JP2019189042A - 無人飛行装置と貨物保持部材の接続構造及び無人飛行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無人飛行装置と貨物保持部材の重心位置が同一の鉛直線上に位置する状態を維持することができる無人飛行装置と貨物保持部材の接続構造及び無人飛行装置を提供すること。【解決手段】自律飛行可能な無人飛行装置１の本体と貨物保持部材２０との接続構造であって、本体と貨物保持部材２０とを接続する固定装置２４を有し、固定装置２４は、本体の重心と貨物保持部材２０の重心が同一の鉛直線上に位置する状態を維持するように、本体の重心位置の変動及び／または貨物保持部材２０の重心位置の変動を相殺する相殺手段として構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、無人飛行装置と貨物保持部材の接続構造及び無人飛行装置に関する。

従来、小型無人飛行体（「ドローン」とも呼ばれる）を利用した配送システムが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１６−１５３３３７号公報

貨物の運搬に際して、ドローンに特有の問題がある。例えば、図２４（ａ）に示すように、ドローン２００は、仮想平面２０２内に、プロペラ２０６，２０８，２１０及び２１２を有する。ドローン２００は、仮想平面２０２の中心に重心ＣＧ２００を有するように構成されている。図２４（ｂ）及び（ｃ）は、便宜上、仮想平面２０２を立体的に示している。ドローン２００は、プロペラ２０６等の回転を制御することで、前後左右への移動や方向転換を行う。

図２４（ｂ）に示すように、ドローン２００が空中停止（ホバリング）しているときに、ドローン２００の重心ＣＧ２００と貨物を格納した貨物格納容器（貨物保持部材）２１４の重心ＣＧ２１４が同一鉛直線上に位置するとする。図２４（ｃ）に示すように、ドローン２００が、矢印Ｘ１方向に進むためには、仮想平面２０２を傾けることによって推力の水平成分を生じさせる。ところで、機体が傾くと、ドローン２００の重心ＣＧ２００を通る鉛直線Ｌ１ａと貨物格納容器２１４の重心ＣＧ２１４を通る鉛直線Ｌ１ｂは一致しなくなる。鉛直線Ｌ１ａとＬ１ｂの不一致は、貨物格納容器２１４の重心位置が何らかの事情によって変動した場合にも生じる。鉛直線Ｌ１ａとＬ１ｂの不一致は、矢印Ｚ１に示すように、ドローン２００の進行を妨げる力となる。このため、ドローン２００が進行するために、余分なモーター出力を要する。

本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、無人飛行装置と貨物保持部材の重心位置が同一の鉛直線上に位置する状態を維持することができる無人飛行装置と貨物保持部材の接続構造及び無人飛行装置を提供することを目的とする。

第一の発明は、自律飛行可能な無人飛行装置の本体と貨物保持部材との接続構造であって、前記本体と前記貨物保持部材とを接続する固定装置を有し、前記固定装置は、前記本体の重心と前記貨物保持部材の重心が同一の鉛直線上に位置する状態を維持するように、前記本体の重心位置の変動及び／または前記貨物保持部材の重心位置の変動を相殺する相殺手段として構成されている、接続構造である。

第一の発明の構成によれば、固定装置が、無人飛行装置の重心と貨物保持部材の重心が同一の鉛直線上に位置するように、無人飛行装置と貨物保持部材との接続態様を調整するように構成されているから、飛行姿勢が変わった場合、あるいは、貨物保持部材の重心位置が変わった場合において、無人飛行装置と貨物保持部材の重心位置が同一鉛直線上に位置する状態を維持することができる。

第二の発明は、第一の発明の構成において、前記固定装置は、回転可能部分を有し、前記貨物保持部材の質量によって回転し、前記本体の重心と前記貨物保持部材の重心が同一の鉛直線上に位置する状態を維持するように構成されている、接続構造である。

第三の発明は、複数の目的位置と貨物とを対応づけて記憶する記憶手段と、出発位置から複数の前記目的位置へ順次飛行する移動手段と、いずれかの前記目的位置に到達したか否かを判断する到達判断手段と、いずれかの前記目的位置に到達すると、前記貨物保持部材による前記貨物の保持を解除する解除手段と、を有し、前記移動手段は、前記無人飛行装置が、一つの前記目的位置において、当該目的位置に対応する前記貨物の保持を解除すると、次の前記目的位置へ移動するように構成されている、第一の発明または第二の発明の構成の接続構造によって貨物保持部材と接続されている無人飛行装置である。

