JP7011040B2 - Small unmanned aircraft - Google Patents
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Description
本発明は、自動操縦が可能な小型の無人飛行体に関し、特に、ユーザが保持するカメラを搭載した無人飛行体が予め設定された位置まで自動飛行してユーザを撮影した後、自動的に該ユーザの元へ戻る動作をする、自動的に自撮りを行う事を可能とした小型無人飛行体に関する。 The present invention relates to a small unmanned air vehicle capable of autopilot, and in particular, the unmanned air vehicle equipped with a camera held by the user automatically flies to a preset position and takes a picture of the user. It relates to a small unmanned aircraft that can automatically take a selfie by returning to the user.
従来より、無線によって操縦可能な小型の飛行体が数多く開発され利用されている。特に近年、ドローンと呼ばれる小型の飛行体が数多く開発されており、撮影等に用いられるとともに、機体の小型化が進んでおり、その用途は現在では多岐に渡っている。 Conventionally, many small aircraft that can be maneuvered by radio have been developed and used. In particular, in recent years, many small airframes called drones have been developed and used for photography, etc., and the size of the airframe is becoming smaller, and its applications are now wide-ranging.
近年、自らを写真撮影する自撮りを楽しむ人が増加しており、自撮りを行うための道具が多く開発されている。自撮りを行うには、古くから、カメラに内蔵されたタイマーを利用し、ユーザが写ろうとする位置において撮影することが可能となるようにカメラを所望の位置に固定設置した上で、タイマーを用いてシャッターを押すことが行われていた。 In recent years, the number of people who enjoy taking selfies by taking pictures of themselves is increasing, and many tools for taking selfies have been developed. To take a selfie, use the timer built into the camera for a long time, fix the camera in the desired position so that the user can take a picture at the position where the user wants to take a picture, and then set the timer. It was done to press the shutter using.
しかしながら、カメラの設置に手間を要する事と、タイマーの設定時間内に設定した撮影位置に移動する必要があり、気軽に撮影ことができないという問題点があった。最近では、カメラのレンズを被写体である自分の方へ向けてシャッターを押すことが頻繁に行われているが、正確に被写体である自分を撮影することが困難であるとともに、レンズと被写体の距離が近すぎて正確にピントの合った美しい自撮り写真を撮影するのが難しいという問題があった。 However, there are problems that it takes time to install the camera and it is necessary to move to the set shooting position within the set time of the timer, so that it is not easy to shoot. Recently, it is often done to point the camera lens toward the subject and press the shutter, but it is difficult to accurately photograph the subject and the distance between the lens and the subject. There was a problem that it was difficult to take a beautiful self-portrait in focus because it was too close.
このような問題点を解決する為に、いわゆる自撮り棒が開発され使用されている。自撮り棒とは、カメラを棒の先端に設置するとともに、棒の他端部の把持部をユーザが持ち、把持部に設置されたスイッチを操作することにより、棒の先端に設置したカメラのシャッターを押すことが出来る装置である。これにより、被写体と距離が近すぎるという問題は解消されるが、棒状の装置を持ち歩く必要があるとともに、手ぶれの振幅を回避する工夫が必要であるうえ、長尺の装置が周囲の他人に接触する危険性があるという問題点があった。 In order to solve such problems, so-called selfie sticks have been developed and used. A selfie stick is a camera installed at the tip of a rod by installing the camera at the tip of the rod, holding the grip on the other end of the rod by the user, and operating a switch installed at the grip. It is a device that can press the shutter. This solves the problem of being too close to the subject, but it is necessary to carry a rod-shaped device, devise ways to avoid the amplitude of camera shake, and the long device comes into contact with other people around. There was a problem that there was a risk of doing so.
このような問題点を解決するための技術として、特開2017-65467号公報が存在する。ここでは、ドローンの本体内部の制御部が、被写体人物からドローンに加えられた外力の大きさに応じて飛行距離を決定するとともに、外力の向きから飛行方向を決定し、ドローンの飛行中に制御部がデジタルカメラを制御することにより被写体人物を撮影し、撮影後にドローンが外力を加えられた場所に帰還する技術が開示されている。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-65467 exists as a technique for solving such a problem. Here, the control unit inside the main body of the drone determines the flight distance according to the magnitude of the external force applied to the drone from the subject person, and also determines the flight direction from the direction of the external force and controls it during the flight of the drone. A technique is disclosed in which a unit controls a digital camera to shoot a subject person, and after shooting, the drone returns to a place where an external force is applied.
