JP2016219941A - 無人飛行体 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、脚部111,111が飛行位置に位置している状態の無人飛行体100を正面側右斜め上方から視た斜視図である。図2は、図1に示す無人飛行体100を背面側左斜め上方から視た斜視図である。
ジンバル駆動装置300は、カメラ部200を、第1水平軸線α(図1参照)回りの第1回動方向X(図1参照)に回動させて一定の第1基準姿勢に維持することが可能な少なくとも1軸のジンバル駆動装置である。
第1カメラ部210は、複数台(この例では9台)の第1カメラ201(201a)〜201(201a)と、複数台の第1カメラ201(201a)〜201(201a)に電力を供給する単一のカメラ用バッテリー202(第1バッテリー202a)(図2、図4及び図11参照)とを備えている。第2カメラ部220は、複数台(この例では9台)の第2カメラ201(201b)〜201(201b)と、複数台の第2カメラ201(201b)〜201(201b)に電力を供給する単一のカメラ用バッテリー202(第2バッテリー202b)(図2、図4及び図11参照)とを備えている。
ジンバル駆動装置300は、カメラ部200を、一定の第1基準姿勢に維持することに加えて、第2水平軸線β(図1参照)回りの第2回動方向Y(図1参照)に回動させて一定の第2基準姿勢に維持することが可能な少なくとも2軸のジンバル駆動装置である。
ジンバル駆動装置300は、第2駆動部340に対して均衡を保つためのおもり部材350(図3、図4、図7、図8及び図12参照)をさらに備えている。
カメラ部200を含む構成要素(この例では、カメラ部200に加えて後述する第3駆動部360)は、第2水平軸線βを支点軸として重量的に釣り合う又は略釣り合うように第2ジンバル部330に設けられている。ここで、「略」釣り合う場合での釣り合いの度合いは、第2駆動部340への負荷が軽減されて第2駆動部340が追従性よく駆動できる程度の釣り合いの度合いである。
第1カメラ部210及び第2カメラ部220は、第2水平軸線βを間にして、第1カメラ部210の重心C1及び第2カメラ部220の重心C2が鉛直方向に揃う又は略揃うように第2ジンバル部330に設けられている。
ジンバル駆動装置300は、カメラ部200を、一定の第1基準姿勢に維持し、かつ、一定の第2基準姿勢に維持することに加えて、鉛直方向に沿った鉛直軸線γ(図1及び図9参照)回りの第3回動方向Z(図1参照)に回動させて一定の基準向き(基準回動位置)に維持する3軸のジンバル駆動装置である。
無人飛行体100は、本体制御部120(図1から図7及び図10から図13参照)と、飛行用バッテリー130(131,132)(図1から図7及び図10から図13参照)と、遠隔操縦用無線通信部140(図1から図4、図7及び図10から図12参照)と、遠隔操縦用カメラ150(図1から図3、図5から図8及び図10から図13参照)と、遠隔操縦用カメラ画像無線通信制御部160(図1、図5、図6、図8、図10及び図13参照)と、遠隔操縦用カメラ画像無線通信部170(図1、図2、図4、図5から図7、図10、図11及び図13参照)とを備えている。
無人飛行体100は、ジャイロセンサー180(この例では磁気ジャイロセンサー)(図8参照)を備えている。ジャイロセンサー180は、ジンバル駆動装置300が1軸の場合、カメラ部200の第1水平軸線α回りの回転の第1角速度を検知する1軸ジャイロセンサーとされる。ジャイロセンサー180は、ジンバル駆動装置300が2軸の場合、第1角速度に加えて、カメラ部200の第2水平軸線β回りの回転の第2角速度を検知する2軸ジャイロセンサーとされる。また、ジャイロセンサー180は、ジンバル駆動装置300が3軸の場合、第1角速度及び第2角速度に加えて、カメラ部200の鉛直軸線γ回りの回転の第3角速度を検知する3軸ジャイロセンサーとされる。
本実施の形態によれば、第1ジンバル部310と、第1駆動部320とを備えているので、飛行体本体400が第1基準姿勢から第1水平軸線α回りに傾いても、第1ジンバル部310の第1水平軸線α回りの第1回動方向X(この例ではローリング方向)の姿勢を一定に維持するように第1駆動部320を駆動させることができ、これにより、カメラ部200を第1回動方向Xの一定の第1基準姿勢に維持することができる。しかも、第1カメラ部210及び第2カメラ部220は、それぞれ、第1水平軸線αを間にして鉛直方向(上下方向)における一方側(この例では上側)及び他方側(この例では下側)に位置し、ジンバル駆動装置300及び飛行体本体400は、第1カメラ部210と第2カメラ部220との間の領域λに位置しているので、第1カメラ部210における第1カメラ201(201a)〜201(201a)及び第2カメラ部220における第2カメラ201(201b)〜201(201b)が自身の無人飛行体100(具体的にはジンバル駆動装置300及び飛行体本体400)をほぼ或いは全く(この例では全く)撮影しない状態で、互いの撮影画像をオーバーラップさせることができる(図9参照)。これにより、自身の無人飛行体100がほぼ或いは全く(この例では全く)写っていないパノラマ画像(この例ではパノラマ動画)を生成することが可能となる。従って、パノラマ画像に自身の無人飛行体100がほぼ或いは全く(この例では全く)写らないようにすることが可能となる。
