JP2020192834A - 飛翔体 - Google Patents

Abstract

【課題】懸下されているときであっても姿勢が安定する飛翔体を提供する。【解決手段】長尺物で懸下可能な飛翔体であって、飛翔体が懸下されているときは、飛翔体が懸下されていない状態で飛翔しているときよりも少ない消費電力でプロペラを駆動する駆動部と、飛翔体の姿勢を制御するために駆動部を制御する制御部と、を設けるようにした。【選択図】図１

Description

本発明は、概して、長尺物で懸下可能な飛翔体に適用して好適なものである。

損壊した構造物での計器の調査、足場を組む必要のある高所の点検等においては、通常の車輪型の調査装置では適用が難しい状況がある。そのような状況では、足場を必要としない飛行型の遠隔ロボットによる調査が有効である。しかしながら、飛行型の遠隔ロボットは、一般的に、電動モータにてプロペラを駆動して飛行を行うため、自重をプロペラの推力で賄うために大電力を必要とし、調査時間が短くなってしまうという問題がある。

この点、調査時間を延長するため、吸着対象に吸着および脱着可能な吸着装置と、ワイヤの巻取りおよび繰り出しが可能な巻取り装置と、飛行体部と、を備える飛行装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−１０１１６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された飛行装置は、ワイヤにより吊り下がった状態（懸下されている状態）のときに、ヨー方向の首振りが発生したり、ピッチおよび／またはロール方向の振動（振子運動）が発生したりする。その結果、カメラ等での撮影を行う際に対象物を捉え続けることができないおそれがある。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、懸下されているときであっても姿勢が安定する飛翔体を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、長尺物で懸下可能な飛翔体であって、前記飛翔体が懸下されているときは、前記飛翔体が懸下されていない状態で飛翔しているときよりも少ない消費電力でプロペラを駆動する駆動部と、前記飛翔体の姿勢を制御するために前記駆動部を制御する制御部と、を設けるようにした。

上記構成では、飛翔体が懸下されている状態においても、飛翔体が懸下されていない状態で飛翔しているときよりも少ない消費電力でプロペラを駆動し、プロペラを所定の回転数で駆動して推力方向を制御して制振させることにより、懸下されている状態においても飛翔体の姿勢が安定する。このように、飛翔体を懸下しつつ姿勢を安定させることで、例えば、長時間の運用が可能であり、かつ、カメラ等での調査を適切に行うことができるようになる。

本発明によれば、飛翔体が懸下されているときであっても飛翔体の姿勢を安定させることができる。

第１の実施の形態による調査システムに係る構成の一例を示す図である。 第１の実施の形態による飛翔体の概略構成を示す図である。 第１の実施の形態による飛翔体の構成および端末装置の構成の一例を示す図である。 第１の実施の形態による飛翔体の懸下部の一部を示す図である。 第１の実施の形態による飛翔体の上部を拡大した図である。 第１の実施の形態による磁石が台座に取り付けられている態様の一例を示す図である。 第１の実施の形態による飛翔体の制御に係るフローチャートの一例を示す図である。 第１の実施の形態による飛翔体の制御の様子を示す図である。 第１の実施の形態による飛翔体による調査の様子を説明する図である。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。本実施の形態は、建物内の探査、撮影等を行うための技術であって、安定して長時間の調査が可能な技術に関するものである。例えば、本実施の形態に示す調査システムは、周囲の状況を調査するカメラ等の調査装置を搭載し、飛翔機能により飛翔する飛翔体を含んで構成される。かかる飛翔体は、飛翔体の上部を構造物に固定可能な磁石等の固定離脱部を備え、ワイヤ等の長尺物により降下することにより、調査対象に接近して調査可能である。また、飛翔体は、飛翔している状態（飛翔状態）と長尺物により懸下されている状態（懸下状態）とでの姿勢制御を切り替えることにより、安定な調査を提供可能である。なお、飛翔体は、長尺物で懸下可能であり、懸下状態における姿勢を制御するための１以上のプロペラを備える飛翔体であるならば、ドローンであってもよいし、飛行船であってもよいし、その他の飛翔体であってもよい。以下、詳細について説明する。

なお、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、枝番を含む参照符号のうちの共通部分（枝番を除く部分）を使用し、同種の要素を区別して説明する場合は、枝番を含む参照符号を使用することがある。例えば、プロペラを特に区別しないで説明する場合には、「プロペラ２０３」と記載し、個々のプロペラを区別して説明する場合には、「上プロペラ２０３−１」、「下プロペラ２０３−２」のように記載することがある。

