WO2020031511A1 - 飛翔体制御装置、飛翔体及びプログラム - Google Patents

飛翔体制御装置、飛翔体及びプログラム Download PDF

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WO2020031511A1
WO2020031511A1 PCT/JP2019/024119 JP2019024119W WO2020031511A1 WO 2020031511 A1 WO2020031511 A1 WO 2020031511A1 JP 2019024119 W JP2019024119 W JP 2019024119W WO 2020031511 A1 WO2020031511 A1 WO 2020031511A1
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flying object
turning torque
disturbance
control device
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村上秀雄
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本田技研工業株式会社
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    • B64C29/0016—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers
    • B64C29/0025—Aircraft capable of landing or taking-off vertically, e.g. vertical take-off and landing [VTOL] aircraft having its flight directional axis horizontal when grounded the lift during taking-off being created by free or ducted propellers or by blowers the propellers being fixed relative to the fuselage
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    • B64C13/18—Initiating means actuated automatically, e.g. responsive to gust detectors using automatic pilot
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/36—Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
    • G05D1/0858—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft specially adapted for vertical take-off of aircraft

Definitions

  • the present invention relates to a flying object control device, a flying object, and a program.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-131861 discloses that an occupant operates a steering wheel forward, backward, left and right, and relatively shifts in weight, thereby causing a vertical take-off and landing aircraft to fly in a desired direction.
  • the body can be advanced by pulling the handle toward the front, and the body can be turned left by pushing the handle to the right front.
  • An object of the present invention is to provide a flying object control device, a flying object, and a program that can suppress unintended turning of the flying object.
  • a projectile control device is a projectile control device that controls a projectile provided with a plurality of rotors and a plurality of driving units that respectively rotate the plurality of rotors.
  • a command value generating unit that generates a turning torque command value based on a turning torque target value that is a target value of the turning torque of the flying object, the turning torque command value generated by the command value generating unit,
  • a disturbance response value generation unit that generates a disturbance response value according to the turning torque caused by the disturbance based on the sensor detection value obtained by using the provided sensor, and the command value generation unit includes:
  • the turning torque command value is generated by subtracting the disturbance corresponding value generated by the disturbance corresponding value generating unit from the turning torque target value.
  • a flying object according to another aspect of the present invention includes the above-described flying object control device.
  • a program includes a computer provided in a flying object provided with a plurality of rotors and a plurality of driving units that respectively rotate the plurality of rotors. Generating a turning torque command value based on a turning torque target value that is a target value, based on the turning torque command value, and a sensor detection value obtained by using a sensor provided on the flying object, Generating a disturbance response value according to the turning torque caused by the disturbance. In the step of generating the turning torque command value, the disturbance corresponding value is subtracted from the turning torque target value. Thus, the turning torque command value is generated.
  • the present invention it is possible to provide a flying object control device, a flying object, and a program capable of suppressing unintended turning of the flying object.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a flying object according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a part of a flying object according to one embodiment.
  • 5 is a flowchart illustrating an operation of the flying object control device according to the embodiment. It is a block diagram which shows a part of flying object by the modification 1 of one embodiment.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a flying object according to a second modification of the embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a flying object according to a second modification of the embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a flying object according to the first embodiment.
  • the flying object 10 according to the present embodiment is a multicopter will be described as an example, but the invention is not limited to this.
  • the present invention can be applied to various flying objects 10.
  • the body 11 of the flying object 10 is provided with a rectangular parallelepiped main body frame 12 that is long in the front-rear direction.
  • the main body frame 12 includes a skeleton body 14 in which a plurality of rod-shaped members such as pipe materials are combined.
  • An exterior panel 16 is attached to the outside of the skeleton 14. Part of the skeleton body 14 is exposed outside the exterior panel 16.
  • a boarding seat 20 on which the occupant 18 sits is provided on the upper part of the main body frame 12.
  • the front-back direction is the front-back direction as viewed from the occupant 18 seated on the seat 20.
  • the left-right direction is the left-right direction as viewed from the occupant 18 seated on the seat 20.
  • the up-down direction is the up-down direction viewed from the occupant 18 sitting on the seat 20.
  • components arranged on the left and right may be described with reference characters followed by “L” for left or “R” for right.
  • Steps 28 are attached to the left and right sides of the main body frame 12 as footrests for the occupant 18 sitting on the seat 20.
  • a windshield hood 30 made of a transparent acrylic plate or the like is attached to the front of the seat 20 of the main body frame 12.
  • Leg-shaped landing gears 32 are attached to the four parts of the lower part of the main body frame 12 at front, rear, left and right.
  • a pair of left and right front support arms (arm members) 34L, 34R are attached to the front of the skeleton 14.
  • the front support arms 34L and 34R are configured by rod-shaped members such as pipe materials.
  • the left front support arm 34L has an upper arm 36L extending forward and leftward from the upper left corner of the skeleton 14.
  • the left front support arm 34L further includes a lower arm 38L extending from the lower left corner of the skeleton 14 to the front left side in parallel with the upper arm 36L.
  • the left front support arm 34L further includes a connecting rod 40L that connects the distal end of the upper arm 36L and the distal end of the lower arm 38L.
  • the right front support arm 34R has an upper arm 36R extending forward and rightward from the upper right corner of the skeleton 14.
  • the right front support arm 34R further includes a lower arm 38R extending from the lower right corner of the skeleton 14 to the front right side in parallel with the upper arm 36R.
  • the right front support arm 34R further includes a connecting rod 40R that connects the distal end of the upper arm 36R and the distal end of the lower arm 38R.
  • Electric motors (drive units) 44L, 44R are attached downward to the intermediate portions of the left and right upper arms 36L, 36R via mount members 42L, 42R.
  • the output shafts of the electric motors 44L and 44R extending downward are horizontally mounted with two rotating blades 46L and 46R having the output shaft as a center of rotation.
  • Electric motors (drive units) 50L, 50R are attached upward to the middle portions of the left and right lower arms 38L, 38R via mount members 48L, 48R.
  • the output shafts of the electric motors 50L and 50R extending upward are horizontally mounted with two wings 52L and 52R having the output shaft as a center of rotation.
  • a plate-shaped front guard member 54 is attached to the front of the main body frame 12.
  • the front guard member 54 is formed in an oval shape whose longitudinal direction is the left-right direction as a whole.
  • the front guard member 54 is formed so as to surround the four rotors 46L, 46R, 52L, 52R. Both ends of the front guard member 54 are fixed to the main body frame 12. Connecting rods 40L and 40R are connected to both left and right sides of the front part of the front guard member 54.
  • the rear portion of the skeleton 14 is provided with a pair of left and right rear support arms (arm members) 56L, 56R, four rotors 58L, 58R, 60L, 60R, and a rear guard member 62.
  • the configuration of the pair of left and right rear support arms 56L and 56R is the same as the configuration of the pair of left and right front support arms 34L and 34R.
  • the configuration of the four rotors 58L, 58R, 60L, 60R is the same as the configuration of the four rotors 46L, 46R, 52L, 52R provided in front.
  • the configuration of the rear guard member 62 is similar to the configuration of the front guard member 54.
  • the pair of left and right rear support arms (arm members) 56L and 56R are constituted by rod-shaped members such as pipe materials.
  • the left rear support arm 56L has an upper arm 64L extending rearward and leftward from the upper left corner of the skeleton 14.
  • the left rear support arm 56L further has a lower arm 66L extending from the lower left corner of the skeleton 14 to the rear left side in parallel with the upper arm 64L.
  • the left rear support arm 56L further includes a connecting rod 68L that connects the distal end of the upper arm 64L and the distal end of the lower arm 66L.
  • the right rear support arm 56R has an upper arm 64R extending rearward and rightward from the upper right corner of the skeleton 14.
  • the right rear support arm 56R further includes a lower arm 66R extending from the lower right corner of the skeleton 14 to the rear right side in parallel with the upper arm 64R.
  • the right rear support arm 56R further includes a connecting rod 68R that connects the distal end of the upper arm 64R and the distal end of the lower arm 66R.
  • Electric motors (drive units) 72L, 72R are attached downward to the intermediate portions of the left and right upper arms 64L, 64R via mount members 70L, 70R.
  • the output shafts of the electric motors 72L, 72R extending downward are horizontally mounted with two rotating blades 58L, 58R having the output shaft as a center of rotation.
  • electric motors (driving units) 76L, 76R are mounted upward at intermediate portions between the left and right lower arms 66L, 66R via mount members 74L, 74R.
  • the output shafts of the electric motors 76L and 76R extending upward are horizontally mounted with two wings 60L and 60R having the output shaft as a center of rotation.
  • a plate-shaped rear guard member 62 is attached to the rear of the main body frame 12.
  • the rear guard member 62 is formed in an oval shape whose longitudinal direction is the left-right direction as a whole.
  • the rear guard member 62 is formed so as to surround the four rotors 58L, 58R, 60L, 60R. Both ends of the rear guard member 62 are fixed to the main body frame 12.
  • Connecting rods 68L and 68R are connected to both left and right sides of the rear part of the rear guard member 62.
  • Each of the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R drives the rotary blades 46L, 46R, 52L, 52R, 58L, 58R, 60L, 60R connected to the output shaft to rotate.
  • the actuator 53 is constituted by the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R and the rotary blades 46L, 46R, 52L, 52R, 58L, 58R, 60L, 60R.
  • the two rotating blades 46L and 52L arranged so as to face each other in the vertical direction are rotationally driven in directions opposite to each other.
  • the two rotating blades 46R and 52R arranged so as to face each other in the vertical direction are driven to rotate in directions opposite to each other.
  • the two rotating blades 58L and 60L arranged so as to face each other in the up-down direction are driven to rotate in directions opposite to each other.
  • the two rotating blades 58R, 60R arranged so as to face each other in the up-down direction are driven to rotate in directions opposite to each other.
