(57)【要約】【課題】有線接続される無人飛行体において安定した飛行及び所定の作業を行うことができる空中散布装置、無人飛行体システム及び無人飛行体を提供する。【解決手段】空中散布装置１１（無人飛行体システム１０）は、１以上のドローン（無人飛行体）１４と、１以上のドローン１４の少なくとも１つに有線接続される地上のステーション１２と、を含む。ドローン１４は、ステーション１２又は他のドローン１４に接続されるドローン側ケーブル８６と、ドローン側ケーブル８６の繰り出し又は引き込みを行うドローン側ケーブル機構部１０８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔操作又は自動操縦により空中を飛行する１以上の無人飛行体と、前記１以上の無人飛行体の少なくとも１つに有線接続される地上のステーションと、を含む空中散布装置であって、
前記ステーションは、散布剤を供給可能な散布剤供給部を有し、
前記１以上の無人飛行体は、
前記ステーション又は他の無人飛行体に接続されるケーブルと、
前記ケーブルの繰り出し又は引き込みを行うケーブル機構部と、
前記散布剤を散布する散布部と、を備え、
前記１以上の無人飛行体のうち少なくとも１つが前記ケーブルにより前記ステーションに接続され、前記ケーブルを介して前記散布剤供給部から前記１以上の無人飛行体に前記散布剤を供給して、前記１以上の無人飛行体から散布剤を散布する
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項２】
請求項１記載の空中散布装置において、
前記１以上の無人飛行体は、前記ケーブルを収容するハウジングを有すると共に、
前記ハウジング内に、前記他の無人飛行体のケーブルを接続可能な無人飛行体側内部コネクタを備える
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の空中散布装置において、
前記１以上の無人飛行体は、前記ケーブル機構部による前記ケーブルの繰り出し又は引き込みにおいて、該ケーブルの張力を一定化させる張力制御を行う無人飛行体側制御装置を有する
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空中散布装置において、
前記ステーションは、前記ケーブルを介して前記１以上の無人飛行体に電力を供給する電力供給部を有する
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の空中散布装置において、
前記ステーションは、
前記ケーブルが接続されるステーション側外部コネクタと、
前記ステーション側外部コネクタの高さ位置を変位させる高さ調整部と、を有する
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項６】
請求項５記載の空中散布装置において、
前記ステーションは、
前記ステーション側外部コネクタに接続されるステーション側ケーブルと、
少なくとも前記ステーション側ケーブルの引き込みを行うステーション側ケーブル機構部と、を有する
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項７】
請求項６記載の空中散布装置において、
前記高さ調整部は、前記ステーション側外部コネクタが上端部に設けられ、上下に伸縮可能な伸縮ポールを有し、
前記ステーションは、前記伸縮ポールの伸縮量を制御するステーション側制御装置を有する
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項８】
請求項７記載の空中散布装置において、
前記ステーション側制御装置は、前記伸縮ポールの収縮に追従して、前記ステーション側ケーブル機構部により前記ステーション側ケーブルを引き込む引き込み制御を行う
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の空中散布装置において、
前記ステーションは、前記地上を移動可能な移動体に構成されている
ことを特徴とする空中散布装置。
【請求項１０】
遠隔操作又は自動操縦により空中を飛行する１以上の無人飛行体と、前記１以上の無人飛行体の少なくとも１つに有線接続される地上のステーションと、を含む無人飛行体システムであって、
前記１以上の無人飛行体は、
前記ステーション又は他の無人飛行体に接続されるケーブルと、
前記ケーブルの繰り出し又は引き込みを行うケーブル機構部と、を備える
ことを特徴とする無人飛行体システム。
【請求項１１】
遠隔操作又は自動操縦により空中を飛行する無人飛行体であって、
地上のステーション又は他の無人飛行体に対して有線接続されるケーブルと、
前記ケーブルの繰り出し又は引き込みを行うケーブル機構部と、を備える
ことを特徴とする無人飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上のステーションに有線接続して飛行する無人飛行体に関わり、またこの無人飛行体を有する空中散布装置及び無人飛行体システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、森林火災等に対して無人飛行体（所謂、ドローン）を使用して消化剤を空中散布する無人空中消化システム（空中散布装置）が開示されている。この空中散布装置は、複数のドローンと、地上のステーションとをケーブルで繋ぎ、ケーブルを介してステーションの電力及び消化剤をドローンに供給する。これにより、ドローンは飛行及び作業の時間が充分に確保される。
【０００３】
また、特許文献１に開示の複数のドローンは、ケーブルを移動自在に支持する中継用ドローンと、ケーブルの端部に接続され消化剤を散布する散布用ドローンと、で構成される。そして、空中散布装置は、ステーションにおいてケーブルの繰り出しや巻き取りを行い、また中継用ドローンのプーリによりケーブルを保持することで、ケーブルが絡まることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１７／００４３８７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この種の空中散布装置は、ステーション側でケーブルの長さを調整しても、中継用ドローンや散布用ドローンの飛行中の変位等に対してケーブルがスムーズに追従しないおそれがある。例えば、中継用ドローンが変位して、中継用ドローンと散布用ドローンの間のケーブルが長くなり垂れる（ケーブルが適切な配分にならない）ことがある。この場合、ケーブルは、電線や木等の障害物或いはドローン自体に絡まる可能性が高まる。すなわち、従来の空中散布装置では、ケーブルの長さ調整がなされていないことで、飛行状態や散布作業を安定的に実施できていないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであり、ケーブルの長さを適切に調整可能とすることで、安定した飛行及び所定の作業を行うことができる空中散布装置、無人飛行体システム及び無人飛行体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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、遠隔操作又は自動操縦により空中を飛行する１以上の無人飛行体と、前記１以上の無人飛行体の少なくとも１つに有線接続される地上のステーションと、を含む空中散布装置であって、前記ステーションは、散布剤を供給可能な散布剤供給部を有し、前記１以上の無人飛行体は、前記ステーション又は他の無人飛行体に接続されるケーブルと、前記ケーブルの繰り出し又は引き込みを行うケーブル機構部と、前記散布剤を散布する散布部と、を備え、前記１以上の無人飛行体のうち少なくとも１つが前記ケーブルにより前記ステーションに接続され、前記ケーブルを介して前記散布剤供給部から前記１以上の無人飛行体に前記散布剤を供給して、前記１以上の無人飛行体から散布剤を散布することを特徴とする。
