JP7459385B1 - 制御装置、無人航空機、及び制御方法 - Google Patents

Abstract

無人航空機は、物品を係留可能な係留部材と、係留部材に接続される線状部材と、線状部材が巻き付けられるリールとを備える。無人航空機は、無人航空機からリールを制御して物品を降下させる際の物品の周囲における風の強さに関する情報を取得し、取得された情報に基づいて、風の強さに応じた線状部材の繰り出し量となるようにリールを制御する。

Description

本発明は、無人航空機により運搬された物品の受け渡しが行われる際の制御方法等の技術分野に関する。

従来、無人航空機により物品を目的地まで運搬して上空から受け渡すことが検討されている。例えば、特許文献１には、貨物を運搬するマルチコプタが目的地に達するとホバリングを行い、運搬された貨物が地面近くに達するまで、当該貨物を保持するワイヤを下方に繰り出すことが開示されている。

特開２０１７－８７８９８号公報

しかしながら、無人航空機から物品を降下させる際にワイヤにより吊り下げられた物品が風により煽られることで、例えば指定された位置に物品を配置することが困難になる場合がある。

そこで、本発明は、無人航空機から物品を降下させる際の風の影響を低減することが可能な制御装置、無人航空機、及び制御方法を提供することを課題の一例とする。

（適用例１）上記課題を解決するために、本適用例に係る制御装置は、物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材が巻き付けられるリールを備える無人航空機から前記リールを制御して前記物品を降下させる制御装置であって、前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、無人航空機から物品を降下させる際の風の影響を低減することができる。

（適用例２）上記適用例１に記載の制御装置において、前記取得部は、前記物品が前記係留部材を介して前記線状部材により吊り下げられている状態で前記リールを基準として鉛直方向に対する水平方向における前記物品の位置ずれ量を、前記風の強さに関する情報として取得し、前記制御部は、前記位置ずれ量に基づいて、前記位置ずれ量に応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、物品が実際に風に煽られる大きさに応じたリール制御が可能となる。

（適用例３）上記適用例２に記載の制御装置において、前記制御部は、前記位置ずれ量が大きいほど前記線状部材の繰り出し量が小さくなるように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、物品が風に煽られる量を小さくすることができ、結果として、物品の投下位置が投下目標となる範囲から離れることを抑制することができる。

（適用例４）上記適用例２に記載の制御装置において、前記取得部は、前記物品を離脱させるときの前記線状部材の第１繰り出し量よりも小さい第２繰り出し量のときに検出された前記位置ずれ量を取得することを特徴とする。これにより、物品が風に煽られる量を低減しつつ、物品の位置ずれ量を取得することができる。

（適用例５）上記適用例４に記載の制御装置において、前記第２繰り出し量は、前記物品が前記風の影響を受け始める繰り出し量より大きいことを特徴とする。これにより、物品が風に煽られる量を低減しつつ、物品が地面にできるだけ近い位置における適切な位置ずれ量を取得することができる。

（適用例６）上記適用例４に記載の制御装置において、前記位置ずれ量が第１閾値以下である場合、前記制御部は、前記第１繰り出し量まで第１所定速度で前記線状部材を繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、風により物品が煽られる可能性が低いことを確認した上で物品を離脱させるときの最下位置となるまで線状部材を繰り出すことができる。

（適用例７）上記適用例６に記載の制御装置において、前記取得部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量を取得し、前記制御部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量に基づいて、前記物品の投下目標となる範囲内に当該物品が収まるように前記無人航空機の水平方向における位置を制御することを特徴とする。これにより、物品の投下位置が投下目標となる範囲から離れることを抑制することができる。

（適用例８）上記適用例６に記載の制御装置において、前記取得部は、前記線状部材が前記第２繰り出し量から前記第１繰り出し量まで繰り出される間に連続的に検出された前記位置ずれ量を取得し、前記位置ずれ量が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合、前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えない限り、前記第１繰り出し量を目標値として前記線状部材を前記第１所定速度より遅い第２所定速度で繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、風により物品が煽られる可能性が中程度であれば、物品の位置ずれ量が第２閾値を超えることを防ぎつつ、物品を離脱させるときの最下位置となるまで線状部材を繰り出すことができる。

（適用例９）上記適用例４に記載の制御装置において、前記取得部は、前記線状部材が前記第２繰り出し量から前記第１繰り出し量まで繰り出される間に連続的に検出された前記位置ずれ量を取得し、前記位置ずれ量が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合、前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えない限り、前記第１繰り出し量を目標値として前記線状部材を徐々に繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、風により物品が煽られる可能性が中程度であれば、物品の位置ずれ量が第２閾値を超えることを防ぎつつ、物品を離脱させるときの最下位置となるまで線状部材を繰り出すことができる。

（適用例１０）上記適用例８または９に記載の制御装置において、前記制御部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量に基づいて、前記物品の投下目標となる範囲内に当該物品が収まるように前記無人航空機の水平方向における位置を制御することを特徴とする。これにより、風がある程度吹いている状況であっても、物品の投下位置が投下目標となる範囲から離れることを抑制することができる。

（適用例１１）上記適用例８または９に記載の制御装置において、前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えた時点で前記線状部材の繰り出しを停止するように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、物品が大きく煽られる前に線状部材の繰り出しを停止させることができる。

（適用例１２）上記適用例１１に記載の制御装置において、前記線状部材の繰り出しが前記第１繰り出し量までの途中で停止された場合、当該停止されたときの前記線状部材の繰り出し量と前記第１繰り出し量との差分に基づいて、ホバリングしている前記無人航空機を降下させることを特徴とする。これにより、物品が投下の際に受ける衝撃を和らげることができる。

（適用例１３）上記適用例１２に記載の制御装置において、前記降下している前記無人航空機の高度が安全上の下限値に達した場合、前記制御部は、前記無人航空機をホバリングさせ、前記高度は安全上の下限値に達した前記無人航空機から前記物品を離脱可能であるか否かを判定する判定部を更に備えることを特徴とする。これにより、物品の離脱可否を判定することで、当該物品にとって好ましくない影響が生じる場合には投下を取りやめることができる。

（適用例１４）上記適用例１３に記載の制御装置において、前記判定部は、前記物品の種類に基づいて、当該物品を離脱可能であるか否かを判定することを特徴とする。これにより、物品が投下により好ましくない影響を受ける種類である場合には投下を取りやめることができる。

（適用例１５）上記適用例１３に記載の制御装置において、前記判定部は、前記物品から地面までの距離に基づいて、当該物品を離脱可能であるか否かを判定することを特徴とする。これにより、物品から地面までの距離が当該物品に好ましくない影響を及ぼす距離である場合には投下を取りやめることができる。

（適用例１６）上記適用例１３に記載の制御装置において、前記判定部により前記物品が離脱可能であると判定された場合、前記制御部は、前記無人航空機から前記物品を離脱させることを特徴とする。これにより、物品に好ましくない影響が生じることを回避することができる。

（適用例１７）上記適用例４に記載の制御装置において、前記位置ずれ量が第２閾値より大きい場合、前記制御部は、前記物品を離脱させずに前記無人航空機を他の場所へ飛行させることを特徴とする。これにより、物品及び物品の周囲に対して好ましくない影響を及ぼすことを防ぐことができる。

（適用例１８）本適用例に係る無人航空機は、物品を係留可能な係留部材と、前記係留部材に接続される線状部材と、前記線状部材が巻き付けられるリールと、を備える無人航空機であって、前記リールの制御により前記無人航空機から前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御する制御部と、を更に備えることを特徴とする。

（適用例１９）本適用例に係る制御方法は、物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材が巻き付けられるリールを備える無人航空機から前記リールを制御して前記物品を降下させるコンピュータにより実行される制御方法であって、前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得するステップと、前記風の強さに関する情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、無人航空機から物品を降下させる際の風の影響を低減することができる。

