(57)【要約】【課題】機器の設置が容易であり、移動範囲が広く、かつ、情報取得手段の姿勢を維持することができる移動装置を提供すること。【解決手段】外部の情報を取得する無人機１は、乖離した２つの位置の間に張られた紐状部材５０と摺動可能に接続するための環状部材２４と、前記環状部材に接続されたワイヤー２２と、前記ワイヤーの巻き取り及び送り出しを実施する巻取り手段２０と、前記無人機1が移動するための推力を得るための複数のプロペラ８と、情報取得手段１４と、前記情報取得手段の姿勢を制御する姿勢制御手段４０と、を有する。【選択図】図１
2019101990.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、
乖離した２つ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環状部材と、
前記環状部材に接続されたワイヤーと、
前記環状部材とは反対側において、前記ワイヤーに接続し、前記ワイヤーの巻き取り及び送り出しを実施する巻取り手段と、
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、
外部の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段の姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を有する移動装置。
【請求項２】
前記姿勢制御手段は、
前記情報取得手段を吊り下げる吊り下げ手段と、
少なくとも一の回転可能部を有し、前記情報取得手段の質量によって回転し、前記吊り下げ手段の鉛直状態を維持するための鉛直維持手段と、
を有する請求項１に記載の移動装置。
【請求項３】
前記情報取得手段は、
姿勢を変更するための姿勢変更手段を介して前記移動装置に接続されており、
前記姿勢制御手段は、
前記移動装置の移動に先立って、前記移動装置の移動中の姿勢を算出する姿勢算出手段と、
前記姿勢算出手段によって算出した前記移動装置の姿勢に基づいて、前記情報取得部の姿勢を維持するための前記姿勢変更装置の動作である相殺動作を算出する相殺動作算出手段と、
前記相殺動作を実施する相殺動作実施手段と、
を有する請求項１に記載の移動装置。
【請求項４】
前記移動装置の停止時において、前記移動装置の質量によって生じる重力よりも小さい揚力を発生させるために必要な回転速度において、複数の前記プロペラを回転させる停止時回転手段を有する、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の移動装置。
【請求項５】
前記姿勢算出手段は、前記移動装置の移動の開始から移動の終了までの間における前記移動装置の姿勢の変化を算出する、
請求項３に記載の移動装置。
【請求項６】
前記複数の前記プロペラの数は４より大きい偶数であり、
直線上に配置される２つの前記プロペラでプロペラ組を構成し、
前記プロペラ組を構成する２つの前記プロペラは互いに反対方向に回転し、
前記プロペラ組を構成する２つのプロペラの回転軸は前記直線を軸とする同一角度（９０度の角度を除く）の傾斜を有して配置されており、
複数の前記プロペラ組の前記傾斜の角度は同一であり、かつ、前記傾斜の方向が異なり、
前記姿勢制御手段は、複数の前記プロペラの回転によって生じる推力の鉛直成分と水平成分を制御して、前記移動装置の水平を維持しつつ、前記移動装置を水平方向に移動させ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７】
前記複数の前記プロペラの数は４より大きい偶数であり、
直線上に配置される２つの前記プロペラでプロペラ組を構成し、
前記プロペラ組を構成する２つの前記プロペラは互いに反対方向に回転し、
前記プロペラ組を構成する２つのプロペラの回転軸は前記直線を軸とする同一方向の９０度の傾斜を有して配置されており、
複数の前記プロペラ組の前記傾斜の方向が異なり、
前記姿勢制御手段は、複数の前記プロペラの回転によって生じる推力の水平成分に基づいて、前記移動装置の水平を維持しつつ、前記移動装置を水平方向に移動させるように構成されている、請求項１に記載の移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動装置に関する。
