(57)【要約】  検知部（１１０）は、機体へのユーザの接触動作を検知し、モータ制御部（１２２）は、検知部（１１０）で検知されたユーザの接触動作にもとづいて、モータ（４ａ〜４ｄ）の回転を制御する。モータ制御部（１２２）は、機体をホバリング位置で自動的に停止飛行させるホバリング機能を有して構成され、検知部（１１０）がユーザの接触動作を検知している間、モータ制御部（１２２）はホバリング機能をオフに設定し、検知部（１１０）がユーザの接触動作を検知しなくなると、モータ制御部（１２２）はホバリング機能をオンに設定する。
2018020671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロータを有する無人飛行体であって、  前記ロータを駆動する電動モータと、  操作信号を取得する操作信号取得部と、  前記操作信号取得部が取得した操作信号にもとづいて、前記電動モータの回転を制御する制御部と、  機体へのユーザの接触動作を検知する検知部と、を備え、  前記制御部は、前記検知部で検知されたユーザの接触動作にもとづいて、前記電動モータの回転を制御する、  ことを特徴とする無人飛行体。
【請求項２】
前記検知部は、前記制御部を搭載する筐体の周囲に設けられる、  ことを特徴とする請求項１に記載の無人飛行体。
【請求項３】
前記検知部は、前記筐体を環囲する環状フレームに設けられる、  ことを特徴とする請求項２に記載の無人飛行体。
【請求項４】
前記制御部は、機体をホバリング位置で自動的に停止飛行させるホバリング機能を有しており、  前記検知部が、ユーザの接触動作を検知すると、前記制御部は、ホバリング機能をオフに設定する、  ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項５】
前記制御部は、前記検知部がユーザの接触動作を検知している間、ホバリング機能をオフに設定し、前記検知部がユーザの接触動作を検知しなくなると、ホバリング機能をオンに設定する、  ことを特徴とする請求項４に記載の無人飛行体。
【請求項６】
ユーザの接触動作に応じた操作信号を生成する操作信号生成部をさらに備え、  前記制御部は、前記操作信号生成部が生成した操作信号にもとづいて、前記電動モータの回転を制御する、  ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項７】
前記操作信号生成部は、ユーザにより機体に加えられた外力に応じた操作信号を生成する、  ことを特徴とする請求項６に記載の無人飛行体。
【請求項８】
前記制御部は、ユーザが手で触れる高度以下に機体の高度を制限する、  ことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の無人飛行体。
【請求項９】
複数のロータを有する無人飛行体の飛行を制御する方法であって、  操作信号を取得するステップと、  取得した操作信号にもとづいて、ロータを駆動する電動モータの回転を制御するステップと、  機体へのユーザの接触動作を検知するステップと、を備え、  電動モータの回転を制御するステップは、検知されたユーザの接触動作にもとづいて、電動モータの回転を制御する、  ことを特徴とする無人飛行体の制御方法。
【請求項１０】
複数のロータを有する無人飛行体に搭載されるコンピュータに、  操作信号を取得する機能と、  取得した操作信号にもとづいて、ロータを駆動する電動モータの回転を制御する機能と、  機体へのユーザの接触動作を検知する機能と、を実現させるためのプログラムであって、  電動モータの回転を制御する機能は、検知されたユーザの接触動作にもとづいて、電動モータの回転を制御する機能を含む、  ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、無人飛行体に関し、特にホバリング機能を備えた無人飛行体およびその飛行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  無人飛行体であるマルチコプターが普及している。