能的示意图。图12是表示在本发明的实施方式中使用的移动体的情况的概略立体图。图13是表示上述移动体的载置上述无人机的上面板向后方滑动的情况的概略立体图。图14是关于上述无人机及上述移动体具有的功能的功能框图。图15是上述无人机系统在无人机暂时返回时进行作业的再分配的流程图。
具体实施方式
26.以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。附图均为例示。在以下的详细说明中，为了便于说明，为了促进所公开的实施方式的完全理解，对某个特定的细节进行了叙述。但是，实施方式不限于这些特定的细节。此外，为了简化附图，示意性地示出了公知的结构和装置。
27.本发明是由所述多个无人机分担进行给定的区域内的作业的无人机系统。作为所述给定的区域，没有特别限定，例如，在无人机用于农业用途的情况下，农田(农场)是代表性的，但在无人机用于除此以外的用途、例如某些拍摄目的、灭火作业等的情况下，也可以是除此以外的市区、郊区、山区等各种土地、海域等。此外，进行作业的区域优选预先确定其位置及大小等。
28.在本发明中，如上所述，使用多个无人机，但首先对本发明涉及的无人机系统具有
的无人机的结构进行说明。在本技术说明书中，所谓无人机，是指无论动力单元(电力、原动机等)、操纵方式(是无线还是有线、以及是自主飞行型还是手动操纵型等)，都具有多个旋转翼的飞行体全体。
29.如图1至图5所示，旋转翼101
‑
1a、101
‑
1b、101
‑
2a、101
‑
2b、101
‑
3a、101
‑
3b、101
‑
4a、101
‑
4b(也称为转子)是用于使无人机100飞行的单元，考虑到飞行的稳定性、机体尺寸及电力消耗量的平衡，具备8台(2级构成的旋转翼为4套)。各旋转翼101通过从无人机100的主体110延伸出的臂配置于主体110的四方。即，在行进方向左后方配置有旋转翼101
‑
1a、101
‑
1b，在左前方配置有旋转翼101
‑
2a、101
‑
2b，在右后方配置有旋转翼101
‑
3a、101
‑
3b，在右前方配置有旋转翼101
‑
4a、101
‑
4b。此外，无人机100以图1中的纸面向下为行进方向。棒状的脚部107
‑
1、107
‑
2、107
‑
3、107
‑
4分别从旋转翼101的旋转轴向下方延伸。
30.马达102
‑
1a、102
‑
1b、102
‑
2a、102
‑
2b、102
‑
3a、102
‑
3b、102
‑
4a、102
‑
4b是使旋转翼101
‑
1a、101
‑
1b、101
‑
2a、101
‑
2b、101
‑
3a、101
‑
3b、101
‑
4a、101
‑
4b旋转的单元(典型地，是电动机，但也可以是发动机等)，相对于一个旋转翼，设置有1台。马达102是推进器的示例。1套内的上下的旋转翼(例如，101
‑
1a和101
‑
1b)及与它们对应的马达(例如，102
‑
1a和102
‑
1b)为了无人机的飞行的稳定性等，轴处于同一直线上，并且彼此向相反方向旋转。如图2及图3所示，用于对为了使转子不与异物干涉而设置的螺旋桨防护件进行支承的放射状的构件不是水平而是塔架状的构造。这是为了在碰撞时促进该构件向旋转翼的外侧压曲，防止与转子干涉。
31.药剂喷嘴103
‑
1、103
‑
2、103
‑
3、103
‑
4是用于将药剂朝向下方播撒的单元，具备4台。此外，在本技术说明书中，所谓药剂，一般是指农药、除草剂、液肥、粉状肥料、杀虫剂、种子以及水等在农场播撒的液体或粉体。
32.药剂罐104是用于保管待播撒的药剂的罐，从重量平衡的观点出发，设置在靠近无人机100的重心的位置且比重心低的位置。药剂软管105
‑
1、105
‑
2、105
‑
3、105
‑
4是将药剂罐104与各药剂喷嘴103
‑
1、103
‑
2、103
‑
3、103
‑
4连接的单元，由硬质的原材料构成，也可以兼具支承该药剂喷嘴的作用。泵106是用于从喷嘴喷出药剂的单元。
33.在本发明涉及的无人机系统中，使用多台具有上述例示的结构的无人机，在控制它们的运行时，将各无人机的运行时消耗的、补充或更新时需要向起降港返回的减少性因子的状态作为判断材料。作为该减少性因子，可以举出无人机的驱动能量量、无人机的搭载物量等。除此以外，例如也考虑马达的连续运转时间等因子，一般是在各无人机的运行时无人机的驱动能量量及无人机的搭载物量经时变化(减少率)大的因子，因此优选将这些因子的状态作为判断材料。而且，在本发明涉及的无人机系统中，作为减少性因子，例如，也可以仅将无人机的驱动能量量及无人机的搭载物量的一方作为判断材料，可以仅是其任一方。
