JPWO2018109903A1 - 飛行制御方法、無人航空機、飛行システム、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

回転する回転翼の接触による物体の損傷を軽減することが望まれる。飛行制御方法は、無人航空機の飛行中の制御モードを制御する飛行制御方法であって、無人航空機の飛行状態の異常を検出するステップと、飛行状態の異常が検出された場合、制御モードを安全制御モードに変更するステップと、を有する。

Description

本開示は、無人航空機の飛行中の制御モードを制御する飛行制御方法、無人航空機及び飛行システムに関する。本開示は、無人航空機の飛行中の制御モードを制御するためのプログラムと、そのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体と、に関する。

従来のＡＡＶ（Automated Aerial Vehicle）は、物体（例えば人、ペット、他の動物）とＡＡＶのプロペラとの間での接触を検出可能である（特許文献１参照）。特許文献１に記載されたプロペラは導電性材料により形成され、プロペラを介したコンダクタンス又はプロペラのキャパシタンスが監視される。コンダクタンス又はキャパシタンスの変化が検出されると、プロペラが物体に接触したことが検出される。ＡＡＶは、プロペラと物体との接触を検出すると、プロペラの回転を停止する。

米国特許出願公開第２０１６／００３９５２９号明細書

特許文献１に記載されたＡＡＶ等の無人航空機は、プロペラと物体との接触が検出された後にプロペラを停止するので、プロペラと物体との接触直前や接触時にはプロペラが回転している。そのため、回転するプロペラにより物体が損傷し得る。物体が人体の場合には、物体の損傷には回転するプロペラにより人が負傷することが含まれ得る。また、例えば故障によって無人航空機の制御が困難となり、無人航空機が落下する場合には、重力に起因する衝撃力も加わり、回転するプロペラが物体に接触する際の衝撃力が更に大きくなる。

一態様において、飛行制御方法は、無人航空機の飛行中の制御モードを制御する飛行制御方法であって、無人航空機の飛行状態の異常を検出するステップと、飛行状態の異常が検出された場合、制御モードを安全制御モードに変更するステップと、を有する。

飛行制御方法は、飛行状態の異常が検出された場合、異常に関する情報を、無人航空機の制御を指示する操作装置へ送信するステップ、を更に含んでよい。

飛行状態の異常を検出するステップは、無人航空機の重力方向の加速度を取得するステップと、無人航空機の重力方向の加速度が所定値以上である場合、飛行状態を異常と判定するステップと、を含んでよい。

飛行状態の異常を検出するステップは、無人航空機の重力方向の加速度を取得するステップと、無人航空機の重力方向の加速度が所定値以上である状態が所定時間継続した場合、飛行状態を異常と判定するステップと、を含んでよい。

飛行制御方法は、操作装置からの操作入力信号の有無を判定するステップ、を更に含んでよい。安全制御モードに変更するステップは、操作入力信号がない場合、制御モードを安全制御モードに変更するステップを含んでよい。

飛行状態の異常を検出するステップは、操作入力信号がある場合、操作入力信号に基づく飛行状態を示すパラメータの指令値を取得するステップと、パラメータの実測値を取得するステップと、パラメータの指令値に対するパラメータの実測値が所定範囲外である場合、制御モードを安全制御モードに変更するステップと、を含んでよい。

パラメータは、無人航空機の回転翼の駆動電流、無人航空機の加速度、無人航空機の速度、の少なくとも１つを含んでよい。

パラメータの指令値は、無人航空機の制御を指示する操作装置から取得されてよい。

パラメータの指令値は、無人航空機のメモリが保持する設定情報に含まれてよい。

飛行制御方法は、安全制御モードでは、無人航空機の回転翼を駆動するための駆動電流を駆動電流より大きい所定の電流に設定するステップ、を更に含んでよい。

飛行制御方法は、安全制御モードでは、無人航空機の飛行高度を検出するステップと、飛行高度が第１の所定高度以下となった場合、無人航空機の回転翼の回転を停止するステップと、を更に含んでよい。

飛行制御方法は、安全制御モードでは、無人航空機の飛行高度を検出するステップと、飛行高度が第２の所定高度以下となった場合、飛行状態の異常を示す警告音を出力するステップと、を更に含んでよい。

飛行制御方法は、安全制御モードでは、無人航空機の飛行高度を検出するステップと、飛行高度が第３の所定高度以下となった場合、無人航空機の回転翼の少なくとも一部を包囲する緩衝材を展開するステップと、を更に含んでよい。

飛行制御方法は、安全制御モードでは、無人航空機の回転翼の回転が停止したか否かを判定するステップと、無人航空機の回転翼の回転が停止しない場合、無人航空機の回転翼の少なくとも一部を包囲する緩衝材を展開するステップと、を含んでよい。

緩衝材は、緩衝材の展開状態では、無人航空機の複数の回転翼の外周の少なくとも一部を包囲してよい。

緩衝材は、少なくとも回転翼の下方及び側方を覆うように展開してよい。

無人航空機は、複数の回転翼及び複数の緩衝材を含んでよい。それぞれの緩衝材は、緩衝材の展開状態では、それぞれの回転翼の周囲の少なくとも一部を包囲してよい。

一態様において、無人航空機は、飛行中の制御モードを制御する無人航空機であって、無人航空機の飛行状態の異常を検出する検出部と、飛行状態の異常が検出された場合、制御モードを安全制御モードに変更する変更部と、を備える。

無人航空機は、飛行状態の異常が検出された場合、異常に関する情報を、無人航空機の制御を指示する操作装置へ送信する通信部、を更に備えてよい。

検出部は、無人航空機の重力方向の加速度を取得し、検出部は、無人航空機の重力方向の加速度が所定値以上である場合、飛行状態を異常と判定してよい。

検出部は、無人航空機の重力方向の加速度を取得し、記無人航空機の重力方向の加速度が所定値以上である状態が所定時間継続した場合、飛行状態を異常と判定してよい。

無人航空機は、無人航空機の制御を指示する操作装置からの操作入力信号の有無を判定する第１判定部、を更に備えてよい。変更部は、操作入力信号がない場合、制御モードを安全制御モードに変更してよい。

検出部は、操作入力信号がある場合、操作入力信号に基づく飛行状態を示すパラメータの指令値を取得し、パラメータの実測値を取得してよい。変更部は、パラメータの指令値に対するパラメータの実測値が所定範囲外である場合、制御モードを安全制御モードに変更してよい。

パラメータは、無人航空機の回転翼の駆動電流、無人航空機の加速度、無人航空機の速度、の少なくとも１つを含んでよい。

パラメータの指令値は、無人航空機の制御を指示する操作装置から取得されてよい。

パラメータの指令値は、無人航空機のメモリが保持する設定情報に含まれてよい。

安全制御モードでは、無人航空機の回転翼を駆動するための駆動電流を駆動電流より大きい所定の電流に設定する設定部、を更に備えてよい。

無人航空機は、安全制御モードでは、無人航空機の飛行高度を取得する取得部と、飛行高度が第１の所定高度以下となった場合、無人航空機の回転翼の回転を停止する第１制御部と、を更に備えてよい。

無人航空機は、安全制御モードでは、無人航空機の飛行高度を取得する取得部と、飛行高度が第２の所定高度以下となった場合、飛行状態の異常を示す警告音を出力する出力部と、を更に含んでよい。

無人航空機は、安全制御モードでは、無人航空機の飛行高度を取得する取得部と、飛行高度が第３の所定高度以下となった場合、無人航空機の回転翼の少なくとも一部を包囲する緩衝材を展開する第２制御部と、を更に備えてよい。

無人航空機は、安全制御モードでは、無人航空機の回転翼の回転が停止したか否かを判定する第２判定部と、無人航空機の回転翼の回転が停止しない場合、無人航空機の回転翼の少なくとも一部を包囲する緩衝材を展開する第３制御部と、を更に備えてよい。

緩衝材は、緩衝材の展開状態では、無人航空機の複数の回転翼の外周の少なくとも一部を包囲してよい。

緩衝材は、少なくとも回転翼の下方及び側方を覆うように展開してよい。

無人航空機は、複数の回転翼と、複数の緩衝材と、を更に備えてよい。それぞれの緩衝材は、緩衝材の展開状態では、それぞれの回転翼の周囲の少なくとも一部を包囲してよい。

一態様において、飛行システムは、飛行中の制御モードを制御する無人航空機と無人航空機の制御を指示する操作装置とを備える飛行システムであって、無人航空機は、無人航空機の飛行状態の異常を検出し、飛行状態の異常が検出された場合、制御モードを安全制御モードに変更し、飛行状態の異常が検出された場合、異常に関する情報を、操作装置へ送信し、操作装置は、異常に関する情報を受信し、異常の情報に基づき、無人航空機の飛行状態に異常がある旨を提示する。

一態様において、プログラムは、無人航空機の飛行中の制御モードを制御するコンピュータである無人航空機に、無人航空機の飛行状態の異常を検出するステップと、飛行状態の異常が検出された場合、制御モードを安全制御モードに変更するステップと、を実行させるためのプログラムである。

一態様において、記録媒体は、無人航空機の飛行中の制御モードを制御するコンピュータである無人航空機に、無人航空機の飛行状態の異常を検出するステップと、飛行状態の異常が検出された場合、制御モードを安全制御モードに変更するステップと、を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。

なお、上記の発明の概要は、本開示の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

第１の実施形態における飛行システムの構成例を示す模式図 無人航空機の外観の一例を示す図 無人航空機の具体的な外観の一例を示す図 第１の実施形態における無人航空機のハードウェア構成の一例を示すブロック図 第１の実施形態における無人航空機の機能構成の一例を示すブロック図 送信機の外観の一例を示す斜視図 送信機のハードウェア構成の一例を示すブロック図 第１の実施形態における無人航空機の制御モードの第１遷移例を示す模式図 第１の実施形態における無人航空機の制御モードの第２遷移例を示す模式図 第１の実施形態における無人航空機の制御モードの第３遷移例を示す模式図 駆動電流の指令値と駆動電流の実測値との関係の一例を示すグラフ 上向き加速度の指令値と上向き加速度の実測値との関係の一例を示すグラフ 下向き加速度の指令値と下向き加速度の実測値との関係の一例を示すグラフ 上向き速度の指令値と上向き速度の実測値との関係の一例を示すグラフ 下向き速度の指令値と下向き速度の実測値との関係の一例を示すグラフ 送信機による無人航空機の飛行状態の異常の第１提示例を示す模式図 送信機による無人航空機の飛行状態の異常の第２提示例を示す模式図 第１の実施形態における無人航空機の動作例を示すフローチャート 第１の実施形態における無人航空機の動作例を示すフローチャート（図１４Ａの続き） 第２の実施形態における無人航空機のハードウェア構成の一例を示すブロック図 第２の実施形態における無人航空機の機能構成の一例を示すブロック図 第２の実施形態における無人航空機の制御モードの遷移例を示す模式図 １つのエアバッグにより４つの回転翼を覆う場合のエアバッグが展開された状態の無人航空機の一例を示す正面図 図１８Ａのエアバッグの一部を透視した無人航空機の第１例を示す正面図 図１８Ａのエアバッグの一部を透視した無人航空機の第２例を示す正面図 図１８Ｃの無人航空機を上方から見た平面図 ４つのエアバッグにより４つの回転翼を覆う場合のエアバッグが展開された状態の無人航空機の一例を示す正面図 図１９Ａのエアバッグの一部を透視した無人航空機の一例を示す正面図 図１９Ｂの無人航空機を上方から見た平面図 第２の実施形態における無人航空機の動作例を示すフローチャート

以下、発明の実施の形態を通じて本開示を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須とは限らない。

特許請求の範囲、明細書、図面、及び要約書には、著作権による保護の対象となる事項が含まれる。著作権者は、これらの書類の何人による複製に対しても、特許庁のファイル又はレコードに表示される通りであれば異議を唱えない。ただし、それ以外の場合、一切の著作権を留保する。

以下の実施形態では、無人航空機（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle）を例示する。無人航空機は、空中を移動する航空機を含む。本明細書に添付する図面では、無人航空機を「ＵＡＶ」と表記する。飛行制御方法は、無人航空機における動作が規定されたものである。また、記録媒体は、プログラム（例えば無人航空機に各種の処理を実行させるプログラム）が記録されたものである。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における飛行システム１０の構成例を示す模式図である。飛行システム１０は、無人航空機１００及び送信機５０を備える。無人航空機１００及び送信機５０は、有線通信又は無線通信（例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network））により通信可能である。

次に、無人航空機１００の構成例について説明する。図２は、無人航空機１００の外観の一例を示す図である。図３は、無人航空機１００の具体的な外観の一例を示す図である。無人航空機１００が移動方向ＳＴＶ０に飛行する時の側面図が図２に示され、無人航空機１００が移動方向ＳＴＶ０に飛行する時の斜視図が図３に示されている。

図２及び図３に示すように、地面と平行であって移動方向ＳＴＶ０に沿う方向にロール軸（ｘ軸参照）が定義されたとする。この場合、地面と平行であってロール軸に垂直な方向にピッチ軸（ｙ軸参照）が定められ、更に、地面に垂直であってロール軸及びピッチ軸に垂直な方向にヨー軸（ｚ軸参照）が定められる。

無人航空機１００は、ＵＡＶ本体１０２と、ジンバル２００と、撮像装置２２０と、複数の撮像装置２３０とを含む構成である。

ＵＡＶ本体１０２は、複数の回転翼（プロペラ）を備える。ＵＡＶ本体１０２は、複数の回転翼の回転を制御することにより無人航空機１００を飛行させる。ＵＡＶ本体１０２は、例えば４つの回転翼を用いて無人航空機１００を飛行させる。回転翼の数は、４つに限定されない。また、無人航空機１００は、回転翼を有さない固定翼機でもよい。