（１）第１の実施の形態
図１において、１００は全体として第１の実施の形態による調査システムを示す。

図１は、調査システム１００に係る構成の一例を示す図である。調査システム１００は、飛翔体１１０と端末装置１２０とを含んで構成される。飛翔体１１０と端末装置１２０とは、互いに通信可能に構成されている。

飛翔体１１０は、電力供給部１１１と、駆動部１１２と、懸下部１１３と、調査部１１４と、調査結果送信部１１５と、制御部１１６と、動作指示受信部１１７と、設定部１１８とを備える。

電力供給部１１１は、飛翔体１１０の各部に電力を供給する。駆動部１１２は、電力供給部１１１を電源として飛翔体１１０を駆動する。懸下部１１３は、飛翔体１１０を懸下する。より具体的には、懸下部１１３は、固定離脱部１１３Ａと、降下上昇部１１３Ｂとを備える。

固定離脱部１１３Ａは、駆動部１１２により飛翔体１１０が飛翔した後、任意の構造物の所定の箇所（固定対象）に固定したり、固定対象から離脱したりする。固定離脱部１１３Ａは、例えば、後述の磁石２０９を備える。この場合、固定離脱部１１３Ａは、例えば、鉄製の梁、天井、天井クレーン、重機等の強磁性体の構造物に磁石２０９を固定し、例えば、ピン等を強磁性体の構造物に押し付けて磁石２０９を引き離して離脱を行う。なお、固定離脱部１１３Ａは、飛翔体１１０の重量に耐えられる程度の粘着材を備え、粘着剤の粘着面で固定対象に固定するものであってもよい。例えば、両面テープ、接着剤等を用いてもよい。ただし、再利用可能な部材、固定対象に粘着物が残らない部材等であることが望ましい。

降下上昇部１１３Ｂは、固定離脱部１１３Ａにより固定対象に固定された後、長尺物を繰り出したり繰り入れたりして、降下および上昇を行う。なお、長尺物は、一端が固定離脱部１１３Ａに接続され、他端が降下上昇部１１３Ｂに接続されている。

調査部１１４は、飛翔体１１０の周囲の状況を調査する。調査部１１４は、カメラ、マイク、超音波センサ等、調査に必要となるデータを取得可能な機器である。

調査結果送信部１１５は、調査部１１４によって得られた調査結果の全部または一部を端末装置１２０に送信する。調査結果送信部１１５が調査結果を端末装置１２０に送信するタイミングは、特に限定されない。調査結果送信部１１５は、調査部１１４によって得られた調査結果を、リアルタイムに送信してもよいし、所定の周期で送信してもよいし、調査が終わってから送信してもよいし、その他のタイミングでもよい。

制御部１１６は、駆動部１１２、固定離脱部１１３Ａ、降下上昇部１１３Ｂ、調査部１１４、調査結果送信部１１５等を制御する。制御部１１６の機能は、例えば、図示は省略するＣＰＵ（Central Processing Unit）が図示は省略するＲＯＭ（Read Only Memory）に格納されたプログラムを図示は省略するＲＡＭ（Random Access Memory）に読み出して実行すること（ソフトウェア）により実現されてもよいし、専用の回路等のハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアとが組み合わされて実現されてもよい。また、制御部１１６の機能の一部は、制御部１１６と通信可能な他のコンピュータにより実現されてもよい。

動作指示受信部１１７は、端末装置１２０からの動作指示を受信する。動作指示受信部１１７は、受信した動作指示を制御部１１６に送信する。

設定部１１８は、電力供給部１１１が蓄えている電力の残量（例えば、後述のバッテリー２０７の残量）の設定を行う。例えば、動作指示受信部１１７は、端末装置１２０を介して、バッテリー２０７の残量を指定する旨の動作指示（設定指示）を受信すると、設定指示を制御部１１６に送信する。制御部１１６は、設定指示を受信すると、バッテリー２０７の残量が指定された残量になったことを知らせるように指示を設定部１１８に送信する。