34.此外，作为无人机的驱动能量量，更具体而言，根据使用的无人机的动力单元的不同，为电池充电量、燃料量等，另外，并且在为农业用途的情况下，无人机的搭载物量是上述的药剂量(播撒的农药、除草剤、液肥、粉状肥料、杀虫剂、种子以及水等的量、播种的种子量等)。
35.图6中示出使用本发明所涉及的无人机系统的使用药剂播撒用途的实施例的系统的整体概念图。该图为示意图，比例尺不准确。在该图中，多个无人机100a、100b、100c、操作器401、小型便携终端401a、基站404及移动体406a与营农云405分别连接。这些连接可以进
行基于wi
‑
fi或移动通信系统等的无线通信，也可以是一部分或全部有线连接。此外，在本实施例中，在无人机系统中，运用3台无人机100a、100b、100c，但作为上述无人机的数量，只要是多台、即两台以上，就没有特别限定。移动体406a具有起降港406。此外，在本实施例中，无人机100能够出发到达的起降港406设置于移动体406a，但在本发明中，作为起降港406的设置场所，特别是不限定为在这样的移动体406a上，当然设置在固定地上也是可能的。另外，关于1个起降港406，无人机100的至少1台只要能够出发到达即可，关于起降港406，可以是两台以上的无人机100能够同时出发到达的起降港，或者也可以在1个无人机系统设置有多个起降港406。
36.各无人机100a、100b、100c及移动体406a相互进行信息的发送接收，并协同动作。各无人机100a、100b、100c除了对各无人机100a、100b、100c的飞行进行控制的飞行控制部21之外，还具有用于与移动体406a发送接收信息的功能部。
37.操作器401通过使用者402的操作分别向各无人机100a、100b、100c发送指令，并且是用于显示从各无人机100a、100b、100c接收的信息(例如，位置、药剂量、电池余量、相机影像等)的单元，也可以通过运行计算机程序的一般的平板电脑终端等便携信息设备来实现。本发明所涉及的无人机100a、100b、100c被控制为进行自主飞行，但也可以在起飞、返回等基本操作时及紧急时能够进行手动操作。除了便携信息设备以外，还可以使用具有紧急停止专用的功能的紧急用操作器(未图示)。紧急用操作器也可以是为了在紧急时能够迅速地采取应对而具备大型的紧急停止按钮等的专用设备。而且，除了操作器401之外，系统可以包括能够将信息的一部分或全部显示在操作器401的小型便携终端401a、例如智能手机。另外，也可以具有基于从小型便携终端401a输入的信息变更无人机100a、100b、100c的动作的功能。小型便携终端401a例如与基站404连接，能够经由基站404接收来自营农云405的信息等。
38.农场403是作为无人机100a、100b、100c的药剂播撒的对象的农田、田地等。实际上，存在农场403的地形复杂，事先无法获得地形图的情况或者地形图与现场的状况有差异的情况。另外，也可能产生农场403的气温或风的影响等。由于这样的主要原因，在农场403中，即使将使各无人机100a、100b、100c分别负责的分区(a区、b区、c区)例如分配为等面积，无人机100a、100b、100c的农药播撒作业或无人机100a、100b、100c的电池消耗或燃料消耗也不一定均等地进行。
39.基站404是提供wi
‑
fi通信的母机功能等的装置，也作为rtk
‑
gps基站发挥功能，也可以构成为能够提供多个无人机100a、100b、100c的准确的位置。基站404也可以是wi
‑
fi通信的母机功能与rtk
‑
gps基站独立的装置。另外，基站404也可以使用3g、4g及lte等移动通信系统，可以与营农云405相互通信。在本实施方式中，基站404与起降港406一起装载于移动体406a。
40.营农云405是典型地在云服务上运营的计算机组和相关软件，也可以与操作器401通过移动电话线路等无线连接。营农云405也可以进行用于分析无人机100a、100b、100c拍摄的农场403的图像，并掌握作物的生长状况，从而决定飞行路径的处理。另外，也可以将保存的农场403的地形信息等提供给无人机100a、100b、100c。此外，也可以积累无人机100a、100b、100c的飞行及拍摄影像的历史记录，并进行各种分析处理。
41.小型便携终端401a是便携终端的示例，例如是智能手机等。在小型便携终端401a