撮像装置２２０は、所望の撮像範囲に含まれる被写体（例えば、空撮対象となる上空の様子、山や川等の景色、地上の建物）を撮像する撮像用のカメラである。

複数の撮像装置２３０は、無人航空機１００の飛行を制御するために無人航空機１００の周囲を撮像するセンシング用のカメラである。２つの撮像装置２３０が、無人航空機１００の機首である正面に設けられてよい。さらに、他の２つの撮像装置２３０が、無人航空機１００の底面に設けられてよい。正面側の２つの撮像装置２３０はペアとなり、いわゆるステレオカメラとして機能してよい。底面側の２つの撮像装置２３０もペアとなり、ステレオカメラとして機能してよい。複数の撮像装置２３０により撮像された画像に基づいて、無人航空機１００の周囲の３次元空間データが生成されてよい。なお、無人航空機１００が備える撮像装置２３０の数は４つに限定されない。無人航空機１００は、少なくとも１つの撮像装置２３０を備えていればよい。無人航空機１００は、無人航空機１００の機首、機尾、側面、底面、及び天井面のそれぞれに少なくとも１つの撮像装置２３０を備えてよい。撮像装置２３０で設定できる画角は、撮像装置２２０で設定できる画角より広くてよい。撮像装置２３０は、単焦点レンズ又は魚眼レンズを有してよい。

図４は、無人航空機１００のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。無人航空機１００は、ＵＡＶ制御部１１０と、通信インタフェース１５０と、メモリ１６０と、ジンバル２００と、回転翼機構２１０と、撮像装置２２０と、撮像装置２３０と、ＧＰＳ受信機２４０と、慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）２５０と、磁気コンパス２６０と、気圧高度計２７０と、超音波高度計２８０と、スピーカ２９０と、を含む構成である。通信インタフェース１５０は、通信部の一例である。

ＵＡＶ制御部１１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）を用いて構成される。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の各部の動作を統括して制御するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。

ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０に格納されたプログラムに従って無人航空機１００の飛行を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、通信インタフェース１５０を介して遠隔の送信機５０から受信した命令に従って、無人航空機１００の飛行を制御する。メモリ１６０は無人航空機１００から取り外し可能であってもよい。

ＵＡＶ制御部１１０は、複数の撮像装置２３０により撮像された複数の画像を解析することで、無人航空機１００の周囲の環境を特定してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の周囲の環境に基づいて、例えば障害物を回避して飛行を制御する。

ＵＡＶ制御部１１０は、現在の日時を示す日時情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から現在の日時を示す日時情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００に搭載されたタイマ（不図示）から現在の日時を示す日時情報を取得してよい。

ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の位置を示す位置情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から、無人航空機１００が存在する緯度、経度及び高度を示す位置情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、ＧＰＳ受信機２４０から無人航空機１００が存在する緯度及び経度を示す緯度経度情報、並びに気圧高度計２７０から無人航空機１００が存在する高度を示す高度情報をそれぞれ位置情報として取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、超音波高度計２８０による超音波の放射点と超音波の反射点との距離を高度情報として取得してよい。

ＵＡＶ制御部１１０は、磁気コンパス２６０から無人航空機１００の向きを示す向き情報を取得する。向き情報には、例えば無人航空機１００の機首の向きに対応する方位が示される。

ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０が撮像すべき撮像範囲を撮像する時に無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報をメモリ１６０から取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報を、通信インタフェース１５０を介して送信機５０等の他の装置から取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、３次元地図データベースを参照して、撮像すべき撮像範囲を撮像するために、無人航空機１００が存在可能な位置を特定して、その位置を無人航空機１００が存在すべき位置を示す位置情報として取得してよい。

ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０のそれぞれの撮像範囲を示す撮像情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の画角を示す画角情報を撮像装置２２０及び撮像装置２３０から取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像方向を示す情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、例えば撮像装置２２０の撮像方向を示す情報として、ジンバル２００から撮像装置２２０の姿勢の状態を示す姿勢情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の向きを示す情報を取得する。撮像装置２２０の姿勢の状態を示す情報は、ジンバル２００のピッチ軸及びヨー軸の基準回転角度からの回転角度を示す。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像範囲を特定するためのパラメータとして、無人航空機１００が存在する位置を示す位置情報を取得する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の画角及び撮像方向、並びに無人航空機１００が存在する位置に基づいて、撮像装置２２０が撮像する地理的な範囲を示す撮像範囲を画定し、撮像範囲を示す撮像情報を生成することで、撮像情報を取得してよい。

ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０が撮像すべき撮像範囲を示す撮像情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０から撮像装置２２０が撮像すべき撮像情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、通信インタフェース１５０を介して送信機５０等の他の装置から撮像装置２２０が撮像すべき撮像情報を取得してよい。

ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状（３次元形状）を示す立体情報（３次元情報）を取得してよい。オブジェクトは、例えば、建物、道路、車、木等の風景の一部である。立体情報は、例えば、３次元空間データである。ＵＡＶ制御部１１０は、複数の撮像装置２３０から得られたそれぞれの画像から、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状を示す立体情報を生成することで、立体情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０に格納された３次元地図データベースを参照することにより、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状を示す立体情報を取得してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、ネットワーク上に存在するサーバが管理する３次元地図データベースを参照することで、無人航空機１００の周囲に存在するオブジェクトの立体形状に関する立体情報を取得してよい。

ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０により撮像された画像データを取得する。

ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００、回転翼機構２１０、撮像装置２２０、及び撮像装置２３０を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０の撮像方向又は画角を変更することによって、撮像装置２２０の撮像範囲を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、ジンバル２００の回転機構を制御することで、ジンバル２００に支持されている撮像装置２２０の撮像範囲を制御する。

本明細書では、撮像範囲は、撮像装置２２０又は撮像装置２３０により撮像される地理的な範囲をいう。撮像範囲は、緯度、経度、及び高度で定義される。撮像範囲は、緯度、経度、及び高度で定義される３次元空間データにおける範囲でよい。撮像範囲は、撮像装置２２０又は撮像装置２３０の画角及び撮像方向、並びに無人航空機１００が存在する位置に基づいて特定される。撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像方向は、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像レンズが設けられた正面が向く方位と俯角とから定義される。撮像装置２２０の撮像方向は、無人航空機１００の機首の方位と、ジンバル２００に対する撮像装置２２０の姿勢の状態とから特定される方向である。撮像装置２３０の撮像方向は、無人航空機１００の機首の方位と、撮像装置２３０が設けられた位置とから特定される方向である。

ＵＡＶ制御部１１０は、回転翼機構２１０を制御することで、無人航空機１００の飛行を制御する。つまり、ＵＡＶ制御部１１０は、回転翼機構２１０を制御することにより、無人航空機１００の緯度、経度、及び高度を含む位置を制御する。ＵＡＶ制御部１１０は、無人航空機１００の飛行を制御することにより、撮像装置２２０及び撮像装置２３０の撮像範囲を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０が備えるズームレンズを制御することで、撮像装置２２０の画角を制御してよい。ＵＡＶ制御部１１０は、撮像装置２２０のデジタルズーム機能を利用して、デジタルズームにより、撮像装置２２０の画角を制御してよい。

撮像装置２２０が無人航空機１００に固定され、撮像装置２２０を動かせない場合、ＵＡＶ制御部１１０は、特定の日時に特定の位置に無人航空機１００を移動させることにより、所望の環境下で所望の撮像範囲を撮像装置２２０に撮像させることができる。あるいは撮像装置２２０がズーム機能を有さず、撮像装置２２０の画角を変更できない場合でも、ＵＡＶ制御部１１０は、特定された日時に、特定の位置に無人航空機１００を移動させることで、所望の環境下で所望の撮像範囲を撮像装置２２０に撮像させることができる。

通信インタフェース１５０は、送信機５０と通信する。通信インタフェース１５０は、遠隔の送信機５０からＵＡＶ制御部１１０に対する各種の命令や情報を受信する。

メモリ１６０は、ＵＡＶ制御部１１０がジンバル２００、回転翼機構２１０、撮像装置２２０、撮像装置２３０、ＧＰＳ受信機２４０、慣性計測装置２５０、磁気コンパス２６０、気圧高度計２７０及び超音波高度計２８０を制御するのに必要なプログラム等を格納する。メモリ１６０は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体でよく、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、及びＵＳＢメモリ等のフラッシュメモリの少なくとも１つを含んでよい。メモリ１６０は、ＵＡＶ本体１０２の内部に設けられてよい。ＵＡＶ本体１０２から取り外し可能に設けられてよい。

ジンバル２００は、少なくとも１つの軸を中心に撮像装置２２０を回転可能に支持する。ジンバル２００は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸を中心に撮像装置２２０を回転可能に支持してよい。ジンバル２００は、ヨー軸、ピッチ軸、及びロール軸の少なくとも１つを中心に撮像装置２２０を回転させることで、撮像装置２２０の撮像方向を変更してよい。

回転翼機構２１０は、複数の回転翼２１１と、複数の回転翼２１１を回転させる複数の駆動モータ２１２と、駆動モータ２１２を駆動するための駆動電流の電流値（実測値）を計測する電流センサ２１３と、を有する。駆動電流は、駆動モータ２１２に供給される。

撮像装置２２０は、所望の撮像範囲の被写体を撮像して撮像画像のデータを生成する。撮像装置２２０の撮像により得られた画像データは、撮像装置２２０が有するメモリ、又はメモリ１６０に格納される。

撮像装置２３０は、無人航空機１００の周囲を撮像して撮像画像のデータを生成する。撮像装置２３０の画像データは、メモリ１６０に格納される。

ＧＰＳ受信機２４０は、複数の航法衛星（つまり、ＧＰＳ衛星）から発信された時刻及び各ＧＰＳ衛星の位置（座標）を示す複数の信号を受信する。ＧＰＳ受信機２４０は、受信された複数の信号に基づいて、ＧＰＳ受信機２４０の位置（つまり、無人航空機１００の位置）を算出する。ＧＰＳ受信機２４０は、無人航空機１００の位置情報をＵＡＶ制御部１１０に出力する。なお、ＧＰＳ受信機２４０の位置情報の算出は、ＧＰＳ受信機２４０の代わりにＵＡＶ制御部１１０により行われてよい。この場合、ＵＡＶ制御部１１０には、ＧＰＳ受信機２４０が受信した複数の信号に含まれる時刻及び各ＧＰＳ衛星の位置を示す情報が入力される。

慣性計測装置２５０は、無人航空機１００の姿勢を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。慣性計測装置ＩＭＵ２５０は、無人航空機１００の姿勢として、無人航空機１００の前後、左右、及び上下の３軸方向の加速度と、ピッチ軸、ロール軸、及びヨー軸の３軸方向の角速度とを検出する。

磁気コンパス２６０は、無人航空機１００の機首の方位を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。

気圧高度計２７０は、無人航空機１００が飛行する高度を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。

超音波高度計２８０は、超音波を放射し、地面や物体により反射された超音波を検出し、検出結果をＵＡＶ制御部１１０に出力する。検出結果は、無人航空機１００から地面までの距離つまり高度を示してよい。検出結果は、無人航空機１００から物体までの距離を示してよい。

スピーカ２９０は、ＵＡＶ制御部１１０から音声データを取得し、音声データを音声出力する。スピーカ２９０は、音声データを警告音として音声出力してよい。スピーカ２９０の個数は１つ以上であり、任意である。スピーカ２９０の無人航空機１００における設置位置は、任意である。スピーカ２９０から出力される警告音は、重力方向（つまり地面方向）に向かう音成分を有する。警告音は、無人航空機１００の高度が低下した際に、地上に存在する人物に確認され得る。

図５は、ＵＡＶ制御部１１０の機能構成の一例を示すブロック図である。ＵＡＶ制御部１１０は、異常処理部１１１、信号判定部１１２、制御モード変更部１１３、高度取得部１１４、駆動電流設定部１１５、回転翼制御部１１６、及び音声制御部１１７を備える。

異常処理部１１１は、検出部の一例である。信号判定部１１２は、第１判定部の一例である。制御モード変更部１１３は、変更部の一例である。高度取得部１１４は、取得部の一例である。駆動電流設定部１１５は、設定部の一例である。回転翼制御部１１６は、第１制御部の一例である。音声制御部１１７は、出力部の一例である。

異常処理部１１１は、無人航空機１００の飛行状態の異常の有無を判定する。異常処理部１１１は、無人航空機１００の飛行状態に異常がある場合、飛行状態の異常を検出する。無人航空機１００の飛行状態は、無人航空機１００の飛行状態を示すパラメータ（飛行パラメータとも称する）により示されてよい。飛行パラメータには、回転翼機構２１０に含まれる回転翼を駆動するための駆動電流、無人航空機１００の加速度、無人航空機１００の速度、無人航空機１００の高度の少なくとも１つが含まれてよい。

異常処理部１１１は、電流センサ２１３により得られた電流値を、駆動電流の実際の値（駆動電流の実測値）として取得してよい。

異常処理部１１１は、慣性計測装置２５０により計測される加速度を、無人航空機１００の加速度の実際の値（加速度の実測値）として取得してよい。異常処理部１１１は、ＧＰＳ受信機２４０、気圧高度計２７０又は超音波高度計２８０から高度情報を取得し、この高度情報の２回微分により算出された加速度を、無人航空機１００の加速度の実測値として取得してよい。

異常処理部１１１は、慣性計測装置２５０により計測される加速度を取得し、加速度を積分して、無人航空機１００の速度の実際の値（速度の実測値）を取得してよい。異常処理部１１１は、ＧＰＳ受信機２４０、気圧高度計２７０又は超音波高度計２８０から高度情報を取得し、この高度情報の微分により算出された速度を、無人航空機１００の速度の実測値として取得してよい。

異常処理部１１１は、無人航空機１００の重量方向の加速度の実測値が、閾値ｔｈ１（例えば１０ｍ／ｓ^２、つまり１ｇ（ｇ：重力加速度））以上である場合に、飛行状態に異常があると判定してよい。閾値ｔｈ１は、１ｇ以外でもよく、例えば０．８ｇでもよい。

異常処理部１１１は、信号判定部１１２による判定の結果、送信機５０に対する操作者の操作に基づく操作入力信号がない場合、飛行状態に異常があると判定してよい。また、操作入力信号の代わりに、異常処理部１１１は、メモリ１６０に所定の設定情報が格納されているか否かを判定してよい。この設定情報は、飛行状態の異常を判定するための異常判定プログラムを含んでよい。

異常処理部１１１は、飛行パラメータの値を指令するための指令値（飛行パラメータの指令値）を取得してよい。異常処理部１１１は、通信インタフェース１５０を介して、送信機５０からの操作入力信号に含まれる飛行パラメータの指令値を取得してよい。異常処理部１１１は、メモリ１６０に格納された設定情報を取得し、この設定情報から飛行パラメータの指令値を取得してよい。この設定情報は、飛行状態の異常を判定するための異常判定プログラムを含んでよい。

飛行パラメータの指令値は、駆動モータ２１２に供給される駆動電流の大きさを指令するための駆動電流の指令値と、加速度の大きさを指令するための加速度の指令値と、速度の大きさを指令するための速度の指令値と、を含んでよい。