  • the left rotating blades 46L, 52L, 58L, 60L and the right rotating blades 46R, 52R, 58R, 60R are arranged symmetrically with respect to a center line extending in the front-rear direction of the main body frame 12. That is, the flying object 10 has a pair of left and right symmetrically arranged counter-rotating rotating blades 46L, 46R, 52L, 52R, 58L, 58R, 60L, 60R.
  • the main body frame 12 is provided with a control unit (flying object control device) 80 that controls the entire flying object 10 according to the present embodiment and executes predetermined control.
  • the main body frame 12 is further provided with load cells (load sensors) 82LF, 82RF, 82LR, and 82RR.
  • the load cell 82LF is provided in a left front part of a region immediately below the seat 20.
  • the load cell 82RF is provided at a right front portion in a region immediately below the seat 20.
  • the load cell 82LR is disposed in a rear left portion of a region immediately below the seat 20.
  • the load cell 82RR is provided in the right rear part of the area immediately below the seat 20.
  • the body frame 12 is further provided with an inertial navigation unit (IMU) 84.
  • the IMU 84 includes, for example, a gyro sensor.
  • the IMU 84 can detect a three-axis angular velocity or a three-axis acceleration. Therefore, the IMU 84 can detect the attitude of the flying object 10.
  • the body frame 12 is further provided with a downward distance sensor 86.
  • the lower distance sensor 86 can detect the altitude of the flying object 10 from the ground surface.
  • the body frame 12 further includes an angular velocity sensor (sensor) 100 and an angle sensor (sensor) 102.
  • a case where the angular velocity sensor 100 and the angle sensor 102 are separately provided will be described as an example, but the present invention is not limited to this.
  • the turning angle may be obtained by integrating the turning angular speed detected using the angular speed sensor 100. In this case, the angle sensor 102 is unnecessary. Further, the turning angular velocity may be obtained by differentiating the turning angle detected using the angle sensor 102. In this case, the angular velocity sensor 100 is unnecessary.
  • the body frame 12 is provided with a plurality of ESCs (Electronic Speed Controllers) 88 (see FIG. 2) for controlling the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R, respectively.
  • the main body frame 12 includes a battery 90.
  • the main body frame 12 is provided with a battery charger 94 having a connection plug 92.
  • the control unit 80 controls the flight of the flying object 10 based on the operation by the passenger 18.
  • the case where the operation of the flying object 10 is performed by the movement of the center of gravity of the occupant 18 (the position of the center of gravity, the movement of the weight) will be described as an example.
  • the control unit 80 controls the traveling direction, traveling speed, turning direction, turning speed, and the like of the flying object 10 based on the movement of the center of gravity of the occupant 18 detected using the load cells 82LF, 82RF, 82LR, and 82RR.
  • the control unit 80 controls the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L so that the flying object 10 flies forward (forward direction). , 76R.
  • the control unit 80 controls the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L so that the flying object 10 flies backward (retreat direction). , 76R.
  • the control unit 80 increases the traveling speed of the flying object 10 as the movement amount of the center of gravity of the occupant 18 increases.
  • the control unit 80 controls the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R so that the flying object 10 flies rightward (rightward). To control each.
  • the control unit 80 controls the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L so that the flying object 10 flies to the left (left direction). , 76R.
  • the control unit 80 increases the traveling speed of the flying object 10 as the movement amount of the center of gravity of the occupant 18 increases.
  • the control unit 80 When the occupant 18 moves the center of gravity to the left while the flying object 10 is moving, the control unit 80 operates as follows. That is, in such a case, the control unit 80 controls each of the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R so that the flying object 10 moves to the left. . At this time, the control unit 80 makes the curve tighter as the movement amount of the center of gravity of the occupant 18 to the left side is larger. When the occupant 18 moves the center of gravity to the right while the flying object 10 is traveling, the control unit 80 operates as follows.
  • control unit 80 controls each of the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R so that the flying object 10 moves in a right direction. .
  • the controller 80 makes the curve steeper as the occupant 18 moves the center of gravity rightward.
  • the control unit 80 causes the flying object 10 to go straight. So that the flight of the flying object 10 is controlled.
  • the control unit 80 causes the flying object 10 to go straight. So that the flight of the flying object 10 is controlled.
  • the control unit 80 controls the flying object 10, that is, the airframe so that the speed of the flying object 10 becomes zero. 11 is applied with a deceleration force in the backward direction.
  • the reference position is the position of the center of gravity of the occupant 18 when the occupant 18 is sitting on the seat 20 in an ideal posture.
  • the control unit 80 advances to the flying object 10 so that the speed of the flying object 10 becomes zero. Apply a deceleration force in the direction.
  • the speed of the flying object 10 is reduced to zero by applying a deceleration force equal to or more than the air resistance value to the flying object 10.
  • the state where the speed is 0 is a state where the flying object 10 is stopped in the air at a predetermined altitude, that is, a hovering state.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a flying object according to the present embodiment.
  • a solid line indicates a signal line
  • a broken line indicates a power line.
  • the control unit 80 includes a turning torque target value setting unit 104, a command value generation unit 106, a disturbance response value generation unit 108, and a command signal generation unit 110. Although the control unit 80 includes components other than these components, illustration of components other than these components is omitted here for simplification of description.
  • the turning torque target value setting unit 104 sets a turning torque target value (turning torque target value) of the flying object 10.
  • the turning torque target value in the steady state is, for example, 0.
  • the turning torque target value setting unit 104 sets the turning torque target value in accordance with, for example, the center of gravity of the occupant 18 detected using the load cells 82LF, 82RF, 82LR, and 82RR.
  • the command value generation unit 106 reduces the disturbance response value (disturbance turning torque corresponding value) generated by the disturbance response value generation unit 108 from the turning torque target value set by the turning torque target value setting unit 104, thereby turning the vehicle. Generate a torque command value.
  • the disturbance response value is a value corresponding to the turning torque caused by the disturbance, that is, a value corresponding to the disturbance turning torque.
  • the disturbance is, for example, a change in the position of the center of gravity of the flying object 10 due to the movement of the center of gravity of the passenger 18.
  • the disturbance is not limited to a change in the center of gravity of the flying object 10 due to the movement of the center of gravity of the occupant 18, but may be a change in the center of gravity of the flying object 10 due to, for example, wind.
  • a turning torque due to disturbance may be generated in the flying object 10.
  • the disturbance response value generation unit 108 generates a disturbance response value based on the turning torque command value generated by the command value generation unit 106 and the turning angular velocity (sensor detection value) obtained using the angular velocity sensor 100. .
  • the command signal generation unit 110 generates a command signal for rotating the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R so that the turning torque according to the turning torque command value is applied to the flying object 10.
  • the command signal generation unit 110 outputs a command value different from the turning torque command value supplied from the command value generation unit 106, that is, a command signal corresponding to a command value supplied from a component different from the command value generation unit 106. Can also be generated. However, the description of the generation of the command signal according to the command value different from the turning torque command value is omitted here.
  • the control unit 80 can calculate the pitch angle (the rotation angle around the horizontal axis), the speed, and the like of the flying object 10 based on the detection result of the IMU 84.
  • a wind speed sensor a GPS sensor, an infrared camera, an RGB camera, a millimeter wave radar, or the like may be mounted on the flying object 10.
  • a LIDAR Light Detection and Ranging, Laser Imaging and Detection and Ranging
  • the pitch angle, the speed, and the like may be obtained based on the detection results of these detection means.
  • Each of the ESCs 88 drives each of the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R based on the command signal supplied from the command signal generator 110.
  • each of the rotary blades 46L, 46R, 52L, 52R, 58L, 58R, 60L, 60R is rotationally driven in an individual rotation direction and rotation speed.
  • the flying object 10 can fly in a desired direction and at a desired speed. Further, by appropriately rotating each of the rotary wings 46L, 46R, 52L, 52R, 58L, 58R, 60L, and 60R, the flying object 10 can be turned in a desired turning direction.
  • the rotation speed of the clockwise electric motor among the clockwise and counterclockwise electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R is set to the counterclockwise rotation. Set higher than the rotation speed of the electric motor.
  • the rotation speed of the left-handed electric motor among the right-handed and left-handed electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, and 76R is set to the right-handed rotation. Higher than the rotation speed of the electric motor.
  • the rotation speed of one of the front and rear electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R is set to the rotation speed of the other electric motor. Lower than For example, when the flying object 10 is decelerated while the flying object 10 is flying in the forward direction, the rotation speed of the rear electric motors 72L, 72R, 76L, 76R is increased by the front electric motors 44L, 44R, 50L. , 50R.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a part of the flying object according to the present embodiment.
  • the turning torque target value setting unit 104 sets a turning torque target value of the flying object 10, that is, a turning torque target value.
  • the turning torque target value in the steady state is, for example, 0.
  • the turning torque target value setting unit 104 sets the turning torque target value in accordance with, for example, the center of gravity of the occupant 18 detected using the load cells 82LF, 82RF, 82LR, and 82RR.
  • the turning torque target value set by the turning torque target value setting unit 104 is supplied to the command value generation unit 106.
  • the command value generation unit 106 subtracts the disturbance response value generated by the disturbance response value generation unit 108 from the turning torque target value (addition point 112).
  • the turning angle obtained by using the angle sensor 102 is input to a gain element 116 whose gain (control gain) is K ⁇ .
  • the gain element 116 multiplies the turning angle detected using the angle sensor 102 by the gain K ⁇ , and supplies the operation result obtained to the command value generation unit 106.
  • the command value generation unit 106 further subtracts the calculation result by the gain element 116 from the turning torque target value (addition point 114).
  • the turning angular velocity detected using the angular velocity sensor 100 is input to a gain element 120 whose gain (control gain) is K ⁇ dot.
  • the gain element 120 multiplies the turning angular velocity detected by using the angular velocity sensor 100 by a gain K ⁇ dot, and supplies the calculation result obtained to the command value generation unit 106.
  • the command value generation unit 106 further subtracts the calculation result by the gain element 120 from the turning torque target value (addition point 118).
  • the turning torque command value is generated by the command value generating unit 106.
  • the turning torque command value generated by the command value generation unit 106 is supplied to the command signal generation unit 110 and the disturbance response value generation unit 108 (drawing point 122).
