JP6713716B1 - 無人給電車および給電システム - Google Patents

Abstract

【課題】無人飛行体が連続して運搬作業を行うことができる無人給電車および給電システムを提供する。【解決手段】無人給電車３は、運搬作業を行う無人飛行体１に追従しながら無線送電する。無人飛行体１は、自機１の飛行を制御する飛行制御部と、無線送電された電力を受電する受電部１８と、受電部１８によって受電された電力を蓄電する蓄電池と、を有する。無人給電車３は、無人飛行体１の位置を検出する飛行体検出部３１と、飛行体検出部３１によって検出された複数の無人飛行体１から自車３に最も近い無人飛行体１を特定する飛行体特定部３３と、飛行体特定部３３によって特定された無人飛行体１の位置に基づいて無人飛行体１に追従するための走行装置３６と、飛行体検出部３１によって検出された無人飛行体１の位置に基づいて無線送電する送電部３５と、を有する。【選択図】図１

Description

運搬作業を行う無人飛行体に給電する無人給電車および給電システムに関する。

従来、屋外または屋内において運搬作業を行う無人飛行体が開発されてきた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の無人飛行体は、ホバリング可能であるとともに自律飛行可能である。この無人飛行体は、把持装置を装着し、装着した把持装置によって荷を吸着し、荷とともに移動して運搬作業を行う。この無人飛行体は、空中を飛行するので運搬車よりも移動速度が速く、運搬作業を行うのに適している。

ところで、無人飛行体は、蓄電容量が少なく、運搬作業を長時間連続して行うことができない。そこで、例えば、特許文献２に記載のピッキングシステムには、複数の無人飛行体が運搬作業に向けて待機する出発部に無人飛行体を給電する蓄電手段が設けられている。複数の無人飛行体は、この出発部において運搬作業の合間に給電されることにより、運搬作業を行う際に電力不足になることを防止している。

しかしながら、給電される間、無人飛行体が運搬作業を行えないことは、稼働率の観点から好ましくないので問題であった。

特開２０１８−１１４８２２号公報 特開２０１８−０１６４３５号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、複数の無人飛行体が連続して運搬作業を行うことができる給電システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る無人給電車は、
運搬作業を行う無人飛行体に無線送電することにより給電する無人給電車であって、
前記無人飛行体は、複数であって、
自機の飛行を制御する飛行制御部と、
前記運搬作業に係る荷を保持する荷保持部と、
無線送電された電力を受電する受電部と、
前記受電部によって受電された電力を蓄電する蓄電池と、を有し、
前記無人給電車は、
前記複数の無人飛行体の位置を検出する飛行体検出部と、
前記飛行体検出部によって検出された前記複数の無人飛行体の位置に基づいて、前記複数の無人飛行体から自車に最も近い前記無人飛行体を特定する飛行体特定部と、
前記特定された無人飛行体の位置に基づいて、前記特定された無人飛行体に追従するための走行装置と、
前記特定された無人飛行体の位置に基づいて、前記特定された無人飛行体に無線送電する送電部と、を有し、
前記特定された無人飛行体に追従しながら無線送電することを特徴とする。

上記無人給電車は、例えば、
前記自車の位置を検出する自車位置検出部をさらに有し、
前記飛行体特定部によって前記無人飛行体を特定すると、前記特定された無人飛行体の位置を前記飛行体検出部によって検出しながら、かつ、自車位置検出部によって前記自車の位置を検出しながら前記特定された無人飛行体に追従する。

上記無人給電車は、例えば、
複数であって、複数の領域にそれぞれ配置されており、前記飛行体特定部によって前記無人飛行体を特定すると、前記特定された無人飛行体にそれぞれの前記領域において追従しながら無線送電する。

上記課題を解決するために、本発明に係る給電システムは、
上記無人給電車と、前記無人飛行体と、を備えることを特徴とする。

上記給電システムは、好ましくは、
前記無人飛行体が、前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行高度と、給電時における所定の飛行高度とを比較する高度比較部をさらに有し、
前記飛行制御部が、前記無人飛行体が前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記高度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行高度が前記所定の飛行高度になるように前記無人飛行体の飛行高度を制御する。

