JP2008120294A

JP2008120294A - 飛行型情報処理装置

Info

Publication number: JP2008120294A
Application number: JP2006308092A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Tsukamoto; 昌彦塚本; Kotaro Matsuzaka; 晃太郎松坂; Manabu Komichi; 学小道
Original assignee: Kobe University NUC; Hirobo Ltd
Current assignee: Kobe University NUC; Hirobo Ltd
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2006-11-14
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-14
Also published as: JP4826785B2

Abstract

【課題】空中停止（ホバリング）や空中での自由度の高い自律飛行ができ、小型以下のものであっても安定性に優れ、かつ、汎用の情報処理機能を担うためのソフトウェアプラットホームを有する情報処理装置を提供する。
【解決手段】本体にＣＰＵ部とメモリ部と無線通信制御部とバッテリ部とＧＰＳ部を備え、本体上部に二重反転ロータを備え、本体底面にカメラ手段を備え、カメラ手段により撮像した本体下方画像をＣＰＵ部で画像処理を行い、その画像処理結果に基づき二重反転ロータの制御を行うと共にＣＰＵ部で汎用の情報処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、ユビキタスコンピューティングの一例としての飛行型情報処理装置に関する技術である。

小型・超小型のコンピュータを利用することはユビキタスコンピューティングと呼ばれ、場所を選ばずどこでもコンピュータを利用できる技術の研究が進められている。しかし、従来の小型コンピュータは場所を自由に移動することはできない。従来の小型ロボットも移動できる範囲に制限がある。これらはセンシングや映像撮影、情報提示などに活用する際に大きな制限となる。

センサやカメラをあちこちにばらまき情報収集するというユビキタスコンピューティングについては従来から提唱されているが、個々のコンピュータが自律飛行できるようになるとさらに応用は広がる。コンピュータのサイズに関しては、下記表１に示されるように数十センチのものから１ミリ以下のものまでさまざまなサイズのものが考えられるが、それぞれ異なる利用分野が考えられる（下記表２を参照）。特に、小型以下の小さな飛行型情報処理装置の利用分野としては、例えば、セキュリティ分野や高齢者の生活パートナーとしての利用、環境センシング・モニタリングへの利用、軍事・防衛産業への利用などがある。空中を飛行できる飛行型情報処理装置は、障害物などの物理的制約が少ないことから、実用化は急速に進展する可能性がある。

上述の大型，中型の飛行型情報処理装置は、現行のラジコンヘリコプタ（小型ヘリコプタ）などとパソコンを組み合わせて実現することも可能である。空中停止（ホバリング）や空中での自由度の高い移動ができるラジコンヘリコプタ（小型ヘリコプタ）は産業用として注目されており、農薬散布や空中撮影などに利用されている。既に、設備保全点検・監視や災害状況把握などの作業の軽減や業務効率化への実用をめざして、自律航行型の無人のラジコンヘリコプタ（小型ヘリコプタ）にカメラやセンサを搭載し、空中から精細情報を取得し手元のモニタで点検監視を行うといった空中遠隔モニタリングシステムを開発している。このようにコンピュータを利用したヘリコプタや飛行船などによる自律飛行については現在高い注目を受けており、近い将来、民生応用も含めて広く利用されるようになっていくものと考えられる。

また、モータやバッテリ性能の向上に伴いヘリコプタの更なる小型化が可能になりつつあり、応用範囲もさらに広がるものと考えられる。例えば、同軸反転式ヘリコプタは、上側ロータのヘッドと下側ロータのヘッドを機体上に同軸に配置し、上下のロータを互いに逆方向へ回転させることにより、揚力の発生とトルクの相殺を同時に実現するように構成されているため、テールロータが不要であるために機体の最大寸法を小さくすることができる。また、ロータの回転をすべて浮力に利用できるため効率がよく、完全な水平状態でのホバリングが可能であり、左右のラダー旋回がスムーズであるなどの多くの利点を有するヘリコプタである（特許文献１，２）。