異常処理部１１１は、操作入力信号又はメモリ１６０に保持された設定情報に含まれる加速度の指令値を取得してよい。異常処理部１１１は、加速度の指令値と駆動電流の指令値との変換テーブル（不図示）を基に、加速度の指令値から駆動電流の指令値に変換することで、駆動電流の指令値を取得してよい。この変換テーブルは、加速度の指令値と駆動電流の指令値との１対１の対応関係の情報を含み、メモリ１６０に予め保持されてよい。異常処理部１１１は、加速度の指令値を積分して速度の指令値を算出することで、速度の指令値を取得してよい。

異常処理部１１１は、操作入力信号又はメモリ１６０に保持された設定情報に含まれる速度の指令値を取得してよい。異常処理部１１１は、速度の指令値と駆動電流の指令値との変換テーブル（不図示）を基に、速度の指令値から駆動電流の指令値に変換することで、駆動電流の指令値を取得してよい。この変換テーブルは、速度の指令値と駆動電流の指令値との１対１の対応関係の情報を含み、メモリ１６０に予め保持されてよい。異常処理部１１１は、速度の指令値を微分して加速度の指令値を算出することで、加速度の指令値を取得してよい。

異常処理部１１１は、飛行パラメータの指令値に対するパラメータの実測値が所定範囲にない場合、無人航空機１００の飛行状態に異常があると判定してよい。例えば、異常処理部１１１は、飛行パラメータの指令値に対するパラメータの実測値の比が所望の比の範囲にない場合、無人航空機１００の飛行状態に異常があると判定してよい。

異常処理部１１１は、無人航空機１００の飛行状態に異常がある場合、通信インタフェース１５０を介して、飛行状態の異常に関する情報を送信機５０へ送信してよい。飛行状態の異常に関する情報は、飛行状態に異常がある旨を示す情報でもよいし、飛行状態の異常に関する具体的な内容（例えば、無人航空機１００の加速度の実測値）を示す情報でもよい。

信号判定部１１２は、通信インタフェース１５０を介して、送信機５０からの操作入力信号の有無を判定してよい。つまり、信号判定部１１２は、通信インタフェース１５０により操作入力信号が受信されたか否かを判定してよい。

制御モード変更部１１３は、無人航空機１００の飛行中の制御モードを制御する。飛行中の制御モードは、飛行状態に異常がない場合に実施される通常制御モードと、飛行状態に異常がある場合に実施される安全制御モードを含む。制御モード変更部１１３は、無人航空機１００の飛行状態に異常がある場合、制御モードを安全制御モードに変更する。安全制御モードは、複数設けられてよい。無人航空機１００は、制御モード毎に、ＵＡＶの飛行制御方法を規定するプログラムを備えてよい。この飛行制御方法を規定するプログラムは、メモリ１６０に保持され、制御モードが設定された際にメモリ１６０から取得され、実行され得る。

高度取得部１１４は、ＧＰＳ受信機２４０、気圧高度計２７０又は超音波高度計２８０により取得された高度情報を、無人航空機１００の高度（高度の実測値）として取得してよい。高度取得部１１４は、慣性計測装置２５０により計測される加速度を取得し、加速度を２回積分して、無人航空機１００の高度の実測値を取得してよい。

駆動電流設定部１１５は、駆動モータ２１２を駆動するための駆動電流の指令値を設定する。駆動電流設定部１１５は、異常処理部１１１により取得された駆動電流の指令値を、駆動電流の指令値として設定してよい。安全制御モードでの駆動電流の指令値は、通常制御モードでの駆動電流の指令値より大きく設定されてよい。

回転翼制御部１１６は、駆動モータ２１２を制御することで、回転翼２１１の回転を制御する。回転翼制御部１１６は、駆動電流設定部１１５により設定された駆動電流の指令値に基づいて、無人航空機１００の電源（不図示）から駆動モータ２１２へ駆動電流を供給する。駆動電流が大きくなる程、駆動モータ２１２の駆動力が大きくなり、回転翼２１１の単位時間当たりの回転数が大きくなる。一方、駆動電流が小さくなる程、駆動モータ２１２の駆動力が小さくなり、回転翼２１１の単位時間当たりの回転数が小さくなる。

音声制御部１１７は、音声データをスピーカ２９０に送り、スピーカ２９０に音声データを出力させてよい。音声データは、音声、音楽、機械音、その他の音のデータを広く含む。音声データは、警告を示す警告音として使用されてよい。ＵＡＶ制御部１１０は、メモリ１６０に保持された音声データを取得してよい。音声データは、通信インタフェース１５０を介して、外部の音声データを提供するサーバから受信されて、メモリ１６０に保持されてよい。音声データは、無人航空機１００の録音機能により録音され、メモリ１６０に保持されてよい。

次に、送信機５０の構成例について説明する。図６は、送信機５０の外観の一例を示す斜視図である。送信機５０に対する上下前後左右の方向は、図６に示す矢印の方向にそれぞれ従うとする。送信機５０は、例えば送信機５０を使用する人物（以下、「操作者」という）の両手で把持された状態で使用される。

送信機５０は、例えば略正方形状の底面を有し、かつ高さが底面の一辺より短い略直方体（言い換えると、略箱形）の形状をした樹脂製の筐体５０Ｂを有する。送信機５０の筐体表面の略中央には、左制御棒５３Ｌと右制御棒５３Ｒとが突設して配置される。

左制御棒５３Ｌ、右制御棒５３Ｒは、それぞれ操作者による無人航空機１００の移動を遠隔で制御（例えば、無人航空機１００の前後移動、左右移動、上下移動、向き変更）するための操作において使用される。図６では、左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒは、操作者の両手からそれぞれ外力が印加されていない初期状態の位置が示されている。左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒは、操作者により印加された外力が解放された後、自動的に所定位置（例えば図６に示す初期位置）に復帰する。

左制御棒５３Ｌの手前側（言い換えると、操作者側）には、送信機５０の電源ボタンＢ１が配置される。電源ボタンＢ１が操作者により一度押下されると、例えば送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）の容量の残量がバッテリ残量表示部Ｌ２において表示される。電源ボタンＢ１が操作者によりもう一度押下されると、例えば送信機５０の電源がオンとなり、送信機５０の各部（図７参照）に電源が供給されて使用可能となる。

右制御棒５３Ｒの手前側（言い換えると、操作者側）には、ＲＴＨ（Return To Home）ボタンＢ２が配置される。ＲＴＨボタンＢ２が操作者により押下されると、送信機５０は、無人航空機１００に所定の位置に自動復帰させるための信号を送信する。これにより、送信機５０は、無人航空機１００を所定の位置（例えば無人航空機１００が記憶している離陸位置）に自動的に帰還させることができる。ＲＴＨボタンＢ２は、例えば屋外での無人航空機１００による空撮中に操作者が無人航空機１００の機体を見失った場合、又は電波干渉や予期せぬトラブルに遭遇して操作不能になった場合等に利用可能である。

電源ボタンＢ１及びＲＴＨボタンＢ２の手前側（言い換えると、操作者側）には、リモートステータス表示部Ｌ１及びバッテリ残量表示部Ｌ２が配置される。リモートステータス表示部Ｌ１は、例えばＬＥＤ（Light Emission Diode）を用いて構成され、送信機５０と無人航空機１００との無線の接続状態を表示する。バッテリ残量表示部Ｌ２は、例えばＬＥＤを用いて構成され、送信機５０に内蔵されたバッテリ（不図示）の容量の残量を表示する。

左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒより後側であって、かつ送信機５０の筐体５０Ｂの後方側面から、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２が突設して配置される。アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、操作者の左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作に基づき、送信機制御部６１により生成された信号（つまり、無人航空機１００の移動を制御するための信号）を無人航空機１００に送信する。この信号は、送信機５０により入力された操作入力信号の１つである。アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、例えば２ｋｍの送受信範囲をカバーできる。また、アンテナＡＮ１，ＡＮ２は、送信機５０と無線接続中の無人航空機１００が有する撮像装置２２０，２３０により撮像された画像、又は無人航空機１００が取得した各種データが無人航空機１００から送信された場合に、これらの画像又は各種データを受信できる。

表示部ＤＰは、例えばＬＣＤ（Crystal Liquid Display）を含んで構成される。表示部ＤＰの形状、サイズ、及び配置位置は、任意であり、図６の例に限られない。

図７は、送信機５０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。送信機５０は、左制御棒５３Ｌと、右制御棒５３Ｒと、送信機制御部６１と、無線通信部６３と、電源ボタンＢ１と、ＲＴＨボタンＢ２と、操作部セットＯＰＳと、リモートステータス表示部Ｌ１と、バッテリ残量表示部Ｌ２と、表示部ＤＰとを含む構成である。送信機５０は、無人航空機１００の制御を指示する操作装置の一例である。

左制御棒５３Ｌは、例えば操作者の左手により、無人航空機１００の移動を遠隔で制御するための操作に使用される。右制御棒５３Ｒは、例えば操作者の右手により、無人航空機１００の移動を遠隔で制御するための操作に使用される。無人航空機１００の移動は、例えば前進する方向の移動、後進する方向の移動、左方向の移動、右方向の移動、上昇する方向の移動、下降する方向の移動、左方向に無人航空機１００を回転する移動、右方向に無人航空機１００を回転する移動のうちいずれか又はこれらの組み合わせであり、以下同様である。

電源ボタンＢ１は一度押下されると、一度押下された旨の信号が送信機制御部６１に入力される。送信機制御部６１は、この信号に従い、送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）の容量の残量をバッテリ残量表示部Ｌ２に表示する。これにより、操作者は、送信機５０に内蔵されるバッテリの容量の残量を簡単に確認できる。また、電源ボタンＢ１は二度押下されると、二度押下された旨の信号が送信機制御部６１に渡される。送信機制御部６１は、この信号に従い、送信機５０に内蔵されるバッテリ（不図示）に対し、送信機５０内の各部への電源供給を指示する。これにより、操作者は、送信機５０の電源がオンとなり、送信機５０の使用を簡単に開始できる。

ＲＴＨボタンＢ２は押下されると、押下された旨の信号が送信機制御部６１に入力される。送信機制御部６１は、この信号に従い、無人航空機１００に所定の位置（例えば無人航空機１００の離陸位置）に自動復帰させるための信号を生成し、無線通信部６３及びアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して無人航空機１００に送信する。これにより、操作者は、送信機５０に対する簡単な操作により、無人航空機１００を所定の位置に自動で復帰（帰還）させることができる。

操作部セットＯＰＳは、複数の操作部（例えば操作部ＯＰ１，…，操作部ＯＰｎ）（ｎ：２以上の整数）を用いて構成される。操作部セットＯＰＳは、図４に示す左制御棒５３Ｌ、右制御棒５３Ｒ、電源ボタンＢ１及びＲＴＨボタンＢ２を除く他の操作部（例えば、送信機５０による無人航空機１００の遠隔制御を支援するための各種の操作部）により構成される。ここでいう各種の操作部とは、例えば、無人航空機１００の撮像装置２２０を用いた静止画の撮像を指示するボタン、無人航空機１００の撮像装置２２０を用いた動画の録画の開始及び終了を指示するボタン、無人航空機１００のジンバル２００（図４参照）のチルト方向の傾きを調整するダイヤル、無人航空機１００のフライトモードを切り替えるボタン、無人航空機１００の撮像装置２２０の設定を行うダイヤルが該当する。

リモートステータス表示部Ｌ１及びバッテリ残量表示部Ｌ２は、図６を参照して説明したので、ここでは説明を省略する。

送信機制御部６１は、プロセッサ（例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰ）を用いて構成される。送信機制御部６１は、送信機５０の各部の動作を統括して制御するための信号処理、他の各部との間のデータの入出力処理、データの演算処理及びデータの記憶処理を行う。

送信機制御部６１は、操作者の左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作により、その操作により指定された無人航空機１００の移動を制御するための信号を生成してよい。送信機制御部６１は、この生成した信号を、無線通信部６３及びアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して、無人航空機１００に送信して無人航空機１００を遠隔制御してよい。これにより、送信機５０は、無人航空機１００の移動を遠隔で制御できる。

無人航空機１００の移動を制御するための信号は、無人航空機１００の飛行状態を制御する飛行パラメータの指令値を含む。送信機制御部６１は、左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作量（つまり初期位置に対する左制御棒５３Ｌ又は右制御棒５３Ｒの移動量）が大きい程、飛行パラメータの指令値（例えば加速度又は速度）を大きくしてよい。移動の向きを考慮すると、この指令値の大きさは、指令値の絶対値の大きさとなる。送信機制御部６１は、左制御棒５３Ｌ又は右制御棒５３Ｒの操作量が小さい程、飛行パラメータの指令値を小さくしてよい。送信機制御部６１は、飛行パラメータの指令値を含む操作入力信号を生成し、無線通信部６３を介して、操作入力信号を無人航空機１００に送信してよい。

送信機制御部６１は、左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作量に応じて、加速度の指令値を生成してよい。この場合、左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒが初期位置とされた場合、加速度が値０となり、無人航空機１００へ等速での飛行指示が可能である。

送信機制御部６１は、左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒの操作量に応じて、速度の指令値を生成してよい。この場合、左制御棒５３Ｌ及び右制御棒５３Ｒが初期位置とされた場合、速度が値０となり、無人航空機１００へ移動しない旨の飛行指示（ホバリングの指示）が可能である。

送信機制御部６１は、送信機５０が有する任意のボタンや任意の操作部への操作に基づく操作入力信号を生成し、無線通信部６３を介して、操作入力信号を無人航空機１００に送信してよい。この場合、無人航空機１００は、操作入力信号を送信機５０から受信することで、送信機５０の操作者の制御下にあることを認識可能である。

送信機制御部６１は、無線通信部６３を介して、無人航空機１００から、無人航空機１００の飛行状態の異常に関する情報（例えば異常が発生した旨の情報）を受信してよい。送信機制御部６１は、無人航空機１００の飛行状態の異常に関する情報を提示してよい。この場合、送信機制御部６１は、表示部ＤＰを介して、飛行状態の異常に関する情報を表示してよい。送信機制御部６１は、音声出力部（スピーカ、不図示）を介して、飛行状態の異常に関する情報を音声出力してよい。送信機制御部６１は、振動部（バイブレータ、不図示）を介して、飛行状態の異常に関する情報を振動により提示してよい。

