JP6838197B2 - 飛行体及び飛行体の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、飛行体及び飛行体の制御方法に関する。

特開２０１６−１３７１５０号公報では、バッテリが切れても墜落することなく、軟着陸するような飛翔体を提供することを課題としている（［０００９］、要約）。当該課題を解決するため、特開２０１６−１３７１５０号公報（要約、請求項１、図１）の飛翔体１０は、１枚の翼部材１１と、翼部材１１から延ばされる少なくとも１本のアーム１２と、アーム１２に取り付けられるモータ１３と、プロペラ１５とを有する。プロペラ１５は、モータ１３のモータ軸１４に取り付けられ翼部材１１の旋回を促す。また、飛翔体１０は、翼部材１１に搭載された給電部材（バッテリ）１６と、翼部材１１に搭載された制御部１７と、摘み部１８と、脚部１９とを含む。摘み部１８は、全体の重心近傍位置にて翼部材１１から上へ延ばされる。脚部１９は、全体の重心近傍位置にて翼部材１１から下へ延ばされる。

特開２０１６−１３７１５０号公報の飛翔体１０の作用効果として以下のように説明されている（要約、［００１４］）。すなわち、飛翔体１０は自由に旋回しつつ自由に落下し、脚部１９が地面３５に接し、次に翼部材１１が接する。従って、飛翔体１０が墜落することはなく、軟着陸するため、翼部材１１やプロペラ１５にダメージを受ける心配はない。

上記のように、特開２０１６−１３７１５０号公報では、バッテリ１６が切れても、飛翔体１０が、墜落することなく、軟着陸することが企図されている（［０００９］、要約）。しかしながら、特開２０１６−１３７１５０号公報では、飛翔体１０（飛行体）が落下する際において飛翔体１０の周囲にいる人々若しくは動物又は装置（飛翔体１０の落下等により自らの位置を変更可能なもの）に対する配慮はなされていない。このことは、バッテリ１６が切れた場合のみならず、バッテリ１６が切れていない場合に飛翔体１０が下方に移動する又は着陸する場合も同様である。

本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、飛行体が例えば下方又は重力方向に移動する又は着陸することを周囲の人々等が認識し易い飛行体及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る飛行体は、下方又は重力方向に向かって移動する際に自らの速度ベクトル方向に対して警報を行う警報装置を備える飛行体であって、前記警報装置は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向に向かって可視光を照射する投光装置を備え、前記投光装置は、前記可視光を生成する光源と、前記可視光の照射方向を調整する光源アクチュエータとを備え、前記飛行体は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向を検出する方向検出部と、前記光源及び前記光源アクチュエータを制御する投光制御部とを更に備え、前記投光制御部は、前記方向検出部が検出した前記速度ベクトル方向に向かって前記可視光を照射させるように前記光源アクチュエータを制御することを特徴とする。

本発明によれば、飛行体の速度ベクトル方向に向かって警報を行う。従って、飛行体が例えば下方又は重力方向に向かって移動（落下又は着陸を含む。）する際に、周囲の人々等が飛行体の存在を認識し易くなる。また、前記警報装置は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向に向かって可視光を照射する投光装置を備える。これにより、飛行体の速度ベクトル方向に向かって可視光を照射する。従って、飛行体が例えば下方又は重力方向に向かって移動する際に、周囲の人々等が可視光により飛行体の存在を認識し易くなる。また、下方又は重力方向に向かって移動している飛行体が撮像部を用いて地上の予測到達地点又はその周辺の画像を取得して地上との接触に用いる場合、予測到達地点又はその周辺の様子を判定し易くなる。また、前記投光装置は、前記可視光を生成する光源と、前記可視光の照射方向を調整する光源アクチュエータとを備える。また、前記飛行体は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向を検出する方向検出部と、前記光源及び前記光源アクチュエータを制御する投光制御部とを備える。さらに、前記投光制御部は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向に向かって前記可視光を照射させるように前記光源アクチュエータを制御する。これにより、飛行体が鉛直方向に対して斜め方向に向かって移動する場合であっても、地上の予測到達地点又はその周辺が、飛行体の存在を認識し易くなる。また、鉛直方向に対して斜め方向に向かって移動している飛行体が撮像部を用いて予測到達地点又はその周辺の画像を取得して地上への到達に用いる場合、予測到達地点又はその周辺の様子を判定し易くなる。

前記投光装置は、前記飛行体の回転翼の回転中心軸線方向に沿って前記可視光を照射してもよい。これにより、可視光の照射方向を回転翼の回転軸又は飛行体の本体に対して固定することで、簡易に飛行体の下方に可視光を照射することが可能となる。

前記飛行体は、前記飛行体の推進源と、前記推進源を駆動する第１電源と、前記第１電源と異なり且つ前記警報装置を駆動する第２電源とを有してもよい。これにより、第１電源を含む第１電力系統に異常が発生した場合でも、第２電源により警報装置を駆動して、飛行体の下方又は重力方向に対して警報を行うことが可能となる。

前記警報装置は、前記第１電源を含む第１電力系統に異常が生じた場合、前記警報を行ってもよい。これにより、第１電源を含む第１電力系統に異常が生じたときであっても、警報装置を駆動することが可能となる。

前記警報装置は、前記第１電源を含む前記第１電力系統に異常が生じた場合、外部機器に対して異常を通知する異常信号を出力する異常通知部を備えてもよい。これにより、第１電力系統に異常が生じて回転翼が正常に動作しない場合、外部機器を介しての対応が可能となる。

前記飛行体は、下降時における前記飛行体の姿勢を安定化させる姿勢安定化部を備えてもよい。これにより、飛行体が下降する際に、警報の方向を安定化することが可能となる。前記姿勢安定化部としては、例えば、飛行体の本体に設けられた羽根又は飛行体の本体の下側に設けられたおもりを用いることができる。