上記給電システムは、好ましくは、
前記無人飛行体が、前記無人給電車が前記自機に追従可能な所定の飛行経路を記憶している記憶部をさらに有し、
前記飛行制御部が、前記無人飛行体が前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記無人飛行体を前記所定の飛行経路に沿って飛行させる。

上記給電システムは、好ましくは、
前記無人飛行体が、前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行速度と、給電時における所定の飛行速度とを比較する速度比較部をさらに有し、
前記飛行制御部が、前記無人飛行体が前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記速度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行速度が前記所定の飛行速度になるように前記無人飛行体の飛行速度を制御する。

上記給電システムは、好ましくは、
前記無人飛行体が、前記蓄電池の蓄電量が所定量以上のときに前記無人給電車から給電されると、給電を停止させる停止信号を前記無人給電車に送信する停止信号送信部をさらに有し、
前記無人給電車が前記停止信号を受信すると、
前記送電部が、前記停止信号を送信した前記無人飛行体に対する無線送電を停止し、
前記飛行体特定部が、前記停止信号を送信した前記無人飛行体を除く前記複数の無人飛行体から、前記無人給電車に最も近い前記無人飛行体を特定する。

上記給電システムは、具体的には、
前記飛行体特定部が、給電中において前記飛行体検出部によって検出された前記複数の無人飛行体の位置に基づいて、前記無人給電車に最も近い前記無人飛行体を特定し、
前記無人給電車が、給電していた前記無人飛行体とは別の前記無人飛行体が自車に最も近いと前記飛行体特定部によって特定されると、この特定された無人飛行体に追従しながら無線送電する。

本発明に係る無人給電車および給電システムは、複数の無人飛行体に連続して運搬作業を行わせることができる。また、本発明に係る無人給電車は、自車に最も近い無人飛行体に対して追従しながら無線送電するので給電効率を高めることができる。

一実施形態に係る給電システムを示す概略側面図である。 図１の天井に設けられた天井マーカを示す図である。 ＡおよびＢは無人飛行体を示し、Ａは上から見た斜視図であり、Ｂは下から見た斜視図であり、Ｃは受電部を示す下面図である。 図１の給電システムを示すブロック図である。 図１の無人給電車が行う給電の手順を示すフロー図である。 倉庫内における図１の無人飛行体および無人給電車の動作を示す概略上面図であり、Ａは非給電時の無人飛行体の動作を示し、Ｂは給電時の無人飛行体および無人給電車の動作を示す。 他の実施形態に係る給電システムを示すブロック図である。 倉庫内における図７の無人飛行体および無人給電車の動作を示す概略上面図である。

＜第１実施形態＞
以下、図を参照しつつ、本発明に係る無人給電車および給電システムの第１実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る給電システムを示す概略側面図である。複数の無人飛行体１は、屋内において荷Ｗを運搬する（参照符号１は、複数の無人飛行体１のうちの任意の１機ないし複数機を示す参照符号として用いられる）。無人給電車３は、複数の無人飛行体１のうち自車３に最も近い無人飛行体１を特定し、特定された無人飛行体１に追従しながら無線送電することにより給電する。

＜天井＞
図２に示すように、天井Ｃ全体には、無人飛行体１が自機位置を検出するために用いるための、長方形状の天井マーカ４が複数設けられている。天井マーカ４は、再帰性反射材であって、同縦列または同横列において等間隔に配置されている。すなわち、天井マーカ４は、列ごとに異なる間隔で天井Ｃに配置されている。例えば、図２の最下段の横列の間隔Ｐ３の長さは、すべて同じである。一方、１段目、２段目および３段目の横列の間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の長さは、それぞれ異なっている。また、１段目、２段目および３段目間の間隔Ｐ４、Ｐ５の長さも、それぞれ異なっている。

＜無人飛行体＞
図３ＡおよびＢに示すように、無人飛行体１は、円板状の本体１０と、本体１０の側面から水平に延在する４本のアーム１２と、４本のアーム１２の先端側それぞれに設けられたモータ１３と、モータ１３に設けられた回転翼１４と、本体１０の上面に設けられた略八角柱状の上部ユニット１５と、本体１０の下面に設けられた２つのスキッド１６と、２つのスキッド１６の間に設けられた荷保持部１７と、荷保持部１７の下面に設けられた受電部１８と、を有する。