第三の発明の構成によれば、無人飛行装置は、到達判断手段によって一つの目的位置に到達したか否かを判断することができ、一つの目的位置に到達すると、記憶手段に目的位置と対応付けて記憶していた貨物の保持を解除し、次の目的位置へ移動することができる。これにより、配送車や配送基地などの基地へ帰還することなく、複数の位置へ貨物を配送することができる。そして、一つの目的位置において貨物の保持を解除すると、貨物保持部材の重心が変動するが、固定装置によって、無人飛行装置の本体と貨物保持部材の重心位置が同一鉛直線上に位置する状態は維持される。

第四の発明は、第三の発明の構成において、前記無人飛行装置の飛行姿勢を算出する飛行姿勢算出手段と、前記飛行姿勢に応じて、前記固定装置の回転可能部分を制御する固定装置制御手段と、有する無人飛行装置である。

第五の発明は、第三の発明または第四の発明の構成において、前記貨物保持手段は、前記目的位置の上空において、紐状部材を送り出すことによって、前記貨物を降下させる降下手段と、前記貨物が接地したことを感知する接地感知手段と、を有し、前記解除手段は、前記貨物が接地した場合に、前記貨物保持手段による前記貨物の保持を解除するように構成されている、無人飛行装置である。

第六の発明は、第五の発明の構成において、前記接地感知手段は、前記無人飛行装置の飛行のために必要な負荷が減少したことを感知するように構成されている、無人飛行装置である。

第七の発明は、第五の発明または第六の発明の構成において、前記紐状部材を巻き取るときの電力によって、前記貨物の保持が解除されたか否かを確認する解除確認手段を有する、無人飛行装置である。

第八の発明は、第三の発明乃至第七の発明のいずれかの構成において、前記貨物保持部材は、静止部材及び移動部材の組を複数有し、前記静止部材と前記移動部材が相対的に移動することによって、前記貨物の環状突出部を保持するための環状部を構成し、前記解除手段は、前記静止部材と前記移動部材を相対的に移動させることによって、前記環状部を開放するように構成されている、無人飛行装置である。

本発明によれば、無人飛行装置と貨物保持部材の重心位置が同一の鉛直線上に位置する状態を維持することができる。

本発明の実施形態に係る無人飛行装置の作用を示す概略図である。 無人飛行装置を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る接続構造の作用を示す概念図である。 目的位置と貨物を対応付けたデータの一例を示す概略図である。 固定部材等を示す概略図である。 固定部材の概略分解図である。 固定部材の作用を示す概略図である。 固定部材の作用を示す概略図である。 貨物格納容器を示す概略図である。 貨物格納容器の動作を示す概略図である。 貨物格納容器の動作を示す概略図である。 貨物格納容器の動作を示す概略図である。 貨物格納容器の動作を示す概略図である。 貨物格納容器の動作を示す概略図である。 貨物格納容器の動作を示す概略図である。 把持部を示す概略図である。 把持部を示す概略図である。 把持部を示す概略図である。 把持部を示す概略図である。 無人飛行装置の機能ブロックを示す概略図である。 無人飛行装置の動作を示す概略フローチャートである。 無人飛行装置の動作を示す概略フローチャートである。 第二の実施形態の固定部材を示す概略図である。 従来例を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。

＜第一の実施形態＞
図１に示す無人機１は、自律飛行が可能な無人飛行装置の一例である。無人機１は空中を飛行する無人飛行体である。無人機１は、建物２００Ａの位置である出発位置Ｐ１において格納容器２０に貨物１８０Ａ及び１８０Ｂを保持し、矢印Ｒ１に示す経路で飛行し、建物２００Ｂの位置である目的位置Ｐ２に到達すると、ワイヤー１７０Ａを送り出して貨物１８０Ａを降下させ、貨物１８０Ａの保持を解除する。続いて、無人機１は、経路Ｒ２に示す経路で飛行し、建物２００Ｃの位置である目的位置Ｐ３に到達すると、ワイヤー１７０Ｂを送り出して貨物１８０Ｂを降下させ、貨物１８０Ｂの保持を解除する。無人機１は、貨物１８０Ｂの保持を解除すると、矢印Ｒ３に示す経路で飛行して、出発位置Ｐ１に帰還する。