前記警報装置は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向に向かって警告音を出力する警告音出力装置を備えてもよい。これにより、飛行体の速度ベクトル方向に向かって警告音を出力する。従って、飛行体が例えば下方又は重力方向に向かって移動する際に、飛行体の存在を周囲が認識し易くなる。

本発明の他の態様に係る飛行体の制御方法は、可視光を生成する光源と、前記可視光の照射方向を調整する光源アクチュエータとを備え前記可視光を照射する投光装置を、下方又は重力方向に向かって移動する際に自らの速度ベクトル方向に対して警報を行う警報装置として備える飛行体の制御方法であって、前記飛行体の前記速度ベクトル方向を検出するステップと、前記速度ベクトル方向に向かって前記可視光を照射させるように、前記光源アクチュエータを制御するステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、飛行体が下方又は重力方向に対して移動する際、飛行体の速度ベクトルに向かって警報を行う。従って、飛行体が下方又は重力方向に向かって移動する際に、周囲の人々等が飛行体の存在を認識し易くなる。
本発明の更に他の態様に係る飛行体は、下方又は重力方向に向かって移動する際に自らの速度ベクトル方向に向かって警報を出力する出力装置を有する警報装置を備える飛行体であって、前記出力装置は、前記警報を生成する警報源と、前記警報の出力方向を調整するアクチュエータとを備え、前記飛行体は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向を検出する方向検出部と、前記警報源及び前記アクチュエータを制御する制御部とを更に備え、前記制御部は、前記方向検出部が検出した前記速度ベクトル方向に向かって前記警報を出力させるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする。

本発明によれば、飛行体が例えば下方又は重力方向に移動する又は着陸することを周囲の人々等が認識し易くすることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る飛行体としてのドローンを含むドローンシステムの概要を示す全体構成図である。 第１実施形態に係る前記ドローンの利用状態の一例を示す図である。 第１実施形態における警報制御のフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る飛行体としてのドローンを含むドローンシステムの概要を示す全体構成図である。 第２実施形態に係る前記ドローンの利用状態の一例を示す図である。 第２実施形態における警報制御のフローチャートである。

Ａ．第１実施形態
＜Ａ−１．構成＞
［Ａ−１−１．全体構成］
図１は、本発明の第１実施形態に係る飛行体としてのドローン１２を含むドローンシステム１０の概要を示す全体構成図である。図２は、第１実施形態に係るドローン１２の利用状態の一例を示す図である。ドローンシステム１０は、ドローン１２に加えてリモートコントローラ１４（図１）を含む。ドローン１２は、リモートコントローラ１４に対するユーザの入力操作に応じて飛行する。後述するように、ドローン１２はその他の用途で用いてもよい。

図１に示すように、ドローン１２は、センサ群２０と、通信装置２２と、飛行制御装置２４と、プロペラ駆動部２６と、警報装置２８と、第１バッテリ３０と、第２バッテリ３２とを有する。また、図２に示すように、ドローン１２の本体５０（以下「ドローン本体５０」ともいう。）には、下降時におけるドローン１２の姿勢を安定化させる姿勢安定化羽根５２（姿勢安定化部）が設けられる。

［Ａ−１−２．センサ群２０］
図１に示すように、センサ群２０は、高度計６０と、加速度センサ６２と、カメラ６４と、プロペラ回転速度センサ６６（以下「プロペラセンサ６６」ともいう。）とを有する。高度計６０は、ドローン１２の対地高度Ｈ（以下「高度Ｈ」ともいう。）［ｍ］を検出する。加速度センサ６２は、ドローン１２の加速度Ｇ［ｍ／ｓｅｃ／ｓｅｃ］を検出する。加速度Ｇは、前後方向の加速度Ｇｘ、左右方向の加速度Ｇｙ及び上下方向の加速度Ｇｚを含む。

図２に示すように、カメラ６４は、ドローン１２の本体５０の下部に配置され、ドローン１２の画像Ｉｄ（以下「ドローン画像Ｉｄ」ともいう。）を取得する。カメラ６４は、動画を撮影するビデオカメラである。或いは、カメラ６４は、動画及び静止画の両方又は静止画のみを撮影可能としてもよい。第１実施形態のカメラ６４は、図示しないカメラアクチュエータにより向き（本体５０に対するカメラ６４の姿勢）を調整可能である。或いは、カメラ６４は、本体５０に対する位置が固定されてもよい。プロペラ回転速度センサ６６は、プロペラ１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄそれぞれの回転速度Ｎｐ［ｒｐｍ］を検出する。

センサ群２０は、必要に応じて、グローバル・ポジショニング・システム・センサ（以下「ＧＰＳセンサ」という。）、速度計、ジャイロセンサ等を有してもよい。ＧＰＳセンサは、ドローン１２の現在位置Ｐｄｃｕｒを検出する。速度計は、ドローン１２の飛行速度Ｖｄを検出する。ジャイロセンサは、ドローン１２の角速度［ｒａｄ／ｓｅｃ］を検出する。角速度は、上下軸に対する角速度（ヨー）と、左右軸に対する角速度（ピッチ）と、前後軸に対する角速度（ロール）とを含む。

［Ａ−１−３．通信装置２２］
通信装置２２は、リモートコントローラ１４等との無線通信が可能であり、例えば、無線アンテナを含む。

［Ａ−１−４．飛行制御装置２４］
飛行制御装置２４（飛行制御部）は、ドローン１２の飛行、撮影等を制御する。図１に示すように、飛行制御装置２４は、入出力部８０と、演算部８２と、記憶部８４とを含む。演算部８２は、ドローン１２による撮影を制御する空中撮影制御の実行主体である。

演算部８２は、中央演算装置（ＣＰＵ）を含み、記憶部８４に記憶されているプログラムを実行することにより動作する。演算部８２が実行する機能の一部は、ロジックＩＣ（Integrated Circuit）を用いて実現することもできる。前記プログラムは、通信装置２２を介して外部サーバ（図示せず）等から供給されてもよい。演算部８２は、前記プログラムの一部をハードウェア（回路部品）で構成することもできる。

