(57)【要約】【課題】複数の無人飛行体を給電場所に移動させずに給電することができ、しかも、運行予定に基づいて給電順序を変更することができる無人飛行体用給電システムを提供する。【解決手段】無人飛行体用給電システムは、運搬作業を行う複数の無人飛行体１と、無人飛行体１に給電する無人給電車３と、を備える。無人飛行体１は、飛行制御部と、運搬作業に係る荷を保持する荷保持部と、無線送電された電力を受電する受電部１８と、蓄電池と、給電させるため自機位置を無人給電車３に送信し無人給電車３を呼び出す呼出部と、を有する。無人給電車３は、走行装置３６と、送電部３８と、運行予定に基づいて、給電順序を変更する給電対象変更部３９と、を有する。【選択図】図１
2020138658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人飛行体用給電システムであって、
運搬作業を行う複数の無人飛行体と、前記複数の無人飛行体に給電する無人給電車と、運行管理部と、を備え、
前記運行管理部は、運搬作業予定に基づく前記無人飛行体の運行予定を記憶している運行記憶部を有し、
前記複数の無人飛行体は、
自機の飛行を制御する飛行制御部と、
前記運搬作業に係る荷を保持する荷保持部と、
無線送電された電力を受電する受電部と、
前記受電部によって受電された電力を蓄電する蓄電池と、
給電させるため、自機位置を前記無人給電車に送信し、前記無人給電車を呼び出す呼出部と、を有し、
前記無人給電車は、
呼び出した前記無人飛行体のもとに向かうための走行装置と、
前記呼び出した無人飛行体に無線送電する送電部と、
一方の前記無人飛行体に呼び出され移動しているときに他方の前記無人飛行体から呼び出された場合、前記一方の無人飛行体および前記他方の無人飛行体の運行予定に基づいて、前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと給電すべき対象を変更する給電対象変更部と、を有し、
前記無人給電車は、前記給電対象変更部によって給電すべき対象が前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと変更されると、前記他方の無人飛行体のもとに向かい給電する
ことを特徴とする給電システム。
【請求項２】
前記無人給電車が一方の前記無人飛行体への給電中に他方の無人飛行体から呼び出された場合、
前記給電対象変更部は、さらに、前記一方の無人飛行体および前記他方の無人飛行体の前記運行予定に基づいて、前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと給電すべき対象を変更する
ことを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
【請求項３】
前記運行予定には、運搬される荷の重量が含まれ、
前記給電対象変更部は、前記荷の重量に基づいて、給電すべき対象を変更する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の給電システム。
【請求項４】
前記無人飛行体は、前記運行管理部をさらに有し、
前記呼出部は、自機位置とともに前記運行予定を前記無人給電車に送信して前記無人給電車を呼び出し、
前記給電対象変更部は、受信した前記運行予定を参照することにより前記運行予定を認識する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項５】
前記無人給電車と通信可能なサーバをさらに備え、
前記サーバは、前記運行管理部を有し、
前記無人給電車は、前記運行記憶部内の前記運行予定を参照することにより前記運行予定を認識する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項６】
前記無人給電車は、前記呼び出した無人飛行体のもとに到着すると、当該無人飛行体に追従しながら無線送電することにより給電する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項７】
前記複数の無人飛行体は、前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行高度と、給電時における所定の飛行高度とを比較する高度比較部をさらに有し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記高度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行高度が前記所定の飛行高度になるように前記無人飛行体の飛行高度を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の給電システム。
【請求項８】