上部ユニット１５には、無人飛行体１の位置を検出するためのカメラ１５ａおよび照明部１５ｂが設けられている。照明部１５ｂが無人飛行体１の上方を照射し、カメラ１５ａが照明部１５ｂによって照らされた天井マーカ４を含む天井Ｃを撮像して上方画像を生成する。天井マーカ４が再帰性反射材であることにより、天井マーカ４に照射された照明の入射角が大きくても、カメラ１５ａは、適切に天井マーカ４を撮像することができる。

荷保持部１７は、運搬作業に係る荷Ｗを保持する。荷保持部１７は、荷Ｗが載置される載置面を有するが単なる一例であって、荷Ｗを保持することができれば、その構成は、特に限定されない。荷保持部１７は、好ましくは、マイクロ波を遮断する導電部材からなる。これにより、無人飛行体１の下方から放射されたマイクロ波が導電部材によって遮断されるので、荷保持部１７に保持されている荷Ｗがマイクロ波に曝されることが防止される。

図３Ｃに示すように、受電部１８は、複数のレクテナ１８ａによって構成されている。レクテナ１８ａは、無人給電車３から送信されたマイクロ波を受信して直流電流に変換する。

図４に示すように、無人飛行体１は、蓄電池２０と、制御装置２１と、高度センサ（図示略）と、速度センサ（図示略）と、をさらに有する。

蓄電池２０は、受電部１８に電気的に接続されている。蓄電池２０は、レクテナ１８ａによって変換された直流電流を蓄えるとともに、モータ１３に電力を供給する。蓄電池２０は、鉛蓄電池またはアルカリ蓄電池でもよい。

制御装置２１は、飛行制御部２１０と、記憶部２１１と、自機位置検出部２１２と、高度比較部２１３と、速度比較部２１４と、停止信号送信部２１５と、を有する。

飛行制御部２１０は、各モータ１３の回転数を制御することにより、無人飛行体１のホバリングを可能にするとともに、無人飛行体１の飛行方向、飛行高度および飛行速度を制御する。

記憶部２１１は、天井マーカ４を含む天井Ｃ全体の画像（以下、単に「天井画像」という）を位置情報とともに予め記憶している。

自機位置検出部２１２は、カメラ１５ａが撮像した上方画像と、天井画像とを照合し、天井画像中のいずれの位置に上方画像が存在するのかを探索するテンプレートマッチングを行う。テンプレートマッチングには、例えば、ＳＳＤ（「Sum of Squared Difference」）またはＳＡＤ（「Sum of Absolute Difference」）を類似度の計算手法として用いてもよい。自機位置検出部２１２は、テンプレートマッチングの結果に基づいて無人飛行体１の水平方向の位置を検出する。高度センサは、例えば、超音波センサ、レーザセンサなどにより構成されている。自機位置検出部２１２は、高度センサによって無人飛行体１の高度を検出する。

記憶部２１１は、さらに給電時における無人飛行体１の所定の飛行高度および所定の飛行速度を記憶している。マイクロ波による給電効率は、送電側と受電側との距離に依存する。そこで、無人飛行体１と無人給電車３との距離を一定範囲内に保ちマイクロ波による給電効率を高く保持することができるように、給電時における無人飛行体１の飛行高度および飛行速度が予め定められている。したがって、所定の飛行高度は、後述する送電部３５よりもやや高い高度に定められている。また、所定の飛行速度は、無人給電車３の走行速度と同じか、やや遅く定められている。

高度比較部２１３は、高度センサによって検出された無人飛行体１の高度と、所定の飛行高度とを比較し、その比較結果を飛行制御部２１０に出力する。

速度比較部２１４は、速度センサによって検出された無人飛行体１の飛行速度と所定の飛行速度とを比較し、その比較結果を飛行制御部２１０に出力する。

飛行制御部２１０は、高度比較部２１３および速度比較部２１４による比較結果に基づいて、給電時における無人飛行体１の飛行高度および飛行速度を所定の飛行高度および所定の飛行速度になるよう制御する。

記憶部２１１は、さらに運搬情報を記憶する。運搬情報には、荷取位置および荷置位置が含まれている。また、記憶部２１１は、さらに無人飛行体１の給電時における所定の飛行経路である給電用飛行経路を記憶している。給電用飛行経路は、無人給電車３が無人飛行体１を追従することができるよう倉庫内のレイアウトと無人給電車３の走行特性とに基づいて、予め定められている。

