WO2019016930A1 - データ処理装置、駆動制御装置、移動体、データ処理方法、駆動制御方法、および記憶媒体 - Google Patents

データ処理装置、駆動制御装置、移動体、データ処理方法、駆動制御方法、および記憶媒体 Download PDF

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Definitions

  • the present disclosure relates to the processing of data regarding the force to which a mobile is subjected.
  • Patent documents 1 to 4 disclose techniques relating to movement control for a flying object.
  • Patent Document 1 discloses an autonomous flight robot that tracks an intruder who has invaded a surveillance area while adjusting the flight altitude, and photographs the intruder.
  • Patent Document 2 discloses a system for controlling an autonomous flight of a small flying object using information from a plurality of sensors such as a camera, a laser scanner, a GPS (Global Positioning System) transceiver, and an accelerometer.
  • sensors such as a camera, a laser scanner, a GPS (Global Positioning System) transceiver, and an accelerometer.
  • Patent Document 3 discloses a technology that makes it possible to reduce the influence of a crosswind when the flying object travels on a bridge or the like by devising the structure and moving method of the flying object.
  • Patent Document 4 discloses an automatic flight control device which estimates a vector (airspeed) of a wind received by an airframe in flight, and generates a ground speed target signal based on the estimated vector.
  • Patent Documents 5 and 6 are mainly techniques for performing movement control on a ship.
  • the movement direction of the ship is stabilized by detecting the wind direction and controlling the direction of the ship so that the direction of the bow (the direction of the propulsive force) faces the detected wind direction.
  • Patent Document 7 relates to movement control for a vehicle.
  • the disturbance suppression control system disclosed in Patent Document 7 detects the strength of the wind and warns a driver, or performs control to cancel the lateral force applied by the wind to the vehicle.
  • Patent Documents 1, 2 and 3 do not describe the measurement or estimation of the direction or strength of the wind.
  • Patent Documents 5 and 6 Although the control based on the wind direction is described in Patent Documents 5 and 6, it is not specifically described what processing is to be performed according to the strength of the wind. At least, with the techniques described in Patent Documents 5 and 6, it is not possible to specify what degree of propulsive force the force received from the wind actually received by the moving body corresponds to.
  • Patent Documents 4 and 7 describe a technique for deriving a control signal for canceling the influence of wind from a vector of wind detected (or estimated) by a calculation formula based on aerodynamics, but the prepared calculation formula Does not necessarily apply to the actual situation.
  • An object of the present invention is to provide a data processing device and a data processing method that can accurately know the magnitude of the influence of wind on a moving object from information obtained from the moving object.
  • a data processing apparatus is an acceleration of the moving body including a mechanism that generates a propulsive force, and a measuring device that measures the strength of at least one component of the wind received by the moving body.
  • An acceleration acquisition means for acquiring the wind information
  • wind information acquisition means for acquiring wind information indicating the direction in which the wind blows and the strength of the wind, which is specified from the value measured by the measuring instrument, the acceleration
  • the external force estimation means for estimating the magnitude of the external force received by the moving body from the wind based on the direction and magnitude of the propulsive force, and the relationship between the strength of the wind and the magnitude of the estimated external force Generating means for generating relationship information.
  • a data processing method includes an acceleration of the moving body including a mechanism that generates a propulsive force and a measuring device that measures the strength of at least one component of the wind received by the moving body.
  • a measuring device that measures the strength of at least one component of the wind received by the moving body.
  • wind information indicating the direction in which the wind blows and the strength of the wind, which is specified from the value measured by the measuring instrument, and the acceleration and the direction and magnitude of the propulsive force.
  • the relationship information indicating the relationship between the strength of the wind and the magnitude of the estimated external force is generated.
  • a program acquires acceleration of the moving body including a mechanism that generates a propulsive force and a measuring device that measures the strength of at least one component of the wind received by the moving body.
  • Acceleration processing for acquiring wind information indicating the wind blowing direction and the strength of the wind specified from the value measured by the measuring instrument, the acceleration, the propulsive force External force estimation processing for estimating the magnitude of the external force received by the moving body from the wind based on the direction and size of the relationship, and relationship information indicating the relationship between the strength of the wind and the magnitude of the estimated external force
  • the program is stored in, for example, a computer readable non-transitory storage medium.
  • the magnitude of the influence of the wind on the moving body can be accurately known from the information acquired from the moving body.
  • a projectile seen from b y axis direction is a conceptual diagram showing a force applied to the flying object. It is a conceptual diagram which shows the relationship between the direction and strength of a wind, and two measured values. It is a figure which shows the example of the data memorize
  • the first embodiment is a mode in which the data processing device 11 is applied to a projectile 1a as shown in FIG.
  • FIG. 1 is a conceptual view showing an example of a flying object 1a on which a housing 3 including a data processing device 11 is mounted.
  • the three-dimensional structure of the projectile 1a is not limited to the structure exemplified in FIG.
  • the flying object 1a is, for example, a multicopter (also called a multirotor helicopter, a multirotor or the like).
  • a multicopter that a person does not board may be called a UAV (Unmanned Aerial Vehicle), a small drone or a drone.
  • a three-dimensional coordinate system fixed to the projectile 1a is adopted, with the center of gravity of the projectile 1a as the origin.
  • This three-dimensional coordinate system is represented by three axes orthogonal to one another: b x axis, b y axis, and b z axis.
  • the z-axis is the gravity applied to the center of gravity of the flying object 1a when the flying object 1a is not inclined (that is, the flying object 1a is flying so that the position of the flight object 1a becomes steady in a windless state).
  • Match the direction of. b x axis coincides with the nose direction of the aircraft 1a.
  • the nose direction is a direction that is a reference for the aircraft 1a.
  • the direction of the nose may be changed as needed (refer to the modification ⁇ 2> described later), in the following description of the present embodiment, it is assumed that the direction of the nose is predetermined with respect to the aircraft 1a. .
  • the flying object 1a has a rotor 2 and a housing 3 as shown in FIG.
  • the rotary wing 2 is a member that changes the propulsive force and the attitude of the projectile 1a.
  • the flying object 1 a obtains propulsive force and rotational force (torque) by the rotation of the rotary wing 2.
  • the flying object 1a obtains thrust in the negative direction of the b z axis.
  • the direction of the propulsive force is vertically upward and the propulsive force is equal to the gravity applied to the projectile 1a, the position of the projectile 1a becomes steady.
  • the flying object 1a can tilt or rotate around the b z axis.
  • the rotary wing 2 is rotated by the actuator 9.
  • the rotation of the rotary wing 2 is controlled by a drive control device 21 described later.
  • the direction of the propulsive force is not vertical, so that the projectile 1a obtains a propulsive force having a component in the horizontal direction.
  • the tilting direction is not limited, but in the example of this embodiment, when the drive control device 21 tilts the flying object 1a, it is assumed to tilt around the b y axis.
  • the aircraft 1a obtains a propulsive force having a horizontal component in the direction in which the nose is pointing.
  • the housing 3 stores an apparatus that performs information processing on the aircraft 1a.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the flying object 1a.
  • the flying object 1 a includes a wind sensor 5, an imaging device 8, a drive control device 21, and a data processing device 11 as well as the rotary wing 2 and an actuator 9 for rotating the rotary wing 2.
  • the drive control device 21 and the data processing device 11 are included in the housing 3, and the wind sensor 5 and the imaging device 8 are outside the housing 3.
  • the drive control device 21 controls the driving force and the attitude of the flying object 1 a by controlling the rotational drive of the rotary wing 2.
  • the drive control device 21 can control, for example, the following matters. -The magnitude of the propulsive force generated in the flying object 1a-The amount of rotation of the flying object 1a about the b and y axis (heading direction) ⁇ Angle to lower the nose (inclination angle to the horizontal direction. Pitch angle) Specifically, the drive control device 21 includes a control signal generation unit 211.
  • the control signal generation unit 211 generates a control signal for controlling the propulsive force and the attitude of the projectile 1a. Specifically, the control signal generation unit 211 controls the rotational speeds of the four rotary wings 2 of the flying object 1a to make the propulsion and the attitude the target propulsion and the target attitude. Generate control signals.
  • the control signal generation unit 211 may acquire the target propulsion force and the target attitude from the control instruction acquired by communication from the outside of the flying object 1a, or the measurement condition control unit 110 and the third one described later.
  • the control vector may be acquired from a control instruction by a component that generates a control instruction, such as the propulsion vector derivation unit 222 according to the embodiment described above, which is mounted on the aircraft 1a.
  • the drive control device 21 controls the propulsive force and the attitude of the flying object 1 a by transmitting the control signal generated by the control signal generation unit 211 to the actuator 9.
  • the wind sensor 5 is a measuring device that measures the strength of the wind. Specifically, the wind sensor 5 is mounted on the projectile 1a and measures the strength of the wind received by the projectile 1a.
  • the unit of the value measured by the wind sensor 5 (hereinafter referred to as measured value) may be, for example, "m / s", “knot", or "m 3 / min", or may be other than these.
  • a measurement value should just be a value which shows quantitatively the intensity of the wind which wind sensor 5 received.
  • Examples of the wind sensor 5 include an anemometer, an air flow meter, a pressure gauge, and a microphone (acquiring a volume that changes according to the wind intensity).
  • the wind received by the wind sensor 5 is the wind received by the flying object 1a.
  • a plurality of wind sensors 5 may be mounted on the aircraft 1a.
  • FIG. 3 shows an example of the arrangement of the wind sensor 5 mounted on the flying object 1a of the present embodiment.
  • four wind sensor 5, (so as to be rotationally symmetrical) symmetrically about b z-axis direction to the projectile 1a may be arranged.
  • the sensitivity of measurement by the wind sensor 5 may have directivity. That is, the wind sensor 5 may be a measuring instrument that measures the component of the wind received by the wind sensor 5 in a specific direction. In the following description, this particular direction is referred to as "measurement direction”.
  • one of the four wind sensors 5 is attached to the flying object 1a such that the measurement direction of the wind sensor 5 is the bx axis direction.
  • the wind sensor 5 may be a measuring device capable of measuring the direction and strength of the wind alone.
  • the wind sensor 5 sends the measured value to the data processor 11.
  • the measurement value is used in the data processing device 11 for the measurement condition control unit 110 and the wind information acquisition unit 111.
  • the imaging device 8 is a device that performs imaging.
  • the imaging device 8 is, for example, a camera.
  • the imaging device 8 acquires a moving image by, for example, continuously capturing an imaging range of the imaging device 8 at a predetermined frame rate.
  • the imaging device 8 may acquire a still image based on an imaging command specifying an imaging timing.
  • the imaging command may be received from a circuit included in the housing 3 or the imaging device 8 that generates an imaging command, or may be received remotely from the outside of the aircraft 1a.
  • the imaging device 8 performs imaging at at least three points in time and acquires an image.
  • the imaging device 8 sends an image acquired by the imaging device 8 (hereinafter referred to as “captured image”) to the data processing device 11 together with information on the time when the captured image is obtained.
  • FIG. 3 shows an example of the positional relationship between the flying object 1a and the imaging device 8 in the present embodiment.
  • the imaging device 8 captures, for example, the b y axis direction.
  • the imaging range is slid in a direction perpendicular to the shooting direction ( That is, the change in the captured image becomes the largest).
  • the data processing device 11 includes a measurement condition control unit 110, a wind information acquisition unit 111, a propulsion force identification unit 112, a posture identification unit 113, a fluctuation amount calculation unit 114, a resultant force calculation unit 115, an external force estimation unit 116, a relationship estimation unit 117, And a data storage unit 119.
  • the measurement condition control unit 110 the wind information acquisition unit 111, the propulsion force identification unit 112, the posture identification unit 113, the fluctuation amount calculation unit 114, the resultant force calculation unit 115, the external force estimation unit 116, and the relationship estimation unit 117
  • it may be configured by a computer that includes one or more processors that execute instructions based on a program and a memory.
  • the data storage unit 119 temporarily or non-temporarily stores data handled by the data processing apparatus 11.
  • the data storage unit 119 is, so to speak, a working memory.
  • the data storage unit 119 may be a non-volatile storage medium.
  • the other components included in the data processing apparatus 11 can freely read and write data from and to the data storage unit 119.
  • the data storage unit 119 may, for example, estimate the measured value measured by the wind sensor 5 and various information (posture, thrust, acquired acceleration, etc.) regarding the condition of the flying object 1a at the time when the measured value is measured.
  • the data may be held in the form of a table correlating the resultant force and the estimated external force etc.).
  • the measurement condition control unit 110 controls conditions of data measurement. Specifically, the measurement condition control unit 110 controls the timing at which each unit of the data processing device 11 processes data such as a measurement value by the wind sensor 5 and a captured image by the imaging device 8, and a signal generated in the drive control device 21. And control.
  • the wind information acquisition unit 111 acquires wind information based on the measurement value of the wind sensor 5.
  • the wind information is information indicating the direction and strength of the wind received by the flying object 1a.
  • the “wind direction” is the direction in which the wind blows.
  • the direction of the wind is not necessarily horizontal.
  • the wind sensor 5 is a measuring device that measures the direction of wind and the strength of the wind like the wind direction and speed sensor
  • the measurement value in this case, also including the information of the direction
  • you may acquire it as wind information as it is.
  • the wind information acquisition unit 111 may use, as wind information, an average value of measurement values in a predetermined time range.
  • the wind information acquisition unit 111 determines the wind direction and strength from the measurement values obtained in a plurality of measurement directions. Should be identified. In theory, the direction and strength of the wind can be identified if there are measurements indicating the strength of each of the three linearly independent directional components.
  • the wind information acquisition unit 111 may use the respective measurement values of the wind sensors 5.
  • the wind information obtaining unit 111 obtains a measurement value by the wind sensor 5 when the flying object 1a takes a different attitude, thereby obtaining linear independence.
  • a plurality of measurement values including at least measurement values indicating wind strengths of three directional components may be acquired.
  • the information on the direction of the wind may be represented by a direction based on the coordinate system of the flying object 1a, or may be represented by a direction based on the coordinate system with respect to the three-dimensional space of the real space.
  • the propulsion specifying unit 112 specifies the propulsion of the projectile 1a. Since the drive control device 21 controls the propulsive force of the projectile 1a, the propulsive force specifying unit 112 specifies the propulsive force by acquiring the control signal generated by the control signal generation unit 211 of the drive control device 21. do it.
  • the unit of propulsion is, for example, "Newton".
  • the driving force identification unit 112 may hold information representing the relationship between the control signal generated by the control signal generation unit 211 and the driving force, and use the information to specify the driving force. For example, it is assumed that the control signal generated by the control signal generation unit 211 includes information indicating the rotational speed of the rotary wing.
  • the relationship between the rotational speed ( ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 [rotation / second]) of each of the four rotors 2 and the propulsive force (Fd [N]) is, for example, Fd using a coefficient K
  • the propulsion force specifying unit 112 can specify the value of the propulsion force Fd based on the control signal and the value of the coefficient K.
  • propulsive force refers to a propulsive force generated by the flying object 1 a by itself.
  • the force received from the wind is distinguished as "external force”.
  • the propulsion specifying unit 112 writes the information of the specified propulsion into the data storage unit 119.
  • the driving force identification unit 112 may send out the information on the specified driving force to the component of the data processing apparatus 11 that uses the information.
  • the attitude specifying unit 113 specifies the attitude of the flying object 1a. Since the drive control device 21 controls the attitude of the projectile 1a, the attitude specifying unit 113 may specify the attitude by acquiring the control signal generated by the control signal generation unit 211 of the drive control apparatus 21. .
  • the attitude of the flying object 1a is not changed by the wind.
  • the attitude specifying unit 113 uses, for example, an attitude different from the control signal generated by the control signal generation unit 211. May be identified.
  • the attitude specifying unit 113 may specify the attitude of the flying object 1a by using, for example, a gyro sensor. Alternatively, the attitude specifying unit 113 may specify the attitude of the flying object 1 a based on, for example, an image captured by the imaging device 8. In addition to the above, the attitude specifying unit 113 may specify the attitude of the flying object 1a by a method capable of detecting an inclination.
  • the fluctuation amount calculation unit 114 calculates the fluctuation amount of the position of the projectile 1 a and the fluctuation amount of the velocity based on the captured image acquired by the imaging device 8. Then, the variation calculation unit 114 obtains the acceleration of the flying object 1a by estimation.
  • the variation calculation unit 114 calculates, for example, a motion vector based on the captured images acquired respectively at two or more different time points, and based on the calculated motion vector, Estimate the variation of position.
