JP7075693B2 - 無人飛行体 - Google Patents
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Description
電動モーターによって駆動される無人飛行体であって、
前記電動モーターの駆動電源として複数のバッテリを備え、
前記複数のバッテリは並列接続されるとともにバッテリごとにそのバッテリの異常または劣化を検出する監視部を有し、
前記監視部から検出信号が出力されると緊急退避動作に切り替わることを最も主要な特徴とする。
複数のプロペラと、前記各プロペラを個々に回転駆動する複数の電動モーターと、前記各電動モーターへの電力供給源であるバッテリと、前記バッテリからの電力を適宜の電圧に調整し前記各電動モーターに分配する分電機と、指令に従って前記分電機を制御し指令に従って飛行させるフライトコントローラーと、を有する無人飛行体であって、
前記分電機は対をなす2個の分電機からなり、
前記フライトコントローラーは、前記2個の分電機の動作を監視し、少なくとも一方の分電機に異常が生じると緊急退避動作に切り替わることを特徴とする。
複数のプロペラと、前記各プロペラを個々に回転駆動する複数の電動モーターと、前記各電動モーターへの電力供給源であるバッテリと、前記バッテリからの電力を適宜の電圧に調整し前記各電動モーターに分配する分電機と、指令に従って前記分電機を制御し指令に従って飛行させるフライトコントローラーと、を有する無人飛行体であって、
前記フライトコントローラーは対をなす2個のフライトコントローラーからなり、
前記分電機は、前記2個のフライトコントローラーの動作を監視し、少なくとも一方のフライトコントローラーに異常が生じると緊急退避動作に切り替わることを特徴とする。
本願明細書において、ドローンとは、複数の回転翼または飛行手段を有する飛行体全般を指すこととする。動力手段が電動モーターであるか、原動機等であるかを問わない。操縦方式が無線であるか有線であるか、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等を問わない。
図1は第1実施例を示す。図1において、電源システム2は、対をなす2つのバッテリ25,26を有する。各バッテリ25,26は、それぞれバッテリパック27,28と、監視部252,262と、バッテリパック27,28からの電源供給ラインを開閉するスイッチ251,261を有する。監視部252,262は、バッテリパック27,28ごとに、前述の適宜の検出方式によってバッテリパック27,28の異常あるいは劣化を検出する。バッテリパック27による異常検出信号でスイッチ251をオフしてバッテリパック27からの電源供給ラインを遮断する。バッテリパック28による異常検出信号でスイッチ261をオフしてバッテリパック28からの電源供給ラインを遮断する。
上記監視部252,262は、それぞれのバッテリパック27,28の蓄電量の検出部であってもよく、一方のバッテリの蓄電量検出部によって検出される蓄電量が所定量よりも低下すると緊急退避動作に切り替わるようにしてもよい。また、蓄電量の大小によって緊急退避動作を区別してもよい。図3はその例を示しており、少なくとも一方のバッテリパックの蓄電量が減少すると緊急退避動作に切り替わるようにした実施例である。すなわち、実施例2は、バッテリ27,28の蓄電量の低下に関していわゆる冗長性を持たせたものである。
次に、本発明の第3実施例について説明する。この実施例は、第2実施例の蓄電量検出部を備えていて、この蓄電量検出部自体の異常を検出して緊急退避を行わせるものである。ハードウェア構成は第2実施例と同じであるから、図5に示す動作フローについてのみ説明する。
ここまで説明してきた実施例はバッテリに関連していわゆる冗長性を持たせた実施例であったが、ドローンの機体側にも冗長性を持たせることが望ましい。第4実施例はその例であって、ハード構成は図9に示す構成を踏襲し、ソフトウェア構成に特徴があるので、その動作フローについて図6とともに説明する。第4実施例は降圧分電機(MPU)に冗長性を持たせた例である。
図6に示す第4実施例は、降圧分電機に関して冗長性を持たせた例であったが、第5実施例はフライトコントローラーに関して冗長性を持たせた例である。
本発明に係る無人飛行体は、以下のように構成してもよい。
図3に示す実施例のように、蓄電量検出部254,264を有していて、蓄電量の減少により検出信号が出力されて緊急帰還する場合、ドローンが有する姿勢制御装置の少なくとも1つの軸を中心とする姿勢制御動作を制限するようにするとよい。例えば、ドローンには、前進とヨー方向回転の同時動作や、前進と上昇の同時動作などの2軸以上の回転や進行の姿勢を同時に制御する機能を備えている。しかし、同時に2軸以上の制御を行うと、モーターにはより高電流が必要となりバッテリ25、26の蓄電量が早く消耗する。そこで、6軸のうちの一部、例えばヨー方向の姿勢制御動作を制限する省電力モードによって緊急帰還を行い、バッテリパック25,26の蓄電量をセーブする。
バッテリ内部の温度が上昇したことを検知して飛行を中断し、また、高温状態または低温状態を検知して充電を中断するバッテリ温度保護機能を設けるとよい。
ドローン側に、墜落検知機能や衝突検出機能をもたせ、これらの検出機能によって検出信号が出力された場合、そのとき搭載されていたバッテリは、前記電源供給を遮断して使用不可能にするようにしてもよい。
2 電源システム
21 モーター
22 電源制御部
25 バッテリ
26 バッテリ
27 バッテリパック
28 バッテリパック
31 フライトコントローラー
32 フライトコントローラー
41 降圧分電機
42 降圧分電機
221 スイッチ
252 監視部
262 監視部
Claims (2)
- 複数の回転翼と、
前記各回転翼を個々に回転駆動する複数の電動モーターと、
前記各電動モーターへの電力供給源であるバッテリと、
前記バッテリからの電力を適宜の電圧に調整し前記各電動モーターに分配する分電機と、
無人飛行体の飛行を制御するフライトコントローラーと、
を有する無人飛行体であって、
前記フライトコントローラーとセンサを通信可能に接続する制御通信線を備え、前記制御通信線は多重化されており、
多重化された前記制御通信線の少なくともいずれか1つに異常が生じた場合に、緊急退避動作に切り替わる、無人飛行体。 - 前記センサは、ソナー、気圧センサ、カメラおよび6軸センサのいずれかを含む、
請求項1記載の無人飛行体。
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