WO2023080172A1 - 有人飛行体用制御システム、端末及びプログラム - Google Patents
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Definitions
- the present invention is a manned flying object control system for externally controlling a manned flying object on which a passenger can board and which floats and moves from the ground (hereinafter sometimes simply referred to as a "flying object"). , regarding terminals and programs.
- Patent Literature 1 discloses a technology related to a flying object called a so-called hoverbike, which floats and moves at a height of about 50 cm to 100 cm above the ground due to the rotation of a propeller with a passenger on board.
- a passenger drives such an aircraft
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a system, a terminal, and a program that enable remote management and remote control of an aircraft from the outside.
- a manned aircraft control system for remotely controlling and managing a manned air vehicle including a manned air vehicle and a user terminal, comprising: Said manned aircraft: a fuselage extending in the longitudinal direction; a control unit that controls at least the flight direction of the fuselage; and a rotor unit that generates lift and/or thrust to the fuselage according to instructions from the control unit
- the user terminal comprises a management unit that manages the state of the flying object by communicating with the control unit, and a control instruction unit that at least partially controls the flying object. It is a control system for manned aircraft.
- FIG. 2 is a block configuration diagram of the terminal in FIG. 1;
- FIG. 2 is an example of a login screen displayed on the terminal of FIG. 1;
- 3 is another example of a login screen displayed on the terminal of FIG. 1;
- FIG. 2 is an example of a selection screen for possessed flying objects displayed on the terminal of FIG. 1.
- FIG. 2 is an example of an initial screen displayed on the terminal in FIG. 1;
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- FIG. FIG. 2 is a display example of specifications of an aircraft displayed on the terminal of FIG. 1.
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- FIG. 2 is an example of selecting an authentication method for an aircraft displayed on the terminal of FIG. 1;
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- FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an aircraft according to an embodiment of the present disclosure;
- FIG. It is a side view which shows the structural example of the flying object which concerns on the same embodiment.
- It is a block diagram which shows the hardware structural example of the aircraft which concerns on the same embodiment.
- FIG. 3 is an enlarged view of a grip portion of the aircraft in area IV of FIG. 2; It is a figure which shows the structural example of the left operation part which concerns on the same embodiment. It is a figure which shows the structural example of the right operation part which concerns on the same embodiment.
- a manned air vehicle control system for remotely controlling and managing a manned air vehicle including a manned air vehicle and a user terminal comprising: Said manned aircraft: a fuselage extending in the longitudinal direction; a control unit that controls at least the flight direction of the fuselage; and a rotor unit that generates lift and/or thrust to the fuselage according to instructions from the control unit
- the user terminal comprises a management unit that manages the state of the flying object by communicating with the control unit, and a control instruction unit that at least partially controls the flying object.
- Control system for manned air vehicles The user terminal according to item 1,
- the management unit of the user terminal includes an authentication unit that authenticates the passenger of the aircraft, Control system for manned air vehicles.
- the user terminal according to item 1 The management unit of the user terminal includes a flight distance providing unit that acquires information about the flight distance of the aircraft and displays it to the user.
- Control system for manned air vehicles (Item 4) The user terminal according to item 1, The flying object has a power source using a predetermined energy resource, The management unit of the user terminal includes a remaining amount providing unit that acquires information about at least the remaining amount of the predetermined energy resource and displays it to the user. Control system for manned air vehicles. (Item 5) The user terminal according to item 1, The management unit of the user terminal includes a location information providing unit that acquires the location information of the flying object and displays it to the user. Control system for manned air vehicles.
- the user terminal according to item 1 The management unit of the user terminal includes a flight history providing unit that acquires information about the flight history of the aircraft and displays it to the user. Control system for manned air vehicles.
- the user terminal according to item 1 The management unit of the user terminal includes a flight time providing unit that acquires information about the flight time of the aircraft and displays it to the user. Control system for manned air vehicles.
- the management unit of the user terminal includes a notification providing unit that receives a notification when the state of the aircraft satisfies a predetermined condition and displays it to the user. Control system for manned air vehicles.
- a manned aircraft control terminal for remotely controlling and managing a manned aircraft, a management unit that manages the state of the manned aircraft by communicating with the control unit of the manned aircraft; a control instruction unit that at least partially controls the aircraft, Control terminal for manned aircraft.
- a manned flying vehicle control program for remotely controlling and managing a manned flying vehicle, a management unit that manages the state of the manned aircraft by communicating with a control unit of the manned aircraft; functioning as a control instruction unit that at least partially controls the flying object; Control program for manned aircraft.
- the manned aircraft control system has a configuration including an aircraft 1 and a user terminal 100, and a user uses the user terminal 100 to control the aircraft. For remote control and management.
- the description will proceed on the premise that the flying object 1 and the user terminal 100 communicate directly, but the management server transmits information (partially or entirely) between the flying object 1 and the user terminal 100. ) may be configured to mediate.
- short-range wireless communication such as NFC (Near Field Communication), wireless communication such as BLE, Bluetooth (registered trademark), Wi-Fi, wide-area communication such as LPWA, 3G, 4G, 5G, satellite Satellite communication using a constellation or the like can be used as appropriate.
- the predetermined information may be communicated directly by wire.
- the user terminal 100 is used to remotely manage and monitor the state of the flying object 1 and control the flying object 1 by communicating with the flying object 1 through user operations.
- the user terminal functions as a manned flying vehicle control terminal according to the manned flying vehicle control program.
- the manned aircraft control program causes the user terminal to function as a control instruction unit and a management unit.
- the management unit includes an authentication unit, a flight distance providing unit, a remaining amount providing unit, a position information providing unit, a flight history providing unit, a flight time providing unit, a notification providing unit, and a display operation accepting unit. contains.
- the management unit manages the state of the aircraft by communicating with the control unit of the aircraft (details will be described later).
- the control directing unit controls the vehicle at least in part by sending control signals to the control unit of the vehicle. Note that it is possible to receive an operation from the user using the touch panel or the like of the user terminal 100 via the display operation reception unit.
- This application is to remotely grasp the status of the aircraft 1, control its functions, perform maintenance such as maintenance, etc. It is to grasp the information inside and control the aircraft.
- This application is distributed so that it can be downloaded and installed on the user terminal 100 (regardless of whether it is charged or not) and can be used by a smartphone terminal or the like owned by the user.
- this application can update the application itself via a network communication function (not shown) of the user terminal 100, and update software such as firmware installed in the aircraft 1 to the user terminal 100. It is also possible to update via
- a login screen is displayed, and user authentication is performed by the authentication unit.
- Authentication may be performed using a combination of an email address and a password, or various authentication methods such as fingerprint authentication and voice authentication can be adopted. Furthermore, as will be described later, face authentication or the like may be used.
- the application displays an area for displaying notifications to the user, an area for displaying a dashboard, and an area for displaying locations (positional information) as an initial screen.
- the contents of the notification include, but are not limited to, application update information and highly urgent notifications.
- the dashboard displays the average speed, remaining fuel and remaining battery capacity.
- the items displayed on the dashboard may be customized by the user as appropriate.
- the location displays the current position of the flying object along with a map.
- the user's location information may be displayed on the map.
- the application displays total flight distance, previous travel distance, travel time, average flight speed, remaining fuel, remaining battery level, engine oil temperature, coolant level, and so on.
- the application displays the details of the total flight distance graph and the details of the mileage graph.
- the application via the network communication function (not shown) of the user terminal 100, the current position of the aircraft 1 described above, the total flight distance, the previous travel distance, the travel time, the average flight speed, Some or all of the information, such as remaining fuel, remaining battery capacity, engine oil temperature, and coolant level, is transmitted via the cloud to a specified network (for example, a server that functions as a regional operation management system, or functions as a specified management control system). can be uploaded in real time to a server, etc.). According to such a configuration, it is possible to provide these systems with information about the position of the aircraft 1 and the state of the aircraft via the user terminal 100 .
- a specified network for example, a server that functions as a regional operation management system, or functions as a specified management control system.
- the application may display the specification table (specifications) of the aircraft.
- the application may display information that changes due to software version or other updates.
- the authentication method used on the login screen may be face authentication of the user terminal.
- the user can contact or make a request to the manufacturer or seller of the aircraft through the application.
- a notification may be received and displayed to the user.
- FIG. 12 is a perspective view showing a configuration example of the flying object 1 according to one embodiment of the present disclosure.
- FIG. 13 is a side view showing a configuration example of the flying object 1 according to this embodiment.
