JP2022130959A - 姿勢制御装置および飛行体 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を抑えつつ機体の姿勢制御を支援可能な技術を提供する。【解決手段】ある態様の姿勢制御装置は、飛行体の傾きを検出する検出部と、検出された飛行体の傾きに応じて乗客への通知処理を実行する通知部と、を備える。ある態様の飛行体は、機体の傾きを検出する検出部と、検出された機体の傾きに応じて乗客への通知処理を実行する通知部と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は姿勢制御装置に関し、特に飛行体等の姿勢をより安定化させる技術に関する。

近年、いわゆるドローンの産業利用への関心が世界的に高まっている。自律航行可能なマルチコプタが開発されることで、農業、測量、配送等の多岐にわたる活用が期待され、その実用化が急速に推し進められつつある。そのマルチコプタの技術を電動垂直離着陸機（ｅＶＴＯＬ機）などの飛行体に応用することで、旅客輸送サービスとしての需要も見込まれている。

ところで、このような飛行体は、飛行中に風等の外乱を受けて機体が傾くことがある。そのような場合でも機体の姿勢を迅速に制御することで安定飛行を確保する必要がある。そこで、例えば飛行体にバッテリなどのペイロードを移動させる機構を設け、機体の傾きを検知したときにそのペイロードの位置を変化させることで姿勢制御を支援する技術が提案されている（特許文献１参照）。

また、飛行試験に活用する装置として、機体に錘とその錘を移動させる機構を別途設け、その錘の位置を変化させることで機体の重心位置を変化させる技術が提案されている（特許文献２参照）。それにより乗客や荷物などのペイロードを搭載したときの重心位置の変化を再現し、飛行試験において姿勢制御の安定性を検証できるようにするものである。

特開２００７－２６１４１４号公報 特開２０１９－１４２４４１号公報

各特許文献に記載の技術は、飛行体にペイロードとその移動機構を設け、その移動機構をモータにより駆動する構成が必要となる。このため、そのモータを動作させるために相応の電力が必要となる。バッテリの電力に限りがあることや、電力消費増加による環境への影響（温室効果ガスの排出）などを考慮すると、できるだけ省電力を実現しつつ機体の姿勢制御が可能となることが望まれる。この点につき、発明者は、少なくとも旅客運輸サービスに関しては、飛行体の姿勢制御に際して乗客の協力が自然に得られるよう制御上の工夫をすることで、上述した省電力化が可能になるとの着想に到った。

本発明は、上記課題認識に基づいてなされた発明であり、その主たる目的は、消費電力を抑えつつ機体の姿勢制御を支援可能な技術を提供することにある。

本発明のある態様は姿勢制御装置である。この姿勢制御装置は、飛行体の傾きを検出する検出部と、検出された傾きに応じて乗客への通知処理を実行する通知部と、を備える。

本発明の別の態様も姿勢制御装置である。この姿勢制御装置は、乗客を収容する装置本体と、乗客に見せる画面を表示する表示部と、装置本体の傾きを検出する検出部と、検出された傾きに応じて表示部の画面を変更する表示制御部と、を備える。

本発明のさらに別の態様も姿勢制御装置である。この姿勢制御装置は、飛行体の巡航情報を取得する情報取得部と、取得された巡航情報に応じて乗客への通知処理を実行する通知部と、を備える。

本発明の別の態様も飛行体である。この飛行体は、機体の傾きを検出する検出部と、検出された傾きに応じて乗客への通知処理を実行する通知部と、を備える。

本発明によれば、消費電力を抑えつつ機体の姿勢制御を支援可能な技術を提供できる。

実施形態に係る飛行体の外観を表す斜視図である。 飛行体の構成を模式的に表す平面図である。 飛行体の電気的構成を概略的に表すブロック図である。 姿勢制御装置の機能ブロック図である。 乗客が座席に着席した様子を表す図である。 表示装置に表示される画面例を表す図である。 通知によって乗客に促される動作の例を表す図である。 通知情報選択テーブルの概略構成を表す図である。 姿勢制御装置が実行する姿勢制御処理を表すフローチャートである。 変形例１に係る通知画面を表す図である。 変形例２に係る通知画面を表す図である。 変形例３に係る通知画面を表す図である。 変形例に係る表示装置の配置構成を表す図である。 変形例に係る座席および表示装置の配置構成を表す図である。 変形例に係る姿勢制御方法を表す図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

本実施形態では、飛行体としてドローン型のｅＶＴＯＬ機を例示する。この飛行体は、機内に乗客用の複数の座席を有する有人機であり、飛行中の姿勢制御を行う過程で機体の傾きを検出し、検出された傾きに応じて乗客の姿勢変化を促す通知処理を実行する。この飛行体は、姿勢制御に際してペイロードを移動させることはなく、その制御の一環として乗客の挙動を誘導し、又は乗客への要請を示唆する。それにより省電力を実現しつつ姿勢制御の支援を図る。以下、その詳細について説明する。

まず、飛行体の全体構成について説明する。
図１は、実施形態に係る飛行体の外観を表す斜視図である。
本実施形態では、図中のＸ方向を前後方向、Ｙ方向を左右方向、Ｚ方向を上下方向として説明する（以下同様）。Ｘ方向正方向が飛行体１の巡航方向である。