前記複数の無人飛行体は、前記無人給電車が前記自機に追従可能な所定の飛行経路を記憶している記憶部をさらに有し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記無人飛行体を前記所定の飛行経路に沿って飛行させる
ことを特徴とする請求項６または７に記載の給電システム。
【請求項９】
前記複数の無人飛行体は、前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行速度と、給電時における所定の飛行速度とを比較する速度比較部をさらに有し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記速度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行速度が前記所定の飛行速度になるように前記無人飛行体の飛行速度を制御する
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
運搬作業を行う無人飛行体に給電する無人飛行体用給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋外または屋内において運搬作業を行う無人飛行体が開発されてきた（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の無人飛行体は、ホバリング可能であるとともに自律飛行可能である。この無人飛行体は、把持装置を装着し、装着した把持装置によって荷を吸着し、荷とともに移動して運搬作業を行う。この無人飛行体は、空中を飛行するので運搬車よりも移動速度が速く、運搬作業を行うのに適している。
【０００３】
ところで、無人飛行体は、蓄電容量が少なく、運搬作業を長時間連続して行うことができない。そこで、例えば、特許文献２に記載のピッキングシステムには、複数の無人飛行体が運搬作業に向けて待機する出発部に無人飛行体を給電する給電手段が設けられている。複数の無人飛行体は、この出発部において運搬作業の合間に給電されることにより、運搬作業を行う際に電力不足になることを防止している。
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載の無人飛行体は、運搬作業の合間に出発部に戻り給電するので、出発部と運搬作業場所との間での移動を繰り返すことになる。このことは、無人飛行体の稼働効率の観点から好ましくないので問題であった。
【０００５】
また、複数の無人飛行体への給電順序は、無人飛行体の電力不足の防止や運搬作業効率向上の観点から、各無人飛行体の運行予定に基づいて柔軟に変更されることが好ましい。しかしながら、特許文献２に記載のピッキングシステムでは、無人飛行体への給電順序について考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１１４８２２号公報
【特許文献２】特開２０１８−０１６４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、複数の無人飛行体を給電場所に移動させずに給電することができ、しかも、運行予定に基づいて給電順序を変更することができる無人飛行体用給電システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る無人飛行体用給電システムは、
運搬作業を行う複数の無人飛行体と、前記複数の無人飛行体に給電する無人給電車と、運行管理部と、を備え、
前記運行管理部は、運搬作業予定に基づく前記無人飛行体の運行予定を記憶している運行記憶部を有し、
前記複数の無人飛行体は、
自機の飛行を制御する飛行制御部と、
前記運搬作業に係る荷を保持する荷保持部と、
無線送電された電力を受電する受電部と、
前記受電部によって受電された電力を蓄電する蓄電池と、
給電させるため、自機位置を前記無人給電車に送信し、前記無人給電車を呼び出す呼出部と、を有し、
前記無人給電車は、
呼び出した前記無人飛行体のもとに向かうための走行装置と、
前記呼び出した無人飛行体に無線送電する送電部と、
一方の前記無人飛行体に呼び出され移動しているときに他方の前記無人飛行体から呼び出された場合、前記一方の無人飛行体および前記他方の無人飛行体の運行予定に基づいて、前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと給電すべき対象を変更する給電対象変更部と、を有し、
前記無人給電車は、前記給電対象変更部によって給電すべき対象が前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと変更されると、前記他方の無人飛行体のもとに向かい給電することを特徴とする。
【０００９】
上記給電システムは、好ましくは、
前記無人給電車が一方の前記無人飛行体への給電中に他方の無人飛行体から呼び出された場合、
前記給電対象変更部が、さらに、前記一方の無人飛行体および前記他方の無人飛行体の前記運行予定に基づいて、前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと給電すべき対象を変更する。