【０００８】
また、前記１以上の無人飛行体は、前記ケーブルを収容するハウジングを有すると共に、前記ハウジング内に、前記他の無人飛行体のケーブルを接続可能な無人飛行体側内部コネクタを備えることが好ましい。
【０００９】
さらに、前記１以上の無人飛行体は、前記ケーブル機構部による前記ケーブルの繰り出し又は引き込みにおいて、該ケーブルの張力を一定化させる張力制御を行う無人飛行体側制御装置を有するとよい。
【００１０】
そして、前記ステーションは、前記ケーブルを介して前記１以上の無人飛行体に電力を供給する電力供給部を有することが好ましい。
【００１１】
またさらに、前記ステーションは、前記ケーブルが接続されるステーション側外部コネクタと、前記ステーション側外部コネクタの高さ位置を変位させる高さ調整部と、を有するとよい。
【００１２】
上記構成に加えて、前記ステーションは、前記ステーション側外部コネクタに接続されるステーション側ケーブルと、少なくとも前記ステーション側ケーブルの引き込みを行うステーション側ケーブル機構部と、を有することが好ましい。
【００１３】
さらに、前記高さ調整部は、前記ステーション側外部コネクタが上端部に設けられ、上下に伸縮可能な伸縮ポールを有し、前記ステーションは、前記伸縮ポールの伸縮量を制御するステーション側制御装置を有することが好ましい。
【００１４】
この場合、前記ステーション側制御装置は、前記伸縮ポールの収縮に追従して、前記ステーション側ケーブル機構部により前記ステーション側ケーブルを引き込む引き込み制御を行うとよい。
【００１５】
さらにまた、前記ステーションは、前記地上を移動可能な移動体に構成されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記の目的を達成するために、本発明は、遠隔操作又は自動操縦により空中を飛行する１以上の無人飛行体と、前記１以上の無人飛行体の少なくとも１つに有線接続される地上のステーションと、を含む無人飛行体システムであって、前記１以上の無人飛行体は、前記ステーション又は他の無人飛行体に接続されるケーブルと、前記ケーブルの繰り出し又は引き込みを行うケーブル機構部と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
さらに、前記の目的を達成するために、本発明は、遠隔操作又は自動操縦により空中を飛行する無人飛行体であって、地上のステーション又は他の無人飛行体に対して有線接続されるケーブルと、前記ケーブルの繰り出し又は引き込みを行うケーブル機構部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、空中散布装置、無人飛行体システム及び無人飛行体は、無人飛行体にケーブル及びケーブル機構部を備える。このため、無人飛行体は、地上のステーションや他の無人飛行体に有線接続されつつ、空中を良好に飛行して作業を行うことができる。例えば、無人飛行体は、ケーブルを介して、ステーション又は他の無人飛行体から電力、散布剤、情報等を受けることで、飛行や作業を長時間実施することが可能となる。また飛行時には、ケーブル機構部がケーブルの繰り出し又は引き込みを行ってその長さを調整する。その結果、無人飛行体は、ケーブルが長く延在することによる影響（ケーブルの絡まり、障害物や地上への接触、荷重の変動等）が抑制され、安定的な飛行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る空中散布装置を概略的に示す説明図である。
【図２】ステーションを概略的に示す斜視図である。
【図３】ステーション側制御装置の機能ブロック図である。
【図４】ステーション側ケーブルの引き込み制御時のフローチャートである。
【図５】第１ドローン及び第２ドローンを概略的に示す斜視図である。
【図６】ドローン内でのコネクタ同士の接続及びドローン給電系統を示す説明図である。
【図７】図７Ａは、ドローン散布剤系統を説明するブロック図である。図７Ｂは、ドローン通信系統を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
本発明の一実施形態に係る無人飛行体システム１０は、図１に示すように、地上のステーション１２と、無人飛行体１４（以下、ドローン１４という）と、を含み、相互を有線接続した状態で使用するシステムである。具体的には、無人飛行体システム１０は、ステーション１２からドローン１４に散布剤である農薬を供給し、空中から農地（田畑）に農薬を散布する空中散布装置１１として構成されている。さらに、空中散布装置１１は、複数のドローン１４を有線接続することで、広範囲にわたって農薬を散布することを可能としている。
【００２２】
空中散布装置１１のステーション１２は、ドローン１４に対し電源、農薬、情報等を供給する供給源として構成されている。すなわち、ドローン１４の有線接続には、ドローン１４自体の軽量化、ステーション１２からの電源供給による充分な航続（飛行）時間の確保、ステーション１２からの農薬供給による作業時間の確保、情報通信の安定化等の多大な利点がある。なお、無人飛行体システム１０（空中散布装置１１）は、電源、散布剤、情報の全てを供給する構成に限らず、電源、散布剤、情報のうち少なくとも１つをステーション１２から有線で供給する構成でもよい。
【００２３】
また、本実施形態に係るステーション１２は、地上を走行可能な移動体１６に構成されている。詳細には、ステーション１２は、図２に示すように、走行を実施する走行部１８と、走行部１８に搭載されて電源、農薬の供給を実際に行う本体部２０と、ステーション１２の動作を制御するステーション側制御装置２２と、を含む。ステーション側制御装置２２は、ドローン１４との間で情報通信を行う、換言すれば情報を供給する情報供給源でもある。
【００２４】