  • the command signal generation unit 110 generates a command signal based on the signal supplied from the command value generation unit 106, that is, the turning torque command value.
  • the command signal generation unit 110 rotates the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R so that the turning torque according to the turning torque command value is applied to the flying object 10, that is, the aircraft 11. Is supplied to each of the ESCs 88.
  • the actuator 53 is driven such that a turning torque corresponding to the turning torque command value is applied to the flying object 10.
  • the actuator 53 is configured by the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R, and the rotating blades 46L, 46R, 52L, 52R, 58L, 58R, 60L, 60R. I have.
  • FIG. 3 illustrates the addition point 126, the division element 128, the integration element 130, the extraction point 132, the integration element 134, and the extraction point 136.
  • These components are virtual components and exist. is not. However, in order to make the description easy to understand, the description will be made using these virtual components.
  • the flying object 10 turns (an addition point 126) based on a combined value (combined torque) of the turning torque applied to the flying object 10 by the actuator 53 and the disturbance turning torque.
  • the resultant torque for turning the flying object 10 is divided by the moment of inertia I of the flying object 10 (division element 128), the turning angular acceleration ⁇ 2dot is obtained.
  • the turning angular acceleration ⁇ 2dot is integrated (integral element 130)
  • the turning angular velocity ⁇ dot is obtained.
  • Such a turning angular velocity ⁇ dot is detected by the angular velocity sensor 100.
  • the turning angular velocity ⁇ dot is integrated (integration element 134)
  • the turning angle ⁇ is obtained.
  • Such a turning angle ⁇ is detected by the angle sensor 102.
  • the turning angular velocity ⁇ dot detected using the angular velocity sensor 100 is multiplied by the gain K ⁇ dot by the gain element 120 as described above.
  • the calculation result thus obtained is supplied to the command value generation unit 106 (addition point 118).
  • the turning angle ⁇ detected by the ⁇ ⁇ ⁇ angle sensor 102 is multiplied by the gain K ⁇ by the gain element 116 as described above.
  • the calculation result thus obtained is supplied to the command value generation unit 106 (additional point 114).
  • the turning angular velocity ⁇ dot detected using the angular velocity sensor 100 is also supplied to the disturbance response value generation unit 108 (pull-out point 138).
  • the disturbance correspondence value generation unit 108 further includes an integration element 142.
  • the disturbance-corresponding value generation unit 108 obtains a disturbance-corresponding value by subtracting the calculation result obtained by the integration element 142 from the turning angular velocity ⁇ dot detected using the angular velocity sensor 100 (addition point 140).
  • the disturbance correspondence value is obtained by the disturbance correspondence value generation unit 108.
  • the disturbance response value generated by the disturbance response value generator 108 is supplied to the command value generator 106 (addition point 112). Further, the disturbance response value generated by the disturbance response value generation unit 108 and the turning torque command value generated by the command value generation unit 106 are added in the disturbance response value generation unit 108 (the extraction point 144, the addition point). Point 124).
  • the disturbance correspondence value generation unit 108 further includes a division element 146.
  • the division element 146 calculates a value obtained by adding the disturbance response value generated by the disturbance response value generator 108 and the turning torque command value generated by the command value generator 106 to the moment of inertia of the flying object 10. Divide by I.
  • the operation result of the division element 146 is input to the integration element 142.
  • the integration element 142 integrates the operation result of the division element 146.
  • a disturbance response value is obtained by subtracting the calculation result by the integration element 142 from the turning angular velocity ⁇ dot (sensor detection value) detected by using the angular velocity sensor 100 (addition point 140).
  • the value according to the turning torque command value and the value according to the disturbance response value already obtained by the disturbance response value generation unit 108 are subtracted from the sensor detection value detected using the angular velocity sensor 100. As a result, a disturbance response value is generated.
  • the disturbance corresponding value corresponding to the turning torque (disturbance turning torque) caused by the disturbance is generated by the disturbance corresponding value generator 108. Then, a turning torque command value is generated by subtracting the disturbance response value from the turning torque target value. Since the disturbance corresponding value is subtracted from the turning torque target value, a turning torque command value that cancels the disturbance turning torque is generated. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide the flying object control device 80 and the flying object 10 that can effectively suppress turning due to disturbance.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the flying object control device according to the present embodiment.
  • the turning torque target value setting unit 104 sets a turning torque target value.
  • the turning torque target value in the steady state is, for example, 0.
  • the turning torque target value can be set, for example, in accordance with the movement of the center of gravity of the occupant 18 detected using the load cells 82LF, 82RF, 82LR, 82RR.
  • the command value generator 106 generates a turning torque command value.
  • the disturbance corresponding value disurbance turning torque corresponding value
  • the disturbance corresponding value generated by the disturbance corresponding value generating unit 108 is reduced from the turning torque target value set by the turning torque target value setting unit 104. I can do it.
  • a value obtained by multiplying the turning angular velocity ⁇ dot obtained by using the angular velocity sensor 100 by the gain K ⁇ dot is further reduced from the turning torque target value.
  • the value obtained by multiplying the turning angle ⁇ obtained by using the angle sensor 102 by the gain K ⁇ is further reduced from the turning torque target value.
  • the turning torque command value is generated by the command value generating unit 106.
  • step S3 the command signal generation unit 110 generates a command signal based on the turning torque command value generated by the command value generation unit 106.
  • the command signal generation unit 110 generates a command signal for rotating the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R so that the turning torque according to the turning torque command value is applied to the flying object 10. I do.
  • step S4 the command signal generator 110 supplies the generated command signal to each ESC 88. Accordingly, the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R rotate so that the turning torque according to the turning torque command value is applied to the flying object 10. Thus, the turning torque according to the turning torque command value is applied to the flying object 10.
  • the turning torque command value is generated, the disturbance corresponding value is subtracted from the turning torque target value. Since the disturbance corresponding value is subtracted from the turning torque target value, a turning torque command value that cancels the disturbance turning torque is generated. Therefore, according to the present embodiment, the turning of the flying object 10 due to disturbance can be effectively suppressed.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a part of a flying object according to the present modification.
  • a passage selecting unit 148 is provided between the disturbance corresponding value generating unit 108 and the command value generating unit 106.
  • the passage selection unit 148 causes the command value generation unit 106 to supply the disturbance response value generated by the disturbance response value generation unit 108.
  • the passage selection unit 148 does not cause the command value generation unit 106 to supply the disturbance response value generated by the disturbance response value generation unit 108.
  • the disturbance correspondence value generated by the disturbance correspondence value generation unit 108 is supplied to the command value generation unit 106. Therefore, it becomes as follows. That is, in such a case, when the turning torque command value is generated, the disturbance response value is subtracted from the turning torque target value. Since the disturbance corresponding value is subtracted from the turning torque target value, a turning torque command value that cancels the disturbance turning torque is generated. Further, according to this modification, when the sign of the turning torque target value and the sign of the disturbance corresponding value are different, the disturbance corresponding value generated by the disturbance corresponding value generating unit 108 is not supplied to the command value generating unit 106. Therefore, it becomes as follows. That is, in such a case, the turning torque generated due to the disturbance is used when the control unit 80 intentionally turns the flying object 10.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a flying object according to the present modification.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a flying object according to the present modification.
  • the flying object 10 according to the present modification is one in which flying is controlled by the control device 22.
  • a steering device 22 is provided in front of the seat 20.
  • the steering device 22 has a steering wheel 24 that the occupant 18 can steer.
  • grip handles (operation units) 26L and 26R that the occupant 18 holds with the left hand 25L and the right hand 25R are provided.
  • the control device 22 is provided with an operation amount detection sensor 98.
  • As the operation amount detection sensor 98 for example, a torque sensor, a rotation angle sensor, or the like is used.
  • the operation amount detection sensor 98 can detect the operation amount of the grip handle 26R and the steering angle of the steering handle 24.
  • the control unit 80 controls each of the electric motors 44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R according to the operation amount of the steering handle 24 or the grip handle 26R. Thereby, the flight of the flying object 10 is controlled.
  • the flying object 10 when the occupant 18 steers the steering handle 24 around the vertical axis (yaw direction) while holding the grip handles 26L, 26R with the left hand 25L and the right hand 25R, the flying object 10 may be turned. it can. Further, for example, when the occupant 18 rotates the right grip handle 26R from the neutral position (neutral point) (not shown) to the near side with the right hand 25R, the flying object 10 can fly forward (forward direction). . Further, when the occupant 18 rotates the right grip handle 26R from the neutral position to the back side, the flying object 10 can be caused to fly backward (retreating direction).
  • the operation amount detection sensor 98 including the torque sensor or the rotation angle sensor is built in the control device 22.
  • the operation amount detection sensor 98 detects a rotation angle of the grip handle 26R with respect to the neutral position as an operation amount (position) of the grip handle 26R by the occupant 18. Further, the operation amount detection sensor 98 detects a steering angle with respect to the neutral position of the steering handle 24 when the occupant 18 steers the steering handle 24 around a vertical axis.
  • the control unit 80 can control the flight of the flying object 10 based on the operation amount and the steering angle detected by the operation amount detection sensor 98.
  • the control unit 80 causes the flying object 10 to move in the backward direction so that the speed of the flying object 10 becomes zero. To exert the deceleration force.
  • the control unit 80 applies a deceleration force in the forward direction so that the speed becomes zero.
  • the turning torque target value setting unit 104 sets a turning torque target value of the flying object 10 based on a signal supplied from the operation amount detection sensor 98, specifically, a signal indicating the steering angle of the steering handle 24. I can do it.
  • the control unit 80 can determine the deceleration of the flying object 10 according to the operation amount (position) of the grip handle 26R in the neutral region, the return amount, the return speed, or the return acceleration of the grip handle 26R to the neutral region. . For example, when the occupant 18 returns the position of the grip handle 26R to the neutral area by the right hand 25R, the control unit 80 determines that the occupant 18 has the intention to decelerate, and the return amount, the return speed, or the return acceleration. Is larger, the deceleration may be set larger. Further, the control unit 80 may increase the deceleration as the operation amount of the grip handle 26R in the neutral region is smaller, or as the position of the grip handle 26R in the neutral region is closer to the neutral position. Thus, when the grip handle 26R is returned to the neutral position, the speed can be quickly reduced to zero.