【００１０】
上記給電システムは、例えば、
前記運行予定には、運搬される荷の重量が含まれ、
前記給電対象変更部が、前記荷の重量に基づいて、給電すべき対象を変更する。
【００１１】
上記給電システムは、例えば、
前記無人飛行体が、前記運行管理部をさらに有し、
前記呼出部が、自機位置とともに前記運行予定を前記無人給電車に送信して前記無人給電車を呼び出し、
前記給電対象変更部が、受信した前記運行予定を参照することにより前記運行予定を認識する。
【００１２】
上記給電システムは、例えば、
前記無人給電車と通信可能なサーバをさらに備え、
前記サーバが、前記運行管理部を有し、
前記無人給電車が、前記運行記憶部内の前記運行予定を参照することにより前記運行予定を認識する。
【００１３】
上記給電システムは、好ましくは、
前記無人給電車が、前記呼び出した無人飛行体のもとに到着すると、当該無人飛行体に追従しながら無線送電することにより給電する。
【００１４】
上記給電システムは、好ましくは、
前記複数の無人飛行体が、前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行高度と、給電時における所定の飛行高度とを比較する高度比較部をさらに有し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記高度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行高度が前記所定の飛行高度になるように前記無人飛行体の飛行高度を制御する。
【００１５】
上記給電システムは、好ましくは、
前記複数の無人飛行体が、前記無人給電車が前記自機に追従可能な所定の飛行経路を記憶している記憶部をさらに有し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記無人飛行体を前記所定の飛行経路に沿って飛行させる。
【００１６】
上記給電システムは、好ましくは、
前記複数の無人飛行体が、前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行速度と、給電時における所定の飛行速度とを比較する速度比較部をさらに有し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記速度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行速度が前記所定の飛行速度になるように前記無人飛行体の飛行速度を制御する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る無人飛行体用給電システムは、複数の無人飛行体を給電場所に移動させずに給電することができ、しかも、運行予定に基づいて給電順序を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一実施形態に係る給電システムを示す概略側面図である。
【図２】ＡおよびＢは無人飛行体を示し、Ａは上から見た斜視図であり、Ｂは下から見た斜視図であり、Ｃは受電部を示す下面図である。
【図３】図１の給電システムを示すブロック図である。
【図４】無人給電車の給電方法を示すフロー図である。
【図５】Ａは非給電時の無人飛行体の動作を示す概略上面図であり、Ｂは給電時の無人飛行体および無人給電車の動作を示す概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図を参照しつつ、本発明に係る無人飛行体用給電システムの一実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本実施形態に係る給電システムを示す概略側面図である。複数の無人飛行体１は、屋内において荷Ｌを運搬する（参照符号１は、複数の無人飛行体１のうちの任意の１機または複数機を示す参照符号として用いられる）。無人給電車３は、無人飛行体１に呼び出されると、無人飛行体１に追従しながら無線送電することにより給電する。
【００２１】
＜無人飛行体＞
図２ＡおよびＢに示すように、無人飛行体１は、円板状の本体１０と、本体１０の側面から水平に延在する４本のアーム１２と、４本のアーム１２の先端側それぞれに設けられたモータ１３と、モータ１３に設けられた回転翼１４と、本体１０の上面に設けられた略八角柱状の上部ユニット１５と、本体１０の下面に設けられた２つのスキッド１６と、２つのスキッド１６の間に設けられた荷保持部１７と、荷保持部１７の下面に設けられた受電部１８と、を有する。
【００２２】
上部ユニット１５には、無人飛行体１の位置を検出するためのカメラ１５ａおよび照明部１５ｂが設けられている。天井Ｃ全体には、無人飛行体１の位置を認識するためのマーカ（図示略）が複数設けられている。照明部１５ｂが無人飛行体１の上方を照射し、カメラ１５ａが照明部１５ｂによって照らされたマーカを含む天井Ｃを撮像して上方画像を生成する。