しかし、ラジコンヘリコプタ（小型ヘリコプタ）は、小型になればなるほど外乱などによる要因が大きくなり安定性が低くなる。従って、５〜１０ｃｍ程度の小型以下の飛行型情報処理装置へ適用するには、安定性の優れた形状を検討する必要がある。また、ラジコンヘリコプタ（小型ヘリコプタ）は、汎用の情報処理機能を担うためのソフトウェアプラットホームが不十分であり、実飛行をはじめ、さまざまな応用利用を図るためには柔軟性が低いといった課題がある。

特開平１−１０１２９７号公報特開２００４−１２１７９８号公報

上述したように、ラジコンヘリコプタ（小型ヘリコプタ）は、小型になればなるほど外乱などによる要因が大きくなり安定性が低くなる。また、ラジコンヘリコプタ（小型ヘリコプタ）は、汎用の情報処理機能を担うためのソフトウェアプラットホームが不十分であり、実飛行をはじめ、さまざまな応用利用を図るためには柔軟性が低い。
本発明の飛行型情報処理装置は、空中停止（ホバリング）や空中での自由度の高い自律飛行ができ、小型以下のものであっても安定性に優れ、かつ、汎用の情報処理機能を担うためのソフトウェアプラットホームを有する情報処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の飛行型情報処理装置は、本体にＣＰＵ（Central Processing Unit）部とメモリ部と無線通信制御部とバッテリ部とＧＰＳ（Global Positioning System）部を備え、本体上部に二重反転ロータを備え、本体底面にカメラ手段を備え、前記カメラ手段により撮像した本体下方画像を前記ＣＰＵ部で画像処理を行い、その画像処理結果に基づき前記二重反転ロータの制御を行うと共に前記ＣＰＵ部で汎用の情報処理を行う構成とされたことを特徴とする。

二重反転ロータ方式は、前述したように、テールロータがないため小型化ができ、水平状態でホバリングでき、ラダー旋回がスムーズにでき、更にエネルギー効率がよいというメリットを有する。二重反転ロータ方式は、テールロータ方式と比べて高速飛行やスタント性能は劣るものの、安定したホバリングや正確な動き、安全性に優れており、何よりも小型化を追求する上で有利である。
この二重反転ロータ方式では、ホバリング時の機体の傾きが少ないため、本発明の飛行型情報処理装置のような下方撮影によって自動制御を行うやりかたに適している。テールロータのあるヘリコプタのような場合は、機体が傾くので位置情報に誤差が生じてしまい自律飛行が困難となるのである。
なお、二重反転ロータ方式に、ヘリコプタで多く採用されているテールロータ方式を用いてカメラ手段のみで自律飛行制御を実現してもよい。

また、カメラ手段は本体底面に設けられており、真下の状況を観測できるようにしている。地上のマーカとなる物体をカメラ手段により撮像した画像をリアルタイムに入力し、その入力画像を情報処理プロセッサで処理・認識し、二重反転ロータに対して制御信号を出力するものである。本発明の飛行型情報処理装置は、自律的に離陸、着陸、上昇、下降を行う。真下の画像をリアルタイムに処理・認識することで、飛行型情報処理装置自身が離陸、着陸、上昇、下降している状態を客観的に把握することが可能となる。
このカメラ手段は、本体底面のみならず、本体側面に設けてもよい。本体側面に設けることにより、真下と周辺の両方の状況を観測できる。また、前進、後退、左右移動、左右旋回、目的地への移動の状況を把握できる。

ここで、本発明の飛行型情報処理装置は、更に本体底面のカメラ手段の下方にミラー部を備えたことを特徴とする。
本体底面のカメラ手段の下方にミラー部を備えることで、本体下方の画像と本体上方の画像を撮像することが可能となり、飛行型情報処理装置が地上および／又は天井を見ながら移動することができる。

また、本発明の飛行型情報処理装置は、更に上部撮影用のカメラ手段を備え、前記二重反転ロータの軸が三重構造となっており、真ん中が前記上部撮影用のカメラ手段を支持する軸で、その外側が上側ロータ用、一番外側が下側ロータ用であることを特徴とする。
上部撮影用のカメラ手段を備えることで、飛行型情報処理装置が天井を見ながら移動することが可能となり、屋内での利用の場合に利便性がある。

