JP6644305B1 - ドローンの安全飛行装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドローンの飛行可能領域を、直線から面に拡大することができるドローンの安全飛行装置を提供することを課題とする。【解決手段】ドローンが移動可能に装着される第１のガイドライン３と、この第１のガイドラインと略直交するように配置され、かつ、前記第１のガイドライン３の各端部がそれぞれ移動可能に取り付けられる一対の平行な第２のガイドライン４を備えていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ドローンの飛行軌跡を規制して、設定された飛行領域以外の領域への飛行を防止するためのドローンの安全飛行装置に関する。

近年、遠隔操作や自動制御によって飛行するドローンが普及し、このドローンにカメラを搭載して、人間が近づくことが困難な箇所を空撮することが行なわれている。

ところで、何らかの原因で、ドローンを設定した領域以外の領域に飛行させてしまうことが想定される。

このような事象が生じると、ドローンの紛失や構造物との接触や衝突による破損等を招くおそれがあり、その対策が要望されている。

そして、このような要望への対応を目的とした従来の技術が、例えば、特許文献１において提案されている。

この技術は、所定間隔をおいて設置された一対の固定構造物間にワイヤ等のガイドラインを張設しておき、このガイドラインにドローンを移動可能に連結したものである。

そして、ドローンの飛行軌跡をガイドラインに沿った軌跡に規制して、ドローンの、設定外の領域への飛行を防止するようにしている。

特開２０１７−２１８１４２号公報

しかしながら、前述した従来の技術においては、ドローンの飛行軌跡がガイドラインに沿った直線状の軌道に制限されてしまうという不具合がある。

本発明は、前述した従来技術における不具合を解消すべくなされたもので、ドローンの飛行軌跡を二次元の面内に規制するドローンの安全飛行装置を提供することを解決すべき課題とする。

本発明のドローンの安全飛行装置は、直線状に配置され、ドローンが移動可能に装着される第１のガイドラインと、この第１のガイドラインと略直交するように配置され、かつ、前記第１のガイドラインの各端部がそれぞれ移動可能に取り付けられる一対の平行な第２のガイドラインを備えていることを特徴としている。

このように構成されたドローンの安全飛行装置は、前記一対の第２のガイドラインを平行に張設し、これらの第２のガイドラインのそれぞれに、第１のガイドラインの各端部を移動可能に連結し、さらに、この第１のガイドラインにドローンを移動可能に装着することによって設置することができる。

ここで、ドローンは、第１のガイドラインによって形成される直線状の軌道に沿って拘束された直線状の飛行軌跡で飛行させられる。

また、第１のガイドラインが、この第１のガイドラインと直交して配置された一対の第２のガイドラインによって、この第２のガイドラインの長さ方向に移動可能に連結されていることにより、第１のガイドラインが第２のガイドラインに沿って平行移動可能である。

このような第１ガイドラインの平行移動により、この第１ガイドラインに装着されているドローンが、第１ガイドラインと直交する方向への飛行が可能となる。

したがって、ドローンの飛行可能領域が、第１のガイドラインおよび第２のガイドラインによって取り囲まれる面となり、その飛行軌跡が規制された状態で広い飛行可能領域を確保することができる。

ここで、第２のガイドラインのそれぞれに、その長さ方向に沿って移動自在なスライダを装着し、これらのスライダ間に前記第１のガイドラインを取り付けた構成とすることができる。

このような構成とすることにより、第１のガイドラインの平行移動を円滑にすることができる。
すなわち、ドローンの飛行を円滑にすることができる。

そして、前記第１のガイドラインを鉛直方向に沿って配置し、第２のガイドラインを水平方向に沿って配置することにより、ドローンの飛行可能領域を鉛直面内に規制することができる。

この場合、第１のガイドラインは、ドローンを上下に貫通して設けることができる。

また、このようにドローンの飛行可能領域を鉛直面内に規制するには、第１のガイドラインを水平方向に沿って配置し、前記第２のガイドラインを鉛直方向に沿って配置することによっても可能である。