飛行制御部２１０は、給電時には、無人飛行体１が給電用飛行経路を飛行するよう無人飛行体１の飛行方向を制御する。

停止信号送信部２１５は、蓄電池２０の蓄電量が所定量以上であるときに、無人給電車３から無人飛行体１に給電がなされると、無人給電車３に給電を停止させる停止信号を送信する。蓄電池２０の所定量は、例えば、蓄電容量の８０％でもよい。これにより、無人飛行体１は、必要以上に給電されることを防止することができるとともに、後で詳述するように無人給電車３を別の無人飛行体１の給電に向かわせることができる。

＜無人給電車＞
図１および図４に示すように、無人給電車３は、本体３０と、飛行体検出部３１と、飛行体特定部３３と、蓄電池３４と、送電部３５と、走行装置３６と、を備える。

飛行体検出部３１は、上カメラ３１１および解析部（図示略）を有する。上カメラ３１１は、本体３０の上部に設けられている。上カメラ３１１は、無人給電車３の周囲を撮像し、周囲画像を生成する。解析部は、周囲画像に基づいて、複数の無人飛行体１を検出するとともにその位置を検出する。

飛行体特定部３３は、飛行体検出部３１によって検出された無人飛行体１の位置に基づいて、複数の無人飛行体１から無人給電車３に最も近い無人飛行体１を特定する。例えば、図１の場合、飛行体特定部３３は、無人給電車３に最も近い無人飛行体１として左方の無人飛行体１を特定する。飛行体特定部３３は、無人給電車３が無人飛行体１から停止信号を受信すると、停止信号を送信した無人飛行体１を除く複数の無人飛行体１から、無人給電車３に最も近い無人飛行体１を特定する。

蓄電池３４は、送電部３５に電力を供給する。蓄電池３４は、鉛蓄電池またはアルカリ蓄電池でもよい。

送電部３５は、無人給電車３の上部に設けられている。送電部３５は、飛行体特定部３３によって特定された無人飛行体１の位置にマイクロ波を送信することにより、無人飛行体１に無線送電する。また、送電部３５は、無人給電車３が無人飛行体１から停止信号を受信すると、マイクロ波の送信を停止する。送電部３５は、フェーズドアレイアンテナによって構成されていてもよいが、単なる一例であってこれに限定されない。

走行装置３６は、動力部（図示略）と、車輪３６０と、操舵部３６１と、を有する。無人給電車３は、動力部の動力によって車輪３６０を回転させて走行する。操舵部３６１は、飛行体特定部３３によって特定された無人飛行体１の位置に基づいて、無人給電車３が無人飛行体１を追従することができるように車輪３６０を操舵する。走行装置３６は、無人給電車３が無人飛行体１から停止信号を受信すると、無人飛行体１に対する追従を停止する。動力部は、例えば、蓄電池３４によって担われてもよいし、別の蓄電池で構成されていてもよい。

続いて、図５のフロー図を参照しつつ、無人給電車３の給電の手順を説明する。

まず、無人給電車３は、飛行体検出部３１によって複数の無人飛行体１を検出するとともにその位置を検出する（Ｓ１）。

次いで、無人給電車３は、飛行体特定部３３によって自車３に最も近い無人飛行体１を特定する（Ｓ２）。

次いで、無人給電車３は、特定された無人飛行体１を走行装置３６によって追従しながら送電部３５によって無線送電する（Ｓ３）。このように、無人給電車３は、最も近くの無人飛行体１に対して追従しながら無線送電するので、近くに無人飛行体１が存在するにもかかわらず遠くの無人飛行体１に対して追従および無線送電することを防止することができるので、給電効率を高めることができる。

無人給電車３は、蓄電池２０の蓄電量が所定量以上になるまで給電中の無人飛行体１を含む他の無人飛行体１の位置を検出し（Ｓ４のＮｏ、Ｓ１）、最も近い無人飛行体１を特定し（Ｓ２）、特定した無人飛行体１に追従しながら無線送電する（Ｓ３）。通常、無人給電車３は、無人飛行体１から離されることなく追従しているので、特定される無人飛行体１の変更は行われない。したがって、無人給電車３は、同じ無人飛行体１の位置情報を更新しながら追従することになる。

