JP6239567B2 - 情報伝達装置 - Google Patents

Description

本発明は情報伝達装置に関し、さらに詳しくは、移動体から外部に対して画像を投影可能な情報伝達装置に関する。

従来、産業用無人ヘリコプターに代表される小型の無人飛行機（ＵＡＶ）は、機体が高価で入手困難なうえ、安定して飛行させるためには操作に熟練が必要とされるものであった。しかし近年、高性能かつ取扱いも容易な加速度センサや角速度センサなどが廉価に入手可能となり、また、機体の制御操作の多くが自動化されたことによりその操作性が飛躍的に向上した。こうした背景から現在、特に小型のマルチコプターについては、趣味目的だけでなく、広範な分野における種々のミッションへの応用が試行されている。

マルチコプターは複数のロータが搭載されたヘリコプターの一種であり、これら各ロータの回転速度を調節することにより機体のバランスをとりながら飛行する。マルチコプターはヘリコプターと異なり簡易な構造であることから整備性に優れており、また、比較的低いコストで機体を構成することが可能である。

特開２００４−２１８２５４号公報 特開２０１５−１３２７０８号公報

上記特許文献１には、支柱の上部に設置された投光装置から路上にレーザー光で画像を表示することにより、運転者に対して情報を報知する路面投影装置が開示されている。

特許文献１の路面投影装置は支柱により投光装置が支持されていることから、その設置時には路上に支柱を固定する工事が必要となる。また、投光装置の位置も同支柱により固定されるため、画像の投影可能範囲は限定的となる。特許文献１の路面投影装置はこのような性質から、一過性の使用には適しておらず、また、例えば災害時の避難誘導など、突発的で状況が変化しやすい需要に応じることも困難である。

上記特許文献２には、移動体である自動車のリアウィンドウに画像を表示し、直後を走行する後続車両に対して情報を報知する表示装置が開示されている。

かかる表示装置は自車両の後方へ情報を表示することを目的としたものであり、例えば自車両の前方や側方を走行する車両に対しては何ら情報を提示することはできない。

上記問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、移動体からその外部に対して画像を投影可能であり、移動体の周囲を往来する者に対して任意の情報を広くかつ簡便に提示可能な情報伝達装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の情報伝達装置は、移動体と、該移動体に搭載され該移動体から外部に対して光学的に画像を投影する投影手段と、を備え、前記画像は、前記外部にいる第三者に対して伝達する情報をその内容とすることを特徴とする。

移動体から外部に対して画像（情報）を投影可能とすることにより、画像の投影位置を柔軟に決定および変更することが可能となる。また、投影手段を設置する工事なども不要であることから、突発的な需要に対しても迅速かつ柔軟に応えることができる。また、移動体本体に情報を表示するのではなく、移動体から外部に対して情報を投影することにより、移動体の周囲にいる第三者に対して広く情報を提示することが可能となる。

また、前記移動体は、複数の回転翼と、該複数の回転翼による飛行を制御する制御部と、を備える小型無人飛行機であることが好ましい。

移動体が空中を飛行可能な小型無人飛行機であることにより、車や人の往来の激しい場所や、狭小な場所、状態の悪い路面など、地上における環境要因の影響を受けることなく画像を投影することが可能となる。また、本発明の情報伝達装置は、主に人間に対して情報を提示することを目的としている。そのため、移動体を低速で移動させながら、あるいは停止させた状態で画像を投影できることが望ましい。よって、小型無人飛行機の中でも、回転翼により飛行する機体が本発明の移動体として好適である。さらに、本発明によれば、飛行中の小型無人飛行機の下を往来する人々に対して、小型無人飛行機の接近やその移動方向を通知し、頭上の注意を促すことも可能である。