【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の高所から撮影する場合、上記特許文献に記載のウィンチのような機器を取り付ける適切な位置があるとは限らない。また、そのような機器を取り付けるための適切な位置があったとしても、機器の取り付けは煩雑である。上記特許文献とは異なり、回転部材を含む装置を準備し、回転部材によってワイヤーを上下から挟み、回転部材の回転によって、装置の筐体から吊り下げたカメラを移動させる技術もあるが、回転部材がワイヤーに接して回転するときに空回りしたり、カメラが揺れるという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題の解決を試みたものであり、機器の設置が容易であり、移動範囲が広く、かつ、情報取得手段の姿勢を維持することができる移動装置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、乖離した２つ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環状部材と、前記環状部材に接続されたワイヤーと、前記環状部材とは反対側において、前記ワイヤーに接続し、前記ワイヤーの巻き取り及び送り出しを実施する巻取り手段と、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、外部の情報を取得する情報取得手段と、前記情報取得手段の姿勢を制御する姿勢制御手段と、を有する移動装置である。
【０００７】
第一の発明の構成によれば、乖離した２つの位置の間に紐状部材を張っておき、移動装置の環状部材を接続するだけで、移動装置を設置することができる。また、移動装置は、プロペラで推力を得るから、ワイヤーの長さの範囲で、自由な方向に移動することができる。そして、巻取り手段によって、ワイヤーの長さを調整することができるから、移動装置の移動範囲は従来に比べると広い。さらに、プロペラの回転によって移動装置が傾斜しても、姿勢制御手段によって、情報取得手段の姿勢を制御することができる。以上のように、本発明の構成によれば、機器の設置が容易であり、移動範囲が広く、かつ、情報取得手段の姿勢を維持することができる。
【０００８】
第二の発明は、第一の発明の構成において、前記姿勢制御手段は、前記情報取得手段を吊り下げる吊り下げ手段と、少なくとも一の回転可能部を有し、前記情報取得手段の質量によって回転し、前記吊り下げ手段の鉛直状態を維持するための鉛直維持手段と、を有する移動装置である。
【０００９】
第二の発明の構成によれば、プロペラの回転によって移動装置が傾斜しても、情報取得手段の質量によって、吊下げ手段の鉛直状態を維持することができる。
【００１０】
第三の発明は、第一の発明の構成において、前記情報取得手段は、姿勢を変更するための姿勢変更手段を介して前記移動装置に接続されており、前記姿勢制御手段は、前記移動装置の移動に先立って、前記移動装置の移動中の姿勢を算出する姿勢算出手段と、前記姿勢算出手段によって算出した前記移動装置の姿勢に基づいて、前記情報取得部の姿勢を維持するための前記姿勢変更手段の動作である相殺動作を算出する相殺動作算出手段と、前記相殺動作を実施する相殺動作実施手段と、を有する移動装置である。
【００１１】
第三の発明の構成によれば、移動装置の移動に先立って、移動装置の移動中の姿勢を算出し、情報取得手段の姿勢を維持するための姿勢変更手段の相殺動作を算出し、その相殺動作を実施することができる。このため、移動装置の移動が情報取得手段の姿勢へ与える影響を回避することができる。
【００１２】
第四の発明は、第一の発明乃至第三の発明のいずれかの構成において、前記移動装置の停止時において、前記移動装置の質量によって生じる重力よりも小さい揚力を発生させるために必要な回転速度において、複数の前記プロペラを回転させる停止時回転手段を有する、移動装置である。
【００１３】
第四の発明の構成によれば、移動装置は、停止時において、推力を生じない範囲において、複数のプロペラを回転させているから、自然の風などの影響で移動装置の位置が変動させられても、移動装置の姿勢を維持する、あるいは、移動装置の姿勢の変化を低減することができる。
【００１４】
第五の発明は、第三の発明の構成において、前記姿勢算出手段は、前記移動装置の移動の開始から移動の終了までの間における前記移動装置の姿勢の変化を算出する、移動装置である。
【００１５】
移動装置が移動するときには、徐々に速度を上昇し、所定の速度を所定時間維持し、その後、徐々に速度を低下させる。移動装置の速度に応じてプロペラの回転速度が変化し、移動装置の傾斜も変化する。第五の発明の構成によれば、移動装置の傾斜の変化に応じて、姿勢変更手段を作動させることができる。
【００１６】
第六の発明は、第一の発明の構成において、複数の前記プロペラの数は４より大きい偶数であり、直線上に配置される２つの前記プロペラでプロペラ組を構成し、前記プロペラ組を構成する２つの前記プロペラは互いに反対方向に回転し、前記プロペラ組を構成する２つのプロペラの回転軸は前記直線を軸とする同一角度（９０度の角度を除く）の傾斜を有して配置されており、複数の前記プロペラ組の前記傾斜の角度は同一であり、かつ、前記傾斜の方向が異なり、前記姿勢制御手段は、複数の前記プロペラの回転によって生じる推力の鉛直成分と水平成分を制御して、前記移動装置の水平を維持しつつ、前記移動装置を水平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。