【００２３】
荷保持部１７は、運搬作業に係る荷Ｌを保持する。荷保持部１７は、荷Ｌが載置される載置面を有するが単なる一例であって、荷Ｌを保持することができれば、その構成を特に限定されない。
【００２４】
図２Ｃに示すように、受電部１８は、複数のレクテナ１８ａによって構成されている。レクテナ１８ａは、無人給電車３から送信されたマイクロ波を受信して直流電流に変換する。
【００２５】
図３に示すように、無人飛行体１は、蓄電池２０と、制御装置２１と、高度センサ（図示略）と、速度センサ（図示略）と、通信手段（図示略）と、をさらに有する。
【００２６】
蓄電池２０は、受電部１８に電気的に接続されている。蓄電池２０は、レクテナ１８ａによって変換された直流電流を蓄電するとともに、モータ１３に電力を供給する。蓄電池２０は、鉛蓄電池またはアルカリ蓄電池でもよい。
【００２７】
制御装置２１は、飛行制御部２１０と、記憶部２１１と、自機位置検出部２１２と、呼出部２１４と、高度比較部２１５と、速度比較部２１６と、を有する。
【００２８】
飛行制御部２１０は、各モータ１３の回転数を制御することにより、無人飛行体１のホバリングを可能にするとともに、無人飛行体１の飛行方向、飛行高度および飛行速度を制御する。
【００２９】
記憶部２１１は、マーカを含む天井Ｃ全体の画像（以下、単に「天井画像」という）を位置情報とともに予め記憶している。
【００３０】
自機位置検出部２１２は、カメラ１５ａが撮像した上方画像と、天井画像とを照合し、天井画像中のいずれの位置に上方画像が存在するのかを探索するテンプレートマッチングを行う。自機位置検出部２１２は、テンプレートマッチングの結果に基づいて無人飛行体１の水平方向の位置を検出する。さらに、自機位置検出部２１２は、高度センサによって無人飛行体１の高度を検出する。
【００３１】
呼出部２１４は、給電させるため、無人飛行体１の位置を無人給電車３に送信し、無人給電車３を呼び出す。本実施形態では、無人飛行体１は、荷Ｌを保持するとき無人給電車３を呼び出して給電させる。
【００３２】
無人飛行体１は、通常、荷Ｌを保持していないときには、無人給電車３の走行速度よりも飛行速度が速いため、無人給電車３に追従させながら給電させることが難しい。しかしながら、無人給電車３を無人飛行体１に追従させるために無人飛行体１の飛行速度を制限すると、無人飛行体１の運搬効率を下げることになる。そこで、無人飛行体１は、荷Ｌを保持し荷Ｌの重量により飛行速度が遅くなったときに無人給電車３に給電させることにより、無人飛行体１の飛行速度の制限を比較的抑えつつ無人給電車３に追従させることができる。なお、呼び出された無人給電車３が無人飛行体１のもとに到着するまで時間を要することから、呼出部２１４は、荷Ｌを保持する少し前に無人給電車３を呼び出してもよい。
【００３３】
記憶部２１１は、さらに給電時における無人飛行体１の所定の飛行高度および所定の飛行速度を記憶している。マイクロ波による給電効率は、送電側と受電側との距離に依存する。そこで、無人飛行体１と当該無人飛行体１に追従する無人給電車３との距離を一定範囲内に保ちマイクロ波による給電効率を高く保持することができるように、給電時における無人飛行体１の飛行高度および飛行速度が予め定められている。したがって、所定の飛行高度は、後述する送電部３８よりもやや高い高度に定められている。また、所定の飛行速度は、無人給電車３の走行速度と同じか、やや遅く定められている。
【００３４】
高度比較部２１５は、高度センサによって検出された無人飛行体１の高度と、所定の飛行高度とを比較し、その比較結果を飛行制御部２１０に出力する。
【００３５】
速度比較部２１６は、速度センサによって検出された無人飛行体１の飛行速度と所定の飛行速度とを比較し、その比較結果を飛行制御部２１０に出力する。
【００３６】
飛行制御部２１０は、高度比較部２１５および速度比較部２１６による比較結果に基づいて、給電時における無人飛行体１の飛行高度および飛行速度を所定の飛行高度および所定の飛行速度になるよう制御する。
【００３７】
記憶部２１１は、さらに運搬情報を記憶する。運搬情報には、荷取位置および荷置位置が含まれている。また、記憶部２１１は、さらに無人飛行体１の給電時の所定の飛行経路（以下、「給電用飛行経路」という）を記憶している。給電用飛行経路は、無人給電車３が無人飛行体１を追従することができるよう倉庫内のレイアウトと無人給電車３の走行特性とに基づいて、予め定められている。
【００３８】
飛行制御部２１０は、給電時における無人飛行体１が給電用飛行経路を飛行するよう無人飛行体１の飛行方向を制御する。
【００３９】
＜サーバ＞
図３に示すように、給電システムは、無人給電車３と通信可能なサーバ４をさらに備える。サーバ４は、運行管理部４０を有する。
【００４０】
