(57)【要約】【課題】移動用ワイヤーから着脱自在な移動装置、移動方法及び移動プログラムを提供すること。【解決手段】移動装置１は、外部の情報を取得する情報取得手段１０と、乖離した複数の位置の間に張られた紐状部材２０４と摺動可能に接続するための接続部材３０と、移動装置１が移動するための推力を得るための複数のプロペラ６と、を有し、接続部材３０は環状部３３を有し、紐状部材２０４において、環状部３３が摺動移動することができない位置である通過不可能位置を回避するための位置である離脱予定位置Ｐ１に到達したか否かを判断するための離脱予定位置判断手段と、離脱予定位置Ｐ１において、紐状部材２０４の捕捉を解除する捕捉解除手段と、紐状部材２０４の捕捉を解除した後に、紐状部材２０４の捕捉を回復する位置である回復位置Ｐ２へ向かって移動する回復移動手段と、回復位置Ｐ２において、紐状部材２０４の捕捉を回復する回復手段と、を有する。【選択図】図１
2019116129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部の情報を取得する移動装置であって、
前記外部の情報を取得する情報取得手段と、
乖離した複数の位置の間に張られた紐状部材と摺動可能に接続するための接続部材と、
前記移動装置が移動するための推力を得るための複数のプロペラと、
を有し、
前記接続部材は、前記紐状部材を着脱可能な状態で捕捉するための環状部を有し、
前記紐状部材において、前記環状部が摺動移動することができない位置である通過不可能位置を回避するための位置である離脱予定位置に到達したか否かを判断するための離脱予定位置判断手段と、
前記離脱予定位置において、前記環状部による前記紐状部材の捕捉を解除する捕捉解除手段と、
前記紐状部材の捕捉を解除した後に、前記紐状部材の捕捉を回復する位置である回復位置へ向かって移動する回復移動手段と、
前記回復位置において、前記紐状部材の捕捉を回復する回復手段と、
を有する移動装置。
【請求項２】
前記接続部材は、第一部材及び第二部材を含み、
前記第一部材と前記第二部材が相対的に移動することによって、前記環状部を構成し、
前記捕捉解除手段は、前記離脱予定位置において、前記第一部材と前記第二部材を相対的に移動させることによって、前記紐状部材の捕捉を解除するように構成され、
前記回復手段は、前記回復位置において、前記第一部材と前記第二部材を相対的に移動させることによって、前記紐状部材の捕捉を回復するように構成されている、
請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
前記捕捉解除手段は、前記離脱予定位置において、前記第一部材と前記第二部材を相対的に移動させることによって、前記環状部を開放し、その後、前記移動装置を前記紐状部材から乖離する方向に移動させるように構成されている、
請求項２に記載の移動装置。
【請求項４】
前記第一部材は、前記紐状部材と接したことを検知する検知手段を有し、
前記回復手段は、前記検知手段によって、前記紐状部材と前記第一部材との接触を検知した場合に、前記第二部材を移動させることによって、前記環状部を閉鎖し、前記紐状部材の捕捉を回復するように構成されている、
請求項２または請求項３に記載の移動装置。
【請求項５】
前記紐状部材と接することによって、前記紐状部材を前記接続部材に導く導入手段を有し、
前記導入手段は、前記接続部材が前記紐状部材を捕捉することが可能な領域よりも広い範囲の領域において、前記紐状部材と接することができるように構成されている、
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の移動装置。
【請求項６】
前記第一部材において、前記紐状部材を捕捉するための空間には、上方に向かって凸状の部分が形成されており、
前記凸状の部分に前記紐状部材が摺動可能な状態で格納されるように構成されている、
請求項４または請求項５のいずれかに記載の移動装置。
【請求項７】
前記第一部材は、前記紐状部材が接することによって、前記紐状部材を前記検知手段に導く斜面部を有する、
請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の移動装置。
【請求項８】
前記回復手段は、前記移動装置の飛行のための推力が減少したことを感知することによって、前記紐状部材の捕捉を回復したことを検知するように構成されている、
請求項１に記載の移動装置。
【請求項９】
移動するための推力を得るための複数のプロペラと、紐状部材を着脱可能な状態で捕捉するための環状部を構成する接続部を有する移動装置が、
前記紐状部材において、前記環状部が摺動移動することができない位置である通過不可能位置を回避するための位置である離脱予定位置に到達したか否かを判断するための離脱予定位置判断ステップと、
前記離脱予定位置において、前記紐状部材の捕捉を解除する捕捉解除ステップと、
前記紐状部材の捕捉を解除した後に、前記紐状部材の捕捉を回復する位置である回復位置へ向かって移動する回復移動ステップと、
前記回復位置において、前記紐状部材の捕捉を回復する回復ステップと、
を実施する移動方法。
【請求項１０】
移動するための推力を得るための複数のプロペラと、紐状部材を着脱可能な状態で捕捉するための環状部を構成する接続部を有する移動装置を管理するコンピュータを、
前記紐状部材において、前記環状部が摺動移動することができない位置である通過不可能位置を回避するための位置である離脱予定位置に到達したか否かを判断するための離脱予定位置判断手段、