記憶部８４は、演算部８２が用いるプログラム及びデータを記憶するものであり、ランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）を備える。ＲＡＭとしては、レジスタ等の揮発性メモリと、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを用いることができる。また、記憶部８４は、ＲＡＭに加え、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）を有してもよい。さらに、記憶部８４は、リムーバブルメディア（例えばフラッシュメモリ）と、このリムーバブルメディアを着脱する第１スロット（いずれも図示せず）とを有してもよい。リムーバブルメディアに加えて又はこれに代えて、通信装置２２を介してドローン画像Ｉｄを外部機器（例えばＰＣ又は外部サーバ）に送信する構成としてもよい。

［Ａ−１−５．プロペラ駆動部２６］
プロペラ駆動部２６は、複数のプロペラ１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ（以下「プロペラ１００」と総称する。）と、複数のプロペラアクチュエータ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ（以下「プロペラアクチュエータ１０２」と総称する。）とを有する。プロペラアクチュエータ１０２は、例えば電動モータを有する。電動モータが交流式である場合、プロペラアクチュエータ１０２は、直流を交流に変換するインバータを有してもよい。プロペラ１００（回転翼）及びプロペラアクチュエータ１０２の数は４以外であってもよい。上記のように、各プロペラ１００の回転速度Ｎｐは、プロペラ回転速度センサ６６により検出される。

［Ａ−１−６．警報装置２８］
（Ａ−１−６−１．警報装置２８の概要）
警報装置２８は、第１バッテリ３０の電力不足に伴ってプロペラアクチュエータ１０２が動作を停止して、ドローン１２が重力方向に落下した場合、ドローン１２の下方に対して警報を行う。後述するように、プロペラアクチュエータ１０２が作動を継続している場合でも、警報装置２８は、下方（ここでは重力方向以外の下方も含む。）に対して警報を行ってもよい。図１に示すように、警報装置２８は、投光装置１２０と、警告音出力装置１２２と、警報制御装置１２４とを有する。

（Ａ−１−６−２．投光装置１２０）
投光装置１２０は、ドローン１２の下方（又は重力方向）に対して可視光３００を照射する（図２参照）。投光装置１２０は、可視光３００を生成する光源１３０を有する。光源１３０は、プロペラ１００の回転軸Ａｚ（図２）に沿って可視光３００を照射する。

（Ａ−１−６−３．警告音出力装置１２２）
警告音出力装置１２２は、ドローン１２の下方（又は重力方向）に対して警告音３０２を出力する（図２参照）。図１に示すように、警告音出力装置１２２は、警告音３０２を出力するスピーカ１５０を有する。スピーカ１５０は、指向性スピーカであるが、非指向性スピーカであってもよい。

（Ａ−１−６−４．警報制御装置１２４）
警報制御装置１２４は、警報装置２８全体を制御するものであり、監視部１６０と、投光制御部１６２と、警告音制御部１６４とを有する。監視部１６０は、第１バッテリ３０から各プロペラアクチュエータ１０２に対して必要電力が供給されているか否かを監視する。当該監視は、例えば、各プロペラ１００の回転速度Ｎｐに基づいて行う（詳細は後述する）。

投光制御部１６２は、投光装置１２０を制御する。第１実施形態では、警報制御装置１２４が後述する補助電源スイッチ１８２をオン・オフすることにより投光装置１２０をオン・オフする。警告音制御部１６４は、警告音出力装置１２２を制御する。第１実施形態では、警報制御装置１２４が後述する補助電源スイッチ１８２をオン・オフすることにより警告音出力装置１２２をオン・オフする。

［Ａ−１−７．第１バッテリ３０及び第２バッテリ３２］
第１バッテリ３０は、第１電力線１７０を介して、センサ群２０、通信装置２２、飛行制御装置２４、プロペラ駆動部２６（プロペラアクチュエータ１０２）及び警報制御装置１２４に電力を供給する。第１バッテリ３０から警報制御装置１２４に供給される電力は、警報制御装置１２４のうち監視部１６０のみに供給されてもよい。第１電力線１７０には、ユーザの操作によりオン・オフする主電源スイッチ１７２が配置される。以下では、第１バッテリ３０からの電力が伝達される経路を、第１電力系統１７４ともいう。

第２バッテリ３２は、第２電力線１８０を介して、通信装置２２、投光装置１２０、警告音出力装置１２２及び警報制御装置１２４に電力を供給する。第２バッテリ３２から警報制御装置１２４に供給される電力は、監視部１６０、投光制御部１６２及び警告音制御部１６４の全てに供給される。第２電力線１８０には、警報制御装置１２４によりオン・オフされる補助電源スイッチ１８２を含む。以下では、第２バッテリ３２からの電力が伝達される経路を、第２電力系統１８４ともいう。

主電源スイッチ１７２がオンであるとき、警報制御装置１２４の監視部１６０は、プロペラアクチュエータ１０２に対して必要電力が供給されているか否かを監視する。当該監視では、例えば、プロペラ回転速度Ｎｐが回転速度閾値ＴＨｎｐを上回るか否かを判定する。回転速度閾値ＴＨｎｐは、プロペラ１００が回転しているか否か（これによりプロペラアクチュエータ１０２に電力が供給されているか否か）を判定するための閾値である。

プロペラアクチュエータ１０２に対して必要電力が供給されている場合、警報制御装置１２４は、補助電源スイッチ１８２をオフにする。従って、投光装置１２０及び警告音出力装置１２２（並びに投光制御部１６２及び警告音制御部１６４）は作動しない。

