WO2021053929A1 - 飛行体、制御方法及びプログラム - Google Patents

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WO2021053929A1
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drone
point
control unit
inclination
landing
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康一 早川
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ソニー株式会社
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    • G05D1/06—Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0653—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
    • G05D1/0676—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing specially adapted for landing
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    • B64D27/00—Arrangement or mounting of power plants in aircraft; Aircraft characterised by the type or position of power plants
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    • B64D27/24—Aircraft characterised by the type or position of power plants using steam or spring force
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    • 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
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    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
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    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U70/00—Launching, take-off or landing arrangements

Definitions

  • This disclosure relates to air vehicles, control methods and programs.
  • UAVs Unmanned Aerial Vehicles
  • multicopters multicopters
  • drones have been used in various scenes such as various shooting, observation, and disaster relief.
  • various control methods for drones have been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the place where the drone lands is not always horizontal and may be an inclined surface.
  • the drone's aircraft tends to become unstable, so it is desirable that appropriate control be performed on the drone.
  • the present disclosure has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an air vehicle, a control method, and a program in which a drone can be controlled to land in a stable attitude even if the landing point is an inclined surface. It is one of.
  • the present disclosure is, for example, It is an air vehicle that has a control unit that acquires tilt information regarding the tilt of the landing point and sets the horizontal ground speed according to the tilt information.
  • the present disclosure is, for example, This is a control method in which the control unit acquires tilt information related to the tilt of the landing point and sets the horizontal ground speed according to the tilt information.
  • the present disclosure is, for example, This is a program in which the control unit acquires tilt information related to the tilt of the landing point and causes the computer to execute a control method for setting the horizontal ground speed according to the tilt information.
  • FIG. 2 is a diagram referred to when explaining the outline of the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram referred to when explaining the outline of the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram referred to when explaining the outline of the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram referred to when explaining a setting example of the starting point of the grounding sequence in the embodiment.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of the drone according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a flow of processing performed by the drone according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing performed by the drone according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the drone according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a flow of processing performed by the drone according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a flow of processing performed by the drone according to the third embodiment.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams schematically showing how the drone 1, which is an example of an air vehicle, lands.
  • the examples shown in FIGS. 1A and 1B are examples in which the point where the drone 1 lands (hereinafter, appropriately referred to as a landing point) is the inclined surface 2.
  • the drone 1 descends vertically and lands while keeping the aircraft horizontal. If the landing point is not horizontal but sloped, the ground effect on the propellers will be different for each propeller, and a rotational moment will be generated on the aircraft, making it impossible to maintain its attitude and landing will fail. In addition, even if the aircraft can land, uneven grounding will occur and the drone 1 will become unstable.
  • FIG. 1 is a point where the drone 1 lands
  • the inclined surface 2 increases the ground effect on the side of the drone 1 near the ground and decreases the ground effect on the side far from the ground.
  • the posture of the drone 1 becomes unstable due to the rotational moment generated due to the difference in the ground effect.
  • FIG. 1B the posture of the drone 1 becomes unstable due to the rotational moment of the legs of the drone 1 that touches the high side of the slope.
  • the drone 1 shall land at the landing point LP having the inclination shown in FIG.
  • the landing point LP may be a position of coordinates set in advance, or may be a position of coordinates instructed by an appropriate device on the ground (hereinafter, appropriately referred to as a ground station).
  • a transition point PA is set at an appropriate position in space as shown in FIG.
  • the transition point PA is a point located above the landing point LP and is a point at which the drone starts the landing operation.
  • the drone 1 existing at a position on a certain space (above the transition point PA) decides to land. For example, the drone 1 decides to land in response to an instruction by remote control, completion of a given task, a decrease in the remaining battery capacity, a sensor failure of the drone 1, a communication failure, or the like. ..
  • the drone 1 acquires the inclination information regarding the inclination of the landing point LP.
  • the inclination information may be acquired by a sensor included in the drone 1, or may be transmitted from the ground station to the drone 1. Alternatively, the current position of the drone 1 may be obtained by referring to the numerical map of the drone 1.
  • Drone 1 determines the landing approach sequence and the ground contact sequence (see FIG. 3).
  • the landing approach sequence is a control for the drone 1 performed from its current position (PB in FIG. 3) to the transition point PA.
  • the landing approach sequence it is information indicating the time-series position of the drone 1 from the current position PB to the transition point PA and the speed of the drone 1 at each position.
  • the horizontal velocity at the time of landing is substantially 0. Approximately 0 means that the horizontal velocity is 0 or close to 0 to the extent that the drone 1 can land safely.
  • Control is performed to give the directional speed to the drone 1 in advance. Specifically, the rotation speeds of a plurality of motors of the drone are controlled so as to have a set horizontal speed.
  • the movement locus of the drone 1 from the current position PB to the transition point PA and the horizontal velocity at each position are calculated so that a predetermined horizontal velocity is given at the transition point PA, and the operation of the drone 1 is calculated based on the calculation result. Is properly controlled.
  • the grounding sequence is the control for the drone 1 performed from the transition point PA to the landing point LP.
  • the drone 1 detects that it has passed the transition point PA, the drone 1 is controlled by the grounding sequence, which indicates, for example, the time-series positions to landing and the vertical velocity of each position. Information.
  • the attitude of the drone 1 is controlled so that the attitude of the drone 1 is substantially the same as the inclination of the landing point LP.
  • the drone 1 descends toward the landing point LP, and the horizontal ground speed given at the transition point PA gradually decreases.
  • the horizontal ground speed is substantially 0, and the attitude of the drone 1 is substantially equal to the inclination of the landing point LP, so that the drone 1 can land in a stable attitude.
  • the coordinates of the landing point LP are expressed as (x, y, 0), and the coordinates of the transition point PA are expressed as (x', y', H).
  • the height of the transition point PA is appropriately referred to as the grounding sequence start altitude H in the following description.
  • ⁇ be the angle of inclination of the landing point LP. As will be described later, ⁇ is acquired by a sensor or the like of the drone 1.
  • FIG. 4 is a diagram analytically showing various forces applied to the drone 1 whose posture is tilted.
  • M represents the mass of the drone 1
  • ⁇ is the pitch angle (the angle corresponding to the attitude of the drone 1 and the inclination angle of the landing point LP)
  • g is the gravitational acceleration.
  • Drone 1 receives the gravity of Mg in the downward direction perpendicular to the ground.
  • the drone 1 is controlled to apply a slightly larger force F v with respect to the gravity Mg in the vertical upward direction with respect to the ground in order to balance the drone 1.
  • the total thrust of all the rotors of the drone 1 (the force generated in the vertical upward direction of the drone 1's body) is defined as F r .
  • D h be the air resistance in the Z direction with respect to the drone 1
  • D v be the air resistance in the lateral direction (with respect to the ground) with respect to the drone 1.
  • the velocity v can be decomposed into a horizontal velocity v h and a vertical velocity v v.
  • the velocity v, the horizontal velocity v h, and the vertical velocity v v are ground speeds, respectively.
  • W h and W v are the horizontal and vertical components of the wind. In this embodiment, it is ignored (it is not considered).
  • Air resistance term D h (v h -w h, ⁇ ), D v (v v -w v, ⁇ ) it is very difficult to determine analytically, usually creates a table obtained by experiments. Since the vertical component D v (v v ⁇ w v , ⁇ ) of air resistance is sufficiently small as compared with gravity, it is ignored in this embodiment.
  • the altitude at the start of the grounding sequence in other words, the grounding sequence start altitude H at the height of the transition point PA, the vertical descent speed v vs of the drone 1 at the start of the grounding sequence, and the time t for executing the grounding sequence.
  • Equation 3 Equation 3
  • Equation 4 the timing at which the grounding sequence is started at the transition point PA is set to 0.
  • Equation 4 v v (t) can be freely determined by the drone 1, so a function of v v (t) that satisfies Equation 4 may be determined by numerical integration.
  • Equation 5 The vertical velocity v v (t) of the drone 1 is obtained by integrating the vertical acceleration a v (s) of the drone 1 as shown in Equation 5. (Equation 5)
  • Equation 7 Equation 7
  • Equation 7 a h (s) is the horizontal acceleration and C is the constant of integration.
  • Equation 8 The first boundary condition is rewritten as shown in Equation 8 below. (Equation 8)
  • Equation 9 Equation 9
  • Equation 14 Equation 14
  • Equation 14 From Equation 14, the relationship between the grounding sequence start altitude H, the time required for the grounding sequence t t , the descent speed v vs of the drone 1 at the start of the grounding sequence, and the descent speed v vt of the drone 1 at the end of the grounding sequence (at the time of grounding) It will be obtained.
  • the descent speed v vt at the time of touchdown must be appropriately determined within the range allowed by the drone 1 aircraft. Also, if this value is set to 0, the altitude estimation accuracy is low, and if the altitude is estimated lower than it actually is, the aircraft may resurface before landing, so be sure to use a positive value (vertical direction). Positive urban v v (t t) is set to be a negative value).
  • the horizontal velocity is set according to the inclination information.
  • the above-mentioned calculation is an example, and the horizontal velocity at the start of the grounding sequence of the drone 1 may be obtained by another method.
  • the coordinates (x', y') of the transition point PA are calculated with the landing point LP (grounding point of the drone 1) as the origin (0,0).
  • the coordinate system is set as shown in FIG. 5, and the maximum inclination of the landing point LP in the climbing direction is set to ⁇ .
  • the horizontal path length in the grounding sequence of the drone 1 is l h
  • the horizontal path length l h is the integral of the horizontal velocity of the grounding sequence, and can be expressed by the following equation 18.