運行管理部４０は、運行記憶部を有する。運行記憶部は、運搬作業予定に基づく無人飛行体１の運行予定を記憶している。運搬作業予定とは、例えば、倉庫等の施設で行われる運搬作業全体の予定のことである。運行予定とは、無人飛行体１ごとに定められた運搬作業の予定のことである。運行予定には、荷Ｌを荷取位置から荷置位置に置く運搬期限、荷Ｌごとの重量Ｗが含まれる。
【００４１】
＜無人給電車＞
図１および図３に示すように、無人給電車３は、本体３０と、自車位置検出部３２と、蓄電池３４と、走行装置３６と、飛行体検出部３７と、送電部３８と、給電対象変更部３９と、通信手段（図示略）と、を備える。
【００４２】
自車位置検出部３２は、公知のレーザ誘導方式によって無人給電車３の位置を検出するが単なる一例であって、無人給電車３の位置を検出する方式は、特に限定されない。自車位置検出部３２は、レーザスキャナ３２１および解析部（図示略）を有する。レーザスキャナ３２１は、本体３０の上部に設けられている。レーザスキャナ３２１は、水平方向に３６０度回転しながらレーザを送信し、屋内の所定箇所に複数配置された反射板によって反射されたレーザを受信する。解析部は、レーザスキャナ３２１の送受信の方向を解析することにより複数の反射板と無人給電車３との位置関係を特定し、この位置関係に基づいて無人給電車３の位置を検出する。
【００４３】
蓄電池３４は、送電部３８に電力を供給する。蓄電池３４は、鉛蓄電池またはアルカリ蓄電池でもよい。
【００４４】
走行装置３６は、動力部（図示略）と、車輪３６０と、操舵部３６１と、を有する。無人給電車３は、動力部の動力によって車輪３６０を回転させて走行する。操舵部３６１は、無人給電車３の位置および無人飛行体１の位置に基づいて、無人給電車３が無人飛行体１を追従することができるように車輪３６０を操舵する。動力部は、例えば、蓄電池３４によって担われてもよいし、別の蓄電池で構成されていてもよい。無人給電車３は、呼出部２１４によって呼び出されると、通信手段によって受信した無人飛行体１の位置に走行装置３６によって向かい無人飛行体１に追従する。
【００４５】
飛行体検出部３７は、上カメラ３７１および解析部（図示略）を有する。上カメラ３７１は、本体３０の上部に設けられている。上カメラ３７１は、無人給電車３の周囲を撮像し、周囲画像を生成する。解析部は、周囲画像に基づいて、無人飛行体１およびその位置を検出する。
【００４６】
送電部３８は、無人給電車３の上部に設けられている。送電部３８は、無人給電車３が無人飛行体１のもとに到着すると、飛行体検出部３７によって検出された無人飛行体１の位置にマイクロ波を送信することにより、無人飛行体１に無線送電する。送電部３８は、フェーズドアレイアンテナによって構成されていてもよいが、単なる一例であってこれに限定されない。
【００４７】
給電対象変更部３９は、運行予定に基づいて、無人給電車３が給電すべき対象を変更する。具体的には、給電対象変更部３９は、無人給電車３が一方の無人飛行体１ａに呼び出され移動しているときに他方の無人飛行体１ｂから呼び出された場合、サーバ４の運行記憶部内の無人飛行体１ａおよび無人飛行体１ｂの運行予定を参照する。次いで、給電対象変更部３９は、無人飛行体１ａの現運搬作業に係る荷Ｌ１の重量Ｗ１が所定の重量ＲＷより軽く、無人飛行体１ｂの現運搬作業に係る荷Ｌ２の重量Ｗ２が重量ＲＷ以上のとき（すなわち、Ｗ１＜ＲＷ≦Ｗ２）、無人給電車３が給電すべき対象を無人飛行体１ａから無人飛行体１ｂに変更する。
【００４８】
さらに、給電対象変更部３９は、無人給電車３が一方の無人飛行体１ａへの給電中に他方の無人飛行体１ｂから呼び出された場合、サーバ４の運行記憶部内の運行予定を参照し、無人飛行体１ａの現運搬作業に係る荷Ｌ１の重量Ｗ１が所定の重量ＲＷより軽く、無人飛行体１ｂの現運搬作業に係る荷Ｌ２の重量Ｗ２が重量ＲＷ以上のとき（すなわち、Ｗ１＜ＲＷ≦Ｗ２）、無人給電車３が給電すべき対象を無人飛行体１ａから無人飛行体１ｂに変更する。
【００４９】
荷Ｌの運搬時における無人飛行体１の電力の消費量は、運搬する荷Ｌの重量Ｗに応じて変化する。したがって、無人飛行体１は、運搬する荷Ｌの重量Ｗが重すぎると、電力を大幅に消費し運搬途中で電力不足になるおそれがある。そこで、無人給電車３は、重量ＲＷ以上の荷Ｌを運搬する無人飛行体１を優先して給電することにより、無人飛行体１が電力不足になることを防止することができる。
【００５０】
図４を参照して、無人給電車３が一方の無人飛行体１ａへの給電中に他方の無人飛行体１ｂから呼び出された場合の無人給電車３の動作について、具体的に説明する。
【００５１】
無人給電車３は、一方の無人飛行体１ａから呼び出されると（Ｓ１）、無人飛行体１ａのもとに向かい追従しながら無線送電することにより給電する（Ｓ２）。無人給電車３は、他方の無人飛行体１ｂから呼び出されなければ（Ｓ３のＮｏ）、給電が完了するまで無人飛行体１ｂに給電し続ける（Ｓ４のＮｏ、Ｓ２）。無人給電車３は、無人飛行体１ａへの給電が完了すると（Ｓ４のＹｅｓ）、無人飛行体１ａへの給電を停止し（Ｓ５）、別の無人飛行体１から呼び出されるまで待機する。