前記離脱予定位置において、前記紐状部材の捕捉を解除する捕捉解除手段、
前記紐状部材の捕捉を解除した後に、前記紐状部材の捕捉を回復する位置である回復位置へ向かって移動する回復移動手段、及び、
前記回復位置において、前記紐状部材の捕捉を回復する回復手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動装置、移動方法及び移動プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建屋の天井に配置したワイヤーにカメラを吊り下げ、ワイヤーに接続した複数のウィンチを操作してカメラの位置を移動させる技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３２３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
建屋の天井近傍などにカメラが移動するための移動用ワイヤーを取り付け、カメラに設置した環状部材にその移動用ワイヤーを通すことによって、カメラを移動用ワイヤーに吊り下げ、かつ、移動用ワイヤーに沿って移動する場合、移動用ワイヤーの撓みを抑制することが望ましい。このため、天井から別のワイヤー（支持用ワイヤー）を吊り下げて、移動用ワイヤーの中央部等に接続することによって、移動用ワイヤーの撓みを抑制する場合がある。ところが、移動用ワイヤーを摺動しつつ移動する環状部材は、支持用ワイヤーの接続位置を超えて移動することはできない。また、このような環状部材は、方向が異なる複数の移動ワイヤーを使用する場合、複数の移動ワイヤーの接続位置を越えて移動することはできない。
【０００５】
本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、移動用ワイヤー（紐状部材）から着脱自在な移動装置、移動方法及び移動プログラム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】
第一の発明は、外部の情報を取得する移動装置であって、前記外部の情報を取得する情報取得手段と、乖離した複数の位置の間に張られた紐状部材と摺動可能に接続するための接続部材と、前記移動装置が移動するための推力を得るための複数のプロペラと、を有し、前記接続部材は、前記紐状部材を着脱可能な状態で捕捉するための環状部を有し、前記紐状部材において、前記環状部が摺動移動することができない位置である通過不可能位置を回避するための位置である離脱予定位置に到達したか否かを判断するための離脱予定位置判断手段と、前記離脱予定位置において、前記環状部による前記紐状部材の捕捉を解除する捕捉解除手段と、前記紐状部材の捕捉を解除した後に、前記紐状部材の捕捉を回復する位置である回復位置へ向かって移動する回復移動手段と、前記回復位置において、前記紐状部材の捕捉を回復する回復手段と、を有する移動装置である。
【０００７】
第一の発明の構成によれば、移動装置は、乖離した複数の位置の間に張られた紐状部材と接続部材によって接続された状態で移動することができ、離脱予定位置判断手段によって離脱予定位置を判断し、捕捉解除手段によって紐状部材の捕捉を解除し、回復移動手段によって、回復位置へ向かって移動し、回復手段によって紐状部材の捕捉を回復することができる。このため、移動装置は、移動用ワイヤーから着脱自在である。
【０００８】
第二の発明は、第一の発明の構成において、前記接続部材は、第一部材及び第二部材を含み、前記第一部材と前記第二部材が相対的に移動することによって、前記環状部を構成し、前記捕捉解除手段は、前記離脱予定位置において、前記第一部材と前記第二部材を相対的に移動させることによって、前記紐状部材の捕捉を解除するように構成され、前記回復手段は、前記回復位置において、前記第一部材と前記第二部材を相対的に移動させることによって、前記紐状部材の捕捉を回復するように構成されている、移動装置である。
【０００９】
第三の発明は、第二の発明の構成において、前記捕捉解除手段は、前記離脱予定位置において、前記第一部材と前記第二部材を相対的に移動させることによって、前記環状部を開放し、その後、前記移動装置を前記紐状部材から乖離する方向に移動させるように構成されている、移動装置である。
【００１０】
第四の発明は、第二の発明または第三の発明のいずれかの構成において、前記第一部材は、前記紐状部材と接したことを検知する検知手段を有し、前記回復手段は、前記検知手段によって、前記紐状部材と前記第一部材との接触を検知した場合に、前記第二部材を移動させることによって、前記環状部を閉鎖し、前記紐状部材の捕捉を回復するように構成されている、移動装置である。
【００１１】
第五の発明は、第二の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記紐状部材と接することによって、前記紐状部材を前記接続部材に導く導入手段を有し、前記導入手段は、前記接続部材が前記紐状部材を捕捉することが可能な領域よりも広い範囲の領域において、前記紐状部材と接することができるように構成されている、移動装置である。
【００１２】
第六の発明は、第四の発明または第五の発明の構成において、前記第一部材において、前記紐状部材を捕捉するための空間には、上方に向かって凸状の部分が形成されており、前記凸状の部分に前記紐状部材が摺動可能な状態で格納されるように構成されている、移動装置である。