  • the state where the speed is 0 means a hovering state in which the flying object 10 is stopped in the air at a predetermined altitude.
  • the steering device 22 is not limited to the steering handle 24 as shown in FIG.
  • the control device 22 may be configured by a lever (operation unit) imitating a flight stick of an airplane.
  • the flight of the flying object 10 may be controlled by the control device 22.
  • an integrating element, a gain element, a differential element, and the like may be appropriately added between the addition point 140 and the extraction point 144.
  • an integration element may be appropriately added between the extraction point 144 and the command value generation unit 106.
  • the turning angular velocity is used when generating the disturbance response value in the disturbance response value generation unit 108
  • the turning angle may be used.
  • another integral element may be added after the integral element 142.
  • a gain element, a differential element, and the like may be appropriately added between the addition point 140 and the extraction point 144.
  • the flying object control device (80) includes a plurality of rotating blades (46L, 46R, 52L, 52R, 58L, 58R, 60L, 60R) and a plurality of driving units (44L, 44R, 50L, 50R, 72L, 72R, 76L, 76R) for controlling a flying object (10) based on a turning torque target value which is a target value of the turning torque of the flying object.
  • a disturbance response value according to the turning torque caused by the disturbance is generated by the disturbance response value generation unit.
  • a turning torque command value is generated by subtracting the disturbance response value from the turning torque target value.
  • the disturbance corresponding value generator is configured to subtract a value corresponding to the turning torque command value and a value corresponding to a disturbance corresponding value already obtained by the disturbance corresponding value generator from the sensor detection value, thereby A disturbance correspondence value may be generated.
  • a turning torque target value setting section (104) for setting the turning torque target value wherein the turning torque target value setting section sets the turning torque target value based on the movement of the center of gravity of the rider (18). You may do so.
  • the vehicle further includes a turning torque target value setting unit that sets the turning torque target value, and the turning torque target value setting unit sets the turning torque target value based on an operation amount of a steering device (22) by a rider. You may do so.
  • the disturbance may be a change in the center of gravity of the flying object due to the movement of the center of gravity of the occupant, or a change in the center of gravity of the flying object due to wind.
  • the command value generating unit subtracts the disturbance corresponding value calculated by the disturbance corresponding value generating unit from the turning torque target value.
  • the turning torque command value is generated, and when the sign of the turning torque target value is different from the sign of the disturbance corresponding value, the disturbance corresponding value calculated by the disturbance corresponding value generation unit is subtracted from the turning torque target value. Instead, the turning torque command value may be generated. According to such a configuration, when the sign of the turning torque target value and the sign of the disturbance response value are the same, the disturbance response value generated by the disturbance response value generation unit is supplied to the command value generation unit. , As follows.
  • the turning torque command value when the turning torque command value is generated, the disturbance corresponding value is subtracted from the turning torque target value, so that the turning torque command value that cancels the disturbance turning torque is generated.
  • the disturbance response value generated by the disturbance response value generator is not supplied to the command value generator.
  • the command value generating section may generate the turning torque command value by further reducing a value obtained by multiplying the sensor detection value by a predetermined gain from the turning torque target value.
  • the flying object (10) includes the flying object control device as described above.
  • (S2) generating a turning torque command value on the basis of the turning torque command value, and turning caused by disturbance based on the turning torque command value and a sensor detection value obtained using a sensor provided on the flying object. Generating a disturbance-corresponding value corresponding to torque.
  • the turning torque is reduced by subtracting the disturbance-corresponding value from the turning torque target value. Generate a command value.
  • Reference numeral 10 flying object 11: airframe 18: passenger 22: control device 80: control unit (flying object control device) 82LF, 82LR, 82RF, 82RR ... load cell 98 ... operation amount detection sensor 100 ... angular velocity sensor (sensor) Reference numeral 102: angle sensor (sensor) 104: turning torque target value setting unit 106: command value generation unit 108: disturbance response value generation unit 110: command signal generation unit 148: passage selection unit

Landscapes