- the aircraft 1 is also known as a so-called hoverbike, on which a passenger can ride and which can levitate at a height of about 50 cm to 100 cm above the ground and move horizontally. It is a means of transportation called.
- L is the longitudinal direction of the aircraft 1 (body 2) (forward is positive)
- W is the width direction of the aircraft 1 (body 2) (positive is the left)
- H is the flight direction.
- the aircraft 1 includes a fuselage 2, a saddle portion 3, a grip portion 4, an engine 50 that is an example of the power portion 5, first rotor portions 6 (6A, 6B), and a second rotor portion 7 (7A). 7D), a third rotor section 8 (8A-8D), and an exhaust system 9. Note that the aircraft 1 can also include other components, which will be described later.
- the fuselage 2 is formed extending in the front-rear direction L above the aircraft 1 .
- the fuselage 2 can be made of a material with relatively low specific gravity and high strength, such as carbon fiber reinforced resin, glass fiber reinforced resin, aluminum, aluminum alloy, titanium alloy, or magnesium alloy.
- a saddle portion 3 and a grip portion 4 are provided on the upper side of the central portion of the body 2 in the longitudinal direction L.
- the saddle 3 corresponds to a seat on which the passenger straddles the airframe 2 of the aircraft 1.
- the saddle portion 3 may have a shape that protrudes downward so that the passenger can be stably seated.
- the saddle portion 3 is an example of the riding portion, and the shape and structure of the saddle portion 3 are not limited to those shown in the drawings.
- the mode is not particularly limited as long as it has a structure that allows a passenger to board it.
- the gripping portion 4 is provided so that the rider straddling the saddle portion 3 can grasp it.
- the shape of the grip portion 4 is not limited to the shape shown in the figure.
- the grip part 4 is provided with an operation part, an interface, etc. for the operation by the passenger to operate the operation related to the levitation and/or propulsion of the aircraft. Also, the grip portion 4 is fixed to the body 2 .
- the grip portion 4 is provided with operation portions such as a button, a lever, and a steering wheel. The configuration of the operation portion provided in the grip portion 4 will be described later with reference to FIG. 15 showing an enlarged view of the range IV of FIG. An input signal input to such an operation unit can be sent to the control unit 10, which will be described later.
- An engine 50 which is an example of the power section 5, is provided below the fuselage 2 and below the saddle section 3.
- Examples of the engine 50 include a gasoline engine, a diesel engine, a gas engine, etc., and the mechanism of the engine 50 is not particularly limited.
- the first rotor section 6 is an example of a rotor section that generates lift and/or thrust to the airframe 2 .
- a pair of the first rotor blades 6A and 6B are provided on the front and rear sides of the power section 5 .
- the front and rear of the power section 5 are provided below the tapered frames forming the front and rear of the body 2 . With such a frame shape, a large amount of gas can be smoothly taken into the first rotor blade portion 6 .
- the first rotor section 6 includes a propeller for generating lift, and a duct that accommodates the propeller and has vents at the top and bottom ends.
- the propeller is, for example, a so-called contra-rotating propeller in which a pair of vertically superimposed blades rotate in opposite directions. Rotation of such a propeller creates an airflow from above to below. This airflow generates a lift force on the airframe 2, allowing the airframe 2 to float.
- the 1st rotary wing part 6 which concerns on this embodiment is each provided in the front and rear of the body 2, the 1st rotary wing part 6 may be provided in at least one of the front and back.
- a louver may be provided in at least one of the vents at the upper and lower ends of the duct of the first rotary blade portion 6 (preferably the upper end side).
- the louvers may be strip-shaped, arranged in the width direction, and inclined downward from the outside toward the center with the front-rear direction L as the central axis.
- Such a louver can prevent foreign matter from entering the duct.
- the flow of airframes flowing in from above can be regulated.
- a variable flap mechanism may be provided in a part of the duct of the first rotor portion 6 .
- the amount and/or direction of flow of gas flowing in or out can be controlled by such a flap mechanism. As a result, the flight control of the aircraft 1 can be performed more precisely.
- the second rotor section 7 is an example of a rotor section that generates lift and/or thrust to the airframe 2 .
- the second rotor section 7 can apply thrust to the airframe 2 mainly in the longitudinal direction of the airframe 2 .
- the second rotor section 7A is on the front left side of the fuselage 2
- the second rotor section 7B is on the rear left side of the fuselage 2
- the second rotor section 7C is on the front right side of the fuselage 2
- the second rotor section 7D is on the fuselage. 2 on the rear right side.
- the second rotor blades 7A, 7B, 7C, and 7D are arranged outside the first rotor blades 6 in the width direction on the front and rear sides of the airframe 2 .
- the second rotor section 7 includes a duct for circulating gas in the longitudinal direction of the fuselage 2 and a propeller for generating thrust inside the duct.
- the duct is provided with a flow port at each end in the front-rear direction.
- the propeller may be, for example, a contra-rotating propeller or a single propeller. Further, the propeller may change the rotation direction and the pitch angle of the propeller as appropriate by a control unit 10, a motor driver 13, or the like, which will be described later.
- the second rotary wing section 7 can generate thrust along at least one of the longitudinal directions of the airframe 2 .
- the second rotary wing section 7 normally generates forward thrust of the airframe 2, it may generate backward thrust.
- the second rotary wing portion 7 is used, for example, to change the speed of the flying object 1 and to control the rotation of the flying object 1 around the yaw axis (axis along the vertical direction H).
- the third rotor section 8 is an example of a rotor section that generates lift and/or thrust to the airframe 2 .
- the third rotor section 8 can apply thrust to the airframe 2 mainly in the vertical direction of the airframe 2 .
- the third rotor section 8A is on the front left side of the fuselage 2
- the third rotor section 8B is on the rear left side of the fuselage 2
- the third rotor section 8C is on the front right side of the fuselage 2
- the third rotor section 8D is on the fuselage. 2 on the rear right side.
- the third rotor blades 8A, 8B, 8C, and 8D are arranged outside the first rotor blades 6 in the width direction in the front and rear of the airframe 2 .
- the third rotor section 8 includes a casing that allows gas to circulate in the vertical direction of the fuselage 2, and a propeller that generates thrust inside the casing.
- the casing is provided with flow holes at the upper end and the lower end, respectively.
- the propeller may be, for example, a contra-rotating propeller or a single propeller. Further, the propeller may change the rotation direction and the pitch angle of the propeller as appropriate by a control unit 10, a motor driver 13, or the like, which will be described later.
- the third rotor section 8 can generate thrust along at least one of the vertical directions of the airframe 2 .
- the third rotor 8 normally generates an upward thrust of the airframe 2, it may generate a downward thrust.
- the third rotary wing portion 8 controls, for example, the attitude of the flying object 1, or rotates the flying object 1 around the pitch axis (the axis along the width direction W) and/or the roll axis (the direction along the longitudinal direction L). axis) is used to control rotation.
- the exhaust system 9 is a system that processes exhaust gas discharged from the engine 50 .
- an exhaust system 9 for example, a known exhaust device or the like can be used.
- An exhaust system 9 is provided below the saddle 3 .
- an exhaust system 9 is provided below the engine 50 .
- FIG. 14 is a block diagram showing a hardware configuration example of the aircraft 1 according to this embodiment. Note that the description of the components already described above will be omitted.
- the broken lines shown in FIG. 3 are imaginary boundary lines that divide the front, center and rear portions of the aircraft 1 (fuselage 2). That is, the region where the saddle portion 3 is provided corresponds to the central portion of the body 2 .
- An arrow L shown in FIG. 3 is an arrow that indicates the forward direction of the body 2 .
- a saddle section 3, a grip section 4, and a power section 5 are provided in the central portion of the fuselage 2, and an exhaust system 9, a control section 10, and a battery 11 may be provided.
- the power section 5 may include a gasoline tank 51 , a generator 52 and a PCU (Power Control Unit) 53 in addition to the engine 50 .
- Gasoline tank 51 stores gasoline to be supplied to engine 50 .
- the generator 52 has a function of generating electric power using power obtained from the engine 50 as a power source.
- the generator 52 is controlled by the PCU 53 and the generated power is stored in the battery 11 .
- the PCU 53 has a function of power management of the battery 11 .
- a motor 12 and a motor driver 13 are provided at the front and rear of the fuselage 2. It is provided for each of the three rotor blades 8 . Also, direction indicators 14 may be provided at the front and rear of the fuselage 2 .