また、前記投影手段は、レーザー光により描かれた前記画像の線図であるレーザーグラフィクスを投影可能であることが好ましい。

一般的な液晶プロジェクタなど、ランプ光源を用いて画像や映像を投影するプロジェクタは、低コストなうえ、豊かな色表現でプレゼンテーション効果の高い画像を投影可能である一方、屋外など外光の影響を受ける環境下においては、画像を鮮明に表示することができないという欠点を有している。本構成の情報伝達装置によれば、そのようなランプ光源のプロジェクタが苦手とする環境下において、高いコヒーレンス（可干渉性）を有するレーザー光を使って比較的明瞭に線図を表示することが可能となる。これにより、屋外や明るい屋内においても、第三者に対してより正確に情報を伝達することが可能となる。

また、人感センサをさらに備え、前記情報伝達装置は、前記人感センサの検知エリアへの物体の進入を検知したときに、前記投影手段により画像を投影することが好ましい。

情報伝達装置が人感センサを備え、小型無人飛行機の近傍に人がいるときだけ画像を投影することにより、画像の投影に費やされる電力を低減しつつ、効率的に情報を提示することが可能となる。また、例えば検知エリア内において歩行速度が低下した通行人があるときだけ画像を投影するなど、情報の提示効果が期待される場合にだけ画像を投影することも可能となる。あるいは、通行人を追いかけるように画像を投影することにより情報の訴求力を高めることも可能となる。

また、照度センサをさらに備え、前記投影手段は、前記照度センサで検知した外光の強さが所定の閾値以下にあるときは、ランプ光源のプロジェクタを用いて前記画像を投影し、前記照度センサで検知した外光の強さが所定の閾値を超えたときは、前記レーザーグラフィクスを投影する構成としてもよい。

外光の強さに応じてランプ光源の画像とレーザーグラフィクスとを自動的に切り替え可能とすることにより、環境に応じた最適な投影方法で画像を投影することが可能になる。

また、前記小型無人飛行機には給電線が接続されており、前記小型無人飛行機は、前記給電線のケーブル長の範囲内において、前記給電線を介して電力の供給を受けながら飛行可能である構成としてもよい。

小型無人飛行機を有線給電で飛行させることにより、バッテリーにより飛行する場合の飛行時間の制約を解消させることができる。これにより、長時間の連続飛行が必要とされる用途や、バッテリー交換を適宜行うことが困難な用途にも本発明の情報伝達装置を適用することができる。

また、前記投影手段は、前記移動体近傍における面状の投影対象である投影面に画像を投影する構成としても良い。

路面、壁面、または天井など、面状の投影面に画像を投影することにより、画像が提示する情報を人々により正確に伝達することができる。

以上のように、本発明にかかる情報伝達装置によれば、移動体からその外部に対して画像を投影し、移動体の周囲を往来する者に対して任意の情報を広くかつ簡便に提示することが可能となる。

第１実施形態の情報伝達装置が路面に画像を投影している様子を示す模式図である。 第１実施形態の情報伝達装置の機能構成を示すブロック図である。 第２実施形態の情報伝達装置が路面に画像を投影している様子を示す模式図である。 第２実施形態の情報伝達装置の機能構成を示すブロック図である。 第３実施形態の情報伝達装置の機能構成を示すブロック図である。

以下、本発明にかかる情報伝達装置の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、本発明において「画像」とは、文字、図形、記号、または色彩などを用いて、その画像を見た者に何らかの情報を伝達する画像をいい、単色の線図で描画されたものも含む概念である。

［第１実施形態］
（機体の基本構成）
図１は本発明の第１実施形態にかかる情報伝達装置９１が路面ＰＳ（投影面）に広告を投影している様子を示す模式図である。情報伝達装置９１は、主に、複数のローターＲ（回転翼）を備えたマルチコプター１００（小型無人飛行機）と、マルチコプター１００の下部に搭載されたプロジェクタ２００（投影手段）と、により構成されている。

