JP2022173447A - Method for using unmanned aircraft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無人航空機の使用方法に関する。 The present invention relates to the use of unmanned aerial vehicles.
近年、ドローンと呼ばれる無人航空機が普及している。一般にドローンは、撮影モジュールと、複数のプロペラとを搭載し、プロペラの回転によって浮力を得る。また、下記の特許文献1および2には、落下時の機体損傷の防止や、運用の効率化を図るために、さらにバルーンを備えたドローンが開示されている。
In recent years, unmanned aerial vehicles called drones have become popular. Generally, a drone is equipped with an imaging module and a plurality of propellers, and obtains buoyancy by rotating the propellers. In addition,
現在、ドローンは、主に空影や荷物配送などに活用されているが、屋内での使用は想定されていない。ドローンを屋内で飛行させることについて、法的な規制はないが、仮に、現行のドローンを屋内で使用する場合、プロペラが天井や壁に接触することによる事故が起きやすくなる。また、高速で回転するプロペラから発生する音が屋内に響き渡ることによる騒音被害も懸念される。 Currently, drones are mainly used for sky shadowing and package delivery, but they are not expected to be used indoors. There are no legal restrictions on flying drones indoors, but if current drones were to be used indoors, accidents would easily occur due to the propellers coming into contact with the ceiling or walls. There is also concern about noise damage caused by the sound generated by the propeller rotating at high speed echoing indoors.
特許文献1および2に開示されているドローンも、飛行のためにプロペラを回転させる必要があるため、プロペラからの騒音の問題は解消できない。例えば、特許文献2では、ドローンをホバリング状態とすることが記載されている。ここで、ホバリングとは、ヘリコプターが空中で停止した状態を意味するため、ホバリング状態におけるドローンのプロペラは回転しており、常に騒音が発生することとなる。
The drones disclosed in
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、屋内での使用に適した無人航空機を提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above problems and to provide an unmanned aerial vehicle suitable for indoor use.
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、無人航空機に、機体全体に働く重力よりも浮力の大きなバルーンを搭載し、送風機の送風によって降下可能とすることにより、無人航空機を屋内での使用に適用させることができることを見出した。 As a result of extensive research, the inventors of the present invention have found that the unmanned aerial vehicle can be used indoors by mounting a balloon on the unmanned aerial vehicle that has greater buoyancy than the gravity acting on the entire aircraft, and by enabling the unmanned aerial vehicle to descend by blowing air from a blower. It was found that it can be applied to
本発明はかかる知見に基づいて完成したものであり、下記の態様を有する。
項1.
送風機を備えた無人航空機であって、
空気よりも比重の小さい気体が充填されたバルーンをさらに備え、
前記バルーンの浮力は、前記無人航空機の全体に働く重力よりも大きく、
前記送風機は、上方向の成分を有する第1の方向に送風可能であり、
前記送風機による送風によって降下が可能である、無人航空機。
項2.
前記送風機は、水平方向の成分を有する第2の方向に送風可能である、項1に記載の無人航空機。
項3.
前記送風機は、
少なくとも前記第1の方向の気流を形成可能な第1の送風手段と、
前記第1の送風手段の下方に設けられ、少なくとも下方向の成分を有する第3の方向の気流を形成可能な第2の送風手段と、
前記第1の送風手段と前記第2の送風手段との間に設けられ、気流の方向を前記第2の方向から前記第1の送風手段に向かう前記第1の方向に切り換えるとともに、前記第2の方向の反対方向から前記第2の送風手段に向かう前記第3の方向に切り換える風向切換板と、
を備えた、項2に記載の無人航空機。
項4.
前記風向切換板は、前記第1の送風手段および前記第2の送風手段の配列方向に延びる軸周りに、前記第1の送風手段および前記第2の送風手段に対して相対的に回転可能である、項3に記載の無人航空機。
項5.
前記第1の送風手段は、前記第3の方向の気流を形成可能であり、
前記第2の送風手段は、前記第1の方向の気流を形成可能である、項3または4に記載の無人航空機。
項6.
撮影モジュールをさらに備えた、項1~5のいずれかに記載の無人航空機。
項7.
項1~6のいずれかに記載の無人航空機の使用方法であって、
屋内において、前記送風機を停止させた状態で、前記バルーンの浮力によって前記無人航空機を浮上させる浮上ステップと、
前記無人航空機が、前記屋内の空中の固定物または天井に接触することにより静止する静止ステップと、
前記送風機を上方向の成分を有する第1の方向に送風させることにより、前記無人航空機を降下させる降下ステップと、
を有する、無人航空機の使用方法。
項8.
前記送風機を水平方向の成分を有する第2の方向に送風させることにより、前記無人航空機を横方向に移動させる移動ステップをさらに有する、項7に記載の無人航空機の使用方法。
項9.
授業者が行う研究授業の様子を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段が撮影した画像を、前記研究授業の評価を行うレビュアが使用するレビュア用クライアントに、前記研究授業用の学習指導案とともに配信する配信手段と、
前記レビュア用クライアントに前記画像および前記学習指導案を表示する表示手段と、
前記レビュアによる操作を受け付けてアノテーションデータを作成するアノテーションデータ作成手段と、
前記アノテーションデータを前記画像および前記学習指導案と関連付けたレビュー結果を保存する保存手段と、
を備えた研究授業レビュー支援システムであって、
前記撮影手段は、項6に記載の無人航空機が備える前記撮影モジュールである、研究授業レビュー支援システム。
項10.
授業者が行う研究授業の様子を撮影する撮影ステップと、
前記撮影ステップにおいて撮影した画像を、前記研究授業の評価を行うレビュアが使用するレビュア用クライアントに、前記研究授業用の学習指導案とともに配信する配信ステップと、
前記レビュア用クライアントに前記画像および前記学習指導案を表示する表示ステップと、
前記レビュアによる操作を受け付けてアノテーションデータを作成するアノテーションデータ作成ステップと、
前記アノテーションデータを前記画像および前記学習指導案と関連付けたレビュー結果を保存する保存ステップと、
を備えた研究授業レビュー支援方法であって、
前記撮影ステップでは、項6に記載の無人航空機が備える前記撮影モジュールによって撮影する、研究授業レビュー支援方法。
The present invention has been completed based on such findings, and has the following aspects.
An unmanned aerial vehicle with a blower,
further comprising a balloon filled with a gas having a specific gravity smaller than that of air,
the buoyancy of the balloon is greater than the gravitational force acting on the entire unmanned aerial vehicle;
the blower is capable of blowing in a first direction having an upward component;
An unmanned aerial vehicle capable of descent by blowing air from the blower.
2. The unmanned aerial vehicle of
The blower is
a first air blower capable of forming an airflow in at least the first direction;
a second air blower provided below the first air blower and capable of forming an airflow in a third direction having at least a downward component;
provided between the first air blowing means and the second air blowing means for switching the direction of the airflow from the second direction to the first direction toward the first air blowing means; an airflow direction switching plate that switches from the direction opposite to the direction of to the third direction toward the second air blowing means;
3. The unmanned aerial vehicle of
The airflow direction switching plate is rotatable relative to the first air blowing means and the second air blowing means around an axis extending in the arrangement direction of the first air blowing means and the second air blowing means.
