JP6765556B1 - 飛行装置、飛行システム及び情報処理装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、飛行体への保護部材の装着が確実な飛行装置を提供する。本発明の一実施形態の飛行装置１は、本体部１１及び前記本体部に保持される１以上のプロペラを有する飛行体（ドローン）２と、前記飛行体に装着され、前記本体部の外側を囲うように張り渡される保護部材３を支持する複数の支持具４と、前記保護部材の支持状態を示す支持情報を検出する支持情報検出部４１，４２と、前記支持情報検出部の検出値に基づいて前記保護部材の支持状態の適否を判定する装着判定部４３を有する。

Description

本発明は、飛行装置、飛行システム及び情報処理装置に関する。

従来、プロペラの回転によって生じる揚力により、自在に空中を移動するドローン等の飛行体が知られている。この種の飛行体は、ユーザの操縦や風の影響等により、木や建物へ衝突したり、地面に不時着したりしたときの接触等によってプロペラ等が損傷することがあった。プロペラの損傷は飛行に支障をきたすこともあるため、外的な衝撃を受けた際のプロペラ等の破損や歪みを防ぐために保護部材（安全フレーム）を飛行体（ドローン）に装着する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許６３７６６７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術を含む従来技術のみでは、プロペラ等の保護のみに重点が置かれており、飛行体への保護部材の装着簡易性や保護部材を含めた飛行装置の持ち運びの利便性の観点で改善の余地があった。具体的には、特許文献１の保護部材は、多数のプラスチックパイプ及び複数の接手から構成され、プラスチックパイプを接手に嵌合させて接続することによって飛行体を覆う形状に組み立てられる。特許文献１の保護部材は、その組立が非常に煩雑であり、使用後に飛行体から取り外すことが想定されていない。仮に、特許文献１の保護部材を使用の度に飛行体に着脱する場合、プラスチックパイプが正しく接続されていることが保証されず、保護部材の一部が脱落するおそれがある。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、飛行体への保護部材の装着が確実な飛行装置、飛行システム及び情報処理装置を提供することを課題とする。

上記課題を達成するため、本発明の一態様の飛行装置は、本体部及び前記本体部に保持される１以上のプロペラを有する飛行体と、前記飛行体に装着され、前記本体部の外側を囲うように張り渡される保護部材を支持する複数の支持具と、前記保護部材の支持状態を示す支持情報を検出する支持情報検出部と、前記支持情報に基づいて前記保護部材の支持状態の適否を判定する装着判定部と、を備える。

本発明によれば、飛行体への保護部材の装着が確実な飛行装置、飛行システム及び情報処理装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置の構成例を示す斜視図である。 図１の飛行装置の模式平面図である。 図１の飛行装置の支持具の保持部の平面図である。 図１の飛行装置を含む本発明の一実施形態に係る飛行システムの構成例を示すブロック図である。 図５の飛行システムにおける歪みセンサの取り付け状態を示す支持具の斜視図である。 図４の飛行システムにおける離陸制御部の制御の手順を示すフローチャートである。 図４とは異なる実施形態に係る飛行システムのブロック図である。 図７の飛行システムにおける歪みセンサの取り付け構造を示す支持具の部分分解斜視図である。 図４及び図７とは異なる実施形態に係る飛行システムのブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明では、特に断りのない限り、飛行体としてのドローンが着陸する平面を「着陸平面」とし、特に、着陸平面からみてドローンが離陸する方向を「上方向」と呼び、その逆方向を「下方向」とする。また、着陸平面から上方向に向けた距離を「高さ」と、「鉛直方向」は、上下方向に一致する方向とする。

図１は、本発明の一実施形態に係る飛行装置１の構成例を示す斜視図である。図２は、図１の飛行装置１の模式平面図である。なお、図２では、図１に比べて飛行装置１を模式的に示しており、一部の構成の図示を省略している。

先ず、飛行装置１の機械的な構成について説明する。

図１及び図２に示すように、飛行装置１は、ドローン（飛行体）２と、ドローン２の外側を囲うよう張り渡される保護部材３と、ドローン２に装着され、保護部材３を支持する複数の支持具４とを備える。

ドローン２は、保護部材３及び支持具４を取り外しても独立して飛行可能であり、単独で販売されることも想定される。

ドローン２は、本発明の一実施形態に関する保護部材３の装着確認処理及びドローン２の他の制御に必要な電子機器等を収容する本体部１１と、本体部１１から平面方向外側に延びる複数のアーム部１２と、アーム部１２を介して本体部１１に保持される複数のプロペラ１３と、を備える。また、ドローン２は、本体部１１の下側に、着陸平面に接地する脚部１４、搬送物を収容するボックス１５等をさらに備える。ここで、「外側」とは、平面視において、ドローン２の本体部１１の重心又は中心を起点としたときに本体部１１から離れた側であり、前記起点を球の中心として径方向外側と表現することもできる。

本体部１１に収容される電子機器は、後述する本発明の一実施形態に係る処理や、プロペラ１３を駆動させるためのモータの制御や、ドローン２の操縦者（以下「ユーザ」とも呼ぶ）が操縦するコントローラ等の外部との信号の送受信や、本体部１１に設けられるカメラ（図示省略）等の各種センサの情報に基づく処理等を実行するコンピュータ装置を含む。

アーム部１２は、水平方向に沿う棒状に形成される。アーム部１２の一側の端部が本体部１１に接続され、他側の端部（以下、先端部）にはプロペラ１３が配置される。本実施形態では、６本のアーム部１２のそれぞれが、平面視において本体部１１から放射状かつ対称に延びている。６本のアーム部１２の間隔は、周方向で等間隔となっている。