【００１３】
第七の発明は、第四の発明乃至第六の発明のいずれかの構成において、前記第一部材は、前記紐状部材が接することによって、前記紐状部材を前記検知手段に導く斜面部を有する、移動装置である。
【００１４】
第八の発明は、第一の発明の構成において、前記回復手段は、前記移動装置の飛行のための推力が減少したことを感知することによって、前記紐状部材の捕捉を回復したことを検知するように構成されている、移動装置である。
【００１５】
第九の発明は、移動するための推力を得るための複数のプロペラと、紐状部材を着脱可能な状態で捕捉するための環状部を構成する接続部を有する移動装置が、前記紐状部材において、前記環状部が摺動移動することができない位置である通過不可能位置を回避するための位置である離脱予定位置に到達したか否かを判断するための離脱予定位置判断ステップと、前記離脱予定位置において、前記紐状部材の捕捉を解除する捕捉解除ステップと、前記紐状部材の捕捉を解除した後に、前記紐状部材の捕捉を回復する位置である回復位置へ向かって移動する回復移動ステップと、前記回復位置において、前記紐状部材の捕捉を回復する回復ステップと、を実施する移動方法である。
【００１６】
第十の発明は、移動するための推力を得るための複数のプロペラと、紐状部材を着脱可能な状態で捕捉するための環状部を構成する接続部を有する移動装置を管理するコンピュータを、前記紐状部材において、前記環状部が摺動移動することができない位置である通過不可能位置を回避するための位置である離脱予定位置に到達したか否かを判断するための離脱予定位置判断手段、前記離脱予定位置において、前記紐状部材の捕捉を解除する捕捉解除手段、前記紐状部材の捕捉を解除した後に、前記紐状部材の捕捉を回復する位置である回復位置へ向かって移動する回復移動手段、及び、前記回復位置において、前記紐状部材の捕捉を回復する回復手段、として機能させるための移動プログラムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、移動用ワイヤーから着脱自在な移動装置、移動方法及び移動プログラウを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る移動装置の使用状態を示す概略図である。
【図２】移動装置を示す概略図である。
【図３】接続部材の閉鎖状態を示す概略図である。
【図４】接続部材の開放態を示す概略図である。
【図５】第二部材を示す概略図である。
【図６】第一部材を示す概略図である。
【図７】サーボモーターを示す概略図である。
【図８】モーター固定部を示す概略図である。
【図９】モーター固定部にサーボモーターを固定した状態を示す概略図である。
【図１０】サーボモーターに第一部材を固定した状態を示す概略図である。
【図１１】第一部材を示す概略平面図である。
【図１２】接続部材によってワイヤーの捕捉を解除する過程を示す概略図である。
【図１３】接続部材によってワイヤーを捕捉する過程を示す概略図である。
【図１４】接続部材によってワイヤーを捕捉した状態を示す概略図である。
【図１５】導入部材を示す概略図である。
【図１６】導入部材によってワイヤーを接続部材に導く状態を示す概略図である。
【図１７】移動装置の機能ブロックを示す図である。
【図１８】移動装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１９】第二の実施形態に係る第一部材を示す概略平面図である。
【図２０】第三の実施形態に係る第一部材を示す概略平面図である。
【図２１】第三の実施形態に係る第一部材及び第二部材を示す概略平面図である。
【図２２】第四の実施形態に係る移動装置の使用状態を示す概略図である。
【図２３】移動装置を示す概略図である。
【図２４】接続部材によってワイヤーの捕捉を解除する過程を示す概略図である。
【図２５】接続部材によってワイヤーを捕捉する過程を示す概略図である。
【図２６】移動装置の動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。以下の説明においては、同様の構成には同じ符号を付し、その説明を省略又は簡略する。なお、当業者が適宜実施できる構成については説明を省略し、本発明の基本的な構成についてのみ説明する。
【００２０】
＜第一の実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の無人飛行体１（以下、「無人機１」という。）は、ドーム状の建屋２００内の天井に張られたワイヤー２０４に吊り下がりつつ、移動し、競技場２０２を撮影するようになっている。無人機１は外部の情報を取得する移動装置の一例であり、ワイヤー２０４は乖離した複数の位置の間に張られた紐状部材の一例である。
【００２１】
ワイヤー２０４は、例えば、炭素繊維ケーブル（Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ  Ｃａｂｌｅ）である。炭素繊維ケーブルは、高強度、高弾性、軽量、高耐食性、非磁性、低線膨張等の特性を有する。ワイヤー２０４は、その両端へ向かう水平方向の張力をかけて張られている。なお、ワイヤー２０４が張られる場所は、屋内に限らず、屋外でもよい。
【００２２】
