(57)【要約】【課題】目視できず、航法衛星からの測位用電波を受信することができない場合であっても、火災現場において自律飛行することができる無人飛行装置、無人飛行方法及び無人飛行プログラムを提供すること。【解決手段】自律飛行可能な無人飛行装置１は、無人飛行装置１の移動方向を認識する移動方向判断手段と、火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段と、高温方向判断手段によって認識した高温領域に基づいて、無人飛行装置１の移動方向を制御する移動方向制御手段と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律飛行可能な無人飛行装置であって、
前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断手段と、
火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段と、
前記高温方向判断手段によって認識した前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御手段と、
を有する無人飛行装置。
【請求項２】
前記高温方向判断手段は、火災現場自体の温度を示す直接データ、及び／または、前記無人飛行装置の近傍の温度を示す間接データに基づいて、前記高温領域の方向を判断するように構成されている、
請求項１に記載の無人飛行装置。
【請求項３】
前記直接データは、赤外線カメラ（赤外線サーモグラフィー）によって取得した画像データであり、
前記間接データは、温度センサーの出力であり、
前記移動方向判断手段は、慣性センサーからの出力に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を判断するように構成されている、
請求項２に記載の無人飛行装置。
【請求項４】
前記移動方向制御手段は、所定の許容温度によって規定される作業温度範囲の位置まで、前記無人飛行装置を前記高温領域に接近させ、
前記許容温度以上の温度を認識した場合には、前記無人飛行装置を前記高温領域と反対方向に移動させる、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の無人飛行装置。
【請求項５】
消火用の物質を噴射する消火用物質噴射手段と、
前記物質の噴射による反動を算出する反動算出手段と、
前記反動に基づいて、前記無人飛行装置の駆動手段を制御し、現在位置を維持する位置維持手段と、
を有する請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無人飛行装置。
【請求項６】
前記移動方向制御手段は、前記直接データと前記間接データの重み付けとして、前記高温領域の上空までは、前記直接データ重みを重くして移動し、前記高温領域の上空に到達すると、前記間接データの重みを重くして下降し、
消火剤を格納した消火剤容器を投下する投下手段を有する、
請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の無人飛行装置。
【請求項７】
自律飛行可能な無人飛行装置が、
前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断ステップと、
火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断ステップと、
前記高温領域に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御ステップと、
を実行する無人飛行方法。
【請求項８】
自律飛行可能な無人飛行装置を制御するコンピュータを、
前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断手段、
火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段、及び、
前記高温方向判断手段によって認識した前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御手段、
として機能させるための無人飛行プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人飛行装置、無人飛行方法及び無人飛行プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型無人ヘリコプター（ドローンとも呼ばれる）の利用が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５６０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、火災に対応するために、小型無人ヘリコプターを消火用に利用する提案が行われている。ところで、火災現場の状況は時々刻々と変わり、大量の煙が発生して操縦者が小型無人ヘリコプターを目視できず、しかも、航法衛星からの測位用電波を受信して現在位置を測位することができない場合がある。