一方、プロペラアクチュエータ１０２に対して必要電力が供給されていない場合、警報制御装置１２４は、補助電源スイッチ１８２をオンにする。これにより、第２バッテリ３２から警報制御装置１２４、投光装置１２０及び警告音出力装置１２２（監視部１６０、投光制御部１６２及び警告音制御部１６４の全て）に電力が供給される。従って、警告音出力装置１２２（監視部１６０）は、オン状態が維持されると共に、投光装置１２０及び警告音出力装置１２２（並びに投光制御部１６２及び警告音制御部１６４）が作動する。なお、第１バッテリ３０の供給電力が低下した際でも警報制御装置１２４の作動を維持するため、警報制御装置１２４への電力供給用のコンデンサ等を、第１バッテリ３０及び第２バッテリ３２とは別に設けてもよい。

［Ａ−１−８．姿勢安定化羽根５２］
姿勢安定化羽根５２（以下「羽根５２」ともいう。）は、ドローン本体５０の側面に設けられて、下降時におけるドローン１２の姿勢を安定化させる。羽根５２は、ドローン本体５０の側面において等間隔に配置される。また、羽根５２は、ドローン１２の上下方向に対して斜めに設けられる。

これにより、ドローン１２が落下する際、羽根５２は、本体５０に回転力を付与するように作用する。従って、プロペラ１００が停止した状態でも、ドローン１２は、プロペラ１００の回転軸Ａｚの方向（回転中心軸線方向）に沿って降下する。また、プロペラ１００が回転軸Ａｘを変更可能な可動機構を有する場合には、羽根５２は、プロペラ１００の基準位置（初期位置）における回転軸Ａｚの方向に沿って降下するように設けられる。よって、落下時のドローン１２の姿勢を安定化することができる。

＜Ａ−２．第１実施形態の制御＞
［Ａ−２−１．概要］
第１実施形態では、飛行制御装置２４が空中撮影制御を実行する。また、警報制御装置１２４が警報制御を実行する。

［Ａ−２−２．空中撮影制御］
ユーザが主電源スイッチ１７２をオンにすると、第１バッテリ３０からの電力により飛行制御装置２４が起動する。飛行制御装置２４がオンである間、飛行制御装置２４は、カメラ６４の画像Ｉｄを記憶部８４に記憶させる。或いは、飛行制御装置２４は、ドローン１２が飛行中でない場合、カメラ６４の画像Ｉｄの記憶を制限し、ドローン１２が飛行中である場合、カメラ６４の画像Ｉｄを記憶部８４に記憶させてもよい。

［Ａ−２−３．警報制御］
図３は、第１実施形態における警報制御のフローチャートである。ステップＳ１１において、ユーザが主電源スイッチ１７２をオンにすると（Ｓ１１：ＴＲＵＥ）、第１バッテリ３０からの電力が第１電力系統１７４に供給される（図１）。これにより、警報制御装置１２４が起動する（図３のＳ１２）。主電源スイッチ１７２がオフの場合（Ｓ１１：ＦＡＬＳＥ）、警報制御装置１２４は停止状態である。

ステップＳ１３において、警報制御装置１２４は、ドローン１２が飛行中であるか否かを判定する。当該判定は、例えば、高度計６０が検出した高度Ｈの現在値と初期値の偏差ΔＨ（以下「高度偏差ΔＨ」という。）が偏差閾値ＴＨΔＨ以上になったか否かにより行う。高度偏差ΔＨが偏差閾値ＴＨΔＨ以上になった場合、飛行を開始した（換言すると、飛行中である）と判定する。また、飛行を開始した後、加速度センサ６２が検出した上下加速度Ｇｚがゼロである状態が所定時間続いている場合、プロペラ回転速度Ｎｐがゼロになったら、警報制御装置１２４は、飛行を正常に終了したと判定する。その他の方法で飛行の正常終了を判定してもよい。ドローン１２が飛行中である場合（Ｓ１３：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、警報制御装置１２４は、空中でプロペラ１００が異常停止したか否かを判定する。当該判定は、例えば、プロペラ回転速度Ｎｐが回転速度閾値ＴＨｎｐ以下であり且つ上下加速度Ｇｚが負の加速度閾値−ＴＨｇｚを下回っているか否かにより行う。

プロペラ回転速度Ｎｐが回転速度閾値ＴＨｎｐ以下であり且つ上下加速度Ｇｚが負の加速度閾値−ＴＨｇｚを下回っている場合、警報制御装置１２４は、空中でプロペラ１００が異常停止したと判定する。プロペラ回転速度Ｎｐが回転速度閾値ＴＨｎｐ以下でない場合又は上下加速度Ｇｚが負の加速度閾値−ＴＨｇｚを下回っていない場合、警報制御装置１２４は、プロペラアクチュエータ１０２が異常停止していないと判定する。空中でプロペラ１００が異常停止していない場合（Ｓ１４：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１３に戻る。空中でプロペラ１００が異常停止した場合（Ｓ１４：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５において、警報制御装置１２４は、補助電源スイッチ１８２をオンにする。これにより、投光装置１２０が、可視光３００をドローン１２の下方（基本的には重力方向）に照射すると共に、警告音出力装置１２２が、警告音３０２をドローン１２の下方（基本的には重力方向）に出力する（図２）。なお、第１実施形態の警報制御（図３）では、補助電源スイッチ１８２がオンになると、警報制御装置１２４は、第２バッテリ３２の電力がなくなるまで補助電源スイッチ１８２をオンにし続ける。代わりに、ドローン１２が地面３５０に接触したら、警告音出力装置１２２は、補助電源スイッチ１８２をオフにしてもよい。ドローン１２が地面３５０に接触したか否かは、上下加速度Ｇｚがゼロになったか否かで判定してもよい（そのためには加速度センサ６２を第２電力系統１８４に含めておく必要がある。）。

ステップＳ１３に戻り、ドローン１２が飛行中でない場合（Ｓ１３：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１６に進む。主電源スイッチ１７２がオフでない場合（Ｓ１６：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１３に戻る。主電源スイッチ１７２がオフである場合（Ｓ１６：ＴＲＵＥ）、第１バッテリ３０からの電力供給が停止される。その場合、警報制御装置１２４は停止する（Ｓ１７）。