  • the fluctuation amount calculation unit 114 calculates the fluctuation amount (motion vector) of the position in the captured image of a specific point (may be a plurality, an area, or an object) included in the captured image. calculate.
  • the specific point may be a point at a predetermined position or a point extracted by a predetermined algorithm for extracting a specific point.
  • the variation calculation unit 114 obtains the distance, the motion vector of the specific point, and the imaging. From the size of the image and the angle of view of the captured image (which can be specified from the setting of the imaging device 8), the change in relative positional relationship between the imaging device 8 and a specific point in real space The amount of positional change can be derived.
  • the amount of vertical variation can be derived as well.
  • the fluctuation amount calculation unit 114 is a statistical value (average value) of values obtained for each of a plurality of specific points as values (vp, L, etc.) used to derive the fluctuation amount of the flying object 1a. , Mode, median, etc.) may be used.
  • the distance from the imaging device 8 to a point in the real space corresponding to a specific point may be a value acquired by a sensor capable of measuring the distance to an object, such as a distance sensor, or may be provisionally set. It may be a different value.
  • the operation of the data processing apparatus 11 in the case where the distance from the imaging device 8 to a point in the real space corresponding to a specific point is not known or is provisionally set is the modification ⁇ 7> and the first modification described later. See the description of the second embodiment.
  • the variation calculation unit 114 After deriving the variation of the position of the flying object 1a, the variation calculation unit 114 derives the velocity in the period between the two or more time points. Then, the fluctuation amount calculation unit 114 estimates the acceleration in the two or more periods based on the fluctuation amount of the velocity at two or more different time points.
  • the fluctuation amount calculation unit 114 writes the acceleration of the flying object 1 a acquired by estimation in the data storage unit 119.
  • the resultant calculation unit 115 calculates the force received by the flying object 1 a based on the acceleration acquired by the variation calculation unit 114.
  • the force received by the flying object 1a is a combined force of the propulsive force, the external force, and the gravity.
  • the method of calculating the resultant from the acceleration may be a method based on a calculation model that represents the relationship between the acceleration and the resultant.
  • a calculation model that represents the relationship between acceleration and resultant force is, for example, Newton's law of motion.
  • the resultant force calculation unit 115 writes the resultant force specified by the calculation in the data storage unit 119.
  • the external force estimation unit 116 receives the projectile 1a based on the resultant force calculated by the resultant force calculation unit 115, the propulsion force identified by the propulsion force identification unit 112, and the attitude identified by the attitude identification unit 113. Estimate the external force.
  • the external force in the present embodiment is a force received from the wind.
  • the external force estimation unit 116 estimates the external force by calculating the difference between the resultant force calculated by the resultant force calculation unit 115 and the propulsive force.
  • the external force estimation unit 116 records the estimated external force in the data storage unit 119.
  • the relationship estimation unit 117 estimates the relationship between the wind strength and the estimated external force magnitude from the wind information acquired by the wind information acquisition unit 111 and the external force estimated by the external force estimation unit 116.
  • An example of a specific method will be described in detail in the description of the example of the process of step S18 described later.
  • the flying object 1a is in flight.
  • the flying object 1a may be horizontal or inclined.
  • the wind sensor 5 measures the strength of the wind received by the wind sensor 5.
  • the measurement condition control unit 110 may receive a measurement value from the wind sensor 5 and determine whether the measurement value is equal to or more than a threshold. When there are a plurality of wind sensors 5, the measurement condition control unit 110 may determine whether any of the measurement values of the plurality of measurement values is equal to or greater than the threshold.
  • the threshold is a value preset by a designer or the like. As the threshold value, for example, the lowest value of values which are considered to significantly affect the position of the projectile 1a is set.
  • step S11 the measurement condition control unit 110 performs control so that the nose direction is included in a plane including the wind direction and the gravity direction.
  • the measurement condition control unit 110 determines the rotation angle around the b z axis such that the horizontal component in the nose direction matches the horizontal component in the wind direction,
  • the control signal generation unit 211 of the drive control device 21 may be instructed.
  • the measurement condition control unit 110 controls the direction of the flying object 1a so that the measurement value of the wind sensor 5 whose measurement direction coincides with the nose direction becomes the maximum. Just do it.
  • the measurement condition control unit 110 first instructs the drive control device 21 to rotate the flying object 1a around the b z axis or the gravity direction using the attitude control function, and the flying object 1a While the wheel is rotating, the measurement value by the wind sensor 5 whose measurement direction is the nose direction is observed. Then, the measurement condition control unit 110 specifies the direction of the flying object 1a in which the measurement value becomes maximum.
  • the measurement condition control unit 110 instructs the drive control device 21 to set the direction of the flying object 1a to the specified direction.
  • the instruction may include, for example, a numerical value indicating the magnitude of the rotation angle about the b z axis.
  • the drive control device 21 controls the rotation of the rotary wing 2 by the actuator 9, and rotates the flying object 1a around the b z axis by the angle shown in the instruction.
  • the horizontal component in the direction of the nose opposes the horizontal component in the direction of the wind.
  • the direction of the propulsive force is included in the plane including the direction of the wind and the direction of the gravity regardless of the pitch angle.
  • step S12 the propulsion force identification unit 112 and the attitude identification unit 113 identify the propulsion force and the attitude of the flying object 1a.
  • step S11 and step S12 the drive control device 21 may change the propulsive force and the pitch angle (i.e., the angle at which the nose is lowered).
  • the pitch angle i.e., the angle at which the nose is lowered.
  • step S13 the wind information acquisition unit 111 acquires wind information.
  • the method of acquiring wind information will be described later.
  • step S14 the fluctuation amount calculation unit 114 derives the fluctuation of the position of the flying object 1a and the acceleration vector based on the captured image acquired by the imaging device 8.
  • step S12 to step S14 may be different from the order described above.
  • step S15 the resultant force calculation unit 115 calculates the resultant force applied to the flying object 1a based on the acceleration vector.
  • step S16 the external force estimation unit 116 estimates the external force based on the driving force, the pitch angle, and the acceleration vector. Further, the external force estimation unit 116 records the estimated external force in the data storage unit 119 (step S17).
  • the relationship estimation unit 117 estimates the relationship between the wind strength and the external force from the wind information and the external force estimated (step S18).
  • the vertically downward direction is defined as the z direction, the b y axis direction as the y direction, and the nose direction ( b x axis direction) when the projectile 1a is not inclined as the x direction.
  • the propulsive force of the projectile 1a is necessarily included in the xz plane. Further, since the direction of the projectile 1a is controlled such that the horizontal direction component in the nose direction faces the horizontal direction component in the wind direction by the process of step S11, the wind direction is included in the xz plane. is there. Therefore, the direction in which the projectile 1a moves by the propulsive force, the external force, and the gravity is also a direction included in the xz plane.
  • FIG. 5 is a conceptual view showing the flying object 1a viewed from the b y axis direction and the force applied to the flying object 1a.
  • the force applied to the flying object 1a is described with the positive and negative directions unified.
  • step S13 the wind information acquisition unit 111 uses, for example, the measurement values measured at two points in time when the b and y axes are different by the wind sensor 5 whose measurement direction coincides with the nose direction. Identify the
  • the wind information acquisition unit 111 measures the measured value (the x direction component of the wind speed) W 1 when the projectile 1a is horizontal and the measured value when the Pitch angle is ⁇ ( b x axial component of the wind speed ) and W 2, to get.
  • Measured value W 1 at the time before the step S12, the measured value W 2 may be utilized to measure after step S12.
  • the wind information acquisition unit 111 derives the wind strength W 0 and the wind elevation angle ⁇ from the measurement value W 1 in the horizontal direction and the measurement value W 2 when the pitch angle is ⁇ , using the above equation. do it. Needless to say, the wind information acquisition unit 111 can derive the wind strength W 0 and the wind elevation angle ⁇ in the same manner even if the measurement values W 3 and W 4 in two directions other than the horizontal direction are used. It is.
  • the wind information acquisition unit 111 records the derived direction and strength of the wind in the data storage unit 119 as wind information.
  • step S14 the variation calculation unit 114 calculates the optical flow with respect to the captured images respectively acquired at two or more different time points, and based on the calculated optical flow, the velocity of the flying object 1a is calculated. To derive. Based on the optical flow, a velocity vector in a direction perpendicular to the imaging direction of the imaging device 8 can be derived.
  • the imaging direction of the imaging device 8 is the b y axis direction
  • the derived velocity vector is a vector on a plane including the x direction and the z direction. That is, the derived velocity vector can be described by two components of an x-direction component and a z-direction component.
  • the imaging device 8 is also inclined. Therefore, when the fluctuation amount calculation unit 114 describes the velocity vector by two components of the x direction component and the z direction component, the attitude specifying unit 113 The x direction and the z direction are specified based on the pitch angle of the projectile 1a specified by the above.
  • An acceleration can be derived based on changes in velocity at two given points in time. For example, it is assumed that the variation calculation unit 114 derives the vector V1 as the velocity vector at the first time, and derives the vector V2 as the velocity vector at the second time t seconds after the first time. In this case, the variation calculation unit 114 derives (V2 ⁇ V1) / t as an acceleration vector.
  • the derived acceleration vector like the velocity vector, can be described by two components of an x-direction component and a z-direction component.
  • the resultant force calculation unit 115 may treat the set of “F x ” and “F z ” as a “resultant vector”.
  • the resultant force calculation unit 115 calculates the resultant by calculating the product of the acceleration vector and "M". You may derive a vector.
  • step S16 the external force estimation unit 116 estimates, for example, the x-direction component and the z-direction component of the external force.
  • the external force estimation unit 116 calculates the x-direction component and the z-direction component of the propulsive force from the propulsive force and the pitch angle. For example, it is assumed that the propulsion force identified by the propulsion force identification unit 112 is Fd, and the Pitch angle identified by the posture identification unit 113 is ⁇ . As shown in FIG.
  • the external force estimation unit 116 may specify the x-direction component and the z-direction component of the propulsive force according to the above equation.
  • the external force estimation unit 116 calculates the gravity that the projectile 1a receives. Assuming that the mass of the flying object 1 a is “M” and the gravitational acceleration is “g”, the magnitude of the gravity received by the flying object 1 a is “M ⁇ g”.
  • the above calculation is equivalent to finding the vector of external force (the set of “Fw x ” and “Fw z ”) by subtracting the vector of propulsive force and the vector of gravity from the resultant vector.
  • the external force estimation unit 116 records the calculated values “Fw x ” and “Fw z ” in the data storage unit 119 as the estimated external force.
  • FIG. 1 An example of a table generated based on the process of steps S12 to S17 is shown in FIG.
  • the x-direction component W x of the wind speed and the z-direction component W z are recorded as wind information.
  • This table is one of information (hereinafter, also referred to as “relation information”) indicating the relation between the strength of the wind received by the flying object 1 a and the estimated external force.
  • a set (data set) of estimated external force and wind information shown by one row of this table can also be said to be related information.
  • step S18 the relationship estimation unit 117 derives, for example, a value representing the relationship between the wind intensity and the external force.
  • ⁇ is a coefficient dependent on the shape, area, and viscosity and density of the wind receiving object. Based on this calculation model, it is possible to derive the value of ⁇ if the values of
  • the relationship estimation unit 117 may derive the value of ⁇ based on the estimated external force and the measured wind speed. Specifically, the relationship estimation unit 117 acquires the set of the magnitude
  • the value divided by may be derived as the value of ⁇ .
  • the relationship estimation unit 117 obtains the estimated external force and the wind speed at time 0:00:00, for example, from the table shown in FIG. 7.
  • the x-direction component Fw x of the estimated external force is ⁇ 1.345
  • the z-direction component Fw z is +0.156
  • the x-direction component W x of the wind speed is ⁇ 7.22
  • the z-direction component W z is +0.94.
  • the relationship estimation unit 117 may calculate the value of ⁇ as follows.
  • the relationship estimation unit 117 may derive a plurality of values of ⁇ using two or more data sets. If the same calculation as the above calculation is performed on the data set at time 0:00:10 in the table shown in FIG. 7, “0.0241” is derived as the second value of ⁇ .
  • the relationship estimation unit 117 may derive a representative value of the plurality of ⁇ .
  • the representative value is, for example, one value of a plurality of ⁇ , or an average value, a mode value, or a median value of a plurality of ⁇ .
  • the accuracy of the value of ⁇ is expected to be higher as ⁇ is derived from the data set at a lower acceleration of the aircraft 1a.
  • the reason is that the smaller the acceleration, the smaller the change in velocity of the projectile, and the smaller the change in the measured wind strength (relative strength).
  • the relationship estimation unit 117 may determine the value of ⁇ associated with the smallest acceleration among the acquired accelerations as a representative value of ⁇ .
  • the projectile body 1a According to the projectile body 1a according to the first embodiment, it is possible to obtain information indicating the relationship between the strength of the wind received by the projectile body 1a and the external force.
  • the data processing device 11 can obtain a data set of the strength of the wind and the external force received by the flying object 1a, and the coefficient ⁇ .
  • the value of the coefficient ⁇ it can be known how much the wind actually received by the flying object 1a applies to the flying object 1a. For example, it is assumed that the value of the coefficient ⁇ is derived as 0.0241.
  • flying object 1a has the wind wind speed 9m / s, wherein
  • the propulsive force and the posture for offsetting the influence of the wind can be specified.
  • the propulsive force and the attitude are controlled so that the propulsive force of the flying object 1a is increased by 1.952 N in the direction opposite to the wind direction. Just do it.
  • the flying object 1a obtains the magnitude of the influence of the wind, and the propulsive force and the attitude for offsetting the influence of the wind based on the information indicating the relationship between the strength of the wind and the external force. it can.
  • the information obtained by the data processing device 11 is more accurate than the information prepared in advance based on the theory because it is derived based on the relationship between the strength of the wind actually measured and the acquired acceleration. It is expected.
  • the present embodiment it is possible to accurately know the magnitude of the influence of the wind on the moving body from the information acquired from the moving body (the flying body 1a).
  • the data stored in the data storage unit 119 may be information that can specify the value to be held.
  • the external force estimation unit 116 may write the value obtained by dividing the external force by the mass M on the table as information capable of specifying the external force.
  • the heading direction may be changeable at any time. That is, the drive control device 21 may be capable of tilting the flying object 1a in any direction.
  • the direction of overturn may be defined as the nose direction.
  • the imaging direction of the imaging device 8 may be configured not to depend on the direction of the flying object 1a.
  • any imaging device 8 is a member of the flying object 1a regardless of the direction of the nose of the flying object 1a.
  • a captured image that can estimate position fluctuation and acceleration may be acquired.
  • the imaging device 8 may be an omnidirectional camera capable of imaging all directions perpendicular to the b z axis at one time.
  • the imaging device 8 may be mounted such that the imaging direction is variable.
  • the imaging direction of the imaging device 8 may be rotatable around the b z axis, and the imaging direction may be controllable by a control unit (for example, the measurement condition control unit 110) that controls the imaging direction.
  • step S11 When the direction of the nose can be changed as needed and the imaging direction of the imaging device 8 does not depend on the direction of the flying object 1a, the process of step S11 can be omitted.
  • the imaging direction is variable, instead of the process of step S11, there is a process of step S21 in which the measurement condition control unit 110 controls the imaging direction of the imaging device 8 to be perpendicular to the wind direction. Just do it.
  • the imaging device 8 can acquire a captured image which can estimate the fluctuation of the position of the flying object 1a and the acceleration even if the flying object 1a does not rotate.
  • the measurement condition control unit 110 measures the direction of measurement of any wind sensor 5, the direction of wind and the direction of gravity. It may be controlled to be included in the included plane.
  • the measurement condition control unit 110 measures the direction of the wind sensor 5 and the direction of gravity, which indicate the highest value among the measurement values of the wind sensors 5. And the rotation amount of the flying object 1a can be suppressed.
  • the range of angles at which the flying object 1a is rotated in the process of step S11. Can be within 360 ° / k.
  • the imaging device 8 can estimate the variation and acceleration of the position of the flying object 1a even when any of the wind sensors 5 is controlled to be included in the plane including the wind direction and the gravity direction. It should just be comprised so that a special captured image can be acquired.
  • the values derived by the data processor 11 may be derived based on a formula different from the above formula.
  • wind information acquisition unit 111 may derive W 0 and ⁇ based on the equation.