無人機１が水平方向に飛行すると、無人機１の本体（格納容器２０を除く部分）は傾斜する。本明細書において、「無人機１」は無人機１の本体（格納容器２０を除く部分）を意味するものとする。貨物１８０Ａ及び１８０Ｂの保持を解除すると、格納容器２０の重心位置は変動する。この点、後述のように、無人機１と格納容器２０が固定装置２４（図３参照）によって固定されることによって、無人機１の重心と格納容器２０の重心とが同一の鉛直線上に位置する状態が維持される。格納容器２０は、貨物保持手段の一例である。すなわち、固定装置２４は、重心一致状態を維持するように、無人機１の本体の重心位置の変動及び／または格納容器２０の重心位置の変動を相殺する相殺手段として構成されている。固定装置２４は固定装置の一例である。

図２に示すように、無人機１は、筐体２を有する。筐体２には、無人機１の各部を制御するコンピュータ、自律飛行装置、無線通信装置、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等の航法衛星からの測位用電波を利用する測位装置、慣性センサー、気圧センサー、バッテリー等が配置されている。また、筐体２には、固定装置１２を介して、カメラ１０が配置されている。カメラ１０は、可視光カメラ、または、近赤外線カメラであるが、切り替え可能なハイブリッドカメラであってもよい。カメラ１０は、情報収集手段の一例である。固定装置１２は、カメラ１０による撮影画像のぶれを最小化し、かつ、カメラ１０の光軸を任意の方向に制御することができる３軸の固定装置（いわゆる、ジンバル）である。

筐体２には、丸棒状のアーム４が接続されている。各アーム４にはモーター６が接続されており、各モーター６にはプロペラ８が接続されている。各モーター６は、直流モーター（ブラシレスＤＣモーター）である。各モーター６は、それぞれ独立して制御され、無人機１を上下水平方向の移動や空中での停止（ホバリング）及び姿勢制御を自在に行うことができるようになっている。

各モーター６へ供給する電力が増加すると、各モーター６の回転数が増加し、各モーター６の出力が増加し、各モーター６に接続されたプロペラ８による推力（以下、単に「推力」という）も増加する。自律飛行装置は、無人機１を所定の高度に位置させたり、上昇下降させるために必要な推力を達成するために、電力を増減させる。これは、無人機１が各モーター６に供給する電力の増減が、必要な推力の増減を示すことを意味する。なお、本明細書において、単に「モーター６」というときは、６つのモーター６を意味し、「モーター６の推力」というときは、６つのモーター６による推力を意味するものとする。自律飛行装置は、例えば、無人機１がホバリングしているときに、無人機１が支える負荷（重量）が減少した場合、モーター６の推力を維持すると、無人機１は上昇するから、モーター６の推力を減少させるために、電力を減少させる。
このように、自律飛行装置は、各モーター６へ供給する電力を調整することによって、各モーターが発生する推力を調整し、飛行状態を制御する。本実施形態は、自律飛行装置の上記機能を利用する。

アーム４は、例えば、炭素繊維強化プラスチックで形成されており、強度を保ちつつ、軽量に構成されている。

筐体２には、格納部材２０が接続されている。格納部材２０は、貨物を格納するための構成である。図３は、筐体２、格納部材２０及び固定装置２４を示す概念図であり、無人機１の本体と格納部材２０との接続構造を示す。

図３（ａ）において、無人機１は、空中停止（ホバリング）しており、無人機１の重心ＣＧ１と格納部材２０の重心ＣＧ２０は、同一の鉛直線Ｌ１上に位置する。本明細書において、無人機１の重心ＣＧ１と格納部材２０の重心ＣＧ２０が同一の鉛直線上に位置する状態を「重心一致状態」と呼ぶ。図３（ｂ）においては、無人機１が、水平方向に移動しているため、筐体２が傾斜しているが、無人機１の重心を通る鉛直線と格納容器２０の重心を通る鉛直線の不一致は、固定装置２４の作用によって相殺され、重心一致状態は維持される。図３（ｃ）においては、格納部材２０に格納された貨物の一部が降下して保持が解除された等の理由によって、格納部材２０が傾斜しているが、固定装置２４の作用によって、重心一致状態は維持される。