また、本発明の飛行型情報処理装置は、本体にＣＰＵ（Central Processing Unit）部とメモリ部と無線通信制御部とバッテリ部とＧＰＳ（Global Positioning System）部を備え、本体上部に二重反転ロータを備え、本体側面にカメラ手段とミラー部を備え、ミラー部を介してカメラ手段により撮像した本体下方画像及び／又は本体上方画像をＣＰＵ部で画像処理を行い、その画像処理結果に基づき二重反転ロータの制御を行うと共にＣＰＵ部で汎用の情報処理を行うことを特徴とする。
本体側面にカメラ手段とミラー部を備えることで、本体下方の画像と本体上方の画像を撮像することが可能となり、飛行型情報処理装置が地上および／又は天井を見ながら移動することができる。

また、本発明の飛行型情報処理装置のＣＰＵ部において、カメラ手段から画像を入力し、画像処理を行い、その画像処理結果に基づき二重反転ロータに対して制御信号を出力するまでの画像処理／ロータ制御処理が優先度の高い割込みプロセスとして定義され、その割込み周期が６０ミリ秒以下であることを特徴とする。

飛行型情報処理装置のＣＰＵ部で実行させる飛行制御アルゴリズムに加えて、汎用の情報処理アルゴリズムを実行させる際に、上記の飛行制御アルゴリズムの演算周期が乱れ、ヘリの安定性が損なわれる危惧を回避するものである。カメラ手段から画像を入力し、画像処理を行い、その画像処理結果に基づき前記二重反転ロータに対して制御信号を出力するまでの画像処理／ロータ制御処理が優先度の高い割込みプロセスとして定義されることで、飛行制御アルゴリズムが優先的にＣＰＵを利用できることとなる。
また、割込み周期が６０ミリ秒以下とは、経験上６０ミリより長い周期では、安定的に飛行できないからである。飛行型情報処理装置の本体が小型になればなるほどリアルタイム性に対する要求は厳しくなる。割込み周期が、５０ミリ秒以下、４０ミリ秒以下となるほど飛行制御が安定する。但し、その分、汎用の情報処理にＣＰＵ部が割り当てられる時間が少なくなってしまうことになる。
この飛行制御アルゴリズムのリアルタイム性については、実験における経験上、ホバリングに関しては１００ミリ秒ぐらいの制御間隔では非常に困難であり、６０ミリ秒ぐらいになって上手に制御できるようになったのである。これは機器の設定やヘリコプタの大きさ、観測の仕方などに依存する。ある程度高速なら完全なリアルタイム性はそれほど必要ではないかもしれない。衝突回避など行動を伴う場合には、安全性のために、速度に応じて周囲の様子を観察し行動を決定するうえで、リアルタイム性が必要になると考える。

また、本発明の飛行型情報処理装置のＣＰＵ部において、カメラ手段から画像を入力し、画像処理を行い、その画像処理結果に基づき二重反転ロータに対して制御信号を出力するまでの画像処理／ロータ制御処理と、汎用の情報処理とが、６０ミリ秒以下の定周期サイクルの演算として定義され、汎用の情報処理が画像処理／ロータ制御処理の実行後の空き時間を利用して処理がなされることを特徴とする。
これは、入力処理と演算処理と出力処理といった一連の処理プロセスが、６０ミリ秒以下の定周期サイクル内で確実に処理されることとし、画像処理／ロータ制御処理については必ず時間内で処理を完了させ、汎用の情報処理については画像処理／ロータ制御処理の実行後の空き時間を利用して処理を行い、必ずしも１サイクル内で処理を完了させなくともよいとしたのである。

また、本発明の飛行型情報処理装置のＣＰＵ部が、前記カメラ手段から画像を入力し、画像処理を行い、その画像処理結果に基づき前記二重反転ロータに対して制御信号を出力するまでの画像処理／ロータ制御処理用のプロセッサと、汎用の情報処理用プロセッサとからなることを特徴とする。
ダブルプロセッサとすることで、システムの高速性を高めることが可能となる。