無線通信部６３は、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２と接続される。無線通信部６３は、２つのアンテナＡＮ１，ＡＮ２を介して、無人航空機１００との間で所定の無線通信方式（例えばＷｉｆｉ（登録商標））を用いた情報やデータの送受信を行う。

表示部ＤＰは、各種データを表示する。表示部ＤＰは、異常状態の異常に関する情報を、表示してよい。

尚、送信機５０は、表示部ＤＰを備える代わりに、表示端末（不図示）と有線又は無線により接続されてもよい。表示端末には、表示部ＤＰと同様に、無人航空機１００の飛行状態の異常に関する情報が表示されてよい。表示端末は、スマートフォン、タブレット端末、ＰＣ（Personal Computer）等でよい。

次に、無人航空機１００の制御モードの遷移について説明する。

図８は、無人航空機１００の制御モードの第１遷移例を示す模式図である。図８では、無人航空機１００が不測の事態に陥り機体が降下する様子を示す。

まず、制御モード変更部１１３は、制御モードを、通常制御モードに設定している（Ｔ１１）。通常制御モードにおいて、無人航空機１００の飛行状態に異常があると（Ｔ１２）、制御モード変更部１１３は、制御モードを安全制御モードに変更する。第１遷移例では、第１の安全制御モードに遷移する。第１の安全制御モードは、無人航空機１００が減速しながら高度を低下させて着陸させる制御モードである。

第１の安全制御モードでは、駆動電流設定部１１５が、駆動電流の指令値を、第１の安全制御モードに変更前の駆動電流の指令値よりも大きな駆動電流の指令値に設定する。これにより、無人航空機１００では、回転翼２１１の回転数が増大し（Ｔ１３）、重力方向と反対方向（つまり無人航空機１００が上昇する方向）への揚力を増大し、重力方向と反対方向の加速度（上向き加速度とも称する）が増大する。

第１の安全制御モードは、飛行パラメータの指令値に対して、ある程度無人航空機１００が反応する場合に有益である。無人航空機１００の飛行制御が不完全であってもある程度可能であるためである。ある程度無人航空機１００が反応する場合とは、飛行パラメータの指令値に対する飛行パラメータの実測値の割合が、値０．３以上である場合を指してよい。尚、値０．３は一例であり、他の値でもよい。

第１の安全制御モードによれば、無人航空機１００は、無人航空機１００の降下速度を低下させて、無人航空機１００が安全に着陸するよう試みることができる。例えば、無人航空機１００が完全に故障しておらず、ある程度飛行制御が可能な期間に無人航空機１００を所定の位置に帰還させることで、無人航空機１００が物体に接触することによる物体の損傷を未然に防止できる。また、無人航空機１００が所定の位置に帰還することが困難な場合でも、無人航空機１００の降下速度を減速することで、地上に所在する人物は、無人航空機１００の行方を確認して、無人航空機１００の落下点を避けるように移動できる。従って、無人航空機１００は、人物と接触する可能性を低減できる。

尚、回転翼制御部１１６は、無人航空機１００が着陸してから回転翼２１１を停止してよい。つまり、無人航空機１００は、飛行中に回転翼２１１を停止させなくても、安全性を確保でき、人体を含む物体の損傷を低減でき、人への被害を最小限にし得る。

図９Ａは、無人航空機１００の制御モードの第２遷移例を示す模式図である。図９Ａでは、無人航空機１００が不測の事態に陥り機体が降下し、落下に至る様子を示す。

まず、制御モード変更部１１３は、制御モードを、通常制御モードに設定している（Ｔ２１）。通常制御モードにおいて、無人航空機１００の飛行状態に異常があると（Ｔ２２）、制御モード変更部１１３は、制御モードを安全制御モードに変更する。第２遷移例では、第２の安全制御モードに遷移する。第２の安全制御モードは、所定高度Ｈ１（例えば５ｍ）で無人航空機１００の回転翼２１１の回転を停止する制御モードである。所定高度Ｈ１は、第１の所定高度の一例である。

第２の安全制御モードでは、駆動電流設定部１１５が、駆動電流の指令値を、第２の安全制御モードに変更前の駆動電流の指令値よりも大きな駆動電流の指令値に設定する。これにより、回転翼２１１の回転数が増大し（Ｔ２３）、重力方向と反対方向（つまり無人航空機１００が上昇する方向）への揚力を増大し、重力方向と反対方向の加速度が増大する。

回転翼制御部１１６は、無人航空機１００の降下が進み、高度取得部１１４により取得された高度の実測値が所定高度Ｈ１（例えば５ｍ）であることを検出すると、無人航空機１００の回転翼２１１の回転を停止させる（Ｔ２４）。この場合、回転翼制御部１１６は、無人航空機１００が所定高度Ｈ１に達した際に、駆動モータ２１２の駆動電流の指令値を値０とすることで、回転翼２１１の回転を停止させてよい。また、回転翼制御部１１６は、無人航空機１００が所定高度Ｈ１に達した際に、回転翼２１１の回転を阻害する突起（不図示）を回転翼２１１の回転軌道上に移動して挿入し、回転翼２１１の回転をロックすることで、回転翼２１１の回転を停止させてよい。これにより、回転翼制御部１１６は、回転翼２１１の回転を瞬時に停止できる。

回転翼２１１の回転を停止させるための閾値となる所定高度Ｈ１は、５ｍ以外の値でもよい。地上に存在する人物の負傷を軽減することを考慮する場合、人物として想定される高さよりも高い５ｍに所定高度Ｈ１が設定されてよい。また、地上に建設された特定の建造物（例えば、外力に対する耐久性が不十分な建造物、重要文化財等の建造物）の損傷を軽減することを考慮する場合、その建造物として想定される高さよりも高い任意の値に所定高度Ｈ１が設定されてよい。

第２の安全制御モードは、飛行パラメータの指令値に対して、無人航空機１００があまり反応しない場合に有益である。無人航空機１００の飛行制御がほとんどできず、無人航空機１００の降下速度を十分に減速できないためである。無人航空機１００があまり反応しない場合とは、飛行パラメータの指令値に対する実測値の比が、値０．３未満である場合を指してよい。尚、値０．３は一例であり、他の値でもよい。

第２の安全制御モードによれば、無人航空機１００は、回転翼２１の回転停止により回転翼２１の物体等への接触時の衝撃力を低減できる。また、無人航空機１００は、回転翼２１が回転し続けることで、無人航空機１００が予期せぬ方向への推進力を取得することを抑制でき、予期せぬ方向に飛行することを抑制できる。また、無人航空機１００は、所定高度Ｈ１まで無人航空機１００が降下してから回転翼２１の回転を停止することで、高高度での回転翼２１１の回転の停止を回避し、重力により無人航空機１００が高速落下することによる危険度の増大を抑制できる。

図９Ｂは、無人航空機１００の制御モードの第３遷移例を示す模式図である。図９Ｂでは、無人航空機１００が不測の事態に陥り機体が降下し、落下に至る様子を示す。

まず、制御モード変更部１１３は、制御モードを、通常制御モードに設定している（Ｔ３１）。通常制御モードにおいて、無人航空機１００の飛行状態に異常があると（Ｔ３２）、制御モード変更部１１３は、制御モードを安全制御モードに変更する。第３遷移例では、第３の安全制御モードに遷移する。第３の安全制御モードは、所定高度Ｈ２（例えば１０ｍ）でスピーカ２９０により飛行状態の異常を示す警告音を発する制御モードである。所定高度Ｈ２は、第２の所定高度の一例である。

第３の安全制御モードでは、駆動電流設定部１１５が、駆動電流の指令値を、第３の安全制御モードに変更前の駆動電流の指令値よりも大きな駆動電流の指令値に設定する。これにより、回転翼２１１の回転数が増大し（Ｔ３３）、重力方向と反対方向（つまり無人航空機１００が上昇する方向）への揚力を増大し、重力方向と反対方向の加速度が増大する。

音声制御部１１７は、無人航空機１００の降下が進み、高度取得部１１４により取得された高度の実測値が所定高度Ｈ２（例えば１０ｍ）であることを検出すると、警告音を発する（音声出力する）（Ｔ３４）。警告音は、アラート音、警告音声メッセージ、警告を示す音楽、等でよい。

警告音を発する閾値となる所定高度Ｈ２は、１０ｍ以外の値でもよい。例えば、所定高度Ｈ２は、無人航空機１００が発する警告音が地上に存在する人物に聞こえる高さでよい。また、音声制御部１１７は、所定高度Ｈ２を特に考慮せずに、第３の安全制御モードへの移行に伴って、スピーカ２９０による警告音の出力を開始してもよい。所定高度Ｈ２は、上述した所定高度Ｈ１と同じでもよい。

第３の安全制御モードによれば、無人航空機１００は、飛行状態に異常がある場合に、スピーカ２９０から警告音を出力できる。従って、無人航空機１００が飛行する周辺に存在する人物は、無人航空機１００が発する警告音を確認でき、警告音を確認することで無人航空機１００の移動方向や地上への降下（例えば落下）位置を予測できる。よって、警告音を確認した人物は、無人航空機１００の行方を確認して、無人航空機１００の落下点を避けるように移動できる。したがって、無人航空機１００は、地上の人物と接触する可能性を低減でき、回転翼２１１と人物との接触による人物の負傷の可能性を低減できる。

尚、第３の安全制御モードの各処理は、第２の安全制御モードの各処理とは別に実施されても、第２の安全制御モードの各処理とともに実施されてもよい。

次に、飛行パラメータの指令値及び実測値に基づく異常判定について説明する。

図１０は、駆動モータ２１２を駆動するための駆動電流の指令値Ｉｉｎと駆動電流の実測値Ｉｏｕｔとの関係の一例を示すグラフである。駆動電流の指令値Ｉｉｎと駆動電流の実測値Ｉｏｕｔとは、比例関係であってよい。この場合、駆動電流の指令値Ｉｉｎと駆動電流の実測値Ｉｏｕｔとは、以下の関係が成り立つ。
Ｉｏｕｔ＝α１＊Ｉｉｎ
尚、「α１」は、Ｉｏｕｔ／Ｉｉｎで示され、駆動電流の指令値に対する駆動電流の実測値の比を示す。つまり、α１は、指令値に対する敏感度を示す。アスタリスク「＊」は、乗算符号を示す。

飛行状態に異常がない（通常状態である）場合、駆動電流の指令値Ｉｉｎに対する駆動電流の実測値Ｉｏｕｔとして、比較的大きな値が得られる。したがって、比α１の値は比較的大きくなる。一方、飛行状態に異常がある（異常状態である）場合、駆動電流の指令値Ｉｉｎに対する駆動電流の実測値Ｉｏｕｔとして、比較的小さな値が得られる。よって、通常状態での比α１＝ａ１とし、異常状態での比α１＝ｂ１とすると、ａ１＞ｂ１の関係が成り立つ。ａ１は、例えば値１である。

図１０では、直線Ｌ１Ｎは、通常状態での駆動電流の指令値と駆動電流の実測値との関係の一例を示し、直線Ｌ１Ａは、異常状態での駆動電流の指令値と駆動電流の実測値との関係の一例を示す。

異常処理部１１１は、駆動電流の指令値Ｉｉｎ及び駆動電流の実測値Ｉｏｕｔを取得する。取得された駆動電流の指令値Ｉｉｎと駆動電流の実測値Ｉｏｕｔを基に、通常状態か異常状態かを判定してよい。

異常処理部１１１は、比α１が１つの閾値（例えば値０．８）以上か閾値未満かに応じて、通常状態か異常状態かを判定してもよい。つまり、異常処理部１１１は、比α１が１つの閾値以上である所定範囲にある場合に、通常状態と判定し、比α１が１つの閾値未満である所定範囲外にある場合に、異常状態と判定してよい。これにより、異常処理部１１１は、１つの閾値を用いて簡単に、異常状態か否かを判定できる。なお、この閾値は値０．８以外でもよく、値０．５〜値０．８の間のいずれかの値でもよい。

また、通常状態である場合、駆動電流の指令値Ｉｉｎに対する駆動電流の実測値Ｉｏｕｔの値は、予め想定される所定範囲内の値となると考えらえる。一方、異常状態である場合、駆動電流の指令値Ｉｉｎに対する駆動電流の実測値Ｉｏｕｔは、予め想定される所定範囲外の値となると考えらえる。

従って、異常処理部１１１は、比α１と比較するための上限閾値（例えば値１．２）と下限閾値（例えば値０．８）とを用いて、比α１が上限閾値と下限閾値との間である所定範囲（例えば０．８≦α１（＝ａ１）≦１．２）である場合に、通常状態と判定し、比α１が所定範囲外（例えばα１（＝ｂ１）＜０．８，１．２＜α１（＝ｂ１））である場合に、異常状態と判定してよい。つまり、通常状態である場合の比として想定される値の例えば±２０％の範囲内の比であれば、通常状態と判定し、例えば±２０％の範囲外の比であれば、異常状態と判定してよい。なお、±２０％以外の値でもよく、±２０％〜±５０％の間のいずれかの値でもよい。

図１０のように駆動電流の指令値及び実測値に基づき異常判定を行うことで、飛行状態に異常がある場合、無人航空機１００は、無人航空機１００内での何らかの故障により、駆動電流の指令値に対する駆動モータ２１２の駆動力が過小又は過大していることを認識できる。よって、無人航空機１００は、無人航空機１００の適切な上昇力が得られず、落下の危険性があることを認識できる。

図１１Ａは、上向き加速度の指令値Ａｉｎと上向き加速度の実測値Ａｏｕｔとの関係の一例を示すグラフである。上向きとは、重力方向と反対方向を指す。上向き加速度の指令値Ａｉｎと上向き加速度の実測値Ａｏｕｔとは、比例関係であってよい。この場合、上向き加速度の指令値Ａｉｎと上向き加速度の実測値Ａｏｕｔとは、以下の関係が成り立つ。
Ａｏｕｔ＝α２＊Ａｉｎ
尚、「α２」は、Ａｏｕｔ／Ａｉｎで示され、上向き加速度の指令値に対する上向き加速度の実測値の比を示す。

通常状態である場合、上向き加速度の指令値Ａｉｎに対する上向き加速度の実測値Ａｏｕｔとして、比較的大きな値が得られる。したがって、比α２の値は比較的大きくなる。一方、異常状態である場合、上向き加速度の指令値Ａｉｎに対する上向き加速度の実測値Ａｏｕｔとして、比較的小さな値が得られる。よって、通常状態での比α２＝ａ２とし、異常状態での比α２＝ｂ２とすると、ａ２＞ｂ２の関係が成り立つ。ａ２は、例えば値１である。