なお、ジンバル駆動装置300は、飛行体本体400から切り離して単独で使用するようにしてもよい。
110 降着装置
111 脚部
111a 接地部材
112 脚部駆動部
120 本体制御部
121 制御装置
121a 記憶部
122 GNSS受信機
130 飛行用バッテリー
131 一方の飛行用バッテリー
132 他方の飛行用バッテリー
140 遠隔操縦用無線通信部
150 遠隔操縦用カメラ
160 遠隔操縦用カメラ画像無線通信制御部
170 遠隔操縦用カメラ画像無線通信部
180 ジャイロセンサー
200 カメラ部
201 カメラ
201a 第1カメラ
201b 第2カメラ
202 カメラ用バッテリー
202a 第1バッテリー
202b 第2バッテリー
203 バッテリー用制御部
203a 一方のバッテリー用制御部
203b 他方のバッテリー用制御部
210 第1カメラ部
211 第1カメラ支持体
212 第1支柱部
220 第2カメラ部
221 第2カメラ支持体
222 第2支柱部
300 ジンバル駆動装置
310 第1ジンバル部
311 第1ジンバル部本体
311a リング部
312 第1軸受部材
313 連結部材
320 第1駆動部
330 第2ジンバル部
331 第2ジンバル部本体
332 第2軸受部材
340 第2駆動部
350 おもり部材
351 固定部材
352 重量部材
360 第3駆動部
400 飛行体本体
410 本体部
410a リング部材
410b リング部材
410c 連結部
413 補強部材
420 支持体
430 ローター部
431 モーター
432 回転翼
C0 カメラ部の重心
C1 第1カメラ部の重心
C2 第2カメラ部の重心
C3 第2駆動部の重心
C4 おもり部材の重心
C5 第3駆動部の重心
SC 固定部材
SP 貫通孔
X 第1回動方向
Y 第2回動方向
Z 第3回動方向
d1 第1距離
d2 第2距離
α 第1水平軸線
β 第2水平軸線
γ 鉛直軸線
δ 交点
θ1 第1回転角度
θ2 第2回転角度
θ3 第3回転角度
λ 第1カメラ部と第2カメラ部との間の領域
φ1 第1カメラ部の視野角
φ2 第2カメラ部の視野角
Claims (19)
- 少なくとも2台のカメラを有するカメラ部と、前記カメラ部が設けられたジンバル駆動装置と、前記ジンバル駆動装置が設けられた飛行体本体とを備えた無人飛行体であって、
前記ジンバル駆動装置は、
水平方向に沿った回動軸線である第1水平軸線回りに回動する第1ジンバル部と、
前記第1ジンバル部を前記第1水平軸線回りに回動させる第1駆動部と
を備え、
前記カメラ部は、少なくとも1台の第1カメラを備えた第1カメラ部と、少なくとも1台の第2カメラを備えた第2カメラ部とを備え、
前記第1カメラ部及び前記第2カメラ部は、それぞれ、前記第1水平軸線を間にして鉛直方向における一方側及び他方側に位置し、
前記ジンバル駆動装置及び前記飛行体本体は、前記第1カメラ部と前記第2カメラ部との間の領域に位置していることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項1に記載の無人飛行体であって、
前記第1カメラ部は、複数台の前記第1カメラと、複数台の前記第1カメラに電力を供給する単一の第1バッテリーとを備え、
前記第2カメラ部は、複数台の前記第2カメラと、複数台の前記第2カメラに電力を供給する単一の第2バッテリーとを備えていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項1又は請求項2に記載の無人飛行体であって、
前記カメラ部を含む構成要素は、前記第1水平軸線を支点軸として重量的に釣り合う又は略釣り合うように前記第1ジンバル部に設けられていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項3に記載の無人飛行体であって、
前記第1カメラ部及び前記第2カメラ部は、前記第1水平軸線を間にして、それぞれの重心が鉛直方向に揃う又は略揃うように前記第1ジンバル部に設けられていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項3又は請求項4に記載の無人飛行体であって、