プロペラ１３は、アーム部１２を介して本体部１１に保持される。具体的には、プロペラ１３は、アーム部１２の先端部の上面に回転可能に配置される。回転面が水平面に一致するようにアーム部１２にプロペラ１３が取り付けられている。本実施形態では、６本のアーム部１２のそれぞれにプロペラ１３が設けられている。ドローン２は、合計６本のプロペラ１３の回転によって支持具４を含む飛行装置１を飛行させるための揚力を発生させることができる。

保護部材３は、飛行装置１の飛行時にドローン２が例えば建物や樹木等に直接衝突することを防止することで、外的な衝撃からドローン２を保護する部材である。

本実施形態では、複数の保護部材３が、隣接する支持具４の先端部間に１つずつ保持されることにより、全体として平面視でドローン２を囲う環状に配置される。

保護部材３は、少なくとも本体部１１を囲うよう張り渡されればよいが、本実施形態のようにプロペラ１３の外側を囲うよう張り渡されることによって、飛行装置１の飛行時にプロペラ１３が建物等と直接衝突することを防止することができる。

保護部材３は、例えばロープ、ワイヤ等の自身でその形状を維持できない柔軟な材料から形成されてもよく、例えば棒材等の実質的に変形しない剛性を有する材料から形成されてもよい。ただし、保護部材３は、支持具４間に架け渡すことができる剛性と、ある程度変形させてその着脱を容易にする可撓性及び弾性とを有する材料から形成されることが好ましい。このような剛性と可撓性及び弾性とを有する材料としては、例えば炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastics, CFRP）等の複合材料から形成される細長の帯状体が好適に用いられる。つまり、保護部材３は、ある程度の弾性率を有する材料を厚みの小さい帯状に成形することによって、厚み方向に曲げ変形可能な可撓性を有し、幅方向には十分な剛性を有する部材とすることが望ましい。なお、「帯状」とは、平均幅が平均厚みの５倍以上であることを意味する。ただし、平均幅及び平均厚みは、端部を支持具によって保持するための構造部や、支持具間の部分に別の目的で付設される構造部（本実施形態には不存在）を除外して算出するものとする。

帯状の保護部材３は、厚み方向がプロペラ１３の回転軸と略直角となるように支持されることが好ましい。これにより、飛行装置１がプロペラ１３の径方向に他の物体（人や動物を含む）と衝突した場合に、保護部材３が面で他の物体に接触してその衝撃を和らげることができ、他の物体の損傷を抑制することができる。

また、保護部材３は、厚み方向がプロペラ１３の回転軸と略直角であることによって、保護部材３は、プロペラ１３の回転軸と平行な方向（鉛直方向）にたわみ難くなる。つまり、保護部材３は、プロペラ１３の回転軸と直角な方向（水平方向）のたわみ振動（横ブレ）と比較してプロペラ１３の回転軸と平行な方向のたわみ振動（縦ブレ）が発生し難い。これにより、径方向視でプロペラ１３と重複しないように保持される保護部材３がたわみ振動してもプロペラ１３の回転軸方向の成分が小さくなるので、保護部材３がプロペラ１３と接触し難くなる。

支持具４は、ドローン２の周囲に保護部材３を張り渡した状態で支持するための器具である。本実施形態では、６本のアーム部１２の先端部に、それぞれ支持具４が装着される。

各支持具４は、ドローン２のアーム部１２の先端部に装着され、プロペラ１３の回転軸と略垂直に延びる固定部２１と、固定部２１の先端部に取り付けられ、プロペラ１３の回転軸と略平行に延びる延設部２２と、延設部２２の上端部に取り付けられ、両側の保護部材３の端部を保持する保持部２３と、を有する。なお、「略垂直」とは、相対角度が８５°以上９５°以下であることを意味する。また、「略平行」とは、相対角度が５°以下であることを意味する。

固定部２１は、平面視において保護部材３をプロペラ１３の外側に支持するために、アーム部１２からさらに外側に水平方向に延びる。固定部２１は、棒状の部材とすることができるが、後述する制御に係る構成要素を収容できるよう、筒状の部材とすることが好ましい。

延設部２２は、プロペラ１３の回転軸と略平行に上方に延びることによって、保持部２３、ひいてはそれに保持される保護部材３の高さを容易に調節可能にする。これにより、保護部材３をプロペラ１３に接触しない高さに容易に支持することができる。

延設部２２は、比較的軽量で十分な剛性を有する材料、例えば樹脂、アルミニウム合金、繊維強化プラスチック等から形成することができる。

延設部２２は、その厚み方向が固定部２１の延在方向と平行、つまりプロペラ１３の回転軸と略垂直で本体部１１の中心に向かう方向である帯板状に形成することが好ましい。これによって、保護部材３の張力によって延設部２２がその先端部を本体部１１側に移動させるよう弾性変形しやすくなり、保護部材３の張力の検出が容易となる。

保持部２３は、図３に示すように、延設部２２に固定するための固定構造２５と、保護部材３の端部を保持するための一対の保持構造２６と、保持部２３を平面視において変形させて一対の保持構造２６間の距離を変化させることにより保護部材３の張力を変化させる張力調整機構２７とを有する構成とすることができる。

固定構造２５は、延設部２２が嵌合する嵌合孔２８を有する構成とすることができる。固定構造２５は、延設部２２の抜けを防止するために独自の固定ネジを有してもよいが、本実施形態では、張力調整機構２７により保護部材３の張力を増大させると嵌合孔２８が縮小して延設部２２を締め付けるよう構成されている。

保持構造２６は、保護部材３の端部が差し込まれるスリット２９と、スリット２９に差し込まれた保護部材３に係合する固定ネジ３０とを有する構成とすることができる。

張力調整機構２７は、各固定構造２５から互いに隣接し合うよう本体部１１から見て外側に延びる一対のレバー部３１と、一対のレバー部３１の先端部の間隔を定める調整ネジ３２とを有する構成とすることができる。張力調整機構２７は、調整ネジ３２を絞め込んで一対のレバー部３１の先端部の間隔を小さくすることにより、延設部２２を中心に各固定構造２５を本体部１１から見て外側に揺動させるよう保持部２３全体を変形させられる。これにより、保持構造２６が張力調整機構２７側に引き寄せられることで保護部材３の張力が増大する。

