(57)【要約】【課題】電力を発電するために駆動する駆動部用の燃料を無駄なく使用して飛行時間を長くすることができるマルチコプタを提供する。【解決手段】本開示の一態様は、マルチコプタ１において、電力を発電するために駆動するエンジン１３ａと、マルチコプタ１を制御する制御部１５と、を有し、制御部１５は、ガソリン残量が所定量Ｖ１よりも多い状態であって、ＳＯＣが所定値Ｃ３以下の場合、および、ＳＯＣの低下速度が所定速度よりも高い場合、の少なくとも一方に該当する場合に、マルチコプタ１の飛行を制限する飛行制限モードの制御を実施する。【選択図】図１
2020138594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロータと、前記ロータを駆動するモータと、前記モータへ供給する電力を充放電可能なバッテリと、を有するマルチコプタにおいて、
前記電力を発電するために駆動する駆動部と、
前記マルチコプタを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記駆動部用の燃料の残量が所定燃料残量よりも多い状態であって、
前記バッテリの充電残量が第一所定充電残量以下の場合、
および、
単位時間当たりの前記バッテリの充電消費量が第一所定充電消費量よりも多い場合、
の少なくとも一方に該当する場合に、
前記マルチコプタの飛行を制限する第一制限制御を実施すること、
を特徴とするマルチコプタ。
【請求項２】
請求項１のマルチコプタにおいて、
前記制御部は、前記第一制限制御として、単位時間当たりの前記バッテリの充電消費量が第二所定充電消費量以下になるまで前記マルチコプタの高度を下げる高度降下制御を実施すること、
を特徴とするマルチコプタ。
【請求項３】
請求項２のマルチコプタにおいて、
前記制御部は、前記高度降下制御を実施しているときに、前記高度が所定高度以下になった場合には、前記高度降下制御から前記マルチコプタの速度を制限する速度制限制御に切り替えて実施すること、
を特徴とするマルチコプタ。
【請求項４】
請求項２または３のマルチコプタにおいて、
前記制御部は、
前記燃料の残量が所定燃料残量以下の状態であって、
前記バッテリの充電残量が第二所定充電残量以下の場合、
および、
単位時間当たりの前記バッテリの充電消費量が第三所定充電消費量よりも多い場合、
の少なくとも一方に該当する場合に、
前記マルチコプタを強制着陸させる着陸制御を実施し、
前記第一制限制御を実施している状況下で前記着陸制御を実施する場合にて、前記第二所定充電残量あるいは前記第三所定充電消費量は、前記第一制限制御を実施していない状況下で前記着陸制御を実施する場合よりも、少なく設定されること、
を特徴とするマルチコプタ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つのマルチコプタにおいて、
前記制御部は、前記第一制限制御の実施を解除した場合に、前記マルチコプタの最大高度および最大速度の少なくとも一方について、前記第一制限制御の実施前よりも低く制限する第二制限制御を実施すること、
を特徴とするマルチコプタ。
【請求項６】
請求項５のマルチコプタにおいて、
前記制御部は、前記第一制限制御の実施時における単位時間当たりの前記バッテリの充電消費量の学習結果をもとに、前記第二制限制御の制御度合いを設定すること、
を特徴とするマルチコプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数のロータ（プロペラ）を搭載した回転翼機であるマルチコプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている飛行ロボット制御システムは、バッテリ残量が所定の閾値未満になると、所定の充電可能な地点に飛行ロボットを強制的に帰還させる制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−５５４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、エンジンなどの駆動部を駆動させて発電機により発電した電力をバッテリに充電させておき、このバッテリに充電した電力を使用してモータを駆動させてプロペラを回転させるマルチコプタを想定する。すると、このようなマルチコプタにおいて、特許文献１のようにバッテリ残量が所定の閾値未満になったときにマルチコプタを強制的に帰還させる制御を実施すると、駆動部用の燃料が残っていたとしても、マルチコプタが強制的に帰還されてしまい、マルチコプタの飛行時間が短くなってしまうおそれがある。
【０００５】
そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、電力を発電するために駆動する駆動部用の燃料を無駄なく使用して飛行時間を長くすることができるマルチコプタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、複数のロータと、前記ロータを駆動するモータと、前記モータへ供給する電力を充放電可能なバッテリと、を有するマルチコプタにおいて、前記電力を発電するために駆動する駆動部と、前記マルチコプタを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記駆動部用の燃料の残量が所定燃料残量よりも多い状態であって、前記バッテリの充電残量が第一所定充電残量以下の場合、および、単位時間当たりの前記バッテリの充電消費量が第一所定充電消費量よりも多い場合、の少なくとも一方に該当する場合に、前記マルチコプタの飛行を制限する第一制限制御を実施すること、を特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、バッテリの充電残量が少ない場合、および／または、単位時間当たりのバッテリの充電消費量が多いためバッテリの充電残量が少なくなるおそれがある場合であっても、駆動部用の燃料が多く残っている状態であれば、マルチコプタを強制帰還させるのではなく、マルチコプタの飛行を制限しながら継続させる。これにより、駆動部用の燃料を使用して駆動部を駆動させて発電させた電力をバッテリに充電させることによりバッテリの充電残量を回復させ（増やし）ながら、駆動部用の燃料が枯渇するまでマルチコプタを飛行させることができる。そのため、電力を発電するために駆動する駆動部用の燃料を無駄なく使用して、マルチコプタの飛行時間を長くすることができる。
【０００８】
上記の態様においては、前記制御部は、前記第一制限制御として、単位時間当たりの前記バッテリの充電消費量が第二所定充電消費量以下になるまで前記マルチコプタの高度を下げる高度降下制御を実施すること、が好ましい。
【０００９】
この態様によれば、一般に風速は高度とともに増大するため、マルチコプタの高度を下げることで、マルチコプタに作用する風が弱くなるので、マルチコプタのバランス制御に用いられる電力などを含む飛行要求出力を低くして、単位時間当たりのバッテリの充電消費量を少なくことができる。これにより、駆動部を駆動させて発電させた電力のうち消費されない余剰分の電力を、増やしつつ、バッテリに充電させることができる。そのため、より確実に、マルチコプタの飛行時間を長くすることができる。
【００１０】
上記の態様においては、前記制御部は、前記高度降下制御を実施しているときに、前記高度が所定高度以下になった場合には、前記高度降下制御から前記マルチコプタの速度を制限する速度制限制御に切り替えて実施すること、が好ましい。