走行部１８は、ステーション側制御装置２２（走行処理部７８：図３参照）の制御下に、自律走行を行うことが可能となっている。走行部１８は、基台２４と、基台２４の下側に設けられる複数の車輪２６と、所定の車輪２６を回転させる図示しないエンジン（動力装置）と、所定の車輪２６を操舵する図示しない操舵装置と、周辺環境を撮影する図示しないステーション側カメラと、を有する。
【００２５】
例えば、ステーション１２は、農薬の散布時に、散布予定の農地の脇（畦道等）に配置される。そして散布において、ステーション側制御装置２２は、ユーザにより設定された農薬の散布範囲又は走行経路、ステーション側カメラが撮影した周辺環境、及びドローン１４の位置等に応じて動力装置及び操舵装置を駆動する。これによりステーション１２は、散布中に農地の脇で供給源の位置を変位していき、ドローン１４との有線接続の状態を補助する。走行部１８の移動については、公知の技術を適用してよく、具体的な説明については省略する。
【００２６】
なお、走行部１８の構造は、上記に限定されず、例えば、車輪２６に代えてキャタピラ等を適用してもよく、また動力装置としてモータ等を適用してもよい。さらに、ステーション１２は、自律走行せずにユーザの操作下に走行する構成でもよい。或いは、ステーション１２は、他の移動体である車両（不図示）等に搭載されて、ユーザの運転や車両の自律走行により移動がなされてもよい。
【００２７】
ステーション１２の本体部２０は、走行部１８の基台２４上に固定される箱状の筐体２８を有する。この筐体２８の内部に電力供給部３０及び散布剤供給部３２が設けられている。電力供給部３０は、電力源３４である発電機３４ａ又はバッテリ（不図示）と、発電機３４ａ又はバッテリの電力状態を制御する電装部３６と、を含む。散布剤供給部３２は、農薬の供給源である貯留タンク３８と、適宜の排出量や排出圧で農薬の供給を行うステーション側ポンプ４０と、を含む。また、本体部２０は、ステーション１２の外部に電力の送電、農薬の流動、情報の通信を行うステーション側ケーブル４２を有する。
【００２８】
ステーション側ケーブル４２は、絶縁性樹脂材により構成したチューブ状の被覆部（不図示）を有し、被覆部の内部に電力配線４３、散布剤配線４４及び通信配線４５を収容している。電力配線４３は、導体により構成された給電ケーブルである。散布剤配線４４は、適度な柔軟性及び剛性を有し内部に空洞を有するホースである。通信配線４５は、電力配線４３と同様に信号伝達を実施可能な導体である。電力配線４３、散布剤配線４４及び通信配線４５は、ステーション側ケーブル４２の延在方向に沿って被覆部内を並行に延在している。なお、電力配線４３及び通信配線４５は１つの給電ケーブルにより構成されてもよい。
【００２９】
発電機３４ａ（電力源３４）は、公知のものを適用可能であり、好ましくは、連続運転時間（発電時間）が長いものを用いるとよい。例えば、発電機３４ａは、燃料を貯留する燃料タンク３５、燃料タンク３５から供給された燃料を燃焼して回転駆動力を得る内燃機関、及び回転駆動力を電力に変換するオルタネータを含む（共に不図示）。また、発電機３４ａの燃料タンク３５は、適宜の箇所に補充口３５ａを有し、長時間の発電を実施する場合に、ホースやじょうろ等で補充口３５ａを介して燃料タンク３５内に燃料を補充可能としている。
【００３０】
電装部３６は、電力源３４が発電機３４ａである場合、発電機３４ａの交流電力を直流電力に変換するＡＣ／ＤＣコンバータが適用される。例えば、ＡＣ／ＤＣコンバータは、１００Ｖの交流電圧を４００Ｖ以上の直流電圧に変換する。或いは、電装部３６は、電力源３４がバッテリである場合、バッテリの直流電圧を適宜の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータが適用される。なお、電装部３６は、電力の供給状態を適切に制御可能な種々の構成（例えば、レギュレータ等）を適用してよい。
【００３１】
散布剤供給部３２の貯留タンク３８は、農薬の単位面積当たりの散布量や散布面積等に基づき、最適な農薬量を貯留し得る容器が使用されるとよい。なお、貯留タンク３８も、補充口３８ａを有し、長時間にわたって農薬を散布する場合に、ホースやじょうろ等で補充口３８ａを介して農薬が補充されるとよい。
【００３２】
ステーション側ポンプ４０は、貯留タンク３８に貯留されている農薬に圧力を付与して、ステーション側ケーブル４２に農薬を流出する。このステーション側ポンプ４０は、ステーション側制御装置２２の制御下に、農薬の流出状態（流出量及び流出速度）を適宜調整することが可能である。
【００３３】
また、本実施形態に係るステーション１２（本体部２０）は、所望の高さにおいてステーション１２とドローン１４の間でケーブル（ドローン側ケーブル８６）が延在するように、この接続高さ位置を調整する高さ調整部４６を有している。これによりドローン側ケーブル８６が地表に接触することが抑止される。この高さ調整部４６は、上下方向に伸縮可能な伸縮機構部４８と、ステーション側ケーブル４２の引き込みを行うステーション側ケーブル機構部５０と、を含む。
【００３４】
伸縮機構部４８は、太さが異なる複数の筒体５２ａを外側から内側に向かって順次収容して構成された伸縮ポール５２と、伸縮ポール５２の伸縮動作を行う伸縮アクチュエータ５４と、を有する。
【００３５】
伸縮ポール５２は、複数の筒体５２ａが相対移動するテレスコープ型に構成されている。この伸縮ポール５２は、最も外側の筒体５２ａが筐体２８（又は基台２４）の上面に対し直立するように固定され、伸縮アクチュエータ５４により、他の筒体５２ａが高さ方向に変位する（上方向に伸長し、伸長状態から下方向に収縮する）。そして、伸縮ポール５２の上端部には、ドローン側ケーブル８６をステーション１２（ステーション側ケーブル４２）に接続するためのステーション側外部コネクタ５６が設けられている。なお、図１及び図２中では、ステーション側ケーブル４２は、外側に露出した構成を示しているが、伸縮ポール５２の内部に収容されていてもよい。
【００３６】
ステーション側外部コネクタ５６は、円盤状の外部接続筐体５８を有し、この外部接続筐体５８内にステーション側ケーブル４２の電力配線４３、散布剤配線４４及び通信配線４５がそれぞれ接続される電力端子５９、散布剤端子６０及び通信端子６１を備える。例えば、電力端子５９及び通信端子６１は、防水性を有する公知の接続プラグを適用することができ、また散布剤端子６０は、ホースを連結する継ぎ手を適用することができる。
【００３７】
伸縮アクチュエータ５４は、例えば、油圧シリンダが適用される。伸縮アクチュエータ５４は、ステーション側制御装置２２から制御指令がなされた図示しないドライバ装置の駆動によって、伸縮ポール５２の全長を調整又は維持する。また、伸縮アクチュエータ５４には、伸縮ポール５２の伸縮量を検出する（例えば、油圧シリンダの油圧状態を検出する）高さ検出器５４ａが設けられている。
【００３８】
