(57)【要約】  飛行体（１０）であって、プロペラ（３２）及びプロペラ（３２）を駆動するモータ（３３）をそれぞれが有し、飛行体（１０）の飛行のための推力を発生する複数のロータユニット（３０）と、複数のロータユニット（３０）それぞれのプロペラ（３２）の回転を制御する制御器（４１）と、複数のロータユニット（３０）の側方を覆うように配置されたバルーン（２０）と、飛行体（１０）の状態を検出する検出部（８０）とを備え、制御器（４１）は、検出部（８０）による検出結果に応じて、複数のロータユニット（３０）のうちの少なくとも１つのロータユニット（３０）のプロペラ（３２）の回転速度を低下させる。
2017154421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛行体であって、
プロペラ及び前記プロペラを駆動するモータをそれぞれが有し、前記飛行体の飛行のための推力を発生する複数のロータユニットと、
前記複数のロータユニットそれぞれの前記プロペラの回転を制御する制御器と、
前記複数のロータユニットの側方を覆うように配置された緩衝体と、
前記飛行体の状態を検出する検出部とを備え、
前記制御器は、前記検出部による検出結果に応じて、前記複数のロータユニットのうちの少なくとも１つのロータユニットの前記プロペラの回転速度を低下させる
飛行体。
【請求項２】
前記緩衝体は、前記複数のロータユニットの上下方向の高さに亘って、前記複数のロータユニットの側方を覆うよう配置されている
請求項１記載の飛行体。
【請求項３】
前記緩衝体は、空気よりも密度の小さいガスが封入されたバルーンである
請求項１または２に記載の飛行体。
【請求項４】
前記緩衝体には、当該緩衝体を上下方向に貫通する複数の通気孔が形成され、
前記複数のロータユニットは、それぞれ、前記複数の通気孔のうちの互いに異なる通気孔内に配置されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項５】
前記制御器は、前記検出部による検出結果が、物体の接近または接触を示す場合、前記複数のロータユニットのうちの、前記物体に最も近い前記少なくとも１つのロータユニットの前記プロペラの回転速度を低下させる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項６】
前記制御器は、前記検出部による検出結果が、物体の接近または接触を示す場合、さらに、前記複数のロータユニットのうちの、他の１以上のロータユニットの前記プロペラの回転速度を増加させる
請求項５記載の飛行体。
【請求項７】
前記制御器は、前記検出部による検出結果が、前記飛行体の姿勢、速度、または加速度が正常でないこと示す場合、前記少なくとも１つのロータユニットの前記プロペラの回転速度を低下させる
請求項１〜６のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項８】
前記制御器は、
無線操作装置から無線通信を介して送信される指示信号に応じて、前記複数のロータユニットそれぞれの前記プロペラの回転を制御し、
前記検出部による検出結果が、前記無線通信の途絶を示す場合、前記少なくとも１つのロータユニットの前記プロペラの回転速度を低下させる
請求項１〜７のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項９】
前記制御器は、前記検出部による検出結果に応じて、前記少なくとも１つのロータユニットの前記プロペラの回転速度をゼロまで低下させる
請求項１〜８のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項１０】
前記制御器は、前記検出部による検出結果に応じて、前記複数のロータユニット全ての前記プロペラの回転速度を低下させる
請求項１〜９のいずれか１項に記載の飛行体。
【請求項１１】
前記制御器は、前記検出部による検出結果に応じて、前記複数のロータユニットのうちの少なくとも１つのロータユニットの前記プロペラの回転速度を低下させる場合、前記複数のロータユニットのうちの他の１以上のロータユニットの前記プロペラを逆回転させる
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数のロータユニットを備えた飛行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、それぞれがプロペラを有する複数のロータユニットを備えた飛行体が開示されている。この種の飛行体は、例えばマルチコプターまたはドローンと呼ばれている。【０００３】
特許文献２には、プロペラを有する１つのロータユニットと、ヘリウムガスが充填された浮力体とを備えた飛行体が開示されている。この文献の飛行体では、ドーナツ状に形成された浮力体が、１つのロータユニットの周囲を囲うように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０４６３５５号公報
【特許文献２】特開平０４−０２２３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の飛行体は、複数のロータユニットが露出している。また、特許文献２の飛行体は、大型のプロペラを有する１つのロータユニットが浮力体の中央部分に備えられている。そのため、これら飛行体が飛行中に物体に接触すると、ロータユニットにおいて推力発生のために回転駆動されているプロペラにより、当該物体が損傷するおそれがある。【０００６】
本開示は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数のロータユニットによって飛行する飛行体であって、安全性が向上された飛行体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示における飛行体は、プロペラ及びプロペラを駆動するモータをそれぞれが有し、飛行体の飛行のための推力を発生する複数のロータユニットと、複数のロータユニットそれぞれのプロペラの回転を制御する制御器と、複数のロータユニットの側方を覆うように配置された緩衝体と、飛行体の状態を検出する検出部とを備え、制御器は、検出部による検出結果に応じて、複数のロータユニットのうちの少なくとも１つのロータユニットの前記プロペラの回転速度を低下させる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示における飛行体によれば、複数のロータユニットによって飛行することができ、かつ、安全性が向上される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態の飛行体の斜め下方から見た斜視図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施の形態の飛行体の平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施の形態の飛行体の底面図である。
【図３】図３は、図２ＡにおけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す飛行体の断面図である。
【図４】図４は、図２ＡにおけるＩＶ−ＩＶ断面を示す飛行体の断面図である。
【図５】図５は、実施の形態のバルーンの平面図である。
【図６】図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ断面を示すバルーンの断面図である。
【図７】図７は、実施の形態の飛行体の構成概要を示すブロック図である。
【図８】図８は、実施の形態の飛行体における、飛行体の状態に応じた基本的な動作制御の流れを示すフロー図である。
【図９】図９は、実施の形態の飛行体における、飛行体の状態に応じた動作制御の第１の具体例を示すフロー図である。