無人給電車３は、蓄電池２０の蓄電量が所定量以上になると（Ｓ４のＹｅｓ）、無人飛行体１の停止信号送信部２１５から停止信号が送信される（Ｓ５）。

無人給電車３は、停止信号を受信すると、無人飛行体１に対する追従および無線送電を停止する（Ｓ６）。

次いで、無人給電車３は、停止信号を送信した無人飛行体１を除く他の複数の無人飛行体１の位置を飛行体検出部３１によって検出する（Ｓ７）。次いで、無人給電車３は、他の無人飛行体１から自車３に最も近い無人飛行体１の位置を特定し（Ｓ２）、特定した無人飛行体１に追従しながら無線送電する（Ｓ３）。

＜給電方法＞
次に、図６を参照して、倉庫内における給電システムの給電方法について説明する。図６Ａは、非給電時における無人飛行体１の運搬作業の一例を示す概略上面図である。倉庫には、荷載置部を有する複数の棚５が、それぞれ設置されている。また、倉庫内には、複数（本実施形態では３機）の無人飛行体１ａ、１ｂ、１ｃが配置されている。無人飛行体１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞれ運搬情報に基づいて運搬作業を行う。

例えば、無人飛行体１ａは、荷取位置Ｐ１において荷Ｗを受取り、荷置位置Ｐ２に移動する。無人飛行体１ａは、給電されていないときには、最短距離である飛行経路Ｄ１を飛行して荷取位置Ｐ１から荷置位置Ｐ２に移動する。具体的には、無人飛行体１ａは、荷Ｗを保持すると、飛行制御部２１０によって荷取位置Ｐ１から棚５の上方まで上昇し、荷取位置Ｐ１の上方から荷置位置Ｐ２の上方まで水平に飛行してから荷置位置Ｐ２まで下降する。これにより、無人飛行体１ａは、棚５を迂回して飛行するよりも早く移動することができるので、移動時間を短縮することができる。

図６Ｂは、給電時における無人飛行体１および無人給電車３の動作の一例を示す上面図である。無人給電車３は、飛行体検出部３１によって無人飛行体１ａ、１ｂ、１ｃおよびそれらの位置を検出する。無人給電車３は、飛行体特定部３３によって、例えば、自車３に最も近い無人飛行体１として無人飛行体１ａを特定すると、走行装置３６によって無人飛行体１ａに追従しながら、送電部３５によって無人飛行体１ａに無線送電する。

無人飛行体１ａは、給電時には、飛行制御部２１０によって飛行高度および飛行速度を所定の飛行高度および飛行速度に制御しつつ、給電用飛行経路Ｄ２に沿って棚５を迂回しながら荷取位置Ｐ１から荷置位置Ｐ２まで飛行する。これにより、無人給電車３が、無人飛行体１ａから離されることなく追従することができる。無人給電車３は、好ましくは、無人飛行体１ａの真下に位置するよう無人飛行体１ａに追従する。この位置関係によれば、受電部１８と送電部３５が正対状態となり送信されたマイクロ波が効率よく受電部１８に吸収されるので、給電効率を高めることができる。また、この位置関係によれば、送信されたマイクロ波が荷保持部１７の開口から荷Ｗに到達することが防止されるので、荷Ｗがマイクロ波の影響を受けることが防止される。

給電中、例えば、位置Ｐ３において蓄電池２０の蓄電量が所定量以上になると、無人飛行体１ａは、停止信号送信部２１５によって無人給電車３に停止信号を送信する。そして、無人飛行体１ａは、給電用飛行経路Ｄ２から最短距離である飛行経路Ｄ３に飛行経路を変更し荷置位置Ｐ２まで飛行する。

無人給電車３は、停止信号を受信すると、無人飛行体１ａに対する追従および無線送電を停止し、その他の無人飛行体１ｂ、１ｃを検知するとともにその位置を検出する。次いで、無人給電車３は、自車３に最も近い無人飛行体１として、例えば、無人飛行体１ｃを特定すると、無人飛行体１ｃに追従しながら無線送電する。

このように、第１実施形態の給電システムでは、無人飛行体１は、無人給電車３によって追従されながら無線送電されるので、連続して運搬作業を行うことができる。また、無人給電車３は、最も近くの無人飛行体１を給電対象とするので、給電効率を高めることができる。