ステーション側ケーブル機構部５０は、ステーション側ケーブル４２を巻き取り（引き込み）可能な電動リールとして構成され、筐体２８の上部に設けられたホルダ６２内に収容されている。すなわち、伸縮ポール５２の上端部に設けられたステーション側外部コネクタ５６は、伸縮ポール５２の伸縮に伴いその高さ位置が変化する。このため、ステーション側外部コネクタ５６に接続されるステーション側ケーブル４２は、伸縮ポール５２の伸長に伴い引き出される。そして、伸縮ポール５２の収縮時には、ステーション側ケーブル機構部５０によりステーション側ケーブル４２を巻き取って（引き込み制御を行って）、絡まりを防止するように構成されている。具体的に、ステーション側ケーブル機構部５０は、ステーション側モータ６４、ステーション側リール６６及びステーション側内部コネクタ６８を有する。
【００３９】
ステーション側モータ６４は、ステーション側リール６６に接続される図示しない回転シャフトを有し、この回転シャフトは、ステーション側制御装置２２の制御下に回転動作が制御される。このステーション側制御装置２２による制御については後述する。
【００４０】
ステーション側リール６６は、軸方向に所定長さ延在する円筒状に構成され、通常状態で回転自在であり、またステーション側モータ６４から回転駆動力を受けることでも回転する。例えば、ステーション側リール６６は、上述したように伸縮ポール５２の伸長時に、ステーション側ケーブル４２の引き出しに伴い回転して、巻き付けられているステーション側ケーブル４２を円滑に繰り出す。その一方で、伸縮ポール５２の収縮時に、繰り出し時と逆方向に回転してステーション側ケーブル４２を外周面に巻き付ける。なお、図示は省略するが、ステーション側リール６６の軸方向両端には、ケーブルの抜けを防止するフランジが設けられるとよい。またステーション側リール６６の近傍位置には、ケーブルの軸方向の巻取位置を案内するガイド部が設けられることが好ましい。
【００４１】
ステーション側内部コネクタ６８は、ステーション側リール６６の突出端に設けられ、ステーション側リール６６を回転自在に軸支している。このステーション側内部コネクタ６８は、円盤状の内部接続筐体７０を有し、さらに内部接続筐体７０の一端面に電力端子７１、散布剤端子７２及び通信端子７３を備える。電力端子７１にはステーション側ケーブル４２から露出した電力配線４３が接続され、散布剤端子７２にはステーション側ケーブル４２から露出した散布剤配線４４が接続され、通信端子７３にはステーション側ケーブル４２から露出した通信配線４５が接続される。
【００４２】
電力端子７１には、本体部２０内の電力配線７４の端部コネクタ（不図示）が接続され、この電力配線７４は、電装部３６の電力端子３６ａに繋がっている。散布剤端子７２には、本体部２０内の散布剤配線７５（ホース）の端部コネクタ（不図示）が接続され、この散布剤配線７５は、ステーション側ポンプ４０の流出ポート４０ａに繋がっている。通信端子７３は、通信配線７６の端部コネクタ（不図示）が接続され、この通信配線７６は、ステーション側制御装置２２の入出力インタフェース（不図示）に繋がっている。
【００４３】
ステーション側ケーブル４２は、ステーション側リール６６と一体に回転することから、電力配線４３、散布剤配線４４、通信配線４５も連れ回りする。このため、電力端子７１、散布剤端子７２及び通信端子７３は、電力の給電、散布剤の流動、情報の通信を可能とし且つ回転自在となる構造に構成されている。例えば、電力端子７１、散布剤端子７２は、電力配線４３の端子及び通信配線４５の端子に対し接触状態を保ちつつ回転を許容するスリップリング機構等が適用される。また例えば、散布剤端子７２は、ステーション側リール６６に固定されステーション側ケーブル４２の散布剤配線４４が連通する回転管（不図示）を、回転自在に軸支する回転機構が適用され、回転管の流路と散布剤配線７５の流路とを連通させることで散布剤を流動させる。
【００４４】
図１及び図２に示すように、ステーション側制御装置２２は、空中散布装置１１（無人飛行体システム１０）を全体的に制御する管理装置として構成されている。ステーション側制御装置２２は、図示しないプロセッサ、メモリ、入出力インターフェースを有する周知のコンピュータが適用される。入出力インターフェースには、上述の通信配線７６の他に、作業者による情報の入力や作業者への情報の提供を行うタッチパネル（入出力装置）等が接続されている。そして、ステーション側制御装置２２は、メモリのプログラム（不図示）をプロセッサが実行処理することで、図３に示すような機能部を構築する。
【００４５】
具体的には、ステーション側制御装置２２の内部には、走行部１８の自律走行を行う走行処理部７８と、農薬の散布における処理を行う散布処理部８０と、が設けられる。さらに、散布処理部８０の内部には、高さ調整部４６の制御を行う地上処理部８２と、電力供給部３０及び散布剤供給部３２の制御を行う本体処理部８４と、ドローン１４に種々の指示を行うドローン処理部８５と、が構築される。
【００４６】
地上処理部８２は、飛行状態におけるドローン１４の高さやステーション側カメラが撮影した周辺環境、作業者の設定操作等に基づき、伸縮機構部４８及びステーション側ケーブル機構部５０を適宜動作させる。
【００４７】
例えば、散布処理部８０は、作業者により設定された農薬の散布範囲や散布量に基づき、ドローン１４が飛行する高さ位置や移動経路を設定する。地上処理部８２は、このドローン１４の高さに応じて伸縮ポール５２の伸縮量を算出し、この伸縮量に基づき伸縮アクチュエータ５４へ駆動を指示する。また、地上処理部８２は、ステーション側カメラが撮影した周辺環境から障害物（電柱、電線、木等）を抽出すると、伸縮ポール５２の高さを調整する。或いは、地上処理部８２は、作業者が操作した内容をリアルタイムに処理して伸縮ポール５２の伸縮を行ってもよい。
【００４８】
伸縮ポール５２の伸長時には、ステーション側リール６６に巻回されているステーション側ケーブル４２が繰り出され、これに伴いステーション側リール６６も回転する。そして、伸縮ポール５２の収縮に伴い、地上処理部８２は、ステーション側モータ６４を駆動制御してステーション側ケーブル４２の巻き取り（引き込み制御）を実施する。
【００４９】
詳細には、地上処理部８２は、高さ検出器５４ａの信号に基づき、伸縮ポール５２の高さｈを算出する。そして、この伸縮ポール５２の高さｈと、以下の式（１）、（２）に基づき、ステーション側ケーブル４２の目標長さｌcmdを算出する。
ｌcmd＝ｈ＋α      …（１）
α＝αbase＋αcorr      …（２）
ここで、αは、ステーション側ケーブル４２の余裕代であり、αbaseは、作業者が設定可能な値であり、αcorrは、伸縮ポール５２の収縮速度ｄｈ／ｄｔを基にして算出される値である。
【００５０】
さらに地上処理部８２は、算出した目標長さｌcmdを用いて、以下の式（３）、（４）により、ステーション側モータ６４の目標回転数Ｒｅｖcmd及び目標位置Ｐｏｓcmdを算出する。
Ｒｅｖcmd＝ｃｅｉｌ（ｌcmd／２πｒ）      …（３）
Ｐｏｓcmd＝（ｌcmd／２πｒ−Ｒｅｖcmd）×２πｒ      …（４）
すなわち、式（３）は、Ｃｅｉｌ関数で整数部分のみを取り出す計算式であり、式（４）は、小数部分を［ｒａｄ］に変換する計算式である。
【００５１】