【００１１】
この態様によれば、マルチコプタの高度を下げても単位時間当たりのバッテリの充電消費量を十分に少なくすることが出来なかったとしても、マルチコプタの速度を下げることにより、単位時間当たりのバッテリの充電消費量を更に少なくすることができる。そのため、マルチコプタの飛行時間を更に長くすることができる。
【００１２】
上記の態様においては、前記制御部は、前記燃料の残量が所定燃料残量以下の状態であって、前記バッテリの充電残量が第二所定充電残量以下の場合、および、単位時間当たりの前記バッテリの充電消費量が第三所定充電消費量よりも多い場合、の少なくとも一方に該当する場合に、前記マルチコプタを強制着陸させる着陸制御を実施し、前記第一制限制御を実施している状況下で前記着陸制御を実施する場合にて、前記第二所定充電残量あるいは前記第三所定充電消費量は、前記第一制限制御を実施していない状況下で前記着陸制御を実施する場合よりも、少なく設定されること、が好ましい。
【００１３】
この態様によれば、第一制限制御を実施している状況下において、マルチコプタの高度が下げられていることからマルチコプタを着陸させること自体が容易になるため、マルチコプタを強制着陸させる着陸制御を実施する際の閾値となる第二所定充電残量あるいは第三所定充電消費量が少なく設定される。これにより、マルチコプタを強制着陸させるタイミングを出来るだけ遅らせることができるので、マルチコプタの飛行時間を更に長くすることができる。
【００１４】
上記の態様においては、前記制御部は、前記第一制限制御の実施を解除した場合に、前記マルチコプタの最大高度および最大速度の少なくとも一方について、前記第一制限制御の実施前よりも低く制限する第二制限制御を実施すること、が好ましい。
【００１５】
この態様によれば、第一制限制御の実施の解除後に、マルチコプタの高度および／または速度が高くなり過ぎないようにすることができる。そのため、第一制限制御の実施の解除後に、マルチコプタに作用する風の強さを抑えることができるので、再度第一制限制御が実施される事態を抑制できる。したがって、第一制限制御が繰り返し実施され難くなる。換言すれば、外環境の状況に応じた飛行を実施可能である。
【００１６】
上記の態様においては、前記制御部は、前記第一制限制御の実施時における単位時間当たりの前記バッテリの充電消費量の学習結果をもとに、前記第二制限制御の制御度合いを設定すること、が好ましい。
【００１７】
この態様によれば、外環境の状態に適合させながらマルチコプタの飛行時間を長くすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示のマルチコプタによれば、電力を発電するために駆動する駆動部用の燃料を無駄なく使用して飛行時間を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態のマルチコプタの外観斜視図である。
【図２】本実施形態のマルチコプタの構成を示すブロック図である。
【図３】ホバリング中のバランス制御についての説明図である。
【図４】ホバリング中のバランス制御についての説明図である。
【図５】移動中のバランス制御についての説明図である。
【図６】移動中のバランス制御についての説明図である。
【図７】飛行モードの設定方法を示すフローチャート図である。
【図８】図７のフローチャートに基づいて飛行モードを設定することにより実現される制御の一例を示すタイムチャート図である。
【図９】飛行制限モードの選択方法を示すフローチャート図である。
【図１０】飛行制限モードのパターン１の制御の内容を示すフローチャート図である。
【図１１】飛行制限モードのパターン２，３の制御の内容を示すフローチャート図である。
【図１２】飛行制限モードのパターン４の制御の内容を示すフローチャート図である。
【図１３】飛行制限モード解除時に行われる制御の第１実施例の内容を示すフローチャート図である。
【図１４】飛行制限モード解除時に行われる制御の第２実施例の内容を示すフローチャート図である。
【図１５】飛行制限モード解除時に行われる制御の第３実施例の内容を示すフローチャート図である。
【図１６】所定値Ｃ３に関する説明図としてのタイムチャート図である。
【図１７】ステップＳ１の条件の変形例を示す図である。
【図１８】ステップＳ１の条件の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本開示のマルチコプタの実施形態について説明する。
【００２１】
＜マルチコプタの概要について＞
（マルチコプタの構成）
図１に示すように、本実施形態のマルチコプタ１は、機体１１と、バッテリ１２と、エンジン発電ユニット１３と、燃料タンク１４と、制御部１５などを有する。
【００２２】
機体１１は、プロペラ１１ａと、モータ１１ｂと、天板１１ｃと、足１１ｄを備えている。なお、プロペラ１１ａは、本開示の「ロータ」の一例である。
【００２３】
プロペラ１１ａは、複数（図１示す例では、８つ）設けられている。そして、この複数のプロペラ１１ａを同時に回転させることにより、マルチコプタ１は飛行する。
【００２４】
モータ１１ｂは、各々のプロペラ１１ａに設けられ、プロペラ１１ａを駆動する。モータ１１ｂは、図２に示すように、後述するＥＳＣ１９（インバータ（不図示））とパワーコントロールユニット１８とを介して、バッテリ１２や後述するジェネレータ１３ｂに電気的に接続されている。これにより、ジェネレータ１３ｂにて発電された電力やバッテリ１２から放電される電力が、パワーコントロールユニット１８とＥＳＣ１９とを介して、モータ１１ｂに供給される。
【００２５】
また、図１に示すように、天板１１ｃの下に、マルチコプタ１が着陸するときに接地する部分である足１１ｄが設けられている。
【００２６】
バッテリ１２は、図１に示すように天板１１ｃの上に設けられている。このバッテリ１２は、電力を充放電する充放電部（二次電池、蓄電池）である。図２に示すように、バッテリ１２は、パワーコントロールユニット１８を介して、後述するジェネレータ１３ｂと電気的に接続されており、ジェネレータ１３ｂで発電された電力を充電する。また、バッテリ１２は、パワーコントロールユニット１８とＥＳＣ１９とを介して、モータ１１ｂと電気的に接続されており、モータ１１ｂに供給する電力を放電する。また、バッテリ１２において、バッテリ１２の電流・電圧やバッテリ１２の温度やＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ、充電率）を検出するセンサが設けられており、該センサはそれらの情報に関する信号を制御部１５へ送る。
【００２７】
エンジン発電ユニット１３は、図１に示すように、天板１１ｃの下に設けられている。図２に示すように、このエンジン発電ユニット１３は、エンジン１３ａとジェネレータ（発電機）１３ｂを備えている。エンジン１３ａは、ジェネレータ１３ｂの動力源であって、例えば、小型のディーゼルエンジンやレシプロエンジンなどである。すなわち、エンジン１３ａは、モータ１１ｂまたはバッテリ１２へ供給する電力をジェネレータ１３ｂで発電するために駆動する。また、エンジン１３ａは、制御部１５から、発電電力指示の信号を受け取る。なお、エンジン１３ａは、本開示の「駆動部」の一例である。
【００２８】