  • Coordinates (x', y') satisfying the horizontal path length lh are set as the transition point PA.
  • the coordinates (x', y') of the transition point PA may be set by a method other than the above-mentioned method.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration example of the drone (hereinafter, appropriately referred to as drone 1A) according to the first embodiment.
  • the drone 1A has, for example, a control unit 101, an aircraft control unit 102, a sensor unit 103, an aircraft information acquisition unit 104, an inclination information acquisition unit 105, and a communication unit 106 that communicates with the ground station GS. ing.
  • the control unit 101 has a flight state management unit 101A, a flight planner 101B, and an attitude planner 101C as functional blocks. Further, although not shown, the drone 1A has a mechanism such as a motor and a propeller for moving itself.
  • the control unit 101 comprehensively controls the drone 1A. For example, the control unit 101 acquires inclination information regarding the inclination of the landing point and sets the horizontal speed according to the inclination information. Then, the control unit 101 controls the rotation speeds of the plurality of motors so as to reach the set horizontal speed.
  • the airframe control unit 102 operates according to the control by the control unit 101 to control the rotation speeds of the plurality of motors.
  • the horizontal speed set by the control unit 101 is, for example, a speed that becomes substantially 0 at the landing point LP.
  • the flight state management unit 101A comprehensively manages the flight state of the drone 1A. For example, the flight state management unit 101A makes the drone 1A land in response to an instruction by remote control, completion of a given task, a decrease in the remaining battery capacity, a sensor failure of the drone 1, a communication failure, or the like. Decide that.
  • Flight planner 101B generates a flight course plan for drone 1A.
  • the flight course plan is, for example, information that defines the time-series position in which the drone 1A flies and the speed at that position.
  • the flight course plan may be preset, or may be generated by the flight planner 101B according to a task or the like given to the drone 1A.
  • the flight planner 101B outputs the flight course plan to the attitude planner 101C.
  • the flight planner 101B generates an approach course plan and a ground contact course plan.
  • the approach course plan is information that defines the time-series position from the current position of the drone 1A to the transition point PA and the speed at that position.
  • the ground contact course plan according to the present embodiment is information that defines the attitude from the transition point PA to the landing point LP, the time-series position, and the vertical speed at the position.
  • the flight planner 101B outputs the approach course plan and the ground contact course plan to the attitude planner 101C.
  • the attitude planner 101C generates aircraft control information according to the flight course plan and the ground contact course plan given by the flight planner 101B.
  • the attitude planner 101C generates, for example, the aircraft control information of the drone 1A such that the position specified in the flight course plan and the speed at the position (specifically, the ground speed in the vertical and horizontal directions).
  • the attitude planner 101C determines the aircraft control information including the attitude, the acceleration in the vertical direction, and the like in consideration of the position and speed deviation of the aircraft according to the flight course plan, for example.
  • the attitude planner 101C generates aircraft control information of the drone 1A such that, for example, the position specified in the approach course plan and the speed at the position (specifically, the ground speed up, down, left, and right). Further, the attitude planner 101C generates aircraft control information of the drone 1A such that the position specified in the ground contact course plan, the speed in the vertical direction at the position, and the attitude are obtained. The attitude planner 101C outputs the aircraft control information to the aircraft control unit 102.
  • the aircraft control unit 102 performs control according to the aircraft control information supplied from the attitude planner 101C.
  • the aircraft control unit 102 controls, for example, the rotation speed of the motor of the drone 1A so that the drone 1A has a posture and a speed according to the aircraft control information.
  • the sensor unit 103 is a general term for a plurality of sensors that acquire the aircraft information of the drone 1A (for example, the current position, speed, attitude, etc. of the drone 1A).
  • Examples of the sensor constituting the sensor unit 103 include GPS (Global Positioning System), SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), acceleration sensor, gyro sensor, pressure sensor and the like.
  • the aircraft information acquisition unit 104 appropriately converts the sensing data input from the sensor unit 103 from analog data to digital data. Then, the aircraft information acquisition unit 104 outputs the sensing data converted into digital data to the control unit 101. The aircraft information acquisition unit 104 acquires information on the current position and acceleration of the drone 1A and the environment (wind speed, atmospheric pressure, etc.) around the drone 1A.
  • the tilt information acquisition unit 105 acquires the inclination information corresponding to the above-mentioned ⁇ , and outputs the acquired inclination information to the control unit 101.
  • the inclination information can be estimated by, for example, capturing the vicinity of the landing point LP with a camera and acquiring the inclination and normal of the landing point LP based on the captured image. Further, the inclination information can be estimated based on the inclination map by creating an inclination map for obtaining the inclination from the current position information of the drone 1A. Further, the inclination information may be measured in advance on the ground. Inclination information may be transmitted from an external device such as the ground station GS to the communication unit 106. In this way, the inclination information can be acquired by various methods. Therefore, depending on the method of acquiring the tilt information, the sensor unit 103 and the aircraft information acquisition unit 104 may function as the tilt information acquisition unit, or the communication unit 106 may function as the tilt information acquisition unit.
  • the communication unit 106 is for the drone 1A to communicate with other devices.
  • the communication unit 106 has a modulation / demodulation circuit or the like according to the communication method.
  • the communication unit 106 communicates with, for example, the ground station GS.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing performed by the drone 1A according to the first embodiment. The process described below is performed, for example, after the flight state management unit 101A determines the landing.
  • step ST101 the coordinates of the landing point LP and the information of the normal of the landing point LP (information of the normal to the surface of the landing point LP) are acquired.
  • the coordinates of the landing point LP may be the coordinates specified on the ground station GS side, or may be determined by an appropriate method by the control unit 101 of the drone 1A.
  • the coordinates of the landing point LP are supplied to the inclination information acquisition unit 105.
  • the information on the normal of the landing point LP is acquired by, for example, the tilt information acquisition unit 105 by imaging or the like.
  • the information on the normal of the landing point LP may be acquired by the sensor unit 103, or may be instructed by the ground station GS side. Then, the process proceeds to step ST102.
  • step ST102 the inclination angle ⁇ of the landing point LP and the vector of the direction of climbing the inclination are calculated from the information of the normal of the landing point LP. Such calculation is performed by, for example, the inclination information acquisition unit 105. The calculation result is supplied to the control unit 101. Then, the process proceeds to step ST103.
  • step ST103 the flight planner 101B has a vertical acceleration a v and a horizontal acceleration a from the inclination angle ⁇ , the grounding sequence start altitude H, the vertical velocity v vt when the drone 1A touches the ground, and the time t t applied to the grounding sequence. h , determine the vertical velocity v vs at the start of the grounding sequence. Then, the process proceeds to step ST104.
  • step ST104 the flight planner 101B obtains the horizontal velocity (horizontal ground speed) v hs at the start of the ground contact sequence using the horizontal acceleration and the time t t applied to the ground contact sequence.
  • the obtained horizontal velocity v hs is a velocity that becomes approximately 0 when the drone 1A lands. Then, the process proceeds to step ST105. Since specific examples of the processes in steps ST103 and 104 have already been described, duplicate explanations will be omitted.
  • the flight planner 101B determines whether or not the calculation result is within the operating range of the aircraft. Specifically, in step ST105, the vertical acceleration a v, is determined at ground sequence start, each vertical velocity v vs at the end, v vt whether the operation range of the aircraft by flight planner 101B . Then, the process proceeds to step ST106.
  • step ST106 if the determination result of step ST105 is not within the operating range of the aircraft, the process returns to step ST103.
  • the process returns to step ST103, for example, the calculation process in steps ST103 and 104 is performed after the grounding sequence start altitude H and the like are appropriately changed.
  • step ST106 if the determination result of step ST105 is within the operating range of the airframe, the process proceeds to step ST107.
  • step ST107 the flight planner 101B obtains the position (x', y', H) of the transition point PA. Since the setting example of the position of the transition point PA has already been described, the duplicate description is omitted. Further, the flight planner 101B has a posture at the transition point PA (in this example, a posture tilted substantially the same as the inclination angle ⁇ ), a time-series position from the transition point PA to the landing point LP, and an acceleration in the vertical direction at the position. Generate a grounding course plan that includes, etc. Then, the process proceeds to step ST108.
  • a posture at the transition point PA in this example, a posture tilted substantially the same as the inclination angle ⁇
  • a time-series position from the transition point PA to the landing point LP and an acceleration in the vertical direction at the position.
  • step ST108 the flight planner 101B plans an approach course from the current position to the transition point PA so that the position of the transition point PA and the speed of the drone 1A at the transition point PA become the horizontal speed determined in step ST104.
  • the approach course plan can be created by an appropriate method.
  • the approach course plan includes, for example, a plurality of discrete positions set on an appropriate course from the current position to the transition point PA so as to finally have the horizontal velocity determined in step ST104.
  • the horizontal velocity at the position is specified. Then, the process proceeds to step ST109.
  • step ST109 the flight planner 101B passes the approach course plan to the attitude planner 101C. Then, the process proceeds to step ST110.
  • step ST110 the attitude planner 101C obtains the attitude of the aircraft at each position and the acceleration in the vertical direction based on the approach course plan, and generates the aircraft control information for realizing the obtained attitude and the like. Specifically, the attitude planner 101C determines the attitude of the aircraft at that time so as to correct the position error based on the position error between the position specified in the course plan given to itself and the current position. The acceleration in the vertical direction is obtained, and they generate the specified aircraft control information. Then, the attitude planner 101C gives (passes) the obtained aircraft control information to the aircraft control unit 102. Then, the process proceeds to step ST111.
