JP4848382B2 - 無人航空機及び無人航空機システム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る無人航空機1の下面図である。無人航空機1は、無人航空機1の機軸方向に延びる胴体10と、胴体10の機軸方向一方側としての前部に設けられたプロペラ13A及び13Bと、胴体10の機軸方向他方側としての後部に設けられた主翼11A乃至11Dと、プロペラ13A及び13Bを駆動する電動モータ14と、胴体10に設けられた操舵翼12A乃至12Dと、胴体10のほぼ中央に設けられたカメラ15と、胴体10の後部に設けられたカメラ16を備える。主翼11Cは主翼11Bの陰に隠れ、主翼11Dは主翼11Aの陰に隠れ、操舵翼12Cは胴体10の陰に隠れている。主翼11A乃至11Dは、胴体10に固定されている。操舵翼12A乃至12Dは、プロペラ13A及び13Bと、主翼11A乃至11Dとの間に配置される。カメラ15は、機軸に対する放射方向(垂直方向)を向く。カメラ16は、胴体10の前部から後部を見る方向(無人航空機1の後方)を向く。
図11は、本発明の第2の実施形態に係る無人航空機1’の下面図である。無人航空機1’は、主翼11A乃至11Dと操舵翼12A乃至12Dとが、それぞれ主翼11A’乃至11D’と操舵翼12A’乃至12D’とで置きかえられている以外、無人航空機1と同様である。主翼11A’乃至11D’は、胴体10の後部に設けられる。操舵翼12A’乃至12D’は、主翼11A’乃至11D’の後縁にそれぞれ設けられている。
図13は、本発明の第3の実施形態に係る無人航空機1’’を機軸方向前方から見た正面図を示す。無人航空機1’’は、円筒翼11Xが追加されている以外、無人航空機1と同様である。円筒翼11Xは、主翼11A乃至11Dの端部に接して、機軸を中心とする円筒状に配置されている。主翼11A乃至11Dに加えて、円筒翼11Xも揚力を発生する。円筒翼11Xにより、定点保持時の耐風特性が向上する。
10…胴体
11A〜11D、11A’〜11D ’…主翼
11X…円筒翼
12A〜12D、12A’〜12D ’…操舵翼
13A、13B…プロペラ
14…電動モータ
15、16…カメラ
17A〜17D…サーボ機構
18A〜18D…サーボ軸
20…制御系
21…位置センサ
22…速度センサ
23…加速度センサ
24…姿勢角センサ
28…姿勢角速度センサ
25…無線通信装置
26…画像処理装置
27…飛行制御装置
30…ヒューマンインターフェース
31…表示装置
32…表示画面
33…入力部
50…建物
60…船舶
Claims (23)
- 機軸の方向としての機軸方向に延びる胴体と、
前記胴体の前記機軸方向の一方側に設けられた第1プロペラと、
前記胴体の前記機軸方向の他方側に設けられた第1乃至第4主翼と、
前記第1プロペラと前記第1乃至第4主翼との間に、前記機軸を中心とする放射状に90度ピッチで配置された第1乃至第4操舵翼と、
前記胴体に設けられた第1乃至第4サーボ機構と、
本無人航空機が水平飛行をするように、本無人航空機の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する飛行制御装置と
を具備し、
前記第1乃至第4主翼は、前記機軸を中心とする放射状に90度ピッチで配置され、
前記第1乃至第4操舵翼は、前記第1乃至第4サーボ機構にそれぞれ固定され、
前記第1乃至第4操舵翼は、前記第1乃至第4主翼に対して前記機軸まわりの回転位相が45度ずれて配置され、
本無人航空機が水平飛行をするとき、
前記第1主翼が前記胴体から右斜め下に延びるように前記胴体の右下側に配置され、
前記第2主翼が前記胴体から左斜め下に延びるように前記胴体の左下側に配置され、
前記第3主翼が前記胴体から左斜め上に延びるように前記胴体の左上側に配置され、
前記第4主翼が前記胴体から右斜め上に延びるように前記胴体の右上側に配置され、
前記第1操舵翼が垂直となるように前記胴体の下側に配置され、
前記第2操舵翼が水平となるように前記胴体の左側に配置され、
前記第3操舵翼が垂直となるように前記胴体の上側に配置され、
前記第4操舵翼が水平となるように前記胴体の右側に配置される
無人航空機。 - 前記機軸方向から見たときに、前記第1乃至第4操舵翼と前記第1乃至第4主翼とが重ならないように配置された