【００５２】
一方、無人給電車３は、無人飛行体１ａへの給電中に他方の無人飛行体１ｂから呼び出された場合（Ｓ３のＹｅｓ）、無人飛行体１ａの現運搬作業に係る荷Ｌ１の重量Ｗ１が所定の重量ＲＷより軽く、無人飛行体１ｂの現運搬作業の荷Ｌ２の重量Ｗ２が重量ＲＷ以上のとき（すなわち、Ｗ１＜ＲＷ≦Ｗ２）（Ｓ６のＹｅｓ）、給電対象変更部３９によって給電すべき対象を無人飛行体１ａから無人飛行体１ｂに変更する（Ｓ７）。次いで、無人給電車３は、無人飛行体１ａへの給電を停止し（Ｓ８）、無人飛行体１ｂのもとに向かい給電する（Ｓ９）。無人給電車３は、給電が完了するまで無人飛行体１ｂに給電し続ける（Ｓ１０のＮｏ、Ｓ９）。無人給電車３は、無人飛行体１ｂへの給電が完了すると（Ｓ１０のＹｅｓ）、無人飛行体１ｂへの給電を停止し（Ｓ５）、別の無人飛行体１から呼び出されるまで待機する。
【００５３】
また、無人給電車３は、無人飛行体１ａへの給電中に他方の無人飛行体１ｂから呼び出された場合であって（Ｓ３のＹｅｓ）、所定の条件（Ｗ１＜ＲＷ≦Ｗ２）を満たさないとき（Ｓ６のＮｏ）、無人飛行体１ａへ給電し続ける。
【００５４】
＜給電方法＞
次に、図５を参照して、倉庫内における給電システムの給電方法について具体的に説明する。図５Ａは、倉庫内における無人飛行体１の非給電時の動作の一例を示す概略上面図である。倉庫には、荷載置部を有する複数の棚５が、それぞれ設置されている。
【００５５】
図５Ａの無人飛行体１は、荷Ｌを保持しておらず、現在位置から荷取位置Ｐ１に向かって移動するところなので、給電用飛行経路Ｄ２ではなく、最短距離である通常の飛行経路Ｄ１に沿って移動する。このように、無人飛行体１は、棚５の上方を飛行して荷取位置Ｐ１に向かうので、棚５を迂回するよりも早く移動することができる。
【００５６】
図５Ｂは、給電時の無人飛行体１および無人給電車３の動作を示す概略上面図である。無人飛行体１は、荷取位置Ｐ１に到着すると、荷Ｌを受け取る。このとき、無人飛行体１は、給電させるため、呼出部２１４によって無人飛行体１の位置を無人給電車３に送信し無人給電車３を呼び出す。
【００５７】
無人給電車３は、無人飛行体１に呼び出されると、走行装置３６によって無人飛行体１のもとに向かう。無人給電車３は、無人飛行体１のもとに到着し、飛行体検出部３７によって無人飛行体１を検出すると、送電部３８によって無人飛行体１に無線送電する。無人給電車３は、そのまま無人飛行体１に追従しながら無線送電する。
【００５８】
無人飛行体１は、荷Ｌを保持し、かつ、飛行制御部２１０によって飛行高度および飛行速度を所定の飛行高度および飛行速度に制御しつつ、給電用飛行経路Ｄ２に沿って棚５を迂回しながら荷取位置Ｐ１から荷置位置Ｐ２まで飛行する。これにより、無人給電車３が、無人飛行体１から離されることなく追従することができる。無人給電車３は、好ましくは、無人飛行体１の真下に位置するよう無人飛行体１に追従する。この位置関係によれば、受電部１８と送電部３８が正対状態となり送信されたマイクロ波が効率よく受電部１８に吸収されるので、給電効率を高めることができる。
【００５９】
無人飛行体１ａに対する給電中、例えば、無人飛行体１ａと無人給電車３が位置Ｐ３に差し掛かったときに無人飛行体１ｂから呼び出しがあった場合、無人給電車３は、無人飛行体１ａの現運搬作業に係る荷Ｌ１の重量Ｗ１が所定の重量ＲＷより軽く、無人飛行体１ｂの現運搬作業に係る荷Ｌ２の重量Ｗ２が重量ＲＷ以上のとき（すなわち、Ｗ１＜ＲＷ≦Ｗ２）、給電対象変更部３９によって給電すべき対象を無人飛行体１ａから無人飛行体１ｂに変更する。次いで、無人給電車３は、無人飛行体１ｂのもとに向かう。無人飛行体１ａは、無人給電車３から給電されなくなったため、位置Ｐ３から荷置位置Ｐ２への最短経路である飛行経路Ｄ３へと飛行経路を変更し、飛行経路Ｄ３に沿って荷置位置Ｐ２まで飛行する。
【００６０】
このように、給電システムは、無人飛行体１が無人給電車３を呼び出し運搬作業中に給電させるので、給電のために無人飛行体１を給電場所に移動させることがない。このため、給電システムは、無人飛行体１の稼働効率を高く保持することができる。しかも、給電システムは、重量ＲＷ以上の荷Ｌを運搬する無人飛行体１を優先して給電することにより、無人飛行体１が電力不足になることをより確実に防止することができる。
【００６１】
以上、本発明に係る給電システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
【００６２】
（１）無人飛行体１が自機位置を検出する方法は、特に限定されない。例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）技術によって、無人飛行体１の位置を検出してもよい。
【００６３】
（２）自機位置検出部２１２がカメラ１５ａの撮像した上方画像からマーカを認識できるのであれば、照明部１５ｂは、無人飛行体１に設けられていなくてもよい。