【０００５】
本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、目視できず、航法衛星からの測位用電波を受信することができない場合であっても、火災現場において自律飛行することができる無人飛行装置、無人飛行方法及び無人飛行プログラムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一の発明は、自律飛行可能な無人飛行装置であって、前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断手段と、火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段と、前記高温方向判断手段によって認識した前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御手段と、を有する無人飛行装置である。
【０００７】
第一の発明の構成によれば、無人飛行装置は、無人飛行装置自体の移動方向を判断し、高温領域の方向に基づいて、移動方向を制御するから、目視できず、航法衛星からの測位用電波を受信することができない場合であっても、火災現場において自律飛行することができる。
【０００８】
第二の発明は、第一の発明の構成において、前記高温方向判断手段は、火災現場自体の温度を示す直接データ、及び／または、前記無人飛行装置の近傍の温度を示す間接データに基づいて、前記高温領域の方向を判断するように構成されている、無人飛行装置である。
【０００９】
第三の発明は、第二の発明の構成において、前記直接データは、赤外線カメラ（赤外線サーモグラフィー）によって取得した画像データであり、前記間接データは、温度センサーの出力であり、前記移動方向判断手段は、慣性センサーからの出力に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を判断するように構成されている、無人飛行装置である。
【００１０】
第四の発明は、第一発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、前記移動方向制御手段は、所定の許容温度によって規定される作業温度範囲の位置まで、前記無人飛行装置を前記高温領域に接近させ、前記許容温度以上の温度を認識した場合には、前記無人飛行装置を前記高温領域と反対方向に移動させる、無人飛行装置である。
【００１１】
第五の発明は、第一の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、消火用の物質を噴射する消火用物質噴射手段と、前記物質の噴射による反動を算出する反動算出手段と、前記反動に基づいて、前記無人飛行装置の駆動手段を制御し、現在位置を維持する位置維持手段と、を有する無人飛行装置である。
【００１２】
第六の発明は、第二の発明乃至第四の発明のいずれかの構成において、前記移動方向制御手段は、前記直接データと前記間接データの重み付けとして、前記高温領域の上空までは、前記直接データ重みを重くして移動し、前記高温領域の上空に到達すると、前記間接データの重みを重くして下降し、消火剤を格納した消火剤容器を投下する投下手段を有する、無人飛行装置である。
【００１３】
第七の発明は、自律飛行可能な無人飛行装置が、前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断ステップと、火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断ステップと、前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御ステップと、を実行する無人飛行方法である。
【００１４】
第八の発明は、自律飛行可能な無人飛行装置を制御するコンピュータを、前記無人飛行装置の移動方向を判断する移動方向判断手段、火災の高温領域の方向を判断する高温方向判断手段、及び、前記高温方向判断手段によって認識した前記高温領域の方向に基づいて、前記無人飛行装置の移動方向を制御する移動方向制御手段、として機能させるための無人飛行プログラムである。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、目視できず、航法衛星からの測位用電波を受信することができない場合であっても、火災現場において自律飛行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の概要を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の無人飛行装置を示す概略図である。
