JP7046923B2 - 飛行体および飛行体の制御方法 - Google Patents
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Description
本開示のある局面に基づく飛行体の制御方法は、当該飛行体が、機体と、上記機体に設けられた推進機構と、展開可能に上記機体に設けられた揚力発生部材と、上記揚力発生部材に接続されるとともに、上記揚力発生部材が展開した状態において上記揚力発生部材を操作する操作機構と、上記揚力発生部材を展開させる展開装置と、上記操作機構を制御する制御部と、上記機体の落下を検知するとともに、上記展開装置および上記制御部に落下検知信号を与える落下検知部と、を含んでいる場合において、上記落下検知信号を受け取ることにより、上記展開装置が、上記揚力発生部材を展開させるステップと、上記落下検知信号を受け取ることにより、上記制御部が、上記操作機構の制御を開始するステップとを備えるものである。
図1に示すように、本実施の形態に係る無人航空機1Aは、航空機本体1200と、当該航空機本体1200に組付けられたパラグライダー装置1100とを備えている。パラグライダー装置1100に含まれる揚力発生部材1110(例えばパラフォイル)は、無人航空機1Aの通常飛行時においては、図2に示すように、パラグライダー装置1100の収納容器1151の内部に収納されており、無人航空機1Aの落下時においては、図1に示すように、パラグライダー装置1100の収納容器1151の外部に射出されてこれが展開される。
上述した実施の形態1は、あくまでも例示であって種々変更を加えることができる。例えば、以下に説明するような第1変形例とすることもできる。
図4に示すように、第1変形例に係る展開装置1190は、パイロアクチュエータ1188と、揚力発生部材(例えばパラフォイル)1186とを備えている。パイロアクチュエータ1188は、点火薬(不図示)を収容するカップ状のケース1185を有する点火器1184と、凹部1182および当該凹部1182と一体的に形成されたピストンヘッド1183を有するピストン1181と、ピストン1181を収容するとともに、当該ピストン1181の推進方向を規制する有底筒状のハウジング1180とを備えている。
上述した実施の形態1および第1変形例においては、制御部、落下検知部、電力供給源、位置検出部、下方状況検出部、画像解析部、および、報知部をパラグライダー装置に設けることとしたが、これに限定されるものではなく、これらのうちの一部または全部を航空機本体に設けることとしてもよい。また、このうちの制御部を航空機本体に設ける場合には、当該制御部を機体の内部に設けられた飛行制御装置に組み込むこととしてもよい。ここで、飛行制御装置は、機体に設けられた推進機構を制御することで航空機本体の飛行を制御する装置である。
以上において開示した実施の形態1および当該実施の形態1に基づいた変形例を要約すれば、以下のとおりとなる。
上記本開示の第1の局面に基づく飛行体は、上記推進機構を動作させるための電力を供給する電力供給部と、上記電力供給部とは別に、上記展開装置、上記制御部および上記落下検知部に電力を供給する電力供給源と、をさらに備えていてもよい。
上記本開示の第1の局面に基づく飛行体は、上記機体の位置情報を検出する位置検出部をさらに備えていることが好ましく、その場合には、上記制御部が、上記位置検出部によって検出された上記位置情報に基づいて上記操作機構を制御することが好ましい。
上記本開示の第1の局面に基づく飛行体にあっては、上記高度検出装置が、気圧センサ、レーザーセンサ、超音波センサ、赤外線センサ、ミリ波レーダー、および、サブミリ波レーダーのうち少なくとも1つを含んでいることが好ましい。
上記本開示の第1の局面に基づく飛行体は、上記機体の下方の状況を検出する下方状況検出部をさらに備えていることが好ましい。
このように構成することにより、無人航空機における落下事故によるリスクを大幅に低減することができる。
図5に示すように、本実施の形態に係る無人航空機1Bは、航空機本体2200と、当該航空機本体2200に組付けられたパラグライダー装置2100と、航空機本体2200に設けられた推進機構制御装置とを備えている。パラグライダー装置2100に含まれる揚力発生部材2110(例えばパラフォイル)は、無人航空機1Bの通常飛行時においては、図6に示すように、パラグライダー装置2100の収納容器2151の内部に収納されており、無人航空機1Bの落下時においては、図5に示すように、パラグライダー装置2100の収納容器2151の外部に射出されてこれが展開される。
上述した実施の形態2は、あくまでも例示であって種々変更を加えることができる。例えば、以下に説明するような第2,第3変形例とすることもできる。