マルチコプターは複数の回転翼を備え、ホバリング位置で自動的に停止飛行するホバリング機能を搭載する。【０００３】  特許文献１は、ホバリング飛行中の回転翼無人機の高度および水平速度を取得し、取得した高度を安定化するように垂直推進力をサーボ制御し、またゼロ水平速度を獲得するように水平推進力をサーボ制御して、機体を自動的に安定化させる技術を開示する。特許文献１では、機体の正面を向いたカメラで撮影した複数のビデオ画像から水平速度を取得している。【０００４】  特許文献２は、浮揚型飛行体にＧＰＳ（Global Positioning System）等の現在位置を検知する位置センサを設け、ホバリング位置からのズレ量を打ち消すように、水平推進用プロペラ群の左右位置をリアルタイム制御することで、強風で浮揚型飛行体がホバリング位置からズレてしまった場合でも、直ちに元の位置に復帰させる技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５１１７３６号公報
【特許文献２】特許５８７５０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  無人飛行体は、「プロポ」と呼ばれるリモートコントローラ（以下「リモコン」とも呼ぶ）により操作される。これまでは専用の送信機がリモコンの主流であったが、最近ではＦＰＶ（First Person View）という一人称視点での映像をスマートフォンの画面に映し出し、画面上で無人飛行体を操作させるアプリケーション型のリモコンも利用されるようになっている。【０００７】  いずれのタイプのリモコンも、ユーザの操作信号を無線で無人飛行体に送信し、無人飛行体は、受信した操作信号に応じて飛行する。無人飛行体を所望の位置に正確に移動させるためには繊細なリモコン操作が要求され、特に初心者には難しい操作となっている。そこで本発明者は、無人飛行体を簡単に動かすことのできる技術を開発するに至った。【０００８】  本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、無人飛行体を容易に動かすための技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記課題を解決するために、本発明のある態様は、複数のロータを有する無人飛行体に関する。無人飛行体は、ロータを駆動する電動モータと、操作信号を取得する操作信号取得部と、操作信号取得部が取得した操作信号にもとづいて電動モータの回転を制御する制御部と、機体へのユーザの接触動作を検知する検知部とを備える。制御部は、検知部で検知されたユーザの接触動作にもとづいて、電動モータの回転を制御する。【００１０】  本発明の別の態様は、複数のロータを有する無人飛行体の飛行制御方法に関する。この方法は、操作信号を取得するステップと、取得した操作信号にもとづいてロータを駆動する電動モータの回転を制御するステップと、機体へのユーザの接触動作を検知するステップとを備える。電動モータの回転を制御するステップは、検知されたユーザの接触動作にもとづいて電動モータの回転を制御する。【００１１】  なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、コンピュータプログラム、コンピュータプログラムを読み取り可能に記録した記録媒体、データ構造などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）は無人飛行体の平面図であり、（ｂ）は無人飛行体の側面図である。
【図２】（ａ）は無人飛行体の別の例を示す図であり、（ｂ）はロータ保護部品を示す図である。
【図３】無人飛行体の機能ブロックを示す図である。
【図４】第３フライトモードにおける操作態様を示す図である。
【図５】第３フライトモードにおける操作態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  図１（ａ）は、実施例における無人飛行体１の平面図を示す。無人飛行体１は複数のロータ（プロペラ）を有するマルチコプターであり、リモコンにより飛行操作される。実施例の無人飛行体１は４枚のロータを有するクアッドコプターであるが、６枚のロータを有するヘキサコプター、または８枚のロータを有するオクトコプターであってもよく、それ以外の枚数のロータを有してもよい。無人飛行体１は、空中で自動的に停止飛行するホバリング機能を備えている。