【図４】消火剤容器の格納部材を示す概略図である。
【図５】送り出し装置の内部構造等を示す概略図である。
【図６】送り出し装置とワイヤーの接続構造等を示す概略図である。
【図７】無人飛行装置の機能ブロックを示す概略図である。
【図８】無人飛行装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図９】無人飛行装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明の第二の実施形態の概要を示す図である。
【図１１】第二の実施形態の無人飛行装置を示す概略図である。
【図１２】無人飛行装置の動作を示す概略フローチャートである。
【図１３】無人飛行装置の動作を示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。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。
【００１８】
図１の無人機１は、ドローン、あるいは、マルチコプターと呼ばれる無人飛行体であり、複数の回転翼によって推力を得て飛行する。無人機１は無人飛行装置の一例である。無人機１は、火災現場において、温度に基づいて自律飛行し、所定の位置において、消火剤を格納した消火剤容器２００を投下する。以下、説明する。
【００１９】
図１に示すように、家屋３００において火事が発生している。家屋３００の外部に炎Ｆ及び煙Ｓが出ている。屋根が焼け落ちた破壊部３０２から、大きな炎Ｆが出ている。
【００２０】
無人機１は、プロポと呼ばれる制御装置１００からの送信電波によって制御される。ただし、矢印Ｒ０に示すように、位置Ｐ１まで上昇し、所定の高度に達すると、煙Ｓが障碍となって、下方から無人機１を目視することはできないから、無人機１は、外部からの信号によらず、自律飛行する。無人機１は、飛行経路Ｒ１に示すように、破壊部３０２の上空の位置Ｐ２に移動する。
【００２１】
破壊部３０２の上空は、火災現場において温度が高い領域（以下「高温領域」という）の上空である。高温領域は、周囲の温度に比べて最も高温の領域であり、火災の中心領域であり、火元を含む領域である。火災の中心領域は一か所に限らない。本実施形態においては、無人機１が、高温領域のなかでも、最も温度が高い領域である最高温度領域に向かうものとして、以下、説明する。炎Ｆが位置する領域は、高温領域の一例であり、最高温度領域の一例でもある。無人機１は、温度に基づいて、高温領域の上空へ移動する。無人機１自体の移動方向は、無人機１に搭載している慣性センサーからの出力によって判断する。
【００２２】
無人機１は、高温領域の上空の位置Ｐ２に到着すると、飛行経路Ｒ２に示すように、許容温度Ｔｍａｘとの関係で規定される温度範囲（作業温度範囲）の高度の位置Ｐ３まで下降する。本実施形態における作業温度範囲の位置は、高温領域の上空である。
【００２３】
無人機１は、作業温度範囲の位置Ｐ３まで下降すると、矢印Ｙ１に示すように、ワイヤー４０を送り出す。ワイヤー４０の下端部には、消火剤容器２００が固定されている。
【００２４】
消火剤容器２００の内部には、消火剤が格納されている。消火剤容器２００は、樹脂またはガラスで形成されており、他の物体に衝突し、所定以上の外力が加わると、破壊されるようになっている。消火剤容器２００が破壊されると、その内部に格納した消火剤が周囲に拡散し、消火を実施する。消火剤容器２００は消火剤容器の一例である。
【００２５】
無人機１は、ワイヤー４０を送り出して、消火剤容器２００を確実に破壊部３０２から家屋３００内に投下できる位置まで降下させると、図２に示すように、無人機１からワイヤー４０を切り離し、ワイヤー４０と共に消火剤容器２００を破壊部３０２から家屋３００内に投下する。これにより、確実に、家屋３００内に消火剤容器２００を投下することができる。
【００２６】
図３に示すように、無人機１は、筐体２を有する。筐体２には、丸棒状のアーム４が接続されている。各アーム４にはモーター６が接続されており、各モーター６にはプロペラ８が接続されている。各モーター６は、筐体２内のコンピュータ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回転、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。アーム４には保護枠１０が接続され、プロペラ８が外部の物体に直接接触することを防止している。筐体２、アーム４及び保護枠１０は、耐熱性を有する材料である、例えば、マグネシウム合金で形成されており、強度を保ちつつ、軽量に構成されている。
【００２７】
