WO2023248982A1 - 情報処理方法、情報処理装置及びコンピュータプログラム - Google Patents

情報処理方法、情報処理装置及びコンピュータプログラム Download PDF

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WO2023248982A1
WO2023248982A1 PCT/JP2023/022623 JP2023022623W WO2023248982A1 WO 2023248982 A1 WO2023248982 A1 WO 2023248982A1 JP 2023022623 W JP2023022623 W JP 2023022623W WO 2023248982 A1 WO2023248982 A1 WO 2023248982A1
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WO
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payload
drone
thrust
bodies
information processing
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/022623
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩次 市川
Original Assignee
ソニーグループ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C19/00—Aircraft control not otherwise provided for
    • B64C19/02—Conjoint controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00—Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/02—Dropping, ejecting, or releasing articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms
    • B64U10/14—Flying platforms with four distinct rotor axes, e.g. quadcopters

Definitions

  • the present disclosure relates to an information processing method, an information processing device, and a computer program.
  • Patent Document 1 discloses a collective unmanned aerial vehicle that connects multiple UAVs to transport goods by air.
  • the UAV disclosed in this document has a coupling component to a perimeter protection wall that protects around the lifting propeller. This linkage component links multiple UAVs together to air transport goods as a collective unmanned aerial vehicle.
  • Patent Document 2 discloses a cargo support position determination device. This device determines the support position for the drone from among multiple eye bolts installed on the cargo. By hooking the determined eyebolt, control is provided to prevent cargo from being turned around by multiple drones.
  • Patent Document 3 discloses a system in which slings are transported by multiple helicopters.
  • spreader bars are suspended from multiple helicopters by separate wires.
  • a sling wire is suspended from the spreader bar, and the cargo is suspended by the swing wire.
  • spreader bars keep multiple helicopters apart while transporting cargo.
  • the present disclosure has been made in view of the above-mentioned problems, and aims to make it possible to change the number of moving bodies transporting a payload even during transport.
  • the information processing method of the present disclosure acquires information representing the operational states of a plurality of moving bodies connected to a payload and supporting the payload at a plurality of first support positions, and based on the information representing the operational states, Select a first moving body from a plurality of moving bodies, separate the first moving body from the payload, and move a plurality of second moving bodies other than the first moving body among the plurality of moving bodies based on the weight of the payload. determining a plurality of second support positions at which the payload is supported by the body, and moving the plurality of second movable bodies to the plurality of second support positions while causing the plurality of second movable bodies to support the payload; control.
  • the information processing device of the present disclosure includes an acquisition unit that connects to a payload and acquires information representing the operating states of a plurality of moving bodies that support the payload at a plurality of first support positions, and the information representing the operating states.
  • a first mobile body is selected from the plurality of mobile bodies based on the weight of the payload, the first mobile body is separated from the payload, and a plurality of mobile bodies other than the first mobile body among the plurality of mobile bodies are determining a plurality of second support positions at which the payload is supported by a second movable body, and moving the plurality of second positions to the plurality of second support positions while causing the plurality of second movable bodies to support the payload;
  • An information processing device comprising: a position control unit that controls movement of a body;
  • the computer program of the present disclosure includes the steps of: acquiring information representing the operational states of a plurality of mobile bodies connected to a payload and supporting the payload at a plurality of first support positions; and based on the information representing the operational states. selecting a first moving body from the plurality of moving bodies; separating the first moving body from the payload; and selecting a first moving body from among the plurality of moving bodies based on the weight of the payload. determining a plurality of second support positions for causing a plurality of second moving bodies to support the payload; and moving the plurality of second mobile bodies to the plurality of second support positions while supporting the payload.
  • the computer is caused to perform the steps of controlling the movement of the second moving body.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a payload transportation system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a drone that transports a payload and a payload transport device.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a detailed configuration of a payload transportation system. Flowchart of payload transportation processing.
  • a diagram illustrating position control of a drone A diagram illustrating position control of a drone.
  • a diagram illustrating position control of a drone. A plan view showing three hovering drones and payloads.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of an information processing apparatus according to the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of an entire system including a payload transportation system 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the payload transportation system 1 is an information processing system that includes a payload processing device 10 (information processing device) and four drones 20_1, 20_2, 20_3, and 20_4 as mobile bodies that transport the payload. If there is no particular distinction between each drone, it will be referred to as drone 20.
  • the payload transportation system 1 causes a plurality of drones 20 to support and transport the payload 30 under the control of the payload processing device 10.
  • the payload processing device 10 is provided on the upper surface of the payload 30 (the surface opposite to the ground surface), and is a part of the payload 30.
  • Payload processing device 10 is capable of communicating with drone 20 and control tower system 50.
  • the plurality of drones 20 are connected to the payload 30 via the connection member 40, more specifically, connected to the payload processing device 10 provided on the payload 30, and support the payload 30.
  • the connecting member 40 may be directly connected to the payload main body instead of the payload processing device 10.
  • the payload 30 is an object such as baggage, cargo, or a cabin in which passengers can board, and is a heavy object that is difficult to carry with one drone 20.
  • the payload transport system 1 is connected to a communication network N.
  • the communication network N is constructed by, for example, the Internet or a wide area communication network.
  • the payload transport system 1 is connected to a control tower system (control tower system) 50 via a communication network N.
  • the communication protocol between the payload transport system 1 and the control tower system 50 is not limited.
  • the drone 20 and the payload processing device 10 can communicate with the control tower system 50 wirelessly or by wire.
  • the payload processing device 10 communicates with the drone 20 while transporting the payload 30 and acquires information indicating the operating state of the drone 20.
  • the payload processing device 10 detects a drone 20 whose thrust has decreased based on the acquired information. Thrust has decreased when the thrust has become zero or below a threshold value, that is, when the thrust has been lost.
  • a case where the thrust force of the drone 20 is expected to decrease within a certain period of time, for example, a case where the remaining battery level becomes below a threshold value may also be included in the case where the thrust force of the drone 20 decreases.
  • the cause of the decrease in thrust is, for example, a malfunction of the drone 20 or insufficient remaining battery power.
  • the information indicating the operating state of the drone 20 includes, for example, information indicating the thrust of the drone 20, the output command value of the actuator of the drone 20, the remaining battery level, and the like.
  • the payload processing device 10 When detecting a drone 20 whose thrust has decreased, the payload processing device 10 separates the drone 20 whose thrust has decreased from the payload. For example, the payload processing device 10 disconnects the connecting member of the drone 20 whose thrust has decreased from the payload processing device 10 (payload 30), or disconnects the drone 20 from the connecting member.
  • the connection member of the disconnected drone 20 may be disconnected from the payload processing device 10 together with the drone 20, or the connection member may remain connected to the payload processing device 10 and only the drone 20 may be disconnected. . Note that it is not excluded that the drone 20 whose thrust has decreased is not disconnected, but is maintained connected to the payload processing device 10 via the connecting member.
  • the drone 20 whose thrust has decreased may be in a suspended state (part of the payload 30) via the connection member.
  • the drone 20 separated from the payload processing device 10 falls to the ground or is recovered by a predetermined method.
  • the payload processing device 10 detects a drone 20 whose thrust has decreased, it transmits request data to the control tower system 50 to have the drone (standby drone) 20_5 waiting at the port 60 participate in the transportation.
  • the control tower system 50 transmits command data that commands the waiting drone 20_5 to participate in the transportation.
  • the standby drone 20_5 flies (moves) toward a location instructed by the control tower system 50 based on the command data.
  • the standby drone 20_5 that has arrived at the designated location connects to the payload processing device 10 (payload 30) via a connecting member and supports the payload 30. As a result, it participates in transporting the payload 30 midway. In this way, the standby drone 20_5 can replace the drone 20 whose thrust has decreased.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a plurality of drones 20 that transport payloads and the payload processing device 10.
  • each of the four drones 20_1, 20_2, 20_3, and 20_4 connects to the payload processing device 10 with the connecting member 40, and supports the payload 30 via the payload processing device 10.
  • the payload processing device 10 is provided with a drone connection section 11 (mobile object connection section) to which the connection member 40 is connected. Further, the payload processing device 10 is fixed to the top surface of the payload 30, so that the payload processing device 10 holds the payload 30. Therefore, the drone 20 will hold the payload 30 via the payload processing device 10.
  • the plurality of drones 20 hold and transport the payload 30 integrated with the payload processing device 10.
  • the payload processing device 10 may hold the payload 30 by suspending the payload 30 via a wire or the like instead of being directly fixed to the payload 30.
  • the connecting member 40 is, for example, a flexible wire.
  • a resin string or a metal wire is used for the connection member 40 .
  • An engaging structure (engaging portion) such as a hook is provided at one end (tip) of the connecting member 40 .
  • Each drone 20 generates a lift force using an actuator or the like, which will be described later, and pulls the payload 30 diagonally upward via the connecting member 40, as shown in FIG. Thereby, the drone 20 carries the payload 30 against the gravity of the payload 30. In addition, each drone 20 takes a tilted attitude away from the payload 30 and generates thrust in that direction, thereby lifting and transporting the payload 30 without contacting each other.
  • thrust refers to a force generated in the direction in which the drone 20 attempts to move, and is generated in the direction in which the drone 20 pulls the payload 30 with the connection member 40. Therefore, the thrust generated by the drone 20 may refer to a force that is a combination of a force in a direction away from the payload 30 in a horizontal plane (horizontal thrust) and an upward lifting force.
  • the annular portion 11a is an engagement member that is provided above the payload processing device 10 integrally with the payload processing device 10, and to which the tip of the connection member 40 of the drone 20 is connected (engaged).
  • the annular portion 11a is arranged at a position where its center coincides with the center of gravity of the payload 30.
  • the tip of the connecting member 40 is movable relative to the annular portion 11a. When the drone 20 moves in the circumferential direction, the tip of the connecting member 40 also moves along with the movement of the drone 20. It is assumed that the tip of the connecting member 40 is also determined depending on the position of the drone 20 in the circumferential direction.
  • the tip of the connecting member 40 is engaged with the annular portion 11a centering on the center of gravity of the payload 30, and the drone 20 pulls the payload 30 in the radial direction from the center of gravity of the payload processing device 10 (payload 30).
  • the thrust generated by the drone 20 with respect to the payload 30 is always generated in the radial direction. Therefore, even if the relative position (support position) of the drone 20 with respect to the payload 30 is changed during transportation, transportation can be continued without colliding with each other.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the detailed configuration of the payload transportation system.
  • Payload transportation system 1 includes a payload processing device 10 and a drone 20. Although the payload transport system 1 includes a plurality of drones 20, only one drone 20 is shown in the figure.
  • the payload processing device 10 includes a drone connection section 11 (connection section), a state acquisition section 12, a payload connection structure 13, a payload gravity measurement section 14, a resultant force calculation section 15, a battery monitoring section 16, and a position control section. 17, a drone information storage section 18, and a communication section 19.
  • the drone connecting portion 11 includes the annular portion 11a shown in FIG. 2 described above.
  • the drone 20 supports the payload 30 by engaging with the annular portion 11a via the connecting member 40.
  • the drone connection section 11 controls connection and separation between the annular section 11a and the tip of the connection member 40.
  • the drone connection unit 11 may include a tension sensor that detects the force (tensile force) with which the drone 20 pulls the connection member 40. In this case, the drone connection unit 11 may output information indicating the tensile force detected in the tension test to the state acquisition unit 12.
  • the drone connection unit 11 disconnects the connection member 40 from the drone 20 as instructed by the position control unit 17. More specifically, the annular portion 11a and the tip of the connecting member 40 are separated. Thereby, the drone connection unit 11 separates the drone 20 from the payload 30. The separated drone 20 is separated from carrying the payload 30. Further, the drone connection unit 11 connects the tip of the connection member 40 of the drone 20 instructed by the position control unit 17 to the annular portion 11a. This allows the new drone 20 to participate in transporting the payload 30.
  • the status acquisition unit 12 acquires information representing the operating status of each connected drone 20.
  • the state acquisition unit 12 acquires information regarding the thrust of each drone 20 as the operating state.
  • the state acquisition unit 12 acquires information indicating the thrust of the drone 20 based on communication with each drone 20.
  • the state acquisition unit 12 may acquire information indicating the thrust of the drone 20 based on the tension sensor of the connection member 40 of each drone 20.
  • the state acquisition unit 12 acquires the tensile force with which the drone 20 pulls the connection member 40 from the tension sensor, and based on the acquired tensile force and the positional relationship of the drone 20 with respect to the payload processing device 10, The thrust (vector) of the drone 20 is calculated.
  • the state acquisition unit 12 outputs information indicating the thrust of each drone 20 to the resultant force calculation unit 15.
  • the state acquisition unit 12 may output information indicating the thrust of each drone 20 to the drone information storage unit 18 and cause the drone information storage unit 18 to store the information.
  • the payload connection structure 13 includes a gripping structure that grips the payload 30 or a hanging structure that suspends the payload 30. Examples of the gripping structure or hanging structure include a belt or a hook.
  • the payload connection structure 13 holds the payload 30 using this structure.
  • the payload processing device 10 and the payload 30 are integrated, and the payload processing device 10 also becomes an object to be transported by the drone 20. Therefore, in this payload transport system 1, the maximum value of the weight of the payload 30 is determined so that the sum of the weight of the payload processing device 10 and the weight of the payload 30 is less than the maximum load capacity (so-called payload).
  • the payload gravity measurement unit 14 includes a weight sensor (not shown) connected to the payload connection structure 13.
  • the weight sensor measures the gravity applied to the payload 30 connected to the payload processing device 10.
  • the payload gravity measurement section 14 outputs information indicating the gravity measured by the weight sensor to the resultant force calculation section 15.
  • the resultant force calculation unit 15 calculates the resultant force of the thrust of each drone 20 and the weight (gravity) of the payload 30.
  • the resultant force calculation unit 15 combines the thrusts (outputs) of the remaining drones 20 and calculates the resultant force.
  • the resultant force calculation unit 15 outputs information indicating the calculated resultant force to the position control unit 17.
  • the payload processing device 10 is also integrated with the payload 30, so the resultant force calculation unit 15 calculates the value obtained by adding the gravity of the payload processing device 10 to the gravity of the payload 30 as the gravity of the payload 30. I reckon.
  • the battery monitoring unit 16 monitors the remaining amount of the battery 23 (see FIG. 3) of each drone 20.
  • the battery monitoring unit 16 monitors the remaining capacity of the battery 23 based on the voltage of the battery 23, for example. Alternatively, if the battery 23 has a function to manage information indicating the remaining amount, the information indicating the remaining amount may be acquired from the battery 23 via the function.
  • the battery monitoring unit 16 outputs information indicating the remaining amount of the battery 23 of the drone 20 to the position control unit 17. Note that the remaining capacity of the battery 23 may be monitored by the flight control unit 24 of the drone 20, which will be described later.
  • the position control unit 17 controls the operation of each part in the payload processing device 10 and the drone 20 in the process of transporting the payload 30.
  • the position control unit 17 performs calculations regarding the position (relative position) of the drone 20 with respect to the payload 30, and controls the position of the drone 20.
  • the traveling direction (transportation direction) of the payload 30 is oriented in a direction that is a combination of the horizontal thrusts of the plurality of drones 20, and therefore basically does not match the direction in which each drone 20 flies. Therefore, it is necessary for the position control unit 17 to perform calculations to control the position of the drone 20 according to a desired transport state of the payload 30, for example, a transport plan for the payload 30.
  • the transport plan includes, for example, a transport route including positions at each time, and may further include speeds at each position. Also, when the payload 30 is temporarily stopped in the air, it is necessary to perform calculations to control the position of the drone 20.
  • the position control unit 17 reads the transport plan for the payload 30 from the starting point to the destination from the drone information storage unit 18.
  • the position control unit 17 calculates a flight plan for each drone 20 necessary to transport the payload 30 according to the transport plan.