本実施形態におけるマルチコプター１００は、４基のローターＲを備えるクアッドコプターである。マルチコプター１００のローターＲの数は４基には限定されず、要求される飛行性能や、故障に対する信頼性、許容されるコスト等に応じて、ヘリコプター（２基）、トリコプター（３基）、ヘキサコプター（６基）、またはオクトコプター（８基）の構成にしてもよい。また、マルチコプター１００には給電線ＰＬが接続されており、マルチコプター１００は、給電線ＰＬのケーブル長の範囲内において、給電線ＰＬを介して電力の供給を受けながら飛行することが可能とされている。

プロジェクタ２００は、マルチコプター１００から路面ＰＳに対して画像を投影する装置である。プロジェクタ２００としては、液晶プロジェクタやＤＬＰ（登録商標）プロジェクタ、ＬＣＯＳプロジェクタなどランプ光源を用いた一般的なプロジェクタを使用することができる。本発明の投影手段はマルチコプター１００の外部に対して光学的に画像を投影可能な手段であればよく、上記プロジェクタのほか、例えばレーザー光で描いた線図画像であるレーザーグラフィクス（以下、単に「レーザーグラフィクス」という。）を投影可能なレーザープロジェクタなどを用いることもできる。投影手段の種類は本発明の情報伝達装置が使用される環境（外光の強さ、投影面の色、屋内か屋外か、など）に応じてプレゼンテーション効果の高い方法を適宜選択する必要がある。

図２は第１実施形態にかかる情報伝達装置９１の機能構成を示すブロック図である。
マルチコプター１００は、主に、ブレード１５２の回転により機体に揚力を発生させる複数のローターＲ（本実施形態においては４基）、各ローターＲの動作を一元的に管理し、空中における機体の姿勢や飛行動作を制御するフライトコントローラＦＣ、操縦者（操縦者端末３００）との無線通信を行う無線送受信器１９０、およびこれらに電力を供給する電源ユニット１８１により構成されている。

ローターＲはモータ１５１とブレード１５２とにより構成されている。モータ１５１はアウターロータ型ＤＣブラシレスモータであり、ブレード１５２はその出力軸に取り付けられている。フライトコントローラＦＣは、マイクロコントローラである制御装置１１０を備えており、制御装置１１０は、中央処理装置であるＣＰＵ１１１、記憶装置であるＲＡＭ／ＲＯＭ１１２、および、ＥＳＣ１５３（Electronic Speed Controller）を介して各モータ１５１の回転数および回転速度を制御するＰＷＭコントローラ１１３を備えている。

フライトコントローラＦＣはさらに、飛行制御センサ群１２０、およびＧＰＳ受信器１４０を備えており、これらは制御装置１１０に接続されている。本実施形態におけるマルチコプター１００の飛行制御センサ群１２０には、少なくとも加速度センサ、角速度センサ（ジャイロセンサ）、気圧センサ（高度センサ）、地磁気センサ（電子コンパス）が含まれている。

制御装置１１０のＲＡＭ／ＲＯＭ１１２には、マルチコプター１００の飛行時における姿勢や飛行動作を制御する飛行制御アルゴリズムが実装された飛行制御プログラムＦＣＰが記憶されている。飛行制御プログラムＦＣＰは、操縦者の指示に従い、飛行制御センサ群１２０から取得した情報を基に各ローターＲの回転数および回転速度を調節し、姿勢の乱れを補正しながらマルチコプター１００を飛行させる。マルチコプター１００の操縦は、操縦者がプロポ（操縦者端末３００）を用いて手動で行ってもよく、または、緯度・経度、高度、飛行ルートなどのパラメータを飛行制御プログラムＦＣＰに予め登録しておき、自律的に飛行させてもよい。

（画像の投影にかかる構成）
本実施形態のマルチコプター１００は、飛行制御プログラムＦＣＰにより、離陸後は予め指定された緯度・経度、高度を自動的に維持しながら機体をホバリング飛行させ、空中の所定の位置で待機するよう設定されている。

