JPWO2019168045A1

JPWO2019168045A1 - ドローン、その制御方法、および、制御プログラム

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Publication number: JPWO2019168045A1
Application number: JP2020503580A
Authority: JP
Inventors: 千大和氣; 洋柳下
Original assignee: Nileworks Inc
Current assignee: Nileworks Inc
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: WO2019168045A1; JP6733948B2

Abstract

【課題】安全性が高いドローンを提供する。【解決策】飛行手段101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bと、前記飛行手段を稼働させる飛行制御部23と、強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成し、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する強風検知部24と、を備えるドローン100であって、前記飛行制御部は、前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させる、ドローン。【選択図】図６

Description

本願発明は、飛行体（ドローン）、特に、安全性を高めたドローン、その制御方法、および、制御プログラムに関する。

一般にドローンと呼ばれる小型ヘリコプター（マルチコプター）の応用が進んでいる。その重要な応用分野の一つとして農地（圃場）への農薬や液肥などの薬剤散布が挙げられる（たとえば、特許文献１）。欧米と比較して農地が狭い日本においては、有人の飛行機やヘリコプターではなくドローンの使用が適しているケースが多い。

準天頂衛星システムやRTK-GPS（Real Time Kinematic - Global Positioning System）などの技術によりドローンが飛行中に自機の絶対位置をセンチメートル単位で正確に知ることができるようになったことで、日本において典型的な狭く複雑な地形の農地でも、人手による操縦を最小限として自律的に飛行し、効率的かつ正確に薬剤散布を行なえるようになっている。

その一方で、農業用の薬剤散布向け自律飛行型ドローンについては安全性に対する考慮が十分とは言いがたいケースがあった。薬剤を搭載したドローンの重量は数10キログラムになるため、人の上に落下する等の事故が起きた場合に重大な結果を招きかねない。また、通常、ドローンの操作者は専門家ではないためフールプルーフの仕組みが必要であるが、これに対する考慮も不十分であった。今までに、人間による操縦を前提としたドローンの安全性技術は存在していたが（たとえば、特許文献２）、特に農業用の薬剤散布向けの自律飛行型ドローンに特有の安全性課題に対応するための技術は存在していなかった。

特許公開公報特開２００１−１２０１５１特許公開公報特開２０１７−１６３２６５

自律飛行時であっても、高い安全性を維持できるドローン（飛行体）を提供する。

上記目的を達成するため、本発明の一の観点に係るドローンは、飛行手段と、前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成し、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する強風検知部と、を備えるドローンであって、前記飛行制御部は、前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させる。

前記飛行制御部は、前記強風信号に基づいて、前記ドローンの緊急帰還および着陸動作のいずれかを行うものとしてもよい。

前記強風検知部は、前記ドローンがホバリング中および移動中に強風が吹きつけていることを検知するものとしてもよい。

前記強風検知部は、前記ドローンに吹き付けている風の風力情報を生成する風力測定部と、前記風力情報に基づいて強風が吹きつけているか否かを判定する判定部と、を備え、前記風力測定部は、風速、前記ドローンの加速度、前記ドローンの推力、前記ドローンの移動速度、および前記ドローンの位置の偏差のいずれか１つ以上を測定して前記風力情報を生成するものとしてもよい。

前記風力測定部は、前記ドローンの対地速度を算出する対地速度算出部と、前記ドローンの姿勢角と、前記ドローンの重量および前記飛行制御部が稼働させる推進器の発揮推力の少なくとも１個と、に基づいて、前記ドローンの対気速度を算出する対気速度算出部と、前記対地速度および前記対気速度に基づいて、進行方向の風速および風向を算出する風速測定部と、をさらに備えるものとしてもよい。

別のドローンから送信される強風信号を受信する他機情報受信部をさらに備え、前記飛行制御部は、前記他機情報受信部が受信する前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させるものとしてもよい。

前記ドローンが着陸している状態で、前記他機情報受信部が前記強風信号を受信するとき、前記飛行制御部は前記ドローンの離陸を行わないものとしてもよい。

前記強風検知部が生成する強風信号を、前記ドローンの外部に送信する機体情報送信部をさらに備えるものとしてもよい。

風速測定機が測定する風速を受信する風速受信部をさらに備え、前記強風検知部は前記風速受信部が受信する風速に基づいて、強風が吹きつけていることを検知するものとしてもよい。

前記ドローンが着陸している状態で、前記風速受信部が受信する風速に基づいて強風を検知するとき、前記飛行制御部は前記ドローンの離陸を行わないものとしてもよい。

前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御部をさらに備え、前記薬剤制御部は、前記強風検知部が強風を検知したことに基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の別の観点に係るドローンの制御方法は、飛行手段と、前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成し、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する強風検知部と、を備えるドローンの制御方法であって、強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成する強風検知ステップと、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達するステップと、前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させるステップと、を含む。

前記退避させるステップは、前記強風信号に基づいて、前記ドローンの緊急帰還および着陸動作のいずれかを行うものとしてもよい。

前記強風検知ステップは、前記ドローンがホバリング中および移動中に強風が吹きつけていることを検知するものとしてもよい。

前記ドローンに吹き付けている風の風力情報を生成する風力測定ステップと、前記風力情報に基づいて強風が吹きつけているか否かを判定する判定ステップと、をさらに含み、前記風力測定ステップは、風速、前記ドローンの加速度、前記ドローンの推力、前記ドローンの移動速度、および前記ドローンの位置の偏差のいずれか１つ以上を測定して前記風力情報を生成するものとしてもよい。

前記風力測定ステップは、前記ドローンの対地速度を算出する対地速度算出ステップと、前記ドローンの姿勢角と、前記ドローンの重量および前記飛行制御部が稼働させる推進器の発揮推力の少なくとも１個と、に基づいて、前記ドローンの対気速度を算出する対気速度算出ステップと、前記対地速度および前記対気速度に基づいて、進行方向の風速および風向を算出する風速測定ステップと、をさらに含むものとしてもよい。

別のドローンから送信される強風信号を受信する他機情報受信ステップをさらに含み、前記他機情報受信ステップが受信する前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させるステップをさらに含むものとしてもよい。

前記ドローンが着陸している状態で、前記他機情報受信ステップにおいて前記強風信号を受信するとき、前記飛行制御ステップは前記ドローンの離陸を行わないものとしてもよい。