The first air blowing means is capable of forming an airflow in the third direction,
A method of using the unmanned aerial vehicle according to any one of
a levitation step of levitating the unmanned aerial vehicle indoors by the buoyancy of the balloon with the blower stopped;
a stationary step in which the unmanned aerial vehicle comes to rest by contacting an aerial fixed object or ceiling in the indoor space;
a descending step of descending the unmanned aerial vehicle by causing the blower to blow in a first direction having an upward component;
A method of using an unmanned aerial vehicle, comprising:
8. A method of using an unmanned aerial vehicle according to
a photographing means for photographing the state of the research class conducted by the lecturer;
a delivery means for delivering an image captured by the imaging means to a reviewer client used by a reviewer who evaluates the research lesson, together with a learning lesson plan for the research lesson;
display means for displaying the image and the learning lesson plan on the reviewer client;
Annotation data creation means for accepting an operation by the reviewer and creating annotation data;
a storage means for storing a review result in which the annotation data is associated with the image and the learning lesson plan;
A research lesson review support system comprising
A photographing step for photographing the state of the research class conducted by the class teacher,
a distribution step of distributing the image captured in the photographing step to a reviewer client used by a reviewer who evaluates the research lesson, together with the learning lesson plan for the research lesson;
a display step of displaying the image and the learning lesson plan on the reviewer client;
an annotation data creation step of receiving an operation by the reviewer and creating annotation data;
a saving step of saving a review result that associates the annotation data with the image and the learning lesson plan;
A research lesson review support method comprising
本発明によれば、屋内での使用に適した無人航空機を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an unmanned aerial vehicle suitable for indoor use.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment.
(無人航空機の構成)
図1(a)および(b)はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る無人航空機1の底面図および側面図である。無人航空機1は、撮影モジュール2と、送風機3と、バルーン4と、制御モジュール5と、フレーム6と、接続パッド7と、を備えている。
(Configuration of unmanned aircraft)
1(a) and 1(b) are respectively a bottom view and a side view of an unmanned
撮影モジュール2は、無人航空機1の下部に搭載されている。撮影モジュール2としては、CCDカメラ等を用いることができる。
The
送風機3は、無人航空機1の中心部に搭載されている。送風機3は、任意の方向に指向するように取り付けられている。現行のドローンに搭載されるプロペラは下方向に送風するものであるが、送風機3はこれとは異なり、上方向の成分を有する第1の方向(例えば、図1(b)に示す方向D1)に送風可能である。
The
図2は、送風機3の方向D1からの平面図である。図2に示すように、送風機3は、円筒31と、プロペラ32と、を備えている。プロペラ32は、円筒31の中空部に配置されており、図示しないモータによって駆動される。なお、プロペラ32の代わりに、シロッコファン、ターボファンなどの他の送風手段を用いてもよい。
FIG. 2 is a plan view of the
図1に示すバルーン4は、空気よりも比重の小さい気体が充填された風船である。本実施形態では、バルーン4の形状は直方体であり、8つのバルーン4が、送風機3を取り囲む矩形枠を構成するように互いに接着されている。バルーン4に充填される気体としては、例えば、水素ガス、ヘリウムガスが挙げられるが、安全性および浮力の観点から、ヘリウムガスが好ましい。
The
バルーン4の個数、形状および大きさは、無人航空機1の全体を浮上させるために十分な浮力を発生する気体を充填可能なものであれば、特に限定されない。例えば、浮き輪のような円環形状の1つのバルーンを用いてもよい。なお、図1(b)では、8つのバルーン4のうち、送風機3を挟んで互いに対向する2つのバルーン4以外の6つのバルーン4の図示を省略している。
The number, shape and size of the
制御モジュール5は、撮影モジュール2および送風機3の動作を制御するものである。制御モジュール5には、制御用のマイクロコンピュータの他、バッテリーや、無線通信用アンテナ等が内蔵されている。撮影モジュール2および送風機3の動作は、ユーザが無線通信を介して制御してもよいし、マイクロコンピュータにあらかじめインストールされたプログラムに従って制御してもよい。
The
フレーム6は、撮影モジュール2、送風機3および制御モジュール5を無人航空機1に固定するための部材である。フレーム6は十字状に形成されており、4つの端部が接続パッド7を介してバルーン4に固定されている。フレーム6の中心部には、フレーム6およびお制御モジュール5を貫通する垂直軸8が固定されている。図1(b)に示すように、垂直軸8の下端には、撮影モジュール2が取り付けられており、垂直軸8の上端には、送風機3が取り付けられている。
The
以上のような構成を有する無人航空機1では、バルーン4の浮力が、無人航空機1の全体に働く重力よりも大きいことを特徴としている。これにより、送風機3が停止した状態で無人航空機1を浮上させることができる。また、無人航空機1が天井等に到達した後も、送風機3を停止させたまま、無人航空機1を静止させることができる。よって、騒音を発することなく無人航空機1を使用することができる。また、現行のドローンのように、プロペラが天井や壁に接触する事故のリスクもないため、安全性も確保できる。
The unmanned
また、送風機3は上方向の成分を有する第1の方向に送風可能であり、無人航空機1は送風機3による送風によって降下が可能である。よって、天井等において静止した無人航空機1を送風機3によって撤去することができる。さらに、送風機3が水平方向の成分を有する第2の方向に送風可能であることにより、後述するように、無人航空機1を浮上させたまま横方向に移動させることができる。
Further, the
以上のように、本実施形態に係る無人航空機1は、送風機3が停止した状態で浮上でき、天井等において静止できるので、静粛性を確保できる。また、送風機3が故障しても無人航空機1が落下することはないので、安全性も担保される。したがって、屋内での使用に適した無人航空機を提供できる。
As described above, the unmanned
(無人航空機の使用方法)
続いて、無人航空機1の使用方法について説明する。上述のように、無人航空機1は、屋内での使用に適しており、以下では、無人航空機1を屋内で飛行させる例について図3を参照して説明する。
(Usage of unmanned aircraft)
Next, how to use the unmanned
図3(a)に示すように、屋内において、送風機3を停止させた状態で、バルーン4の浮力によって無人航空機1を浮上させる(浮上ステップ)。屋内が無風状態の場合、無人航空機1は真上方向に浮上する。そのため、ユーザは、無人航空機1を静止させたい位置の直下において、無人航空機1を手放せばよい。
As shown in FIG. 3A, indoors, the unmanned
その後、図3(b)に示すように、無人航空機1は、屋内の天井Cに接触することにより静止する(静止ステップ)。このとき、バルーン4の浮力により、無人航空機1は天井Cに押し当てられるため、無人航空機1は、送風機3を駆動させることなく天井Cに接触した状態で静止することができる。これにより例えば、無人航空機1を試験の監視装置として用いる場合、試験が行われる部屋にのみ、無人航空機1を天井Cに静止させることで、全ての部屋に監視カメラを設置する必要がなくなる。また、騒音が発生しないため、試験の進行に支障は生じない。
After that, as shown in FIG. 3(b), the unmanned
なお、無人航空機1を静止させる位置は天井Cに限らず、屋内の空中の固定物(例えば、掲示板の下面)であってもよい。
Note that the position where the unmanned
無人航空機1を撤去する場合は、図3(c)に示すように、送風機3を上方向の成分を有する第1の方向に送風させることにより、無人航空機1を降下させる(降下ステップ)。図3(c)では、送風機3は真上方向D2に送風しているが、斜め上方向に送風してもよい。無人航空機1をユーザの手の届く位置にまで降下させることにより、無人航空機1を撤去することができる。
When removing the unmanned
図3に示した例では、無人航空機1を鉛直方向に移動させていたが、必要に応じて、無人航空機1を横方向に移動させてもよい。
In the example shown in FIG. 3, the unmanned
例えば、図4(a)に示すように、天井Cにおける無人航空機1の静止位置の近くに、火災検知器等の突起物Pが存在しているとする。この静止位置から突起物Pを越えた位置に無人航空機1を移動させる場合、図4(b)に示すように、一旦、送風機3を真上方向D2に送風させて、無人航空機1を降下させる。無人航空機1を降下させる距離は、突起物Pの高さよりも大きいことが好ましい。