的显示部，适当显示关于无人机100a、100b、100c的运转所预测的动作的信息、更具体而言是无人机100返回起降港406的预定时刻、返回时使用者402应进行的作业的内容等信息。另外，也可以根据来自小型便携终端401a的输入，变更无人机100a、100b、100c及移动体406a的动作。便携终端可以从无人机100a、100b、100c及移动体406a的任一个接收信息。另外，可以经由移动体406a向小型便携终端401a发送来自无人机100a、100b、100c的信息。
42.通常，各无人机100a、100b、100c从位于农场403的外部的起降港406起飞，向农场403播撒药剂后，或者在需要药剂补充或充电等时返回起降港406。从起降港406到目标的农场403的飞行路径(进入路径)可以事先保存在营农云405等，也可以由使用者402在起飞开始前输入。
43.此外，如图7所示的第二实施方式那样，也可以构成为本发明所涉及的无人机100a、100b、100c的药剂播撒系统的各无人机100a、100b、100c、操作器401、小型便携终端401a以及营农云405分别与基站404连接。
44.另外，如图8所示的第三实施方式那样，也可以构成为本发明所涉及的无人机100a、100b、100c的药剂播撒系统的各无人机100a、100b、100c、操作器401以及小型便携终端401a分别与基站404连接，仅操作器401与营农云405连接。
45.如图6～图8所示，各无人机100在农场403中的最初被赋予的各个负责分区(a区、b区、c区)的上空飞行，执行农场内的作业。
46.无人机100a、100b、100c从移动体406a起飞而执行在农场403内的作业。无人机100a、100b、100c在农场403内的作业中，适当中断作业而返回移动体406a，进行电池502及药剂的补充。当无人机100a、100b、100c完成给定的农场的作业时，乘着移动体406a移动到其他的农场附近，然后从移动体406a再次起飞，开始其在其他的农场的作业。这样，无人机100a、100b、100c向其他的农场的移动原则上乘着移动体406a进行，移动体406a将无人机100搬运到进行作业的农场附近。根据该结构，能够节约无人机100的电池502。另外，由于移动体406a存储有能够补充到无人机100的电池502、药剂，因此根据移动体406a移动到无人机100进行作业的农场附近而待机的结构，能够缩短无人机100补充所需的时间。
47.图9示意性地表示在图6所示的实施例中进行各无人机的药剂播撒作业，无人机100c需要药剂补充、充电等而返回到起降港406的状态。在本发明中，在该时间点，即至少一台无人机返回到所述起降港时，进行对各无人机的负责分区分配的再次考虑。
48.即，计算并比较返回的无人机100c进行所述减少性因子的补充或更新、在该示例中为进行药剂补充、充电而再次起飞所需的时间t
a
与在该时间点将剩余的全部作业分配给未返回的无人机100a、100b而使其作业的情况下所需的时间t
b
，判断其结果是否为t
a
>t
b
而且未返回的无人机100a、100b处理剩余的全部作业时该未返回的无人机100b、100c所具有的所述因子、即药剂量及充电量是否充足。在图9中，示意性地示出了无人机100c返回到起降港406时的各无人机100a、100b、100c负责的a区、b区、c区中的作业的推进度，在各个分区已经结束的作业的部分是图中加上阴影的部分。虽然没有任何限定，但为了容易理解，假设给出数值时，例如a分区及b分区中的作业的推进度均为80％，另外，c分区中的作业的推进度为85％。这是因为，例如，如该图9所示，在各个分区中的作业的进行均相当程度地推进，而剩余的作业很少的情况下，与返回的无人机100c结束药剂填充及充电而再次返回并进行负责的分区(c分区)的剩余的作业相比，将剩余的全部作业(在该示例中，a分区中的20％、b
分区中的20％以及c分区中的15％)分配给未返回的无人机100a、100b进行再分配来进行作业，能够缩短整体的作业结束时间。
49.此外，对实际的各无人机100a、100b、100c的作业的推进度而言，关于飞行中的无人机100a、100b，例如能够通过在操作器401或营农云405中使用计算机程序对从这些无人机接收到的当前的飞行位置信息和最初设定的飞行路径进行对照来计算，另外，关于返回的无人机100c，例如能够使用从该无人机接收到的即将返回前的作业分区(c分区)中的飞行位置信息，同样地与最初设定的飞行路径进行对照来计算。
50.另外，关于飞行的各无人机100a、100b的残留药剂量、充电量，可以利用通过操作器从这些无人机接收到的信息。返回的无人机100c进行所述减少性因子的补充或更新、在该示例中进行药剂补充、充电而再次起飞所需的时间t