  • the flight plan includes, for example, a flight route including positions at each time, and may further include speed at each position.
  • the position control unit 17 outputs control information to each drone 20 for operating each drone 20 according to the flight plan.
  • the position control unit 17 may receive the transport plan for the payload 30 from the control tower system 50 (see FIG. 1). Alternatively, the position control unit 17 may receive the flight plan of each drone 20 from the control tower system 50.
  • the position control unit 17 detects the drone 20 whose thrust has decreased based on the acquired information representing the operating state, and determines to separate the detected drone 20 from the payload 30. That is, the position control unit 17 detects a decrease in the thrust of the drone 20 at present or in the future, and determines the detected drone 20 as the drone 20 to be separated. The position control unit 17 may detect a decrease in the thrust of the drone 20 based on the remaining amount information of the battery 23. Further, the position control unit 17 may decide to add the standby drone 20_5 based on the determination criteria described below.
  • the position control unit 17 calculates the position control of the remaining drone 20 based on the gravity of the payload 30. For example, when the malfunctioning drone 20 is separated, the positions of the remaining drones 20 (second mobile bodies) other than the malfunctioning drone 20 with respect to the payload 30 are controlled. Specifically, the position control unit 17 determines a position (second support position) at which the remaining drones 20 are to support the payload 30, and moves the remaining drones 20 to the determined position while supporting the payload 30. let That is, the position control unit 17 outputs information supporting the calculated position of the drone 20 with respect to the payload 30 to each drone 20 other than the malfunctioning drone 20, and moves each drone 20 to the calculated second support position. .
  • the position control unit 17 may output information indicating the calculated second support position to the drone information storage unit 18 and cause the drone information storage unit 18 to store the information.
  • the position control unit 17 determines the thrust to be output by the remaining drones 20 at the determined position (second support position).
  • the position control unit 17 outputs information for outputting the determined thrust (for example, an output command value to be output by an actuator) to the remaining drones 20.
  • the position control unit 17 determines to add the standby drone 20_5 (third moving body) after the drone 20 (first moving body) leaves
  • the position control unit 17 controls the standby drone 20_5 based on the gravity of the payload 30. and calculates the position control of the remaining drones 20.
  • the position control unit 17 determines the positions at which the payload 30 is to be supported by the standby drone 20_5 and the remaining drones 20 (third support position, second support position), and places the determined positions at the standby drone 20_5. and output to the remaining drones 20. Thereby, the standby drone 20_5 and the remaining drones 20 are moved to the determined position.
  • the position control unit 17 outputs information indicating the calculated third support position and second support position to the drone information storage unit 18, and causes the drone information storage unit 18 to store the information.
  • the position control unit 17 determines the thrust to be output by the standby drone 20_5 and the remaining drones 20 at the determined position.
  • the position control unit 17 outputs information for outputting the determined thrust (for example, an output command value to be output by an actuator) to the standby drone 20_5 and the remaining drones 20.
  • the position control unit 17 may move the standby drone 20_5 to the third support position after it is connected to the annular portion 11a.
  • the position control unit 17 determines the third support position before the standby drone 20_5 connects to the annular part 11a, moves the standby drone 20_5 to the third support position, and then moves the standby drone 20_5 to the third support position. It may be connected to the annular portion 11a.
  • the position control unit 17 may output the information on the thrust of each drone 20 received from the status acquisition unit 12 to the drone information storage unit 18 and cause the drone information storage unit 18 to store the information.
  • the position control unit 17 may output information indicating the remaining battery level of the drone 20 to the drone information storage unit 18 and cause the drone information storage unit 18 to store the information.
  • the drone information storage unit 18 stores information regarding the drone 20 output from the position control unit 17 and the status acquisition unit 12. Further, the drone information storage unit 18 stores a computer program related to a process for transporting the payload 30, which will be described later. Further, the drone information storage unit 18 stores at least one of the above-mentioned transportation plan and flight plan.
  • the drone information storage unit 18 is composed of a memory, a magnetic recording medium, an optical recording medium, or the like.
  • the memory may be non-volatile memory such as flash memory, volatile memory such as DRAM or SRAM.
  • the communication unit 19 is a network interface that performs wireless communication with each drone 20 and control tower system 50. Specifically, the communication unit 19 performs wireless communication with the control tower system 50 as a communication partner via Wi-Fi (registered trademark) or a base station such as 4G or 5G. Furthermore, the communication unit 19 receives input from the position control unit 17 and transmits information to the drone 20. The communication unit 19 outputs information received from the drone 20 to each unit of the payload processing device 10.
  • the drone 20 includes a sensor section 21, a self-position calculation section 22, a battery 23, a flight control section 24, an actuator section 25, a thrust estimation section 26, a communication section 27, and a payload connection section 28. body (flying object).
  • the sensor unit 21 detects information regarding the state of the drone 20 and the external environment.
  • the sensor unit 21 includes a camera 21_1, an IMU 21_2, and a positioning module 21_3.
  • the sensor unit 21 outputs sensing results from each sensor to the self-position calculation unit 22.
  • the sensor unit 21 may include other sensors such as an atmospheric pressure sensor that can be used to measure flight altitude.
  • the camera 21_1 captures an image of the real space in the direction in which the drone 20 is traveling or in any direction.
  • a color camera, a monochrome camera, a stereo camera, or a depth camera is used as the camera 21_1.
  • a color camera includes an image sensor such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD (Charge Coupled Device), and various components such as a lens for controlling the formation of a subject image on the image sensor.
  • the real space is imaged using the , and a captured image is generated.
  • a depth camera captures a three-dimensional image of real space using ToF (Time of Flight), which measures the time it takes for light to hit an object and return.
  • ToF Time of Flight
  • the IMU 21_2 (Inertial Measurement Unit) measures at least one of acceleration, angular velocity, and magnetic vector generated when the drone 20 flies.
  • the positioning module 21_3 receives signals from a GPS (Global Positioning System) or a satellite of a quasi-zenith satellite system, and measures the current latitude and longitude of the drone 20 in real time. Thereby, the positioning module 21_3 positions the position where the drone 20 is present.
  • GPS Global Positioning System
  • the self-position calculation unit 22 calculates the current flying position of the drone 20 based on all or part of the information (sensing results) output from the camera 21_1, IMU 21_2, and positioning module 21_3. Further, the self-position calculation unit 22 calculates the relative position of the drone 20 with respect to the payload 30 based on the input of the sensing results.
  • the self-position calculation unit 22 outputs information indicating the current position where the drone 20 is flying and the relative position of the drone 20 with respect to the payload 30 to the flight control unit 24.
  • the flight control unit 24 can calculate the position (coordinates) where the payload 30 including the payload processing device 10 is located based on the input information. Further, the flight control unit 24 can also calculate the relative position of the drone 20 as viewed from the payload processing device 10.
  • the flight control unit 24 can obtain the direction of the connection member 40 connected to the drone 20 as the direction of the thrust of the drone 20.
  • the thrust of the drone 20 can also be calculated from the tensile force of the tension sensor and the direction of the acquired thrust.
  • the battery 23 supplies driving power to each part of the drone 20 including the actuator part 25.
  • the battery 23 is, for example, a rechargeable storage battery or a secondary battery, but may also be a non-rechargeable primary battery.
  • the battery 23 may output information specifying the amount of charge (remaining power amount) of the battery 23 to the flight control unit 24 by a control circuit (not shown).
  • the information specifying the amount of charge may be a value of the amount of charge if the battery 23 manages the amount of charge.
  • the information specifying the amount of charge may be the voltage between the terminals of the battery 23, and in this case, the amount of charge may be estimated from the voltage between the terminals.
  • the amount of charge can be calculated by storing the discharge history of the battery 23 and subtracting the integral value of the amount of discharge from the amount of charge at the start of the flight (initial stage).
  • the information specifying the amount of charge may be information indicating the initial amount of charge and the discharge history.
  • the flight control unit 24 receives information output from the self-position calculation unit 22 and the battery 23, and information output from the position control unit 17 of the payload processing device 10, and performs flight control of the drone 20. For example, the flight control unit 24 generates a control command regarding the rotational speed for the actuator unit 25 based on the flight plan (flight route) received from the payload processing device 10 via the communication unit 27, and sends the generated control command to the actuator unit 25. Output.
  • the flight control unit 24 includes, for example, an electronic speed controller that controls the rotational speed of each motor in the actuator unit 25.
  • the flight control unit 24 transmits information such as the current flight position of the drone 20, the relative position of the drone 20 to the payload 30, and the remaining amount of the battery 23 to the payload processing device 10 via the communication unit 27.
  • the drone 20 receives the flight plan from the payload processing device 10, the flight plan may be stored in advance in a storage unit (not shown) in the drone 20. In this case, the flight control unit 24 may read a flight plan given in advance from the
  • the actuator section 25 includes a plurality of actuators that are mechanisms that generate rotational motion. For example, in the case of a quadcopter as shown in FIG. 2, four actuators are provided. In this embodiment, each actuator is a motor (rotor). A propeller is attached to each of the rotating shafts of the plurality of actuators (motors). For example, a brushless DC motor is used as the actuator.
  • the actuator section 25 generates arbitrary thrust by rotating each propeller at an arbitrary speed under the control of the flight control section 24 . The thrust generated in the drone 20 increases or decreases depending on the rotational speed (throttle opening) that is the output of the actuator. Further, the thrust generated in the drone 20 depends on the number of actuators.
  • the actuator section 25 constitutes the drive mechanism of the drone 20 together with the propeller and the battery 23.
  • the thrust estimating unit 26 estimates the thrust of the drone 20.
  • the thrust estimating unit 26 estimates the thrust of the drone 20 from, for example, output command values of four actuators.
  • the relationship between the output command values of the plurality of actuators and the thrust of the drone 20 may be obtained, for example, by prior measurement, or may be obtained using a nominal value provided by the manufacturer of the drone 20. Further, the relationship between the output command values of the plurality of actuators and the thrust of the drone 20 may be calculated from the shape and rotation speed of the propeller attached to the rotation axis of the actuator.
  • the thrust may be estimated from the amount of change in the position of the drone 20 per unit time (ascending speed, descending speed, etc.).
  • the state acquisition unit 12 outputs information indicating the estimated thrust of the drone 20 to the communication unit 27.
  • the amount of change in the position of the drone 20 per unit time is an example of information representing the operating state of the drone 20. Note that the process of estimating the thrust of the drone 20 may be performed by the state acquisition unit 12 of the payload processing device 10.
  • the communication unit 27 is a network interface that performs wireless communication with the payload processing device 10.
  • the communication unit 27 performs data communication with the payload processing device 10 serving as a communication partner using a wireless method such as Wi-Fi (registered trademark).
  • the communication unit 27 receives information output from the flight control unit 24 and the thrust estimation unit 26 and transmits it to the payload processing device 10.
  • the communication unit 27 also outputs the information received from the payload processing device 10 to the flight control unit 24 of the drone 20 and the like. Note that the communication unit 27 may perform data communication with the communication unit 27 of another drone 20.
  • the payload connection section 28 is connected to the payload 30 via a connection member 40. More specifically, the payload connection section 28 is connected to the payload processing device 10 integrated with the payload 30 by a connection member 40. One end (tip) of the connection member 40 is connected to the annular portion 11 a of the drone connection section 11 , and the other end of the connection member 40 is connected to the payload connection section 28 .
  • FIG. 4 is a flowchart of payload transportation processing. This payload transportation process is executed while the payload 30 is being transported by a plurality of drones 20.
  • This payload transportation process is executed while the payload 30 is being transported by a plurality of drones 20.
  • ⁇ Case 1> we will explain a case ( ⁇ Case 1>) in which one drone 20 breaks down while four drones 20 are transporting the payload 30, and the remaining three drones 20 continue transporting the payload 30. do.
  • FIG. 5 is a plan view showing four hovering drones and payloads.
  • FIG. 6 is a side view showing four hovering drones and payloads.
  • the positions of the four drones 20 are controlled on the circumference C in the horizontal plane.
  • the thrust of the actuator 25 is controlled so that the four drones 20 are arranged at equal intervals on a circumference C in a horizontal plane centered on the center of gravity 31 of the payload 30.
  • the four drones 20 are arranged at relative positions P1, P2, P3, and P4 that are separated by 90 degrees around the center of gravity 31 of the payload 30.
  • each actuator 25 The thrust generated by each actuator 25 is controlled so that the four drones 20 are tilted away from the payload 30 and the absolute values of the thrust of the four drones are the same. .
  • the four drones 20 pull the connecting member 40 diagonally upward about the center of gravity 31 of the payload 30.
  • the horizontal forces cancel each other out, and the resultant force of the thrust of each of the plurality of drones 20 and the gravity of the payload 30 becomes balanced.
  • the payload 30 comes to a stopped state (a hovering state) at an arbitrary position.
  • FIG. 7 is a plan view showing four drones carrying payloads.
  • FIG. 8 is a side view corresponding to FIG. 7.
  • the four drones 20 transport the payload 30 in a suspended state, they are arranged at positions (first support positions) closer to the traveling direction (indicated by arrows in the figure) on the circumference C.
  • the payload 30 is transported in a direction according to the resultant force of the thrust of each of the plurality of drones 20 and the gravity of the payload 30.
  • the absolute values of the thrusts of the plurality of drones 20 are made the same, and the flight state is controlled only by controlling the position of the drones 20. Therefore, the calculation load is low, and the remaining capacity of the battery 23 of each drone 20 can be consumed evenly.
  • the self-position calculation unit 22 of each drone 20 calculates the self-position using, for example, the image captured by the camera 21_1 and the value measured by the IMU 21_2. Further, the thrust estimating unit 26 estimates the thrust generated by the actuator unit 25. The self-position and thrust of each drone 20 are transmitted to the payload processing device 10.
  • FIGS. 9A, 9B, and 9C are diagrams illustrating position control of the drone.
  • 9A to 9C show the relative position and thrust of the drone 20 in a horizontal plane in a flight state.
  • FIG. 9A shows a normal hovering condition.
  • FIG. 9A shows the relative positions P1, P2, P3, and P4 of each of the four drones 20 in the horizontal plane from the payload processing device 10.
  • vectors T1, T2, T3, and T4 (more specifically, horizontal components of the vectors) representing the magnitude and direction of the thrust of the drone 20 that pulls the payload processing device 10 with the connection member 40. .
  • the drone information storage unit 18 of the payload processing device 10 stores relative positions P1, P2, P3, P4 and thrust vectors T1, T2, T3, T4 as information about the four drones 20 at this time. .
  • the state acquisition unit 12 acquires information indicating the thrust estimated by the thrust estimation unit 26 of each drone 20, and stores it in the drone information storage unit 18 (S101).
  • Information indicating the thrust force is obtained, for example, at regular time intervals. For example, when one drone 20_4 loses thrust due to a failure of the actuator unit 25, the information indicating the thrust includes zero as the measured value of the thrust, or includes information that the actuator unit 25 has failed.
  • the drone connection unit 11 may output the detected value of the tension sensor for the connection member 40 connected to the drone 20_4 to the state acquisition unit 12.
  • the state acquisition unit 12 acquires the thrust of the drone 20 from the detection value of the tension sensor and the relative position of the drone 20 with respect to the payload 30.
  • the position control unit 17 determines whether the thrust of the drone 20 has decreased (or has lost its thrust) (S102).
  • the state acquisition unit 12 compares the thrust vector T received last time from the drone 20 and the thrust vector T newly received this time from the drone 20_4. When the thrust vector T newly received this time is sufficiently smaller than the thrust vector T received last time, the state acquisition unit 12 determines that the thrust of the drone 20 is lost. Sufficiently small means that the magnitude of the difference between both vectors is smaller than the threshold.
  • the threshold value may be a predetermined value, or may be the average of the differences between both vectors calculated in the previous fixed period.