配送先の上空でホバリングしているＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。 ウインチ１６の概要構成例を示す模式的断面図である。 物品保持機構１７を備えるＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。 制御装置１３１の概要構成例を示す図である。 制御処理部１３１５における機能ブロック例を示す図である。 ＵＡＶ１から降下している物品Ｂが風によって煽られる様子を示す図である。 目標範囲Ｒ内に物品Ｂが収まるようにＵＡＶ１の水平移動している状態を示す図である。 ＵＡＶ１が水平移動した後に目標範囲Ｒ内に物品Ｂが投下された状態を示す図である。 線状部材１５の繰り出しが途中で停止してからＵＡＶ１が距離d3降下した状態を示す図である。 線状部材１５の繰り出しが途中で停止してから安全上の下限値までＵＡＶ１が距離d4降下した状態を示す図である。 制御処理部１３１５の処理の一例を示すフローチャートである。 制御処理部１３１５の処理の一例を示すフローチャートである。 ＵＡＶ１が架台２に着陸している状態において、線状部材１５が繰り出されている様子を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る無人航空機（以下、「ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）」と称する）について説明する。

［１．ＵＡＶ１の構成及び動作概要］
先ず、図１等を参照して、本実施形態に係るＵＡＶ１の構成及び動作概要について説明する。図１は、配送先の上空でホバリングしているＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。ＵＡＶ１は、ドローン、またはマルチコプタとも呼ばれる。配送先は、ＵＡＶ１により配送（運搬）される物品Ｂが受け渡される場所である。例えば、配送先は、物品Ｂの受取人が居住する住宅、物品Ｂの受取人が勤務するオフィス、または避難場所などである。貨物（荷物）として配送される物品Ｂは、特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣ（Electronic commerce）サイトまたは宅配サイトなどで注文される商品または宅配品などであってもよいし、避難場所などへ提供される救援物資や支援物資であってもよい。或いは、物品Ｂは、上述した商品、宅配品、または物資等が１または複数収容された収容物（例えば、配送箱）であってもよい。

本実施形態に係るＵＡＶ１においては、例えば図１に示すように配送先でホバリングしているＵＡＶ１から後述の線状部材１５を繰り出すことで物品Ｂを降下させ、物品Ｂが地面（建物の屋上面の場合もある）に到達する前に、ＵＡＶ１から物品Ｂを離脱させる（切り離す）ように制御される。かかる制御は、ＵＡＶ１から物品Ｂを降下させる際の風の影響を低減するように行われる。これにより、ＵＡＶ１から離脱された物品Ｂが地面に投下されたときに、物品Ｂを所定の目標範囲Ｒ内に配置させることができる。ここで、所定の目標範囲Ｒとは、物品Ｂの投下目標（換言すると、配置目標）となる範囲であり、一定の広さ（面積）を有する範囲である。例えば、物品Ｂの受取人等により予め指定された位置を含む領域（例えば、平坦な領域）が目標範囲Ｒとして決定されてもよいし、ＵＡＶ１のセンシングにより検出された領域が目標範囲Ｒとして決定されてもよい。或いは、投下された物品Ｂを配置するための投下ポート（配置ポート）が配送先に設けられている場合、当該投下ポートの領域が目標範囲Ｒとして決定されてもよい。なお、配送先には、ＵＡＶ１の離着陸ポートが設けられている場合もある。この場合、離着陸ポートの領域が目標範囲Ｒとして決定されてもよい。

ＵＡＶ１は、図１に示すように、ロータ部１１、脚部１２、ボディ部１３、物品Ｂを係留可能な係留部材１４、係留部材１４に一端が接続される線状部材１５、及び線状部材１５の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチ１６等を備えて構成される。ロータ部１１は、水平回転翼である複数のロータ（プロペラ）１１１、及びロータ駆動機構１１２を含む。ロータ駆動機構１１２は、ロータ１１１に接続される回転軸（図示せず）、及び回転軸を介してロータ１１１を回転させるためのアクチュエータ（図示せず）等を備えて構成される。かかるアクチュエータ（モータを有する）は、後述の制御装置１３１により制御される。脚部１２は、ＵＡＶ１の着陸に用いられる。ボディ部１３は、制御装置１３１及びバッテリ１３２を含む。

係留部材１４は、物品Ｂに設けられた接続部材Ｂａに接続される。係留部材１４には、例えば、フックやシャックル等を用いることができる。この場合、係留部材１４には、リング等の接続部材Ｂａを介して接続された物品Ｂを、アクチュエータにより係留部材１４から離脱させるための離脱駆動機構（図示せず）が備えられる。或いは、係留部材１４には、電磁石が用いられてもよい。この場合、係留部材１４には、磁石等の接続部材Ｂａを介して接続された物品Ｂを、電磁石への通電停止により離脱させるための離脱駆動機構（図示せず）が備えられる。なお、これらの離脱駆動機構は、制御装置１３１により制御される。線状部材１５には、例えば、ロープやワイヤ等を用いることができる。物品Ｂは係留部材１４を介して線状部材１５により吊り下げられる。

図２は、ウインチ１６の概要構成例を示す模式的断面図である。ウインチ１６は、取付部１６１等によりボディ部１３に取り付けられており、線状部材１５が巻き付けられるリール１６２、リール１６２に挿通される回転軸１６３、リール１６２及び回転軸１６３を回転駆動させるリール駆動機構１６４、及びケーシング１６５等を備えて構成される。ケーシング１６５は、リール１６２、回転軸１６３、及びリール駆動機構１６４等を収容し、これらの構成部分を直接的または間接的に支持する。ケーシング１６５の上端部は、取付部１６１の下端部に固着されている。また、ケーシング１６５には、線状部材１５が挿通される案内体１６６が取り付けられたロッド１６７が設けられてもよい。案内体１６６は、ロッド１６７の軸方向に沿って往復移動するようになっており、リール１６２に線状部材１５を均等に巻回する機能を有する。

リール１６２は、回転軸１６３の回転駆動に伴って軸回りに回転（正回転、または逆回転）する。例えば、リール１６２に巻き付けられた線状部材１５は、リール１６２が正回転することにより初期位置から繰り出される。一方、繰り出された線状部材１５は、リール１６２が逆回転することにより巻き揚げられ、且つリール１６２に巻き付けられる。また、リール１６２は、回転軸１６３に径方向に突出するよう設けられた係合部材１６３１によって回転軸１６３との相対回転が防止されるとよい。回転軸１６３は、ケーシング１６５に取り付けられた軸受１６８によって回転可能に支持されている。

リール駆動機構１６４は、ギア１６４１、ギア１６４１とかみ合わされるギア１６４２、及び制御装置１３１により制御される駆動モータ１６４３等を備えて構成される。なお、リール駆動機構１６４には、ギア１６４１及びギア１６４２以外のギアが含まれてもよい。ギア１６４１の中心は、回転軸１６３に固着されている。一方、ギア１６４２の中心は、駆動モータ１６４３の回転軸１６４３ａに固着されている。或いは、ギア１６４２の中心は、図示しない軸綱手を介して接続されてもよい。また、回転軸１６３は、制御装置１３１による駆動モータ１６４３の駆動に伴ってギア１６４１，１６４２を介して回転駆動する。つまり、駆動モータ１６４３の駆動により発生したトルク（回転力）がギア１６４１，１６４２を介して回転軸１６３に伝達されることでリール１６２が正回転または逆回転する。

さらに、ウインチ１６には、ＵＡＶ１の下方（例えば、リール１６２の真下方向）の画像を撮像するカメラが備えられるとよい。この場合、カメラ（レンズ）の光軸の向きが鉛直方向になるように当該カメラがウインチ１６に取り付けられるとよい。また、ウインチ１６には、リール１６２からの線状部材１５の繰り出し量を測定する繰り出し量測定センサが備えられてもよい。ここで、線状部材１５の繰り出し量とは、リール１６２から繰り出される線状部材１５の長さである。繰り出し量測定センサにより測定された繰り出し量を示す繰り出し量情報は制御装置１３１へ出力される。また、ウインチ１６には、リール１６２から繰り出された線状部材１５の鉛直方向に対する相対的な振れ角度を検出する振れ角度検出センサが備えられてもよい。振れ角度検出センサにより検出された振れ角度を示す触れ角度情報は制御装置１３１へ出力される。また、ウインチ１６には、リール１６２及び回転軸１６３の回転をロックさせるリール回転ロック機構が備えられてもよい。かかるリール回転ロック機構は、制御装置１３１により制御される。