確かにこの技術によれば、棒が他人に当たるなどの危険性がなく、正確に被写体を撮影することが可能となるが、ドローンの飛行距離や撮影角度が毎回異なる事となり、必ずしも安定的に所望する自撮り写真を撮影できるとは言えないという問題点があった。 Certainly, with this technology, it is possible to shoot the subject accurately without the danger of the stick hitting another person, but the flight distance and shooting angle of the drone will be different each time, so it is not always desirable to be stable. There was a problem that it was not possible to take self-portrait photos.
ドローン等の無人飛行体を用いてピントの合った美しい自撮り写真を撮影するには、ドローンが飛行する距離、方向、角度が一定であることが望ましい。また、被写体を追随する必要がある。そこで、予め設定された位置にドローン等の無人飛行体を飛行させるとともに、被写体を追随しつつ撮影する、自動的に自撮りを行う事を可能とした小型無人飛行体の開発が望まれていた。
本発明は、上記問題を解決するための、自動操縦が可能な小型の無人飛行体に関し、特に、ユーザのカメラを搭載した無人飛行体が予め設定された位置まで自動飛行してユーザを追随しつつ撮影した後、自動的に該ユーザの元へ戻る、自動的かつ正確に美しい自撮り写真の撮影を行う事を可能とした小型無人飛行体を提供する事を目的とする。 The present invention relates to a small unmanned aircraft capable of autopilot for solving the above problems, and in particular, an unmanned aircraft equipped with a user's camera automatically flies to a preset position to follow the user. It is an object of the present invention to provide a small unmanned aircraft capable of automatically and accurately taking a beautiful self-portrait photograph, which automatically returns to the user after taking a picture while taking a picture.
上記目的を達成するため本発明に係る小型無人飛行体は、制御装置を備えた小型無人飛行体が、複数の回転翼と、各回転翼に回転動力を付与する複数の駆動装置と、駆動装置の駆動速度を個別に制御する制御装置と、撮影用カメラと、前記駆動装置および制御装置を保持するフレーム部と、前記制御装置および撮影用カメラを無線によって制御するための飛行体外部に設けられるグランドステーションと、からなり、前記制御装置は、飛行体の高度を計測するために飛行体外部の気圧を検知して信号化する気圧センサと、飛行体の高度を計測するとともに飛行体の着陸箇所への停止を検出するために飛行体と他の物体との相対速度を検知して信号化する飛行体の前面下部に設置されるオプティカルフローセンサと、飛行体の向きを計測するために磁力を検知して信号化する磁気センサと、飛行体の角度を計測するために角速度を検知して信号化するジャイロセンサと、飛行体の加速度を計測して信号化する加速度センサと、飛行体に振動が加えられたことを検知して信号化する振動センサと、前記撮影用カメラで撮影する被写体を検知して認識するための顔認証用カメラと、飛行体外部の音声を検知して信号化する音声認識用マイクと、前記各センサ、カメラおよびマイクから伝送される信号を処理する演算装置と、からなるとともに、前記演算装置は、前記振動センサに与えた振動を検知することにより作動し、前記気圧センサ、オプティカルフローセンサ、ジャイロセンサおよび加速度センサから送信される信号を基に飛行体の初期位置を計測するとともに前記駆動装置を制御して該初期位置から予め設定された水平距離および垂直距離の位置に飛行体を飛翔した上で該位置に停止させ、前記磁気センサから送信される信号およびグランドステーションによって特定され顔認証用カメラから送信されるトラッキング信号を基に、被写体の方向へ飛行体の撮影用カメラの設置側を向けるとともに被写体との距離を一定に保つように前記駆動装置を制御し、グランドステーションからの指示信号を基に被写体を撮影し、音声認識用マイクから送信される予め設定された信号を基に、飛行体を前記初期位置へ飛翔帰還し、前記飛行体の位置と前記初期位置が一致したことを検出した上で通電を解除する構成である。 In order to achieve the above object, the small unmanned vehicle according to the present invention is a small unmanned vehicle equipped with a control device, which includes a plurality of rotary blades, a plurality of drive devices for applying rotational power to each rotary blade, and a drive device. A control device for individually controlling the drive speed of the The control device consists of a ground station, a pressure sensor that detects and signals the pressure outside the vehicle to measure the altitude of the vehicle, and a landing point of the vehicle that measures the altitude of the vehicle. An optical flow sensor installed at the bottom of the front of the vehicle that detects and signals the relative speed between the vehicle and other objects to detect a stop at, and a magnetic force to measure the orientation of the vehicle. A magnetic sensor that detects and signals a magnetic sensor, a gyro sensor that detects and signals an angular velocity to measure the angle of the vehicle, an acceleration sensor that measures and signals the acceleration of the vehicle, and vibrations on the vehicle. A vibration sensor that detects the addition of a signal and signals it, a face authentication camera that detects and recognizes the subject to be photographed by the photographing camera, and a sound that detects and signals the sound outside the vehicle. It consists of a voice recognition microphone, a calculation device that processes