設定部１１８は、バッテリー２０７の残量が指定された残量になった場合、その旨を制御部１１６に送信する。制御部１１６は、例えば、飛翔体１１０の懸下を中止し、端末装置１２０まで戻る制御を行う。また、例えば、制御部１１６は、指定された残量になった旨を端末装置１２０に送信する。かかる構成によれば、ユーザは、調査対象の環境に応じて、飛翔体１１０が手元に戻ってくるまでに必要なバッテリー２０７の残量を設定できるので、調査の途中でバッテリー２０７の残量がなくなってしまい、飛翔体１１０が戻ってこられない事態を回避できるようになる。

なお、設定部１１８は、設けられていなくてもよい。この場合、制御部１１６は、バッテリー２０７の残量を監視し、バッテリー２０７の残量がなくなる前に懸下を中止する制御を行うことが好適である。かかる構成では、バッテリー２０７の残量がなくなる前に懸下が中止されるので、例えば、固定対象から切り離されることにより、飛翔体１１０が懸下されたままの状態になってしまい、次の調査が行えない事態を回避できるようになる。

また、飛翔体１１０は、動作指示受信部１１７の代わりに外界認識部１１９を備え、端末装置１２０からの動作指示を受けることなく、自律的に調査を行うものであってもよい。付言するならば、飛翔体１１０は、動作指示受信部１１７と外界認識部１１９との両方を備えてもよい。

このように、調査システム１００では、固定離脱部１１３Ａによって固定対象に固定し、調査部１１４によって調査を実行することにより、駆動部１１２を停止または出力を大幅に落として運転ができるので、飛翔体１１０によるエネルギーの消費を低減することができ、低減した分、調査の時間を引き延ばすことが可能になる。

また、固定離脱部１１３Ａによって固定対象に固定した後、降下上昇部１１３Ｂにより、調査部１１４の調査対象に接近して調査を行うことも可能である。飛翔体１１０が固定された真下等に調査対象がある場合、特に有効であり、単に固定対象に固定された場合よりも調査対象に接近して調査を行うことができる。

端末装置１２０は、動作指示入力部１２１と、動作指示送信部１２２と、調査結果受信部１２３とを備える。

動作指示入力部１２１は、ユーザにより飛翔体１１０に対する動作指示の入力を受け付ける。動作指示としては、飛翔体１１０の操縦に係る指示、調査部１１４の操作に係る指示、設定部１１８で監視するバッテリー２０７の残量を指定する指示等が挙げられる。動作指示送信部１２２は、動作指示入力部１２１で受け付けた動作指示を飛翔体１１０に送信する。調査結果受信部１２３は、飛翔体１１０から調査結果を受信する。

動作指示、調査結果の送受信は、有線通信で行ってもよいが、無線通信で行うことが好ましく、電波通信、赤外線通信等で行うのが好適である。このように構成することで、端末装置１２０による飛翔体１１０の遠隔操作が可能になる。

次に、飛翔体１１０の一例について、図２および図３を用いて説明する。図２は、飛翔体１１０の概略構成を示す図である。図３は、飛翔体１１０の構成および端末装置１２０の構成の一例を示す図である。

以降の説明では、飛翔体１１０のカメラ２０１の正面方向を進行方向としてＸ軸、Ｘ軸まわりをロール方向、Ｘ軸と直交して水平面と平行な軸をＹ軸、Ｙ軸まわりをピッチ方向、Ｘ軸およびＹ軸と直交する軸をＺ軸、Ｚ軸周りをヨー方向とそれぞれ呼称し、この定義に従うものとする。

飛翔体１１０は、球形の外殻２０２の中央部分にプロペラ２０３を備える。

外殻２０２は、球形の外周形状を成すように形成されており、外殻２０２の内部にプロペラ２０３を収容することにより、飛翔体１１０の飛翔時の構造物への接触の際に、プロペラ２０３が直接接触して破損することを防ぐことができる。また、外殻２０２は、プロペラ２０３の周囲を気流が通過可能なように覆う網目状のシェル構造である。なお、外殻２０２の形状は、球形に限られるものではなく、涙滴形、だるま形等、飛翔体１１０が傾いて着地したときでも起き上がることが可能なその他の形状であってもよい。

上プロペラ２０３−１は、上プロペラモータ２０４−１により駆動され、回転により推力を発生する。下プロペラ２０３−２は、下プロペラモータ２０４−２により駆動され、上プロペラ２０３−１とは逆回りに回転し、回転により推力を発生する。つまり、上プロペラ２０３−１と下プロペラ２０３−２とは、逆方向に回転し、かつ、回転軸をほぼ同一とする２重反転のプロペラ構造としており、飛翔体１１０は、上プロペラ２０３−１および下プロペラ２０３−２の反トルクの合計値を制御し、飛翔体１１０のヨー方向の安定化を行いつつ飛翔するための推力を発生可能である。