For example, as shown in FIG. 4(a), it is assumed that there is a projection P such as a fire detector near the stationary position of the unmanned
続いて、図4(c)に示すように、送風機3を水平方向の成分を有する方向D3に送風させることにより、無人航空機1を横方向に移動させる(移動ステップ)。図4(c)では、方向D3は斜め上方向であるが、水平方向であってもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, the unmanned
その後、無人航空機1が突起物Pを越えて、突起物Pの左側の所望の位置の直下に到達したときに、送風機3を停止させることにより無人航空機1を浮上させる。これにより、図4(d)に示すように、無人航空機1を元の静止位置から突起物Pを越えた位置に移動させることができる。
After that, when the unmanned
なお、上述の移動ステップは、無人航空機1が空中を浮遊している状態であれば、天井C等に接触して静止しているか否かにかかわらず、いつでも実施可能である。また、移動ステップにおける無人航空機1の移動方向は、水平方向に限らず、斜め上方向または斜め下方向であってもよい。例えば、図4(a)に示す状態において、送風機3を斜め上方向に送風させることにより、無人航空機1を斜め下方向に移動させてもよい。
Note that the above-described moving step can be performed at any time as long as the unmanned
例えば、無人航空機1を試験の監視装置として用いる場合に、撮影モジュール2が受験生全員を含む画像を一度に撮影できなかったとしても、無人航空機1を横方向に間欠的に移動させることで、受験生全員を監視することができる。
For example, when the unmanned
(適用例)
本実施形態に係る無人航空機1は、特に、授業者不在の遠隔授業の教室において生徒の状況を監視する用途に好適である。中山間地域などの過疎地域では、TV会議システムによって小規模校間の遠隔合同授業が行われている。現在、導入されている遠隔講義システムは、遠隔教室の生徒の様子を正面から撮影して授業者がモニタリングする方式を用いており、授業者はネットワークを介した対話を通じて授業を行う。しかし、問題演習時などに行われる机間巡視による生徒の観察には対応できず、従来の授業と同様に生徒の状態を把握することは難しい。また、遠隔教室にはサポート教員1名が配置されているが、教材の配布などの作業を行う以外に、授業中に授業者とコミュニケーションをとることが困難であるため、授業者に生徒の状況を細かく報告し、連携した指導を行うことは容易ではない。
(Application example)
The unmanned
これに対し、天井へ監視カメラを設置することが考えられる。しかし、固定された監視カメラでは全ての生徒の手元を撮影することは困難である。また、位置が固定的でなくかつ生徒上方からの撮影が可能なレール式のネットワークカメラを設置することも有効であるが、全ての教室にこのようなカメラを導入することはコスト面からも実現性に乏しい。 On the other hand, it is conceivable to install a surveillance camera on the ceiling. However, it is difficult to photograph the hands of all students with fixed surveillance cameras. It is also effective to install rail-type network cameras that are not in a fixed position and can shoot from above the students, but it is also feasible from a cost standpoint to introduce such cameras in all classrooms. lacking in sexuality.
そこで、撮影モジュール2を備えた無人航空機1を横方向に適宜移動させながら高い位置から俯瞰撮影することにより、経済性、安全性、静粛性、機能・操作性の各条件を満足しながら、生徒の状況を監視することができる。具体的には、授業や試験を行う場合にのみ、無人航空機1を用いることにより、各教室に監視カメラを設置する必要がなくなり、コストを低減することができる。また、無人航空機1は送風機3を停止させた状態で天井に静止することができるため、安全性および静粛性を確保できる。また、室内では、ほとんど無風状態であり、ユーザは、天井の所望の位置の直下で無人航空機1を手放すだけで無人航空機1を設置できるため、機能・操作性も、現行のドローンに比べ格段に優れている。
Therefore, by appropriately moving the unmanned
(研究授業レビュー支援システムへの適用例)
以下、本発明に係る無人航空機を研究授業レビュー支援システムに適用した具体例について説明する。まず、現状の研究授業レビュー支援システムの背景および問題点について説明する。
(Example of application to research lesson review support system)
A specific example in which the unmanned aerial vehicle according to the present invention is applied to a study lesson review support system will be described below. First, the background and problems of the current research lesson review support system will be explained.
現在少人数クラスを余儀なくされている過疎地域の学校においては、教員不足を補うことを目的として、他の学校との遠隔合同授業などの導入が進められている。このような状況の学校においては、教師の教育力向上のための研修として従来より行われている研究授業を実施するにあたり、地域に所属する教師数の少なさなどのため、十分なレビュー効果が得られない場合も多い。 Schools in depopulated areas, which are currently forced to have small classes, are promoting the introduction of remote joint classes with other schools in order to compensate for the shortage of teachers. In schools under these circumstances, when conducting research classes that have been conventionally conducted as training to improve the educational skills of teachers, due to the small number of teachers belonging to the region, etc., there is no sufficient review effect. It is often not obtained.
若年教員にとっては、他教員により行われる研究授業に参加したり、同僚に依頼するなどの手段によって、他教員により作成された学習指導案を参考として学ぶ機会は少ない。また、学習指導案を用いて研究授業が実際にどのように行われたかに関する情報や、研究授業により得られたレビュー結果、レビュー結果にもとづく授業改善に関する情報などを得ることは難しい。 For young teachers, there are few opportunities to learn by referring to learning guidance plans prepared by other teachers, such as by participating in research classes conducted by other teachers or by asking colleagues. In addition, it is difficult to obtain information on how the research lesson was actually conducted using the learning guidance plan, review results obtained from the research lesson, and information on lesson improvement based on the review results.
そこで本適用例では、地理的要因等により参加者を集めることが困難な状況であっても、十分なレビュー結果が得られる研究授業を実施するための方法およびシステムであって、研究授業の様子を撮影する手段として、本発明に係る無人航空機に搭載された撮影モジュールを用いた方法およびシステムについて説明する。 Therefore, in this application example, even if it is difficult to gather participants due to geographical factors, etc., a method and system for implementing a research lesson that can obtain sufficient review results are provided. A method and system using a photographing module mounted on an unmanned aerial vehicle according to the present invention will be described as means for photographing .
図5は、本適用例に係る研究授業レビュー支援システム100の全体構成を示すブロック図であり、図6は、研究授業レビュー支援システム100の一部を示すブロック図である。図5に示すように、研究授業レビュー支援システム100は、無人航空機110、授業者用クライアント120、収録・レビューサーバ130、レビュア用クライアント140、遠隔レビューサーバ150、レビュア用クライアント160、配信サーバ170および閲覧用クライアント180を備えている。
FIG. 5 is a block diagram showing the overall configuration of a research lesson
無人航空機110、授業者用クライアント120、収録・レビューサーバ130およびレビュア用クライアント140は、授業者(教師)が研究授業を行う屋内の教室S内に設けられている。無人航空機110と収録・レビューサーバ130、ならびに、収録・レビューサーバ130と授業者用クライアント120およびレビュア用クライアント140は、LAN通信により接続されている。
The unmanned
遠隔レビューサーバ150、レビュア用クライアント160、配信サーバ170および閲覧用クライアント180は、教室S外に設けられている。遠隔レビューサーバ150は、授業者用クライアント120、収録・レビューサーバ130、レビュア用クライアント160および配信サーバ170と、WAN通信により接続されている。また、配信サーバ170は、閲覧用クライアント180と、WAN通信により接続されている。
The
なお、図5および図6では、LAN通信による接続を実線の直線矢印で示し、WAN通信による接続を破線の直線矢印で示している。 In FIGS. 5 and 6, the connection by LAN communication is indicated by a solid straight arrow, and the connection by WAN communication is indicated by a broken straight arrow.