なお、ＵＡＶ１は、上述した構成要素に加えて、物品Ｂを保持するための物品保持機構を備えてもよい。図３は、物品保持機構１７を備えるＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。物品保持機構１７は、伸縮可能部材１７１、可動保持体１７２、及びアクチュエータ（図示せず）等を備えて構成される。伸縮可能部材１７１は、例えば中空の上側部材１７１１、及び上側部材１７１１内に挿通可能に連接される下側部材１７１２を含む。上側部材１７１１の上端部はボディ部１３に固着され、下側部材１７１２の下端部は可動保持体１７２に固着されている。下側部材１７１２は、物品Ｂが保持されていない状態において、制御装置１３１の制御により上側部材１７１１の中空部分に挿通されるようになっている。可動保持体１７２は、制御装置１３１の制御により回転軸１７２１を中心として破線矢印で示すように開閉可能になっている。可動保持体１７２は、図３の実線で示すように閉状態になると、物品Ｂ（底部）を保持（支持）する。これにより、物品Ｂの降下を妨げる。一方、可動保持体１７２は、図３の破線で示すように開状態になると、物品Ｂの保持を解除する。

図４は、制御装置１３１の概要構成例を示す図である。制御装置１３１は、リール１６２を制御してＵＡＶ１から物品Ｂを降下させるように構成される。制御装置１３１は、測位部１３１１、通信部１３１２、センサ部１３１３、記憶部１３１４、及び制御処理部１３１５等を備え、これらの各部へバッテリ１３２から電力が供給される。測位部１３１１は、電波受信機及び高度センサ等を備える。測位部１３１１は、例えば、GNSS（Global Navigation Satellite System）の衛星から発信された電波を電波受信機により受信し、当該電波に基づいてＵＡＶ１の水平方向の現在位置（緯度及び経度）を検出する。測位部１３１１により検出された現在位置を示す位置情報は、制御処理部１３１５へ出力される。さらに、測位部１３１１は、気圧センサ等の高度センサによりＵＡＶ１の垂直方向における現在位置（高度）を検出してもよい。この場合、位置情報には、ＵＡＶ１の高度を示す高度情報が含まれる。

通信部１３１２は、無線通信機能を備え、通信ネットワークＮＷを介して行われる通信の制御を担う。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。ＵＡＶ１は、通信部１３１２を介して通信ネットワークＮＷに接続された管理サーバＳＡとの間で通信可能になっている。管理サーバＳＡは、物品Ｂの配送を管理するサーバである。管理サーバＳＡは、ＵＡＶ１の管理及び制御を行うことができる。また、通信部１３１２は、物品Ｂの受取人が使用する携帯端末（図示せず）との間で近距離無線通信を行うことが可能になっている。

センサ部１３１３は、ＵＡＶ１の飛行制御等に用いられる各種センサを備える。各種センサには、例えば、光学センサ、３軸角速度センサ、３軸加速度センサ、及び地磁気センサ等が含まれる。光学センサは、カメラ（例えば、RGBカメラ）を含んで構成され、カメラの画角に収まる範囲内の実空間を連続的に撮像する。また、光学センサには、上述したようにＵＡＶ１の下方の画像を撮像するカメラが含まれるとよい。センサ部１３１３によりセンシング（例えば、撮像、または測定等）されたセンシング情報は、制御処理部１３１５へ出力される。センシング情報には、カメラにより撮像された画像などが含まれる。センシング情報は、ＵＡＶ１の機体ＩＤとともに通信部１３１２により管理サーバＳＡへ逐次送信されてもよい。ＵＡＶ１の機体ＩＤは、ＵＡＶ１を識別するための識別情報である。

また、光学センサには、カメラとともに、地面までの距離を測定することが可能な距離センサが含まれてもよい。距離センサには、例えば、LiDAR（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）センサを用いることができる。或いは、距離センサには、近赤外線を発光し地面から反射して戻ってくるまでの時間を測定することで距離を測定する計器を用いることができる。また、センサ部１３１３には、物品Ｂの周囲における風力量を検出（計測）する風力センサ（例えば、風力計）が含まれてもよい。この場合、センシング情報には、風力センサにより検出された風力量が含まれる。

記憶部１３１４は、不揮発性メモリ等から構成され、各種プログラム及びデータを記憶する。また、記憶部１３１４は、ＵＡＶ１の機体ＩＤを記憶する。制御処理部１３１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ＲＯＭ（または、記憶部１３１４）に記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する。なお、制御処理部１３１４は、ロータ駆動機構１１２、及びリール駆動機構１６４等に電気的に接続されている。図５は、制御処理部１３１５における機能ブロック例を示す図である。制御処理部１３１５は、例えばＲＯＭまたは記憶部１３１４に記憶されたプログラム（プログラムコード群）に従って、図５に示すように、情報取得部１３１５ａ（取得部の一例）、画像解析部１３１５ｂ、リール制御部１３１５ｃ（制御部の一例）、飛行制御部１３１５ｄ（制御部の一例）、及び物品離脱制御部１３１５ｅ（制御部及び判定部の一例）等として機能する。

情報取得部１３１５ａは、リール制御部１３１５ｃによるリール制御に用いられる風力情報を取得する。ここで、風力情報は、物品Ｂを降下させる際の物品Ｂの周囲における風の強さに関する情報（換言すると、リール制御のパラメータ）である。風力情報は、ＵＡＶ１が備える風力センサにより検出された風力量であってもよい。しかし、風力情報は、リール１６２を基準として鉛直方向に対する水平方向における物品Ｂの位置ずれ量であることが望ましい。風力センサにより検出された風力量は、必ずしも降下中の物品Ｂが実際に位置する高度における風の強さを示す量ではなく、また、物品Ｂの重量によっては同じ風力量でも物品Ｂが煽られる量は違ってくる（例えば、軽いほど煽られやすい）ため、風の強さに応じて物品Ｂが煽られる量の推定精度が低い場合がある。これに対して、物品Ｂの位置ずれ量は、物品Ｂが実際に位置する高度における風の強さを反映した量であり、且つ物品Ｂの重量に応じた量であるため、風の強さに応じて物品Ｂが煽られる量の推定精度を高めることができる。なお、物品Ｂの位置ずれ量は、位置ずれの大きさを示すパラメータであってもよいし、位置ずれの大きさ及び方向を示すパラメータであってもよい。

図６は、ＵＡＶ１から降下している物品Ｂが風によって煽られる様子を示す図である。図６に示すように、物品Ｂが線状部材１５により吊り下げられている状態で、リール１６２を基準として鉛直方向Ｖに対する水平方向Ｈにおいて検出された“物品Ｂの位置ずれ量g”が風力情報として取得される。ここで、線状部材１５により吊り下げられている状態とは、例えば、物品Ｂが風の影響を受け始める最小繰り出し量以上の線状部材１５が繰り出されている状態である。物品Ｂの位置ずれ量gは、例えば、センサ部１３１３のカメラによりＵＡＶ１の下方（例えば、リール１６２の真下方向）が撮像された画像が画像解析部１３１５ｂにより解析されることで検出されるとよい。この場合、情報取得部１３１５ａは、物品Ｂの位置ずれ量gを画像解析部１３１５ｂから取得する。

画像解析部１３１５ｂは、例えば、ＵＡＶ１の下方が撮像された画像において、リール１６２から鉛直方向Ｖに伸びる直線（ベクトル）と、リール１６２から繰り出された線状部材１５に相当する直線（ベクトル）とを抽出し、抽出された２つの直線のなす角度を物品Ｂの位置ずれ量gとして検出するとよい。或いは、画像解析部１３１５ｂは、リール１６２から目標範囲Ｒの中心点まで伸びる直線の方向が鉛直方向Ｖと一致する場合、目標範囲Ｒの中心点から物品Ｂ（例えば、接続部材Ｂａ）までの間の画素数を物品Ｂの位置ずれ量gとして検出してもよい。かかる画素数が、目標範囲Ｒの中心点と物品Ｂとの間の長さに対応する。