  • step ST111 the aircraft control unit 102 performs aircraft control based on the aircraft control information. With such aircraft control, the drone 1A moves so as to follow the trajectory planned in the approach course plan. Then, the process proceeds to step ST112.
  • step ST112 it is determined whether or not the drone 1A has passed the transition point PA obtained in step ST107. Such a determination is determined by the flight planner 101B based on, for example, the current position of the drone 1A acquired by the sensor unit 103 and acquired by the aircraft information acquisition unit 104. If the drone 1A has not passed the transition point PA, the process returns to step ST110. If the drone 1A has passed the transition point PA, the process proceeds to step ST113.
  • step ST113 the attitude of the drone 1A is controlled and the acceleration in the vertical direction is controlled.
  • step ST113 the flight planner 101B passes the ground contact course plan to the attitude planner 101C. Then, the process proceeds to step ST114.
  • step ST114 the attitude planner 101C generates the attitude of the aircraft specified in the course received from the flight planner 101B and the aircraft control information for controlling the vertical acceleration of the drone 1A. Then, the attitude planner 101C supplies the generated aircraft control information to the aircraft control unit 102. Then, the process proceeds to step ST115.
  • step ST115 the airframe control unit 102 controls the airframe based on the grounding course plan.
  • the drone 1A tilted at substantially the same angle as the tilt angle ⁇ descends so as to follow the planned trajectory. Then, the process proceeds to step ST116.
  • step ST116 it is determined whether or not the drone 1A is grounded based on the sensor information obtained by the sensor unit 103. Such a determination is made by, for example, the control unit 101. If the drone 1A is not grounded, the process returns to step ST114. When the drone 1A touches down, the control unit 101 outputs the determination result to the aircraft control unit 102. Then, the process proceeds to step ST117.
  • step ST117 the aircraft control unit 102 controls the idling of the thrust of the drone 1A.
  • the aircraft control unit 102 performs idling control to rotate the propeller of the drone 1A at a rotation speed of a predetermined value or less (a rotation speed at which the aircraft of the drone 1A does not rise).
  • a rotation speed of a predetermined value or less a rotation speed at which the aircraft of the drone 1A does not rise.
  • the horizontal ground speed is given to the drone 1A in advance at the transition point PA so that the horizontal ground speed at the time of landing becomes 0 or substantially 0. Further, after the transition point PA, the posture of the drone 1A is controlled to be substantially the same as the inclination angle ⁇ . Therefore, the drone 1A can be landed stably.
  • drone 1B As the configuration of the drone (hereinafter, appropriately referred to as drone 1B) according to the second embodiment, the same configuration as the drone 1A described in the first embodiment can be applied.
  • the attitude (horizontal) after the transition point PA is given as the ground contact course plan, but in the second embodiment, the horizontal velocity from the transition point PA to the landing point LP as the ground contact course plan. Is given, which is different from the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing performed by the drone 1B. Since the contents of the processes related to steps ST101 to ST108 have already been explained, duplicate explanations are omitted.
  • the ground contact course plan generated in step ST107 defines the horizontal velocity at the transition point PA and the horizontal velocity at each position from the transition point PA to the landing point LP.
  • the horizontal velocity v hs of each position is set according to, for example, the distance from the transition point PA to the landing point LP.
  • the drone 1B to which the horizontal velocity v hs is given takes a posture (a posture tilted in the direction of climbing the slope) which is substantially the same as the inclination angle ⁇ of the landing point LP after the transition point PA.
  • step ST201 the flight planner 101B integrates the ground contact course plan and the approach course plan. Then, the flight planner 101B gives the attitude planner 101C an integrated course plan. Then, the process proceeds to step ST202.
  • step ST202 the attitude planner 101C generates aircraft control information that realizes the course plan given to itself. Then, the attitude planner 101C outputs the generated aircraft control information to the aircraft control unit 102. Then, the process proceeds to step ST203.
  • step ST203 the aircraft control unit 102 operates in response to the aircraft control information, so that the drone 1B becomes the position according to the course plan integrated by the flight planner 101B, the attitude at the position, and the horizontal speed. Then, the process proceeds to step ST116. Since the contents of steps ST116, ST117, and ST118 after step ST116 have already been described, duplicate description will be omitted.
  • the drone 1B can be landed in a stable posture by giving the drone 1B a horizontal ground speed from the transition point PA to the landing point LP.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the drone (hereinafter, appropriately referred to as drone 1C) according to the third embodiment.
  • Drone 1C differs from drones 1A and 1B in that it has a go-around planner 101D.
  • the go-around planner 101D stops landing and reaches a safe altitude if the attitude, horizontal speed, vertical speed, etc. (hereinafter, appropriately referred to as posture, etc.) at the time of landing of the drone 1C are not within the permissible range.
  • step ST116 is not grounded (in the case of No) If it is determined in the determination process of step ST116 that the drone 1C is not grounded (in the case of No), the process proceeds to step ST301.
  • step ST301 it is determined whether or not the posture of the drone 1C is within the permissible range. This determination is made, for example, by the go-around planner 101D.
  • the permissible range is preset according to the performance, size, and the like of the drone 1C. Then, the process proceeds to step ST302.
  • step ST302 if the result of the determination process in step ST301 is that the posture of the drone 1C is within the permissible range (in the case of Yes), the process returns to step ST203. In step ST302, if the result of the determination process in step ST301 is that the posture of the drone 1C is not within the permissible range (if No), the process proceeds to step ST303.
  • step ST303 the go-around planner 101D decides the go-around because the attitude of the drone 1C is not within the permissible range. Then, the go-around planner 101D sets a target point at a position sufficiently higher than the current position, and gives the set target point to the flight planner 101B. Then, the process proceeds to step ST304.
  • step ST304 the flight planner 101B generates a course plan from the current position to the target point.
  • the course plan is a course plan in which the route from the current position to the target point, an arbitrary plurality of positions set on the route, and the posture and speed of the drone 1C at each position are defined.
  • the flight planner 101B gives the generated course plan to the attitude planner 101C. Then, the process proceeds to step ST305.
  • step ST305 the attitude planner 101C generates aircraft control information for realizing the course plan given to itself. Specifically, the attitude planner 101C determines the attitude of the aircraft at that time so as to correct the position error based on the position error between the position specified in the course plan given to itself and the current position. The acceleration in the vertical direction is obtained, and they generate the specified aircraft control information. The attitude planner 101C gives the generated aircraft control information to the aircraft control unit 102. Then, the process proceeds to step ST306.
  • step ST306 the airframe control unit 102 controls the motor and the like so as to satisfy the attitude and vertical acceleration specified by the airframe control information given by the attitude planner 101C. Then, the process proceeds to step ST307.
  • step ST307 it is determined whether or not the current position of the drone 1C is the target point. Such a determination is made, for example, by the go-around planner 101D, but may be made by another functional block. If the current position of the drone 1C is not the target point, the process returns to step ST305. When the current position of the drone 1C reaches the target point, the process proceeds to step ST308.
  • step ST308 a series of go-around control is completed.
  • Drone 1C which has risen to a safe altitude, is in a standby state waiting for the next instruction.
  • the drone 1C is given appropriate instructions such as control for landing the drone 1C and stopping the landing again.
  • the tilt of the drone 1C is within the permissible range, but any one or two of the tilt, the horizontal speed, and the vertical speed are permissible. It may be determined whether or not it is within the range, or it may be determined whether or not the other parameters are within the allowable range.
  • the drone 1C can be raised to a safe altitude when the inclination of the aircraft is not within the permissible range. Therefore, it is possible to prevent the drone 1C from failing to land due to the drone 1C performing the landing operation in an inappropriate posture or the like.
  • control unit has a plurality of planners
  • the present invention is not limited to this.
  • the flight planner and the attitude planner may be configured by one functional block.
  • a known control method for a drone can be applied to the drone in each of the above-described embodiments.
  • This disclosure can also be realized by devices, methods, programs, systems, etc. For example, by making it possible to download a program that performs the functions described in the above-described embodiment and downloading and installing the program by a device that does not have the functions described in the above-described embodiment, the control described in the embodiment can be performed in the device. It becomes possible to do.
  • the present disclosure can also be realized by a server that distributes such a program. Further, the present disclosure can also be realized as a tool for easily creating the flight plan described in the embodiment.
  • the items described in each embodiment and modification can be combined as appropriate.
  • the present disclosure may also adopt the following configuration.
  • An air vehicle having a control unit that acquires inclination information regarding the inclination of a landing point and sets a horizontal velocity according to the inclination information.
  • (2) Equipped with multiple motors
  • the flying object according to (1) or (2), wherein the horizontal speed set by the control unit is a speed at which the landing point is substantially 0.
  • the flying object according to (3), wherein the horizontal speed is a speed given in the direction of climbing the slope.