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Abstract

意図しない旋回が飛翔体に生ずるのを抑制し得る飛翔体制御装置、飛翔体及びプログラムを提供する。飛翔体制御装置（８０）は、飛翔体（１０）の旋回トルクの目標値である旋回トルク目標値に基づいて旋回トルク指令値を生成する指令値生成部（１０６）と、指令値生成部によって生成された旋回トルク指令値と、飛翔体に備えられたセンサ（１００）を用いて取得されるセンサ検出値とに基づいて、外乱に起因する旋回トルクに応じた外乱対応値を生成する外乱対応値生成部（１０８）とを有し、指令値生成部は、外乱対応値生成部によって生成される外乱対応値を旋回トルク目標値から減ずることによって旋回トルク指令値を生成する。

Description

飛翔体制御装置、飛翔体及びプログラム
　本発明は、飛翔体制御装置、飛翔体及びプログラムに関する。
　特開２０１１－１３１８６１号公報には、乗員がハンドルを前後左右に操作しつつ、相対的に体重移動することで、所望の方向に垂直離発着機を飛行させることが開示されている。例えば、ハンドルを手前に引き寄せることで機体を前進させ、一方で、ハンドルを右前方に押し出すことで、機体を左旋回させることができる。
　また、Hoversurf、Hoverbike HOVER ONE、［平成３０年７月２５日検索］、インターネット＜URL：https://www.hoversurf.com/scorpion-3＞には、搭乗位置の左右に設けられたジョイスティックを搭乗者が操作することで、飛翔体のロール角度、ピッチ角度、ヨーレート及び高度等を調節することが開示されている。
　ところで、搭乗者の重心移動により飛翔体の重心位置が変化すると、意図しない旋回トルクが飛翔体に生じ、飛翔体が旋回してしまう。
　本発明の目的は、飛翔体の意図しない旋回を抑制し得る飛翔体制御装置、飛翔体及びプログラムを提供することにある。
　本発明の一態様による飛翔体制御装置は、複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数の駆動部とが備えられた飛翔体を制御する飛翔体制御装置であって、前記飛翔体の旋回トルクの目標値である旋回トルク目標値に基づいて旋回トルク指令値を生成する指令値生成部と、前記指令値生成部によって生成された前記旋回トルク指令値と、前記飛翔体に備えられたセンサを用いて取得されるセンサ検出値とに基づいて、外乱に起因する旋回トルクに応じた外乱対応値を生成する外乱対応値生成部とを有し、前記指令値生成部は、前記外乱対応値生成部によって生成される前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成する。
　本発明の他の態様による飛翔体は、上記のような飛翔体制御装置を備える。
　本発明の更に他の態様によるプログラムは、複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数の駆動部とが備えられた飛翔体に備えられたコンピュータに、飛翔体の旋回トルクの目標値である旋回トルク目標値に基づいて旋回トルク指令値を生成するステップと、前記旋回トルク指令値と、前記飛翔体に備えられたセンサを用いて取得されるセンサ検出値とに基づいて、外乱に起因する旋回トルクに応じた外乱対応値を生成するステップとを実行させるためのプログラムであって、前記旋回トルク指令値を生成するステップでは、前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成する。
　本発明によれば、飛翔体の意図しない旋回を抑制し得る飛翔体制御装置、飛翔体及びプログラムを提供することができる。
一実施形態による飛翔体を示す斜視図である。 一実施形態による飛翔体を示すブロック図である。 一実施形態による飛翔体の一部を示すブロック線図である。 一実施形態による飛翔体制御装置の動作を示すフローチャートである。 一実施形態の変形例１による飛翔体の一部を示すブロック線図である。 一実施形態の変形例２による飛翔体を示す斜視図である。 一実施形態の変形例２による飛翔体を示すブロック図である。
　以下、本発明に係る飛翔体制御装置及び飛翔体について好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。
　［一実施形態］
　一実施形態による飛翔体制御装置及び飛翔体について図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態による飛翔体を示す斜視図である。ここでは、本実施形態による飛翔体１０が、マルチコプタである場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。本発明は、様々な飛翔体１０に適用することが可能である。
　飛翔体１０の機体１１には、前後方向に長い直方体状の本体フレーム１２が備えられている。本体フレーム１２は、複数のパイプ材等の棒状部材を組み合わせた骨格体１４を備える。骨格体１４の外側には、外装パネル１６が取り付けられている。骨格体１４の一部は、外装パネル１６の外部に露出している。
　本体フレーム１２の上部には、搭乗者１８が着座する搭乗用の座席２０が設けられている。以下の説明において、前後方向とは、座席２０に着座した搭乗者１８から見た前後方向である。また、以下の説明において、左右方向とは、座席２０に着座した搭乗者１８から見た左右方向である。また、以下の説明において、上下方向とは、座席２０に着座した搭乗者１８から見た上下方向である。また、以下の説明においては、左右に配置された構成要素について、参照数字の後に、左を示す「Ｌ」、又は、右を示す「Ｒ」の文字を付して説明する場合がある。
　本体フレーム１２の左右には、座席２０に着座した搭乗者１８の足置き場であるステップ２８が取り付けられている。本体フレーム１２の座席２０の前方には透明アクリル板等による風よけフード３０が取り付けられている。本体フレーム１２の下部における前後左右の四箇所には、脚片状のランディングギア３２が取り付けられている。
　骨格体１４の前部には、左右一対の前部支持アーム（アーム部材）３４Ｌ、３４Ｒが取り付けられている。前部支持アーム３４Ｌ、３４Ｒは、パイプ材等の棒状部材によって構成されている。左側の前部支持アーム３４Ｌは、骨格体１４の上部左隅から前方左側に延出する上側アーム３６Ｌを有する。左側の前部支持アーム３４Ｌは、骨格体１４の下部左隅から上側アーム３６Ｌと平行に前方左側に延出する下側アーム３８Ｌを更に有する。左側の前部支持アーム３４Ｌは、上側アーム３６Ｌの先端部と下側アーム３８Ｌの先端部とを連結する連結ロッド４０Ｌとを更に有する。
　右側の前部支持アーム３４Ｒは、骨格体１４の上部右隅から前方右側に延出する上側アーム３６Ｒを有する。右側の前部支持アーム３４Ｒは、骨格体１４の下部右隅から上側アーム３６Ｒと平行に前方右側に延出する下側アーム３８Ｒを更に有する。右側の前部支持アーム３４Ｒは、上側アーム３６Ｒの先端部と下側アーム３８Ｒの先端部とを連結する連結ロッド４０Ｒを更に有する。
　左右の上側アーム３６Ｌ、３６Ｒの中間部分には、マウント部材４２Ｌ、４２Ｒを介して、電動モータ（駆動部）４４Ｌ、４４Ｒが下向きに取り付けられている。下方に延びる各電動モータ４４Ｌ、４４Ｒの出力軸には、当該出力軸を回転中心とする二翼の回転翼４６Ｌ、４６Ｒが水平に取り付けられている。
　左右の下側アーム３８Ｌ、３８Ｒの中間部分には、マウント部材４８Ｌ、４８Ｒを介して、電動モータ（駆動部）５０Ｌ、５０Ｒが上向きに取り付けられている。上方に延びる各電動モータ５０Ｌ、５０Ｒの出力軸には、当該出力軸を回転中心とする二翼の回転翼５２Ｌ、５２Ｒが水平に取り付けられている。
　本体フレーム１２の前部には、板状の前部ガード部材５４が取り付けられている。前部ガード部材５４は、全体として、長手方向が左右方向である長円形状に形成されている。前部ガード部材５４は、４つの回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒを取り囲むように形成されている。前部ガード部材５４の両端は、本体フレーム１２に固定されている。前部ガード部材５４の前方部分の左右両側には、連結ロッド４０Ｌ、４０Ｒが結合されている。
　骨格体１４の後部には、左右一対の後部支持アーム（アーム部材）５６Ｌ、５６Ｒ、４つの回転翼５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒ、及び、後部ガード部材６２が備えられている。左右一対の後部支持アーム５６Ｌ、５６Ｒの構成は、左右一対の前部支持アーム３４Ｌ、３４Ｒの構成と同様である。４つの回転翼５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒの構成は、前方に備えられた４つの回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒの構成と同様である。後部ガード部材６２の構成は、前部ガード部材５４の構成と同様である。
　即ち、左右一対の後部支持アーム（アーム部材）５６Ｌ、５６Ｒは、パイプ材等の棒状部材によって構成されている。左側の後部支持アーム５６Ｌは、骨格体１４の上部左隅から後方左側に延出する上側アーム６４Ｌを有する。左側の後部支持アーム５６Ｌは、骨格体１４の下部左隅から上側アーム６４Ｌと平行に後方左側に延出する下側アーム６６Ｌを更に有する。左側の後部支持アーム５６Ｌは、上側アーム６４Ｌの先端部と下側アーム６６Ｌの先端部とを連結する連結ロッド６８Ｌを更に有する。
　右側の後部支持アーム５６Ｒは、骨格体１４の上部右隅から後方右側に延出する上側アーム６４Ｒを有する。右側の後部支持アーム５６Ｒは、骨格体１４の下部右隅から上側アーム６４Ｒと平行に後方右側に延出する下側アーム６６Ｒを更に有する。右側の後部支持アーム５６Ｒは、上側アーム６４Ｒの先端部と下側アーム６６Ｒの先端部とを連結する連結ロッド６８Ｒを更に有する。
　左右の上側アーム６４Ｌ、６４Ｒの中間部分には、マウント部材７０Ｌ、７０Ｒを介して、電動モータ（駆動部）７２Ｌ、７２Ｒが下向きに取り付けられている。下方に延びる各電動モータ７２Ｌ、７２Ｒの出力軸には、当該出力軸を回転中心とする二翼の回転翼５８Ｌ、５８Ｒが水平に取り付けられている。一方、左右の下側アーム６６Ｌ、６６Ｒの中間部分には、マウント部材７４Ｌ、７４Ｒを介して、電動モータ（駆動部）７６Ｌ、７６Ｒが上向きに取り付けられている。上方に延びる各電動モータ７６Ｌ、７６Ｒの出力軸には、当該出力軸を回転中心とする二翼の回転翼６０Ｌ、６０Ｒが水平に取り付けられている。
　本体フレーム１２の後部には、板状の後部ガード部材６２が取り付けられている。後部ガード部材６２は、全体として、長手方向が左右方向である長円形状に形成されている。後部ガード部材６２は、４つの回転翼５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒを取り囲むように形成されている。後部ガード部材６２の両端は、本体フレーム１２に固定されている。後部ガード部材６２の後方部分の左右両側には、連結ロッド６８Ｌ、６８Ｒが結合されている。
　電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々は、出力軸に連結された回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒをそれぞれ回転駆動させる。電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒと、回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒとにより、アクチュエータ５３が構成されている。上下方向で互いに向かい合うように配置された２つの回転翼４６Ｌ、５２Ｌは、互いに相反する方向に回転駆動される。また、上下方向で互いに向かい合うように配置された２つの回転翼４６Ｒ、５２Ｒは、互いに相反する方向に回転駆動される。また、上下方向で互いに向かい合うように配置された２つの回転翼５８Ｌ、６０Ｌは、互いに相反する方向に回転駆動される。また、上下方向で互いに向かい合うように配置された２つの回転翼５８Ｒ、６０Ｒは、互いに相反する方向に回転駆動される。なお、左側の回転翼４６Ｌ、５２Ｌ、５８Ｌ、６０Ｌと右側の回転翼４６Ｒ、５２Ｒ、５８Ｒ、６０Ｒとは、本体フレーム１２の前後方向に延びる中心線に対して左右対称に配置されている。即ち、飛翔体１０は、左右一対且つ左右対称配置の二重反転の回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒを有している。