飛行装置１は、支持具４によって本体部１１やプロペラ１３を囲むように保護部材３を支持することによって、飛行装置１が水平に飛行する際に本体部１１やプロペラ１３が建物や木々に直接衝突することを防止する。また、支持具４は、保護部材３をプロペラ１３と同一又はそれ以上の高さに保持する。これにより、下降局面において本体部１１及びプロペラ１３の下方に位置する脚部１４によって本体部１１及びプロペラ１３の損傷を防ぎつつ、上昇局面においてはプロペラ１３と同一又はそれ以上の高さに位置する保護部材３によって本体部１１及びプロペラ１３の損傷を効果的に防ぐことができる。

続いて、本実施形態の飛行装置１に特有の制御のための構成について説明する。

図４は、図１の飛行装置１を含む飛行システムにおける特徴的な制御を行うための構成を示すブロック図である。なお、図４の飛行システム全体は、それ自体が本発明の一実施形態に係る飛行システムである。

飛行システムは、飛行装置１と、飛行装置１を遠隔制御する情報処理装置５とを備える。

飛行装置１の各支持具４は、延設部２２の変形を検出する歪みセンサ４１を有する。

一方、ドローン２は、各歪みセンサ４１の検出値をそれぞれ電気信号に変換する複数の検出回路４２と、複数の検出回路４２の出力（歪みセンサ４１の検出値）に基づいて支持具４による保護部材３の支持状態の適否を判定する装着判定部４３と、装着判定部４３の判定結果に応じた情報を表示する報知部４４と、装着判定部４３の判定結果に基づいて飛行装置１の離陸の可否を判断する離陸制御部４５と、情報処理装置５と無線通信するための飛行体通信部４６とを有する。

支持具４の歪みセンサ４１とドローン２の検出回路４２とは、一体となって支持具４による保護部材３の支持状態を示す支持情報（本実施形態では延設部２２の変形）を検出する支持情報検出部を構成する。

情報処理装置５は、飛行装置１と無線通信するための遠隔通信部４７と、飛行装置１の遠隔制御に必要な処理を行う遠隔制御部４８とを備える。

歪みセンサ４１は、延設部２２に貼設されているため、保護部材３の張力によって生じる延設部２２のたわみ変形（上端部が本体部１１側に移動するような曲げ）の大きさを検出することができる。つまり、歪みセンサ４１は、保護部材３の張力が大きいほど、大きい値を検出する。これによって、歪みセンサ４１により保護部材３の張力を間接的に確認することができる。

歪みセンサ４１は、図５に示すように、延設部２２の外側面（本体部１１と反対側の面）又は内側面（本体部１１側の面）或いは両面に貼着することが好ましい。帯板状の延設部２２は、保護部材３の張力に応じた延設部２２の弾性変形によって比較的大きく変形するので、歪みセンサ４１によって保護部材３の張力を比較的正確に判定することが可能となる。

歪みセンサ４１としては、延設部２２のたわみによって生じる歪みを検出する任意のセンサを用いることができる。このような歪みを検出するセンサとしては、例えば歪み（自身の変形）によって電気抵抗が変化する歪みゲージ、歪みによって静電容量が変化する静電容量センサ等を挙げることができる。

検出回路４２は、歪みセンサ４１の電気的特性の変化に応じて変化する電気信号を出力する回路である。検出回路４２は、例えば公知のホイートストンブリッジ回路等によって構成することができる。具体的には、歪みセンサ４１を延設部２２の両面に貼設する場合、２ゲージ法によるホイートストンブリッジ回路が好適に用いられる。

検出回路４２は、アーム部１２の中にそれぞれ配設してもよく、本体部１１の中に配置してもよい。本体部１１の中に配置する場合、複数の検出回路４２を同一の回路基板上に形成してもよい。

図５に示すように、歪みセンサ４１と検出回路４２との間の配線Ｌの少なくとも一部は、固定部２１の内部に配設されることが好ましい。また、歪みセンサ４１と検出回路４２との間には、アーム部１２への固定部２１の着脱を可能にしつつ、歪みセンサ４１と検出回路４２とを電気的に接続可能とするコネクタＣが設けられてもよい。この場合、コネクタＣの接続及び分離を容易にするために、コネクタＣと歪みセンサ４１又は検出回路４２との配線Ｌを十分に長いリード配線とすることによって、コネクタＣがアーム部１２又は固定部２１から引き出し可能とされてもよい。また、コネクタＣが、アーム部１２及び固定部２１に機械的に組み込まれ、アーム部１２と固定部２１との機械的な接続により歪みセンサ４１と検出回路４２とが電気的に接続されるよう構成されてもよい。

装着判定部４３は、支持情報である歪みセンサ４１の検出値（検出回路４２の出力）に基づいて、支持具４による保護部材３の支持状態が適切か否かを判定する。具体的には、装着判定部４３は、保護部材３の張力に対応する歪みセンサ４１の検出値（歪みの大きさ）が予め設定される下限値未満である場合には、支持具４による保護部材３の張設が不適切であると判定するよう構成されてもよい。また、装着判定部４３は、歪みセンサ４１の検出値が予め設定される上限値を超える場合にも、保護部材３の支持状態が不適切であると判定するよう構成されてもよい。さらに、装着判定部４３は、複数の歪みセンサ４１の検出値の相互の関係を考慮して、保護部材３の支持状態の適否を判定してもよい。