図１１Ａでは、直線Ｌ２１Ｎは、通常状態での上向き加速度の指令値Ａｉｎと上向き加速度の実測値Ａｏｕｔとの関係の一例を示し、直線Ｌ２１Ａは、異常状態での上向き加速度の指令値Ａｉｎと上向き加速度の実測値Ａｏｕｔとの関係の一例を示す。直線Ｌ２１Ａは、上向きに加速するよう指令しているにも関わらず、下向きの加速度が検出されており、無人航空機１００が上向きに減速つまり下向きに加速することを示している。

異常処理部１１１は、上向き加速度の指令値Ａｉｎ及び上向き加速度の実測値Ａｏｕｔを取得してよい。上向き加速度の指令値Ａｉｎは、加速度の指令値の重力方向と反対方向の成分である。上向き加速度の実測値Ａｏｕｔは、加速度の実測値の重力方向と反対方向の成分である。異常処理部１１１は、取得された上向き加速度の指令値Ａｉｎと上向き加速度の実測値Ａｏｕｔを基に、通常状態か異常状態かを判定してよい。

異常処理部１１１は、比α２が１つの閾値（例えば値０．８）以上か閾値未満かに応じて、通常状態か異常状態かを判定してもよい。つまり、異常処理部１１１は、比α２が１つの閾値以上である所定範囲にある場合に、通常状態と判定し、比α２が１つの閾値未満である所定範囲外にある場合に、異常状態と判定してよい。これにより、異常処理部１１１は、１つの閾値を用いて簡単に、異常状態か否かを判定できる。なお、この閾値は値０．８以外でもよく、値０．５〜値０．８の間のいずれかの値でもよい。

また、通常状態である場合、上向き加速度の指令値Ａｉｎに対する上向き加速度の実測値Ａｏｕｔの値は、予め想定される所定範囲内の値となると考えらえる。一方、異常状態である場合、上向き加速度の指令値Ａｉｎに対する上向き加速度の実測値Ａｏｕｔは、予め想定される所定範囲外の値となると考えらえる。

従って、異常処理部１１１は、比α２と比較するための上限閾値（例えば値１．２）と下限閾値（例えば値０．８）とを用いて、比α２が上限閾値と下限閾値との間である所定範囲（例えば０．８≦α２（＝ａ２）≦１．２）である場合に、通常状態と判定し、比α２が所定範囲外（例えばα２（＝ｂ２）＜０．８，１．２＜α２（＝ｂ２））である場合に、異常状態と判定してよい。つまり、通常状態である場合の比として想定される値の例えば±２０％の範囲内の比であれば、通常状態と判定し、例えば±２０％の範囲外の比であれば、異常状態と判定してよい。なお、±２０％以外の値でもよく、±２０％〜±５０％の間のいずれかの値でもよい。

図１１Ａのように上向き加速度の指令値及び実測値に基づき異常判定を行うことで、飛行状態に異常がある場合、無人航空機１００は、無人航空機１００内での何らかの故障により上向き加速度の指令値に対する加速度が過小又は過大であることを認識できる。よって、無人航空機１００は、無人航空機１００の適切な高度を維持できず、落下の危険性があることを認識できる。

図１１Ａでは、上向き加速度の指令値Ａｉｎに対する上向き加速度の実測値Ａｏｕｔを検討したが、加速度の指令値が下向きであっても、飛行状態の異常判定が可能である。図１１Ｂは、下向き加速度の指令値Ａｉｎと下向き加速度の実測値Ａｏｕｔとの関係の一例を示すグラフである。下向きとは、重力方向を指す。図１１Ｂにおいて、図１１Ａと同様の処理や動作については、説明を省略又は簡略化する。

下向き加速度の指令値Ａｉｎと下向き加速度の実測値Ａｏｕｔとは、比例関係であってよい。この場合、下向き加速度の指令値Ａｉｎと下向き加速度の実測値Ａｏｕｔとは、以下の関係が成り立つ。
Ａｏｕｔ＝α３＊Ａｉｎ
尚、「α３」は、Ａｏｕｔ／Ａｉｎで示され、下向き加速度の指令値に対する下向き加速度の実測値の比を示す。

下向き加速度の場合、通常状態である場合には、下向き加速度の指令値Ａｉｎに対する下向き加速度の実測値Ａｏｕｔの値は、予め想定される所定範囲内の値となると考えらえる。一方、異常状態である場合、下向き加速度の指令値Ａｉｎに対する下向き加速度の実測値Ａｏｕｔは、予め想定される所定範囲外の値となると考えらえる。さらに、無人航空機１００の落下の危険性が高いのは、下向き加速度の指令値Ａｉｎに対して過大な加速度の実測値Ａｏｕｔが得られた場合である。よって、通常状態での比α３＝ａ３とし、異常状態での比α３＝ｂ３とすると、ａ３＜ｂ３の関係が成り立つ。ａ３は、例えば値１である。

図１１Ｂでは、直線Ｌ２２Ｎは、通常状態での下向き加速度の指令値Ａｉｎと下向き加速度の実測値Ａｏｕｔとの関係の一例を示し、直線Ｌ２２Ａは、異常状態での下向き加速度の指令値Ａｉｎと下向き加速度の実測値Ａｏｕｔとの関係の一例を示す。直線Ｌ２２Ａは、下向き加速度の指令値Ａｉｎに対して過大な下向き加速度が検出されており、無人航空機１００が適切に飛行制御されておらず、無人航空機１００が急速に降下することを示している。

異常処理部１１１は、下向き加速度の指令値Ａｉｎ及び下向き加速度の実測値Ａｏｕｔを取得してよい。下向き加速度の指令値Ａｉｎは、加速度の指令値の重力方向の成分である。下向き加速度の実測値Ａｏｕｔは、加速度の実測値の重力方向の成分である。異常処理部１１１は、取得された下向き加速度の指令値Ａｉｎと下向き加速度の実測値Ａｏｕｔを基に、通常状態か異常状態かを判定してよい。

異常処理部１１１は、比α３が１つの閾値（例えば値１．２）以上か閾値未満かに応じて、通常状態か異常状態かを判定してもよい。つまり、異常処理部１１１は、比α３が１つの閾値以上である所定範囲外にある場合に、異常状態と判定し、比α３が１つの閾値未満である所定範囲内にある場合に、通常状態と判定してよい。これにより、異常処理部１１１は、１つの閾値を用いて簡単に、異常状態か否かを判定できる。尚、この閾値は値１．２以外でもよく、値１．２〜値１．５の間のいずれかの値でもよい。

図１１Ｂのように下向き加速度の指令値及び実測値に基づき異常判定を行うことで、飛行状態に異常がある場合、無人航空機１００は、無人航空機１００内での何らかの故障により下向き加速度の指令値に対する加速度が過大であることを認識できる。よって、無人航空機１００は、適切な飛行制御下になく、適切な高度を維持できないため、落下の危険性があることを認識できる。

図１２Ａは、上向き速度の指令値Ｖｉｎと上向き速度の実測値Ｖｏｕｔとの関係の一例を示すグラフである。上向き速度の指令値Ｖｉｎと上向き速度の実測値Ｖｏｕｔとは、比例関係であってよい。この場合、上向き速度の指令値Ｖｉｎと上向き速度の実測値Ｖｏｕｔとは、以下の関係が成り立つ。
Ｖｏｕｔ＝α４＊Ｖｉｎ
尚、「α４」は、Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎで示され、上向き速度の指令値に対する上向き速度の実測値の比を示す。

通常状態である場合、上向き速度の指令値Ｖｉｎに対する上向き速度の実測値Ｖｏｕｔとして、比較的大きな値が得られる。したがって、比α４の値は比較的大きくなる。一方、異常状態である場合、上向き速度の指令値Ｖｉｎに対する上向き速度の実測値Ｖｏｕｔとして、比較的小さな値が得られる。よって、通常状態での比α４＝ａ４とし、異常状態での比α４＝ｂ４とすると、ａ４＞ｂ４の関係が成り立つ。ａ４は、例えば値１である。

図１２Ａでは、直線Ｌ３１Ｎは、通常状態での上向き速度の指令値Ｖｉｎと上向き速度の実測値Ｖｏｕｔとの関係の一例を示し、直線Ｌ３１Ａは、異常状態での上向き速度の指令値Ｖｉｎと上向き速度の実測値との関係の一例を示す。直線Ｌ３１Ａは、高度を上昇するよう指令しているにも関わらず、下向きの速度が検出されており、無人航空機１００が降下することを示している。

異常処理部１１１は、上向き速度の指令値Ｖｉｎ及び上向き速度の実測値Ｖｏｕｔを取得してよい。上向き速度の指令値Ｖｉｎは、速度の指令値の重力方向と反対方向の成分である。上向き速度の実測値Ｖｏｕｔは、速度の実測値の重力方向と反対方向の成分である。異常処理部１１１は、取得された上向き速度の指令値Ｖｉｎと上向き速度の実測値Ｖｏｕｔを基に、通常状態か異常状態かを判定してよい。

異常処理部１１１は、比α４が１つの閾値（例えば値０．８）以上か閾値未満かに応じて、通常状態か異常状態かを判定してもよい。つまり、異常処理部１１１は、比α４が１つの閾値以上である所定範囲にある場合に、通常状態と判定し、比α４が１つの閾値未満である所定範囲外にある場合に、異常状態と判定してよい。これにより、異常処理部１１１は、１つの閾値を用いて簡単に、異常状態か否かを判定できる。なお、この閾値は値０．８以外でもよく、値０．５〜値０．８の間のいずれかの値でもよい。

また、通常状態である場合、上向き速度の指令値Ｖｉｎに対する上向き速度の実測値Ｖｏｕｔの値は、予め想定される所定範囲内の値となると考えらえる。一方、異常状態である場合、上向き速度の指令値Ｖｉｎに対する上向き速度の実測値Ｖｏｕｔは、予め想定される所定範囲外の値となると考えらえる。

従って、異常処理部１１１は、比α４と比較するための上限閾値（例えば値１．２）と下限閾値（例えば値０．８）とを用いて、比α４が上限閾値と下限閾値との間である所定範囲（例えば０．８≦α４（＝ａ４）≦１．２）である場合に、通常状態と判定し、比α４が所定範囲外（例えばα４（＝ｂ４）＜０．８，１．２＜α４（＝ｂ４））である場合に、異常状態と判定してよい。つまり、通常状態である場合の比として想定される値の例えば±２０％の範囲内の比であれば、通常状態と判定し、例えば±２０％の範囲外の比であれば、異常状態と判定してよい。なお、±２０％以外の値でもよい。なお、±２０％以外の値でもよく、±２０％〜±５０％の間のいずれかの値でもよい。

図１２Ａのように上向き速度の指令値及び実測値に基づき異常判定を行うことで、飛行状態に異常がある場合、無人航空機１００は、無人航空機１００内での何らかの故障により上向き速度の指令値に対する速度が過小又は過大であることを認識できる。よって、無人航空機１００は、無人航空機１００の適切な高度を維持できず、落下の危険性があることを認識できる。

図１２Ａでは、上向き速度の指令値Ｖｉｎに対する上向き速度の実測値Ｖｏｕｔを検討したが、速度の指令値が下向きであっても、飛行状態の異常判定が可能である。図１２Ｂは、下向き速度の指令値Ｖｉｎと下向き速度の実測値Ｖｏｕｔとの関係の一例を示すグラフである。図１２Ｂにおいて、図１２Ａと同様の処理や動作については、説明を省略又は簡略化する。

下向き速度の指令値Ｖｉｎと下向き速度の実測値Ｖｏｕｔとは、比例関係であってよい。この場合、下向き速度の指令値Ｖｉｎと下向き速度の実測値Ｖｏｕｔとは、以下の関係が成り立つ。
Ｖｏｕｔ＝α５＊Ｖｉｎ
尚、「α５」は、Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎで示され、下向き速度の指令値に対する下向き速度の実測値の比を示す。

下向き速度の場合、通常状態である場合には、下向き速度の指令値Ｖｉｎに対する下向き速度の実測値Ｖｏｕｔの値は、予め想定される所定範囲内の値となると考えらえる。一方、異常状態である場合、下向き速度の指令値Ｖｉｎに対する下向き速度の実測値Ｖｏｕｔは、予め想定される所定範囲外の値となると考えらえる。さらに、無人航空機１００の落下の危険性が高いのは、下向き速度の指令値Ｖｉｎに対して過大な速度の実測値Ｖｏｕｔが得られた場合である。よって、通常状態での比α５＝ａ５とし、異常状態での比α５＝ｂ５とすると、ａ５＜ｂ５の関係が成り立つ。ａ５は、例えば値１である。

図１２Ｂでは、直線Ｌ３２Ｎは、通常状態での下向き速度の指令値と下向き速度の実測値との関係の一例を示し、直線Ｌ３２Ａは、異常状態での下向き速度の指令値と下向き速度の実測値との関係の一例を示す。直線Ｌ３２Ａは、下向き速度の指令値に対して過大な下向き速度が検出されており、無人航空機１００が適切に飛行制御されておらず、無人航空機１００が急速に降下することを示している。

異常処理部１１１は、比α５が１つの閾値（例えば値１．２）以上か閾値未満かに応じて、通常状態か異常状態かを判定してもよい。つまり、異常処理部１１１は、比α５が１つの閾値以上である所定範囲外にある場合に、異常状態と判定し、比α５が１つの閾値未満である所定範囲内にある場合に、通常状態と判定してよい。これにより、異常処理部１１１は、１つの閾値を用いて簡単に、異常状態か否かを判定できる。なお、この閾値は値１．２以外でもよく、値１．２〜値１．５の間のいずれかの値でもよい。

図１２Ｂのように下向き速度の指令値及び実測値に基づき異常判定を行うことで、飛行状態に異常がある場合、無人航空機１００は、無人航空機１００内での何らかの故障により下向き速度の指令値に対する速度が過大であることを認識できる。よって、無人航空機１００は、適切な飛行制御下になく、適切な高度を維持できないため、落下の危険性があることを認識できる。

図１３Ａは、送信機５０による無人航空機１００の飛行状態の異常の第１提示例を示す模式図である。図１３Ａに示すように、無人航空機１００の飛行状態の異常を表示する手段として、送信機５０が異常表示部Ｌ３を備えてよい。異常表示部Ｌ３は、ＬＥＤを用いて構成されてよい。