　本体フレーム１２には、本実施形態による飛翔体１０の全体の制御を司るとともに所定の制御を実行する制御部（飛翔体制御装置）８０が備えられている。また、本体フレーム１２には、ロードセル（荷重センサ）８２ＬＦ、８２ＲＦ、８２ＬＲ、８２ＲＲが更に備えられている。ロードセル８２ＬＦは、座席２０の直下の領域のうちの左前方部に配設されている。ロードセル８２ＲＦは、座席２０の直下の領域のうちの右前方部に配設されている。ロードセル８２ＬＲは、座席２０の直下の領域のうちの左後方部に配設されている。ロードセル８２ＲＲは、座席２０の直下の領域のうちの右後方部に配設されている。
　本体フレーム１２には、慣性航法装置（ＩＭＵ）８４が更に備えられている。ＩＭＵ８４には、例えばジャイロセンサが備えられている。ＩＭＵ８４は、３軸方向の角速度又は３軸方向の加速度を検出し得る。このため、ＩＭＵ８４は、飛翔体１０の姿勢を検出し得る。
　本体フレーム１２には、下方距離センサ８６が更に備えられている。下方距離センサ８６は、飛翔体１０の地表からの高度を検出し得る。
　本体フレーム１２には、角速度センサ（センサ）１００と、角度センサ（センサ）１０２とが更に備えられている。なお、ここでは、角速度センサ１００と角度センサ１０２とを別個に設ける場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。角速度センサ１００を用いて検出される旋回角速度を積分することにより、旋回角度を取得するようにしてもよい。この場合には、角度センサ１０２は不要である。また、角度センサ１０２を用いて検出される旋回角度を微分することによって、旋回角速度を取得するようにしてもよい。この場合には、角速度センサ１００は不要である。
　本体フレーム１２には、各々の電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒをそれぞれ制御する複数のＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｓｐｅｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）８８（図２参照）が備えられている。また、本体フレーム１２には、バッテリ９０が備えられている。また、本体フレーム１２には、接続プラグ９２付きのバッテリ充電器９４が備えられている。
　制御部８０は、搭乗者１８による操作に基づいて、飛翔体１０の飛翔を制御する。ここでは、搭乗者１８の重心移動（重心位置、体重移動）によって、飛翔体１０の操作が行われる場合を例に説明する。制御部８０は、ロードセル８２ＬＦ、８２ＲＦ、８２ＬＲ、８２ＲＲを用いて検出される搭乗者１８の重心移動に基づいて、飛翔体１０の進行方向、進行速度、旋回方向、旋回速度等を制御する。
　例えば、搭乗者１８が前方に重心を移動させた場合、制御部８０は、飛翔体１０が前方（前進方向）に飛翔するように、電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々を制御する。また、搭乗者１８が後方に重心を移動させた場合、制御部８０は、飛翔体１０が後方（後退方向）に飛翔するように、電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々を制御する。制御部８０は、搭乗者１８の重心移動量が大きいほど、飛翔体１０の進行速度を速くする。
　搭乗者１８が右側に重心を移動させた場合、制御部８０は、飛翔体１０が右側（右方向）に飛翔するように、電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々を制御する。また、搭乗者１８が左側に重心を移動させた場合、制御部８０は、飛翔体１０が左側（左方向）に飛翔するように、電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々を制御する。制御部８０は、搭乗者１８の重心移動量が大きいほど、飛翔体１０の進行速度を速くする。
　飛翔体１０が進行している状態で搭乗者１８が左側に重心を移動させた場合、制御部８０は、以下のように動作する。即ち、このような場合、制御部８０は、左方向にカーブするように飛翔体１０が進行するように、電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々を制御する。この際、制御部８０は、搭乗者１８の左側への重心移動量が大きいほど、カーブをきつくする。飛翔体１０が進行している状態で搭乗者１８が右側に重心を移動させた場合、制御部８０は、以下のように動作する。即ち、このような場合、制御部８０は、右方向にカーブするように飛翔体１０が進行するように、電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々を制御する。この際、制御部８０は、搭乗者１８の右側への重心移動量が大きいほど、カーブをきつくする。
　左方向にカーブするように飛翔体１０が進行している際に、搭乗者１８の重心位置が飛翔体１０の長手方向の中心線上の位置に戻ると、制御部８０は、飛翔体１０が直進するように、飛翔体１０の飛翔を制御する。右方向にカーブするように飛翔体１０が進行している際に、搭乗者１８の重心位置が飛翔体１０の長手方向の中心線上の位置に戻ると、制御部８０は、飛翔体１０が直進するように、飛翔体１０の飛翔を制御する。
　飛翔体１０が前進方向に飛翔している場合、搭乗者１８の重心位置が基準位置に戻ると、制御部８０は、飛翔体１０の速度が０となるように、飛翔体１０、即ち、機体１１に後退方向への減速力を作用させる。基準位置とは、搭乗者１８が理想的な姿勢で座席２０に着座している際における搭乗者１８の重心位置である。また、飛翔体１０が後退方向に飛翔している場合、搭乗者１８の重心位置が基準位置に戻ると、制御部８０は、飛翔体１０の速度が０となるように、飛翔体１０に前進方向への減速力を作用させる。本実施形態では、空気抵抗値以上の減速力を飛翔体１０に作用させることにより、飛翔体１０の速度を０にする。なお、速度が０の状態は、飛翔体１０が所定の高度で空中に停止している状態、即ち、ホバリング状態である。
　図２は、本実施形態による飛翔体を示すブロック図である。図２において、実線は信号線を示しており、破線は電力線を示している。
　制御部８０には、旋回トルク目標値設定部１０４と、指令値生成部１０６と、外乱対応値生成部１０８と、指令信号生成部１１０とが備えられている。制御部８０には、これらの構成要素以外の構成要素も備えられているが、ここでは、説明の簡略化のため、これらの構成要素以外の構成要素についての図示を省略している。
　旋回トルク目標値設定部１０４は、飛翔体１０の旋回トルクの目標値（旋回トルク目標値）を設定する。定常状態における旋回トルク目標値は、例えば０である。旋回トルク目標値設定部１０４は、例えば、ロードセル８２ＬＦ、８２ＲＦ、８２ＬＲ、８２ＲＲを用いて検出される搭乗者１８の重心移動に応じて、旋回トルク目標値を設定する。
　指令値生成部１０６は、外乱対応値生成部１０８によって生成される外乱対応値（外乱旋回トルク対応値）を、旋回トルク目標値設定部１０４によって設定される旋回トルク目標値から減ずることによって、旋回トルク指令値を生成する。外乱対応値とは、外乱に起因する旋回トルクに応じた値、即ち、外乱旋回トルクに応じた値である。
　外乱は、例えば、搭乗者１８の重心移動による飛翔体１０の重心位置の変化である。例えば、飛翔体１０を制御するための重心移動を搭乗者１８が行った際、飛翔体１０には外乱旋回トルクが生じ得る。また、搭乗者１８の重心位置が基準位置からずれた場合にも、これに起因して飛翔体１０に外乱旋回トルクが生じ得る。なお、外乱は、搭乗者１８の重心移動による飛翔体１０の重心位置の変化に限定されるものではなく、例えば、風等による飛翔体１０の重心位置の変化の場合もある。例えば、風によって飛翔体１０が煽られた場合、外乱に起因する旋回トルクが飛翔体１０に生じ得る。
　外乱対応値生成部１０８は、指令値生成部１０６によって生成された旋回トルク指令値と、角速度センサ１００を用いて取得される旋回角速度（センサ検出値）とに基づいて、外乱対応値を生成する。
　指令信号生成部１１０は、旋回トルク指令値に応じた旋回トルクが飛翔体１０に加わるように電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒを回転させるための指令信号を、ＥＳＣ８８の各々に供給する。指令信号生成部１１０は、指令値生成部１０６から供給される旋回トルク指令値とは異なる指令値、即ち、指令値生成部１０６とは異なる構成要素から供給される指令値に応じた指令信号をも生成し得る。しかし、ここでは、旋回トルク指令値とは異なる指令値に応じた指令信号の生成については説明を省略する。
　制御部８０は、ＩＭＵ８４の検出結果に基づいて、飛翔体１０のピッチ角度（左右方向の軸回りの回転角度）、速度等を算出し得る。ＩＭＵ８４に代えて、又は、ＩＭＵ８４に加え、風速センサ、ＧＰＳセンサ、赤外線カメラ、ＲＧＢカメラ、ミリ波レーダ等を飛翔体１０に搭載するようにしてもよい。また、ＩＭＵ８４に代えて、又は、ＩＭＵ８４に加え、ＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ、Ｌａｓｅｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）等を飛翔体１０に搭載するようにしてもよい。そして、これらの検出手段の検出結果に基づいて、ピッチ角度、速度等を求めるようにしてもよい。
　各々のＥＳＣ８８は、指令信号生成部１１０から供給される指令信号に基づいて電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々を駆動させる。これにより、回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒの各々が、個別の回転方向及び回転速度で回転駆動される。この結果、外乱に起因する旋回トルク、即ち、外乱旋回トルクが生じた場合であっても、当該外乱旋回トルクが打ち消されるような旋回トルクを飛翔体１０に加えることができ、ひいては、飛翔体１０の旋回を抑制することができる。また、回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒの各々を適宜回転させることにより、所望の方向及び速度で飛翔体１０を飛翔させることもできる。また、回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒの各々を適宜回転させることにより、所望の旋回方向に飛翔体１０を旋回させることもできる。
　飛翔体１０を左旋回させる場合には、右まわり及び左まわりの電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒのうち、右まわりの電動モータの回転数を、左まわりの電動モータの回転数よりも高くする。飛翔体１０を右旋回させる場合には、右まわり及び左まわりの電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒのうち、左まわりの電動モータの回転数を、右まわりの電動モータの回転数よりも高くする。
　飛翔体１０を減速させる場合には、前方及び後方の電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒのうち、一方の電動モータの回転数を、他方の電動モータの回転数よりも低くする。例えば、飛翔体１０が前進方向に飛翔している際に、飛翔体１０を減速させる場合には、後方の電動モータ７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの回転数を前方の電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒの回転数よりも低くすればよい。
　図３は、本実施形態による飛翔体の一部を示すブロック線図である。
　旋回トルク目標値設定部１０４は、飛翔体１０の旋回トルクの目標値、即ち、旋回トルク目標値を設定する。定常状態における旋回トルク目標値は、例えば０である。旋回トルク目標値設定部１０４は、例えば、ロードセル８２ＬＦ、８２ＲＦ、８２ＬＲ、８２ＲＲを用いて検出される搭乗者１８の重心移動に応じて、旋回トルク目標値を設定する。