この場合、第１のガイドラインに、その長さ方向に沿って移動自在なスライダを装着しておき、このスライダに前記ドローンを装着することが好ましい。

さらに、第１のガイドラインおよび第２のガイドラインを、同一の水平面内に配置することもできる。

このような構成とすることにより、ドローンの飛行可能領域を水平面内とすることができる。

本発明によれば、ドローンの飛行可能領域を面に拡大することができるドローンの安全飛行装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態が適用された建築物の正面図である。 本発明の第１の実施形態におけるドローンと第１のガイドラインとの関係を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に用いられるスライダの正面図である。 本発明の第１の実施形態に用いられるスライダの側面図である。 本発明の第２の実施形態を示す正面図である。 本発明の第３の実施形態を示す正面図である。 本発明に用いられるスライダの変形例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。 図７に示すスライダの作用説明図である。 図７に示すスライダの変形例を示す正面図である。 本発明に用いられるスライダのさらに他の変形例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。

以下、本発明の第１の実施形態について、図１ないし図４を参照して説明する。
図１において、符号１は、本実施形態のドローンの安全飛行装置（以下、安全飛行装置と略称する）を示し、符号２はドローンを示す。
また、本実施形態においては、安全飛行装置１を建築物Ｂの外面撮像に適用した例を示す。

本実施形態の安全飛行装置１は、ドローン２が移動可能に装着される第１のガイドライン３と、この第１のガイドライン３と略直交するように配置され、かつ、第１のガイドライン３の各端部がそれぞれ移動可能に取り付けられる一対の平行な第２のガイドライン４を備えている。

本実施形態では、第２のガイドライン４は、鉛直方向上下に間隔をおいて設けられており、その一方が建築物Ｂの屋上で、外壁に沿った両端部に設置されている上部支持部材５間に張設され、他方が、建築物Ｂの下端部で、外壁に沿った両端部に設置されている下部支持部材６間に張設されている。

ここで、前記下部支持部材６は、ある程度の重量を有する錘に替えることも可能である。

また、それぞれの第２のガイドライン４には、その長さ方向に移動自在なスライダ７が装着され、これらのスライダ７間に第１のガイドライン３が連結されている。

ドローン２は、図２に示すように、本体２ａと、この本体２ａの上部に装着された４個のプロペラ２ｂと、本体２ａの下部に取り付けられた一対の脚２ｃを備え、本体２ａの下部の脚２ｃ間に、図示しないカメラが装着されている。

また、本体２ａの中心部には、第１のガイドライン３が挿通されるラインガイド部２ｄが、上下に貫通して設けられている。

前記スライダ７は、図３および図４に示すように、ケーシング８と、このケーシング８に回転自在に装着され、第２のガイドライン４に転動自在に当接させられる６個のガイドローラ９によって構成されている。

ガイドローラ９は３個一組として、それぞれの組が、第２のガイドライン４の長さ方向に間隔を置くように配置されている。
各組の３個のガイドローラ９は第２のガイドライン４の周方向に等間隔で配置されている。

このように構成された本実施形態のドローン２の安全飛行装置１の作用について、図１に示す建築物Ｂの外面撮像に用いる例に基づき説明する。

まず、図１に実線で示すように、第１のガイドライン３が建築物Ｂの外面の左端に位置させておく。

この状態でドローン２を上下方向に飛行させると、ドローン２は、第１のガイドライン３によって形成されている鉛直方向の直線状の軌道により、直線状に規制された飛行軌跡で移動する。

そして、ドローン２を水平方向に移動させるように操作すると、このドローン２の水平方向への移動に伴って、第１のガイドライン３が第２のガイドライン４の長さ方向に平行移動させられる。