そして、地上処理部８２は、算出した目標回転数Ｒｅｖcmd及び目標位置Ｐｏｓcmdに基づき、ステーション側ケーブル機構部５０の図示しないドライバ装置にステーション側モータ６４の回転を指令する。これにより、ステーション側モータ６４が回転する。
【００５２】
また地上処理部８２は、巻き取り時に、ステーション側モータ６４に設けられたステーション側エンコーダ６４ａの信号を受信して、ステーション側モータ６４の回転を監視する。図４に示すように、監視（引き込み制御）において、地上処理部８２は、ステーション側エンコーダ６４ａの信号に基づき、実回転数Ｒｅｖact、実モータ位置Ｐｏｓactを算出する（ステップＳ１０）。
【００５３】
次に、目標回転数Ｒｅｖcmdと実回転数Ｒｅｖactの比較を行う（ステップＳ１１）。そして、実回転数Ｒｅｖactが目標回転数Ｒｅｖcmdよりも小さい場合には、所定の角速度ωcmdでステーション側モータ６４の駆動を行う（ステップＳ１２）。このステップＳ１２の後は、ステップＳ１１に戻り、実回転数Ｒｅｖactが目標回転数Ｒｅｖcmd以上になるまで同様の処理を繰り返す。
【００５４】
一方、実回転数Ｒｅｖactが目標回転数Ｒｅｖcmd以上の場合には、次に目標位置Ｐｏｓcmdと実モータ位置Ｐｏｓactの比較を行う（ステップＳ１３）。そして、実モータ位置Ｐｏｓactが目標位置Ｐｏｓcmdよりも小さい場合には、やはり所定の角速度ωcmdでステーション側モータ６４の駆動を行う（ステップＳ１４）。このステップＳ１４の後も、ステップＳ１３に戻り、実モータ位置Ｐｏｓactが目標位置Ｐｏｓcmd以上になるまで同様の処理を繰り返す。
【００５５】
そして、実モータ位置Ｐｏｓactが目標位置Ｐｏｓcmd以上の場合には、ステーション側モータ６４の駆動を停止する（ステップＳ１５）。すなわち、実モータ位置Ｐｏｓactが目標位置Ｐｏｓcmdを越えた段階で、ステーション側リール６６から延在しているステーション側ケーブル４２の実長さが、目標長さｌcmdとなり、ステーション側ケーブル４２は、ステーション側リール６６に良好に巻き取られた状態となる。
【００５６】
図３に戻り、本体処理部８４は、ステーション１２に接続されるドローン１４へ供給する電力及び農薬の供給量を設定する。例えば、本体処理部８４は、ドローン１４の接続数が増えるにつれて、段階的に電力及び農薬の供給量を増やす設定を行う。また、農薬の供給は、ドローン１４の状態（飛行姿勢、飛行位置、故障状態等）に応じて、供給タイミングや供給量を調整するとよい。
【００５７】
本体処理部８４は、設定した電力の供給量に基づく駆動信号を電力供給部３０（発電機３４ａ及び電装部３６）に出力することで、電力供給部３０は、適宜の電力をドローン１４に給電する。また、本体処理部８４は、設定した農薬の供給量に基づく駆動信号を散布剤供給部３２（ステーション側ポンプ４０）に出力することで、散布剤供給部３２は、適宜の供給圧で農薬を供給する。
【００５８】
また、ドローン処理部８５は、農薬の散布時に、ドローン１４の飛行内容等を指示する機能部である。ドローン１４は、基本的に、飛行姿勢についてはドローン１４内に設けられた飛行制御装置９８により自律的に制御するが、その飛行位置（飛行方向や飛行速度、高さ等）は、ステーション側制御装置２２から送信される送信情報に基づき設定される。つまり、本実施形態に係るドローン１４は、ステーション側制御装置２２による遠隔操作によって、散布時の飛行位置が調整される。なお、ドローン１４は、予め飛行計画情報を記憶しておき、飛行計画情報に基づき自動操縦を行うように構成されてもよい。
【００５９】
次に、空中散布装置１１のドローン１４について、図１及び図５を参照して説明する。空中散布装置１１は、複数（図１中では２台）のドローン１４が編隊を組みつつ飛行して、農薬を散布する。複数のドローン１４は、基本的に同じ構成を有する同一製品であり、ステーション１２又は他のドローン１４に対して有線接続されるドローン側ケーブル８６を有している。
【００６０】
本実施形態において、複数のドローン１４は、ステーション１２に直接接続される第１ドローン１４Ａと、第１ドローン１４Ａに接続される（ステーション１２に直接接続されない）第２ドローン１４Ｂと、を含む。なお、ドローン１４の使用数については、特に限定されず、農薬の散布範囲等に応じて作業者が適宜用意すればよい。
【００６１】
具体的に、ドローン１４は、主に飛行に関わる構成を有する第１構造部８８と、主に農薬の散布に関わる構成を有する第２構造部９０とで構成されている。第１及び第２構造部８８、９０は、それぞれの主要な部分を囲うハウジング９２（第１及び第２ハウジング９２ａ、９２ｂ）を有している。第２ハウジング９２ｂは、第１ハウジング９２ａの下部に連結固定されている。
【００６２】
第１構造部８８は、第１ハウジング９２ａから径方向外側に延出する４本のアーム９４と、各アーム９４の延出端部に設けられる４つのプロペラ機構９６と、第１ハウジング９２ａ内に収容される飛行制御装置９８及び飛行電装部１００と、を備える。なお、図５中では、理解の容易化のため、紙面手前側に突出するアーム９４及びプロペラ機構９６の図示を省略している。また、第１構造部８８は、ドローン１４の飛行に使用される図示しない検出器（ＧＰＳセンサ、ジャイロセンサ及び気圧センサ等）を有している。
【００６３】
４本のアーム９４は、第１ハウジング９２ａの側面に連結され、第１ハウジング９２ａを基点に互いに等間隔（９０°間隔）に延出し、その延出端部を同じ高さ位置としている。
【００６４】
４つのプロペラ機構９６は、プロペラモータ９６ａと、プロペラモータ９６ａにより回転して浮遊力を生じさせるプロペラ９６ｂとを有する。プロペラモータ９６ａは、アーム９４の延出端部に固定され、プロペラ９６ｂが固定されている図示しない回転シャフトを回転させる。このプロペラモータ９６ａには、プロペラ電気配線９７が接続され、このプロペラ電気配線９７はアーム９４の内部を通って第１ハウジング９２ａ内の飛行電装部１００に接続されている。プロペラモータ９６ａは、飛行制御装置９８の制御下に飛行電装部１００から適宜電力が供給されることで、プロペラ９６ｂの回転駆動を行う。
【００６５】
ドローン１４は、プロペラ９６ｂの回転方向及び回転数に基づき、４つのプロペラ９６ｂ全体として圧力差を生じさせることで、揚力を得て空中を飛行する。またドローン１４は、各プロペラ９６ｂの回転数を変化させ、揚力の差を生じさせることで、前後左右方向への移動や旋回を行う。
【００６６】
飛行制御装置９８は、ステーション側制御装置２２から受信した送信情報、ＧＰＳセンサ、ジャイロセンサ及び気圧センサ等の信号に基づき、各プロペラ９６ｂの回転を制御する。また、飛行電装部１００は、高電圧を低電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータを有している。この飛行電装部１００は、飛行制御装置９８の指令に基づき、４つのプロペラ機構９６の各々に対し、指令された電力量を供給する。
【００６７】