飛行体１は、機体の大部分を構成する胴体２と、胴体２の上方で回転する４つのロータ４と、胴体２から下方に延出する４つの脚部６を備える。胴体２の内部中央にはキャビン８が設けられている。キャビン８には、輸送対象である乗客が搭乗する。４つの脚部６は、キャビン８の四方を取り囲みつつ、キャビン８の下方まで延在している。飛行体１は、有人機ではあるが、コックピットを有さない自動運転機（自動操縦機）である。

図２は、飛行体１の構成を模式的に表す平面図である。
胴体２は、平面視正方形状をなし、その中央に平面視長方形状のキャビン８を有する。胴体２から四方へ放射状に延出する４つのアーム１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲが設けられている。これらを特に区別しない場合には「アーム１０」と総称する。

アーム１０ＦＬ，１０ＦＲ，１０ＲＬ，１０ＲＲの各先端部にロータユニット１２ＦＬ，１２ＦＲ，１２ＲＬ，１２ＲＲが支持されている。これらを特に区別しない場合には「ロータユニット１２」と総称する。各ロータユニット１２は、ロータ４とこれを回転駆動するモータ１４を有する。４つのロータ４の回転数を個別に制御することにより、飛行体１の巡航時の姿勢、つまりピッチ、ロールおよびヨーの各姿勢を調整できる。

４つのロータ４が、平面視において略正方形の４つの頂点にそれぞれ位置する。その正方形領域の内方中央にキャビン８が位置する。このため、その正方形のほぼ中心に飛行体１の重心が位置することとなり、飛行体１は飛行時のバランスを保ちやすい。

キャビン８には、最大４人の乗客Ｍが搭乗できるよう複数の座席１６が配設されている。本実施形態では、全ての座席１６が前方に向けられており、左右に横並び二列かつ前後二列で配置されている。なお、「座席の向き」は、言うまでもなく座席正面の向きである。キャビン８の内部は、平面視における中心線Ｌに対してほぼ対称な構成を有する。横並び二列の２つの座席は、その中心線Ｌに対して対称な位置に配置されている。

キャビン８の前方の壁面には全乗客Ｍが視認できる比較的大画面の表示装置２０が配設されている。表示装置２０は、乗客Ｍが視認可能な「表示領域」として機能し、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイからなるものでもよい。一方、キャビン８の後方の壁面に扉２２が設けられている。乗客は、扉２２が開かれた状態で一人ずつ、キャビン８に乗り込むことができる。

図３は、飛行体１の電気的構成を概略的に表すブロック図である。
飛行体１の制御系は、コントローラ２６を中心に構成される。コントローラ２６は、マイクロコンピュータからなり、ＣＰＵおよび各種コプロセッサなどの演算器を含む。

コントローラ２６は、図示しない通信ラインを介して各ロータユニット１２に接続され、それらを駆動制御する。各ロータユニット１２には、既に説明したモータ１４のほか、モータ１４を駆動するモータ駆動回路３０、モータ１４のモータの回転状態を検出するための回転センサ３２などが設けられている。なお、各ロータユニット１２には図示略のバッテリが設けられ、モータ駆動回路３０や回転センサ３２への電力供給がなされる。

コントローラ２６は、制御プログラムにしたがって各モータ駆動回路３０に制御信号を出力することにより、各モータ１４の回転を制御する。各モータ１４の回転数が調整されることで、飛行体１の巡航速度の制御がなされ、またピッチ制御、ヨー制御、ロール制御がなされる。回転センサ３２は、モータ１４の回転数を表す信号を出力する。コントローラ２６は、この信号を受信することにより、各ロータ４の回転数が制御目標値に達しているか否かを判定する。

コントローラ２６には、上述した回転センサ３２のほか、ジャイロセンサ３４、加速度センサ３６等の各種センサや、ＧＰＳ受信機３８等が搭載されており、それらの検出信号や受信信号がコントローラ２６に入力される。コントローラ２６は、ジャイロセンサ３４および加速度センサ３６の検出信号に基づき機体の姿勢を判定できる。また、ＧＰＳ受信機３８の受信信号に基づき現在の航行位置を判定できる。

コントローラ２６には、また、上述した表示装置２０、スピーカ２４、送受信装置２５が接続されている。スピーカ２４は、アナウンスや音楽等の音声を出力する。送受信装置２５は、他の飛行体や外部装置との間でデータの送受信を実行する。コントローラ２６は、例えば外部装置から送られる気象情報などの航路情報に基づいて機体が受ける影響を予測し、その影響を軽減する処理を実行することもできる。

図４は、姿勢制御装置の機能ブロック図である。
姿勢制御装置１００は、飛行体１に搭載され、離発着（垂直離発着を含む）時および巡航時において機体の姿勢を制御する。姿勢制御装置１００の各構成要素は、上述したコントローラ２６（マイクロコンピュータ）、メモリやストレージといった記憶装置、それらを連結する有線または無線の通信線を含むハードウェアと、記憶装置に格納され、演算器に処理命令を供給するソフトウェアによって実現される。コンピュータプログラムは、デバイスドライバおよびアプリケーションプログラム、また、これらのプログラムに共通機能を提供するライブラリによって構成されてもよい。以下に説明する各ブロックは、ハードウェア単位の構成ではなく、機能単位のブロックを示している。