【００１４】  無人飛行体１は、制御ユニットや各種センサを搭載する筐体２を有する。筐体２からは第１アーム３ａ、第２アーム３ｂ、第３アーム３ｃ、第４アーム３ｄ（以下、特に区別しない場合は「アーム３」と呼ぶこともある）が水平方向に放射状に延設される。各アーム３の外端部は、無人飛行体１の外周を形成する機体外郭６に連結されており、各アーム３の略中央位置には、ロータ、およびロータを駆動する電動モータが設けられる。機体外郭６は、筐体２を環囲する環状部材であり、円形断面を有するように構成される。
【００１５】  実施例において、第１アーム３ａには第１モータ４ａが設けられ、第１モータ４ａが第１ロータ５ａを駆動する。第２アーム３ｂには第２モータ４ｂが設けられ、第２モータ４ｂが第２ロータ５ｂを駆動する。第３アーム３ｃには第３モータ４ｃが設けられ、第３モータ４ｃが第３ロータ５ｃを駆動する。第４アーム３ｄには第４モータ４ｄが設けられ、第４モータ４ｄが第４ロータ５ｄを駆動する。以下、各モータを区別しない場合には総称して「モータ４」と呼び、各ロータを区別しない場合には総称して「ロータ５」と呼ぶこともある。
【００１６】  図１（ｂ）は、無人飛行体１の一部断面側面図を示す。図１（ｂ）では、機体外郭６の内側を、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した状態の概要を示している。機体には一対の脚部９が設けられ、一対の脚部９の間には、カメラ１０およびジンバル１１が設けられる。ジンバル１１は、カメラ１０の姿勢を安定化させる装置であり、カメラ１０はジンバル１１を介して機体に固定される。
【００１７】  ジンバル１１は、ユーザからの指示に応じてカメラ１０の仰角を設定する。カメラ１０の仰角は、水平方向を基準（０°）として上方向に３０°、下方向に−９０°の仰角可動範囲で設定される。ユーザはリモコンに設けられたカメラの仰角変更ダイヤル（ジンバルダイヤル）を操作して、仰角可動範囲内でカメラ１０をティルト設定する。機体正面方向の撮影を行う場合、ユーザはカメラ１０の仰角を０°に設定し、機体下向きの撮影を行う場合、ユーザはカメラ１０の仰角を−９０°に設定する。
【００１８】  実施例の無人飛行体１は、ホバリング中の機体をユーザが手で触ることで操作される仕組みを搭載する。ホバリング中、ロータ５は回転しているため、ユーザが機体を触る際に手が回転中のロータ５に巻き込まれないように機体が構成されることが好ましい。そのため機体外郭６は、ロータ５の回転領域よりも径方向外側に配置され、且つ側面視において機体外郭６の内部空間にロータ５を収容する高さをもつ。つまり側面視においてロータ５は、機体外郭６の上縁および下縁の間に設置される。この機体外郭６の形状により、ユーザがホバリング中の機体を側方から触るときに、手とロータ５とが接触する可能性が低減される。
【００１９】  手とロータ５との接触を完全に阻止するために、機体外郭６の開放上面および開放下面を、ロータ５による揚力を大きく阻害しないガード部材によって閉塞してもよい。ガード部材は、手指が入らない程度の穴もしくはスリットを有する面状部材として構成され、機体外郭６の開放上面および開放下面に取り付けられることで、手指とロータ５との接触を阻止する。軽量化のため、ガード部材は樹脂材料で形成されることが好ましいが、強度確保のため、金属材料で形成されてもよい。いずれの材料で形成される場合であっても、ガード部材の穴もしくはスリットは、複数の極細線を間隔を空けて配列することで形成されて、ロータ５の回転により生じる空気流を可能な限り遮断しないことが好ましい。
