JP7037436B2 - 飛行装置、飛行装置の制御方法、飛行装置の制御プログラム、及び飛行装置の経路を成す構造物 - Google Patents

Description

本開示は、飛行装置、飛行装置の制御方法、飛行装置の制御プログラム、及び飛行装置の経路を成す構造物に関する。より詳細には、例えばドローンのような飛行装置、このような飛行装置の制御方法、このような飛行装置の制御プログラム、及び、このような飛行装置の経路を成す構造物に関する。

近年、例えばドローンのような、典型的には無人の飛行装置が、急速に普及しつつある。例えば、無人で小型のマルチコプターのような飛行装置に、カメラのような撮像デバイスを搭載させたものが市販されている。このような飛行装置によれば、人間が容易に到達できないような場所から静止画又は動画などを撮影することができる。例えば、特許文献１は、下水管路施設等の閉鎖空間を点検する無人飛行体を開示している。特許文献１は、無人飛行体のカメラにより撮像される動画データ又は画像データを、無人飛行体用コントローラの画面上に表示することを開示している。今後、このような無人で小型の飛行装置は、用途の拡大及び法整備の進展に伴って、ますます普及することが期待されている。

特開２０１８－１９６７号公報

上述のような飛行装置の普及に伴って空中を飛行する飛行装置が増加する環境に備え、安全面などの観点から対策を講じることが望ましい。また、飛行装置を所定の場所まで安全に飛行させることができれば、飛行装置の運用における利便性を高めることができる。

本開示の目的は、安全性及び利便性に資する飛行装置、飛行装置の制御方法、飛行装置の制御プログラム、及び飛行装置の経路を成す構造物を提供することにある。

一実施形態に係る飛行装置は、
構造物中を飛行中に他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になるという判定に基づいて、当該他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行うように制御する制御部を備える。
前記制御部は、前記所定の回避行動として、前記飛行装置が退避するための、前記構造物に設けられた退避スペースに移動するように制御する。

一実施形態に係る飛行装置の制御方法は、
構造物中を飛行中に飛行装置から他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおける判定に基づいて、前記飛行装置が前記他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行う回避ステップと、
前記所定の回避行動として、前記飛行装置が退避するための、前記構造物に設けられた退避スペースに移動するように制御する制御ステップと、
を含む。

一実施形態に係る飛行装置の制御プログラムは、
コンピュータに、
構造物中を飛行中に飛行装置から他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になるか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップにおける判定に基づいて、前記飛行装置が前記他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行う回避ステップと、
前記所定の回避行動として、前記飛行装置が退避するための、前記構造物に設けられた退避スペースに移動するように制御する制御ステップと、
を実行させる。

一実施形態によれば、安全性及び利便性に資する飛行装置、飛行装置の制御方法、飛行装置の制御プログラム、及び飛行装置の経路を成す構造物を提供することができる。

一実施形態に係る飛行機器及び飛行装置の経路を成す構造物の外観を示す斜視図である。 一実施形態に係る飛行機器の構成を概略的に示す機能ブロック図である。 一実施形態に係る飛行機器の動作を説明するフローチャートである。

以下、一実施形態に係る飛行装置及び一実施形態に係る構造物について、図面を参照して詳細に説明する。

一実施形態に係る飛行装置は、空中を飛行及び／又は浮遊することができる飛行装置としてよい。ここで、飛行装置とは、例えばドローンのような、典型的には無人で小型の飛行装置とすることができる。また、一実施形態に係る構造物は、例えばドローンのような飛行装置の経路を成す構造物としてよく、典型的には、例えばドローンのような飛行装置が飛行する経路を少なくとも部分的に成す構造物としてよい。

図１は、一実施形態に係る飛行装置を、飛行装置の経路を成す構造物とともに示す斜視図である。以下の説明において、図に示すＺ軸の正方向を「上」方向とし、Ｚ軸の負方向を「下」方向として説明する。ここで、「下」方向とは、典型的には鉛直としてもよい。

図１は、一実施形態に係る飛行装置の例として、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂを示す。以下、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂをそれぞれ区別しない場合、これらを単に「飛行装置１」と記すことがある。以下の説明において、飛行装置１Ａのみを一実施形態に係る飛行装置としてもよいし、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂの両方を一実施形態に係る飛行装置としてもよい。また、飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとは、同タイプの飛行装置としてもよいし、異なるタイプの飛行装置としてもよい。また、飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとは、形状、大きさ、飛行速度などが同じでもよいし、互いに異なっていてもよい。

図１に示すように、一実施形態に係る飛行装置１は、水平方向の移動速度が低くても空中に浮遊することが可能な各種の飛行機能を有する装置としてよい。例えば、飛行装置１は、典型的には無人で小型のヘリコプター、マルチコプター、ドローン、飛行船、気球、又は無人航空機（Unmanned Aerial Vehicles（ＵＡＶ））と呼ばれる無人飛行体等としてよい。ここで、ドローンとは、軍事用のＵＡＶに限定されず、軍事目的以外の種々の用途に使用されるものとしてよい。例えば、ドローンは、ＣＣＤイメージセンサを備え、飛行中の映像を撮像する用途を含むものとしてよい。また、ドローンは、例えば工場内で使用される部品を、ある場所から他の場所に運搬する用途を含むものとしてもよい。また、一実施形態において、飛行装置１は、無線による遠隔制御が可能なものとしてもよいし、自律制御（自動操縦）が可能なものとしてもよい。また、飛行装置１は、例えば外部機器から無線によって遠隔制御（自動操縦）されてもよい。