＜Ａ−３．第１実施形態の効果＞
第１実施形態によれば、ドローン１２（飛行体）の下方又は重力方向（速度ベクトル方向）に向かって警報を行う（図２、図３のＳ１５）。従って、ドローン１２が下方又は重力方向に向かって移動（ここでは落下）する際に、周囲の人々等がドローン１２の存在を認識し易くなる。

第１実施形態において、警報装置２８は、ドローン１２（飛行体）の下方又は重力方向（速度ベクトル方向）に向かって可視光３００を照射する投光装置１２０を備える（図１及び図２）。これにより、ドローン１２の下方又は重力方向に向かって可視光３００を照射する（図２及び図３のＳ１５）。従って、ドローン１２が例えば下方又は重力方向に向かって落下する際に、周囲の人々等が可視光３００によりドローン１２の存在を認識し易くなる。

第１実施形態において、投光装置１２０は、ドローン１２（飛行体）のプロペラ１００（回転翼）の回転軸Ａｚ（回転中心軸線方向）に沿って可視光３００を照射する（図２）。これにより、可視光３００の照射方向をプロペラ１００の回転軸Ａｚ又はドローン１２の本体５０に対して固定することで、簡易にドローン１２の下方に可視光３００を照射することが可能となる。

第１実施形態において、ドローン１２（飛行体）は、プロペラアクチュエータ１０２（推進源）と、プロペラアクチュエータ１０２を駆動する第１バッテリ３０（第１電源）と、第１バッテリ３０と異なり且つ警報装置２８を駆動する第２バッテリ３２（第２電源）とを有する（図１）。これにより、第１バッテリ３０を含む第１電力系統１７４に異常が発生した場合（図３のＳ１４：ＴＲＵＥ）でも、第２バッテリ３２により警報装置２８を駆動して、ドローン１２の下方又は重力方向に対して警報を行うことが可能となる。

第１実施形態において、ドローン１２（飛行体）は、下降時におけるドローン１２の姿勢を安定化させる姿勢安定化羽根５２（姿勢安定化部）を備える（図２）。これにより、ドローン１２が下降する際に、警報の方向を安定化することが可能となる。

第１実施形態において、警報装置２８は、ドローン１２（飛行体）の下方又は重力方向（速度ベクトル方向）に向かって警告音３０２を出力する警告音出力装置１２２を備える（図１及び図２）。これにより、ドローン１２の下方又は重力方向に向かって警告音３０２を出力する（図２及び図３のＳ１５）。従って、ドローン１２が下方又は重力方向に向かって移動する際に、ドローン１２の存在を周囲が認識し易くなる。

Ｂ．第２実施形態
＜Ｂ−１．構成（第１実施形態との相違）＞
［Ｂ−１−１．全体構成］
図４は、本発明の第２実施形態に係る飛行体としてのドローン１２ａを含むドローンシステム１０Ａの概要を示す全体構成図である。図５は、第２実施形態に係るドローン１２ａの利用状態の一例を示す図である。ドローンシステム１０Ａは、ドローン１２ａ及びリモートコントローラ１４に加えて、外部機器２００（図４）を有する。以下では、第１実施形態と同様の構成要素には、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

［Ｂ−１−２．ドローン１２ａ］
第２実施形態のドローン１２ａは、基本的に、第１実施形態のドローン１２と同様の構成を有するが、以下の点で相違する。

第１実施形態の投光装置１２０は光源１３０を有していた（図１）。これに対し、第２実施形態の投光装置１２０ａは、光源１３０に加えて、光源アクチュエータ２１０を有する。光源アクチュエータ２１０は、光源１３０の向きを変化させることで、可視光３００の照射方向を調整する。

また、第１実施形態の警告音出力装置１２２はスピーカ１５０を有していた（図１）。これに対し、第２実施形態の警告音出力装置１２２ａは、スピーカ１５０に加えて、スピーカアクチュエータ２２０を有する。スピーカアクチュエータ２２０は、スピーカ１５０の向きを変化させることで、警告音３０２の出力方向を調整する。

さらに、第１実施形態の警報装置２８は、投光装置１２０、警告音出力装置１２２及び警報制御装置１２４を有していた（図１）。これに対し、第２実施形態の警報装置２８ａは、投光装置１２０ａ、警告音出力装置１２２ａ及び警報制御装置１２４ａに加えて、グローバル・ポジショニング・システム・センサ２３０（以下「ＧＰＳセンサ２３０」という。）及び第２加速度センサ２３２（進行方向検出部）を有する（図４）。

ＧＰＳセンサ２３０は、ドローン１２ａの現在位置Ｐｄｃｕｒを検出する。第２加速度センサ２３２は、加速度センサ６２と同様、ドローン１２ａの加速度Ｇを検出する。加速度Ｇは、ドローン１２ａの進行方向を示す。センサ群２０の加速度センサ６２を、第１電力系統１７４のみではなく、第２電力系統１８４に含めることで、加速度センサ６２を第２加速度センサ２３２として利用してもよい。

第１実施形態の投光制御部１６２は、光源１３０のオン・オフを制御した（図１、図３のＳ１５）。これに対し、第２実施形態の投光制御部１６２ａは、光源１３０のオン・オフに加えて、光源アクチュエータ２１０を制御する（図４、図６のＳ２８）。投光制御部１６２は、ドローン１２ａの進行方向に向かって可視光３００を照射させるように光源アクチュエータ２１０を制御する。

第１実施形態の警報制御装置１２４は、監視部１６０、投光制御部１６２及び警告音制御部１６４を有していた（図１）。これに対し、第２実施形態の警報制御装置１２４ａは、監視部１６０、投光制御部１６２ａ及び警告音制御部１６４ａに加えて、異常通知部２４０を有する。