送信機制御部６１は、無線通信部６３を介して、無人航空機１００の飛行状態の異常に関する情報を受信すると、異常表示部Ｌ３により、異常に関する情報を表示してよい。異常表示部Ｌ３は、飛行状態の異常に関する情報を受信した場合、ＬＥＤの点灯形態（例えば点灯、点滅、消灯）を変更してよい。異常表示部Ｌ３は、飛行状態の異常に関する情報を受信した場合、ＬＥＤの色を変更（例えば赤色に変更）してよい。異常表示部Ｌ３は、飛行状態の異常に関する情報を受信した場合、ＬＥＤの点滅パターンを変更してよい。図１３Ａでは、異常表示部Ｌ３が、飛行状態の異常がある旨を示すべく点灯している。

図１３Ｂは、送信機５０による無人航空機１００の飛行状態の異常の第２提示例を示す模式図である。

送信機制御部６１は、無線通信部６３を介して、無人航空機１００の飛行状態の異常に関する情報を受信すると、表示部ＤＰにより、異常に関する情報を表示してよい。送信機制御部６１は、無線通信部６３を介して受信された飛行状態の異常に関する情報を、そのまま表示部ＤＰに表示してもよいし、受信された飛行状態の異常に関する情報を加工して表示部ＤＰに表示してもよい。図１３Ｂでは、表示部ＤＰは、異常を報知するメッセージの一例として、「飛行異常発生！」の文字メッセージを表示している。なお、表示部ＤＰには、他の文字メッセージが表示されてもよいし、飛行状態の異常に関する具体的な内容（例えば加速度の実測値を示す情報）が表示されてもよいし、飛行状態の異常を示すものとして予め定められた図形や記号が表示されてもよい。

図１３Ａ又は図１３に示すように、無人航空機１００が飛行状態の異常を送信機５０へ通知し、送信機５０が異常に関する情報を表示することで、送信機５０の操作者は、無人航空機１００の飛行状態の異常を確認できる。したがって、操作者は、異常が発生した無人航空機１００に対して、送信機５０を用いて、無人航空機１００の飛行パラメータを変更するよう操作し、無人航空機１００の飛行状態の安定化を試みることができる。

次に、無人航空機１００の動作例について説明する。
図１４Ａ及び図１４Ｂは、無人航空機１００の動作例を示すフローチャートである。

まず、異常処理部１１１は、例えば通常制御モードにおいて、加速度の実測値を取得する（Ｓ１１）。

異常処理部１１１は、取得された加速度の実測値の重力方向の運動ベクトル（重力方向成分の値）を算出する（Ｓ１２）。ここでの加速度の実測値の重力方向成分の値は、上向き加速度の実測値で示されることを想定する。

異常処理部１１１は、加速度の実測値の重力方向成分の値が、閾値ｔｈ１１（例えば−１０ｍ／ｓ^２、つまり１Ｇ）以下であるか否かを判定する（Ｓ１３）。つまり、異常処理部１１１が、上向き加速度の実測値が閾値ｔｈ１１以下であるか否かを判定する。なお、無人航空機１００が降下している場合、上向き加速度の実測値は負の値となる。閾値ｔｈ１１は、閾値ｔｈ１と正負の符号が逆の値となる。加速度の実測値の重力方向成分の値が、閾値ｔｈ１１より大きい場合（Ｓ１３のＮｏ）、Ｓ１１に進む。

無人航空機１００は、自由落下する場合には、閾値ｔｈ１１以下の上向き加速度での飛行となる。一方、無人航空機１００は、例えば送信機５０による操作により降下する場合、閾値ｔｈ１１以上の上向き加速度での飛行となる。したがって、閾値ｔｈ１１によって、自由落下と操作による降下とは区別可能である。

加速度の実測値の重力方向成分の値が閾値ｔｈ１１以下である場合（Ｓ１３のＹｅｓ）、異常処理部１１１は、加速度の実測値の重力方向成分の値が閾値ｔｈ１１以下となってから所定時間Ｔ１（例えば１秒）経過したか否かを判定する（Ｓ１４）。加速度の実測値の重力方向成分の値が閾値ｔｈ１１以下となってから所定時間Ｔ１経過していない場合（Ｓ１４のＮｏ）、Ｓ１１に進む。

加速度の実測値の重力方向成分の値が閾値ｔｈ１１以下となってから所定時間Ｔ１経過した場合（Ｓ１４のＹｅｓ）、信号判定部１１２は、通信インタフェース１５０を介して、送信機５０からの操作入力信号を取得したか否かを判定する（Ｓ１５）。操作入力信号が取得されていない場合、Ｓ１９に進む。

操作入力信号が取得された場合、異常処理部１１１は、操作入力信号に含まれる飛行パラメータの指令値を取得する（Ｓ１６）。

異常処理部１１１は、Ｓ１６で取得された飛行パラメータの指令値と同じ飛行パラメータの実測値を取得する（Ｓ１７）。

異常処理部１１１は、飛行パラメータの指令値と飛行パラメータの実測値との比が所定範囲外にあるか否かを判定する（Ｓ１８）。飛行パラメータの指令値と飛行パラメータの実測値との比が所定範囲内にある場合（Ｓ１８のＮｏ）、Ｓ１１に進む。つまり、異常処理部１１１は、無人航空機１００の降下は操作者の意図によるものであり、飛行状態に異常がないと判定する。

飛行パラメータの指令値と飛行パラメータの実測値との比が所定範囲外にある場合（Ｓ１８のＹｅｓ）、異常処理部１１１は、無人航空機１００の飛行状態に異常があると判定する。つまり、異常処理部１１１は、無人航空機１００が、故障等の異常によって送信機５０の操作者の意図に沿わない挙動を示していると認識する。

異常処理部１１１は、Ｓ１５〜Ｓ１８により、操作入力信号を取得したが無人航空機１００が降下を続けた場合、飛行パラメータの指令値に対する実測値（つまり無人航空機１００の応答）を参照することで、無人航空機１００の故障等による降下か否かを判定できる。例えば、通常時に比べて飛行パラメータの実測値／指令値の比が小さければ、上昇力が不足する故障が発生したと判定できる。例えば、異常処理部１１１は、上向き加速度指令や上向き速度指令に対して下向き加速度や下向き速度の実測値が検出された場合、故障発生を検知できる。

飛行パラメータの指令値と飛行パラメータの実測値との比が所定範囲外にある場合（Ｓ１８のＹｅｓ）、制御モード変更部１１３は、制御モードを安全制御モードに変更する（Ｓ１９）。ここでは、第２の安全制御モードに変更されている。

駆動電流設定部１１５は、回転翼２１１の駆動電流を安全制御モードに変更する前の駆動電流よりも増大させて所定の電流（例えば最大の駆動電流）に設定する（Ｓ２１）。駆動電流設定部１１５は、設定された駆動電流の指令値を回転翼制御部１１６へ送る。

高度取得部１１４は、無人航空機１００の高度に係る高度情報を取得する（Ｓ２２）。高度情報は、定期的に取得されてよい。高度取得部１１４は、高度情報を回転翼制御部１１６へ送る。

回転翼制御部１１６は、取得された高度情報が示す高度が所定高度Ｈ１（例えば５ｍ）以下であるか否かを判定する（Ｓ２３）。高度情報が示す高度が所定高度Ｈ１より高い場合（Ｓ２３のＮｏ）、Ｓ２２に進む。

高度情報が示す高度が所定高度Ｈ１以下である場合（Ｓ２３のＹｅｓ）、回転翼制御部１１６は、回転翼２１１の回転を停止させる（Ｓ２４）。

図１４Ａ及び図１４Ｂの処理によれば、無人航空機１００は、飛行パラメータの実測値を用いて飛行状態の異常の有無を判定する。無人航空機１００は、飛行状態に異常がある場合には、制御モードを安全制御モードへ移行することで、回転する回転翼２１１が直接物体（人体含む）に接触しないよう配慮できる。これにより、無人航空機１００は、回転翼２１１の回転に起因する物体に対する衝撃力を軽減できる。したがって、無人航空機１００は、物体の破壊を抑制し、人体の負傷を低減できる。

また、無人航空機１００は、重力方向の加速度が大きい場合、無人航空機１００が自由落下に近い状態にあると判断できる。この場合、無人航空機１００は、送信機５０の操作者による制御下にないものと推定でき、飛行状態に異常があると判定できる。送信機５０の操作者による制御下にある場合には自由落下に近い状態は検出されないためである。

また、無人航空機１００は、重力方向の加速度が大きい時間が継続したことを基に、飛行状態に異常があると判定できる。よって、無人航空機１００は、例えば突発的な突風により無人航空機１００が急激に落下した場合など、飛行状態に異常がないにも関わらず異常と判定されることを抑制でき、異常の検出精度を向上できる。

また、無人航空機１００は、Ｓ１５において操作入力信号が取得されない場合、異常処理部１１１は、無人航空機１００が送信機５０の操作者の制御下にないと認識し、飛行状態に異常があると判定できる。よって、無人航空機１００は、例えば送信機５０が予定の飛行コースをはずれ、送信機５０と無人航空機１００とが通信不能な状態となっても、飛行状態の異常を検出して安全制御モードへ変更できる。

また、無人航空機１００は、飛行パラメータの指令値と飛行パラメータの実測値との比が所定範囲外にある場合、無人航空機１００の各種センサや回転翼機構２１０に異常があることにより、指令値に従った無人航空機１００の動作に至っていないことを検出できる。したがって、無人航空機１００は、無人航空機１００の降下に係る指令値に対する飛行動作を行っているのではなく、無人航空機１００の飛行状態の異常の状態であることを検出できる。また、自由落下に近い状態か否かの判定と、飛行パラメータの指令値に対する実測値に基づく値の判定と、を組み合わせて実施することで、飛行状態の異常の判定精度を向上できる。

また、指令値と実測値とが比較される飛行パラメータは、駆動電流、無人航空機１００の加速度、及び無人航空機１００の速度を含み得る。よって、無人航空機１００は、飛行パラメータが駆動電流を含む場合、回転翼機構２１０の異常を検出できる。例えば、回転翼２１１とその回転軸（不図示）との間で劣化による摩擦力が生じる場合、駆動電流に基づく回転翼２１１の回転力が摩擦力により規制され、駆動電流の指令値に対して駆動電流の実測値が小さくなり得る。この場合、駆動電流の指令値に対する駆動電流の実測値が所定範囲外に達している場合、飛行状態の異常を検出できる。また、飛行パラメータが加速度を含む場合、無人航空機１００は、回転翼機構２１０による回転翼２１１の回転により無人航空機１００が加速するため、回転翼機構２１０に異常がない場合、加速度の検出に係るセンサ（例えば慣性計測装置２５０）の異常を検出できる。また、飛行パラメータが速度を含む場合、無人航空機１００は、回転翼機構２１０による回転翼２１１の回転により無人航空機１００が移動するため、回転翼機構２１０に異常がない場合、速度の検出に係るセンサ（例えば慣性計測装置２５０、気圧高度計２７０、超音波高度計２８０）の異常を検出できる。

また、無人航空機１００は、操作入力信号に含まれる飛行パラメータの指令値を取得することで、送信機５０の操作者の意図に沿って、飛行状態の異常の判定を実施できる。

また、Ｓ１５〜Ｓ１８では、操作入力信号に含まれる飛行パラメータの代わりに、メモリ１６０に保持された異常判定プログラムに係る設定情報に含まれる飛行パラメータが用いられてよい。これにより、無人航空機１００は、送信機５０からの操作入力信号を取得しなくても、飛行パラメータの指令値と実測値とを用いて飛行状態の異常の有無を判定できる。したがって、無人航空機１００は、例えば無人航空機１００と送信機５０との位置関係により無線通信環境が劣悪でも、設定情報に含まれる飛行パラメータの指令値と実測値とを用いて飛行状態の異常判定を実施できる。

尚、図１４Ａでは、異常処理部１１１は、送信機５０からの操作入力信号の取得を考慮せずに、飛行状態の異常の有無を判定してよい。つまり、Ｓ１５〜Ｓ１８が省略され、Ｓ１４がＹｅｓである場合に、Ｓ１９に進んでもよい。

また、図１４Ａでは、異常処理部１１１は、Ｓ１４における所定時間Ｔ１の経過の判定を省略してよい。これにより、無人航空機１００は、飛行状態の異常判定に要する期間を短縮できる。

また、図１４Ａでは、異常処理部１１１は、Ｓ１１〜Ｓ１３の処理を所定回数反復し、いずれの回においても、加速度の実測値の重力方向成分の値が閾値ｔｈ１１以下である場合に、Ｓ１４に進んでよい。

また、図１４Ｂでは、回転翼制御部１１６は、無人航空機１００の高度が所定高度Ｈ１以下の場合に、回転翼２１１の回転を停止することを、省略してよい。つまり、Ｓ２２〜Ｓ２４が省略されてもよい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、安全制御モードが、エアバッグを作動させる制御モードを含むことを例示する。

第２の実施形態における飛行システム１０Ａ（不図示）は、無人航空機１００Ａ（図１５、図１６参照）及び送信機５０を備える。第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成や動作については、説明を省略又は簡略化する。

図１５は、無人航空機１００Ａのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。無人航空機１００Ａは、第１の実施形態における無人航空機１００と比較すると、エアバッグ３１０、ガス発生装置３２０を更に備え、ＵＡＶ制御部１１０の代わりにＵＡＶ制御部１１０Ａを備える。図１５の無人航空機１００Ａにおいて、図４の無人航空機１００と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。エアバッグ３１０は、緩衝材の一例である。

エアバッグ３１０は、収縮状態では、ＵＡＶ本体１０２内に収容されてよい。エアバッグ３１０は、収縮状態では、折り畳まれ、巻かれ、又は束ねられてよい。エアバッグ３１０は、織物、空気袋、エラストマ材料、又はその他の可撓性材料により形成されてよい。エアバッグ３１０は、ナイロン織物、ポリエステル織物、又は塩化ビニルで形成されてよい。

エアバッグ３１０は、展開状態では、ガス発生装置３２０からのガスを受けて、ＵＡＶ本体１０２の外部に向かって展開する。エアバッグ３１０は、複数の回転翼２１１を包囲するように展開する。エアバッグ３１０は、展開状態では、球形、楕円形、円筒形、角柱形、トーラス形、ディアドロップ形、平坦化した球形若しくは楕円形、他の多角形、ボール形、又はその他の形状であってよい。

