JP6601468B2 - 飛行装置、飛行方法及びプログラム - Google Patents
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Description
自装置を飛行させる推進手段と、
規制部材を含み、前記自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記規制部材を第1の位置から第2の位置に移動させて前記推進手段と係合させることにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする規制手段と、
前記自装置の飛行時に飛行のための制御が失われた場合に、前記規制部材を前記第2の位置から前記第1の位置に移動させて前記推進手段との係合を解除することにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動するように前記規制手段による前記規制を解除する解除手段と、
を備える、
ことを特徴とする。
推進手段及び規制部材を備える飛行装置の飛行方法であって、
自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記規制部材を第1の位置から第2の位置に移動させて前記推進手段と係合させることにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする工程と、
前記自装置の飛行時に飛行のための制御が失われた場合に、前記規制部材を前記第2の位置から前記第1の位置に移動させて前記推進手段との係合を解除することにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動するように前記規制を解除する工程と、
含む、
ことを特徴とする。
推進手段及び規制部材を備える飛行装置のコンピュータを、
自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記規制部材を第1の位置から第2の位置に移動させて前記推進手段と係合させることにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする規制手段、
前記自装置の飛行時に飛行のための制御が失われた場合に、前記規制部材を前記第2の位置から前記第1の位置に移動させて前記推進手段との係合を解除することにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動するように前記規制手段による前記規制を解除する解除手段、
として機能させる、
ことを特徴とする。
図2に示すように、コントローラ401には、カメラ106(図1参照)を含むカメラシステム402や、例えば、飛行装置100と基準面との距離(高度)を測定するための超音波センサ403a、飛行装置100の傾きを検出するためのジャイロセンサ403b、加速度センサ403c、自装置の位置を測定するためのGPS(Global Positioning System)センサ403dなどから構成されるフライトセンサ403、それぞれ#1から#4までの各モータ105(図1参照)を駆動する#1から#4までのモータドライバ404、バッテリ406の電圧をモニタしながら各モータドライバ404に電力を供給するパワーセンサ405が接続される。なお、特には図示しないが、バッテリ406の電力は、401〜405の各制御ユニットにも供給される。コントローラ401は、フライトセンサ403から、飛行装置100の高度及び姿勢に関する情報をリアルタイムで取得する。また、コントローラ401は、パワーセンサ405を介して、バッテリ406の電圧をモニタしながら、#1から#4までの各モータドライバ404に、それぞれパルス幅変調に基づくデューティ比による電力指示信号を送信する。これにより、#1から#4までのモータドライバ404はそれぞれ、#1から#4までのモータ105の回転速度を制御する。また、コントローラ01は、カメラシステム402を制御して、カメラ106(図1参照)による撮像動作を制御する。
飛行装置100は、各モータフレーム102を、投げ上げに適した「閉じた状態」(図1(a)参照)と、飛行に適した「開いた状態」(図1(b)参照)と、の2つの形状に保持することが可能である。そして、ユーザは、「閉じた状態」で、飛行装置100をボールのように空中に投げ上げることができ、その後、図2に示すコントローラ401の制御により、落下状態に移るときに各モータ105を駆動させ、各ロータブレード104の回転により揚力を発生させることで、飛行装置100が「開いた状態」に変化し、予め定められている目的高度(例えば、地面(基準面)から2mの高さ位置)を飛行する飛行状態になってカメラ106による撮像を行うことができるようになっている。そして、コントローラ401の制御により、飛行を終えるときに各モータ105を停止させることで、飛行装置100が「閉じた状態」に変化し、各モータフレーム102がメインフレーム101に格納された状態となり飛行を終了する。
図3(a)に示すように、規制部材107は、ヒンジ103の近傍に設けられており、ヒンジ103の突起部103aと係合する当接面107aが形成されている。規制部材107には、矢印A方向へ付勢する付勢バネ(図示省略)が取り付けられており、付勢バネによる付勢方向(矢印A方向)と反対方向への移動を規制している。ここで、付勢バネのバネ定数は、ロータブレード104の回転により発生する揚力の大きさ以上の荷重(例えば、モータフレーム102が開状態のまま落下して地面(他の物体)と衝突するときに発生する力)が付加されたときに付勢バネが付勢方向(矢印A方向)と反対方向に押されるように調整されている。
図3(b)に示すように、モータフレーム102が「閉じた状態」から角度90度だけ回動し「開いた状態」に移行したとき、ヒンジ103の突起部103aが規制部材107の当接面107aに当接することによって、モータフレーム102が角度90度を超えて回動しないように規制されている。