燃料タンク１４は、図１に示すように、天板１１ｃの上に設けられたタンク固定台１６の上に設けられている。この燃料タンク１４は、エンジン１３ａを駆動させるために使用する燃料（例えば、ガソリン）を貯留している。図２に示すように、燃料タンク１４に設けられた不図示のレベルセンサが、制御部１５へ燃料の残量の情報に関する信号を送る。
【００２９】
制御部１５は、図１に示すように、天板１１ｃの上に設けられている。この制御部１５は、小型のコンピュータとして構成されており、マルチコプタ１の全体を制御する。例えば、制御部１５は、エンジン１３ａの駆動を制御して、ジェネレータ１３ｂでの発電を制御する。
【００３０】
また、マルチコプタ１は、図２に示すように、ＦＣ（フライトコントローラ）１７と、パワーコントロールユニット１８と、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｓｐｅｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１９と、コントローラ２０と、各種センサ２１を有する。
【００３１】
ＦＣ１７は、マルチコプタ１の飛行の制御を行う装置である。このＦＣ１７は、制御部１５とＥＳＣ１９へ推力指示の信号を送る一方で、制御部１５からＳＯＣの情報に関する信号を受け取る。また、ＦＣ１７は、コントローラ２０から使用者の操作指示の信号を受け取り、各種センサ２１から検出結果の情報に関する信号を受け取る。
【００３２】
パワーコントロールユニット１８は、モータ１１ｂへ供給される電力を制御する装置である。このパワーコントロールユニット１８は、ジェネレータ１３ｂで発電された電力を受給したり、バッテリ１２との間で電力の供給および受給を行ったり、ＥＳＣ１９へ電力を供給したりする。また、パワーコントロールユニット１８は、制御部１５から充放電切替指示の信号を受け取る。
【００３３】
ＥＳＣ１９は、モータ１１ｂの回転数を制御する装置である。このＥＳＣ１９は、パワーコントロールユニット１８から供給される電力を、駆動電力として、モータ１１ｂに供給する。また、ＥＳＣ１９は、ＦＣ１７から推力指示の信号を受け取る。
【００３４】
また、コントローラ２０は、マルチコプタ１の使用者が持つ操作部であり、例えば、ジョイスティックである。また、各種センサ２１は、高度や姿勢や緯度や経度や加速度や障害物などを検出するセンサである。
【００３５】
また、本実施形態のマルチコプタ１においては、モータ１１ｂとバッテリ１２とエンジン１３ａによりシリーズハイブリッドシステムが構成されている。すなわち、マルチコプタ１においては、エンジン１３ａが発電のみに使用され、モータ１１ｂがプロペラ１１ａの駆動に使用され、さらに電力を回収するためのバッテリ１２を有するシステムが構成されている。このようにして、マルチコプタ１は、エンジン１３ａの駆動によりジェネレータ１３ｂにて発電し、発電した電力でモータ１１ｂを駆動してプロペラ１１ａを駆動することにより、飛行する。また、マルチコプタ１は、エンジン１３ａの駆動によりジェネレータ１３ｂにて発電した際の余剰電力を、バッテリ１２に一旦蓄え、必要に応じてモータ１１ｂの駆動に用いる。
【００３６】
（マルチコプタの作用）
このような構成のマルチコプタ１は、モータ１１ｂに電力を供給し、複数のプロペラ１１ａを回転させることにより飛行する。そして、プロペラ１１ａの回転数を制御し、プロペラ１１ａの回転によって得られる揚力をマルチコプタ１自体の重力とバランスさせることで、マルチコプタ１のホバリング飛行や前進・後進・左右移動飛行を実現させることができる。また、プロペラ１１ａにより発生させる揚力を大きくしてマルチコプタ１の上昇飛行を実現させることができ、プロペラ１１ａにより発生させる揚力を小さくしてマルチコプタ１の下降飛行を実現させることができる。また、各々のプロペラ１１ａの回転数を制御して、複数のプロペラ１１ａの回転によって発生する揚力に不均衡を生じさせることにより、マルチコプタ１の前進・後進・左右移動飛行を実現することができる。そして、相対するプロペラ１１ａの回転数に差を設けることにより、旋回（回転）飛行を実現することができる。
【００３７】
（マルチコプタのバランス制御について）
ここで、マルチコプタ１のバランス制御について説明する。まず、マルチコプタ１がホバリングしているとき（ホバリング（飛行）中）は、図３に示すように、プロペラ１１ａの回転によって得られる揚力ＬＦＡ，ＬＦＢと重力Ｇとが釣り合うようにして、バランス制御が行われる。そこで、このようにマルチコプタ１がホバリングしているときに、図４に示すように、外部から強い横風が吹いた場合を想定すると、風によりマルチコプタ１を横転させようとする力ＦＡが作用する。そのため、マルチコプタ１が横転することを回避してその場にてホバリングすることを維持しようとする力を得るため、揚力ＬＦＢを大きくするように、バランス制御が行われる。
【００３８】
また、マルチコプタ１が移動しているときは、図５に示すように、マルチコプタ１が移動（飛行）することで相対的にマルチコプタ１が受ける空気抵抗が発生する。そして、このとき、空気抵抗による力ＦＢ（すなわち、空気抵抗によりマルチコプタ１に作用する力）と重力Ｇとに釣り合うように揚力ＬＦＡ，ＬＦＢを発生させて、バランス制御を行う。そこで、このようにマルチコプタ１が移動しているときに、図６に示すように、向かい風でマルチコプタ１が強い空気抵抗を受けた場合を想定すると、空気抵抗による力ＦＢが上昇する。そのため、空気抵抗による力ＦＢが上昇した分、揚力ＬＦＡ，ＬＦＢを大きくして、さらに、機体１１（マルチコプタ１）も斜めに傾けて、バランス制御を行う。
【００３９】
＜飛行モードについて＞
高い高度では風が強く（風速が大きく）なる。そのため、マルチコプタ１の飛行高度Ｚが高い場合にはマルチコプタ１に作用する風が強くなるので、マルチコプタ１の飛行要求出力（マルチコプタ１が飛行するために必要とされる出力）が高くなる。すなわち、マルチコプタ１のバランス制御などを行うために必要なモータ１１ｂの駆動電力が多くなる。そのため、エンジン１３ａを駆動させてジェネレータ１３ｂにより発電させた電力のうちモータ１１ｂの駆動にて消費されない余剰分の電力が減って、バッテリ１２に充電される電力が減るため、単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量（放電量）が多くなる。すなわち、ＳＯＣの低下速度が高くなる。そして、これにより、燃料タンク１４にガソリンが残っていても、ＳＯＣが枯渇して（０となって）、マルチコプタ１の飛行時間が短くなってしまうおそれがある。なお、マルチコプタ１を移動（すなわち、前進・後進・左右移動飛行）させる場合にも、マルチコプタ１に作用する風が強くなるので、マルチコプタ１の飛行要求出力が高くなる。
【００４０】
そこで、本実施形態では、マルチコプタ１の飛行モードとして、通常モードと強制帰還モードと強制着陸モードの他に、飛行制限モードを設ける。そして、制御部１５は、図７に示すフローチャートに基づいて算出して設定した飛行モードの制御を実施する。
【００４１】
図７に示すように、制御部１５は、ガソリン残量（燃料タンク１４のガソリンの残量）が所定量Ｖ１（所定燃料残量）よりも多い状態であって、かつ、ＳＯＣ（バッテリ１２の充電残量）が所定値Ｃ３（第一所定充電残量）以下の場合に該当するとの条件を満たす場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）に、マルチコプタ１の飛行を制限する飛行制限モードの制御（第一制限制御）を実施する（ステップＳ２）。