教室Sでは、授業者が生徒に対して研究授業を行う。無人航空機110には、撮影モジュール111が搭載されており、撮影モジュール111によって、研究授業の様子を撮影する。撮影モジュール111の台数は特に限定されないが、本適用例では、1台の撮影モジュール111によって、授業者を正面から撮影し、他の複数台の撮影モジュール111によって、生徒を正面および俯瞰方向から撮影する。無人航空機110および撮影モジュール111としては、上記の実施形態に係る無人航空機1および撮影モジュール2を用いることができる。
In the classroom S, the instructor gives research lessons to the students. A photographing
撮影モジュール111が撮影した画像は、リアルタイムで収録・レビューサーバ130に送信される。なお、本適用例では、画像は動画であるが、静止画であってもよい。
Images captured by the
授業者用クライアント120は、研究授業を行う授業者が用いるコンピュータ端末である。授業者は、授業者用クライアント120を用いて研究授業用の学習指導案を作成し、学習指導案の電子化されたデータを収録・レビューサーバ130にアップロードする。
The teacher's
図6に示すように、収録・レビューサーバ130は、記憶部131および配信手段132を備えている。記憶部131には、授業者用クライアント120からアップロードされた学習指導案Lが記憶されている。配信手段132は、撮影モジュール111が撮影した画像を、レビュア用クライアント140に学習指導案Lとともに配信する。
As shown in FIG. 6, the recording/
レビュア用クライアント140は、研究授業の評価を行うレビュアのうち、教室Sに来場しているレビュアが使用する端末である。一方、後述するレビュア用クライアント160は、教室Sに来場していないレビュアが使用する端末である。レビュア用クライアント140,160は、汎用のパーソナルコンピュータやタブレット端末で構成することができる。
The
図6に示すように、レビュア用クライアント140は、表示手段141およびアノテーションデータ作成手段142を備えている。表示手段141は、レビュア用クライアント140に、配信手段132から配信された画像および学習指導案を表示する。アノテーションデータ作成手段142は、図示しないキーボードやタッチパネル等の入力装置を介したレビュアによる操作を受け付けてアノテーションデータを作成する。
As shown in FIG. 6, the
図7は、レビュア用クライアント140に表示される画面の一例である。領域R1には、授業者を正面から撮影した画像が表示され、領域R2には、生徒の画像が表示され、領域R3には、学習指導案が表示され、領域R4には、指導項目情報が表示される。なお、指導項目情報は任意の表示項目である。また、領域R2には、生徒を複数のアングルから撮影した画像を切り換えながら表示してもよい。
FIG. 7 shows an example of a screen displayed on the
領域R5は、レビュアが入力したコメントを表示するコメント表示フィールドである。レビュアは、領域R1~R4に表示される画像から、授業者の板書、話し方、進行方法、および、生徒の反応等を観察することができる。さらにレビュアは、授業者へフィードバックする情報として、領域R1~R4の任意の位置に、アノテーションマーカMを付すことができ、さらに、アノテーションマーカMに関連付けるためのコメントを領域R5に入力することができる。レビュアが、領域R5にコメントを入力した後、追加ボタンB1が押下されると、アノテーションデータ作成手段142は、コメントデータと、これに関連付けられたアノテーションマーカMに関する情報とを含むアノテーションデータを作成する。 A region R5 is a comment display field for displaying comments input by reviewers. The reviewer can observe the teacher's writing on the blackboard, speaking style, progress method, student's reaction, etc. from the images displayed in the areas R1 to R4. Furthermore, the reviewer can attach annotation markers M to arbitrary positions in the regions R1 to R4 as information to be fed back to the instructor, and can input comments to be associated with the annotation markers M in the region R5. . When the reviewer presses the add button B1 after inputting a comment in the region R5, the annotation data creating means 142 creates annotation data including the comment data and information about the annotation marker M associated therewith. .
レビュアは、研究授業の間、アノテーションマーカMのマーキング、およびコメントの入力を行うことができる。アノテーションマーカMに関連付けられたコメントの一覧は、アノテーションリストとして領域R6に表示される。なお、アノテーションリストから特定のコメントを削除する場合には、削除したいコメントを選択して削除ボタンB2を押下する。 The reviewer can mark annotation markers M and input comments during the research lesson. A list of comments associated with the annotation marker M is displayed in the area R6 as an annotation list. When deleting a specific comment from the annotation list, the comment to be deleted is selected and the delete button B2 is pressed.
以上のように、アノテーションデータ作成手段142によってアノテーションデータを作成することができる。レビュー作業終了後、レビュアは、作成されたアノテーションデータを、収録・レビューサーバ130を介して、遠隔レビューサーバ150にアップロードする。
As described above, annotation data can be created by the annotation
図6に示すように、遠隔レビューサーバ150は、記憶部151、保存手段152および配信手段153を備えている。レビュア用クライアント140から遠隔レビューサーバ150にアノテーションデータがアップロードされると、保存手段152は、アノテーションデータを画像および学習指導案と関連付けたレビュー結果Rを記憶部151に保存する。配信手段153は、収録・レビューサーバ130の配信手段132から配信される画像および学習指導案を中継して、レビュア用クライアント160に配信する。
As shown in FIG. 6, the
レビュア用クライアント160は、教室Sに来場していないレビュアが使用する端末であり、レビュア用クライアント140と同様の構成を有している。すなわち図6に示すように、レビュア用クライアント160は、表示手段161およびアノテーションデータ作成手段162を備えている。表示手段161は、レビュア用クライアント160に、配信手段153から配信された画像および学習指導案を表示する。アノテーションデータ作成手段162は、図示しないキーボード等の入力装置を介したレビュアによる操作を受け付けてアノテーションデータを作成する。
The
なお、レビュア用クライアント160からの画像および学習指導案の配信は、研究授業の進行と同期的であってもよいし、非同期的であってもよい。
It should be noted that the delivery of the image and the learning lesson plan from the
レビュア用クライアント160には、図7と同様の画面が表示される。これにより、研究授業に参加できないレビュアであっても、遠隔で研究授業の様子を確認しながら、アノテーションマーカMのマーキング、およびコメントの入力を行うことができ、アノテーションデータ作成手段162は、アノテーションデータを作成する。レビュー作業終了後、レビュアは、作成されたアノテーションデータを、遠隔レビューサーバ150にアップロードする。遠隔レビューサーバ150の保存手段152は、アップロードされたアノテーションデータを画像および学習指導案と関連付けたレビュー結果Rを記憶部151に保存する。
A screen similar to that of FIG. 7 is displayed on the
このようにして、レビュア用クライアント140およびレビュア用クライアント160から遠隔レビューサーバ150にアノテーションデータがアップロードされ、記憶部151にレビュー結果Rとして保存される。
In this way, the annotation data is uploaded from the