  • / V 2 but may be, for example, ⁇
  • the equation used by the relationship estimation unit 117 changes in accordance with the relative direction of the wind, considering the change in the strength of the force due to the difference in the relative direction (angle of ⁇ + ⁇ ) of the wind to the flying object 1a.
  • An expression such as ⁇
  • ⁇ P ( ⁇ + ⁇ ) / V 2 using a function P ( ⁇ + ⁇ ) may be used.
  • one skilled in the art may freely design a formula relating to the estimation of the value of the estimation target in order to estimate the value of the estimation target with higher accuracy.
  • the target for which the relationship estimation unit 117 estimates a value, such as ⁇ , may not be one.
  • the relationship estimation unit 117 can derive a plurality of values of unknown parameters by using a plurality of data sets of the estimated external force and the measurement value.
  • the values of C 1 , C 2 , C 3 , and C 4 may be targets for estimation.
  • the function f and the function g are predefined functions.
  • the relation estimation unit 117 uses four or more data sets because four estimation targets (hereinafter, also referred to as “estimate targets”) are C 1 , C 2 , C 3 , and C 4.
  • the data processing apparatus 11 may set a plurality of estimation targets in estimation of an external force and various calculations regarding measurement values, and estimate values of the estimation targets from a plurality of data sets.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the flying object 1b.
  • the flying object 1 b includes a parameter correction unit 128 in addition to the components included in the data processing device 11 as the components of the data processing device 12.
  • the components other than the parameter correction unit 128 are the same as the components of the aircraft 1a.
  • the parameter correction unit 128 corrects at least one parameter used in the calculation for deriving the value derived by at least one of the wind information acquisition unit 111 and the external force estimation unit 116 based on the relationship information.
  • the parameter correction unit 128 may correct the parameters, for example, in the following case. ⁇ When the variance of the estimated value of the estimation target such as ⁇ does not satisfy the criterion (the difference between the maximum value and the minimum value of the estimated value of the estimation target in the last few data sets is more than a predetermined value) If the variance of the estimated values of the estimated object in the few or most recent datasets is greater than or equal to the predetermined value, etc.) ⁇ When the deviation between the direction of wind and the direction of external force does not satisfy the reference (when there is a data set in which the angle between the direction of wind and the direction of external force is a predetermined angle or more) When the average of the angle between the wind direction and the external force direction in the set is equal to or greater than a predetermined angle, etc.) Parameters to be corrected can be set arbitrarily.
  • a mass M, a coefficient K indicating a relationship between a control signal and a propulsive force, a constant used for a correction function P ( ⁇ + ⁇ ) according to the direction of the wind with respect to the flying object 1a, and a constant ( L, etc., etc. may be targeted for correction.
  • the correction target may be defined when designing the data processing apparatus 12.
  • the parameter values are stored, for example, in the data storage unit 119.
  • the parameter correction unit 128 derives the optimum value of the parameter to be corrected based on the plurality of data sets. Specifically, for example, the parameter correction unit 128 specifies the value of the parameter to be corrected such that the variation of the value of the estimation target in the latest few data sets is minimized. Alternatively, the parameter correction unit 128 may specify, for example, the value of the parameter to be corrected such that the angle between the estimated external force direction and the wind direction is the smallest in the latest few data sets. Good. The parameter correction unit 128 may specify the value of the parameter to be corrected using, for example, the least squares method. Then, the parameter correction unit 128 rewrites the value of the parameter to be corrected stored in the data storage unit 119 into the specified value.
  • the accuracy of the value that represents the relationship between the wind intensity and the external force, which is estimated by the relationship estimation unit 117, is improved.
  • the accuracy is improved because the external force is estimated based on the value of the estimation target based on the value of the corrected parameter.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of a flying object 1c according to the third embodiment.
  • the drive control device 22 of the flying object 1 c includes a propulsion vector derivation unit 222.
  • Components other than the propulsion vector derivation unit 222 are the same as the components of the aircraft 1 b.
  • the propulsion vector deriving unit 222 derives a propulsion vector in consideration of the influence of the wind received by the projectile 1c.
  • the propulsion vector is a vector that represents the magnitude and direction of the propulsion force.
  • the propulsion vector deriving unit 222 derives a propulsion vector that reduces the magnitude of the influence of the wind received by the projectile 1c on the acceleration of the projectile 1c.
  • the propulsion vector derivation unit 222 acquires, from the data processing device 12, wind information on the wind received by the flying object 1 c and the relationship information acquired by the relationship estimation unit 117. Then, based on the acquired wind information and relationship information, the propulsion vector derivation unit 222 derives the magnitude and direction of the external force that the wind gives to the flying object 1c. Then, the propulsion vector deriving unit 222 derives a propulsion vector that reduces the acceleration due to the external force.
  • the propulsion vector deriving unit 222 derives, as a propulsion vector, a propulsion vector that cancels the derived external force, that is, a force having the same magnitude as the external force and in the direction opposite to the direction of the external force. May be
  • the propulsion vector deriving unit 222 further adds a propulsion vector obtained by adding a propulsion vector for achieving the target acceleration to a propulsion vector that cancels the derived external force. It may be derived.
  • the propulsion vector derivation unit 222 sends a control instruction to the control signal generation unit 211 so that the derived propulsion vector is generated for the aircraft 1 c.
  • the propulsion vector deriving unit 222 includes, in the control instruction, for example, information on a target propulsion and a target attitude such that the propulsion vector of the flying object 1c becomes the derived propulsion vector.
  • the control signal generation unit 211 sends a control signal to the actuator 9 based on the control instruction from the propulsion vector derivation unit 222, and controls the propulsion force and the attitude of the flying object 1c.
  • the flying object 1c repeats the processing from step S31 to step S38 until it is determined that the operation is finished (YES in step S39).
  • the determination of step S39 may be performed by, for example, the measurement condition control unit 110.
  • the measurement condition control unit 110 may determine the end of the operation based on the elapse of a predetermined time, or determine the end of the operation based on the reception of the operation end instruction from the outside. May be
  • step S31 the data processing device 12 of the projectile 1c performs processing similar to the processing from step S11 to step S16 in the flowchart of FIG. 4 to acquire wind information and estimate external force.
  • step S32 the data processing device 12 records the estimated external force and wind information.
  • step S33 the relationship estimation unit 117 of the data processing device 12 estimates the value of the estimation target.
  • step S34 the parameter correction unit 128 determines whether to correct the value of the parameter.
  • the parameter correction unit 128 sets the parameter when the data set of the estimated external force and the wind information is recorded in a predetermined number or more and the value of the estimation target estimated last exceeds the prepared threshold. Determine to correct. If it is determined that the parameter is to be corrected (YES in step S34), the parameter correction unit 128 corrects the parameter in step S35, and the relationship estimation unit 117 corrects the value to be estimated in step S36. Reestimate based on parameters. If it is determined that the parameter is not corrected (NO in step S34), data processing apparatus 12 does not perform the processes of steps S35 and S36, and performs the process of step S37.
  • step S37 the propulsion vector deriving unit 222 derives a propulsion vector based on the wind information on the wind received by the aircraft 1c and the value of the estimation target.
  • step S38 the control signal generation unit 211 controls the propulsion vector of the aircraft 1c to be the derived propulsion vector.
  • the flying object 1c can more accurately derive the propulsion vector that reduces the magnitude of the acceleration applied to the flying object 1c by the wind each time the process of step S37 is performed. . Therefore, even when there is a wind, it is possible to control the acceleration and position of the flying object 1c as desired. Since the relationship between the wind intensity and the external force is obtained, precise adjustment of acceleration and position is possible even when the wind intensity changes.
  • the propulsion vector derivation unit 222 derives a propulsion vector that cancels the magnitude of the acceleration given to the projectile 1c by the wind as the propulsion vector of the projectile 1c, the derivation of the value of the estimation target and the derivation of the propulsion vector By repeating, it is expected that the acceleration of the flying object 1c approaches zero.
  • the propulsion vector deriving unit 222 derives a propulsion vector that cancels the magnitude of the acceleration given to the projectile 1c by the wind as the propulsion vector of the projectile 1c, the accuracy of the value of the estimation target to be estimated Has the effect of improving
  • the propulsion vector derivation unit 222 may derive a propulsion vector using a value of an estimation target estimated based on a data set when the magnitude of the acceleration of the aircraft 1c is the smallest.
  • the drive control device 22 can more finely adjust the acceleration and position.
  • the data processing apparatus 10 processes data related to the mobile unit 1.
  • FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the data processing apparatus 10. As shown in FIG.
  • the data processing apparatus 10 includes an acceleration acquisition unit 101, a wind information acquisition unit 102, an external force estimation unit 103, and a generation unit 104.
  • the data to be processed by the data processing apparatus 10 is data acquired by the mobile unit 1.
  • the data processing apparatus 10 may be mounted on the mobile unit 1 or may not be mounted on the mobile unit 1.
  • the data processing apparatus 10 may exchange data with each apparatus mounted on the mobile unit 1 by wireless, for example.
  • the moving body 1 includes a mechanism (propelling force generating mechanism 40) for generating a propulsive force, and a measuring instrument (measuring device 30) for measuring the strength of at least one direction component of the wind received by the moving body.
  • the mobile unit 1 may further include a drive control device 20.
  • Mobile 1 such as a projectile 1a ⁇ 1c, may be a projectile that generates propulsion to b z-axis direction, such as airships, airplanes, to generate a propulsive force in a direction other than b z-axis It may be a flying object.
  • the mobile unit 1 may be a device traveling on the ground or the sea.
  • the drive control device 20 controls the drive of the driving force generation mechanism 40.
  • the drive control device 21 and the drive control device 22 are an example of the drive control device 20.
  • the acceleration acquisition unit 101 acquires the acceleration of the moving body 1.
  • An example of the acceleration acquisition unit 101 is the fluctuation amount calculation unit 114 of the first to third embodiments.
  • the acceleration acquiring unit 101 may derive (acquire) the acceleration of the moving object by image processing as in the fluctuation amount calculating unit 114, or may acquire the acceleration by another method.
  • the acceleration acquiring unit 101 detects a change in capacitance, a change in piezoresistance, a change in wavelength of light, or the like by a device created using a technique such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems). An acceleration may be acquired.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the wind information acquisition unit 102 acquires wind information that indicates the direction in which the wind received by the moving body 1 is blowing and the strength of the wind, which is specified from the value measured by the measuring instrument 30.
  • the wind information acquisition unit 111 according to the first to third embodiments is an example of the wind information acquisition unit 102.
  • the external force estimation unit 103 determines the magnitude of the external force received by the moving body 1 from the wind based on the acceleration acquired by the acceleration acquisition unit 101 and the direction and magnitude of the propulsion force generated by the propulsion force generation mechanism 40.
  • the external force is, for example, the difference between the force applied to the moving body 1 and the propulsive force derived based on the acceleration.
  • the external force is a value (or a vector) obtained by further subtracting the gravity from the difference.
  • the external force estimation unit 116 is an example of the external force estimation unit 103.
  • Generation unit 104 generates relationship information indicating the relationship between the strength of the wind received by moving body 1 and the magnitude of the external force estimated by external force estimation unit 103.
  • the relationship information may be a data set indicating correspondence between wind information and an estimated external force, or a value indicating a relationship between wind information and an estimated external force derived based on the data set.
  • the data storage unit 119 in the first to third embodiments is an example of the generation unit 104 because it stores data in a format in which wind information and the estimated external force are associated.
  • the relationship estimation unit 117 is also an example of the generation unit 104 because it derives information (for example, the value of ⁇ ) indicating the relationship between the wind information and the estimated external force.
  • the acceleration acquisition unit 101 acquires the acceleration of the moving body 1 (step S101).
  • the wind information acquisition unit 102 acquires wind information indicating the blowing direction of the wind received by the moving body 1 and the strength of the wind specified from the value measured by the measuring instrument 30 (step S102).
  • the external force estimation unit 103 determines the magnitude of the external force received by the moving body 1 from the wind based on the acceleration acquired by the acceleration acquisition unit 101 and the direction and magnitude of the propulsion force generated by the propulsion force generation mechanism 40. It estimates (step S103).
  • Generation unit 104 generates relationship information indicating the relationship between the strength of the wind received by moving body 1 and the magnitude of the external force estimated by external force estimation unit 103.
  • the data processing apparatus 10 may perform the process of step S102 before step S101 or after step S103.
  • the magnitude of the influence of the wind on the moving body can be accurately known from the information acquired from the moving body.
  • the reason is that the generation unit 104 generates relationship information indicating the relationship between the external force estimated based on the acceleration, the direction and magnitude of the propulsive force, and the wind intensity measured by the measuring instrument. It is.
  • the processing of each component may be realized by, for example, a computer system reading and executing a program stored in a computer-readable storage medium that causes the computer system to execute the processing.
  • the “computer-readable storage medium” is, for example, a portable medium such as an optical disc, a magnetic disc, a magneto-optical disc, and a nonvolatile semiconductor memory, and a ROM (Read Only Memory) and a hard disc incorporated in a computer system It is a storage device.
  • the “computer readable storage medium” is one that holds a program dynamically for a short time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above, and may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already stored in a computer system.
  • the “computer system” is, as an example, a system including a computer 900 as shown in FIG.
  • the computer 900 includes the following configuration. ⁇ One or more CPUs (Central Processing Unit) 901 ROM 902 RAM (Random Access Memory) 903 ⁇ Program 904A loaded into RAM 903 and stored information 904B A storage device 905 for storing the program 904A and the stored information 904B . Drive device 907 for reading and writing the storage medium 906 Communication interface 908 connected to communication network 909 ⁇ Input / output interface 910 for data input / output .Bus 911 connecting each component For example, each component of each device in each embodiment is realized by the CPU 901 loading and executing a program 904A that implements the function of the component to the RAM 903.
  • a program 904A for realizing the function of each component of each device is stored in advance in, for example, the storage device 905 or the ROM 902. Then, the CPU 901 reads the program 904A as necessary.
  • the storage device 905 is, for example, a hard disk.
  • the program 904A may be supplied to the CPU 901 via the communication network 909, may be stored in advance in the storage medium 906, may be read by the drive device 907, and may be supplied to the CPU 901.
  • the storage medium 906 is, for example, a portable medium such as an optical disc, a magnetic disc, a magneto-optical disc, and a nonvolatile semiconductor memory.
  • each device may be realized by possible combination of separate computer 900 and program for each component.
  • a plurality of components included in each device may be realized by a possible combination of one computer 900 and a program.
  • each component of each device may be realized by another general purpose or dedicated circuit, a computer or the like, or a combination thereof. These may be configured by a single chip or may be configured by a plurality of chips connected via a bus.
  • each component of each device When a part or all of each component of each device is realized by a plurality of computers, circuits, etc., the plurality of computers, circuits, etc. may be centralized or distributed.
  • a computer, a circuit, etc. may be realized as a form in which each is connected via a communication network, such as a client and server system, a cloud computing system, and the like.
  • Acceleration acquisition means for acquiring acceleration of the movable body comprising: a mechanism for generating a propulsive force; and a measuring device for measuring the strength of at least one component of the wind received by the movable body.
  • Wind information acquisition means for acquiring wind information indicating the direction in which the wind blows and the strength of the wind specified from the value measured by the measuring instrument;
  • External force estimation means for estimating the magnitude of external force received by the moving body from the wind based on the acceleration and the direction and magnitude of the propulsive force;
  • Generation means for generating relationship information indicating a relationship between the strength of the wind and the magnitude of the estimated external force;
  • a data processing apparatus comprising: [Supplementary Note 2]
  • the measurement condition control means controls the attitude of the movable body such that the direction of the propulsive force is included in a plane including the direction of the wind and the direction of gravity.
  • the data processing device according to appendix 1.
  • the measurement condition control means The movable body is rotated about a first axis which is not parallel to the measurement direction of the measuring instrument, and the posture of the movable body is the maximum value of the values measured by the measuring instrument among the postures which can be taken by rotation. Control the attitude of the moving body so that the attitude becomes The data processing device according to appendix 2.
  • the acceleration acquiring unit estimates a fluctuation amount of a position of the moving body based on an image acquired by an imaging device mounted on the moving body, and estimates the acceleration based on the estimated fluctuation amount.
  • the apparatus further comprises measurement condition control means for controlling the posture of the movable body such that the shooting direction of the imaging device is perpendicular to the direction in which the wind blows.
  • the data processing device according to appendix 4.
  • the apparatus further comprises parameter correction means for correcting at least one parameter used in calculation for deriving a value derived by at least one of the wind information acquisition means and the external force estimation means, based on the relationship information.