  • the position control unit 17 may detect whether the thrust of the drone 20 has decreased based on the remaining battery level information of each drone 20 from the battery monitoring unit 16.
  • the position control unit 17 controls the drone connection unit 11 of the payload processing device 10 to separate the drone 20 with reduced thrust from the payload 30.
  • the connecting member 40 of the drone 20 whose thrust has decreased is separated from the payload 30 (S103).
  • the separated drone 20 may fall to the ground, or may land or return to the port as appropriate if the thrust necessary for flight can be maintained.
  • the drone connection unit 11 releases the connection between the connection member 40 of the drone 20_4 and the payload 30, Separate 20_4.
  • the drone 20_4 is separated from the payload 30 by removing the tip (engaging portion) of the connecting member 40 from the annular portion 11a.
  • the three drones 20_1, 20_2, and 20_3 second moving bodies
  • the resultant force of the horizontal components of the thrust of the three drones 20_1, 20_2, and 20_3 will be directed in an undesired direction (a direction different from the direction determined in the transportation plan).
  • the vertical components of the thrust of the three drones 20_1, 20_2, and 20_3 become out of balance with the gravity acting on the payload 30.
  • the position control unit 17 moves the standby drone 20_5 (third mobile object) to the payload 30. It is determined whether the person is allowed to participate in the transportation (S104). Whether or not the standby drone 20_5 should participate can be determined based on arbitrary criteria. For example, it may be determined to participate when the number of drones carrying the payload 30 is less than a predetermined number (for example, 4). The predetermined number may be changed depending on weather conditions. For example, the predetermined number may be different depending on whether the wind is weak or strong.
  • the standby drone 20_5 it is estimated whether or not it is possible to reach the destination with only the remaining drones 20 based on the remaining battery level of the remaining drones 20, and if it is impossible to reach the destination or there is a high possibility that the destination cannot be reached, it is decided to have the standby drone 20_5 participate. You may. It may be determined whether or not to allow the standby drone 20_5 to participate using other criteria.
  • step S106 If the standby drone 20_5 is not to participate in transporting the payload 30, the process advances to step S106. If the standby drone 20_5 is to participate in transporting the payload 30, the position control unit 17 performs a process of causing the drone 20_5 to participate at a position on the circumference C (S105), and proceeds to step S106. It is assumed that the position to be made to participate in step S105 may be any position on the circumference C. For example, a position where the standby drone 20_5 can be placed is detected from the sizes of the drones 20 other than the standby drone 20_5 and the size of the standby drone 20_5, the standby drone 20_5 is placed at the detected position, and the standby drone 20_5 is connected to the annular portion 11a. The connection is made via the member 40.
  • step S106 the resultant force calculation unit 15 determines whether the resultant force of the thrust of the drone 20 transporting the payload 30 and the gravity of the payload 30 are balanced (S106).
  • the three drones 20_1, 20_2, and 20_3 are transporting the payload 30 because the drone 20_4 has been separated, and the standby drone 20_5 is not participating.
  • the resultant force calculation unit 15 first synthesizes the thrusts of the remaining three drones 20 (second mobile bodies). Further, the resultant force calculation unit 15 obtains the gravity applied to the payload 30 output from the payload gravity measurement unit 14. The resultant force calculation unit 15 compares the vertical component of the thrust of the three drones 20 and the gravity applied to the payload 30 to determine whether the combined thrust of the three drones 20 and the gravity of the payload 30 are balanced. to judge.
  • the position control unit 17 controls the position of the drone 20 on the circumference C (S107). Specifically, the position control unit 17 rearranges the plurality of drones 20 on a circumference C in a horizontal plane centered on the center of gravity 31 of the payload 30. As a result, the positions of the remaining three drones 20_1, 20_2, and 20_3 with respect to the payload 30 are controlled, and the three drones 20 are arranged at equal intervals of 120 degrees on the circumference C, as shown in FIG. 9C. will be relocated to
  • position control calculations performed by the position control unit 17 to relocate the drone 20 to a position on the circumference C will be described. If the thrust of the drone 20 and the resultant force of gravity of the payload 30 are not balanced, the position of the drone 20 is changed so as to move on the circumference C until the thrust of the drone 20 is balanced.
  • the magnitude of the horizontal component and the magnitude of the vertical component of the resultant force of thrust are calculated.
  • optimization calculations are performed to correct the arrangement of each drone 20 so that the horizontal component faces the transportation direction and the vertical component balances with gravity.
  • the magnitude of the thrust of each drone 20 is equal, as shown in FIG. can be removed.
  • the relative positions P2 and P3 of the two drones 20_2 and 20_3 are moved, and the relative positions P2 and P3 of the drone 20 are changed as shown in FIG. 9C. Then, the final positions (second support positions) of the three drones 20_1, 20_2, and 20_3 are determined so that the resultant force approaches equilibrium sufficiently.
  • the drones 20 are rearranged at random intervals on the circumference C. Then, perform optimization calculations to determine the final position. Note that if the overall thrust is reduced due to a decrease in the number of drones 20 carrying the payload 30 and it is not possible to obtain a vertical thrust that balances gravity, the radius of the circumference C may be reduced to increase the vertical thrust. The thrust may be increased. Alternatively, the vertical thrust may be increased by equally increasing the output of the actuator sections 25 of each of the three drones 20.
  • the position control unit 17 transmits information indicating the position to which each drone 20 is to be relocated to each drone 20.
  • the flight control unit 24 of each drone 20 performs processing to control the inclination of its own aircraft, the thrust (output) of the actuator unit 25, etc. so as to adjust the position. Specific examples will be shown below using FIGS. 10 to 13.
  • FIGS. 10 and 11 show an example of adjusting the positions of three drones hovering with payloads suspended.
  • FIG. 10 is a plan view showing three drones hovering with payloads suspended.
  • FIG. 11 is a side view corresponding to FIG. 10.
  • the three drones 20 tilted away from the payload 30 are rotated in a circle, similar to when four drones 20 are hovering. They are arranged at equal intervals on the circumference C. In this case, the three drones 20 are arranged at positions 120 degrees apart from each other about the center of gravity 31 on the horizontal plane shown in FIG. The resultant force of the thrust of each of the plurality of drones 20 and the gravity of the payload 30 is balanced, and the payload 30 is stopped at an arbitrary position.
  • FIGS. 12 and 13 show an example in which the positions of three drones moving (flying) with payloads suspended are adjusted.
  • FIG. 12 is a plan view showing three drones flying with payloads suspended.
  • FIG. 13 is a side view corresponding to FIG. 12.
  • the three drones 20 are arranged at positions close to each other in the traveling direction on the circumference C, similarly to when the four drones 20 transport the payload. Further, in this case, the payload 30 is transported in a direction according to the resultant force of the thrust of each of the plurality of drones 20 and the gravity of the payload 30. In this way, the positions of the plurality of drones 20 can be easily adjusted according to the direction in which the payload 30 is transported.
  • the drone information storage unit 18 stores information indicating the relocated position (second support position) and thrust of each drone 20 (S108). Specifically, the drone information storage unit 18 stores the relative positions P1, P2, and P3 of the three drones 20 from the payload processing device 10 after their respective rearrangements, and the thrust vectors T1, T2, and T3. do.
  • the position control unit 17 determines whether the execution of the transportation plan for transporting the payload 30 to the destination has been completed, that is, whether the flight along the flight path of each drone has been completed (S109). If the payload 30 has not yet been delivered to the destination, it is determined that the execution of the transportation plan has not yet been completed, and the process returns to step S101 to continue the flight of each drone. If the payload 30 is delivered to the target value, it is determined that the transportation plan is completed, and the process ends.
  • the number of drones 20 transporting the payload 30 is reduced, and the reduced number of drones 20 continues transporting the payload. Can be done.
  • step S106 when determining the balance of the payload 30 with gravity in step S106, the standby drone 20_5 does not participate and the three drones 20 continue to be transported. Below, a case will be shown in which the drone 20_5 joins after the drone 20_4 is separated.
  • step S104 The following is a case ( ⁇ Case 2>) in which after one drone 20_4 breaks down during the flight route, a standby drone 20_5 is added in step S104 and four drones 20 continue transporting the payload 30.
  • the process up to step S103 is the same as in the case described above, so a description thereof will be omitted.
  • step S104 the position control unit 17 decides to have the external standby drone 20_5 participate in transporting the payload 30, and performs control to add the drone 20 on the circumference C (S105).
  • the position control unit 17 When making the external standby drone 20_5 participate in transporting the payload 30, the position control unit 17 requests the control tower system 50 to dispatch via the communication network N so that the standby drone 20_5 participates in transporting the payload 30.
  • Send data (see Figure 1).
  • the position control unit 17 may include the position information of the payload processing device 10 in the request data.
  • the position control unit 17 may calculate the position information based on the self-position of each drone 20 calculated by the self-position calculation unit 22 of each drone 20.
  • the control tower system 50 transmits dispatch command data including location information of the destination payload processing device 10 to the waiting drone 20_5.
  • the standby drone 20_5 starts moving in response to the dispatch command data received from the control tower system 50.
  • the position information may include information indicating a circumferential position (coordinates) where the standby drone 20_5 is to be placed (for example, information indicating a relative position with respect to the payload processing device). Note that a connecting member 40 is attached to the standby drone 20_5. Further, the number of waiting drones 20_5 to be requested to participate may be not only one but multiple.
  • FIGS. 14A and 14B are diagrams illustrating the position control operation for adding a drone.
  • a standby drone 20_5 is added while the remaining three drones 20 (20_1 to 20_3) are hovered. Thereby, the standby drone 20_5 can be stably added.
  • the standby drone 20_5 may be added while moving (flying) the remaining drones 20. Thereby, the standby drone 20_5 can be added without taking extra time for addition.
  • the flight speed transportation speed
  • An additional speed may be defined in advance, and the flight speed may be reduced to the defined speed.
  • the position control unit 17 determines, for example, a relative position P4 at which the standby drone 20_5 is added to an arbitrary position between the two drones 20_1 and 20_3.
  • the standby drone 20_5 approaches the payload processing device 10 and is located at the relative position P4, the drone is connected to the payload processing device 10 by hanging the tip of the connecting member 40 on the annular portion 11a of the payload processing device 10.
  • the relative position P4 may be notified to the standby drone 20_5 from the position control unit 17, or may be included in the dispatch command data transmitted from the control tower system to the standby drone 20_5.
  • the resultant force calculation unit 15 determines whether the resultant force of the thrust and the gravity of the payload are balanced (S106). In other words, the resultant force calculation unit 15 synthesizes the thrust of the four drones 20 by comparing the vertical components of the thrust of the four drones 20 including the added standby drone 20_5 and the gravity applied to the payload 30. It is determined whether the thrust force and the gravity of the payload 30 are balanced.
  • the position control unit 17 controls the position of the drone 20 on the circumference C (S107).
  • the standby drone 20_5 is added to the relative position P4 shown in FIG. 14A.
  • the four drones 20 are not arranged at equal intervals with respect to the center of gravity 31 of the payload 30. For this reason, the resultant force of the thrusts of the four drones 20 and the gravity of the payload 30 become unbalanced.
  • the position control unit 17 controls the positions of the four drones 20_1, 20_2, 20_3, and 20_5 on the circumference C. Specifically, as shown in FIG. 14B, the positions of the four drones 20 with respect to the payload 30 are controlled. As a result, the four drones 20_1, 20_2, 20_3, and 20_5 are relocated to relative positions P1, P2, P3, and P4 at equal intervals of 90 degrees on the circumference C. Note that the position of the drone 20 to be relocated is calculated using the optimization calculation described above. The subsequent processing from step S108 onwards is the same as described above, and therefore a description thereof will be omitted.
  • the standby drone 20_5 in place of the detached drone 20_4 and continue transporting the payload 30.
  • the payload 30 can be stably transported by multiple drones 20 without creating unnecessary redundancy. be able to.
  • FIG. 15 is a flowchart showing another example of payload transportation processing. This process is different from the process in the flowchart of FIG. 4 described above in that a step of increasing the distance in the horizontal direction from the payload 30 to the drone 20 is added when the number of drones 20 carrying the payload 30 increases. differ. Note that the processing up to step S115 in the same figure is the same as the processing up to step S105 in FIG. 4, so the explanation will be omitted.
  • the position control unit 17 checks whether the radius of the circumference C on which the plurality of drones 20 are arranged satisfies the minimum radius requirement. A judgment is made (S116). For example, if three drones 20_1 to 20_3 remain on the circumference C and a standby drone 20_5 is added to this circumference C, it is determined whether the minimum radius of this circumference C satisfies the minimum radius requirements. .
  • the minimum radius requirement is set to prevent the drones 20 from coming into contact with each other.
  • the radius of this circumference C is expanded or contracted in proportion to an increase or decrease in the number of drones 20 participating in transporting the payload 30.
  • the coefficient representing the proportional relationship is set so that a sufficient distance can be maintained between the drones 20 so that they do not come into contact with each other. For example, if the radius of the circumference C is smaller than the minimum radius depending on the number of drones, the drones 20 are too close to each other, so the radius of the circumference C is set large to prevent contact.
  • the n drones 20 When the payload 30 is transported by n drones 20, the n drones 20 are arranged at the vertices of a regular polygon having n vertices.
  • the length a of the side of a regular polygon inscribed in the circumference C that is, the distance between adjacent drones 20, is calculated by the following equation (1) from the number n of vertices of the polygon and the radius r.
  • the distance a' which is twice the maximum external dimension (maximum length of the housing) of the drone 20 transporting the payload 30 is the distance between adjacent drones 20, the minimum The radius r of is calculated by the following equation (2).
  • FIG. 16 is a diagram illustrating the minimum radius of the circumference on which the drone is placed.
  • the relative positions P1, P2, P3, and P4 of the four drones 20 are arranged on the circumference C, similar to the embodiment described above.
  • the radius of the circumference C on which the payload 30 is arranged is calculated based on the maximum external dimension of the drone 20 and the number of drones 20 transporting the payload 30. In other words, the distance in the horizontal plane from the payload 30 to the drone 20 is calculated.
  • the position control unit 17 causes the flight control unit 24 of each drone 20 to control the flight so that the drone 20 is placed at a position that satisfies this distance (a position that satisfies the minimum radius requirement).
  • the radius of the circumference C is increased so that the drone 20 can be relocated to a position on the circumference C that satisfies the minimum radius requirement (S117). .
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an example of increasing the minimum radius of the circumference on which the drone is placed.
  • three drones 20 are arranged on the circumference C, but since there are four additional drones 20, an example is shown in which the radius is increased from the circumference C to the circumference C_1. Since the number of drones 20 carrying the payload 30 has increased from three to four, the minimum radius is calculated based on the above equation (2), and the radius of the circumference C_1 is obtained. In this way, by adding the drone 20, the circumference around the center of gravity of the payload 30 expands to the circumference C_1.
  • the connecting member 40 is a flexible wire rod or the like, but the connecting member 40 may be a rigid member of any shape (such as a rod shape).
  • the drones are arranged on the circumference C while making the absolute value of the thrust of the drone 20 the same, but the magnitude of the thrust of the drone 20 may be controlled individually.
  • the plurality of drones 20 do not need to be located on the same circumference C.
  • the payload processing device 10 is attached to the payload 30, but the payload processing device 10 may be separated from the payload 30 and provided separately.
  • a base station or remote controller capable of communicating with the drone 20 may have the functions of the payload processing device 10.
  • the drone connection part 11 (connection part) including the annular part 11a may be provided directly on the payload 30.
  • the payload processing device 10 existed independently of the drone 20, but any one of the plurality of drones 20 may have the functions of the payload processing device 10 described above.
  • the drone 20 can be configured to include various parts including a drone connection section 11 , a state acquisition section 12 , a resultant force calculation section 15 , and a position control section 17 .
  • the payload processing device 10 does not need to be attached to the payload, and the weight of the payload can be reduced.