また、画像解析部１３１５ｂは、所定時間（例えば、１秒～１０秒間）においてＵＡＶ１の下方が連続的に撮像された複数の画像に基づいて物品Ｂの位置ずれ量gを検出するとよい。この場合、情報取得部１３１５ａは、画像解析部１３１５ｂにより所定時間における各画像から検出された“物品Ｂの位置ずれ量g”のうち最大位置ずれ量g(max)をリール制御に用いられる風力情報として取得する。或いは、各画像から検出された“物品Ｂの位置ずれ量g”の平均がリール制御に用いられる風力情報として取得されてもよい。なお、物品Ｂの位置ずれ量gは、リール１６２から繰り出された線状部材１５の鉛直方向Ｖに対する相対的な振れ角度であってもよい。この場合、情報取得部１３１５ａは、当該振れ角度を物品Ｂの位置ずれ量gとして振れ角度検出センサから取得する。

また、情報取得部１３１５ａは、物品Ｂを離脱させるときの線状部材１５の最大繰り出し量（第１繰り出し量の一例）よりも小さく、かつ上述した最小繰り出し量より大きい途中繰り出し量（第２繰り出し量の一例）のときに検出された“物品Ｂの位置ずれ量g”を取得するとよい。これにより、物品Ｂが風に煽られる量を低減しつつ、物品Ｂが地面にできるだけ近い位置（高度）における適切な位置ずれ量gを取得することができる。例えば、図６の例において、物品Ｂが風の影響を受け始めるときの物品位置Ｐ１（例えば、最小繰り出し量のときの物品上面の高度）で物品Ｂの位置ずれ量gを検出すると、物品Ｂから地面まで遠いため、地面付近の風の強さを反映した適切な位置ずれ量gとはいえない場合がある。しかし、物品Ｂを離脱させるときの物品位置Ｐ３（例えば、最大繰り出し量のときの物品上面の高度）になる前の途中の物品位置Ｐ２（例えば、途中繰り出し量のときの物品上面の高度）まで線状部材１５が繰り出されたときに物品Ｂの位置ずれ量gを検出することで、物品Ｂが地面にできるだけ近い位置における適切な位置ずれ量gを取得することができる。

一方、図６の例において、強風時に、物品Ｂを離脱させるときの物品位置Ｐ３まで線状部材１５を繰り出してしまうと、物品Ｂが煽られる量が最大となり、物品Ｂ及び物品Ｂの周囲（例えば、人工物等）に対して好ましくない影響を及ぼす恐れがあるため、一旦、繰り出された線状部材１５をまたもとに戻す必要が生じる場合がある。しかし、物品Ｂを離脱させるときの物品位置Ｐ３になる前の途中の物品位置Ｐ２まで線状部材１５が繰り出されたときに物品Ｂの位置ずれ量gを検出することで、物品Ｂが風に煽られる量を低減することができ、結果として、物品Ｂ及び物品Ｂの周囲に対して好ましくない影響を及ぼすことを防ぐことができる。なお、情報取得部１３１５ａは、線状部材１５が最小繰り出し量から最大繰り出し量まで繰り出される間に連続的に検出された“物品Ｂの位置ずれ量g”を取得してもよい。

リール制御部１３１５ｃは、情報取得部１３１５ａにより取得された風力情報（例えば、風力量、または物品Ｂの位置ずれ量g）に基づいて、ＵＡＶ１がホバリングしている状態において風の強さに応じた繰り出し量（つまり、線状部材１５の繰り出し量）となるようにリール１６２を制御（リール制御）する。これにより、ＵＡＶ１から物品Ｂを降下させる際の風の影響を低減することができるので、物品Ｂを目標範囲Ｒ内（例えば、指定された位置）へ投下することの困難性を低減することができる。

なお、リール制御にあたり、線状部材１５の繰り出し量と、リール１６２の回転数（回転角度でもよい）との対応関係（例えば、繰り出し量“x cm”に対して回転数“0.05（18度）”を対応付け）が予め定められているとよい。この場合、リール制御部１３１５ｃは、当該対応関係にしたがって、風の強さに応じた繰り出し量に対応する回転数だけリール１６２を正回転させる制御信号をリール駆動機構１６４へ出力する。これにより、リール駆動機構１６４における駆動モータ１６４３が駆動することで当該繰り出し量に応じた線状部材１５がリール１６２から繰り出される。このように、線状部材１５がリール１６２から繰り出された場合、その繰り出された状態を維持するために、リール１６２の回転をリール回転ロック機構によりロックさせてもよい。

風力情報として物品Ｂの位置ずれ量gが用いられる場合、リール制御部１３１５ｃは、ＵＡＶ１がホバリングしている状態において物品Ｂの位置ずれ量gに応じた繰り出し量となるようにリール１６２を制御することになる。ここで、物品Ｂの位置ずれ量gに応じた繰り出し量は、風の強さに応じた繰り出し量ということができる。このように、物品Ｂの位置ずれ量gを風の強さの指標とすることで、物品Ｂが実際に風に煽られる大きさに応じたリール制御が可能となる。例えば、リール制御部１３１５ｃは、物品Ｂの位置ずれ量gが大きいほど線状部材１５の繰り出し量が小さくなるようにリール１６２を制御する。つまり、物品Ｂの位置ずれ量gが大きいほど物品Ｂを吊り下げる線状部材１５を短くすることで、物品Ｂが風に煽られる量を小さくすることができ、結果として、物品の投下位置が目標範囲Ｒから離れることを抑制することができる。

例えば、物品Ｂを離脱させるときの線状部材１５の最大繰り出し量よりも小さい途中繰り出し量（または、最小繰り出し量）のときに検出された“物品Ｂの位置ずれ量g”が第１閾値以下である場合、リール制御部１３１５ｃは、最大繰り出し量まで線状部材１６２を繰り出すようにリール１６２を制御する。これにより、風により物品Ｂが煽られる可能性が低いことを確認した上で物品Ｂを離脱させるときの最下位置（例えば、最大繰り出し量のときの物品上面の高度）となるまで線状部材１５を繰り出すことができる。ここで、第１閾値は、物品Ｂの周囲における風が、物品Ｂが煽られる可能性が低い無風または弱風であると想定したときの閾値である。つまり、物品Ｂの位置ずれ量gが第１閾値以下であれば、無風または弱風であるとみなされる。

一方、物品Ｂの位置ずれ量gが第１閾値より大きく第２閾値以下である場合、リール制御部１３１５ｃは、物品Ｂの位置ずれ量gが第２閾値を超えない限り、最大繰り出し量を目標値として線状部材１５を徐々に繰り出すようにリール１６２を制御する。これにより、風により物品Ｂが煽られる可能性が中程度であれば、物品Ｂの位置ずれ量gが第２閾値を超えることを防ぎつつ、物品Ｂを離脱させるときの最下位置となるまで線状部材１５を繰り出すことができる。ここで、第２閾値は、物品Ｂの周囲における風が、物品Ｂが煽られる可能性が弱風よりも高い中風であると想定したときの閾値である。つまり、物品Ｂの位置ずれ量gが第１閾値より大きく第２閾値以下であれば、中風であるとみなされる。一方、物品Ｂの位置ずれ量gが第２閾値より大きければ、物品Ｂが煽られる可能性が中風よりも高い強風であるとみなされる。リール制御部１３１５ｃは、線状部材１５が徐々に繰り出されている間に、物品Ｂの位置ずれ量gが第２閾値を超えた時点で線状部材１５の繰り出しを停止するようにリール１６２を制御する。これにより、物品Ｂが大きく煽られる前に線状部材１５の繰り出しを停止させることができる。

また、リール制御部１３１５ｃは、物品Ｂの位置ずれ量gが第１閾値以下であるか否かによって、線状部材１５の繰り出し速度を変化させるように制御してもよい。例えば、物品Ｂの位置ずれ量gが第１閾値以下である場合、リール制御部１３１５ｃは、最大繰り出し量まで高速度（第１所定速度の一例）で線状部材１５を繰り出すようにリール１６２を制御する。一方、物品Ｂの位置ずれ量gが第１閾値より大きく第２閾値以下である場合、リール制御部１３１５ｃは、物品Ｂの位置ずれ量gが第２閾値を超えない限り、最大繰り出し量を目標値として線状部材１５を低速度（第１所定速度より遅い第２所定速度の一例）でゆっくりと繰り出すようにリール１６２を制御する。これにより、線状部材１５が繰り出されている間に突風があったとしても、物品Ｂが大きく煽られることを防ぐことができる。なお、物品Ｂの位置ずれ量gが第２閾値より大きい場合、制御処理部１３１５は、物品Ｂを離脱させずにＵＡＶ１を他の場所へ飛行（例えば、物流拠点に帰還）させる。これにより、物品Ｂ及び物品Ｂの周囲に対して好ましくない影響を及ぼすことを防ぐことができる。