【００２０】  機体外郭６の外周面、および上下の縁面には、ユーザの接触動作を検知する検知部１１０が設けられる。検知部１１０は静電容量式のタッチセンサもしくはタッチスイッチであってよい。検知部１１０は、ユーザが機体外郭６の外周面または上下の縁面を触ると、ユーザの接触動作を検知する。検知部１１０は、接触動作による接触位置を検知し、筐体２に搭載される制御ユニットに通知する。なおユーザが手袋をした状態で機体外郭６を触ったときにも接触動作を検知できるように、検知部１１０は、触覚センサなどの圧力センサであってもよい。
【００２１】  図２（ａ）は、無人飛行体の別の例を示す。図２（ａ）に示す無人飛行体１ａは、図１（ａ）に示す無人飛行体１と同様に、筐体２および筐体２から水平方向に放射状に延設される４本のアーム３を備える。なお無人飛行体１ａにおいて、各アーム３にはモータ４およびロータ５が設けられるが、各アーム３はモータ４の取付位置で終端する。
【００２２】  図２（ｂ）は、無人飛行体に取り付けられるロータ保護部品１２の一例を示す。ロータ保護部品１２は、筐体２を環囲するように無人飛行体１ａに取り付けられる。無人飛行体１ａにおいて、ロータ５は機体の最外周に位置するため、飛行中の無人飛行体１ａが障害物にぶつかると、衝突の衝撃によりロータ５が破損する可能性がある。ロータ保護部品１２は、ロータ５を衝突の衝撃から保護するための部品であり、無人飛行体１ａに着脱可能な付属品として作製される。
【００２３】  ロータ保護部品１２は、環状フレーム１３と、環状フレーム１３の内周面から径方向内向きに延設される第５アーム７ａ、第６アーム７ｂ、第７アーム７ｃ、第８アーム７ｄを備える。以下、各アームを区別しない場合には総称して「アーム７」と呼ぶこともある。
【００２４】  第５アーム７ａの開放端には、第１アーム３ａに取り付けられる第１固定構造８ａが形成される。同様に第６アーム７ｂの開放端には、第２アーム３ｂに取り付けられる第２固定構造８ｂが形成され、第７アーム７ｃの開放端には、第３アーム３ｃに取り付けられる第３固定構造８ｃが形成され、第８アーム７ｄの開放端には、第４アーム３ｄに取り付けられる第４固定構造８ｄが形成される。以下、各固定構造を区別しない場合には総称して「固定構造８」と呼ぶこともある。
【００２５】  第１固定構造８ａ、第２固定構造８ｂ、第３固定構造８ｃ、第４固定構造８ｄが、それぞれ無人飛行体１ａの第１アーム３ａ、第２アーム３ｂ、第３アーム３ｃ、第４アーム３ｄに固定されることで、ロータ保護部品１２が、無人飛行体１ａに取り付けられる。なおロータ保護部品１２が無人飛行体１ａに取り付けられると、環状フレーム１３は、図１（ａ）で示す機体外郭６を構成する。
【００２６】  環状フレーム１３は、機体外郭６と同じく筐体２を環囲し、ロータ５の回転領域よりも径方向外側に配置され、且つ側面視において環状フレーム１３の内部空間にロータ５を収容する高さをもつ。この環状フレーム１３を備えたロータ保護部品１２を無人飛行体１ａに取り付けることで、ユーザがホバリング中の機体を側方から触るときに手とロータ５とが接触する可能性が低減される。なお環状フレーム１３の開放上面および開放下面は、ロータ５による空気流を遮断しないガード部材によって閉塞されてもよい。
【００２７】  環状フレーム１３の外周面、および上下の縁面には、ユーザの接触動作を検知する検知部１１０が設けられる。アーム７、固定構造８およびアーム３には、検知部１１０の検知結果を伝送するための伝送ラインが形成され、検知部１１０は、無人飛行体１ａの筐体２に収容されている制御ユニットに、伝送ラインを通じて検知結果を送出する。したがってロータ保護部品１２が取り付けられた無人飛行体１ａは、図１（ａ）に示す無人飛行体１と同じ構成をもつ。以下では、無人飛行体１の構成をもとに、ユーザによる機体操作に関する説明を行う。
【００２８】  図３は、無人飛行体１の機能ブロックを示す。無人飛行体１はモータ４、カメラ１０、ジンバル１１に加えて、通信部１００、操作信号取得部１０２、モーションセンサ１０４、ＧＰＳ信号取得部１０６、高度計１０８、検知部１１０、制御ユニット１２０および記憶部１４０を備える。制御ユニット１２０は筐体２に搭載され、モータ制御部１２２、ジンバル制御部１２４、フライトモード設定部１２６、操作信号生成部１２８および画像取得部１３０を有する。画像取得部１３０は、カメラ１０で撮影された画像データを取得し、記憶部１４０に記憶させる。上記したように検知部１１０は筐体２の周囲に設けられる。