  • the data processing device according to any one of appendices 1 to 5.
  • wind information and the relation information with respect to the wind received by the mobile body are acquired from the data processing device according to any one of appendices 1 to 6, and the wind information and the relation information are used to obtain the wind information and the relation information.
  • Propulsion vector deriving means for deriving the magnitude and direction of the propulsive force of the moving body such that the magnitude of the influence of wind on the acceleration is smaller;
  • Control signal generation means for generating a control signal to the mechanism for setting the magnitude and direction of the propulsive force of the movable body to the magnitude and direction of the propulsive force derived by the propulsive vector deriving means;
  • a drive control device comprising: [Supplementary Note 8]
  • the data processing apparatus includes relationship estimation means for deriving, as the relationship information, a value representing a relationship between the strength of the wind and the force received by the moving body.
  • the propulsion vector deriving means derives the propulsion and the attitude by using the value associated with the time when the acceleration is the smallest.
  • [Supplementary Note 11] Acquiring an acceleration of the moving body, comprising: a mechanism for generating a propulsive force; and a measuring device for measuring the strength of at least one direction component of the wind received by the moving body; Acquiring wind information indicating a direction in which the wind blows and a strength of the wind, which is specified from a value measured by the measuring device, Based on the acceleration and the direction and magnitude of the propulsive force, the magnitude of the external force received by the moving body from the wind is estimated; Generating relationship information indicating a relationship between the strength of the wind and the magnitude of the estimated external force; Data processing method.
  • the attitude of the moving body is controlled such that the direction of the propulsive force is included in a plane including the direction in which the wind blows and the direction of gravity.
  • the movable body is rotated about a first axis which is not parallel to the measurement direction of the measuring instrument, and the posture of the movable body is the maximum value of the values measured by the measuring instrument among the postures which can be taken by rotation. Control the attitude of the moving body so that the attitude becomes The data processing method according to appendix 12.
  • the wind information and the relation information with respect to the wind received by the mobile body are acquired from the data processing device according to any one of appendices 1 to 6, and the wind information and the relation information are used to obtain the wind information and the relation information. Deriving the magnitude and direction of the propulsive force of the moving body such that the magnitude of the influence of wind on the acceleration is smaller; Generating a control signal to the mechanism for causing the magnitude and direction of the propulsive force of the mobile unit to be in the direction and the derived propulsive force; Drive control method.
  • the data processing apparatus includes relationship estimation means for deriving, as the relationship information, a value representing a relationship between the strength of the wind and the force received by the moving body.
  • the drive control method derives the propulsive force and the attitude using the value associated with the time point at which the acceleration is the smallest.
  • the drive control method according to appendix 17.
  • Acceleration acquisition processing for acquiring acceleration of the movable body, comprising: a mechanism for generating a propulsive force; and a measuring device for measuring the strength of at least one component of wind received by the movable body.
  • Wind information acquisition processing for acquiring wind information indicating the direction in which the wind blows and the strength of the wind, which is specified from the value measured by the measuring instrument;
  • An external force estimation process for estimating the magnitude of the external force received by the moving body from the wind based on the acceleration and the direction and magnitude of the propulsive force;
  • Generation processing for generating relationship information indicating a relationship between the strength of the wind and the magnitude of the estimated external force;
  • a non-transitory computer readable storage medium storing a program that causes a computer to execute.
  • the program causes the computer to execute measurement condition control processing that controls the posture of the moving body such that the direction of the propulsive force is included in a plane including the direction of the wind and the direction of gravity.
  • the storage medium according to appendix 19 The measurement condition control process is The movable body is rotated about a first axis which is not parallel to the measurement direction of the measuring instrument, and the posture of the movable body is the maximum value of the values measured by the measuring instrument among the postures which can be taken by rotation. Control the attitude of the moving body so that the attitude becomes 24.
  • the storage medium according to appendix 20 The acceleration acquisition process estimates a variation of the position of the mobile based on an image acquired by an imaging device mounted on the mobile, and estimates the acceleration based on the estimated variation.
  • the program causes the computer to execute measurement condition control processing for controlling the posture of the moving body such that the imaging direction of the imaging device is perpendicular to the direction in which the wind blows.
  • 24 The storage medium according to appendix 22.
  • the program is a parameter correction process for correcting at least one parameter used in a calculation for deriving a value derived by at least one of the wind information acquisition process and the external force estimation process based on the relationship information. Run on the computer, 24.
  • the wind information and the relation information with respect to the wind received by the mobile body are acquired from the data processing device according to any one of appendices 1 to 6, and the wind information and the relation information are used to obtain the wind information and the relation information.
  • a propulsion vector deriving process for deriving the magnitude and direction of the propulsive force of the moving body such that the magnitude of the influence of wind on the acceleration is smaller;
  • a control signal generation process for generating a control signal to the mechanism for setting the magnitude and direction of the propulsive force of the movable body to the magnitude and direction of the propulsive force derived by the propulsive vector derivation process;
  • a non-transitory computer readable storage medium storing a program that causes a computer to execute.
  • the data processing apparatus includes relationship estimation means for deriving, as the relationship information, a value representing a relationship between the strength of the wind and the force received by the moving body.
  • the propulsion vector derivation process derives the propulsion and the attitude by using the value associated with the time when the acceleration is the smallest. 24.

Abstract

移動体から取得された情報から、風が移動体に与える影響の大きさを精度よく知得する。データ処理装置は、推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得する加速度取得部と、前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得する風情報取得部と、前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定する外力推定部と、前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する生成部と、を備える。

Description

データ処理装置、駆動制御装置、移動体、データ処理方法、駆動制御方法、および記憶媒体
　本開示は、移動体が受ける力に関するデータの処理に関する。
　マルチロータヘリのような、小型の移動体を利用したサービスの開発が盛んである。小型の移動体により様々なサービスを好適に実現するためには、移動体の移動に関する制御（以下、「移動制御」とも称する）を適切に行う技術が重要である。特許文献１～４は、飛行体に対する移動制御に関する技術を開示している。
　特許文献１は、監視領域に侵入した侵入者を、飛行高度を調整しながら追尾し、侵入者を撮影する自律飛行ロボットを開示している。
　特許文献２は、カメラ、レーザスキャナ、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）トランシーバ、および加速度計等の複数のセンサからの情報を用いて、小型飛行体の自律飛行を制御するシステムを開示している。
　特許文献３は、飛行体の構造と移動方法を工夫することにより、飛行体が橋梁などで走行する際に横風の影響を軽減することを可能とする技術を開示している。
　特許文献４は、飛行中の機体が受ける風のベクトル（対気速度）を推定し、推定されたベクトルに基づき対地速度目標信号を発生する自動飛行制御装置を開示している。
　また、陸上または海上を走行する移動体の移動に関して、外乱を考慮した制御を行う技術が、特許文献５～７に開示されている。
　特許文献５および６に開示される技術は、主に船舶に対する移動制御を行う技術である。この技術では、風向を検出し、船首の方向（推進力の方向）が検出された風向に対向するように船舶の向きを制御することで、船舶に対する移動制御を安定的にする。
　特許文献７に開示される技術は、車両に対する移動制御に関する技術である。特許文献７に開示される外乱抑制制御システムは、風の強さを検出し、ドライバーに注意喚起したり、風が車両に与える横方向の力を相殺する制御を行ったりする。