筐体２に格納されているコンピュータは、図４に示すように、出発位置の座標（緯度及び経度）に加えて、複数の目的位置の座標と対応づけて貨物の識別番号（ＩＤ）を記憶している。複数の目的位置は、例えば、目的位置Ｐ２及びＰ３である。目的位置Ｐ２と対応づけて配送すべき貨物１８０Ａの識別番号ｘ１、目的位置Ｐ３と対応づけて配送すべき貨物１８０Ｂの識別番号ｘ２を記憶している。コンピュータは、また、貨物ＩＤと対応づけて、後述の巻取装置の識別番号（ＩＤ）及び保持部材の識別番号（ＩＤ）を記憶している。コンピュータ（具体的には、図２０の記憶部１０２）は記憶手段の一例である。

図５に示すように、固定装置２４は、第一部材２５、第二部材２６及び中間部材２７から構成される。第一部材２５は筐体２に固定されている。第二部材２６は格納部材２０に固定されている。なお、第一部材２５を筐体２と一体に形成し、第二部材２６を格納部材２０と一体に形成してもよいし、第一部材２５または第二部材２６のいずれか一方を筐体２または格納部材２０と一体に形成してもよい。

第一部材２５及び第二部材２６は、略円柱状の形状に構成され、内部には、それぞれ、開口部を有する略球形の球状空間２５ｂ、２６ｂが形成されている。第一部材２５の下面２５ａには球状空間２５ｂと連続する開口部が形成されており、第二部材２６の上面２６ａには球状空間２６ｂと連続する開口部が形成されている。

図５及び図６に示すように、中間部材２７は、両端が略球状に拡径した略円柱状の部材であり、胴体部２７ｂの両端に球状部２７ａ及び２７ｃが形成されている。球状部２７ａ及び２７ｃの直径は、球状空間２５ｂ及び２６ｂの直径よりも小さく、球状空間２５ｂ及び２６ｂの開口部の直径よりも大きい。このため、中間部材２７の球状部２７ａ及び２７ｃが、球状空間２５ｂ及び２６ｂの中にそれぞれ配置されることで、第一部材２５、第二部材２６及び中間部材２７は、相対的に回転可能な状態で接続される。

中間部材２７と第一部材２５は、第一部材２５の円周方向に相対的に３６０度回転可能であり、円周方向と直交する方向には、下面２５ａが胴体部２７ｂと接するまで、いずれの方向にも略９０度回転可能である。中間部材２７と第二部材２６は、第二部材２６の円周方向に相対的に３６０度回転可能であり、円周方向と直交する方向には、上面２６ａが胴体部２７ｂと接するまで、いずれの方向にも略９０度回転可能である。このため、図７に示すように、無人機１が傾き、その結果として、筐体２に固定された第一部材２５が傾いた場合であっても、格納部材２０の質量によって、中間部材２７は第一部材２５に対して回転し、重心一致状態を維持する。また、図８に示すように、格納部材２０が何らかの理由によって傾いた場合には、中間部材２７と第二部材２６との相対的な回転によって、やはり、重心一致状態を維持する。

なお、固定装置２４の構成は、本実施形態に限定されず、重心一致状態を維持するように自由回転可能なものであれば、本実施形態と異なる構成であってもよい。

図９に示すように、格納部材２０は、箱部２２を有する。箱部２２の底面２２ｂは開口部となっている。箱部２２の天井部２２ａには、巻取装置５０Ａ及び５０Ｂ、及び、送信装置５２Ａ及び５２Ｂが配置されている。巻取装置５０Ａ及び５０Ｂは、送信装置５２Ａ及び５２Ｂからの信号を受信すると、それぞれ、テザー（ｔｅｔｈｅｒ）６０Ａ及び６０Ｂを送り出すように構成されている。送信装置５２Ａ及び５２Ｂは、例えば、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、登録商標）などの近距離無線規格を使用して、制御信号を巻取装置５０Ａ及び５０Ｂに送信する。巻取装置５０Ａ及び５０Ｂは、それぞれ、テザー６０Ａ及び６０Ｂの巻き取り及び送り出しをする装置である。テザー６０Ａ及び６０Ｂの下端部には、それぞれ、保持部材３０Ａ及び３０Ｂが接続されている。テザー６０Ａ及び６０Ｂは紐状部材の一例である。テザー６０Ａ等は、例えば、ポリアミド（ナイロン）等のプラスチック繊維製のロープである。