飛行制御部１３１５ｄは、ＵＡＶ１の飛行制御を行う。かかる飛行制御において、飛行制御部１３１５ｄは、測位部１３１１から取得された位置情報及びセンサ部１３１３から取得されたセンシング情報に基づいて、１または複数のロータ１１１を回転させる制御信号をロータ駆動機構１１２へ出力する。これにより、ＵＡＶ１の位置、姿勢、及び進行方向を制御することができる。ここで、進行方向の制御には、ＵＡＶ１が進行しないように空中で停止させる制御（つまり、ホバリング制御）が含まれる。飛行制御部１３１５ｄは、例えば情報取得部１３１５ａにより管理サーバＳＡから取得された配送先情報に基づいて、ＵＡＶ１を配送先へ自律的に飛行させることができる。なお、配送先情報は、配送先の位置情報（緯度及び経度）を含む。また、配送先情報には、上述した目標範囲Ｒの位置情報が含まれてもよい。

また、ホバリング制御によりＵＡＶ１がホバリングしている状態において、線状部材１５が最大繰り出し量まで繰り出された場合、飛行制御部１３１５ｄは、このときに検出された“物品Ｂの位置ずれ量g”に基づいて、目標範囲Ｒ内に物品Ｂが収まるようにＵＡＶ１の水平方向における位置を制御する。つまり、飛行制御部１３１５ｄは、目標範囲Ｒ内に物品Ｂが収まるようにＵＡＶ１を水平方向に移動させる。これにより、風がある程度吹いている状況であっても、物品の投下位置が目標範囲Ｒ（例えば、指定された位置）から離れることを抑制することができる。

図７は、目標範囲Ｒ内に物品Ｂが収まるようにＵＡＶ１が水平移動している状態を示す図である。図７の例では、風により物品Ｂが右方向へ煽られることで物品Ｂの一部分が目標範囲Ｒ外になっているため、例えば、目標範囲Ｒ内に物品Ｂが収まるように距離d1またはd2だけＵＡＶ１を左方向へ水平移動させることになる。ここで、移動させる距離d1及び方向は、このときに検出された位置ずれ量gに基づいて算出される。なお、距離d1は、位置ずれ量gを距離に換算した値であってもよい。一方、移動させる距離d2及び方向は、センサ部１３１３のカメラによりＵＡＶ１の下方が撮像された画像が画像解析部１３１５ｂにより解析されることで算出されてもよい。この場合、画像解析部１３１５ｂは、例えば、カメラにより撮像された画像に表れる目標範囲Ｒ及び物品Ｂそれぞれの平面サイズを比較することにより、目標範囲Ｒ内に物品Ｂが収まる距離d2を算出する。一方、図８は、ＵＡＶ１が水平移動した後に目標範囲Ｒ内に物品Ｂが投下された状態を示す図である。なお、図８に示す物品Ｂの投下は、物品離脱制御部１３１５ｅにより係留部材１４から物品Ｂが離脱されることにより行われる。

一方、ホバリング制御によりＵＡＶ１がホバリングしている状態において、線状部材１５の繰り出しが最大繰り出し量までの途中で停止された場合、飛行制御部１３１５ｄは、当該停止されたときの線状部材１５の繰り出し量と最大繰り出し量との差分に基づいて、ホバリングしているＵＡＶ１を当該差分に相当する距離だけ降下させる。これにより、物品Ｂが投下の際に受ける衝撃を和らげることができる。図９は、線状部材１５の繰り出しが途中で停止してからＵＡＶ１が距離d3降下した状態を示す図である。ここで、距離d3は、繰り出しが停止されたときの線状部材１５の繰り出し量と最大繰り出し量との差分に相当する距離である。なお、図９に示すように、ＵＡＶ１が距離d3降下した状態において、物品離脱制御部１３１５ｅにより係留部材１４から物品Ｂが離脱されることで目標範囲Ｒ内に物品Ｂが投下されることになる。この場合も、物品Ｂの一部分が目標範囲Ｒ外になっていれば、目標範囲Ｒ内に物品Ｂが収まるようにＵＡＶ１が水平移動した後に物品Ｂが投下されることになる。

ところで、配送先によっては安全上の理由からＵＡＶ１に許可される高度の下限値（これを、「安全上の下限値」という）が予め定められている場合がある。この場合、ＵＡＶ１には安全上の下限値を示す情報が例えば情報取得部１３１５ａにより管理サーバＳＡから取得されて飛行制御部１３１５ｄにセットされる。そして、飛行制御部１３１５ｄは、上述したように繰り出しが停止されたときの線状部材１５の繰り出し量と最大繰り出し量との差分に基づいて降下させているＵＡＶ１の高度が安全上の下限値（例えば、地上から数ｍ）に達した場合、ＵＡＶ１の降下を停止させてホバリングさせる。図１０は、線状部材１５の繰り出しが途中で停止してから安全上の下限値までＵＡＶ１が距離d4降下した状態を示す図である。この場合、後述するように、物品Ｂを離脱可能であるか否かが判定されることになる。

物品離脱制御部１３１５ｅは、線状部材１５が最大繰り出し量まで繰り出された状態においてＵＡＶ１（係留部材１４）から物品Ｂを離脱させる。かかる離脱は、物品Ｂを係留部材１４から離脱させる制御信号が物品離脱制御部１３１５ｅから離脱駆動機構へ出力されることで実施される。このとき、物品Ｂの一部分が目標範囲Ｒ外になっている場合、物品離脱制御部１３１５ｅは、図７に示すように、目標範囲Ｒ内に物品Ｂが収まるようにＵＡＶ１が水平移動した後に、図８に示すように、ＵＡＶ１から物品Ｂを離脱させる。また、物品離脱制御部１３１５ｅは、図９に示すように、線状部材１５の繰り出しが途中で停止した状態から、ＵＡＶ１が距離d3降下した状態においてＵＡＶ１から物品Ｂを離脱させる。一方、図１０に示すように、ＵＡＶ１の高度が安全上の下限値に達したことでＵＡＶ１の降下が停止した場合、物品離脱制御部１３１５ｅは、ＵＡＶ１（つまり、高度が安全上の下限値に達したＵＡＶ１）から物品Ｂを離脱可能であるか否かを判定する。そして、物品離脱制御部１３１５ｅは、物品Ｂが離脱可能であると判定した場合にＵＡＶ１から物品Ｂを離脱させる。これにより、投下によって物品Ｂに好ましくない影響が生じることを回避することができる。

ここで、物品Ｂを離脱可能であるか否かは、物品Ｂの種類に基づいて判定されるとよい。これにより、物品Ｂが投下により好ましくない影響を受ける種類である場合には投下を取りやめることができる。この場合、物品Ｂの種類を示す情報が例えば情報取得部１３１５ａにより管理サーバＳＡから取得されて物品離脱制御部１３１５ｅにセットされる。例えば、物品Ｂが地面へ投下されることよる衝撃に耐えられる（換言すると、衝撃の影響を受け難い）種類（カテゴリ）に該当する場合、物品Ｂを離脱可能であると判定される。このような種類の例として、食品、日用品、及び衣料品等が挙げられる。一方、物品Ｂの種類が衝撃の影響を受け易い（換言すると、衝撃に弱い）電化製品及び割れ物等の場合、離脱可能でないと判定される。このように、物品Ｂを投下するときの高度が通常よりも高くなる（図１０の例では、距離d5高くなる）ことにより物品Ｂを投下した際の衝撃が大きくなるが、離脱の可否（つまり、投下の可否）を判定することで、物品Ｂにとって好ましくない影響が生じる場合には投下を取りやめることで物品Ｂを破損や故障等を適切に防止することができる。