特許第６０２９４４６号公報 特開２０１６－５４０２１１号公報 特開２０１６－０４３９２２号公報 特開２００６－３０６２５４号公報 国際公開第２０１６／１０４０３１号 特開２０１２－１７９９６８号公報 特開２０１４－１１３９０５号公報
　小型の移動体は、特に、風の影響をよく受けやすいため、小型の移動体の移動に関する制御を緻密に行うためには、風が移動体に与える影響をより正確に把握することが重要である。
　特許文献１、２、３には、風の方向や強さについて計測または推定等を行うことに関する記述はない。
　特許文献５、６には、風向に基づく制御については記載されているものの、風の強さに応じてどのような処理を行うかについては具体的に記載されていない。少なくとも、特許文献５、６に記載の技術では、実際に移動体が受けている風から受ける力がどの程度の推進力に相当するかは特定できない。
　特許文献４、７には、空気力学に基づく計算式によって、検出（または推定）された風のベクトルから、風の影響を打ち消す制御信号を導出する技術が記載されるが、用意された計算式が必ずしも実際の状況によく当てはまるとは限らない。より正確な制御信号を導出するためには、予め決定された計算式を用いるよりも、実際に移動体が受けた風とその影響との関係を示す情報を臨機応変に用いる方が望ましい。
　本発明は、移動体から取得された情報から、風が移動体に与える影響の大きさを精度よく知得できるデータ処理装置、およびデータ処理方法等を提供することを、目的の１つとする。
　本発明の一態様に係るデータ処理装置は、推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得する加速度取得手段と、前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得する風情報取得手段と、前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定する外力推定手段と、前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する生成手段と、を備える。
　本発明の一態様に係るデータ処理方法は、推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得し、前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得し、前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定し、前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する。
　本発明の一態様に係るプログラムは、推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得する加速度取得処理と、前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得する風情報取得処理と、前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定する外力推定処理と、前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する生成処理と、をコンピュータに実行させる。上記プログラムは、例えば、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体に記憶される。
　本発明によれば、移動体から取得された情報から、風が移動体に与える影響の大きさを精度よく知得できる。
本発明の第１の実施形態に係る飛翔体の例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る飛翔体の構成を示すブロック図である。 飛翔体における風センサと撮像装置の位置の例を示す概念図である。 第１の実施形態に係る飛翔体の動作の流れを示すフローチャートである。 ｂｙ軸方向から見た飛翔体と、飛翔体に加わる力とを示す概念図である。 風の方向および強さと２つの計測値との関係を示す概念図である。 記憶部に記憶されるデータの例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る飛翔体の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係る飛翔体の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る飛翔体の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係るデータ処理装置の構成を示すブロック図である。 第４の実施形態に係る移動体の構成を示すブロック図である。 第４の実施形態に係るデータ処理装置の動作の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の各実施形態の各部を構成するハードウェアの例を示すブロック図である。
　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
　なお、本開示において、「×」は積の演算を表し、「／」は除算を表す。
　＜＜第１の実施形態＞＞
　まず、本発明の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態は、データ処理装置１１が、図１に示されるような飛翔体１ａに適用される形態である。
　図１は、データ処理装置１１を含む筐体３が搭載された飛翔体１ａの例を示す概念図である。ただし、飛翔体１ａの立体的構造は、図１に例示される構造に限られない。
　飛翔体１ａは、例えば、マルチコプター（マルチローターヘリコプター、マルチローター等とも呼ばれる）である。人が搭乗しないマルチコプターは、ＵＡＶ（Ｕｎｍａｎｎｅｄ　Ａｅｒｉａｌ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）、小型無人機またはドローンと呼ばれることもある。
　なお、以下の説明において、飛翔体１ａに対して適用される座標系として、飛翔体１ａの重心を原点とする、飛翔体１ａに固定された三次元座標系を採用する。この三次元座標系は、互いに直交する、ｂｘ軸、ｂｙ軸、およびｂｚ軸の三軸によって表される。ｂｚ軸は、飛翔体１ａが傾いていない（すなわち、無風の状態において飛翔体１ａの位置が定常となるように飛翔体１ａが飛翔している）場合に、飛翔体１ａの重心にかかる重力の方向に一致する。ｂｘ軸は飛翔体１ａの機首方向に一致する。なお、機首方向とは、飛翔体１ａにとって基準となる方向である。機首方向は、随時変化してもよい（後述の変形例＜２＞を参照）が、以下の本実施形態の説明では、機首方向は飛翔体１ａに対して予め定められているとする。
　＜構成＞
　飛翔体１ａは、図１に示されるように、回転翼２および筐体３を有する。
　回転翼２は、飛翔体１ａの推進力および姿勢を変化させる部材である。図１に示される例では、回転翼２は４つある。飛翔体１ａは、回転翼２の回転により、推進力や回転力（トルク）を得る。例えば、４つの回転翼２が等しい回転速度で回転することにより、飛翔体１ａは、ｂｚ軸の負方向への推進力を得る。外乱が全くない場合で、推進力の方向が鉛直上方向でありかつその推進力が飛翔体１ａにかかる重力に等しい場合は、飛翔体１ａの位置は定常となる。また、４つの回転翼２の回転速度が異なると、飛翔体１ａは、傾いたり、ｂｚ軸まわりに回転したりすることが可能である。なお、回転翼２は、アクチュエータ９により回転する。回転翼２の回転は、後述する駆動制御装置２１により制御される。
　飛翔体１ａが傾くと、推進力の方向は鉛直方向ではなくなるため、飛翔体１ａは水平方向の成分を持つ推進力を得る。傾く方向は限定されないが、本実施形態の例では、駆動制御装置２１が飛翔体１ａを傾ける時は、ｂｙ軸まわりに傾けることを想定する。ｂｙ軸まわりの傾きにより機首が水平面に対し下方を向くことで、飛翔体１ａは機首が向いている方向の水平成分を持つ推進力を得る。
　筐体３は、飛翔体１ａに関する情報処理を行う装置を格納する。
　図２は、飛翔体１ａの構成を示すブロック図である。図２に示される通り、飛翔体１ａは、回転翼２および回転翼２を回転させるアクチュエータ９の他、風センサ５、撮像装置８、駆動制御装置２１、およびデータ処理装置１１を含む。図２に示されるように、例えば、駆動制御装置２１およびデータ処理装置１１は筐体３に含まれ、風センサ５および撮像装置８は筐体３の外にある。
　［駆動制御装置２１］
　駆動制御装置２１は、回転翼２の回転駆動を制御することによって、飛翔体１ａの推進力および姿勢を制御する。
　駆動制御装置２１は、例えば、次の事項を制御することが可能である。
・飛翔体１ａに生じる推進力の大きさ
・飛翔体１ａのｂｙ軸まわりの回転量（機首が向く方位）
・機首を下げる角度（水平方向に対する伏角。Ｐｉｔｃｈ角。）
　駆動制御装置２１は、具体的には、制御信号生成部２１１を備える。
　制御信号生成部２１１は、飛翔体１ａの推進力と姿勢とを制御する制御信号を生成する。具体的には、制御信号生成部２１１は、推進力および姿勢を、目標とする推進力および目標とする姿勢にするための、飛翔体１ａの４つの回転翼２のそれぞれの回転速度を制御する制御信号を生成する。
　制御信号生成部２１１は、目標とする推進力および目標とする姿勢を、飛翔体１ａの外部から通信によって取得される制御指示から取得してもよいし、後述する計測条件制御部１１０および第３の実施形態の推進ベクトル導出部２２２のような、飛翔体１ａに搭載された、制御指示を生成する構成要素による制御指示から取得してもよい。
　駆動制御装置２１は、制御信号生成部２１１により生成される制御信号をアクチュエータ９に送出することにより、飛翔体１ａの推進力および姿勢を制御する。
　［風センサ５］
　風センサ５は、風の強さを計測する計測器である。具体的には、風センサ５は、飛翔体１ａに搭載され、飛翔体１ａが受ける風の強さを計測する。風センサ５により計測される値（以下、計測値）の単位は、例えば、「ｍ／ｓ」、「ノット」、または「ｍ３／ｍｉｎ」のいずれでもよいし、これら以外でもよい。計測値は、風センサ５が受けた風の強さを定量的に示す値であればよい。風センサ５の一例としては、風速計、風量計、圧力計、およびマイクロフォン（風の強さに応じて変化する音量を取得する）等が挙げられる。
　風センサ５は飛翔体１ａに搭載されているため、風センサ５が受ける風がすなわち、飛翔体１ａが受ける風である。
　複数の風センサ５が飛翔体１ａに搭載されてもよい。図３は、本実施形態の飛翔体１ａに搭載される風センサ５の配置の例を示している。図３に示されるように、４つの風センサ５が、飛翔体１ａにｂｚ軸方向まわりに対称に（回転対称となるように）配置されてもよい。複数の風センサ５の計測値を取得することにより、後述する風情報の精度が向上し得る。
　風センサ５による計測の感度には指向性があってもよい。すなわち、風センサ５は、その風センサ５が受ける風の、特定の方向の成分を測る計測器であってもよい。以下の説明では、この特定の方向のことを「計測方向」と称する。
　図３に示される例では、４つのうち１つの風センサ５が、その風センサ５の計測方向がｂｘ軸方向になるように、飛翔体１ａに取り付けられている。
　風センサ５は、単独で風の方向と強さとを計測できる計測器であってもよい。
　風センサ５は、計測値を、データ処理装置１１に送出する。計測値は、データ処理装置１１において、計測条件制御部１１０および風情報取得部１１１に使用される。
　［撮像装置８］
　撮像装置８は、撮像を行うデバイスである。撮像装置８は、例えば、カメラである。撮像装置８は、撮像装置８の撮影範囲を、例えば、所定のフレームレートで連続的に撮影することにより、動画像を取得する。撮像装置８は、撮像のタイミングを指定する撮像コマンドに基づいて静止画を取得してもよい。撮像コマンドは、筐体３または撮像装置８に含まれる、撮像コマンドを発生させる回路から受信されてもよいし、飛翔体１ａの外部から遠隔で受信されてもよい。撮像コマンドに基づいて撮像を行う場合、撮像装置８は、少なくとも３つの時点において撮像を行い、画像をそれぞれ取得する。
　撮像装置８は、撮像装置８によって取得された画像（以下、「撮像画像」と称す）を、その撮像画像が取得された時刻の情報と共に、データ処理装置１１に送出する。
　図３は、本実施形態における飛翔体１ａと撮像装置８との位置関係の例を示している。撮像装置８は、例えば、ｂｙ軸方向を撮影する。ｂｙ軸方向を撮影することで、機首が傾いて飛翔体１ａがｂｘ軸とｂｚ軸とを含む平面上を移動した場合に、撮影範囲は撮影方向に垂直な方向にスライドする（すなわち、撮像画像の変化が最も大きくなる）。
　［データ処理装置１１］
　以下、図２を参照しながら、データ処理装置１１に含まれる構成について説明する。データ処理装置１１は、計測条件制御部１１０、風情報取得部１１１、推進力特定部１１２、姿勢特定部１１３、変動量計算部１１４、合力計算部１１５、外力推定部１１６、関係推定部１１７、およびデータ記憶部１１９を備える。
　後述するが、計測条件制御部１１０、風情報取得部１１１、推進力特定部１１２、姿勢特定部１１３、変動量計算部１１４、合力計算部１１５、外力推定部１１６、および関係推定部１１７は、例えば、プログラムに基づいて命令を実行する１つまたは複数のプロセッサとメモリとを含むコンピュータによって構成されてもよい。
　データ記憶部１１９は、データ処理装置１１が扱うデータを、一時的に、または非一時的に、記憶する。データ記憶部１１９は、いわば、ワーキングメモリである。データ記憶部１１９は、不揮発性の記憶媒体でもよい。データ記憶部１１９に対して、データ処理装置１１に含まれる他の構成要素は自由にデータを読み書き可能である。
　データ記憶部１１９は、例えば、風センサ５により計測された計測値と、その計測値が計測された時点における飛翔体１ａの状況に関する様々な情報（姿勢、推進力、取得された加速度、推定された合力、および推定された外力等）とを関連づけるテーブルの形式で、データを保持してもよい。
　計測条件制御部１１０は、データの計測の条件を制御する。具体的には、計測条件制御部１１０は、風センサ５による計測値および撮像装置８による撮像画像等のデータをデータ処理装置１１の各部が処理するタイミングと、駆動制御装置２１において生成される信号とを制御する。
　風情報取得部１１１は、風センサ５の計測値に基づき、風情報を取得する。風情報は、飛翔体１ａが受けている風の方向および強さを示す情報である。なお、本開示において、「風の方向」とは、風が吹く（吹き進む）方向である。風の方向は、水平方向とは限らない。
　例えば、風センサ５が風向風速センサのように風の方向と風の強さとを計測する計測器である場合は、風センサ５により計測された計測値（この場合、方向の情報も含む）を、そのまま風情報として取得してもよい。ただし、風情報取得部１１１は、所定の時間範囲の計測値の平均値を、風情報としてもよい。
　風センサ５が特定の計測方向の風の強さのみを計測する計測器である場合は、風情報取得部１１１は、複数の計測方向にて得られた計測値から、風の方向と強さとを特定すればよい。理論上、線形独立な３つの方向成分の、それぞれの風の強さを示す計測値があれば、風の方向および強さは特定可能である。計測方向が異なる複数の風センサ５が飛翔体１ａに搭載される場合は、風情報取得部１１１は、その風センサ５による各々の計測値を用いればよい。１つの風センサ５のみが飛翔体１ａに搭載される場合は、風情報取得部１１１は、飛翔体１ａが異なる姿勢をとったときの風センサ５による計測値を取得することで、線形独立な３つの方向成分の風の強さを示す計測値を少なくとも含む複数の計測値を取得すればよい。
　なお、風の方向の情報は、飛翔体１ａの座標系に基づく方向で表されてもよいし、実空間の三次元空間に対する座標系に基づく方向で表されてもよい。
　推進力特定部１１２は、飛翔体１ａの推進力を特定する。駆動制御装置２１が飛翔体１ａの推進力を制御しているので、推進力特定部１１２は、駆動制御装置２１の制御信号生成部２１１が生成する制御信号を取得することにより、推進力を特定すればよい。推進力の単位は、例えば「ニュートン」である。推進力特定部１１２は、制御信号生成部２１１が生成する制御信号と推進力との関係を表す情報を保持し、その情報を推進力の特定に利用すればよい。例えば、制御信号生成部２１１が生成する制御信号には、回転翼の回転速度を示す情報が含まれているとする。４つの回転翼２のそれぞれの回転速度（ω１、ω２、ω３、ω４［回転／秒］）と推進力（Ｆｄ［Ｎ］）との関係が、例えば、係数Ｋを用いてＦｄ＝Ｋ×（ω１＋ω２＋ω３＋ω４）と表される場合、推進力特定部１１２は、制御信号と係数Ｋの値に基づき、推進力Ｆｄの値を特定可能である。
　なお、本実施形態では、「推進力」は、飛翔体１ａが自ら発生させる推進力を指す。風から受ける力は「外力」として区別される。
　推進力特定部１１２は、特定された推進力の情報を、データ記憶部１１９に書き込む。推進力特定部１１２は、特定された推進力の情報を、その情報を用いるデータ処理装置１１の構成要素に送出してもよい。
　姿勢特定部１１３は、飛翔体１ａの姿勢を特定する。駆動制御装置２１が飛翔体１ａの姿勢を制御しているので、姿勢特定部１１３は、駆動制御装置２１の制御信号生成部２１１が生成する制御信号を取得することにより、姿勢を特定すればよい。
　なお、本実施形態では、飛翔体１ａの姿勢は風により変化しないこととする。一つの実施形態において、飛翔体１ａの姿勢が風により変化することを考慮する場合は、姿勢特定部１１３は、例えば、制御信号生成部２１１が生成する制御信号とは別の情報を用いて姿勢を特定してもよい。
　姿勢特定部１１３は、例えば、ジャイロセンサによって、飛翔体１ａの姿勢を特定してもよい。あるいは、姿勢特定部１１３は、例えば、撮像装置８による撮像画像に基づいて、飛翔体１ａの姿勢を特定してもよい。姿勢特定部１１３は、上記の他、傾きを検知可能な方法によって、飛翔体１ａの姿勢を特定してもよい。
　変動量計算部１１４は、飛翔体１ａの位置の変動量および速度の変動量を、撮像装置８により取得された撮像画像に基づいて、計算する。そして、変動量計算部１１４は、飛翔体１ａの加速度を、推定により取得する。
　具体的には、まず、変動量計算部１１４は、異なる２つ以上の時点においてそれぞれ取得された撮像画像に基づき、例えば動きベクトルを計算し、計算された動きベクトルに基づいて、飛翔体１ａの位置の変動量を推定する。具体的には、まず、変動量計算部１１４は、撮像画像に含まれる、特定の点（複数でもよい、領域またはオブジェクトでもよい）の、撮像画像内での位置の変動量（動きベクトル）を算出する。特定の点は、予め決められた位置の点でもよいし、特定の点を抽出する所定のアルゴリズムにより抽出される点でもよい。撮像装置８からその特定の点に相当する実空間内の点までの距離が既知であることを前提とすれば、変動量計算部１１４は、その距離と、特定の点の動きベクトルと、撮像画像の大きさと、撮像画像の画角（撮像装置８の設定から特定可能である）とから、実空間における撮像装置８と特定の点との相対的な位置関係の変化、すなわち飛翔体１ａの位置の変動量を、導出可能である。一例として、変動量計算部１１４は、飛翔体１ａの位置の横方向の変動量ＤＭを、特定の点に相当する実空間内の点までの距離Ｌと、撮像画像の横方向の長さｄと、撮像画像の横方向の画角Ψと、特定の点の動きベクトルｖｐと、を用いて、ＤＭ＝２Ｌ×ｔａｎ（Ψ／２）×ｖｐ／ｄにより導出してもよい。縦方向の変動量も同様に導出可能である。なお、変動量計算部１１４は、飛翔体１ａの変動量を導出するために用いる値（ｖｐやＬ等）として、複数の特定の点のそれぞれについて得られた値の統計的な値（平均値、最頻値、または中央値等）を用いてもよい。
　なお、撮像装置８から特定の点に相当する実空間内の点までの距離は、距離センサ等、対象物までの距離を計測可能なセンサによって取得された値でもよいし、暫定的に設定された値でもよい。撮像装置８から特定の点に相当する実空間内の点までの距離が既知でない場合や暫定的に設定された場合の、データ処理装置１１の動作については、後述の変形例＜７＞および第２の実施形態の説明を参照されたい。