箱部２２には、貨物１８０Ａ及び１８０Ｂが格納されている。貨物１８０Ａ及び１８０Ｂの上面には、それぞれ、環状突出部１８２Ａ及び１８２Ｂが接続されている。保持部材３０Ａ及び３０Ｂは、ぞれぞれ、環状突出部１８２Ａ及び１８２Ｂと係合し、貨物１８０Ａ及び１８０Ｂを保持するようになっている。保持部材３０Ａ及び３０Ｂは、送信装置５２Ａ及び５２Ｂからの信号を受信して、それぞれ、環状突出部１８２Ａ及び１８２Ｂとの係合及び係合の解除を実施するように構成されている。保持部材３０Ａ及び３０Ｂは貨物を保持する保持手段の一例である。

以下、図１０乃至図１５を参照して、無人機１が貨物１８０Ａ及び１８０Ｂの保持を解除する状態を説明する。なお、無人機１の本体部の図示は省略している。

無人機１が目的位置Ｐ２（図１参照）の上空に到達すると、送信装置５２Ａからの信号によって、巻取装置５０Ａはテザー６０Ａを送り出し、貨物１８０Ａを降下させる（図１０参照）。貨物１８０Ａが接地すると、無人機１のプロペラ８の推力によって負担する負荷（重量）は低下する。そうすると、自律飛行装置は自動的にモーター６へ供給する電力を低下させ、推力を低下させる。無人機１は、モーター６へ供給する電力の低下を検出すると、送信装置５２Ａを介して、保持部材３０Ａに環状突出部１８２Ａとの係合を解除させるための信号を送信する。そうすると、保持部材３０Ａは環状突出部１８２Ａとの係合を解除する（図１１参照）。貨物１８０Ａの保持を解除すると、格納容器２０の重心が変動するが、固定装置２４の作用によって、重心一致状態が維持される。

無人機１は、巻取装置５０Ａへ供給する電力を検知しており、テザー６０Ａを巻き取るときの電力が、所定範囲の電力が否かを確認する（以下、「確認工程」という。）。例えば、テザー６０Ａに保持部材３０Ａのみが接続された状態でテザー６０Ａを巻き取るときの電力をαとし、電力がα以下か否かを判断する。仮に、保持部材３０Ａが故障して、貨物１８０Ａの解除が完了していない場合には、テザー６０Ａを巻き取るときの電力はαよりも大きい。無人機１は、テザー６０Ａを巻き取るときの電力がα以下である場合には、テザー６０Ａの巻き取りを継続する。これに対して、無人機１は、テザー６０Ａを巻き取るときの電力がαよりも大きい場合には、貨物１８０Ａの保持が解除されていないと判断し、テザー６０Ａの巻き取りを中断する。この場合、無人機１は、再度、貨物１８０Ａの保持の解除を実施する。

確認工程によって、貨物１８０Ａの保持が解除されたことを確認すると、無人機１は、テザー６０Ａを巻き取り（図１２参照）、次の目的位置Ｐ３の上空へ向かって移動する。無人機１が目的位置Ｐ３（図１参照）の上空に到達すると、送信装置５２Ｂからの信号によって、巻取装置５０Ｂはテザー６０Ｂを送り出し、貨物１８０Ｂを降下させる（図１３参照）。無人機１は、モーター６へ供給する電力の低下を検出すると、送信装置５２Ｂを介して、保持部材３０Ｂに環状突出部１８２Ｂとの係合を解除させるための信号を送信する。そうすると、保持部材３０Ｂは環状突出部１８２Ｂとの係合を解除する（図１４参照）。貨物１８０Ｂの保持を解除すると、格納容器２０の重心が変動するが、固定装置２４の作用によって、重心一致状態が維持される。無人機１は、上述の確認工程を実施し、貨物１８０Ｂの保持が解除されていることを確認すると、テザー６０Ｂを巻き取り（図１５参照）、出発位置Ｐ１へ向かって移動する。