signals transmitted from each of the sensors, a camera, and the microphone, and the calculation device operates by detecting vibration applied to the vibration sensor. The initial position of the vehicle is measured based on the signals transmitted from the pressure sensor, optical flow sensor, gyro sensor and acceleration sensor, and the drive device is controlled to set the horizontal and vertical distances from the initial position. After flying the flying object to a position, it is stopped at that position, and the flying object is directed toward the subject based on the signal transmitted from the magnetic sensor and the tracking signal identified by the ground station and transmitted from the face recognition camera. The drive device is controlled so that the installation side of the shooting camera is directed and the distance to the subject is kept constant, the subject is shot based on the instruction signal from the ground station, and the setting is set in advance to be transmitted from the voice recognition microphone. Based on the signal, the flying object flies back to the initial position, and after detecting that the position of the flying object and the initial position match, the energization is released.
また、前記制御装置の演算装置は、前記駆動装置を制御して計測された前記初期位置から1乃至1.5mの水平距離および1乃至1.5mの垂直距離の位置に飛行体を飛翔させた上で該位置に停止するよう制御する構成である。
また、前記制御装置は、飛行体が障害物に接触することを防止するため、飛行体の四方および上下に設置され各設置個所から物体までの距離を計測して信号化する複数からなる距離センサを装備した構成である。Further, the arithmetic unit of the control device made the flying object fly to a position of a horizontal distance of 1 to 1.5 m and a vertical distance of 1 to 1.5 m from the initial position measured by controlling the drive device. It is a configuration that controls to stop at the position above.
Further, in order to prevent the flying object from coming into contact with an obstacle, the control device is installed on all sides of the flying object and above and below, and is a distance sensor composed of a plurality of sensors that measures the distance from each installation location to the object and converts it into a signal. It is a configuration equipped with.
また、前記グランドステーションは、ユーザが前記飛行体を任意に操作可能とするため、前記制御装置に対してユーザが所望する指令信号を送信するためのユーザインタフェースを装備するとともに、ユーザによる前記ユーザインタフェースの使用可否の切替えを行うための切替手段を装備した構成である。 Further, the ground station is equipped with a user interface for transmitting a command signal desired by the user to the control device in order to allow the user to arbitrarily operate the flying object, and the user interface by the user. It is a configuration equipped with a switching means for switching the availability of the above.
また、前記演算装置は、前記気圧センサ、オプティカルフローセンサ、ジャイロセンサおよび加速度センサから送信される信号を基に飛行体の現在位置を測定するとともに、前記グランドステーションは、前記演算装置によって測定された飛行体の現在位置とグランドステーションとの垂直および水平距離を測定し、該距離が予め設定された値を超えた場合に、前記制御装置が飛行体の水平移動および/または垂直移動を停止する制御を行う構成である。 Further, the calculation device measures the current position of the flying object based on the signals transmitted from the pressure sensor, the optical flow sensor, the gyro sensor and the acceleration sensor, and the ground station is measured by the calculation device. A control that measures the vertical and horizontal distance between the current position of the vehicle and the ground station, and stops the horizontal movement and / or vertical movement of the vehicle when the distance exceeds a preset value. It is a configuration to perform.
更に、前記グランドステーションは、タブレット型携帯端末またはパーソナルコンピュータからなり、該タブレット型携帯端末またはパーソナルコンピュータにインストールされたソフトウェアによって前記制御装置の制御を行う構成でもある。 Further, the ground station is composed of a tablet-type mobile terminal or a personal computer, and is also configured to control the control device by software installed in the tablet-type mobile terminal or personal computer.