　変動量計算部１１４は、飛翔体１ａの位置の変動量を導出後、その２つ以上の時点間の期間における速度を導出する。そして、変動量計算部１１４は、異なる２つ以上の時点における速度の変動量に基づき、その２つ以上の期間における加速度を推定する。
　変動量計算部１１４は、推定により取得された飛翔体１ａの加速度を、データ記憶部１１９に書き込む。
　合力計算部１１５は、変動量計算部１１４により取得された加速度に基づき、飛翔体１ａが受けた力を計算する。飛翔体１ａが受けた力は、推進力と外力と重力とを合わせた力（合力）である。
　加速度から合力を計算する方法は、加速度と合力との関係を表す計算モデルに基づく方法でよい。加速度と合力との関係を表す計算モデルは、例えば、ニュートンの運動の法則である。
　合力計算部１１５は、計算により特定された合力を、データ記憶部１１９に書き込む。
　外力推定部１１６は、合力計算部１１５により算出された合力と、推進力特定部１１２により特定された推進力と、姿勢特定部１１３により特定された姿勢と、に基づき、飛翔体１ａが受けた外力を推定する。本実施形態における外力とは、風から受ける力である。
　外力推定部１１６は、外力を、合力計算部１１５によって算出された合力と、推進力との差分を計算することによって推定する。
　外力推定部１１６は、推定された外力をデータ記憶部１１９に記録する。
　関係推定部１１７は、風情報取得部１１１により取得された風情報と外力推定部１１６により推定された外力とから、風の強さと推定された外力の大きさとの関係を推定する。具体的な方法の例は後述のステップＳ１８の処理の例の説明にて詳述される。
　＜動作＞
　本実施形態の飛翔体１ａの動作の流れを、図４のフローチャートを参照しながら説明する。
　まず、飛翔体１ａは飛行中であるとする。飛翔体１ａは水平でも、傾いていてもよい。飛行の間、風センサ５は、風センサ５が受ける風の強さを計測する。
　一例として、風センサ５により取得された計測値が閾値以上になった場合に、図４のフローチャートに示される処理が開始する。例えば、計測条件制御部１１０が、風センサ５から計測値を受け取り、計測値が閾値以上であるかを判定すればよい。風センサ５が複数ある場合は、計測条件制御部１１０は、複数の計測値のいずれかの計測値が閾値以上であるかを判定すればよい。なお、閾値は、設計者等により予め設定された値である。閾値としては、例えば、飛翔体１ａの位置に有意な影響を与えると考えられる値の、最低値が設定される。
　計測値が閾値以上である場合、計測条件制御部１１０は、ステップＳ１１の処理を行う。ステップＳ１１において、計測条件制御部１１０は、機首方向を、風の方向と重力の方向とを含む平面に含まれるようにする制御を行う。
　具体的には、計測条件制御部１１０は、風の方向が特定されている場合は、機首方向の水平成分が風の方向の水平成分に一致するようなｂｚ軸まわりの回転角を、駆動制御装置２１の制御信号生成部２１１に指示すればよい。
　風の方向が特定されていない場合、計測条件制御部１１０は、飛翔体１ａの方向を、計測方向が機首方向に一致する風センサ５の計測値が最大になる方向になるように制御すればよい。
　より具体的には、計測条件制御部１１０は、まず、駆動制御装置２１に、姿勢の制御機能を用いて飛翔体１ａをｂｚ軸まわりまたは重力方向まわりに回転させるよう指示し、飛翔体１ａが回転している間、計測方向が機首方向である風センサ５による計測値を観察する。そして、計測条件制御部１１０は、計測値が最大になる、飛翔体１ａの向きを特定する。
　そして、計測条件制御部１１０は、飛翔体１ａの向きを特定された向きにするよう、駆動制御装置２１に指示を行う。指示は、たとえば、ｂｚ軸まわりの回転角の大きさを示す数値を含めばよい。これにより、駆動制御装置２１は、アクチュエータ９による回転翼２の回転を制御し、飛翔体１ａをｂｚ軸まわりに、指示に示された角度だけ回転させる。結果として、機首方向の水平方向成分が、風の方向の水平方向成分に対向する。また、以後、推進力の方向は、Ｐｉｔｃｈ角に関わらず、風の方向と重力の方向とを含む平面に含まれるようになる。
　ステップＳ１２では、推進力特定部１１２と姿勢特定部１１３とが、飛翔体１ａの推進力および姿勢を特定する。
　ステップＳ１１とステップＳ１２との間において、駆動制御装置２１は、推進力およびＰｉｔｃｈ角（すなわち、機首を下げる角度）を変更してもよい。ステップＳ１２以降、少なくともステップＳ１４までの処理においては、飛翔体１ａの推進力および姿勢は維持されるとする。
　ステップＳ１３では、風情報取得部１１１が、風情報を取得する。風情報の取得方法については後述する。
　ステップＳ１４では、変動量計算部１１４が、撮像装置８により取得された撮像画像に基づき、飛翔体１ａの位置の変動および加速度ベクトルを導出する。
　ステップＳ１２からステップＳ１４の処理の順番は、上述の順番と異なってもよい。
　ステップＳ１５では、合力計算部１１５が、加速度ベクトルに基づいて、飛翔体１ａにかかっている合力を計算する。
　ステップＳ１６では、外力推定部１１６が、推進力、Ｐｉｔｃｈ角、および加速度ベクトルに基づき、外力を推定する。また、外力推定部１１６は、推定された外力を、データ記憶部１１９に記録する（ステップＳ１７）。
　そして、関係推定部１１７が、風情報と推定された外力とから、風の強さと外力との関係を推定する（ステップＳ１８）。
　以下、各処理における具体的な演算の例を示す。ただし、後述の変形例＜６＞でも述べる通り、以下で紹介される演算は一例に過ぎない。各推定値を導出するために用いられる式および計算モデル等は、データ処理の目的に反しない限り様々に設計されてもよい。
　以下では、鉛直下方向をｚ方向、ｂｙ軸方向をｙ方向、飛翔体１ａが傾いていないときの機首方向（ｂｘ軸方向）をｘ方向、と定義する。
　なお、上記の定義によれば、飛翔体１ａの推進力は、必然的に、ｘｚ平面に含まれる方向である。また、ステップＳ１１の処理により機首方向の水平方向成分が風の方向の水平方向成分に対向するように飛翔体１ａの向きが制御されているため、風の方向はｘｚ平面に含まれる方向である。したがって、飛翔体１ａが推進力と外力と重力とによって移動する方向もまた、ｘｚ平面に含まれる方向である。
　参考として、図５は、ｂｙ軸方向から見た飛翔体１ａと、飛翔体１ａに加わる力とを示す概念図である。以下の説明において、飛翔体１ａに加わる力は、いずれも正負方向を統一して記述される。
　［ステップＳ１３］
　ステップＳ１３において、風情報取得部１１１は、例えば、計測方向が機首方向に一致する風センサ５によって、ｂｙ軸が異なる２時点において計測された計測値を用いることにより、風の方向および強さを特定する。
　例えば、風情報取得部１１１は、飛翔体１ａが水平であった時の計測値（風速のｘ方向成分）Ｗ１と、Ｐｉｔｃｈ角がθであるときの計測値（風速のｂｘ軸方向成分）Ｗ２と、を取得する。計測値Ｗ１はステップＳ１２よりも前の時点で、計測値Ｗ２はステップＳ１２の後で計測されればよい。
　風の強さＷ０および風の仰角φについて、理論上、Ｗ０×ｃｏｓφ＝Ｗ１，Ｗ０×ｃｏｓ（θ＋φ）＝Ｗ２が成立するから（図６を参照）、これを連立方程式として解くことにより、φ＝Ａｒｃｔａｎ｛（Ｗ２－Ｗ１×ｃｏｓθ）／（－Ｗ１×ｓｉｎθ）｝、および、Ｗ０＝Ｗ１／ｃｏｓφ＝Ｗ２／ｃｏｓ（θ＋φ）がいえる。なお、この式は、φの値が負である場合も成立する。
　風情報取得部１１１は、上記の式を用いて、水平方向の計測値Ｗ１とＰｉｔｃｈ角をθとしたときの計測値Ｗ２とから、風の強さＷ０および風の仰角φを導出すればよい。なお、いうまでもなく、風情報取得部１１１は、水平でない２つの方向の計測値Ｗ３およびＷ４を用いても、同様の要領で風の強さＷ０および風の仰角φの導出可能である。
　風情報取得部１１１は、導出された風の方向および強さを、風情報として、データ記憶部１１９に記録する。
　［ステップＳ１４］
　ステップＳ１４において、変動量計算部１１４は、例えば、異なる２つ以上の時点においてそれぞれ取得された撮像画像に対して、オプティカルフローを計算し、計算されたオプティカルフローに基づき、飛翔体１ａの速度を導出する。オプティカルフローに基づけば、撮像装置８の撮影方向に垂直な方向の速度ベクトルが導出可能である。本実施形態では、撮像装置８の撮影方向はｂｙ軸方向であるので、導出される速度ベクトルは、ｘ方向とｚ方向とを含む平面上のベクトルである。すなわち、導出される速度ベクトルは、ｘ方向成分とｚ方向成分との２成分によって記述可能である。ただし、飛翔体１ａが傾いている場合は撮像装置８も傾いているため、変動量計算部１１４は、速度ベクトルをｘ方向成分とｚ方向成分との２成分によって記述する場合、姿勢特定部１１３により特定された飛翔体１ａのＰｉｔｃｈ角に基づいて、ｘ方向およびｚ方向を特定する。
　ある２時点における速度の変化に基づけば、加速度が導出可能である。例えば、変動量計算部１１４は、第１の時点における速度ベクトルとしてベクトルＶ１を導出し、第１の時点のｔ秒後の第２に時点における速度ベクトルとしてベクトルＶ２を導出したとする。この場合、変動量計算部１１４は、（Ｖ２－Ｖ１）／ｔを、加速度ベクトルとして導出する。
　導出される加速度ベクトルは、速度ベクトルと同様、ｘ方向成分とｚ方向成分との２成分によって記述可能である。
　［ステップＳ１５］
　ステップＳ１５において、合力計算部１１５は、例えば、運動の法則に基づく式により、飛翔体１ａが受けた力のｘ方向成分とｚ方向成分とを推定する。飛翔体１ａの加速度を“ａ”、飛翔体１ａの質量を“Ｍ”とすれば、運動の法則により、飛翔体１ａが受けた力“Ｆ”は、Ｆ＝Ｍ×ａで算出される。飛翔体１ａが受けた力のｘ方向成分を“Ｆｘ”とし、ｘ方向の加速度を“ａｘ”とすれば、Ｆｘ＝Ｍ×ａｘが成立する。飛翔体１ａが受けた力のｚ方向成分を“Ｆｚ”とし、ｚ方向の加速度を“ａｚ”とすれば、Ｆｚ＝Ｍ×ａｚが成立する。
　本実施形態の説明では、飛翔体１ａの質量（“Ｍ”）が既知であるとする。合力計算部１１５は、したがって、“Ｍ”，“ａｘ”および“ａｚ”に基づき、飛翔体１ａが受けた力“Ｆｘ”および“Ｆｚ”の値を推定可能である。なお、“Ｍ”が既知でない場合の実施形態については変形例＜６＞の説明において説明する。
　合力計算部１１５は、“Ｆｘ”と“Ｆｚ”との組を、「合力ベクトル」として扱ってもよい。飛翔体１ａの加速度が加速度ベクトル（“ａｘ”と“ａｚ”との組）で与えられている場合、合力計算部１１５は、加速度ベクトルと“Ｍ”との積を計算することにより合力ベクトルを導出してもよい。
　［ステップＳ１６］
　ステップＳ１６において、外力推定部１１６は、例えば、外力のｘ方向成分とｚ方向成分とを推定する。
　外力の導出にあたり、外力推定部１１６は、推進力とＰｉｔｃｈ角とから、推進力のｘ方向成分と、ｚ方向成分とを算出する。例えば、推進力特定部１１２により特定された推進力をＦｄ、姿勢特定部１１３により特定されたＰｉｔｃｈ角をθとする。図５に示されるように、推進力ＦｄはＰｉｔｃｈ角θだけ鉛直方向から傾いているので、推進力Ｆｄのｘ方向成分を“Ｆｄｘ”、推進力Ｆｄのｚ方向成分を“Ｆｄｚ”（負の値）とすると、Ｆｄｘ＝Ｆｄ×ｓｉｎθ、Ｆｄｚ＝－Ｆｄ×ｃｏｓθが成立する。外力推定部１１６は、上の式により、推進力のｘ方向成分とｚ方向成分とを特定すればよい。
　また、外力推定部１１６は、飛翔体１ａが受ける重力を計算する。飛翔体１ａの質量を“Ｍ”、重力加速度を“ｇ”とすると、飛翔体１ａが受ける重力の大きさは“Ｍ×ｇ”である。
　外力推定部１１６は、外力を、以上のように特定された値を用いて算出する。具体的には、外力のｘ方向成分を“Ｆｗｘ”、外力のｚ方向成分を“Ｆｗｚ”とすると、外力推定部１１６は、“Ｆｗｘ”および“Ｆｗｚ”の値を、Ｆｗｘ＝Ｆｘ－Ｆｄｘ、およびＦｗｚ＝Ｆｚ－Ｆｄｚ－Ｍ×ｇにより算出する。
　上記の計算は、外力のベクトル（“Ｆｗｘ”と“Ｆｗｚ”との組）を、合力ベクトルから、推進力のベクトルおよび重力のベクトルを差し引くことにより求めることと、同義である。
　外力推定部１１６は、算出された“Ｆｗｘ”および“Ｆｗｚ”の値を、推定された外力として、データ記憶部１１９に記録する。
　ステップＳ１２からステップＳ１７の処理に基づき生成されるテーブルの例を図７に示す。このテーブルでは、風情報として、風速のｘ方向成分Ｗｘとｚ方向成分Ｗｚが記録されている。このテーブルは、飛翔体１ａが受けた風の強さと推定された外力との関係を示す情報（以下、「関係情報」とも称す）の一つである。このテーブルの一つの行が示す、推定された外力と風情報との組（データセット）も、関係情報といえる。
　［ステップＳ１８］
　ステップＳ１８において、関係推定部１１７は、例えば、風の強さと外力との関係を表す値を導出する。
　例えば、風速がＶである風が物体に与える力の大きさはＶの２乗に比例する、という、流体力学の見地に基づき、推定された外力の大きさ｜Ｆｗ｜とＶとの関係を表す計算モデルとして、｜Ｆｗ｜＝αＶ２という計算モデルが採用されてよい。αは、風を受ける物体の形状、面積、ならびに風の粘性および密度等に依存する係数である。この計算モデルに基づけば、｜Ｆｗ｜およびＶの値がわかれば、αの値を導出することが可能である。
　関係推定部１１７は、推定された外力と計測された風速に基づき、上記αの値を導出すればよい。具体的には、関係推定部１１７は、データ記憶部１１９に記憶された、ある時点において推定された外力の大きさ｜Ｆｗ｜と風速との組を取得し、｜Ｆｗ｜を風速の２乗で除した値を、上記αの値として導出してもよい。
　図７の例を参照しながら、αの値の具体的な計算の例を説明する。関係推定部１１７は、例えば、図７に示されるテーブルから、時刻０：００：００における、推定された外力と風速とを取得する。推定された外力のｘ方向成分Ｆｗｘは－１．３４５、ｚ方向成分Ｆｗｚは＋０．１５６、風速のｘ方向成分Ｗｘは－７．２２、ｚ方向成分Ｗｚは＋０．９４である。これより、関係推定部１１７は、αの値を次のように算出すればよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　関係推定部１１７は、２つ以上のデータセットを用いて、複数のαの値を導出してもよい。上記の計算と同様の計算を、図７に示されるテーブルの、時刻０：００：１０におけるデータセットに対して行うと、第２のαの値として“０．０２４１”が導出される。
　関係推定部１１７は、複数のαの値を導出した場合、その複数のαの代表値を導出してもよい。代表値は、例えば、複数のαのうちの一つの値、または複数のαの平均値、最頻値、もしくは中央値等である。
　αの値の精度は、αが、飛翔体１ａの加速度がより小さい時点のデータセットから導出されるほど、高いことが期待される。その理由は、加速度が小さいほど飛翔体の速度変化は小さく、計測される風の強さ（相対的な強さ）の変化も小さくなるからである。このことに基づき、関係推定部１１７は、取得された加速度の中で、最も小さい加速度に対応づけられるαの値を、αの代表値として決定してもよい。
　＜効果＞
　第１の実施形態に係る飛翔体１ａによれば、飛翔体１ａが受ける風の強さと外力との関係を示す情報を得ることができる。具体例としては、データ処理装置１１は、飛翔体１ａが受けた風の強さと外力とのデータセット、および、係数αを得ることができる。
　係数αの値がわかることによって、実際に飛翔体１ａが受けている風がどの程度の力を飛翔体１ａに与えているかがわかる。例えば、係数αの値が０．０２４１であると導出されたとする。飛翔体１ａが風速９ｍ／ｓの風を受けたとき、式｜Ｆｗ｜＝αＶ２に基づけば、飛翔体１ａが受けている外力の大きさは、０．０２４１×９２＝１．９５２Ｎであることがわかる。
　飛翔体１ａが受けている外力の大きさがわかれば、風の影響を相殺するための推進力および姿勢が特定可能である。例えば、上述の例の場合、風の影響を相殺するためには、飛翔体１ａの推進力が、風の方向に対向する方向に１．９５２Ｎだけ増加するように、推進力と姿勢を制御すればよい。このようにして、飛翔体１ａは、風の影響の大きさ、および風の影響を相殺するための推進力および姿勢を、風の強さと外力との関係を示す情報に基づいて知得することができる。
　また、データ処理装置１１により得られる情報は、実際に測定された風の強さと、取得された加速度との関係に基づいて導出されるため、予め理論に基づき用意された情報よりも正確であることが期待される。
　以上の通り、本実施形態によれば、移動体（飛翔体１ａ）から取得された情報から、風が移動体に与える影響の大きさを精度よく知得できる。
　＜＜変形例＞＞
　上述した実施形態の変形例について述べる。
　＜１＞
　データ記憶部１１９に記憶されるデータは、保持されるべき値が特定可能な情報であればよい。たとえば、外力推定部１１６は、外力の代わりに、外力を質量Ｍでわった値を、外力を特定可能な情報としてテーブルに書き込んでもよい。
　＜２＞
　機首方向は随時変更可能であってもよい。すなわち、駆動制御装置２１は、飛翔体１ａを任意の方向に倒すことが可能であってもよい。倒した方向が、機首方向として定義されればよい。
　＜３＞
　撮像装置８の撮影方向は飛翔体１ａの向きに依存しないよう構成されてもよい。
　例えば、複数の撮像装置８がｂｚ軸まわりの異なる方向を向くように設置されることで、飛翔体１ａの機首方向がどの方向であってもいずれかの撮像装置８が飛翔体１ａの位置の変動および加速度を推定可能な撮像画像を取得できるようにしてもよい。あるいは例えば、撮像装置８はｂｚ軸に垂直なあらゆる方向を一度に撮影できる全方向カメラでもよい。
　あるいは、撮像装置８は、撮影方向が可変であるように搭載されてもよい。例えば、撮像装置８の撮影方向は、ｂｚ軸まわりに回転可能であり、撮影方向を制御する制御部（例えば、計測条件制御部１１０）によって撮影方向が制御可能であってもよい。
　＜４＞
　機首方向が随時変更可能で、かつ撮像装置８の撮影方向が飛翔体１ａの向きに依存しない場合には、ステップＳ１１の処理は省略可能である。撮影方向が可変である場合には、ステップＳ１１の処理の代わりに、計測条件制御部１１０が、撮像装置８の撮影方向が風の方向に垂直となるように制御する、ステップＳ２１の処理があればよい。そのような処理により、撮像装置８は、飛翔体１ａが回転しなくても、飛翔体１ａの位置の変動および加速度を推定可能な撮像画像を取得できる。
　＜５＞
　風センサ５が複数個あり、機首方向が可変である場合は、ステップＳ１１の処理において、計測条件制御部１１０は、いずれの風センサ５の計測方向を、風の方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように、制御してもよい。風センサ５が複数個（ｋ個）ある場合は、計測条件制御部１１０は、各風センサ５の計測値のうち最も高い値を示す風センサ５の計測方向を、風の方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように制御すれば、飛翔体１ａの回転量を抑えることができる。例えば、複数個（ｋ個）の風センサ５が、飛翔体１ａのｂｚ軸まわりにｋ回対称になるように配置されている場合、ステップＳ１１の処理において飛翔体１ａを回転させる角度の範囲は、３６０°／ｋ以内にすることができる。
　なお、撮像装置８は、いずれの風センサ５の計測方向が風の方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように制御された場合でも、飛翔体１ａの位置の変動および加速度を推定可能な撮像画像を取得できるよう、構成されていればよい。
　＜６＞
　データ処理装置１１が導出する値は、上述の計算式とは異なる計算式に基づいて導出されてもよい。
　例えば、上述したＷ０×ｃｏｓφ＝Ｗ１、Ｗ０×ｃｏｓ（θ＋φ）＝Ｗ２という式よりも、風の強さと計測値との関係をより良く表す式があるならば、風情報取得部１１１は、その式に基づいてＷ０およびφを導出してもよい。
　関係推定部１１７が用いる式は、α＝｜Ｆｗ｜／Ｖ２ではなく、例えば、α＝｜Ｆｗ｜／Ｖでもよい。
　あるいは、関係推定部１１７が用いる式は、飛翔体１ａに対する風の相対的な方向（θ＋φの角度）の違いによる力の強さの変化を考慮し、風の相対的な方向に応じて変化する関数Ｐ（θ＋φ）を用いた、α＝｜Ｆｗ｜×Ｐ（θ＋φ）／Ｖ２のような式でもよい。
　上記の他、当業者は、より精度のよい推定対象の値の推定のため、推定対象の値の推定に関わる計算式を自由に設計してよい。
　＜７＞
　α等の、関係推定部１１７が値を推定する対象は、１つでなくてもよい。関係推定部１１７は、推定された外力と計測値との複数のデータセットを用いることで、複数の、値が不明なパラメータの値を導出することができる。