姿勢制御装置１００は、通信部１１０、データ処理部１１２、データ格納部１１４、検出部１１６、駆動部１１８および通知出力部１２０を含む。通信部１１０は、外部端末との通信処理を担当する。通信部１１０は情報取得部１２２を含む。情報取得部１２２は、先行する飛行体や基地局などの外部装置から航路に関する情報等を取得する。

データ格納部１１４は、各種プログラムやデータを格納する。データ格納部１１４は、通知情報格納部１３０を含む。通知情報格納部１３０は、機体の傾きに応じて乗客に直接的又は間接的に所定の動作を促すための通知情報を格納する。通知情報格納部１３０は、音声データ格納部１３２および表示データ格納部１３４を含む。

音声データ格納部１３２は、乗客への通知に際してスピーカ２４から出力する音声のデータ（音声データ）を格納する。表示データ格納部１３４は、乗客への通知に際して表示装置２０に表示させる画像等のデータ（表示データ）を格納する。表示データには、画像データおよび文字データが含まれる。画像データには、予め作成された静止画像や動画像のほか、演出画像を変化させる際のベースとなる２次元又は３次元のモデルデータが含まれてもよい。

検出部１１６は、ジャイロセンサ３４および加速度センサ３６等からセンサ情報を取得する。駆動部１１８は、飛行体１の制御に関わるアクチュエータを駆動する。駆動部１１８は、モータ駆動部１２４を含む。モータ駆動部１２４は、モータ駆動回路３０を駆動する。通知出力部１２０は、音声出力部１２６および表示部１２８を含む。音声出力部１２６は、乗客への通知に際してスピーカ２４から音声を出力する。表示部１２８は、乗客への通知に際して表示装置２０に通知画面を表示させる。

データ処理部１１２は、通信部１１０により取得されたデータ、検出部１１６により検出された情報、およびデータ格納部１１４に格納されているデータに基づいて各種処理を実行する。データ処理部１１２は、通信部１１０、検出部１１６、駆動部１１８、通知出力部１２０およびデータ格納部１１４のインタフェースとしても機能する。

データ処理部１１２は、姿勢演算部１４０、駆動制御部１４２および通知処理部１４４を含む。姿勢演算部１４０は、検出部１１６が検出した傾き情報に基づき、現在の機体の姿勢を演算する。駆動制御部１４２は、飛行体１の姿勢を制御するための各種アクチュエータを制御する。駆動制御部１４２は、姿勢制御部１４６を含む。姿勢制御部１４６は、モータ駆動部１２４に制御指令を出力し、各モータ駆動回路３０を個別に駆動する。それにより４つのロータ４の回転数を制御することで機体の姿勢を適正に調整する。

通知処理部１４４は、通知情報管理部１５０、通知情報選択部１５２および画像生成部１５４を含む。通知情報管理部１５０は、通知情報格納部１３０に格納された各通知情報（音声データ、表示データ）を通知ＩＤに対応づけて管理する。通知情報選択部１５２は、機体の傾きに応じて通知ＩＤを特定し、複数の通知情報のいずれかを選択する。

通知情報選択部１５２は、機体の傾き情報と通知ＩＤとが予め対応づけられた通知情報選択テーブル（後述）を保持する。通知ＩＤにはさらに、通知情報として出力すべき音声データおよび表示データが対応づけられている。通知情報選択部１５２は、通知情報選択テーブルを参照して機体の姿勢情報に対応する通知ＩＤを特定し、その通知ＩＤに対応づけられた通知情報を選択する。画像生成部１５４は、上記モデルデータをベースに動画像を生成する。

通知処理部１４４は、選択された通知情報を通知出力部１２０に出力させる。本実施形態において、通知処理部１４４および通知出力部１２０が、飛行体の傾きに応じて乗客への通知処理を実行する「通知部」として機能する。通知処理部１４４は「表示制御部」としても機能する。

次に、本実施形態における姿勢制御方法の詳細について説明する。
図５は、乗客Ｍが座席１６に着席した様子を表す図である。図５（Ａ）は正面図、図５（Ｂ）は背面図である。図６は、表示装置２０に表示される画面例を表す図である。図６（Ａ）は通常画面を示し、図６（Ｂ）は通知画面を示す。なお、「通知画面」は乗客Ｍへの通知を行っている画面であり、「通常画面」はその通知を行っていない画面である。図７は、通知によって乗客Ｍに促される動作の例を表す図である。図７（Ａ）は正面図、図７（Ｂ）は背面図である。

図５に示すように、乗客Ｍは横二列で着席できる（図５（Ａ））。乗客Ｍの前方やや上方には表示装置２０の画面が表示される（図５（Ｂ））。飛行体１の安定した巡航時において、表示装置２０にはその巡航の様子（機体前方の景色映像）、あるいは乗客Ｍの娯楽に供するマルチメディアなどが表示される。

例えば、図６に示すように、飛行体１の巡航時に、通常画面として景色映像Ｐ０が表示されているとする（図６（Ａ））。その巡航中に風などの外乱により機体が左側に所定以上傾いた場合、表示部１２８は、通知画面を表示させる（図６（Ｂ））。図示の例では、景色映像Ｐ０が縮小され、その横に通知画像Ｐ１が表示されている。通知画像Ｐ１では、飛行体１を示す画像Ｐ１１に傾きの方向を示唆するマークＰ１２（★）が重畳表示されている。さらに、「身体を右側に傾けてください」との文字列Ｐ１３が表示されている。