筐体２には、無人機１の各部を制御するコンピュータ、無線通信装置、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）などの航法衛星システムからの測位用電波を利用する測位装置、自律飛行装置、慣性センサー２０、磁気センサー、気圧センサー、温度センサー２２、バッテリー等が配置されている。慣性センサー２０は加速度センサー及びジャイロセンサーから構成されている。温度センサー２２は、例えば、シース熱電対で構成されている。
【００２８】
また、筐体２には、固定装置（いわゆる、「ジンバル」）１２を介してカメラ１４が配置されている。カメラ１４は、対象物から出ている赤外線放射エネルギーを検出及び可視化して、温度分布の画像表示を行なう赤外線カメラ（赤外線サーモグラフィ）である。
【００２９】
筐体２には、アーム４を介して、格納部材３０が接続されている。格納部材３０は、消火剤容器２００を格納するための構成である。
【００３０】
図４に示すように、格納部材３０は、箱部３２を有する。箱部３２の底面３２ｂは開口部となっている。箱部３２の天井部３２ａには、送り出し装置３４及び送信装置３６が配置されている。送り出し装置３４は、送信装置３６からの信号を受信すると、ワイヤー４０を送り出すように構成されている。送信装置３６は、例えば、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、登録商標）などの近距離無線規格を使用して、制御信号を送り出し装置３４に送信する。送り出し装置３４は、ワイヤー４０の巻き取り及び送り出しをする装置である。
【００３１】
ワイヤー４０の下端部には、保持部材４０ａが形成されている。ワイヤー４０は、例えば、ＳＵＳ３０４のステレンレススチール（Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  Ｓｔｅｅｌ）などの、金属製のワイヤーロープである。ワイヤー４０の直径は、例えば、１ミリメートル（ｍｍ）である。
【００３２】
箱部３２には、消火剤容器２００が格納されている。消火剤容器２００の外面には、環状突出部２０２が形成されている。環状突出部２０２がワイヤー４０の下端に形成された保持部材４０ａと係合し、これにより、消火剤容器２００がワイヤー４０に固定されるようになっている。
【００３３】
図５に示すように、送り出し装置３４の内部には、上側と下側が拡径した円柱状のワイヤー巻き付け部３４ａが配置されている。ワイヤー巻き付け部３４ａは、軸３４ｂを中心にモーター（図示せず）によって回転し、ワイヤー４０を巻き取り及び送り出すようになっている。
【００３４】
図６は、ワイヤー巻き付け部３４ａの縮径部３４ａａを示す。縮径部３４ａａの外周面にワイヤー４０が巻き付けられて格納される。縮径部３４ａａは、中空に形成されており、切り欠き部３４ｃを有する。縮径部３４ａａの内面には、ワイヤー４０の上端部４０ｂを着脱自在に保持する駆動保持部３４ｄが形成されている。駆動保持部３４ｄの開閉によって、ワイヤー４０の保持及び解除を実施する。
【００３５】
ワイヤー４０の上端部４０ｂは切り欠き部３４ｃを介して縮径部３４ａａの内部に入り、駆動保持部３４ｄに着脱可能に保持されるようになっている。ワイヤー４０の上端部４０ｂは環状に形成されており、図６（ａ）に示すように、駆動保持部３４ｄが閉鎖状態において、駆動保持部３４ｄに保持される。駆動保持部３４ｄは、送信装置３６から信号を受信すると、図６（ｂ）に示すように、開放状態になり、上端部４０ｂの保持を解除するようになっている。上端部４０ｂの保持が解除されると、ワイヤー４０は送り出し装置３４から離れ、消火剤容器２００と共に落下する。
【００３６】
図７に示すように、無人機１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５０、記憶部５２、無線通信部５４、衛星測位部５６、慣性センサー部５８、温度認識部６０、駆動制御部６２、消火制御部６４、及び、電源部７０を有する。
【００３７】
無線通信部５４によって、無人機１はプロポ１００と通信可能になっている。プロポ１００は、無人機１に対して、適宜、飛行に関する指示を与えるようになっている。
【００３８】
衛星測位部５６と慣性センサー部５８によって、無人機１は機体の位置を測定することができる。衛星測位部５６は、基本的に、４つ以上の航法衛星からの測位用電波を受信して無人機１の位置を計測する。慣性センサー部５８は、慣性センサー２０からの出力を受信し、基準位置からの無人機１の移動を積算して、無人機１の位置を算出する。また、慣性センサー部５８によって、無人機１の移動方向を及び姿勢の変化を検知することができる。
【００３９】
温度認識部６０は、カメラ１４の画像データ、及び、温度センサー２２の出力を受信する。画像データに示される温度分布は、無人機１から乖離した位置である火災現場自体における温度分布を示す。画像データは直接データの一例である。温度センサー２２によって検知する温度は、無人機１の近傍の位置における温度を示す。温度センサー２２によって検知する温度は間接データの一例である。