  • the thrust force may be estimated by a method different from the method for estimating the thrust force of the drone 20 described in the above embodiment.
  • a level gauge may be attached to the payload 30, and the payload processing device 10 may estimate the thrust generated by the drone 20 based on the inclination of the level gauge and the position of the drone 20.
  • the value of the horizontal meter of the payload 30 corresponds to an example of information representing the operating state of the drone 20.
  • the thrust may be directly detected from the measured value of the output of the actuator section 25, and a decrease in the thrust may be detected based on the detected value. Further, the drone 20 may be separated by detecting a future decrease in thrust (for example, a decrease in thrust within a certain period of time) based on a measured value of the voltage between the terminals indicating the remaining amount of battery 23. .
  • the drone 20 may be separated before the thrust of the drone 20 is lost. Also, another drone 20 may be added before the thrust of the drone 20 is lost.
  • the payload transportation system 1 is configured by the payload processing device 10 and a plurality of drones 20, but the payload transportation system 1 may also be configured to include a control tower system.
  • the drone 20 whose thrust has decreased is separated from the payload 30, and the positions of the remaining drones 20 with respect to the payload 30 are controlled. This balances the composite output of the remaining moving bodies of the drones 20 with the gravity of the payload. Also, a standby drone is added to participate in the transportation, and the combination of the outputs of the remaining drones 20 and the standby drone is balanced against the gravity of the payload. Thereby, it is possible to continue transporting the payload 30 while increasing or decreasing the number of drones 20. Therefore, the number of drones 20 that carry the payload 30 can be changed flexibly.
  • each unit such as the position control unit 17 is realized as a function of performing the series of processes described above by loading and executing a program stored in the drone information storage unit 18.
  • the series of processes described above can be executed not only by software but also by hardware, or by a combination of both.
  • FIG. 18 is an example of a hardware configuration of a computer that executes a series of processes of the payload processing device 10 of the present disclosure using a program.
  • a CPU 1001, ROM 1002, and RAM 1003 are interconnected via a bus 1004.
  • An input/output interface 1005 is also connected to the bus 1004.
  • An input section 1006, an output section 1007, a storage section 1008, a communication section 1009, and a drive 1010 are connected to the input/output interface 1005.
  • the input unit 1006 includes, for example, a keyboard, a mouse, a microphone, a touch panel, an input terminal, and the like.
  • the output unit 1007 includes, for example, a display, a speaker, an output terminal, and the like.
  • the storage unit 1008 includes, for example, a hard disk, a RAM disk, a nonvolatile memory, and the like.
  • the communication unit 1009 includes, for example, a network interface.
  • the drive drives removable media such as a magnetic disk, optical disk, magneto-optical disk, or semiconductor memory.
  • the CPU 1001 executes the above-described series by, for example, loading a program stored in the storage unit 1008 into the RAM 1003 via the input/output interface 1005 and the bus 1004 and executing it. processing is performed.
  • the RAM 1003 also appropriately stores data necessary for the CPU 1001 to execute various processes.
  • a program executed by a computer can be applied by being recorded on a removable medium such as a package medium, for example.
  • the program can be installed in the storage unit 1008 via the input/output interface 1005 by installing a removable medium into the drive 1010.
  • the program may also be provided via a wired or wireless transmission medium, such as a local area network, the Internet, or digital satellite broadcasting. In that case, the program can be received by the communication unit 1009 and installed in the storage unit 1008.
  • a wired or wireless transmission medium such as a local area network, the Internet, or digital satellite broadcasting.
  • the program can be received by the communication unit 1009 and installed in the storage unit 1008.
  • the present disclosure can also have the following configuration.
  • [Item 1] acquiring information representing the operating states of a plurality of mobile bodies connected to a payload and supporting the payload at a plurality of first support positions; selecting a first mobile body from the plurality of mobile bodies based on the information representing the operating state; separating the first mobile object from the payload; determining a plurality of second support positions at which the payload is to be supported by a plurality of second movable bodies other than the first movable body among the plurality of movable bodies based on the weight of the payload;
  • An information processing method comprising: controlling the plurality of second moving bodies to move to the plurality of second support positions while supporting the payload.
  • [Item 2] Calculating the thrust to be outputted by the plurality of second moving bodies at the plurality of second support positions; The information processing method according to item 1, wherein control is performed to cause the plurality of second moving bodies to output the thrust.
  • [Item 3] The information processing method according to item 1 or 2, wherein the plurality of second support positions are determined so that the vertical component of the resultant force of the thrust of the plurality of second moving bodies is balanced with the weight of the payload.
  • [Item 4] The information processing method according to item 3, wherein the plurality of second support positions are determined so that the horizontal component of the resultant force matches the direction in which the payload is conveyed.
  • [Item 7] transmitting request data requesting that a third mobile body different from the plurality of mobile bodies support the payload, and causing the third mobile body to connect to the payload and support the payload;
  • the payload is supported by the plurality of second moving bodies and the third moving body so that a vertical component of the resultant thrust of the plurality of second moving bodies and the third moving body balances the weight of the payload.
  • the information processing method according to any one of items 1 to 6.
  • [Item 8] Calculating the thrust to be outputted by the plurality of second moving bodies and the third moving body at the plurality of second support positions and the third support position, The information processing method according to item 7, wherein the plurality of second moving bodies and the third moving body are controlled to output the thrust.
  • [Item 9] The information processing method according to item 7 or 8, wherein the plurality of second support positions and the third support positions are determined so that the horizontal component of the resultant force matches the direction in which the payload is conveyed.
  • [Item 10] The information processing method according to any one of items 7 to 9, wherein positions on a circumference in a horizontal plane centered on the center of gravity of the payload are determined as the plurality of second support positions and the third support positions. .
  • Each of the plurality of moving bodies is connected to the payload or a processing device provided on the payload and capable of communicating with the plurality of moving bodies, through a connecting member, One end of the connection member is connected to a connection part of the payload or a connection part of the processing device, The other end of the connection member is connected to the movable body, The one end of the connection member is movable relative to the connection part while connected to the connection part, and the one end of the connection member is movable as the movable body moves.
  • the information processing method according to any one of 1 to 13.
  • the connecting portion includes a ring-shaped engagement member, The information processing according to item 14, wherein the one end of the connection member is engaged with the ring-shaped engagement member, and is movable as the moving body moves while engaged with the engagement member.
  • Method. Item 16] Item 14: The first moving body is separated from the payload by separating the connection between the first moving body and the connection member, or by separating the connection between the connection member and the connection portion of the first moving body. Or the information processing method described in 15.
  • the information indicating the operating state includes at least one of the thrust of the moving body, the output command value of the actuator, the measured value of the output of the actuator, the remaining battery level, and the value of the level gauge.