ワイヤー２０４は、撓みを抑制するために、建屋２００の天井から吊るされた支持用のワイヤー２０６によって、その中央部が支持されている。ワイヤー２０４がワイヤー２０６に支持される位置が、結節点２０８である。結節点２０８の右側をワイヤー２０４ａとし、左側をワイヤー２０４ｂとする。ワイヤー２０４ａを環状部３３（図１２参照）を貫通させることによって、ワイヤー２０４ａから吊り下がりつつ矢印ｘ１に示すように移動してきた無人機１は、そのまま結節点２０８を越えることはできないから、矢印ｘ２に示すように、結節点２０８の直前の位置Ｐ１（離脱予定位置Ｐ１）においてワイヤー２０４ａの捕捉を解除し、結節点２０８の直後の位置Ｐ２（回復位置Ｐ２）において、ワイヤー２０４ｂを捕捉し、矢印ｘ３に示すように、ワイヤー２０４ｂに吊り下がりつつ移動するようになっている。無人機１は、基地局１５０（図１７参照）から、発進、停止等の制御信号を受信して、移動する。結節点２０８は、通過不可能位置の一例である。
【００２３】
以下、図２を参照して、無人機１の構成の概略を説明する。無人機１は、筐体２を有する。筐体２の上部には、筒状部材２０が配置されている。筒状部材２０の上部には、接続部材３０が配置されている。また、筒状部材２０の上端部近傍の側面には、導入部材５０が配置されている。接続部材３０は、紐状部材と摺動可能に接続するための接続部材の一例である。導入部材５０は、紐状部材と接することによって、紐状部材を接続部材に導く導入手段の一例である。接続部材３０は、開閉自在な環状部３３（図１２参照）を有し、無人機１は、環状部３３にワイヤー２０４を貫通させることによって、ワイヤー２０４に接続されている。環状部３３はワイヤー２０４に対して摺動可能になっている。
【００２４】
筐体２の内部には、無人機１の各部を制御するコンピュータ、自律移動装置、モーター駆動回路、無線通信装置、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの航法衛星システムを利用した測位装置、慣性センサー、気圧センサー等の電子部品が配置されている。
【００２５】
筐体２には、４本の棒状のアーム４が接続されている。各アーム４にはモーター（図示せず）が接続されており、各モーターにはプロペラ６が接続されている。無人機１は、プロペラ６の回転によって、移動するための推力を得る。アーム４には、保護枠８が接続されている。アーム４及び保護枠８は、例えば、炭素繊維強化プラスチックで形成されており、強度を保ちつつ、軽量に構成されている。
【００２６】
プロペラ６に接続された各モーターは、直流モーター（ＤＣモーター）である。各モーターは、筐体２内の自律移動装置によってそれぞれ独立して制御され、無人機１を上下水平方向の移動や空中での停止（ホバリング）及び姿勢制御を自在に行うことができるようになっている。自律移動装置が各モーターへ供給する電力が増加すると、各モーターの回転数が増加し、各モーターの出力が増加し、各モーターに接続されたプロペラ６による推力（以下、単に「推力」という）も増加する。自律移動装置は、無人機１を所定の高度に位置させたり、上昇下降させるために必要な推力を達成するために、電力を増減させる。これは、無人機１が各モーターに供給する電力の増減が、必要な推力の増減を示すことを意味する。
【００２７】
筐体２の下部には、ジンバル１２が接続され、ジンバル１２にカメラ１０が接続されている。ジンバル１２は、カメラ１０による撮影画像のぶれを最小化し、かつ、カメラ１０の光軸を任意の方向に制御することができる３軸の固定装置である。カメラ１０は情報取得手段の一例である。なお、情報取得手段は、カメラに限らず、例えば、レーザースキャナー等であってもよい。
【００２８】
以下、図３及び図４を参照して、接続部材３０の構成の概略を説明する。図３及び図４に示すように、接続部材３０は、開閉チップ３２、固定チップ３６、サーボモーター３８、及び、モーター格納部４０で構成される。なお、図３乃至図１０は、無人機１に配置される状態とは上下を反対に示している。すなわち、図３の矢印ｚ１に示す方向（ワイヤー２０４が位置する方向）が、本来の上側である。固定チップ３６は第一部材の一例であり、開閉チップ３２は第二部材の一例である。
【００２９】
固定チップ３６と開閉チップ３２は相対的に移動して、開閉自在な環状部３３（図１２参照）を構成するように構成されている。具体的には、開閉チップ３２は、軸部３４を中心に矢印ａ１方向（図３参照）、矢印ａ２方向（図４参照）に回動する。図３は、固定チップ３６と開閉チップ３２によってワイヤー２０４ａ等を捕捉するための環状部３３が構成された状態（以下、「環状部３３の閉鎖状態」という。）である。図４は、環状部３３の構成が解除された状態（以下、「環状部３３の開放状態」という。）である。
【００３０】
図５を参照して、開閉チップ３２の構造を説明する。開閉チップ３２は、基部３２ａと一対の脚部３２ｃＲ及び３２ｃＬを有する。基部３２ａには、貫通孔部３２ｂが形成されており、空間Ｓ１を形成している。脚部３２ｃＲと３２ｃＬとの間は空間Ｓ２となっている。貫通孔部３２ｂの貫通孔Ｓ１に軸部３４（図３及び図４参照）が挿入されて、開閉チップ３２とサーボモーター３８の回転部３８ｂ（図７参照）が固定される。
【００３１】
図６を参照して、固定チップ３６の構造を説明する。固定チップ３６は、基部３６ａと、腕部３６ｃを有する。基部３６ａには、貫通孔部３６ｂが形成されており、空間Ｓ３を構成している。基部３６ａと腕部３６ｃとの間は空間Ｓ４となっている。
【００３２】