＜第２実施形態＞
次に、図を参照しつつ、本発明に係る無人給電車および給電システムの第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る無線給電システムは、無人飛行体１が高度比較部２１３および速度比較部２１４を有しないこと、無人給電車３が複数であってライン検出部３７をさらに有すること、倉庫内において複数の誘導ラインＬ１〜Ｌ６が敷設されていることが第１実施形態に係る無線給電システムと異なるが、他の構成については共通する。したがって、重複する構成要素については、その詳細な説明を省略する。

＜無人飛行体＞
上述ならびに図７のとおり、複数の無人飛行体１は、高度比較部２１３および速度比較部２１４を有さない。複数の無人飛行体１はそれぞれ、飛行制御部２１０によって荷取位置から荷置位置まで最短距離を飛行しながら、運搬情報に基づき運搬作業を行う。

＜無人給電車＞
上述および図７のとおり、無人給電車３は、ライン検出部３７をさらに有する。参照符号３は、複数の無人給電車３のうちの任意の１台ないし複数台を示す参照符号として用いられる。ライン検出部３７は、倉庫内に敷設された誘導ラインＬを検出する。誘導ラインＬは、有色テープや塗料によって路面Ｒに設けられていてもよい。この場合、ライン検出部３７は、下カメラおよび解析部によって構成されてもよい。この場合、下カメラが路面Ｒを撮像して路面Ｒ画像を生成し、解析部が路面Ｒ画像を解析することにより誘導ラインＬを検出する。

操舵部３６１は、無人給電車３が無人飛行体１を追従することができるように、飛行体検出部３１が検出した無人飛行体１の位置およびライン検出部３７が検出した誘導ラインＬに基づいて、車輪３６０を操舵する。これにより、無人給電車３は、誘導ラインＬ上を走行しながら無人飛行体１を追従する。誘導ラインＬ上の領域が本発明の「無人給電車が配置されている所定の領域」に対応する。

飛行体特定部３３は、給電中において飛行体検出部３１によって検出された複数の無人飛行体１の位置に基づいて、無人給電車３に最も近い無人飛行体１を特定する。例えば、給電中において、無人飛行体１が移動することにより、給電されていた無人飛行体１よりも別の無人飛行体１が無人給電車３に近くなることがある。この場合、無人給電車３が遠くの無人飛行体１に継続して無線送電することは、給電効率の観点から好ましくない。そこで、無人給電車３は、給電中に飛行体検出部３１によって検出された複数の無人飛行体１の位置に基づいて、自車３に最も近い無人飛行体１の特定を更新し、更新された無人飛行体１に対して給電する。

＜給電方法＞
次に、図８を参照して、本実施形態に係る給電システムの給電方法について説明する。

上述および図８のとおり、倉庫内に複数の誘導ラインＬ１〜Ｌ６が敷設されており、複数（本実施形態では６台）の無人給電車３ａ〜３ｆが、複数の誘導ラインＬ１〜Ｌ６ごとにそれぞれ配置されている。

無人飛行体１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞれ運搬情報に基づいて、荷取位置Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃから荷置位置Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃへと２点鎖線で示された最短経路を飛行する。

６台の無人給電車３ａ〜３ｆはそれぞれ、飛行体検出部３１によって３機の無人飛行体１ａ〜１ｃおよびその位置を検出すると、各誘導ラインＬ１〜Ｌ６上において最も近い無人飛行体１に追従しながら無線送電する。

荷取位置Ｐ１ａにおいては、無人給電車３ａ、３ｆが無人飛行体１ａに給電する。荷取位置Ｐ１ｂにおいては、無人給電車３ｂが無人飛行体１ｂに給電する。また、荷取位置Ｐ１ｃにおいては、無人給電車３ｃ、３ｄ、３ｅが、無人飛行体１ｃに給電する。

次いで、３機の無人飛行体１ａ〜１ｃが荷取位置Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃから荷置位置Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ、Ｐ２ｃへと移動すると、６台の無人給電車３ａ〜３ｆは、飛行体検出部３１によって検出された位置に基づいて、飛行体特定部３３によって自車３に最も近い無人飛行体１の特定を更新する。