本発明に係る小型無人飛行体は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果がある。
1.気圧センサ、オプティカルフローセンサ、ジャイロセンサおよび加速度センサを設置したため、飛行体の初期位置および移動中の現在位置を精確に計測可能となり、予め設定された位置までの往復飛行が可能となる。また、磁気センサおよび顔認証カメラを設置したため、制御装置がトラッキング情報等をもとに飛行体の向きを制御してカメラの向きを任意に決定でき、また、被写体の動きに追従させることも可能となる。
2.初期位置から1乃至1.5mの水平距離・垂直距離で飛行体を停止する構成としたため、写真撮影に最適な位置に飛行体を静止する事が可能となる。Since the small unmanned vehicle according to the present invention has the configuration as described in detail above, it has the following effects.
1. 1. Since the barometric pressure sensor, optical flow sensor, gyro sensor, and acceleration sensor are installed, the initial position of the flying object and the current position during movement can be accurately measured, and reciprocating flight to a preset position becomes possible. In addition, since a magnetic sensor and a face recognition camera are installed, the control device can control the orientation of the flying object based on tracking information, etc., and arbitrarily determine the orientation of the camera, and it is also possible to follow the movement of the subject. It becomes.
2. 2. Since the flying object is stopped at a horizontal and vertical distance of 1 to 1.5 m from the initial position, it is possible to stop the flying object at the optimum position for photography.
3.飛行体の四方および上下に距離センサを設けたため、飛行体が障害物に接触することを防止することが可能となる。
4.グランドステーションに切替手段を装備したため、ユーザの指示により自動飛行と任意操作の切替を行う事が可能となる。3. 3. Since the distance sensors are provided on all sides and above and below the flying object, it is possible to prevent the flying object from coming into contact with an obstacle.
4. Since the ground station is equipped with a switching means, it is possible to switch between automatic flight and arbitrary operation according to the user's instructions.
5.飛行体の現在位置とグランドステーションとの垂直および水平距離が予め設定された値を超えた場合に、飛行体の水平移動および/または垂直移動を停止する構成としたため、制御可能な範囲で飛行体を飛行させることが可能となる。
6.グランドステーションをタブレット型携帯端末またはパーソナルコンピュータとしたため、グランドステーションの持ち運びが手軽になるとともに、使い慣れた装置を用いて飛行体を操作することが可能となる。5. When the vertical and horizontal distance between the current position of the aircraft and the ground station exceeds a preset value, the horizontal movement and / or vertical movement of the aircraft is stopped, so the aircraft is within the controllable range. Can be flown.
6. Since the ground station is a tablet-type mobile terminal or a personal computer, the ground station can be easily carried and the flying object can be operated using a familiar device.
以下、本発明に係る小型無人飛行体を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る小型無人飛行体の斜視図であり、図2は、小型無人飛行体の使用状態を示す図である。Hereinafter, the small unmanned vehicle according to the present invention will be described in detail based on the examples shown in the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a small unmanned vehicle according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a usage state of the small unmanned vehicle.