a
可以根据返回的无人机100c的状态和药剂补充速度、充电速度来计算。将剩余的全部作业分配给未返回的无人机100a、100b而使其作业的情况下所需的时间t
b
可以通过根据上述的各无人机100a、100b、100c的作业的推进度计算剩余的全部作业，参照未返回的无人机100a、100b中的作业效率来计算。
51.此外，剩余的全部作业的再分担判断可以根据剩余的全部作业的预想所需时间判断，或者根据所述减少性因子的预想余量判断。即，在未返回的无人机100a及100b上的所述减少性因子的预想余量即使在将剩余的全部作业等分地分配给这些无人机100a及100b也分别足够的情况下，能够从预想所需时间等分地分配，能够在最短的时间完成作业。另一方面，未返回的无人机100a及100b上的所述减少性因子的预想余量在将剩余的全部作业等分地分配给这些无人机100a及100b时，任一方并不充分，但如果变更分配比率，则在通过另一方能够补充的情况下，能够根据各个预想余量来改变分配比率，分配剩余的全部作业。
52.图10示意性地示出上述的至少一台无人机返回到所述起降港时，进行针对各无人机的负责分区分配的再次考虑，由于满足条件，从而进行了再分配的状态。即，在判断为t
a
>t
b
且在未返回的无人机100a、100b处理剩余的全部作业时该未返回的无人机100a、100b的药剂量及充电量充足时，则将残留的全部作业、即农场403内的残留区域重新对无人机100a、100b进行再分配，分别提供新的作业分区a1及b1，更新为与其对应的飞行路径，无人机100a、100b在新的飞行路径上运转。
53.另一方面，在比较的结果是没有成为t
a
>t
b
或者在未返回的无人机100b、100c处理剩余的全部作业时该未返回的无人机100b、100c所具有的所述因子、即药剂量及充电量不足的情况下，最初的作业区段(a区、b区、c区)不会被变更，返回的无人机100c结束药剂补充、充电后，再次起飞，继续实施c区的剩余的作业。
54.另外，在上述说明中，无人机100c向所述起降港406的返回在需要药剂补充、充电等的情况下进行，但在无人机的返回是基于操作者的任意的返回指令的情况下，也同样地，在该时间点、即至少一台无人机返回到所述起降港时，也能够进行对各无人机的负责分区分配的再次考虑。在该情况下，不需要上述的计算并比较t
a
和t
b
这样的判断，能够立即将剩余的全部作业分配给未返回的无人机而进行再分配，并变更各无人机的飞行路径。
55.图11中示出表示本发明所涉及的药剂播撒用无人机的实施例的控制功能的框图。飞行控制器501是负责无人机整体的控制的构成要素，具体而言，可以是包括cpu、存储器、相关软件等的嵌入式计算机。飞行控制器501基于从操作器401接收到的输入信息及从后述的各种传感器得到的输入信息，通过esc(electronic speed control)等控制单元，控制马
达102
‑
1a、102
‑
1b、102
‑
2a、102
‑
2b、102
‑
3a、102
‑
3b、104
‑
a、104
‑
b的转速，由此控制无人机100的飞行。构成为马达102
‑
1a、102
‑
1b、102
‑
2a、102
‑
2b、102
‑
3a、102
‑
3b、104
‑
a、104
‑
b的实际的转速被反馈至飞行控制器501并能够监视是否在进行正常的旋转。或者，也可以是在旋转翼101设置光学传感器等而旋转翼101的旋转被反馈至飞行控制器501的结构。
56.飞行控制器501所使用的软件为了功能扩展、变更、问题修正等而能够通过存储介质等或通过wi
‑
fi通信、usb等通信单元进行改写。在该情况下，为了不进行基于不正当的软件的改写，进行基于加密、校验和、电子签名、病毒检测软件等的保护。另外，飞行控制器501在控制中使用的计算处理的一部分可以由存在于操作器401上或者营农云405上、其他场所的其他的计算机执行。飞行控制器501的重要性较高，因此其构成要素的一部分或者全部可以双重化。
57.飞行控制器501能够经由wi
‑
fi子机功能503，进而经由基站404与操作器401进行信息交换，从操作器401接收必要的指令，并且将必要的信息向操作器401发送。在该情况下，也可以对通信实施加密，能够防止窃听、冒充、设备的盗用等不正当行为。基站404除了基于wi
‑
fi的通信功能之外，还具备rtk
‑