- the power generated by the engine 50 is transmitted to the first rotor blade portion 6 via a power shaft (not shown) or the like.
- power is transmitted to the second rotary blade portion 7 and the third rotary blade portion 8 from a motor 12 provided for each through a direct power shaft or the like.
- the motors 12 are provided in a form that accompanies the second rotary blade portion 7 and the third rotary blade portion 8, respectively, but the present technology is not limited to such an example.
- the motor 12 may be provided in the middle of the fuselage 2, below the saddle 3.
- the motor 12 is an example of the power section 5 .
- the number of motors 12 is not particularly limited, and for example, the number of motors 12 may be provided corresponding to the number of second rotor blades 7 and third rotor blades 8 .
- the control unit 10 has a processor, memory, sensors, and the like.
- the processor is composed of a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and controls the operation of each component of the aircraft 1, controls the transmission and reception of data between each component, and is necessary for program execution. processing, etc.
- the memory consists of a main storage device consisting of a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory), and an auxiliary storage device consisting of a non-volatile storage device such as a flash memory and HDD (Hard Disc Drive).
- the memory is used as a working area of the processor, and stores various setting information such as logic, code, or program instructions that can be executed by the control unit 10 .
- the sensors include weight sensors, force sensors, inertial sensors (acceleration sensors, gyro sensors), GPS sensors that receive radio waves from GPS satellites, proximity sensors, optical or ultrasonic ranging sensors, vision /Consists of various sensors such as an image sensor (camera), an atmospheric pressure sensor for measuring atmospheric pressure, and a temperature sensor for measuring temperature.
- the control unit 10 controls the output of the engine 50 and the motor 12 based on, for example, input signals obtained from an operation unit provided in the grip unit 4 and signals obtained from sensors. As a result, the number of revolutions of each rotary wing is controlled, and the aircraft 1 floats and flies. Note that the position where the control unit 10 is provided is not limited to the central portion of the airframe 2 or the like. Further, the control unit 10 controls lighting and extinguishing of the direction indicator 14 indicating the traveling direction of the aircraft based on the input signal obtained from the operation unit. Note that the direction indicator 14 may include, for example, a device that indicates not only left and right turns but also up and down movement (that is, change in altitude).
- FIG. 15 is an enlarged view of the grasping portion 4 of the aircraft 1 in range IV of FIG.
- a gripping portion 4 is provided on the front side of a saddle portion 3 (not shown) of the fuselage 2 of the aircraft 1 .
- a pair of gripping portions 4 are provided so as to be symmetrical in the width direction W of the body 2 .
- One end of the grasping part 4 is connected to and fixed to the body 2, and includes arm parts (left arm part 41, right arm part 42) extending from the body.
- An operating section (a left operating section 43 and a right operating section 44) is provided at the other end of the arm section.
- the left arm section 41 and the right arm section 42 are fixed to the body 2 respectively.
- these arms are provided on the body 2 so as not to rotate. That is, unlike the steering wheel of a general two-wheeled vehicle, for example, the arm portion according to the present embodiment does not have to have the function of turning itself to perform steering. A passenger can stably board the aircraft 1 even during flight by grasping the arm portion.
- the tip of the arm is provided with an operation section for manipulating the aircraft 1.
- Such operation units are implemented by mechanical or electrical input devices such as buttons, levers, throttles or switches. Signals and information input from the operation unit are sent to the control unit 10 . Based on such signals and information, the control unit 10 controls the output of each rotary wing unit and the operation of the components mounted on the aircraft 1 .
- 16 and 17 are diagrams showing configuration examples of the left operating section 43 and the right operating section 44 according to this embodiment. 16 and 17 are enlarged views of areas including the vicinity of the left arm portion 41, the right arm portion 42, the left operating portion 43, and the right operating portion 44.
- FIG. The tip portions of the left arm portion 41 and the right arm portion 42 where the left operation portion 43 and the right operation portion 44 are provided may have a shape that can be wrapped by hands so as to be easily grasped by the passenger. . This part is called a "grip".
- the left operation unit 43 includes altitude change buttons 431 a and 431 b, a yaw rotation lever 432 and a blinker button 433 .
- the altitude change buttons 431a and 431b are an example of the first input section.
- the altitude change buttons 431a and 431b are buttons for changing the altitude of the aircraft 1 during flight.
- the altitude change buttons 431a and 431b are provided at the base of the grip of the left arm portion 41 and can be operated by the passenger's fingers, palm, or the like.
- the control unit 10 controls the output of the engine 50 and adjusts the rotation speed of the first rotor blade unit 6 based on this signal. By such adjustment, the altitude of the flying object 1 is changed. At this time, for example, the amount of change in the altitude of the flying object 1 and the speed of ascent or descent may be controlled according to the amount and time of depression of the altitude change button 431 .
- the yaw rotation lever 432 is an example of a second input section.
- the yaw rotation lever 432 is a lever for rotating the aircraft 1 around the yaw axis.
- the yaw rotation lever 432 is provided, for example, at the tip of the grip of the left arm portion 41 and can be operated by the passenger's finger.
- the yaw rotation lever 432 is provided so as to be rotatable to the left (counterclockwise direction) or right direction (clockwise direction) around the connection portion with the grip. More specifically, when the yaw rotation lever 432 rotates leftward, the aircraft 1 rotates leftward about the yaw axis. Further, when the yaw rotation lever 432 rotates rightward, the aircraft 1 rotates rightward about the yaw axis.
- the correspondence relationship between the rotation direction of the yaw rotation lever 432 and the rotation direction of the aircraft 1 may be opposite.
- the control unit 10 controls the output of the motor 12 via the motor driver 13 to control the number of rotations of the propellers of the second rotor units 7 provided on the front, rear, right and left sides of the airframe 2. Adjust each. Such adjustment causes the aircraft 1 to rotate about the yaw axis. At that time, for example, the rotational speed of the aircraft 1 about the yaw axis may be controlled according to the angular speed at which the yaw rotation lever 432 rotates.
- the blinker button 433 is an example of a third input section.
- the winker button 433 is a button for turning on the direction indicator 14 of the aircraft 1 .
- the winker button 433 is provided at the base of the grip of the left arm portion 41 and can be operated by the passenger's finger or the like.
- the turn signal buttons 433 are determined according to the type of direction indicated by the turn indicator 14 in terms of the number of buttons and their positions. More specifically, when the direction indicator 14 corresponds to the left and right directions, the turn signal button 433 is realized by arranging left and right buttons for lighting in parallel.
- a signal relating to the direction instruction corresponding to the pressed button is sent to the control unit 10 .
- the control unit 10 controls so that the lamp corresponding to the direction of the direction indicator 14 is turned on.
- the right operation section 44 includes a speed adjustment lever 441 and a stop/hovering lever 442. As shown in FIG. 17,
- the speed adjustment lever 441 is an example of a fourth input section for performing operations related to propulsion of the aircraft.
- the speed adjustment lever 441 is a lever for adjusting acceleration and deceleration in propulsion of the flying object 1 during flight, and has a function like a so-called accelerator.
- the speed adjustment lever 441 is provided, for example, at the root portion of the grip of the right arm portion 42 and can be operated by the passenger's finger.
- the speed adjustment lever 441 is provided so as to be rotatable upward (counterclockwise direction) or downward (clockwise direction) around the connection portion with the grip. More specifically, when the speed adjustment lever 441 rotates upward, the flying object 1 accelerates. Further, when the speed adjustment lever 441 rotates downward, the flying object 1 decelerates.
- the correspondence relationship between the rotation direction of the speed control lever 441 and the increase and decrease of the speed of the aircraft 1 may be opposite to the above example.
- the control unit 10 controls the output of the engine 50 and/or the output of the motor 12 (the output of the motor 12 is via the motor driver 13), and the first rotor 6, the second The number of rotations of the propeller of at least one of the second rotor section 7 and the third rotor section 8 is adjusted.
- Such adjustment causes a change in the attitude of the airframe 2 of the aircraft 1 and an increase or decrease in the number of rotations of the propellers of the rotor blades, thereby changing the speed of the aircraft 1 .
- the acceleration associated with the acceleration or deceleration of the flying object 1 may be controlled according to the angular velocity at which the speed adjustment lever 441 rotates.
- the stop/hovering lever 442 is an example of a fourth input unit for performing operations related to propulsion of the aircraft.
- the stop/hovering lever 442 is a lever for stopping propulsion of the aircraft 1 during flight (including landing) or hovering, and has a so-called brake-like function.