【００６４】
（３）受電部１８は、無人給電車３によって送信されたマイクロ波を効率的に受電できるのであれば、本体１０に設けられてもよく、設けられる位置を特に限定されない。
【００６５】
（４）飛行体検出部３７は、無人飛行体１を検出するためのレーダをカメラの代わりに有していてもよいし、またはカメラとともに有していてもよい。
【００６６】
（５）無人給電車３は、無人飛行体１から受信した無人飛行体１の位置に基づいてマイクロ波を送信できるのであれば、飛行体検出部３７を有していなくてもよい。この場合、送電部３８は、受信した無人飛行体１の位置に基づいて無人飛行体１に無線送電し、走行装置３６は、受信した無人飛行体１の位置に基づいて無人飛行体１に追従する。
【００６７】
（６）無人飛行体１は、蓄電池２０の蓄電量Ｑが所定の第１蓄電量ＲＱ１以下になったとき（Ｑ≦ＲＱ１）も、呼出部２１４によって無人給電車３を呼び出してもよい。この場合、例えば、第１蓄電量ＲＱ１は、蓄電池２０の蓄電容量の１０％に設定してもよい。これにより、無人飛行体１は、蓄電池２０の蓄電量Ｑが残り少なくなると、無人給電車３を呼び出して給電させることにより電力不足になることを防止することができる。
【００６８】
（７）給電対象変更部３９は、さらに、無人給電車３が一方の無人飛行体１ａに呼び出され移動しているとき、または無人給電車３が一方の無人飛行体１ａへ給電しているときに他方の無人飛行体１ｂから呼び出された場合、サーバ４の運行記憶部内の無人飛行体１ａおよび無人飛行体１ｂの運行予定を参照し、各運搬期限に基づいて、給電すべき対象を無人飛行体１ａから無人飛行体１ｂに変更してもよい。
【００６９】
（８）無人飛行体１は、運行管理部４０を有していてもよい。この場合、無人飛行体１は、呼出部２１４によって自機位置とともに運行予定を無人給電車３に送信して無人給電車３を呼び出し、給電対象変更部３９は、受信した運行予定を参照することにより呼び出した無人飛行体１の運行予定を認識する。この場合、給電システムは、サーバ４を備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  無人飛行体
１０  本体
１２  アーム
１３  モータ
１４  回転翼
１５  上部ユニット
１６  スキッド
１７  荷保持部
１８  受電部
１８ａ  レクテナ
２０  蓄電池
２１  制御装置
２１０  飛行制御部
２１１  記憶部
２１２  自機位置検出部
２１４  呼出部
２１５  高度比較部
２１６  速度比較部
３  無人給電車
３０  本体
３２  自車位置検出部
３２１  レーザスキャナ
３４  蓄電池
３６  走行装置
３６０  車輪
３６１  操舵部
３７  飛行体検出部
３７１  上カメラ
３８  送電部
３９  給電対象変更部
４  サーバ
４０  運行管理部
Ｃ  天井
Ｌ  荷
【図１】
2020138658.tif 000003
【図２】
2020138658.tif 000004
【図３】
2020138658.tif 000005
【図４】
2020138658.tif 000006
【図５】
2020138658.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月24日(2020.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人飛行体用給電システムであって、
運搬作業を行う複数の無人飛行体と、前記複数の無人飛行体に給電する無人給電車と、運行管理部と、を備え、
前記運行管理部は、運搬作業予定に基づく前記無人飛行体の運行予定を記憶している運行記憶部を有し、
前記複数の無人飛行体は、
自機の飛行を制御する飛行制御部と、
前記運搬作業に係る荷を保持する荷保持部と、
無線送電された電力を受電する受電部と、
前記受電部によって受電された電力を蓄電する蓄電池と、
給電させるため、自機位置を前記無人給電車に送信し、前記無人給電車を呼び出す呼出部と、
前記無人給電車が前記自機に追従可能な所定の飛行経路を記憶している記憶部と、を有し、
前記無人給電車は、
呼び出した前記無人飛行体のもとに向かうための走行装置と、
前記呼び出した無人飛行体に無線送電する送電部と、を有し、
前記呼び出した無人飛行体のもとに到着すると、当該無人飛行体に追従しながら無線送電することにより給電し、
さらに、
一方の前記無人飛行体に呼び出され移動しているときに他方の前記無人飛行体から呼び出された場合、前記一方の無人飛行体および前記他方の無人飛行体の運行予定に基づいて、前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと給電すべき対象を変更する給電対象変更部、を有し、
前記給電対象変更部によって給電すべき対象が前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと変更されると、前記他方の無人飛行体のもとに向かい、給電し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記無人飛行体を前記所定の飛行経路に沿って飛行させる