また、物品Ｂを離脱可能であるか否かは、物品Ｂから地面までの距離に基づいて判定されてもよい。これにより、物品Ｂから地面までの距離が当該物品Ｂに好ましくない影響を及ぼす距離である場合には投下を取りやめることができる。この場合、物品Ｂから地面までの距離は、例えば、線状部材１５の現繰り出し量、物品の高さ、及びＵＡＶ１から地面までの距離等に基づいて算出される。ＵＡＶ１から地面までの距離は、例えば距離センサにより測定されるとよい。そして、物品Ｂから地面までの距離が所定距離（例えば、２ｍ）未満である場合、物品Ｂを離脱可能であると判定される。一方、物品Ｂから地面までの距離が所定距離（例えば、２ｍ）以上である場合、離脱可能でないと判定される。

［２．ＵＡＶ１から物品Ｂを離脱させる際の動作］
次に、図１１及び図１２を参照して、ＵＡＶ１から物品Ｂを離脱させる際の動作について説明する。図１１及び図１２は、制御処理部１３１５の処理の一例を示すフローチャートである。図１１に示す処理は、ＵＡＶ１が配送先に到着した後、目標範囲Ｒの上空でホバリング状態になった際に開始される。或いは、図１１に示す処理は、ＵＡＶ１が配送先に到着した後、物品Ｂの受取人からの繰り出し指示に応じて開始されてもよい。受取人からの繰り出し指示は、例えば、受取人が使用する携帯端末から通信部１３１２を介して受信されるとよい。なお、以下に説明する動作例では、風力情報が物品Ｂの位置ずれ量g（以下、単に、「位置ずれ量g」という」である場合を例にとる。

図１１に示す処理が開始されると、制御処理部１３１５は、最小繰り出し量または途中繰り出し量に応じた線状部材１５を繰り出すようにリール制御部１３１５ｃによりリール１６２を制御する（ステップＳ１）。つまり、リール制御部１３１５ｃは、線状部材１６２を繰り出させる。これにより、例えば、図６に示す物品位置Ｐ１またはＰ２まで線状部材１５が繰り出される。なお、物品保持機構１７により物品Ｂが保持されている場合、制御処理部１３１５は、ステップＳ１の処理前に物品保持機構１７の可動保持体１７２を制御して物品Ｂの保持を解除させる。

次いで、制御処理部１３１５は、ステップＳ１で線状部材１５が最小繰り出し量または途中繰り出し量だけ繰り出されたときに検出された位置ずれ量gを情報取得部１３１５ａにより取得する（ステップＳ２）。ここで、線状部材１５が最小繰り出し量または途中繰り出し量だけ繰り出されたときの位置ずれ量gは、画像解析部１３１５ｂまたは振れ角度検出センサにより検出される。

次いで、制御処理部１３１５は、ステップＳ２で取得された位置ずれ量gが第１閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。位置ずれ量gが第１閾値以下であると判定され場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４へ進む。一方、位置ずれ量gが第１閾値以下でない（つまり、第１閾値より大きい）と判定され場合（ステップＳ３：ＮＯ）、処理はステップＳ６へ進む。

ステップＳ４では、制御処理部１３１５は、最大繰り出し量まで高速度で線状部材１６２を繰り出すようにリール制御部１３１５ｃによりリール１６２を制御する。次いで、制御処理部１３１５は、線状部材１６２が最大繰り出し量まで繰り出されたか否かを判定する（ステップＳ５）。線状部材１６２が最大繰り出し量まで繰り出されたと判定された場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理は図１２に示すステップＳ１９へ進む。この場合、例えば、図６に示す物品位置Ｐ３まで線状部材１５が繰り出される。一方、線状部材１６２が最大繰り出し量まで繰り出されていないと判定された場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理はステップＳ５に戻る。

ステップＳ６では、制御処理部１３１５は、ステップＳ２で取得された位置ずれ量gが第２閾値以下であるか否かを判定する。位置ずれ量gが第２閾値以下であると判定され場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、処理はステップＳ７へ進む。一方、位置ずれ量gが第２閾値以下でない（つまり、第２閾値より大きい）と判定され場合（ステップＳ６：ＮＯ）、処理は図１２に示すステップＳ２３へ進む。

ステップＳ７では、制御処理部１３１５は、最大繰り出し量を目標値として線状部材１５を低速度で繰り出すようにリール制御部１３１５ｃによりリール１６２を制御する。次いで、制御処理部１３１５は、ステップＳ７の直後に検出された位置ずれ量gを情報取得部１３１５ａにより取得する（ステップＳ８）。次いで、制御処理部１３１５は、ステップＳ８で取得された位置ずれ量gが第２閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ９）。位置ずれ量gが第２閾値を超えていないと判定された場合（ステップＳ９：ＮＯ）、処理はステップＳ１０へ進む。一方、位置ずれ量gが第２閾値を超えたと判定された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１０では、制御処理部１３１５は、線状部材１６２が最大繰り出し量まで繰り出されたか否かを判定する。線状部材１６２が最大繰り出し量まで繰り出されたと判定された場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、処理は図１２に示すステップＳ１９へ進む。一方、線状部材１６２が最大繰り出し量まで繰り出されていないと判定された場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、処理はステップＳ７に戻る。

ステップＳ１１では、制御処理部１３１５は、線状部材１５の繰り出しを停止するようにリール１６２を制御する。つまり、リール制御部１３１５ｃは、線状部材１６２の繰り出しを停止させる。次いで、制御処理部１３１５は、繰り出しが停止されたときの線状部材１５の繰り出し量を特定する（ステップＳ１２）。例えば、繰り出し量測定センサにより測定された繰り出し量が特定される。次いで、制御処理部１３１５は、ステップＳ１２で特定された繰り出し量と最大繰り出し量との差分を算出する（ステップＳ１３）。次いで、制御処理部１３１５は、ステップＳ１３で算出された差分に相当する距離だけＵＡＶ１を降下させるように飛行制御部１３１５ｄによりロータ１１１を制御する（ステップＳ１４）。つまり、飛行制御部１３１５ｄは、当該差分に相当する距離だけＵＡＶ１を降下させる。

次いで、制御処理部１３１５は、降下中のＵＡＶ１の高度が安全上の下限値に達したか否かを判定する（ステップＳ１５）。降下中のＵＡＶ１の高度が安全上の下限値に達していないと判定された場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、処理はステップＳ１６へ進む。一方、降下中のＵＡＶ１の高度が安全上の下限値に達したと判定された場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１７へ進む。

ステップＳ１６では、制御処理部１３１５は、物品Ｂが最下位置（例えば、図６に示す物品位置Ｐ３）に達したか否かを判定する。物品Ｂが最下位置に達していないと判定された場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、処理はステップＳ１４に戻る。一方、物品Ｂが最下位置に達したと判定された場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、処理は図１２に示すステップＳ１９へ進む。

ステップＳ１７では、制御処理部１３１５は、ＵＡＶ１の降下を停止させる。次いで、制御処理部１３１５は、例えば物品Ｂの種類に基づいて、降下が停止されホバリング中のＵＡＶ１から物品Ｂを離脱可能であるか否かを物品離脱制御部１３１５ｅにより判定する（ステップＳ１８）。ＵＡＶ１から物品Ｂを離脱可能であると判定された場合（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、処理は図１２に示すステップＳ１９へ進む。一方、ＵＡＶ１から物品Ｂを離脱可能でないと判定された場合（ステップＳ１８：ＮＯ）、処理は図１２に示すステップＳ２３へ進む。

なお、制御処理部１３１５は、ステップＳ１８の処理前に、物品Ｂ（例えば、物品Ｂの底面）から地面までの距離を特定してもよい。制御処理部１３１５は、特定した距離が所定距離（例えば、２ｍ）以上である場合、ステップＳ１８へ進む。一方、制御処理部１３１５は、特定した距離が所定距離（例えば、２ｍ）未満である場合、ステップＳ１８をスキップして、処理は図１２に示すステップＳ１９へ進む。これにより、処理時間を短縮することができる。