- the stop/hovering lever 442 is provided, for example, at the base of the grip of the right arm portion 42, at a position different from the speed adjustment lever 441, and can be operated by the passenger's finger.
- the stop/hovering lever 442 is provided so as to be rotatable around the connection with the grip. It is normally biased to be held away from the grip. By gripping the stop/hovering lever 442 close to the grip, the aircraft 1 can be stopped or hovered.
- the stop/hovering lever 442 can also function as a trigger lever for the flying object 1 to start floating. That is, by operating the stop/hovering lever 442 for the flying object 1 that is on the ground, it is possible to float the flying object 1 and put it in a hovering state.
- the control unit 10 controls the output of the engine 50 and/or the output of the motor 12 via the motor driver 13 to control the first rotor blade portion 6, the second rotor blade portion 7 and the second rotor blade portion 7.
- the number of rotations of at least one propeller of the three-rotor blade section 8 is adjusted. This adjustment causes the aircraft 1 to change its attitude and increase or decrease the number of rotations of the propellers of the rotary wing sections, thereby shifting the aircraft 1 to a state of stopping or hovering.
- the magnitude of braking to the stop or hovering state of the aircraft 1 may be controlled.
- 15 to 17 is not limited to the configuration example of the operation unit provided in the grip unit 4, and the input unit for operating the functions related to levitation, propulsion, braking, expression of intention, etc. of the aircraft 1 is It may be provided in the operation portion (for example, the grip described above) of the grip portion 4 as appropriate.
- the flying object 1 can be easily flown without removing the hand from the holding part 4 or changing the grip when operating the flying object 1. It becomes possible to drive the body 1 .
- the operating parts on the grip described above it is possible to carry out all the operations related to driving at hand.
- the rotary wing sections include the first rotary wing section 6 that generates lift to levitate the fuselage 2, the second rotary wing section 7 that applies thrust to the fuselage 2, and the third rotary wing section.
- the present technology is not limited to such an example.
- the control section can appropriately control the power section such as the engine or the motor based on the signal input from the operation section.
- the power unit may be provided with only one of the engine and the motor.
- the engine 50 is used as the power source for the first rotor blade portion 6, and the battery (electric power) 11 is used as the power source for the second rotor blade portion 7 and the third rotor blade portion 8.
- the power source of the present invention is not limited to this.
- the power source of the first rotor portion 6, the second rotor portion 7, and the third rotor portion 8 may be the engine 50 alone or the battery 11 alone, and what kind of energy resource is used as the power source? There may be.
- the remaining amount providing unit (see FIG. 2) of the application provides remaining amount information corresponding to each energy resource.
- (Item 4) 4. The aircraft according to any one of items 1 to 3, wherein the operation unit includes a first input unit for performing an operation to change the altitude of the aircraft.
- (Item 5) 5. The aircraft according to any one of Items 1 to 4, wherein the operation unit includes a second input unit for performing an operation to rotate the aircraft about a yaw axis.
- the operation unit includes a fourth input unit for operating a direction indicator indicating the direction of travel of the aircraft.
- the operation unit includes a fourth input unit for performing operations related to propulsion of the aircraft.
- the fourth input unit sends at least an input signal for accelerating or decelerating the aircraft, or stopping or hovering the aircraft.
- a pair of the gripping portions are provided so as to be symmetrical in the width direction of the airframe, 9.
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Abstract
【課題】飛行体を外部から遠隔管理及び遠隔制御ができるシステムに関する。 【解決手段】本技術に係る有人飛行体用制御システムは、有人飛行体と、ユーザ端末とを含む有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御システムであって、有人飛行体は:前後方向に伸びる機体と;機体の少なくとも飛行方向を制御する制御部と;制御部の指示に従って機体に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部と;を備えており、ユーザ端末は、制御部と通信を行うことによって、飛行体の状態を管理する管理部と、飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている。
Description
本発明は、搭乗者が搭乗可能であって地上から浮上して移動する有人飛行体(以下、単に「飛行体」と呼ぶことがある。)を外部から制御するための有人飛行体用制御システム、端末及びプログラムに関する。
搭乗者を乗せて浮上して移動することが可能な飛行体は、陸路を移動する自動二輪車等の移動体が、陸路を移動する際に他の移動体との関係で受けることになる移動に対する制約を受けることなく移動することが可能であることから、新たな移動手段として実現されることが期待されている。例えば、特許文献1において、搭乗者を乗せた状態で、プロペラの回転によって地上から50cm乃至100cm程度の高さに浮上して移動する、いわゆるホバーバイクとも称される飛行体に関する技術が開示されている。
かかる飛行体を搭乗者が運転する際には、搭乗者の運転体験における制御以外に、外部から遠隔制御を行うことが適切な場合がある。例えば、搭乗者以外の者によって始動することがないようにロックをかけたり(そのような事態が生じた場合に搭乗者に伝えたり)、飛行体の飛行可能距離や運転の履歴等を離れた搭乗者が確認したり等、当該飛行体に登場していなくても管理可能にしておくことが安全な飛行制御を実現する上で重要である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、飛行体を外部から遠隔管理及び遠隔制御を可能とするシステム、端末及びプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を達成するための、本発明に係る有人飛行体用制御システムは、