【図１０】図１０は、複数のロータユニットのそれぞれと、検出部が有する各センサとの対応関係を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、図９に対応する、飛行体の動作の一例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図９に対応する、飛行体の動作の別の一例を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態の変形例１における飛行体の動作制御の第１の例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態の変形例１における飛行体の動作制御の第２の例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態の変形例２における飛行体の動作制御の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【００１１】
なお、発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１２】
（実施の形態）
［飛行体の概略構成］
実施の形態の飛行体１０について説明する。
【００１３】
図１は、実施の形態の飛行体の斜め下方から見た斜視図である。図２Ａは、実施の形態の飛行体の平面図である。図２Ｂは、実施の形態の飛行体の底面図である。なお、図２Ｂでは、カメラ４４等の搭載機器の図示は省略されている。図３は、図２ＡにおけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す飛行体の断面図である。図４は、図２ＡにおけるＩＶ−ＩＶ断面を示す飛行体の断面図である。
【００１４】
図１、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本実施の形態の飛行体１０は、バルーン２０と、４つのロータユニット３０とを備えている。バルーン２０は、複数（本実施の形態では４つ）のロータユニット３０の側方を覆うように配置された緩衝体の一例である。
【００１５】
また、飛行体１０はさらに、飛行体１０の状態を検出する検出部８０を備えている。本実施の形態における検出部８０は、物体（人工もしくは自然の構造物、または人体など）の接触または接近を検出する。飛行体１０は、検出部８０による検出結果に応じて動作することができる。
【００１６】
また、図３及び図４に示すように、飛行体１０には、制御器４１、バッテリ４２、プロジェクタ４３、及びカメラ４４が、搭載機器として設けられている。更に、飛行体１０には、発光体４６が設けられている。
【００１７】
［バルーン］
次にバルーン２０について説明する。
【００１８】
図５は、実施の形態のバルーンの平面図である。図６は、図５におけるＶＩ−ＶＩ断面を示すバルーンの断面図である。
【００１９】
図３、図４及び図６に示すように、バルーン２０は、柔軟なシート状の材料（例えば、塩化ビニル）によって構成され、このシート状材料によって囲まれた閉空間であるガス空間２１を有する。図３、図４及び図６では、バルーン２０を構成するシート状材料の断面を太線で示している。バルーン２０の外側面を構成するシート状材料は、光を透過させる半透明の白色である。シート状の材料によって形成されたガス空間２１には、空気よりも密度の小さいガスが封入されている。本実施の形態では、ヘリウムガスがバルーン２０封入されている。
【００２０】
図５に示すように、バルーン２０は、上下方向（図５における紙面に垂直な方向）に延びる直線を対称軸とした回転対称性を有する形状に形成されている。この対称軸が、バルーン２０の中心軸Ｐとなる。図５に示すバルーン２０の形状は、９０°回転対称性を有している。つまり、バルーン２０は、中心軸Ｐまわりに９０°回転する毎に、回転する前と同じ形状となる。
【００２１】
図６に示すように、バルーン２０は、上下に扁平な形状である。また、バルーン２０は、側方から見て流線形状である。バルーン２０の高さは、バルーン２０の中心部から周縁部へ向かって次第に低くなる。具体的には、バルーン２０は、図６に示すバルーン２０の中心軸Ｐを通る断面の形状が、長軸が水平方向となって短軸が鉛直方向となる楕円形状である。つまり、このバルーン２０の断面の形状は、実質的に上下対称である。なお、このバルーン２０の断面形状は、厳密な楕円である必要はなく、一見して楕円形と認識できる形状であればよい。
【００２２】
バルーン２０には、ロータユニット３０と同数（本実施の形態では４つ）の通気孔２２が形成されている。図６に示すように、各通気孔２２は、断面が概ね円形の通路であって、バルーン２０を上下方向へ貫通している。各通気孔２２の中心軸Ｑは、バルーン２０の中心軸Ｐと実質的に平行である。
【００２３】
また、図６に示すように、各通気孔２２の中心軸Ｑは、バルーン２０の中心軸Ｐと周縁の中間位置よりも、バルーン２０の周縁側に配置される。具体的には、バルーン２０の中心軸Ｐから通気孔２２の中心軸Ｑまでの距離Ｓが、バルーン２０の中心軸Ｐからバルーン２０の周縁までの距離Ｒの半分よりも長い（Ｓ＞Ｒ／２）。このように、ロータユニット３０は、バルーン２０の周縁寄りの部分に配置される。このようにロータユニット３０を配置するのは、ロータユニット３０同士の間隔を十分に確保し、飛行体１０の飛行を安定させるためである。
【００２４】
通気孔２２は、上下方向の中央部において、その断面積（中心軸Ｑと直交する断面の面積）が最も小さい。また、通気孔２２は、上下方向の中央部から上端部へ向かって次第に断面積が拡大し、且つ上下方向の中央部から下端部へ向かって次第に断面積が拡大する形状を有する。つまり、通気孔２２の形状は、高さ方向の中央部が括れた柱状である。また、上述したように、バルーン２０は、バルーン２０の中心部から周縁部へ向かって高さが次第に低くなる形状を有する。このため、各通気孔２２は、バルーン２０の周縁部寄りの高さｈが、バルーン２０の中心部寄りの高さＨよりも低い。
【００２５】
図５に示すように、４つの通気孔２２は、バルーン２０の中心軸Ｐまわりに９０°間隔で配置されている。また、バルーン２０の中心軸Ｐから各通気孔２２の中心軸Ｑまでの距離は、一定である。つまり、各通気孔２２の中心軸Ｑは、バルーン２０の中心軸Ｐを中心とする１つのピッチ円ＰＣと実質的に直交する。
【００２６】
図５に示すように、バルーン２０の上面視における周縁は、通気孔２２と同数ずつ（本実施の形態では４つずつ）の基準曲線部２３と小曲率半径部２４とによって構成されている。バルーン２０の上面視における周縁では、基準曲線部２３と小曲率半径部２４とが交互に配置されている。小曲率半径部２４は、各通気孔２２の外側（即ち、バルーン２０の中心軸Ｐとは反対側）に１つずつ配置されている。基準曲線部２３は、隣り合う２つの小曲率半径部２４の間に配置されている。
【００２７】
基準曲線部２３と小曲率半径部２４とは、共に湾曲した曲線状に形成されている。各小曲率半径部２４の長さ方向（周方向）の中点は、その小曲率半径部２４に最も近い通気孔２２の中心軸Ｑとバルーン２０の中心軸Ｐの両方と直交する直線Ｌの上に位置している。
【００２８】
小曲率半径部２４の曲率半径は、基準曲線部２３の曲率半径よりも小さい。ただし、基準曲線部２３の曲率半径は、基準曲線部２３の全長に亘って一定である必要は無い。また、小曲率半径部２４の曲率半径は、小曲率半径部２４の全長に亘って一定である必要は無い。基準曲線部２３及び小曲率半径部２４の曲率半径が一定でない場合は、小曲率半径部２４の曲率半径の最大値が、基準曲線部２３の曲率半径の最小値よりも小さければよい。
【００２９】
図６に示すように、バルーン２０は、筒状の連結部材２５を備えている。この連結部材２５は、透明なシート状の材料で構成されており、上端部と下端部の直径が若干拡大した円筒状（あるいは円管状）に形成されている。連結部材２５は、その中心軸がバルーン２０の中心軸Ｐと実質的に一致する姿勢で配置されている。この連結部材２５は、バルーン２０の内部において、その上端がバルーン２０の上部に接合され、その下端がバルーン２０の下部に接合されている。
【００３０】
筒状の連結部材２５は、その上端面が塞がれる一方、その下端面が開口している。このため、連結部材２５の内部空間は、バルーン２０の外部空間と連通している。連結部材２５の内部空間には空気が存在し、この内部空間の圧力は大気圧と実質的に等しい。
【００３１】
上述したように、バルーン２０は、上下方向に延びる中心軸Ｐを対称軸とした回転対称性を有する形状に形成されている。また、バルーン２０のガス空間２１に充填されたヘリウム等のガスは、ガス空間２１の全体に均一に存在する。このため、バルーン２０に充填されたガスによって得られる浮力の作用点（浮力中心）は、実質的にバルーン２０の中心軸Ｐ上に位置する。
【００３２】