授業者は、授業者用クライアント120から遠隔レビューサーバ150にアクセスすることにより、レビュー結果Rを閲覧することができる。図8は、授業者用クライアント120に表示される画面の一例である。この画面の構成は、追加ボタンB1および削除ボタンB2が設けられていない点を除き、図7に示す画面と略同一である。領域R11~R14には、レビュア用クライアント140,160における領域R1~R4に表示されたものと同一の画像が表示される。領域R15には、アノテーションマーカMに関連付けられたコメントが表示され、領域R16には、アノテーションリストが表示される。これにより、授業者は、レビュー結果として収集されたアノテーションを、画像や学習指導案の該当箇所と照らし合わせながら閲覧し、コメントとして記載された指摘内容を検討することにより、学習指導案や授業方法の改善を図ることができる。また授業者は、領域R16に表示されたアノテーションリストから任意のアノテーションを選択することで、対象となる動画、学習指導案および指導項目情報などの該当箇所を同期的に表示・再生することができる。さらに授業者は、シークバーB3を操作することで、時間軸に沿って動画やそれに対応する学習指導案の項目を逐次表示することも可能である。
The instructor can browse the review result R by accessing the
さらに、遠隔レビューサーバ150の記憶部151に保存されたレビュー結果Rは、配信サーバ170を介して、閲覧用クライアント180に配信することができる。本適用例において、閲覧用クライアント180は、授業者以外の教員が使用する端末であり、所定のID等を入力して配信サーバ170にログインすることにより、レビュー結果Rを閲覧することができる。これにより、研究授業に参加することが不可能な教員であっても、閲覧用クライアント180によってレビュー結果Rを閲覧することにより、自身の教育力向上の参考にすることができる。
Furthermore, the review result R stored in the
なお、本適用例では、授業者用クライアント120および閲覧用クライアント180によってレビュー結果Rを閲覧していたが、レビュー結果Rを閲覧する態様は特に限定されない。また、レビュア用クライアント140,160の台数も、特に限定されない。仮に、レビュア全員が教室Sに来場しない場合は、レビュア用クライアント140を省略し、レビュア用クライアント160のみを設けてもよい。
In this application example, the review results R are viewed by the
図9は、本適用例に係る研究授業レビュー支援方法の手順を示すフローチャートである。本方法では、撮影ステップS1において、授業者が行う研究授業の様子を撮影する。配信ステップS2では、撮影ステップS1において撮影した画像を、研究授業の評価を行うレビュアが使用するレビュア用クライアント140,160に、研究授業用の学習指導案とともに配信する。表示ステップS3では、レビュア用クライアント140,160に画像および学習指導案を表示する。アノテーションデータ作成ステップS4では、レビュアによる操作を受け付けてアノテーションデータを作成する。保存ステップS5では、アノテーションデータを画像および学習指導案と関連付けたレビュー結果を保存する。閲覧ステップS6では、授業者用クライアント120および閲覧用クライアント180によってレビュー結果Rを閲覧する。
FIG. 9 is a flow chart showing the procedure of the research lesson review support method according to this application example. In this method, in a photographing step S1, a state of the research lesson conducted by the instructor is photographed. In the distribution step S2, the image captured in the photographing step S1 is distributed to the
以上のように、本適用例に係る研究授業レビュー支援システムおよび方法によれば、授業の様子を撮影手段によって撮影し、撮影された画像を学習指導要領と組み合わせて表示してアノテーションデータを作成することにより、従来の紙ベースによる学習指導案を用いた研究授業では不可能であった同期的および非同期的な遠隔レビューが可能となる。これにより、地理的要因等により参加者を集めることが困難な状況であっても、十分なレビュー結果が得られる研究授業を実施することができ、授業者だけでなく、他の教員も、レビュー結果を参照することにより、教育力向上を図ることができる。 As described above, according to the research lesson review support system and method according to this application example, the state of the lesson is photographed by the photographing means, and the photographed image is displayed in combination with the course of study to create annotation data. This enables synchronous and asynchronous remote review, which was not possible in research classes using conventional paper-based learning instruction plans. As a result, even in situations where it is difficult to gather participants due to geographical factors, etc., it is possible to conduct research classes that can obtain sufficient review results. By referring to the results, it is possible to improve educational ability.
さらに、本適用例では、撮影手段は、本実施形態に係る無人航空機1が備える撮影モジュール2である。そのため、研究授業を行う場合にのみ無人航空機1を使用すればよく、教室Sに固定カメラを設置する必要がなくなる。よって、研究授業を行うためのコストを削減することができる。また、無人航空機1は送風機3を停止させた状態で天井に静止することができるため、無人航空機1の使用によって研究授業の進行が妨げられることはない。
Furthermore, in this application example, the imaging means is the
(付記事項)
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(Additional notes)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims, and forms obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the embodiments are also included in the present invention. Included in the technical scope.
例えば、上記の実施形態では、無人航空機1を屋内の高所からの撮影する手段として用いるために、無人航空機1は撮影モジュール2を搭載していたが、本発明はこれに限定されない。無人航空機1の用途に応じて、撮影モジュール2の代わりに、例えば、集音装置、スピーカーなどの音響機器や、温度センサ、湿度センサなどの各種センサ、LEDライトなどの照明装置を無人航空機1に搭載してもよい。
For example, in the above-described embodiment, the unmanned
以下、本発明に係る無人航空機の実施例について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されない。 Examples of the unmanned aerial vehicle according to the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
(無人航空機の構成)
図10(a)~(c)はそれぞれ、本実施例に係る無人航空機1aの側面図、斜視図および断面図である。無人航空機1aは、バルーン4aおよび移動・撮影ユニット10を備えている。バルーン4aは、内部にヘリウムガスが充填されており、図10(b)に示すように、中央孔41を有する円環形状に形成されている。移動・撮影ユニット10は、無人航空機1aの動力となる送風機や、撮影モジュール等を一体的に構成した円筒形状の複合機器である。移動・撮影ユニット10は、上部がバルーン4aの中央孔41に下方から挿入された状態で、接着剤等でバルーン4aに固定されている。
(Configuration of unmanned aircraft)
10(a) to (c) are a side view, a perspective view and a cross-sectional view, respectively, of an unmanned
図11(a)および(b)はそれぞれ、移動・撮影ユニット10の正面図、背面図であり、図12(a)および(b)はそれぞれ、移動・撮影ユニット10の左側面図、右側面図である。また、図13は、図11(a)に示す移動・撮影ユニット10のA-A断面図であり、図14は、移動・撮影ユニット10の斜視図である。移動・撮影ユニット10は、主な構成要素として、上部ファンダクト11、方向転換ダクト12、方向転換ダクトフォルダ13、下部ファンダクト14、安定化リング15、基盤フォルダ16、第1のプロペラ(第1の送風手段)32a、第2のプロペラ(第2の送風手段)32b、撮影モジュール2、制御モジュール5およびバッテリー9を備えている。主に、上部ファンダクト11、方向転換ダクト12、方向転換ダクトフォルダ13、下部ファンダクト14、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bが、送風機として機能する。なお、図14では、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bを把握しやすいように、上部ファンダクト11、方向転換ダクト12、方向転換ダクトフォルダ13の一部および下部ファンダクト14を透明に示している。