有人飛行体と、ユーザ端末とを含む有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御システムであって、
前記有人飛行体は:
前後方向に伸びる機体と;前記機体の少なくとも飛行方向を制御する制御部と;前記制御部の指示に従って前記機体に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部と;を備えており、
前記ユーザ端末は、前記制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部と、前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている、
有人飛行体用制御システムである。
有人飛行体と、ユーザ端末とを含む有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御システムであって、
前記有人飛行体は:
前後方向に伸びる機体と;前記機体の少なくとも飛行方向を制御する制御部と;前記制御部の指示に従って前記機体に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部と;を備えており、
前記ユーザ端末は、前記制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部と、前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている、
有人飛行体用制御システムである。
本開示の技術によれば、飛行体を外部から遠隔管理及び遠隔制御が可能となる。
本発明は、以下の構成を備えている。
(項目1)
有人飛行体と、ユーザ端末とを含む有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御システムであって、
前記有人飛行体は:
前後方向に伸びる機体と;前記機体の少なくとも飛行方向を制御する制御部と;前記制御部の指示に従って前記機体に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部と;を備えており、
前記ユーザ端末は、前記制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部と、前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目2)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の搭乗者を認証する認証部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目3)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行可能距離に関する情報を取得しユーザに表示する飛行可能距離提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目4)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記飛行体は、所定のエネルギー資源を利用した動力源を有しており、、
前記ユーザ端末の管理部は、前記所定のエネルギー資源の少なくとも残量に関する情報を取得しユーザに表示する残量提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目5)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の位置情報を取得してユーザに表示する位置情報提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目6)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行履歴に関する情報を取得しユーザに表示する飛行履歴提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目7)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行時間に関する情報を取得しユーザに表示する飛行時間提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目8)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の状態が所定条件を満たした場合に通知を受け取りユーザに表示する通知提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目9)
有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御端末であって、
前記有人飛行体の制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部と、
前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている、
有人飛行体用制御端末。
(項目10)
有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御プログラムであって、
端末を
前記有人飛行体の制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部、
前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部として機能させる、
有人飛行体用制御プログラム。
(項目1)
有人飛行体と、ユーザ端末とを含む有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御システムであって、
前記有人飛行体は:
前後方向に伸びる機体と;前記機体の少なくとも飛行方向を制御する制御部と;前記制御部の指示に従って前記機体に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部と;を備えており、
前記ユーザ端末は、前記制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部と、前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目2)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の搭乗者を認証する認証部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目3)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行可能距離に関する情報を取得しユーザに表示する飛行可能距離提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目4)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記飛行体は、所定のエネルギー資源を利用した動力源を有しており、、
前記ユーザ端末の管理部は、前記所定のエネルギー資源の少なくとも残量に関する情報を取得しユーザに表示する残量提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目5)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の位置情報を取得してユーザに表示する位置情報提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目6)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行履歴に関する情報を取得しユーザに表示する飛行履歴提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目7)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行時間に関する情報を取得しユーザに表示する飛行時間提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目8)
項目1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の状態が所定条件を満たした場合に通知を受け取りユーザに表示する通知提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。
(項目9)
有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御端末であって、
前記有人飛行体の制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部と、
前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている、
有人飛行体用制御端末。
(項目10)
有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御プログラムであって、
端末を
前記有人飛行体の制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部、
前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部として機能させる、
有人飛行体用制御プログラム。
<システム全体の構成>
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な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説明を省略する。
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な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説明を省略する。
図1に示されるように、本発明による有人飛行体用制御システムは、飛行体1と、ユーザ端末100とを含む構成を有しており、ユーザが当該ユーザ端末100を利用して飛行体を遠隔で制御及び管理するためのものである。
本実施の形態においては、飛行体1とユーザ端末100とが直接通信を行うことを前提に説明を進めるが、飛行体1とユーザ端末100との間に管理サーバが情報を(一部又は全部を)仲介する構成としてもよい。
また、通信の方式としては、NFC(Near Field Communication)等の近距離無線通信、BLE、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi等の無線通信、LPWA、3G、4G、5G等の広域通信、衛星コンステレーション等を利用した衛星通信等が適宜利用可能である。更には所定の情報に関しては有線による直接の通信としてもよい。
<ユーザ端末の構成>
ユーザ端末100は、ユーザの操作によって飛行体1と通信を行うことによって、飛行体1の状態の管理や監視、飛行体1の制御を遠隔で行うために用いられる。
ユーザ端末100は、ユーザの操作によって飛行体1と通信を行うことによって、飛行体1の状態の管理や監視、飛行体1の制御を遠隔で行うために用いられる。