【００２９】  図３において、さまざまな処理を行う機能ブロックとして記載される制御ユニット１２０の各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他のＬＳＩで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。
【００３０】  通信部１００は、ユーザのリモコンから送信される操作信号を受信する。なお通信部１００は、必要に応じてカメラ１０の撮影データをユーザのスマートフォン、または画像蓄積サービスを実施する画像サーバに送信してもよい。操作信号取得部１０２は、通信部１００で受信した操作信号を取得する。リモコンから送信される操作信号には、前進／後退指示信号、上昇／下降指示信号、方向変更指示信号などの飛行状態を指示する飛行指示信号や、カメラ１０の仰角（ピッチ）の設定やカメラ１０の撮影データの録画を指示するカメラ制御信号が含まれる。モータ制御部１２２は、操作信号取得部１０２が取得した飛行指示信号にもとづいて、複数のモータ４の回転を制御する。具体的にモータ制御部１２２は、飛行指示信号に応じて各モータ４に印加する電流量を決定して、図示しないバッテリから電流を供給する。
【００３１】  モーションセンサ１０４は、３軸角速度センサおよび３軸加速度センサを有する。モータ制御部１２２は、モーションセンサ１０４の検出結果から、機体の飛行速度および方向を算出する。モータ制御部１２２は、さらに３軸磁気センサの検出結果を用いて、機体の飛行速度および方向を算出してもよい。飛行中の無人飛行体１は風の影響を受けるため、モータ制御部１２２は、機体が飛行指示信号に応じた飛行状態となるように、各センサの検出結果をもとに印加電流量を適宜調節する。
【００３２】  またモータ制御部１２２は、モーションセンサ１０４の検出結果から、機体の姿勢を算出して、機体姿勢を安定させるようにモータ４の回転を制御する。同様にジンバル制御部１２４も、モーションセンサ１０４の検出結果から機体の姿勢を算出して、カメラ１０の姿勢を安定させるようにジンバル１１を駆動制御する。なおモータ制御部１２２は、算出した機体姿勢をジンバル制御部１２４に提供し、ジンバル制御部１２４は、提供された機体姿勢にもとづいてジンバル１１を駆動制御してもよい。
【００３３】  ＧＰＳ信号取得部１０６は、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を取得し、高度計１０８は、機体高度を計測する。モータ制御部１２２は、ＧＰＳ信号から緯度および経度を求め、また高度計１０８から機体高度を取得することで、現在の機体位置を特定する。
【００３４】  実施例のモータ制御部１２２は、機体をホバリング位置で自動的に停止飛行させるホバリング機能を有する。モータ制御部１２２は飛行指示信号にもとづいて機体を飛行させるが、操作信号取得部１０２が飛行指示信号を取得しなくなると、モータ制御部１２２は、そのときの機体位置をホバリング位置として設定する。つまりモータ制御部１２２は、飛行指示信号を取得しなくなったときの緯度、経度および高度をホバリング位置として設定し、設定したホバリング位置で機体を停止飛行させるようにモータ４の回転を制御する。その後、操作信号取得部１０２が飛行指示信号を取得すると、モータ制御部１２２は飛行指示信号にもとづいた飛行制御を再開する。
【００３５】  実施例の無人飛行体１は、少なくとも３つのフライトモードを有する。フライトモード設定部１２６は、フライトモードを設定して、モータ制御部１２２に通知する。  第１フライトモードは、リモコンからの飛行指示信号により機体を飛行制御するモードである。第１フライトモードでは、リモコンから飛行指示信号が送信されなければ、モータ制御部１２２が、ホバリング機能により機体をホバリング位置で停止飛行させる。無人飛行体１の電源がオンされたとき、フライトモード設定部１２６はフライトモードを第１フライトモードに設定する。
