JP6923146B6 - 無人航空機、無人航空機の飛行制御機構、及びこれらを用いる方法 - Google Patents
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Description
図1Aから図1Fに、本発明の一実施形態である無人航空機の外観を示す。図1Aは斜視図であり、図1Bは図1Aのzの正方向から見た図であり、図1Cはyの正方向から見た図であり、図1Dは進行方向の後方側から見た斜視図であり、図1E,図1Fは図1Aのzの負方向側(ただし互いに異なる方向)から見た斜視図である。無人航空機1は、一例においては口径400mm程度の閉鎖性空間内を飛行できるよう、全幅(図1A中、y方向の幅)約250mm、全長(図1A中、x方向の幅)約550mmのサイズで設計されており、本体部2(防水ケース3に収納されている。)と、本体部2からの制御信号により駆動する5つのモータ17〜21(図9参照。)と、モータ17〜20の各々の駆動により回転して無人航空機1を浮揚させる4つのロータ(回転翼)13〜16と(ロータ13,16はzの正方向から見て時計回りに回転し、ロータ14,15はzの正方向から見て反時計回りに回転する等、隣り合うロータ同士は逆向きに回転する。)、モータ21の駆動により回転して無人航空機1の推力を発生させる推力発生プロペラ25と、調査カメラ22と、前方カメラ23と、超音波センサ24とを備えており、各構成要素はフレーム4を用いて統合されている。
以下、無人航空機1による閉鎖性空間内部での撮影飛行の一例として、下水道管路内の撮影飛行を図10から図14を用いて説明する。ただし、既に述べたとおり本発明の無人航空機、無人航空機の飛行制御機構、及びこれらを用いる方法の用途がそのような撮影飛行に限られるわけではなく、任意の環境で、そして任意の目的で、本発明の無人航空機、無人航空機の飛行制御機構、及びこれらを用いる方法を用いることができる。
2 本体部
3 防水ケース
4 フレーム
4A〜4D 回転停止位置
5〜8 先行衝突部材
5A〜8A 先行衝突部材用軸部
9,10 保持部材
9A,10A 孔
9B−1,9B−2,10B−1,10B−2
先行衝突部材取付部材
9C−1,9C−2,10C−1,10C−2
孔
11,12 保持部材取付部材
11A,12A 保持部材用軸部
13〜16 ロータ
17〜21 モータ
22 調査カメラ
23 前方カメラ
24 超音波センサ
25 推力発生プロペラ
26 重心
27A モータ部材
27B モータ部材
27C モータ部材
27A−1 溝
28A 主演算部
28b 信号変換部
29 制御信号生成部
30〜34 スピードコントローラ
35 通信アンテナ
36 通信部
37 各種センサ
38a 自律制御プログラム
38b 各種データベース
39 記録装置
40 電源系
41 地表面
42a,42b マンホール
43 下水道管路
44 内壁
45 接続部
46 水
47 境界面
Claims (10)
- 第1の先行衝突部材と、第2の先行衝突部材と、
前記第1及び第2の先行衝突部材を離間して無人航空機の機体上方に保持し、機体内又は機体上の所定位置を中心に機体の側方側へと回転することにより機体に対して傾斜可能な保持部材であって、該第1及び第2の先行衝突部材の一方が境界面に衝突したことに応じて回転する保持部材と
を備え、
前記保持部材は、前記第1及び第2の先行衝突部材の一方が境界面に衝突したことに応じて該境界面から働く力により回転し、機体の上昇に応じて該第1及び第2の先行衝突部材の両方を該境界面に接触させるよう構成された、
無人航空機の飛行制御機構、
を前後に離間して複数備え、
前記機体は、複数の前記飛行制御機構における前記保持部材の各々に対応して固定の保持部材用軸部を各々別個に有し、該保持部材の各々が、該機体に対し、自己に対応する該保持部材用軸部を回転軸として回転可能に取り付けられることにより、該保持部材の各々は互いに独立して回転可能であり、