音声出力部１２６は、通知画像Ｐ１の表示に合わせて、乗客Ｍの姿勢を誘導する音声を出力する。例えば「少々、機体が左に傾いていますので、気持ち、右側にお身体を傾けてください。より安全な運航へのご協力お願い致します。」などのアナウンスを出力する。すなわち、通知部が、乗客Ｍの姿勢を誘導する通知処理を実行することとなる。

図７に示すように、乗客Ｍは、このような通知を認識することで、身体を右側に傾けることとなる。より正確には、この通知により乗客Ｍの協力が得られ、飛行体１の重心が通知された側へ多少なりとも移動することで、姿勢制御部１４６による機体の姿勢制御を支援できると期待される。なお、乗客Ｍを誘導することによる重心変化は、姿勢制御部１４６による姿勢制御を妨げるほど大きくはならない。あくまでも、姿勢制御部１４６による姿勢制御の補助的位置づけとされている。

図８は、通知情報選択テーブルの概略構成を表す図である。
通知情報選択テーブル１７０は、巡航制御（水平飛行）が行われている状態で外乱による機体の傾きが検知された場合に参照される。通知情報選択テーブル１７０では、姿勢演算部１４０にて算出される機体の傾き情報（姿勢情報）に対して通知ＩＤが対応づけられている。「通知ＩＤ」は、音声ＩＤおよび画像ＩＤを含む。音声ＩＤは、音声データ格納部１３２に格納された音声データに対応づけられている。画像ＩＤは、表示データ格納部１３４に格納された表示データが対応づけられている。

図示の例では、機体が左側に設定角度以上傾いた場合（ロール左傾）に対し、音声ＩＤとして「Ｓ００」、画像ＩＤとして「Ｍ００」が対応づけられている。音声ＩＤ「Ｓ００」の音声データによる音声と、画像ＩＤ「Ｍ００」の表示データによる通知画面により、乗客Ｍに対して身体を右側に傾けるよう誘導する通知がなされることになる。

ここで、「設定角度」については例えば５度とするなど、飛行体１の仕様や性能に基づいて適宜設定できる。設定角度未満である場合、通知処理は実行しない。軽度の傾きであれば通常の姿勢制御で十分に足り、乗客Ｍの協力を要請するまでもないためである。また、必要以上に乗客Ｍに負担を負わせないためでもある。

同様に、機体が右側に設定角度以上傾いた場合（ロール右傾）に対し、音声ＩＤ「Ｓ０１」、画像ＩＤ「Ｍ０１」が対応づけられている。それにより、乗客Ｍに対して身体を左側に傾けるよう誘導する通知がなされる。前側に設定角度以上傾いた場合（ピッチ前傾）に対し、音声ＩＤ「Ｓ１０」、画像ＩＤ「Ｍ１０」が対応づけられている。それにより、乗客Ｍに対して身体を後側に傾けるよう誘導する通知がなされる。後側に設定角度以上傾いた場合（ピッチ後傾）に対し、音声ＩＤ「Ｓ１１」、画像ＩＤ「Ｍ１１」が対応づけられている。それにより、乗客Ｍに対して身体を前側に傾けるよう誘導する通知がなされる。「設定角度」は傾きの方向に応じて異ならせてもよい。

なお、図示の例では各傾き情報に対して通知ＩＤが一つ設定される例が示されているが、各傾き情報に対して通知ＩＤの候補（通知候補）を複数設定しておき、いずれかを選択できるようにしてもよい。また、通知ＩＤとして、音声ＩＤおよび画像ＩＤのいずれかが含まれないものを設定してもよい。

また、各傾き情報を例えば５度以上１０度未満、１０度以上１５度未満、１５度以上といったように複数段階に設定してもよい。その複数段階の傾き情報について異なる通知ＩＤを対応づける。それにより、例えば「身体をやや傾けてください」、「身体をできるだけ大きく傾けてください」といったように、機体の傾き度合いに応じて通知内容を異ならせることができる。協力要請の緊急性などに応じた柔軟な通知を実現できる。

図９は、姿勢制御装置１００が実行する姿勢制御処理を表すフローチャートである。
本図の処理は所定の制御周期にて繰り返し実行される。
検出部１１６は、センサによる検出情報を取得する（Ｓ１０）。姿勢演算部１４０は、その検出情報に基づき現在の機体の姿勢（傾き）を演算する（Ｓ１２）。姿勢制御部１４６は、姿勢制御中であれば、目標姿勢と現在の姿勢との偏差に基づき、その偏差をゼロに近づけるようフィードバック制御を実行する（Ｓ１４）。すなわち、モータ駆動部１２４を制御し、各ロータ４の回転数を制御する。

このとき、乗客Ｍの協力による補正が必要な場合（Ｓ１６のＹ）、すなわち偏差が基準値よりも大きい場合（機体の傾きが設定角度以上である場合）、通知情報選択部１５２は、通知情報選択テーブル１７０を参照して傾き情報に対応する通知ＩＤ（音声ＩＤ、画像ＩＤ）を設定する（Ｓ１８）。そして、その通知ＩＤに対応する通知情報（音声データ、表示データ）を通知情報格納部１３０から取得する（Ｓ２０）。通知処理部１４４は、取得された通知情報に基づいて通知処理を実行する（Ｓ２２）。すなわち、通知出力部１２０に対して音声出力および画像表示を指示する。表示部１２８は通知画面を表示し、音声出力部１２６は通知用の音声を出力する。