したがって、ドローン２は、建築物Ｂの外壁と平行な鉛直面内で２次元的な移動が可能となる。

ここで、ドローン２の水平方向の移動範囲が第１のガイドライン３によって規制され、鉛直方向の移動範囲が第２のガイドライン４によって規制される。
すなわち、ドローン２の飛行領域が第１のガイドライン３の長さと第２のガイドライン４の長さによって決定される鉛直面内での飛行に制限される。

そして、ドローン２が、貫通する第１のガイドライン３によって常時支持されていることから、ドローン２が、前述した領域から離脱するようなことはなく、また、何らかの原因で飛行不能となった場合でも、前述した領域内に降下する。
したがって、ドローン２を見失うような不具合は生じない。

図５は、本発明の第２の実施形態を示す。
この実施形態は、地上に一対の支柱１０を立設し、これらの支柱１０間に安全飛行装置１を設けたものである。

すなわち、各支柱１０の上端部間に上方の第２のガイドライン４を張設し、また、下方の第２のガイドライン４を支柱１０の下端部間に張設し、さらに、これら上下の第２のガイドライン４間に、スライダ７を介して第１のガイドライン３を移動自在に取り付けたものである。

このような構成とすることにより、建築物Ｂのない任意の空間部への設置を可能にすることができる。

また、図６は、本発明の第３の実施形態を示す。
この実施形態体は、地上に一対の支柱１０を立設し、これらの支柱１０のそれぞれに、鉛直方向に沿って第２のガイドライン４を取り付け、これらの第２のガイドライン４間にスライダ７を介して第１のガイドライン３を水平方向に取り付けたものである。

このように、第１のガイドライン３および第２のガイドライン４によって形成される飛行軌道を、前記第１の実施形態や第２実施形態において形成される飛行軌道に対して、鉛直面内において９０度変更することができる。

この場合、第１のガイドライン３をドローン２の中央を貫通して設けることができなくなるため、ドローン２を、スライダ７を介して第１のガイドライン３に取り付けることが好ましい。

なお、前記各実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等、あるいは、適用する対象物は一例であって必要に応じ適宜変更可能である。

たとえば、第１のガイドライン３および第２のガイドライン４を、同一の水平面内に配置することも可能である。

このような構成とすることにより、第１のガイドライン３および第２のガイドライン４によって形成されるドローン２の飛行規制領域を水平にすることができる。

また、第１あるいは第２のガイドライン３・４が長くなると、その自重によって撓みが生じることが想定される。
あるいは、第１あるいは第２のガイドライン３・４を湾曲又は屈曲させて設置することも想定される。

このような場合、第１あるいは第２のガイドライン３・４の途中を支持ロッドあるいは支持ライン等の固定部材によって固定構造物に連結することにより、撓みを無くしたり、また、湾曲形状に保持したりすることが考えられる。

ところで、前述した固定部材を第１あるいは第２のガイドライン３・４に固定すると、この固定部材が、第１あるいは第２のガイドライン３・４に装着されているスライダ７の移動を阻害する。

このような不具合を解消するために、図７に示すようなスライダ２０を用いることができる。

このスライダ２０は、ドローン２か装着される基台２１に、第１のガイドライン３が挿通されるガイド溝２１ａを形成するとともに、このガイド溝２１ａを外部へ連通させるための開口２１ｂを形成し、かつ、この開口２１ｂの両側部に、この開口２１ｂを覆うようにして配置され、第１のガイドライン３の離脱を阻止する係止部材２２を回転自在に装着し、さらに、これらの係止部材２２に、第１のガイドライン３の途中を支持する固定部材２３を通過させる凹部２２ａをそれぞれ設けた構成としたものである。

前記両係止部材２２は略円盤状に形成され、基台２１に、相互に同一面内において近接するように配置されている。

そして、各係止部材２２の外周縁部に、中心へ向かって窪む前記凹部２２ａが周方向に連続して多数形成されている。

各係止部材２２に形成されている凹部２２ａどうしが対向させられた状態において、固定部材２３を両側から挟み込むように位置させられるようになっている。

このスライダ２０は、第１のガイドライン３が、基台２１のガイド溝２１ａと両係止部材２２によって形成される空間に挿通されることによって第１のガイドライン３に装着される。
ここで、ガイド溝２１ａの開口２１ｂの上方には一対の係止部材２２が位置させられていることにより、これらの係止部材２２によって第１のガイドライン３がガイド溝２１ａから離脱することが防止されている。