異常通知部２４０は、第１バッテリ３０を含む第１電力系統１７４に異常が生じた場合、外部機器２００に対して異常を通知する異常信号Ｓｏを出力する。異常通知部２４０は、第１電力系統１７４には含まれず、第２電力系統１８４に含まれる。従って、監視部１６０が補助電源スイッチ１８２をオンにしたときに、異常通知部２４０が起動する。或いは、異常通知部２４０を第１電力系統１７４及び第２電力系統１８４の両方に含ませてもよい。

［Ｂ−１−３．外部機器２００］
外部機器２００は、異常通知部２４０から異常信号Ｓｏに基づいて所定の警報を行う。図４に示すように、外部機器２００は、外部通信装置２５０と、外部警報装置２５２とを有する。外部通信装置２５０は、ドローン１２ａの通信装置２２と無線通信を行うものであり、無線アンテナを含む。或いは、通信装置２２が、インターネットに接続された無線基地局と無線通信可能である場合、外部通信装置２５０は、インターネットに有線又は無線で接続されるものであってもよい。

外部警報装置２５２は、ドローン１２ａからの異常信号Ｓｏに応じて所定の警報を行う。外部警報装置２５２は、複数の第２スピーカ（図示せず）を備える。そして、外部警報装置２５２は、異常信号Ｓｏに含まれるドローン１２ａの現在位置Ｐｄｃｕｒに応じた第２スピーカから警告音３０２を出力させる。或いは、外部警報装置２５２は、異常信号Ｓｏに含まれるドローン１２ａの現在位置Ｐｄｃｕｒを、ＰＣ等のアプリケーションの表示画面に地図情報Ｉｍａｐと共に表示する。

＜Ｂ−２．第２実施形態の制御＞
［Ｂ−２−１．概要］
第２実施形態の制御は、基本的に、第１実施形態の制御と同様である。但し、第２実施形態の警報制御では、ドローン１２ａの進行方向に向かって可視光３００を照射させる。また、第１バッテリ３０を含む第１電力系統１７４に異常が生じた場合、第２実施形態の警報制御では、ドローン１２ａ（異常通知部２４０）から外部機器２００に対して異常を通知する。

［Ｂ−２−２．警報制御］
図６は、第２実施形態における警報制御のフローチャートである。ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２５、Ｓ３１、Ｓ３２は、図３のＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７と同様である。

空中でプロペラ１００が異常停止している場合（Ｓ２４：ＴＲＵＥ）、補助電源スイッチ１８２のオン（Ｓ２５）に加えて、警報制御装置１２４ａは、以下の処理を行う。すなわち、ステップＳ２６において、異常通知部２４０は、外部機器２００に異常信号Ｓｏを送信する。異常信号Ｓｏを受信した外部機器２００は、外部警報装置２５２を用いて所定の警報を行う。当該所定の警報として、外部警報装置２５２は、異常信号Ｓｏに含まれるドローン１２ａの現在位置Ｐｄｃｕｒに応じた第２スピーカから警告音３０２を出力させる。或いは、外部警報装置２５２は、異常信号Ｓｏに含まれるドローン１２ａの現在位置Ｐｄｃｕｒを、ＰＣ等のアプリケーションの表示画面に地図情報Ｉｍａｐと共に表示する。

ステップＳ２７において、投光制御部１６２ａは、第２加速度センサ２３２から加速度Ｇを取得する。ステップＳ２８において、投光制御部１６２ａは、加速度Ｇに応じて可視光３００の照射方向を調整し、警告音制御部１６４ａは、加速度Ｇに応じて警告音３０２の出力方向を調整する。すなわち、投光制御部１６２ａは、ドローン１２ａの進行方向に向かって可視光３００を照射させるように光源アクチュエータ２１０の向きを変化させる。また、警告音制御部１６４ａは、ドローン１２ａの進行方向に向かって警告音３０２を出力させるようにスピーカアクチュエータ２２０の向きを変化させる。

ステップＳ２９において、警報制御装置１２４ａは、ドローン１２ａが地面３５０に到達したか否かを判定する。当該判定は、例えば、加速度Ｇがゼロになったか否かにより行う。ドローン１２ａが地面３５０に到達していない場合（Ｓ２９：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ２６に戻る。ドローン１２ａが地面３５０に到達した場合（Ｓ２９：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０において、警報制御装置１２４ａは、第２バッテリ３２の電力がなくなるまで、異常信号Ｓｏを送信し続ける。これにより、ユーザは、外部機器２００を介してドローン１２ａの現在位置Ｐｄｃｕｒを知ることができる。従って、早期にドローン１２ａを回収することが可能となる。或いは、警報制御装置１２４ａは、第２バッテリ３２の電力がなくなった以外の所定条件が成立すると、異常信号Ｓｏの送信を停止してもよい。

＜Ｂ−３．第２実施形態の効果＞
以上のような第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて又はこれに代えて、以下の効果を奏することができる。

すなわち、第２実施形態において、投光装置１２０ａは、可視光３００を生成する光源１３０と、可視光３００の照射方向を調整する光源アクチュエータ２１０とを備える（図４）。また、ドローン１２ａ（飛行体）は、ドローン１２ａの進行方向（速度ベクトル方向）を検出する第２加速度センサ２３２（方向検出部）と、光源１３０及び光源アクチュエータ２１０を制御する投光制御部１６２ａとを備える（図４）。さらに、投光制御部１６２ａは、ドローン１２ａの進行方向に向かって可視光３００を照射させるように光源アクチュエータ２１０を制御する（図５及び図６のＳ２８）。これにより、ドローン１２ａが重力方向に対して斜め方向に向かって移動する場合（図５）であっても、地上の予測到達地点又はその周辺が、ドローン１２ａの存在を認識し易くなる。