前記複数の飛行制御機構における前記保持部材の各々は、前記機体への取り付け位置から機体上方側に延びた上で2方向に分岐して延びた形状を有しており、該2方向のうち一方に延びる部分において前記第1の先行衝突部材を保持し、該2方向のうち他方に延びる部分において前記第2の先行衝突部材を保持し、
各々の飛行制御機構における前記第1及び第2の先行衝突部材を前記境界面に接触させた状態で飛行することにより、該境界面に沿って飛行するよう構成された、
無人航空機。 - 前記第1及び第2の先行衝突部材が回転部材であり、第1及び第2の該回転部材が前記境界面に接触した状態で前記無人航空機が飛行するときに該第1及び第2の回転部材が回転するよう構成された、
請求項1に記載の無人航空機。 - 少なくとも4つの回転翼と、
前記回転翼を駆動する駆動装置と、
前記駆動装置に前記回転翼を駆動させるための制御信号を生成する制御信号生成部と
を備えた、
請求項1に記載の無人航空機。 - 前記無人航空機は、前記少なくとも4つの回転翼として、左右に離間した2つの回転翼からなる回転翼の組を2組備え、
各々の組において、機体が傾斜していない状態で当該組に含まれる前記2つの回転翼の位置よりも下方に前記所定位置が位置するよう、該各々の組に対応して前記飛行制御機構を備えた、
請求項3に記載の無人航空機。 - 前記制御信号が姿勢制御信号を含み、
前記姿勢制御信号により前記駆動装置に前記回転翼を駆動させ、前記無人航空機が傾斜した時に該回転翼の一部の回転数を減らすことにより該無人航空機の姿勢を制御するよう構成された、
請求項3又は4に記載の無人航空機。 - 前記駆動装置が、各々の前記回転翼に各々が動力を与える複数のモータを備え、
各々の前記モータが、自己により動力を与えられる前記回転翼よりも重力ポテンシャルの高い位置において該回転翼に動力を与えるよう構成された、
請求項3乃至5のいずれか一項に記載の無人航空機。 - 推力発生プロペラを更に備え、
前記少なくとも4つの回転翼の回転により浮きつつ前記推力発生プロペラの回転により推進するよう構成された、
請求項3乃至6のいずれか一項に記載の無人航空機。 - 撮影カメラを更に備え、
前記撮影カメラにより閉鎖性空間の内部で撮影をしつつ、前記回転翼を駆動して該閉鎖性空間の内部を飛行するよう構成された、
請求項3乃至7のいずれか一項に記載の無人航空機。 - 進行方向撮影カメラと、進行方向撮影データ送信器とを更に備え、
前記進行方向撮影カメラにより進行方向を撮影し、得られた進行方向撮影データを前記進行方向撮影データ送信器から外部に送信しつつ飛行するよう構成された、
請求項8に記載の無人航空機。 - 第1の先行衝突部材と、第2の先行衝突部材と、
前記第1及び第2の先行衝突部材を離間して無人航空機の機体上方に保持し、機体内又は機体上の所定位置を中心に機体の側方側へと回転することにより機体に対して傾斜可能な保持部材であって、該第1及び第2の先行衝突部材の一方が境界面に衝突したことに応じて該境界面から働く力により回転し、機体の上昇に応じて該第1及び第2の先行衝突部材の両方を該境界面に接触させる、保持部材と
を備えた、無人航空機の飛行制御機構
を前後に離間して複数備えた無人航空機であって、
前記機体は、複数の前記飛行制御機構における前記保持部材の各々に対応して固定の保持部材用軸部を各々別個に有し、該保持部材の各々が、該機体に対し、自己に対応する該保持部材用軸部を回転軸として回転可能に取り付けられることにより、該保持部材の各々は互いに独立して回転可能であり、
前記複数の飛行制御機構における前記保持部材の各々は、前記機体への取り付け位置から機体上方側に延びた上で2方向に分岐して延びた形状を有しており、該2方向のうち一方に延びる部分において前記第1の先行衝突部材を保持し、該2方向のうち他方に延びる部分において前記第2の先行衝突部材を保持する、
無人航空機を、各々の飛行制御機構における前記第1及び第2の先行衝突部材を前記境界面に接触させた状態で飛行させることにより、該無人航空機を該境界面に沿って飛行させる、
方法。
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