本発明に係る小型無人飛行体100は、回転翼110と、駆動装置120と、制御装置130と、撮影用カメラ140と、フレーム部150と、グランドステーション200と、からなり、無人飛行体が予め設定された位置まで自動飛行してユーザを撮影した後自動的に該ユーザの元へ戻るという一連の自撮り処理を行う事を可能とした小型無人飛行体である。
The small
本発明に係る小型無人飛行体100は、制御装置が備えられてはいるが、総重量が200グラム以下という軽量からなる。この構成とすることにより、任意の場所で制御自在な小型無人飛行体100を飛行させて自撮り写真の撮影を行う事が出来る。
Although the small
回転翼110は、小型無人飛行体100に揚力を与えるため小型無人飛行体100に複数設置される回転ファンであり、本実施例では、小型無人飛行体100の本体の四方に4つ搭載する構成となっているが、これに限定されることはなく、3つ以下や5つ以上の回転翼110を設置する構成とすることも可能である。
The
駆動装置120は、小型無人飛行体100の本体に複数設置される回転翼110に回転動力を付与する装置であり、回転翼110毎に設置される。駆動装置120は、本実施例では電気を用いて動作するモータからなる構成としているが、これに限定されることはなく、小型エンジン等小型無人飛行体100が揚力を得るのに十分な出力を発生する駆動装置であれば、適宜選択して使用する事が可能である。
The
制御装置130は、駆動装置120の駆動速度を個別に制御する装置であり、本発明に係る小型無人飛行体100の全体に1つ設置される演算機能を有する部材である。本実施例では、制御装置130がユーザの指示および/または各種センサーからの情報を基に、小型無人飛行体100の姿勢を制御するように駆動装置120に対して個別に指令を出すことにより、浮遊中の小型無人飛行体100の移動の安定化乃至指令による任意の移動を可能とする。
The
撮影用カメラ140は、自撮り写真を撮影するためのカメラであり、ユーザからの指示または自動操作により被写体sを撮影する。本実施例では、小型無人飛行体100に搭載可能な程度の重量(軽さ)からなるカメラであれば適宜選択して使用する事が可能である。
The
フレーム部150は、小型無人飛行体100のベースとなる枠部材であり、複数の駆動装置120と制御装置130とを保持するための筐体となる部材である。本実施例では、小型無人飛行体100の軽量化を図るため素材はプラスチックからなるが、これに限定されることはなく、カーボン等軽量な材質であれば適宜選択して使用する事が可能である。
The frame portion 150 is a frame member that is the base of the small
グランドステーション200は、小型無人飛行体100の飛行方向や姿勢を制御するための制御装置130および自撮り写真を撮影する撮影用カメラ140を無線によって制御するためのコントロール基地であり、小型無人飛行体100の外部に設けられる。本実施例では、後述するように、タブレット端末やスマートフォンなど、携帯可能な装置に小型無人飛行体100の制御用のアプリケーション(ソフトウェア)をインストールして使用する構成としているが、これに限定されることはなく、航空機用の送信器であるプロポ(プロポーショナル・システム)に撮影用カメラ140のシャッターを押すためのスイッチを付加したものを用いることも可能である。
The
次に制御装置130の詳細について説明する。制御装置130は、気圧センサ131と、オプティカルフローセンサ132と、磁気センサ133と、ジャイロセンサ134と、加速度センサ135と、振動センサ136と、顔認証用カメラ137と、音声認識用マイク138と、演算装置139とを装備した構成である。
Next, the details of the
気圧センサ131は、小型無人飛行体100の外部の気圧を検知して信号化するためのセンサであり、これを用いて飛行体の高度を計測する事が可能となる。また、オプティカルフローセンサ132は、小型無人飛行体100と他の物体との相対速度を検知して信号化するためのセンサであり、飛行体の前面下部に設置される構成である。これにより、小型無人飛行体100が着陸箇所へ降下停止したことを検出する。また、気圧センサ131とオプティカルフローセンサ132とが検知した情報を解析することで、正確な飛行体の高度を計測する事が可能となる。
The
磁気センサ133は、磁力を検知して信号化するセンサであり、本実施例では、小型無人飛行体100の向きを計測するために使用する。また、ジャイロセンサ134は、角速度を検知して信号化するためのセンサであり、本実施例では、小型無人飛行体100の角度を計測するために使用する。更に、加速度センサ135は、小型無人飛行体100の加速度を計測して信号化するためのセンサである。これら3つのセンサにより、小型無人飛行体100の飛行姿勢や向きなどに関する情報を細かく取得して演算し、演算結果を基に駆動装置120を個別に制御して姿勢制御を行う事としている。特に、本発明に係る小型無人飛行体100は、自撮り撮影を行う事を目的としているため、屋外で使用した場合や被写体sが動いた場合などに、飛行体本体の姿勢制御を行う事によりブレを素早く正確に補正しながら移動する被写体sを追従する必要がある。これらセンサを統合的に使用する事により、より細かな飛行体の制御を行う事が可能となり、正確な自撮り撮影を行う事が可能となる。
The
振動センサ136は、小型無人飛行体100に振動が加えられたことを検知して信号化するためのセンサであり、一定の振り幅からなる振動を検知することにより、小型無人飛行体100の起動などの初期始動処理を行う。
The
小型無人飛行体100は撮影用カメラ140の他、顔認証用カメラ137を別途装備する構成である。顔認証用カメラ137は、カメラが感知したデジタル画像から、人間の顔と思われる部分を検知するカメラであり、本実施例では、小型無人飛行体100の撮影用カメラ140と同じ方向に設置する構成である。顔の各パーツの相対位置を検出し特徴を抽出する顔認識アルゴリズムを利用して、特定の人物のみを抽出する構成とすることも可能である。これにより、人間(または特定のユーザ)を顔認証用カメラ137が検知すると、トラッキング信号が送信され、撮影用カメラ140が撮影可能となったことを示す信号を出すことが可能となる。また、顔認証用カメラ137が感知したデジタル画像から顔を検出した際に、検出した画像中の位置に関する情報を信号化(トラッキング信号)して制御装置130が演算することにより、被写体sに対する撮影用カメラ140の向きを算出することが可能となり、演算結果を基に駆動装置120を個別に制御して撮影用カメラ140が被写体sの方向を向くように姿勢制御と追従を行う構成とすることが可能となる。