本実施の形態では、バルーン２０の内容積（即ち、ガス空間２１の容積）は、バルーン２０に充填されたガスによって得られる浮力の大きさが、飛行体１０の総重量よりも若干小さくなるように設定されている。このため、上空で複数のロータユニット３０の全てが停止した場合であっても、飛行体１０は、ゆっくりと下降する。この下降速度の遅さと、各ロータユニット３０の周囲のバルーン２０の存在により、飛行体１０の着陸時の安全性は確保される。
【００３３】
なお、飛行体１０の形状としては、重力方向に空気抵抗を受けやすい形状であるほど、ゆっくりと下降することが可能となる。
【００３４】
［ロータユニット］
次に、ロータユニット３０について説明する。
【００３５】
図２Ａ及び図３に示すように、ロータユニット３０は、フレーム３１と、プロペラ３２と、モータ３３とを備えている。
【００３６】
フレーム３１は、リング状に形成された部分と、中心からリング状の部分へ向かって延びるスポーク状の部分とによって構成されている。モータ３３は、フレーム３１の中心部に取付けられている。プロペラ３２は、モータ３３の出力軸に取付けられている。モータ３３の出力軸の回転軸（即ち、プロペラ３２の回転軸）は、フレーム３１の中心軸と実質的に一致している。なお、ロータユニット３０は、同一の回転軸において互いに逆回転する２枚のプロペラ３２を有してもよい。つまり、ロータユニット３０は、二重反転プロペラを有してもよい。
【００３７】
ロータユニット３０は、各通気孔２２に１つずつ配置されている。このロータユニット３０は、プロペラ３２の回転軸が実質的に鉛直方向となる姿勢で設置されている。プロペラ３２の回転軸は、通気孔２２の中心軸Ｑと実質的に一致している。ロータユニット３０は、通気孔２２の上下方向の中央部に配置されている。つまり、図３に示すように、ロータユニット３０は、バルーン２０の上下方向の中央面Ｍとオーバーラップするように配置される。この中央面Ｍは、バルーン２０の上下方向の中央に位置して、バルーン２０の中心軸Ｐと直交する平面である。ロータユニット３０のフレーム３１の外径は、通気孔２２の上下方向の中央部の内径と概ね等しい。
【００３８】
ロータユニット３０は、通気孔２２の内部にロータユニット３０の全高さが収まるように配置されている。つまり、複数のロータユニット３０のそれぞれは、上下方向の高さに亘って、当該ロータユニット３０の側方がバルーン２０によって覆われている。なお、上下方向とは、飛行体１０が傾いていない水平な姿勢における上下方向である。つまり、上下方向は、ロータユニット３０の回転軸方向に略平行である。
【００３９】
通気孔２２は、ロータユニット３０の上下方向の中心の位置から、上下方向のそれぞれにおいて、ロータユニット３０の半径以上の高さを有することがより好ましい。これにより、ロータユニット３０に対して衝撃が加えられたり、ロータユニット３０が故障したりすることで、ロータユニット３０のプロペラ３２の回転軸が飛行体１０に対して９０°回転した状態となったとしても、ロータユニット３０が通気孔２２の外に飛び出すことを低減できる。よって、バルーン２０は、ロータユニット３０の側方を、ロータユニット３０が物体に接触し難い程度に覆うことができる。
【００４０】
［搭載機器、発光体など］
上述したように、飛行体１０には、制御器４１、バッテリ４２、プロジェクタ４３、及びカメラ４４が、搭載機器として設けられている。また、飛行体１０には、発光体４６が設けられている。
【００４１】
図３に示すように、飛行体１０には、円板部材４０が設けられている。この円板部材４０は、連結部材２５の下端と直径が概ね等しい円板状の部材であって、連結部材２５の下端面を塞ぐように設置されている。円板部材４０は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）又はＡＢＳ樹脂等の樹脂材料により構成されていてもよいし、アルミニウム、銅、ステンレス等の金属により構成されていてもよい。
【００４２】
撮影用のカメラ４４は、ジンバル４５を介して円板部材４０の下面に取付けられている。カメラ４４は、上空からの映像を撮影するためのものであって、斜め下方を向く姿勢で設置されている。ジンバル４５は、飛行体１０の姿勢が変化してもカメラ４４の向きを一定に保つための部材である。
【００４３】
制御器４１、バッテリ４２、及びプロジェクタ４３は、円板部材４０の上に設置されている。制御器４１は、複数のロータユニット３０の動作を制御する装置である。本実施の形態では、制御器４１は、無線操作装置から発信された指示信号を受信し、受信した指示信号に基づいて、ロータユニット３０、カメラ４４、プロジェクタ４３、及びＬＥＤの制御を行う。また、制御器４１は、カメラ４４が撮影した映像の送信等も行う。
【００４４】
なお、上記機能を有する制御器４１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、通信インタフェース、及び、Ｉ／Ｏポート等を備えるコンピュータによって実現される。
【００４５】
また、制御器４１は、互いに機能が異なる複数の制御部で構成されていてもよい。例えば、制御器４１は、複数のロータユニット３０を制御する飛行制御部と、カメラ４４等の他の機器を制御する機器制御部とを有してもよい。また、これら複数の制御部のそれぞれが、例えば、互いに別体のマイクロコントローラによって実現されてもよい。
【００４６】
バッテリ４２は、ロータユニット３０、制御器４１、プロジェクタ４３、及び発光体４６へ電力を供給する。プロジェクタ４３は、半透明の材料からなるバルーン２０の内面に映像を投影する。
【００４７】
発光体４６は、長尺状のフレキシブルプリント基板と、当該フレキシブルプリント基板に長手方向に並んで実装された多数の発光素子（例えばＬＥＤ素子）とによって構成されているテープＬＥＤである。この発光体４６は、ＬＥＤ素子が外側に向くようにらせん状に巻回されることで筒形に形成された状態で、連結部材２５の上下方向の中央部に配置されている。つまり、発光体４６は、連結部材２５の内面を覆うように設けられている。このため、発光体４６は、連結部材２５に対してかかるガス空間２１内の圧力を受けており、連結部材２５内部の空間が所定の筒状の形状を維持している。つまり、発光体４６は、連結部材２５が所定の筒状の空間よりも狭くならないように、連結部材２５の内方から、連結部材２５の、連結部材２５内方への移動を規制している。上述したように、連結部材２５は、透明の材料で構成されている。このため、発光体４６から発せられた光は、連結部材２５透過し、半透明の材料からなるバルーン２０の内面に当たる。
【００４８】
なお、発光体４６は、テープＬＥＤがらせん状に巻回されることで筒形に形成されているが、これに限らずに、筒形の形状を実現する部材と発光素子とが別々の部材であってもよい。つまり、筒形の形状を有する筒状部材と、ＬＥＤ素子が実装された基板との組み合わせにより、筒形の発光体を実現してもよい。
【００４９】
また、飛行体１０は、プロジェクタ４３、カメラ４４及び発光体４６のいずれか１つのみを備えてもよく、また、これらの全てを備えていなくてもよい。また、スピーカ、またはディスプレイパネルなど、他の種類の機器が飛行体１０に備えられてもよい。つまり飛行体１０は、ロータユニット３０等の、基本的な飛行機能を実現するための機器を備えていればよく、プロジェクタ４３またはカメラ４４等の、実質的には飛行に関与しない機器については、例えばユーザの要望に応じて適宜備えられればよい。
【００５０】
［検出部］
図２Ｂ及び図３に示すように、飛行体１０は、飛行体１０の状態を検出する検出部８０を備えている。本実施の形態では、検出部８０は、複数のロータユニット３０のそれぞれに対応する位置に配置されたセンサ８０ａ〜８０ｄによって構成されている。
【００５１】
なお、図２Ｂでは、センサ８０ａ〜８０ｄの配置領域の一例が、ドットを付した領域として表されている。
【００５２】
センサ８０ａ〜８０ｄのそれぞれは、例えば物体の接近または接触を検出するセンサである。本実施の形態では、センサ８０ａ〜８０ｄのそれぞれは、例えば１以上のシート状またはテープ状の感圧センサにより構成されており、物体が接触することで所定の値以上の圧力がかけられた場合、物体が接触したことを示す所定の信号を出力する。
【００５３】
これらセンサ８０ａ〜８０ｄのそれぞれは、複数の通気孔２２のいずれかを囲むように配置されている。これにより、バルーン２０における通気孔２２の周囲の領域、つまり、バルーン２０の底面におけるロータユニット３０の近くの領域に対する物体の接触がセンサ８０ａ〜８０ｄのいずれかにより検出される。
