JP7000633B1 - 航空機、制御方法、及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
先ず、図1を参照して、本実施形態に係る貨物運搬システムSの構成及び動作概要について説明する。図1は、貨物運搬システムSの概要構成例を示す図である。図1に示すように、貨物運搬システムSは、大気中(空中)を飛行する無人航空機(以下、「UAV(Unmanned Aerial Vehicle)」と称する)1、及び運航管理システム(以下、「UTMS(UAV Traffic Management System)」と称する)2を含んで構成される。UAV1、及びUTMS2は、通信ネットワークNWを介して互いに通信可能になっている。通信ネットワークNWは、例えば、インターネット、移動体通信ネットワーク及びその無線基地局等から構成される。なお、図1の例では、1つのUAV1を示すが実際には複数存在してよい。
次に、図2等を参照してUAV1の構成及び機能概要について説明する。図2は、UAV1の概要構成例を示す図である。図2に示すように、UAV1は、貨物搭載部11、駆動部12、測位部13、撮像部14、無線通信部15、及び制御部16等を備える。制御部16は、制御装置の一例である。図示しないが、UAV1は、水平回転翼であるロータ(プロペラ)、各種センサ、及びUAV1の各部へ電力を供給するバッテリ等を備える。各種センサには、3軸加速度センサ、及び地磁気センサ等が含まれる。また、各種センサには、重量センサ、トルクセンサ、光学センサ、及び超音波センサのうち少なくとも何れかのセンサが含まれてもよい。各種センサにより検知された検知データは、制御部16へ出力される。なお、UAV1は、音声を出力するためのスピーカを備えてもよい。
次に、UAV1の動作について、実施例1~実施例4に分けて説明する。なお、以下に説明する動作は、出発地点または経由地点においてUAV1に貨物Cが搭載され、当該UAV1が離陸した後の動作である。
先ず、図8を参照して、UAV1の動作の実施例1について説明する。図8は、実施例1におけるUAV1の制御部16の処理の一例を示すフローチャートである。実施例1は、支持部117を備えるUAV1が飛行している状態で離脱制御が行われる場合の実施例である。図8において、貨物Cの運搬先に向けてUAV1の移動制御が開始(ステップS1)された後、制御部16は、UAV1が貨物Cの運搬先に到着したか否かを判定する(ステップS2)。
次に、図9を参照して、UAV1の動作の実施例2について説明する。図9は、実施例2におけるUAV1の制御部16の処理の一例を示すフローチャートである。実施例2は、支持部117を備えるUAV1が着陸している状態で離脱制御が行われる場合の実施例である。なお、図9におけるステップS21及びS22の処理は、図8におけるステップS1及びS2の処理と同様である。
次に、図10を参照して、UAV1の動作の実施例3について説明する。図10は、実施例3におけるUAV1の制御部16の処理の一例を示すフローチャートである。実施例3は、支持部117を備えるUAV1が着陸している状態で離脱制御が行われる場合の実施例である。なお、図10におけるステップS41~S44の処理は、図9におけるステップS21~S24の処理と同様である。
次に、図11を参照して、UAV1の動作の実施例4について説明する。図11は、実施例4におけるUAV1の制御部16の処理の一例を示すフローチャートである。実施例4は、接続部118を備えるUAV1が飛行している状態で離脱制御が行われる場合の実施例である。なお、図11におけるステップS61及びS62の処理は、図8におけるステップS1及びS2の処理と同様である。
上記実施形態において、UAV1の制御部16は、上記負荷検知処理を行う前に、支持部117または接続部118の駆動機構の解放動作を検知するための解放動作検知処理を行ってもよい。すなわち、制御部16は、当該駆動機構の解放動作が検知された後に上記負荷検知処理を行う。例えば、支持部117または接続部118の駆動機構にアクチュエータが含まれる場合、当該駆動機構の解放動作は、当該アクチュエータにおけるモータの状態(回転位置や負荷等)を検出することにより検知可能である。一方、当該駆動機構に電磁石が含まれる場合、当該駆動機構の解放動作は、当該電磁石が通電されているか否かを検出したり、または、当該電磁石により発生している磁力を検出したりすることにより検知可能である。或いは、当該駆動機構の解放動作は、例えば、離脱制御部16aから支持部117または接続部118へ制御信号が出力されたことを条件として検知されてもよい。このような応用例によれば、解放動作検知処理が別途実行されることにより、支持部117または接続部118の駆動機構に異常が生じている(例えばアクチュエータまたは電磁石に不具合がある等)のか、または、当該駆動機構は正常に動作したにも関わらず貨物が解放されていない(例えば、引っかかっている)のかについて異常の切り分けを行うことが可能となる。
2 UTMS
11 貨物搭載部
12 駆動部
13 測位部
14 撮像部
15 無線通信部
16 制御部
16a 離脱制御部
16b 負荷検知処理部
16c 離脱成否判定部
16d 機体制御部
CS 制御サーバ
S 貨物運搬システム