  • Drone 101 Control unit, 101A ... Flight state management unit 101B ... Flight planner 101C ... Attitude planner 102 ... Aircraft control unit 103 ... Sensor unit 105 ... Tilt information acquisition unit 106 ... Communication unit PA ... ⁇ Transition point LP ⁇ ⁇ ⁇ Landing point

Landscapes

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Abstract

着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、傾斜情報に応じた水平方向速度を設定する制御部を有する飛行体である。

Description

飛行体、制御方法及びプログラム
　本開示は、飛行体、制御方法及びプログラムに関する。
　近年、ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）やマルチコプタ、ドローンと称される無人の自律飛行体（以下、ドローンと適宜、称する）が各種の撮影や観測、災害救助等の様々な場面で使用されている。これに伴って、ドローンに関する各種の制御方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照のこと。）。
特開２０１８－５２３４１号公報
　ドローンが着地する箇所は、必ずしも水平とは限らず傾斜面の場合もあり得る。傾斜面にドローンが着陸する際に、ドローンの機体が不安定になり易いことから、ドローンに対して適切な制御が行われることが望まれる。
　本開示は、上述した点に鑑みてなされたものであり、着陸箇所が傾斜面であっても安定した姿勢でドローンが着陸できる制御が行われる飛行体、制御方法及びプログラムを提供することを目的の一つとする。
　本開示は、例えば、
　着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、傾斜情報に応じた水平対地速度を設定する制御部を有する
　飛行体である。
　本開示は、例えば、
　制御部が、着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、傾斜情報に応じた水平対地速度を設定する
　制御方法である。
　本開示は、例えば、
　制御部が、着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、傾斜情報に応じた水平対地速度を設定する
　制御方法をコンピュータに実行させるプログラムである。
[規則91に基づく訂正 09.07.2020]　
図１Ａ及び図１Ｂは、実施形態において考慮すべき問題を説明する際に参照される図である。 図２は、実施形態の概要を説明する際に参照される図である。 図３は、実施形態の概要を説明する際に参照される図である。 図４は、実施形態の概要を説明する際に参照される図である。 図５は、実施形態における接地シーケンスの開始点の設定例を説明する際に参照される図である。 図６は、第１の実施形態に係るドローンの構成例を示すブロック図である。 図７は、第１の実施形態に係るドローンで行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、第２の実施形態に係るドローンで行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図９は、第３の実施形態に係るドローンの構成例を示すブロック図である。 図１０は、第３の実施形態に係るドローンで行われる処理の流れを示すフローチャートである。 図１１は、第３の実施形態に係るドローンで行われる処理の流れを示すフローチャートである。
　以下、本開示の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜実施形態において考慮すべき問題＞
＜実施形態の概要＞
＜第１の実施形態＞
＜第２の実施形態＞
＜第３の実施形態＞
＜変形例＞
　以下に説明する実施形態等は本開示の好適な具体例であり、本開示の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
＜実施形態において考慮すべき問題＞
　始めに、本開示の理解を容易とするために、図１Ａ及び図１Ｂを参照して、実施形態において考慮すべき問題について説明がなされる。
　図１Ａ及び図１Ｂは、飛行体の一例であるドローン１が着陸する様子を模式的に示した図である。図１Ａ及び図１Ｂに示す例は、ドローン１が着陸する箇所（以下、着陸点と適宜、称する）が傾斜面２である例である。一般に、ドローン１は、機体を水平にしながら垂直に降下し着陸する。着陸点が水平でなく傾斜がある場合、プロペラにかかる地面効果がプロペラごとに異なってしまうため、機体に回転モーメントが発生してしまい、姿勢を維持できなくなり着陸に失敗する。また、仮に着陸できた場合でも不等接地が発生し、ドローン１の機体が不安定になる。具体的には、図１Ａに示すように、傾斜面２によりドローン１の地面に近い側の地面効果が大きくなり、地面に遠い側の地面効果が小さくなる。係る地面効果の違いに起因して生じる回転モーメントによりドローン１の姿勢が不安定になる。また、図１Ｂに示すように、斜面の高い側に接地したドローン１の脚部による回転モーメントによりドローン１の姿勢が不安定になる。
　一方、ドローン１の機体を傾斜面２に合わせるように傾けながら、ドローン１を着陸させる方法も考えられる。ドローン１の機体を傾斜面２に合わせるように傾けると、ドローン１に対して傾斜面２を下る方向への力が発生してしまう。そのため、垂直に降下しながらドローン１の機体を傾けると、ドローン１の機体が傾斜面２を下る方向に水平の速度を持つことになり、ドローン１が安定に着陸することができない。ドローン１が着陸する際には、水平方向の速度が略０になることが望ましい。係る観点を踏まえつつ、本開示の実施形態について詳細に説明する。
＜実施形態の概要＞
　次に、本開示の実施形態の概要についての説明がなされる。なお、本説明では、各実施形態に共通する事項についての説明もなされる。
［実施形態の概要］
　図２及び図３は、実施形態の概要を説明するための図である。ドローン１は、図２に示す傾斜を有する着陸点ＬＰに着陸するものとする。着陸点ＬＰは、予め設定された座標の位置でも良いし、地上の適宜な機器（以下、地上局と適宜、称する）から指示された座標の位置でも良い。
　空間上の適宜な位置には、図２に示すように遷移点ＰＡが設定される。遷移点ＰＡは、着陸点ＬＰの上方に位置する点であり、ドローンが着陸動作を開始する点である。ある空間上（遷移点ＰＡより上方）の位置に存在するドローン１は、着陸することを決定する。例えば、ドローン１は、リモートコントロールによる指示、与えられたタスクの完了、電池の残容量の低下、ドローン１が有するセンサの故障、通信障害の発生等に応じて、自身が着陸することを決定する。
　着陸が決定されると、ドローン１は、着陸点ＬＰの傾斜に関する傾斜情報を取得する。係る傾斜情報は、ドローン１が有するセンサによって取得されても良いし、地上局からドローン１に送信されても良い。また、ドローン１の現在位置からドローン１が有する数値地図を参照して取得しても良い。
　ドローン１は、着陸進入シーケンス及び接地シーケンスを決定する（図３参照）。着陸進入シーケンスは、自身の現在位置（図３におけるＰＢ）から遷移点ＰＡまでに行われるドローン１に対する制御である。着陸進入シーケンスの具体例としては、現在位置ＰＢから遷移点ＰＡまでのドローン１の時系列の位置及び各位置でのドローン１の速度を示す情報である。ここで、ドローン１が安定して着陸するためには、着陸時における水平方向速度が略０であることが望まれる。略０とは、水平方向速度が０又はドローン１が安全に着陸できる程度に０に近いことを意味する。そこで、着陸進入シーケンスでは、遷移点ＰＡにおいて、着陸点ＬＰでのドローン１の水平方向速度が略０となるような水平方向速度、より具体的には着陸点ＬＰの斜面を登る方向に向かう水平方向速度をドローン１に予め与える制御がなされる。具体的には、設定された水平方向速度となるように、ドローンが有する複数のモータの回転数が制御される。遷移点ＰＡにおいて所定の水平方向速度が与えられるように、現在位置ＰＢから遷移点ＰＡまでのドローン１の移動軌跡や各位置での水平方向速度が演算され、演算結果に基づいてドローン１の動作が適切に制御される。
　接地シーケンスは、遷移点ＰＡから着陸点ＬＰまでに行われるドローン１に対する制御である。遷移点ＰＡを通過したことがドローン１により検出されると、ドローン１は、接地シーケンスにより制御される、接地シーケンスは、例えば、着陸までの時系列の位置と各位置の上下方向の速度を示す情報である。具体的には、遷移点ＰＡにおいて、ドローン１の姿勢が着陸点ＬＰの傾斜と略同じ傾斜となるように、ドローン１の姿勢が制御される。接地シーケンスに基づいて制御されることにより、図３に示すように、ドローン１が着陸点ＬＰに向かって下降し、遷移点ＰＡで与えられた水平対地速度が徐々に減少する。着陸点ＬＰにおいては、水平対地速度が略０となり、且つ、ドローン１の姿勢が着陸点ＬＰの傾斜と略等しくなるため、ドローン１が安定した姿勢で着陸することができる。
［各実施形態に共通する事項］
　次に、各実施形態に共通する事項についての説明がなされる。なお、以下の説明では、着陸点ＬＰの座標が（ｘ，ｙ，０）と表記され、遷移点ＰＡの座標が（ｘ',ｙ',Ｈ）と表記される。遷移点ＰＡの高さは、以下の説明において、接地シーケンス開始高度Ｈと適宜、称される。また、着陸点ＬＰの傾斜の角度をθとする。θは後述するように、ドローン１が有するセンサ等によって取得される。
　図４は、姿勢が傾いているドローン１にかかる各種の力を分析的に示した図である。ここでＭはドローン１の質量を示し、θはピッチ角（ドローン１の姿勢及び着陸点ＬＰの傾斜角に対応する角度）であり、ｇは重力加速度である。ドローン１は、地面に対して垂直下方向にＭｇの重力を受ける。一般に、ドローン１に対しては、バランスを取るために、重力Ｍｇに対して若干、大きい力Ｆvを地面に対して垂直上方向に与える制御がなされる。
　また、図４において、ドローン１が有する全ローターの合計推力（ドローン１の機体の垂直上方向に発生する力）をＦrとする。また、ドローン１に対するＺ方向の空気抵抗をＤhとし、ドローン１に対する（地面に対して）横方向の空気抵抗をＤvとする。また、ドローン１の速度をｖとすると、速度ｖは、水平方向速度ｖhと垂直方向速度ｖvに分解することができる。なお、速度ｖ、水平方向速度ｖh及び垂直方向速度ｖvはそれぞれ対地速度である。