  • a state acquisition unit that is connected to the payload and acquires information representing the operating states of a plurality of moving bodies that support the payload at a plurality of first support positions; selecting a first mobile body from the plurality of mobile bodies based on the information representing the operating state; separating the first mobile object from the payload; determining a plurality of second support positions at which the payload is supported by a plurality of second moving bodies other than the first moving body among the plurality of moving bodies, based on the weight of the payload; performing control to move the plurality of second moving bodies to the plurality of second support positions while causing the plurality of second moving bodies to support the payload; a position control unit; An information processing device equipped with [Item 20] obtaining information representative of operating states of a
  • Payload transportation system 10 Payload processing device (information processing device) 11 Drone connection part (mobile object connection part) 12 Status acquisition unit 13 Payload connection structure 14 Payload gravity measurement unit 15 Resultant force calculation unit 16 Battery monitoring unit 17 Position control unit 18 Drone information storage unit 19 Communication unit 20 Drone (mobile object) 21 Sensor section 22 Self-position calculation section 23 Battery 24 Flight control section 25 Actuator section 26 Thrust estimation section 28 Payload connection section 30 Payload 40 Connection member 50 Control tower system 60 Port C, C_1 Circumference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

［課題］ペイロードを運搬する途中でも移動体の数を変更できるようにする。 ［解決手段］本開示の情報処理方法は、複数の第１の支持位置でペイロードを支持して前記ペイロードを運搬する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得し、前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択し、前記第１移動体を前記ペイロードから切り離し、前記ペイロードの重量に基づき、前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を決定し、前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置へ前記複数の第２移動体を移動させる制御を行う。

Description

情報処理方法、情報処理装置及びコンピュータプログラム
　本開示は、情報処理方法、情報処理装置及びコンピュータプログラムに関する。
　近年、ドローン又はＵＡＶ（Unmanned　Aerial　Vehicle、無人航空機）とよばれる移動体を複数用いることで、物体、特に重い物体を支持して運搬する技術が提案されている。移動体により運搬する物体はペイロードとも呼ばれる。
　特許文献１には、複数台のＵＡＶを連結して商品の航空輸送を行う集合型無人航空機が開示されている。この文献で開示されたＵＡＶは、揚力プロペラの周囲を保護する周辺防護壁に連結コンポーネントを有する。この連結コンポーネントにより、複数のＵＡＶを連結して集合型無人航空機として商品を航空輸送する。
　特許文献２には、貨物の支持位置決定装置が開示されている。この装置では、貨物に設けられた複数のアイボルトの中からドローンが支持する支持位置を決定する。決定されたアイボルトにフックを掛けることで、複数のドローンにより貨物の転回が生じることのないように制御する。
　特許文献３には、複数のヘリコプタによるスリング運搬を行うシステムが開示されている。このシステムでは、複数のヘリコプタから各々のワイヤでスプレッダーバーを吊り下げる。スプレッダーバーにはスリングワイヤを懸架して、スイングワイヤにより貨物を吊り下げる。このシステムでは、スプレッダーバーにより複数のヘリコプタの間隔を保ちながら貨物が運搬される。
特表２０１８－５０５０９４号公報 特開２０２０－１５７９２２号公報 特開２００２－６８０９１号公報
　しかしながら、上述した技術ではいずれも、運搬の途中でドローンを追加又は離脱させることができなかった。このためドローンが故障又はバッテリー切れが発生した場合に、運搬が継続不可能になる問題があった。
　本開示は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、運搬の途中でもペイロードを運搬する移動体の数を変更できるようにすることを目的とする。
　本開示の情報処理方法は、ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得し、前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択し、前記第１移動体を前記ペイロードから切り離し、前記ペイロードの重量に基づき、前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を決定し、前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置へ前記複数の第２移動体を移動させる制御を行う。
　本開示の情報処理装置は、ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得する取得部と、前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択し、前記第１移動体を前記ペイロードから切り離し、前記ペイロードの重量に基づき、前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を決定し、前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置へ前記複数の第２移動体を移動させる制御を行う位置制御部と、を備えた情報処理装置。
　本開示のコンピュータプログラムは、ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得するステップと、前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択するステップと、前記第１移動体を前記ペイロードから切り離すステップと、前記ペイロードの重量に基づき、前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を決定するステップと、前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置へ前記複数の第２移動体を移動させる制御を行うステップと、をコンピュータに実行させる。
本開示の実施形態に係るペイロード運搬システムの構成例を示す概略図。 ペイロードを運搬するドローンとペイロード運搬装置を示す斜視図。 ペイロード運搬システムの詳細な構成を示すブロック図。 ペイロード運搬処理のフローチャート。 ホバリングする４機のドローン及びペイロードを示す平面図。 ホバリングする４機のドローン及びペイロードを示す側面図。 ペイロードを運搬する４機のドローンを示す平面図。 ペイロードを運搬する４機のドローンを示す側面図。 ドローンの位置制御を説明する図。 ドローンの位置制御を説明する図。 ドローンの位置制御を説明する図。 ホバリングする３機のドローン及びペイロードを示す平面図。 ホバリングする３機のドローン及びペイロードを示す側面図。 ペイロードを運搬する３機のドローンを示す平面図。 ペイロードを運搬する３機のドローンを示す側面図。 ドローンを追加する位置制御の動作を説明する図。 ドローンを追加する位置制御の動作を説明する図。 ペイロード運搬処理の他の例を示すフローチャート。 ドローンを配置する円周の最小半径を説明する図。 ドローンを配置する円周の最小半径を増大させる例を説明する図。 本開示の情報処理装置のハードウエアの構成の一例を示す図。
　以下に本願に添付した図面を参照しながら、本開示の実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
　＜本開示の実施形態の構成＞
　図１は、本開示の実施形態に係るペイロード運搬システム１を含む全体システムの構成例を示す概略図である。ペイロード運搬システム１は、ペイロード処理装置１０（情報処理装置）と、ペイロードを運搬する移動体として４機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３、２０＿４とを含む情報処理システムである。各ドローンを特に区別しない場合はドローン２０と記載する。
　ペイロード運搬システム１は、ペイロード処理装置１０の制御下で、複数のドローン２０にペイロード３０を支持させて運搬させる。ペイロード処理装置１０は、ペイロード３０の上面（地表面と反対側の面）に設けられており、ペイロード３０の一部となっている。ペイロード処理装置１０は、ドローン２０及び管制塔システム５０と通信可能である。複数のドローン２０は接続部材４０を介してペイロード３０に接続、より詳細には、ペイロード３０に設けられたペイロード処理装置１０に接続して、ペイロード３０を支持する。ただし、接続部材４０がペイロード処理装置１０でなく、ペイロード本体に直接接続されていてもよい。ペイロード３０は、例えば荷物、貨物、又は、乗客が搭乗可能なキャビン等のような物体であり、１機のドローン２０では運ぶのが難しい重量の大きな物体である。
　ペイロード運搬システム１は、通信ネットワークＮに接続されている。通信ネットワークＮは、例えばインターネット又は広域通信回線網等により構築される。ペイロード運搬システム１は、通信ネットワークＮを介して、管制塔のシステム（管制塔システム）５０に接続されている。ペイロード運搬システム１及び管制塔システム５０間の通信プロトコルは限定されない。ドローン２０及びペイロード処理装置１０は管制塔システム５０と無線又は有線で通信可能である。
　ペイロード処理装置１０は、ペイロード３０の運搬中にドローン２０と通信し、ドローン２０の動作状態を示す情報を取得する。ペイロード処理装置１０は、取得した情報に基づき、推力が低下したドローン２０を検出する。推力が低下したとは、推力がゼロ又は閾値以下になった場合、すなわち、推力が失われた場合を意味する。一定時間以内に推力が低下する可能性が見込まれる場合、例えばバッテリー残量が閾値以下になった場合も、ドローン２０の推力が低下した場合に含めてもよい。推力の低下の原因は、例えばドローン２０の故障、又はバッテリー残量不足などがある。ドローン２０の動作状態を示す情報は、例えば、ドローン２０の推力を示す情報、ドローン２０のアクチュエータの出力指令値、又はバッテリー残量などを含む。
　推力が低下したドローン２０を検出した場合、ペイロード処理装置１０は、推力が低下したドローン２０をペイロードから切り離す。例えばペイロード処理装置１０は、推力が低下したドローン２０の接続部材をペイロード処理装置１０（ペイロード３０）から切り離す、又はドローン２０と接続部材との接続を切り離す。切り離されたドローン２０の接続部材はドローン２０と一体にペイロード処理装置１０から切り離されてもよいし、あるいは、接続部材はペイロード処理装置１０に接続されたまま、ドローン２０のみが切り離されてもよい。なお、推力が低下したドローン２０を切り離さずに、接続部材を介してペイロード処理装置１０との接続を維持した状態にすることも排除されない。この場合、推力が低下したドローン２０は接続部材を介して吊り下がった状態（ペイロード３０の一部）となってもよい。ペイロード処理装置１０から切り離されたドローン２０は地上へ落下する、あるいは所定の方法で回収されるなどする。以下、本実施形態の説明では、ドローン２０と接続部材とを一体としてペイロード処理装置１０から切り離す場合を想定するが、この場合に限定されない。
　また、ペイロード処理装置１０は、推力が低下したドローン２０を検出した場合、ポート６０で待機しているドローン（待機ドローン）２０＿５を運搬に参加させる要請データを、管制塔システム５０に送信する。この要請データに応じて、管制塔システム５０は、待機ドローン２０＿５に運搬への参加を命令する命令データを送信する。待機ドローン２０＿５は、命令データに基づき、管制塔システム５０から指示された場所に向けて飛行（移動）する。指示された場所に到着した待機ドローン２０＿５はペイロード処理装置１０（ペイロード３０）に接続部材を介して接続し、ペイロード３０を支持する。これによりペイロード３０の運搬に途中で参加する。このようにして、待機ドローン２０＿５が、推力が低下したドローン２０と入れ替わることができる。
　図２は、ペイロードを運搬する複数のドローン２０とペイロード処理装置１０を示す斜視図である。本実施形態において、ペイロード３０の運搬時には、４機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３、２０＿４のそれぞれが、接続部材４０でペイロード処理装置１０に接続し、ペイロード処理装置１０を介してペイロード３０を支持する。ペイロード処理装置１０には、接続部材４０を接続するドローン接続部１１（移動体接続部）が設けられている。また、ペイロード処理装置１０はペイロード３０の上面に固定され、これによりペイロード処理装置１０はペイロード３０を保持する。このため、ドローン２０は、ペイロード処理装置１０を介してペイロード３０を保持することになる。換言すれば、複数のドローン２０は、ペイロード処理装置１０と一体化したペイロード３０を保持して運搬する。なお、ペイロード処理装置１０がペイロード３０を保持する形態として、ペイロード３０に直接固定されずに、ワイヤ等を介して、ペイロード３０を吊り下げるなどしてもよい。
　接続部材４０は、一例として可撓性を有する線材である。接続部材４０には、例えば樹脂製の紐又は金属製のワイヤが用いられる。接続部材４０の一端（先端）にはフック等の係合構造（係合部）が設けられている。各ドローン２０は、後述するアクチュエータ等により揚力を発生させ、図２に示すように、接続部材４０を介して斜め上方にペイロード３０を引っ張る。これにより、ドローン２０はペイロード３０の重力に抗してペイロード３０を運搬する。また、各ドローン２０は、ペイロード３０から離れる向きに傾いた姿勢になることでその方向にも推力を発生させることで、相互に接触することなくペイロード３０を吊り上げて運搬する。
　本実施形態の説明において、推力とは、ドローン２０が移動しようとする方向に発生させる力をいい、ドローン２０が接続部材４０でペイロード３０を引っ張る向きに発生する。このため、ドローン２０が発生させる推力は、水平面においてペイロード３０から離れる方向の力（水平方向の推力）と上方向の揚力とを合成した力をいう場合がある。
　円環部１１ａは、ペイロード処理装置１０と一体にペイロード処理装置１０の上方に設けられ、ドローン２０の接続部材４０の先端が接続（係合）される係合部材である。円環部１１ａは、その中心がペイロード３０の重心と一致する位置に配置される。ドローン２０から吊り下げられた接続部材４０の先端が円環部１１ａに係合することで、ドローン２０はペイロード処理装置１０に接続し、ペイロード処理装置１０を介してペイロード３０を支持する。
　接続部材４０の先端は円環部１１ａに相対的に移動可能である。ドローン２０が円周方向に移動すると、接続部材４０の先端も、ドローン２０の移動に付随して移動する。円周方向におけるドローン２０の位置に応じて、接続部材４０の先端も定まるとする。
　このように、ペイロード３０の重心を中心として円環部１１ａに接続部材４０の先端を係合し、ドローン２０はペイロード処理装置１０（ペイロード３０）の重心から放射方向にペイロード３０を引っ張る。これにより、ペイロード３０に対するドローン２０の位置が変わってもペイロード３０に対してドローン２０が発生させる推力は常に放射方向に発生する。したがって、運搬中にペイロード３０に対するドローン２０の相対的な位置（支持位置）を変更しても互いに衝突することなく運搬を継続することができる。
　図３は、ペイロード運搬システムの詳細な構成を示すブロック図である。ペイロード運搬システム１は、ペイロード処理装置１０とドローン２０とを含む。ペイロード運搬システム１には、複数のドローン２０が含まれるが、同図では１機のドローン２０のみを示している。
［ペイロード処理装置１０］
　ペイロード処理装置１０は、ドローン接続部１１（接続部）と、状態取得部１２と、ペイロード接続構造１３と、ペイロード重力測定部１４と、合力計算部１５と、バッテリー監視部１６と、位置制御部１７と、ドローン情報記憶部１８と、通信部１９とを備える。
　ドローン接続部１１は、上述の図２に示した円環部１１ａを含む。ドローン２０は、接続部材４０を介して円環部１１ａに係合することで、ペイロード３０を支持する。ドローン接続部１１は、円環部１１ａと接続部材４０の先端間の接続及び分離を制御する。ドローン接続部１１は、ドローン２０が接続部材４０を引っ張る力（引張力）を検出する張力センサを含んでもよい。この場合、ドローン接続部１１は、張力検査で検出した引張力を示す情報を状態取得部１２に出力してもよい。
　ドローン接続部１１は、位置制御部１７により指示されたドローン２０との接続部材４０を切り離す。より具体的には、円環部１１ａと接続部材４０の先端間を切り離す。これにより、ドローン接続部１１は、ドローン２０をペイロード３０から切り離す。切り離されたドローン２０はペイロード３０の運搬から離脱される。また、ドローン接続部１１は、位置制御部１７により指示されたドローン２０の接続部材４０の先端を円環部１１ａに接続させる。これにより、新たなドローン２０にペイロード３０の運搬に参加させることができる。
　状態取得部１２は、接続されている各ドローン２０の動作状態を表す情報を取得する。状態取得部１２は、動作状態として、各ドローン２０の推力に関する情報を取得する。一例として、状態取得部１２は、各ドローン２０との通信に基づき、ドローン２０の推力を示す情報を取得する。状態取得部１２は、各ドローン２０の接続部材４０の張力センサに基づき、ドローン２０の推力を示す情報を取得してもよい。張力センサを用いる場合、状態取得部１２は、ドローン２０が接続部材４０を引っ張る引張力を張力センサから取得し、取得した引張力と、ペイロード処理装置１０に対するドローン２０の位置関係とに基づいて、ドローン２０の推力（ベクトル）を算出する。なお、状態取得部１２がドローン２０との通信によって推力を示す情報を取得する方法については後述する。状態取得部１２は、各ドローン２０の推力を示す情報を、合力計算部１５に出力する。状態取得部１２は、各ドローン２０の推力を示す情報をドローン情報記憶部１８に出力して、当該情報をドローン情報記憶部１８に記憶させてもよい。
　ペイロード接続構造１３は、ペイロード３０を把持する把持構造またはペイロード３０を吊り下げる吊下げ構造を含む。把持構造または吊下げ構造の例として、ベルト又フック等がある。ペイロード接続構造１３は、当該構造を用いてペイロード３０を保持する。これにより、ペイロード処理装置１０とペイロード３０とが一体化され、ペイロード処理装置１０もドローン２０により運搬される対象となる。したがって、このペイロード運搬システム１では、ペイロード処理装置１０の重量とペイロード３０の重量の合計が最大積載量（いわゆるペイロード）を下回るように、ペイロード３０の重量の最大値が決定される。