また、上プロペラモータ２０４−１および下プロペラモータ２０４−２は、プロペラ方向制御モータ（ロール）２０５−１およびプロペラ方向制御モータ（ピッチ）２０５−２により、ロール方向およびピッチ方向に上プロペラ２０３−１および下プロペラ２０３−２の推力の方向を制御可能である。飛翔体１１０は、姿勢検出装置３１１で取得した飛翔体１１０の姿勢をもとにマイコン２０６にて姿勢制御演算を行い、スピードコントローラ３１２にて上プロペラモータ２０４−１および下プロペラモータ２０４−２の速度を制御し、プロペラ方向制御モータ（ロール）２０５−１およびプロペラ方向制御モータ（ピッチ）２０５−２にて上プロペラ２０３−１および下プロペラ２０３−２の推力方向を制御し、飛翔体１１０の空中姿勢を制御する。

飛翔体１１０の下部には、カメラ２０１と、飛翔体１１０の各部を制御するためのマイコン２０６と、飛翔体１１０の各部に供給する電力を蓄えるバッテリー２０７と、カメラ２０１の映像を無線で伝送するための映像送信機２０８とが搭載されている。下部に重量物であるバッテリー２０７、カメラ２０１等を集中して搭載することにより、飛翔体１１０が予期せぬ着地をした場合であったとしても、飛翔体１１０の重心位置によるモーメントのためバッテリー２０７を下にして安定するため、プロペラ２０３の推力方向が鉛直下向きを向くので、再離陸可能な構成となっている。

飛翔体１１０の上部には、磁石２０９と、脱着リング２１０と、ワイヤリール２１１と、ワイヤリール２１１を駆動するワイヤ巻上げモータ２１２とを備える。磁石２０９の下部は、後述のワイヤ４０４に接続されており、ワイヤ４０４は、ワイヤリール２１１に所定の長さをもって巻かれている。脱着リング２１０は、磁石２０９により強磁性体の構造物に固定された後の解除の際に用いられる。脱着リング２１０は、脱着用モータ３１３により押し上げられ、磁石２０９と強磁性体の構造物の固定面とを引き剥がすことが可能である。

例えば、磁石２０９により強磁性体の構造物に固定された後、カメラ２０１により飛翔体１１０の下方の調査対象を撮像したい場合、ワイヤ巻上げモータ２１２を駆動してワイヤリール２１１からワイヤ４０４を繰り出すことにより、飛翔体１１０は、プロペラ２０３による飛翔を行うことなく降下が可能であり、調査対象に接近して撮影等の調査が可能である。

付言するならば、本例では、バッテリー２０７および電源回路３１４は、電力供給部１１１の一例である。プロペラ２０３と、プロペラモータ２０４と、プロペラ方向制御モータ２０５と、スピードコントローラ３１２とは、駆動部１１２の一例である。磁石２０９と、脱着リング２１０と、ワイヤリール２１１と、ワイヤ巻上げモータ２１２と、脱着用モータ３１３とは、懸下部１１３の一例である。カメラ２０１は、調査部１１４の一例である。映像送信機２０８は、調査結果送信部１１５の一例である。マイコン２０６および姿勢検出装置３１１は、制御部１１６の一例である。無線受信機３１５は、動作指示受信部１１７の一例である。電源回路３１４は、設定部１１８の一例である。

また、操作入力装置３２１およびモニタ３２２は、動作指示入力部１２１の一例である。無線送信機３２３は、動作指示送信部１２２の一例である。映像受信機３２４は、調査結果受信部１２３の一例である。

図４は、飛翔体１１０の懸下部１１３の一部を示す図である。

懸下部１１３は、１以上の磁石２０９（本例では、磁石２０９−１、磁石２０９−２、磁石２０９−３、磁石２０９−４の４つ）を備える。磁石２０９によれば、例えば、固定対象の固定面に鉄粉、粉塵等が付着していたとしても、飛翔体１１０を固定対象に設置することができる。