【００４２】
ここで、飛行制限モードの制御は、詳しくは、後述するように、マルチコプタ１の飛行高度Ｚや飛行速度Ｖを低くして、マルチコプタ１の飛行を制限する制御である。
【００４３】
なお、所定量Ｖ１は、例えば、燃料タンク１４のガソリンが満タン時の量を１００％とするときに、１０％に相当する量である。また、所定値Ｃ３は、例えば、１０％である。なお、ステップＳ１の条件において、所定値Ｃ３の代わりに、後述する所定値Ｃ２としてもよい。
【００４４】
また、制御部１５は、ステップＳ１の条件に該当しない（ステップＳ１：ＮＯ）が、ガソリン残量が所定量Ｖ１以下の状態であって、かつ、ＳＯＣが所定値Ｃ２以下の場合に該当するとの条件を満たす場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、強制帰還モードの制御を実施する（ステップＳ４）。ここで、強制帰還モードの制御は、マルチコプタ１を所定の場所（例えば、出発地の場所）に強制的に帰還させる制御である。なお、所定値Ｃ２は、所定値Ｃ３よりも大きく、例えば２０％である。
【００４５】
また、制御部１５は、ステップＳ３の条件に該当しない（ステップＳ３：ＮＯ）が、ガソリン残量が所定量Ｖ１以下の状態であって、かつ、ＳＯＣが所定値Ｃ３（第二所定充電残量）以下である場合に該当するとの条件を満たす場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）に、強制着陸モードの制御（着陸制御）を実施する（ステップＳ６）。ここで、強制着陸モードの制御は、マルチコプタ１を所定の場所（例えば、現在地）に強制的に着陸させる制御である。
【００４６】
また、制御部１５は、ステップＳ５の条件に該当しない場合（ステップＳ５：ＮＯ）には、通常モードの制御を実施する（ステップＳ７）。ここで、通常モードの制御は、マルチコプタ１の飛行を制限等しないで、マルチコプタ１を通常の状態で飛行させる制御である。なお、制御部１５は、通常モードの制御を実施する場合には、ＳＯＣが所定値Ｃ１よりも大きくなったらバッテリ充電モード（バッテリ１２を充電させるモード）からバッテリ放電モード（バッテリ１２を放電させるモード）に切り替え、ＳＯＣが所定値Ｃ２以下になったらバッテリ放電モードからバッテリ充電モードに切り替える。なお、所定値Ｃ１は、所定値Ｃ２よりも大きいとする。
【００４７】
このようにして図７のフローチャートに基づいて飛行モードを設定することにより実現される制御の一例を示すタイムチャート図を、図８に示す。図８に示すように、時間Ｔ１において飛行要求出力が高くなり、時間Ｔ２においてエンジン出力がハイモード（ＨＩ）にされる。その後、時間Ｔ３においてガソリン残量が所定量Ｖ１よりも多い状態で、ＳＯＣが所定値Ｃ３以下になったので、飛行制限モードの制御が実施される。そして、これにより、飛行要求出力が低くなり、ＳＯＣが回復（上昇）していく。その後、時間Ｔ４において、ＳＯＣが所定値Ｃ１に達して、エンジン出力がローモード（ＬＯＷ）にされるとともに、飛行制限モードの制御の実施が終了し、通常モードの制御が実施される。その後、時間Ｔ５において、ガソリン残量が所定量Ｖ１以下となって、さらに、ＳＯＣが所定値Ｃ３以下になったので、強制着陸モードの制御が実施される。そして、時間Ｔ６において、マルチコプタ１が着陸する。そして、このときガソリン残量が０となる。このようにして、ＳＯＣが枯渇しないようにしながら、ガソリンが枯渇するまでマルチコプタ１を飛行させることにより、マルチコプタ１の飛行時間Ｈを長くすることができる。
【００４８】
＜飛行制限モードの制御の内容について＞
次に、飛行制限モードの制御の内容について説明する。まず、飛行制限モードの制御として、飛行高度Ｚを下げる制御（高度降下制御）が考えられる。すなわち、一般に上空に行くほど風が強く（風速が高く）なるので、飛行高度Ｚが高いほど、マルチコプタ１に作用する風が強くなって、飛行要求出力が高くなる。そこで、飛行制限モードの制御として飛行高度Ｚを下げる制御を実施することにより、マルチコプタ１に作用する風を弱くして、飛行要求出力を抑えることができる。
【００４９】
また、飛行制限モードの制御として、飛行速度Ｖを下げる制御も考えられる。すなわち、飛行速度Ｖが高いほど、マルチコプタ１に作用する風が強くなって、飛行要求出力が高くなる。そこで、飛行制限モードの制御として飛行速度Ｖを下げる制御を実施することにより、マルチコプタ１に作用する風を弱くして、飛行要求出力を抑えることができる。
【００５０】
このようにして、例えばマルチコプタ１が突発的な風の影響を受けて飛行要求出力が高くなってＳＯＣが低下した場合であっても、本実施形態では、制御部１５は、飛行制限モードの制御を実施して、飛行高度Ｚおよび／または飛行速度Ｖを下げる。そして、風の影響が収まるまで、飛行制限モードの制御を実施して、飛行要求出力を抑える。これにより、バッテリ１２に電力を充電させてＳＯＣを回復（上昇）させることにより、マルチコプタ１の飛行時間を長くすることができる。そのため、マルチコプタ１を確実に目的地まで飛行させることができるようになる。
【００５１】
そこで、飛行制限モードの制御の内容について、より具体的に説明する。
【００５２】
本実施形態では、制御部１５は、図９に示すように、飛行制限モードの制御として、パターン１〜４の制御のいずれかを選択する。
【００５３】
図９に示すように、制御部１５は、マルチコプタ１がホバリングしている（ホバリング中である）場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、飛行制限モードの制御としてパターン１の制御を行う（ステップＳ１２）。
【００５４】
また、制御部１５は、マルチコプタ１がホバリングしていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、マルチコプタ１が低速飛行（例えば、速度３０ｋｍ／ｈ未満の飛行）を行っているか否かを判断する（ステップＳ１３）。
【００５５】
そして、制御部１５は、マルチコプタ１が低速飛行を行っている場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）であって、マルチコプタ１の周辺に障害物がある場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）には、飛行制限モードの制御としてパターン２の制御を行う（ステップＳ１５）。
【００５６】
一方、制御部１５は、マルチコプタ１が低速飛行を行っている場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）であって、マルチコプタ１の周辺に障害物がない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）には、飛行制限モードの制御としてパターン３の制御を行う（ステップＳ１６）。
【００５７】
また、制御部１５は、マルチコプタ１がホバリングしていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）であって、かつ、低速飛行を行っていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、飛行制限モードの制御としてパターン４の制御を行う（ステップＳ１７）。