図8に示すように、第2変形例に係る展開装置2190は、例えば、一方端部が開口されたハウジング内にパイロアクチュエータおよび揚力発生部材を設け、当該パイロアクチュエータのピストンの推進力によって揚力発生部材を直接押し出して展開させる構成とされている。
図9に示すように、第3変形例に係る無人航空機1Cは、通常飛行時に作動する推進機構3202とは別に、落下時(すなわち目標落下位置への誘導時)に無人航空機1Cを推進させる落下時推進装置(モーターおよびプロペラ等)3116を備えている。このような構成のパラグライダー装置3100は、いわゆるモーターパラグライダー装置である。落下時推進装置3116は、例えば収納容器3151の側面上に設けられる。
上述した実施の形態2および第2,第3変形例においては、制御部、落下検知部、電力供給源、位置検出部、下方状況検出部、画像解析部、および、報知部を航空機本体に設けることとしたが、これに限定されるものではなく、これらのうちの一部または全部をパラグライダー装置に設けることとしてもよい。
以上において開示した実施の形態2および当該実施の形態2に基づいた変形例を要約すれば、以下のとおりとなる。
上記本開示の第2の局面に基づく飛行体は、上記推進機構を動作させるための電力を供給する電力供給部と、上記電力供給部とは別に、上記展開装置、上記制御部および上記落下検知部に電力を供給する電力供給源と、をさらに備えていてもよい。
上記本開示の第2の局面に基づく飛行体は、上記機体の位置情報を検出する位置検出部をさらに備えていることが好ましく、その場合には、上記制御部が、上記位置検出部によって検出された上記位置情報に基づいて上記落下目標位置を決定するとともに、上記位置検出部によって検出された上記位置情報に基づいて上記落下目標位置に上記機体が向かうように上記推進機構を制御することが好ましい。
上記本開示の第2の局面に基づく飛行体にあっては、上記高度検出装置が、気圧センサ、レーザーセンサ、超音波センサ、赤外線センサ、ミリ波レーダー、および、サブミリ波レーダーのうち少なくとも1つを含んでいることが好ましい。
上記本開示の第2の局面に基づく飛行体は、上記機体の下方の状況を検出する下方状況検出部をさらに備えていることが好ましい。
このように構成することにより、無人航空機における落下事故によるリスクを大幅に低減することができる。
Claims (19)
- 機体と、
前記機体に設けられた推進機構と、
展開可能に前記機体に設けられた揚力発生部材と、
前記揚力発生部材に接続されるとともに、前記揚力発生部材が展開した状態において前記揚力発生部材を操作する操作機構と、
前記揚力発生部材を展開させる展開装置と、
前記操作機構を制御する制御部と、
前記機体の落下を検知するとともに、前記展開装置および前記制御部に落下検知信号を与える落下検知部と、を備え、
前記展開装置が、内部にパイロアクチュエータを有するシリンダー部と、前記シリンダー部に連結された複数の管部と、前記複数の管部の各々に挿入されるとともに紐によって前記揚力発生部材に連結された発射体とを含み、
前記展開装置が、前記落下検知信号を受け取ることで、前記パイロアクチュエータが作動することによる火薬の燃焼によって生じるガス圧に基づく推進力により前記発射体を前記複数の管部の各々から射出することで前記揚力発生部材を展開させるとともに、前記制御部が、前記落下検知信号を受け取ることで前記操作機構の制御を開始する、飛行体。 - 機体と、
前記機体に設けられた推進機構と、
展開可能に前記機体に設けられた揚力発生部材と、
前記揚力発生部材に接続されるとともに、前記揚力発生部材が展開した状態において前記揚力発生部材を操作する操作機構と、
前記揚力発生部材を展開させる展開装置と、
前記操作機構を制御する制御部と、
前記機体の落下を検知するとともに、前記展開装置および前記制御部に落下検知信号を与える落下検知部と、を備え、
前記展開装置が、パイロアクチュエータを含み、
前記パイロアクチュエータが、ピストンと、前記ピストンを収容するとともに前記ピストンの推進方向を規制するハウジングとを有し、
前記展開装置が、前記落下検知信号を受け取ることで、前記パイロアクチュエータが作動することによる火薬の燃焼によって生じるガス圧に基づく推進力により前記ピストンを介して前記揚力発生部材を押し出して展開させるとともに、前記制御部が、前記落下検知信号を受け取ることで前記操作機構の制御を開始する、飛行体。 - 前記展開装置が、前記機体の外表面に取付けられている、請求項1または2に記載の飛行体。
- 前記落下検知部が、加速度センサ、ジャイロセンサ、気圧センサ、レーザーセンサ、超音波センサ、および、前記推進機構の異常振動を検知する異常振動検知装置のうちの少なくとも1つを含んでいる、請求項1から3のいずれかに記載の飛行体。