前記強風検知ステップが生成する強風信号を、前記ドローンの外部に送信する機体情報送信ステップをさらに含むものとしてもよい。

風速測定機が測定する風速を受信する風速受信ステップをさらに含み、前記強風検知ステップは前記風速受信ステップにおいて受信される風速に基づいて、強風が吹きつけていることを検知するものとしてもよい。

前記ドローンが着陸している状態で、前記風速受信ステップにおいて受信される風速に基づいて強風を検知するとき、前記飛行制御ステップは前記ドローンの離陸を行わないものとしてもよい。

前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御ステップをさらに含み、前記薬剤制御ステップは、前記強風検知ステップが強風を検知したことに基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の別の観点に係るドローンの制御プログラムは、飛行手段と、前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成し、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する強風検知部と、を備えるドローンの制御プログラムであって、強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成する強風検知命令と、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する命令と、前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させる命令と、をコンピューターに実行させる。

前記退避させる命令は、前記強風信号に基づいて、前記ドローンに緊急帰還および着陸動作のいずれかを行わせるものとしてもよい。

前記強風検知命令は、前記ドローンがホバリング中および移動中に強風が吹きつけていることを検知するものとしてもよい。

前記ドローンに吹き付けている風の風力情報を生成する風力測定命令と、前記風力情報に基づいて強風が吹きつけているか否かを判定する判定命令と、をさらにコンピューターに実行させ、前記風力測定命令は、風速、前記ドローンの加速度、前記ドローンの推力、前記ドローンの移動速度、および前記ドローンの位置の偏差のいずれか１つ以上を測定して前記風力情報を生成するものとしてもよい。

前記風力測定命令は、前記ドローンの対地速度を算出する対地速度算出命令と、前記ドローンの姿勢角と、前記ドローンの重量および前記飛行制御部が稼働させる推進器の発揮推力の少なくとも１個と、に基づいて、前記ドローンの対気速度を算出する対気速度算出命令と、前記対地速度および前記対気速度に基づいて、進行方向の風速および風向を算出する風速測定命令と、をコンピューターに実行させるものとしてもよい。

別のドローンから送信される強風信号を受信する他機情報受信命令をさらに含み、前記他機情報受信命令が受信する前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させる命令をさらにコンピューターに実行させるものとしてもよい。

前記ドローンが着陸している状態で、前記他機情報受信命令において前記強風信号を受信するとき、前記ドローンの離陸を行わないものとしてもよい。

前記強風検知命令が生成する強風信号を、前記ドローンの外部に送信する機体情報送信命令をさらに含むものとしてもよい。

風速測定機が測定する風速を受信する風速受信命令をさらに含み、前記強風検知命令は前記風速受信命令において受信される風速に基づいて、強風が吹きつけていることを検知するものとしてもよい。

前記ドローンが着陸している状態で、前記風速受信命令において受信される風速に基づいて強風を検知するとき、前記ドローンの離陸を行わないものとしてもよい。

前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御命令をさらにコンピューターに実行させ、前記薬剤制御命令は、前記強風検知命令が強風を検知したことに基づいて前記薬剤の吐出を停止するものとしてもよい。
なお、コンピュータプログラムは、インターネット等のネットワークを介したダウンロードによって提供したり、ＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読取可能な各種の記録媒体に記録して提供したりすることができる。

自律飛行時であっても、高い安全性を維持できるドローンを提供する。

本願発明に係るドローンの実施例の平面図である。本願発明に係るドローンの実施例の正面図である。本願発明に係るドローンの実施例の右側面図である。本願発明に係るドローンの実施例を使用した薬剤散布システムの全体概念図の例である。本願発明に係るドローンの実施例の制御機能を表した模式図である。上記ドローンおよび周辺に配置された風速測定機が有する、強風を検知する構成に関する機能ブロック図である。また、同様の機能を有する別のドローンの機能ブロック図を併記した。上記ドローンが、上記ドローンが有する強風検知部により強風を検知するフローチャートである。上記ドローンが、上記ドローンが有する他機情報受信部により強風信号を受信した場合のフローチャートである。上記ドローンが、上記ドローンが有する風速受信部により風速を受信した場合のフローチャートである。

以下、図を参照しながら、本願発明を実施するための形態について説明する。図はすべて例示である。

図１に本願発明に係る薬剤散布用ドローン100の実施例の平面図を、図２にその（進行方向側から見た）正面図を、図３にその右側面図を示す。なお、本願明細書において、ドローンとは、動力手段（電力、原動機等）、操縦方式（無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等）を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。

回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4b（ローターとも呼ばれる）は、ドローン100を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、バッテリー消費量のバランスを考慮し、8機（2段構成の回転翼が4セット）備えられていることが望ましい。

モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4ａ、102-4bは、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bを回転させる手段（典型的には電動機だが発動機等であってもよい）であり、一つの回転翼に対して1機設けられていることが望ましい。１セット内の上下の回転翼（たとえば、101-1aと101-1b）、および、それらに対応するモーター（たとえば、102-1aと102-1b）は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転することが望ましい。なお、一部の回転翼101-3b、および、モーター102-3bが図示されていないが、その位置は自明であり、もし左側面図があったならば示される位置にある。図２、および、図３に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら上の構造であることが望ましい。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。

薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4は、薬剤を下方に向けて散布するための手段であり4機備えられていることが望ましい。なお、本願明細書において、薬剤とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、および、水などの圃場に散布される液体または粉体を一般的に指すこととする。

薬剤タンク104は散布される薬剤を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン100の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられていることが望ましい。薬剤ホース105-1、105-2、105-3、105-4は、薬剤タンク104と各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4とを接続する手段であり、硬質の素材から成り、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ106は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。

図４に本願発明に係るドローン100の薬剤散布用途の実施例を使用したシステムの全体概念図を示す。本図は模式図であって、縮尺は正確ではない。操縦器401は、使用者402の操作によりドローン100に指令を送信し、また、ドローン100から受信した情報（たとえば、位置、薬剤量、電池残量、カメラ映像等）を表示するための手段であり、コンピューター・プログラムを稼働する一般的なタブレット端末等の携帯情報機器によって実現されてよい。本願発明に係るドローン100は自律飛行を行なうよう制御されることが望ましいが、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作が行なえるようになっていることが望ましい。携帯情報機器に加えて、緊急停止専用の機能を有する非常用操作機（図示していない）を使用してもよい（非常用操作機は緊急時に迅速に対応が取れるよう大型の緊急停止ボタン等を備えた専用機器であることが望ましい）。操縦器401とドローン100はWi-Fi等による無線通信を行なうことが望ましい。