【００５８】
次に、パターン１〜４の制御の内容について説明する。
【００５９】
（パターン１）
まず、パターン１の制御では、図１０に示すように、制御部１５は、飛行高度Ｚを（現在の飛行高度Ｚよりも）高度ΔＺ（所定の高度変化量）下げる（ステップＳ２１）。次に、制御部１５は、ＳＯＣ低下速度が０よりも高い場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、飛行高度Ｚが高度ΔＺ未満であるか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここで、「ＳＯＣ低下速度」は、ＳＯＣが低下する速度であり、単位時間あたりのバッテリ１２の充電消費量である。また、「ＳＯＣ低下速度が０よりも高い場合」とは、時間の経過に従ってＳＯＣが低下している場合ということである。
【００６０】
次に、制御部１５は、飛行高度Ｚが高度ΔＺ未満でない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）、すなわち、飛行高度Ｚが高度ΔＺ以上である場合には、ステップＳ２１に戻って、飛行高度Ｚをさらに高度ΔＺ下げる（ステップＳ２１）。
【００６１】
一方、制御部１５は、ステップＳ２２においてＳＯＣ低下速度が０以下である場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、マルチコプタ１をステップＳ２１で設定した飛行高度Ｚにて飛行させる低高度飛行を行う（ステップＳ２４）。このようにして、制御部１５は、飛行高度Ｚを低くして、マルチコプタ１の飛行（ホバリング飛行）を継続させる。ここで、「ＳＯＣ低下速度が０以下である場合」とは、時間の経過に従って、ＳＯＣが低下しておらず、ＳＯＣが維持され、または、ＳＯＣが上昇している場合ということである。
【００６２】
このようにして、パターン１の制御では、制御部１５は、飛行制限モードの制御として、ＳＯＣ低下速度が０以下になるまで、すなわち、単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量が所定充電消費量（第一所定充電消費量よりも少ない第二所定充電消費量）以下になるまで、飛行高度Ｚを下げる高度降下制御を行って、マルチコプタ１の飛行を制限する。
【００６３】
なお、制御部１５は、ステップＳ２３において、飛行高度ＺがΔＺ未満である場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）には、外乱の影響が著しく飛行を維持することが困難であると考えられるので、マルチコプタ１を着陸させる（ステップＳ２５）。
【００６４】
（パターン２）
パターン２の制御では、図１１に示すように、制御部１５は、飛行高度Ｚを高度ΔＺ下げて（ステップＳ３１）、ＳＯＣ低下速度が０よりも高い場合（ステップＳ３２：ＮＯ）に、飛行高度Ｚが所定高度（Ｚ１＋ΔＺ）未満であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。ここで、高度Ｚ１は、周辺で最も高い障害物の高さ以上の所定の高度である。なお、周辺で最も高い障害物は、マルチコプタ１に搭載した不図示のカメラにより周辺の障害物の高度確認を行ったときに、マルチコプタ１の周辺で最も高いと確認される障害物である。
【００６５】
次に、制御部１５は、飛行高度Ｚが所定高度（Ｚ１＋ΔＺ）未満でない場合（ステップＳ３３：ＮＯ）、すなわち、飛行高度Ｚが所定高度（Ｚ１＋ΔＺ）以上である場合には、ステップＳ３１に戻って、飛行高度Ｚをさらに高度ΔＺ下げる（ステップＳ３１）。
【００６６】
一方、制御部１５は、ステップＳ３２においてＳＯＣ低下速度が０以下である場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）には、マルチコプタ１をステップＳ３１で設定した飛行高度Ｚにて飛行させる低高度飛行を行う（ステップＳ３４）。このようにして、制御部１５は、飛行高度Ｚを低くして、マルチコプタ１の飛行を継続させる。
【００６７】
また、制御部１５は、ステップＳ３３において、飛行高度Ｚが所定高度（Ｚ１＋ΔＺ）未満である場合（ステップＳ３３：ＹＥＳ）には、飛行高度Ｚを下げないで、飛行速度Ｖを（現在の飛行速度Ｖよりも）速度ΔＶ（所定の速度変化量）下げる（ステップＳ３５）。すなわち、制御部１５は、飛行制限モードの制御について、高度降下制御から速度制限制御に切り替える。
【００６８】
次に、制御部１５は、ＳＯＣ低下速度が０よりも高い場合（ステップＳ３６：ＮＯ）には、飛行速度Ｖが速度ΔＶ未満であるか否かを判断する（ステップＳ３７）。
【００６９】
そして、制御部１５は、飛行速度Ｖが速度ΔＶ未満でない場合（ステップＳ３７：ＮＯ）、すなわち、飛行速度Ｖが速度ΔＶ以上である場合には、ステップＳ３５に戻って、飛行速度Ｖをさらに速度ΔＶ下げる（ステップＳ３５）。
【００７０】
一方、制御部１５は、ステップＳ３６においてＳＯＣ低下速度が０以下である場合（ステップＳ３６：ＹＥＳ）には、マルチコプタ１をステップＳ３１で設定した飛行高度Ｚにより、また、ステップＳ３５で設定した飛行速度Ｖにより、低高度・低速飛行を行う（ステップＳ３８）。このようにして、制御部１５は、飛行高度Ｚと飛行速度Ｖを低くして、マルチコプタ１の飛行を継続させる。
【００７１】
なお、制御部１５は、ステップＳ３７において、飛行速度Ｖが速度ΔＶ未満である場合（ステップＳ３７：ＹＥＳ）には、外乱の影響が著しく飛行を維持することが困難であると考えられるので、その場にマルチコプタ１を着陸させる（ステップＳ３９）。
【００７２】
このようにして、本実施例では、制御部１５は、飛行制限モードの制御として、高度降下制御を実施しているときに、飛行高度Ｚが所定高度（Ｚ１＋ΔＺ）未満になった場合には、高度降下制御から速度制限制御に切り替えて、そのときの飛行高度Ｚにて飛行速度Ｖを制限しながらマルチコプタ１を飛行させる。あるいは、制御部１５は、状況に応じてマルチコプタ１をその場に着陸させる。
【００７３】
（パターン３）
パターン３の制御では、制御部１５は、パターン２の制御と異なる点として、図１１に示すステップＳ３３において、飛行高度Ｚが所定高度（Ｚ２＋ΔＺ）未満であるか否かを判断する（ステップＳ３３）。ここで、高度Ｚ２は、マルチコプタ１をすぐに着陸させることができる高度として学習した高度であり、例えば、過去にマルチコプタ１の着陸制御時に降下速度を減速し始めた高度とする。なお、高度Ｚ２の学習は、マルチコプタ１の着陸時に毎回行うものである。
【００７４】
このようにして、パターン３の制御では、制御部１５は、飛行制限モードの制御として、高度降下制御を実施しているときに、飛行高度Ｚが所定高度（Ｚ２＋ΔＺ）未満になった場合には、高度降下制御から速度制限制御に切り替えて、そのときの飛行高度Ｚにて飛行速度Ｖを制限しながらマルチコプタ１を飛行させる。あるいは、制御部１５は、状況に応じてマルチコプタ１をその場に着陸させる。
【００７５】
（パターン４）
パターン４の制御は、飛行高度Ｚよりも先に飛行速度Ｖを制限する制御である。パターン４の制御では、図１２に示すように、制御部１５は、飛行速度Ｖを速度ΔＶ下げる（ステップＳ４１）。次に、制御部１５は、ＳＯＣ低下速度が０よりも高い場合（ステップＳ４２：ＮＯ）には、飛行速度Ｖが速度ΔＶ未満であるか否かを判断する（ステップＳ４３）。