　ペイロード重力測定部１４は、ペイロード接続構造１３に接続された重量センサ（不図示）を含む。重量センサは、ペイロード処理装置１０に接続されているペイロード３０にかかる重力を測定する。ペイロード重力測定部１４は、重量センサにより測定された重力を示す情報を、合力計算部１５に出力する。
　合力計算部１５は、各ドローン２０の推力とペイロード３０の重量（重力）との合力を計算する。ドローン２０が切り離された場合又は切り離すことが決定されたときには、合力計算部１５は、残っている複数のドローン２０の推力（出力）を合成して合力を計算する。合力計算部１５は、計算した合力を示す情報を位置制御部１７に出力する。なお、上述した通り、本実施形態ではペイロード処理装置１０もペイロード３０に一体になるので、合力計算部１５は、ペイロード処理装置１０の重力をペイロード３０に重力に加算した値をペイロード３０の重力とみなす。
　バッテリー監視部１６は、各ドローン２０のバッテリー２３（図３参照）の残量を監視する。バッテリー監視部１６は、例えばバッテリー２３の電圧に基づき、その残量を監視する。あるいはバッテリー２３が残量を示す情報を管理する機能を備えている場合は、当該機能を介して、バッテリー２３から残量を示す情報を取得してもよい。バッテリー監視部１６は、ドローン２０のバッテリー２３の残量を示す情報を位置制御部１７に出力する。なお、バッテリー２３の残量の監視は、後述するドローン２０の飛行制御部２４が行ってもよい。
　位置制御部１７は、ペイロード３０を運搬する処理において、ペイロード処理装置１０及びドローン２０における各部の動作を制御する。
　位置制御部１７は、ペイロード３０に対するドローン２０の位置（相対位置）に関する計算を行い、ドローン２０の位置を制御する。例えば、ペイロード３０の進行方向（運搬方向）は、複数のドローン２０の水平方向における推力を合成した方向を向くため、それぞれのドローン２０が飛行する向きとは基本的に一致しない。このため、位置制御部１７が、ペイロード３０の所望の搬送状態、例えばペイロード３０の搬送計画に応じて、ドローン２０の位置を制御する計算を行うことが必要となる。搬送計画は、例えば、時刻毎の位置を含む搬送経路を含み、さらに各位置での速度等を含んでもよい。またペイロード３０を空中で一時停止させる場合もドローン２０の位置を制御する計算を行うことが必要となる。
　また、位置制御部１７は、出発地点から目的地までのペイロード３０の搬送計画をドローン情報記憶部１８から読み出す。位置制御部１７は、搬送計画に応じてペイロード３０を搬送させるために必要な各ドローン２０の飛行計画を算出する。飛行計画は、例えば、例えば時刻毎の位置を含む飛行経路を含み、さらに各位置での速度等を含んでもよい。飛行計画を算出する際、上述したペイロード３０に対するドローン２０の位置に関する計算を行ってもよい。位置制御部１７は、それぞれ飛行計画に従って各ドローン２０を動作させるための制御情報を、各ドローン２０に出力する。なお、位置制御部１７は、ペイロード３０の搬送計画を管制塔システム５０（図１参照）から受信してもよい。あるいは、位置制御部１７は、各ドローン２０の飛行計画を管制塔システム５０から受信してもよい。
　位置制御部１７は、取得した動作状態を表す情報に基づき、推力が低下したドローン２０を検出し、検出したドローン２０をペイロード３０から切り離すことを決定する。すなわち、位置制御部１７は、ドローン２０の現在又は将来における推力の低下を検出し、検出したドローン２０を切り離すべきドローン２０として決定する。位置制御部１７は、バッテリー２３の残量情報に基づき、ドローン２０の推力の低下を検出してもよい。また位置制御部１７は、後述する判断基準により、待機ドローン２０＿５を追加することを決定してもよい。
　位置制御部１７は、ドローン２０（第１移動体）を切り離すことを決定した場合、ペイロード３０の重力に基づき、残りのドローン２０の位置制御の計算を行う。例えば、故障したドローン２０が切り離された際、故障したドローン２０を除く残りの複数のドローン２０（第２移動体）のペイロード３０に対する位置を制御する。具体的には、位置制御部１７は、残りのドローン２０にペイロード３０を支持させる位置（第２の支持位置）を決定し、決定した位置に残りのドローン２０を、ペイロード３０を支持させつつ移動させる。すなわち、位置制御部１７は、計算したペイロード３０に対するドローン２０の位置を支持する情報を、故障したドローン２０以外の各ドローン２０に出力し、計算した第２の支持位置に各ドローン２０を移動させる。ドローン２０が円環部１１ａの周方向に移動すると、接続部材４０の先端もドローン２０の移動に付随して移動する。位置制御部１７は、計算した第２の支持位置を示す情報をドローン情報記憶部１８に出力して、ドローン情報記憶部１８に当該情報を記憶させてもよい。位置制御部１７は、残りのドローン２０に当該決定した位置（第２の支持位置）で出力させる推力を決定する。位置制御部１７は、決定した推力を出力するための情報（例えばアクチュエータで出力させる出力指令値でもよい）を残りのドローン２０に出力する。
　また、例えば、位置制御部１７は、ドローン２０（第１移動体）の離脱後、待機ドローン２０＿５（第３移動体）を追加することを決定した場合、ペイロード３０の重力に基づき、待機ドローン２０＿５及び残りのドローン２０の位置制御の計算を行う。具体的には、位置制御部１７は、待機ドローン２０＿５及び残りのドローン２０にペイロード３０を支持させる位置（第３の支持位置、第２の支持位置）を決定し、決定した位置を待機ドローン２０＿５及び残りのドローン２０に出力する。これにより、決定した位置に待機ドローン２０＿５及び残りのドローン２０を移動させる。待機ドローン２０＿５及び残りのドローン２０が円環部１１ａの周方向に移動すると、それぞれの接続部材４０の先端も待機ドローン２０＿５及び残りのドローン２０の移動に付随して移動する。位置制御部１７は、計算した第３の支持位置及び第２の支持位置を示す情報をドローン情報記憶部１８に出力して、ドローン情報記憶部１８に当該情報を記憶させる。位置制御部１７は、待機ドローン２０＿５及び残りのドローン２０に当該決定した位置で出力させる推力を決定する。位置制御部１７は、決定した推力を出力するための情報（例えばアクチュエータで出力させる出力指令値でもよい）を待機ドローン２０＿５及び残りのドローン２０に出力する。
　位置制御部１７は、待機ドローン２０＿５を運搬に参加させる際、円環部１１ａにいったん接続させた後で、第３の支持位置へ移動させてもよい。あるいは、位置制御部１７は、待機ドローン２０＿５が円環部１１ａに接続する前に第３の支持位置を決定し、第３の支持位置へ待機ドローン２０＿５を移動させてから第３の支持位置で円環部１１ａに接続させてもよい。
　位置制御部１７は、状態取得部１２から受けた各ドローン２０の推力の情報をドローン情報記憶部１８に出力して、当該情報をドローン情報記憶部１８に記憶させてもよい。位置制御部１７は、ドローン２０のバッテリー残量を示す情報をドローン情報記憶部１８に出力して、当該情報をドローン情報記憶部１８に記憶させてもよい。
　ドローン情報記憶部１８は、位置制御部１７及び状態取得部１２から出力されたドローン２０に関する情報を記憶する。また、ドローン情報記憶部１８は、後述するペイロード３０の運搬処理に関するコンピュータプログラムを記憶する。また、ドローン情報記憶部１８は、上述の運搬計画及び飛行計画の少なくとも一方を記憶する。ドローン情報記憶部１８は、メモリ、磁気記録媒体又は光記録媒体などにより構成される。メモリは、フラッシュメモリのような不揮発性メモリ、ＤＲＡＭ又はＳＲＡＭのような揮発性メモリでもよい。
　通信部１９は、各ドローン２０及び管制塔システム５０のそれぞれとの間で無線通信を行うネットワークインタフェースである。具体的には、通信部１９は、通信相手となる管制塔システム５０と、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）又は４Ｇ、５Ｇなどの基地局等を介して無線通信を行う。また、通信部１９は、位置制御部１７からの入力を受けてドローン２０に情報を送信する。通信部１９は、ドローン２０から受信した情報をペイロード処理装置１０の各部に出力する。
［ドローン２０］
　ドローン２０は、センサ部２１と、自己位置計算部２２と、バッテリー２３と、飛行制御部２４と、アクチュエータ部２５と、推力推定部２６と、通信部２７と、ペイロード接続部２８と備えた移動体（飛行体）である。
　センサ部２１は、ドローン２０の状態及び外部の環境に関する情報を検出する。センサ部２１は、カメラ２１＿１と、ＩＭＵ２１＿２と、測位モジュール２１＿３とを含む。センサ部２１は、各センサからのセンシング結果を自己位置計算部２２に出力する。センサ部２１は、飛行高度の計測に利用できる気圧センサなどの他のセンサを含んでもよい。
　カメラ２１＿１は、ドローン２０の進行方向又は任意の方向の実空間を撮像し画像を取得する。カメラ２１＿１には、カラーカメラ、モノクロカメラ、ステレオカメラ又はデプスカメラが用いられる。一例として、カラーカメラは、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）又はＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）などの撮像素子、及び、撮像素子への被写体像の結像を制御するためのレンズなどの各種の部材を用いて実空間を撮像し、撮像画像を生成する。また、デプスカメラは、光が物体に当たって返ってくるまでの時間を測定するＴｏＦ（Time　Of　Flight）によって、実空間を３次元的に撮像する。ドローン２０のカメラ２１＿１により撮像された実空間（周囲の環境）の画像を用いて、ドローン２０の周囲の障害物を検出したり、各ドローン２０とペイロード３０との相対的な位置を検出したりすることができる。
　ＩＭＵ２１＿２（Inertial　Measurement　Unit）は、ドローン２０が飛行することにより生じる加速度、角速度、及び、磁気ベクトルの少なくとも１つを測定する。測位モジュール２１＿３は、ＧＰＳ（Global　Positioning　System）又は準天頂衛星システムの衛星から信号を受信し、ドローン２０の現在の緯度及び経度をリアルタイムに測定する。これにより、測位モジュール２１＿３は、ドローン２０の存在する位置を測位する。
　自己位置計算部２２は、カメラ２１＿１、ＩＭＵ２１＿２及び測位モジュール２１＿３から出力される情報（センシング結果）の全部又は一部に基づき、ドローン２０が現在飛行している位置を算出する。また、自己位置計算部２２は、センシング結果の入力に基づいて、ペイロード３０に対するドローン２０の相対位置を算出する。自己位置計算部２２は、ドローン２０が飛行している現在の位置及びペイロード３０に対するドローン２０の相対位置を示す情報を飛行制御部２４に出力する。飛行制御部２４は、入力された情報に基づき、ペイロード処理装置１０を含むペイロード３０が存在する位置（座標）を算出できる。また、飛行制御部２４は、ペイロード処理装置１０から見たドローン２０の相対位置も算出できる。また飛行制御部２４は、ドローン２０に接続された接続部材４０の向きをドローン２０の推力の方向として取得できる。上述の張力センサを用いる場合、張力センサの引張力と、当該取得した推力の方向から、ドローン２０の推力を算出することもできる。
　バッテリー２３は、アクチュエータ部２５を含むドローン２０の各部に駆動電源を供給する。バッテリー２３は、例えば充電可能な蓄電池又は２次電池であるが、充電不能な１次電池であってもよい。バッテリー２３は、図示しない制御回路により、バッテリー２３の充電量（残電力量）を特定する情報を、飛行制御部２４に出力してもよい。充電量を特定する情報は、バッテリー２３が充電量を管理している場合は充電量の値でもよい。あるいは、充電量を特定する情報は、バッテリー２３の端子間電圧でもよく、この場合、端子間電圧から充電量を推定してもよい。あるいは、バッテリー２３の放電履歴を記憶し、飛行開始時（初期）の充電量から放電量の積分値を減算することで、充電量を算出することもできる。この場合、充電量を特定する情報は、初期の充電量と放電履歴とを示す情報であってもよい。
　飛行制御部２４は、自己位置計算部２２及びバッテリー２３から出力される情報、及び、ペイロード処理装置１０の位置制御部１７から出力される情報を受け、ドローン２０の飛行制御を行う。例えば、飛行制御部２４は、通信部２７を介してペイロード処理装置１０から受信した飛行計画（飛行経路）に基づき、アクチュエータ部２５に対して回転速度に関する制御指令を生成し、生成した制御指令を出力する。飛行制御部２４は、例えばアクチュエータ部２５における各モータの回転速度を制御する電子スピードコントローラを含む。飛行制御部２４は、ドローン２０の現在の飛行位置、ペイロード３０に対するドローン２０の相対位置、及びバッテリー２３の残量等の情報を、通信部２７を介してペイロード処理装置１０に送信する。なお、ドローン２０は飛行計画をペイロード処理装置１０から受信しているが、飛行計画が予めドローン２０における記憶部（図示せず）に格納されていてもよい。この場合、飛行制御部２４は、予め与えられた飛行計画を記憶部から読み出せばよい。
　アクチュエータ部２５は、回転運動を生させる機構である複数のアクチュエータを含む。例えば図２に示すようなクワッドコプターであれば４個のアクチュエータが設けられる。本実施形態では各アクチュエータはモータ（ロータ）である。複数のアクチュエータ（モータ）の回転軸にはそれぞれプロペラが取り付けられる。アクチュエータには、例えばブラシレスＤＣモータが用いられる。アクチュエータ部２５は、飛行制御部２４の制御下で、各プロペラを任意の速度で回転させることで、任意の推力を発生させる。ドローン２０において発生する推力は、アクチュエータの出力である回転速度（スロットル開度）に応じて増加又は減少する。またドローン２０において発生する推力は、アクチュエータの数に依存する。アクチュエータ部２５は、プロペラ及びバッテリー２３と共に、ドローン２０の駆動機構を構成する。
　推力推定部２６は、ドローン２０の推力を推定する。推力推定部２６は、例えば４個のアクチュエータの出力指令値から、ドローン２０の推力を推定する。複数のアクチュエータの出力指令値と、ドローン２０の推力との関係は、例えば事前の測定により取得してもよいし、ドローン２０の製造者による公称値を利用して取得してもよい。また、複数のアクチュエータの出力指令値と、ドローン２０の推力との関係は、アクチュエータの回転軸に取り付けたプロペラの形状と回転数から計算してもよい。別の推力の推定方法として、ドローン２０の位置の単位時間あたりの変化量（上昇速度又は下降速度など）から推力を推定してもよい。状態取得部１２は、推定したドローン２０の推力を示す情報を通信部２７に出力する。ドローン２０の位置の単位時間あたりの変化量はドローン２０の動作状態を表す情報の一例である。なお、ドローン２０の推力を推定する処理は、ペイロード処理装置１０の状態取得部１２が行ってもよい。
　通信部２７は、ペイロード処理装置１０との間で無線通信を行うネットワークインタフェースである。通信部２７は、通信相手となるペイロード処理装置１０と例えばＷｉ－Ｆｉ（登録商標）等の無線方式によりデータ通信を行う。通信部２７は、飛行制御部２４及び推力推定部２６から出力される情報を受けて、ペイロード処理装置１０に送信する。また、通信部２７は、ペイロード処理装置１０から受信した情報をドローン２０の飛行制御部２４等に出力する。なお、通信部２７が他のドローン２０の通信部２７とデータ通信を行ってもよい。
　ペイロード接続部２８は、接続部材４０を介してペイロード３０に接続される。より詳細には、ペイロード接続部２８は、ペイロード３０と一体化したペイロード処理装置１０に接続部材４０で接続される。接続部材４０の一端（先端）は、ドローン接続部１１の円環部１１ａに接続され、接続部材４０の他端はペイロード接続部２８に接続される。
　＜ペイロードを運搬する処理＞
　図４は、ペイロード運搬処理のフローチャートである。このペイロード運搬処理は、ペイロード３０を複数のドローン２０に運搬させながら実行される。まずは、４機のドローン２０でペイロード３０を運搬している途中で１機のドローン２０が故障し、残りの３機のドローン２０でペイロード３０の運搬を継続するケース（＜ケース１＞）について説明する。
＜ケース１＞
　図５は、ホバリングする４機のドローン及びペイロードを示す平面図である。図６は、ホバリングする４機のドローン及びペイロードを示す側面図である。これらの図に示すように、水平面における円周Ｃ上に４機のドローン２０の位置が制御される。４機のドローン２０は、ペイロード３０の重心３１を中心とした水平面における円周Ｃ上に等間隔で配置されるように、アクチュエータ２５の推力が制御される。４機のドローン２０は、ペイロード３０の重心３１を中心として９０度ずつ離れた相対位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に配置される。４機のドローン２０では、ペイロード３０から離れる向きに傾いた姿勢になるように、また、４機のドローンの推力の絶対値が同一になるように、各アクチュエータ２５で発生させる推力が制御される。これにより、４機のドローン２０は、ペイロード３０の重心３１を中心として斜め上方に接続部材４０を引っ張る。このとき水平方向の力が相殺され、複数のドローン２０の各々の推力とペイロード３０の重力との合力が釣り合った状態になる。そして、ペイロード３０は任意の位置で停止した状態（ホバリング状態）となる。
　図７は、ペイロードを運搬する４機のドローンを示す平面図である。図８は、図７に対応する側面図である。４機のドローン２０は、ペイロード３０を吊り下げた状態で運搬する際、円周Ｃ上において進行方向（同図に矢印で示す）に寄った位置（第１の支持位置）に配置される。ペイロード３０は、複数のドローン２０の各々の推力とペイロード３０の重力との合力に応じた方向に運搬される。また、この例では、複数のドローン２０の推力の絶対値を同一にし、ドローン２０の位置制御だけで飛行状態を制御している。このため計算負荷が低くてすみ、また、各ドローン２０のバッテリー２３の残量を均等に消費させることができる。
　ペイロード３０を運搬するドローン２０の飛行状態においては、各ドローン２０の自己位置計算部２２は、例えばカメラ２１＿１で撮像された画像とＩＭＵ２１＿２で測定された値とを利用して自己位置を算出する。また、推力推定部２６は、アクチュエータ部２５により発生させる推力を推定する。各ドローン２０の自己位置及び推力は、ペイロード処理装置１０へ送信される。
　図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、ドローンの位置制御を説明する図である。図９Ａ～図９Ｃには、飛行状態におけるドローン２０の水平面での相対位置と推力とを示す。図９Ａは、通常のホバリング状態を示す。図９Ａには、ペイロード処理装置１０から４機のドローン２０のそれぞれの水平面における相対位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が示される。また、同図には、ペイロード処理装置１０を接続部材４０で引っ張るドローン２０の推力の大きさ及び向きを表すベクトルＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４（より詳細にはベクトルの水平方向成分）が示される。
　図９Ａにおける通常のホバリング状態では、各ドローン２０の推力の大きさは等しく、推力の合力とペイロード３０の重力とは図９Ａに示したような配置で釣り合う。ペイロード処理装置１０のドローン情報記憶部１８には、このときの４機のドローン２０の情報として、相対位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４と、推力のベクトルＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４とを記憶する。
　図４に示すペイロード運搬処理において、状態取得部１２が、各ドローン２０の推力推定部２６で推定された推力を示す情報を取得し、ドローン情報記憶部１８に格納する（Ｓ１０１）。推力を示す情報は例えば一定時間間隔で取得する。例えば、１機のドローン２０＿４がアクチュエータ部２５の故障により推力を失った場合には、推力を示す情報は、推力の測定値としてゼロを含む、又はアクチュエータ部２５が故障したとの情報を含む。
　あるいは、ドローン接続部１１が、ドローン２０＿４に接続された接続部材４０に対する張力センサの検出値を状態取得部１２に出力してもよい。状態取得部１２は、張力センサの検出値と、ペイロード３０に対するドローン２０の相対位置とから、ドローン２０の推力を取得する。