11(a) and (b) are respectively a front view and a rear view of the mobile/photographing
図15(a)~(e)はそれぞれ、上部ファンダクト11の平面図、正面図、底面図、B-B断面図および斜視図である。上部ファンダクト11は、移動・撮影ユニット10の最上部に位置しており、円筒体11a、3つの補強バー11b~11dおよび軸受11e備えている。上部ファンダクト11の軽量化を図るため、円筒体11aには、円形および八角形の孔が多数形成されている。上部ファンダクト11が図10に示すバルーン4aの中央孔41に挿入されることにより、移動・撮影ユニット10がバルーン4aに取り付けられる。補強バー11b,11cは、円筒体11aの上部開口部の径方向に延伸し、かつ、互いに直角に交差するように設けられており、補強バー11dは、円筒体11aの下部開口部の径方向に延伸するように設けられている。これにより、上部ファンダクト11がバルーン4aの中央孔41の内周縁からの圧力によって変形することを防止している。
15(a) to (e) are respectively a plan view, a front view, a bottom view, a BB sectional view and a perspective view of the
図14に示すように、上部ファンダクト11の円筒体11aの内部には、第1のプロペラ32aが配置されている。第1のプロペラ32aは、円筒体11aの中心軸方向に延伸し軸受11eに接続されたDCモータ17aによって回転する。これにより、第1のプロペラ32aは、上方向の成分を有する第1の方向、および下方向の成分を有する第3の方向の気流を形成することができる。以下では、第1のプロペラ32aが第1の方向の気流を形成する回転を正回転とする。なお、第1のプロペラ32aは、双方向に回転可能であることが好ましいが、正回転のみ可能であってもよい。
As shown in FIG. 14, inside the
方向転換ダクト12および方向転換ダクトフォルダ13は、上部ファンダクト11と下部ファンダクト14との間に設けられている。方向転換ダクト12は、上部ファンダクト11と下部ファンダクト14とのいずれにも接続されておらず、上部ファンダクト11と下部ファンダクト14とは、方向転換ダクトフォルダ13を介して接続されている。
A diverting
先に、方向転換ダクトフォルダ13の構造について説明する。図16(a)~(d)はそれぞれ、方向転換ダクトフォルダ13の平面図、正面図、底面図および斜視図である。方向転換ダクトフォルダ13は、上部リング13a、下部リング13bおよび4つの接続バー13c~13fを備えている。上部リング13aおよび下部リング13bは、直径が互いに等しく、上下方向に延びる接続バー13c~13fによって接続されている。上部リング13aの内周縁には、上部ファンダクト11の下端が嵌め込まれ、下部リング13bの内周縁には、下部ファンダクト14の上端が嵌め込まれる。これにより、上部ファンダクト11と下部ファンダクト14とが、方向転換ダクトフォルダ13を介して接続される。
First, the structure of the direction changing
方向転換ダクトフォルダ13の接続バー13c~13fによって取り囲まれる領域には、方向転換ダクト12が配置される。図17(a)~(f)は、方向転換ダクト12の平面図、正面図、底面図、C-C断面図、左上方向からの斜視図および右上方向からの斜視図である。方向転換ダクト12は、円筒体12a、風向切換板12bおよび回転軸12cを主に備えている。円筒体12aには、2つの略円形の開口12d,12eが形成されており、開口12d,12eは、回転軸12cを挟んで対向している。
In the area surrounded by the connecting
風向切換板12bは、円筒体12aの内部空間を2つの空間に区分する隔壁である。風向切換板12bの形状は、傾斜した平板状であってもよいが、本実施例のように、上方に張り出したエルボー型(雨どいの曲がり角の形状)であることが好ましい。風向切換板12bによって区分された空間のうち、上部の空間は、開口12dおよび円筒体12aの上部開口を介して外部空間と連通しており、下部の空間は、開口12eを介して外部空間と連通している。回転軸12cは、円筒体12aの中心軸に沿って延伸しており、風向切換板12bを貫通している。回転軸12cは、図13に示す方向転換ダクト用ステッピングモータ17cに接続されている。回転軸12cが回転することにより、方向転換ダクト12の全体が、上部ファンダクト11、方向転換ダクトフォルダ13および下部ファンダクト14に対して相対的に回転する。
The wind
図18(a)~(e)はそれぞれ、下部ファンダクト14の平面図、正面図、底面図、背面図および斜視図である。下部ファンダクト14は、方向転換ダクト12の下方に位置しており、円筒体14a、2つの補強バー14b,14cおよび軸受14dを備えている。円筒体14aは、下方に突出する2つの突出部14e,14fを備えている。突出部14e,14fには、下部ファンダクト14を安定化リング15に接続するための接続用孔が形成されている。補強バー14b,14cは、円筒体14aの変形を防止するため、円筒体14aの上部開口部の径方向に延伸し、かつ、互いに直角に交差するように設けられている。軸受14dは、図14に示す第2のプロペラ32bを回転可能に支持するものであり、第2のプロペラ32bは、図13に示すDCモータ17bによって回転する。これにより、第2のプロペラ32bは、上方向の成分を有する第1の方向、および下方向の成分を有する第3の方向の気流を形成することができる。以下では、第2のプロペラ32bが第3の方向の気流を形成する回転を正回転とする。なお、第2のプロペラ32bは、双方向に回転可能であることが好ましいが、正回転のみ可能であってもよい。
18(a)-(e) are respectively a plan view, a front view, a bottom view, a rear view and a perspective view of the
図19(a)~(c)はそれぞれ、安定化リング15の平面図、正面図および斜視図である。安定化リング15には、周方向に配列する多数の孔が形成されている。これらの孔のうち、互いに直交する2つの対角線上に位置する4つの接続用孔を介して、安定化リング15は、下部ファンダクト14および基盤フォルダ16と接続される。
19(a)-(c) are plan, front and perspective views of the
図20(a)~(e)はそれぞれ、基盤フォルダ16の平面図、正面図、底面図、側面図および斜視図である。基盤フォルダ16は、リング16aおよび支持フレーム16bを備えている。リング16aは、上方に突出する2つの突出部16c,16dを備えている。突出部16c,16dは、リング16aの径方向に対向しており、突出部16c,16dには、基盤フォルダ16を安定化リング15に接続するための接続用孔が形成されている。
20(a) to (e) are respectively a plan view, a front view, a bottom view, a side view and a perspective view of the
支持フレーム16bは、図14に示す撮影モジュール2、制御モジュール5およびバッテリー9を支持する部材である。撮影モジュール2は、鉛直方向を撮影するように支持フレーム16bに取り付けられる。制御モジュール5は、撮影モジュール2、DCモータ17a,17bおよび方向転換ダクト用ステッピングモータ17cの駆動を制御するものである。バッテリー9は、撮影モジュール2、制御モジュール5、DCモータ17a,17bおよび方向転換ダクト用ステッピングモータ17cに電力を供給する。
The
安定化リング15は、4つの接続用孔を介して、下部ファンダクト14および基盤フォルダ16と接続されている。これらの接続態様を、ウェーブワッシャ(図示省略)を用いたユニバーサルジョイントによる接続とすることにより、上部ファンダクト11、方向転換ダクト12、方向転換ダクトフォルダ13、下部ファンダクト14の中心軸が鉛直方向からある程度(20℃程度)傾いた状態となっても、撮影モジュール2の撮影方向を鉛直方向のまま維持することができる。これにより、例えば、バルーン4aが凹凸のある箇所に当接した場合であっても、撮影モジュール2の撮影方向を維持することができる。
Stabilizing
(無人航空機の動作)
以上のような構成を有する無人航空機1aの動作について、図13に基づいて説明する。上述のように、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bはそれぞれ、DCモータ17a,17bによって回転する。第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bの各回転方向は、互いに独立して制御可能である。また、第1のプロペラ32aと第2のプロペラ32bとの間に設けられた風向切換板12bは、第1のプロペラ32aおよび/または第2のプロペラ32bによって形成された気流の方向を略90°切り換える。
(Operation of unmanned aircraft)
The operation of the unmanned
例えば、第1のプロペラ32aが正回転した場合、方向転換ダクト12の上側において上方向の気流が形成され、方向転換ダクト12の開口12dから空気が取り込まれる。このとき、開口12dから取り込まれた空気は、第2の方向(略水平方向)に流れるが、風向切換板12bが、気流を第2の方向から第1のプロペラ32aに向かう第1の方向(略上方向)に切り換える。これにより、開口12dから取り込まれた空気は、上部ファンダクト11を通過した後、上部ファンダクト11の上部から外部に排出される。反対に、第1のプロペラ32aが逆回転した場合、方向転換ダクト12の上側において下方向の気流が形成され、上部ファンダクト11の上部から空気が取り込まれる。当該空気は、上部ファンダクト11を通過した後、方向転換ダクト12の風向切換板12bによって略水平方向に移動し、開口12dから外部に排出される。