【００５４】
制御器４１は、検出部８０による検出結果として、センサ８０ａ〜８０ｄのいずれかが出力する所定の信号を受信し、当該所定の信号に示される検出結果に基づいて、１以上のロータユニット３０の動作を制御する。検出部８０による検出結果に基づく制御器４１による１以上のロータユニット３０の制御の例については、図７〜図１１Ｂを用いて後述する。
【００５５】
［飛行体の飛行姿勢］
上述したように、飛行体１０では、制御器４１及びバッテリ４２等の搭載機器が、連結部材２５の内部空間の下端部に配置されている。つまり、比較的重量の大きな搭載機器が、飛行体１０の下部に集中して設置されている。その結果、飛行体１０全体の重心は、バルーン２０に充填されたガスによって得られる浮力の作用点よりも下方に位置する。このため、ロータユニット３０が停止した状態でも、飛行体１０は、横転または上下反転等することなく、カメラ４４が下方を向いた姿勢に維持される。
【００５６】
また、比較的重量の大きな搭載機器は、ロータユニット３０よりも下方に配置されている。その結果、飛行体１０全体の重心は、ロータユニット３０の動作によって得られる浮力の作用点よりも下方に位置する。このため、ロータユニット３０の作動中においても、飛行体１０は、カメラ４４が下方を向いた姿勢に維持される。
【００５７】
飛行体１０は、複数のロータユニット３０を備えている。このため、飛行体１０を概ね水平方向へ移動させる場合は、移動方向とは反対側に位置するロータユニット３０の回転速度を、移動方向に位置するロータユニット３０の回転速度よりも高くすることによって、水平方向への推進力を高めることができる。
【００５８】
なお、「ロータユニット３０の回転速度」とは、ロータユニット３０が有するプロペラ３２の回転速度（単位時間当たりのプロペラ３２の回転数）のことを意味する。
【００５９】
［飛行体の動作制御例］
次に、飛行体１０の状態を示す検出結果に基づく飛行体１０の動作制御について、図７〜図１１Ｂを用いて説明する。まず、図７及び図８を用いて、基本的な動作制御の例を説明する。
【００６０】
図７は、実施の形態の飛行体１０の構成概要を示すブロック図である。なお、図７では、バッテリ４２及びカメラ４４等の他の要素の図示は省略されている。図８は、実施の形態の飛行体１０における、飛行体１０の状態に応じた基本的な動作制御の流れを示すフロー図である。
【００６１】
飛行体１０は、図７に示すように、複数（本実施の形態では４つ）のロータユニット３０と、制御器４１と、検出部８０とを備えている。複数のロータユニット３０は、飛行体１０の飛行のための推力を発生する。制御器４１は、複数のロータユニット３０それぞれのプロペラ３２の回転を制御する。検出部８０は検出結果を示す所定の信号を制御器４１に送信する。
【００６２】
上記構成を有する飛行体１０では、図８に示す情報処理及び動作が実行される。つまり、検出部８０は、飛行体１０の状態を検出する（Ｓ１０）。制御器４１は、検出部８０による検出結果に応じて、複数のロータユニット３０のうちの少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる（Ｓ２０）。
【００６３】
これにより、例えば突風または操作ミス等に起因して、飛行体１０の状態に異常（物体との接触、または、飛行体１０の制御不能など）が生じた場合に、１以上のロータユニット３０のプロペラ３２の回転を遅くすることができる。例えば、当該１以上のロータユニット３０におけるプロペラ３２の回転を停止することができる。そのため、飛行体１０に接触した物体が、回転するプロペラ３２によって損傷する可能性が低減される。また、複数のロータユニット３０による推力が抑制されることで、例えば飛行体１０が予期せぬ方向に進んでしまう等の事態の発生が抑制される。
【００６４】
次に、飛行体１０の状態に応じた動作制御のより具体的な例を、図９〜図１１Ｂを用いて説明する。
【００６５】
図９は、実施の形態の飛行体１０における、飛行体１０の状態に応じた動作制御の第１の具体例を示すフロー図である。図１０は、複数のロータユニット３０のそれぞれと、検出部８０が有するセンサ８０ａ〜８０ｄとの対応関係を示す図である。図１１Ａは、図９に対応する、飛行体１０の動作の一例を示す図であり、図１１Ｂは、図９に対応する、飛行体１０の動作の別の一例を示す図である。
【００６６】
なお、図１０〜図１１Ｂでは、バルーン２０の外形を点線で簡易的に図示し、カメラ４４等の他の要素の図示は省略されている。また、複数のロータユニット３０のそれぞれを区別するために、便宜上、複数のロータユニット３０のそれぞれの符号を、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、及び３０ｄと表記している。
【００６７】
ここで、ロータユニット３０ａ及び３０ｃは、平面視において右回りのプロペラ３２によって上方向の推力を発生し、ロータユニット３０ｂ及び３０ｄは、平面視において左回りのプロペラ３２によって上方向の推力を発生する。これにより、バルーン２０の中心軸Ｐ周りのトルクはほぼ打ち消すことが可能であり、この場合、飛行体１０の、中心軸Ｐ周りの回転は抑制される。
【００６８】
図９に示すように、飛行体１０において、検出部８０が、物体の接触または接近を検出した場合（Ｓ１１でＹｅｓ）、制御器４１は、当該物体に最も近いロータユニット３０の回転速度を低下させる（Ｓ２１）。つまり、制御器４１は、検出部８０による検出結果に応じて、複数のロータユニット３０のうちの少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。具体的には、当該回転速度はゼロまで低下される。
【００６９】
本実施の形態では、検出部８０は、センサ８０ａ〜８０ｄのそれぞれとして、上述のように物体の接触を検出するセンサを有しており、検出部８０は、センサ８０ａ〜８０ｄのいずれかが物体の接触を検出した場合、検出結果を示す所定の信号を制御器４１に出力する。
【００７０】
また、センサ８０ａ〜８０ｄのそれぞれは、互いに異なるロータユニット３０に対応して配置されている（図２Ｂ、図３、及び図１０参照）。つまり、図１０に示すように、ロータユニット３０ａに対応する位置にセンサ８０ａが配置され、ロータユニット３０ｂに対応する位置にセンサ８０ｂが配置されている。また、ロータユニット３０ｃに対応する位置にセンサ８０ｃが配置され、ロータユニット３０ｄに対応する位置にセンサ８０ｄが配置されている。
【００７１】
そのため、検出部８０が物体の接触を検出した場合、検出部８０または制御器４１は、その物体が、複数のロータユニット３０のうちのどのロータユニット３０に最も近いかを特定することができる。これにより、制御器４１は、当該物体の位置に応じて、複数のロータユニット３０のそれぞれを適切に制御することができる。
【００７２】
例えば、図１１Ａに示すように、物体２００が、飛行体１０の、センサ８０ｃが配置された領域と接触した場合を想定する。この場合、検出部８０は、例えば、センサ８０ｃが物体の接触を検出した旨を示す所定の信号を出力する。制御器４１は、当該所定の信号を受信した場合、センサ８０ｃに対応する位置に配置されたロータユニット３０ｃのプロペラ３２の回転を停止させる。これにより、物体２００が、ロータユニット３０ｃのプロペラ３２によって損傷する可能性が低減される。
【００７３】
なお、制御器４１は、物体２００に最も近い１つのロータユニット３０を含む、複数のロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させてもよい。例えば、センサ８０ｃが物体の接触を検出した場合、制御器４１は、ロータユニット３０ｃ及びその左右の、ロータユニット３０ｂ及び３０ｄの回転速度を低下させてもよい。または、飛行体１０が備える複数のロータユニット３０の全てのプロペラ３２の回転速度を低下させてもよい。これにより、物体２００が、複数のロータユニット３０のいずれかのプロペラ３２によって損傷する可能性が低減される。
【００７４】
なお、飛行体１０と物体との接触が検出されることで、１以上のロータユニット３０の回転速度が低下された場合、飛行体１０は、複数のロータユニット３０による上方向の推進力の少なくとも一部を失うことに起因して下降する可能性がある。しかし、この場合、飛行体１０が、緩衝体として機能するバルーン２０を備えているため、飛行体１０または下降した先に存在する物体についての安全性を確保することができる。また、バルーン２０が有する浮力により、飛行体１０は緩やかに下降し、このことも安全性の確保に寄与する。