また、本発明の飛行型情報処理装置における画像処理は、マーカ若しくはオプティカルフローを用いることを特徴とする。飛行型情報処理装置の離陸、着陸時はマーカを用いて物体の運動を観測し、定常状態となった後や広範囲の移動の場合はオプティカルフローを用いるとよい。このオプティカルフローは動物体解析の手法の一つであり、画像中の輝度情報から動きを解析し速度ベクトルによって物体の運動を観測できるものである。

また、本発明の飛行型情報処理装置における本体の形状は、略円柱若しくは円盤型であることを特徴とする。本体形状を略円柱若しくは円盤型とすることで、安定性が向上する。

また、本発明の飛行型情報処理装置のソフトウェア構成が、少なくとも前記カメラ手段とＧＰＳ部と無線通信制御部と二重反転ロータとからなるハードウェア制御管理を行う部分と、各種アプリケーションプログラムに共通のインタフェースを提供するミドルウェア部分と、飛行ログを含むデータベース部分と、各種アプリケーションプログラム部分とからなることを特徴とする。

本発明の飛行型情報処理装置によれば、空中停止（ホバリング）や空中での自由度の高い自律飛行ができ、小型以下のものであっても安定性に優れ、かつ、汎用の情報処理機能を担うためのソフトウェアプラットホームを有するといった効果がある。

本発明の好適な実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の飛行型情報処理装置の概念図を示している。図１に示されるように、飛行型情報処理装置１の本体上部には二重反転ロータ２が設けられている。この二重反転ロータ２を制御するＣＰＵ部やモータは、本体内部にある。本体内部には、モータ３，バッテリ８，ＣＰＵ部とメモリ部６，無線通信制御部４，カメラ（４，１０），ＧＰＳ部７を搭載している。カメラは本体側部と底部についており、真下と周辺の両方の状況を観測できるようにしている。バッテリ８と充電回路９が本体下部にあるのは、このままの姿勢で充電することを想定しているためである。本体内部には上記以外にも加速度センサや角度センサや磁気センサなどの各種センサやＬＥＤ（Light Emitting Diode）手段、スピーカなどを搭載できる。
ここで、二重反転ロータ２の詳細な構造は、既に公開されている特開平１−１０１２９７号公報に記載されているため、本明細書での説明は割愛する。

次に、本発明の飛行型情報処理装置のソフトウェア構造例を図２に示す。図２に示されるソフトウェア構造例には、さまざまなハードウェアを制御する部分と位置制御，画像認識を行う部分がある。通信部とデータベース部も含めて実行制御部で全体の動作の管理を行う。実行制御部内には基本制御ルールを格納でき、外部からの各種イベントに対して優先的かつ瞬間的に機器が動作できるように構成を行っている。このようなルールベースのエンジンを保持していることは、ユビキタスコンピューティング全般で有用であることが示されている。データベース部には各種アプリケーションで利用するデータベースを格納すると同時に、位置制御部，画像認識部と直結して飛行ログをとることができるようになっている。実行制御部では共通のシステム制御用のインタフェースをアプリケーションに提供することを想定しており、基本的に「いつどこへ行って何をする」といった形態の記述を容易にする。