圃場403は、ドローン100による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場403の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場403は家屋、病院、学校、他作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場403内に、建築物や電線等の障害物が存在する場合もある。

基地局404は、Wi-Fi通信の親機機能等を提供する装置であり、RTK-GPS基地局としても機能し、ドローン100の正確な位置を提供できるようにすることが望ましい（Wi-Fi通信の親機機能とRTK-GPS基地局が独立した装置であってもよい）。営農クラウド405は、典型的にはクラウドサービス上で運営されているコンピューター群と関連ソフトウェアであり、操縦器401と携帯電話回線等で無線接続されていることが望ましい。営農クラウド405は、ドローン100が撮影した圃場403の画像を分析し、作物の生育状況を把握して、飛行ルートを決定するための処理を行なってよい。また、保存していた圃場403の地形情報等をドローン100に提供してよい。加えて、ドローン100の飛行および撮影映像の履歴を蓄積し、様々な分析処理を行なってもよい。

通常、ドローン100は圃場403の外部にある発着地点406から離陸し、圃場403に薬剤を散布した後に、あるいは、薬剤補充や充電等が必要になった時に発着地点406に帰還する。発着地点406から目的の圃場403に至るまでの飛行経路（侵入経路）は、営農クラウド405等で事前に保存されていてもよいし、使用者402が離陸開始前に入力してもよい。

図５に本願発明に係る薬剤散布用ドローンの実施例の制御機能を表した模式図を示す。フライトコントローラー501は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはCPU、メモリー、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピューターであってよい。フライトコントローラー501は、操縦器401から受信した入力情報、および、後述の各種センサーから得た入力情報に基づき、ESC（Electronic Speed Control）等の制御手段を介して、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの回転数を制御することで、ドローン100の飛行を制御する。モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、104-a、104-bの実際の回転数はフライトコントローラー501にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっていることが望ましい。あるいは、回転翼101に光学センサー等を設けて回転翼101の回転がフライトコントローラー501にフィードバックされる構成でもよい。

フライトコントローラー501が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Wi-Fi通信やUSB等の通信手段を通じて書き換え可能になっていることが望ましい。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護を行なうことが望ましい。また、フライトコントローラー501が制御に使用する計算処理の一部が、操縦器401上、または、営農クラウド405上や他の場所に存在する別のコンピューターによって実行されてもよい。フライトコントローラー501は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。

バッテリー502は、フライトコントローラー501、および、ドローンのその他の構成要素に電力を供給する手段であり、充電式であることが望ましい。バッテリー502はヒューズ、または、サーキットブレーカー等を含む電源ユニットを介してフライトコントローラー501に接続されていることが望ましい。バッテリー502は電力供給機能に加えて、その内部状態（蓄電量、積算使用時間等）をフライトコントローラー501に伝達する機能を有するスマートバッテリーであることが望ましい。

フライトコントローラー501は、Wi-Fi子機機能503を介して、さらに、基地局404を介して操縦器401とやり取りを行ない、必要な指令を操縦器401から受信すると共に、必要な情報を操縦器401に送信できることが望ましい。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止できるようにしておくことが望ましい。基地局404は、Wi-Fiによる通信機能に加えて、RTK-GPS基地局の機能も備えていることが望ましい。RTK基地局の信号とGPS測位衛星からの信号を組み合わせることで、GPSモジュール504により、ドローン100の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。GPSモジュール504は重要性が高いため、二重化・多重化しておくことが望ましく、また、特定のGPS衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのGPSモジュール504は別の衛星を使用するよう制御することが望ましい。

６軸ジャイロセンサー505はドローン機体の加速度を測定する手段（さらに、加速度の積分により速度を計算する手段）であり、6軸センサーであることが望ましい。地磁気センサー506は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する手段である。気圧センサー507は、気圧を測定する手段であり、間接的にドローンの高度も測定することもできる。レーザーセンサー508は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段であり、IR（赤外線）レーザーを使用することが望ましい。ソナー509は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する手段である。これらのセンサー類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサー（角速度センサー）、風力を測定するための風力センサーなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサー類は、二重化または多重化されていることが望ましい。同一目的複数のセンサーが存在する場合には、フライトコントローラー501はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサーに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサーを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。

流量センサー510は薬剤の流量を測定するための手段であり、薬剤タンク104から薬剤ノズル103に至る経路の複数の場所に設けられていることが望ましい。液切れセンサー511は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサーである。マルチスペクトルカメラ512は圃場403を撮影し、画像分析のためのデータを取得する手段である。障害物検知カメラ513はドローン障害物を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きがマルチスペクトルカメラ512とは異なるため、マルチスペクトルカメラ512とは別の機器であることが望ましい。スイッチ514はドローン100の使用者402が様々な設定を行なうための手段である。障害物接触センサー515はドローン100、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の障害物に接触したことを検知するためのセンサーである。カバーセンサー516は、ドローン100の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサーである。薬剤注入口センサー517は薬剤タンク104の注入口が開放状態であることを検知するセンサーである。これらのセンサー類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン100外部の基地局404、操縦器401、または、その他の場所にセンサーを設けて、読み取った情報をドローンに送信してもよい。たとえば、基地局404に風力センサーを設け、風力・風向に関する情報をWi-Fi通信経由でドローン100に送信するようにしてもよい。

フライトコントローラー501はポンプ106に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤吐出の停止を行なう。ポンプ106の現時点の状況（たとえば、回転数等）は、フライトコントローラー501にフィードバックされる構成となっていることが望ましい。

LED107は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。LEDに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザー518は、音声信号によりドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるための出力手段である。Wi-Fi子機機能519は操縦器401とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピューター等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Wi-Fi子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Bluetooth（登録商標）、ZigBee（登録商標）、NFC等の他の無線通信手段、または、USB接続などの有線通信手段を使用してもよい。スピーカー520は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態（特にエラー状態）を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン100の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯521はドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。