マルチコプター１００は人感センサ１６０を備えており、人感センサ１６０はフライトコントローラＦＣの制御装置１１０に接続されている。人感センサ１６０の検知エリアは、人感センサ１６０の物理的な位置を頂点として、下方に向かって略円錐状に広がっている。尚、本実施形態における人感センサ１６０は焦電型の赤外線センサであるが、本発明で使用可能な人感センサはこれに限られず、マルチコプター１００近傍の所定のエリアへの物体の出入りを検知できるセンサであれば、超音波センサ、または赤外線センサと超音波センサの組み合わせなど、他のセンサを用いることもできる。

プロジェクタ２００は、フライトコントローラＦＣの制御装置１１０と信号線で接続されており、後述する画像投影プログラムＩＰＰによりその投影動作（投影の開始・停止、投影画像の設定、明るさやコントラストなど）が制御される。また、プロジェクタ２００の電力はマルチコプター１００の電源ユニット１８１から供給されている。尚、本実施形態のプロジェクタ２００はマルチコプター１００に直接固定されているが、例えばプロジェクタ２００をマルチコプター１００が備える電動ジンバルで支持することにより、投影画像の揺動を抑え、投影方向をより柔軟に変更可能とした構成にすることもできる。

制御装置１１０のＲＡＭ／ＲＯＭ１１２には画像投影プログラムＩＰＰが登録されている。画像投影プログラムＩＰＰは、人感センサ１６０が検知エリア内に人がいることを検知したときに、その出力を受けてプロジェクタ２００を作動させ、路面ＰＳに所定の画像を投影させる。

本実施形態の情報伝達装置９１は、マルチコプター１００が人感センサ１６０を備え、マルチコプター１００の近傍に人がいるときにだけ路面ＰＳに画像を投影させることにより、投影に費やす電力を低減し、通行人に対して効率的に情報を提示することが可能とされている。また、人感センサ１６０の性能次第では、画像投影プログラムＩＰＰの処理における条件分岐をより細分化し、例えば人感センサ１６０の検知エリア内において歩行速度が低下した通行人があるときにだけ画像を投影するようになど、情報の提示効果が期待される場合にだけ路面ＰＳに画像を投影するようにしてもよい。または、通行人を追いかけるように画像を投影することにより広告の訴求力を高めるような態様も考えらえる。

また、上で述べたように、本実施形態のマルチコプター１００は有線給電により飛行していることから、実質的に飛行時間の制約を受けることがなく、さらに、例えば屋外においてやや外光がある場合に、プロジェクタ２００から最大ルーメンの画像を長時間連続して投影することも可能とされている。尚、有線給電による飛行は本発明の必須構成ではなく、短時間の飛行（投影）を行う場合や、頻繁にバッテリー交換をすることに支障がない場合、または飛行可能エリアが制限されることが許容されない場合には、バッテリーによりマルチコプター１００を飛行させてもよい。

尚、本実施形態の情報伝達装置９１では、機体の構成を簡略化するため、フライトコントローラＦＣの制御装置１１０がプロジェクタ２００の制御機能も兼ねているが、マルチコプター１００にプロジェクタ２００専用の制御装置を別途備えたり、プロジェクタ２００自体が制御装置（画像投影プログラムＩＰＰ）と人感センサ１６０を備えたりして、マルチコプター１００の飛行制御とプロジェクタ２００による画像の投影制御とを互いに独立させた構成とすることも可能である。

このように、本実施形態の情報伝達装置９１は、移動体が空中を飛行可能なマルチコプター１００であることにより、車や人の往来の激しい場所や、狭小な場所、状態の悪い路面など、地上における環境要因の影響を受けることなく画像を投影することが可能とされている。また、移動体であるマルチコプター１００から外部に対して画像を投影可能とすることにより、画像の投影位置を柔軟に決定および変更することが可能とされており、また、プロジェクタ２００を設置する工事なども不要であることから、突発的な需要に対しても迅速かつ柔軟に応えることができる。