ここで、標準的なアプリケーションとして、以下のようなものを想定している。
（１）サテライトPIM(satellite personal information manager)
ユーザのスケジュールやアドレス帳などの情報を管理し、決まった時刻に飛び回ってアラートを出したり、決まった時間に撮影したり、ユーザの行動に合わせて機能を変更するなどということを行う。
（２）メッセンジャー(messenger)
人や場所を指定してメッセージを届ける。メッセージは音声であったり、電子データであったり、映像であったりする。行き先で音声や映像を直接再生する場合もあれば、データ通信により手渡す場合もある。インターネットが使えない場合やインターネットが信頼できない場合に有用である。
（３）ナビゲーション(navigation)
ユーザやユーザの指定する人を目的地まで誘導する。GPSやセンサなどを使って飛ぶコンピュータ側が位置や経路を把握していることを前提とする。
（４）物体探索(object search)
指定された範囲内で物体を探す。色や形を指定してカメラ映像と画像処理で探索する場合もあれば、ＩＣタグやセンサ，通信などを利用して探す場合も考えられる。
（５）物体追跡(object tracking)
カメラ映像やセンサ情報を使って物体や人を追跡する。
（６）位置探索(location identification)
ＧＰＳやセンサなどを用いて位置情報を把握する方法が数多く研究・開発されているが、飛行型情報処理装置を用いれば、位置情報が把握できない場合に周囲で位置情報を把握できる場所を探してそこからの飛行データをベースに位置を推定することができる。
（７）パトロール(patrol)
決められた場所を巡回する。
（８）群制御(fleet management)
他の飛行型情報処理装置と一体となって行動する。誘導と撮影，録音などの役割分担をしながら複数の飛行型情報処理装置が飛行する。電波が届かない場所までたくさんの飛ぶコンピュータが一定間隔で列を作って通信の中継をする，ショーなどでＬＥＤをつけた複数の飛行型情報処理装置が全体として模様を作り出すなどの応用が考えられる。

上記の各種アプリケーションの動作を切り分ける上で、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の飛行制御モードを考えることが有用である。
（Ａ）追跡(follow-me/follow-it)モード
ユーザやある物体，人などを追跡する。
（Ｂ）自律動作(autonomous)モード
内部のプログラムで動作を完全に制御する。
（Ｃ）遠隔操作(remote control)モード
インターネットや携帯電話を介して遠隔からユーザが制御する。
（Ｄ）現場操作(local control)モード
リモコンで操縦している状況と同様，現場でユーザが制御する。
（Ｅ）群制御(fleet management)モード
他の飛行型情報処理装置を制御するサーバモードか、他に制御されるクライアントモード，それぞれが対等に振舞う自律モードの３種類のモードが考えられる。

アプリケーション実行部に備えるコマンドとして想定されるものの一例を表３に示す。

これらはアプリケーションインタフェース(API)にも相当するものと考えられる。ハードウェアの動作に相当する低レベルのコマンドから、機能を複合的に利用する高レベルのコマンドまでさまざまなコマンドが含まれている。アプリケーション制御部で管理する制御ルールとしては、数バイト程度のものを想定しているがＣＰＵ性能が高ければもっと複雑なものも考えられる。

アプリケーションのプログラミング言語としては、広く用いられているCやBASICをベースとすることが考えられるが、物体の動作を記述するのに向いたLOGOやSmalltalkも有望である。実世界における多岐に渡る活動を考えると、対象や振る舞いの記述に優れたオブジェクト指向言語や推論やルール型エンジンのもととなる論理型言語を組み合わせた新規の言語が必要である。

また、必要な要素技術として、画像処理技術が挙げられる。高速画像や回転画像の補正，撮影画像の張り合わせ，物体・人物認識・追跡のアルゴリズムなどを新規に開発する必要がある。システム・ＯＳ（Operating System）技術としては、開発環境，言語，データベース，ユーザインタフェースなどが重要である。プログラミング言語に関しては前述のとおりであるが、ユーザインタフェースに関してはジェスチャコマンドや音声など、ウェアラブルインタフェース技術を利用できる可能性がある。通信技術としては，センサネットワークで近年研究が進んでいるアドホック通信，ストリーム通信などの技術が必要である。群制御のためには、ルーティング・中継のための移動，物体・人物の群追跡，データ収集などの技術が必要である。制御技術としては自律飛行制御，協調飛行制御が重要である。電源管理も非常に重要な要素であり、センサネットワークの場合の電源管理と違って飛行のためのクリティカルな電源管理が必要となる。

実施例１は、飛行型情報処理装置を遠隔操作用コンピュータにより制御するシステムである。制御用基板上では簡易ＢＡＳＩＣのインタプリタが動作する。図４に、地上の遠隔操作用パソコンにより飛行型情報処理装置が取得したカメラ画像の画像処理を行うシステムの構成図を示す。飛行型情報処理装置１１の下部のカメラから地上のカメラ画像を取得し、無線通信制御部を用いて取得した画像データを、飛行型情報処理装置１１から遠隔操作用パソコン２１に転送する。
遠隔操作用パソコン２１では、画像処理・認識を行い、飛行型情報処理装置１１の現在の状態を把握し、無線発信機を用いて、必要な制御信号データを飛行型情報処理装置１１に送信する。