【００４０】
無人機１は、駆動制御部６２によって、各モーター６の回転を制御し、無人機１の移動方向や姿勢を制御することができる。
【００４１】
無人機１は、消火制御部６４によって、送り出し装置３４を制御して、消火剤容器２００の投下を制御する。
【００４２】
電源部７０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。
【００４３】
記憶部５２には、出発点から目的位置まで自律飛行するための飛行計画を示すデータ等の無人飛行に必要な各種データ及びプログラムや、以下の各プログラムが格納されている。
【００４４】
記憶部５２には、移動方向判断プログラム、高温方向判断プログラム、移動方向制御プログラム、及び、投下プログラムが格納されている。ＣＰＵ５０と移動方向判断プログラムは、移動方向判断手段の一例である。ＣＰＵ５０及び高温方向判断プログラムは、高温方向判断手段の一例である。ＣＰＵ５０と移動方向制御プログラムは、移動方向制御手段の一例である。ＣＰＵ５０と投下プログラムは、投下手段の一例である。
【００４５】
無人機１は、移動方向判断プログラムによって、慣性センサー２０からの出力に基づいて、無人機１の移動方向を判断する。
【００４６】
無人機１は、高温方向判断プログラムによって、火災の高温領域の方向を判断する。火災の高温領域の方向は、無人機１の移動方向（あるいは、カメラ１４の光軸の方向）との関係における相対的な方向である。
【００４７】
無人機１は、カメラ１４によって取得した画像データによって、外部の温度分布を認識する。カメラ１４の光軸方向は無人機１において既知であるから、無人機１は、画像データによって、高温領域の方向を判断することができる。
【００４８】
無人機１は、また、慣性センサー２０によって検知する無人機１の移動方向と温度センサー２２によって検知する温度との対応関係（以下「移動方向温度関係」という。）によって、高温領域の方向を判断する。無人機１が、高温領域に近づくと温度センサー２２によって検知する温度は高くなり、高温領域から遠ざかると温度センサー２２によって検知する温度は低くなる。このため、無人機１は、移動方向温度関係によって、高温領域の方向を判断することができる。
【００４９】
無人機１は、カメラ１４によって取得した画像データと、移動方向温度関係の少なくとも一方を使用して、高温領域の方向を判断するようになっている。
【００５０】
無人機１は、画像データと移動方向温度関係の双方を使用して高温領域の方向を判断する場合には、画像データと移動方向温度関係において、所定の重み付けを行って高温領域の方向を判断する。例えば、無人機１は、高温領域との距離に応じて、重み付けを変動させる。高温領域からの距離は、温度センサー２２によって検知する温度によって判断する。温度が高いほど、高温領域からの距離が短い。
【００５１】
無人機１は、高温領域から相対的に乖離した位置（例えば、図１の位置Ｐ１）に位置するときには、画像データを相対的に重視し、画像データと移動方向温度関係の重みの比を例えば、８対２とする。そして、無人機１は、高温領域に相対的に近接した位置である、例えば、後述の作業温度範囲の上空の位置Ｐ２に到達すると、移動方向温度関係を相対的に重視し、重みの比を例えば、２対８とする。無人機１は、位置P１から位置P２へ移動するに連れて、次第に移動方向温度関係を重視するように、重みの比を変更する。
【００５２】
無人機１は、移動方向制御プログラムによって、無人機１の移動方向を高温領域の方向に基づいて制御する。無人機１は、上述の高温方向判断プログラムによって高温領域の方向を判断することができ、移動方向は移動方向判断プログラムによって慣性センサー２０からの出力によって判断することができるから、駆動制御部６２を介して各モーター６の回転を制御し、高温領域の方向へ向かう移動、あるいは、高温領域から離れる方向への移動を実施することができる。無人機１は、高温領域の上空へ向かって移動する。
【００５３】
無人機１のカメラ１４の光軸の方向が鉛直下方に設定されている場合、図１の位置Ｐ１においては、高温領域はカメラ１４で取得する画像の相対的に端部に投影される。無人機１は、画像の端部方向に向かうように、移動方向を制御する。位置Ｐ２においては、高温領域はカメラ１４で取得する画像データの中央部に投影されるから、無人機１は、高温領域が画像データの中央部に投影されたときに、無人機１が位置Ｐ２に到達したと判断することができる。これとは異なり、常にカメラ１４で取得した画像データの中央に高温領域が位置するようにジンバル１２によってカメラ１４の光軸を動的に制御し、光軸が鉛直下方になった場合に、無人機１が位置Ｐ２に到達したと判断するようにしてもよい。
【００５４】