これにより、無人給電車３ａは、無人飛行体１ａを検出できる限りにおいて無人飛行体１ａに追従しながら無線送電する。無人給電車３ｂは、給電対象を無人飛行体１ｂから無人飛行体１ａに移行し、無人飛行体１ａに追従しながら無線送電する。無人給電車３ｃは、給電対象を無人飛行体１ｃから無人飛行体１ｂに移行し、無人飛行体１ｂに追従しながら無線送電する。無人給電車３ｄは、無人飛行体１ｃを検出できる限りにおいて、無人飛行体１ｃに追従しながら無線送電する。無人給電車３ｅは、継続して無人飛行体１ｃに追従しながら無線送電する。無人給電車３ｆは、給電対象を無人飛行体１ａから無人飛行体１ｂに移行し、無人飛行体１ｂに追従しながら無線送電する。

このように、無人給電車３は、第１実施形態の給電方法と異なり、給電対象である無人飛行体１を次々に移行させながら誘導ラインＬ上において給電する。これにより、複数の無人飛行体１は、継続的または断続的に給電されるので、飛行速度および飛行経路を制限されないまま連続して運搬作業を行うことができる。なお、無人飛行体１の蓄電池２０の蓄電量が所定量以上になった場合に、無人飛行体１から無人給電車３に停止信号が送信されること、および無人給電車３が停止信号を送信した無人飛行体１への給電を停止することは、第１実施形態と同様である。

以上のとおり、各実施形態に係る給電システムでは、無人飛行体１は、無人給電車３によって追従されながら給電されるので、連続して運搬作業を行うことができ、しかも、無人給電車３が自車３に最も近い無人飛行体１に対して給電を行うことにより、給電効率を高めることができる。

以上、本発明に係る無人給電車および給電システムの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

（１）無人飛行体１が自機位置を検出する方法は、特に限定されない。例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）技術によって、無人飛行体１の位置を検出してもよい。

（２）自機位置検出部２１２がカメラ１５ａの撮像した上方画像から天井マーカ４を認識できるのであれば、照明部１５ｂは、無人飛行体１に設けられていなくてもよい。

（３）飛行体検出部３１は、さらにレーダーを有してもよい。この場合、飛行体検出部３１がレーダーによって複数の無人飛行体１を検知するとともにそのおおよその位置を検出し、飛行体特定部３３が、その検出された位置に基づいて無人給電車３に最も近い無人飛行体１を特定してもよい。そして、飛行体検出部３１は、特定した無人飛行体１の位置を上カメラ３１１によって撮像することにより、特定した無人飛行体１の詳細な位置を検出してもよい。

（４）受電部１８は、無人給電車３によって送信されたマイクロ波を効率的に受電できるのであれば、本体１０に設けられてもよく、設けられる位置を特に限定されない。

（５）第２実施形態における無人給電車３は、電磁誘導による走行方式でもよい。この場合、誘導ラインＬは、床に敷設されたトウパスワイヤからなり、ライン検出部３７は、トウパスワイヤを検出するピックアップコイルからなる。

（６）無人給電車３は、自らの絶対位置と特定した無人飛行体１の絶対位置とに基づいて、無人飛行体１に追従しながら給電してもよい。この場合の給電システムの構成としては、例えば、複数の無人飛行体１と無人給電車３とが無線通信可能であって、無人給電車３が自らの位置を検出する自車位置検出部をさらに有するものが考えられる。また、この場合、複数の無人飛行体１は、自機位置検出部２１２によって特定された自機の位置情報を無人給電車３に送信する。無人給電車３は、（i）飛行体検出部３１によってその位置情報を受信することにより複数の無人飛行体１の位置を特定し、（ii）飛行体特定部３３によって自車３に最も近い無人飛行体１を特定し、（iii）操舵部３６１によって自らの位置と特定した無人飛行体１の位置とに基づいて車輪３６０を操舵して無人飛行体１を追従し、（iv）送電部３５によって無人飛行体１の位置と自らの位置とに基づいて無人飛行体１に無線送電する。自車位置検出部は、例えば、公知のレーザ誘導方式を用いるレーザースキャナを有してもよい。