The small
音声認識用マイク138は、小型無人飛行体100の外部の音声を検知して信号化するマイクである。特定の音声を認識することで、小型無人飛行体100を初期位置に戻すように制御することが可能となる。
The
演算装置139は、上記各センサ、カメラおよびマイクから伝送される信号を演算処理するための装置である。これにより、駆動装置120、撮影用カメラ140などを各種センサからの情報をもとに制御して自撮り撮影を行う事を可能としている。
The
次に、本発明に係る小型無人飛行体100の一連の動作について説明する。小型無人飛行体100は、自動的にユーザ(被写体s)の元から飛び立って一定の位置に移動静止した上で、被写体sを検知して認識し、自動撮影(またはユーザに指示による撮影)を行った後、自動的にユーザ(被写体s)のところに戻ってくる動作をする構成である。
Next, a series of operations of the small
まず、ユーザ(被写体s)が本発明に係る小型無人飛行体100にトリガーとなる振動を与える。演算装置139は、振動センサ136が振動を検知した旨の信号を受信することによって、駆動装置120に指令を出し、飛行を開始する。制御装置130は、気圧センサ131と、オプティカルフローセンサ132と、ジャイロセンサ134および加速度センサ135が検知して送信する信号を基に、小型無人飛行体100の初期位置を計測する。
First, the user (subject s) gives a trigger vibration to the small
次に、制御装置130は、演算装置139の演算処理により、駆動装置120を制御して、計測した初期位置から予め設定された水平距離および垂直距離の位置に小型無人飛行体100を飛翔させた後、該位置に小型無人飛行体100を停止する制御を行う。
Next, the
停止後、制御装置130は、演算装置139の演算処理により、駆動装置120を制御して、磁気センサ133から送信される信号およびグランドステーション200によって特定され顔認証用カメラ137から送信されるトラッキング信号を基に、現在高度・位置やユーザ(被写体s)に対する方向等の演算処理を行い、被写体sの方向へ小型無人飛行体100の撮影用カメラ140を向ける処理を行う。更に、被写体sとの距離を一定に保つように駆動装置120を制御する。
After the stop, the
その後、ユーザ操作に基づくグランドステーション200からの指示信号または撮影可能な状態を検知して自動的に生成する信号を基に、被写体sを撮影する処理を行う。撮影終了後は、ユーザ(被写体s)が、予め決められた音声を発すると、音声認識用マイク138がその音声を検知し、制御装置130は、これより送信される予め設定された信号を基に、演算装置139が演算処理して、小型無人飛行体100を初期位置へ飛翔帰還移動させる処理を行う。演算装置139の演算処理により、小型無人飛行体100の現在位置と初期位置が一致したことを検出した上で、小型無人飛行体100の通電を解除する処理を行う。
After that, a process of photographing the subject s is performed based on an instruction signal from the
以上の一連の処理を行う事により、例えばユーザ(被写体s)の手のひらに乗せた小型無人飛行体100を揺らす(振動を与える)ことで飛行を開始させ、一定距離まで移動した後にユーザが保有するタブレットやスマートフォン等から撮影指示を出すことで自撮り撮影を行い、或は自動的に撮影処理を行い、その後、戻ってくるようにユーザ(被写体s)が声で指示を出すことで、小型無人飛行体100は元のユーザ(被写体s)の手のひらの位置に戻ってきた後、電源が切れるという処理を行う事が可能となり、容易に自撮りを行うことが可能となる。
By performing the above series of processes, for example, the small
制御装置130の演算装置139は、初期位置から1乃至1.5mの水平距離および1乃至1.5mの垂直距離の位置に飛行体を飛翔させ、該位置に停止させる構成である。演算装置139は、駆動装置120を制御し、例えばユーザ(被写体s)の手の位置を初期状態として計測した後、振動によって出された信号を合図に飛翔を開始し、ユーザ(被写体s)の斜め上で停止する構成である。この構成とすることにより、自撮り撮影に最も適した距離および角度で小型無人飛行体100を停止させることができ、自撮り撮影を行う事が可能となる。
The
制御装置130は、複数の距離センサ300を装備した構成である。距離センサ300は、物体までの距離を計測して信号化するセンサであり、小型無人飛行体100の四方および上下に設置され、各設置個所から他の物体までの距離を計測する。この構成とすることにより、小型無人飛行体100が障害物に接触することを防止する事が可能となり、例えば他の人に接触して怪我をさせることを防止したり、他の物に接触して破損・墜落することを防止することが可能となる。
The
グランドステーション200は、制御装置130に対してユーザが所望する指令信号を送信するためのユーザインタフェース210を装備する構成である。ユーザインタフェース210は、タブレット端末等であれば、液晶画面に表示される各種ボタン等によって指令信号を送信し、航空機用の送信器であるプロポ(プロポーショナル・システム)であれば、レバーによって指令信号を送信する構成である。また、切替手段220は、ユーザによるユーザインタフェース210の使用可否の切替えを行う手段であり、タブレット端末等であれば、液晶画面に表示されるボタン等によって切替指示を送信し、航空機用の送信器であるプロポ(プロポーショナル・システム)であれば、レバーによって切替指示を送信する構成である。この構成とすることにより、ユーザの指示により自動飛行と任意操作の切替を行う事が可能となる。