図１２に示すステップＳ１９では、制御処理部１３１５は、現状態において検出された位置ずれ量gを情報取得部１３１５ａにより取得する。次いで、制御処理部１３１５は、ステップＳ１９で取得された位置ずれ量gに基づいて、物品Ｂが投下された場合に物品Ｂが目標範囲Ｒ内に収まるか否かを判定（推定）する（ステップＳ２０）。物品Ｂが投下された場合に物品Ｂが目標範囲Ｒ内に収まらない（つまり、物品Ｂの少なくとも一部分が目標範囲Ｒ外となる）と判定された場合（ステップＳ２０：ＮＯ）、処理はステップＳ２１へ進む。一方、物品Ｂが投下された場合に物品Ｂが目標範囲Ｒ内に収まると判定された場合（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２１では、制御処理部１３１５は、物品Ｂが目標範囲Ｒ内に収まるようにＵＡＶ１の水平方向における位置を飛行制御部１３１５ｄにより制御し（つまり、水平方向に移動させ）、処理をステップＳ２２に進める。かかる制御により、例えば、図７に示すように、距離d1またはd2だけＵＡＶ１が水平移動する。その後、処理はステップＳ２２へ進む。

ステップＳ２２では、制御処理部１３１５は、ＵＡＶ１から物品Ｂを物品離脱制御部１３１５ｅにより離脱させ、処理をステップＳ２３へ進める。これにより、離脱された物品Ｂは地面における目標範囲Ｒ内に投下される。ステップＳ２３では、制御処理部１３１５は、ＵＡＶ１を他の場所へ飛行（例えば、物流拠点に帰還）させる。なお、配送先にＵＡＶ１が着陸可能な広さの平坦なスペースがある（例えば、離着陸ポートが設置されている）場合、制御処理部１３１５は、ＵＡＶ１を当該スペース上に着陸させた後に物品Ｂを離脱させ、その後にＵＡＶ１を他の場所へ飛行させてもよい。

以上説明したように、上記実施形態によれば、制御装置１３１は、物品Ｂを降下させる際の物品Ｂの周囲における風の強さに関する風力情報を取得し、当該取得された風力情報に基づいて、風の強さに応じた線状部材１５の繰り出し量となるようにリール１６２を制御するように構成したので、ＵＡＶ１から物品Ｂを降下させる際の風の影響を低減することができる。したがって、例えば指定された位置に物品Ｂを投下して配置させることができる。

なお、上記実施形態は本発明の一実施形態であり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態から種々構成等に変更を加えてもよく、その場合も本発明の技術的範囲に含まれる。上記実施形態において、図１１及び図１２に示す処理はＵＡＶ１に搭載された制御装置１３１により行われるように構成したが、これに代えて、ＵＡＶ１と通信する管理サーバＳＡにより行われるように構成してもよい。この場合、管理サーバＳＡは、リール１６２を制御して物品Ｂを降下させる制御装置として機能し、物品Ｂを降下させる際の物品Ｂの周囲における風の強さに関する風力情報（例えば、物品Ｂの位置ずれ量g）を取得し、当該風力情報に基づいて、風の強さに応じた線状部材１５の繰り出し量となるようにリール１６２を制御するための制御情報を、通信ネットワークＮＷを介してＵＡＶ１へ送信する。この場合、リール駆動機構１６４への制御信号は、管理サーバＳＡからＵＡＶ１の制御処理部１３１５を介して送信されるとよい。

また、上記実施形態では、物品Ｂが地面（建物の屋上面の場合もある）に到達する前に、ＵＡＶ１から物品Ｂを離脱させる（切り離す）ように制御されるように構成したが、これに限られない。例えば、物品Ｂが地面（建物の屋上面の場合もある）に到達してからＵＡＶ１から物品Ｂを離脱させるように制御されるものにおいても本発明は適用可能である。この場合、制御装置１３１は、線状部材１５の繰り出し量を風の強さに応じた量としたときの物品Ｂと地面間の距離を求め、求めた距離に基づいて物品Ｂが地面に着地（到達）するようにＵＡＶ１の高度を下げる。これにより、物品Ｂが着地した後に当該物品ＢがＵＡＶ１から離脱される。

また、上記実施形態においては、リール制御部１３１５ｃは、ＵＡＶ１がホバリングしている状態において、風の強さに応じた線状部材１５の繰り出し量となるようにリール１６２を制御するように構成した。しかし、リール制御部１３１５ｃは、ＵＡＶ１が架台に着陸している状態において、風の強さに応じた線状部材１５の繰り出し量となるようにリール１６２を制御してもよい。図１３は、ＵＡＶ１が架台２に着陸している状態において、線状部材１５が繰り出されている様子を示す図である。架台２には、物品Ｂが通過可能な開口２１が形成されている。図１３に示すように、ＵＡＶ１が架台２に着陸している状態においても、線状部材１５により吊り下げられた物品Ｂは風により煽られる場合がある。従って、上記実施形態の適用することにより、ＵＡＶ１から物品Ｂを降下させる際の風の影響を低減することができる。なお、上記実施形態においては、無人航空機としてＵＡＶを例にとって説明したが、無人航空機の例として飛行ロボットなどに対しても本発明は適用可能である。

＜付記＞
［１］本開示に係る制御装置は、物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材が巻き付けられるリールを備える無人航空機から前記リールを制御して前記物品を降下させる制御装置であって、前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、無人航空機から物品を降下させる際の風の影響を低減することができる。

［２］上記［１］に記載の制御装置において、前記取得部は、前記物品が前記係留部材を介して前記線状部材により吊り下げられている状態で前記リールを基準として鉛直方向に対する水平方向における前記物品の位置ずれ量を、前記風の強さに関する情報として取得し、前記制御部は、前記位置ずれ量に基づいて、前記位置ずれ量に応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、物品が実際に風に煽られる大きさに応じたリール制御が可能となる。

［３］上記［２］に記載の制御装置において、前記制御部は、前記位置ずれ量が大きいほど前記線状部材の繰り出し量が小さくなるように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、物品が風に煽られる量を小さくすることができ、結果として、物品の投下位置が投下目標となる範囲から離れることを抑制することができる。

［４］上記［２］または［３］に記載の制御装置において、前記取得部は、前記物品を離脱させるときの前記線状部材の第１繰り出し量よりも小さい第２繰り出し量のときに検出された前記位置ずれ量を取得することを特徴とする。これにより、物品が風に煽られる量を低減しつつ、物品の位置ずれ量を取得することができる。

［５］上記［４］に記載の制御装置において、前記第２繰り出し量は、前記物品が前記風の影響を受け始める繰り出し量より大きいことを特徴とする。これにより、物品が風に煽られる量を低減しつつ、物品が地面にできるだけ近い位置における適切な位置ずれ量を取得することができる。

［６］上記［４］または［５］に記載の制御装置において、前記位置ずれ量が第１閾値以下である場合、前記制御部は、前記第１繰り出し量まで第１所定速度で前記線状部材を繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、風により物品が煽られる可能性が低いことを確認した上で物品を離脱させるときの最下位置となるまで線状部材を繰り出すことができる。

［７］上記［６］に記載の制御装置において、前記取得部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量を取得し、前記制御部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量に基づいて、前記物品の投下目標となる範囲内に当該物品が収まるように前記無人航空機の水平方向における位置を制御することを特徴とする。これにより、物品の投下位置が投下目標となる範囲から離れることを抑制することができる。

［８］上記［６］に記載の制御装置において、前記取得部は、前記線状部材が前記第２繰り出し量から前記第１繰り出し量まで繰り出される間に連続的に検出された前記位置ずれ量を取得し、前記位置ずれ量が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合、前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えない限り、前記第１繰り出し量を目標値として前記線状部材を前記第１所定速度より遅い第２所定速度で繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、風により物品が煽られる可能性が中程度であれば、物品の位置ずれ量が第２閾値を超えることを防ぎつつ、物品を離脱させるときの最下位置となるまで線状部材を繰り出すことができる。

［９］上記［４］に記載の制御装置において、前記取得部は、前記線状部材が前記第２繰り出し量から前記第１繰り出し量まで繰り出される間に連続的に検出された前記位置ずれ量を取得し、前記位置ずれ量が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合、前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えない限り、前記第１繰り出し量を目標値として前記線状部材を徐々に繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、風により物品が煽られる可能性が中程度であれば、物品の位置ずれ量が第２閾値を超えることを防ぎつつ、物品を離脱させるときの最下位置となるまで線状部材を繰り出すことができる。