　ドローン１の水平方向の加速度（水平方向加速度）は、下記の式１により表すことができる。
（式１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　ドローン１の垂直方向の加速度（垂直方向加速度）は、下記の式２により表すことができる。
（式２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　Ｗh、Ｗvは、風の水平、垂直成分である。本実施形態では無視する（考慮しないものとする）。空気抵抗の項Ｄh（ｖh－ｗh，θ）、Ｄv（ｖv－ｗv，θ）は解析的に求めることは非常に難しく、通常は、実験により求め表を作成する。空気抵抗の垂直成分Ｄv（ｖv－ｗv，θ）は、重力と比較して十分に小さいため、本実施形態では無視する。
　続いて、接地シーケンス開始時の高度、換言すれば、遷移点ＰＡの高さで接地シーケンス開始高度Ｈ、接地シーケンス開始時のドローン１の垂直方向の降下速度ｖvs、接地シーケンスを実行する時間ｔtに基づいて、接地シーケンスにおけるドローン１の垂直方向速度ｖv（ｔ）、接地シーケンスにおける水平方向速度ｖh（ｔ）の時刻プロファイルを決定することを考える。
　始めに、接地シーケンス開始高度Ｈ、降下速度ｖvsの関係を求める。高度は、下記の式３に示すように、接地シーケンスにおける垂直方向速度ｖv（ｔ）を積分することにより求まる。
（式３）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　時刻ｔは、遷移点ＰＡにおいて接地シーケンスが開始されたタイミングを０とする。式３における第２項のＨは積分定数であり、ｔ＝０のとき高度ｈ（０）＝Ｈであることから決められる。そして、接地シーケンス終了時（ドローン１の接地時刻）、即ち、ｔ＝ｔtのとき高度が０であるため、下記の式４を満たす必要がある。
（式４）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　式４中、ｖv（ｔ）は、ドローン１が自由に決定することができるので、数値積分することにより式４を満たすようなｖv（ｔ）の関数を決定すれば良い。
　ドローン１の垂直方向速度ｖv（ｔ）は、式５に示すように、ドローン１の垂直方向加速度ａv（ｓ）を積分することにより得られる。
（式５）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　降下速度ｖvsは、接地シーケンス開始時、即ち、ｔ＝０のときの降下速度であるから、ｖv（０）＝－ｖvsである。接地時、即ち、ｔ＝ｔtのときの垂直方向の降下速度をｖvtとするとｖvtは、以下の式６により表すことができる。
（式６）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
　次に、ドローン１の水平方向速度ｖh（ｔ）の満たすべき関数を求める。水平方向速度ｖh（ｔ）は、下記の式７に示すように水平方向加速度ａh（ｓ）を積分することにより得られる。
（式７）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
　式７中、ａh（ｓ）は水平方向加速度、Ｃは積分定数である。境界条件は２つあり接地時に水平方向速度が０になることと、接地時のドローン１の傾きが着陸点ＬＰの傾きθと等しいことである。第１の境界条件は、下記の式８に示すように書き換えられる。
（式８）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　式８から積分定数Ｃが求められ、水平方向速度ｖh（ｔ）は、下記の式９により表すことができる。
（式９）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　第２の境界条件に基づいて、ドローン１の接地時の水平方向加速度は、下記の式１０により表すことができる。
（式１０）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
　式１０中、Ｄh（ｗh，θ）／Ｍの項は空気抵抗の項であり、ドローン１の水平方向速度が遅くなる着陸時には無視することができる。そのため、ドローン１の着陸時の水平方向加速度と垂直方向加速度との関係は、下記の式１１により表すことができる。
（式１１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
　これまで説明した境界条件を満たす加速度プロファイルであるａv（ｔ）、ａh（ｔ）、速度プロファイルであるｖv（ｔ）、ｖh（ｔ）には、無数の自由度がある。そこで、本実施形態では、接地シーケンス中には、ドローン１の垂直方向加速度ａvと姿勢θとが一定であると仮定して具体的な速度プロファイルを求めることにする。係る仮定に基づいて垂直方向加速度ａvを定数とすると、垂直方向速度ｖv（ｔ）は、下記の式１２により表すことができる。
（式１２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
　ドローン１の接地時刻（ｔ＝ｔt）のときｖv（ｔ）＝－ｖvtであるから、
ａv＝－（ｖvs－ｖvt）／ｔtとなる。よって、ｖv（ｔ）は下記の式１３により表すことができる。
（式１３）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
　式１３を式２に代入し積分することにより、下記の式１４に示す関係が得られる。
（式１４）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
　式１４から、接地シーケンス開始高度Ｈ、接地シーケンスにかかる時間ｔt、接地シーケンス開始時のドローン１の降下速度ｖvs、接地シーケンス終了時（接地時）のドローン１の降下速度ｖvtの関係が得られたことになる。
　次に、水平方向速度についても等加速度として積分を実行する。垂直方向加速度ａvが定数であるので、水平方向加速度ａh（ｔ）は、下記の式１５により表すことができる。
（式１５）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
　垂直方向加速度ａv、姿勢θが共に定数であるので、水平方向加速度も定数となる。すると、水平方向速度ｖh（ｔ）は、下記の式１６により表すことができる。
（式１６）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
　ここで、上述したように、ａv＝－（ｖvs－ｖvt）／ｔtであることから、ｖh（ｔ）は、下記の式１７により表すことができる。
（式１７）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
　接地時の降下速度ｖvtは、ドローン１の機体が許容する範囲で適切に定める必要がある。また、この値を０にすると、高度の見積もり精度が低く、実際よりも高度を低く見積もってしまった場合、着陸前に機体が再浮上してしまう虞があるので、必ず正の値（鉛直方向を正としｖv（ｔt）は負の値）になるようにする。
　式１７に基づいて、ｔ＝０の各値を使用した演算を行うことにより、接地シーケンス開始時のドローン１の水平方向速度であり、且つ、接地時には略０となる水平方向速度を求めることが可能となる。このように、本開示では傾斜情報に応じた水平方向速度が設定される。
　勿論、上述した演算は一例であり、他の方法によりドローン１の接地シーケンス開始時における水平方向速度等が求められても良い。
　続いて、図５が参照されつつ、接地シーケンスを開始する遷移点ＰＡの設定例についての説明がなされる。なお、接地シーケンス開始高度Ｈの設定例については既に説明してあるため、ここでは、遷移点ＰＡのＸ－Ｙ平面上における座標（ｘ’，ｙ’）の設定例について説明する。
　図５に示すように、着陸点ＬＰ（ドローン１の接地点）を原点（０，０）として、遷移点ＰＡ（接地シーケンス開始点）の座標（ｘ’，ｙ’）を計算する。座標系を図５に示すように設定し、着陸点ＬＰの登坂方向に向かう傾きの最大をαとする。ドローン１の接地シーケンスにおける水平経路長をｌhとすると、水平経路長ｌhは、接地シーケンスの水平方向速度を積分したものなので、以下の式１８により表すことができる。
（式１８）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
　遷移点ＰＡは、着陸点ＬＰの傾き最大の方向とは反対の方向となるので、下記の式１９により表すことができる。
（式１９）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
　垂直方向加速度を一定と仮定した場合に、ドローン１の水平方向速度は、上述したように下記の式２０により表すことができる。
（式２０）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
　よって、水平経路長ｌhは、下記の式２１となる。
（式２１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
　係る水平経路長ｌｈを満たす座標（ｘ’，ｙ’）が遷移点ＰＡとして設定される。勿論、上述した方法以外の方法により遷移点ＰＡの座標（ｘ’，ｙ’）が設定されても良い。
＜第１の実施形態＞
［ドローンの内部構成例］
　図６は、第１の実施形態に係るドローン（以下、ドローン１Ａと適宜、称する）の内部構成例を示すブロック図である。ドローン１Ａは、例えば、制御部１０１と、機体制御部１０２と、センサ部１０３と、機体情報取得部１０４と、傾斜情報取得部１０５と、地上局ＧＳと通信を行う通信部１０６とを有している。制御部１０１は、機能ブロックとして、飛行状態管理部１０１Ａと、飛行プランナ１０１Ｂと、姿勢プランナ１０１Ｃとを有している。また、図示はしていないが、ドローン１Ａは自身を移動させるためのモータ、プロペラ等の機構を有している。
　制御部１０１は、ドローン１Ａを統括的に制御する。例えば、制御部１０１は、着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、傾斜情報に応じた水平方向速度を設定する。そして、制御部１０１は、設定された水平方向速度となるように複数のモータの回転数を制御する。制御部１０１による制御に応じて機体制御部１０２が動作して複数のモータの回転数が制御される。なお、制御部１０１により設定される水平方向速度は、上述したように、例えば、着陸点ＬＰで略０となる速度である。
　飛行状態管理部１０１Ａは、ドローン１Ａの飛行状態を統括的に管理する。例えば、飛行状態管理部１０１Ａは、リモートコントロールによる指示、与えられたタスクの完了、電池の残容量の低下、ドローン１が有するセンサの故障、通信障害の発生等に応じて、ドローン１Ａが着陸することを決定する。