ことを特徴とする給電システム。
【請求項２】
前記無人給電車が一方の前記無人飛行体への給電中に他方の無人飛行体から呼び出された場合、
前記給電対象変更部は、さらに、前記一方の無人飛行体および前記他方の無人飛行体の前記運行予定に基づいて、前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと給電すべき対象を変更することを特徴とする請求項１に記載の給電システム。
【請求項３】
前記運行予定には、運搬される荷の重量が含まれ、
前記給電対象変更部は、前記荷の重量に基づいて、給電すべき対象を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の給電システム。
【請求項４】
前記無人飛行体は、前記運行管理部をさらに有し、
前記呼出部は、自機位置とともに前記運行予定を前記無人給電車に送信して前記無人給電車を呼び出し、
前記給電対象変更部は、受信した前記運行予定を参照することにより前記運行予定を認識することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項５】
前記無人給電車と通信可能なサーバをさらに備え、
前記サーバは、前記運行管理部を有し、
前記無人給電車は、前記運行記憶部内の前記運行予定を参照することにより前記運行予定を認識することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項６】
前記複数の無人飛行体は、前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行高度と、給電時における所定の飛行高度とを比較する高度比較部をさらに有し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記高度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行高度が前記所定の飛行高度になるように前記無人飛行体の飛行高度を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項７】
前記複数の無人飛行体は、前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記自機の飛行速度と、給電時における所定の飛行速度とを比較する速度比較部をさらに有し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記速度比較部が比較した結果に基づいて、前記無人飛行体の飛行速度が前記所定の飛行速度になるように前記無人飛行体の飛行速度を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の給電システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る無人飛行体用給電システムは、
運搬作業を行う複数の無人飛行体と、前記複数の無人飛行体に給電する無人給電車と、運行管理部と、を備え、
前記運行管理部は、運搬作業予定に基づく前記無人飛行体の運行予定を記憶している運行記憶部を有し、
前記複数の無人飛行体は、
自機の飛行を制御する飛行制御部と、
前記運搬作業に係る荷を保持する荷保持部と、
無線送電された電力を受電する受電部と、
前記受電部によって受電された電力を蓄電する蓄電池と、
給電させるため、自機位置を前記無人給電車に送信し、前記無人給電車を呼び出す呼出部と、
前記無人給電車が前記自機に追従可能な所定の飛行経路を記憶している記憶部と、を有し、
前記無人給電車は、
呼び出した前記無人飛行体のもとに向かうための走行装置と、
前記呼び出した無人飛行体に無線送電する送電部と、を有し、
前記呼び出した無人飛行体のもとに到着すると、当該無人飛行体に追従しながら無線送電することにより給電し、
さらに、
一方の前記無人飛行体に呼び出され移動しているときに他方の前記無人飛行体から呼び出された場合、前記一方の無人飛行体および前記他方の無人飛行体の運行予定に基づいて、前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと給電すべき対象を変更する給電対象変更部、を有し、
前記給電対象変更部によって給電すべき対象が前記一方の無人飛行体から前記他方の無人飛行体へと変更されると、前記他方の無人飛行体のもとに向かい給電し、
前記飛行制御部は、前記無人飛行体が前記無人給電車によって追従および無線送電されながら飛行するとき、前記無人飛行体を前記所定の飛行経路に沿って飛行させる、ことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】