装着判定部４３は、コンパレータ等を含むアナログ回路として構成してもよく、検出回路４２の出力をディジタル変換してマイクロプロセッサによって演算処理する構成としてもよい。装着判定部４３は、検出回路４２や離陸制御部４５の一部又は全部と同じ回路基板上に構成されてもよい。装着判定部４３は、本体部１１の中に収容されることが好ましい。また、装着判定部４３は、ドローン２の他の制御を行う制御装置の一機能として実現してもよい。つまり、ドローン２の制御装置を構成するコンピュータのプログラムに、サブルーチン、サブプログラム等を付加することによって、装着判定部４３を実現することができる。従って、装着判定部４３は、機能的に区別されるものであって、物理的に独立した構成要素である必要はない。

図６は、本実施形態の離陸制御部４５の制御の手順を示すフローチャートである。

離陸制御部４５は、先ず、ステップＳ１において支持情報として検出回路４２の出力（歪みセンサ４１の検出値）を取得する。次に、ステップＳ２においてすべての検出値が予め設定される第１の閾値以上であるか否かを確認する。ステップＳ２においてすべての歪みセンサ４１の検出値が第１の閾値以上であると確認された場合、ステップＳ３に進んで歪みセンサ４１の検出値の最大値と最小値との差が予め設定される第２の閾値を以下であるか否かを確認する。ステップＳ３において歪みセンサ４１の検出値の最大値と最小値との差が第２の閾値以下であった場合、ステップＳ４に進んですべての支持具４による保護部材３の支持状態が適切であると判定する。ステップＳ２おいていずれかの歪みセンサ４１の検出値が第１の閾値に満たなかった場合、及びステップＳ３において歪みセンサ４１の検出値の最大値と最小値との差が閾値を超えていた場合、ステップＳ５に進んで支持具４による保護部材３の支持状態が不適切であると判定する。

歪みセンサ４１の検出値の最大値と最小値との差が大きい場合、保護部材３に異常な振動が発生したり、特定の支持具４に負荷が集中したりする可能性があり、飛行中に保護部材３の機能が損なわれるおそれがある不適切な支持状態であると考えられる。

報知部４４は、例えば表示灯、ディスプレイパネル、スピーカ等、ユーザに情報を伝達できる任意の構成とすることができる。例として、報知部４４は、装着判定部４３の判定結果に応じて点灯状態が変化するＬＥＤを有する構成とすることができる。報知部４４のＬＥＤの点灯は、離陸前だけ行うようにしてもよく、離陸後にも行うようにしてもよい。また、ＬＥＤの点灯状態が変化とは、例えば点灯と消灯との間の遷移、点滅における点灯時間や消灯時間の変化、３色発光ＬＥＤの色の変化等、ユーザが状態変化を確認し得るものであれば特に限定されない。報知部４４のＬＥＤは、飛行中はドローン２の位置及び向きを知らせる表示灯として使用されるものであってもよい。

報知部４４は、保護部材３の支持状態が不適切である支持具４を判別可能に報知することが好ましい。具体的には、報知部４４は、各支持具に対応する位置（例えば各アーム部１２又は本体部１１のアーム部１２に隣接する位置）に配置される複数のＬＥＤを含み、支持状態が不適切な支持具４に対応するＬＥＤの点灯状態を異ならせる構成とすることができる。また、報知部４４は、ディスプレイパネルを含み、文字や画像によって支持状態が不適切な支持具４を特定する表示を行ってもよい。また、報知部４４は、スピーカを含み、音声メッセージ等によって支持状態が不適切な支持具４を知らせる構成であってもよい。

報知部４４は、後述する離陸制御部４５の判定結果に応じた表示、つまり離陸の可否の表示を行うよう構成されてもよい。

離陸制御部４５は、すべての装着判定部４３がそれぞれの支持具４による保護部材３の支持状態が適切であると判定した場合にのみ、飛行装置１の離陸を許可するよう構成することができる。つまり、離陸制御部４５は、すべての支持具４による保護部材３の支持状態が適切であることを条件として離陸を許可する旨の判断を行う。なお、離陸を許可する条件としては、これ以外にも、バッテリー残量やＧＰＳ受信状態等が設定される。

離陸制御部４５は、本体部１１内に設けることができる。この離陸制御部４５は、ドローン２の他の制御を行う制御装置の一機能として実現してもよい。つまり、ドローン２の制御装置を構成するコンピュータのプログラムにサブルーチン、サブプログラム等を付加することによって、離陸制御部４５を実現することができる。従って、離陸制御部４５は、機能的に区別されるものであって、物理的に独立した構成要素である必要はない。

飛行体通信部４６及び遠隔通信部４７は、無線通信装置を行うための送受信装置である。飛行体通信部４６及び遠隔通信部４７が送受信する電波（光を含む）の周波数及び出力並びに通信方式は、飛行装置１の利用目的等に応じて適宜選択することができる。

遠隔制御部４８は、飛行装置１に、飛行経路、飛行速度、カメラ撮影等の動作を指示する装置である。この遠隔制御部は、プログラム可能なコンピュータによって構成してもよい。

遠隔制御部４８は、飛行装置１の飛行中に、装着判定部４３の支持具４による保護部材３の支持状態が不適切であるとの判定結果を受信した場合には、飛行装置を緊急着陸させるよう構成されてもよい。

遠隔通信部４７及び遠隔制御部４８を備える情報処理装置５は、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータ等の通信機能を備える市販のコンピュータ装置に専用のプログラムを導入することによって構成してもよい。

情報処理装置５は、装着判定部４３の判定結果及び離陸制御部４５の判断結果を表示するよう構成されてもよい。装着判定部４３の判定結果は、保護部材３の支持状態が不適切であるとの判定された支持具４を特定する表示とすることが好ましい。このため、ドローン２は、飛行体通信部４６及び遠隔通信部４７を用いて、装着判定部４３の判定結果及び離陸制御部４５の判断結果の少なくともいずれかを情報処理装置５に送信することが好ましい。これにより、ユーザは飛行装置１から離れた場所においても、情報処理装置５によって保護部材３の支持状態が不適切であるか否かを確認することができる。