　例として、関係推定部１１７は、Ｆｗｘ、Ｆｗｚ、Ｗｘ、およびＷｚの関係を、
Ｆｗｘ＝Ｃ１×ｆ（Ｗｘ）＋Ｃ２×ｇ（Ｗｚ）
Ｆｗｚ＝Ｃ３×ｆ（Ｗｘ）＋Ｃ４×ｇ（Ｗｚ）
として、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、およびＣ４の値を推定の対象としてもよい。ただし、関数ｆおよび関数ｇは予め定義された関数である。この場合、推定の対象（以下、「推定対象」とも称す）はＣ１、Ｃ２、Ｃ３、およびＣ４の４つであるため、関係推定部１１７は、４つ以上のデータセットを用いることにより、それらのデータセットにマッチするＣ１、Ｃ２、Ｃ３、およびＣ４の値を推定することが可能である。値を推定する方法としては、例えば、最小二乗法が挙げられる。なお、上記の例の変更例として、関数ｆおよび関数ｇの中にさらに不明なパラメータが設定されていてもよい。
　別の例として、質量Ｍが不明である場合を想定する。この場合において、Ｆｗｘ＝Ｍ×ａｘ－Ｆｄｘ、およびＦｗｚ＝Ｍ×ａｚ－Ｆｄｚ－Ｍ×ｇと式｜Ｆｗ｜＝αＶ２とに基づけば、
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
という式が得られる。この式において、Ｍおよびαの２つを推定対象とするならば、ａｘ、ａｚ、Ｆｄｘ、Ｆｄｚ、Ｗｘ、およびＷｚのデータセットが２つ以上取得されれば、Ｍおよびαの値が推定可能である。
　同様にして、データ処理装置１１は、外力の推定および計測値に関わる種々の計算において複数の推定対象を設定し、複数のデータセットから推定対象の値を推定してもよい。
　＜＜第２の実施形態＞＞
　第２の実施形態に係る飛翔体１ｂについて説明する。図８は、飛翔体１ｂの構成を示すブロック図である。飛翔体１ｂは、データ処理装置１２の構成要素として、データ処理装置１１に含まれる構成要素に加えて、パラメータ修正部１２８を含む。パラメータ修正部１２８以外の構成要素は、飛翔体１ａの構成要素と同様である。
　パラメータ修正部１２８は、風情報取得部１１１、および外力推定部１１６の少なくともいずれかが導出する値を導出するための計算において使用される少なくとも一つのパラメータを、関係情報に基づいて修正する。
　パラメータ修正部１２８は、例えば、次のような場合を契機に、パラメータの修正を行ってもよい。
・α等の推定対象の推定された値のばらつきが基準を満たさない場合（直近の数件のデータセットにおける推定対象の推定された値の最大値と最小値との差が所定の値以上である、または直近の数件のデータセットにおける推定対象の推定された値の分散が所定の値以上である場合、等）
・風の方向と外力の方向との乖離が基準を満たさない場合（風の方向と外力の方向とのなす角が所定の角度以上であるデータセットが存在する場合、または直近の数件のデータセットにおける風の方向と外力の方向とのなす角の平均が所定の角度以上である場合、等）
　修正の対象となるパラメータは、任意に設定されうる。例えば、質量Ｍ、制御信号と推進力との関係を示す係数Ｋ、飛翔体１ａに対する風の方向に応じた補正関数Ｐ（θ＋φ）に用いられる定数、および、オプティカルフローの計算において用いられる定数（Ｌ等）、等が、修正の対象とされてもよい。なお、修正の対象は、データ処理装置１２の設計時に定義されていればよい。なお、パラメータの値は、例えば、データ記憶部１１９に記憶されている。
　パラメータ修正部１２８は、複数のデータセットに基づき、修正対象のパラメータの最適値を導出する。具体的には、例えば、パラメータ修正部１２８は、直近の数件のデータセットにおける推定対象の値のばらつきが最小となるような、修正対象のパラメータの値を特定する。あるいは、パラメータ修正部１２８は、例えば、直近の数件のデータセットにおいて、推定された外力の方向と風の方向とのなす角が最も小さくなるような修正対象のパラメータの値を特定してもよい。パラメータ修正部１２８は、例えば、最小二乗法を用いて、修正対象のパラメータの値を特定してもよい。そして、パラメータ修正部１２８は、データ記憶部１１９に記憶された修正対象のパラメータの値を、特定された値に書き換える。
　推定対象のパラメータは複数であってもよい。修正対象のパラメータが複数あっても、データセットを多く用いることにより、各パラメータの最適な値を導出することは可能である。
　このような構成により、関係推定部１１７により推定される、風の強さと外力との関係を表す値の精度が向上する。精度が向上する理由は、修正されたパラメータの値に基づく推定対象の値に基づいて外力が推定されるからである。
　＜＜第３の実施形態＞＞
　第３の実施形態として、第２の実施形態の飛翔体１ｂに更なる構成要素が加わった形態を説明する。
　図９は、第３の実施形態に係る飛翔体１ｃの構成を示すブロック図である。飛翔体１ｃの駆動制御装置２２は、推進ベクトル導出部２２２を備える。推進ベクトル導出部２２２以外の構成要素は、飛翔体１ｂの構成要素と同様である。
　推進ベクトル導出部２２２は、飛翔体１ｃが受けている風の影響を考慮した推進ベクトルを導出する。推進ベクトルとは、推進力の大きさと方向とを表すベクトルである。
　例えば、推進ベクトル導出部２２２は、飛翔体１ｃが受けている風により飛翔体１ｃの加速度に与える影響の大きさを小さくする推進ベクトルを導出する。具体的には、推進ベクトル導出部２２２は、データ処理装置１２から、飛翔体１ｃが受けている風の風情報と、関係推定部１１７により取得された関係情報を取得する。そして、推進ベクトル導出部２２２は、取得された風情報と関係情報とに基づき、風が飛翔体１ｃに与える外力の大きさおよび方向を導出する。そして、推進ベクトル導出部２２２は、その外力による加速度を小さくする推進ベクトルを導出する。より具体的には、例えば、推進ベクトル導出部２２２は、導出された外力を打ち消す推進ベクトル、すなわち、外力と同じ大きさを持つ、外力の方向とは反対向きの力を、推進ベクトルとして導出してもよい。
　飛翔体１ｃの目標とする加速度が「０」でない場合は、推進ベクトル導出部２２２は、導出された外力を打ち消す推進ベクトルに、目標とする加速度を達成する推進ベクトルを足し合わせた推進ベクトルをさらに導出してもよい。
　推進ベクトル導出部２２２は、導出された推進ベクトルが飛翔体１ｃに対し発生するよう、制御信号生成部２１１に制御指示を送る。推進ベクトル導出部２２２は、制御指示に、例えば、飛翔体１ｃの推進ベクトルが導出された推進ベクトルになるような、目標とする推進力および目標とする姿勢の情報を含める。
　制御信号生成部２１１は、推進ベクトル導出部２２２からの制御指示に基づいて、アクチュエータ９に制御信号を送り、飛翔体１ｃの推進力および姿勢を制御する。
　飛翔体１ｃの動作の流れの例を、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。
　飛翔体１ｃは、ステップＳ３１からステップＳ３８までの処理を、動作を終了する判断が行われる（ステップＳ３９においてＹＥＳ）まで繰り返し行う。ステップＳ３９の判断は、例えば計測条件制御部１１０が行ってもよい。ステップＳ３９において、計測条件制御部１１０は、一定時間が経過することを根拠にして動作の終了を判断してもよいし、外部から動作終了指示を受け取ることを根拠にして動作の終了を判断してもよい。
　ステップＳ３１では、飛翔体１ｃのデータ処理装置１２が、図４のフローチャートのステップＳ１１からステップＳ１６までの処理と同様の処理を行うことで、風情報の取得と外力の推定を行う。
　ステップＳ３２では、データ処理装置１２が、推定された外力と風情報とを記録する。
　ステップＳ３３では、データ処理装置１２の関係推定部１１７が、推定対象の値を推定する。
　ステップＳ３４では、パラメータ修正部１２８が、パラメータの値を修正するか否かの判定を行う。例として、パラメータ修正部１２８は、推定された外力と風情報とのデータセットが所定数以上記録されており、かつ最後に推定された推定対象の値が用意された閾値を超える場合、パラメータを修正すると判定する。パラメータを修正すると判定された場合は（ステップＳ３４においてＹＥＳ）、ステップＳ３５にてパラメータ修正部１２８はパラメータの修正を行い、さらにステップＳ３６にて関係推定部１１７が推定対象の値を、修正されたパラメータに基づいて推定し直す。パラメータを修正しないと判定された場合は（ステップＳ３４においてＮＯ）、データ処理装置１２はステップＳ３５およびＳ３６の処理を行わず、ステップＳ３７の処理を行う。
　ステップＳ３７では、推進ベクトル導出部２２２が、飛翔体１ｃが受けている風の風情報と、推定対象の値とに基づき、推進ベクトルを導出する。
　ステップＳ３８では、制御信号生成部２１１が、飛翔体１ｃの推進ベクトルを、導出された推進ベクトルになるよう制御する。
　以上のような構成および動作によれば、飛翔体１ｃは、ステップＳ３７の処理が行われるたびに、風により飛翔体１ｃに与えられる加速度の大きさを小さくする推進ベクトルがより精度よく導出される。したがって、風がある場合にも、飛翔体１ｃの加速度および位置を目標どおりに制御することが可能となる。風の強さと外力との関係が得られているので、風の強さが変化した場合にも、加速度および位置の緻密な調整が可能である。
　例えば、推進ベクトル導出部２２２が、風により飛翔体１ｃに与えられる加速度の大きさを打ち消す推進ベクトルを、飛翔体１ｃの推進ベクトルとして導出する場合、推定対象の値の導出と推進ベクトルの導出を繰り返すことにより、飛翔体１ｃの加速度が０に近づくことが期待される。
　ところで、加速度が大きい場合、飛翔体１ｃに対する風の相対速度の変化が大きいため、風センサ５による計測値も変化することから、風情報の正確さと、その風情報に基づき推定される推定対象の値の正確さは十分でない場合がある。逆に、飛翔体１ｃの加速度が０に近いときのデータセットに基づき推定される推定対象の値は、より正確であることが期待される。したがって、推進ベクトル導出部２２２が、風により飛翔体１ｃに与えられる加速度の大きさを打ち消す推進ベクトルを、飛翔体１ｃの推進ベクトルとして導出する場合には、推定される推定対象の値の正確さが向上するという効果がある。
　また、推進ベクトル導出部２２２は、飛翔体１ｃの加速度の大きさが最も小さいときのデータセットに基づき推定される推定対象の値を用いて推進ベクトルを導出してもよい。それにより、駆動制御装置２２は、より緻密に、加速度および位置の調整を行うことができる。
　＜＜第４の実施形態＞＞
　本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、データ処理装置１０が移動体１に関するデータを処理する形態である。
　図１１は、データ処理装置１０の構成を示すブロック図である。データ処理装置１０は、加速度取得部１０１と、風情報取得部１０２と、外力推定部１０３と、生成部１０４と、を備える。
　データ処理装置１０が処理する対象のデータは、移動体１が取得するデータである。
　データ処理装置１０は、例えば、図１２に示されるように、移動体１に搭載されていてもよいし、移動体１に搭載されていなくてもよい。データ処理装置１０は、移動体１に搭載されていない場合は、移動体１に搭載される各装置とのデータのやりとりを、例えば無線によって行ってもよい。
　移動体１は、推進力を発生させる機構（推進力発生機構４０）と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器（計測器３０）と、を備える。移動体１は、さらに、駆動制御装置２０を備えていてもよい。
　移動体１は、飛翔体１ａ～１ｃのような、ｂｚ軸方向に推進力を発生させる飛翔体でもよいし、飛行船や飛行機のような、ｂｚ軸方向以外の方向に推進力を発生させる飛翔体でもよい。移動体１は、地上または海上を走行する装置でもよい。
　駆動制御装置２０は、推進力発生機構４０の駆動を制御する。駆動制御装置２１および駆動制御装置２２は、駆動制御装置２０の一例である。
　データ処理装置１０内の各部の機能について説明する。
　加速度取得部１０１は、移動体１の加速度を取得する。加速度取得部１０１の一例は、第１から第３の実施形態の変動量計算部１１４である。加速度取得部１０１は、変動量計算部１１４のように画像処理によって移動体の加速度を導出（取得）してもよいし、その他の方法によって加速度を取得してもよい。例えば、加速度取得部１０１は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）等の技術を用いて作成されたデバイスによって、静電容量の変化、ピエゾ抵抗の変化、または光の波長の変化等を検出することにより加速度を取得してもよい。
　風情報取得部１０２は、計測器３０により計測された値から特定される、移動体１が受けている風が吹く方向およびその風の強さを示す風情報を取得する。第１から第３の実施形態の風情報取得部１１１は、風情報取得部１０２の一例である。
　外力推定部１０３は、加速度取得部１０１により取得された加速度と、推進力発生機構４０が発生させる推進力の方向および大きさと、に基づき、移動体１が風から受けている外力の大きさを推定する。外力は、例えば、加速度に基づき導出される、移動体１にかかる力と、推進力との差分である。重力も移動体１の加速度に寄与する場合、外力は、その差分からさらに重力を差し引いた値（またはベクトル）である。外力推定部１１６は、外力推定部１０３の一例である。
　生成部１０４は、移動体１が受ける風の強さと、外力推定部１０３により推定された外力の大きさとの関係を示す、関係情報を生成する。関係情報は、風情報と推定された外力との対応付けを示すデータセットでもよいし、そのデータセットに基づいて導出される、風情報と推定された外力との関係を示す値でもよい。第１から第３の実施形態におけるデータ記憶部１１９は、風情報と推定された外力とが対応付けられる形式でデータを記憶するので、生成部１０４の一例である。関係推定部１１７も、風情報と推定された外力との関係を示す情報（例えば、αの値等）を導出するので、生成部１０４の一例である。
　データ処理装置１０の動作の流れの一例を、図１３のフローチャートを参照しながら説明する。
　加速度取得部１０１は、移動体１の加速度を取得する（ステップＳ１０１）。風情報取得部１０２は、計測器３０により計測された値から特定される、移動体１が受けている風が吹く方向およびその風の強さを示す風情報を取得する（ステップＳ１０２）。外力推定部１０３は、加速度取得部１０１により取得された加速度と、推進力発生機構４０が発生させる推進力の方向および大きさと、に基づき、移動体１が風から受けている外力の大きさを推定する（ステップＳ１０３）。生成部１０４は、移動体１が受ける風の強さと、外力推定部１０３により推定された外力の大きさとの関係を示す、関係情報を生成する。
　変更例として、データ処理装置１０は、ステップＳ１０２の処理を、ステップＳ１０１の前、あるいはステップＳ１０３の後に行ってもよい。
　データ処理装置１０によれば、移動体から取得された情報から、風が移動体に与える影響の大きさを精度よく知得できる。その理由は、生成部１０４が、加速度と、推進力の方向および大きさと、に基づいて推定された外力と、計測器により計測された風の強さと、の関係を示す関係情報を生成するからである。
　＜実施形態の各部を実現するハードウェアの構成＞
　以上で説明された本発明の各実施形態において、各装置の各構成要素を示すブロックは、機能単位で示されている。しかし、構成要素を示すブロックは、各構成要素が別個のモジュールにより構成されることを必ずしも意味していない。
　各構成要素の処理は、たとえば、コンピュータシステムが、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体により記憶された、その処理をコンピュータシステムに実行させるプログラムを、読み込み、実行することによって、実現されてもよい。「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」は、たとえば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、および不揮発性半導体メモリ等の可搬媒体、ならびに、コンピュータシステムに内蔵されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）およびハードディスク等の記憶装置である。「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントにあたるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、プログラムを一時的に保持しているものも含む。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した機能をコンピュータシステムにすでに記憶されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
　「コンピュータシステム」とは、一例として、図１４に示されるようなコンピュータ９００を含むシステムである。コンピュータ９００は、以下のような構成を含む。
・１つまたは複数のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）９０１
・ＲＯＭ９０２
・ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）９０３
・ＲＡＭ９０３へロードされるプログラム９０４Ａおよび記憶情報９０４Ｂ
・プログラム９０４Ａおよび記憶情報９０４Ｂを格納する記憶装置９０５
・記憶媒体９０６の読み書きを行うドライブ装置９０７
・通信ネットワーク９０９と接続する通信インタフェース９０８
・データの入出力を行う入出力インタフェース９１０
・各構成要素を接続するバス９１１
　たとえば、各実施形態における各装置の各構成要素は、その構成要素の機能を実現するプログラム９０４ＡをＣＰＵ９０１がＲＡＭ９０３にロードして実行することで実現される。各装置の各構成要素の機能を実現するプログラム９０４Ａは、例えば、予め、記憶装置９０５やＲＯＭ９０２に格納される。そして、必要に応じてＣＰＵ９０１がプログラム９０４Ａを読み出す。記憶装置９０５は、たとえば、ハードディスクである。プログラム９０４Ａは、通信ネットワーク９０９を介してＣＰＵ９０１に供給されてもよいし、予め記憶媒体９０６に格納されており、ドライブ装置９０７に読み出され、ＣＰＵ９０１に供給されてもよい。なお、記憶媒体９０６は、たとえば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、および不揮発性半導体メモリ等の、可搬媒体である。
　各装置の実現方法には、様々な変形例がある。例えば、各装置は、構成要素毎にそれぞれ別個のコンピュータ９００とプログラムとの可能な組み合わせにより実現されてもよい。また、各装置が備える複数の構成要素が、一つのコンピュータ９００とプログラムとの可能な組み合わせにより実現されてもよい。
　また、各装置の各構成要素の一部または全部は、その他の汎用または専用の回路、コンピュータ等やこれらの組み合わせによって実現されてもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。
　各装置の各構成要素の一部または全部が複数のコンピュータや回路等により実現される場合には、複数のコンピュータや回路等は、集中配置されてもよいし、分散配置されてもよい。例えば、コンピュータや回路等は、クライアントアンドサーバシステム、クラウドコンピューティングシステム等、各々が通信ネットワークを介して接続される形態として実現されてもよい。
　上記実施形態の一部または全部は以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
　＜＜付記＞＞
［付記１］
　推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得する加速度取得手段と、
　前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得する風情報取得手段と、