また、無人機１が位置Ｐ１から位置Ｐ２へ移動する場合、温度センサー２２によって検知する温度は、位置Ｐ１から位置Ｐ２へ向かうに連れて上昇し、位置Ｐ２を通り過ぎると低下する。このため、無人機１は、温度が上昇から下降へ転じた位置に基づいて、位置Ｐ２を判断することができる。
【００５５】
無人機１は、高温領域の上空の位置Ｐ２へ到達すると、温度センサー２２が検知する温度に重みをおいて温度を判断しつつ、作業温度範囲内の位置Ｐ３まで下降する。無人機１は、作業温度範囲の下限より低い温度である場合には下降を継続し、作業温度範囲の上限以上の温度である場合には、上昇する。許容温度Ｔｍａｘは、所定時間において無人機１の機能が損なわれない最高の温度（限界温度）よりも低い温度として規定されており、例えば、所定時間は６０秒（ｓ）であり、許容温度Ｔｍａｘは摂氏４００度（４００℃）である。
【００５６】
作業温度範囲は、許容温度Ｔｍａｘから所定温度だけ低い温度である許容低温Ｔｍｉｎと許容温度Ｔｍａｘとの間の温度領域である。許容低温Ｔｍｉｎは、例えば、許容温度Ｔｍａｘよりも摂氏３０度（３０℃）低い温度である。作業温度範囲を温度Ｓで規定すると、式１：Ｔｍｉｎ≦Ｓ＜Ｔｍａｘである。
【００５７】
無人機１は、上述の所定時間内において作業温度範囲の位置Ｐ３に留まって後述の投下作業を実施し、所定時間を超えると高温領域から離れる方向に移動し、許容低温Ｔｍｉｎよりも低い温度の位置に退避するように構成されている。無人機１は、許容低温Ｔｍｉｎよりも低い温度の位置に退避して、所定時間（例えば、２分（ｍｉｎ））経過すると、再び、作業温度範囲内の位置Ｐ３に移動し、投下作業を実施する。
【００５８】
無人機１は、投下プログラムによって、高温領域の上空の位置Ｐ３において、消火剤容器２００を投下する。具体的には、無人機１は、ワイヤー４０を送り出し、消火剤容器２００を所定の高度まで降下させると、ワイヤー４０の保持を解除し、ワイヤー４０と消火剤容器２００が接続した状態で消火剤容器２００を投下する。
【００５９】
火災現場において、例えば、家屋３００の高さＨ３００（図１参照）が１０メートル（ｍ）であるとことが無人機１に入力されると、無人機１は、消火剤容器２００が高度１０メートル（ｍ）まで降下したときに、消火剤容器２００を投下する。無人機１は、位置Ｐ２の高度、位置Ｐ３の高度及び送り出したワイヤー４０の長さによって、消火剤容器２００が位置する高度を判断することができる。
【００６０】
以下、無人機１の動作を図８及び図９のフローチャートで説明する。無人機１は、発進すると（図８のステップＳＴ１）、無人機１自体の位置を測位し（ステップＳＴ２）、目標位置の近傍に到達したと判断すると（ステップＳＴ３）、温度を検知し（ステップＳＴ４）、高温領域の方向へ移動する（ステップＳＴ５）。無人機１は、高温領域の上空に到達すると、所定の高度まで下降し、ワイヤー４０を所定の長さまで送り出すと、消火剤容器２００を投下し（ステップＳＴ６）、所定の位置へ帰還する（ステップＳＴ７）。上述の測位は、４つ以上の航法衛星から測位用電波を受信できない場合には、慣性センサー部５８が受信する慣性センサー２０の出力を利用して行う。ステップＳＴ３の目標位置の近傍は、例えば、図１の位置Ｐ１である。
【００６１】
ステップＳＴ５においては、無人機１は、高温領域（最高温度領域）の方向を確認すると（図９のステップＳＴ５１）、高温領域（最高温度領域）へ向かって移動し（ステップＳＴ５２）、温度が上昇していれば（ステップＳＴ５３）、高温領域（最高温度領域）へ接近しているはずであるから、そのまま移動を継続し、高温領域（最高温度領域）の上空に到達したと判断すると（ステップＳＴ５４）、消火剤容器２００の投下作業を実施する。上述のステップＳＴ５３において、温度が上昇していなければ、高温領域へ接近していないはずであるから、再度、高温領域の方向を確認し（ステップＳＴ５１）、ステップＳＴ５２〜ＳＴ５３を繰り返す。火災現場においては、炎の状況は時々刻々と変化するが、このような制御によって、変化する炎の状況に対応して、高温領域へ接近することができる。
【００６２】
なお、本実実施形態とは異なり、無人機１は、複数の送り出し装置３４、ワイヤー４０及び消火剤容器２００を備え、複数の高温領域の上空において、消火剤容器２００を投下するようにしてもよい。これにより、例えば、図１において、炎Ｆの火元が複数存在する場合、無人機１は、それぞれの火元に対して、消火剤容器２００を投下することができる。
【００６３】
＜第二の実施形態＞
第二実施形態について、第一の実施形態と異なる部分を中心に説明する。第一の実施形態と共通する部分は、説明の一部または全部を省略する。第二の実施形態の無人機１Ａは、高層ビルにおける火災の消火作業を行うものとして、以下、説明する。
【００６４】