【００７６】
そして、制御部１５は、飛行速度Ｖが速度ΔＶ未満でない場合（ステップＳ４３：ＮＯ）、すなわち、飛行速度Ｖが速度ΔＶ以上である場合には、ステップＳ４１に戻って、飛行速度Ｖをさらに速度ΔＶ下げる（ステップＳ４１）。
【００７７】
一方、制御部１５は、ステップＳ４２においてＳＯＣ低下速度が０以下である場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）には、マルチコプタ１をステップＳ４１で設定した飛行速度Ｖにて飛行させる低速飛行を行う（ステップＳ４４）。このようにして、制御部１５は、飛行速度Ｖを低くして、マルチコプタ１の飛行を継続させる。
【００７８】
また、制御部１５は、ステップＳ４３において飛行速度Ｖが速度ΔＶ未満である場合（ステップＳ４３：ＹＥＳ）には、飛行速度Ｖを０とし、かつ、飛行高度Ｚを高度ΔＺ下げる（ステップＳ４５）。次に、制御部１５は、ＳＯＣ低下速度が０よりも高い場合（ステップＳ４６：ＮＯ）には、飛行高度Ｚが高度ΔＺ未満であるか否かを判断する（ステップＳ４８）。
【００７９】
そして、制御部１５は、飛行高度ＺがΔＺ未満でない場合（ステップＳ４８：ＮＯ）、すなわち、飛行高度ＺがΔＺ以上である場合には、ステップＳ４５に戻って、飛行高度Ｚをさらに高度ΔＺ下げる（ステップＳ４５）。
【００８０】
一方、制御部１５は、ステップＳ４６においてＳＯＣ低下速度が０以下である場合（ステップＳ４６：ＹＥＳ）には、マルチコプタ１をステップＳ４５で設定した飛行高度Ｚにてホバリングさせる低高度・ホバリング飛行を行う（ステップＳ４７）。このようにして、制御部１５は、飛行高度Ｚを低くして、マルチコプタ１のホバリング飛行を行う。
【００８１】
なお、制御部１５は、ステップＳ４８において、飛行高度Ｚが高度ΔＺ未満である場合（ステップＳ４８：ＹＥＳ）には、外乱の影響が著しく飛行を維持することが困難であると考えられるので、マルチコプタ１をその場に着陸させる（ステップＳ４９）。
【００８２】
＜飛行制限モード解除時について＞
本実施形態では、ＳＯＣがある程度回復（上昇）すると、飛行制限モードの制御の実施を解除して、通常モードの制御を実施する。ここで、このように飛行制限モードの制御の実施を解除する飛行制限モード解除時に、飛行高度Ｚや飛行速度Ｖを飛行制限モードの制御の実施前における元の値に復帰させると、マルチコプタ１に作用する風が強くなって飛行要求出力が高くなり、飛行制限モードの制御が繰り返し実施されるおそれがある。
【００８３】
そこで、本実施形態では、飛行制限モード解除時に、飛行高度Ｚや飛行速度Ｖを飛行制限モードの制御の実施前における元の値に復帰させないようにする。具体的には、制御部１５は、飛行制限モード解除時に実施する制御として、以下の実施例の制御を実施する。
【００８４】
（第１実施例）
本実施例は、飛行制限モードの制御の実施時において飛行高度Ｚのみ制限した場合の実施例である。本実施例では、図１３に示すように、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施時のＳＯＣ変化率の変化（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量の変化）から復帰高度Ｚａを算出する（ステップＳ５１）。ここで、復帰高度Ｚａを算出する際には、例えば、ユーザ（使用者）が過去にマルチコプタ１を飛行させたときのマルチコプタ１の飛行時間を記憶しておき、このマルチコプタ１の飛行時間に対応可能なＳＯＣ変化率となるように復帰高度Ｚａを算出する。次に、制御部１５は、飛行高度Ｚを復帰高度Ｚａに設定し（ステップＳ５２）、マルチコプタ１を復帰高度Ｚａにて飛行させる。そして、制御部１５は、飛行高度Ｚの最大値（マルチコプタ１の最大高度）を、飛行制限モードの制御の実施前よりも低く制限する制御（第二制限制御）を実施する（ステップＳ５３）。
【００８５】
このようにして、本実施例では、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施を解除した場合に、飛行高度Ｚの最大値について、飛行制限モードの制御の実施前よりも低く制限する制御を実施する。そして、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施時におけるＳＯＣ変化率の学習結果をもとに、ステップＳ５３における制御（第二制限制御）の制御度合い（飛行高度Ｚの最大値）を設定する。
【００８６】
（第２実施例）
本実施例は、飛行制限モードの制御の実施時において飛行速度Ｖのみ制限した場合の実施例である。本実施例では、図１４に示すように、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施時のＳＯＣ変化率の変化から復帰速度Ｖａ（復帰時平行移動速度）を算出する（ステップＳ６１）。ここで、復帰速度Ｖａを算出する際には、例えば、ユーザが過去にマルチコプタ１を飛行させたときのマルチコプタ１の飛行時間を記憶しておき、このマルチコプタ１の飛行時間に対応可能なＳＯＣ変化率となるように復帰速度Ｖａを算出する。次に、制御部１５は、飛行速度Ｖを復帰速度Ｖａに設定し（ステップＳ６２）、マルチコプタ１を復帰速度Ｖａにて飛行させる。そして、制御部１５は、飛行速度Ｖの最大値（マルチコプタ１の最大速度）を、飛行制限モードの制御の実施前よりも低く制限する制御（第二制限制御）を実施する（ステップＳ６３）。
【００８７】
このようにして、本実施例では、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施を解除した場合に、飛行速度Ｖの最大値について、飛行制限モードの制御の実施前よりも低く制限する制御を実施する。そして、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施時におけるＳＯＣ変化率の学習結果をもとに、ステップＳ６３における制御（第二制限制御）の制御度合い（飛行速度Ｖの最大値）を設定する。
【００８８】
（第３実施例）
本実施例は、飛行制限モード設定時において飛行高度Ｚと飛行速度Ｖを制限した場合の実施例である。本実施例では、図１５に示すように、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施時のＳＯＣ変化率の変化から復帰高度Ｚａと復帰速度Ｖａを算出する（ステップＳ７１）。次に、制御部１５は、飛行高度Ｚを復帰高度Ｚａに、かつ、飛行速度Ｖを復帰速度Ｖａに設定して（ステップＳ７２）、マルチコプタ１を復帰高度Ｚａと復帰速度Ｖａにて飛行させる。そして、制御部１５は、飛行高度Ｚの最大値と飛行速度Ｖの最大値を、飛行制限モードの制御の実施前よりも低く制限する制御（第二制限制御）を実施する（ステップＳ７３）。
【００８９】
このようにして、本実施例では、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施を解除した場合に、飛行高度Ｚの最大値と飛行速度Ｖの最大値について、飛行制限モードの制御の実施前よりも低く制限する制御を実施する。そして、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施時におけるＳＯＣ変化率の学習結果をもとに、ステップＳ７３における制御（第二制限制御）の制御度合い（飛行高度Ｚの最大値と飛行速度Ｖの最大値）を設定する。
【００９０】