図７を参照して、サーボモーター３８の構造を説明する。サーボモーター３８は、モーター本体部３８ａと回転部３８ｂから構成される。モーター本体部３８ａは、ＤＣサーボモーターである。
【００３３】
図８を参照して、モーター格納部４０の構造を説明する。モーター格納部４０は、本体部４０ａと枠状突出部４０ｂを有する。本体４０ａには、サーボモーター３８を駆動するためのバッテリー、サーボモーター３８を制御するための制御装置、及び、筐体２と制御信号による通信を行うための通信装置が格納されている。通信装置は、例えば、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、登録商標）による通信装置である。枠状突出部４０ｂの内側は、本体部４０ａと連通する空間Ｓ５となっている。
【００３４】
図９に示すように、枠状突出部４０ｂにサーボモーター３８のモーター本体部３８ａが固定される。図１０に示すように、固定チップ３６の貫通孔部３６ｂの貫通孔Ｓ３（図６参照）をサーボモーター３８の回転部３８ｂが貫通した状態で、固定チップ３６がサーボモーター３８のモーター本体部３８ａに固定される。そして、図３及び図４に示すように、開閉チップ３２が軸部３４によって、回転部３８ｂに固定される。
【００３５】
図１１を参照して、固定チップ３６の詳細を説明する。基部３６ａにおいて、空間Ｓ４に面する面３６ａ１には、圧力センサー３６ｄが配置されている。圧力センサー３６ｄは、ワイヤー２０４が接したことを検知することができる。圧力センサー３６ｄからの出力は、筐体２の内部のコンピュータに送信される。圧力センサー３６ｄは検知手段の一例である。腕部３６ｃにおいて、空間Ｓ４とは反対方向の面に、曲面開始位置３６ｃ１が形成されており、曲面開始位置３６ｃ１の下方の位置は、曲面３６ｃ２となっている。
【００３６】
図１２乃至図１４を参照して、接続部材３０がワイヤー２０４の捕捉を解除し、その後、ワイヤー２０４の捕捉を回復する動作を説明する。図１２乃至図１４は、接続部材３０及びワイヤー２０４を図１の矢印ｙ１方向から見た概略図である。図１２乃至図１４において、無人機１本体の図示は省略している。ワイヤー２０４は、断面が示されている。図１２（ａ）は、接続部材３０がワイヤー２０４を捕捉している状態を示す。環状部３３にワイヤー２０４が捕捉されている。環状部３３は、固定チップ３６の腕部３６ｃと、開閉チップ３２の脚部３２ｃＲ及び３２ｃＬによって構成される。図１２（ａ）の状態で、開閉チップ３２が矢印ａ１方向に回動すると、図１２（ｂ）に示すように、環状部３３が開放状態になる。この状態で、無人機１が矢印ｚ２に示す方向に下降すると、接続部材３０も矢印ｚ２方向に示す方向に下降し、接続部材３０がワイヤー２０４ａの捕捉を解除する。
【００３７】
図１３（ａ）に示すように、無人機１及び接続部材３０がワイヤー２０４ｂの真下に移動すると、無人機１は矢印ｚ１に示す方向に上昇し、接続部材３０も矢印ｚ１に示す方向に上昇する。接続部材３０がワイヤー２０４ｂの真下に移動するときに、多少の位置ずれが生じても、ワイヤー２０４ｂが、曲面開始位置３６ｃ１と脚部３２ｃＲの内面端部３２ｃＲ１との間の幅ｗ１（以下「許容幅ｗ１」という。）に入っていれば、図１３（ｂ）に示すように、圧力センサー３６ｄに接する。図１３（ｂ）の状態で、開閉チップ３２ａを矢印ａ２に示す方向に回動させることによって、環状部３３を閉鎖状態にし、図１４に示すように、ワイヤー２０４ｂを捕捉することができる。
【００３８】
図１５を参照して、導入部材５０の構造を説明する。図１５において、無人機１本体の図示は省略している。図１５（ａ）は、導入部材５０及びその周辺の構造の側面図である。図１５（ｂ）は、導入部材５０及びその周辺の部材の平面図である。導入部材５０は、棒状部材５０ａ乃至５０ｈが、図１５（ａ）に示す側面図において、筒状部材２０に斜め上方に向かうように接続されており、図１５（ｂ）に示す平面図において、筒状部材２０から放射状に接続されている。導入部材５０の複数の棒状部材５０ａ乃至５０ｈが放射状に開いた幅ｗ２（以下、「許容幅ｗ２」という。）は、接続部材３０の曲面開始位置３６ｃ１と脚部３２ｃＲの内面端部３２ｃＲ１との間の許容幅ｗ１よりも広い（図１３参照）。すなわち、導入部材５０は、接続部材３０がワイヤー２０４ｂを捕捉することが可能な領域よりも広い範囲の領域において、ワイヤー２０４ｂと接することができる。
【００３９】
図１６を参照して、導入部材５０がワイヤー２０４ｂを接続部材３０の位置へ導く状態を説明する。図１６において、無人機１本体の図示は省略している。図１６（ａ）に示すように、無人機１は、ワイヤー２０４ｂの真下に移動すると、矢印ｚ１に示す方向に上昇する。このとき、多少の位置ずれが生じても、ワイヤー２０４ｂが許容幅ｗ２の範囲に入っていれば、導入部材５０によって、ワイヤー２０４ｂを接続部材３０に導くことができる。例えば、図１６（ｂ）に示すように、ワイヤー２０４ｂが棒状部材５０ｂの先端部近傍に接触した状態において、無人機１がさらに矢印ｚ１に示す方向に上昇すると、ワイヤー２０４ｂは、矢印ｂ１に示す方向の棒状部材５０ｂと接しつつ接続部材３０に接近し、最終的に、接続部材３０に接触する（図１６（ｃ）参照）。
【００４０】
図１７は、無人機１の機能構成を示す図である。無人機１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１００、記憶部１０２、無線通信部１０４、衛星測位部１０６、慣性センサー部１０８、駆動制御部１１０、画像処理部１１２、及び、電源部１１４を有する。