第２実施形態において、警報装置２８ａは、第１バッテリ３０（第１電源）を含む第１電力系統１７４に異常が生じた場合（図６のＳ２４：ＴＲＵＥ）、外部機器２００に対して異常を通知する異常信号Ｓｏを出力する異常通知部２４０を備える（図４）。これにより、第１電力系統１７４に異常が生じてプロペラ１００（回転翼）が正常に動作しない場合、外部機器２００を介しての対応が可能となる。

Ｃ．変形例
なお、本発明は、上記各実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

＜Ｃ−１．飛行体＞
第１実施形態では、ドローン１２に本発明を適用した（図１及び図２）。しかしながら、例えば、飛行体の下方又は重力方向に対して警報を行う観点からすれば、別種類の飛行体に本発明を適用してもよい。例えば、ドローン１２の代わりに、ヘリコプタに本発明を適用することも可能である。第２実施形態も同様である。

第１実施形態のドローン１２は、リモートコントローラ１４に対するユーザの入力操作に応じて飛行した。しかしながら、例えば、飛行体の下方又は重力方向に対して警報を行う観点からすれば、これに限らない。例えば、ドローン１２は、図示しない外部サーバから指令された経路で飛行して、画像Ｉｄをサーバに対して送信するものであってもよい。

＜Ｃ−２．回転翼＞
第１実施形態では、揚力を生み出す回転翼としてプロペラ１００を用いた（図１及び図２）。しかしながら、例えば、揚力を生み出す観点からすれば、その他の回転翼（例えばヘリコプタ用のロータ）を用いることも可能である。また、回転翼を用いずに飛行する飛行体（例えば垂直離着陸機（ＶＴＯＬ））に本発明を適用することも可能である。第２実施形態も同様である。

＜Ｃ−３．警報装置２８、２８ａ＞
第１実施形態の警報装置２８は、投光装置１２０及び警告音出力装置１２２を有していた（図１）。しかしながら、例えば、ドローン１２（飛行体）の下方又は重力方向に対して警報を行う観点からすれば、これに限らない。例えば、投光装置１２０及び警告音出力装置１２２の一方を省略することも可能である。第２実施形態も同様である。

＜Ｃ−４．電源＞
第１実施形態では、第１バッテリ３０及び第２バッテリ３２を第１電源及び第２電源として用いた（図１）。しかしながら、第１電力系統１７４及び第２電力系統１８４に電力を供給する観点からすれば、バッテリ以外の電源を第１電源及び第２電源として用いることも可能である。バッテリ以外の電源としては、例えば、キャパシタを用いることができる。第２実施形態も同様である。

第１実施形態では、第１バッテリ３０及び第２バッテリ３２を電源として設けた（図１）。しかしながら、例えば、空中でプロペラ１００が異常停止した後に警報を行う観点からすれば、これに限らない。例えば、プロペラアクチュエータ１０２の動作可能電圧が比較的高く、警報装置２８の動作可能電圧が比較的低い場合、第１バッテリ３０からの電力により、プロペラアクチュエータ１０２が動作できなくても、警報装置２８が動作可能な場合があり得る。そのような場合、第２バッテリ３２を省略することも可能である。第２実施形態も同様である。

＜Ｃ−５．姿勢安定化部＞
第１実施形態では、下降時におけるドローン１２（飛行体）の姿勢を安定化させる姿勢安定化部として、姿勢安定化羽根５２を用いた（図２）。しかしながら、例えば、下降時におけるドローン１２（飛行体）の姿勢を安定化させる観点からすれば、姿勢安定化部は、これに限らない。姿勢安定化部は、例えば、ドローン１２の本体５０の下側に設けられたおもりであってもよい。また、例えば、ドローン１２（飛行体）の下方又は重力方向に対して警報を行う観点からすれば、姿勢安定化羽根５２（姿勢安定化部）を省略することも可能である。第２実施形態も同様である。

＜Ｃ−６．警報制御（図３及び図６）＞
第１実施形態の警報制御（図３）では、空中でプロペラ１００が異常停止した場合（Ｓ１４：ＴＲＵＥ）、投光装置１２０及び警告音出力装置１２２を作動させた（Ｓ１５）。しかしながら、例えば、飛行体が下方又は重力方向に対して移動する際、飛行体の下方又は重力方向に対して警報を行う観点からすれば、警報を行うタイミングは、これに限らない。例えば、ドローン１２が正常に着陸を行う際に投光装置１２０及び警告音出力装置１２２を作動させてもよい。第２実施形態の警報制御（図６）も同様である。

第１実施形態の警報制御（図３）では、補助電源スイッチ１８２のオン（図３のＳ１５）により、投光装置１２０、警告音出力装置１２２及び警報制御装置１２４（投光制御部１６２及び警告音制御部１６４）をオンにした（図１）。しかしながら、例えば、飛行体が下方又は重力方向に対して移動する際、飛行体の下方又は重力方向に対して警報を行う観点からすれば、これに限らない。例えば、補助電源スイッチ１８２をオンした際、高度計６０をオンにしてもよい。そして、高度Ｈが低くなるほど、可視光３００の光量又は警告音３０２の音量を大きくすることも可能である。第２実施形態も同様である。

第２実施形態の警報制御（図６）において、投光制御部１６２は、ドローン１２ａの進行方向に向かって可視光３００を照射させるように光源アクチュエータ２１０を制御した（Ｓ２８）。しかしながら、例えば、飛行体が下方又は重力方向に対して移動する際、飛行体の下方又は重力方向に対して警報を行う観点からすれば、これに限らない。例えば、カメラ６４の画像Ｉｄに基づいて地上の予測到達地点又はその周辺に存在する人若しくは動物又は装置を検出し、当該人等に向かって可視光３００を照射させるように光源アクチュエータ２１０を制御することも可能である。

その場合、補助電源スイッチ１８２をオンした際、カメラ６４及び画像認識部（演算部８２に設ける）をオンする必要がある。また、人等を検出する前は、ドローン１２ａの進行方向に向かって可視光３００を照射させることで、カメラ６４の画像Ｉｄによる画像認識が行い易くなる。