次に、図１６乃至図１９を参照して保持部材３０について説明する。図１６及び図１７に示すように、保持部材３０は、開閉チップ３２、固定チップ３６、サーボモーター３８、及び、モーター格納部４０で構成される。固定チップ３６は静止部材の一例であり、開閉チップ３２は移動部材の一例である。

固定チップ３６と開閉チップ３２は相対的に移動して、開閉自在な環状部３３（図１８参照）を構成するように構成されている。具体的には、開閉チップ３２は、軸部３４を中心に矢印ａ１方向（図１８参照）及び矢印ａ１とは反対方向に回動する。図１８（ａ）は、固定チップ３６と開閉チップ３２によって環状突出部１８２Ａ等を捕捉するための環状部３３が構成された状態（以下、「環状部３３の閉鎖状態」という。）である。図１８（ｂ）は、環状部３３の構成が解除された状態（以下、「環状部３３の開放状態」という。）である。

図１８及び図１９参照して、保持部材３０が環状突出部１８２Ａの捕捉を解除する動作を説明する。図１８及び図１９において、環状突出部１８２Ａの断面が示されている。図１８及び図１９においては、固定チップ３６及び開閉チップ３２のみを示しており、無人機１本体他の図示は省略している。図１８（ａ）は、保持部材３０が環状突出部１８２Ａを捕捉している状態を示す。環状部３３に環状突出部１８２Ａが捕捉されている。環状部３３は、固定チップ３６の腕部３６ｃと、開閉チップ３２の脚部３２ｃＲ及び３２ｃＬによって構成される。図１８（ａ）の状態で、開閉チップ３２が矢印ａ１方向に回動すると、図１８（ｂ）に示すように、環状部３３が開放状態になる。

図１８（ｂ）の状態で、テザー６０Ａが巻き取られると、図１９に示すように、環状突出部１８２Ａは地上に取り残される。

図２０は、無人機１の機能構成を示す図である。図２０に示すように、無人機１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１００、記憶部１０２、無線通信部１０４、衛星測位部１０６、慣性センサー部１０８、駆動制御部１１０、画像処理部１１２、及び、電源部１１４を有する。

無人機１は、無線通信部１０４によって、基地局１６０と通信可能になっている。無人機１は、無線通信部１０４によって、基地局１６０から、発進等の指示を受信する。基地局１６０は、コンピュータで構成されている。

無人機１は、衛星測位部１０６と慣性センサー部１０８によって、無人機１自体の位置を測位することができる。衛星測位部１０６は、基本的に、４つ以上のＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星等の測位用衛星からの電波を受信して無人機１の位置を計測する。慣性センサー部１０８は、例えば、加速度センサー及びジャイロセンサーによって、出発点からの無人機１の移動を積算して、無人機１の位置を計測する。無人機１自体の位置情報は、無人機１の移動経路の決定及び自律移動のために使用するほか、画像処理部１１２によって撮影した画像データと座標（位置）とを紐づけするために使用する。

画像処理部１１２によって、無人機１はカメラ１０（図２参照）を作動させて外部の画像を取得することができる。

駆動制御部１１０によって、無人機１は各モーター６（図２参照）に接続されたプロペラ８（図２参照）の回転を制御し、上下水平移動や空中停止、傾きなどの姿勢を制御するようになっている。

電源部１１４は、例えば、交換可能な可充電電池であり、無人機１の各部に電力を供給するようになっている。

記憶部１０２には、出発位置Ｐ１から目的位置Ｐ２及びＰ３まで自律移動するための移動計画を示すデータ等の自律移動に必要な各種データ及びプログラム、飛行予定領域の地形、形状や構造物の位置を示す情報が記憶されている。また、目的位置Ｐ２及びＰ３の座標と対応づけて、貨物の識別番号、巻取装置の識別番号、保持部材の識別番号が記憶されている。さらに、記憶部１０２には、以下の各プログラムが格納されている。