飛行装置１は、図１に示すようなものに限定されず、任意の飛行装置としてよい。以下の説明において、飛行装置１は、図１に示す４つのプロペラのような、１つ以上のプロペラ（ブレード又はローターなどとしてもよい）を含むドローンである例について説明する。一実施形態に係る飛行装置１の各機能部の構成については、さらに後述する。

また、図１に示すように、一実施形態に係る構造物５０は、経路５２と、退避スペース５４とを有する。一実施形態に係る構造物５０は、例えば飛行装置１のような飛行装置の経路５２を成す。ここで、構造物５０は、必ずしも全体として飛行装置１の経路５２を成さなくてもよく、少なくとも部分的に飛行装置１が飛行する経路５２を成す構造物としてよい。一実施形態に係る構造物５０において、経路５２は、例えば飛行装置１のような飛行装置が飛行及び／又は浮遊することができる空間を構成する。また、構造物５０は、経路５２の一部又は全部が地中に埋まっているとしてもよい。

一実施形態において、経路５２は、飛行装置１が飛行及び／又は浮遊するのに適切な大きさ（径）の中空構造としてよい。具体的には、例えば飛行装置１Ａが４０ｃｍ四方程度のサイズ（ＸＹ平面における大きさ）である場合、経路５２は、例えば直径１．５ｍの円筒状の構造物として構成してもよい。また、構造物５０における経路５２は、必ずしも円筒状（ＸＺ平面に平行な断面が円状）の経路に限定されない。経路５２の内壁部は、飛行装置１の飛行及び／又は浮遊を妨げないような任意の形状としてよい。例えば、経路５２の内壁部は、ＸＺ平面に平行な断面が正方形若しくは長方形、又は任意の多角形、又は楕円形となるように構成してもよい。さらに、経路５２の外壁部は、例えば構造物５０が形成される際の必要に応じて、経路５２（の内部）がある程度の強度で保護されるような任意の形状としてよい。

一実施形態において、経路５２は、鉄若しくはアルミニウム、ガラス、コンクリート、又はカーボングラファイト等のような適度な強度を有する素材、又はこれらの任意の組み合わせの素材で構成してよい。また、経路５２は、ある程度の強度を保つことができれば、例えばレジンのような合成樹脂等の素材で構成してもよい。一実施形態において、経路５２は、飛行装置１Ａのような飛行装置が飛行する経路としての強度を維持できれば、任意の素材によって構成してよい。

図１に示すように、構造物５０は、経路５２の位置αを入口として、飛行装置１Ａを経路５２内に導き入れることができる。この場合、構造物５０は、経路５２の位置βを出口として、飛行装置１Ａを経路５２内から排出することができる。したがって、経路５２の位置βを飛行装置１Ａの目的地付近などまで延長することにより、飛行装置１Ａは、出発地点から目的地まで飛行する区間の大部分において、構造物５０の経路５２を通過することができる。

ここで、構造物５０の経路５２は、必ずしも全長にわたって密閉されていなくてもよい。例えば、構造物５０の経路５２は、部分的に孔が形成されていてもよいし、部分的に外部に解放されるように構成してもよい。さらに、構造物５０の経路５２は、大部分が覆われない単なる骨組みのみによる構成としてもよい。一実施形態において、経路５２は、扉、及び／又は、外部と内部をつなぐ窓部などが形成されていてもよい。

しかしながら、構造物５０の経路５２の大部分が閉じた（密閉された）状態となるように構成されることにより、飛行装置１Ａが経路５２内を飛行する際に、雨風又は塵などの外部環境の影響を受けにくくなる。また、構造物５０の経路５２の大部分を密閉構造とすることにより、飛行装置１Ａが飛行する際に外部に漏れる騒音が低減される。また、このような構造により、構造物５０の経路５２は、飛行装置１Ａなどの飛行装置の専用経路とすることができ、人間又は他の動物などが侵入して飛行装置の飛行を妨げるリスクを低減することもできる。さらに、このような構造により、飛行装置１Ａが不具合などにより落下したり不時着したりしても、それにより人間又は他の動物などが怪我をするようなリスクも低減される。さらに、このような構造により、飛行装置１Ａなどの飛行装置が多数普及したとしても、飛行装置が街の景観に与える影響も低減される。

さらに、構造物５０の経路５２の大部分を密閉構造としつつ、経路５２における所定の位置が開閉可能になるように構成してもよい。このような構成により、例えば不具合などにより飛行装置が経路５２において落下又は不時着などしたとしても、保守要員などの人員が当該飛行装置１Ａを回収する作業を容易にすることができる。

図１に示すように、例えば飛行装置１Ｂも、飛行装置１Ａと同様に、構造物５０の経路５２を通過して飛行することができる。例えば、構造物５０は、図１に示すように、経路５２の位置βを入口として、飛行装置１Ｂを経路５２内に導き入れることができる。この場合、構造物５０は、経路５２の位置αを出口として、飛行装置１Ｂを経路５２内から排出することができる。したがって、経路５２の位置αを飛行装置１Ｂの目的地付近などまで延長することにより、飛行装置１Ｂも、出発地点から目的地まで飛行する区間の大部分において、構造物５０の経路５２を通過することができる。