The
演算装置130は、本実施例では、気圧センサ131、オプティカルフローセンサ132、ジャイロセンサ134および加速度センサ135から送信される信号を基に、小型無人飛行体100の現在位置を測定する。また、グランドステーション200は、演算装置130によって測定された小型無人飛行体100の現在位置とグランドステーション200との垂直および水平距離を測定する。測定した距離が、予め設定された値を超えた場合には、制御装置130が小型無人飛行体100の水平および/または垂直移動を停止する制御を行う構成である。この構成とすることにより、ユーザが制御可能な範囲で小型無人飛行体100を飛行させることが可能となる。
In this embodiment, the
グランドステーション200は、本実施例では、タブレット型携帯端末またはパーソナルコンピュータからなる構成とすることが可能である。タブレット型携帯端末またはパーソナルコンピュータにインストールされたソフトウェア230によって制御装置130の制御を行う。この構成とすることにより、グランドステーション200の持ち運びが手軽になるとともに、使い慣れた装置を用いて小型無人飛行体100の操作を行うことが可能となった。
In this embodiment, the
100 小型無人飛行体
110 回転翼
120 駆動装置
130 制御装置
131 気圧センサ
132 オプティカルフローセンサ
133 磁気センサ
134 ジャイロセンサ
135 加速度センサ
136 振動センサ
137 顔認証用カメラ
138 音声認識用マイク
139 演算装置
140 撮影用カメラ
150 フレーム部
200 グランドステーション
210 ユーザインタフェース
220 切替手段
230 ソフトウェア
300 距離センサ100 Small
Claims (6)
前記制御装置(130)は、飛行体の高度を計測するために飛行体外部の気圧を検知して信号化する気圧センサ(131)と、飛行体の高度を計測するとともに飛行体の着陸箇所への停止を検出するために飛行体と他の物体との相対速度を検知して信号化する飛行体の前面下部に設置されるオプティカルフローセンサ(132)と、飛行体の向きを計測するために磁力を検知して信号化する磁気センサ(133)と、飛行体の角度を計測するために角速度を検知して信号化するジャイロセンサ(134)と、飛行体の加速度を計測して信号化する加速度センサ(135)と、飛行体に振動が加えられたことを検知して信号化する振動センサ(136)と、前記撮影用カメラで撮影する被写体(s)を検知して認識するための顔認証用カメラ(137)と、飛行体外部の音声を検知して信号化する音声認識用マイク(138)と、前記各センサ、カメラおよびマイクから伝送される信号を処理する演算装置(139)と、からなるとともに、
前記演算装置(139)は、前記振動センサ(136)に与えた振動を検知することにより作動し、前記気圧センサ(131)、オプティカルフローセンサ(132)、ジャイロセンサ(134)および加速度センサ(135)から送信される信号を基に飛行体の初期位置を計測するとともに前記駆動装置(120)を制御して該初期位置から予め設定された水平距離および垂直距離の位置に飛行体を飛翔した上で該位置に停止させ、前記磁気センサ(133)から送信される信号およびグランドステーションによって特定され顔認証用カメラ(137)から送信されるトラッキング信号を基に、被写体(s)の方向へ飛行体の撮影用カメラ(140)の設置側を向けるとともに被写体(s)との距離を一定に保つように前記駆動装置(120)を制御し、グランドステーション(200)からの指示信号を基に被写体(s)を撮影し、音声認識用マイク(138)から送信される予め設定された信号を基に、飛行体を前記初期位置へ飛翔帰還し、前記飛行体の位置と前記初期位置が一致したことを検出した上で通電を解除することを特徴とする小型無人飛行体。A small unmanned aircraft (100) equipped with a control device individually controls a plurality of rotary wings (110), a plurality of drive devices (120) that apply rotational power to each rotary wing, and a drive speed of the drive device. Control device (130), shooting camera (140), frame unit (150) holding the driving device and control device, and outside the vehicle body for wirelessly controlling the control device and shooting camera. It consists of a ground station (200) to be installed.
The control device (130) is a pressure sensor (131) that detects and signals the pressure outside the vehicle in order to measure the altitude of the vehicle, and measures the altitude of the vehicle and goes to the landing point of the vehicle. An optical flow sensor (132) installed at the bottom of the front of the vehicle that detects and signals the relative speed between the vehicle and other objects to detect the stoppage of the vehicle, and to measure the orientation of the