一方、第２構造部９０の第２ハウジング９２ｂには、ドローン１４の所定方向（主に下方）を撮影するドローン側カメラ１０２、及び農薬を散布するドローン側ポンプ１０４（散布部）が取り付けられている。また、第２ハウジング９２ｂの内部には、農薬を一時的に貯留するサブタンク１０６と、ドローン側内部コネクタ１２４を有する共にドローン側ケーブル８６の長さ調整を行うドローン側ケーブル機構部１０８と、農薬の散布時の処理を行うドローン側制御装置１１０（無人飛行体側制御装置：図６参照）と、が設けられている。
【００６８】
ドローン１４は、第２ハウジング９２ｂの所定位置（例えば、第１ハウジング９２ａに連結する上面に対して直交する側面）からドローン側ケーブル８６を送出している。ドローン側ケーブル８６も、ステーション側ケーブル４２と同様に、電力配線１１１、散布剤配線１１２及び通信配線１１３を内部に有している。ドローン側ケーブル８６の延在端部（ドローン側リール１２２の接続端部と反対側の端部）には、ステーション側外部コネクタ５６又は他のドローン１４と接続するためのドローン側外部コネクタ１１４が設けられているとよい（図２も参照）。
【００６９】
例えば図２に示すように、ドローン側外部コネクタ１１４は、ステーション側外部コネクタ５６の外部接続筐体５８に対応した円盤状の接続筐体１１６を有する。この接続筐体１１６の内部には、電力配線１１１が接続される電力端子１１７、散布剤配線１１２が接続される散布剤端子１１８、及び通信配線１１３が接続される通信端子１１９が設けられている。ドローン側外部コネクタ１１４は、この接続筐体１１６の端面と、外部接続筐体５８の端面との相互の位相が合うように対向させてドッキングすることで、同種の端子同士が自動的に接続されるように構成されることが好ましい。これにより、作業現場での準備を効率化することができる。
【００７０】
図５に戻り、ドローン側カメラ１０２は、ドローン１４の飛行等においてドローン１４の周辺環境を撮影し、この周辺環境をステーション側制御装置２２及びドローン側制御装置１１０に送信する。
【００７１】
ドローン側ポンプ１０４は、ドローン１４の下方向に向かって農薬を散布する。農薬は、ドローン側ケーブル８６（散布剤配線１１２）を介してサブタンク１０６に一旦供給され、ドローン側ポンプ１０４は、サブタンク１０６に貯留された農薬を吸引して、設定された散布範囲に適宜の散布量で吐出する。この種のポンプは、特に限定されるものではないが、例えば、内部に電磁弁１０４ａ（図６参照）を有する電磁式ポペットバルブを適用するとよい。
【００７２】
一方、ドローン側ケーブル機構部１０８は、ステーション側ケーブル機構部５０と同様の構成を適用することが可能である。このため、第２構造部９０の内部には、ドローン側モータ１２０、ドローン側ドライバ装置（不図示）、ドローン側リール１２２及びドローン側内部コネクタ１２４（無人飛行体側内部コネクタ）が設けられている。
【００７３】
すなわち、ドローン側モータ１２０は、ドローン側制御装置１１０の制御下に、ドローン側リール１２２の回転（正転、逆転）を行う。例えば、ドローン側リール１２２は、正転に伴いその外周面に巻き付けられているドローン側ケーブル８６を繰り出す一方で、逆転に伴いドローン側ケーブル８６を外周面に巻き付ける。またドローン側モータ１２０には、回転シャフト（ドローン側リール１２２）の回転速度を検出するエンコーダ１２６と、ドローン側モータ１２０に供給される電流を検出する電流計１２８と、が設けられている。
【００７４】
ドローン側内部コネクタ１２４は、ドローン側リール１２２の突出端においてドローン側リール１２２を回転自在に軸支している。このドローン側内部コネクタ１２４の内部接続筐体１３０には、ドローン側ケーブル８６の電力配線１１１が接続される電力端子１３１、ドローン側ケーブル８６の散布剤配線１１２が接続される散布剤端子１３２、及びドローン側ケーブル８６の通信配線１１３が接続される通信端子１３３が設けられている。電力端子１３１、散布剤端子１３２及び通信端子１３３における回転接続構造は、ステーション側内部コネクタ６８と同様に構成される。
【００７５】
図６に示すように、ドローン側内部コネクタ１２４は、他のドローン１４（第１ドローン１４Ａの場合は第２ドローン１４Ｂ）のドローン側外部コネクタ１１４がドッキングされる。これにより、ドローン側内部コネクタ１２４の電力端子１３１、散布剤端子１３２及び通信端子１３３の各々と、ドローン側外部コネクタ１１４の電力端子１１７、散布剤端子１１８及び通信端子１１９の各々が接続される。
【００７６】
また、電力端子１３１は、ドローン１４内の電力配線１３４を介して、各構成に電力を給電するドローン給電系統１４０にも接続されている。散布剤端子１３２は、ドローン１４内の散布剤配線１３５を介して、農薬を貯留及び散布するドローン散布剤系統１４２にも接続されている。通信端子１３３は、ドローン１４内の通信配線１３６を介して、情報通信を行うドローン通信系統１４４にも接続されている。
【００７７】
ドローン給電系統１４０は、ドローン１４内において電力により動作する部品に給電を行うものであり、電力配線１３４に接続される配電部１３８を有する。そして例えば、飛行制御装置９８、飛行電装部１００、ドローン側制御装置１１０、ドローン側ケーブル機構部１０８、ドローン側ポンプ１０４、ドローン側カメラ１０２等が配電部１３８に接続され、ステーション１２から供給された電力が適宜の電力量で供給される。
【００７８】
図７Ａに示すように、ドローン散布剤系統１４２は、散布剤配線１３５に接続されるサブタンク１０６と、サブタンク１０６に接続されるドローン側ポンプ１０４とにより構成されている。また図７Ｂに示すように、ドローン通信系統１４４では、通信配線１３６がドローン１４内のバス１４６に接続され、このバス１４６に対して飛行制御装置９８、ドローン側カメラ１０２、ドローン側制御装置１１０等が接続されている。飛行制御装置９８、ドローン側カメラ１０２、ドローン側制御装置１１０は相互に情報通信可能であると共に、ステーション１２や他のドローン１４との間で情報通信を行うことが可能である。
【００７９】
ドローン１４のドローン側制御装置１１０は、図示しないプロセッサ、メモリ、入出力インターフェースを有するコンピュータとして構成され、飛行制御装置９８と連動しつつ、農薬の散布及びドローン側ケーブル８６の長さ調整を行う。なお、ドローン側制御装置１１０と飛行制御装置９８は、１つの制御基板に併設されていてもよい。ドローン側制御装置１１０は、図示しないプログラムの実行下に、ドローン側ポンプ１０４の駆動を制御するポンプ処理部１５０と、ドローン側ケーブル機構部１０８の駆動を制御するケーブル処理部１５２とを構築する。
【００８０】
ポンプ処理部１５０は、ステーション１２からの農薬の散布指示（送信情報）を受信すると、ドローン側ポンプ１０４を駆動して農薬を散布する。例えば、ポンプ処理部１５０は、飛行制御装置９８から送信される飛行情報に基づき所定位置に移動したタイミングで、農薬の散布を開始する。また、ポンプ処理部１５０は、送信情報に含まれる農薬の散布量や散布範囲の情報に基づきドローン側ポンプ１０４の電磁弁１０４ａの開度を制御する。