装着判定部４３は、支持具４により保護部材３が適切に支持されているか否かを歪みセンサ４１の検出値（支持情報）を用いて確認することができる。このため、飛行装置１は、使用する際のドローン２への保護部材３の装着を確実にすることができる。特に、歪みセンサ４１が保護部材３の張力によって生じる歪みを検出することによって、保護部材３の適切な張力が担保されるため、適切に保護部材３に衝撃吸収能力を発揮させることができる。また、飛行装置１は、各支持具４がそれぞれ歪みセンサ４１を有するので、複数の保護部材３がすべて適切に保護部材３を支持していることを担保できる。

また、飛行装置１は、報知部４４を有することによって、ユーザが保護部材３の支持状態の適否を容易に確認できる。また、飛行装置１は、離陸制御部４５を有するので、ユーザが保護部材３の支持状態の適否の確認を怠った場合でも、保護部材３の支持状態が不適切な飛行装置１の飛行を防止することができる。

続いて、図４とは異なる実施形態の飛行システムについて説明する。本実施形態の飛行システムは、飛行装置１ａと、情報処理装置５ａとを備える。本実施形態の飛行装置１ａの機械的な構成は、図１の飛行装置１の機械的な構成と同様であり、制御に係る構成のみが異なる。このため、以降の説明では、先に説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して重複する説明を省略する。

図７は、本実施形態の飛行システムにおける特徴的な制御を行うための構成を示すブロック図である。

飛行装置１ａの各支持具４は、支持情報として保持部２３の変形を検出する歪みセンサ４１ａと、歪みセンサ４１ａの検出値を電気信号に変換する検出回路４２ａと、検出回路４２ａの出力（歪みセンサ４１ａの検出値）に基づいて支持具４による保護部材３の支持状態の適否を判定する装着判定部４３ａと、装着判定部４３ａの判定結果に応じた情報を表示する報知部４４ａとをそれぞれ有する。検出回路４２ａ及び装着判定部４３ａは、保護のために支持具４の固定部２１の内部に配設されることが好ましい。

ドローン２は、情報処理装置５ａと無線通信して各支持具４の装着判定部４３ａの判定結果を送信するための飛行体通信部４６を有する。

情報処理装置５ａは、飛行装置１ａと無線通信するための遠隔通信部４７と、装着判定部４３ａの判定結果に基づいて飛行装置１ａの離陸の可否を判断する離陸制御部４５ａと、飛行装置１ａの遠隔制御に必要な他の処理を行う遠隔制御部４８とを備える。

歪みセンサ４１ａは、図８に示すように、保持部２３の本体部１１側の面に貼設されている。この歪みセンサ４１ａは、その一対の端子４９が、嵌合孔２８の内面に配置されている。そして、延設部２２には、延設部２２に保持部２３を取り付けたときに端子４９それぞれと電気的に接触するよう、２本の配線５０が付設されている。端子４９と配線５０との接触部は、電気的接続を確実にするよう、平面上の導体が露出するよう構成することが好ましい。

保持部２３は、張力調整機構２７により保護部材３に張力を付与（増大）する際に、保持部２３の歪みセンサ４１ａが貼設された面が本体部１１側に凸状に変形する。歪みセンサ４１ａは、この保持部２３の変形を検出する。従って、本実施形態の歪みセンサ４１ａの検出値によっても、支持具４が保護部材３を適切な張力を付与する状態で適切に支持しているか否かを判定することができる。

検出回路４２ａは、支持具４に配設可能に設計されるが、電気的には図４の検出回路４２と同様の回路構成とすることができる。

装着判定部４３ａは、個々の歪みセンサ４１ａの検出値が予め設定される下限値未満である場合や、予め設定される上限値を超える場合に、支持具４による保護部材３の支持状態が不適切であると判定する。この装着判定部４３ａは、アナログ回路やマイクロプロセッサを有する回路等によって構成することができ、検出回路４２ａと同一の回路基板上に形成されてもよい。

報知部４４ａは、支持具４に設けられているが、図４の報知部４４と同様の機能を有する。これにより、支持具４に設けられる装着判定部４３ａからの配線が容易となる。また、支持具４に報知部４４ａを設けることによって、ユーザが保護部材３の支持状態が不適切な支持具４をより簡単に判別することができる。

離陸制御部４５ａは、情報処理装置を構成するコンピュータ装置等のプログラムによって、遠隔制御部４８と一体に実現され得る。

装着判定部４３と飛行体通信部４６との間の配線は、図８に示すように、飛行体通信部４６と装着判定部４３との間で信号を送受信するための信号線Ｌｓの他、飛行体通信部４６から装着判定部４３に電力を供給する電力線Ｌｐを含むことが好ましい。

本実施形態では、情報処理装置５ａが離陸制御部４５ａを有する。このため、ドローン２は、装着判定部４３ａの判定結果を、情報処理装置５ａに無線送信する。これによって、保護部材３の支持状態が不適切である場合には、情報処理装置５ａにおいて飛行装置１ａの飛行を禁止することができる。

続いて、図４及び図７とは異なる飛行システムについて説明する。図９の飛行システムは、飛行装置１ｂと、本発明の一実施形態に係る情報処理装置５ｂとを備える。本実施形態の飛行装置１ｂの機械的な構成は、図１の飛行装置１の機械的な構成と同様であり、制御に係る構成のみが異なる。