gps基站的功能。通过将rtk基站的信号与来自gps定位卫星的信号进行组合，由此通过飞行控制器501能够以数厘米程度的精度测定无人机100的绝对位置。由于飞行控制器501的重要性高，因此也可以进行双重化/多重化，另外，为了应对特定的gps卫星的故障，也可以控制经冗余化的各个飞行控制器501以使用其他的gps卫星。
58.6轴陀螺仪传感器505是测定无人机机体的相互正交的3个方向的加速度的单元，而且是通过加速度的积分来计算速度的单元。6轴陀螺仪传感器505是测定上述3个方向上的无人机机体的姿势角的变化、即角速度的单元。地磁传感器506是通过地磁的测定来测定无人机机体的方向的单元。气压传感器507是测定气压的单元，也能够间接地测定无人机的高度。激光传感器508是利用激光的反射来测定无人机机体与地表的距离的单元，也可以是ir(红外线)激光器。声纳509是利用超声波等的声波的反射来测定无人机机体与地表的距离的单元。这些传感器类可以根据无人机的成本目标、性能要件而进行取舍选择。另外，也可以追加用于测定机体的倾斜度的陀螺仪传感器(角速度传感器)、用于测定风力的风力传感器等。另外，这些传感器类也可以进行双重化或多重化。在存在同一目的的多个传感器的情况下，飞行控制器501可以仅使用其中的一个，并在其发生了故障时，切换为替代的传感器来使用。或者，也可以同时使用多个传感器，在各自的测定结果不一致的情况下，视为发生了故障。
59.流量传感器510是用于测定药剂的流量的单元，设置于从药剂罐104到药剂喷嘴103的路径的多个部位。液体不足传感器511是检测药剂的量为给定的量以下的情况的传感器。多光谱相机512是拍摄农场403并取得用于图像分析的数据的单元。侵入者检测相机513是用于检测无人机侵入者的照相机，由于图像特性和透镜的朝向与多光谱相机512不同，因此是与多光谱相机512不同的设备。开关514是用于供无人机100的使用者402进行各种设定的单元。侵入者接触传感器515是用于检测无人机100、特别是其转子、螺旋桨防护件部分与电线、建筑物、人体、树木、鸟或者其他的无人机等侵入者接触的传感器。此外，侵入者接触传感器515也可以用6轴陀螺仪传感器505代替。盖传感器516是检测无人机100的操作面板或内部保养用的盖为开放状态的传感器。药剂注入口传感器517是检测药剂罐104的注入口
为开放状态的传感器。这些传感器类可以根据无人机的成本目标、性能要件进行取舍选择，也可以进行双重化/多重化。另外，也可以在无人机100外部的基站404、操作器401、或者其他场所设置传感器，将读取的信息向无人机发送。例如，也可以在基站404设置风力传感器，将与风力/风向相关的信息经由wi
‑
fi通信向无人机100发送。
60.飞行控制器50对一对泵106发送控制信号，并进行药剂喷出量的调整、药剂喷出的停止。构成为泵106的当前时间点的状况(例如，转速等)被反馈至飞行控制器501。
61.led107是用于向无人机的操作者通知无人机的状态的显示单元。也可以代替led或者在此基础上使用液晶显示器等显示单元。蜂鸣器518是用于通过声音信号通知无人机的状态(特别是错误状态)的输出单元。wi
‑
fi子机功能519与操作器401不同，例如是为了软件的传送等而与外部的计算机等进行通信的可选的构成要素。也可以代替wi
‑
fi子机功能或者在此基础上，使用红外线通信、bluetooth(注册商标)、zigbee(注册商标)、nfc等其他的无线通信单元或者usb连接等的有线通信单元。另外，也可以代替wi
‑
fi子机功能，通过3g、4g及lte等的移动通信系统能够进行相互通信。扬声器520是通过已录音的人声、合成声音等通知无人机的状态(特别是错误状态)的输出单元。根据天气状态，有时难以看到飞行中的无人机100的视觉上的显示，因此在这样的情况下，基于声音的状况传递是有效的。警告灯521是通知无人机的状态(特别是错误状态)的闪光灯等的显示单元。这些输入输出单元可以根据无人机的成本目标、性能要件进行取舍选择，也可以进行双重化/多重化。
62.此外，图11中所示的表示无人机的控制功能的框图表示1台无人机的控制功能，但在本发明中使用多台无人机，希望理解上述说明的控制功能是与其台数相应的。
63.●
移动体的结构图12及图13所示的移动体406a是接收无人机100具有的信息并适当通知给使用者402或者受理来自使用者402的输入并发送给无人机100的装置。另外，移动体406a装载无人机100并能够移动。移动体406a除了可以由使用者402驾驶之外，也可以自主地移动。此外，本实施方式中的移动体406a设想为汽车等车辆，更具体而言设想为轻卡车，但也可以是电车等可陆上行驶的适当的移动体，也可以是船舶或飞行体。移动体406a的驱动源可以是汽油、电、燃料电池等适当的驱动源。