また、磁石２０９は、台座４０１に設けられる。台座４０１には、磁石２０９を覆うためのカバー４０２が設けられる。カバー４０２は、磁石２０９の磁力を透過可能に構成されている。カバー４０２によれば、例えば、鉄粉等がカバー４０２に付着ことにより磁石２０９による吸着力が弱まったとしても、カバー４０２を取り外してカバー４０２に付着した鉄粉等を取り除くこと、カバー４０２を取り換えること等により、磁石２０９による吸着力を容易に回復できる。また、台座４０１は、本体４０３に取り外し可能に設けられる。このように、磁石２０９が交換可能に設けられているので、例えば、磁石２０９の磁力が弱まった際に、磁石２０９を容易に交換することができる。また、本体４０３の下部には、ワイヤ４０４が接続されている。

なお、本例では、長尺物として、ワイヤ４０４を例に挙げて説明したが、長尺物は、ワイヤ４０４に限られるものではない。例えば、チェーンであってもよいし、紐であってもよいし、アンテナであってもよいし、その他のものであってもよい。

図５は、飛翔体１１０の上部を拡大した図である。

図５（Ａ）に示す状態は、脱着リング２１０を下げ、磁石２０９を露出させて強磁性体の構造物に固定可能な状態を示している。図５（Ｂ）に示す状態は、脱着用モータ３１３により脱着リング２１０を押し上げ、磁石２０９と強磁性体の構造物とを引き離し、離脱する状態を示している。

図６は、磁石２０９が台座４０１に取り付けられている態様の一例を示す図である。

図６に示すように、磁石２０９と台座４０１とは、ねじ６０１により取り付けられる。ここで、磁石２０９が上下方向および／または左右方向に可動可能なように、磁石２０９が台座４０１に設けられることが好適である。例えば、ねじ６０１により磁石２０９を台座４０１に取付可能であるが、磁石２０９のねじ穴がねじ６０１より一回り大きく設けられており、磁石２０９と台座４０１との間にまちが設けられるようにねじ６０１が締められる。かかる構成によれば、固定対象の固定面が平滑でない場合であっても、複数の磁石２０９が独立して可動することにより、飛翔体１１０を固定対象に設置することができるようになる。

図７は、飛翔体１１０の制御に係るフローチャートの一例を示す図である。以下では、マイコン２０６が行う主な制御について説明する。なお、カメラ２０１による撮影は、常時行われていてもよいし、ユーザにより指定された期間において行われてもよいし、懸下状態のときに行われてもよいし、その他の期間に行われてもよい。また、カメラ２０１による撮影の際は、マイコン２０６は、動作指示に応じて、カメラ２０１の向き等を制御してもよい。

ステップＳ７０１では、マイコン２０６は、飛翔状態制御を行う。例えば、マイコン２０６は、飛翔体１１０が飛翔しているときは、図８（Ａ）に示す角度αを「０」にするようにプロペラ方向制御モータ（ロール）２０５−１とプロペラ方向制御モータ（ピッチ）２０５−２とを制御する。また、マイコン２０６は、ヨー軸周りの角速度が「０」となるように上プロペラモータ２０４−１と下プロペラモータ２０４−２との回転速度差を制御する。付言するならば、上プロペラ２０３−１と下プロペラ２０３−２との推力の合計は、自重と等しい。

ステップＳ７０２では、マイコン２０６は、磁石２０９にて強磁性体の構造物に固定されているか否かを判定する。マイコン２０６は、固定されていると判定した場合、ステップＳ７０３に処理を移し、固定されていないと判定した場合、ステップＳ７０１に処理を移す。

ステップＳ７０３では、マイコン２０６は、プロペラ２０３を減速する制御を行い、ワイヤ巻上げモータ２１２にてワイヤ４０４を繰り出し、降下を開始させる。

ステップＳ７０４では、マイコン２０６は、懸下状態制御を行う。例えば、マイコン２０６は、飛翔体１１０が懸下されているときは、図８（Ｂ）に示す角度βを「０」にするようにプロペラ方向制御モータ（ロール）２０５−１とプロペラ方向制御モータ（ピッチ）２０５−２とを制御する。また、マイコン２０６は、ヨー軸周りの角速度が「０」となるように上プロペラモータ２０４−１と下プロペラモータ２０４−２との回転速度差を制御する。付言するならば、上プロペラ２０３−１と下プロペラ２０３−２との推力の合計は、自重の１／１０程度である。