図９は、本実施形態の飛行システムにおける特徴的な制御を行うための構成を示すブロック図である。

飛行装置１ｂの各支持具４は、支持情報として保持部２３の変形を検出する歪みセンサ４１を有する。

ドローン２は、各支持具４の歪みセンサ４１の検出値（支持情報）をそれぞれ電気信号に変換する複数の検出回路４２と、情報処理装置５ｂと無線通信するための飛行体通信部４６とを有する。

情報処理装置５ｂは、飛行装置１ｂと無線通信するための遠隔通信部４７と、複数の検出回路４２の出力（歪みセンサ４１の検出値）に基づいて支持具４による保護部材３の支持状態の適否を総合的に判定する装着判定部４３ｂと、装着判定部４３ｂの判定結果に応じた情報を表示する報知部４４ｂと、装着判定部４３ｂの判定結果に基づいて飛行装置１ｂの離陸の可否を判断する離陸制御部４５ｂと、飛行装置１ｂの遠隔制御に必要な他の処理を行う遠隔制御部４８とを備える。

歪みセンサ４１は、図５の歪みセンサ４１と同様に支持具４の延設部２２の保護部材３の張力によって生じるたわみ変形を検出する。

検出回路４２は、図４の検出回路４２と同様の構成とすることができる。

図９の飛行システムにおける情報処理装置５ｂは、それ自体が本発明の一実施形態にかかる情報処理装置である。情報処理装置５ｂにおいて、遠隔通信部４７は、各支持具４の保護部材３の支持状態を示す支持情報（歪みセンサ４１の検出値）を取得する支持情報取得部として機能する。

本実施形態の装着判定部４３ｂ及び離陸制御部４５ｂは、情報処理装置５ｂに設けられている。装着判定部４３ｂ及び離陸制御部４５ｂは、情報処理装置５ｂを構成するコンピュータ装置等のプログラムの一部の機能として実現することができる。従って、装着判定部４３ｂは、飛行体通信部４６及び遠隔通信部４７を介して入力される検出回路４２の出力値（歪みセンサ４１の検出値）に基づいて、支持具４による保護部材３の支持状態の適否を判定する。図９の情報処理装置５ｂの装着判定部４３ｂ及び離陸制御部４５ｂが行う処理は、図４の飛行装置１の装着判定部４３及び離陸制御部４５が行う処理と同様とすることができる。

報知部４４ｂは、情報処理装置５ｂを構成するコンピュータ装置等のディスプレイパネルやスピーカ等によって構成することができる。報知部４４ｂは、保護部材３の支持が不適切である支持具４を判別可能に表示するとともに、離陸制御部４５ｂの判断結果を表示することが好ましい。

本実施形態の情報処理装置５ｂは、保護部材３の支持状態が不適切である場合には、飛行装置１ｂの飛行を禁止し、飛行装置１ｂへの支持具４による保護部材３の確実な装着を担保することができる。

以上、本発明の三つの実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

本発明の各実施形態に係る飛行装置は、専用の保護部材を含まず、ユーザが別途用意する保護部材を用いるものであってもよい。保護部材として用いることができる汎用品としては、各種のロープ、ワイヤ、梱包結束用の樹脂バンド又は金属バンド等を挙げることができる。

本発明の各実施形態に係る飛行装置において歪みセンサは、支持具の他の部位の変形を検出するよう配設されてもよい。また、歪みセンサは、すべての支持具に設けられていなくてもよい。つまり、少なくとも１つの歪みセンサがいずれかの支持具の変形を検出できるよう配設されていれば、環状に接続される保護部材全体の支持状態を類推することができる。具体例として、図４及び図９の実施形態における歪みセンサとして図８の歪みセンサを採用してもよく、図７の実施形態における歪みセンサとして図５の歪みセンサを採用してもよい。

本発明の各実施形態に係る飛行装置において支持状態検出部は、歪みセンサ以外のセンサ、例えば本体部と支持具の先端部との距離を測定する測距センサ等によって支持情報を取得するものであってもよい。また、本発明の各実施形態に係る飛行装置において支持状態検出部は、保護部材に設けられるセンサの状態変化を支持情報として検出するものであってもよい。また、本発明の各実施形態に係る飛行装置において支持状態検出部は、支持情報を２値で検出するものであってもよい。

本発明の各実施形態に係る飛行装置は、飛行体と支持具との間で信号を無線送信するよう構成されてもよい。つまり、発明に係る飛行装置は、支持具内に電池を設け、上記実施形態におけるコネクタに換えて無線送信器を設けたものであってもよい。また、発明に係る飛行装置は、飛行体から支持具にワイヤレス給電するよう構成されてもよい。

本発明の各実施形態に係る飛行装置において、支持具は、先端部の本体部からの距離を変化させることによって、保護部材に張力を付与するものであってもよい。

本発明の各実施形態に係る飛行装置において、支持具の数は、６本に限られず、３本以上の任意の数とすることができる。

本発明の各実施形態に係る飛行装置において、保護部材は、複数の支持具によって支持される１つの環状の部材であってもよい。この場合、複数の支持具は、保護部材の長さ方向には保護部材を移動可能に支持し、いずれか１つ以上が保護部材に張力を付与する機構を有するものとすることができる。この場合、保護部材を固定しない保持部は、保護部材を案内する環状体、案内溝、滑車等を有するものであってもよい。

本発明の各実施形態に係る飛行装置は、支持具の先端部を移動させずに保護部材の張力を調整する機構、例えば保護部材の端部を張設方向に移動させることで張力を調整する機構等をさらに備えてもよい。

本発明の各実施形態に係る飛行装置は、複数の支持具によって、保護部材を立体的に保持するものであってもよい。例えば、飛行体から外側に延びる支持具に加え、上下方向に延びる支持具を設け、これらの支持具の先端部間に保護部材を張り渡すことで、側面視においても飛行体の少なくとも本体部を囲うよう保護部材を支持することができる。