64.移动体406a是在行进方向前方配置有乘车座81、在后方配置有货物台82的车辆。在移动体406a的底面侧，可驱动地配置有作为移动单元的示例的4个车轮83。使用者402能够乘入乘车座81。
65.在乘车座81，配置有显示移动体406a及无人机100的情况的显示部65。显示部65可以是具有画面的装置，也可以通过将信息投影到前窗玻璃的结构来实现。另外，除了该显示部65之外，也可以在覆盖乘车座81的车身810的背面侧设置背面显示部65a。该背面显示部65a相对于车身810的角度可以左右变更，在货物台82的后方及左右侧方进行作业的使用者402可以看到画面而取得信息。
66.在移动体406a的货物台82的前部左端，在圆棒的上方连结有圆盘状的构件的形状的基站404比乘车座81向上方延伸。此外，基站404的形状及位置是任意的。根据基站404位于货物台82的乘车座81侧的结构，与位于货物台82的后方的结构相比，基站404不易妨碍无人机100的起降。
67.货物台82具有收纳无人机100的电池502、向无人机100的药剂罐104补充的药剂的
货物室821。货物室821是由覆盖乘车座81的车身810、后方板822、一对侧方板823、823、上面板824包围的区域。后方板822及侧方板823也被称为“摆动”。在后方板822的上部两端分别沿着侧方板823的上端，直到乘车座81背面侧的车身810配设有轨道825。上面板824成为作为载置无人机100且无人机100能够起降的起降港406的出发到达区域，能够沿着轨道825在行进方向前后滑动。轨道825成为从上面板824的平面向上方突出的肋，防止乘在上面板824上的无人机100从移动体406a的左右端滑出。另外，在上面板824的后方，也形成有与轨道825相同程度地向上表面侧突出的肋8241。
68.在车身810上部及后方板822的行进方向后侧，也可以配置有表示无人机系统500处于作业中的意思的警告灯830。警告灯830可以是通过配色或闪烁等区别作业中和作业中以外的显示器，也可以显示文字或图案等。另外，车身810上部的警告灯830也可以延伸到车身810上方而在两面显示。根据该结构，即使在货物台82配置有无人机100的情况下，也能够从后方视觉确认警告。另外，也能够从移动体406a的行进方向前方视觉确认警告。通过能够从前方及后方视觉确认警告灯830，能够部分省略设置分区构件407的麻烦。
69.上面板824可以手动滑动，也可以利用齿条齿轮机构等自动滑动。当使上面板824向后方滑动时，能够从货物台82的上方将物品收纳在货物室821或者将物品取出。另外，在上面板824向后方滑动的方式中，由于上面板824与车身810充分分离，因此无人机100能够在起降港406起降。
70.在上面板824，配设有4个能够固定无人机100的脚部107
‑
1、107
‑
2、107
‑
3、107
‑
4的脚承受部826。脚承受部826例如是在与无人机100的4根脚部107
‑
1、107
‑
2、107
‑
3、107
‑
4对应的位置各设置1个的、上表面凹陷为圆锥台状的圆盘状的构件。此外，脚承受部826的圆锥台状的凹陷的底和脚部107
‑
1、107
‑
2、107
‑
3、107
‑
4的前端也可以形成为能够相互嵌合的形状。在着陆在脚承受部826上时，无人机100的脚部107
‑
1、107
‑
2、107
‑
3、107
‑
4沿着脚承受部826的圆锥面滑动，脚部107
‑
1、107
‑
2、107
‑
3、107
‑
4的前端被引导到圆锥台的底部。无人机100能够通过适当的结构自动或手动地固定于脚承受部826，即使在移动体406a承载无人机100而移动时，无人机100不会过度振动或落下，能够安全地输送无人机100。另外，移动体406a能够检测无人机100是否固定于脚承受部826。
71.在上面板824的大致中央部，配置有显示无人机100的起降的位置的基准的圆周灯850。圆周灯850由配设成大致圆状的发光体组形成，发光体组能够单独地闪烁。在本实施方式中，由在圆周上每隔约90度配置的4个大的发光体850a、在大的发光体850a之间等间隔地各配置2个小的发光体850b构成1个圆周灯850。通过发光体组850a、850b中的一个或多个点亮，圆周灯850显示无人机100的起飞后的飞行方向或着陆时飞来的方向。此外，圆周灯850也可以由能够部分地闪烁的1个圆环状的发光体构成。