図2に示されるように、ユーザ端末は、有人飛行体用制御プログラムによって、有人飛行体用制御端末として機能する。有人飛行体用制御プログラムは、ユーザ端末を制御指示部と管理部として機能させる。管理部は、認証部と、飛行可能距離提供部と、残量提供部と、位置情報提供部と、飛行履歴提供部と、飛行時間提供部と、通知提供部と、ディスプレイ操作受付部とを含んでいる。
管理部は、飛行体の制御部(詳しくは後述する)と通信を行うことによって、飛行体の状態を管理する。制御指示部は、飛行体の制御部に対して制御信号を送信することによって少なくとも部分的に飛行体を制御する。なお、ディスプレイ操作受付部を介してユーザ端末100のタッチパネル等を利用した操作をユーザから受け付けることが可能である。
<アプリケーションの構成>
続いて、図3乃至図11を参照して、有人飛行体用制御プログラムによって実現される有人飛行体用制御アプリケーション(以下、単にアプリケーションと言う)の動作を画面例と共に説明する。
続いて、図3乃至図11を参照して、有人飛行体用制御プログラムによって実現される有人飛行体用制御アプリケーション(以下、単にアプリケーションと言う)の動作を画面例と共に説明する。
本アプリケーションの目的は、遠隔によって飛行体1の状態把握や機能の制御、メンテナンス等の保守を行うとともに、飛行体1に搭乗時に飛行体1に装着しまたは通信可能にに接続されることにより搭乗中の情報の把握や機体の制御を行うことにある。本アプリケーションは、ユーザ端末100にダウンロードおよびインストール可能に(有償無償を問わず)、ユーザが所有するスマートフォン端末等に利用可能に配布される。
また、本アプリケーションは、ユーザ端末100が有するネットワーク通信機能(図示せず)を介してアプリケーション自体のアップデートを行うことが可能であるとともに、飛行体1に実装されるファームウェア等のソフトウェアをユーザ端末100を介してアップデートすることも可能である。
図3に示されるように、アプリケーションを起動するとログイン画面が表示され、認証部により、ユーザ認証が行われる。認証は、メールアドレスとパスワードの組み合わせで行ってもいいし、指紋認証、音声認証等様々な認証方法が採用できる。更には、後述するように顔認証等によって行うこととしてもよい。
図4及び図5に示されるように、認証が行われると、ユーザが保有している飛行体の一覧を表示し、制御する飛行体の選択をさせる。
図6に示されるように、アプリケーションは、ユーザへの通知を表示するエリア、ダッシュボードを表示するエリア、ロケーション(位置情報)を表示するエリアを初期画面として表示する。
通知の内容としては、アプリケーションのアップデート情報や緊急性の高い通知が表示されるがこれに限られない。
ダッシュボードには、平均スピードや、残燃料及び残バッテリ量が表示される。ダッシュボードに表示される項目はユーザによって適宜カスタマイズされることとしてもよい。
ロケーションには、飛行体の現在位置を地図と共に表示する。地図上にはユーザの位置情報を表示することとしてもよい。
図7に示されるように、アプリケーションには、総飛行距離、直前の走行距離、走行時間、平均飛行速度、残燃料、残バッテリ量、エンジンオイル温度、冷却液量などが表示される。
図8に示されるように、アプリケーションには、総飛行距離のグラフの詳細と、走行距離のグラフの詳細とが表示される。
本実施の形態によるアプリケーションは、ユーザ端末100が有するネットワーク通信機能(図示せず)を介して、上述した飛行体1の現在位置、総飛行距離、直前の走行距離、走行時間、平均飛行速度、残燃料、残バッテリ量、エンジンオイル温度、冷却液量などの一部または全ての情報をクラウド経由で所定のネットワーク(例えば、地域の運行管理システムとして機能するサーバや、所定の管理制御システムとして機能するサーバ等)にリアルタイムアップロードできる。かかる構成によれば、ユーザ端末100を介して飛行体1の位置や機体の状態に関する情報をこれらのシステムに提供することが可能となる。
図9に示されるように、アプリケーションは飛行体の諸元表(仕様)を表示することとしてもよい。また、ソフトウェアのバージョンやその他更新によって変化する情報を表示することとしてもよい。
図10に示されるように、ログイン画面で利用する認証方法をユーザ端末の顔認証として行うこととしてもよい。
図11に示されるように、ユーザは、飛行体の製造者や販売者に対してアプリケーションを介して連絡や依頼を行うことが可能となる。
この他にも、飛行体の状態が所定条件を満たした場合に、通知を受け取りユーザに表示することとしてもよい。
<飛行体の構成>
続いて、制御対象となる飛行体の構成例を説明する。
続いて、制御対象となる飛行体の構成例を説明する。
図12は、本開示の一実施形態に係る飛行体1の構成例を示す斜視図である。図13は、本実施形態に係る飛行体1の構成例を示す側視図である。図12および図13に示すように、飛行体1は、搭乗者が搭乗可能であって地上から50cm乃至100cm程度の高さに浮上して水平方向に移動することが可能な、いわゆるホバーバイクとも称される移動手段である。なお、各図に示す各座標軸について、Lは飛行体1(機体2)の前後方向(前側が正)、Wは飛行体1(機体2)の幅方向(左方向が正)、Hは飛行体1(機体2)の上下方向(上側が正)を示す。
飛行体1は、機体2と、鞍部3と、把持部4と、動力部5の一例であるエンジン50と、第1回転翼部6(6A、6B)と、第2回転翼部7(7A~7D)と、第3回転翼部8(8A~8D)と、排気システム9と、を備える。なお、飛行体1はその他の構成要素も備えうるものであり、該構成要素については後述する。
機体2は、飛行体1の上部において前後方向Lに伸びて形成される。機体2は、例えば、炭素繊維強化樹脂、ガラス繊維強化樹脂、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン合金またはマグネシウム合金等の、比較的比重が小さく、かつ強度の高い素材から形成され得る。
機体2の前後方向Lにおける中央部の上側には、鞍部3および把持部4が設けられる。
鞍部3は、搭乗者が飛行体1の機体2に跨って搭乗する座席に相当する。搭乗者が安定して着座できるように、鞍部3は、下方側に突出するような形状を成してもよい。なお、鞍部3は搭乗部の一例であり、鞍部3は、図示するような形状や構造に限定されない。搭乗者が搭乗可能な構造を有していれば、その態様は特に限定されない。
把持部4は、鞍部3に跨った搭乗者が掴まるために設けられる。把持部4の形状は図示するような形状に限定されない。
把持部4には、搭乗者が機体の浮上および/または推進に係る動作を操作するための操作部が設けられる操作するための操作部やインタフェース等が設けられる。また、把持部4は機体2に固定される。かかる把持部4には、ボタン、レバー、ステアリング等の操作部が設けられる。把持部4に設けられる操作部の構成については、図13の範囲IVの拡大図を示す図15等を参照しながら後述する。かかる操作部に入力される入力信号は、後述する制御部10に送出され得る。
動力部5の一例であるエンジン50は、機体2の下側であって、鞍部3の下方に設けられる。エンジン50は、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン等が挙げられ、エンジン50の機構は特に限定されない。
第1回転翼部6は、機体2に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部の一例である。第1回転翼部6A、6Bは、動力部5の前後に一対設けられる。図12及び図13に示す例では、動力部5の前後において、機体2の前方及び後方を構成するテーパ形状のフレームの下方に設けられる。かかるフレーム形状により、第1回転翼部6に多くの気体をスムーズに取り込むことができる。
第1回転翼部6は、揚力を発生させるためのプロペラと、かかるプロペラを収容し、上下端に通気口を有するダクトとを備える。プロペラは、例えば上下方向に重ね合わせられた1対のブレード群が、それぞれ反対方向に回転する、いわゆる二重反転プロペラである。かかるプロペラの回転により、上方から下方へと気流が生じる。かかる気流により機体2に揚力が発生し、機体2を浮上させることができる。なお、本実施形態に係る第1回転翼部6は、機体2の前後にそれぞれ設けられているが、前後の少なくともいずれかに第1回転翼部6が設けられていてもよい。かかる機体2をピッチ方向(幅方向Wを回転軸とする回転方向)またはロール方向(前後方向Lを回転軸とする回転方向)に傾斜させたり、第1回転翼部6を傾斜させることで、第1回転翼部6により水平方向の推力が発生する。これにより、飛行体1を推進させることができる。
また、第1回転翼部6のダクトの上下端の通気口の少なくともいずれか(上端側が好ましい)には、ルーバーが設けられていてもよい。例えば図12に示すように、ルーバーは、短冊状であり、幅方向に配設され、前後方向Lを中心軸として外側から中心側にかけて下方に傾斜するように設けられてもよい。かかるルーバーにより、ダクト内への異物の侵入を抑制しすることができる。また、上方から流入する機体の流れを整えることができる。
また、第1回転翼部6のダクトの一部に、可変のフラップ機構が設けられていてもよい。かかるフラップ機構により流入または流出する気体の流動量および/または流動方向を制御することができる。これにより、飛行体1の飛行制御をより精緻に行うことができる。
第2回転翼部7は、機体2に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部の一例である。特に、第2回転翼部7は、機体2に対して主に機体2の前後方向に推力を与え得る。第2回転翼部7Aは機体2の前方左側に、第2回転翼部7Bは機体2の後方左側に、第2回転翼部7Cは機体2の前方右側に、第2回転翼部7Dは機体2の後方右側に設けられる。第2回転翼部7A、7B、7C、7Dは、機体2の前後において、第1回転翼部6の幅方向外側に配設される。
第2回転翼部7は、機体2の前後方向に気体を流通させるダクトと、該ダクトの内側において推力を発生させるプロペラと、を備える。該ダクトは、前後方向の端部にそれぞれ流通口が設けられる。該プロペラは、例えば二重反転プロペラであってもよいし、一重プロペラであってもよい。また、該プロペラは、後述する制御部10またはモータドライバ13等により、回転方向やプロペラのピッチ角を適宜変更してもよい。これにより、第2回転翼部7は、機体2の前後方向の少なくともいずれかの方向に沿った推力を発生させることができる。なお、第2回転翼部7は、通常機体2の前方への推力を発生させるが、後方への推力を発生させてもよい。かかる第2回転翼部7は、例えば、飛行体1の速度を変化させたり、飛行体1をヨー軸(上下方向Hに沿う方向の軸)まわりに回転させる制御をするために用いられる。
第3回転翼部8は、機体2に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部の一例である。特に、第3回転翼部8は、機体2に対して主に機体2の上下方向に推力を与え得る。第3回転翼部8Aは機体2の前方左側に、第3回転翼部8Bは機体2の後方左側に、第3回転翼部8Cは機体2の前方右側に、第3回転翼部8Dは機体2の後方右側に設けられる。第3回転翼部8A、8B、8C、8Dは、機体2の前後において、第1回転翼部6の幅方向外側に配設される。
第3回転翼部8は、機体2の上下方向に気体を流通させるケーシングと、該ケーシングの内側において推力を発生させるプロペラと、を備える。該ケーシングは、上端部および下端部にそれぞれ流通口が設けられる。該プロペラは、例えば二重反転プロペラであってもよいし、一重プロペラであってもよい。また、該プロペラは、後述する制御部10またはモータドライバ13等により、回転方向やプロペラのピッチ角を適宜変更してもよい。これにより、第3回転翼部8は、機体2の上下方向の少なくともいずれかの方向に沿った推力を発生させることができる。なお、第3回転翼部8は、通常機体2の上方への推力を発生させるが、下方への推力を発生させてもよい。かかる第3回転翼部8は、例えば、飛行体1の姿勢を制御したり、飛行体1をピッチ軸(幅方向Wに沿う方向の軸)まわりおよび/またはロール軸(前後方向Lに沿う方向の軸)まわりに回転させる制御をするために用いられる。