　旋回トルク目標値設定部１０４において設定された旋回トルク目標値が、指令値生成部１０６に供給される。指令値生成部１０６は、外乱対応値生成部１０８によって生成される外乱対応値を、旋回トルク目標値から減算する（加え合わせ点１１２）。
　角度センサ１０２を用いて取得される旋回角度は、ゲイン（制御ゲイン）がＫθであるゲイン要素１１６に入力される。ゲイン要素１１６は、角度センサ１０２を用いて検出される旋回角度に対してゲインＫθを乗算し、こうして得られた演算結果を指令値生成部１０６に供給する。指令値生成部１０６は、ゲイン要素１１６による演算結果を、旋回トルク目標値から更に減算する（加え合わせ点１１４）。
　角速度センサ１００を用いて検出される旋回角速度は、ゲイン（制御ゲイン）がＫθｄｏｔであるゲイン要素１２０に入力される。ゲイン要素１２０は、角速度センサ１００を用いて検出される旋回角速度に対してゲインＫθｄｏｔを乗算し、こうして得られた演算結果を指令値生成部１０６に供給する。指令値生成部１０６は、ゲイン要素１２０による演算結果を、旋回トルク目標値から更に減算する（加え合わせ点１１８）。こうして、旋回トルク指令値が、指令値生成部１０６によって生成される。指令値生成部１０６によって生成された旋回トルク指令値は、指令信号生成部１１０と外乱対応値生成部１０８とに供給される（引き出し点１２２）。
　指令信号生成部１１０は、指令値生成部１０６から供給される信号、即ち、旋回トルク指令値に基づいて、指令信号を生成する。指令信号生成部１１０は、旋回トルク指令値に応じた旋回トルクが飛翔体１０、即ち、機体１１に加わるように電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒを回転させるための指令信号を、ＥＳＣ８８の各々に供給する。これによって、旋回トルク指令値に応じた旋回トルクが飛翔体１０に加わるようにアクチュエータ５３が駆動される。アクチュエータ５３は、上述したように、電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒと、回転翼４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒとによって構成されている。
　図３には、加え合わせ点１２６、除算要素１２８、積分要素１３０、引き出し点１３２、積分要素１３４及び引き出し点１３６が図示されているが、これらの構成要素は仮想の構成要素であり実在するものではない。しかし、説明を分かりやすくするため、これらの仮想の構成要素を用いて説明することとする。
　アクチュエータ５３によって飛翔体１０に加えられる旋回トルクと、外乱旋回トルクとの合成値（合成トルク）によって、飛翔体１０が旋回する（加え合わせ点１２６）。飛翔体１０を旋回させる合成トルクを飛翔体１０の慣性モーメントＩで除算すると（除算要素１２８）、旋回角加速度θ２ｄｏｔとなる。旋回角加速度θ２ｄｏｔを積分すると（積分要素１３０）、旋回角速度θｄｏｔとなる。このような旋回角速度θｄｏｔが、角速度センサ１００によって検出される。旋回角速度θｄｏｔを積分すると（積分要素１３４）、旋回角度θとなる。このような旋回角度θが、角度センサ１０２によって検出される。
　角速度センサ１００を用いて検出される旋回角速度θｄｏｔに対して、上述したように、ゲイン要素１２０によってゲインＫθｄｏｔが乗算される。こうして得られた演算結果が、指令値生成部１０６に供給される（加え合わせ点１１８）。
　角度センサ１０２を用いて検出される旋回角度θに対して、上述したように、ゲイン要素１１６によってゲインＫθが乗算される。こうして得られた演算結果が、指令値生成部１０６に供給される（加え合わせ点１１４）。
　角速度センサ１００を用いて検出される旋回角速度θｄｏｔは、外乱対応値生成部１０８にも供給される（引き出し点１３８）。
　外乱対応値生成部１０８には、積分要素１４２が更に備えられている。外乱対応値生成部１０８は、積分要素１４２による演算結果を、角速度センサ１００を用いて検出される旋回角速度θｄｏｔから減算することにより、外乱対応値を求める（加え合わせ点１４０）。こうして、外乱対応値が、外乱対応値生成部１０８によって求められる。
　外乱対応値生成部１０８によって生成される外乱対応値は、指令値生成部１０６に供給される（加え合わせ点１１２）。また、外乱対応値生成部１０８によって生成された外乱対応値と、指令値生成部１０６によって生成された旋回トルク指令値とが、外乱対応値生成部１０８において加算される（引き出し点１４４、加え合わせ点１２４）。
　外乱対応値生成部１０８には、除算要素１４６が更に備えられている。除算要素１４６は、外乱対応値生成部１０８によって生成された外乱対応値と、指令値生成部１０６によって生成された旋回トルク指令値とを加算することにより得られる値を、飛翔体１０の慣性モーメントＩによって除算する。
　除算要素１４６による演算結果は、積分要素１４２に入力される。積分要素１４２は、除算要素１４６による演算結果を積分する。上述したように、積分要素１４２による演算結果を、角速度センサ１００を用いて検出される旋回角速度θｄｏｔ（センサ検出値）から減算することにより、外乱対応値が求められる（加え合わせ点１４０）。このように、旋回トルク指令値に応じた値と、外乱対応値生成部１０８によって既に得られた外乱対応値に応じた値とを、角速度センサ１００を用いて検出されるセンサ検出値から減ずることにより、外乱対応値が生成される。
　このように、本実施形態によれば、外乱に起因する旋回トルク（外乱旋回トルク）に応じた外乱対応値が、外乱対応値生成部１０８によって生成される。そして、外乱対応値を旋回トルク目標値から減ずることによって、旋回トルク指令値が生成される。旋回トルク目標値から外乱対応値が減ぜられるため、外乱旋回トルクが打ち消されるような旋回トルク指令値が生成される。このため、本実施形態によれば、外乱による旋回を効果的に抑制し得る飛翔体制御装置８０及び飛翔体１０を提供することができる。
　図４は、本実施形態による飛翔体制御装置の動作を示すフローチャートである。
　ステップＳ１において、旋回トルク目標値設定部１０４は、旋回トルク目標値を設定する。上述したように、定常状態における旋回トルク目標値は、例えば０である。旋回トルク目標値は、例えば、ロードセル８２ＬＦ、８２ＲＦ、８２ＬＲ、８２ＲＲを用いて検出される搭乗者１８の重心移動に応じて設定され得る。
　ステップＳ２において、指令値生成部１０６は、旋回トルク指令値を生成する。旋回トルク指令値を生成する際には、外乱対応値生成部１０８によって生成される外乱対応値（外乱旋回トルク対応値）が、旋回トルク目標値設定部１０４によって設定された旋回トルク目標値から減ぜられる。また、角速度センサ１００を用いて取得される旋回角速度θｄｏｔに対してゲインＫθｄｏｔを乗算することによって得られる値が、旋回トルク目標値から更に減ぜられる。また、角度センサ１０２を用いて取得される旋回角度θに対してゲインＫθを乗算することによって得られる値が、旋回トルク目標値から更に減ぜられる。こうして、旋回トルク指令値が指令値生成部１０６によって生成される。
　ステップＳ３において、指令信号生成部１１０は、指令値生成部１０６によって生成された旋回トルク指令値に基づいて、指令信号を生成する。指令信号生成部１１０は、旋回トルク指令値に応じた旋回トルクが飛翔体１０に加わるように電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒを回転させるための指令信号を生成する。
　ステップＳ４において、指令信号生成部１１０は、生成した指令信号を各々のＥＳＣ８８に供給する。これにより、旋回トルク指令値に応じた旋回トルクが飛翔体１０に加わるように電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒが回転する。こうして、旋回トルク指令値に応じた旋回トルクが飛翔体１０に加わる。上述したように、旋回トルク指令値が生成される際に、旋回トルク目標値から外乱対応値が減ぜられる。旋回トルク目標値から外乱対応値が減ぜられるため、外乱旋回トルクが打ち消されるような旋回トルク指令値が生成される。このため、本実施形態によれば、外乱による飛翔体１０の旋回を効果的に抑制し得る。
　（変形例１）
　本実施形態の変形例１による飛翔体制御装置及び飛翔体について図５を用いて説明する。図５は、本変形例による飛翔体の一部を示すブロック線図である。
　図５に示すように、本変形例では、外乱対応値生成部１０８と指令値生成部１０６との間に通過選択部１４８が備えられている。通過選択部１４８は、旋回トルク目標値の符号と外乱対応値の符号とが同じである場合には、外乱対応値生成部１０８によって生成された外乱対応値を指令値生成部１０６に供給させる。一方、通過選択部１４８は、旋回トルク目標値の符号と外乱対応値の符号とが異なる場合には、外乱対応値生成部１０８によって生成された外乱対応値を指令値生成部１０６に供給させない。
　本変形例によれば、旋回トルク目標値の符号と外乱対応値の符号とが同じである場合には、外乱対応値生成部１０８によって生成された外乱対応値を指令値生成部１０６に供給させるため、以下のようになる。即ち、このような場合には、旋回トルク指令値が生成される際に、旋回トルク目標値から外乱対応値が減ぜられる。旋回トルク目標値から外乱対応値が減ぜられるため、外乱旋回トルクが打ち消されるような旋回トルク指令値が生成される。また、本変形例によれば、旋回トルク目標値の符号と外乱対応値の符号とが異なる場合には、外乱対応値生成部１０８によって生成された外乱対応値が指令値生成部１０６に供給されないため、以下のようになる。即ち、このような場合には、外乱に起因して生ずる旋回トルクが、制御部８０が飛翔体１０を意図的に旋回させる際に活用される。
　（変形例２）
　本実施形態の変形例２による飛翔体制御装置及び飛翔体について図６及び図７を用いて説明する。図６は、本変形例による飛翔体を示す斜視図である。図７は、本変形例による飛翔体を示すブロック図である。
　本変形例による飛翔体１０は、操縦装置２２によって飛翔の制御が行われるものである。
　座席２０の前方には、操縦装置２２が設けられている。操縦装置２２は、搭乗者１８が操舵可能な操向ハンドル２４を有する。操向ハンドル２４の左右の両端部には、搭乗者１８が左手２５Ｌと右手２５Ｒとで把持するグリップハンドル（操作部）２６Ｌ、２６Ｒが設けられている。操縦装置２２には、操作量検出センサ９８が備えられている。操作量検出センサ９８としては、例えば、トルクセンサ、回転角度センサ等が用いられる。操作量検出センサ９８は、グリップハンドル２６Ｒの操作量や操向ハンドル２４の操舵角度を検出し得る。
　搭乗者１８が操向ハンドル２４又はグリップハンドル２６Ｒを操作した場合、以下のようになる。即ち、操向ハンドル２４又はグリップハンドル２６Ｒの操作量に応じて、制御部８０が、電動モータ４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒの各々を制御する。これにより、飛翔体１０の飛翔が制御される。
　例えば、搭乗者１８が左手２５Ｌと右手２５Ｒとでグリップハンドル２６Ｌ、２６Ｒを把持した状態で、操向ハンドル２４を上下方向の軸回り（ヨー方向）に操舵すると、飛翔体１０を旋回させることができる。また、例えば、搭乗者１８が右手２５Ｒで右側のグリップハンドル２６Ｒを不図示の中立位置（中立点）から手前側に回動させると、飛翔体１０を前方（前進方向）に飛翔させることができる。更に、搭乗者１８が右側のグリップハンドル２６Ｒを中立位置から奥側に回動させると、飛翔体１０を後方（後退方向）に飛翔させることができる。
　操縦装置２２には、上述したように、トルクセンサ又は回転角度センサによって構成される操作量検出センサ９８が内蔵されている。操作量検出センサ９８は、中立位置に対するグリップハンドル２６Ｒの回動角度を、搭乗者１８によるグリップハンドル２６Ｒの操作量（位置）として検出する。また、操作量検出センサ９８は、搭乗者１８が操向ハンドル２４を上下方向の軸回りに操舵した際に、操向ハンドル２４の中立位置に対する操舵角度を検出する。制御部８０は、操作量検出センサ９８によって検出された操作量及び操舵角度に基づいて、飛翔体１０の飛翔を制御し得る。