しかしながら、図１に示すように、飛行装置１Ａが経路５２を（例えばＹ軸正方向に）前進している最中に、飛行装置１Ｂも経路５２を（例えばＹ軸負方向に）前進しようとすると、両者が経路５２において接触又は衝突するリスクは増す。したがって、一実施形態に係る構造物５０は、図１に示すように、一方の飛行装置が他方の飛行装置を回避するための退避スペース５４を有してよい。例えば、飛行装置１Ａは、このまま前進すると飛行装置１Ｂまでの距離が所定の距離以下になると判定したとする。この場合、飛行装置１Ａは、経路５２の位置γにおいて進路を例えば左（Ｘ軸負方向）に変更して、退避スペース５４に退避する。これにより、飛行装置１Ａは、進路を維持して前進する飛行装置１Ｂを回避することができる。同様に、飛行装置１Ｂが、このまま前進すると飛行装置１Ａまでの距離が所定の距離以下になると判定したとする。この場合、飛行装置１Ｂは、経路５２の位置γにおいて進路を例えば右（Ｘ軸負方向）に変更して、退避スペース５４に退避する。これにより、飛行装置１Ｂは、進路を維持して前進する飛行装置１Ａを回避することができる。

一実施形態において、退避スペース５４は、飛行装置１が退避するのに適切なように、任意の大きさ（径）及び形状を有してよい。また、一実施形態において、退避スペース５４は、飛行装置１Ａのような飛行装置が退避するのに適切なように、例えば鉄若しくはアルミニウム、ガラス、コンクリート、カーボングラファイト、又は合成樹脂等のような、任意の素材、又はこれらの任意の組み合わせの素材によって構成されてよい。また、退避スペース５４は、必ずしも図１に示すように全体的に密閉されていなくてもよく、適宜、孔を有していたり、外部に開放されていたりしてもよい。さらに、一実施形態において、退避スペース５４は、必ずしも中空構造でなくてもよく、例えば周囲が覆われていない単なる場所としてもよい。一実施形態において、退避スペース５４は、退避した飛行装置が一時的に着地するスペースとしてもよいし、退避した飛行装置が浮遊したまま待機するスペースとしてもよい。退避スペース５４は、必ずしも図１に示す円筒形状に限定されるものではない。退避スペース５４は、曲面又は平面を含むものでもよく、球形、楕円形、三角錐、四角錐、円錐、その他の錐形状その他任意の形状を組み合わせた形状であるとしてもよい。退避スペース５４は、必ずしも三次元形状に限定されず、一次元、二次元形状であってもよい。退避スペース５４は、一部に無限に（又は遠方まで）続く空間が含まれていても良い。退避スペース５４は、飛行装置が他の飛行装置を避けるために十分な大きさであればよく、退避スペース５４の体積、面積などの大きさが、飛行装置よりも小さい場合、同等の大きさの場合、大きい場合を含む。例えば、構造物５０の幅をＬとし、飛行装置の幅をそれぞれＳ１、Ｓ２とした場合、退避スペース５４の幅Ｔは、Ｔ＞＞Ｓ１＋Ｓ２－Ｌを満たせばよい。ここで、退避スペース５４の幅Ｔは、退避スペース５４が経路５２に接続されている点から、退避スペース５４の他の端点までの距離である。

図１は、構造物５０が退避スペース５４を１つのみ有する例を示す。一実施形態において、構造物５０は、１つではなく任意の複数の退避スペース５４を有してもよい。特に、経路５２が比較的長くなる場合には、構造物５０は複数の退避スペース５４を有してよい。この場合、構造物５０は、複数の退避スペース５４を、経路５２における所定の位置に有してもよいし、経路５２において所定の間隔ごとに有してもよい。また、構造物５０は、退避スペース５４を、必ずしも経路５２とは別の部分として形成されていなくてもよい。例えば、構造物５０は、経路５２が２つ以上に分岐する場合、分岐する２つ以上の経路５２の少なくとも１つを、退避スペース５４としてもよい。

さらに、一実施形態に係る構造物５０は、図１に示すように、経路５２において飛行装置が前進する方向（例えばＹ軸方向）に対して水平方向（例えばＸ軸方向）に、退避スペース５４を有してよい。一方、例えば、構造物５０が、経路５２において飛行装置が前進する方向（例えばＹ軸方向）に対して垂直な方向（例えばＺ軸方向）に、退避スペース５４を有するような態様も考えられる。このような構成においては、一方の飛行装置が他方の飛行装置を回避する際に、２つの飛行装置が一時的に垂直方向に重なりを有することになる。２つの飛行装置が垂直方向に重なりを有すると、一方の飛行装置が発生する揚力による風圧が、他方の飛行装置の飛行及び／又は浮遊に影響し得る。これに対し、経路５２において飛行装置が前進する方向（例えばＹ軸方向）に対して水平な方向（例えばＸ軸方向）に退避スペース５４を配置すれば、２つの飛行装置が垂直方向に重なりを有することはない。このため、一方の飛行装置が発生する揚力による風圧が、他方の飛行装置の飛行及び／又は浮遊に影響するリスクは低減される。また、経路５２において飛行装置が前進する方向（例えばＹ軸方向）に対して任意の方向に、退避スペース５４を有するような態様も考えられる。