　次に、位置制御部１７は、ドローン２０の推力が低下したか（推力が失われたか）を判断する（Ｓ１０２）。ここで、状態取得部１２は、ドローン２０から前回受信した推力のベクトルＴと、ドローン２０＿４から今回新たに受信した推力のベクトルＴとを比較する。今回新たに受信した推力のベクトルＴが、前回受信した推力のベクトルＴよりも十分に小さいときに、状態取得部１２はドローン２０の推力が失われたと判断する。十分小さいとは、両ベクトルの差分の大きさが閾値より小さいことを意味する。閾値は予め決められた値でもよいし、直前の一定期間で計算した両ベクトルの差分の平均などを用いてもよい。位置制御部１７は、バッテリー監視部１６からの各ドローン２０のバッテリー残量情報に基づき、ドローン２０の推力が低下したかを検出してもよい。
　推力が低下したドローン２０が検出された場合には、位置制御部１７は、ペイロード処理装置１０のドローン接続部１１を制御して、推力が低下したドローン２０をペイロード３０から切り離す。具体的には、推力が低下したドローン２０の接続部材４０をペイロード３０から切り離す（Ｓ１０３）。切り離されたドローン２０は、地上に落下してもよいし、飛行に必要な推力を維持可能な場合は、適宜着地又はポートに戻ってもよい。
　例えば、推力が低下したドローン２０としてドローン２０＿４（第１移動体）が検出された場合、ドローン接続部１１は、ドローン２０＿４の接続部材４０とペイロード３０との間の接続を解除することで、ドローン２０＿４を切り離す。具体的には、接続部材４０の先端（係合部）を円環部１１ａから外すことで、ドローン２０＿４をペイロード３０から切り離す。これにより、図９Ｂに示すように、３機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３（第２移動体）が円周Ｃ上に残って配置された状態になる。その結果、３機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３の推力の水平方向成分の合力は所望でない方向（運搬計画で定められた方向とは異なる方向）に向くことになる。また、３機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３の推力の垂直方向成分はペイロード３０に働く重力と釣り合わない状態になる。
　ステップＳ１０２で推力が失われたドローン２０が検出されなかった場合、又は、ステップＳ１０３でドローン２０を切り離した場合には、位置制御部１７は、待機ドローン２０＿５（第３移動体）をペイロード３０の運搬に参加させるかを決定する（Ｓ１０４）。待機ドローン２０＿５を参加させるかは任意の判断基準で決定することができる。例えば、ペイロード３０を運搬するドローン数が所定数（例えば４）未満になっている場合に参加することを決定してもよい。所定数は、気象状況に応じて変更してもよい。例えば風が弱い場合と、風が強い場合とで所定数が異なってもよい。また残りのドローン２０のみで目的地まで到達可能か否かを残りのドローン２０のバッテリー残量に基づき推定し、到達不能又は到達できない可能性が高い場合に、待機ドローン２０＿５を参加させることを決定してもよい。他の判断基準を用いて、待機ドローン２０＿５を参加させるか否かを決定してもよい。
　待機ドローン２０＿５をペイロード３０の運搬に参加させない場合、ステップＳ１０６に進む。待機ドローン２０＿５をペイロード３０の運搬に参加させる場合、位置制御部１７はドローン２０＿５を円周Ｃ上の位置に参加させる処理を行い（Ｓ１０５）、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０５で参加させる位置は、円周Ｃ上における任意の位置でよいとする。例えば、待機ドローン２０＿５以外のドローン２０のサイズと、待機ドローン２０＿５のサイズとから待機ドローン２０＿５を配置可能な位置を検出し、検出した位置に待機ドローン２０＿５を配置して、円環部１１ａに接続部材４０を介して接続させる。
　ステップＳ１０６において、合力計算部１５は、ペイロード３０を運搬しているドローン２０の推力の合力とペイロード３０の重力とが釣り合うかを判断する（Ｓ１０６）。ここでは、ドローン２０＿４が切り離されたことにより、３機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３がペイロード３０を運搬しており、待機ドローン２０＿５は参加していない場合を想定する。
　合力計算部１５は、まず、残っている３機のドローン２０（第２移動体）の推力を合成する。また、合力計算部１５は、ペイロード重力測定部１４から出力されるペイロード３０にかかる重力を取得する。合力計算部１５は、３機のドローン２０の推力の垂直方向成分と、ペイロード３０にかかる重力とを比較することで、３機のドローン２０の推力を合成した推力とペイロード３０の重力が釣り合うかを判断する。
　３機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３の推力の合力とペイロード３０の重力が釣り合わないときには、位置制御部１７は、ドローン２０の位置を円周Ｃ上で制御する（Ｓ１０７）。具体的には、位置制御部１７は、ペイロード３０の重心３１を中心とした水平面における円周Ｃ上で複数のドローン２０を再配置する。これにより、残っている３機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３のペイロード３０に対する位置が制御され、３機のドローン２０は、図９Ｃに示すように、円周Ｃ上で１２０度の間隔で等間隔に再配置される。
　ここで、ドローン２０を円周Ｃ上の位置に再配置するために位置制御部１７が実行する位置制御の計算について説明する。ドローン２０の推力とペイロード３０の重力の合力が釣り合っていない場合には、ドローン２０の推力が釣り合うまで、円周Ｃ上で移動させるようにドローン２０の位置を変更する。
　例えば図９Ｂに示す状態からドローン２０の位置を円周Ｃ上で微小ステップずつ移動させることで、推力の合力の水平方向成分の大きさと垂直方向成分の大きさが計算される。これにより、水平方向成分が運搬方向を向き、垂直方向成分が重力と釣り合うように、各ドローン２０の配置を修正するように最適化計算を行う。その結果、例えば各ドローン２０の推力の大きさが等しいときは、図９Ｃに示すように、円周Ｃに内接する正三角形の頂点にドローン２０を再配置するような計算結果が得られ、釣り合いがとれる。
　以上の計算により、例えば２機のドローン２０＿２、２０＿３の相対位置Ｐ２、Ｐ３が移動され、図９Ｃに示すようにドローン２０の相対位置Ｐ２、Ｐ３が変更される。そして、合力が釣り合いに十分近づくような３機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３の最終的な位置（第２の支持位置）を決定する。
　仮に最適化ステップを繰り返しても合力が釣り合わない場合は最適化計算が局所解となっている可能性が考えられるので、円周Ｃ上にランダムな間隔でドローン２０を再配置したと仮定した上で、最適化計算を行って最終的な位置を決定する。なお、ペイロード３０を運搬するドローン２０の数が減ったことで、全体的な推力が低下して重力に釣り合う垂直方向の推力が得られない場合、円周Ｃの半径を小さくして、垂直方向の推力を高めてもよい。あるいは、３機のドローン２０のそれぞれのアクチュエータ部２５の出力を均等に増加させて垂直方向の推力を増加させてもよい。
　位置制御部１７は、各ドローン２０を再配置する位置を示す情報を各ドローン２０に送信する。各ドローン２０の飛行制御部２４は、位置の調整をするように自機の傾き又はアクチュエータ部２５の推力（出力）等を制御する処理を行う。以下、図１０～図１３を用いて、具体例を示す。
　図１０及び図１１は、ペイロードを吊り下げた状態でホバリングしている３機のドローンの位置調整を行う例を示す。図１０は、ペイロードを吊り下げた状態でホバリングする３機のドローンを示す平面図である。図１１は、図１０に対応する側面図である。
　図１０及び図１１に示すように、ペイロード３０を吊り下げた状態でホバリングするときには、４機のドローン２０でホバリングするときと同様に、ペイロード３０から離れる向きに傾いた３機のドローン２０が円周Ｃ上に等間隔で配置される。この場合、３機のドローン２０は、図１０に示す水平面においては重心３１を中心として１２０度ずつ離れた位置に配置される。複数のドローン２０の各々の推力とペイロード３０の重力との合力は釣り合った状態となり、ペイロード３０は任意の位置で停止した状態となる。
　図１２及び図１３は、ペイロードを吊り下げた状態で移動（飛行）する３機のドローンの位置調整を行う例を示す。図１２は、ペイロードを吊り下げた状態で飛行する３機のドローンを示す平面図である。図１３は、図１２に対応する側面図である。
　３機のドローン２０は、４機のドローン２０でペイロードを運搬するときと同様に、円周Ｃ上において進行方向に寄った位置に配置される。また、この場合、複数のドローン２０の各々の推力とペイロード３０の重力との合力に応じた方向にペイロード３０は運搬される。このように、複数のドローン２０によるペイロード３０を運搬する方向に合わせてドローンの位置調整を容易に行うことができる。
　ドローン情報記憶部１８は、各ドローン２０の再配置後の位置（第２の支持位置）及び推力を示す情報を記憶する（Ｓ１０８）。具体的には、ドローン情報記憶部１８が、ペイロード処理装置１０からの３機のドローン２０のそれぞれの再配置後の相対位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、推力のベクトルＴ１、Ｔ２、Ｔ３とを記憶する。
　続いて、位置制御部１７は、ペイロード３０を目的地まで運搬する運搬計画の実行が完了したか、すなわち、各ドローンの飛行経路に沿った飛行が完了したかを判断する（Ｓ１０９）。ペイロード３０がまだ目的地に届けられていない場合は、運搬計画の実行がまだ完了していないと判断し、ステップＳ１０１に戻って、各ドローンの飛行を継続する。ペイロード３０が目的値に届けられた場合は、運搬計画が完了したと判断し、処理を終了する。
　以上のペイロード運搬処理により、推力の低下が検出されたドローン２０をペイロード３０から切り離すことで、ペイロード３０を搬送するドローン２０の数を減少させ、減少後のドローン２０でペイロードの運搬を継続することができる。
　上述のペイロード運搬処理の説明では、ステップＳ１０６において、ペイロード３０の重力との釣り合いを判断する際、待機ドローン２０＿５は参加せず、３機のドローン２０運搬を継続する場合を想定した。以下ではドローン２０＿４が切り離された後でドローン２０＿５が参加する場合を示す。
　以下、飛行経路の途中で１機のドローン２０＿４が故障した後で、ステップＳ１０４で待機ドローン２０＿５を追加して、４機のドローン２０でペイロード３０の運搬を継続するケース（＜ケース２＞）について説明する。この場合、図４に示すペイロード３０の運搬処理において、ステップＳ１０３までの処理は上述したケースと同様のため、説明を省略する。
＜ケース２＞
　このケースでは、ステップＳ１０４において、位置制御部１７が外部の待機ドローン２０＿５をペイロード３０の運搬に参加させることを決定し、ドローン２０を円周Ｃ上に追加する制御を行う（Ｓ１０５）。より詳細に説明すると以下の通りである。
　外部の待機ドローン２０＿５をペイロード３０の運搬に参加させる場合には、位置制御部１７は、待機ドローン２０＿５をペイロード３０の運搬に参加させるように通信ネットワークＮを介して管制塔システム５０に出動の要請データを送信する（図１参照）。この場合、位置制御部１７は、ペイロード処理装置１０の位置情報を要請データに含めてもよい。位置制御部１７は、位置情報を、各ドローン２０の自己位置計算部２２で計算された各ドローン２０の自己位置に基づき算出してもよい。管制塔システム５０は、行き先であるペイロード処理装置１０の位置情報を含む出動の命令データを、待機ドローン２０＿５に送信する。待機ドローン２０＿５は、管制塔システム５０から受信した出動の命令データに応じて、移動を開始する。位置情報が、待機ドローン２０＿５が配置されるべき円周上の位置（座標）を示す情報（例えばペイロード処理装置を基準とした相対位置を示す情報）を含んでいてもよい。なお、待機ドローン２０＿５には接続部材４０が取り付けられている。また、参加を要請する対象となる待機ドローン２０＿５の数は１機だけでなく複数であってもよい。
　図１４Ａ及び図１４Ｂは、ドローンを追加する位置制御の動作を説明する図である。図１４Ａ及び図１４Ｂでは、残っている３機のドローン２０（２０＿１～２０＿３）をホバリングさせながら待機ドローン２０＿５を追加する場合について説明する。これにより、安定的に待機ドローン２０＿５を追加することができる。ただし、残っている複数のドローン２０を移動（飛行）させながら待機ドローン２０＿５を追加してもよい。これにより、追加のための余計な時間をかけることなく待機ドローン２０＿５を追加することができる。移動（飛行）させながら待機ドローン２０＿５を追加する場合、飛行速度（運搬速度）を低下させてもよい。予め追加用の速度を定義しておき、定義しておいた速度に飛行速度を低下させてもよい。
　待機ドローン２０＿５を追加する前は、図９Ｃ、図１０及び図１１に示すように１機のドローン２０＿４が切り離され、３機のドローン２０でペイロード３０を吊り下げてホバリングしている。図１４Ａに示すように、位置制御部１７が、例えば、待機ドローン２０＿５を追加する相対位置Ｐ４を、２機のドローン２０＿１、２０＿３の間の任意の位置に決定する。待機ドローン２０＿５がペイロード処理装置１０に接近し、相対位置Ｐ４に位置すると、自ドローンの接続部材４０の先端をペイロード処理装置１０の円環部１１ａに掛けることで、ペイロード処理装置１０に接続する。相対位置Ｐ４は、位置制御部１７から待機ドローン２０＿５に通知されていてもよいし、管制塔システムから待機ドローン２０＿５に送信する出動の命令データに相対位置Ｐ４が含まれていてもよい。
　続いて、合力計算部１５は推力の合力とペイロードの重力とが釣り合うかを判断する（Ｓ１０６）。つまり、合力計算部１５は、追加された待機ドローン２０＿５を含む４機のドローン２０の推力の垂直方向成分と、ペイロード３０にかかる重力とを比較することにより、４機のドローン２０の推力を合成した推力とペイロード３０の重力とが釣り合うかを判断する。
　４機のドローン２０の推力の合力とペイロード３０の重力が釣り合わないときには、位置制御部１７は、ドローン２０を円周Ｃ上で位置制御する（Ｓ１０７）。本例では、図１４Ａに示す相対位置Ｐ４に待機ドローン２０＿５が追加されたとする。この場合、４機のドローン２０は、ペイロード３０の重心３１に対して均等な間隔で配置されない。このため、４機のドローン２０の推力の合力とペイロード３０の重力とが釣り合わない状態になる。
　そこで、位置制御部１７は、４機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３、２０＿５の円周Ｃ上での位置を制御する。具体的には、図１４Ｂに示すように、４機のドローン２０のペイロード３０に対する位置を制御する。この結果、４機のドローン２０＿１、２０＿２、２０＿３、２０＿５、円周Ｃ上で９０度の等間隔の相対位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に再配置される。なお、再配置されるドローン２０の位置は、上述したような最適化計算を用いて算出される。続くステップＳ１０８以降の処理は、上述と同様のため、説明を省略する。
　以上の処理により、切り離したドローン２０＿４の代わりに待機ドローン２０＿５を追加してペイロード３０の運搬を継続することが可能になる。このように運搬中にドローンを切り離したり、ドローンを追加させたりすることを可能にすることにより、必要以上に冗長性を持たせなくても、複数のドローン２０で安定してペイロード３０を運搬することができる。
　以上説明したとおり、このペイロード運搬処理によれば、推力が失われたドローン２０を途中から切り離したり、外部の待機ドローン２０＿５を途中から運搬に参加させたりすることが可能となる。すなわち、運搬の途中で、ペイロード３０を搬送するドローン２０の数を増加又は減少させることができる。
　＜ドローンを配置する円周の半径を増大させる場合の処理＞
　図１５は、ペイロード運搬処理の他の例を示すフローチャートである。この処理では、ペイロード３０を運搬するドローン２０の数が増加したときに、ペイロード３０からドローン２０までの水平方向における距離を大きくするステップが追加されている点で上述した図４のフローチャートの処理と相違する。なお、同図におけるステップＳ１１５までの処理は、図４におけるステップＳ１０５までの処理と同様のため、説明を省略する。
　続くステップＳ１１５でドローン２０を円周Ｃ上に追加したとき又は追加する前に、位置制御部１７が、複数のドローン２０が配置されている円周Ｃの半径が最小半径の要件を満たすかを判断する（Ｓ１１６）。例えば円周Ｃに３機のドローン２０＿１～２０＿３が残っていて、待機ドローン２０＿５がこの円周Ｃに追加された場合に、この円周Ｃの最小半径が最小半径の要件を満たすかを判断する。最小半径の要件は、ドローン２０同士の接触を防止するために設定される。
　この円周Ｃの半径はペイロード３０の運搬に参加しているドローン２０の数の増減に比例して拡縮される。その比例関係を表す係数は、ドローン２０同士が接触しない十分な間隔が取れるように設定される。例えば、円周Ｃの半径が、ドローン数に応じた最小半径よりも小さい場合は、ドローン２０同士が近すぎるため、接触を防止するために円周Ｃの半径は大きく設定される。
　ｎ機のドローン２０でペイロード３０を運送するときには、それらｎ機のドローン２０はｎ個の頂点を持つ正多角形の頂点にそれぞれ配置される。この場合、円周Ｃに内接する正多角形の辺の長さａ、つまり隣接するドローン２０同士の距離は、多角形の頂点数ｎと半径ｒより以下の式（１）によって計算される。
　ここで、ペイロード３０を運搬しているドローン２０の外形寸法の最大値（筐体の最大の長さ）の２倍の距離ａ’を、隣接するドローン２０同士の距離とした場合には、最小の半径ｒは以下の式（２）により計算される。
　図１６は、ドローンを配置する円周の最小半径を説明する図である。同図では、上述した実施形態と同様に、４機のドローン２０の相対位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が円周Ｃ上に配置されている。このように、ドローン２０の外形寸法の最大値とペイロード３０を運搬するドローン２０の数とに基づき、ペイロード３０を配置する円周Ｃの半径が算出される。換言すれば、ペイロード３０からドローン２０までの水平面における距離が算出される。この距離を満たす位置（最小半径の要件を満たす位置）にドローン２０が配置されるように、位置制御部１７は、各ドローン２０の飛行制御部２４に飛行を制御させる。
　最小半径の要件が満たされない場合には（Ｓ１１６のＮｏ）、最小の半径の要件を満たす円周Ｃ上に位置にドローン２０を再配置できるように、円周Ｃの半径を増大させる（Ｓ１１７）。
　図１７は、ドローンを配置する円周の最小半径を増大させる例を説明する図である。同図では、３機のドローン２０を円周Ｃ上に配置していたが、追加によりドローン２０が４機となったために、円周Ｃから円周Ｃ＿１まで半径を増大させた例を示す。ペイロード３０を運搬するドローン２０の数が３機から４機に増加したことで、上述した式（２）に基づいて、最小半径の算出が行われ、円周Ｃ＿１の半径が得られる。このように、ドローン２０の追加により、ペイロード３０の重心を中心とする円周は円周Ｃ＿１まで広がる。
　図１７に示すように半径を増大した円周Ｃ＿１上にドローン２０を再配置した後、又は、円周Ｃの半径が最小半径の要件を満たす場合には、ドローン２０の推力の合力とペイロード３０の重力が釣り合うかが判断される（Ｓ１１８）。ステップＳ１１８以降の処理は図４におけるステップＳ１０６以降の処理と同様のため、説明を省略する。
　以上に説明したとおり、このペイロード運搬処理によれば、ドローン２０を追加する場合に、最小半径の要件を満たすかを判断し、最小半径の要件を満たさない場合は、ドローン２０を配置する円周の半径を増大させる。これにより、ドローン２０同士の接触を防止することができる。
　＜変形例＞
　本明細書で開示した処理のステップは、必ずしもフローチャートに記載された順序で実行されなくてもよい。例えば、フローチャートに記載した順序と異なる順序でステップが実行されても、フローチャートに記載したステップの一部が並列的に実行されてもよい。
　例えば、上記実施形態では、接続部材４０が可撓性を有する線材等であったが、接続部材４０は、任意の形状（棒状など）の剛体の部材であってもよい。
　また、上記実施形態では、ドローン２０の推力の絶対値を同一にしながら円周Ｃ上にドローンを配置する例について説明したが、ドローン２０の推力の大きさを個別に制御してもよい。この場合、複数のドローン２０を同じ円周Ｃ上に位置させなくてもよい。
　また、上記実施形態では、ペイロード処理装置１０はペイロード３０に取り付けられていたが、ペイロード処理装置１０をペイロード３０から離して別個に設けてもよい。例えばドローン２０と通信可能な基地局又はリモートコントローラがペイロード処理装置１０の機能を備えていてもよい。この場合、円環部１１ａを含むドローン接続部１１（接続部）をペイロード３０に直接設けてもよい。