ステップＳ７０５では、マイコン２０６は、ワイヤ巻上げモータ２１２にてワイヤ４０４を巻上げ、上昇を開始させる。

ステップＳ７０６では、マイコン２０６は、ワイヤ４０４の巻上げが終了すると、離脱制御を行う。より具体的には、マイコン２０６は、上プロペラ２０３−１と下プロペラ２０３−２との推力の合計値が自重程度に上昇したところで、脱着用モータ３１３にて脱着リング２１０を押し上げ、強磁性体の構造物から離脱する。

図８は、飛翔体１１０の制御の様子を示す図である。図８（Ａ）は、飛翔体１１０が飛翔している状態を示している。図８（Ｂ）は、飛翔体１１０が強磁性体の構造物に磁石２０９により固定され、所定の長さだけワイヤ４０４を繰り出して懸下している状態を示している。以下では、飛翔体１１０の制御を、ヨー方向とロールおよびピッチ方向とに分けて説明する。

まず、ヨー方向の制御について説明する。

上プロペラモータ２０４−１と下プロペラモータ２０４−２とが異なる回転速度で回転することで、所定の方向に飛翔体１１０が旋回する。これは、上プロペラ２０３−１の回転により生じる反トルクと下プロペラ２０３−２の回転により生じる反トルクとの偏差トルクを利用して旋回している。上プロペラ２０３−１により生じる反トルクの方向は、旋回方向（ヨー方向）の負であり、下プロペラ２０３−２により生じる反トルクの方向は、旋回方向の正である。すなわち、正の方向に旋回する場合は、下プロペラモータ２０４−２の回転速度が上プロペラモータ２０４−１より速くなるように設定し、負の方向に旋回する場合は、上プロペラモータ２０４−１の回転速度が下プロペラモータ２０４−２より速くなるように設定することになる。

次に、ロールおよびピッチ方向の制御について説明する。

図８（Ａ）に示す飛翔状態において、飛翔体１１０は、飛翔時に壁との接触等の外乱を受けて姿勢がロール方向にαだけ傾いている。このとき、プロペラ２０３の方向を制御しないとプロペラ２０３により生じる揚力Ｆの方向が外乱の影響を受けて常に変化することになるため、飛翔体１１０の姿勢を安定に維持することができない。そのため、図８（Ａ）に示すように、飛翔体１１０が飛翔している場合、姿勢が傾いた方向とは逆の方向にプロペラ２０３を傾ける必要がある。

次に、図８（Ｂ）に示す懸下状態において、飛翔体１１０は、磁石２０９が強磁性体の構造物に固定して懸下された状態であり、周囲環境物との接触等の外乱により振り子のようにβだけ振れている。このとき、飛翔状態と同様に傾いた方向とは逆の方向にプロペラ２０３を傾けると、より振れ角度が増大する方向にプロペラ２０３により生じる揚力Ｆが働くため、飛翔体１１０の姿勢を安定に維持することができない。そのため、図８（Ｂ）に示すように、強磁性体の構造物から懸下されている場合、飛翔体１１０の姿勢が傾いた方向と同じ方向にプロペラ２０３を傾ける必要がある。

上述した理由により、飛翔体１１０は、飛翔状態と懸下状態とにおいて、プロペラ２０３の制御方法を変更している。

ここでは、ロール方向に姿勢が傾いた場合を用いて姿勢制御方法について述べたがピッチ方向に関しても同様である。

以上のような制御により、飛翔状態であっても、懸下状態であっても、飛翔体１１０は姿勢を安定させることができる。なお、懸下状態であっても、姿勢制御のためにプロペラ２０３を駆動する必要があるが、飛翔体１１０の自重は、ワイヤ４０４にて負担されているため、姿勢制御のための推力のみ発揮できればよく、飛翔状態と比較すると使用する電力量を大幅に削減可能である。

図９は、飛翔体１１０による調査の様子を説明する図である。

まず、図９（Ａ）に示すように、飛翔体１１０は、飛翔しながら移動目標近傍の強磁性体の構造物まで移動し、磁石２０９を用いて強磁性体の構造物に設置される。その後、図９（Ｂ）に示すように、姿勢を制御可能な程度までプロペラ２０３の回転速度を減少させ、ワイヤ４０４を繰り出して降下し、所定の場所でカメラ２０１等を用いて調査を行い、その後、上昇する。飛翔体１１０は、強磁性体の構造物まで上昇した後、強磁性体の構造物からの脱離に向けて自重を支える程度の揚力を生み出すプロペラ２０３の回転速度まで増加する制御を行う。そして、飛翔体１１０は、図９（Ｃ）に示すように、飛翔に移行し、強磁性体の構造物から離れて次の目的箇所へと移動する。