前記カメラ部の重心及び前記第1カメラ部の重心の間の第1距離と、前記カメラ部の重心及び前記第2カメラ部の重心の間の第2距離とが同一又は略同一とされていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項1から請求項5までの何れか1つに記載の無人飛行体であって、
前記ジンバル駆動装置は、
前記第1ジンバル部に設けられて前記第1水平軸線に直交する水平方向に沿った回動軸線である第2水平軸線回りに回動する第2ジンバル部と、
前記第2ジンバル部を前記第2水平軸線回りに回動させる第2駆動部と
をさらに備え、
前記第1カメラ部及び前記第2カメラ部は、それぞれ、前記第2水平軸線を間にして鉛直方向における一方側及び他方側に位置していることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項6に記載の無人飛行体であって、
前記カメラ部、前記第2ジンバル部及び前記第2駆動部を含む構成要素は、前記第1水平軸線を支点軸として重量的に釣り合う又は略釣り合うように前記第1ジンバル部に設けられていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項7に記載の無人飛行体であって、
前記ジンバル駆動装置は、前記第2駆動部に対して均衡を保つためのおもり部材をさらに備えていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項8に記載の無人飛行体であって、
前記第2駆動部及び前記おもり部材は、前記第1水平軸線に間にして、それぞれの重心が前記第1水平軸線に直交する水平方向に揃う又は略揃うように前記第1ジンバル部に設けられていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項7から請求項9までの何れか1つに記載の無人飛行体であって、
前記カメラ部を含む構成要素は、前記第2水平軸線を支点軸として重量的に釣り合う又は略釣り合うように前記第2ジンバル部に設けられていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項10に記載の無人飛行体であって、
前記第1カメラ部及び前記第2カメラ部は、前記第2水平軸線を間にして、それぞれの重心が鉛直方向に揃う又は略揃うように前記第2ジンバル部に設けられていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項6から請求項11までの何れか1つに記載の無人飛行体であって、
当該無人飛行体は、前記第1水平軸線を基準に線対称又は略線対称とされ、かつ、前記第2水平軸線を基準に線対称又は略線対称とされていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項6から請求項12までの何れか1つに記載の無人飛行体であって、
前記第1水平軸線と前記第2水平軸線とが交わる構成とされていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項13に記載の無人飛行体であって、
前記第1水平軸線と前記第2水平軸線との交点と、前記カメラ部の重心とが一致又は略一致していることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項13又は請求項14に記載の無人飛行体であって、
前記カメラ部は、前記第1水平軸線と前記第2水平軸線との交点を基準に点対称又は略点対称とされていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項13から請求項15までの何れか1つに記載の無人飛行体であって、
前記第1水平軸線と前記第2水平軸線との交点と、前記飛行体本体の中心とが一致又は略一致していることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項13から請求項16までの何れか1つに記載の無人飛行体であって、
前記ジンバル駆動装置は、前記カメラ部を鉛直方向に沿った鉛直軸線回りに回動させる第3駆動部をさらに備え、
前記第1水平軸線と前記第2水平軸線と前記鉛直軸線とが交わる構成とされ、
前記第3駆動部は、前記第1水平軸線と前記第2水平軸線と前記鉛直軸線との交点を含むように設けられていることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項17に記載の無人飛行体であって、
前記第1水平軸線と前記第2水平軸線と前記鉛直軸線との交点と、前記第3駆動部の重心とが一致又は略一致していることを特徴とする無人飛行体。 - 請求項1から請求項18までの何れか1つに記載の無人飛行体であって、
前記何れの駆動部もブラシレスモーターであることを特徴とする無人飛行体。
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