上空を飛行するドローンにおいては、強風により機体があおられ、ドローンを意図する経路で飛行させることができない場合がある。そこで、ドローンを飛行させる空間に所定以上の風速の強風が発生している場合には、強風を検知してドローンを退避させる機能を有することが望ましい。

そのために、図６に示すように、本願発明に係るドローン100は、回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bと、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4bと、飛行制御部23と、強風検知部24と、他機情報受信部25と、機体情報送信部26と、風速受信部27と、ドローン100から吐出する薬剤の量を制御する薬剤制御部30と、を備えることが望ましい。

また、ドローン100と同様の機能を有する別のドローン100bは、回転翼101-1ab、101-1bb、101-2ab、101-2bb、101-3ab、101-3bb、101-4ab、101-4bbと、モーターと、飛行制御部23bと、強風検知部24bと、他機情報受信部25bと、機体情報送信部26bと、風速受信部27bと、ドローン100bから吐出する薬剤の量を制御する薬剤制御部30bと、を備える。ドローン100およびドローン100bは適宜の手法により通信することができる。この構成については後述する。

飛行制御部23は、モーター102-1a、102-1b、102-2a、102-2b、102-3a、102-3b、102-4a、102-4bを制御することで回転翼101-1a、101-1b、101-2a、101-2b、101-3a、101-3b、101-4a、101-4bの回転数および回転方向を制御して、ドローン100を使用者402が意図する区画内で飛行させる機能部である。また、飛行制御部23は、ドローン100の離陸および着陸の制御を行う。具体的には、飛行制御部23はマイコン等で実装されるCPUであり、フライトコントローラーである。

なお、飛行制御部23は、ドローン100の正常動作においてドローン100の飛行を制御するために動作してもよいし、正常動作における飛行制御手段とは別に構成されていてもよい。後者の場合、飛行制御部23は、強風検知時に退避行動を取る場合にのみ動作する。

なお、退避行動とは、最短のルートで直ちに所定の帰還地点まで移動する「緊急帰還」、又は通常の着陸動作を示す。所定の帰還地点とは、あらかじめ飛行制御部23に記憶させた地点であり、例えば離陸した発着地点406である。所定の帰還地点とは、例えば使用者402がドローン100に近づくことが可能な陸上の地点であり、使用者402は帰還地点に到達したドローン100を点検したり、手動で別の場所に運んだりすることができる。

また、退避行動は、全ての回転翼の回転を停止させてその場に落下する「緊急停止」であってもよい。

飛行制御部23は、強風検知部24が検知する強風の程度に応じて異なる退避行動を行うように構成されていてもよい。例えば、非常に強い風の発生により緊急帰還すら困難な状況の場合は、その場で通常の着陸動作を行う。さらに、回転翼が強風にあおられ、通常の着陸動作を行うことも困難であると判断された場合は、「緊急停止」を選択することが好ましい。

薬剤制御部30は、薬剤タンク104から薬液を散布する量又はタイミングを制御する制御部である。例えば、薬剤タンク104から各薬剤ノズル103-1、103-2、103-3、103-4までの経路のどこかに、薬液経路を開閉する開閉手段が設けられていて、薬剤制御部30は、開閉手段により薬液の放出を遮断した後に各種の緊急動作を実行してもよい。また、薬剤制御部30は、退避行動を実行する前にポンプ106を停止していてもよい。通常時とは異なる飛行経路で薬剤を散布すると散布量が過大になる、あるいは、散布すべきでない場所に薬剤を散布するなどの弊害が生じるからである。

強風検知部24は、飛行中のドローン100に強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成し、強風信号を飛行制御部23に伝達する機能部である。強風検知部24は、風力測定部240および判定部241を有する。

風力測定部240は、ドローン100に吹きつけている風を測定して、判定部241が強風か否かを判定するための「風力情報」を生成する機能部である。風力測定部240は、風速測定部242、加速度測定部243、推力測定部244、移動速度測定部245および位置偏差測定部246のいずれか１つ以上を有する。風力測定部240は、同種の測定部を複数有していてもよい。風力測定部240は、ドローン100のホバリング中又は移動中に、風速、ドローンの加速度、ドローンの推力、ドローンの移動速度、およびドローンの位置の偏差のいずれか１つ以上を測定して風力情報を生成する。風力測定部240は、生成される風力情報を判定部241に伝達する。

風速測定部242は、例えば接触検知機により風によって発生する応力を測定することで風速を算出する測定部である。また、風速測定部242は、風杯型、風車型などの風速計を有していてもよい。風速測定部242は、風速を直接検知する別途のセンサを有していてもよい。風速測定部242は、現在の姿勢角と無風状態の姿勢角との差に基づいて風速を算出してもよい。

風速測定部242は、ドローン100に吹きつける全方向からの風の風速を測定可能に構成されている。また、風速測定部242は、特に、ドローン100の通常飛行状態における前後方向および左右方向の風速を測定可能に構成されていてもよい。

風速測定部242は、対気速度から対地速度を差し引くことにより、ドローン100に吹き付ける進行方向の風速を求めてもよい。対地速度は、地面に対して実際に実現されるドローン100の速度である。対気速度は、ドローン100の推進器が所定の対地速度を実現するために、風の影響を加味して発揮する稼働力を、無風状態における速度に変換したときの速度である。ドローン100の進行方向に直交する方向の対気速度は0であるから、対地速度を求めることで進行方向に直交する風の風速を求めることができる。風速測定部242は、対地速度および対気速度を、方向を加味してベクトルとして計算することにより、ドローン100に吹き付ける風の方向を求めることができる。

風速測定部242は、重量推定部242-1と、対地速度を算出する対地速度算出部242-2と、対気速度を算出する対気速度算出部242-3と、を備える。

重量推定部242-1は、ドローン100の総重量ｍを推定する機能部である。重量推定部242-1は、積載物の積載重量を含むドローン100の総重量ｍを推定してもよいし、変化し得る積載物の積載重量を推定した上で、重量が変化しない構成、例えばドローン100のフライトコントローラー501、回転翼101、モーター102その他補機の重量を加算することにより、積載物を含むドローン100の総重量ｍを推定してもよい。重量が変化し得る積載物は、本実施形態においては薬剤である。