以上のように、強磁性体の構造物への固定を利用して、用途に合わせて飛翔と懸下とを切り替え、消費電力を低減し、かつ、安定な姿勢制御が可能な飛翔体を実現する。

（２）他の実施の形態
なお、上述の実施の形態においては、本発明を飛翔体に適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、この他種々のシステム、装置、方法、プログラムに広く適用することができる。

また、上述の実施の形態においては、磁石を備える場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電磁石を備えるようにしてもよい。この場合、バッテリーの残量がなくなってしまった場合に、構造物から切り離されることにより、飛翔体が懸下されたままの状態になってしまい、次の調査が行えない事態を回避できるようになる。

また、上記の説明において、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。

上述の実施の形態は、例えば、以下の特徴的な構成を備える。

長尺物（ワイヤー、チェーン、紐、アンテナ等）で懸下可能な飛翔体（例えば、飛翔体１１０）であって、上記飛翔体が懸下されているときは、上記飛翔体が懸下されていない状態で飛翔しているときよりも少ない消費電力でプロペラ（例えば、プロペラ２０３）を駆動する駆動部（例えば、駆動部１１２）と、上記飛翔体の姿勢を制御するために上記駆動部を制御する制御部（例えば、制御部１１６）と、を備えることを特徴とする。

上記構成では、飛翔体が懸下されている状態においても、飛翔体が懸下されていない状態で飛翔しているときよりも少ない消費電力でプロペラを駆動し、プロペラを所定の回転数で駆動して推力方向を制御して制振させることにより、懸下されている状態においても飛翔体の姿勢が安定する。このように、飛翔体を懸下しつつ姿勢を安定させることで、例えば、長時間の運用が可能であり、かつ、カメラ等での調査を適切に行うことができるようになる。

上記長尺物の一端部には、磁石（例えば、磁石２０９）が設けられ、上記磁石により強磁性体の構造物に固定され、上記構造物から上記長尺物により懸下される、ことを特徴とする。

上記構成によれば、例えば、強磁性体の構造物の固定面に鉄粉、粉塵等が付着していたとしても、飛翔体を強磁性体の構造物に設置することができるようになる。

上記磁石は、複数であり、上記複数の磁石は、台座（例えば、台座４０１）に設けられ、上記複数の磁石の各々は、上記台座から独立に可動可能に取り付けられている、ことを特徴とする。

上記構成によれば、例えば、固定対象の固定面が平滑でない場合であっても、複数の磁石が独立して可動することにより、飛翔体を固定対象に設置することができるようになる。

上記複数の磁石は、交換可能に設けられている、ことを特徴とする。

上記構成では、磁石が交換可能に設けられているので、例えば、磁石の磁力が弱まった際に、磁石を容易に交換することができる。なお、磁石は、磁石自体が交換可能であってもよいし、台座に設けられ、台座ごと交換可能であってもよい。

上記複数の磁石の磁力を透過可能であり、上記複数の磁石を覆うためのカバー（例えば、カバー４０２）を備える、ことを特徴とする。

上記構成では、例えば、鉄粉等がカバーに付着ことにより磁石による吸着力が弱まったとしても、カバーを取り外してカバーに付着した鉄粉等を取り除くこと、カバーを取り換えること等により、磁石による吸着力を容易に回復できる。

カメラを備え、上記制御部は、上記カメラ（例えば、カメラ２０１）の向きを制御する、ことを特徴とする。

上記構成によれば、例えば、プロペラにより飛翔体の姿勢を制御しつつ、カメラの向きを制御することで、より安定した調査、かつ、広い視野を確保した調査を行うことができる。

上記飛翔体の重心は、上記飛翔体の中心より下部に設けられている、ことを特徴とする。

上記構成では、飛翔体の重心は、飛翔体の中心より下部に設けられているので、例えば、操縦ミスにより飛翔体が傾いて着地した場合であっても、起きあがり小法師のように起き上がり、再離陸可能となる。

上記飛翔体の重心を下げるために上記飛翔体の下部にバッテリー（例えば、バッテリー２０７）が設けられている、ことを特徴とする。

上記構成では、例えば、飛翔体において相対的に重いバッテリーを用いることで、飛翔体の重心を調整するための部品を追加することなく飛翔体の重心を下げることができる。

上記制御部は、上記飛翔体が飛翔しているときは、上記飛翔体の姿勢が傾いた方向とは逆の方向に上記プロペラを傾ける制御を行い、上記飛翔体が懸下されているときは、上記飛翔体の姿勢が傾いた方向と同じ方向に上記プロペラを傾ける制御を行う、ことを特徴とする。