補正が不要な場合（Ｓ１６のＮ）、つまり偏差が基準値よりも小さく、乗客Ｍの協力を得るまでもない場合（機体の傾きが設定角度未満である場合）、Ｓ１８からＳ２２の処理はスキップされる。すなわち、Ｓ１４の姿勢制御にて足りると判断される。

以上に説明したように、本実施形態の飛行体１では機体の傾きを検出し、検出された傾きに応じて乗客Ｍの姿勢を誘導する通知処理を実行する。飛行体のペイロードを移動させる移動機構を設ける必要がないため、簡易な構成により姿勢制御の支援が可能となる。また、そのような移動機構を駆動するためのモータ等が不要となるため、姿勢制御の支援のための消費電力を抑えることができる。すなわち、本実施形態によれば、飛行体１の姿勢制御に際して乗客Ｍの協力を得ることで省電力化が可能となる。

［変形例］
（通知方法の変形例）
図１０は、変形例１に係る通知画面を表す図である。図１０（Ａ）は通常画面を示し、図１０（Ｂ）は通知画面を示す。
変形例１では、姿勢誘導に関する通知処理を娯楽感覚で実現する。本図にはオートバイゲームが例示されている。乗客Ｍをオートバイに乗るライダーに見立てたものである。

飛行体１の安定した巡航時に、通常画面として真っ直ぐなコースをオートバイが直進する画像（動画像）が表示される（図１０（Ａ））。その巡航中に外乱により機体が例えば左側に所定以上傾いた場合、表示部１２８は、通知画面を表示させる（図１０（Ｂ））。図示の例では、オートバイが右カーブに差し掛かり、ライダーが重心を右側に傾けるような通知画像Ｐ２１が表示されている。図示を省略するが、さらにアウトコース（やや左後方）から別のオートバイが幅寄せをしてくるような画像としてもよい。

本変形例では、このとき音声出力や文字列の表示により乗客Ｍの姿勢を直接的に誘導することはないが、通知画像Ｐ２１は、乗客Ｍに対して「身体を右側に傾ける」要請を示唆するものとなる。すなわち、通知画像Ｐ２１は、乗客Ｍが咄嗟に姿勢変更したくなるような動画像として設計されている（図７参照）。通知部は、乗客Ｍへの要請を示唆する通知処理（演出による間接的な誘導）を実行することとなる。

なお、図示を省略するが、本変形例のコースには右カーブのほか、左カーブ、下り坂、上り坂等も含まれる。左カーブにより「身体を左側に傾ける」、下り坂により「身体を前傾させる」、上り坂により「身体を後傾させる」などの要請を示唆する。また、カーブにはその曲がり度合い（曲率）、坂にはその傾斜度合い（勾配）がそれぞれ複数段階設定されており、その度合いに応じて通知内容も異なることとなる。

図１１は、変形例２に係る通知画面を表す図である。図１１（Ａ）は通常画面を示し、図１１（Ｂ）は通知画面を示す。
変形例２では、演出表示過程で姿勢誘導に関する通知処理を実行する。飛行体１の安定した巡航時に、通常画面として映画などの演出動画が再生されているとする（図１１（Ａ））。その巡航中に外乱により機体が例えば左側に所定以上傾いた場合（ロール左傾）、表示部１２８は、通知画面を表示させる（図１１（Ｂ））。図示の例では、正面やや左側に向かってミサイルが飛んでくるような通知画像Ｐ３１が表示されている。これにより、乗客Ｍは咄嗟にミサイルを避けるよう身体を右側に傾けるようになる。

本変形例においても、このとき音声出力や文字列の表示により乗客Ｍの姿勢を直接的に誘導することはないが、通知画像Ｐ３１は、乗客Ｍがミサイルを避けるよう誘導するものとなる。すなわち、通知画像Ｐ３１は、乗客Ｍが姿勢変更したくなるような動画像として設計されている（図７参照）。通知画像Ｐ３１は、乗客Ｍの反射的動作を促すものとなり得る。

図１２は、変形例３に係る通知画面を表す図である。図１２（Ａ）は通知画面の一例を示し、図１２（Ｂ）は通知画面の他の例を示す。
変形例３では、姿勢誘導に関する通知処理を３Ｄ画像により実現する。

飛行体１の安定した巡航時には、通常画面として上述した景色映像や演出動画等が表示される。その巡航中に外乱により機体が所定以上傾いた場合、表示部１２８は、通知画面に恐竜を模した三次元オブジェクト（通知画像）を表示させる。具体的には、機体が左側に所定以上傾いた場合（ロール左傾）、通知画像Ｐ４１を表示させる（図１２（Ａ））。図示の例では、恐竜が画面の左前方に飛び出してくるような３Ｄ画像が表示されている。これにより、乗客Ｍは咄嗟に恐竜を避けるよう、例えば身体を右側に傾けるようになる。

また、機体が前側に所定以上傾いた場合（ピッチ前傾）、通知画像Ｐ４２を表示させる（図１２（Ｂ））。図示の例では、恐竜が画面の中央正面に飛び出してくるような３Ｄ画像が表示されている。これにより、乗客Ｍは咄嗟に恐竜を避けるよう仰け反る（身体を後側に傾ける）ようになる。