また、第１実施形態では、空中でプロペラ１００が異常停止していない場合に（Ｓ１４：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１３に戻る場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。空中でプロペラ１００が異常停止していない場合（Ｓ１４：ＦＡＬＳＥ）、警報制御装置１２４は、ドローン１２の飛行角度が正常であるか否かを判定するようにしてもよい。そして、ドローン１２の飛行角度が正常である場合に、ステップＳ１３に戻るようにしてもよい。一方、ドローン１２の飛行角度が正常でない場合には、ステップＳ１５に進むようにしてもよい。

また、第２実施形態では、空中でプロペラ１００が異常停止していない場合に（Ｓ２４：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ２３に戻る場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。空中でプロペラ１００が異常停止していない場合（Ｓ２４：ＦＡＬＳＥ）、警報制御装置１２４ａは、ドローン１２ａの飛行角度が正常であるか否かを判定するようにしてもよい。そして、ドローン１２ａの飛行角度が正常である場合に、ステップＳ２３に戻るようにしてもよい。一方、ドローン１２ａの飛行角度が正常でない場合には、ステップＳ２５に進むようにしてもよい。

また、第２実施形態では、投光装置１２０ａがドローン１２ａの本体５０の下側にのみ備えられている場合を例に説明したが、不図示の投光装置がドローン１２ａの本体５０の上側に更に備えられていてもよい。そして、ドローン１２ａが傾いたとしてもドローン１２ａの進行方向に向かって可視光３００を照射させるジャイロ機能が投光制御部１６２ａに備えられていてもよい。ジャイロ機能が備えられた投光制御部１６２ａは、ドローン１２ａの進行方向に向かって可視光３００を照射させるように光源アクチュエータ２１０の向きを変化させる。そして、ドローン１２ａの下側に備えられた投光装置１２０ａと、ドローン１２ａの上側に備えられた投光装置１２０ａとが、ドローン１２ａが墜落する際におけるドローン１２ａの角度に応じて投光制御部１６２ａによって切り換えられるようにしてもよい。

１２、１２ａ…ドローン（飛行体） ２８、２８ａ…警報装置
３０…第１バッテリ（第１電源） ３２…第２バッテリ（第２電源）
５２…姿勢安定化羽根（姿勢安定化部）
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄ…プロペラアクチュエータ（推進源）
１２０、１２０ａ…投光装置 １２２、１２２ａ…警告音出力装置
１３０…光源 １６２ａ…投光制御部
１７４…第１電力系統 ２００…外部機器
２１０…光源アクチュエータ
２３２…第２加速度センサ（進行方向検出部）
２４０…異常通知部 ３００…可視光
３０２…警告音 Ａｚ…回転軸
Ｓｏ…異常信号

Claims (9)

1. 下方又は重力方向に向かって移動する際に自らの速度ベクトル方向に対して警報を行う警報装置を備える飛行体であって、
   前記警報装置は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向に向かって可視光を照射する投光装置を備え、
   前記投光装置は、前記可視光を生成する光源と、前記可視光の照射方向を調整する光源アクチュエータとを備え、
   前記飛行体は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向を検出する方向検出部と、前記光源及び前記光源アクチュエータを制御する投光制御部とを更に備え、
   前記投光制御部は、前記方向検出部が検出した前記速度ベクトル方向に向かって前記可視光を照射させるように前記光源アクチュエータを制御する
   ことを特徴とする飛行体。
2. 請求項１に記載の飛行体において、
   前記投光装置は、前記飛行体の回転翼の回転中心軸線方向に沿って前記可視光を照射する
   ことを特徴とする飛行体。
3. 請求項１又は２に記載の飛行体において、
   前記飛行体は、
   前記飛行体の推進源と、
   前記推進源を駆動する第１電源と、
   前記第１電源と異なり且つ前記警報装置を駆動する第２電源と
   を有することを特徴とする飛行体。
4. 請求項３に記載の飛行体において、
   前記警報装置は、前記第１電源を含む第１電力系統に異常が生じた場合、前記警報を行う
   ことを特徴とする飛行体。
5. 請求項３に記載の飛行体において、
   前記警報装置は、前記第１電源を含む第１電力系統に異常が生じた場合、外部機器に対して異常を通知する異常信号を出力する異常通知部を備える
   ことを特徴とする飛行体。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の飛行体において、
   前記飛行体は、下降時における前記飛行体の姿勢を安定化させる姿勢安定化部を備える
   ことを特徴とする飛行体。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の飛行体において、
   前記警報装置は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向に向かって警告音を出力する警告音出力装置を備える
   ことを特徴とする飛行体。
8. 可視光を生成する光源と、前記可視光の照射方向を調整する光源アクチュエータとを備え前記可視光を照射する投光装置を、下方又は重力方向に向かって移動する際に自らの速度ベクトル方向に対して警報を行う警報装置として備える飛行体の制御方法であって、
   前記飛行体の前記速度ベクトル方向を検出するステップと、
   前記速度ベクトル方向に向かって前記可視光を照射させるように、前記光源アクチュエータを制御するステップと、
   を有することを特徴とする飛行体の制御方法。
9. 下方又は重力方向に向かって移動する際に自らの速度ベクトル方向に向かって警報を出力する出力装置を有する警報装置を備える飛行体であって、
   前記出力装置は、前記警報を生成する警報源と、前記警報の出力方向を調整するアクチュエータとを備え、
   前記飛行体は、前記飛行体の前記速度ベクトル方向を検出する方向検出部と、前記警報源及び前記アクチュエータを制御する制御部とを更に備え、
   前記制御部は、前記方向検出部が検出した前記速度ベクトル方向に向かって前記警報を出力させるように前記アクチュエータを制御する
   ことを特徴とする飛行体。

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