重量推定部242-1は、ドローン100の高度が変化しない状態において推進器が発揮する高さ方向の推力Tに基づいて、積載物の積載重量を含むドローン100の総重量ｍを推定してもよい。ドローン100の推進器が発揮する高さ方向の推力Tは、ドローン100の高度が変化しない状態において、ドローン100が受ける重力加速度ｇと釣り合っているためである。

重量推定部242-1は、流量センサー510によって測定される薬剤タンク104からの吐出流量を積算して薬剤吐出量を求め、当初積載された薬剤量から薬剤吐出量を減算することにより、薬剤タンク104の重量を推定してもよい。本構成によれば、ドローン100の飛行状態に関わらず薬剤タンク104の重量を推定することができる。また、重量推定部242-1は、例えば薬剤タンク104内の液面高さを推定する機能を有していてもよい。重量推定部242-1は、薬剤タンク104内に配置される液面計又は水圧センサー等を用いて重量を推定してもよい。

対地速度算出部242-2は、GPSモジュール504から空間の絶対速度を求めることで対地速度を算出できる。また、対地速度測定部242-1は、ドローン100が有するGPSモジュールRTK504-1,504-2により求めることができる。さらに、対地速度測定部242-2は、6軸ジャイロセンサー505により取得されるドローン100の加速度を積分することによっても求めることが可能である。すなわち、本構成によれば、ドローン100に別途の風速測定手段を搭載することなく、簡易な構成で、ドローン100に吹き付ける風の風速を求めることができる。

対気速度算出部242-3は、ドローン100の姿勢角θおよび重量に基づいて対気速度を求めることができる。ドローン100が地面からの高度L、姿勢角0度で飛行しているときの薬剤投下点と、姿勢角θで飛行しているときの薬剤投下点との変位量Dは、以下の式の通り求められる。
D=L×tanθ （１）
ドローン100が等速移動中又はホバリング中において、空気抵抗による抗力Fdと、対気速度v_aとは、以下の式が成り立つ。
Fd=(1/2) × ρv_a ²S×Cd (２)
なお、空気密度ρ、空気抵抗係数Cdである。前方投影面積等の代表面積Sは、ドローン100の大きさおよび形状に基づいてあらかじめ求められる値である。
また、姿勢角θは、抗力Fdとの間に、以下の式が成り立つ。
Fd=mg tanθ （３)
なお、ｍはドローン100の重量である。ドローン100が等速移動中又はホバリング中において、対気速度v_aは、式（１）および（２）を解くことで、以下の式により求めることができる。

（４）
ｇは、重力加速度である。このように、ドローン100の姿勢角θおよび重量ｍに基づいて、ドローン100の対気速度v_aを求めることができる。

加速度測定部243は、ドローン100の位置変化の加速度を測定する機能部である。加速度測定部243は、例えば図５に示す６軸ジャイロセンサー505により実現される。

推力測定部244は、飛行中のドローン100を飛行させる推力を測定する機能部である。推力は、本実施の形態においては回転翼により得られる。推力測定部244は、例えば回転翼の回転を制御するモーター自身の内部に配置されている回転測定機能を指す。すなわち、推力測定部244は、モーターの回転数を測定することにより、モーターに制御される回転翼の回転数を取得する。

また、推力測定部244は、回転翼自身の回転数を測定してもよい。例えば、推力測定部244は、非接触式の回転計であってもよい。この場合、推力測定部244は、回転翼の少なくとも１か所にレーザーを照射し、レーザーの回転翼からの反射光を計測することで回転翼の回転数を計数する。レーザーは、例えば赤外線レーザーである。

さらに、推力測定部244は、モーターに供給される電流を測定してもよい。

なお、推力測定部244は、ドローンの推力が回転翼以外の構成により実現される場合は、その推進器の稼働状態を測定する機能部であってもよい。例えば、ドローンがジェット噴射により推進される場合、推力測定部244は、ジェット噴射の圧力を測定する機能部であってもよい。

移動速度測定部245は、強風によりドローン100が移動する場合における移動速度を測定する測定部である。移動速度測定部245は、異なる種類の複数のセンサーを使用して機体速度を測定してもよい。具体的には移動速度は、加速度センサーの測定値を積分することで推定可能である。また、GPSドップラーは複数のGPS基地局からの電波の位相差をソフトウェアで処理することでドローン100の移動速度を測定可能である。

位置偏差測定部246は、強風によりドローン100が移動する場合における移動量を測定する測定部である。位置偏差測定部246は、例えば準天頂衛星システムやRTK-GPS等により、ドローン100の絶対位置情報を取得し、絶対位置の偏差を取得する。位置偏差測定部246は、例えばＲＴＫアンテナおよびＧＰＳモジュールＲＴＫにより構成されている。

判定部241は、風力測定部240が測定する風力情報に基づいて、ドローン100に強風が吹きつけているか否かを判定する機能部である。具体的には、判定部241は、風速測定部242が測定する風速が所定以上の場合には、ドローン100に強風が吹きつけている旨の信号（以下、「強風信号」ともいう。）を生成し、飛行制御部23に伝達する。

また、判定部241は、加速度測定部243が測定する加速度が所定以上の場合には、強風信号を飛行制御部23に伝達する。また、判定部241は、推力測定部244が測定する推力の値から、発揮が想定されるドローン100の加速度を想定し、想定される加速度と加速度測定部243による加速度の実測値とを比較する。想定される加速度および加速度の実測値の差が所定以上の場合、判定部241は、ドローン100に強風が吹きつけていると判定する。風の抵抗により意図した飛行ができていない状態が想定されるためである。

また、判定部241は、移動速度測定部245が測定する移動速度が所定以上の場合には、強風信号を飛行制御部23に伝達してもよい。この場合、さらに、判定部241は、推力測定部244が測定する推力の値から、発揮が想定されるドローン100の移動速度を想定し、想定される移動速度と移動速度の実測値とを比較してもよい。想定される移動速度および移動速度の実測値の差が所定以上の場合、判定部241は、ドローン100に強風が吹きつけていると判定する。風の抵抗により意図した飛行ができていない状態が想定されるためである。

さらにまた、判定部241は、位置偏差測定部246が取得するドローン100の絶対位置情報と、予定される飛行経路の情報と、を比較して、所定の距離以上の乖離がある場合に、強風信号を飛行制御部23に伝達してもよい。