Claims (12)
- 貨物を支持するための支持部であって前記貨物を収納するための収納体を含む支持部を備える航空機を含むシステムにより実行される制御方法であって、
前記収納体に収納された貨物を前記航空機から離脱させるための離脱制御を行う第1制御ステップと、
前記離脱制御が行われた後に、前記収納体の上部に取り付けられた重量センサにより検知された、前記収納体の重量データに基づいて、前記支持部にかかる力学的負荷を検知するための負荷検知処理を行う負荷検知ステップと、
前記力学的負荷の検知が行われた後における前記航空機の移動に関して、当該力学的負荷に応じて異なる制御を行う第2制御ステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。 - 前記負荷検知処理は、前記航空機がホバリングしている状態で行われることを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
- 前記制御方法は、前記力学的負荷に基づいて、前記貨物の離脱の成否判定を行う第1判定ステップを更に含み、
前記第2制御ステップにおいては、前記負荷検知処理が行われた後における前記航空機の移動に関して、前記成否判定の結果に応じて異なる制御を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の制御方法。 - 前記成否判定は、前記航空機が着陸している状態で行われ、
前記第1判定ステップにより前記貨物の離脱が成功したと判定された場合、前記第2制御ステップにおいては、前記航空機を離陸させる制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の制御方法。 - 前記成否判定は、前記航空機が着陸している状態で行われ、
前記第1判定ステップにより前記貨物の離脱が失敗したと判定された場合、前記第2制御ステップにおいては、前記航空機の離陸を制限する制御を行うことを特徴とする請求項3または4に記載の制御方法。 - 前記成否判定は、前記航空機が飛行している状態で行われ、
前記第1判定ステップにより前記貨物の離脱が成功したと判定された場合、前記第2制御ステップにおいては、前記航空機を次の移動予定地へ向かわせる制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の制御方法。 - 前記成否判定は、前記航空機が飛行している状態で行われ、
前記第1判定ステップにより前記貨物の離脱が失敗したと判定された場合、前記第2制御ステップにおいては、前記航空機を空中でホバリングさせる制御を行うことを特徴とする請求項3または6に記載の制御方法。 - 前記成否判定は、前記航空機が飛行している状態で行われ、
前記第1判定ステップにより前記貨物の離脱が失敗したと判定された場合、前記第2制御ステップにおいては、前記航空機を着陸させる制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の制御方法。 - 前記成否判定は、前記航空機が飛行している状態で行われ、
前記制御方法は、前記第1判定ステップにより前記貨物の離脱が失敗したと判定された場合、前記航空機が安全に着陸可能であるか否かを判定する第2判定ステップを更に含み、
前記第2判定ステップにより前記航空機が安全に着陸可能であると判定された場合、前記第2制御ステップにおいては、前記航空機を着陸させる制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の制御方法。 - 前記第2判定ステップにおいては、前記航空機が備える光学センサにより検知された検知データに基づいて、前記航空機が安全に着陸可能であるか否かを判定することを特徴とする請求項9に記載の制御方法。
- 貨物を支持するための支持部であって前記貨物を収納するための収納体を含む支持部を備える航空機であって、
前記収納体に収納された貨物を前記航空機から離脱させるための離脱制御を行う第1制御部と、
前記離脱制御が行われた後に、前記収納体の上部に取り付けられた重量センサにより検知された、前記収納体の重量データに基づいて、前記支持部にかかる力学的負荷を検知するための負荷検知処理を行う負荷検知部と、
前記力学的負荷の検知が行われた後における前記航空機の移動に関して、当該力学的負荷に応じて異なる制御を行う第2制御部と、
を備えることを特徴とする航空機。 - 貨物を支持するための支持部であって前記貨物を収納するための収納体を含む支持部を備える航空機を制御する制御装置であって、
前記収納体に収納された貨物を前記航空機から離脱させるための離脱制御を行う第1制御部と、
前記離脱制御が行われた後に、前記収納体の上部に取り付けられた重量センサにより検知された、前記収納体の重量データに基づいて、前記支持部にかかる力学的負荷を検知するための負荷検知処理を行う負荷検知部と、
前記力学的負荷の検知が行われた後における前記航空機の移動に関して、当該力学的負荷に応じて異なる制御を行う第2制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
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