【００８１】
ケーブル処理部１５２は、ステーション１２や他のドローン１４との相対的な距離の変化に基づき、ドローン側ケーブル機構部１０８の駆動を制御して、第２ハウジング９２ｂから延出するドローン側ケーブル８６の長さを調整する長さ調整制御を行う。
【００８２】
長さ調整制御では、例えば、ステーション１２の送信情報及び飛行制御装置９８の飛行情報に基づき、第１ドローン１４Ａとステーション１２の相対距離を算出し、ドローン側ケーブル８６の目標長さを設定する。そして、ケーブル処理部１５２は、ドローン側ケーブル８６の目標長さに基づき、ドローン側ケーブル機構部１０８を駆動制御する。この駆動制御は、ステーション側制御装置２２のステーション側ケーブル４２の巻き取りと同様に、ドローン側モータ１２０の目標回転数及び目標位置を算出し、ドローン側モータ１２０の実回転数及び実位置との比較を行うことで、ドローン側モータ１２０の回転又は回転停止を制御するとよい。なお、ドローン１４が変位する際には、その変位速度に連動してドローン側ケーブル８６の繰り出し及び巻き取りを行う。
【００８３】
ここで、ドローン側制御装置１１０（ケーブル処理部１５２）は、長さ調整制御の他に、ドローン側ケーブル８６からドローン１４自体が一定の張力を受けるように張力制御を実施するように構成される。ドローン１４は、ドローン側ケーブル８６の張力の変動が激しいと、飛行において大きな外乱を受けることになり、姿勢や位置の制御が難しくなるからである。
【００８４】
張力制御では、ドローン側モータ１２０に設けられたエンコーダ１２６及び電流計１２８から信号を受信して、ドローン側モータ１２０（ドローン側リール１２２）が受ける実張力Ｆactを算出する。すなわちケーブル処理部１５２は、エンコーダ１２６の信号に基づき、ドローン側リール１２２の回転数及び回転位置（位相）と、ドローン側モータ１２０の角速度及び角加速度とを算出する。
【００８５】
そして、ドローン側リール１２２の回転数及び回転位置に基づき、巻線半径ｒを算出し、さらに巻線半径ｒに基づき慣性モーメントＩを算出する。巻線半径ｒとは、ドローン側ケーブル８６がドローン側リール１２２に巻きつけられた状態で、ドローン側リール１２２の回転軸からドローン側ケーブル８６の外周面までの距離である。
【００８６】
また、ケーブル処理部１５２は、ドローン側モータ１２０の角速度ω、及びドローン側モータ１２０及びドローン側リール１２２の摩擦係数μに基づき、以下の式（５）により、摩擦抵抗Ｔnを算出する。
Ｔn＝μω      …（５）
【００８７】
さらに、ケーブル処理部１５２は、電流計１２８から送信される電流値に基づき、ドローン側モータ１２０のトルクＴbを算出する。ケーブル処理部１５２は、予めトルク−電流マップ（不図示）を記憶しており、受信した電流値に応じたトルクＴbを抽出する。
【００８８】
ケーブル処理部１５２は、上記の巻線半径ｒ、慣性モーメントＩ、摩擦抵抗Ｔn、トルクＴbを算出すると、ドローン側ケーブル８６から受ける以下の式（６）により実張力Ｆactを算出する。
Ｆact＝（Ｉα＋Ｔn＋Ｔb）／ｒ      …（６）
なお、αは、ドローン側モータ１２０の角加速度である。
【００８９】
そして、ケーブル処理部１５２は、算出した実張力Ｆactと設定された目標張力Ｆcmdとに基づき、ドローン側モータ１２０の目標電流Ｉm（すなわちトルク）を算出する。具体的には、実張力Ｆactと目標張力Ｆcmdの差分Ｅを算出し、この差分ＥからＰＩＤ制御に基づく目標電流Ｉmを、以下の式（７）により算出する。
Ｉm＝Ｐ×Ｅ＋Ｉ∫Ｅｄｔ＋ＤｄＥ／Ｄｔ      …（７）
【００９０】
ドローン側ケーブル機構部１０８（ドライバ装置）は、ケーブル処理部１５２が算出した目標電流Ｉmに基づき、ドローン側モータ１２０の駆動を行う。この際、ドローン側ケーブル機構部１０８は、電流計１２８が検出する電流値に基づきフィードバック制御を実施し、目標電流Ｉmに沿うようにドローン側モータ１２０を回転駆動させる。
【００９１】
これにより、ドローン１４は、ドローン側ケーブル８６の長さと張力を適切に制御することができる。例えば、第１ドローン１４Ａと第２ドローン１４Ｂとの間は、第２ドローン１４Ｂのドローン側ケーブル８６の長さが調整されることで、その相対位置を容易に設定及び変化させることが可能となる。
【００９２】
本実施形態に係る空中散布装置１１（無人飛行体システム１０）及びドローン１４は、基本的には以上のように構成され、次にその作用について説明する。
【００９３】
空中散布装置１１は、農地に農薬を散布する際に、図２に示すように、ステーション１２のステーション側外部コネクタ５６に、第１ドローン１４Ａのドローン側ケーブル８６のドローン側外部コネクタ１１４を接続する。さらに図５に示すように、第２ドローン１４Ｂのドローン側ケーブル８６を第１ドローン１４Ａのドローン側ケーブル８６に接続する。つまり、図１に示すように、ステーション１２、第１ドローン１４Ａ、第２ドローン１４Ｂの順に直列に接続された配線状態が構築される。
【００９４】
この配線状態の構築後、ステーション１２は、ステーション側ケーブル４２及びドローン側ケーブル８６を介して、本体部２０の電力供給部３０から第１ドローン１４Ａと第２ドローン１４Ｂに電力を供給する。これにより、第１ドローン１４Ａ及び第２ドローン１４Ｂは、長時間の連続駆動が可能となり、しかもバッテリを備えないことで軽量化が図られる。
【００９５】
また、ステーション１２は、ステーション側ケーブル４２及びドローン側ケーブル８６を介して、ステーション側制御装置２２、第１ドローン１４Ａ及び第２ドローン１４Ｂ間での情報通信を行う。つまり有線により、第１ドローン１４Ａ及び第２ドローン１４Ｂは、飛行位置や農薬の散布に関わる情報を安定的に得て、各ドローン１４自体において制御を良好に行うことが可能となる。
【００９６】
さらに、ステーション１２は、ステーション側ケーブル４２及びドローン側ケーブル８６を介して、本体部２０の散布剤供給部３２から第１ドローン１４Ａと第２ドローン１４Ｂに農薬を供給する。これにより、第１ドローン１４Ａ及び第２ドローン１４Ｂは、農薬を連続的に散布することが可能となる。特に、第１ドローン１４Ａ及び第２ドローン１４Ｂは、容積が小さいサブタンク１０６を有していても、基本的には供給された農薬を多量に貯留せずに散布する。よって、ドローン１４自体の軽量化に貢献することができる。
【００９７】
空中散布装置１１は、ステーション１２の伸縮ポール５２を伸長してステーション側外部コネクタ５６を充分な高さ位置に配置する。そして、農薬の散布時には、第１及び第２ドローン１４Ａ、１４Ｂの相互の距離を適切にあけて、第１ドローン１４Ａと第２ドローン１４Ｂの農薬の散布範囲を重ならないようにして（或いは、一部を重ねて）、同時に散布を行う。これにより空中散布装置１１は、効率的に農薬を散布していくことができる。
【００９８】