　前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定する外力推定手段と、
　前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する生成手段と、
　を備えるデータ処理装置。
［付記２］
　前記移動体の姿勢を、前記推進力の方向が、前記風が吹く方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように、制御する、計測条件制御手段を備える、
　付記１に記載のデータ処理装置。
［付記３］
　前記計測条件制御手段は、
　前記移動体を、前記計測器の計測方向と平行でない第１の軸まわりに回転させ、前記移動体の前記姿勢が、回転させることによりとりうる姿勢のうち前記計測器により計測された値が最大になる姿勢になるよう、前記移動体の前記姿勢を制御する、
　付記２に記載のデータ処理装置。
［付記４］
　前記加速度取得手段は、前記移動体に搭載された撮像装置が取得する画像に基づいて前記移動体の位置の変動量を推定し、推定された前記変動量に基づいて前記加速度を推定する、
　付記１に記載のデータ処理装置。
［付記５］
　前記移動体の姿勢を、前記撮像装置の撮影方向が、前記風が吹く方向に垂直な方向になるように、制御する、計測条件制御手段を備える、
　付記４に記載のデータ処理装置。
［付記６］
　前記風情報取得手段および前記外力推定手段の少なくともいずれかが導出する値を導出するための計算において使用される少なくとも一つのパラメータを、前記関係情報に基づいて修正するパラメータ修正手段を備える、
　付記１から５のいずれか一つに記載のデータ処理装置。
［付記７］
　付記１から６のいずれか一つに記載のデータ処理装置から、前記移動体が受けている風に対する前記風情報と前記関係情報とを取得し、前記風情報と前記関係情報とに基づき、前記風が前記加速度に与える影響の大きさがより小さくなるような、前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを導出する推進ベクトル導出手段と、
　前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを、前記推進ベクトル導出手段により導出された前記推進力の大きさと方向とにするための、前記機構に対する制御信号を生成する制御信号生成手段と、
　を備える駆動制御装置。
［付記８］
　前記データ処理装置は、前記関係情報として、前記風の強さと前記移動体が受ける力との関係を表す値を導出する関係推定手段を備え、
　前記推進ベクトル導出手段は、前記加速度が最も小さい時点に対応づけられる前記値を用いて、前記推進力と前記姿勢とを導出する、
　付記７に記載の駆動制御装置。
［付記９］
　付記１から６のいずれか一つに記載のデータ処理装置を搭載する前記移動体。
［付記１０］
　付記７または８に記載の駆動制御装置を搭載する前記移動体。
［付記１１］
　推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得し、
　前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得し、
　前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定し、
　前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する、
　データ処理方法。
［付記１２］
　前記移動体の姿勢を、前記推進力の方向が、前記風が吹く方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように、制御する、
　付記１１に記載のデータ処理方法。
［付記１３］
　前記移動体を、前記計測器の計測方向と平行でない第１の軸まわりに回転させ、前記移動体の前記姿勢が、回転させることによりとりうる姿勢のうち前記計測器により計測された値が最大になる姿勢になるよう、前記移動体の前記姿勢を制御する、
　付記１２に記載のデータ処理方法。
［付記１４］
　前記移動体に搭載された撮像装置が取得する画像に基づいて前記移動体の位置の変動量を推定し、推定された前記変動量に基づいて前記加速度を推定する、
　付記１１に記載のデータ処理方法。
［付記１５］
　前記移動体の姿勢を、前記撮像装置の撮影方向が、前記風が吹く方向に垂直な方向になるように、制御する、
　付記１４に記載のデータ処理方法。
［付記１６］
　前記風情報および前記外力の大きさの少なくともいずれかを導出するための計算において使用される少なくとも一つのパラメータを、前記関係情報に基づいて修正する、
　付記１１から１５のいずれか一つに記載のデータ処理方法。
［付記１７］
　付記１から６のいずれか一つに記載のデータ処理装置から、前記移動体が受けている風に対する前記風情報と前記関係情報とを取得し、前記風情報と前記関係情報とに基づき、前記風が前記加速度に与える影響の大きさがより小さくなるような、前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを導出し、
　前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを、導出された前記推進力と前記方向にするための、前記機構に対する制御信号を生成する、
　駆動制御方法。
［付記１８］
　前記データ処理装置は、前記関係情報として、前記風の強さと前記移動体が受ける力との関係を表す値を導出する関係推定手段を備え、
　前記駆動制御方法は、前記加速度が最も小さい時点に対応づけられる前記値を用いて、前記推進力と前記姿勢とを導出する、
　付記１７に記載の駆動制御方法。
［付記１９］
　推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得する加速度取得処理と、
　前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得する風情報取得処理と、
　前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定する外力推定処理と、
　前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する生成処理と、
　をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体。
［付記２０］
　前記プログラムは、前記移動体の姿勢を、前記推進力の方向が、前記風が吹く方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように、制御する、計測条件制御処理を前記コンピュータに実行させる、
　付記１９に記載の記憶媒体。
［付記２１］
　前記計測条件制御処理は、
　前記移動体を、前記計測器の計測方向と平行でない第１の軸まわりに回転させ、前記移動体の前記姿勢が、回転させることによりとりうる姿勢のうち前記計測器により計測された値が最大になる姿勢になるよう、前記移動体の前記姿勢を制御する、
　付記２０に記載の記憶媒体。
［付記２２］
　前記加速度取得処理は、前記移動体に搭載された撮像装置が取得する画像に基づいて前記移動体の位置の変動量を推定し、推定された前記変動量に基づいて前記加速度を推定する、
　付記１９に記載の記憶媒体。
［付記２３］
　前記プログラムは、前記移動体の姿勢を、前記撮像装置の撮影方向が、前記風が吹く方向に垂直な方向になるように、制御する、計測条件制御処理を前記コンピュータに実行させる、
　付記２２に記載の記憶媒体。
［付記２４］
　前記プログラムは、前記風情報取得処理および前記外力推定処理の少なくともいずれかが導出する値を導出するための計算において使用される少なくとも一つのパラメータを、前記関係情報に基づいて修正するパラメータ修正処理を前記コンピュータに実行させる、
　付記１９から２３のいずれか一つに記載の記憶媒体。
［付記２５］
　付記１から６のいずれか一つに記載のデータ処理装置から、前記移動体が受けている風に対する前記風情報と前記関係情報とを取得し、前記風情報と前記関係情報とに基づき、前記風が前記加速度に与える影響の大きさがより小さくなるような、前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを導出する推進ベクトル導出処理と、
　前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを、前記推進ベクトル導出処理により導出された前記推進力の大きさと方向とにするための、前記機構に対する制御信号を生成する制御信号生成処理と、
　をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体。
［付記２６］
　前記データ処理装置は、前記関係情報として、前記風の強さと前記移動体が受ける力との関係を表す値を導出する関係推定手段を備え、
　前記推進ベクトル導出処理は、前記加速度が最も小さい時点に対応づけられる前記値を用いて、前記推進力と前記姿勢とを導出する、
　付記２５に記載の記憶媒体。
　本願発明は以上に説明した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
　１　　移動体
　１ａ、１ｂ、１ｃ　　飛翔体
　２　　回転翼
　３　　筐体
　５　　風センサ
　８　　撮像装置
　９　　アクチュエータ
　１０、１１、１２　　データ処理装置
　２０、２１、２２　　駆動制御装置
　３０　　計測器
　４０　　推進力発生機構
　１０１　　加速度取得部
　１０２　　風情報取得部
　１０３　　外力推定部
　１０４　　生成部
　１１０　　計測条件制御部
　１１１　　風情報取得部
　１１２　　推進力特定部
　１１３　　姿勢特定部
　１１４　　変動量計算部
　１１５　　合力計算部
　１１６　　外力推定部
　１１７　　関係推定部
　１１９　　データ記憶部
　１２８　　パラメータ修正部
　２１１　　制御信号生成部
　２２２　　推進ベクトル導出部
　９００　　コンピュータ
　９０１　　ＣＰＵ
　９０２　　ＲＯＭ
　９０３　　ＲＡＭ
　９０４Ａ　　プログラム
　９０４Ｂ　　記憶情報
　９０５　　記憶装置
　９０６　　記憶媒体
　９０７　　ドライブ装置
　９０８　　通信インタフェース
　９０９　　通信ネットワーク
　９１０　　入出力インタフェース
　９１１　　バス

Claims (26)

  1. 　推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得する加速度取得手段と、
    　前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得する風情報取得手段と、
    　前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定する外力推定手段と、
    　前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する生成手段と、
    　を備えるデータ処理装置。
  2. 　前記移動体の姿勢を、前記推進力の方向が、前記風が吹く方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように、制御する、計測条件制御手段を備える、
    　請求項１に記載のデータ処理装置。
  3. 　前記計測条件制御手段は、
    　前記移動体を、前記計測器の計測方向と平行でない第１の軸まわりに回転させ、前記移動体の前記姿勢が、回転させることによりとりうる姿勢のうち前記計測器により計測された値が最大になる姿勢になるよう、前記移動体の前記姿勢を制御する、
    　請求項２に記載のデータ処理装置。
  4. 　前記加速度取得手段は、前記移動体に搭載された撮像装置が取得する画像に基づいて前記移動体の位置の変動量を推定し、推定された前記変動量に基づいて前記加速度を推定する、
    　請求項１に記載のデータ処理装置。
  5. 　前記移動体の姿勢を、前記撮像装置の撮影方向が、前記風が吹く方向に垂直な方向になるように、制御する、計測条件制御手段を備える、
    　請求項４に記載のデータ処理装置。
  6. 　前記風情報取得手段および前記外力推定手段の少なくともいずれかが導出する値を導出するための計算において使用される少なくとも一つのパラメータを、前記関係情報に基づいて修正するパラメータ修正手段を備える、
    　請求項１から５のいずれか一項に記載のデータ処理装置。
  7. 　請求項１から６のいずれか一項に記載のデータ処理装置から、前記移動体が受けている風に対する前記風情報と前記関係情報とを取得し、前記風情報と前記関係情報とに基づき、前記風が前記加速度に与える影響の大きさがより小さくなるような、前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを導出する推進ベクトル導出手段と、
    　前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを、前記推進ベクトル導出手段により導出された前記推進力の大きさと方向とにするための、前記機構に対する制御信号を生成する制御信号生成手段と、
    　を備える駆動制御装置。
  8. 　前記データ処理装置は、前記関係情報として、前記風の強さと前記移動体が受ける力との関係を表す値を導出する関係推定手段を備え、
    　前記推進ベクトル導出手段は、前記加速度が最も小さい時点に対応づけられる前記値を用いて、前記推進力の大きさと方向とを導出する、
    　請求項７に記載の駆動制御装置。
  9. 　請求項１から６のいずれか一項に記載のデータ処理装置を搭載する前記移動体。
  10. 　請求項７または８に記載の駆動制御装置を搭載する前記移動体。
  11. 　推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得し、
    　前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得し、
    　前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定し、
    　前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する、
    　データ処理方法。
  12. 　前記移動体の姿勢を、前記推進力の方向が、前記風が吹く方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように、制御する、
    　請求項１１に記載のデータ処理方法。
  13. 　前記移動体を、前記計測器の計測方向と平行でない第１の軸まわりに回転させ、前記移動体の前記姿勢が、回転させることによりとりうる姿勢のうち前記計測器により計測された値が最大になる姿勢になるよう、前記移動体の前記姿勢を制御する、
    　請求項１２に記載のデータ処理方法。
  14. 　前記移動体に搭載された撮像装置が取得する画像に基づいて前記移動体の位置の変動量を推定し、推定された前記変動量に基づいて前記加速度を推定する、
    　請求項１１に記載のデータ処理方法。
  15. 　前記移動体の姿勢を、前記撮像装置の撮影方向が、前記風が吹く方向に垂直な方向になるように、制御する、
    　請求項１４に記載のデータ処理方法。
  16. 　前記風情報および前記外力の大きさの少なくともいずれかを導出するための計算において使用される少なくとも一つのパラメータを、前記関係情報に基づいて修正する、
    　請求項１１から１５のいずれか一項に記載のデータ処理方法。
  17. 　請求項１から６のいずれか一項に記載のデータ処理装置から、前記移動体が受けている風に対する前記風情報と前記関係情報とを取得し、前記風情報と前記関係情報とに基づき、前記風が前記加速度に与える影響の大きさがより小さくなるような、前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを導出し、
    　前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを、導出された前記推進力と前記方向にするための、前記機構に対する制御信号を生成する、
    　駆動制御方法。
  18. 　前記データ処理装置は、前記関係情報として、前記風の強さと前記移動体が受ける力との関係を表す値を導出する関係推定手段を備え、
    　前記駆動制御方法は、前記加速度が最も小さい時点に対応づけられる前記値を用いて、前記推進力の大きさと方向とを導出する、
    　請求項１７に記載の駆動制御方法。
  19. 　推進力を発生させる機構と、移動体が受けている風の少なくとも一方向成分の強さを計測する計測器と、を備える前記移動体の、加速度を取得する加速度取得処理と、
    　前記計測器により計測された値から特定される、前記風が吹く方向および前記風の強さを示す風情報を取得する風情報取得処理と、
    　前記加速度と、前記推進力の方向および大きさと、に基づき、前記移動体が前記風から受けている外力の大きさを推定する外力推定処理と、
    　前記風の強さと前記推定された外力の大きさとの関係を示す関係情報を生成する生成処理と、
    　をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体。
  20. 　前記プログラムは、前記移動体の姿勢を、前記推進力の方向が、前記風が吹く方向と重力の方向とを含む平面に含まれるように、制御する、計測条件制御処理を前記コンピュータに実行させる、
    　請求項１９に記載の記憶媒体。
  21. 　前記計測条件制御処理は、
    　前記移動体を、前記計測器の計測方向と平行でない第１の軸まわりに回転させ、前記移動体の前記姿勢が、回転させることによりとりうる姿勢のうち前記計測器により計測された値が最大になる姿勢になるよう、前記移動体の前記姿勢を制御する、
    　請求項２０に記載の記憶媒体。
  22. 　前記加速度取得処理は、前記移動体に搭載された撮像装置が取得する画像に基づいて前記移動体の位置の変動量を推定し、推定された前記変動量に基づいて前記加速度を推定する、
    　請求項１９に記載の記憶媒体。
  23. 　前記プログラムは、前記移動体の姿勢を、前記撮像装置の撮影方向が、前記風が吹く方向に垂直な方向になるように、制御する、計測条件制御処理を前記コンピュータに実行させる、
    　請求項２２に記載の記憶媒体。
  24. 　前記プログラムは、前記風情報取得処理および前記外力推定処理の少なくともいずれかが導出する値を導出するための計算において使用される少なくとも一つのパラメータを、前記関係情報に基づいて修正するパラメータ修正処理を前記コンピュータに実行させる、
    　請求項１９から２３のいずれか一項に記載の記憶媒体。
  25. 　請求項１から６のいずれか一項に記載のデータ処理装置から、前記移動体が受けている風に対する前記風情報と前記関係情報とを取得し、前記風情報と前記関係情報とに基づき、前記風が前記加速度に与える影響の大きさがより小さくなるような、前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを導出する推進ベクトル導出処理と、
    　前記移動体の前記推進力の大きさと方向とを、前記推進ベクトル導出処理により導出された前記推進力の大きさと方向とにするための、前記機構に対する制御信号を生成する制御信号生成処理と、
    　をコンピュータに実行させるプログラムを記憶する、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体。
  26. 　前記データ処理装置は、前記関係情報として、前記風の強さと前記移動体が受ける力との関係を表す値を導出する関係推定手段を備え、
    　前記推進ベクトル導出処理は、前記加速度が最も小さい時点に対応づけられる前記値を用いて、前記推進力の大きさと方向とを導出する、
    　請求項２５に記載の記憶媒体。
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