本変形例では、姿勢制御を支援すべき方向（つまり乗客Ｍに要請する重心の移動方向）に対し、その方向から逸れる方向、又は画面の正面に対してその方向とは反対方向に３Ｄ画像の飛び出し方向（ベクトル）が設定される。

本変形例においても、このとき音声出力や文字列の表示により乗客Ｍの姿勢を直接的に誘導することはないが、通知画像Ｐ４１，Ｐ４２は、乗客Ｍが恐竜を避けるよう反射的動作を促すものとなる。これは、乗客Ｍの姿勢を特定の方向に誘導するものとなる。

なお、上記変形例に示される通知画像は例示に過ぎず、同様の効果を発揮するものであれば、画像コンテンツや演出方法は上記のものに限られない。

（表示領域の変形例）
図１３は、変形例に係る表示装置の配置構成を表す図である。図１３（Ａ）は変形例４、図１３（Ｂ）は変形例５を示す。図中の矢印はキャビン８の前方を示す。
変形例４では、横並びの列ごとに表示装置２２０，２２２が設けられている（図１３（Ａ））。変形例５では、一席ごとに表示装置２３０～２３６が設けられている（図１３（Ｂ））。このように座席の所定単位ごとに表示装置を設けることで、通常画面を個別に設定することが可能となる。例えば、ある表示装置にはゲームを表示させ、他の表示装置に映画を表示させるといった自由度が高まる。それにより、乗客Ｍごとの趣向に応じた視聴サービスを提供し易くなる。

図１４は、変形例に係る座席および表示装置の配置構成を表す図である。図１４（Ａ）は変形例６、図１４（Ｂ）は変形例７を示す。図中の矢印はキャビン８の前方を示す。
変形例６では、各座席１６がキャビン８の側壁に向けて配置されている。すなわち、複数の座席１６は、それぞれ機体の幅方向中心（中心線Ｌ）に対してオフセットした位置に、機体の幅方向に向けて配設されている。そして、右列の座席１６Ｒに対して正面となる左側壁に表示装置２４０が設けられ、左列の座席１６Ｌに対して正面となる右側壁に表示装置２４２が設けられている。

変形例７では、変形例６と同様に各座席１６がキャビン８の側壁に向けて配置されるとともに、各座席の正面となる側壁に表示装置２５０～２５６が設けられている。前後の座席の間には、プライベートを保護するためのパーティション２６０が設けられている。これらの変形例でも座席の所定単位ごとに表示装置を設けることで、通常画面を個別に設定することが可能となる。

（姿勢制御方法の変形例）
図１５は、変形例に係る姿勢制御方法を表す図である。図１５（Ａ）は変形例８に係る傾き補正方法を示す。図１５（Ｂ）は通知画面を示す。
変形例８において、通知部は、乗客の着席位置の変更を誘導する通知処理を実行する。具体的には、キャビン８に設置された複数の座席１６に空席がある場合、その空席を利用して姿勢制御を支援する。

例えば、後列の右側に空席があり（図１５（Ａ））、飛行体１の巡航時に通常画面として景色映像が表示されているとする。その巡航中に外乱により機体が左側に所定以上傾いた場合、表示部１２８は、通知画面を表示させる（図１５（Ｂ））。図示の例では、景色映像Ｐ０の横に通知画像Ｐ５１が表示されている。通知画像Ｐ５１では、上記実施形態と同様の画像が表示されるとともに、「右側が空席の方は右側の席にお移りください」との文字列Ｐ５３が表示されている。

音声出力部１２６は、この通知画像Ｐ５１の表示に合わせて、該当する乗客Ｍの姿勢を誘導する音声を出力する。例えば、「少々、機体が左に傾いていますので、右側に空席がある方はお移りください。より安全な運航へのご協力お願い致します。」などのアナウンスを出力する。

左側後席に座る乗客Ｍがこの通知を認識してその右側の席に移動し、飛行体１の重心が通知された側へ移動することで（図１５（Ａ）の矢印参照）、姿勢制御部１４６による機体の姿勢制御を支援できる。このように乗客Ｍが席を移動することで、単に身体を傾ける場合よりもその支援効果が高まることが期待される。

なお、上記実施形態と変形例８とを併用した通知処理を実行してもよい。隣に空席がある乗客には席を移動するよう誘導し、隣に空席がない乗客には身体を傾けるよう誘導する通知画面を表示させてもよい。あるいは、席を移動するか身体を傾けるかのいずれかを要請する通知画面を表示させ、あとは乗客の行動に委ねてもよい。

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

上記実施形態では、通知画像として予め作成された動画データを通知情報格納部１３０に格納しておく構成を例示した。変形例においては、画像生成部１５４が、表示データ格納部１３４に格納されたモデルデータをベースにこれを変形させるなどして、通知画像としての動画像を生成してもよい。

その場合、図９に示した姿勢制御処理において、通知情報選択部１５２は、通知ＩＤに対応する表示データ（モデルデータ）を通知情報格納部１３０から取得する（Ｓ２０）。画像生成部１５４は、そのモデルデータをベースに動画像を生成する。通知処理部１４４は、その動画像を通知情報として表示させる（Ｓ２２）。例えば、本変形例を上記変形例１（図１０参照）に適用した場合、オートバイの直進走行からカーブ走行への切り替わりを動画として連続的に自然な形で表示できる。