尚、本実施形態における情報伝達装置９１は上空から路面ＰＳに対して画像（情報）を投影するものであるが、画像の投影対象は路面には限定されず、投影により通行人の視線が誘引される場所であれば、例えば壁面、または天井などであってもよい。

［第２実施形態］
以下に、本発明にかかる情報伝達装置の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態にかかる情報伝達装置９２が路面ＰＳ（投影面）に画像を投影している様子を示す模式図であり、図４は情報伝達装置９２の機能構成を示すブロック図である。なお、以下の説明では、先の実施形態と同様または同一の機能を有する構成については、先の実施形態と同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

本実施形態のマルチコプター１００は、第１実施形態の情報伝達装置９１とは異なり、画像の投影による情報の提示自体を目的とはしておらず、物品の運搬や施設内の警備などをその主な目的としている。

図３の情報伝達装置９２は、情報伝達装置９２の進行方向側を歩行する通行人に対して自らの接近を通知し、頭上への注意を促している様子を示している。通行人が情報伝達装置９２の接近を認識し、危険を回避するアクションをとるまでの時間的余裕を確保するため、本実施形態の情報伝達装置９２が備える人感センサ１６０の検知エリア、および、プロジェクタ２００の投影方向は、マルチコプター１００の機首側（進行方向側）に斜め下方に向けられている。尚、第１実施形態の情報伝達装置９１と同じく、例えばプロジェクタ２００を電動ジンバルで支持することにより、プロジェクタ２００の投影方向をより柔軟に変更可能な構成としてもよい。

情報伝達装置９２のマルチコプター１００の操縦は、操縦者がプロポ（操縦者端末３００）を用いて手動で行ってもよいが、本実施形態のマルチコプター１００は、目的地の緯度・経度、およびその目的地までの飛行ルートや飛行高度が予め飛行制御プログラムＦＣＰに登録されており、自律飛行により自動的に目的地へ飛行するよう設定されている。

図４に示すように、情報伝達装置９２と、第１実施形態の情報伝達装置９１との機能上の違いは、情報伝達装置９２がバッテリー１８２により飛行している点のみである（物品の運搬や施設内の警備などに別途必要となる構成についての説明は省略する）。

このように、本発明の情報伝達装置９２によれば、飛行中のマルチコプター１００の下を往来する人々に対して、マルチコプター１００の接近やその移動方向を通知し、頭上の注意を促すことが可能とされており、また、マルチコプター１００本体に情報を表示するのではなく、マルチコプター１００から外部に対して情報を投影することにより、マルチコプター１００の周囲にいる人々に広く情報を提示することが可能とされている。

［第３実施形態］
以下に、本発明にかかる情報伝達装置の第３実施形態について説明する。図５は情報伝達装置９３の機能構成を示すブロック図である。第３実施形態にかかる情報伝達装置９３が路面ＰＳ（投影面）に画像を投影する態様は図１と同様である（図１のプロジェクタ２００はプロジェクタ２１０に置換される）。なお、以下の説明では、先の実施形態と同様または同一の機能を有する構成については、先の実施形態と同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

情報伝達装置９３のマルチコプター１０１は照度センサ１３０を備えており、照度センサ１３０はフライトコントローラＦＣの制御装置１１０に接続されている。また、情報伝達装置９３のプロジェクタ２１０は、ランプ光源を備える一般的なプロジェクタとレーザー光源を備えるレーザープロジェクタの組み合わせからなり、任意のプロジェクタから画像を投影可能とされている。

上でも述べたように、画像の投影手段の種類は、本発明の情報伝達装置が使用される環境（外光の強さ、投影面の色、屋内か屋外か、など）に応じて、適宜プレゼンテーション効果の高い方法が選択される必要がある。