図１０において、高層ビル４００の中層階において火事が起きている。高層ビル４００の外部に炎Ｆ及び煙Ｓが出ている。無人機１Ａは、火災現場における高温領域に接近する。無人機１Ａは、許容温度Ｔｍａｘとの関係で規定される温度範囲（作業温度範囲）の位置まで炎Ｆに接近し、消火剤Ｅを火元ＦＣに噴射して、消火作業を実施する。無人機１Ａは、高層ビル４００にその側面から接近して消火作業を実施する。
【００６５】
本明細書において、消火作業を実施するときの位置を「作業位置」と呼ぶ。作業位置は、作業温度範囲内の位置である。無人機１Ａは、消火剤の噴射による反動Ｘ１を算出し、反動Ｘ１を相殺するための推力Ｘ２（以下、「相殺推力Ｘ２」と呼ぶ）を発生させる。これにより、無人機１は、火元と所定距離を維持しつつ、消火作業を実施することができる。
【００６６】
図１１に示すように、無人機１Ａの筐体２には、アーム４を介して、消火装置１６が接続されている。消火装置１６は、消火剤を格納する容器部１６ａ、消火剤の噴射のための構成である噴射部１６ｂ、及び、噴射口１６ｃを有する。噴射部１６ｂには、ポンプが配置されており、所定範囲の噴射圧力で、消火剤を噴射口１６ｃから噴射することができるようになっている。
【００６７】
無人機１Ａは、消火制御部６４（図７参照）によって、消火装置１６を制御して、消火剤を所定の噴射圧力で噴射することができる。
【００６８】
無人機１Ａの記憶部５２（図７参照）には、第一の実施形態とは異なり、投下プログラムは記憶されず、反動算出プログラム、及び、位置維持プログラム、及び、作業実施プログラムが格納されている。ＣＰＵ５０と反動算出プログラムは反動算出手段の一例である。ＣＰＵ５０と位置維持プログラムは位置維持手段の一例である。ＣＰＵ５０と作業実施プログラムは作業実施手段の一例である。
【００６９】
無人機１Ａは、反動算出プログラムによって、消火装置１６からの消火剤の噴射による反動Ｘ１（図１０参照）の大きさを算出する。記憶部５２には、消火剤の噴射圧力と反動の大きさとの関連を示す反動関連データが格納されており、無人機１は、反動関連データを参照して、反動を算出する。
【００７０】
無人機１Ａは、位置維持プログラムによって、消火剤の噴射による反動を相殺するための推力を発生させる。具体的には、各モーター６の回転数を調整し、反動と反対方向、すなわち、火元に近接する方向の推力（相殺推力Ｘ２）を発生させる。相殺推力Ｘ２は、反動と逆方向で、かつ、大きさが実質的に等しい。相殺推力Ｘ２によって、消火剤の吐出による反動Ｘ１は相殺され、無人機１は位置を維持することができる。
【００７１】
無人機１Ａは、作業実施プログラムによって、作業位置において、消火作業を実施する。無人機１Ａは、作業位置において、火元に向けて、消火剤を噴射する。高温領域が炎Ｆ（図１０参照）であるとすれば、火元ＦＣは、炎Ｆの下部である。カメラ１４の画像データによって、炎Ｆの下部を認識することができる。
【００７２】
以下、無人機１Ａの動作を図１２及び図１３のフローチャートで説明する。
図１２のステップＳＴ１〜ＳＴ５は、第一の実施形態と同様であるから、説明を省略する。無人機１Ａは、高温領域（最高温度領域）の方向へ移動すると（ステップＳＴ５）。無人機１Ａは、消火作業を実施し（ステップＳＴ８）、目標を達成したと判断すると（ステップＳＴ９）、消火作業を停止し（ステップＳＴ１０）、所定の位置へ帰還する（ステップＳＴ１１）。無人機１Ａは、例えば、カメラ１４の画像データによって認識する温度が低下した場合、または、温度センサー２２によって検知する温度が低下した場合に、消火という目的が達成したと判断する。
【００７３】
ステップＳＴ８においては、無人機１Ａは、消火剤の噴射による反動を算出し（図１３のステップＳＴ８１）、消火剤を噴射すると同時に火元に向かう推力（図１０の相殺推力Ｘ２）を発生させて、反動Ｘ１（図１０参照）を相殺する（ステップＳＴ８２）。無人機１Ａは、許容温度Ｔｍａｘ以上であると判断すると（ステップＳＴ８３）、高温領域とは反対方向へ移動する（ステップＳＴ８４、ステップＳＴ８５）。炎の状況は時々刻々と変化するが、このような制御によって、変化する炎の状況に対応して、高温領域と所定の距離を維持しつつ、消火作業を実施することができる。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００７５】
１，１Ａ  無人飛行装置（無人機）
１４  カメラ（赤外線カメラ）
２０  慣性センサー
２２  温度センサー
５０  ＣＰＵ
５２  記憶部
５４  無線通信部
５６  衛星測位部
５８  慣性センサー部
６０  温度認識部
６２  駆動制御部
６４  消火制御部
７０  電源部
【図１】
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【図２】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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