　飛行プランナ１０１Ｂは、ドローン１Ａの飛行コースプランを生成する。飛行コースプランは、例えば、ドローン１Ａが飛行する時系列の位置及び当該位置における速度が規定された情報である。飛行コースプランは、予め設定されている場合もあれば、ドローン１Ａに与えられたタスク等に応じて飛行プランナ１０１Ｂにより生成される場合もある。飛行プランナ１０１Ｂは、飛行コースプランを姿勢プランナ１０１Ｃに出力する。
　また、飛行プランナ１０１Ｂは、進入コースプラン及び接地コースプランを生成する。進入コースプランは、ドローン１Ａの現在位置から遷移点ＰＡまでの時系列の位置及び当該位置での速度が規定された情報である。また、本実施形態にかかる接地コースプランは、遷移点ＰＡから着陸点ＬＰまでの姿勢、時系列の位置及び当該位置における上下方向の速度が規定された情報である。飛行プランナ１０１Ｂは、進入コースプラン及び接地コースプランを姿勢プランナ１０１Ｃに出力する。
　姿勢プランナ１０１Ｃは、飛行プランナ１０１Ｂから与えられる飛行コースプラン及び接地コースプランに応じた機体制御情報を生成する。姿勢プランナ１０１Ｃは、例えば、飛行コースプランに規定された位置及び当該位置での速度（具体的には、上下左右の対地速度）となるようなドローン１Ａの機体制御情報を生成する。姿勢プランナ１０１Ｃは、例えば、飛行コースプランに従って、機体の位置や速度のずれも考慮して姿勢や上下方向の加速度等を含む機体制御情報を決定する。
　また、姿勢プランナ１０１Ｃは、例えば、進入コースプランに規定された位置及び当該位置での速度（具体的には、上下左右の対地速度）となるようなドローン１Ａの機体制御情報を生成する。また、姿勢プランナ１０１Ｃは、例えば、接地コースプランに規定された位置、当該位置での上下方向の速度、姿勢となるようなドローン１Ａの機体制御情報を生成する。姿勢プランナ１０１Ｃは、機体制御情報を機体制御部１０２に出力する。
　機体制御部１０２は、姿勢プランナ１０１Ｃから供給される機体制御情報に応じた制御を行う。機体制御部１０２は、例えば、ドローン１Ａが機体制御情報に応じた姿勢や速度となるように、ドローン１Ａが有するモータの回転数等を制御する。
　センサ部１０３は、ドローン１Ａの機体情報（例えば、ドローン１Ａの現在位置、速度、姿勢等）を取得する複数のセンサを総称したものである。センサ部１０３を構成するセンサとしては、ＧＰＳ(Global Positioning System)、ＳＬＡＭ(Simultaneous Localization and Mapping)、加速度センサ、ジャイロセンサ、気圧センサ等が挙げられる。
　機体情報取得部１０４は、センサ部１０３から入力されたセンシングデータを、適宜、アナログデータからデジタルデータに変換する。そして、機体情報取得部１０４は、デジタルデータに変換したセンシングデータを制御部１０１に対して出力する。機体情報取得部１０４により、ドローン１Ａの現在位置や加速度、ドローン１Ａの周囲の環境（風速や気圧等）の情報が取得される。
　傾斜情報取得部１０５は、上述したθに対応する傾斜情報を取得し、取得した傾斜情報を制御部１０１に出力する。傾斜情報は、例えば、着陸点ＬＰ付近をカメラで撮像し、撮像画像に基づいて着陸点ＬＰの傾斜及び法線を取得することにより推定することができる。また、傾斜情報は、現在のドローン１Ａの位置情報から傾斜を求めるための傾斜地図を作成し、傾斜地図に基づいて推定することもできる。また、傾斜情報は、予め地上で測定されたものであっても良い。地上局ＧＳ等の外部機器から通信部１０６に対して傾斜情報が送信されても良い。このように、傾斜情報は、様々な方法で取得することができる。従って、傾斜情報を取得する方法によっては、センサ部１０３及び機体情報取得部１０４が傾斜情報取得部として機能する場合もあれば、通信部１０６が傾斜情報取得部として機能する場合もある。
　通信部１０６は、ドローン１Ａが他の機器と通信を行うためのものである。通信部１０６は、通信方式に応じた変復調回路等を有している。通信部１０６は、例えば、地上局ＧＳと通信を行う。
［処理の流れ］
　図７は、第１の実施形態にかかるドローン１Ａで行われる処理の流れを示すフローチャートである。なお、以下に説明する処理は、例えば、飛行状態管理部１０１Ａが着陸を決定した後に行われる。
　ステップＳＴ１０１では、着陸点ＬＰの座標及び着陸点ＬＰの法線の情報（着陸点ＬＰの面に対する法線の情報）が取得される。着陸点ＬＰの座標は、地上局ＧＳ側で指定された座標でも良いし、ドローン１Ａの制御部１０１により適宜な方法で決定されても良い。着陸点ＬＰの座標は、傾斜情報取得部１０５に供給される。着陸点ＬＰの法線の情報は、例えば、傾斜情報取得部１０５により撮像等により取得される。着陸点ＬＰの法線の情報は、センサ部１０３により取得されても良いし、地上局ＧＳ側から指示されても良い。そして、処理がステップＳＴ１０２に進む。
　ステップＳＴ１０２では、着陸点ＬＰの法線の情報から着陸点ＬＰの傾斜角θと傾斜を登る方向のベクトルとが計算される。係る計算は、例えば、傾斜情報取得部１０５により行われる。計算結果が、制御部１０１に供給される。そして、処理がステップＳＴ１０３に進む。
　ステップＳＴ１０３では、飛行プランナ１０１Ｂが、傾斜角θ、接地シーケンス開始高度Ｈ、ドローン１Ａの接地時の垂直方向速度ｖvt、接地シーケンスにかける時間ｔtから、垂直方向加速度ａv、水平方向加速度ａh、接地シーケンス開始時の垂直方向速度ｖvsを決定する。そして、処理がステップＳＴ１０４に進む。
　ステップＳＴ１０４では、飛行プランナ１０１Ｂが、接地シーケンスの開始時の水平方向速度（水平対地速度）ｖhsを水平方向加速度、接地シーケンスにかける時間ｔtを使用して求める。求められた水平方向速度ｖhsは、ドローン１Ａの着陸時に略０となる速度である。そして、処理がステップＳＴ１０５に進む。なお、ステップＳＴ１０３、１０４の処理の具体例については既に説明しているため、重複した説明は省略される。
　本実施形態では、飛行プランナ１０１Ｂが、計算結果が機体の運用範囲内か否かを判定するようにしている。具体的には、ステップＳＴ１０５では、垂直方向加速度ａv、接地シーケンス開始時、終了時のそれぞれの垂直方向速度ｖvs、ｖvtが機体の運用範囲内か否かが飛行プランナ１０１Ｂにより判定される。そして、処理がステップＳＴ１０６に進む。
　ステップＳＴ１０６において、ステップＳＴ１０５の判定結果が機体の運用範囲内でなければ、処理がステップＳＴ１０３に戻る。なお、処理がステップＳＴ１０３に戻った場合には、例えば、接地シーケンス開始高度Ｈ等が適宜、変更された上で、ステップＳＴ１０３、１０４における計算処理が行われる。ステップＳＴ１０６において、ステップＳＴ１０５の判定結果が機体の運用範囲内であれば、処理がステップＳＴ１０７に進む。
　ステップＳＴ１０７では、飛行プランナ１０１Ｂが、遷移点ＰＡの位置（ｘ’，ｙ’，Ｈ）を求める。遷移点ＰＡの位置の設定例については既に説明しているため、重複した説明は省略される。また、飛行プランナ１０１Ｂは、遷移点ＰＡにおける姿勢（本例では、傾斜角θと略同じに傾く姿勢）及び遷移点ＰＡから着陸点ＬＰまでの時系列の位置及び当該位置での上下方向の加速度等を含む接地コースプランを生成する。そして、処理がステップＳＴ１０８に進む。
　ステップＳＴ１０８では、飛行プランナ１０１Ｂが、遷移点ＰＡの位置及び遷移点ＰＡにおけるドローン１Ａの速度がステップＳＴ１０４で決定された水平方向速度となるように、現在の位置から遷移点ＰＡまでの進入コースプランを生成する。進入コースプランは、適宜な方法で作成することができる。進入コースプランは、例えば、現在の位置から遷移点ＰＡまでの適宜なコース上に幾つかの離散的な位置が設定され、最終的にステップＳＴ１０４で決定された水平方向速度となるように複数の位置における水平方向速度等が規定されたものである。そして、処理がステップＳＴ１０９に進む。
　ステップＳＴ１０９では、飛行プランナ１０１Ｂが進入コースプランを姿勢プランナ１０１Ｃに渡す。そして、処理がステップＳＴ１１０に進む。
　ステップＳＴ１１０では、姿勢プランナ１０１Ｃが、進入コースプランに基づいて、各位置での機体の姿勢や上下方向の加速度を求め、求めた姿勢等を実現するための機体制御情報を生成する。具体的には、姿勢プランナ１０１Ｃは、自身に与えられたコースプランで指定された位置と現在位置との位置誤差に基づいて、その位置誤差を修正するように、その時点での機体の姿勢と上下方向の加速度を求め、それらが規定された機体制御情報を生成する。そして、姿勢プランナ１０１Ｃは、求めた機体制御情報を機体制御部１０２に与える（渡す）。そして、処理がステップＳＴ１１１に進む。
　ステップＳＴ１１１では、機体制御部１０２が、機体制御情報に基づく機体制御を行う。係る機体制御により、進入コースプランで計画された軌道に従うようにドローン１Ａが移動する。そして、処理がステップＳＴ１１２に進む。
　ステップＳＴ１１２では、ステップＳＴ１０７で求められた遷移点ＰＡをドローン１Ａが通過したか否かが判断される。係る判断は、例えば、センサ部１０３で取得され、機体情報取得部１０４で取得されたドローン１Ａの現在位置に基づいて、飛行プランナ１０１Ｂにより判断される。ドローン１Ａが遷移点ＰＡを通過していない場合は、処理がステップＳＴ１１０に戻る。ドローン１Ａが遷移点ＰＡを通過した場合は、処理がステップＳＴ１１３に進む。
　本実施形態では、ドローン１Ａが遷移点ＰＡを通過した後は、ドローン１Ａの姿勢の制御と上下方向の加速度の制御が行われる。ステップＳＴ１１３では、飛行プランナ１０１Ｂが接地コースプランを姿勢プランナ１０１Ｃに渡す。そして、処理がステップＳＴ１１４に進む。
　ステップＳＴ１１４では、姿勢プランナ１０１Ｃは、飛行プランナ１０１Ｂより受けたコースで指定された機体の姿勢と、ドローン１Ａの上下方向の加速度を制御するための機体制御情報を生成する。そして、姿勢プランナ１０１Ｃは、生成した機体制御情報を機体制御部１０２に供給する。そして、処理がステップＳＴ１１５に進む。
　ステップＳＴ１１５では、接地コースプランに基づく機体制御が機体制御部１０２により行われる。これにより、計画された軌道に従うように、傾斜角θと略同じ角度で傾いた姿勢のドローン１Ａが下降する。そして、処理がステップＳＴ１１６に進む。
　ステップＳＴ１１６では、例えば、センサ部１０３により得られるセンサ情報に基づいて、ドローン１Ａが接地したか否かが判断される。係る判断は、例えば、制御部１０１により行われる。ドローン１Ａが接地していない場合には、処理がステップＳＴ１１４に戻る。ドローン１Ａが接地した場合には、制御部１０１は、判断結果を機体制御部１０２に出力する。そして、処理がステップＳＴ１１７に進む。
　ステップＳＴ１１７では、ドローン１Ａの推力をアイドリングする制御が機体制御部１０２により行われる。例えば、機体制御部１０２により、所定以下の回転数（ドローン１Ａの機体が上昇しない程度の回転数）でドローン１Ａのプロペラを回転させるアイドリング制御が行われる。係る制御が行われることにより、ユーザは、接地したドローン１Ａが壊れていないことを認識することができる。なお、接地したドローン１Ａのプロペラが停止されても良い。そして、処理がステップＳＴ１１８に進み、ドローン１Ａの着陸動作が完了する。