ここで、飛翔体では、懸下しているときは、長尺物のねじれによる飛翔体の回転を抑えるために、プロペラを駆動する。しかしながら、プロペラを駆動すると、推力により飛翔体が振り子のように揺れる事態が生じ得る。この点、上記構成では、例えば、飛翔体の姿勢が傾いた方向と同じ方向にプロペラを傾ける制御を行うことで、飛翔体の揺れを抑えることができるので、より安定した調査を行うことができるようになる。

バッテリーの残量を設定する設定部（例えば、設定部１１８）を備え、上記制御部は、上記バッテリーの残量が設定された値に達したとき懸下を中止する制御を行う、ことを特徴とする。

上記構成では、例えば、調査対象の環境に応じて、飛翔体が手元に戻ってくるまでに必要なバッテリーの残量を設定できるので、調査の途中でバッテリーの残量がなくなってしまい、飛翔体が戻ってこられない事態を回避できるようになる。

上記制御部は、バッテリーの残量がなくなる前に懸下を中止する制御を行う、ことを特徴とする。

上記構成では、バッテリーの残量がなくなる前に懸下が中止されるので、例えば、構造物から切り離されることにより、飛翔体が懸下されたままの状態になってしまい、次の調査が行えない事態を回避できるようになる。

上記プロペラは、上側のプロペラ（例えば、上プロペラ２０３−１）と下側のプロペラ（例えば、下プロペラ２０３−２）とから構成され、上記飛翔体が飛翔しているときは、上記上側のプロペラの回転により生じる反トルクと、上記下側のプロペラの回転により生じる反トルクとの偏差トルクを利用して旋回する、ことを特徴とする。

上記構成では、上側のプロペラと、下側のプロペラとの２つで構成されるので、例えば、プロペラを４つ、８つ等設ける場合と比べて、飛翔体を小型化することで飛翔体の重量を小さくでき、消費電力を少なくすることができる。

また上述した構成については、本発明の要旨を超えない範囲において、適宜に、変更したり、組み替えたり、組み合わせたり、省略したりしてもよい。

１００……調査システム、１１０……飛翔体、１２０……端末装置。

Claims (11)

1. 長尺物で懸下可能な飛翔体であって、
   前記飛翔体が懸下されているときは、前記飛翔体が懸下されていない状態で飛翔しているときよりも少ない消費電力でプロペラを駆動する駆動部と、
   前記飛翔体の姿勢を制御するために前記駆動部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする飛翔体。
2. 前記長尺物の一端部には、磁石が設けられ、
   前記磁石により強磁性体の構造物に固定され、
   前記構造物から前記長尺物により懸下される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の飛翔体。
3. 前記磁石は、複数であり、
   前記複数の磁石は、台座に設けられ、
   前記複数の磁石の各々は、前記台座から独立に可動可能に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の飛翔体。
4. 前記複数の磁石は、交換可能に設けられている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
5. 前記複数の磁石の磁力を透過可能であり、前記複数の磁石を覆うためのカバーを備える、
   ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
6. カメラを備え、
   前記制御部は、前記カメラの向きを制御する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
7. 前記飛翔体の重心は、前記飛翔体の中心より下部に設けられている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
8. 前記制御部は、前記飛翔体が飛翔しているときは、前記飛翔体の姿勢が傾いた方向とは逆の方向に前記プロペラを傾ける制御を行い、前記飛翔体が懸下されているときは、前記飛翔体の姿勢が傾いた方向と同じ方向に前記プロペラを傾ける制御を行う、
   ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
9. バッテリーの残量を設定する設定部を備え、
   前記制御部は、前記バッテリーの残量が設定された値に達したとき懸下を中止する制御を行う、
   ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
10. 前記制御部は、バッテリーの残量がなくなる前に懸下を中止する制御を行う、
    ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。
11. 前記プロペラは、上側のプロペラと下側のプロペラとから構成され、
    前記飛翔体が飛翔しているときは、前記上側のプロペラの回転により生じる反トルクと、前記下側のプロペラの回転により生じる反トルクとの偏差トルクを利用して旋回する、
    ことを特徴とする請求項３に記載の飛翔体。

Images