また、空中散布装置１１は、ステーション１２の移動又は第１ドローン１４Ａの飛行により相互の相対位置を変化させる場合に、第１ドローン１４Ａのドローン側ケーブル８６の繰り出し及び巻き取りを行う。この際、ドローン側制御装置１１０は、上述したように、ドローン側ケーブル８６の長さ調整制御と張力制御とを実施する。つまり、第１ドローン１４Ａは、ステーション１２との間でドローン側ケーブル８６の張力を抑制しつつその長さを調整する。同様に、第２ドローン１４Ｂは、第１ドローン１４Ａとの間でドローン側ケーブル８６の張力を抑制しつつその長さを調整する。これにより、空中散布装置１１は、ドローン側ケーブル８６で接続した状態でも、ステーション１２、第１ドローン１４Ａ、第２ドローン１４Ｂを適切に位置させて、農薬を良好に散布することが可能となる。
【００９９】
上述した構成を有する本実施形態の空中散布装置１１、無人飛行体システム１０及びドローン１４は、以下の効果を奏する。
【０１００】
ドローン１４は、ドローン側ケーブル８６と、ドローン側ケーブル機構部１０８とを備えることで、地上のステーション１２や他のドローン１４に有線接続されつつ、空中を良好に飛行して作業を行うことができる。すなわち、ドローン１４は、ドローン側ケーブル８６を介して、ステーション１２又は他のドローン１４から電力、農薬、情報等を受けることが可能となる。このため、電力の充電、農薬の補充等の時間を削減し、ドローン１４自体の飛行、農薬の散布を長時間にわたって継続することができる。また飛行時には、ドローン側ケーブル機構部１０８がドローン側ケーブル８６の繰り出し又は引き込みを行ってその長さを調整する。従って、ドローン１４はドローン側ケーブル８６が長く延在することによる影響（ドローン側ケーブル８６の絡まり、障害物や地上への接触、荷重の変動等）が抑制され、安定的な飛行を行うことができる。
【０１０１】
また、ドローン１４（第１ドローン１４Ａ）は、他のドローン１４（第２ドローン１４Ｂ）のドローン側ケーブル８６を接続可能なドローン側内部コネクタ１２４を備えることで、他のドローン１４との有線接続を簡単に行うことができる。
【０１０２】
さらに、ドローン１４は、ドローン側制御装置１１０によりドローン側ケーブル８６の張力を一定化させる張力制御を行うことで、ドローン側ケーブル８６から受ける荷重が激しく変動することを抑制することが可能となる。これにより、ドローン１４は、飛行中にドローン側ケーブル８６の長さ調整をしても安定的に飛行することができる。
【０１０３】
そして、空中散布装置１１は、ステーション１２が１以上のドローン１４に電力を供給する電力供給部３０を有することで、ドローン１４側にバッテリ等を設ける必要がなくなり、ドローン１４の軽量化を図ることができる。
【０１０４】
ステーション１２は、ステーション側外部コネクタ５６の高さ位置を変位させる高さ調整部４６を有することで、ドローン側ケーブル８６を充分に高い位置で接続することができる。これによりドローン側ケーブル８６が、障害物や地上に接触することをより確実に防ぐことができる。
【０１０５】
この場合、ステーション１２は、ステーション側ケーブル４２及びステーション側ケーブル機構部５０により、電力供給部３０や散布剤供給部３２からステーション側外部コネクタ５６に電力や農薬を簡単に伝達することが可能となる。
【０１０６】
しかも、ステーション１２は、伸縮ポール５２及びステーション側制御装置２２により、ステーション側外部コネクタ５６の高さ位置を容易に調整することができる。
【０１０７】
上記構成に加えて、ステーション側制御装置２２が、伸縮ポール５２の収縮に追従して引き込み制御を行うことで、ステーション側ケーブル４２の絡まりを抑制しつつ良好に引き込むことができる。
【０１０８】
またさらに、ステーション１２が地上を移動可能な移動体１６に構成されていることで、空中散布装置１１は、ドローン１４による農薬の散布時等に移動することが可能となる。これにより、農薬の散布範囲をより一層広げることができる。
【０１０９】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、発明の要旨に沿って種々の改変が可能である。例えば、無人飛行体システム１０は、ドローン１４から農薬を散布する空中散布装置１１に限定されず、種々の用途に応用し得る。空中散布装置１１が散布する散布剤としては、農薬の他にも、防虫剤、消化剤、水等を散布することがあげられる。
【０１１０】
また、無人飛行体システム１０は、有線によって空中での航続時間が充分にとれることから、例えば、人の進入が困難な地域等での探索や撮影等を行うシステムとして構成してもよい。例えば、複数の無人飛行体が一列に並ぶ編隊を組むことで、効率的な作業を行うことが可能となる。この場合、ステーション側ケーブル４２及びドローン側ケーブル８６は、電力の供給や情報の通信を行うように構成されればよい。
【０１１１】
さらに、空中散布装置１１（無人飛行体システム１０）は、複数のドローン１４により所定の作業を行う（農薬を散布する）だけでなく、１つのドローン１４によって所定の作業を行う構成でもよい。この場合でも、ステーション１２とドローン１４との間を架橋するドローン側ケーブル８６を適切に調整することで、ドローン側ケーブル８６の絡まりを抑制することができる。
【０１１２】
またさらに、無人飛行体システム１０は、ステーション１２に対して複数のドローン１４が並列に接続する構成でもよい。例えば、複数のドローン１４は、ステーション１２を中心に互いに異なる方向に飛行して、その方向の散布範囲に農薬を散布してもよい。さらにまた、ステーション１２は、地上の移動不能な施設等により構成されてもよい。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…無人飛行体システム                １１…空中散布装置
１２…ステーション                      １４…ドローン
１６…移動体                            ２２…ステーション側制御装置
３０…電力供給部                        ３２…散布剤供給部
４６…高さ調整部                        ４８…伸縮機構部
５０…ステーション側ケーブル機構部      ５２…伸縮ポール
５４…伸縮アクチュエータ                ５６…ステーション側外部コネクタ
８６…ドローン側ケーブル                ９８…飛行制御装置
１０８…ドローン側ケーブル機構部        １１０…ドローン側制御装置
１１４…ドローン側外部コネクタ          １５０…ポンプ処理部
１５２…ケーブル処理部
【図１】
2019064544.tif 000003
【図２】
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【図３】
2019064544.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019064544.tif 000009