　以上説明した第１の実施形態によれば、着陸時における水平対地速度が０又は略０となるように、遷移点ＰＡにおいて予め水平対地速度がドローン１Ａに与えられる。また、遷移点ＰＡ以降は、ドローン１Ａの姿勢が傾斜角θと略同じ角度となるように制御される。従って、ドローン１Ａを安定して着陸させることができる。
＜第２の実施形態＞
　次に、第２の実施形態についての説明がなされる。なお、第２の実施形態の説明において、上述した説明における同一又は同質の構成については同一の参照符号を付し、重複した説明は適宜、省略される。また、特に断らない限り、第１の実施形態で説明した事項は第２の実施形態に対して適用することができる。
　第２の実施形態にかかるドローン（以下、ドローン１Ｂと適宜、称する）の構成としては、第１の実施形態で説明したドローン１Ａと同様の構成を適用することができる。第１の実施形態では、接地コースプランとして遷移点ＰＡ以降の姿勢（水平）が与えられていたが、第２の実施形態では、接地コースプランとして遷移点ＰＡから着陸点ＬＰまでの水平方向速度が与えられる点が第１の実施形態と異なる。
　図８は、ドローン１Ｂで行われる処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳＴ１０１～ＳＴ１０８にかかる処理の内容は既に説明しているため、重複した説明が省略される。なお、本実施形態では、ステップＳＴ１０７で生成される接地コースプランには、遷移点ＰＡにおける水平方向速度及び遷移点ＰＡから着陸点ＬＰまでの各位置における水平方向速度が規定される。各位置の水平方向速度ｖhsは、例えば、遷移点ＰＡから着陸点ＬＰまでの距離に応じて設定される。水平方向速度ｖhsが与えられたドローン１Ｂは、遷移点ＰＡ以降は着陸点ＬＰの傾斜角θと略同じとなる姿勢（傾斜を登る方向に傾いた姿勢）になる。
　ステップＳＴ１０８に続くステップＳＴ２０１では、飛行プランナ１０１Ｂが、接地コースプランと進入コースプランとを統合する。そして、飛行プランナ１０１Ｂは、統合したコースプランを姿勢プランナ１０１Ｃに与える。そして、処理がステップＳＴ２０２に進む。
　ステップＳＴ２０２では、姿勢プランナ１０１Ｃが、自身に与えられたコースプランを実現する機体制御情報を生成する。そして、姿勢プランナ１０１Ｃは、生成した機体制御情報を機体制御部１０２に出力する。そして、処理がステップＳＴ２０３に進む。
　ステップＳＴ２０３では、機体制御部１０２が機体制御情報に応じて動作することにより、ドローン１Ｂは、飛行プランナ１０１Ｂにより統合されたコースプランに従った位置や当該位置における姿勢、水平方向速度になる。そして、処理がステップＳＴ１１６に進む。ステップＳＴ１１６以降のステップＳＴ１１６、ＳＴ１１７、ＳＴ１１８の内容については既に説明しているため重複した説明は省略される。
　以上、第２の実施形態によれば、ドローン１Ｂに遷移点ＰＡから着陸点ＬＰまでの水平対地速度を与えることにより、ドローン１Ｂを安定した姿勢で着陸させることができる。
＜第３の実施形態＞
　次に、第３の実施形態についての説明がなされる。なお、第３の実施形態の説明において、上述した説明における同一又は同質の構成については同一の参照符号を付し、重複した説明は適宜、省略される。また、特に断らない限り、第１、第２の実施形態で説明した事項は第３の実施形態に対して適用することができる。
　図９は、第３の実施形態にかかるドローン（以下、ドローン１Ｃと適宜、称する）の構成例を示すブロック図である。ドローン１Ｃは、着陸復行プランナ１０１Ｄを有する点がドローン１Ａ、１Ｂと異なっている。着陸復行プランナ１０１Ｄは、ドローン１Ｃの着陸時における姿勢や水平方向速度、垂直方向速度等（以下、姿勢等と適宜、称する）が許容範囲内でない場合は、着陸を中止して安全な高度までドローン１Ｃを上昇させる制御を行うプランナである。
　図１０及び図１１は、ドローン１Ｃで行われる処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１０及び図１１に示す「Ａ」は、処理の連続性を示すものであり、特定の処理を示すものではない。ステップＳＴ１０１～ステップＳＴ１０８に係る処理及びステップＳＴ２０１～ＳＴ２０３に係る処理の内容については、既に説明しているため重複した説明は省略される。ステップＳＴ１１６の判断処理でドローン１Ｃが接地していないと判断された場合（Ｎｏの場合）には、処理がステップＳＴ３０１に進む。
　ステップＳＴ３０１では、ドローン１Ｃの姿勢等が許容範囲内であるか否かが判断される。この判断は、例えば、着陸復行プランナ１０１Ｄで行われる。また、許容範囲は、ドローン１Ｃの性能、大きさ等に応じて予め設定されている。そして、処理がステップＳＴ３０２に進む。
　ステップＳＴ３０２において、ステップＳＴ３０１の判断処理の結果がドローン１Ｃの姿勢等が許容範囲内である場合（Ｙｅｓの場合）には、処理がステップＳＴ２０３に戻る。ステップＳＴ３０２において、ステップＳＴ３０１の判断処理の結果がドローン１Ｃの姿勢等が許容範囲内でない場合（Ｎｏの場合）には、処理がステップＳＴ３０３に進む。
　ステップＳＴ３０３では、ドローン１Ｃの姿勢等が許容範囲内でないことから、着陸復行プランナ１０１Ｄが着陸復行を決定する。そして、着陸復行プランナ１０１Ｄは、現在位置から十分高い箇所に目標点を設定し、設定した目標点を飛行プランナ１０１Ｂに与える。そして、処理がステップＳＴ３０４に進む。
　ステップＳＴ３０４では、飛行プランナ１０１Ｂが、現在位置から目標点までのコースプランを生成する。係るコースプランは、現在位置から目標点までの経路、経路上に設定される任意の複数の位置、各位置におけるドローン１Ｃの姿勢や速度が規定されたコースプランである。飛行プランナ１０１Ｂは、生成したコースプランを姿勢プランナ１０１Ｃに与える。そして、処理がステップＳＴ３０５に進む。
　ステップＳＴ３０５では、姿勢プランナ１０１Ｃが、自身に与えられたコースプランを実現するための機体制御情報を生成する。具体的には、姿勢プランナ１０１Ｃは、自身に与えられたコースプランで指定された位置と現在位置との位置誤差に基づいて、その位置誤差を修正するように、その時点での機体の姿勢と上下方向の加速度を求め、それらが規定された機体制御情報を生成する。姿勢プランナ１０１Ｃは、生成した機体制御情報を機体制御部１０２に与える。そして、処理がステップＳＴ３０６に進む。
　ステップＳＴ３０６では、機体制御部１０２が、姿勢プランナ１０１Ｃから与えられた機体制御情報で指示された姿勢、上下方向の加速度を満たすように、モータ等を制御する。そして、処理がステップＳＴ３０７に進む。
　ステップＳＴ３０７では、ドローン１Ｃの現在位置が目標点であるか否かが判断される。係る判断は、例えば、着陸復行プランナ１０１Ｄにより行われるが、他の機能ブロックにより行われても良い。ドローン１Ｃの現在位置が目標点でない場合には、処理がステップＳＴ３０５に戻る。ドローン１Ｃの現在位置が目標点に到達した場合には、処理がステップＳＴ３０８に進む。
　ステップＳＴ３０８では、一連の着陸復行制御が完了する。安全な高度まで上昇したドローン１Ｃは、次の指示を待つ待機状態となる。ドローン１Ｃに対しては、再度、ドローン１Ｃを着陸させるための制御や、着陸を中止する等の適宜な指示が与えられる。
　なお、本実施形態では、ドローン１Ｃの機体の傾き等が許容範囲内であるか否かが判断されるようにしたが、傾き、水平方向速度、垂直方向速度の何れか一つ若しくは二つが許容範囲内であるか否かが判断されるようにしても良いし、その他のパラメータが許容範囲内であるか否かが判断されるようにしても良い。
　以上説明した第３の実施形態によれば、機体の傾き等が許容範囲内でない場合にドローン１Ｃを安全な高度まで上昇させることができる。従って、不適切な姿勢等でドローン１Ｃが着陸動作を行うことによりドローン１Ｃの着陸が失敗してしまうことを防止することができる。
＜変形例＞
　以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。以下、変形例について説明する。
　上述した各実施形態では、説明の便宜を考慮して、制御部が複数のプランナを有する構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、飛行プランナと姿勢プランナとが一つの機能ブロックにより構成されても良い。
　上述した各実施形態におけるドローンに対しては、公知のドローンに対する制御方法を適用することができる。
　本開示は、装置、方法、プログラム、システム等により実現することもできる。例えば、上述した実施形態で説明した機能を行うプログラムをダウンロード可能とし、実施形態で説明した機能を有しない装置が当該プログラムをダウンロードしてインストールすることにより、当該装置において実施形態で説明した制御を行うことが可能となる。本開示は、このようなプログラムを配布するサーバにより実現することも可能である。また、本開示は、実施形態で説明したフライトプランを容易に作成するツールとして実現することも可能である。また、各実施形態、変形例で説明した事項は、適宜組み合わせることが可能である。
　本明細書中に記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であっても良い。また、例示された効果により本開示の内容が限定して解釈されるものではない。
　本開示は、以下の構成も採ることができる。
（１）
　着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、前記傾斜情報に応じた水平方向速度を設定する制御部を有する
　飛行体。
（２）
　複数のモータを備え、
　前記制御部は、設定された水平方向速度となるように前記複数のモータの回転数を制御する
　（１）に記載の飛行体。
（３）
　前記制御部が設定した水平方向速度は、着陸点で略０となる速度である
　（１）又は（２）に記載の飛行体。
（４）
　前記水平方向速度は、前記傾斜を登る方向に与えられる速度である
　（３）に記載の飛行体。
（５）
　前記制御部は、前記着陸点の上方に位置する点で前記設定された水平方向速度となるように制御する
　（１）から（４）までの何れかに記載の飛行体。
（６）
　前記制御部は、前記着陸点の上方に位置する点で、前記傾斜に対応する姿勢となるように制御する
　（５）に記載の飛行体。
（７）
　前記着陸点の上方に位置する点は、着陸動作を開始する点である
　（５）又は（６）に記載の飛行体。
（８）
　前記制御部は、前記着陸動作を開始する点から前記着陸点までの間に、機体の傾き及び対地速度の少なくとも一方が許容範囲を超える場合に、機体を上昇させる制御を行う
　（７）に記載の飛行体。
（９）
　前記傾斜情報を取得する傾斜情報取得部を有する
　（１）から（８）までの何れかに記載の飛行体。