また例えば、上述の実施形態では、飛行体としてドローンを例示したが、飛行体はドローンに特に限定されず、有人も含めて飛行体であれば足りる。

以上のように、本発明の各実施形態は、以下の各構成により、それぞれ有利な効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る飛行装置（例えば、飛行装置１，１ａ）は、本体部（例えば、本体部１１）及び前記本体部に保持される１以上のプロペラ（例えば、プロペラ１３）を有する飛行体（例えば、ドローン２）と、前記飛行体に装着され、前記本体部の外側を囲うように張り渡される保護部材（例えば、保護部材３）を支持する複数の支持具（例えば、支持具４）と、前記保護部材の支持状態を示す支持情報を検出する支持情報検出部（例えば、歪みセンサ４１，４１ａ及び検出回路４２，４２ａ）と、前記支持情報検出部の検出値に基づいて前記保護部材の支持状態の適否を判定する装着判定部（例えば、装着判定部４３，４３ａ）と、を備える。この構成によれば、飛行装置は、支持情報検出部によって支持具の支持状態を確認できるので、装着判定部において支持具が保護部材を適切に保持する状態となっているか否かを判定することができる。従って、飛行装置は、飛行装置を使用する際に飛行体への保護部材の装着を確実にすることができる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置において、前記支持情報検出部は、前記保護部材の張力により生じる前記支持具の変形を検出する歪みセンサ（例えば、歪みセンサ４１，４１ａ）を有してもよい。このように、歪みセンサが保護部材の張力によって生じる歪みを検出することによって、保護部材の適切な張力が担保されるため、保護部材に衝撃吸収能力を適切に発揮させることができる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置において、前記支持具は、前記飛行体に装着され、前記プロペラの回転軸と略垂直に延びる固定（例えば、固定部２１）部と、前記固定部の先端部に取り付けられ、前記プロペラの回転軸と略平行に延びる延設部（例えば、延設部２２）と、を有し、前記歪みセンサは、前記延設部に配設されていてもよい。これよって、歪みセンサにより、保護部材の張力に応じてたわみ変形する延設部の変形量を測定することができるので、保護部材の適切な支持状態をより正確に判定することができる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置において、前記複数の支持具にそれぞれ前記歪みセンサが配設されていてもよい。これによって、すべての支持具がそれぞれ保護部材を適切な張力を付与する状態で支持していることを担保することができる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置において、前記装着判定部は、前記支持情報検出部の検出値の最大値と最小値との差が予め設定される閾値を超える場合に前記保護部材の支持状態が不適切であると判定してもよい。これによって、複数の支持具が不均等に保護部材を支持することにより応力集中や異常振動が生じて保護部材による保護が不完全となることを防止できる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置において、前記装着判定部は、前記支持具に配設されていてもよい。これによって、複数の保護部材がすべて適切に装着されることを担保できる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置は、前記飛行体又は前記支持具は、前記装着判定部の判定結果に応じた情報を報知する報知部（例えば、報知部４４，４４ａ）をさらに備えてもよい。これによって、ユーザは保護部材の支持状態を容易に把握することができる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置において、前記報知部は、前記複数の支持具の中で前記保護部材の支持状態が不適切であるものを判別可能に報知してもよい。これによって、ユーザは保護部材の支持状態が不適切な支持具を判別して適切な支持状態に容易に修正することができる。

本発明の一実施形態に係る飛行装置において、前記装着判定部の判定結果に基づいて当該飛行装置の離陸の可否を判断する離陸制御部（例えば、離陸制御部４５，４５ａ）をさらに備えてもよい。これによって、ユーザが保護部材の支持状態の適否の確認を怠った場合でも、保護部材の支持状態が不適切な飛行装置の飛行を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る飛行システムは、上述の飛行装置（例えば、飛行装置１）、及び前記飛行装置と無線通信し、前記飛行装置の飛行を制御する情報処理装置（例えば、情報処理装置５）を備え、前記飛行体は、前記離陸制御部（例えば、離陸制御部４５）の判断結果を前記情報処理装置に送信する。この構成によれば、離陸制御部が飛行装置の飛行を禁止した場合にその旨を情報処理装置において確認することができる。

本発明の一実施形態に係る飛行システムは、上述の飛行装置（例えば、飛行装置１）、及び前記飛行装置と無線通信し、前記飛行装置の飛行を制御する情報処理装置（例えば、情報処理装置５）を備え、前記飛行体は、前記装着判定部の判定結果を前記情報処理装置に送信する。この構成によれば、保護部材の支持状態が不適切である場合には、情報処理装置において保護部材の支持状態が不適切な飛行装置の飛行を禁止することができるので、飛行体の保護を担保することができる。

本発明の一実施形態に係る飛行システムは、上述の飛行装置、及び前記飛行装置（例えば、飛行装置１ａ）と無線通信し、前記飛行装置の飛行を制御する情報処理装置（例えば、情報処理装置５ａ）を備え、前記飛行体は、前記装着判定部の判定結果を前記情報処理装置に送信し、前記情報処理装置は、前記装着判定部の判定結果に基づいて当該飛行装置の離陸の可否を判断する離陸制御部（例えば、離陸制御部４５ａ）を有する。この構成によっても、情報処理装置において保護部材の支持状態が不適切な飛行装置の飛行を禁止することができるので、飛行体の保護を担保することができる。