請求項1の無人航空機。 - 前記一方側に設けられた第2プロペラを更に具備し、
前記第1プロペラ及び前記第2プロペラは、共通の回転軸まわりに互いに逆方向に回転する
請求項2の無人航空機。 - 前記第1プロペラ及び前記第2プロペラを駆動する電動モータを更に具備する
請求項3の無人航空機。 - 本無人航空機の位置、速度、加速度、姿勢角及び姿勢角速度の少なくとも一つを検出する手段を更に具備し、
前記飛行制御装置は、前記少なくとも一つに基づいて、本無人航空機の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する
請求項4の無人航空機 - 前記飛行制御装置は、本無人航空機が所望の飛行経路に沿って水平飛行をするように、本無人航空機の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する
請求項5の無人航空機。 - 前記飛行制御装置は、本無人航空機が所望の空中位置に定点保持をするように、本無人航空機の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する
請求項5又は6の無人航空機。 - 前記少なくとも一つを示す信号を送信する無線通信装置を更に具備する
請求項5乃至7のいずれかに記載の無人航空機。 - 画像を取得するカメラを更に具備し、
前記無線通信装置は、前記画像を示す信号を送信する
請求項8の無人航空機。 - 前記画像をパターン認識処理する画像処理装置を更に具備し、
前記画像には情報収集対象が写っており、
前記飛行制御装置は、前記画像のパターン認識処理結果に基づいて、前記カメラが前記情報収集対象の写った画像を取得し続けるように、本無人航空機の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する
請求項9の無人航空機。 - 前記カメラは、前記機軸に対する放射方向を向くように設けられ、
前記飛行制御装置は、前記カメラが本無人航空機の下方を向いた状態で本無人航空機が水平飛行をするように、本無人航空機の位置、速度、加速度、及び姿勢を制御する
請求項9又は10の無人航空機。 - 前記カメラは、前記一方側から前記他方側を見る方向を向くように設けられ、
前記飛行制御装置は、前記カメラが本無人航空機の下方を向いた状態で本無人航空機が空中で定点保持をするように、本無人航空機の位置、速度、加速度、及び姿勢を制御する
請求項9又は10の無人航空機。 - 前記一方側に設けられた第2プロペラを更に具備し、
前記第1プロペラ及び前記第2プロペラは、共通の回転軸まわりに互いに逆方向に回転する
請求項1の無人航空機。 - 前記第1プロペラを駆動する電動モータを更に具備する
請求項1の無人航空機。 - 本無人航空機の位置、速度、加速度、姿勢角及び姿勢角速度の少なくとも一つを検出する手段を更に具備し、
前記飛行制御装置は、前記少なくとも一つに基づいて、本無人航空機の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する
請求項1の無人航空機。 - 本無人航空機の位置、速度、加速度、姿勢角、姿勢角速度の少なくとも一つを検出する手段と、
前記少なくとも一つを示す信号を送信する無線通信装置と
を更に具備する
請求項1の無人航空機。 - 画像を取得するカメラと、
前記画像を示す信号を送信する無線通信装置と
を更に具備する
請求項1の無人航空機。 - 情報収集対象が写った画像を取得するカメラと、
前記画像をパターン認識処理する画像処理装置と
を更に具備し、
前記飛行制御装置は、前記画像のパターン認識処理結果に基づいて、前記カメラが前記情報収集対象の写った画像を取得し続けるように、本無人航空機の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する
請求項1の無人航空機。 - 前記機軸に対する放射方向を向くように設けられた第1カメラを更に具備し、
前記飛行制御装置は、前記第1カメラが本無人航空機の下方を向いた状態で本無人航空機が水平飛行をするように、本無人航空機の位置、速度、加速度、及び姿勢を制御する
請求項1の無人航空機。 - 前記一方側から前記他方側を見る方向を向くように設けられた第2カメラを更に具備し、