排気システム9は、エンジン50から排出される排気ガスを処理するシステムである。かかる排気システム9として、例えば公知の排気デバイス等が使用できる。排気システム9は、鞍部3の下方に設けられる。図13に示す例では、エンジン50の下部に排気システム9が設けられている。
次に、図14を用いて、飛行体1の構成要素についてより詳細に説明する。図14は、本実施形態に係る飛行体1のハードウェア構成例を示すブロック図である。なお、既に上述した構成要素については説明を省略する。また、図3に示す破線は、飛行体1(機体2)の前部、中央部、後部を区画する仮想の境界線である。すなわち、鞍部3が設けられている領域が、機体2の中央部に相当する。また、図3に示す矢印Lは、機体2の前方向を示す矢印である。
図14に示すように、機体2の中央部には、鞍部3、把持部4、動力部5が設けられ、さらに、排気システム9、制御部10、バッテリ11が設けられ得る。
動力部5は、エンジン50の他に、ガソリンタンク51、ジェネレータ52、PCU(Power Control Unit)53を備えてもよい。ガソリンタンク51は、エンジン50に供給するガソリンを貯蔵するものである。ジェネレータ52はエンジン50を動力源として得られる動力により電力を発電する機能を有する。かかるジェネレータ52はPCU53により制御され、発電された電力はバッテリ11に蓄電される。PCU53は、バッテリ11の電力管理を行う機能を有する。
機体2の前部及び後部には、第1回転翼部6、第2回転翼部7および第3回転翼部8の他に、モータ12およびモータドライバ13が、第2回転翼部7および第3回転翼部8のそれぞれに対して設けられる。また、機体2の前部及び後部には、方向指示器14が設けられ得る。
本実施形態においては、第1回転翼部6には、エンジン50により発生する動力が、不図示の動力軸等を介して伝達される。一方、第2回転翼部7及び第3回転翼部8には、各々に対して設けられたモータ12から直接動力軸等を介して動力が伝達される。
なお、本実施形態では、モータ12は第2回転翼部7及び第3回転翼部8に付随する形でそれぞれ設けられるとしたが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、モータ12は機体2の中央部の、鞍部3の下部に設けられてもよい。この場合、モータ12は動力部5の一例である。モータ12の数は特に限定されず、例えば、モータ12の数は第2回転翼部7及び第3回転翼部8の数に対応して設けられてもよい。
制御部10は、プロセッサ、メモリおよびセンサ等を有する。プロセッサは、CPU(Central Processing Unit)またはGPU(Graphics Processing Unit)等により構成され、飛行体1の各構成要素の動作を制御し、各要素間におけるデータの送受信の制御や、プログラムの実行に必要な処理等を行う。
メモリは、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の揮発性記憶装置で構成される主記憶装置、及びフラッシュメモリやHDD(Hard Disc Drive)等の不揮発性記憶装置で構成される補助記憶装置から構成される。メモリは、プロセッサの作業領域として使用される一方、制御部10が実行可能であるロジック、コード、あるいはプログラム命令といった各種の設定情報等が格納される。
センサは、本実施の形態では、重量センサ、力センサ、慣性センサ(加速度センサ、ジャイロセンサ)、GPS衛星から電波を受信するGPSセンサ、近接センサ、光学式または超音波式の測距センサ、ビジョン/イメージセンサ(カメラ)、大気圧を測定する気圧センサ、温度を測定する温度センサといった各種のセンサによって構成される。
制御部10は、例えば、把持部4に備えられた操作部から得られた入力信号や、センサから得られた信号に基づいて、エンジン50や、モータ12の出力を制御する。これにより、各回転翼部の回転数等が制御され、飛行体1の浮上や飛行が行われる。なお、制御部10の設けられる位置は、機体2の中央部等に限定されない。また、制御部10は、上記操作部から得られた入力信号に基づいて、機体の進行方向を示す方向指示器14の点灯や消灯に係る制御を行う。なお、方向指示器14は、例えば、左右への転回のみならず、上下方向への移動(つまり高度の変更)を示す装置が含まれていてもよい。
次に、図15~図17を用いて、把持部4の構成要素について詳細に説明する。
図15は、図13の範囲IVにおける飛行体1の把持部4の拡大図である。図15に示すように、飛行体1の機体2の鞍部3(不図示)の前側に、把持部4が設けられる。把持部4は機体2の幅方向Wに対称となるように一対設けられている。
かかる把持部4は、一端が機体2に接続して固定され、機体から伸びるアーム部(左アーム部41、右アーム部42)を備える。このアーム部の他端の部分には、操作部(左操作部43、右操作部44)が設けられている。
左アーム部41および右アーム部42は、それぞれ機体2に固定されている。例えば、これらのアーム部は、機体2に回動不能に設けられている。すなわち、例えば一般的な二輪車のハンドルとは異なり、本実施形態に係るアーム部はそれ自体が回動して操舵を行う機能は有さなくてもよい。搭乗者はアーム部を掴むことで、飛行時も安定して飛行体1に搭乗することができる。
一方で、アーム部の先端部分には、飛行体1を操縦するための操作部が設けられる。かかる操作部は、例えばボタン、レバー、スロットルまたはスイッチ等の機械的または電気的な入力装置により実現されるものである。操作部から入力された信号や情報は制御部10に送出される。制御部10は、かかる信号や情報に基づいて、各回転翼部の出力の制御や、飛行体1に搭載される構成要素の動作の制御を行う。
次に、操作部の具体的な構成例について説明する。図16及び図17は、本実施形態に係る左操作部43および右操作部44の構成例を示す図である。図16及び図17は、左アーム部41、右アーム部42、左操作部43および右操作部44の近傍を含む領域を拡大した図である。左操作部43および右操作部44が設けられている左アーム部41および右アーム部42の先端部分は、搭乗者が把持しやすいように、手で包み込むことが可能な形状となってもよい。この部分を「グリップ」と称する。
まず図16を参照すると、左操作部43は、高度変更ボタン431a、431b、ヨー回転レバー432、およびウインカーボタン433を備える。
高度変更ボタン431a、431bは第1入力部の一例である。高度変更ボタン431a、431bは、飛行体1の飛行中の高度を変更するためのボタンである。高度変更ボタン431a、431bは、左アーム部41のグリップの根元部分に設けられ、搭乗者の指や掌等により操作され得る。
例えば、高度変更ボタン431aが押下されると、飛行体1は上昇する。また、高度変更ボタン431bが押下されると、飛行体1は下降する。かかる高度の変化方法とボタンとの対応関係は反対であってもよい。
本実施形態では、高度変更ボタン431が押下されると制御部10に高度変更に係る信号が送出される。制御部10は、かかる信号に基づいて、エンジン50の出力を制御して、第1回転翼部6の回転数を調整する。かかる調整により、飛行体1の高度の変更が行われる。その際、例えば、高度変更ボタン431の押し込み量や押し込み時間に応じて、飛行体1の高度の変更量や上昇または下降に係る速度が制御されてもよい。
ヨー回転レバー432は第2入力部の一例である。ヨー回転レバー432は、飛行体1のヨー軸まわりの回転を行うためのレバーである。ヨー回転レバー432は、例えば、左アーム部41のグリップの先端部分に設けられ、搭乗者の指により操作され得る。
例えば、ヨー回転レバー432は、グリップとの接続部分を中心に、左方向(反時計回り方向)または右方向(時計回り方向)に回動可能に設けられる。より具体的には、左方向にヨー回転レバー432が回動すると、飛行体1はヨー軸回りに左方向に回転する。また、右方向にヨー回転レバー432が回動すると、飛行体1はヨー軸回りに右方向に回転する。ヨー回転レバー432の回転方向と飛行体1の回転方向との対応関係は反対であってもよい。
本実施形態では、ヨー回転レバー432が回動すると制御部10にはヨー回転レバー432の回動方向、回動量および回動にかかる角速度等の信号が送出される。制御部10は、かかる信号に基づいて、モータ12の出力を、モータドライバ13を介して制御して、機体2の前後および左右に設けられた第2回転翼部7のプロペラの回転数等をそれぞれ調整する。かかる調整により、飛行体1はヨー軸まわりに回転する。その際、例えば、ヨー回転レバー432の回動の際の角速度に応じて、飛行体1のヨー軸まわりの回転速度が制御されてもよい。
ウインカーボタン433は第3入力部の一例である。ウインカーボタン433は、飛行体1の方向指示器14を点灯させるためのボタンである。ウインカーボタン433は、左アーム部41のグリップの根元部分に設けられ、搭乗者の指等により操作され得る。
例えば、ウインカーボタン433は、方向指示器14により示される方向の種類に応じて、ボタンの数および配置位置が決められる。より具体的には、方向指示器14が左右の方向に対応している場合は、ウインカーボタン433は、左右の点灯のためのボタンが並設されることで実現される。
本実施形態では、ウインカーボタン433が押下されると制御部10には押下したボタンに対応する方向指示に係る信号が送出される。制御部10は、かかる信号に基づいて、方向指示器14の対応する方向に係るランプが点灯するように制御する。
次に図17を参照すると、右操作部44は、速度調整レバー441および停止・ホバリングレバー442を備える。
速度調整レバー441は機体の推進に係る操作を行うための第4入力部の一例である。速度調整レバー441は、飛行体1の飛行中の推進における加速および減速を調整するためのレバーであり、いわゆるアクセルのような機能を有する。速度調整レバー441は、例えば、右アーム部42のグリップの根元部分に設けられ、搭乗者の指により操作され得る。
例えば、速度調整レバー441は、グリップとの接続部分を中心に、上方向(反時計回り方向)または下方向(時計回り方向)に回動可能に設けられる。より具体的には、上方向に速度調整レバー441が回動すると、飛行体1は加速する。また、下方向に速度調整レバー441が回動すると、飛行体1は減速する。速度調整レバー441の回転方向と飛行体1の速度の上昇および加減との対応関係は、上記の例とは反対であってもよい。
本実施形態では、速度調整レバー441が回動すると制御部10には速度調整レバー441の回動方向、回動量および回動にかかる角速度等の信号が送出される。制御部10は、かかる信号に基づいて、エンジン50の出力を、および/またはモータ12の出力を制御して(モータ12の出力はモータドライバ13を介して)、第1回転翼部6、第2回転翼部7および第3回転翼部8の少なくともいずれかのプロペラの回転数等をそれぞれ調整する。かかる調整により、飛行体1は機体2の姿勢の変化および各回転翼部のプロペラの回転数の増減が生じ、飛行体1の速度が変化する。その際、例えば、速度調整レバー441の回動の際の角速度に応じて、飛行体1の加速または減速に係る加速度が制御されてもよい。
停止・ホバリングレバー442は機体の推進に係る操作を行うための第4入力部の一例である。停止・ホバリングレバー442は、飛行体1の飛行中の推進を停止(着陸を含む)またはホバリング状態にするためのレバーであり、いわゆるブレーキのような機能を有する。停止・ホバリングレバー442は、例えば、右アーム部42のグリップの根元部分であって、速度調整レバー441とは異なる位置に設けられ、搭乗者の指により操作され得る。