上記実施形態では述べなかったが、図９に示した姿勢制御処理において、Ｓ２２の通知処理による効果が小さい場合、つまり乗客Ｍを期待通りに誘導できなかった場合に、次回の通知を強化するような更新処理を実行してもよい。具体的には、上述のように姿勢制御処理は所定の制御周期で繰り返し実行されるため、Ｓ２２が連続的に実行される回数をカウントする。そのカウント値が所定回数以上となったとき、傾き情報が前回と同じであったとしても通知のレベルを高めるようにしてもよい。例えば、所定回数未満のときに協力要請が任意であることを示唆する通知とした場合、所定回収以上となったときに協力要請が半強制又は実質的強制であるような通知としてもよい。通知情報選択部１５２は、そのように通知ＩＤの選択を変更する。

上記実施形態では、図６に示したように、画面に文字列Ｐ１３を表示するとともに音声出力を行うことで、乗客Ｍへの要請を明示する通知処理を例示した。変形例においては、その文字列Ｐ１３と音声出力を省略し、飛行体１を示す画像Ｐ１１とマークＰ１２を表示することで、現在の機体の傾きを示唆してもよい。また、それに対して身体を傾けるよう誘導する示唆をしてもよい。

上記実施形態では述べなかったが、通知部は、取得された巡航情報に応じて乗客への通知処理を実行してもよい。例えば、同じ航路を少し離れて巡航する先行の同型機（先行機）があり、その先行機が風の影響を受けている場合を想定する。その場合、情報取得部１２２は、その先行機の傾き情報を通信により取得し、その傾き情報に応じて機内の乗客に向けて上述の通知処理を実行してもよい。あるいは、先行機から風向や風速などの情報（巡航環境情報）を取得し、その巡航環境情報からその後の機体の傾きを推定し、通知情報を選択してもよい。このような構成により、より応答性の高い姿勢制御が実現できる。

上記実施形態では、表示領域を独立した表示装置２０に設けたが、キャビン８の壁面や天井などを表示領域とし、プロジェクタ等の投影装置により映像を投影してもよい。

上記実施形態では、通知情報選択テーブル１７０を設け、飛行体１の傾きに応じて複数の通知情報のいずれかを選択する処理を例示した。変形例においては、このようなテーブルを用いることなく通知処理を実行してもよい。例えば、キャビン内の表示領域に景色映像をリアルタイム表示し、機体の傾きが所定以上となったときに「傾きの適正化にご協力ください」といった包括的なアナウンスを音声出力してもよい。通知部は、その単一の通知情報に基づいて乗客への通知処理を行ってもよい。

上記実施形態では、飛行体１としてパイロットが搭乗しない自動運転機（自動操縦機）を例示した。変形例においては、パイロットが搭乗可能な飛行体としてもよい。胴体２の内部のキャビン８の前部にコックピットが設けられてもよい。パイロットによる操縦と自動操縦の双方が可能であってもよい。

上記実施形態では、機体に対して前後左右に４つのロータ４を設ける構成を例示したが、ロータの数や配置はこれに限られず、適宜設定できる。また、上記実施形態では、飛行体の進行方向（巡航方向）をＸ方向とする例を示した。変形例においては、その進行方向をＹ方向とするなど、機体を含む水平面に対していずれの方向に設定してもよい。あるいは、機体に対して進行方向を一意に特定せず、適宜切替可能としてもよい。機体について前後左右の方向性をもたせない構成としてもよい。

上記実施形態では述べなかったが、ロータ４を機体に対する角度が可変であるティルトロータとしてもよい。その場合、ロータ４の傾動角度を調整する回動機構と、その回動機構を駆動するモータ（第２モータ）が設けられる。

上記実施形態では、飛行体１に４つのロッド状の脚部６を設ける例を示したが、脚部の形状や数はこれに限られず、適宜設定できる。また、脚部６に代えて車輪を設けてもよい。その場合、車輪を胴体内に収納可能な車輪収納機構を設けてもよい。

上記実施形態では、飛行体１としてドローン型ｅＶＴＯＬ機の一例を示したが、あくまで例示に過ぎず、飛行体のタイプおよび構成がこれに限られないことは言うまでもない。また、上記実施形態および変形例では、キャビン８における座席数を４席としたが、これに限らず適宜設定できる。姿勢制御において飛行体の重量バランスをとり易くする観点からは、キャビン８の中心線（幅方向の中心）に対して対称となるように座席を配置するのが好ましい。

上記実施形態では、乗客Ｍを対象として通知を行う例を示したが、さらに乗務員と乗客を含む「乗員」を対象としてもよい。乗務員については「パイロットを除く乗務員」としてもよい。

上記実施形態では、「通知情報」として音声データおよび表示データを例示した。変形例においては、キャビン内の特定部位における光の点灯や点滅による表示データを通知情報としてもよい。例えば、キャビン前方に姿勢誘導方向を示す複数の表示灯を設置してもよい。それらの表示灯を通常時は消灯しておき、乗客の姿勢を誘導すべきときに、その誘導方向を示す表示灯を点灯又は点滅させてもよい。あるいは、キャビン内に配置された特定の構造物の振動を通知情報としてもよい。例えば、キャビン前方に姿勢誘導方向が示された複数の通知部材を設置してもよい。それらの通知部材を通常時は停止しておき、乗客の姿勢を誘導すべきときに、その誘導方向を示す通知部材を振動させてもよい。