（１０）
　前記傾斜情報取得部は、前記傾斜情報を外部機器から取得する
　（９）に記載の飛行体。
（１１）
　制御部が、着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、前記傾斜情報に応じた水平方向速度を設定する
　制御方法。
（１２）
　制御部が、着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、前記傾斜情報に応じた水平方向速度を設定する
　制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ・・・ドローン
１０１・・・制御部、
１０１Ａ・・・飛行状態管理部
１０１Ｂ・・・飛行プランナ
１０１Ｃ・・・姿勢プランナ
１０２・・・機体制御部
１０３・・・センサ部
１０５・・・傾斜情報取得部
１０６・・・通信部
ＰＡ・・・遷移点
ＬＰ・・・着陸点

Claims (12)

  1. 　着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、前記傾斜情報に応じた水平方向速度を設定する制御部を有する
    　飛行体。
  2. 　複数のモータを備え、
    　前記制御部は、設定された水平方向速度となるように前記複数のモータの回転数を制御する
    　請求項１に記載の飛行体。
  3. 　前記制御部が設定した水平方向速度は、着陸点で略０となる速度である
    　請求項１に記載の飛行体。
  4. 　前記水平方向速度は、前記傾斜を登る方向に与えられる速度である
    　請求項３に記載の飛行体。
  5. 　前記制御部は、前記着陸点の上方に位置する点で前記設定された水平方向速度となるように制御する
    　請求項１に記載の飛行体。
  6. 　前記制御部は、前記着陸点の上方に位置する点で、前記傾斜に対応する姿勢となるように制御する
    　請求項５に記載の飛行体。
  7. 　前記着陸点の上方に位置する点は、着陸動作を開始する点である
    　請求項５に記載の飛行体。
  8. 　前記制御部は、前記着陸動作を開始する点から前記着陸点までの間に、機体の傾き及び対地速度の少なくとも一方が許容範囲を超える場合に、機体を上昇させる制御を行う
    　請求項７に記載の飛行体。
  9. 　前記傾斜情報を取得する傾斜情報取得部を有する
    　請求項１に記載の飛行体。
  10. 　前記傾斜情報取得部は、前記傾斜情報を外部機器から取得する
    　請求項９に記載の飛行体。
  11. 　制御部が、着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、前記傾斜情報に応じた水平方向速度を設定する
    　制御方法。
  12. 　制御部が、着陸点の傾斜に関する傾斜情報を取得し、前記傾斜情報に応じた水平方向速度を設定する
    　制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11932387B2 (en) * 2021-12-02 2024-03-19 Textron Innovations Inc. Adaptive transition systems for VTOL aircraft
US11634232B1 (en) * 2022-04-30 2023-04-25 Beta Air, Llc Hybrid propulsion systems for an electric aircraft
US11639230B1 (en) * 2022-04-30 2023-05-02 Beta Air, Llc System for an integral hybrid electric aircraft

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001328600A (ja) * 2000-05-19 2001-11-27 Fuji Heavy Ind Ltd 着陸地点探索装置、それを用いた飛行体、および着陸地点評価装置
JP2008290704A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Honeywell Internatl Inc 傾斜表面上での垂直離陸及び着陸方法
WO2015064767A1 (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 優章 荒井 垂直離着陸飛行体
JP2015530318A (ja) * 2012-10-04 2015-10-15 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ 不整地に着陸するための着陸支持体の構成
WO2017098571A1 (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 楽天株式会社 風推定システム、風推定方法、及びプログラム

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8960600B2 (en) * 2010-02-08 2015-02-24 Raymond George Carreker Variable surface landing platform (VARSLAP)
US9767701B2 (en) * 2014-06-26 2017-09-19 Amazon Technologies, Inc. Ground effect based surface sensing in automated aerial vehicles
US9592908B2 (en) * 2015-03-18 2017-03-14 Amazon Technologies, Inc. Adjustable landing gear assembly for unmanned aerial vehicles
KR101815394B1 (ko) * 2015-10-27 2018-01-05 한국과학기술원 벽면 이동을 위한 비행로봇 메커니즘 및 제어방법
US9994307B2 (en) * 2016-03-25 2018-06-12 The United States Of America As Represented By Secretary Of The Navy Vertical take-off-and-landing unmanned aerial vehicle system capable of landing on uneven or sloped terrain
KR101891561B1 (ko) * 2016-04-21 2018-08-27 숭실대학교산학협력단 초음파 신호를 이용한 무인 항공기, 이의 착륙 유도 방법 및 그 기록매체
US10191496B2 (en) * 2016-04-21 2019-01-29 Foundation Of Soongsil University-Industry Cooperation Unmanned aerial vehicle and a landing guidance method using the same
KR20170138797A (ko) * 2016-06-08 2017-12-18 엘지전자 주식회사 드론
US10633087B2 (en) * 2016-07-01 2020-04-28 Textron Innovations Inc. Aircraft having hover stability in inclined flight attitudes
CN109476372A (zh) * 2016-07-12 2019-03-15 深圳市大疆创新科技有限公司 用于多取向飞行的系统和方法
US10301016B1 (en) * 2016-08-09 2019-05-28 Vimana, Inc. Stabilized VTOL flying apparatus and aircraft
KR20180066872A (ko) * 2016-12-09 2018-06-19 주식회사 네이블커뮤니케이션즈 통신망을 통해서 제어되는 드론 및 드론의 제어 방법
US10745115B2 (en) * 2017-02-16 2020-08-18 Amazon Technologies, Inc. Maintaining attitude control of unmanned aerial vehicles by varying centers of gravity
CN113056418B (zh) * 2018-11-16 2022-06-07 渥美不动产有限公司 飞行体和飞行体控制系统
JPWO2021002094A1 (ja) * 2019-07-04 2021-01-07
JP7466217B2 (ja) * 2019-12-20 2024-04-12 株式会社エアロネクスト 離着陸システム
WO2022050070A1 (ja) * 2020-09-03 2022-03-10 Thk株式会社 飛行ロボット
US11630467B2 (en) * 2020-12-23 2023-04-18 Textron Innovations Inc. VTOL aircraft having multifocal landing sensors
JP2023050516A (ja) * 2021-09-30 2023-04-11 株式会社トプコン 打音検査システム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001328600A (ja) * 2000-05-19 2001-11-27 Fuji Heavy Ind Ltd 着陸地点探索装置、それを用いた飛行体、および着陸地点評価装置
JP2008290704A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Honeywell Internatl Inc 傾斜表面上での垂直離陸及び着陸方法
JP2015530318A (ja) * 2012-10-04 2015-10-15 ザ・ボーイング・カンパニーＴｈｅＢｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ 不整地に着陸するための着陸支持体の構成
WO2015064767A1 (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 優章 荒井 垂直離着陸飛行体
WO2017098571A1 (ja) * 2015-12-07 2017-06-15 楽天株式会社 風推定システム、風推定方法、及びプログラム

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