エアバッグ３１０の数は、任意であり、１つでも、回転翼２１１の数と同数でも、それ以外でもよい。１つのエアバッグ３１０により、展開状態において、複数の回転翼２１１が包囲されてよい。複数のエアバッグ３１０のそれぞれにより、展開状態において、複数の回転翼２１１のそれぞれが包囲されてよい。１つのエアバッグ３１０当たり、展開状態において、複数の回転翼２１１のうちの２つ以上の回転翼２１１が包囲されることで、複数のエアバッグ３１０により、複数の回転翼２１１の全部が包囲されてよい。

ガス発生装置３２０は、流路、管、通路、開口部又は他の接続部を介してエアバッグ３１０に接続されてよい。ガス発生装置３２０は、所定のタイミングにおいて着火し、燃焼による化学反応によりガスを発生し、エアバッグ３１０にガスを供給してよい。ガス発生装置３２０は、ガスを予めタンクに入れておき、所定のタイミングにおいてガスの噴出を開始して、エアバッグ３１０にガスを供給してよい。ガス発生装置３２０の数は、任意であり、１つでも、エアバッグ３１０の数と同数でも、それ以外でもよい。

図１６は、ＵＡＶ制御部１１０Ａの機能構成の一例を示すブロック図である。ＵＡＶ制御部１１０Ａは、ＵＡＶ制御部１１０と比較すると、更に展開制御部１１８を備える。展開制御部１１８は、第２制御部及び第３制御部の一例である。図１６のＵＡＶ制御部１１０Ａにおいて、図５のＵＡＶ制御部１１０と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略又は簡略化する。

展開制御部１１８は、所定のタイミングにおいてエアバッグ３１０を展開するよう制御する。例えば、展開制御部１１８は、異常処理部１１１により無人航空機１００Ａの飛行状態に異常があると判定された場合に、所定のタイミング（例えば飛行高度が所定高度Ｈ１まで降下したタイミング）で、ガス発生装置３２０に展開指令を送る。ガス発生装置３２０は、展開制御部１１８からの着火指令に応じて着火し、エアバッグ３１０を展開させる。

次に、無人航空機１００Ａの制御モードの遷移について説明する。

図１７は、無人航空機１００Ａの制御モードの遷移例を示す模式図である。図１７では、無人航空機１００Ａが不測の事態に陥り機体が降下し、落下に至る様子を示す。

まず、制御モード変更部１１３は、制御モードを、通常制御モードに設定している（Ｔ４１）。通常制御モードにおいて、無人航空機１００Ａの飛行状態に異常があると（Ｔ４２）、制御モード変更部１１３は、制御モードを安全制御モードに変更する。この遷移例では、第４の安全制御モードに遷移する。第４の安全制御モードは、所定高度Ｈ１（例えば５ｍ）で無人航空機１００Ａの回転翼２１１を覆うようにエアバッグ３１０を展開させる制御モードである。所定高度Ｈ１は、第３の所定高度の一例である。

第４の安全制御モードでは、駆動電流設定部１１５が、駆動電流の指令値を、第４の安全制御モードに変更前の駆動電流の指令値よりも増大させる。これにより、回転翼２１１の回転数が増大し（Ｔ４３）、重力方向と反対方向（つまり無人航空機１００Ａが上昇する方向）への揚力を増大し、上向き加速度が増大する。

展開制御部１１８は、無人航空機１００Ａの降下が進み、高度取得部１１４により取得された高度の実測値が所定高度Ｈ１（例えば５ｍ）であることを検出すると、ガス発生装置３２０に展開指令を送って着火させ、エアバッグ３１０を展開させる（Ｔ４４）。

エアバッグ３１０を展開させるための閾値となる所定高度Ｈ１は、５ｍ以外の値でもよい。地上に存在する人物の負傷を軽減することを考慮する場合、人物として想定される高さよりも高い５ｍに閾値が設定されてよい。また、地上に建設された特定の建造物（例えば、外力に対する耐久性が不十分な建造物、重要文化財等の建造物）の損傷を軽減することを考慮する場合、その建造物として想定される高さよりも高い任意の閾値に設定されてよい。

第４の安全制御モードは、飛行パラメータの指令値に対して、無人航空機１００Ａがあまり反応しない場合に有益である。無人航空機１００Ａの飛行制御がほとんどできず、無人航空機１００Ａの降下速度を十分に減速できないためである。無人航空機１００Ａがあまり反応しない場合とは、飛行パラメータの指令値に対する実測値の比が、値０．３未満である場合を指してよい。

第４の安全制御モードによれば、無人航空機１００Ａは、回転翼２１１をエアバッグ３１０が包囲することで、回転翼２１１に対する物体の接触を抑制できる。また、無人航空機１００Ａは、物体に接触する部分が緩衝材となる可能性が高くなり、物体への衝撃力を低減できる。また、無人航空機１００Ａは、所定高度Ｈ１まで無人航空機１００Ａが降下してからエアバッグ３１０を展開することで、回転翼２１１がエアバッグ３１０に包囲されることによる揚力の低下を抑制し、重力により無人航空機１００Ａが高速落下することによる危険度の増大を抑制できる。

次に、エアバッグ３１０が展開された状態の無人航空機１００Ａの構造例について説明する。ここでは、「下方」を、ＵＡＶ本体１０２から見た撮像装置２２０の方向（例えば重力方向）とする。「上方」を、ＵＡＶ本体１０２から見た撮像装置２２０と反対の方向（例えば重力方向と反対方向）とする。「側方」を、下方及び上方に垂直な方向とする。

図１８Ａは、１つのエアバッグ３１０により４つの回転翼２１１を覆う場合のエアバッグ３１０が展開された状態の無人航空機１００Ａの一例を示す正面図である。

無人航空機１００Ａは、１つのエアバッグ３１０及び複数（例えば４つ）の回転翼２１１を有してよい。エアバッグ３１０は、展開状態において、複数の回転翼２１１の外周の少なくとも一部を包囲してよい。

１つのエアバッグ３１０が複数の回転翼２１１の外周を包囲することで、例えば無人航空機１００Ａが急速に落下する場合に、複数の回転翼２１１が、物体に接触する前にエアバッグ３１０に接触する可能性が高くなる。よって、無人航空機１００Ａは、回転する複数の回転翼２１１に物体が接触する可能性を低減でき、回転する回転翼２１１による物体の損傷を軽減できる。

また、無人航空機１００Ａは、１つのエアバッグ３１０で回転翼２１１の全体を包囲することで、各回転翼２１１の間に気流が発生することを防止でき、例えば水平姿勢を取りやすくなり、飛行姿勢を安定化し易くなる。

図１８Ｂは、図１８Ａのエアバッグ３１０の一部を透視した無人航空機１００Ａの第１例を示す正面図である。

ＵＡＶ本体１０２は、上筐体１０２ａと下筐体１０２ｂとを有する。上筐体１０２ａは、下筐体１０２ｂよりも上方に位置する。下筐体１０２ｂは、上筐体１０２ａよりも下方に位置する。上筐体１０２ａは、開口部１０３を有してよい。開口部１０３は、上筐体１０２ａにおいて、ＵＡＶ本体１０２を上方から見た断面の中央部１０２ｃに形成されてよい。ＵＡＶ本体１０２は、開口部１０３に接続してＵＡＶ本体１０２内部に、収縮状態のエアバッグ３１０を収容するための収容部１０４を有してよい。収容部１０４の形状及びＵＡＶ本体１０２における配置位置は、任意である。尚、収縮状態のエアバッグ３１０を収容するための収容器（不図示）が、ＵＡＶ本体１０２とは別体で設けられてよい。この場合、収容器は、開口部１０３付近に設けられてよい。

エアバッグ３１０は、展開制御部１１８の制御によりガス発生装置３２０からガスの供給を受けると、収容部１０４に収容された収縮状態から、開口部１０３を介してＵＡＶ本体１０２の外部に放出されて展開状態となる。この場合、エアバッグ３１０は、複数の回転翼２１１の周囲を回り込んで展開する。エアバッグ３１０は、まず複数の回転翼２１１のそれぞれの上筐体１０２ａの中央部１０２ｃ側の側方を覆う。次にエアバッグ３１０は、複数の回転翼２１１のそれぞれの上方を覆う。次にエアバッグ３１０は、複数の回転翼２１１のそれぞれの外周側（中央部１０２ｃ側と反対側）の側方を覆う。次にエアバッグ３１０は、複数の回転翼２１１のそれぞれの外周側の下方の少なくとも一部を覆ってよい。

無人航空機１００Ａは、エアバッグ３１０がＵＡＶ本体１０２の開口部１０３から回り込んで複数の回転翼２１１の少なくとも一部（例えば上方及び側方）を包囲することで、回転翼２１１側から重力方向に落下する場合でも、回転翼２１１が物体に接触することを回避できる。よって、回転翼２１１が回転していても、回転する回転翼２１１による物体の損傷を低減できる。

図１８Ｃは、図１８Ａのエアバッグ３１０の一部を透視した無人航空機１００Ａの第２例を示す正面図である。図１８Ｄは、図１８Ｃの無人航空機１００Ａを上方から見た平面図である。

ＵＡＶ本体の上筐体１０２ａ及び下筐体１０２ｂは、側方端部に開口部１０５を有してよい。開口部１０５は、ＵＡＶ本体１０２を上方から見た断面において回転翼２１１の配置位置を含んで形成されてよい。ＵＡＶ本体１０２は、開口部１０５に接続してＵＡＶ本体１０２内部に、収縮状態のエアバッグ３１０を収容するための収容部１０６を有してよい。収容部１０６の形状及びＵＡＶ本体１０２における配置位置は、任意である。

エアバッグ３１０は、展開制御部１１８の制御によりガス発生装置３２０からガスの供給を受けると、収容部１０６に収容された収縮状態から、開口部１０５を介してＵＡＶ本体１０２の外部に放出されて展開状態となる。この場合、エアバッグ３１０は、複数の回転翼２１１の周囲を回り込んで展開する。エアバッグ３１０は、まず複数の回転翼２１１のそれぞれの外周側の下方を覆う。次にエアバッグ３１０は、複数の回転翼２１１のそれぞれの外周側の側方を覆う。次にエアバッグ３１０は、複数の回転翼２１１のそれぞれの上方の少なくとも一部を覆ってよい。

無人航空機１００Ａは、エアバッグ３１０がＵＡＶ本体１０２の開口部１０５から回り込んで複数の回転翼２１１の少なくとも一部（例えば下方及び側方）を包囲することで、撮像装置２２０側から重力方向に落下する場合でも、回転翼２１１が物体に接触することを回避できる。よって、回転翼２１１が回転していても、回転する回転翼２１１による物体の損傷を低減できる。

また、無人航空機１００Ａは、無人航空機１００Ａの下降により気流が発生しても、気流によりエアバッグ３１０に重力方向と反対方向に力がかかりやすい。そのため、無人航空機１００Ａは、回転翼２１１の下方及び側方をエアバッグ３１０により覆いやすい。したがって、無人航空機１００Ａは、地面落下直前の短時間でも、エアバッグ３１０により好適に回転翼２１１を包囲可能な確率が高くなる。

図１９Ａは、４つのエアバッグ３１０により４つの回転翼２１１を覆う場合のエアバッグ３１０が展開された状態の無人航空機１００Ａの一例を示す正面図である。

無人航空機１００Ａは、複数（例えば４つ）のエアバッグ３１０及び複数（例えば４つ）の回転翼２１１を有してよい。複数のエアバッグ３１０のそれぞれは、展開状態において、複数の回転翼２１１のそれぞれの外周の周囲の少なくとも一部を包囲してよい。

複数のエアバッグ３１０のそれぞれが複数の回転翼２１１のそれぞれの外周を包囲することで、例えば無人航空機１００Ａが急速に落下する場合に、複数の回転翼２１１が、物体に接触する前にエアバッグ３１０に接触する可能性が高くなる。よって、無人航空機１００Ａは、回転する複数の回転翼２１１に物体が接触する可能性を低減でき、回転する回転翼２１１による物体の損傷を軽減できる。

また、１つのエアバッグ３１０が１つの回転翼２１１を包囲することで足りるため、１つのエアバッグ３１０のサイズを小さくできる。したがって、エアバッグ３１０の収納スペースが小さくなり、無人航空機１００Ａ本体内のスペースが有効に利用され得る。また、エアバッグ３１０のサイズが小さいことで、無人航空機１００Ａは、エアバッグ３１０の展開指令から展開完了までの時間を短縮でき、早期に回転翼２１１の周囲の安全性を向上できる。

図１９Ｂは、図１９Ａのエアバッグ３１０の一部を透視した無人航空機１００Ａの一例を示す正面図である。図１９Ｃは、図１９Ｂの無人航空機１００Ａを上方から見た平面図である。

ＵＡＶ本体１０２の上筐体１０２ａ及び下筐体１０２ｂは、側方端部に複数（例えば４つ）の開口部１０７を有してよい。複数の開口部１０７のそれぞれは、ＵＡＶ本体１０２を上方から見た断面において回転翼２１１のそれぞれの配置位置の周辺に形成されてよい。

ＵＡＶ本体１０２は、複数の開口部１０７のそれぞれに接続してＵＡＶ本体１０２内部に、収縮状態のエアバッグ３１０を収容するための複数（例えば４つ）の収容部１０８を有してよい。複数の収容部１０８の形状及びＵＡＶ本体１０２における配置位置は、任意である。また、収縮状態のエアバッグ３１０を収容するための複数の収容器（不図示）が、ＵＡＶ本体１０２とは別体で設けられてよい。この場合、複数の収容器のそれぞれは、複数の開口部１０７のそれぞれの付近に設けられてよい。

それぞれのエアバッグ３１０は、展開制御部１１８の制御によりガス発生装置３２０からガスの供給を受けると、複数の収容部１０８のそれぞれに収容された収縮状態から、複数の開口部１０７のそれぞれを介してＵＡＶ本体１０２の外部に放出されて展開状態となる。この場合、それぞれのエアバッグ３１０は、それぞれの回転翼２１１の周囲を回り込んで展開する。それぞれのエアバッグ３１０は、まずそれぞれの回転翼２１１の下方を覆う。次にそれぞれのエアバッグ３１０は、それぞれの回転翼２１１の外周側及び中央部２０１ｃ側の側方を覆う。次にそれぞれのエアバッグ３１０は、それぞれの回転翼２１１の上方の少なくとも一部を覆ってよい。