　なお、搭乗者１８が右側のグリップハンドル２６Ｒを回動させた状態で、例えば、搭乗者１８がグリップハンドル２６Ｒから右手２５Ｒを離すと、搭乗者１８とグリップハンドル２６Ｒとが非接触状態となる。この場合、グリップハンドル２６Ｒは、右手２５Ｒによる把持力から解放されるので、不図示のバネ等によって中立位置側に戻される。
　飛翔体１０が前進方向に飛翔している場合、グリップハンドル２６Ｒの位置が中立領域にまで変位すると、制御部８０は、飛翔体１０の速度が０となるように、飛翔体１０に後退方向への減速力を作用させる。飛翔体１０が後退方向に飛翔している場合、グリップハンドル２６Ｒの位置が中立領域にまで変位すると、制御部８０は、速度が０となるように、前進方向への減速力を作用させる。
　旋回トルク目標値設定部１０４は、操作量検出センサ９８から供給される信号、具体的には、操向ハンドル２４の操舵角度を示す信号に基づいて、飛翔体１０の旋回トルクの目標値を設定し得る。
　制御部８０は、中立領域でのグリップハンドル２６Ｒの操作量（位置）や、中立領域へのグリップハンドル２６Ｒの戻り量、戻り速度又は戻り加速度に応じて、飛翔体１０の減速度を決定し得る。例えば、搭乗者１８が右手２５Ｒでグリップハンドル２６Ｒの位置を中立領域に大きく戻した場合、制御部８０は、搭乗者１８に減速の意思があると判断し、その戻り量、戻り速度又は戻り加速度が大きい程、減速度を大きく設定すればよい。また、制御部８０は、中立領域でのグリップハンドル２６Ｒの操作量が小さい程、又は、中立領域でのグリップハンドル２６Ｒの位置が中立位置に近い程、減速度を大きくしてもよい。これにより、グリップハンドル２６Ｒが中立位置側に戻されたときに、速度を速やかに０にすることができる。なお、速度が０の状態とは、飛翔体１０が所定の高度で空中に停止しているホバリング状態をいう。
　なお、操縦装置２２は、図６に示すような操向ハンドル２４に限定されるものではない。例えば、飛行機のフライトスティックを模したレバー（操作部）によって操縦装置２２を構成するようにしてもよい。
　このように、操縦装置２２によって飛翔体１０の飛翔を制御するようにしてもよい。
　［変形実施形態］
　本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。
　例えば、上記実施形態において、加え合わせ点１４０と引き出し点１４４との間に、積算要素、ゲイン要素、微分要素等を適宜追加するようにしてもよい。
　また、上記実施形態において、引き出し点１４４と指令値生成部１０６との間に、積算要素、ゲイン要素、微分要素等を適宜追加するようにしてもよい。
　また、上記実施形態では、外乱対応値生成部１０８において外乱対応値を生成する際に、旋回角速度が用いられる場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。外乱対応値生成部１０８において外乱対応値を生成する際に、旋回角度を用いるようにしてもよい。この場合、例えば、積分要素１４２の後段に他の積分要素を付加するようにすればよい。また、この場合、加え合わせ点１４０と引き出し点１４４との間にゲイン要素、微分要素等を適宜追加するようにしてもよい。
　上記実施形態をまとめると以下のようになる。
　飛翔体制御装置（８０）は、複数の回転翼（４６Ｌ、４６Ｒ、５２Ｌ、５２Ｒ、５８Ｌ、５８Ｒ、６０Ｌ、６０Ｒ）と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数の駆動部（４４Ｌ、４４Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ、７２Ｌ、７２Ｒ、７６Ｌ、７６Ｒ）とが備えられた飛翔体（１０）を制御する飛翔体制御装置であって、飛翔体の旋回トルクの目標値である旋回トルク目標値に基づいて旋回トルク指令値を生成する指令値生成部（１０６）と、前記指令値生成部によって生成された前記旋回トルク指令値と、前記飛翔体に備えられたセンサ（１００）を用いて取得されるセンサ検出値とに基づいて、外乱に起因する旋回トルクに応じた外乱対応値を生成する外乱対応値生成部（１０８）とを有し、前記指令値生成部は、前記外乱対応値生成部によって生成される前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成する。このような構成によれば、外乱に起因する旋回トルクに応じた外乱対応値が、外乱対応値生成部によって生成される。そして、外乱対応値を旋回トルク目標値から減ずることによって、旋回トルク指令値が生成される。旋回トルク目標値から外乱対応値を減ぜられるため、外乱旋回トルクが打ち消されるような旋回トルク指令値が生成される。このため、このような構成によれば、外乱による旋回を効果的に抑制し得る飛翔体制御装置及び飛翔体を提供することができる。
　前記外乱対応値生成部は、前記旋回トルク指令値に応じた値と、前記外乱対応値生成部によって既に得られた外乱対応値に応じた値とを、前記センサ検出値から減ずることにより、前記外乱対応値を生成するようにしてもよい。
　前記旋回トルク目標値を設定する旋回トルク目標値設定部（１０４）を更に有し、前記旋回トルク目標値設定部は、搭乗者（１８）の重心移動に基づいて前記旋回トルク目標値を設定するようにしてもよい。
　前記旋回トルク目標値を設定する旋回トルク目標値設定部を更に有し、前記旋回トルク目標値設定部は、搭乗者による操縦装置（２２）の操作量に基づいて前記旋回トルク目標値を設定するようにしてもよい。
　前記外乱は、搭乗者の重心移動による前記飛翔体の重心位置の変化、又は、風による前記飛翔体の重心位置の変化であってもよい。
　前記指令値生成部は、前記旋回トルク目標値の符号と前記外乱対応値の符号とが同じ場合、前記外乱対応値生成部によって算出される前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成し、前記旋回トルク目標値の符号と前記外乱対応値の符号とが異なる場合、前記外乱対応値生成部によって算出される前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることなく前記旋回トルク指令値を生成するようにしてもよい。このような構成によれば、旋回トルク目標値の符号と外乱対応値の符号とが同じである場合には、外乱対応値生成部によって生成された外乱対応値を指令値生成部に供給させるため、以下のようになる。即ち、このような場合には、旋回トルク指令値が生成される際に、旋回トルク目標値から外乱対応値が減ぜられるため、外乱旋回トルクが打ち消されるような旋回トルク指令値が生成される。また、このような構成によれば、旋回トルク目標値の符号と外乱対応値の符号とが異なる場合には、外乱対応値生成部によって生成された外乱対応値が指令値生成部に供給されないため、以下のようになる。即ち、このような場合には、外乱に起因して生ずる旋回トルクが、制御部が飛翔体を意図的に旋回させる際に活用される。
　前記指令値生成部は、前記センサ検出値に所定のゲインを乗じることにより得られる値を前記旋回トルク目標値から更に減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成するようにしてもよい。
　飛翔体（１０）は、上記のような飛翔体制御装置を備える。
　プログラムは、複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数の駆動部とが備えられた飛翔体に備えられたコンピュータに、飛翔体の旋回トルクの目標値である旋回トルク目標値に基づいて旋回トルク指令値を生成するステップ（Ｓ２）と、前記旋回トルク指令値と、前記飛翔体に備えられたセンサを用いて取得されるセンサ検出値とに基づいて、外乱に起因する旋回トルクに応じた外乱対応値を生成するステップとを実行させるためのプログラムであって、前記旋回トルク指令値を生成するステップでは、前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成する。
１０…飛翔体　　　　　　　　　　　　１１…機体
１８…搭乗者　　　　　　　　　　　　２２…操縦装置
８０…制御部（飛翔体制御装置）
８２ＬＦ、８２ＬＲ、８２ＲＦ、８２ＲＲ…ロードセル
９８…操作量検出センサ　　　　　　　１００…角速度センサ（センサ）
１０２…角度センサ（センサ）　　　　１０４…旋回トルク目標値設定部
１０６…指令値生成部　　　　　　　　１０８…外乱対応値生成部
１１０…指令信号生成部　　　　　　　１４８…通過選択部

Claims (9)

  1. 　複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数の駆動部とが備えられた飛翔体を制御する飛翔体制御装置であって、
    　前記飛翔体の旋回トルクの目標値である旋回トルク目標値に基づいて旋回トルク指令値を生成する指令値生成部と、
    　前記指令値生成部によって生成された前記旋回トルク指令値と、前記飛翔体に備えられたセンサを用いて取得されるセンサ検出値とに基づいて、外乱に起因する旋回トルクに応じた外乱対応値を生成する外乱対応値生成部とを有し、
    　前記指令値生成部は、前記外乱対応値生成部によって生成される前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成する、飛翔体制御装置。
  2. 　請求項１に記載の飛翔体制御装置において、
    　前記外乱対応値生成部は、前記旋回トルク指令値に応じた値と、前記外乱対応値生成部によって既に得られた外乱対応値に応じた値とを、前記センサ検出値から減ずることにより、前記外乱対応値を生成する、飛翔体制御装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の飛翔体制御装置において、
    　前記旋回トルク目標値を設定する旋回トルク目標値設定部を更に有し、
    　前記旋回トルク目標値設定部は、搭乗者の重心移動に基づいて前記旋回トルク目標値を設定する、飛翔体制御装置。
  4. 　請求項１又は２に記載の飛翔体制御装置において、
    　前記旋回トルク目標値を設定する旋回トルク目標値設定部を更に有し、
    　前記旋回トルク目標値設定部は、搭乗者による操縦装置の操作量に基づいて前記旋回トルク目標値を設定する、飛翔体制御装置。
  5. 　請求項１又は２に記載の飛翔体制御装置において、
    　前記外乱は、搭乗者の重心移動による前記飛翔体の重心位置の変化、又は、風による前記飛翔体の重心位置の変化である、飛翔体制御装置。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載の飛翔体制御装置において、
    　前記指令値生成部は、前記旋回トルク目標値の符号と前記外乱対応値の符号とが同じ場合、前記外乱対応値生成部によって算出される前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成し、前記旋回トルク目標値の符号と前記外乱対応値の符号とが異なる場合、前記外乱対応値生成部によって算出される前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることなく前記旋回トルク指令値を生成する、飛翔体制御装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載の飛翔体制御装置において、
    　前記指令値生成部は、前記センサ検出値に所定のゲインを乗じることにより得られる値を前記旋回トルク目標値から更に減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成する、飛翔体制御装置。
  8. 　請求項１～７のいずれか１項に記載の飛翔体制御装置を備える飛翔体。
  9. 　複数の回転翼と、前記複数の回転翼をそれぞれ回転させる複数の駆動部とが備えられた飛翔体に備えられたコンピュータに、
    　飛翔体の旋回トルクの目標値である旋回トルク目標値に基づいて旋回トルク指令値を生成するステップと、
    　前記旋回トルク指令値と、前記飛翔体に備えられたセンサを用いて取得されるセンサ検出値とに基づいて、外乱に起因する旋回トルクに応じた外乱対応値を生成するステップとを実行させるためのプログラムであって、
    　前記旋回トルク指令値を生成するステップでは、前記外乱対応値を前記旋回トルク目標値から減ずることによって前記旋回トルク指令値を生成する、プログラム。
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