判定部241は、風力情報に基づいて、飛行制御部23がいずれの退避行動を行うかを決定し、決定した退避行動の種類を飛行制御部23に伝達してもよい。

また、判定部241は、風力測定部240が測定する風力情報に基づいて、ドローン100に強風が吹きつけていると判定する場合、薬剤制御部30に強風信号を伝達する。薬剤制御部30は、強風信号が伝達されると、薬剤の散布を停止する。

判定部241が、ドローン100に強風が吹きつけていることを判定する風力情報の閾値は、予めドローン100に記憶されている固定された閾値であってもよいし、状況に応じて変更される変動する閾値であってもよい。薬剤タンクを保持して薬剤を散布しながら飛行するドローンの場合、保持する薬剤量が少なくなるほど機体重量が軽くなるため、強風へのリスクも変動する。変動する閾値の場合は、ドローン100に無線又は有線接続される適宜の構成により自動で変動されてもよいし、使用者402により手動で変更可能であってもよい。

判定部241が、ドローン100に強風が吹きつけていることを判定する風力情報の閾値は、風速、加速度および推力のそれぞれについて各々独立した値であってもよいし、相互に連動する関数により総合して判定を行ってもよい。

判定部241は、計測されるある時点での風力情報に基づいて強風か否かを判定してもよいし、過去複数回の計測結果に基づいて強風か否かを判定してもよい。この場合、例えば直近の計測結果を平均して判定に使用してもよい。

また、判定部241が飛行制御部23に強風信号を伝達する閾値と、薬剤制御部30に強風信号を伝達する閾値とは、同一であっても互いに異なっていてもよい。薬剤制御部30が薬剤散布を停止する閾値は、飛行制御部23が退避行動を開始する閾値よりも低く設定されていてもよい。

強風検知部24は、ドローン100が有する適宜の通信手段により、使用者402が監視する操縦器401に、強風を検知した旨を表示することが好ましい。また、強風検知部24は、ドローン100が有する表示手段、例えばＬＥＤにより、ドローン100が強風を検知した旨が表示されるように構成してもよい。また、ドローン100のスピーカから適宜の音を出してもよい。

また、使用者402がドローン100の情報をアイウェア型ウェアラブル端末機により取得する場合には、アイウェアの画面上に表示または投影してもよい。また、使用者402がドローン100の情報をイヤホン型ウェアラブル端末機により取得する場合に、音により通知してもよい。

他機情報受信部25は、周辺に存在する別のドローン100bが送信する情報を受信する機能部である。機体情報送信部26は、ドローン100の外部に情報を送信する機能部である。別のドローン100bとは、ドローン100の近傍の空間を飛行するドローンである。別のドローン100bは、同一使用者402により管理されるドローンであってもよいし、別の使用者402により管理されるドローンであってもよい。また、本実施の形態においては、別のドローン100bは本発明に係るドローンと同様の構成の薬剤散布用ドローンを想定しているが、別の目的で周辺を飛行するドローンであってもよく、例えば薬剤タンクを有しない監視用ドローンであってもよい。

機体情報送信部26は、判定部241により生成される強風信号をドローン100の外部に送信する。他機情報受信部25は、別のドローン100bが有する機体情報送信部26bからの強風信号を受信し、飛行制御部23および薬剤制御部30に伝達する。飛行制御部23は、他機情報受信部25が受信する強風信号に基づいて、退避行動を開始する。ドローン100が着陸している状態の場合は、飛行制御部23はドローン100の離陸を禁止する。さらに、薬剤制御部30は、機体情報送信部26bに送信され、他機情報受信部25が受信する強風信号に基づいて薬剤の散布を停止する。

なお、機体情報送信部26は、強風信号に代えて、自機が測定する風力情報を他機情報受信部（25b）に送信してもよい。この場合、他機情報受信部25は、別のドローン100bからの風力情報を判定部241に送信する。判定部241は、別のドローン100bからの風力情報に基づいて、ドローン100に強風が吹きつけているか否かを判定する。

他機情報受信部25および機体情報送信部26を有するドローン100によれば、周辺に存在するドローン同士で互いに情報の授受が可能である。他機情報受信部25および機体情報送信部26は、例えばＷｉ−ｆｉを利用することにより、基地局やクラウドを介して風力情報を送受信してもよいし、他機情報受信部25および機体情報送信部26が直接通信してもよい。直接通信する方式としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＺｉｇｂｅｅ（登録商標）など種々の構成が適用可能である。

他機情報受信部25は、ドローン100が通常飛行中、ホバリング中に加えて、着陸している際にも強風信号又は他機に測定される風力情報を受信することができる。すなわち、ドローン100が着陸している状態で、強風が検知される場合、飛行制御部23はドローン100を離陸させないようにすることができる。また、操縦器401の機能の一部を制限し、離陸の指令を送信できないようにしてもよい。他機情報受信部25の構成によれば、ドローン100が着陸している状態においても未然にドローン100を離陸させてよいか否かを判定することができる。

風速受信部27は、固定された風速測定機40により測定される風速を受信可能な受信部である。風速測定機40は、ドローン100の飛行空間近傍に配置されている。風速測定機40は、例えばＷｉ−ｆｉの基地局やＲＴＫ−ＧＰＳの基地局に設置されている。風速測定機40は、風速受信部27に風速を送信する。風速受信部27は、受信される風速を判定部241に伝達する。

なお、風速測定機40は、測定する風速に基づいて強風が吹いているかどうかを判定する判定部を有していてもよい。風速測定機40は、強風が吹いていると判定した場合、強風信号をドローン100の風速受信部27に送信する。風速受信部27は、風速測定機40から送信される強風信号を受信し、飛行制御部23および薬剤制御部30に伝達する。

風速受信部27は、ドローン100が通常飛行中、ホバリング中に加えて、着陸している際にも強風信号又は風速測定機40に測定される風速を受信することができる。ドローン100が着陸している状態で、強風が検知される場合、飛行制御部23はドローン100を離陸させない。風速受信部27の構成によれば、ドローン100が着陸している状態においても未然にドローン100を離陸させてよいか否かを判定することができる。