図4に示すように、飛行装置100が落下した際にモータフレーム102が地面(他の物体)に衝突して角度90度を超えて回動するような閾値以上(揚力の大きさ以上)の外力を受けたとき、規制部材107の当接面107aがヒンジ103の突起部103aによって押されることによって、規制部材107が矢印B方向に退避するようになっている。これにより、モータフレーム102は、角度90度を超えて回動することができるようになり、地面(他の物体)に衝突したときの衝撃を緩和することができるようになっている。つまり、規制部材(規制手段、解除手段)107及び付勢バネ(規制手段、解除手段)は、飛行装置100の飛行時に、モータフレーム102を閉状態から角度90度だけ回動させた開状態において、モータフレーム102が角度90度を超えて回動しないように規制をする一方で、モータフレーム102が規制をされている場合、モータフレーム102を角度90度を超えて回動させるような閾値以上(揚力の大きさ以上)の外力を受ける際に、規制部材107及び付勢バネによる規制を解除したこととなる。
飛行装置100において、規制手段及び解除手段としての付勢バネを設ける代わりに、規制部材107の当接面107aがヒンジ103の突起部103aと係合しない第1の位置と、規制部材107の当接面107aがヒンジ103の突起部103aと係合する第2の位置と、に規制部材107をスライド可能なアクチュエータ(図示省略)を設けるようにしてもよい。
例えば、前記実施形態にあっては、規制手段及び解除手段として、付勢バネを用いたが、ゴム等の他の弾性部材を用いるようにしても良い。
以下に、本出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、本出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<付記1>
自装置を飛行させる推進手段と、
前記自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする規制手段と、
前記規制手段により前記推進手段が前記規制をされている場合、前記推進手段を前記所定の角度を超えて回動させるような閾値以上の外力を受ける際に、前記規制手段による前記規制を解除する解除手段と、
を備える、
ことを特徴とする飛行装置。
<付記2>
前記推進手段は、複数の前記ローターを有し、
前記複数のローターのうちの前記閾値以上の前記外力を受ける一のローターを検出する検出手段を更に備え、
前記解除手段は、前記検出手段により検出された前記一のローターの前記規制手段による前記規制を解除する、
ことを特徴とする付記1に記載の飛行装置。
<付記3>
前記推進手段は、ユーザにより自装置の投げ上げが行われると、前記ローターを回転させて揚力を発生させて前記ローターを前記閉状態から前記開状態に変化させて自装置を飛行させ、前記ローターの回転を停止させて前記ローターを前記開状態から前記閉状態に変化させて前記自装置の飛行を停止させる、
ことを特徴とする付記1又は2に記載の飛行装置。
<付記4>
前記規制手段は、規制部材を含み、前記規制部材を第1の位置から第2の位置に移動させて前記推進手段と係合させることにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように前記規制をして、
前記解除手段は、前記規制部材を前記第2の位置から前記第1の位置に移動させて前記推進手段との係合を解除することにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動するように前記規制を解除する、
ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載の飛行装置。
<付記5>
前記閾値は、前記ローターを回転させるときに発生する揚力の大きさであり、
前記外力は、前記推進手段が前記開状態のまま落下して他の物体と衝突するときに発生する力である、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載の飛行装置。
<付記6>
画像を撮像する撮像手段と、
前記自装置の位置及び高度を測定するセンサと、
を更に備える、
ことを特徴とする付記1乃至5のいずれか1つに記載の飛行装置。
<付記7>
推進手段を備える飛行装置の飛行方法であって、
自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする工程と、
前記推進手段が前記規制をされている場合、前記推進手段を前記所定の角度を超えて回動させるような閾値以上の外力を受ける際に、前記規制を解除する工程と、
含む、
ことを特徴とする飛行方法。
<付記8>
推進手段を備える飛行装置のコンピュータを、
自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする規制手段、
前記規制手段により前記推進手段が前記規制をされている場合、前記推進手段を前記所定の角度を超えて回動させるような閾値以上の外力を受ける際に、前記規制手段による前記規制を解除する解除手段、
として機能させる、
ことを特徴とするプログラム。
101 メインフレーム
102 モータフレーム
102a フィンガーガード
103 ヒンジ
103a 突起部
104 ロータブレード
105 モータ
106 カメラ
107 規制部材
107a 当接面
401 コントローラ
402 カメラシステム
403 フライトセンサ
403a 超音波センサ
403b ジャイロセンサ
403c 加速度センサ
403d GPSセンサ
404 モータドライバ
405 パワーセンサ
406 バッテリ
Claims (18)
- 自装置を飛行させる推進手段と、
規制部材を含み、前記自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記規制部材を第1の位置から第2の位置に移動させて前記推進手段と係合させることにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする規制手段と、
前記自装置の飛行時に飛行のための制御が失われた場合に、前記規制部材を前記第2の位置から前記第1の位置に移動させて前記推進手段との係合を解除することにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動するように前記規制手段による前記規制を解除する解除手段と、