ドローン２の移動にも伴ってスライダ２０も第１のガイドライン３に沿って移動し、このスライダ２０が固定部材２３に当接する位置に到達する。

ここで、前記固定部材２３は、図８（ａ）に示すように、両係止部材２２の凹部２２ａに入り込む。

スライダ２０がさらに移動すると、図８（ｂ）ないし図８（ｄ）に示すように、各係止部材２２が回転することによって、固定部材２３が対峙する凹部２２ａ間に挟み込まれた状態で移動し、図８（ｅ）に示すように、両係止部材２２ａ間を通過する。

これによって、スライダ２０が固定部材２３を通り越すようにして移動することができる。

一方、前述したスライダ２０を、図９に示すように、支持プレート２４に所定間隔をおいて一対取り付け、この支持プレート２４にドローン２を装着する構成とすることができる。

このような構成とすることにより、第１のガイドライン３に対するスライダ２０の姿勢を安定させることができる。

なお、前述した例では、スライダ２０を第１のガイドライン３に装着した例について示したが、第２のガイドライン４に装着することもできる。

さらに、係止部材を、図１０に符号３０で示す係止部材のような形状とすることもできる。

この係止部材３０は放射状に複数の羽根３１を設けたものであり、かつ、一対設けられる係止部材３０を、図１０（ｂ）に示すように、それぞれの羽根３１が基台２１の開口２１ｂの上部において重畳するように配置するようにしたものである。

このような構成とすることにより、一対の係止部材３０それぞれの羽根３１間に形成される空間部に固定部材２３を引き込むことにより、その通過を可能とする。

１ （ドローンの）安全飛行装置
２ ドローン
２ａ 本体
２ｂ プロペラ
２ｃ 脚
２ｄ ラインガイド部
３ 第１のガイドライン
４ 第２のガイドライン
５ 上部支持部材
６ 下部支持部材
７ スライダ
８ ケーシング
９ ガイドローラ
１０ 支柱
２０ スライダ
２１ 基台
２１ａ ガイド溝
２１ｂ 開口
２２ 係止部材
２２ａ 凹部
２３ 固定部材
２４ 支持プレート
３０ 係止部材
３１ 羽根
Ｂ 建築物

Claims (7)

1. 直線状に配置され、ドローンが移動可能に装着される第１のガイドラインと、この第１のガイドラインと略直交するように配置され、かつ、前記第１のガイドラインの各端部がそれぞれ移動可能に取り付けられる一対の平行な第２のガイドラインを備えていることを特徴とするドローンの安全飛行装置。
2. 前記第２のガイドラインのそれぞれに、その長さ方向に沿って移動自在なスライダが装着され、これらのスライダ間に前記第１のガイドラインが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のドローンの安全飛行装置。
3. 前記第１のガイドラインが鉛直方向に沿って配置されているとともに、前記第２のガイドラインが水平方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドローンの安全飛行装置。
4. 前記第１のガイドラインが前記ドローンを上下に貫通して設けられていることを特徴とする請求項３に記載のドローンの安全飛行装置。
5. 前記第１のガイドラインが水平方向に沿って配置されているとともに、前記第２のガイドラインが鉛直方向に沿って配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドローンの安全飛行装置。
6. 前記第１のガイドラインに、その長さ方向に沿って移動自在なスライダが装着され、このスライダに前記ドローンが装着されていることを特徴とする請求項５に記載のドローンの安全飛行装置。
7. 前記第１のガイドラインおよび前記第２のガイドラインが、同一の水平面内に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドローンの安全飛行装置。