【００３６】  第２フライトモードは、定められた目的地まで機体が自律飛行するモードである。目的地は、たとえば緯度、経度、高度を入力することで設定されてよい。代表的な目的地は、ユーザが無人飛行体１の電源をオンしたときの緯度、経度、高度であり、電源オン時の機体位置が、ホームポジションとして記憶部１４０に自動登録される。第１フライトモードでの機体飛行中に、ユーザがリモコンに設けられた所定のボタンを操作すると、フライトモード設定部１２６がフライトモードを第２フライトモードに設定し、モータ制御部１２２は、機体がホームポジションに帰還するようにモータ４の回転を自律制御する。
【００３７】  第３フライトモードは、ユーザによる物理的な機体操作により機体を飛行制御するモードである。ここで物理的な機体操作とは、ユーザが機体を直接触って動かす操作を意味する。ユーザが、ホバリングしている無人飛行体１の機体を手で触ると、フライトモード設定部１２６がフライトモードを第３フライトモードに設定する。第３フライトモードではホバリング機能がオフにされ、ユーザが手を使って機体をホバリング位置から動かしたあと、元のホバリング位置に機体が戻らないようにされる。
【００３８】  以下、第３フライトモードにおける操作態様を説明する。第３フライトモードではモータ制御部１２２が、検知部１１０で検知されたユーザの接触動作にもとづいて、モータ４の回転を制御する。
【００３９】＜操作態様１＞  ユーザは、ホバリング中の無人飛行体１を手で掴み、掴んだまま所望の位置まで移動させる。  図４は、第３フライトモードにおける操作態様１を示す。ユーザは、位置Ｂでホバリングしている無人飛行体１を手で掴み、位置Ｃまで動かす。ユーザが無人飛行体１から手を離すと、無人飛行体１は、位置Ｃでホバリングする。
【００４０】  無人飛行体１が位置Ｂでホバリングしているとき、フライトモードは第１フライトモードに設定されている。ユーザが無人飛行体１の機体外郭６を掴むと、検知部１１０が、ユーザの接触動作を検知して、検知結果を制御ユニット１２０に通知する。検知部１１０は検知結果として、機体外郭６における接触位置を通知してよい。
【００４１】  ユーザの接触動作が検知されると、フライトモード設定部１２６はフライトモードを、第１フライトモードから第３フライトモードに変更する。フライトモードの変更はモータ制御部１２２に通知され、モータ制御部１２２は、ホバリング機能をオフに設定し、ホバリング制御を停止する。なおホバリング制御の停止とは、ホバリング開始時に設定したホバリング位置をキャンセルして、ホバリング位置での自動飛行を停止することであり、モータ駆動を停止することではない。モータ制御部１２２は、フライトモードの変更通知を受けると、変更通知直前のモータ駆動状態を維持したままホバリング制御を停止させる。
【００４２】  モータ制御部１２２は、検知部１１０がユーザの接触動作を検知している間、ホバリング機能をオフに設定し、検知部１１０がユーザの接触動作を検知しなくなると、ホバリング機能をオンに設定する。このホバリング機能のオン／オフは、フライトモード設定部１２６により設定されるフライトモードにより定められる。つまり検知部１１０がユーザの接触動作を検知している間、フライトモード設定部１２６はフライトモードを第３フライトモードに設定し、したがってモータ制御部１２２はホバリング機能をオフに設定する。一方、検知部１１０がユーザの接触動作を検知しなくなると、フライトモード設定部１２６はフライトモードを第１フライトモードに設定する。モータ制御部１２２は、第１フライトモードの設定通知を受けて、ホバリング機能をオンに設定し、リモコンから飛行指示信号を受信しないときに機体をホバリング飛行させるようにする。
【００４３】  図４に示す操作態様例では、位置Ｂでホバリング中の無人飛行体１の機体をユーザが手で掴んだ時点で、モータ制御部１２２はホバリング機能をオフに設定する。それからユーザが機体を掴んだまま位置Ｃまで動かすが、その間、モータ制御部１２２は、ホバリング機能のオフを維持する。その後、ユーザが位置Ｃで機体から手を離すと、モータ制御部１２２は、ホバリング機能をオンに再設定し、位置Ｃをホバリング位置として位置Ｃでの停止飛行を実施する。