このように、一実施形態に係る構造物５０は、図１に示すように、飛行装置１Ａが飛行する経路５２を少なくとも部分的に成す構造物としてよい。また、一実施形態に係る構造物５０は、飛行装置１Ａが他の飛行装置１Ｂを回避するための退避スペース５４を有する。一実施形態に係る構造物５０において、図１に示すように、退避スペース５４は、経路５２に水平な位置に配置されてもよい。

また、経路５２において、例えば飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとが１つの退避スペース５４に同時に退避すると、両者が退避スペース５４において接触又は衝突するリスクは増す。したがって、一実施形態において、飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとが経路５２において対峙する際、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂのいずれか一方のみが退避スペース５４に退避するように制御してよい。この場合、他方の飛行装置は、経路５２において進路を維持するように制御してもよい。

また、一実施形態に係る飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとが経路５２において対峙する際、どちらの飛行装置を退避スペース５４に退避させるかは、種々の条件に基づいて決定してよい。例えば、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂがそれぞれ経路５２における位置を外部に送信可能な場合、所定の優先順位にしたがって、一方が退避スペース５４に退避することによって、他方を回避してもよい。ここで、所定の優先順位は、例えば飛行装置の操縦を制御する制御センターなどにおいて予め決められていてもよい。また、所定の優先順位は、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂの両者についての諸条件などに基づいて、例えば前述の制御センターなどにおいて、適宜、所定のアルゴリズムに従って決定されるようにしてもよい。また、例えば、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂがそれぞれ自律的に自動操縦によって飛行している場合、先に相手の飛行装置を検出した一方の飛行装置が退避スペース５４に退避することによって、他方を回避してもよい。また、例えば、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂがそれぞれ自律的に自動操縦によって飛行している場合、両飛行装置のうち退避スペース５４に近い方が退避スペース５４に退避することによって、他方を回避してもよい。飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂのいずれかが回避行動を開始する条件については、さらに後述する。

次に、一実施形態に係る飛行装置１の機能的な構成について説明する。

図２は、一実施形態に係る飛行装置１の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図２に示すように、一実施形態に係る飛行装置１は、例えば、制御部１０と、第１駆動部２０－１、第２駆動部２０－２、及び第Ｎ駆動部２０－Ｎとを備える。さらに、一実施形態に係る飛行装置１は、例えば、通信部１２と、記憶部１４と、撮像部１６と、近接センサ１８となどを、適宜備えてもよい。上述した制御部１０、通信部１２、及び記憶部１４は、飛行装置１における任意の箇所に設置又は内蔵してよい。

制御部１０は、種々の機能を実行するための制御及び処理能力を提供するために、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)のような、少なくとも１つのプロセッサを含んでよい。制御部１０は、まとめて１つのプロセッサで実現してもよいし、いくつかのプロセッサで実現してもよいし、それぞれ個別のプロセッサで実現してもよい。プロセッサは、単一の集積回路として実現されてよい。集積回路は、ＩＣ（Integrated Circuit）ともいう。プロセッサは、複数の通信可能に接続された集積回路及びディスクリート回路として実現されてよい。プロセッサは、他の種々の既知の技術に基づいて実現されてよい。一実施形態において、制御部１０は、例えばＣＰＵ及び当該ＣＰＵで実行されるプログラムとして構成してよい。制御部１０において実行されるプログラム、及び、制御部１０において実行された処理の結果などは、記憶部１４に記憶してよい。一実施形態に係る飛行装置１の制御部１０の動作は、さらに後述する。

通信部１２は、無線通信をはじめとする各種の機能を実現することができる。通信部１２は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）等の種々の通信方式による通信を実現してよい。通信部１２は、例えばＩＴＵ－Ｔ(International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)において通信方式が標準化されたモデムを含んでよい。また、通信部１２は、例えばＷｉＦｉ又はBluetooth（登録商標）等の種々の方式による無線通信を実現してもよい。通信部１２は、例えばアンテナを介して、例えば飛行装置１の通信部と無線通信してもよい。通信部１２が送受信する各種の情報は、例えば記憶部１４に記憶してもよい。通信部１２は、例えば電波を送受信するアンテナ及び適当なＲＦ部などを含めて構成してよい。通信部１２は、無線通信を行うための既知の技術により構成することができるため、より詳細なハードウェアの説明は省略する。

通信部１２は、例えばアンテナを介して、例えば外部サーバ又はクラウドサーバのような外部機器と、ネットワークを介して無線通信してよい。一実施形態において、通信部１２は、例えば外部サーバ又はクラウドサーバなどの外部のデータベースから、他の飛行装置及び／又は飛行装置の経路を成す構造物に関する各種の情報を受信してよい。また、一実施形態において、通信部１２は、飛行装置１自身に関する各種の情報を、例えば外部サーバ又はクラウドサーバなどの外部のデータベースに送信してもよい。例えば、通信部１２は、飛行装置１の任意の時刻における位置情報などを、外部に送信してもよい。