- 前記推進機構を動作させるための電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部とは別に、前記展開装置、前記制御部および前記落下検知部に電力を供給する電力供給源と、をさらに備えた、請求項1から3のいずれかに記載の飛行体。 - 前記落下検知部が、加速度センサ、ジャイロセンサ、気圧センサ、レーザーセンサ、超音波センサ、前記推進機構の異常振動を検知する異常振動検知装置、および、前記電力供給部の電圧異常を検知する電圧異常検知装置のうちの少なくとも1つを含んでいる、請求項5に記載の飛行体。
- 前記機体の位置情報を検出する位置検出部をさらに備え、
前記制御部が、前記位置検出部によって検出された前記位置情報に基づいて前記操作機構を制御する、請求項1から6のいずれかに記載の飛行体。 - 前記位置検出部が、前記位置情報を人工衛星を利用して取得するGNSS装置、前記位置情報を携帯電話の基地局を利用して取得する装置、前記機体の周辺を撮像するカメラ、前記機体の方位角を検出する地磁気センサ、および、前記機体の高度を検出する高度検出装置のうち少なくとも1つを含んでいる、請求項7に記載の飛行体。
- 前記高度検出装置が、気圧センサ、レーザーセンサ、超音波センサ、赤外線センサ、ミリ波レーダー、および、サブミリ波レーダーのうち少なくとも1つを含んでいる、請求項8に記載の飛行体。
- 前記機体の下方の状況を検出する下方状況検出部をさらに備えた、請求項1から9のいずれかに記載の飛行体。
- 前記下方状況検出部が、カメラ、画像センサ、赤外線センサ、レーザーセンサ、超音波センサ、ミリ波レーダー、および、サブミリ波レーダーのうち少なくとも1つを含んでいる、請求項10に記載の飛行体。
- 前記制御部が、前記下方状況検出部によって検出された情報に基づいて前記機体の落下目標位置を決定するとともに、前記落下目標位置に前記機体が向かうように前記操作機構を制御する、請求項10または11に記載の飛行体。
- 前記下方状況検出部によって検出された情報に基づいて前記落下目標位置における人の有無を判別する判別部をさらに備えた、請求項12に記載の飛行体。
- 前記判別部によって前記落下目標位置に人がいると判別された場合に警告音を発する報知部をさらに備えた、請求項13に記載の飛行体。
- 前記推進機構を遠隔操作するための遠隔操作装置をさらに備え、
前記遠隔操作装置が、前記下方状況検出部によって検出された情報を表示する表示部を有している、請求項10から14のいずれかに記載の飛行体。 - 前記推進機構を制御する飛行制御装置が、前記機体に設けられ、
前記制御部が、前記飛行制御装置に組み込まれている、請求項1から14のいずれかに記載の飛行体。 - 当該飛行体が、無人航空機である、請求項1から16のいずれかに記載の飛行体。
- 飛行体の制御方法であって、
前記飛行体が、機体と、前記機体に設けられた推進機構と、展開可能に前記機体に設けられた揚力発生部材と、前記揚力発生部材に接続されるとともに、前記揚力発生部材が展開した状態において前記揚力発生部材を操作する操作機構と、前記揚力発生部材を展開させる展開装置と、前記操作機構を制御する制御部と、前記機体の落下を検知するとともに、前記展開装置および前記制御部に落下検知信号を与える落下検知部と、を含み、
前記展開装置が、内部にパイロアクチュエータを有するシリンダー部と、前記シリンダー部に連結された複数の管部と、前記複数の管部の各々に挿入されるとともに紐によって前記揚力発生部材に連結された発射体とを含み、
前記落下検知信号を受け取ることにより、前記展開装置が、前記パイロアクチュエータが作動することによる火薬の燃焼によって生じるガス圧に基づく推進力により前記発射体を前記複数の管部の各々から射出することで前記揚力発生部材を展開させるステップと、
前記落下検知信号を受け取ることにより、前記制御部が、前記操作機構の制御を開始するステップと、を備えた、飛行体の制御方法。 - 飛行体の制御方法であって、
前記飛行体が、機体と、前記機体に設けられた推進機構と、展開可能に前記機体に設けられた揚力発生部材と、前記揚力発生部材に接続されるとともに、前記揚力発生部材が展開した状態において前記揚力発生部材を操作する操作機構と、前記揚力発生部材を展開させる展開装置と、前記操作機構を制御する制御部と、前記機体の落下を検知するとともに、前記展開装置および前記制御部に落下検知信号を与える落下検知部と、を含み、
前記展開装置が、パイロアクチュエータを含み、
前記パイロアクチュエータが、ピストンと、前記ピストンを収容するとともに前記ピストンの推進方向を規制するハウジングとを有し、
前記落下検知信号を受け取ることにより、前記展開装置が、前記パイロアクチュエータが作動することによる火薬の燃焼によって生じるガス圧に基づく推進力により前記ピストンを介して前記揚力発生部材を押し出して展開させるステップと、
前記落下検知信号を受け取ることにより、前記制御部が、前記操作機構の制御を開始するステップと、を備えた、飛行体の制御方法。
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