本発明の別の実施形態に係る飛行システムは、飛行装置（例えば、飛行装置１ｂ）、及び前記飛行装置と無線通信し、前記飛行装置の飛行を制御する情報処理装置（例えば、情報処理装置５ｂ）を備え、前記飛行装置は、本体部及び前記本体部に保持される１以上のプロペラを有する飛行体（例えば、ドローン２）と、前記飛行体に装着され、前記本体部の外側を囲うように張り渡される保護部材を支持する複数の支持具（例えば、支持具４）と、前記保護部材の支持状態を示す支持情報を検出する支持情報検出部（例えば、歪みセンサ４１及び検出回路４２）と、を有し、前記情報処理装置は、前記支持情報に基づいて前記保護部材の支持状態の適否を判定する装着判定部（例えば、装着判定部４３ｂ）を有する。この構成によれば、情報処理装置において保護部材の支持状態の適否を判定することができるので、飛行装置を使用する際に飛行体への保護部材の装着を確実にすることができる。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置（例えば、情報処理装置５ｂ）は、本体部及び前記本体部に保持される１以上のプロペラを有する飛行体と、前記飛行体に装着され、前記本体部の外側を囲うように張り渡される保護部材を支持する複数の支持具と、を備える飛行装置（例えば、飛行装置１ｂ）を制御する情報処理装置であって、前記保護部材の支持状態を示す支持情報を取得する支持情報取得部（例えば、遠隔通信部４７）と、前記支持情報取得部が取得にした前記支持情報に基づいて前記保護部材の支持状態の適否を判定する装着判定部（例えば、装着判定部４３ｂ）と、を備える。この構成によれば、保護部材の支持状態を確認して、飛行装置を飛行させる際に飛行体への保護部材の装着を確実にすることができる。

１，１ａ，１ｂ・・・飛行装置、 ２・・・ドローン（飛行体）、 ３・・・保護部材、 ４・・・支持具、 ５，５ａ，５ｂ・・・情報処理装置、 ２１・・・固定部、 ２２・・・延設部、 ２３・・・保持部、 ４１，４１ａ・・・歪みセンサ、 ４２，４２ａ・・・検出回路、 ４３，４３ａ，４３ｂ・・・装着判定部、 ４４，４４ａ，４４ｂ・・・報知部、 ４５，４５ａ，４５ｂ・・・離陸制御部

Claims (15)

1. 本体部及び前記本体部に保持される１以上のプロペラを有する飛行体と、
   前記飛行体に装着され、前記本体部の外側を囲うように張り渡される保護部材を支持する複数の支持具と、
   前記保護部材の支持状態を示す支持情報を検出する支持情報検出部と、
   前記支持情報に基づいて前記保護部材の支持状態の適否を判定する装着判定部と、
   を備える飛行装置。
2. 前記支持情報検出部は、前記支持具に配設されるセンサを含む請求項１に記載の飛行装置。
3. 前記センサは、前記支持具の変形を検出する歪みセンサである、請求項２に記載の飛行装置。
4. 前記支持具は、
   前記飛行体に装着され、前記プロペラの回転軸と略垂直に延びる固定部と、
   前記固定部の先端部に取り付けられ、前記プロペラの回転軸と略平行に延びる延設部と、
   を有し、
   前記歪みセンサは、前記延設部に配設されている請求項３に記載の飛行装置。
5. 前記複数の支持具にそれぞれ前記歪みセンサが配設されている請求項３又は４に記載の飛行装置。
6. 前記装着判定部は、前記支持情報検出部の検出値の最大値と最小値との差が予め設定される閾値を超える場合に前記保護部材の支持状態が不適切であると判定する請求項５に記載の飛行装置。
7. 前記装着判定部は、前記支持具に配設されている請求項１から６のいずれかに記載の飛行装置。
8. 前記装着判定部の判定結果に応じた情報を報知する報知部をさらに備える請求項１から７のいずれかに記載の飛行装置。
9. 前記報知部は、前記複数の支持具の中で前記保護部材の支持状態が不適切であるものを判別可能に報知する請求項８に記載の飛行装置。
10. 前記装着判定部の判定結果に基づいて当該飛行装置の離陸の可否を判断する離陸制御部をさらに備える請求項１から９のいずれかに記載の飛行装置。
11. 請求項１０に記載の飛行装置、及び前記飛行装置と無線通信し、前記飛行装置の飛行を制御する情報処理装置を備え、
    前記飛行体は、前記離陸制御部の判断結果を前記情報処理装置に送信する飛行システム。
12. 請求項１から１０のいずれかに記載の飛行装置、及び前記飛行装置と無線通信し、前記飛行装置の飛行を制御する情報処理装置を備え、
    前記飛行体は、前記装着判定部の判定結果を前記情報処理装置に送信する飛行システム。
13. 請求項１から９のいずれかに記載の飛行装置、及び前記飛行装置と無線通信し、前記飛行装置の飛行を制御する情報処理装置を備え、
    前記飛行体は、前記装着判定部の判定結果を前記情報処理装置に送信し、
    前記情報処理装置は、前記装着判定部の判定結果に基づいて当該飛行装置の離陸の可否を判断する離陸制御部を有する飛行システム。
14. 飛行装置、及び前記飛行装置と無線通信し、前記飛行装置の飛行を制御する情報処理装置を備え、
    前記飛行装置は、
    本体部及び前記本体部に保持される１以上のプロペラを有する飛行体と、
    前記飛行体に装着され、前記本体部の外側を囲うように張り渡される保護部材を支持する複数の支持具と、
    前記保護部材の支持状態を示す支持情報を検出する支持情報検出部と、
    を有し、
    前記情報処理装置は、前記支持情報に基づいて前記保護部材の支持状態の適否を判定する装着判定部を有する飛行システム。
15. 本体部及び前記本体部に保持される１以上のプロペラを有する飛行体と、前記飛行体に装着され、前記本体部の外側を囲うように張り渡される保護部材を支持する複数の支持具と、を備える飛行装置を制御する情報処理装置であって、
    前記保護部材の支持状態を示す支持情報を取得する支持情報取得部と、
    前記支持情報取得部が取得にした前記支持情報に基づいて前記保護部材の支持状態の適否を判定する装着判定部と、
    を備える情報処理装置。
    

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