　また、上記実施形態では、ペイロード処理装置１０がドローン２０とは独立して存在したが、複数のドローン２０のいずれかが上述したペイロード処理装置１０の機能を備えていてもよい。例えば、ドローン２０が、ドローン接続部１１、状態取得部１２、合力計算部１５及び位置制御部１７を含む各部を備えた構成とすることができる。この場合、ペイロード処理装置１０がペイロードに取り付けられなくてよく、ペイロードの重量を軽減できる。
　また、上記実施形態で説明したドローン２０の推力の推定方法とは別の方法により、推力を推定してもよい。例えば、ペイロード３０に水平計を取り付け、ペイロード処理装置１０が、その水平計の傾きとドローン２０の位置を元にドローン２０の発生させる推力を推定してもよい。この場合、ペイロード３０の水平計の値は、ドローン２０の動作状態を表す情報の一例に対応する。
　また、ドローン２０の推力を推定する方法として、アクチュエータ部２５の出力の測定値から直接的に推力を検出し、その検出値に基づいて推力の低下を検出してもよい。また、バッテリー２３の残量を示す端子間電圧の測定値に基づき、低下状態から将来的な推力の低下（例えば一定時間内に推力が低下すること）を検出してドローン２０を切り離してもよい。
　また、上記実施形態ではドローン２０の推力が失われた場合にドローン２０を切り離す例について説明したが、ドローン２０の推力が失われる前にドローン２０を切り離してもよい。また、ドローン２０の推力が失われる前に別のドローン２０を追加してもよい。
　また、上記実施形態では、ペイロード処理装置１０と複数のドローン２０とによりペイロード運搬システム１を構成する例について説明したが、管制塔システムを含めてペイロード運搬システム１を構成してもよい。
　＜まとめ＞
　以上に説明したとおり、本開示のペイロード処理装置１０（情報処理装置）よれば、推力の低下したドローン２０をペイロード３０から切り離し、残っている複数のドローン２０のペイロード３０に対する位置を制御する。これにより、残っているドローン２０の移動体の出力の合成をペイロードの重力と釣り合わせる。また待機ドローンを運搬に追加して参加させ、残っているドローン２０と待機ドローンとの出力の合成をペイロードの重力と釣り合わせる。これにより、ドローン２０の数を増減させつつペイロード３０の運搬を継続できる。よって、ペイロード３０を運搬するドローン２０の数を柔軟に変更することができる。
　＜応用例＞
　上述したペイロード処理装置１０では、位置制御部１７等の各部は、ドローン情報記憶部１８に記憶されているプログラムをロードして実行することにより、上述した一連の処理を行う機能として実現される。上述した一連の処理は、ソフトウエアにより実行する以外に、ハードウエアにより実行することもできるし、双方の組み合わせで実行することもできる。
　図１８は、本開示のペイロード処理装置１０の一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成の一例である。コンピュータにおいて、CPU１００１、ROM１００２、RAM１００３は、バス１００４を介して相互に接続されている。
　バス１００４には、入出力インタフェース１００５も接続されている。入出力インタフェース１００５には、入力部１００６、出力部１００７、記憶部１００８、通信部１００９、及びドライブ１０１０が接続されている。
　入力部１００６は、例えば、キーボード、マウス、マイクロホン、タッチパネル、入力端子などよりなる。出力部１００７は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、出力端子などよりなる。記憶部１００８は、例えば、ハードディスク、RAMディスク、不揮発性のメモリなどよりなる。通信部１００９は、例えば、ネットワークインタフェースよりなる。ドライブは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディアを駆動する。
　以上のように構成されるコンピュータでは、CPU１００１が、例えば、記憶部１００８に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース１００５及びバス１００４を介して、RAM１００３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。RAM１００３にはまた、CPU１００１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
　コンピュータが実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディアに記録して適用することができる。その場合、プログラムは、リムーバブルメディアをドライブ１０１０に装着することにより、入出力インタフェース１００５を介して、記憶部１００８にインストールすることができる。
　また、このプログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線又は無線の伝送媒体を介して提供することもできる。その場合、プログラムは、通信部１００９で受信し、記憶部１００８にインストールすることができる。
　なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　また、本明細書に記載された本開示の効果は例示に過ぎず、その他の効果があってもよい。
　＜補足＞
　なお、本開示は以下のような構成を取ることもできる。
［項目１］
　ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得し、
　前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択し、
　前記第１移動体を前記ペイロードから切り離し、
　前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を前記ペイロードの重量に基づき決定し、前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２移動体を前記複数の第２の支持位置へ移動させる制御を行う
　情報処理方法。
［項目２］
　前記複数の第２移動体に前記複数の第２の支持位置で出力させる推力を計算し、
　前記複数の第２移動体に前記推力を出力させる制御を行う
　項目１に記載の情報処理方法。
［項目３］
　前記複数の第２移動体の推力の合力の垂直方向成分が前記ペイロードの重量と釣り合うように、前記複数の第２の支持位置を決定する
　項目１又は２に記載の情報処理方法。
［項目４］
　前記合力の水平方向成分が、前記ペイロードを搬送する方向に一致するように、前記複数の第２の支持位置を決定する
　項目３に記載の情報処理方法。
［項目５］
　前記複数の第２の支持位置として、前記ペイロードの重心を中心とした水平面における円周上の複数の位置を決定する
　項目３又は４に記載の情報処理方法。
［項目６］
　前記複数の第２の支持位置で前記複数の第２移動体に出力させる推力の大きさを同じとして前記複数の第２の支持位置を決定する
　項目４又は５に記載の情報処理方法。
［項目７］
　前記複数の移動体と異なる第３移動体に前記ペイロードを支持させることを要請する要請データを送信し、前記第３移動体に前記ペイロードに接続させて前記ペイロードを支持させ、
　前記複数の第２移動体及び前記第３移動体の推力の合力の垂直方向成分が前記ペイロードの重量と釣り合うように、前記複数の第２移動体及び前記第３移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置及び第３の支持位置を決定し、
　前記複数の第２移動体及び前記第３移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置及び第３の支持位置に前記複数の第２移動体及び前記第３移動体を移動させる制御を行う
　項目１～６のいずれか一項に記載の情報処理方法。
［項目８］
　前記複数の第２移動体及び前記第３移動体に、前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置で出力させる推力を計算し、
　前記複数の第２移動体及び前記第３移動体に、前記推力を出力させる制御を行う
　項目７に記載の情報処理方法。
［項目９］
　前記合力の水平方向成分が前記ペイロードを搬送する方向に一致するように、前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置を決定する
　項目７又は８に記載の情報処理方法。
［項目１０］
　前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置として、前記ペイロードの重心を中心とした水平面における円周上の位置を決定する
　項目７～９のいずれか一項に記載の情報処理方法。
［項目１１］
　前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置における前記複数の第２移動体の出力及び前記第３移動体に出力させる推力を同じとする場合に、前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置を決定する
　項目１０に記載の情報処理方法。
［項目１２］
　前記複数の第２移動体の機体サイズ及び前記第３移動体の機体サイズに応じて、前記円周の半径を決定する
　項目１０又は１１に記載の情報処理方法。
［項目１３］
　前記ペイロードの重量と釣り合わせるために必要な前記垂直方向成分の大きさに応じて、前記円周の半径を変更する
　項目１０～１２のいずれか一項に記載の情報処理方法。
［項目１４］
　前記複数の移動体はそれぞれ接続部材を介して、前記ペイロード、又は前記ペイロードに設けられた前記複数の移動体と通信可能な処理装置と接続され、
　前記接続部材の一端は前記ペイロードの接続部又は、前記処理装置の接続部に接続され、
　前記接続部材の他端は前記移動体に接続され、
　前記接続部材の前記一端は前記接続部に接続した状態で前記接続部に対して相対的に移動可能であり、前記移動体の移動に付随して前記接続部材の前記一端が移動可能である
　項目１～１３のいずれか一項に記載の情報処理方法。
［項目１５］
　前記接続部は、リング状態の係合部材を含み、
　前記接続部材の前記一端は、前記リング状態の係合部材と係合し、前記係合部材と係合した状態で前記移動体の移動に付随して移動可能である
　項目１４に記載の情報処理方法。
［項目１６］
　前記第１移動体と前記接続部材との接続を分離、又は前記第１移動体の前記接続部材と前記接続部との接続を分離することにより、前記第１移動体を前記ペイロードから切り離す
　項目１４又は１５に記載の情報処理方法。
［項目１７］
　前記動作状態を示す前記情報は、前記移動体の推力、アクチュエータの出力指令値、アクチュエータの出力の計測値、バッテリー残量、及び水平計の値の少なくともいずれかを含む、
　項目１～１６のいずれか一項に記載の情報処理方法。
［項目１８］
　前記複数の移動体の推力を、前記複数の移動体のアクチュエータの出力指令値に基づき推定する
　項目３～１７のいずれか一項に記載の情報処理方法。
［項目１９］
　ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得する状態取得部と、
　前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択し、
　前記第１移動体を前記ペイロードから切り離し、
　前記ペイロードの重量に基づき、前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を決定し、
　前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置に前記複数の第２移動体を移動させる制御を行う、
　位置制御部と、
　を備えた情報処理装置。
［項目２０］
　ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得するステップと、
　前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択するステップと、
　前記第１移動体を前記ペイロードから切り離すステップと、
　前記ペイロードの重量に基づき、前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を決定するステップと、
　前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置に前記複数の第２移動体を移動させる制御を行うステップと
　をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
１　ペイロード運搬システム
１０　ペイロード処理装置（情報処理装置）
１１　ドローン接続部（移動体接続部）
１２　状態取得部
１３　ペイロード接続構造
１４　ペイロード重力測定部
１５　合力計算部
１６　バッテリー監視部
１７　位置制御部
１８　ドローン情報記憶部
１９　通信部
２０　ドローン（移動体）
２１　センサ部
２２　自己位置計算部
２３　バッテリー
２４　飛行制御部
２５　アクチュエータ部
２６　推力推定部
２８　ペイロード接続部
３０　ペイロード
４０　接続部材
５０　管制塔システム
６０　ポート
Ｃ、Ｃ＿１　円周

Claims (20)

  1. 　ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得し、
    　前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択し、
    　前記第１移動体を前記ペイロードから切り離し、
    　前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を前記ペイロードの重量に基づき決定し、前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２移動体を前記複数の第２の支持位置へ移動させる制御を行う
    　情報処理方法。
  2. 　前記複数の第２移動体に前記複数の第２の支持位置で出力させる推力を計算し、
    　前記複数の第２移動体に前記推力を出力させる制御を行う
    　請求項１に記載の情報処理方法。
  3. 　前記複数の第２移動体の推力の合力の垂直方向成分が前記ペイロードの重量と釣り合うように、前記複数の第２の支持位置を決定する
    　請求項１に記載の情報処理方法。
  4. 　前記合力の水平方向成分が、前記ペイロードを搬送する方向に一致するように、前記複数の第２の支持位置を決定する
    　請求項３に記載の情報処理方法。
  5. 　前記複数の第２の支持位置として、前記ペイロードの重心を中心とした水平面における円周上の複数の位置を決定する
    　請求項３に記載の情報処理方法。
  6. 　前記複数の第２の支持位置で前記複数の第２移動体に出力させる推力の大きさを同じとして前記複数の第２の支持位置を決定する
    　請求項４に記載の情報処理方法。
  7. 　前記複数の移動体と異なる第３移動体に前記ペイロードを支持させることを要請する要請データを送信し、前記第３移動体に前記ペイロードに接続させて前記ペイロードを支持させ、
    　前記複数の第２移動体及び前記第３移動体の推力の合力の垂直方向成分が前記ペイロードの重量と釣り合うように、前記複数の第２移動体及び前記第３移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置及び第３の支持位置を決定し、
    　前記複数の第２移動体及び前記第３移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置及び第３の支持位置に前記複数の第２移動体及び前記第３移動体を移動させる制御を行う
    　請求項１に記載の情報処理方法。
  8. 　前記複数の第２移動体及び前記第３移動体に、前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置で出力させる推力を計算し、
    　前記複数の第２移動体及び前記第３移動体に、前記推力を出力させる制御を行う
    　請求項７に記載の情報処理方法。
  9. 　前記合力の水平方向成分が前記ペイロードを搬送する方向に一致するように、前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置を決定する
    　請求項７に記載の情報処理方法。
  10. 　前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置として、前記ペイロードの重心を中心とした水平面における円周上の位置を決定する
    　請求項７に記載の情報処理方法。
  11. 　前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置における前記複数の第２移動体の出力及び前記第３移動体に出力させる推力を同じとする場合に、前記複数の第２の支持位置及び前記第３の支持位置を決定する
    　請求項１０に記載の情報処理方法。
  12. 　前記複数の第２移動体の機体サイズ及び前記第３移動体の機体サイズに応じて、前記円周の半径を決定する
    　請求項１０に記載の情報処理方法。
  13. 　前記ペイロードの重量と釣り合わせるために必要な前記垂直方向成分の大きさに応じて、前記円周の半径を変更する
    　請求項１０に記載の情報処理方法。
  14. 　前記複数の移動体はそれぞれ接続部材を介して、前記ペイロード、又は前記ペイロードに設けられた前記複数の移動体と通信可能な処理装置と接続され、
    　前記接続部材の一端は前記ペイロードの接続部又は、前記処理装置の接続部に接続され、
    　前記接続部材の他端は前記移動体に接続され、
    　前記接続部材の前記一端は前記接続部に接続した状態で前記接続部に対して相対的に移動可能であり、前記移動体の移動に付随して前記接続部材の前記一端が移動可能である
    　請求項１に記載の情報処理方法。
  15. 　前記接続部は、リング状態の係合部材を含み、
    　前記接続部材の前記一端は、前記リング状態の係合部材と係合し、前記係合部材と係合した状態で前記移動体の移動に付随して移動可能である
    　請求項１４に記載の情報処理方法。
  16. 　前記第１移動体と前記接続部材との接続を分離、又は前記第１移動体の前記接続部材と前記接続部との接続を分離することにより、前記第１移動体を前記ペイロードから切り離す
    　請求項１４に記載の情報処理方法。
  17. 　前記動作状態を示す前記情報は、前記移動体の推力、アクチュエータの出力指令値、アクチュエータの出力の計測値、バッテリー残量、及び水平計の値の少なくともいずれかを含む、
    　請求項１に記載の情報処理方法。
  18. 　前記複数の移動体の推力を、前記複数の移動体のアクチュエータの出力指令値に基づき推定する
    　請求項３に記載の情報処理方法。
  19. 　ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得する状態取得部と、
    　前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択し、
    　前記第１移動体を前記ペイロードから切り離し、
    　前記ペイロードの重量に基づき、前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を決定し、
    　前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置に前記複数の第２移動体を移動させる制御を行う、
    　位置制御部と、
    　を備えた情報処理装置。
  20. 　ペイロードに接続して複数の第１の支持位置で前記ペイロードを支持する複数の移動体の動作状態を表す情報を取得するステップと、
    　前記動作状態を表す前記情報に基づき前記複数の移動体から第１移動体を選択するステップと、
    　前記第１移動体を前記ペイロードから切り離すステップと、
    　前記ペイロードの重量に基づき、前記複数の移動体のうち前記第１移動体以外の複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させる複数の第２の支持位置を決定するステップと、
    　前記複数の第２移動体に前記ペイロードを支持させつつ前記複数の第２の支持位置に前記複数の第２移動体を移動させる制御を行うステップと
    　をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
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