【００１７】
第六の発明の構成によれば、各プロペラの回転によって生じる推力は鉛直成分と水平成分を有する。そして、複数の前記プロペラの回転によって生じる推力の鉛直成分と水平成分を調整して、移動装置の水平を維持しつつ、移動装置を水平方向に移動させることができる。
【００１８】
第七の発明は、第一の発明の構成において、複数の前記プロペラの数は４より大きい偶数であり、直線上に配置される２つの前記プロペラでプロペラ組を構成し、前記プロペラ組を構成する２つの前記プロペラは互いに反対方向に回転し、前記プロペラ組を構成する２つのプロペラの回転軸は前記直線を軸とする同一方向の９０度の傾斜を有して配置されており、複数の前記プロペラ組の前記傾斜の方向が異なり、前記姿勢制御手段は、複数の前記プロペラの回転によって生じる推力の水平成分に基づいて、前記移動装置の水平を維持しつつ、前記移動装置を水平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。
【００１９】
第七の発明の構成によれば、各プロペラの回転によって生じる推力は水平成分のみを有する。プロペラ組を構成する２つのプロペラは反対方向に回転するから、回転によって生じる反作用は相殺されるから、移動装置が傾斜することはない。また、一つのプロペラ組が回転すると、水平方向への推力は生じるが、鉛直方向の推力は生じないから、移動装置が傾くことなく、水平移動するこことができる。複数のプロペラ組の推力を合成することによって、任意の方向への水平移動が可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、機器の設置が容易であり、移動範囲が広く、かつ、情報取得手段の姿勢を維持することができる移動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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】ワイヤーに吊り下げられた移動装置を示す概略図である。
【図３】鉛直維持装置等を示す概略拡大図である。
【図４】鉛直維持装置等を示す概略拡大図である。
【図５】移動装置の停止時及び水平移動時の状態を示す概略図である。
【図６】移動装置の鉛直方向への移動時の状態を示す概略図である。
【図７】移動装置の機能ブロックを示す図である。
【図８】移動装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】第二の実施形態における情報取得部を示す概略図である。
【図１０】第二の実施形態における移動装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】第三の実施形態に係る移動装置を示す概略斜視図である。
【図１２】移動装置を示す概略斜視図である。
【図１３】移動装置を示す概略側面図である。
【図１４】移動装置のプロペラの回転によって生じる推力を示す説明図である。
【図１５】移動装置の移動状態を示す概略図である。
【図１６】第四の実施形態に係る移動装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
＜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、建屋内の壁２００Ａ及び２００Ｂの間に張られたワイヤー５０に吊り下げられている。壁２００Ａ及び２００Ｂは、乖離した２つの位置の一例である。無人機１は移動装置の一例である。ワイヤー５０は紐状部材の一例である。ワイヤー５０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５０は、ワイヤー５０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５０が張られる場所は、屋内に限らず、屋外でもよい。
【００２４】
無人機１は、筐体２を有する。筐体２（図２参照）には、巻取り装置２０（図２参照）を介して、ワイヤー２２が接続され、ワイヤー２２には環状部材２４が接続されている。無人機１は、環状部材２４によって、ワイヤー５０に接続されている。ワイヤー５０が環状部材２４の孔部を貫通するようになっており、環状部材２４はワイヤー５０に対して摺動可能になっている。
【００２５】
無人機１は、制御装置７０（以下、「プロポ７０」と呼ぶ。）からの制御信号Ｅ１を受信して、矢印Ｘ１及びＸ２に示す左右方向、矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２に示す前後方向、及び、矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２に示す上下方向に移動する（図１参照）。無人機１は、環状部材２４によってワイヤー５０に接続されているから、ワイヤー５０の長さの範囲において、移動する。