【００７５】
また、飛行体１０が備える複数のロータユニット３０のそれぞれは、例えば図１１Ｂに示すように制御されてもよい。
【００７６】
つまり、検出部８０が、センサ８０ｃが物体の接触を検出した旨を示す所定の信号を出力した場合、制御器４１は、センサ８０ｃに対応する位置に配置されたロータユニット３０ｃのプロペラ３２の回転を停止させる。制御器４１はさらに、ロータユニット３０ａ、３０ｂ、及び３０ｄのプロペラ３２の回転速度を増加させる。
【００７７】
この場合、ロータユニット３０ａ、３０ｂ、及び３０ｄによる推力によって、飛行体１０を、物体２００から遠ざけるように上方に移動させることができ、その結果、飛行体１０と物体２００とが接触した状態の維持が回避される。つまり、物体２００または飛行体１０ついての保護がより確実化される。
【００７８】
具体的には、図１１Ｂにおいて、ロータユニット３０ｃのプロペラ３２の回転を停止させ、ロータユニット３０ａのプロペラ３２の回転速度を増加させることで、飛行体１０が傾き、その結果、センサ８０ｃが物体２００に、より長くまたは強く当接する可能性がある。これを回避するため、ロータユニット３０ａ、３０ｃのプロペラ３２を停止させ、ロータユニット３０ｂ、３０ｄのプロペラ３２の回転速度を増加させて、飛行体１０の傾きを抑制しながら、飛行体１０を上昇させる。そして、物体２００から所定の距離だけ離れると、ロータユニット３０ａ〜３０ｄの全てを回転させる。
【００７９】
なお、物体２００に最も近い少なくとも１つのロータユニット３０の特定は、検出部８０及び制御器４１のいずれが行ってもよい。
【００８０】
例えば、検出部８０を構成するセンサ８０ａ〜８０ｄのそれぞれが、制御器４１と個別に信号線で接続されている場合、制御器４１は、物体の接触を示す所定の信号（検出結果）が、センサ８０ａ〜８０ｄのどれから送信されたかを特定することができる。また、制御器４１は、複数のロータユニット３０とセンサ８０ａ〜８０ｄとの対応付けを示す情報を参照することで、検出結果の送信元のセンサに対応する少なくとも１つのロータユニット３０を特定することができる。
【００８１】
また、例えば、検出部８０が、センサ８０ａ〜８０ｄそれぞれのセンシングの開始等を制御するセンサ制御部を有する場合を想定する。この場合、センサ制御部が、センサ８０ａ〜８０ｄの中から、物体の接触を検出したセンサを特定し、特定したセンサを示す情報を含む所定の信号を、制御器４１に送信する。これにより、制御器４１は、プロペラ３２の回転速度を低下させるべき少なくとも１つのロータユニット３０を特定することができる。なお、センサ制御部は、例えば、制御器４１と同じく、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、通信インタフェース、及び、Ｉ／Ｏポート等を備えるコンピュータによって実現される。
【００８２】
また、本実施の形態では、検出部８０は、物体の接触を検出するとしたが、検出部８０は、飛行体１０の近くの物体を、接触する前の時点で検出してもよい。つまり、検出部８０は、検出結果として、物体の接近を示す所定の信号を出力してもよい。この場合、検出部８０は、例えば、電極の静電容量の変化により、近傍の物体の存在を検出する静電容量センサによって実現することができる。
【００８３】
また、検出部８０は、発射したレーザー光または音波の物体での反射を利用して、所定距離内の物体の存在を検出することができる測距装置等によって実現されてもよい。また、検出部８０は、例えば、飛行体１０が備えるカメラ４４の撮像データを解析することで、飛行体１０の周囲に存在する物体を検出してもよい。
【００８４】
このように、レーザー光、音波、または撮像データを利用する検出部８０を用いることで、例えば、飛行体１０から比較的に遠い位置（例えば数十ｍ）に存在する物体を認識することができる。また、検出部８０は、当該物体が飛行体１０から所定の距離（例えば数ｍ）内に入ったことをトリガとして、制御器４１に、少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させることができる。
【００８５】
なお、検出部８０がカメラ４４の撮像データを利用する場合、カメラ４４が検出部８０の機能を備えてもよい。つまり、カメラ４４が検出部８０として機能してもよい。
【００８６】
上記いずれの場合であっても、飛行体１０に比較的に近い位置に存在する物体の、飛行体１０に対するおおよその相対位置の特定は可能である。つまり、飛行体１０は、当該物体に最も近い少なくとも１つのロータユニット３０を特定することができる。その結果、例えば、当該少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させることができ、これにより、当該物体が、回転するプロペラ３２によって損傷する可能性が低減される。
【００８７】
また、検出部８０が物体の接近を検出した場合、制御器４１はさらに、他の１以上のロータユニット３０の回転速度を増加させてもよい。これにより、当該物体から飛行体１０を遠ざけることができる。つまり、当該物体と飛行体１０との接触の可能性を低減することができる。
【００８８】
［効果等］
本実施の形態における飛行体１０は、プロペラ３２、及び、当該プロペラ３２を駆動するモータ３３をそれぞれが有する複数のロータユニット３０であって、飛行体１０の飛行のための推力を発生する複数のロータユニット３０と、複数のロータユニット３０それぞれのプロペラ３２の回転を制御する制御器４１と、複数のロータユニット３０の側方を覆うように配置されたバルーン２０と、飛行体１０の状態を検出する検出部８０とを備える。制御器４１は、検出部８０による検出結果に応じて、複数のロータユニット３０のうちの少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。
【００８９】
この構成によれば、例えば、飛行体１０と物体との接触または接近等の、飛行体１０の状態に関する異常が発生した場合において、検出部８０は、その異常を検出することができる。また、制御器４１は、検出部８０により異常が検出された場合に、１以上のロータユニット３０の回転速度を低下させることができる。従って、当該物体が、回転するプロペラ３２によって損傷される可能性が低減される。また、この場合、上方向への推力の減少に伴って、飛行体１０が下降した場合であっても、緩衝体として機能するバルーン２０が備えられていることで、飛行体１０または下降した先に存在する物体についての安全性を確保することができる。
【００９０】
また、本実施の形態において、バルーン２０は、複数のロータユニット３０の上下方向の高さに亘って、当該複数のロータユニット３０の側方を覆うよう配置されている。従って、飛行体１０が飛行中に物体と接触する場合は、ロータユニット３０ではなくバルーン２０が物体と接触する。つまり、飛行体１０は、飛行中に物体と接触する場合であっても、ロータユニット３０と物体との接触を回避できる。そのため、例えば、飛行体１０が飛行中に物体に接触した場合でも、それに起因するロータユニット３０の損傷を未然に防ぐことができ、飛行体１０の安定した飛行を継続させることができる。
【００９１】
また、飛行体１０が墜落した場合は、バルーン２０が地面などに当たることになり、バルーン２０が変形することによって衝撃が緩和される。このため、本実施の形態によれば、墜落に起因するロータユニット３０の損傷を未然に防ぐことができる。また、飛行体１０が墜落した場合であっても、ロータユニット３０や搭載機器ではなくバルーン２０が物体に接触することになるため、飛行体１０との接触によって、接触した物体を損傷させることを低減できる。
【００９２】
また、バルーン２０には、空気よりも密度の小さいガスが封入されている。本実施の形態では、バルーン２０には、ヘリウムガスが封入されている。
【００９３】
この構成によれば、飛行体１０は、バルーン２０に充填されたガスによって得られる浮力と、ロータユニット３０が発生させる気流によって得られる浮力（上方向の推力）との両方を利用して飛行する。このため、ロータユニット３０の動作によって得られる浮力だけを利用して飛行する場合に比べ、ロータユニット３０の駆動に要する電力等のエネルギーを低く抑えることができる。これにより、例えば飛行体１０の飛行時間を延ばすことができる。