【００４４】  このような操作態様１は、ユーザが無人飛行体１の繊細な位置調整を行いたいときに利用される。リモコンによる機体操作では、少しだけホバリング位置をずらしたいだけなのに大きく動いてしまったり、また写真撮影のために少しだけ向きを変えたいのに大きく向きが変わってしまったりと、思うように機体を動かすことは難しい。そこで操作態様１のように、無人飛行体１を直接触って機体を動かせるようにすることで、簡単な機体操作を実現できる。
【００４５】＜操作態様２＞  ユーザは、ホバリング中の無人飛行体１を所望の方向に手で押し出して、無人飛行体１を移動させる。  図５は、第３フライトモードにおける操作態様２を示す。ユーザが位置Ｄでホバリングしている無人飛行体１を手で前方に押し出すと、無人飛行体１が、押し出された力に応じた距離だけ移動して、位置Ｅでホバリングする。
【００４６】  無人飛行体１が位置Ｄでホバリングしているとき、フライトモードは第１フライトモードに設定されている。ユーザが無人飛行体１の機体外郭６に手を当てると、検知部１１０が、ユーザの接触動作を検知して、検知結果を制御ユニット１２０に通知する。検知部１１０は検知結果として、機体外郭６における接触位置を通知してよい。
【００４７】  ユーザの接触動作が検知されると、フライトモード設定部１２６はフライトモードを、第１フライトモードから第３フライトモードに変更する。フライトモードの変更はモータ制御部１２２に通知され、モータ制御部１２２は、ホバリング機能をオフに設定し、ホバリング制御を停止する。
【００４８】  上記したようにモータ制御部１２２は、検知部１１０がユーザの接触動作を検知している間、ホバリング機能をオフに設定し、検知部１１０がユーザの接触動作を検知しなくなると、ホバリング機能をオンに設定する。図５に示す操作態様例では、位置Ｄでユーザが機体外郭６に手を当てたときに、モータ制御部１２２はホバリング機能をオフに設定し、それからユーザが機体外郭６を手で所望の方向に押し出して、手から機体が離れると、モータ制御部１２２は、ホバリング機能をオンに再設定する。
【００４９】  第３フライトモードにおいて、操作信号生成部１２８は、ユーザの接触動作に応じた操作信号を生成する。具体的に操作信号生成部１２８は、ユーザにより機体に加えられた外力に応じた飛行指示信号を生成する。生成された飛行指示信号はモータ制御部１２２に供給され、モータ制御部１２２は、生成された飛行指示信号にもとづいて、モータ４の回転を制御する。
【００５０】  第３フライトモードの実施中、操作信号生成部１２８は、モーションセンサ１０４の検出結果から、ユーザにより押し出される機体の速度および方向を算出する。算出される速度および方向は、ユーザにより機体に加えられた外力に依存し、外力が大きければ機体速度は大きく、外力が小さければ機体速度は小さく算出される。操作信号生成部１２８は、機体外郭６から手が離れる直前の所定時間（たとえば０．１秒）の機体速度および方向を算出し、算出した方向に機体速度に応じた距離だけ飛行させる飛行指示信号を生成する。この飛行指示信号は、手が離れた瞬間の機体速度を最高速度として徐々に減速して位置Ｅで停止させるものであってもよく、また手が離れた瞬間の機体速度を位置Ｅまで減速することなく飛行させるものであってもよい。操作信号生成部１２８は、機体が位置Ｄから位置Ｅに到達するまでの間、飛行指示信号をモータ制御部１２２に供給する。機体が位置Ｅに到達すると、操作信号生成部１２８は、飛行指示信号の供給を停止するため、モータ制御部１２２は、位置Ｅをホバリング位置として位置Ｅでの停止飛行を実施する。
【００５１】  このような操作態様２は、ユーザが無人飛行体１を所望の位置に移動させたいときに利用される。ユーザは、たとえばボールを投げるような感じで、無人飛行体１を所望の方向に移動させられるため、直観的な機体操作を実現できる。
【００５２】  この操作態様２によれば、空中の目標地点に対して、複数のユーザが正確に無人飛行体１を移動させられるか競うゲームを構築できる。目標地点の高度は、初期位置の高度と異なっていてもよく、たとえば玉入れゲームのようなゲーム性をもたせることも可能である。また複数の無人飛行体１の高度を等しく設定することで、空中カーリングのようなゲームも構築できる。