あるいは、玩具の作動を通知情報としてもよい。例えば、図１２に示した３Ｄ画像のようにキャビン前方から飛び出し可能な玩具としてもよい。玩具は軽量かつ軟らかいものが好ましい。姿勢制御を支援すべき方向（つまり乗客Ｍに要請する重心の移動方向）に対し、その方向から逸れる方向、又は画面の正面に対してその方向とは反対方向に玩具の飛び出し方向（ベクトル）が設定される。

上記実施形態では、姿勢制御装置１００を飛行体１に適用する例を示した。変形例においては、姿勢制御装置をアーケードゲーム、シミュレータその他の装置に適用してもよい。姿勢制御装置は、ユーザを収容する装置本体を備える。装置本体は、そのユーザを乗客として着席させる座席を有する。表示制御部は、装置本体の傾きに応じて表示部に表示させる画面を変更する。

上記実施形態では、飛行体の姿勢制御を支援するために乗客の姿勢を誘導する通知処理を例示した。変形例においては、乗客の手荷物などの物品（所有物）の位置を変更するよう要請する通知処理を行ってもよい。例えば、乗客の足元にある荷物を左右のいずれか一方にずらすなどの要請を通知してもよい。

上記実施形態では、姿勢制御装置１００を飛行体１に搭載する構成を例示した。変形例においては、姿勢制御装置の少なくとも一部の機能を地上に設置された外部装置に設けてもよい。その外部装置を管制塔に配置してもよい。姿勢制御装置の少なくとも一部の機能を地上で操作可能なフライトコントローラ（外部装置）に設けてもよい。飛行体は、外部装置との通信により通知処理を実行する。

１ 飛行体、２ 胴体、４ ロータ、６ 脚部、８ キャビン、１０ アーム、１２ ロータユニット、１４ モータ、１６ 座席、２０ 表示装置、２２ 扉、１００ 姿勢制御装置、１１０ 通信部、１１２ データ処理部、１１４ データ格納部、１１６ 検出部、１２０ 通知出力部、１２２ 情報取得部、１２４ モータ駆動部、１２６ 音声出力部、１２８ 表示部、１３０ 通知情報格納部、１４０ 姿勢演算部、１４２ 駆動制御部、１４４ 通知処理部、１４６ 姿勢制御部、１５０ 通知情報管理部、１５２ 通知情報選択部、１７０ 通知情報選択テーブル、Ｍ 乗客、Ｐ０ 景色映像、Ｐ１ 通知画像、Ｐ２１ 通知画像、Ｐ３１ 通知画像、Ｐ４１ 通知画像、Ｐ４２ 通知画像。

Claims (13)

1. 飛行体の傾きを検出する検出部と、
   検出された傾きに応じて乗客への通知処理を実行する通知部と、
   を備える姿勢制御装置。
2. 前記通知部は、前記乗客の姿勢または着席位置の変更を誘導する通知処理を実行する、請求項１に記載の姿勢制御装置。
3. 前記通知部は、前記乗客への要請を示唆する通知処理を実行する、請求項１又は２に記載の姿勢制御装置。
4. 前記通知部は、前記飛行体のキャビンに設けられた、前記乗客が視認可能な表示領域に演出画像を表示させ、検出された傾きに応じて前記演出画像の表示を変更する、請求項１～３のいずれかに記載の姿勢制御装置。
5. 前記通知部は、前記乗客の反射的動作を促す通知処理を実行する、請求項１～４のいずれかに記載の姿勢制御装置。
6. 前記通知部は、前記飛行体のキャビンに設けられた、前記乗客が視認可能な表示領域に所定の三次元オブジェクトを表示させ、検出された傾きに応じて前記三次元オブジェクトの位置を変化させる、請求項１～５のいずれかに記載の姿勢制御装置。
7. 複数の通知情報を格納する通知情報格納部と、
   検出された傾きに応じて前記複数の通知情報のいずれかを選択する通知情報選択部と、
   をさらに備え、
   前記通知部は、選択された通知情報に基づいて前記乗客への通知処理を実行する、請求項１～６のいずれかに記載の姿勢制御装置。
8. 前記通知情報として画像情報および音声情報の少なくとも一方を含む、請求項７に記載の姿勢制御装置。
9. 前記通知情報として、前記飛行体の傾きに応じて前記乗客の姿勢または着席位置の変更を誘導するよう予め設定された情報を含む、請求項７又は８に記載の姿勢制御装置。
10. 前記通知情報選択部は、前記飛行体の傾き度合いに対応づけられた複数の通知情報から、検出された傾きに対応する通知情報を選択する、請求項７～９のいずれかに記載の姿勢制御装置。
11. 乗客を収容する装置本体と、
    前記乗客に見せる画面を表示する表示部と、
    前記装置本体の傾きを検出する検出部と、
    検出された傾きに応じて前記表示部の画面を変更する表示制御部と、
    を備える姿勢制御装置。
12. 飛行体の巡航情報を取得する情報取得部と、
    取得された巡航情報に応じて乗客への通知処理を実行する通知部と、
    を備える姿勢制御装置。
13. 機体の傾きを検出する検出部と、
    検出された傾きに応じて乗客への通知処理を実行する通知部と、
    を備える飛行体。

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