情報伝達装置９３の画像投影プログラムＩＰＰ２は、照度センサ１３０により外光の強さ測定し、照度センサ１３０の出力値が所定の閾値以下にあるときはランプ光源のプロジェクタを使って画像を投影する。一方、照度センサ１３０の出力値が所定の閾値を超えた場合には、レーザープロジェクタによりレーザーグラフィクスを投影する。この場合、レーザーグラフィクスを描画するレーザー光にはアイセーフレーザを用いることが望ましい。尚、照度センサ１３０の出力値の閾値は、ランプ光源のプロジェクタにより投影した画像が肉眼で認識不能となる値から、適宜余裕値を減算した値を設定すればよい。

ランプ光源を用いて画像や映像を投影する一般的なプロジェクタは、低コストかつ豊かな色表現でプレゼンテーション効果の高い画像を投影可能である一方、屋外など外光の影響を受ける環境下では画像を鮮明に表示することができないという欠点を有している。本実施形態の情報伝達装置９３は、そのようなランプ光源のプロジェクタが苦手とする環境下では、高いコヒーレンスを有するレーザー光でレーザーグラフィクスを描画可能であることから、外光の強い環境下においても、第三者に対してより正確に情報を伝達することが可能とされている。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。例えば、上記各実施形態では移動体としてマルチコプター１００が採用されているが、移動体は常にマルチコプター１００である必要はなく、例えば自動車にプロジェクタ２００を搭載し、自動車から歩道に対して画像を投影するような構成も考えられる。

９１ 情報伝達装置
１００ マルチコプター（小型無人飛行機（移動体））
ＦＣ フライトコントローラ（制御部）
１１０ 制御装置
ＦＣＰ 飛行制御プログラム
ＩＰＰ 画像投影プログラム
１２０ 飛行制御センサ群
１４０ ＧＰＳ受信器
Ｒ ローター（回転翼）
１６０ 人感センサ
１８１ 電源ユニット
２００ プロジェクタ（投影手段）
ＰＬ 給電線
ＰＳ 投影面
９２ 情報伝達装置
１８２ バッテリー
９３ 情報伝達装置
１０１ マルチコプター（小型無人飛行機（移動体））
１３０ 照度センサ
２１０ プロジェクタ（投影手段）
ＩＰＰ２ 画像投影プログラム

Claims (4)

1. 移動体と、該移動体に搭載され該移動体から外部に対して光学的に画像を投影する投影手段と、を備え、
   前記画像は、前記外部にいる第三者に対して伝達する情報をその内容としており、
   前記移動体は、複数の回転翼と、該複数の回転翼による飛行を制御する制御部と、人感センサと、を備える小型無人飛行機であり、
   前記小型無人飛行機は、前記人感センサの検知エリア内への物体の進入を検知したときに、該物体の移動速度に基づいて前記画像の投影要否を決定することを特徴とする情報伝達装置。
2. 移動体と、該移動体に搭載され該移動体から外部に対して光学的に画像を投影する投影手段と、を備え、
   前記画像は、前記外部にいる第三者に対して伝達する情報をその内容としており、
   前記移動体は、複数の回転翼と、該複数の回転翼による飛行を制御する制御部と、照度センサと、を備える小型無人飛行機であり、
   前記投影手段は、レーザー光により描かれた前記画像の線図であるレーザーグラフィクスを投影可能であり、
   前記投影手段は、前記照度センサで検知した外光の強さが所定の閾値以下にあるときは、ランプ光源のプロジェクタを用いて前記画像を投影し、前記照度センサで検知した外光の強さが所定の閾値を超えたときは、前記レーザーグラフィクスを投影することを特徴とする情報伝達装置。
3. 前記小型無人飛行機には給電線が接続されており、
   前記小型無人飛行機は、前記給電線のケーブル長の範囲内において、前記給電線を介して電力の供給を受けながら飛行可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報伝達装置。
4. 前記投影手段は、前記移動体近傍における面状の投影対象である投影面に画像を投影することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報伝達装置。
   

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