【００５３】  なお第３フライトモードでは、ユーザが無人飛行体１を手で触って操作するため、モータ制御部１２２は、ユーザが手で触れる上限高度以下に機体の高度を制御することが好ましい。また無人飛行体１の高度が低すぎると、ユーザが手で触って操作しにくいため、モータ制御部１２２は、下限高度以上に機体の高度を制御することが好ましい。このようにモータ制御部１２２は機体の高度を所定の範囲内に制限することで、ユーザが第３フライトモードを楽しめるようになる。なお下限高度は１ｍ、上限高度は１．５ｍにデフォルト設定されていてよく、ユーザは、これらの高度を自由に変更できてもよい。
【００５４】  なお上限高度を設定しない場合、もしくは上限高度を手の届かない高度に設定した場合は、ユーザが機体を上向きに押し出すと、無人飛行体１が手の届かない位置まで移動して、ホバリングすることがある。そこでリモコンには、ホバリング中の無人飛行体１を、所定の高度（たとえば１．２ｍ）まで下降させる飛行指示を発信するための下降ボタンが設けられてもよい。第３フライトモードにおいてユーザが下降ボタンを操作すると、操作信号取得部１０２が、所定高度までの下降指示信号を取得して、モータ制御部１２２が、無人飛行体１を所定高度まで下降させるようにモータ４の回転を制御する。これによりユーザは機体を手で触れるようになる。
【００５５】  なお無人飛行体１はマイクを有して、ユーザの声を、飛行指示信号として取得する機能を備えてもよい。第３フライトモードでは、無人飛行体１がユーザの近傍に位置しているため、ユーザの声をマイクから取得できる。記憶部１４０において、予め所定の音声ワードを飛行指示のコマンドとして登録しておき、無人飛行体１が、マイクから入力された音声を解析することで、モータ制御部１２２が、音声指示にもとづいたモータ制御を実施できるようになる。たとえばユーザが無人飛行体１を手で前方に押し出した後、飛行の強制停止を指示する音声ワード（たとえば「ストップ」）を発すると、無人飛行体１が音声を解析することで、モータ制御部１２２が無人飛行体１を停止させるようモータ制御を実施してもよい。
【００５６】  以上、本発明を実施例をもとに説明した。実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００５７】  実施例では、操作信号生成部１２８が、算出した機体速度および方向に応じた飛行指示信号を生成しているが、検知部１１０で検知された接触位置にもとづいて飛行指示信号を生成してもよい。たとえば操作信号生成部１２８は、検知部１１０における接触位置から機体の移動方向を決定して、所定距離だけ飛行させる指示信号を生成してもよい。
【符号の説明】
【００５８】１・・・無人飛行体、２・・・筐体、３・・・アーム、４・・・モータ、５・・・ロータ、６・・・機体外郭、７・・・アーム、８・・・固定構造、９・・・脚部、１０・・・カメラ、１１・・・ジンバル、１２・・・ロータ保護部品、１３・・・環状フレーム、１００・・・通信部、１０２・・・操作信号取得部、１０４・・・モーションセンサ、１０６・・・ＧＰＳ信号取得部、１０８・・・高度計、１１０・・・検知部、１２０・・・制御ユニット、１２２・・・モータ制御部、１２４・・・ジンバル制御部、１２６・・・フライトモード設定部、１２８・・・操作信号生成部、１３０・・・画像取得部、１４０・・・記憶部。
【産業上の利用可能性】
【００５９】  本発明は、無人飛行体の技術分野に利用できる。
【図１】
2018020671.tif 000003
【図２】
2018020671.tif 000004
【図３】
2018020671.tif 000005
【図４】
2018020671.tif 000006
【図５】
2018020671.tif 000007
【国際調査報告】
2018020671.tif 000008
2018020671.tif 000009
2018020671.tif 000010
2018020671.tif 000011