vehicle. A magnetic sensor (133) that detects magnetic force and signals it, a gyro sensor (134) that detects and signals angular velocity to measure the angle of the vehicle, and a gyro sensor (134) that measures and signals the acceleration of the vehicle. An acceleration sensor (135), a vibration sensor (136) that detects and signals that vibration has been applied to a flying object, and a face for detecting and recognizing a subject (s) to be photographed by the photographing camera. An authentication camera (137), a voice recognition microphone (138) that detects and signals a sound outside the vehicle, and a computing device (139) that processes signals transmitted from each of the sensors, the camera, and the microphone. , And with
The arithmetic unit (139) operates by detecting the vibration applied to the vibration sensor (136), and the pressure sensor (131), the optical flow sensor (132), the gyro sensor (134), and the acceleration sensor (135). ), The initial position of the flying object is measured based on the signal transmitted from), and the driving device (120) is controlled to fly the flying object to a preset horizontal distance and vertical distance from the initial position. Based on the signal transmitted from the magnetic sensor (133) and the tracking signal identified by the ground station and transmitted from the face authentication camera (137), the flying object is directed toward the subject (s). The drive device (120) is controlled so as to face the installation side of the photographing camera (140) and keep the distance from the subject (s) constant, and the subject (subject (200) is based on the instruction signal from the ground station (200). s) was photographed, the flying object flew back to the initial position based on the preset signal transmitted from the voice recognition microphone (138), and the position of the flying object and the initial position matched. A small unmanned air vehicle characterized by de-energizing after detecting.
The ground station (200) is composed of a tablet-type mobile terminal or a personal computer, and is characterized in that the control device (130) is controlled by software (230) installed in the tablet-type mobile terminal or personal computer. The small unmanned vehicle according to claim 1.
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016524567A (en) | 2013-06-09 | 2016-08-18 | アイトゲネシシェ・テヒニシェ・ホーホシューレ・チューリヒ | Controlled flight of multicopters subject to faults affecting effectors |
JP2016101774A (en) | 2014-11-27 | 2016-06-02 | みこらった株式会社 | Vertically taking off and flying table |
JP2016212465A (en) | 2015-04-28 | 2016-12-15 | 株式会社ニコン | Electronic device and imaging system |
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