ここで、画像処理としてマーカ検出による位置推定処理のフローチャートを図４に示す。先ず、マーカが検出できているか否かを判定し（ステップＳ１）、マーカが検出できている場合は、現在と過去の位置情報、フレーム間隔より比例、積分、微分成分を算出する（ステップＳ２）。マーカが検出できていない場合は、過去の位置、速度、加速度から位置を推定し、各成分を求め、旋回に関する積分成分をリセットするステップＳ３）。
次に、比例成分と積分成分の符号が等しいか否かを判定し（ステップＳ４）、等しい場合はスロットルの目標値付近で安定に制御出来ている時の値を元にスロットル制御の定数項を更新する（ステップＳ５）。等しくない場合は積分成分をリセット（ステップＳ６）してから、スロットルの目標値付近で安定に制御出来ている時の値を元にスロットル制御の定数項を更新する（ステップＳ５）。
そして、左右前後方向の偏差が一定以下か否かを判定し（ステップＳ７）、偏差が一定以下の場合は制御値を計算する（ステップＳ８）。偏差が一定値より大きい場合は、左右前後方向の比例成分を強くした制御値を計算し（ステップＳ９）、制御値を有効な範囲に限定し（ステップＳ１０）、装置に制御量を送信する（ステップＳ１１）。この一連の処理ステップを所定の時間以内に周期的に行い、飛行の安定性を高めている。

実施例２では、ＬＥＤマトリックスと制御用基盤をヘリに搭載するものである。
ＬＥＤマトリックスとは、たくさんのＬＥＤの光の点滅によって文字や絵などを電光掲示させるものであり、このＬＥＤマトリックスを本発明の飛行型情報処理装置の底部に配設したものを飛ばすことで、さまざまな情報を空中で表示させることが可能となるものである。
格子状に組んだＬＥＤに電位差をかけて点滅させる。この電位差のかけ方を飛行型情報処理装置のＣＰＵ部若しくは外部のコンピュータで制御することにより、任意の文字や絵を表示させることができるものである。飛行型情報処理装置は、文字や絵は無線を用いて遠隔パソコンとの通信ができるので、表示内容をすぐに変更することが可能となる。ＬＥＤマトリックスを搭載した飛行型情報処理装置を上空に飛ばすことにより、見上げた位置に文字や絵が空中に浮かびあげることが可能となるため、イベントやライブの会場などの新しいアトラクションとしての利用に好適である。

実施例３の飛行型情報処理装置は、本体底部もしくは側面部に配設したカメラ手段とミラー部により、本体下方画像及び／又は本体上方画像をＣＰＵ部で画像処理を行い、その画像処理結果に基づき二重反転ロータの制御を行うと共にＣＰＵ部で汎用の情報処理を行うものである。
図５に本体底部もしくは側面部に配設したカメラ手段とミラー部を備えた飛行型情報処理装置の概念図を示す。図５（１）はカメラ手段４０を本体３３の底部に設け、カメラ手段４０の下方にミラー部３０ａを設けた飛行型情報処理装置を示している。カメラ手段４０で、本体３３の下方画像や上方画像を撮影できる。図５（２）はカメラ手段３５を本体３３の側面部に設け、カメラ手段３５の前方にミラー部（３０ｂと３０ｃ）を設けた飛行型情報処理装置を示している。同様にカメラ手段３５で、本体３３の下方画像や上方画像を撮影できる。

本発明の飛行型情報処理装置は、災害救助、個人情報管理、メッセンジャー、道案内、環境センシング・モニタリングなどの用途において利用できる。
また、災害救助，気象観察，設備点検，安全巡視，映像撮影などの用途だけでなく、情報管理，情報伝達，物品移動，物品探索，歩行支援その他あらゆる実世界での人々の活動において有用である。