【００２６】
図２に示すように、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、自律飛行装置、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。
【００２７】
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６が接続されており、各モーター６にはプロペラ８Ａ乃至８Ｄが接続されている。無人機１は、プロペラ８Ａ等の回転によって、移動するための推力を得る。アーム４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。
【００２８】
無人機１の筐体２の上部には、巻取り装置２０が配置されている。巻取り装置２０によって、ワーヤー２２の巻き取り及び送り出しを実施する。巻取り装置２０によってワイヤー２２を巻き取ることによって、無人機１は上昇し、ワイヤー２２を送り出すことによって、無人機１は下降する。無人機１は、矢印Ｘ１及びＸ２に示す左右方向、矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２に示す前後方向への移動は、プロペラ８Ａ等の回転の制御によって行い、矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２に示す上下方向への移動は、ワイヤー２２の巻き取り及び送り出しによって行う。巻取り装置２０は巻取り手段の一例である。
【００２９】
筐体２の下部には、棒状の吊り下げ部材１０が接続されている。吊り下げ部材１０にはジンバル１２が接続され、ジンバル１２にカメラ１４が接続されている。吊り下げ部材１０は吊り下げ手段の一例である。ジンバル１２は、カメラ１４による撮影画像のぶれを最小化し、かつ、カメラ１４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。ジンバル１２は姿勢変更手段の一例である。カメラ１４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。
【００３０】
吊り下げ部材１０は、上方ジンバル４０を介して、筐体２に接続されている（図３参照）。吊り下げ部材１０と上方ジンバル４０は姿勢制御手段の一例である。上方ジンバル４０によって、吊り下げ部材１０の鉛直状態を維持し、カメラ１４の姿勢を維持する。
【００３１】
図３及び図４に示すように、上方ジンバル４０は、第一部材４１、第二部材４７、及び、第三部材６０を有する。上方ジンバル４０の第一部材４１、第二部材４７及び第三部材６０は、それぞれ直交する３軸で回転するようになっている。
【００３２】
第一部材４１の上部４２は、筐体２に固定されたサーボモーター（図示せず）に接続されている。サーボモーターによって、第一部材４１は、筐体２に対して、矢印Ｃ１方向及び矢印Ｃ２方向に回転する。
【００３３】
第一部材４１は、上部４２の回転軸４２ａに接続された板状部材４４を有し、板状部材４４には、一対の板状部材である腕部４６Ａ及び４６Ｂを有する。腕部４６Ａ及び４６Ｂの下方部には貫通孔（図示せず）が形成されている。
【００３４】
第二部材４７は板状の上部４８を有する。上部４８には貫通孔（図示せず）が形成されており、回転軸部５０Ａが、上部４８の貫通孔と、第一部材４１の腕部４６Ａ及び４６Ｂとを貫通し、自由に回転可能な状態で第一部材４１と第二部材４７を接続している。第一部材４１と第二部材４７は、矢印Ａ１方向及びＡ２方向に相対的に回転する。
【００３５】
上部４８には、板状の腕部５２Ａ及び５２Ｂが接続されている。腕部５２Ａ及び５２Ｂの中央部近傍には、貫通孔（図示せず）が形成されている。腕部５２Ａ及び５２Ｂの貫通孔には、回転軸部５４の回転軸５４ａが貫通する。
【００３６】
第三部材６０は、円柱状の板状部材であり、回転軸５４ａに自由に回転可能な状態で固定されている。第三部材６０の中央部には貫通孔（図示せず）が形成されており、回転軸５４ａが貫通するようになっている。
【００３７】
吊り下げ部材１０は、第三部材６０に固定されている。吊り下げ部材１０は、回転軸５４ａを回転軸として、矢印Ｂ１方向（紙面手前から後ろ側）及び矢印Ｂ２方向（紙面後ろ側から手前方向）に自由に回転可能になっている。
【００３８】
以上の構成によって、筐体２がいずれの方向に傾斜しても、棒状部材１０の鉛直状態は維持され、カメラ１４の姿勢も維持される。例えば、図４に示すように、筐体２が矢印Ｗ１方向に傾斜すると、第一部材４１も同様に傾斜する。第二部材４７は、回転軸部５０Ａを回転軸として、自由回転可能であるから、カメラ１４の質量によって、鉛直状態を維持する。第二部材４７が鉛直状態を維持するから、棒状部材１０の鉛直状態も維持され、カメラ１４の姿勢は維持される。
【００３９】