＜所定値Ｃ３について＞
飛行制限モードの制御が実施されて飛行高度Ｚが下げられる場合には、飛行制限モードの制御を実施しない場合に比べて、マルチコプタ１を着陸させること自体が容易になる。そこで、本実施形態では、飛行制限モードの制御を実施している状況下で強制着陸モードの制御を実施する場合において、強制着陸モードの制御を実施する際の閾値となる所定値Ｃ３を、飛行制限モードの制御を実施していない状況下で強制着陸モードの制御を実施する場合よりも、小さく設定する。そこで、図１６に示すようなタイムチャートの一例を用いて、所定値Ｃ３について説明する。
【００９１】
図１６に示すように、時間Ｔ１１において、ガソリン残量が所定量Ｖ１よりも多い状態で、かつ、ＳＯＣが所定値Ｃ２以下になったので、マルチコプタ１の飛行モードが飛行制限モードに設定され、飛行高度Ｚが高度ΔＺ下げられる（高度降下制御が実施される）。なお、ここでは、図７のステップＳ１１におけるＳＯＣの条件を、ＳＯＣが所定値Ｃ２以下の場合に該当するとの条件としている。
【００９２】
そして、その後、時間Ｔ１２から時間Ｔ１４まで、ＳＯＣ低下速度が０よりも大きく、かつ、飛行高度Ｚが０より大きいので、飛行高度Ｚが高度ΔＺずつ下げられる（高度降下制御が実施される）。そして、時間Ｔ１４以降において、ＳＯＣ低下速度が０以下になったので、すなわち、マルチコプタ１の飛行が制限された結果、バッテリ１２に電力が充電されてＳＯＣが上昇するように（ＳＯＣ低下速度が０以下（０または負の値）に）なったので、時間Ｔ１４において設定された飛行高度Ｚにて低高度飛行が行われる。
【００９３】
そして、その後、時間Ｔ１５において、ＳＯＣが所定値Ｃ２以下の状態でガソリン残量がＶ１以下になったので、マルチコプタ１の飛行モードが強制帰還モードに設定される。
【００９４】
その後、時間Ｔ１６において、ガソリン残量が０になり、エンジン出力が足りなくなるので、ＳＯＣが低下し始める。その後、時間Ｔ１７において、ＳＯＣが所定値Ｃ３以下になったので、マルチコプタ１の飛行モードが強制着陸モードに設定され、時間Ｔ１８において、マルチコプタ１が着陸する。
【００９５】
ここで、所定値Ｃ３は、飛行制限モードの実施により飛行高度Ｚが制限された状況下で強制着陸モードが実施される場合の値に設定されており、以下の数式１により算出される。
［数１］
Ｃ３＝ａ×ｚｉ
【００９６】
また、係数値ａは、飛行高度Ｚを高度ΔＺｘ下げたときのＳＯＣ変化率の値である。また、現在高度ｚｉは、現在の飛行高度Ｚ（飛行高度Ｚを高度ΔＺｘ下げた後の高度）である。
【００９７】
係数値ａは、以下の数式２により算出される。ここでは、係数値ａは、例えば、図１６にて破線αで囲むようにして示すように、時間Ｔ１６と時間Ｔ１７との間において、飛行高度Ｚを高度ΔＺｘ下げたときのＳＯＣ変化率の測定値として算出されるものとする。なお、ΔＳＯＣは、飛行高度Ｚを高度ΔＺｘ下げたときのＳＯＣの変化量である。
［数２］
ａ＝ΔＳＯＣ／ΔＺｘ
【００９８】
このようにして所定値Ｃ３は、飛行制限モードの実施により飛行高度Ｚが制限されていない状況下で強制着陸モードが実施される場合の所定値Ｃ３ａ（図１６参照）よりも、小さく設定されている。すなわち、飛行制限モードの制御を実施している状況下で強制着陸モードの制御を実施する場合において、所定値Ｃ３（第二所定充電残量）は、飛行制限モードの制御を実施していない状況下で強制着陸モードの制御を実施する場合よりも、小さく（少なく）設定される。これにより、強制着陸モードの制御が開始される時間を、図１６にて矢印ＡＲで示すように時間Ｔ１７ａから時間Ｔ１７へ遅らせることができるので、マルチコプタ１の飛行時間を長くすることができる。
【００９９】
＜変形例について＞
また、本実施形態において、以下のような変形例も考えられる。例えば、図７のステップＳ１の条件は、ＳＯＣの値に関する条件の代わりに、ＳＯＣの低下速度（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量）に関する条件であってもよい。すなわち、ステップＳ１の条件は、ガソリン残量が所定量Ｖ１より多い状態であって、かつ、ＳＯＣの低下速度が所定速度よりも高い（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量が第一所定充電消費量よりも多い）場合に該当するとの条件であってもよい。
【０１００】
具体的には、例えば、図１７に示すように、ステップＳ１の条件は、ガソリン残量が所定量Ｖ１より多い状態であって、かつ、飛行高度Ｚの風速が所定値Ｗ１（例えば、１５ｍ／ｓ）よりも大きい場合に該当するとの条件であってもよい。また、例えば、図１８に示すように、ステップＳ１の条件は、ガソリン残量が所定量Ｖ１より多い状態であって、かつ、モータ出力差が所定値Ｍ１（例えば、５００Ｗ）よりも大きい場合に該当するとの条件であってもよい。ここで、モータ出力差とは、モータ出力の最大値と最小値との差であり、すなわち、各モータ１１ｂのうちモータ出力（モータ１１ｂを駆動させるための電力）が最大のモータ１１ｂの出力値（電力）とモータ出力が最小のモータ１１ｂの出力値（電力）との差である。
【０１０１】
なお、ステップＳ１の条件は、ＳＯＣの値に関する条件とＳＯＣの低下速度に関する条件の両方の条件であってもよい。すなわち、ステップＳ１の条件は、ガソリン残量が所定量Ｖ１より多い状態であって、かつ、ＳＯＣが所定値Ｃ３以下の場合、および、ＳＯＣの低下速度が所定速度よりも高い場合に該当するとの条件であってもよい。
【０１０２】
＜本実施形態の作用効果について＞
以上のように本実施形態のマルチコプタ１において、制御部１５は、ガソリン残量が所定量Ｖ１よりも多い状態であって、ＳＯＣが所定値Ｃ３以下の場合、および、ＳＯＣ低下速度が所定速度よりも高い場合、の少なくとも一方に該当する場合に、飛行制限モードの制御を実施する。
【０１０３】
このようにして、ＳＯＣが低い場合（バッテリ１２の充電残量が少ない場合）、および／または、ＳＯＣ低下速度が高いため（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量が多いため）ＳＯＣが低くなるおそれがある場合であっても、燃料タンク１４にガソリンが多く残っている状態であれば、マルチコプタ１を強制帰還させるのではなく、マルチコプタ１の飛行を制限しながら継続させる。これにより、燃料タンク１４のガソリンを使用してエンジン１３ａを駆動させてジェネレータ１３ｂで発電させた電力をバッテリ１２に充電させることによりＳＯＣを回復（上昇）させながら、燃料タンク１４のガソリンが枯渇するまでマルチコプタ１を飛行させることができる。そのため、燃料タンク１４のガソリンを無駄なく使用して、マルチコプタ１の飛行時間を長くすることができる。
【０１０４】
また、飛行高度Ｚが高いほど、マルチコプタ１に作用する風が強くなるので、マルチコプタ１のバランス制御に用いられる電力が大きくなる。そこで、制御部１５は、飛行制限モードの制御として、ＳＯＣ低下速度（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量）が０（第二所定充電消費量）以下になるまで飛行高度Ｚを下げる高度降下制御を実施する。
【０１０５】