また、通信部１２は、飛行装置１が他の飛行装置と無線通信するための機能部としてもよい。この場合、通信部１２は、飛行装置１自身に関する各種の情報を、他の飛行装置に送信してもよい。例えば、通信部１２は、他の飛行装置に、飛行装置１自身の任意の時刻における位置情報などを送信してもよい。さらに、通信部１２は、他の飛行装置に関する各種の情報を、当該他の飛行装置から受信してもよい。例えば、通信部１２は、他の飛行装置から、当該他の飛行装置の任意の時刻における位置情報などを受信してもよい。

記憶部１４は、制御部１０及び通信部１２などから取得した各種情報を記憶する。また記憶部１４は、制御部１０によって実行されるプログラム等を記憶する。その他、記憶部１４は、例えば制御部１０による演算結果などの各種データも記憶する。さらに、記憶部１４は、制御部１０が動作する際のワークメモリ等も含むことができるものとして、以下説明する。

記憶部１４は、例えば半導体メモリ又は磁気ディスク等により構成することができるが、これらに限定されず、任意の記憶装置とすることができる。また、例えば、記憶部１４は、本実施形態に係る飛行装置１に挿入されたメモリカードのような記憶媒体としてもよい。また、記憶部１４は、制御部１０として用いられるＣＰＵの内部メモリであってもよい。

撮像部１６は、例えばＣＣＤイメージセンサなどを含む、各種の撮像デバイスで構成してよい。撮像部１６は、飛行装置１が空撮を行うためのカメラデバイスとしてもよい。撮像部１６は、飛行装置１において、飛行装置１の外部に向けて取り付けられるようにしてよい。撮像部１６は、飛行装置１を視点とする静止画又は動画を撮像することができる。撮像部１６が撮像した静止画又は動画のデータは、制御部１０に供給されてもよいし、記憶部１４に記憶されてもよい。撮像部１６は、例えばデジタルカメラなど、撮像を行うための既知の技術により構成することができるため、より詳細なハードウェアの説明は省略する。撮像部１６は、必要に応じて任意の数だけ、任意の形態のものを設置してよい。また、一実施形態においては、飛行装置１が例えば通信又は他の手段などによって飛行装置１及び他の飛行装置の位置などをある程度詳細に把握できる場合、撮像部１６を設けなくてもよい。

撮像部１６は、例えば飛行装置１の前方において飛行及び／又は浮遊する他の飛行装置の静止画又は動画を撮像してよい。このようにして撮像した他の飛行装置の静止画又は動画に基づいて、制御部１０は、飛行装置１と他の飛行装置との間の距離を判定してもよい。以下、一実施形態に係る飛行装置１（例えば飛行装置１Ａ）から他の飛行装置（例えば飛行装置１Ｂ）までの距離を、適宜、「装置間距離」と記す。

また、撮像部１６は、飛行装置１が構造物５０の経路５２を飛行する際、飛行装置１の周囲を覆う経路５２の内壁部などの静止画又は動画を撮像してよい。さらに、撮像部１６は、飛行装置１が構造物５０の退避スペース５４に退避する際、飛行装置１の周囲を覆う退避スペース５４の内壁部などの静止画又は動画を撮像してよい。このようにして撮像した経路５２又は退避スペース５４の内壁部の静止画又は動画に基づいて、制御部１０は、飛行装置１と当該内壁部との間の距離を判定してもよい。このようにして判定した距離に基づいて、制御部１０は、飛行装置１が経路５２又は退避スペース５４の内壁部に接触しないように、飛行装置１の飛行及び／又は浮遊を制御してもよい。

近接センサ１８は、飛行装置１に接近する所定の物体の有無、及び／又は、所定の物体が飛行装置１に接近している程度を検出する。近接センサ１８が検出した飛行装置１対する接近に関するデータは、制御部１０に供給されてもよいし、記憶部１４に記憶されてもよい。近接センサ１８は、例えば超音波センサ又は赤外線センサとしてよい。しかしながら、近接センサ１８は、飛行装置１に接近する所定の物体の有無、及び／又は、所定の物体が飛行装置１に接近している程度を検出することができる任意のデバイスとしてよい。以下、近接センサ１８の一例として、超音波センサを採用する例について説明する。近接センサ１８は、対象物の接近を検出するための既知の種々の技術により構成することができるため、より詳細なハードウェアの説明は省略する。

近接センサ１８を超音波センサとする場合、近接センサ１８は、送波器によって超音波を対象物に向け発信し、その反射波を受波器で受信することにより、対象物の有無や対象物までの距離を検出することができる。具体的には、超音波の発信から受信までに要した時間と音速との関係を演算することにより、近接センサ１８から対象物までの距離を算出する。

近接センサ１８は、例えば飛行装置１の前方から接近する他の飛行装置などの所定の対象物の近接を検出してよい。例えば、近接センサ１８は、近接センサ１８と所定の対象物との間の距離が、所定の距離以下になったことを検出してもよい。また、近接センサ１８は、飛行装置１が構造物５０の経路５２を飛行する際、飛行装置１の周囲を覆う経路５２の内壁部などの近接を検出してよい。さらに、近接センサ１８は、飛行装置１が構造物５０の退避スペース５４に退避する際、飛行装置１の周囲を覆う退避スペース５４の内壁部などの近接を検出してよい。例えば、近接センサ１８は、近接センサ１８と内壁部などとの間の距離が、所定の距離以下になったことを検出してもよい。このようにして検出した結果に基づいて、制御部１０は、飛行装置１が経路５２又は退避スペース５４の内壁部に接触しないように、飛行装置１の飛行及び／又は浮遊を制御してもよい。