図５（ａ）は、無人機１の停止時の状態を示す。無人機１は、停止時において、プロペラ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ及び８Ｄを同一の回転速度で回転させている。なお、プロペラ８Ｃ及び８Ｄは、それぞれ、プロペラ８Ａ及び８Ｂの裏側に位置するため、図５においては、プロペラ８Ａ及び８Ｂと重複している。停止時において、プロペラ８Ａと８Ｄは同一方向へ回転する。プロペラ８Ｂと８Ｃとは、プロペラ８Ａ及び８Ｄとは反対方向へ回転する。すなわち、隣接するプロペラ８Ａ等は、それぞれ、反対方向へ回転し、それぞれのプロペラ８Ａ等の回転によって生じる反作用を相殺している。無人機１の停止時の回転速度は、無人機１の質量によって生じる重力よりも小さい揚力を発生させる速度である。言い換えると、無人機１を上方へ移動させるほどの推力を発生させない速度である。以下、この回転速度を維持回転速度と呼ぶ。無人機１は、プロペラ８Ａ等が回転しても、依然として、ワイヤー５０に吊り下げられた状態を維持する。また、自然の風などの影響受けても、無人機１の位置が変動しにくい。また、自然の風などの影響を受けても、無人機１の姿勢を維持する、あるいは、姿勢が変動する程度を低減することができる。
【００４０】
図５（ｂ）に示すように、無人機１が矢印Ｘ１方向に移動するときには、プロペラ８Ａ及び８Ｃの回転速度よりも、プロペラ８Ｂ及び８Ｄの回転速度を速くする。そうすると、無人機１は、矢印Ｗ１方向に傾斜する。しかし、吊り下げ部材１０は、上方ジンバル４０によって、鉛直状態を維持し、カメラ１４の姿勢も維持される。
【００４１】
図６に示すように、無人機１が矢印Ｚ１方向に上昇するときには、巻取り装置２０によってワイヤー２２を巻き取る。このとき、無人機１は、停止時と同様に、プロペラ８Ａ等を回転させてもよい。これにより、上昇中において、無人機１の姿勢を維持することができる。
【００４２】
また、無人機１は、上昇中において、カメラ１４の光軸の方向を目的物の方向に維持するようになっている。
【００４３】
図７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、無線受信部１０４、衛星測位部１０６、慣性センサー部１０８、リール制御部１１０、第一ジンバル制御部１１２、第二ジンバル制御部１１４、駆動制御部１１６、画像処理部１１８、及び、電源部１３０を有する。
【００４４】
無人機１は、無線受信部１０４によって、プロポ７０（図１参照））と通信可能になっている。無人機１は、無線受信部１０４によって、プロポ７０から、移動等の指示を受信する。
【００４５】
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、現在位置を計測する。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。
【００４６】
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。
【００４７】
無人機１は、リール制御部１１０によって、巻取り装置２０を制御する。
【００４８】
無人機１は、第一ジンバル制御部１１２によって、ジンバル１２を制御する。
【００４９】
無人機１は、第二ジンバル制御部１１４によって、上方ジンバル４０の第一部材４１の上部４２の回転を制御する。
【００５０】
無人機１は、駆動制御部１１６によって、各プロペラ８Ａ等の回転を制御し、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。
【００５１】
無人機１は、画像処理部１１８によって、カメラ１４によって取得した画像を処理する。
【００５２】
電源部１３０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。
【００５３】
記憶部１０２には、プロペラ８Ａ等の回転に必要な各種データ及びプログラムのほか、停止時回転プログラムが格納されている。ＣＰＵ１００と停止時回転プログラムは停止時回転手段の一例である。
【００５４】
無人機１は、停止時回転プログラムによって、無人機１の停止時及び上下移動時に、プロペラ８Ａ，８Ｂ，８Ｃ及び８Ｄを維持回転速度で回転させる。これにより、無人機１が、傾斜したり、水平方向に回転することを防止することができる。また、無人機１が、傾斜したり、水平方向に回転し、所定の姿勢から乖離したことを慣性センサー部１０８によって検出した場合には、プロペラ８Ａ等の回転速度を調整して、無人機１を所定の姿勢に戻すようになっている。維持回転速度は、無人機１の上方へ移動するほどの推力を生じない速度であり、電力消費量は少なくて済む。なお、本実施形態とは異なり、停止時回転プログラムは、無人機１の停止時にはプロペラ８Ａ等を回転させず、所定の姿勢から乖離した場合にのみ、プロペラ８Ａ等を回転させて所定の姿勢を回復するようにしてもよい。このようにすると、電源部１３０の電力消費量を一層低減することができる。