【００４１】
無人機１は、無線通信部１０４によって、基地局１５０と通信可能になっている。無人機１は、無線通信部１０４によって、基地局１５０から、移動等の指示を受信する。
【００４２】
無人機１は、衛星測位部１０６及び慣性センサー部１０８によって、現在位置を測位する。無人機１は、衛星測位部１０６によって、基本的に、４つ以上の航法衛星からの電波を受信して無人機１の位置を計測する。航法衛星は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星や準天頂衛星である。
【００４３】
無人機１は、慣性センサー部１０８によって、無人機１自体の位置を測定し、姿勢を検出することができる。慣性センサー部１０８は、加速度センサー及びジャイロセンサーによって、出発点からの無人機１の移動を積算して、無人機１の位置を計測する。
【００４４】
無人機１は、駆動制御部１１０によって、各プロペラ６の回転を制御し、上下水平移動や空中停止、傾きなどの姿勢を制御するようになっている。
【００４５】
無人機１は、画像処理部１１２によって、カメラ１０によって取得した画像を処理する。
【００４６】
電源部１１４は、例えば、交換可能な可充電電池であり、無人機１の各部に電力を供給するようになっている。
【００４７】
記憶部１０２には、建屋２００の構造を示すデータ、ワイヤー２０４及び結節点２０８の位置を示すデータ、プロペラ６の回転に必要な各種データ及びプログラムのほか、離脱予定位置判断プログラム、捕捉解除プログラム、回復移動プログラム、及び、回復プログラムが格納されている。ＣＰＵ１００と離脱予定位置判断プログラムは、離脱予定位置判断手段の一例である。ＣＰＵ１００と捕捉解除プログラムは、捕捉解除手段の一例である。ＣＰＵ１００と回復移動プログラムは、回復移動手段の一例である。ＣＰＵ１００と回復プログラムは、回復手段の一例である。
【００４８】
無人機１は、離脱予定位置判断プログラムによって、ワイヤー２０４の捕捉を解除し、ワイヤー２０４から離脱すべき離脱予定位置Ｐ１に至ったか否かを判断する。離脱予定位置Ｐ１は、例えば、結節点２０８まで所定距離の位置であり、所定距離は、例えば、１メートル（ｍ）である。無人機１は、上述の衛星測位部１０６及び慣性センサー部１０８による測位によって、無人機１自体の位置を測位し、結節点２０８までの距離を判断する。
【００４９】
無人機１は、捕捉解除プログラムによって、離脱予定位置Ｐ１において、固定チップ３６と開閉チップ３２を相対的に移動させて、ワイヤー２０４の捕捉を解除する。
【００５０】
無人機１は、回復移動プログラムによって、無人機１の位置を測位しつつ、ワイヤー２０４の捕捉を回復する位置である回復位置Ｐ２の真下に向かって移動する。回復位置Ｐ２は、結節点２０８を越えたワイヤー２０４における位置である。
【００５１】
無人機１は、回復プログラムによって、固定チップ３６と開閉チップ３２を相対的に移動させて、ワイヤー２０４を捕捉する。無人機１は、回復位置の真下まで移動すると、ワイヤー２０４に向かって上昇し、ワイヤー２０４が接続部材３０の固定チップ３６の圧力センサー３６ｄに接したことを検知した場合に、開閉チップ３２を回動させて環状部３３を閉鎖状態にする。ワイヤー２０４が接続部材３０に接する位置は、ワイヤー２０４が張られた高さである。この高さにおける無人機１の位置が、捕捉予定位置である。捕捉予定位置を越えてもワイヤー２０４が接続部材３０に接したことを検知できない場合には、ワイヤー２０４の捕捉に失敗したことを意味するから、無人機１は、再開位置まで下降する。再開位置は、例えば、ワイヤー２０４から、無人機１全体の高さよりも下の位置である。再開位置において、無人機１は、再度、無人機１の位置を測位し、ワイヤー２０４の真下に移動し、その後、上昇する。
【００５２】
以下、無人機１の動作を、図１８のフローチャートを参照して説明する。無人機１はワイヤー２０４ａに接続されているとする。無人機１は、基地局１５０から作業開始の信号を受信すると、発進し（ステップＳＴ１）、測位及び撮影を開始する（ステップＳＴ２）。無人機１は、離脱予定位置に到達したと判断すると（ステップＳＴ３）、ワイヤー２０４ａから離脱し（ステップＳＴ４）、続いて、ワイヤー２０４ｂを捕捉する動作を実施する（ステップＳＴ５）。無人機１は、ワイヤー２０４ｂと接したと判断すると（ステップＳＴ６）、ワイヤー２０４ｂを捕捉する（ステップＳＴ７）。無人機１は、任務完了したと判断すると（ステップＳＴ８）、待機位置へ帰還する（ステップＳＴ９）。ステップＳＴ６において、無人機１は、ワイヤー２０４ｂと接したと判断しない場合には、捕捉予定位置を通過したか否かを判断し（ステップＳＴ１０）、捕捉予定位置を通過したと判断した場合には、再開位置へ移動し（ステップＳＴ１１）、再び、ワイヤー捕捉動作を実施する（ステップＳＴ５）。
【００５３】
＜第二の実施形態＞
図１９を参照して、第二の実施形態について説明する。第一の実施形態と共通する事項は説明を省略し、第一の実施形態と異なる事項についてのみ説明する。
【００５４】
第二の実施形態においては、固定チップ３６Ａの腕部３６ｃの内側面３６ｃ３（空間Ｓ４側の面）が、上方に向かって凸状の部分として形成されている。そして、凸状の部分に、ワイヤー２０４が摺動可能な状態で格納される。
【００５５】
＜第三の実施形態＞