記憶部１０２には、飛行制御プログラム、移動プログラム、到達判断プログラム、降下プログラム、接地感知プログラム、解除プログラム、及び、解除確認プログラムが記憶されている。ＣＰＵ１００と飛行制御プログラムは、飛行制御手段の一例である。ＣＰＵ１００と移動プログラムは、移動手段の一例である。ＣＰＵ１００と到達判断プログラムは、到達判断手段の一例である。ＣＰＵ１００と降下プログラムは、降下手段の一例である。ＣＰＵ１００と接地感知プログラムは、接地感知手段の一例である。ＣＰＵ１００と解除プログラムは、解除手段の一例である。ＣＰＵ１００と解除確認プログラムは解除確認手段の一例である。

無人機１は、飛行制御プログラムによって、無人機１の自律飛行を制御する。具体的には、無人機１は、各モーター６に供給する電力を調整し、予め規定された経路及び高度を飛行するようになっている。

無人機１は、移動プログラムによって、出発位置Ｐ１から、複数の目的位置Ｐ２及びＰ３へ順次飛行する。具体的には、無人機１は、移動プログラムによって、目的位置Ｐ２に対応する貨物１８０Ａの保持を解除すると、次の目的位置Ｐ３へ移動する。

無人機１は、到達判断プログラムによって、いずれかの目的位置に到達したか否かを判断する。無人機１は、無人機１自体の位置を継続的に測位しており、例えば、目的位置Ｐ２の座標と無人機１自体の位置の座標が一致した場合に、目的位置に到達したと判断する。

無人機１は、降下プログラムによって、目的位置の上空において、テザー６０Ａ等を送り出すことによって、貨物１８０Ａ等を降下させる。無人機１は、目的位置Ｐ２に到達すると、テザー６０Ａを送り出し、貨物１８０Ａを降下させる。また、無人機１は、目的位置Ｐ３に到達すると、テザー６０Ｂを送り出し、貨物１８０Ｂを降下させる。

無人機１は、接地感知プログラムによって、無人機１が空中に位置するときに、貨物１８０Ａ等が接地したことを感知する。貨物１８０Ａ等が接地すると、無人機１の本体部が負担する負荷が減少するから、モーター６へ供給する電力が減少する。無人機１は、電力の減少によって、貨物１８０Ａ等が接地したことを感知する。

無人機１は、解除プログラムによって、貨物１８０Ａ等が接地した場合に、保持部材３０Ａ等による貨物１８０Ａ等の保持を解除する。

無人機１は、解除確認プログラムによって、貨物１８０Ａ等の保持が解除されたか否かを確認するための確認工程を実施する。

以下、無人機１の動作を、図２１及び図２２のフローチャートを参照して説明する。無人機１は、複数の目的位置Ｐ２等を貨物１８０Ａ等と対応付けて記憶し（図２２のステップＳＴ１）、基地局１６０発進指示を受信すると発進し（ステップＳＴ２）、測位及び撮影を開始し（ステップＳＴ３）、第一の目的位置Ｐ２の上空に到達したと判断すると（ステップＳＴ４）、テザー６０Ａを送り出して貨物１８０Ａを降下させる（ステップＳＴ５）。無人機１は、モーター６に係る負荷が低下したと判断すると（ステップＳＴ６）、貨物１８０Ａの保持を解除し（ステップＳＴ７）、テザー６０Ａを巻き取り、第二の目的位置Ｐ３へ向かって移動する（ステップＳＴ８）。なお、ステップＳＴ７とステップＳＴ８の間に、確認工程を実施する。

無人機１は、第二の目的位置Ｐ３の上空に到達したと判断すると（ステップＳＴ９）、テザー６０Ｂを送り出して、貨物１８０Ｂを降下させる（ステップＳＴ１０）。無人機１は、モーター６に係る負荷が低下したと判断すると（ステップＳＴ１１）、貨物１８０Ｂの保持を解除し（ステップＳＴ１２）、テザー６０Ｂを巻き取り、出発位置Ｐ１へ向かって移動する（ステップＳＴ１３）。なお、ステップＳＴ１２とステップＳＴ１３の間に、確認工程を実施する。

＜第二の実施形態＞
第二の実施形態について、第一の実施形態と異なる部分について、説明する。

図２３に示すように、第二の実施形態は、固定装置４０によって、筐体２と格納容器２０が接続されている。固定装置４０は、第一部材４２及び第二部材４４を有する。固定装置４０は、固定装置の一例である。