For example, when the
また、第2のプロペラ32bが正回転した場合、方向転換ダクト12の下側において下方向の気流が形成され、方向転換ダクト12の開口12eから空気が取り込まれる。このとき、開口12eから取り込まれた空気は、第2の方向の反対方向(略水平方向)に流れるが、風向切換板12bが、気流を当該反対方向から第2のプロペラ32bに向かう第3の方向(略下方向)に切り換える。これにより、開口12dから取り込まれた空気は、下部ファンダクト14を通過した後、制御モジュール5の上面に当たって略水平方向に放射状に排出される。反対に、第2のプロペラ32bが逆回転した場合、方向転換ダクト12の下側において上方向の気流が形成され、下部ファンダクト14の下部から空気が取り込まれる。当該空気は、方向転換ダクト12の風向切換板12bによって略垂直方向に移動し、方向転換ダクト12の開口12eから外部に排出される。
Further, when the
例えば、無人航空機1aを天井に接触した状態から垂直に降下させる場合、第1のプロペラ32aを正回転させると同時に、第2のプロペラ32bを、第1のプロペラ32aと同じ回転速度で正回転させる。このとき、空気が上部ファンダクト11の上部から排出されることにより、無人航空機1aに下方向の力が働き、無人航空機1aは天井から離脱する。また、第1のプロペラ32aの回転によって、方向転換ダクト12の開口12dから空気が取り込まれることにより、無人航空機1aには左方向の力が働くが、第2のプロペラ32bの回転によって、方向転換ダクト12の開口12eから空気が取り込まれることにより、無人航空機1aには右方向の力が働く。これらの力が相殺されることにより、無人航空機1aは水平方向に移動することなく、垂直方向に降下することができる。
For example, when the unmanned
その後、無人航空機1aの降下を停止させる場合、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bの回転を停止させる。このとき、無人航空機1aにはバルーン4aの浮力が働くため、無人航空機1aの降下が停止する。なお、バルーン4aの浮力が小さい場合、無人航空機1aの質量による慣性のため、停止までの時間が長くなる。そのため、無人航空機1aの降下を停止させる場合、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bを一時的に逆回転させる(逆舵)ことが好ましい。これにより、無人航空機1aには、バルーン4aの浮力に加えて、上方向の力が制動力として働くため、停止までの時間を短縮できる。
After that, when stopping the descent of the unmanned
また、無人航空機1aを空中で停止させる場合、降下時と同様、第1のプロペラ32aを正回転させると同時に、第2のプロペラ32bを、第1のプロペラ32aと同じ回転速度で正回転させるが、空気が上部ファンダクト11の上部から排出されることによって無人航空機1aに働く下方向の力が、バルーン4aの浮力と等しくなるように、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bの回転速度を調整する。この状態で、第2のプロペラ32bを停止させると、開口12eから空気が取り込まれなくなるため、無人航空機1aには図13における右方向の力のみが働く。これにより、無人航空機1aは、水平右方向に移動する。
When the unmanned
また、方向転換ダクト12は、方向転換ダクト用ステッピングモータ17cによって、上部ファンダクト11、方向転換ダクトフォルダ13および下部ファンダクト14に対して相対的に回転可能である。すなわち、風向切換板12bは、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bの配列方向に延びる軸周りに、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bに対して相対的に回転可能である。よって、例えば、無人航空機1aを水平方向に移動させる際に、方向転換ダクト12を回転させて、開口12dの方向を調節することにより、無人航空機1aを所望の方向に水平移動させることができる。
Further, the direction-changing
このように、第1のプロペラ32a、第2のプロペラ32bおよび風向切換板12bを組み合わせ、第1のプロペラ32aおよび第2のプロペラ32bの回転によって、無人航空機1aの上下方向および水平方向の移動を制御することができる。よって、送風方向を調節するサーボモータを排除して、無人航空機1aの軽量化を図ることができる。また、本実施例では、移動・撮影ユニット10を主に構成する上部ファンダクト11、方向転換ダクト12、方向転換ダクトフォルダ13、下部ファンダクト14、安定化リング15および基盤フォルダ16をいずれも円筒形状に形成し、これらを同軸上に配列している。これにより、移動・撮影ユニット10をバルーン4aの中央孔41に容易に取り付けることができる。また、移動・撮影ユニット10の構成要素で比較的重い制御モジュール5、バッテリー9、撮影モジュール2を移動・撮影ユニット10の下部に配置し、それら以外の構成要素を、プラスチック樹脂などの軽い材料で構成することにより、無人航空機1aの中央バランスの確保と低重心化を図ることができる。
In this way, the
本発明に係る無人航空機は、上述の試験や遠隔授業の監視の他、室内の高所において行うことが有利な様々な用途に利用できる。例えば、撮影モジュールを搭載した無人航空機の場合、災害時の避難場所(体育館など)において、被災者に体調が悪化している者がいるかを無人航空機によって監視することができる。 The unmanned aerial vehicle according to the present invention can be used for various applications that are advantageous to be conducted indoors at high altitudes, in addition to the above-mentioned examinations and monitoring of remote classes. For example, in the case of an unmanned aerial vehicle equipped with a photographing module, it is possible to use the unmanned aerial vehicle to monitor whether any of the disaster victims are in poor physical condition at an evacuation site (such as a gymnasium) in the event of a disaster.
また、本発明者の一人は、障害者支援のため、超音波センサや視覚センサを取り付けた白杖を用いて、階段や部屋の出入り口などの屋内の構造を取得する技術を研究している。この技術において、無人航空機を用いて屋内を撮影し、屋内の構造を解析したデータを作成しておき、障害者が入室すると同時に、上述の白杖に当該データを無線で入力することにより、精度が高くより安全な障害者支援を行うことが可能になる。さらには、自動掃除機によって屋内を掃除する場合に、無人航空機を用いて屋内を撮影してゴミや障害物の位置を示すデータを作成しておき、自動掃除機に当該データを無線で入力することにより、さらに効率的な掃除を行うことができる。このように、屋内構造のセンシング手段としての無人航空機を他の機器と連携させることで、当該機器による作業の効率化を図ることができる。 In addition, one of the inventors of the present invention is researching a technology for acquiring indoor structures such as stairs and doorways of rooms using a white cane equipped with an ultrasonic sensor or a visual sensor to support the disabled. In this technology, indoors are photographed using an unmanned aerial vehicle, and data is created by analyzing the indoor structure. It is possible to provide safer support for people with disabilities. Furthermore, when cleaning indoors with an automatic vacuum cleaner, an unmanned aerial vehicle is used to photograph the interior, create data indicating the positions of dust and obstacles, and wirelessly input the data to the automatic vacuum cleaner. This allows for more efficient cleaning. In this way, by linking the unmanned aerial vehicle as an indoor structure sensing means with other devices, it is possible to improve the efficiency of work performed by the devices.