第１駆動部２０－１、第２駆動部２０－２、及び第Ｎ駆動部２０－Ｎは、それぞれ、例えば、電力によって回転駆動されるモータなどで構成してよい。以下、第１駆動部２０－１、第２駆動部２０－２、及び第Ｎ駆動部２０－Ｎなどをそれぞれ区別しない場合、これらを単に「駆動部２０」と記すことがある。

駆動部２０は、飛行装置１のプロペラを回転駆動する。より詳細には、第１駆動部２０－１は、例えば飛行装置１の第１プロペラを回転駆動する。また、第２駆動部２０－２は、例えば飛行装置１の第２プロペラを回転駆動する。同様に、第Ｎ駆動部２０－２は、例えば飛行装置１の第Ｎプロペラを回転駆動する。ここで、Ｎは１以上の整数としてよい。飛行装置１が備える駆動部２０の数は、飛行装置１が備えるプロペラの数に対応させてよい。例えば、図１に示す飛行装置１のように、４つのプロペラを有する場合、飛行装置１が備える駆動部２０の数も４（Ｎ＝４）としてよい。

一実施形態において、制御部１０は、駆動部２０の単位時間当たりの回転数などを制御することで、飛行装置１の飛行及び／又は浮遊を制御してよい。例えば、制御部１０は、全ての駆動部２０が回転数を揃えて増すように制御することにより、飛行装置１を上昇させることができる。また、例えば、制御部１０は、全ての駆動部２０が回転数を揃えて減らすように制御することにより、飛行装置１を下降させることができる。さらに、制御部１０は、複数の駆動部２０の回転数が異なるように制御することにより、飛行装置１の進行方向を変化させることができる。飛行装置１がプロペラを用いて飛行する際の制御は、既知の各種の技術を採用することができるため、より詳細な説明は省略する。

一実施形態において、駆動部２０が回転駆動するものは、必ずしもプロペラに限定されない。一実施形態において、駆動部２０は、例えばブレード又はローターなどを回転駆動してもよい。すなわち、駆動部２０は、飛行装置１が飛行及び／又は浮遊するに際し、例えば揚力及び／又は推進力などの動力を発生する任意の要素を駆動する機能部としてよい。

次に、一実施形態に係る飛行装置１の動作について説明する。図３は、一実施形態に係る飛行装置１の動作を説明するフローチャートである。

まず、飛行装置１が、構造物５０の経路５２内を飛行していないような、例えば周囲が覆われていない空中を飛行しているような場合について説明する。この状況は、例えば図１において、構造物５０が存在しないと仮定した場合に対応する。

図３に示す動作が開始する時点において、一実施形態に係る飛行装置１（例えば飛行装置１Ａ）の制御部１０は、既に駆動部２０が回転駆動するように制御しているものとする。すなわち、図３に示す動作が開始する時点において、一実施形態に係る飛行装置１（例えば飛行装置１Ａ）は、すでに飛行及び／又は浮遊しているものとする。

また、図３に示す動作が開始する時点において、他の飛行装置（例えば飛行装置１Ｂ）が、すでに飛行及び／又は浮遊しているものとする。さらに、飛行装置１Ｂは、飛行装置１Ａの進行方向において飛行及び／又は浮遊しているものとする。すなわち、飛行装置１Ｂは、飛行装置１Ａの前方に存在するものとする。また、この時点では、飛行装置１Ｂは、飛行装置１Ａからある程度離れているものとする。

図３に示す動作が開始すると、一実施形態に係る飛行装置１（例えば飛行装置１Ａ）の制御部１０は、他の飛行装置（例えば飛行装置１Ｂ）までの距離が所定以内（所定の距離以内）になるか否かを判定する（ステップＳ１）。上述したように、一実施形態に係る飛行装置１（例えば飛行装置１Ａ）から他の飛行装置（例えば飛行装置１Ｂ）までの距離は、「装置間距離」とも記す。

ステップＳ１において、「所定の距離」とは、例えば飛行装置１Ａが飛行装置１Ｂに接触又は衝突せずに回避する動作（回避動作）を行う余裕が確保可能な距離としてよい。一実施形態において、制御部１０は、所定の距離を例えば３ｍ又は５ｍなどに、適宜設定してよい。この所定の距離は、制御部１０は、所定の距離を、外部のデータベースから取得してもよい。また、制御部１０は、所定の距離を、所定のアルゴリズムに従って算出してもよい。この時、制御部１０は、所回避する相手すなわち飛行装置１Ｂについての情報を参照可能な場合には、その情報も加味して、所定の距離を算出してもよい。