図７に示すように、まず、ドローン100は計画通りの飛行である通常飛行又はホバリングを開始する（ステップＳ１）。ドローン100の風速測定部242が風速を測定する（ステップＳ２）。また、加速度測定部243が加速度を測定する（ステップＳ３）。さらに、推力測定部244が推力を測定する（ステップＳ４）。さらにまた、移動速度測定部245がドローン100の移動速度を測定する（ステップＳ５）。さらにまた、位置偏差測定部246が所定時間内におけるドローン100の位置の偏差を測定する（ステップＳ６）。ステップＳ２乃至Ｓ６は順不同である。また、ステップＳ２乃至Ｓ６は、同時に実行されてもよい。なお、本実施の形態においては、ステップＳ２乃至Ｓ６のすべてを行うように説明したが、本発明にかかるドローン100においては、ステップＳ２乃至Ｓ６のうち少なくとも１個のステップを行えば足りる。

判定部241は、風速測定部242、加速度測定部243、推力測定部244、移動速度測定部245および位置偏差測定部246のいずれか１つ以上が測定する風力情報に基づいて、ドローン100に強風が吹きつけているか否かを判定する（ステップＳ７）。

判定部241が「強風が吹きつけている」と判定しない場合、ステップＳ１の動作に戻る。判定部241が「強風が吹きつけている」と判定する場合、薬剤制御部30は、薬剤の散布を行っている場合には薬剤の散布を停止する（ステップＳ８）。なお、ステップＳ１乃至Ｓ５の工程は、例えば飛行開始直後のホバリング中など薬剤の散布が行われていないときに実行される場合もあり得る。薬剤の散布を行っていない場合は、ステップＳ６は省略される。また、飛行制御部23は、退避行動を開始する（ステップＳ９）。さらに、機体情報送信部26は、強風信号を別のドローン100bに送信する（ステップＳ１０）。

本構成によれば、強風によりドローン100を正常飛行させることができない環境を検知して、ドローン100を安全に退避させることができる。

図８に示すように、まず、ドローン100の他機情報受信部25が別のドローンからの強風信号を受信する（ステップＳ１１）。なお、他機情報受信部25が強風信号を受信するのは、計画通りの飛行である通常飛行、ホバリング中、および着陸している状態のいずれであってもよい。ドローン100が飛行中か着陸している状態かを判断する（ステップＳ１２）。ドローン100が飛行中の場合、薬剤制御部30は薬剤の散布を行っている場合には薬剤の散布を停止する（ステップＳ１３）。また、飛行制御部23は退避行動を開始する（ステップＳ１４）。

ドローン100が着陸している状態の場合は、飛行制御部はドローン100の離陸を禁止し、離陸を行わないようにする（ステップＳ１５）。強風によりドローン100が離陸できない旨を操縦器401に表示する。また、操縦器401の操作の一部を制限し、離陸を伴う命令を入力し得ないようにしてもよい。

図９に示すように、まず、ドローン100の風速受信部27は、風速測定機40が測定した風速を受信する（ステップＳ２１）。なお、他機情報受信部25が強風信号を受信するのは、計画通りの飛行である通常飛行、ホバリング中、および着陸している状態のいずれであってもよい。判定部241は、風速受信部27が受信する風速に基づいて強風であるか否かを判定し（ステップＳ２２）、判定部241が強風を判定しない場合、ステップＳ２１の動作に戻る。

判定部241が「強風である」と判定した場合、ドローン100が飛行中か着陸している状態かを判断する（ステップＳ２３）。ドローン100が飛行中の場合、薬剤制御部30は、薬剤の散布を行っている場合には薬剤の散布を停止する（ステップＳ２３）。また、飛行制御部23は、退避行動を開始する（ステップＳ２４）。

ドローン100が着陸している状態の場合、飛行制御部23はドローン100の離陸を禁止し、ドローン100の飛行は行わないようにする（ステップＳ２６）。また、強風によりドローン100が離陸できない旨を操縦器401に表示してもよい。さらに、操縦器401の操作の一部を制限し、離陸を伴う命令を入力し得ないようにしてもよい。

なお、本説明においては、農業用薬剤散布ドローンを例に説明したが、本発明の技術的思想はこれに限られるものではなく、ドローン全般に適用可能である。特に、自律飛行を行うドローンに有用である。