前記飛行制御装置は、前記第2カメラが本無人航空機の下方を向いた状態で本無人航空機が空中で定点保持をするように、本無人航空機の位置、速度、加速度、及び姿勢を制御する
請求項1又は19の無人航空機。 - 前記第1乃至第4主翼の端部に接して、前記機軸を中心とする円筒状に配置された円筒翼を更に具備する
請求項1の無人航空機。 - 無人航空機と、
ヒューマンインターフェースと
を具備し、
前記無人航空機は、
機軸の方向としての機軸方向に延びる胴体と、
前記胴体の前記機軸方向の一方側に設けられた第1プロペラと、
前記胴体の前記機軸方向の他方側に設けられた第1乃至第4主翼と、
前記第1プロペラと前記第1乃至第4主翼との間に、前記機軸を中心とする放射状に90度ピッチで配置された第1乃至第4操舵翼と、
前記胴体に設けられた第1乃至第4サーボ機構と、
前記無人航空機が水平飛行をするように、前記無人航空機の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する飛行制御装置と、
無線通信装置と、
カメラと
を備え、
前記第1乃至第4主翼は、前記機軸を中心とする放射状に90度ピッチで配置され、
前記第1乃至第4操舵翼は、前記第1乃至第4サーボ機構にそれぞれ固定され、
前記第1乃至第4操舵翼は、前記第1乃至第4主翼に対して前記機軸まわりの回転位相が45度ずれて配置され、
前記無人航空機が水平飛行をするとき、
前記第1主翼が前記胴体から右斜め下に延びるように前記胴体の右下側に配置され、
前記第2主翼が前記胴体から左斜め下に延びるように前記胴体の左下側に配置され、
前記第3主翼が前記胴体から左斜め上に延びるように前記胴体の左上側に配置され、
前記第4主翼が前記胴体から右斜め上に延びるように前記胴体の右上側に配置され、
前記第1操舵翼が垂直となるように前記胴体の下側に配置され、
前記第2操舵翼が水平となるように前記胴体の左側に配置され、
前記第3操舵翼が垂直となるように前記胴体の上側に配置され、
前記第4操舵翼が水平となるように前記胴体の右側に配置され、
前記ヒューマンインターフェースは、
無線通信部と、
前記無人航空機を遠隔操作するための入力部と、
前記カメラが取得した画像を表示する表示装置と
を備える
無人航空機システム。 - 第1無人航空機と、
第2無人航空機と、
ヒューマンインターフェースと
を具備し、
前記第1無人航空機及び前記第2無人航空機の各々は、
機軸の方向としての機軸方向に延びる胴体と、
前記胴体の前記機軸方向の一方側に設けられた第1プロペラと、
前記胴体の前記機軸方向の他方側に設けられた第1乃至第4主翼と、
前記第1プロペラと前記第1乃至第4主翼との間に、前記機軸を中心とする放射状に90度ピッチで配置された第1乃至第4操舵翼と、
前記胴体に設けられた第1乃至第4サーボ機構と、
前記各々が水平飛行をするように、前記各々の位置、速度、加速度及び姿勢を制御する飛行制御装置と、
無線通信装置と
を備え、
前記第1乃至第4主翼は、前記機軸を中心とする放射状に90度ピッチで配置され、
前記第1乃至第4操舵翼は、前記第1乃至第4サーボ機構にそれぞれ固定され、
前記第1乃至第4操舵翼は、前記第1乃至第4主翼に対して前記機軸まわりの回転位相が45度ずれて配置され、
前記各々が水平飛行をするとき、
前記第1主翼が前記胴体から右斜め下に延びるように前記胴体の右下側に配置され、
前記第2主翼が前記胴体から左斜め下に延びるように前記胴体の左下側に配置され、
前記第3主翼が前記胴体から左斜め上に延びるように前記胴体の左上側に配置され、
前記第4主翼が前記胴体から右斜め上に延びるように前記胴体の右上側に配置され、
前記第1操舵翼が垂直となるように前記胴体の下側に配置され、
前記第2操舵翼が水平となるように前記胴体の左側に配置され、
前記第3操舵翼が垂直となるように前記胴体の上側に配置され、
前記第4操舵翼が水平となるように前記胴体の右側に配置され、
前記ヒューマンインターフェースは、無線通信部を備え、
前記第1無人航空機は、前記第2無人航空機と前記ヒューマンインターフェースとの通信を中継する
無人航空機システム。
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