例えば、停止・ホバリングレバー442は、グリップとの接続部分を中心に回動可能に設けられる。通常はグリップから離れた位置に保持されるように付勢される。そして、停止・ホバリングレバー442をグリップに近づけるように握ることで、飛行体1を停止またはホバリングさせることができる。なお、停止・ホバリングレバー442は、飛行体1が浮上を開始するためのトリガーとなるレバーとして機能させることもできる。すなわち、接地している飛行体1に対して停止・ホバリングレバー442を操作することで、飛行体1を浮上させホバリング状態にすることが可能である。
本実施形態では、停止・ホバリングレバー442が回動すると制御部10には停止・ホバリングレバー442の回動方向、回動量および回動にかかる角速度等の信号が送出される。制御部10は、かかる信号に基づいて、エンジン50の出力を、および/またはモータ12の出力をモータドライバ13を介して制御して、第1回転翼部6、第2回転翼部7および第3回転翼部8の少なくともいずれかのプロペラの回転数等をそれぞれ調整する。かかる調整により、飛行体1は機体2の姿勢の変化および各回転翼部のプロペラの回転数の増減が生じ、飛行体1が停止またはホバリングする状態へと移行させる。その際、例えば、停止・ホバリングレバー442の回動の際の角速度に応じて、飛行体1の停止またはホバリングの状態への制動の大きさが制御されてもよい。
以上、把持部4の操作部の構成例について説明した。なお、図15~図17に示した把持部4に設けられる操作部の構成例は限定されず、飛行体1の浮上、推進、制動、意思表示等に係る機能を操作するための入力部が適宜把持部4の操作部(例えば上述したグリップ)に設けられてもよい。
このように、把持部4に飛行体1の浮上、推進等に係る機能を集約することによって、飛行体1の運転の際に把持部4から手を離したり持ち替えたりすることなく、容易に飛行体1の運転を行うことが可能となる。また、上述したグリップに操作部を集中させることで、運転に係る操作を手元で全て行うことが可能となる。
また、飛行体1の浮上および/または推進に係る操作をボタンやレバー等で実現することにより、飛行体1の運転をより細やかかつ正確に行うことが可能となる。また、図15に示したように、飛行体1の浮上および/または推進に係る一群の操作部を右操作部に集約することで、人間工学的な見地から、より正確な運転を搭乗者に行わせることが可能となる。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば、上記実施形態においては、回転翼部は、機体2を浮上させるための揚力を発生させる第1回転翼部6と、機体2に推力を与えるための第2回転翼部7、第3回転翼部8とで構成されるとしたが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、推力を発生させる回転翼部として上記実施形態に示すような第2回転翼部7のみが設けられてもよいし、第3回転翼部8のみが設けられてもよい。この場合であっても、操作部により入力された信号に基づいて、制御部がエンジンまたはモータ等の動力部に対して適宜制御を行うことができる。また、動力部も、エンジンまたはモータのいずれか一方のみが設けられてもよい。
なお、上述した実施の形態においては、第1回転翼部6の動力源としてエンジン50を利用し、第2回転翼部7および第3回転翼部8の動力源としてバッテリ(電力)11を利用することとしていたが、本発明の動力源はこれに限られない。第1回転翼部6、第2回転翼部7および第3回転翼部8の動力源をエンジン50のみ、またはバッテリ11のみとしてもよく、動力源に利用されるエネルギー資源はどのようなものであってもよい。この場合、アプリケーションの残量提供部(図2参照)は、それぞれのエネルギー資源に応じた残量の情報を提供する。
また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
(項目1)
前後方向に伸びる機体と、
前記機体の上側に設けられる鞍部と、
前記機体の、前記鞍部の前側に設けられる把持部と、
前記機体に設けられ、前記機体に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部と、
を備え、
前記把持部には、前記機体の浮上および/または推進に係る動作を操作するための操作部が設けられる、飛行体。
(項目2)
前記把持部は、一端が前記機体に接続して固定され、前記機体から伸びるアーム部を備え、
前記操作部は、前記アーム部の他端の部分に設けられる、項目1に記載の飛行体。
(項目3)
前記アーム部は、前記機体に対して回動不能に設けられている、項目2に記載の飛行体。
(項目4)
前記操作部は、前記機体の高度を変更する操作を行うための第1入力部を含む、項目1~3のいずれか1項に記載の飛行体。
(項目5)
前記操作部は、前記機体をヨー軸回りに回転させる操作を行うための第2入力部を含む、項目1~4のいずれか1項に記載の飛行体。
(項目6)
前記操作部は、前記機体の進行方向を示す方向指示器を操作するための第4入力部を含む、項目1~5のいずれか1項に記載の飛行体。
(項目7)
前記操作部は、前記機体の推進に係る操作を行うための第4入力部を含む、項目1~6のいずれか1項に記載の飛行体。
(項目8)
前記第4入力部は、少なくとも、前記機体の加速もしくは減速、または前記機体の停止もしくはホバリングを行うための入力信号を送出する、項目7に記載の飛行体。
(項目9)
前記把持部は、前記機体の幅方向に対称となるように一対設けられ、
前記一対の把持部の少なくともいずれかは、前記機体の推進、回転または高度の少なくともいずれかに対応する操作を行うための一群の前記操作部を有する、項目1~8に記載の飛行体。
(項目1)
前後方向に伸びる機体と、
前記機体の上側に設けられる鞍部と、
前記機体の、前記鞍部の前側に設けられる把持部と、
前記機体に設けられ、前記機体に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部と、
を備え、
前記把持部には、前記機体の浮上および/または推進に係る動作を操作するための操作部が設けられる、飛行体。
(項目2)
前記把持部は、一端が前記機体に接続して固定され、前記機体から伸びるアーム部を備え、
前記操作部は、前記アーム部の他端の部分に設けられる、項目1に記載の飛行体。
(項目3)
前記アーム部は、前記機体に対して回動不能に設けられている、項目2に記載の飛行体。
(項目4)
前記操作部は、前記機体の高度を変更する操作を行うための第1入力部を含む、項目1~3のいずれか1項に記載の飛行体。
(項目5)
前記操作部は、前記機体をヨー軸回りに回転させる操作を行うための第2入力部を含む、項目1~4のいずれか1項に記載の飛行体。
(項目6)
前記操作部は、前記機体の進行方向を示す方向指示器を操作するための第4入力部を含む、項目1~5のいずれか1項に記載の飛行体。
(項目7)
前記操作部は、前記機体の推進に係る操作を行うための第4入力部を含む、項目1~6のいずれか1項に記載の飛行体。
(項目8)
前記第4入力部は、少なくとも、前記機体の加速もしくは減速、または前記機体の停止もしくはホバリングを行うための入力信号を送出する、項目7に記載の飛行体。
(項目9)
前記把持部は、前記機体の幅方向に対称となるように一対設けられ、
前記一対の把持部の少なくともいずれかは、前記機体の推進、回転または高度の少なくともいずれかに対応する操作を行うための一群の前記操作部を有する、項目1~8に記載の飛行体。
1 飛行体
2 機体
3 鞍部
4 把持部
5 動力部
6 第1回転翼部
7 第2回転翼部
8 第3回転翼部
9 排気システム
10 制御部
41 左アーム部
42 右アーム部
43 左操作部
44 右操作部
2 機体
3 鞍部
4 把持部
5 動力部
6 第1回転翼部
7 第2回転翼部
8 第3回転翼部
9 排気システム
10 制御部
41 左アーム部
42 右アーム部
43 左操作部
44 右操作部
Claims (10)
- 有人飛行体と、ユーザ端末とを含む有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御システムであって、
前記有人飛行体は:
前後方向に伸びる機体と;前記機体の少なくとも飛行方向を制御する制御部と;前記制御部の指示に従って前記機体に対して揚力および/または推力を発生させる回転翼部と;を備えており、
前記ユーザ端末は、前記制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部と、前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている、
有人飛行体用制御システム。 - 請求項1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の搭乗者を認証する認証部を備えている、
有人飛行体用制御システム。 - 請求項1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行可能距離に関する情報を取得しユーザに表示する飛行可能距離提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。 - 請求項1に記載のユーザ端末であって、
前記飛行体は、所定のエネルギー資源を利用した動力源を有しており、
前記ユーザ端末の管理部は、前記エネルギー資源の少なくとも残量に関する情報を取得しユーザに表示する残量提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。 - 請求項1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の位置情報を取得してユーザに表示する位置情報提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。 - 請求項1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行履歴に関する情報を取得しユーザに表示する飛行履歴提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。 - 請求項1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の飛行時間に関する情報を取得しユーザに表示する飛行時間提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。 - 請求項1に記載のユーザ端末であって、
前記ユーザ端末の管理部は、前記飛行体の状態が所定条件を満たした場合に通知を受け取りユーザに表示する通知提供部を備えている、
有人飛行体用制御システム。 - 有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御端末であって、
前記有人飛行体の制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部と、
前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部とを備えている、
有人飛行体用制御端末。 - 有人飛行体を遠隔で制御及び管理するための有人飛行体用制御プログラムであって、
端末を
前記有人飛行体の制御部と通信を行うことによって、前記飛行体の状態を管理する管理部、
前記飛行体を少なくとも部分的に制御する制御指示部として機能させる、
有人飛行体用制御プログラム。
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