また、スピーカーを搭載した無人航空機の場合、屋内の各部屋にスピーカーを設置することなく、必要に応じて部屋にBGMやアナウンスなどの音声を流すことできる。また、無人航空機はバッテリーによって駆動するため、上述の災害時の避難場所に停電が発生した場合に、被災者等に対する情報伝達手段として活用できる。さらに、無人航空機にLEDライトを搭載することにより、例えば、停電時の避難場所において夜間の照明として活用できる。 In the case of an unmanned aerial vehicle equipped with a speaker, sounds such as BGM and announcements can be played in rooms as needed without installing speakers in each indoor room. In addition, since the unmanned aerial vehicle is driven by a battery, it can be utilized as a means of transmitting information to disaster victims and the like in the event of a power outage at an evacuation site in the event of a disaster. Furthermore, by mounting an LED light on an unmanned aerial vehicle, it can be utilized as a nighttime illumination at an evacuation site during a power outage, for example.
また、無人航空機に広告等を表示した垂れ幕を吊り下げることにより、屋内の所望の場所に、一時的に広告を掲示することができる。 Also, by hanging a banner on which an advertisement or the like is displayed on the unmanned aerial vehicle, it is possible to temporarily display the advertisement at a desired place indoors.
また、無人航空機にレーザポインタを用いた計測装置を搭載することにより、屋内の高所の構造を容易に確認することができる。さらに、レーザポインタによる計測データを、撮影モジュールによる画像データと組み合わせて解析することにより、屋内の3次元的な空間構造をより高精度に把握することができる。 Moreover, by mounting a measuring device using a laser pointer on the unmanned aerial vehicle, it is possible to easily confirm the structure of high places indoors. Furthermore, by analyzing the measurement data from the laser pointer in combination with the image data from the imaging module, it is possible to grasp the three-dimensional spatial structure of the room with higher accuracy.
1 無人航空機
1a 無人航空機
2 撮影モジュール
3 送風機
4 バルーン
4a バルーン
5 制御モジュール
6 フレーム
7 接続パッド
8 垂直軸
9 バッテリー
10 移動・撮影ユニット
11 上部ファンダクト
11a 円筒体
11b~11d 補強バー
11e 軸受
12 方向転換ダクト
12a 円筒体
12b 風向切換板
12c 回転軸
12d 開口
12e 開口
13 方向転換ダクトフォルダ
13a 上部リング
13b 下部リング
13c~13f 接続バー
14 下部ファンダクト
14a 円筒体
14b,14c 補強バー
14d 軸受
14e,14f 突出部
15 安定化リング
16 基盤フォルダ
16a リング
16b 支持フレーム
16c,16d 突出部
17a DCモータ
17b DCモータ
17c 方向転換ダクト用ステッピングモータ
31 円筒
32 プロペラ
32a 第1のプロペラ(第1の送風手段)
32b 第2のプロペラ(第2の送風手段)
41 中央孔
100 研究授業レビュー支援システム
110 無人航空機
111 撮影モジュール
120 授業者用クライアント
130 収録・レビューサーバ
131 記憶部
132 配信手段
140 レビュア用クライアント
141 表示手段
142 アノテーションデータ作成手段
150 遠隔レビューサーバ
151 記憶部
152 保存手段
153 配信手段
160 レビュア用クライアント
161 表示手段
162 アノテーションデータ作成手段
170 配信サーバ
180 閲覧用クライアント
B1 追加ボタン
B2 削除ボタン
B3 シークバー
C 天井
D1 方向(第1の方向)
D2 真上方向
D3 方向(第2の方向)
L 学習指導案
M アノテーションマーカ
P 突起物
R レビュー結果
S 教室
1 unmanned
32b Second propeller (second blower means)
41
D2 directly upward direction D3 direction (second direction)
L Learning lesson plan M Annotation marker P Projection R Review result S Classroom
Claims (4)
空気よりも比重の小さい気体が充填されたバルーンとを備えた無人航空機の使用方法であって、
前記バルーンの浮力は、前記無人航空機の全体に働く重力よりも大きく、
前記送風機は、上方向の成分を有する第1の方向に送風可能であり、
前記無人航空機は、前記送風機による送風によって降下が可能であり、
前記使用方法は、
屋内において、前記送風機を停止させた状態で、前記バルーンの浮力によって前記無人航空機を浮上させる浮上ステップと、
前記送風機を停止させた状態で、前記無人航空機が、前記屋内の空中の固定物または天井に接触することにより静止する静止ステップと、
前記送風機を上方向の成分を有する第1の方向に送風させることにより、前記無人航空機を降下させる降下ステップと、
を有する、無人航空機の使用方法。 a blower;
A method for using an unmanned aerial vehicle comprising a balloon filled with a gas having a specific gravity lower than that of air,
the buoyancy of the balloon is greater than the gravitational force acting on the entire unmanned aerial vehicle;
the blower is capable of blowing in a first direction having an upward component;
The unmanned aerial vehicle can descend by blowing air from the blower,
The method of use is
a levitation step of levitating the unmanned aerial vehicle indoors by the buoyancy of the balloon with the blower stopped;
a resting step in which the unmanned aerial vehicle stops by contacting an aerial fixed object or a ceiling in the indoor space while the fan is stopped;
a descending step of descending the unmanned aerial vehicle by causing the blower to blow in a first direction having an upward component;
A method of using an unmanned aerial vehicle, comprising:
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WO2022118365A1 (en) * | 2020-12-01 | 2022-06-09 | 株式会社東広ライフクリエイツ | Floating advertising device |
CN112874785B (en) * | 2021-01-22 | 2024-04-26 | 安徽太平矿业有限公司 | Device and method for treating drop shaft blockage |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016159685A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | みこらった株式会社 | Flight body |
JP2017036007A (en) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | 富士ゼロックス株式会社 | Image formation device and image formation system |
JP2017061174A (en) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 廣田 祐次 | Drone with balloon |
JP2017097820A (en) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 有限会社セルフ | Work supporting system |
CN106809370A (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-09 | 深圳市鼎创旭飞科技有限公司 | Flight instruments |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0392500A (en) * | 1989-09-04 | 1991-04-17 | Masakatsu Takahashi | Airship |
JP2002149052A (en) | 2000-08-23 | 2002-05-22 | Mirai Communication Network Inc | System and method for supporting education plan, recording medium having education plan support program recorded therein, and education plan support program |
US7264202B2 (en) | 2005-11-01 | 2007-09-04 | Information Systems Laboratories, Inc. | Tri-cycloidal airship |
JP2014053776A (en) | 2012-09-07 | 2014-03-20 | Nara Univ Of Education | Video reproduction system, reproduction device, reproduction program and reproduction method |
JP6320883B2 (en) | 2014-09-16 | 2018-05-09 | Jfeエンジニアリング株式会社 | Gas separation device and gas separation method |
WO2016059835A1 (en) | 2014-10-17 | 2016-04-21 | ソニー株式会社 | Information processing device, information processing method, and program |
US20190002093A1 (en) | 2015-07-31 | 2019-01-03 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Aircraft |
KR101607816B1 (en) | 2015-10-26 | 2016-03-31 | 이진우 | Drone with air guide part |
JP3208050U (en) | 2016-07-05 | 2016-12-22 | 金次 早川 | Balloon hanging type small drone |
-
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-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016159685A (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | みこらった株式会社 | Flight body |
JP2017036007A (en) * | 2015-08-12 | 2017-02-16 | 富士ゼロックス株式会社 | Image formation device and image formation system |
JP2017061174A (en) * | 2015-09-24 | 2017-03-30 | 廣田 祐次 | Drone with balloon |
JP2017097820A (en) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 有限会社セルフ | Work supporting system |
CN106809370A (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-09 | 深圳市鼎创旭飞科技有限公司 | Flight instruments |
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