第一部材４２の上部４２ａは筐体２に固定されている。第一部材４２と第二部材４４は、軸４６を回転軸として、矢印Ａ１方向及びＡ２方向に相対的に回転する。

第二部材４４は、腕部４４ａ及び４４ｂを有し、腕部４４ｂには軸４８が配置され、その軸４８の一方の端部は、腕部４４ａに配置された軸受（図示せず）に保持されている。軸４８には、半円柱状部材５０が接続されている。半円柱状部材５０には、格納容器２０が固定されている。半円柱状部材５０及び格納容器２０は、軸４８を回転軸として、矢印Ｂ１方向（紙面手前から後ろ側）及び矢印Ｂ２方向（紙面後ろ側から手前方向）に回転可能になっている。固定装置４０は、無人機１の姿勢や格納容器２０の重心変動が生じても、軸４６及び軸４８を回転軸とする、第一部材４２等の回転によって、重心一致状態を維持するように構成されている。

１ 無人機
２ 筐体
６ モーター
８ プロペラ
２０ 格納部材
２２ 箱部
２４，４０ 固定装置
２５ 第一部材
２６ 第二部材
２７ 中間部材
３０Ａ，３０Ｂ 保持部材
５０Ａ，５０Ｂ 巻取装置
５２Ａ，５２Ｂ 送信装置
６０Ａ，６０Ｂ テザー
１８０Ａ，１８０Ｂ 貨物

Claims (8)

1. 自律飛行可能な無人飛行装置の本体と貨物保持部材との接続構造であって、
   前記本体と前記貨物保持部材とを接続する固定装置を有し、
   前記固定装置は、前記本体の重心と前記貨物保持部材の重心が同一の鉛直線上に位置する状態を維持するように、前記本体の重心位置の変動及び／または前記貨物保持部材の重心位置の変動を相殺する相殺手段として構成されている、
   接続構造。
2. 前記固定装置は、回転可能部分を有し、前記貨物保持部材の質量によって回転し、前記本体の重心と前記貨物保持部材の重心が同一の鉛直線上に位置する状態を維持するように構成されている、
   請求項１に記載の接続構造。
3. 複数の目的位置と貨物とを対応づけて記憶する記憶手段と、
   出発位置から複数の前記目的位置へ順次飛行する移動手段と、
   いずれかの前記目的位置に到達したか否かを判断する到達判断手段と、
   いずれかの前記目的位置に到達すると、前記貨物保持部材による前記貨物の保持を解除する解除手段と、
   を有し、
   前記移動手段は、前記無人飛行装置が、一つの前記目的位置において、当該目的位置に対応する前記貨物の保持を解除すると、次の前記目的位置へ移動するように構成されている、
   請求項１または請求項２に記載の接続構造によって貨物保持部材と接続されている無人飛行装置。
4. 前記無人飛行装置の飛行姿勢を算出する飛行姿勢算出手段と、
   前記飛行姿勢に応じて、前記固定装置の回転可能部分を制御する固定装置制御手段と、
   を有する請求項３に記載の無人飛行装置。
5. 前記貨物保持手段は、前記目的位置の上空において、紐状部材を送り出すことによって、前記貨物を降下させる降下手段と、
   前記貨物が接地したことを感知する接地感知手段と、
   を有し、
   前記解除手段は、前記貨物が接地した場合に、前記貨物保持手段による前記貨物の保持を解除するように構成されている、
   請求項３または請求項４に記載の無人飛行装置。
6. 前記接地感知手段は、前記無人飛行装置の飛行のために必要な負荷が減少したことを感知するように構成されている、
   請求項５に記載の無人飛行装置。
7. 前記紐状部材を巻き取るときの電力によって、前記貨物の保持が解除されたか否かを確認する解除確認手段を有する、
   請求項５または請求項６に記載の無人飛行装置。
8. 前記貨物保持部材は、静止部材及び移動部材の組を複数有し、
   前記静止部材と前記移動部材が相対的に移動することによって、前記貨物の環状突出部を保持するための環状部を構成し、
   前記解除手段は、前記静止部材と前記移動部材を相対的に移動させることによって、前記環状部を開放するように構成されている、
   請求項３乃至請求項７のいずれかに記載の無人飛行装置。