また、ステップＳ１において、制御部１０が装置間距離を判定する際には、飛行装置１Ａは、例えば通信部１２によって飛行装置１Ｂの位置の情報を受信してもよい。この場合、制御部１０は、受信した飛行装置１Ｂの位置と、自装置である飛行装置１Ａの位置とに基づいて、装置間距離を判定することができる。また、ステップＳ１において、装置間距離を判定する際には、飛行装置１Ａは、例えば近接センサ１８によって飛行装置１Ｂの近接を検出してもよい。さらに、ステップＳ１において、装置間距離を判定する際には、飛行装置１Ａは、例えば撮像部１６が撮像した飛行装置１Ｂの静止画又は動画に基づいて判定してもよい。

ステップＳ１において装置間距離が所定以内ではないと判定される場合、制御部１０は、現時点で回避行動を行う必要はないと判定し、図３に示す処理を終了する。一方、ステップＳ１において装置間距離が所定以内であると判定される場合、制御部１０は、回避行動を行う必要があると判定し、ステップＳ２の処理を行う。

ステップＳ２において、制御部１０は、飛行装置１Ａが所定の回避動作を行うように制御する。ここで、所定の回避行動とは、各種の行動としてよい。例えば、飛行装置１Ａが飛行装置１Ｂの進路情報を取得できる場合、所定の回避行動とは、飛行装置１Ａが飛行装置１Ｂの進路を回避する行動としてもよい。また、例えば、所定の回避行動とは、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂを含む全ての飛行装置において右方に進路を変更する行動として予め定めてもよい。この場合、例えば飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂの両方が互いに進路情報を取得できない場合であっても、それぞれが互いを回避することができる。

このように、一実施形態に係る飛行装置１（飛行装置１Ａ）は、他の飛行装置（飛行装置１Ｂ）までの距離が所定の距離以内になるという判定に基づいて、飛行装置１Ｂを回避する所定の回避動作を行う。また、一実施形態に係る飛行装置１Ａは、装置間距離の判定に基づいて、飛行装置１Ｂを回避する所定の回避動作を行うように制御する制御部１０を備えてもよい。この場合、制御部１０は、飛行装置１Ａの位置の情報及び通信部１２が受信する他の飛行装置１Ｂの位置の情報に基づいて、飛行装置１Ｂまでの距離が所定の距離以内になるか否かを判定してもよい。また、上述の場合、制御部１０は、近接センサ１８が検出する結果に基づいて、装置間距離の判定を行ってもよい。

飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとの相対的な位置関係は、時々刻々と変化し得る。したがって、図３に示す動作は、ステップＳ１からステップＳ２までの一連の動作を繰り返すように制御してもよい。すなわち、制御部１０は、図３に示す動作が終了すると、即座に、又は所定時間経過後に、ステップＳ１の処理を再び開始してもよい。

以上説明したように、一実施形態に係る飛行装置１によれば、飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとが飛行及び／又は浮遊している最中に、互いに接触又は衝突するリスクを低減することができる。したがって、一実施形態によれば、安全性及び利便性に資する飛行装置を提供することができる。

次に、一実施形態に係る飛行装置１の他の動作について説明する。以下、再び、図３に示すフローチャートを参照して、一実施形態に係る飛行装置１の動作を説明する。以下、上述の説明と異なる内容について重点的に説明し、上述の説明と同様になる内容は適宜簡略化又は省略する。

ここでは、飛行装置１が、構造物５０の経路５２内を飛行している場合について説明する。この状況は、例えば図１において、構造物５０が存在する場合に対応する。

図３に示す動作が開始する時点において、一実施形態に係る飛行装置１（例えば飛行装置１Ａ）は、すでに構造物５０の経路５２内を（Ｙ軸正方向に）前進しているものとする。また、図３に示す動作が開始する時点において、他の飛行装置（例えば飛行装置１Ｂ）は、すでに構造物５０の経路５２内を（Ｙ軸負方向に）前進しているものとする。また、この時点では、飛行装置１Ｂは、飛行装置１Ａの前方に存在し、飛行装置１Ａからある程度離れているものとする。

図３に示す動作が開始すると、一実施形態に係る飛行装置１（例えば飛行装置１Ａ）の制御部１０は、構造物５０の経路５２内において、装置間距離が所定以内（所定の距離以内）になるか否かを判定する（ステップＳ１）。

ステップＳ１において装置間距離が所定以内ではないと判定される場合、制御部１０は、現時点で回避行動を行う必要はないと判定し、図３に示す処理を終了する。一方、ステップＳ１において装置間距離が所定以内であると判定される場合、制御部１０は、回避行動を行う必要があると判定し、ステップＳ２の処理を行う。

ステップＳ２において、制御部１０は、飛行装置１Ａが所定の回避動作を行うように制御する。ここで、所定の回避行動とは、例えば、飛行装置１Ａが退避するための退避スペース５４に移動する行動としてよい。ステップＳ２の制御を行うために、飛行装置１Ａの記憶部１４には、少なくとも飛行装置１Ａの周囲に存在する退避スペース５４の位置情報が記憶されていてよい。飛行装置１Ａの記憶部１４には、例えば飛行装置１Ａが飛行する予定の経路５２において退避スペース５４が存在する位置の情報を、予め記憶させておいてよい。また、飛行装置１Ａの制御部１０は、例えば最寄りの退避スペース５４の位置情報が必要になった時点で、通信部１２を経て、当該位置情報を外部から取得してもよい。