72.一对侧方板823的底部的边通过铰链与货物台82连结，能够使侧方板823向外侧倾倒。在图13中，示出行进方向左侧的侧方板823向外侧倾倒的情况。当侧方板823向外侧倾倒时，能够从移动体406a的侧方收纳及取出收纳物。侧方板823与货物室821的底面大致平行地固定，也可以将侧方板823用作作业台。
73.一对轨道825构成形态切换机构。另外，连结侧方板823和货物台82的铰链也可以包含在形态切换机构中。在上面板824覆盖货物室821的上方而配置且侧方板823立起而覆盖货物室821的侧面的形态中，移动体406a移动。当移动体406a静止时，切换为上面板824向
后方滑动的方式或侧方板823倾倒的形态，使用者402能够接近货物室821的内部。
74.在着陆于起降港406的状态下，无人机100能够进行电池502的补充。电池502的补充包括内置的电池502的充电及电池502的更换。在货物室821中收纳有电池502的充电装置，能够进行收纳于货物室821的电池502的充电。另外，无人机100也可以替代电池502而具备超级电容器的机构，在货物室821内收纳有超级电容器用的充电器。在该结构中，在无人机100固定于脚承受部826时，能够经由无人机100的脚部，对搭载于无人机100的电池502进行快速充电。
75.在着陆于起降港406的状态下，无人机100能够进行贮存在药剂罐104的药剂的补充。在货物室821中，也可以收纳用于稀释混合药剂的稀释混合罐、搅拌机构以及从稀释混合罐吸取药剂并注入药剂罐104的泵及软管等进行稀释混合的适当的结构要素。另外，也可以配管有从货物室821向上面板824的上方伸出并能够与药剂罐104的注入口连接的补充用软管。
76.在上面板824的上表面侧，形成有对从药剂罐104排出的药剂进行引导的废液槽840及废液孔841。废液槽840及废液孔841分别各配置有2个，无论无人机100向移动体406a的左右哪方着陆，废液槽840都位于药剂喷嘴103的下方。废液槽840是沿着药剂喷嘴103的位置且沿着移动体406a的长边方向大致笔直地形成的具有给定的宽度的槽，朝向乘车座81侧稍微倾斜。在废液槽840的乘车座81侧的端部，分别形成有贯通上面板824并将药液向货物室821的内部引导的废液孔841。废液孔841与设置在货物室821内且废液孔841的大致正下方的废液罐842连通。
77.在向药剂罐104注入药剂时，进行将充满药剂罐104内的气体、主要是空气向外部排出的排气动作。此时，需要从药剂罐104的排出口排出药剂的动作。另外，在无人机100的作业结束后，需要从药剂罐104排出药剂的动作。根据在上面板824形成有废液槽840及废液孔841的结构，在将无人机100配置于上面板824的状态下，在进行向药剂罐104的药剂注入及排出时，能够将废液引导到废液罐842，能够安全地进行药剂注入及排出。
78.●
无人机及移动体具有的功能模块的概要
79.移动体406a具备移动控制部30、移动体位置检测部32、区域判别部33、停止位置决定部34以及位置发送部35。
80.移动控制部30是控制移动体406a的移动及停止的功能部。移动控制部30例如能够根据移动体406a的位置坐标或周围的环境的信息等使移动体406a在自动运转许可区域内自主的地移动及停止。另外，移动控制部30例如能够从营农云405取得与移动路径相关的信息，并基于该信息使移动体406a移动及停止。此外，移动控制部30可以自主地控制，也可以从移动体406a的驾驶席或外部手动控制。
81.移动体位置检测部32是检测移动体406a的当前的位置坐标的功能部。移动体位置检测部32能够连续地或定期地检测移动体406a的位置坐标。
82.区域判别部33是判定移动体406a的位置是否位于无人机100能够在移动体406a上着陆的范围、即着陆许可区域的功能部。区域判别部33能够连续地或定期地判别移动体406a的位置。区域判别部33通过比较预先设定的着陆许可区域的信息和通过rtk
‑
gps等得到的移动体406a的位置坐标，来判别移动体406a所属的区域。另外，区域判别部33在决定了移动体406a的停止位置的情况下，也可以判别该停止位置所属的区域。
83.停止位置决定部34是接收发生了某种事故时等的信息而决定移动体406a的停止位置的功能部。当接收到该信息时，停止位置决定部34使移动体406a停止。停止位置决定部34也可以在接收到该信息的时间点，立即停止移动体406a的动作。根据该结构，由于能够立即停止动作，因此能够确保高的安全性。
84.停止位置决定部34也可以根据移动体406a所属的区域来决定停止位置。停止位置决定部34也可以在移动体406a的位置位于移动许可区域901的情况下，决定使其移动到最接近的着陆许可区域902而停止。根据该结构，在无人机100从农场403返回时，也能够可靠地在移动体406a上着陆。