［１０］上記［８］または［９］に記載の制御装置において、前記制御部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量に基づいて、前記物品の投下目標となる範囲内に当該物品が収まるように前記無人航空機の水平方向における位置を制御することを特徴とする。これにより、風がある程度吹いている状況であっても、物品の投下位置が投下目標となる範囲から離れることを抑制することができる。

［１１］上記［８］乃至［１０］の何れか一つに記載の制御装置において、前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えた時点で前記線状部材の繰り出しを停止するように前記リールを制御することを特徴とする。これにより、物品が大きく煽られる前に線状部材の繰り出しを停止させることができる。

［１２］上記［１１］に記載の制御装置において、前記線状部材の繰り出しが前記第１繰り出し量までの途中で停止された場合、当該停止されたときの前記線状部材の繰り出し量と前記第１繰り出し量との差分に基づいて、ホバリングしている前記無人航空機を降下させることを特徴とする。これにより、物品が投下の際に受ける衝撃を和らげることができる。

［１３］上記［１２］に記載の制御装置において、前記降下している前記無人航空機の高度が安全上の下限値に達した場合、前記制御部は、前記無人航空機をホバリングさせ、前記高度は安全上の下限値に達した前記無人航空機から前記物品を離脱可能であるか否かを判定する判定部を更に備えることを特徴とする。これにより、物品の離脱可否を判定することで、当該物品にとって好ましくない影響が生じる場合には投下を取りやめることができる。

［１４］上記［１３］に記載の制御装置において、前記判定部は、前記物品の種類に基づいて、当該物品を離脱可能であるか否かを判定することを特徴とする。これにより、物品が投下により好ましくない影響を受ける種類である場合には投下を取りやめることができる。

［１５］上記［１３］または［１４］に記載の制御装置において、前記判定部は、前記物品から地面までの距離に基づいて、当該物品を離脱可能であるか否かを判定することを特徴とする。これにより、物品から地面までの距離が当該物品に好ましくない影響を及ぼす距離である場合には投下を取りやめることができる。

［１６］上記［１３］乃至［１５］の何れか一つに記載の制御装置において、前記判定部により前記物品が離脱可能であると判定された場合、前記制御部は、前記無人航空機から前記物品を離脱させることを特徴とする。これにより、物品に好ましくない影響が生じることを回避することができる。

［１７］上記［４］または［５］に記載の制御装置において、前記位置ずれ量が第２閾値より大きい場合、前記制御部は、前記物品を離脱させずに前記無人航空機を他の場所へ飛行させることを特徴とする。これにより、物品及び物品の周囲に対して好ましくない影響を及ぼすことを防ぐことができる。

［１８］本開示に係る無人航空機は、物品を係留可能な係留部材と、前記係留部材に接続される線状部材と、前記線状部材が巻き付けられるリールと、前記無人航空機から前記リールを制御して前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得する取得部と、前記取得部により取得された情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

［１９］本開示に係る制御方法は、物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材が巻き付けられるリールを備える無人航空機から前記リールを制御して前記物品を降下させるコンピュータにより実行される制御方法であって、前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得するステップと、前記取得部により取得された情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御するステップと、を含むことを特徴とする。

１ ＵＡＶ
２ 架台
１１ ロータ部
１２ 脚部
１３ ボディ部
１４ 係留部材
１５ 線状部材
１６ ウインチ
１１１ ロータ
１１２ ロータ駆動機構
１３１ 制御装置
１３２ バッテリ
１６１ 取付部
１６２ リール
１６３ 回転軸
１６４ リール駆動機構
１６５ ケーシング
１６６ 案内体
１６７ ロッド
１６８ 軸受
１３１１ 測位部
１３１２ 通信部
１３１３ センサ部
１３１４ 記憶部
１３１５ 制御処理部
１３１５ａ 情報取得部
１３１５ｂ 画像解析部
１３１５ｃ リール制御部
１３１５ｄ 飛行制御部
１３１５ｅ 物品離脱制御部
１６３１ 係合部材
１６４１，１６４２ ギア
１６４３ 駆動モータ

Claims (19)

1. 物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材が巻き付けられるリールを備える無人航空機から前記リールを制御して前記物品を降下させる制御装置であって、
   前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得する取得部と、
   前記取得部により取得された情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする制御装置。
2. 前記取得部は、前記物品が前記係留部材を介して前記線状部材により吊り下げられている状態で前記リールを基準として鉛直方向に対する水平方向における前記物品の位置ずれ量を、前記風の強さに関する情報として取得し、
   前記制御部は、前記位置ずれ量に基づいて、前記位置ずれ量に応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、前記位置ずれ量が大きいほど前記線状部材の繰り出し量が小さくなるように前記リールを制御することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記取得部は、前記物品を離脱させるときの前記線状部材の第１繰り出し量よりも小さい第２繰り出し量のときに検出された前記位置ずれ量を取得することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
5. 前記第２繰り出し量は、前記物品が前記風の影響を受け始める繰り出し量より大きいことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
6. 前記位置ずれ量が第１閾値以下である場合、前記制御部は、前記第１繰り出し量まで第１所定速度で前記線状部材を繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
7. 前記取得部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量を取得し、
   前記制御部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量に基づいて、前記物品の投下目標となる範囲内に当該物品が収まるように前記無人航空機の水平方向における位置を制御することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記取得部は、前記線状部材が前記第２繰り出し量から前記第１繰り出し量まで繰り出される間に連続的に検出された前記位置ずれ量を取得し、
   前記位置ずれ量が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合、前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えない限り、前記第１繰り出し量を目標値として前記線状部材を前記第１所定速度より遅い第２所定速度で繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
9. 前記取得部は、前記線状部材が前記第２繰り出し量から前記第１繰り出し量まで繰り出される間に連続的に検出された前記位置ずれ量を取得し、
   前記位置ずれ量が第１閾値より大きく第２閾値以下である場合、前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えない限り、前記第１繰り出し量を目標値として前記線状部材を徐々に繰り出すように前記リールを制御することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
10. 前記制御部は、前記線状部材が前記第１繰り出し量まで繰り出されたときに検出された前記位置ずれ量に基づいて、前記物品の投下目標となる範囲内に当該物品が収まるように前記無人航空機の水平方向における位置を制御することを特徴とする請求項８または９に記載の制御装置。
11. 前記制御部は、前記位置ずれ量が前記第２閾値を超えた時点で前記線状部材の繰り出しを停止するように前記リールを制御することを特徴とする請求項８または９に記載の制御装置。
12. 前記線状部材の繰り出しが前記第１繰り出し量までの途中で停止された場合、当該停止されたときの前記線状部材の繰り出し量と前記第１繰り出し量との差分に基づいて、ホバリングしている前記無人航空機を降下させることを特徴とする請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記降下している前記無人航空機の高度が安全上の下限値に達した場合、前記制御部は、前記無人航空機をホバリングさせ、
    前記高度は安全上の下限値に達した前記無人航空機から前記物品を離脱可能であるか否かを判定する判定部を更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記判定部は、前記物品の種類に基づいて、当該物品を離脱可能であるか否かを判定することを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
15. 前記判定部は、前記物品から地面までの距離に基づいて、当該物品を離脱可能であるか否かを判定することを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
16. 前記判定部により前記物品が離脱可能であると判定された場合、前記制御部は、前記無人航空機から前記物品を離脱させることを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
17. 前記位置ずれ量が第２閾値より大きい場合、前記制御部は、前記物品を離脱させずに前記無人航空機を他の場所へ飛行させることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
18. 物品を係留可能な係留部材と、前記係留部材に接続される線状部材と、前記線状部材が巻き付けられるリールと、を備える無人航空機であって、
    前記リールの制御により前記無人航空機から前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得する取得部と、
    前記取得部により取得された情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御する制御部と、
    を更に備えることを特徴とする無人航空機。
19. 物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材が巻き付けられるリールを備える無人航空機から前記リールを制御して前記物品を降下させるコンピュータにより実行される制御方法であって、
    前記物品を降下させる際の前記物品の周囲における風の強さに関する情報を取得するステップと、
    前記風の強さに関する情報に基づいて、前記風の強さに応じた前記線状部材の繰り出し量となるように前記リールを制御するステップと、
    を含むことを特徴とする制御方法。

Images