【００９４】
また、飛行体１０と物体との接触が検出されることで、１以上のロータユニット３０の回転速度が低下された場合、飛行体１０は、複数のロータユニット３０による上方向への推進力の少なくとも一部を失うことに起因して下降する可能性がある。しかし、この場合、飛行体１０が、緩衝体として機能するバルーン２０を備えているため、飛行体１０または下降した先に存在する物体についての安全性を確保することができる。また、バルーン２０が有する浮力により、飛行体１０は緩やかに下降し、このことも安全性の確保に寄与する。
【００９５】
また、バルーン２０には、バルーン２０を上下方向に貫通する複数の通気孔２２が形成され、複数のロータユニット３０は、それぞれ、複数の通気孔２２のうちの互いに異なる通気孔２２内に配置されている。
【００９６】
これにより、例えば、各ロータユニット３０が吹き出す風が、他のロータユニット３０が吹き出す風に乱される可能性が低減される。また、例えば、障害物との衝突等に起因してバルーン２０の形状が歪んだ場合であっても、ロータユニット３０同士が干渉する可能性が低減される。
【００９７】
より詳細には、バルーン２０では、所定位置に配置された複数のロータユニット３０全体を囲う領域だけでなく、複数のロータユニット３０の間の領域にも、ヘリウム等のガスを充填する空間が形成される。従って、本実施の形態によれば、バルーン２０の内容積を確保でき、バルーン２０の大型化を抑えることができる。
【００９８】
また、複数のロータユニット３０を備えた飛行体１０では、飛行体１０を安定して飛行させるために、複数のロータユニット３０の間隔をある程度大きくすることが望ましい。一方、上述したように、本実施の形態のバルーン２０では、複数のロータユニット３０の間の領域にも、ヘリウム等のガスを充填するガス空間２１が存在する。従って、本実施の形態によれば、飛行体１０の大型化を抑えつつガスの充填量を確保でき、かつ、複数のロータユニット３０の間隔を確保できる。このため、飛行体１０の飛行状態を安定させることができる。
【００９９】
また、飛行体１０が備える制御器４１は、検出部８０による検出結果が、物体の接近または接触を示す場合、複数のロータユニット３０のうちの、当該物体に最も近い少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。
【０１００】
つまり、飛行体１０は、飛行体１０及び物体の少なくとも一方が他方に近づいたまたは接触した場合、その物体が損傷する可能性を低減するように、当該物体に近い位置の１以上のロータユニット３０を特定する。飛行体１０はさらに、特定したロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。これにより、飛行体１０の安全性がさらに向上される。
【０１０１】
また、制御器４１は、検出部８０による検出結果が、物体の接近または接触を示す場合、さらに、複数のロータユニット３０のうちの、他の１以上のロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を増加させる。
【０１０２】
これにより、当該他の１以上のロータユニット３０による推力は増加され、その結果、例えば、飛行体１０を、飛行体１０に接近または接触した物体から遠ざけることができる。これにより、飛行体１０と物体との接触、または、接触状態の維持が回避され、当該物体または飛行体１０ついての保護がより確実化される。
【０１０３】
また、制御器４１は、検出部８０による検出結果に応じて、少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度をゼロまで低下させる。
【０１０４】
つまり、検出部８０が、飛行体１０と物体の接触等の異常を検出した場合、１以上のロータユニット３０のプロペラ３２の回転が停止される。これにより、例えば、飛行体１０と接触した物体、または接触しそうな物体の保護がより確実化される。
【０１０５】
また、制御器４１は、検出部８０による検出結果に応じて、複数のロータユニット３０全てのプロペラ３２の回転速度を低下させることもできる。こうすることでも、例えば、飛行体１０と接触した物体、または接触しそうな物体の保護がより確実化される。
【０１０６】
なお、センサ８０ａ〜８０ｄをバルーン２０の下面に配置するとしたが、バルーン２０の上面、或いは、バルーン２０の上面、下面の両方の面に配置するとしてもよい。その場合、例えば、飛行体１０の上側からの物体２００に対する安全対策となる。
【０１０７】
なお、本実施の形態では、検出部８０は、飛行体１０と物体の接触、または、飛行体１０と物体との接近を検出するとした。しかし、飛行体１０は、物体との接触または接近以外の、飛行体１０の状態に関する異常を検出し、その検出結果に応じて少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転数を低下させてもよい。
【０１０８】
そこで、検出部８０が、物体との接触または接近以外を検出する検出部を備える飛行体ついて、上記実施の形態との差分を中心に、実施の形態の変形例として以下に説明する。
【０１０９】
（変形例１）
図１２Ａは、実施の形態の変形例１における飛行体１０ａの動作制御の第１の例を示す図である。図１２Ｂは、実施の形態の変形例１における飛行体１０ａの動作制御の第２の例を示す図である。なお、図１２Ａ及び図１２Ｂは、飛行体１０ａの側面図であり、バルーン２０において対向して配置されたロータユニット３０ａ及び３０ｃが点線で図示されており、かつ、ロータユニット３０ｂ及び３０ｄの図示は省略されている。また、検出部８１及び制御器４１については、点線で模式的に表されている。これらの事項は後述する図１３についても適用される。
【０１１０】
本変形例の飛行体１０ａは、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、検出部８１を備えている。検出部８１は加速度センサであり、より詳細には、３軸加速度センサである。検出部８１は、飛行体１０ａの傾き及び加速度を検出することができる。なお、検出部８１は、例えば傾きの検出を、３軸加速度センサ以外の種類のセンサで検出してもよい。例えば、検出部８１はジャイロセンサによって傾きを検出してもよい。つまり、検出部８１は、飛行体１０ａの加速度及び傾きを検出することができれば、その検出に用いられるセンサの種類及び個数に特に限定はない。
【０１１１】
例えば突風が発生したことにより、飛行体１０ａが、図１２Ａに示すように大きく傾いた場合を想定する。この場合、検出部８１は、飛行体１０ａの姿勢が正常ではないことを検出し、そのことを示す所定の信号を制御器４１に送信する。制御器４１は、その検出結果に応じて、少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。
【０１１２】
例えば、検出部８１は、飛行体１０ａの傾き方向を示す情報（傾き情報）を含む所定の信号を出力する。制御器４１は、当該所定の信号に示される傾き情報を用いて、複数のロータユニット３０のうちの相対的に上に位置する少なくとも１つのロータユニット３０を特定する。図１２Ａに示す例では、ロータユニット３０ｃが特定される。この場合、制御器４１は、ロータユニット３０ｃのプロペラ３２の回転を停止させる。
【０１１３】
これにより、相対的に下に位置するロータユニット３０ａにより発生する推力が、飛行体１０ａの傾きを抑制する方向に作用し、その結果、飛行体１０ａの傾き量が低減する。つまり、飛行体１０ａは、大きく傾いた状態が是正され、正常な姿勢に近付けられる。
【０１１４】
なお、このときに制御器４１はロータユニット３０ａの回転数を上げるように制御してもよい。これにより大きく傾いた状態を短時間で是正することが可能となる。
【０１１５】
なお、検出部８１は、例えば、傾き角度のみを検出してもよい。この場合、制御器４１は、検出結果に示される傾き角度を用いて、飛行体１０ａの傾きが正常であるか否か等を判断し、その判断結果に従って、少なくとも１つのロータユニット３０の回転速度を低下させてもよい。
【０１１６】