このように、一実施形態に係る飛行装置１（飛行装置１Ａ）において、制御部１０は、所定の回避行動として、飛行装置１Ａが退避するための退避スペース５４に移動するように制御してもよい。この場合、飛行装置１Ａの記憶部１４は、退避スペース５４の位置の情報を記憶してもよい。そして、制御部１０は、退避スペース５４の位置の情報を記憶部１４から読み出して、飛行装置１Ａが退避スペース５４に移動するように制御してもよい。

以上説明したように、一実施形態に係る飛行装置１によれば、飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとが構造物５０の経路５２内を飛行及び／又は浮遊している最中に、互いに接触又は衝突するリスクを低減することができる。また、一実施形態によれば、飛行装置１Ａ及び飛行装置１Ｂは、構造物５０の経路５２内を飛行及び／又は浮遊することにより、上述のように、外部環境との干渉を互いに低減することができる。したがって、一実施形態によれば、安全性及び利便性に資する飛行装置を提供することができる。

以下、一実施形態に係る飛行装置１の他の特徴について説明する。

上述した実施形態において、飛行装置１は、自動操縦によって自律的に飛行又は浮遊するものを想定して説明した。しかしながら、一実施形態に係る飛行装置１は、自動操縦によって自律的に飛行又は浮遊するものではなく、例えば飛行装置の操縦を制御する制御センター又は管理センターなどにおいて、ホストコンピュータなどによって遠隔制御されてもよい。

上記実施形態の説明では、他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になるという判定に基づいて、当該他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行う場合について説明した。しかしながら、本開示は、このような場合に限定されるものではない。たとえば、本開示の飛行装置は、他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になったという判定に基づいて、当該他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行うとしてもよい。

このように、一実施形態に係る飛行装置１（飛行装置１Ａ）は、装置間距離の判定に基づいて、他の飛行装置１Ｂを回避する所定の回避動作を行うように、遠隔制御されてもよい。このような飛行装置１Ａによれば、飛行装置１Ａが自動操縦によって自律的に飛行又は浮遊できない場合でも、飛行装置１Ａと飛行装置１Ｂとが飛行及び／又は浮遊している最中に、互いに接触又は衝突するリスクを低減することができる。したがって、一実施形態によれば、安全性及び利便性に資する飛行装置を提供することができる。

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各機能部に含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能である。複数の機能部等は、１つに組み合わせられたり、分割されたりしてよい。上述した本開示に係る各実施形態は、それぞれ説明した各実施形態に忠実に実施することに限定されるものではなく、適宜、各特徴を組み合わせたり、一部を省略したりして実施され得る。

上述した実施形態は、飛行装置１としての実施のみに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態は、飛行装置１のような機器の制御方法として実施してもよい。さらに、例えば、上述した実施形態は、飛行装置１のような機器の制御プログラムとして実施してもよい。

１ 飛行装置
１０ 制御部
１２ 通信部
１４ 記憶部
１６ 撮像部
１８ 近接センサ
２０ 駆動部
５０ 構造物
５２ 経路
５４ 退避スペース

Claims (9)

1. 構造物中を飛行中に他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になるという判定に基づいて、当該他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行うように制御する制御部を備える飛行装置であって、
   前記制御部は、前記所定の回避行動として、前記飛行装置が退避するための、前記構造物に設けられた退避スペースに移動するように制御する、飛行装置。
2. 前記他の飛行装置の位置の情報を受信する通信部を備え、
   前記制御部は、前記飛行装置の位置の情報及び前記通信部が受信する前記他の飛行装置の位置の情報に基づいて、当該他の飛行装置までの距離が前記所定の距離以内になるか否かを判定する、請求項１に記載の飛行装置。
3. 前記他の飛行装置の近接を検出する近接センサを備え、
   前記制御部は、前記近接センサが検出する結果に基づいて、前記判定を行う、請求項１又は２に記載の飛行装置。
4. 前記退避スペースの位置の情報が記憶された記憶部を備える、請求項１から３のいずれかに記載の飛行装置。
5. 前記判定に基づいて、当該他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行うように遠隔制御される、請求項１に記載の飛行装置。
6. 他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になったという判定に基づいて、当該他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行う、請求項１に記載の飛行装置。
7. 前記制御部は、前記退避スペースまでの距離が前記他の飛行装置と前記退避スペースとの距離よりも短い場合に、前記退避スペースに移動するように制御する、請求項１に記載の飛行装置。
8. 構造物中を飛行中に飛行装置から他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおける判定に基づいて、前記飛行装置が前記他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行う回避ステップと、
   前記所定の回避行動として、前記飛行装置が退避するための、前記構造物に設けられた退避スペースに移動するように制御する制御ステップと、
   を含む、飛行装置の制御方法。
9. コンピュータに、
   構造物中を飛行中に飛行装置から他の飛行装置までの距離が所定の距離以内になるか否かを判定する判定ステップと、
   前記判定ステップにおける判定に基づいて、前記飛行装置が前記他の飛行装置を回避する所定の回避動作を行う回避ステップと、
   前記所定の回避行動として、前記飛行装置が退避するための、前記構造物に設けられた退避スペースに移動するように制御する制御ステップと、
   を実行させる、飛行装置の制御プログラム。

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