無人航空機１００Ａでは、複数のエアバッグ３１０のそれぞれが、ＵＡＶ本体１０２の開口部１０５のそれぞれから回り込んで、複数の回転翼２１１のそれぞれの少なくとも一部（例えば下方及び側方）を包囲する。これにより、無人航空機１００Ａは、撮像装置２２０側から重力方向に落下する場合でも、回転翼２１１が物体に接触することを回避できる。よって、回転翼２１１が回転していても、回転する回転翼２１１による物体の損傷を低減できる。

また、無人航空機１００Ａは、無人航空機１００Ａの下降により気流が発生しても、気流によりエアバッグ３１０に重力方向と反対方向に力がかかりやすい。そのため、無人航空機１００Ａは、回転翼２１１の下方及び側方をエアバッグ３１０により覆いやすい。従って、無人航空機１００Ａは、地面落下直前の短時間でも、エアバッグ３１０により好適に回転翼２１１を包囲可能な確率が高くなる。

次に、無人航空機１００Ａの動作例について説明する。

図２０は、無人航空機１００Ａの動作例を示すフローチャートである。図２０において、図１４Ａ及び図１４Ｂに示した処理と同様の処理については、同一のステップ番号を付し、その説明を省略又は簡略化する。

まず、無人航空機１００Ａは、不図示であるが、第１の実施形態と同様に、図１４ＡのＳ１１〜Ｓ１９の処理を実行する。Ｓ１９の処理により、無人航空機１００Ａの制御モードは、安全制御モードの１つである第４の安全制御モードに遷移する。第４の安全制御モードに遷移すると、無人航空機１００Ａは、Ｓ２１〜Ｓ２４の処理を実施する。

Ｓ２４において回転翼２１１の回転が停止すると、展開制御部１１８は、エアバッグ３１０を展開させる（Ｓ３１）。

図２０の処理によれば、回転翼２１１の周囲の少なくとも一部がエアバッグ３１０により覆われるので、無人航空機１００Ａは、エアバッグ３１０が物体に直接接触することを抑制できる。

また、展開制御部１１８は、回転翼２１１の回転が停止された場合に、エアバッグ３１０を展開させてよい。回転翼２１１の回転が停止されたか否かは、回転翼制御部１１６により判定されてよい。回転翼制御部１１６は、例えば無人航空機１００Ａが備える赤外線センサ（不図示）や磁力センサ（不図示）から検出情報を取得し、この検出情報を基に回転翼２１１の回転が停止されたか否かを判定してよい。回転翼制御部１１６は、第２判定部の一例である。

無人航空機１００Ａは、回転翼２１１の回転が停止された場合に、エアバッグ３１０を展開させることで、回転翼２１１の回転によりエアバッグ３１０が損傷することを抑制できる。よって、損傷していないエアバッグ３１０により回転翼２１１が保護される可能性が高くなり、無人航空機１００Ａは、物体の損傷を低減できる。

以上、本開示を実施形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上述した実施形態に記載の範囲には限定されない。上述した実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載からも明らかである。

特許請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及び段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現可能である。特許請求の範囲、明細書、及び図面中の動作フローに関して、便宜上「先ず、」、「次に」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 飛行システム
５０ 送信機
５０Ｂ 筐体
５３Ｌ 左制御棒
５３Ｒ 右制御棒
６１ 送信機制御部
６３ 無線通信部
１００，１００Ａ 無人航空機
１０２ ＵＡＶ本体
１０２ａ 上筐体
１０２ｂ 下筐体
１０３，１０５，１０７ 開口部
１０４，１０６，１０８ 収容部
１１０，１１０Ａ ＵＡＶ制御部
１１１ 異常処理部
１１２ 信号判定部
１１３ 制御モード変更部
１１４ 高度取得部
１１５ 駆動電流設定部
１１６ 回転翼制御部
１１７ 音声制御部
１１８ 展開制御部
１５０ 通信インタフェース
１６０ メモリ
２００ ジンバル
２１０ 回転翼機構
２１１ 回転翼
２１２ 駆動モータ
２１３ 電流センサ
２２０，２３０ 撮像装置
２４０ ＧＰＳ受信機
２５０ 慣性計測装置
２６０ 磁気コンパス
２７０ 気圧高度計
２８０ 超音波高度計
２９０ スピーカ
３１０ エアバッグ
３２０ ガス発生装置
ＡＮ１，ＡＮ２ アンテナ
Ｂ１ 電源ボタン
Ｂ２ ＲＴＨボタン
ＤＰ 表示部
Ｌ１ リモートステータス表示部
Ｌ２ バッテリ残量表示部
Ｌ３ 異常表示部
ＯＰＳ 操作部セット

Claims (37)

1. 無人航空機の飛行中の制御モードを制御する飛行制御方法であって、
   前記無人航空機の飛行状態の異常を検出するステップと、
   前記飛行状態の異常が検出された場合、前記制御モードを安全制御モードに変更するステップと、
   を有する飛行制御方法。
2. 前記飛行状態の異常が検出された場合、前記異常に関する情報を、前記無人航空機の制御を指示する操作装置へ送信するステップ、を更に含む、
   請求項１に記載の飛行制御方法。
3. 前記飛行状態の異常を検出するステップは、
   前記無人航空機の重力方向の加速度を取得するステップと、
   前記無人航空機の重力方向の加速度が所定値以上である場合、前記飛行状態を異常と判定するステップと、
   を含む、請求項１又は２に記載の飛行制御方法。
4. 前記飛行状態の異常を検出するステップは、
   前記無人航空機の重力方向の加速度を取得するステップと、
   前記無人航空機の重力方向の加速度が所定値以上である状態が所定時間継続した場合、前記飛行状態を異常と判定するステップと、
   を含む、請求項１又は２に記載の飛行制御方法。
5. 前記無人航空機の制御を指示する操作装置からの操作入力信号の有無を判定するステップ、を更に含み、
   前記安全制御モードに変更するステップは、前記操作入力信号がない場合、前記制御モードを前記安全制御モードに変更するステップを含む、
   請求項１〜４のいずれかに１項に記載の飛行制御方法。
6. 前記飛行状態の異常を検出するステップは、
   前記操作入力信号がある場合、前記操作入力信号に基づく前記飛行状態を示すパラメータの指令値を取得するステップと、
   前記パラメータの実測値を取得するステップと、
   前記パラメータの指令値に対する前記パラメータの実測値が所定範囲外である場合、前記制御モードを前記安全制御モードに変更するステップと、
   を含む、請求項５に記載の飛行制御方法。
7. 前記パラメータは、前記無人航空機の回転翼の駆動電流、前記無人航空機の加速度、前記無人航空機の速度、の少なくとも１つを含む、
   請求項６に記載の飛行制御方法。
8. 前記パラメータの指令値は、前記無人航空機の制御を指示する操作装置から取得される、
   請求項６または７に記載の飛行制御方法。
9. 前記パラメータの指令値は、前記無人航空機のメモリが保持する設定情報に含まれる、
   請求項６または７に記載の飛行制御方法。
10. 前記安全制御モードでは、前記無人航空機の回転翼を駆動するための駆動電流を前記駆動電流より大きい所定の電流に設定するステップ、を更に含む、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の飛行制御方法。
11. 前記安全制御モードでは、
    前記無人航空機の飛行高度を検出するステップと、
    前記飛行高度が第１の所定高度以下となった場合、前記無人航空機の回転翼の回転を停止するステップと、
    を更に含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の飛行制御方法。
12. 前記安全制御モードでは、
    前記無人航空機の飛行高度を検出するステップと、
    前記飛行高度が第２の所定高度以下となった場合、前記飛行状態の異常を示す警告音を出力するステップと、
    を更に含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の飛行制御方法。
13. 前記安全制御モードでは、
    前記無人航空機の飛行高度を検出するステップと、
    前記飛行高度が第３の所定高度以下となった場合、前記無人航空機の回転翼の少なくとも一部を包囲する緩衝材を展開するステップと、
    を更に含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の飛行制御方法。
14. 前記安全制御モードでは、
    前記無人航空機の回転翼の回転が停止したか否かを判定するステップと、
    前記無人航空機の回転翼の回転が停止しない場合、前記無人航空機の回転翼の少なくとも一部を包囲する緩衝材を展開するステップと、
    を含む、請求項１１に記載の飛行制御方法。
15. 前記緩衝材は、前記緩衝材の展開状態では、前記無人航空機の複数の回転翼の外周の少なくとも一部を包囲する、
    請求項１３又は１４のいずれか１項に記載の飛行制御方法。
16. 前記緩衝材は、少なくとも前記回転翼の下方及び側方を覆うように展開する、
    請求項１５に記載の飛行制御方法。
17. 前記無人航空機は、複数の回転翼及び複数の緩衝材を含み、
    それぞれの前記緩衝材は、前記緩衝材の展開状態では、それぞれの前記回転翼の周囲の少なくとも一部を包囲する、
    請求項１３又は１４に記載の飛行制御方法。
18. 飛行中の制御モードを制御する無人航空機であって、
    前記無人航空機の飛行状態の異常を検出する検出部と、
    前記飛行状態の異常が検出された場合、前記制御モードを安全制御モードに変更する変更部と、
    を備える無人航空機。
19. 前記飛行状態の異常が検出された場合、前記異常に関する情報を、前記無人航空機の制御を指示する操作装置へ送信する通信部、を更に備え、
    請求項１８に記載の無人航空機。
20. 前記検出部は、
    前記無人航空機の重力方向の加速度を取得し、
    前記無人航空機の重力方向の加速度が所定値以上である場合、前記飛行状態を異常と判定する、
    請求項１８又は１９に記載の無人航空機。
21. 前記検出部は、
    前記無人航空機の重力方向の加速度を取得し、
    前記無人航空機の重力方向の加速度が所定値以上である状態が所定時間継続した場合、前記飛行状態を異常と判定する、
    請求項１８又は１９に記載の無人航空機。
22. 前記無人航空機の制御を指示する操作装置からの操作入力信号の有無を判定する第１判定部、を更に備え、
    前記変更部は、前記操作入力信号がない場合、前記制御モードを前記安全制御モードに変更する、
    請求項１８〜２１のいずれかに１項に記載の無人航空機。
23. 前記検出部は、
    前記操作入力信号がある場合、前記操作入力信号に基づく前記飛行状態を示すパラメータの指令値を取得し、
    前記パラメータの実測値を取得し、
    前記変更部は、前記パラメータの指令値に対する前記パラメータの実測値が所定範囲外である場合、前記制御モードを前記安全制御モードに変更する、
    請求項２２に記載の無人航空機。
24. 前記パラメータは、前記無人航空機の回転翼の駆動電流、前記無人航空機の加速度、前記無人航空機の速度、の少なくとも１つを含む、
    請求項２３に記載の無人航空機。
25. 前記パラメータの指令値は、前記無人航空機の制御を指示する操作装置から取得される、
    請求項２３または２４に記載の無人航空機。
26. 前記パラメータの指令値は、前記無人航空機のメモリが保持する設定情報に含まれる、
    請求項２３または２４に記載の無人航空機。
27. 前記安全制御モードでは、前記無人航空機の回転翼を駆動するための駆動電流を前記駆動電流より大きい所定の電流に設定する設定部、を更に備える、
    請求項１８〜２６のいずれか１項に記載の無人航空機。
28. 前記安全制御モードでは、前記無人航空機の飛行高度を取得する取得部と、
    前記飛行高度が第１の所定高度以下となった場合、前記無人航空機の回転翼の回転を停止する第１制御部と、
    を更に備える、請求項１８〜２６のいずれか１項に記載の無人航空機。
29. 前記安全制御モードでは、
    前記無人航空機の飛行高度を取得する取得部と、
    前記飛行高度が第２の所定高度以下となった場合、前記飛行状態の異常を示す警告音を出力する出力部と、
    を更に含む、請求項１８〜２６のいずれか１項に記載の無人航空機。
30. 前記安全制御モードでは、
    前記無人航空機の飛行高度を取得する取得部と、
    前記飛行高度が第３の所定高度以下となった場合、前記無人航空機の回転翼の少なくとも一部を包囲する緩衝材を展開する第２制御部と、
    を更に備える、請求項１８〜２６のいずれか１項に記載の無人航空機。
31. 前記安全制御モードでは、前記無人航空機の回転翼の回転が停止したか否かを判定する第２判定部と、
    前記無人航空機の回転翼の回転が停止しない場合、前記無人航空機の回転翼の少なくとも一部を包囲する緩衝材を展開する第３制御部と、
    を更に備える、
    請求項２８に記載の無人航空機。
32. 前記緩衝材は、前記緩衝材の展開状態では、前記無人航空機の複数の回転翼の外周の少なくとも一部を包囲する、
    請求項３０又は３１に記載の無人航空機。
33. 前記緩衝材は、少なくとも前記回転翼の下方及び側方を覆うように展開する、
    請求項３２に記載の無人航空機。
34. 複数の回転翼と、複数の緩衝材と、を更に備え、
    それぞれの前記緩衝材は、前記緩衝材の展開状態では、それぞれの前記回転翼の周囲の少なくとも一部を包囲する、
    請求項３０又は３１に記載の無人航空機。
35. 飛行中の制御モードを制御する無人航空機と前記無人航空機の制御を指示する操作装置とを備える飛行システムであって、
    前記無人航空機は、
    前記無人航空機の飛行状態の異常を検出し、
    前記飛行状態の異常が検出された場合、前記制御モードを安全制御モードに変更し、
    前記飛行状態の異常が検出された場合、前記異常に関する情報を、前記操作装置へ送信し、
    前記操作装置は、
    前記異常に関する情報を受信し、
    前記異常に関する情報に基づき、前記無人航空機の飛行状態に異常がある旨を提示する、
    飛行システム。
36. 無人航空機の飛行中の制御モードを制御するコンピュータである無人航空機に、
    前記無人航空機の飛行状態の異常を検出するステップと、
    前記飛行状態の異常が検出された場合、前記制御モードを安全制御モードに変更するステップと、
    を実行させるためのプログラム。
37. 無人航空機の飛行中の制御モードを制御するコンピュータである無人航空機に、
    前記無人航空機の飛行状態の異常を検出するステップと、
    前記飛行状態の異常が検出された場合、前記制御モードを安全制御モードに変更するステップと、
    を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
    

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