つまり、「姿勢が正常ではない場合」とは、本変形例の場合、例えば、検出された飛行体１０ａの傾き角度と、無線操作装置からの指示に応じた本来的な傾き角度との差分が閾値以上である場合、または、検出された飛行体１０ａの傾き角度が所定の範囲外である場合などである。従って、飛行体１０ａの姿勢が正常であるか否かは、検出部８１及び制御器４１のいずれが判断してもよい。
【０１１７】
また、３軸加速度センサである検出部８１は、例えば、飛行体１０ａの加速度が正常ではないことを検出することができる。
【０１１８】
例えば突風にあおられることにより、飛行体１０ａが、図１２Ｂに示すように、突然高速で移動した場合を想定する。この場合、検出部８１は、加速度が正常ではないことを検出し、そのことを示す検出結果を制御器４１に送信する。制御器４１は、その検出結果に応じて、少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。
【０１１９】
制御器４１は、例えば、飛行体１０ａが備える複数のロータユニット３０全てのプロペラ３２の回転速度をゼロまで低下させる。
【０１２０】
ここで、飛行体１０ａの加速度が非常に高い場合、飛行体１０ａはバランスを崩し、姿勢が不安定になることが考えられる。飛行体１０の姿勢が不安定な状態で、複数のロータユニット３０を駆動させたままである場合、意図せぬ方向に複数のロータユニット３０の推力が作用し、その結果、飛行体１０ａがより不安定な状態になる可能性もある。そこで、この場合、飛行体１０ａが備える複数のロータユニット３０全てのプロペラ３２の回転を停止する。これにより、例えば、飛行体１０ａが予期せぬ方向へ進んでいく可能性が低減される。
【０１２１】
なお、検出部８１は、例えば、加速度のみを検出してもよい。この場合、制御器４１は、検出結果に示される加速度を用いて、飛行体１０ａの加速度が正常か異常か等を判断し、その判断結果に従って、少なくとも１つのロータユニット３０の回転速度を低下させてもよい。
【０１２２】
つまり、「加速度が正常ではない場合」とは、例えば、検出された飛行体１０ａの加速度と、無線操作装置からの指示に応じた本来的な加速度との差分が閾値以上である場合、または、検出された飛行体１０ａの加速度が、所定の範囲外である場合などである。従って、飛行体１０ａの加速度が正常であるか否かは、検出部８１及び制御器４１のいずれが判断してもよい。
【０１２３】
また、例えば、本来的には無線操作装置からの指示により所定の加速度が生じているべき場合に、飛行体１０ａの加速度がほぼゼロである場合も「加速度が正常ではない場合」の一例である。この状態は、例えば、飛行体１０ａが何らかの障害物に引っ掛かること、または、飛行体１０ａが人に押さえられること等に起因して起こりうる。
【０１２４】
この場合、少なくとも１つのロータユニット３０の回転速度を低下させることで、例えば、無駄なエネルギー消費が抑制され、その結果、バッテリ４２の容量低下が抑制される。また、加速度がほぼゼロである要因となっている障害物または人と、回転するプロペラ３２との干渉の可能性が低減される。
【０１２５】
また、例えば飛行体１０ａが本来的ではない速度で移動している場合、検出部８１は、速度が正常ではないことを示す検出結果を出力してもよい。なお、飛行体１０ａの速度は、例えば、検出部８１または制御器４１が、検出部８１が有する加速度センサにより検出された加速度を用いて算出することができる。
【０１２６】
この場合、制御器４１は、少なくとも１つのロータユニット３０の回転速度を低下させることで、飛行体１０ａの速度を低下させることができる。
【０１２７】
また、「速度が正常ではない場合」とは、例えば、検出された飛行体１０ａの速度と、無線操作装置からの指示に応じた本来的な速度との差分が閾値以上である場合、または、検出された飛行体１０ａの速度が、所定の範囲外である場合などである。従って、飛行体１０ａの速度が正常であるか否かは、検出部８１及び制御器４１のいずれが判断してもよい。
【０１２８】
つまり、例えば、本来的には無線操作装置からの指示により所定の速度で移動しているべき場合に、飛行体１０ａの速度がほぼゼロである場合も「速度が正常ではない場合」の一例である。この状態は、「加速度が正常ではない場合」と同じく、例えば、飛行体１０ａが何らかの障害物に引っ掛かること、または、飛行体１０ａが人に押さえられること等に起因して起こりうる。従って、この場合に１以上のロータユニット３０の回転速度を低下させることで、バッテリ４２の容量低下の抑制、及び異常の要因である障害物または人と回転するプロペラ３２との干渉の可能性の低減等の効果が得られる。
【０１２９】
以上説明したように、本変形例の飛行体１０ａにおいて、制御器４１は、検出部８１による検出結果が、飛行体１０ａの姿勢、速度、または加速度が正常でないこと示す場合、少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。
【０１３０】
これにより、飛行体１０が正常に飛行していない場合における、エネルギー消費の抑制、及び、飛行体１０の安全性の向上等が図られる。
【０１３１】
なお、制御器４１はさらに、少なくとも１つのロータユニット３０の回転方向を反転させてもよい。例えば、図１２Ａのように異常な傾きを検出したとき、飛行体１０ａを早急に水平にするために、ロータユニット３０ａのプロペラ３２を上昇方向に回転させ、ロータユニット３０ｃのプロペラ３２を下降方向に回転させてもよい。また、図１２Ｂのように飛行体１０の上昇方向に異常な加速度を検出したとき、飛行体１０ａの加速度を早急に低下させるために、ロータユニット３０ａ〜３０ｄのプロペラ３２を下降方向に回転させてもよい。
【０１３２】
つまり、飛行体１０ａにおいて、制御器４１は、検出部８１による検出結果に応じて、複数のロータユニット３０のうちの少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる場合、複数のロータユニット３０のうちの他の１以上のロータユニット３０のプロペラ３２を逆回転させてもよい。
【０１３３】
これにより、例えば、本変形例のように飛行体１０ａの姿勢等に異常が生じた場合に、その異常を早急に解消させることが可能となる。
【０１３４】
（変形例２）
図１３は、実施の形態の変形例２における飛行体１０ｂの動作制御の例を示す図である。
【０１３５】
本変形例において、飛行体１０ｂが備える制御器４１は、無線操作端末１１０から送信される指示信号を受信し、受信した指示信号に従って、複数のロータユニット３０の動作等を制御する。
【０１３６】
また、飛行体１０ｂは、図１３に示すように検出部８２を備えている。検出部８２は通信を監視する機能を有している。例えば、検出部８２は、制御器４１が備える通信モジュールにおける電波の受信強度を検出し、検出した受信強度が所定の値以下になった場合、無線通信が途絶したことを示す検出結果を出力する。または、検出部８２は、例えば、制御器４１が指示信号を受信しない状態が、所定の時間継続した場合、無線通信が途絶したことを示す検出結果を出力する。
【０１３７】
制御器４１は、検出部８２による検出結果が、無線通信が途絶したことを示す場合、少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。
【０１３８】
つまり、飛行体１０ｂが強風に流されることなどに起因して、飛行体１０ｂの遠隔操作が不可能な状態となった場合、制御器４１は、複数のロータユニット３０による推力を低下させる制御を行う。これにより、例えば、飛行体１０ｂが、制御不能な状態で遠方まで飛んでいってしまうことが防止される。
【０１３９】
なお、制御器４１はさらに、少なくとも１つのロータユニット３０の回転方向を反転させてもよい。例えば、図１３のように通信の途絶を検出したとき、飛行体１０ｂが、制御不能な状態で遠方まで飛んでいってしまうことを防止するために、ロータユニット３０ａ〜３０ｄのプロペラ３２を下降方向に回転させてもよい。
【０１４０】
また、飛行体１０ｂは、複数のロータユニット３０による浮力の少なくとも一部を失うことで下降するが、上述のように、緩衝体として機能するバルーン２０を備えているため、飛行体１０ｂまたは下降した先に存在する物体についての安全性を確保することができる。また、バルーン２０が有する浮力により、飛行体１０は緩やかに下降し、このことも安全性の確保に寄与する。
【０１４１】
また、制御器４１が、無線通信を監視する検出部８２としての機能を有してもよい。この場合、例えば、制御器４１が有するＣＰＵ及びプログラム等によって検出部８２の機能が実現されてもよい。