このようにして、一般に風速は高度とともに増大するため、飛行高度Ｚを下げることで、マルチコプタ１に作用する風が弱くなるので、マルチコプタのバランス制御に用いられる電力などを含む飛行要求出力を低くして、ＳＯＣ低下速度を低く（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量を少なく）することができる。これにより、エンジン１３ａを駆動させてジェネレータ１３ｂで発電させた電力のうち消費されない余剰分の電力を、増やしつつ、バッテリ１２に充電させることができる。そのため、より確実に、マルチコプタ１の飛行時間を長くすることができる。また、飛行制限モードの制御の実施が解除された後も、マルチコプタ１の飛行を継続できる。
【０１０６】
また、飛行速度Ｖを下げることによっても、マルチコプタ１に作用する風が弱くなるので、飛行要求出力を低くして、ＳＯＣ低下速度を低くすることができる。そこで、制御部１５は、高度降下制御を実施しているときに、飛行高度Ｚが所定高度Ｚ１（またはＺ２）以下になった場合には、高度降下制御から飛行速度Ｖを制限する速度制限制御に切り替えて実施する。
【０１０７】
このようにして、飛行高度Ｚを下げてもＳＯＣ低下速度を十分に低く（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量を十分に少なく）することが出来なかったとしても、飛行速度Ｖを下げることにより、ＳＯＣ低下速度を更に低く（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量を更に少なく）することができる。そのため、マルチコプタ１の飛行時間を更に長くすることができる。
【０１０８】
また、飛行制限モードの制御が実施されて飛行高度Ｚが低く制御される場合には、飛行制限モードの制御を実施しない場合に比べて、マルチコプタ１を着陸させること自体が容易になる。そこで、飛行制限モードの制御を実施している状況下で強制着陸モードの制御を実施する場合において、所定値Ｃ３（第二所定充電残量）は、飛行制限モードの制御を実施していない状況下で強制着陸モードの制御を実施する場合よりも、小さく（少なく）設定される。
【０１０９】
このようにして、飛行制限モードの制御を実施している状況下において、飛行高度Ｚが下げられていることからマルチコプタ１を着陸させること自体が容易になるため、強制着陸モードの制御を実施する際の閾値となる所定値Ｃ３（第二所定充電残量）が小さく（少なく）設定される。これにより、マルチコプタ１を強制着陸させるタイミングを出来るだけ遅らせることができるので、マルチコプタ１の飛行時間を更に長くすることができる。
【０１１０】
また、制御部１５は、飛行制限モードの制御を解除した場合に、飛行高度Ｚの最大値および飛行速度Ｖの最大値の少なくとも一方について、飛行制限モードの制御の実施前よりも低く制限する第二制限制御を実施する。
【０１１１】
これにより、飛行制限モードの制御の実施の解除後に、飛行高度Ｚおよび／または飛行速度Ｖが高くなり過ぎないようにすることができる。そのため、飛行制限モードの制御の実施の解除後に、マルチコプタ１に作用する風の強さを抑えることができるので、再度飛行制限モードの制御が実施される事態を抑制できる。したがって、飛行制限モードの制御が繰り返し実施され難くなる。
【０１１２】
また、制御部１５は、飛行制限モードの制御の実施時におけるＳＯＣ低下速度の学習結果をもとに、第二制限制御の制御度合い（飛行高度Ｚの最大値や飛行速度Ｖの最大値）を設定する。これにより、外環境の状態に適合させながらマルチコプタ１の飛行時間を長くすることができる。
【０１１３】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【０１１４】
例えば、図７のステップＳ５の条件は、ガソリン残量が所定量Ｖ１以下の状態であって、かつ、ＳＯＣの低下速度が所定速度よりも高い（単位時間当たりのバッテリ１２の充電消費量が第三所定充電消費量よりも多い）場合に該当するとの条件であってもよい。あるいは、ステップＳ５の条件は、ガソリン残量が所定量Ｖ１以下の状態であって、かつ、ＳＯＣが所定値Ｃ３以下の場合、および、ＳＯＣの低下速度が所定速度よりも高い場合に該当するとの条件であってもよい。そして、飛行制限モードの制御を実施している状況下で強制着陸モードの制御を実施する場合において、所定速度（第三所定充電消費量）は、飛行制限モードの制御を実施していない状況下で強制着陸モードの制御を実施する場合よりも、低く（少なく）設定されるとしてもよい。
【０１１５】
また、制御部１５は、飛行制限モードの制御に関するパターン２〜４の制御において、飛行高度Ｚの制限と飛行速度Ｖの制限との順番は、図１１，１２に記載された順番に限定されるものではない。
【０１１６】
また、第二所定充電残量は、第一所定充電残量よりも低く設定されてもよい。また、第三所定充電消費量は、第一所定充電消費量よりも低く設定されてもよい。
【０１１７】
また、本開示のマルチコプタは、燃料電池システムを搭載したマルチコプタ（ハイブリッドドローン）にも適用できる。このとき、燃料電池システムは、燃料と酸化剤により発電する燃料電池と、燃料電池に燃料を供給するために駆動する燃料供給部（燃料噴射弁（インジェクタ）など）と、燃料電池で発電した電力を充放電する充放電部などを有する。そして、燃料電池が「発電部」に相当し、燃料供給部が「駆動部」に相当し、充放電部が「バッテリ」に相当する。
【０１１８】
また、本開示のマルチコプタは、エタノール燃料やＬＰガス、天然ガスなどを燃料としたエンジンや、ディーゼルエンジンなどを搭載したマルチコプタ（ハイブリッドドローン）にも適用できる。
【０１１９】
また、本開示のマルチコプタは、シリーズハイブリッドシステムが構成されているマルチコプタに限定されず、それ以外のハイブリッドシステムが構成されているマルチコプタや、エンジン動力で動作するドローンにも適用可能である。
【符号の説明】
【０１２０】
１    マルチコプタ
１１  機体
１１ａ  プロペラ（ロータ）
１１ｂ  モータ
１２  バッテリ
１３  エンジン発電ユニット
１３ａ  エンジン
１３ｂ  ジェネレータ（発電機）
１４  燃料タンク
１５  制御部
２０  コントローラ
Ｖ１  所定量（所定燃料残量）
Ｚ    飛行高度
ΔＺ  高度
Ｚ１＋ΔＺ  所定高度
Ｚ２＋ΔＺ  所定高度
Ｚａ  復帰高度
Ｖ    飛行速度
Ｖａ  復帰速度
Ｃ２  所定値
Ｃ３  所定値
【図１】
2020138594.tif 000003
【図２】
2020138594.tif 000004
【図３】
2020138594.tif 000005
【図４】
2020138594.tif 000006
【図５】
2020138594.tif 000007
【図６】
2020138594.tif 000008
【図７】
2020138594.tif 000009
【図８】
2020138594.tif 000010
【図９】
2020138594.tif 000011
【図１０】
2020138594.tif 000012
【図１１】
2020138594.tif 000013
【図１２】
2020138594.tif 000014
【図１３】
2020138594.tif 000015
【図１４】
2020138594.tif 000016
【図１５】
2020138594.tif 000017
【図１６】
2020138594.tif 000018
【図１７】
2020138594.tif 000019
【図１８】
2020138594.tif 000020