１ 無人飛行体
１０ 本体
１２ アーム
１３ モータ
１４ 回転翼
１５ 上部ユニット
１５ａ カメラ
１５ｂ 照明部
１６ スキッド
１７ 荷保持部
１８ 受電部
１８ａ レクテナ
２０ 蓄電池
２１ 制御装置
２１０ 飛行制御部
２１１ 記憶部
２１２ 自機位置検出部
２１３ 高度比較部
２１４ 速度比較部
２１５ 停止信号送信部
３、３ａ〜３ｆ 無人給電車
３０ 本体
３１ 飛行体検出部
３１１ 上カメラ
３３ 飛行体特定部
３４ 蓄電池
３５ 送電部
３６ 走行装置
３６０ 車輪
３６１ 操舵部
３７ ライン検出部
４ 天井マーカ
Ｃ 天井
Ｗ 荷
Ｒ 路面
Ｌ、Ｌ１〜Ｌ６ 誘導ライン

Claims (9)

1. 運搬作業を行う無人飛行体に無線送電することにより給電する無人給電車であって、
   前記無人飛行体は、複数であって、
   自機の飛行を制御する飛行制御部と、
   前記運搬作業に係る荷を保持する荷保持部と、
   無線送電された電力を受電する受電部と、
   前記受電部によって受電された電力を蓄電する蓄電池と、を有し、
   前記無人給電車は、
   前記複数の無人飛行体の位置を検出する飛行体検出部と、
   前記飛行体検出部によって検出された前記複数の無人飛行体の位置に基づいて、前記複数の無人飛行体から自車に最も近い前記無人飛行体を特定する飛行体特定部と、
   前記特定された無人飛行体の位置に基づいて、前記特定された無人飛行体に追従するための走行装置と、
   前記特定された無人飛行体の位置に基づいて、前記特定された無人飛行体に無線送電する送電部と、を有し、
   前記特定された無人飛行体に追従しながら無線送電する
   ことを特徴とする無人給電車。
2. 前記自車の位置を検出する自車位置検出部をさらに有し、
   前記飛行体特定部によって前記無人飛行体を特定すると、前記特定された無人飛行体の位置を前記飛行体検出部によって検出しながら、かつ、自車位置検出部によって前記自車の位置を検出しながら前記特定された無人飛行体に追従する
   ことを特徴とする請求項１に記載の無人給電車。
3. 前記無人給電車は、複数であって、複数の領域にそれぞれ配置されており、前記飛行体特定部によって前記無人飛行体を特定すると、前記特定された無人飛行体にそれぞれの前記領域において追従しながら無線送電する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無人給電車。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の前記無人給電車と、前記複数の無人飛行体と、を備える
   ことを特徴とする給電システム。
5. 前記無人飛行体は、前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行高度と、給電時における所定の飛行高度とを比較する高度比較部をさらに有し、
   前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記高度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行高度が前記所定の飛行高度になるように前記無人飛行体の飛行高度を制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の給電システム。
6. 前記無人飛行体は、前記無人給電車が前記自機に追従可能な所定の飛行経路を記憶している記憶部をさらに有し、
   前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記無人飛行体を前記所定の飛行経路に沿って飛行させる
   ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の給電システム。
7. 前記無人飛行体は、前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行速度と、給電時における所定の飛行速度とを比較する速度比較部をさらに有し、
   前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって無線送電されながら飛行するとき、前記速度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行速度が前記所定の飛行速度になるように前記無人飛行体の飛行速度を制御する
   ことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の給電システム。
8. 前記無人飛行体は、前記蓄電池の蓄電量が所定量以上のときに前記無人給電車から給電されると、給電を停止させる停止信号を前記無人給電車に送信する停止信号送信部をさらに有し、
   前記無人給電車が前記停止信号を受信すると、
   前記送電部は、前記停止信号を送信した前記無人飛行体に対する無線送電を停止し、
   前記飛行体特定部は、前記停止信号を送信した前記無人飛行体を除く前記複数の無人飛行体から前記無人給電車に最も近い前記無人飛行体を特定する
   ことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の給電システム。
9. 前記飛行体特定部は、給電中において前記飛行体検出部によって検出された前記複数の無人飛行体の位置に基づいて、前記無人給電車に最も近い前記無人飛行体を特定し、
   前記無人給電車は、給電していた前記無人飛行体とは別の前記無人飛行体が前記自車に最も近いと前記飛行体特定部によって特定されると、当該特定された無人飛行体に追従しながら無線送電する
   ことを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の給電システム。

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