【０１４２】
（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置換、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
【０１４３】
例えば、飛行体１０が備える制御器４１は、検出部８０の検出結果に応じて、少なくとも１つのロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させた後に、当該回転速度を増加させてもよい。
【０１４４】
例えば、検出部８０の検出結果が物体との接触を示す場合、制御器４１は、ロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させ、その後に取得した検出部８０の検出結果が物体との接触を示さない場合、当該回転速度を、低下させる前の値まで戻してもよい。
【０１４５】
また、例えば、上記変形例１の飛行体１０ａにおいて、検出部８１の検出結果が、飛行体１０ａの姿勢が正常でないことを示す場合、制御器４１は、ロータユニット３０のプロペラ３２の回転速度を低下させる。飛行体１０ａの制御器４１はさらに、その後に取得した検出部８１の検出結果が飛行体１０ａの姿勢が正常であることを示す場合、当該回転速度を、低下させる前の値まで戻してもよい。
【０１４６】
つまり、飛行体１０の制御器４１は、飛行体１０の状態に応じて一旦低下させたロータユニット３０の回転速度を、その後の飛行体１０の状態に応じて回復させてもよい。また、この回復のパターンとしては、ロータユニット３０の回転速度を低下前の値に戻すこと以外に、当該回転速度を予め設定された値に変更すること、及び、その時点で受信した指示信号に応じた値に変更すること、などが考えられる。このことは、上記変形例１及び２における飛行体１０ａ及び１０ｂについても同じである。
【０１４７】
これにより、物体との接触または突風等に起因して不安定な状態となることで、浮力（複数のロータユニット３０による推力）が低下された飛行体１０（１０ａ、１０ｂ）を、自動的に正常な状態に戻すことができる。
【０１４８】
また、物体の接触を検出する検出部８０は、感圧センサ以外の種類のセンサによって構成されてもよい。例えば、検出部８０が１以上のひずみゲージを備え、いずれかのひずみゲージにおける電気抵抗の変化を検出することで、物体の接触を検出してもよい。
【０１４９】
また、検出部８０の配置領域（センサ８０ａ〜８０ｄの配置領域）の位置および形状は、図２Ｂに示されるものに限定されない。例えば、バルーン２０の、下側の面の全域、または、バルーン２０の、外部に露出した面の全域に、検出部８０を構成する複数の感圧センサまたは歪みゲージ等が離散的に配置されてもよい。これにより、飛行体１０への物体の接触検出を、より確実化することができる。
【０１５０】
また、飛行体１０はＬＥＤなどの照明装置を備え、検出部８０が飛行体１０の状態に関する異常を検出した場合に、制御器４１は該照明装置を点灯して操縦者へ通知するようにしてもよい。これにより操縦者は飛行体１０の状態を視覚的に確認することができる。
【０１５１】
また、例えば飛行体１０が備える検出部８０は、物体の接触及び接近の両方を検出する機能を有してもよい。また、検出部８０はさらに、上記変形例１及び２における検出部８１及び８２が有する、加速度、速度、及び姿勢の検出機能、並びに、無線通信の途絶の検出機能のうちの少なくとも１つの検出機能を有してもよい。つまり、検出部８０は、飛行体１０の状態に関する様々な異常を検出するための、複数種類のセンサまたは計測器等を有してもよい。これにより、飛行体１０が備える制御器４１は、例えば飛行体１０の飛行中に発生し得る様々な異常に対応して、１以上のロータユニット３０を制御することができる。このことは、飛行体１０のさらなる安全性の向上に寄与する。
【０１５２】
また、上記実施の形態では、飛行体１０が備えるロータユニット３０の数は４であるが、飛行体１０が備えるロータユニット３０の数は４に限定されない。飛行体は、複数のロータユニットを備えればよい。また、バルーンは、複数のロータユニットのいずれかが内部に配置される通気孔を複数有すればよい。例えば、飛行体がＮ個（Ｎは２以上の整数）のロータユニットを備える場合、バルーンはＮ個以上の通気孔を有すればよい。
【０１５３】
また、上記実施の形態では、飛行体１０の連結部材２５の上端は、閉じられているが、当該上端が外部に開放されていてもよい。これにより、連結部材２５の内方の空間の上端及び下端が外部に開放されているため、連結部材２５の内方の空間の気体を流れやすくできる。このため、連結部材２５の内方の空間に配置される搭載機器を効率よく冷却することができる。なお、この場合、円板部材４０に複数の貫通孔や切り欠きを設けることでさらに気体が流れやすくする構成を取れば、連結部材２５の内方の空間の気体をさらに流れやすくできるためより効果的に搭載機器を冷却できる。
【０１５４】
また、例えば上記実施の形態の飛行体１０において、複数のロータユニット３０のそれぞれはバルーン２０に対して着脱可能であってもよい。これにより、例えば飛行体１０を搬送する際に、バルーン２０から複数のロータユニット３０を取り外し、バルーン２０を小さく折り畳むことが可能となる。その結果、搬送中の飛行体１０の荷姿を小型化できる。
【０１５５】
また、バルーン２０には、ロータユニット３０の数よりも多くの通気孔２２が形成されていてもよい。この場合は、ロータユニット３０が設けられない通気孔２２が存在することになる。このようなロータユニット３０が配置されない通気孔２２をバルーン２０に設けると、飛行体１０の上昇時と下降時に飛行体１０に作用する空気抵抗を低減することが可能となる。
【０１５６】
また、バルーン２０の通気孔２２に、通気孔２２を横断する保護ネットが設けられていてもよい。この場合、各通気孔２２では、ロータユニット３０の上方と下方のそれぞれに保護ネットが配置される。この保護ネットにより、例えば、通気孔２２内への異物の進入が抑制され、これにより、ロータユニット３０のプロペラ３２と異物との接触の可能性が低減される。
【０１５７】
なお、保護ネットが設けられた飛行体では、当該飛行体に設けられた通気孔は、物体の接触によりバルーン及び保護ネットが変形しても保護ネットがロータユニットに接しない程度の高さを有する構成としてもよい。これにより、物体が保護ネットに接触した場合であっても、物体がロータユニットに接触することを低減することができる。
【０１５８】
また、保護ネットに、例えば、検出部８０を構成する歪みセンサを配置することで、保護ネットへの物体の接触の検出、つまり、ロータユニット３０に非常に近い位置に存在する物体の検出も可能である。
【０１５９】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面及び詳細な説明を提供した。
【０１６０】
したがって、添付図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１６１】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本開示は、複数のロータユニットと緩衝体とを備えた飛行体について有用である。
【符号の説明】
【０１６３】
１０、１０ａ、１０ｂ  飛行体
２０  バルーン
２１  ガス空間
２２  通気孔
２３  基準曲線部
２４  小曲率半径部
２５  連結部材
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ  ロータユニット
３１  フレーム
３２  プロペラ
３３  モータ
４０  円板部材
４１  制御器
４２  バッテリ
４３  プロジェクタ
４４  カメラ
４５  ジンバル
４６  発光体
８０、８１、８２  検出部
８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ  センサ
１１０  無線操作端末
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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2017154421.tif 000020
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