を備える、
ことを特徴とする飛行装置。 - 前記解除手段は、前記規制手段により前記推進手段が前記規制をされている場合、前記推進手段を前記所定の角度を超えて回動させるような閾値以上の外力を受けた時に又は受ける前に、前記規制手段による前記規制を解除する、
請求項1に記載の飛行装置。 - 前記解除手段は、前記自装置の飛行時に飛行のための制御が失われて落下する事態に陥った場合に、前記規制を解除する、
請求項1又は2に記載の飛行装置。 - 前記推進手段は、複数のローターを有し、
前記複数のローターのうちの閾値以上の外力を受ける一のローターを検出する検出手段を更に備え、
前記解除手段は、前記検出手段により検出された前記一のローターの前記規制手段による前記規制を解除する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 前記推進手段は、複数のローターを有し、
前記推進手段は、ユーザにより前記自装置の投げ上げが行われると、前記ローターを回転させて揚力を発生させて前記ローターを前記閉状態から前記開状態に変化させて前記自装置を飛行させ、前記ローターの回転を停止させて前記ローターを前記開状態から前記閉状態に変化させて前記自装置の飛行を停止させる、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 前記推進手段は、複数のローターを有し、
前記閾値は、前記ローターを回転させるときに発生する揚力の大きさであり、
前記外力は、前記推進手段が前記開状態のまま落下して他の物体と衝突するときに発生する力である、
ことを特徴とする請求項2又は4に記載の飛行装置。 - 前記他の物体は、地面を含む、
ことを特徴とする請求項6に記載の飛行装置。 - 前記推進手段は、複数のローターを有し、
前記推進手段は、前記ローターを前記開状態に変化させて、基準面から所定の高度で前記自装置を飛行させる、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 画像を撮像する撮像手段を更に備え、
前記画像を撮像する前記撮像手段は、カメラを含むカメラシステムである、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 前記自装置の位置又は高度又は傾きを測定するフライトセンサを更に備え、
前記自装置の前記位置を測定する前記フライトセンサは、GPSセンサを含み、
前記自装置の前記高度を測定する前記フライトセンサは、超音波センサ又はレーザー距離計を含み、
前記自装置の前記傾きを検出する前記フライトセンサは、ジャイロセンサ又は加速度センサを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 前記推進手段は、複数のローターを有し、
前記複数のローターのうちの閾値以上の外力を受ける一のローターを検出する検出手段を更に備え、
前記ジャイロセンサ又は前記加速度センサにより所定時間の間に継続して一定の方向への前記傾きが検出された場合、前記検出手段は、前記複数のローターのうちの前記傾きの方向にある前記ローターを、前記複数のローターのうちの閾値以上の外力を受ける一のローターとして検出する、
ことを特徴とする請求項10に記載の飛行装置。 - 前記規制手段及び前記解除手段は、付勢バネ又はゴムを含む弾性部材を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 前記規制手段及び前記解除手段は、アクチュエータを含む、
ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 前記規制手段により前記推進手段が前記規制をされている場合、外力を受ける直前において、前記解除手段は、前記規制手段による前記規制を解除するとともに前記推進手段を前記閉状態に変化させる、
ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 前記推進手段が前記閉状態である場合の前記自装置の形状は、球状である、
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 前記所定の角度は、90度である、
ことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の飛行装置。 - 推進手段及び規制部材を備える飛行装置の飛行方法であって、
自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記規制部材を第1の位置から第2の位置に移動させて前記推進手段と係合させることにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする工程と、
前記自装置の飛行時に飛行のための制御が失われた場合に、前記規制部材を前記第2の位置から前記第1の位置に移動させて前記推進手段との係合を解除することにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動するように前記規制を解除する工程と、
含む、
ことを特徴とする飛行方法。 - 推進手段及び規制部材を備える飛行装置のコンピュータを、
自装置の飛行時に、前記推進手段を閉状態から所定の角度だけ回動させた開状態において、前記規制部材を第1の位置から第2の位置に移動させて前記推進手段と係合させることにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動しないように規制をする規制手段、
前記自装置の飛行時に飛行のための制御が失われた場合に、前記規制部材を前記第2の位置から前記第1の位置に移動させて前記推進手段との係合を解除することにより、前記推進手段が前記所定の角度を超えて回動するように前記規制手段による前記規制を解除する解除手段、
として機能させる、
ことを特徴とするプログラム。
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