85.位置发送部35是将移动体406a停止的位置发送到无人机100的移动体停止位置接收部22的功能部。该停止的位置也可以由操作器401及小型便携终端401a接收，并适当显示在操作器401及小型便携终端401a的显示部。另外，位置发送部35也可以一并发送由区域判别部33判別的、该停止位置所属的区域的种类以及移动体406a的停止位置是否为无人机100能够着陆的范围的信息。
86.无人机100具备飞行控制部21、移动体停止位置接收部22以及着陆位置决定部23。
87.飞行控制部21是使马达102运行并控制无人机100的飞行及起降的功能部。
88.移动体停止位置接收部22是接收从位置发送部35发送的移动体406a的停止位置的功能部。另外，移动体停止位置接收部22一并接收移动体406a的停止位置是否是无人机100能够着陆的范围的信息。此外，在无人机系统500内包括多个移动体406a的情况下，移动体停止位置接收部22与能够识别各移动体的识别信息一起，接收各移动体的位置及停止位置所属的区域的种类。另外，移动体停止位置接收部22也可以仅接收无人机100预定着陆的移动体的位置及所属区域的种类的信息。
89.着陆位置决定部23是基于移动体406a的停止位置来决定无人机100着陆的位置的功能部。着陆位置决定部23参照移动体406a停止的位置坐标，决定在该位置坐标的移动体406a上着陆。
90.着陆位置决定部23在无人机100的飞行中，在无人机100的作业区域、即从农场403退出的退出点，决定无人机100的着陆位置。此外，取而代之，着陆位置决定部23也可以在农场403内的作业中决定无人机100的着陆位置。另外，着陆位置决定部23也可以基于在给定时间以内预定了无人机100的着陆或从农场403的退出，来执行决定着陆位置的处理。
91.此外，在无人机系统500内包含有多个移动体406a的情况下，着陆位置决定部23也可以基于具有该着陆位置决定部23的无人机100的预定着陆的移动体的停止位置，决定无人机100的着陆位置。另外，着陆位置决定部23也可以在无法着陆在预定了着陆的移动体上的情况下，在其他的移动体上着陆。
92.●
流程图对以上说明的实施例的具有特征的构成部分的动作进行说明。如图15所示，首先，检测向移动体406a的起降港406的无人机100c的返回(s1)。
93.根据向起降港406的无人机100c的返回，判断该返回是否基于减少性因子的补充或更新(药剂补充或充电)目的(s2)。
94.在s1中返回是基于减少性因子的补充或更新目的的情况下，计算并比较进行药剂补充或充电而再次起飞所需的时间t
a
和在该时间点将剩余的全部作业分配给未返回的无
人机100a、100b而使其作业的情况下所需的时间t
b
，判断其结果是否为t
a
>t
b
(s3)。
95.另一方面，在s2中返回不是基于减少性因子的补充或更新目的，而是基于操作者的任意的操作的情况下，跳过s3。
96.在s3中，在满足t
a
>t
b
的条件的情况下，进而，判定未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子是否充足(s4)。
97.在s2中返回不是基于减少性因子的补充或更新目的的情况下，也进行上述s4的判定。
98.在s4中，在判断为未返回的无人机处理剩余的全部作业时该未返回的无人机所具有的所述因子充足的情况下，进行将剩余的作业向未返回的无人机100a、100b再分配的处理(s5)，向未返回的无人机100a、100b指示(s6)，由未返回的无人机100a、100b处理剩余的作业。
99.另一方面，在s3或s4中不满足条件的情况下，指示向返回的无人机100c的补充(s7)，在补充完成后，使返回的无人机100c(s8)再次起飞，按照最初的区段，由3台无人机100a、100b、100c处理剩余的作业。
100.此外，在本说明中，以农业用药剂播撒无人机为例进行了说明，但本发明的技术思想不限于此，也能够适用于拍摄、监视用等其他的用途的全部无人机。特别是能够适用于自主动作的机械。
101.(本发明的技术上的显著的效果)在本发明涉及的无人机系统中，在使用多个无人机，按照针对作业对象区域分配给各个无人机的飞行路径进行作业时，即使在各无人机的作业的推进状况产生差异的情况下，也能够实现向各无人机的作业分配的再分配，因此能够实现作业的高效化，能够缩短作业时间。另外，即使在操作者任意地撤回一个或多个无人机的情况下，也能够使剩余的作业不停滞地完成。