図２０及び図２１を参照して、第三の実施形態について説明する。第一の実施形態と共通する事項は説明を省略し、第一の実施形態と異なる事項についてのみ説明する。
【００５６】
第三の実施形態においては、固定チップ３６Ｂの腕部３６ｃの上面３６ｃ４は、ワイヤー２０４が接することによって、圧力センサー３６ｄに導くための斜面部として形成されている。これにより、許容幅ｗ１Ａが、第１の実施形態の許容幅ｗ１よりも大きくなる。
【００５７】
さらに、開閉チップ３２Ａの腕部３２ｃＲには、腕部３２ｃＬの端部よりも上方に延び、かつ、外側に湾曲する延在湾曲部３２ｃＲ２が形成されている。延在湾曲部３２ｃＲ２によって、許容幅ｗ１Ａは、さらに大きくなり、許容幅ｗ１Ｂとなる。また、上面３６ｃ４を滑り落ちてきたワイヤー２０４は、延在湾曲部３２ｃＲ２に衝突し、圧力センサー３６ｄに接する。
【００５８】
＜第四の実施形態＞
図２２乃至図２６を参照して、第四の実施形態について説明する。第一の実施形態と共通する事項は説明を省略し、第一の実施形態と異なる事項についてのみ説明する。
【００５９】
図２２に示すように、第四の実施形態の無人機１Ａは、鉄塔２１０Ａ，２１０Ｂ及び２１０Ｃの間に張られた電線２１２に吊り下がりつつ、移動し、撮影や環境の測定等を実施するようになっている。無人機１Ａは外部の情報を取得する移動装置の一例であり、電線２１２は乖離した複数の位置の間に張られた紐状部材の一例である。
【００６０】
電線２１２は、鉄塔２１０Ｂには直接接続せず、碍子２１４Ａ及び碍子２１４Ｂを介して物理的に接続されている。矢印ｘ４に示すように、鉄塔２１０Ａの方向から移動してきた無人機１Ａは、碍子２１４Ａの手前の位置Ｐ３において、電線２１２の捕捉を解除し、矢印ｘ５に示すように、上方へ凸の円弧を描くように移動し、碍子２１４Ｂの後側の位置Ｐ４において、電線２１２の捕捉を回復し、矢印ｘ６に示すように、鉄塔２１０Ｃの方向へ移動する。無人機１Ａは、碍子に限らず、電線２１２から吊り下がりつつ移動するために障碍となる構造物が存在する場合には、その構造物を回避して、移動するように構成されている。
【００６１】
以下、図２３を参照して、無人機１Ａの構成の概略を説明する。筐体２の上部には、接続部材６０が配置されている。接続部材６０は、直線部６０ａとフック部６０ｂで構成される。フック部６０ｂは、一部が開放した環状に形成されている。フック部６０ｂにおいて、直線部６０ａとの境界部６０ｂ１と開放端部６０ｂ２が解離しており、環状の開放空間Ｓ５を形成している。境界部６０ｂ１は、曲面として形成されている。無人機１Ａは、フック部６０ｂに電線２１２を貫通させることによって、電線２１２に対して摺動可能な状態で接続されている。フック部６０ｂは電線２１２に対して摺動可能になっている。接続部材６０は、例えば、ガラス繊維強化樹脂などの電気絶縁性に優れる物質によって形成される。
【００６２】
図２４及び図２５を参照して、接続部材６０が電線２１２の捕捉を解除し、その後、電線２１２の捕捉を回復する動作を説明する。図２４乃至図２５は、接続部材６０及び電線２１２を図２２の矢印ｙ１方向から見た概略図である。図２４及び図２５において、無人機１Ａ本体の図示は省略している。電線２１２は、断面が示されている。図２４（ａ）は、接続部材６０が電線２１２を捕捉している状態を示す。フック部６０ｂに電線２１２が捕捉されている。図２４（ａ）の状態で、無人機１Ａが矢印ｚ１に示す方向に上昇すると、電線２１２は境界部６０ｂ１に接し（図２４（ｂ）参照）、さらに、無人機１Ａが矢印ｚ１に示す方向に上昇すると、電線２１２はフック部６０ｂから離脱し、電線２１２の捕捉が解除される（図２４（ｃ）参照）。
【００６３】
図２５（ａ）に示すように、無人機１Ａに接続された接続部材６０のフック部６０ｂが電線２１２の真上（図２２の位置Ｐ４の真上）に移動すると、プロペラ６に接続された各モーターの推力を低減させる。これにより、無人機１Ａは矢印ｚ２に示す方向に下降し、フック部６０ｂも矢印ｚ２に示す方向に下降する。無人機１Ａ及びフック部６０ｂが下降するに連れて、電線２１２は、境界部６０ｂ１近傍の位置を通過し（図２５（ｂ）参照）、さらに、フック部６０ｂの開放空間Ｓ５に捕捉される（図２５（ｃ）参照）。電線２１２がフック部６０ｂに捕捉されると、無人機１Ａの自動移動装置はプロペラ６に接続された各モーターの推力をさらに低減する。
【００６４】
筐体２に格納されている自律移動装置（自律飛行装置）は、例えば、無人機１Ａが上昇気流に乗った場合、プロペラ６に接続された各モーターの推力を維持すると、無人機１Ａは上昇し過ぎるから、モーターの推力を減少させるために、電力を減少させる。同様に、フック部６０ｂが電線２１２を捕捉し、電線２１２が無人機１Ａの重量を負担すると、モーターの推力を減少させるために、電力を減少させる。本実施形態は、自律移動装置の上記機能を活用するものである。
【００６５】
図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に示すように、フック部６０ｂが電線２１２を捕捉していない状態では、無人機１Ａは、無人機１Ａのすべての重量を負担しつつ下降しており、プロペラ６に接続されたモーター（図示せず）の推力は推力Ｐｏｗ１である。推力Ｐｏｗ１は、無人機１Ａの重量よりも小さい推力である。このため、無人機１Ａが推力Ｐｏｗ１を発生している場合、無人機１Ａは下降する。フック部６０ｂが電線２１２を捕捉すると、電線２１２が無人機１Ａの大半の重量を負担し、無人機１Ａが負担する重量は減少するから、上述の自律移動装置（自律飛行装置）によって、モーターの推力は推力Ｐｏｗ１よりも小さくなり、推力Ｐｏｗ２となる。ここで、推力Ｐｏｗ１＞推力Ｐｏｗ２である。