本発明の飛行型情報処理装置の概念図本発明の飛行型情報処理装置のソフトウェア構造例地上の遠隔操作用パソコンにより飛行型情報処理装置が取得したカメラ画像の画像処理を行うシステム構成図マーカ検出による位置推定処理のフローチャート本体底部もしくは側面部に配設したカメラ手段とミラー部を備えた飛行型情報処理装置の概念図

符号の説明

１，１１飛行型情報処理装置
２，３２二重反転ロータ
３モータ
４無線通信制御部
５，３５カメラ（側面部）
６ＣＰＵ部とメモリ部
７ＧＰＳ部
８バッテリ部
９充電回路
１０，４０カメラ（底面部）
１２モータ軸
１３，３３本体
２１遠隔操作用パソコン
２２無線発信機
２３地上のマーカ
３０ａ，３０ｂ，３０ｃミラー

Claims

本体にＣＰＵ（Central Processing Unit）部とメモリ部と無線通信制御部とバッテリ部とＧＰＳ（Global Positioning System）部を備え、本体上部に二重反転ロータを備え、本体底面にカメラ手段を備え、前記カメラ手段により撮像した本体下方画像を前記ＣＰＵ部で画像処理を行い、その画像処理結果に基づき前記二重反転ロータの制御を行うと共に前記ＣＰＵ部で汎用の情報処理を行うことを特徴とする飛行型情報処理装置。
前記飛行型情報処理装置に、更に上部撮影用のカメラ手段を備え、前記二重反転ロータの軸が三重構造となっており、真ん中が前記上部撮影用のカメラ手段を支持する軸で、その外側が上側ロータ用、一番外側が下側ロータ用であることを特徴とする請求項１記載の飛行型情報処理装置。
前記飛行型情報処理装置に、更に本体底面の前記カメラ手段の下方にミラー部を備えたことを特徴とする請求項１記載の飛行型情報処理装置。
本体にＣＰＵ（Central Processing Unit）部とメモリ部と無線通信制御部とバッテリ部とＧＰＳ（Global Positioning System）部を備え、本体上部に二重反転ロータを備え、本体側面にカメラ手段とミラー部を備え、ミラー部を介して前記カメラ手段により撮像した本体下方画像及び／又は本体上方画像を前記ＣＰＵ部で画像処理を行い、その画像処理結果に基づき前記二重反転ロータの制御を行うと共に前記ＣＰＵ部で汎用の情報処理を行うことを特徴とする飛行型情報処理装置。
前記ＣＰＵ部において、前記カメラ手段から画像を入力し、画像処理を行い、その画像処理結果に基づき前記二重反転ロータに対して制御信号を出力するまでの画像処理／ロータ制御処理が優先度の高い割込みプロセスとして定義され、その割込み周期が６０ミリ秒以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の飛行型情報処理装置。
前記ＣＰＵ部において、前記カメラ手段から画像を入力し、画像処理を行い、その画像処理結果に基づき前記二重反転ロータに対して制御信号を出力するまでの画像処理／ロータ制御処理と、汎用の情報処理とが、６０ミリ秒以下の定周期サイクルの演算として定義され、前記汎用の情報処理が前記画像処理／ロータ制御処理の実行後の空き時間を利用して処理がなされることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の飛行型情報処理装置。
前記CPU部が、前記カメラ手段から画像を入力し、画像処理を行い、その画像処理結果に基づき前記二重反転ロータに対して制御信号を出力するまでの画像処理／ロータ制御処理用のプロセッサと、汎用の情報処理用プロセッサとからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の飛行型情報処理装置。
前記画像処理に、マーカ若しくはオプティカルフローを用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の飛行型情報処理装置。
前記本体の形状が略円柱若しくは円盤型であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の飛行型情報処理装置。
前記飛行型情報処理装置のソフトウェア構成が、少なくとも前記カメラ手段とＧＰＳ部と無線通信制御部と二重反転ロータとからなるハードウェア制御管理を行う部分と、各種アプリケーションプログラムに共通のインタフェースを提供するミドルウェア部分と、飛行ログを含むデータベース部分と、各種アプリケーションプログラム部分とからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の飛行型情報処理装置。