（本願発明による技術的に顕著な効果）
本発明にかかるドローンにおいては、自律飛行時であっても、高い安全性を維持できるドローンを提供することができる。

Claims

飛行手段と、
前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、
強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成し、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する強風検知部と、
を備えるドローンであって、
前記飛行制御部は、前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させる、ドローン。
前記飛行制御部は、前記強風信号に基づいて、前記ドローンの緊急帰還および着陸動作のいずれかを行う、
請求項１記載のドローン。
前記強風検知部は、前記ドローンがホバリング中および移動中に強風が吹きつけていることを検知する、請求項１又は２記載のドローン。
前記強風検知部は、前記ドローンに吹き付けている風の風力情報を生成する風力測定部と、前記風力情報に基づいて強風が吹きつけているか否かを判定する判定部と、を備え、前記風力測定部は、風速、前記ドローンの加速度、前記ドローンの推力、前記ドローンの移動速度、および前記ドローンの位置の偏差のいずれか１つ以上を測定して前記風力情報を生成する、請求項１乃至３のいずれかに記載のドローン。
前記風力測定部は、
前記ドローンの対地速度を算出する対地速度算出部と、
前記ドローンの姿勢角と、前記ドローンの重量および前記飛行制御部が稼働させる推進器の発揮推力の少なくとも１個と、に基づいて、前記ドローンの対気速度を算出する対気速度算出部と、
前記対地速度および前記対気速度に基づいて、進行方向の風速および風向を算出する風速測定部と、
をさらに備える、
請求項４記載のドローン。
別のドローンから送信される強風信号を受信する他機情報受信部をさらに備え、前記飛行制御部は、前記他機情報受信部が受信する前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させる、請求項１乃至５のいずれかに記載のドローン。
前記ドローンが着陸している状態で、前記他機情報受信部が前記強風信号を受信するとき、前記飛行制御部は前記ドローンの離陸を行わない、請求項６記載のドローン。
前記強風検知部が生成する強風信号を、前記ドローンの外部に送信する機体情報送信部をさらに備える、請求項６又は７記載のドローン。
風速測定機が測定する風速を受信する風速受信部をさらに備え、前記強風検知部は前記風速受信部が受信する風速に基づいて、強風が吹きつけていることを検知する、請求項１乃至８のいずれかに記載のドローン。
前記ドローンが着陸している状態で、前記風速受信部が受信する風速に基づいて強風を検知するとき、前記飛行制御部は前記ドローンの離陸を行わない、請求項９記載のドローン。
前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御部をさらに備え、前記薬剤制御部は、前記強風検知部が強風を検知したことに基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項１乃至１０のいずれかに記載のドローン。
飛行手段と、
前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、
強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成し、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する強風検知部と、
を備えるドローンの制御方法であって、
強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成する強風検知ステップと、
前記強風信号を前記飛行制御部に伝達するステップと、
前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させるステップと、
を含む、ドローンの制御方法。
前記退避させるステップは、前記強風信号に基づいて、前記ドローンの緊急帰還および着陸動作のいずれかを行う、
請求項１２記載のドローンの制御方法。
前記強風検知ステップは、前記ドローンがホバリング中および移動中に強風が吹きつけていることを検知する、請求項１２又は１３記載のドローンの制御方法。
前記ドローンに吹き付けている風の風力情報を生成する風力測定ステップと、前記風力情報に基づいて強風が吹きつけているか否かを判定する判定ステップと、をさらに含み、前記風力測定ステップは、風速、前記ドローンの加速度、前記ドローンの推力、前記ドローンの移動速度、および前記ドローンの位置の偏差のいずれか１つ以上を測定して前記風力情報を生成する、請求項１２乃至１４のいずれかに記載のドローンの制御方法。
前記風力測定ステップは、
前記ドローンの対地速度を算出する対地速度算出ステップと、
前記ドローンの姿勢角と、前記ドローンの重量および前記飛行制御部が稼働させる推進器の発揮推力の少なくとも１個と、に基づいて、前記ドローンの対気速度を算出する対気速度算出ステップと、
前記対地速度および前記対気速度に基づいて、進行方向の風速および風向を算出する風速測定ステップと、
をさらに含む、
請求項１５記載のドローンの制御方法。
別のドローンから送信される強風信号を受信する他機情報受信ステップをさらに含み、前記他機情報受信ステップが受信する前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させるステップをさらに含む、請求項１２乃至１６のいずれかに記載のドローンの制御方法。
前記ドローンが着陸している状態で、前記他機情報受信ステップにおいて前記強風信号を受信するとき、前記ドローンの離陸を行わせない、請求項１７記載のドローンの制御方法。
前記強風検知ステップが生成する強風信号を、前記ドローンの外部に送信する機体情報送信ステップをさらに含む、請求項１２乃至１６のいずれかに記載のドローンの制御方法。
風速測定機が測定する風速を受信する風速受信ステップをさらに含み、前記強風検知ステップは前記風速受信ステップにおいて受信される風速に基づいて、強風が吹きつけていることを検知する、請求項１２乃至１７のいずれかに記載のドローンの制御方法。
前記ドローンが着陸している状態で、前記風速受信ステップにおいて受信される風速に基づいて強風を検知するとき、前記ドローンの離陸を行わせない、請求項２０記載のドローンの制御方法。
前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御ステップをさらに含み、前記薬剤制御ステップは、前記強風検知ステップが強風を検知したことに基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項１２乃至２１のいずれかに記載のドローンの制御方法。
飛行手段と、
前記飛行手段を稼働させる飛行制御部と、
強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成し、前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する強風検知部と、
を備えるドローンの制御プログラムであって、
強風が吹きつけていることを検知して強風信号を生成する強風検知命令と、
前記強風信号を前記飛行制御部に伝達する命令と、
前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させる命令と、
をコンピューターに実行させる、ドローン制御プログラム。
前記退避させる命令は、前記強風信号に基づいて、前記ドローンに緊急帰還および着陸動作のいずれかを行わせる、
請求項２３記載のドローンの制御方法。
前記強風検知命令は、前記ドローンがホバリング中および移動中に強風が吹きつけていることを検知する、請求項２３又は２４記載のドローン制御プログラム。
前記ドローンに吹き付けている風の風力情報を生成する風力測定命令と、前記風力情報に基づいて強風が吹きつけているか否かを判定する判定命令と、をさらにコンピューターに実行させ、前記風力測定命令は、風速、前記ドローンの加速度、前記ドローンの推力、前記ドローンの移動速度、および前記ドローンの位置の偏差のいずれか１つ以上を測定して前記風力情報を生成する、請求項２３乃至２５のいずれかに記載のドローン制御プログラム。
前記風力測定命令は、
前記ドローンの対地速度を算出する対地速度算出命令と、
前記ドローンの姿勢角と、前記ドローンの重量および前記飛行制御部が稼働させる推進器の発揮推力の少なくとも１個と、に基づいて、前記ドローンの対気速度を算出する対気速度算出命令と、
前記対地速度および前記対気速度に基づいて、進行方向の風速および風向を算出する風速測定命令と、
をコンピューターに実行させる、
請求項２６記載のドローン制御プログラム。
別のドローンから送信される強風信号を受信する他機情報受信命令をさらに含み、前記他機情報受信命令が受信する前記強風信号に基づいて前記ドローンを退避させる命令をさらにコンピューターに実行させる、請求項２３乃至２７のいずれかに記載のドローン制御プログラム。
前記ドローンが着陸している状態で、前記他機情報受信命令において前記強風信号を受信するとき、前記ドローンの離陸を行わない、請求項２８記載のドローン制御プログラム。
前記強風検知命令が生成する強風信号を、前記ドローンの外部に送信する機体情報送信命令をさらにコンピューターに実行させる、請求項２３乃至２９のいずれかに記載のドローン制御プログラム。
風速測定機が測定する風速を受信する風速受信命令をさらに含み、前記強風検知命令は前記風速受信命令において受信される風速に基づいて、強風が吹きつけていることを検知する、請求項２３乃至３０のいずれかに記載のドローン制御プログラム。
前記ドローンが着陸している状態で、前記風速受信命令において受信される風速に基づいて強風を検知するとき、前記ドローンの離陸を行わない、請求項３１記載のドローン制御プログラム。
前記ドローンから外部に薬剤を吐出するか否かを制御する薬剤制御命令をさらにコンピューターに実行させ、前記薬剤制御命令は、前記強風検知命令が強風を検知したことに基づいて前記薬剤の吐出を停止する、請求項２３乃至３２のいずれかに記載のドローン制御プログラム。