【００６６】
無人機１Ａの記憶部１０２には、鉄塔２１０Ａ等、電線２１２及び碍子２１４Ａ等の構造及び位置関係を示すデータ、プロペラ６の回転に必要な各種データ及びプログラムのほか、離脱予定位置判断プログラム、捕捉解除プログラム、回復移動プログラム、及び、回復プログラムが格納されている。ＣＰＵ１００と離脱予定位置判断プログラムは、離脱予定位置判断手段の一例である。ＣＰＵ１００と捕捉解除プログラムは、捕捉解除手段の一例である。ＣＰＵ１００と回復移動プログラムは、回復移動手段の一例である。ＣＰＵ１００と回復プログラムは、回復手段の一例である。
【００６７】
無人機１Ａは、離脱予定位置判断プログラムによって、電線２１２の捕捉を解除し、電線２１２から離脱すべき離脱予定位置Ｐ３に至ったか否かを判断する。離脱予定位置Ｐ３は、例えば、碍子２１４Ａまで所定距離の位置であり、所定距離は、例えば、１メートル（ｍ）である。無人機１Ａは、上述の衛星測位部１０６及び慣性センサー部１０８による測位によって、無人機１Ａ自体の位置を測位し、碍子２１４Ａまでの距離を判断する。
【００６８】
無人機１Ａは、捕捉解除プログラムによって、離脱予定位置Ｐ３において、上昇し、フック部６０による電線２１２の捕捉を解除する。
【００６９】
無人機１Ａは、回復移動プログラムによって、無人機１Ａの位置を測位しつつ、電線２１２の捕捉を回復する位置である回復位置Ｐ４の真上に向かって移動する。回復位置Ｐ４は、碍子２１４Ｂを越えた電線２１２における位置である。
【００７０】
無人機１Ａは、回復プログラムによって、無人機１Ａに接続されたフック部６０ｂを下降させて、電線２１２を捕捉する。無人機１Ａは、回復位置Ｐ４の真上まで移動すると、推力を推力Ｐｏｗ１まで低減し、電線２１２に向かって下降し、自動移動装置による制御によって、推力が推力Ｐｏｗ１よりも減少し、推力Ｐｏｗ２になった場合には、フック部６０ｂが電線２１２を捕捉したと判断する。言い換えると、無人機１Ａは、自律移動装置（自律飛行装置）による推力の減少によって、電線２１２の捕捉を検知する。
【００７１】
以下、無人機１Ａの動作を、図２６のフローチャートを参照して説明する。無人機１Ａは電線２１２に接続されているとする。無人機１は、基地局１５０から作業開始の信号を受信すると、発進し（ステップＳＴ１）、測位及び環境の測定を開始する（ステップＳＴ２Ａ）。無人機１Ａは、離脱予定位置に到達したと判断すると（ステップＳＴ３）、電線２１２から離脱し（ステップＳＴ４Ａ）、続いて、電線２１２を捕捉する動作を実施する（ステップＳＴ５Ａ）。無人機１Ａは、電線を捕捉したと判断すると（ステップＳＴ６Ａ）、水平移動を再開する（ステップＳＴ７Ａ）。無人機１Ａは、任務完了したと判断すると（ステップＳＴ８）、待機位置へ帰還する（ステップＳＴ９）。ステップＳＴ６Ａにおいて、無人機１Ａは、電線を捕捉していないと判断しない場合には、捕捉予定位置を通過したか否かを判断し（ステップＳＴ１０）、捕捉予定位置を通過したと判断した場合には、再開位置へ移動し（ステップＳＴ１１Ａ）、再び、電線捕捉動作を実施する（ステップＳＴ５Ａ）。上記において、捕捉予定位置は、電線２１２が張られた高さにフック部６０ｂが位置するときの無人機１Ａの位置である。再開位置は、例えば、電線２１２から、無人機１Ａ全体の高さよりも上の位置である。再開位置において、無人機１Ａは、再度、無人機１Ａの位置を測位し、電線２１２の真上に移動し、その後、下降する。
【００７２】
なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、接続部材としては、無人機１が紐状部材を備え、この紐状部材の位置を制御して、移動用ワイヤーに巻き付ける構成としてもよい。この場合、紐状部材が環状部材を構成する。
【符号の説明】
【００７３】
１，１Ａ  無人飛行体（無人機）
２  筐体
４  アーム
６  プロペラ
１０  カメラ
１２  ジンバル
２０  筒状部材
３０，６０  接続部材
３２，３２Ａ  開閉チップ
３４  軸部
３６，３６Ａ，３６Ｂ  固定チップ
３８  サーボモーター
４０  モーター格納部
５０  導入部材
【図１】
2019116129.tif 000003
【図２】
2019116129.tif 000004
【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】
2019116129.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2019116129.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2019116129.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2019116129.tif 000021
【図２０】
2019116129.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2019116129.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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