【００５５】
以下、無人機１の動作を、図８のフローチャートを参照して説明する。無人機１は、プロポ７０から作業開始の信号を受信すると、撮影を開始し（図８のステップＳＴ１）、プロペラ８Ａ等を維持回転速度で回転する（ステップＳＴ２）。無人機１は、プロポ７０から移動指示を受信したと判断すると（ステップＳＴ３）、移動態様に応じて、プロペラ８Ａ等の回転を制御し、また、カメラ１４の光軸の方向を制御する（ステップＳＴ４）。無人機１の移動に伴って、無人機１が傾斜しても、上方ジンバル４０によって、吊り下げ部材１０の鉛直状態が維持され、カメラ１４の姿勢も維持される。
【００５６】
＜第二の実施形態＞
図９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。
【００５７】
第二の実施形態の無人機１Ａにおいては、吊り下げ部材１０は固定用部材３２を介して筐体２に接続されている。そして、カメラ１４の姿勢の制御は、専ら、ジンバル１２によって実施する。無人機１Ａにおいては、ジンバル１２の制御が特徴である。
【００５８】
無人機１Ａの記憶部１０２には、姿勢制御プログラムが格納されている。ＣＰＵ１００と姿勢制御プログラムは姿勢制御手段の一例である。姿勢制御プログラムは、姿勢算出プログラム、相殺動作算出プログラム、及び、相殺動作実施プログラムを含む。ＣＰＵ１００と姿勢算出プログラムは姿勢算出手段の一例であり、ＣＰＵ１００と相殺動作算出プログラムは相殺動作算出手段の一例であり、ＣＰＵ１００と相殺動作実施プログラムは相殺動作実施手段の一例である。
【００５９】
無人機１Ａは、姿勢算出プログラムによって、移動に先立って、無人機１Ａの移動中の姿勢を算出する。無人機１Ａが移動するときには、移動距離と移動方向及び移動速度の情報が与えられ、無人機１Ａは、無人機１Ａの移動方向及び移動速度とプロペラ８Ａ等の回転速度との関係を示すデータを有しており、それらの情報に基づいて、プロペラ８Ａ等の回転速度及び回転時間を算出する。例えば、図５（ｂ）に示すように、矢印Ｘ１方向に移動するときには、プロペラ８Ａ及び８Ｃの回転速度よりも、プロペラ８Ｂ及び８Ｄの回転速度を速くする。そうすると、無人機１Ａは、矢印Ｗ１方向へ傾斜する。無人機１Ａは、矢印Ｘ１方向へ移動するときの移動速度をｖ１とすると、移動速度ｖ１を実現するためのプロペラ８Ａ及び８Ｃの回転速度ｖ２及びプロペラ８Ｂ及び８Ｄの回転速度ｖ３を算出することができる。無人機１Ａは、プロペラ８Ａ及び８Ｃが回転速度ｖ２に到達するまでの間における回転速度の変化を示すデータと、プロペラ８Ｂ及び８Ｄが回転速度ｖ３に到達するまでの間における回転速度の変化を示すデータを有している。さらに、無人機１Ａは、プロペラ８Ａ及び８Ｃの回転速度とプロペラ８Ｂ及び８Ｄの回転速度に相違がある場合に、その相違と対応する無人機１Ａの傾斜を示すデータを有している。このため、無人機１Ａは、将来の各時刻における、プロペラ８Ａ等の回転速度に基づいて、将来の各時刻における無人機１Ａの傾斜を算出することができる。すなわち、無人機１Ａは、移動に先立って、移動中の姿勢の変化を算出する。
【００６０】
無人機１Ａは、相殺動作算出プログラムによって、上述の姿勢算出プログラムによって算出した将来の各時刻の無人機１Ａの姿勢に基づいて、カメラ１４の姿勢を維持するためのジンバル１２の動作（以下、「相殺動作」という。）を算出する。すなわち、無人機１Ａは、将来の各時刻における無人機１Ａの傾斜を相殺するためのジンバル１２の相殺動作を算出する。
【００６１】
無人機１Ａは、相殺動作実施プログラムによって、動作算出プログラムによって算出したジンバル１２の相殺動作を、無人機１Ａの移動のタイミングに合わせて実施する。
【００６２】
以下、無人機１Ａの動作を、図１０のフローチャートを参照して説明する。無人機１Ａは、プロポ７０から作業開始の信号を受信すると、撮影を開始し（図１０のステップＳＴ１）、プロペラ８Ａ等を維持回転速度で回転する（ステップＳＴ２）。無人機１Ａは、プロポ７０から移動指示を受信したと判断すると（ステップＳＴ３）、将来の移動中の各時刻における無人機１Ａの姿勢を算出する（ステップＳＴ１１）。続いて、無人機１Ａは、将来の各時刻におけるジンバル１２の相殺動作を算出し（ステップＳＴ１２）、移動及び相殺動作を実施する（ステップＳＴ１３）。
【００６３】
＜第三の実施形態＞
図１１乃至図１５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。
【００６４】
図１１乃至図１３に示すように、第三の実施形態の無人機１Ｂは、プロペラ８Ａ乃至８Ｆを有する。なお、本実施形態とは異なり、プロペラ８Ａ等の数は、４より大きい偶数であればよい。吊り下げ部材（図示せず）は、筐体２に直接固定されている。第一の実施形態とは異なり、無人機１Ｂは上方ジンバルを備えない。後述のように、無人機１Ｂは、水平方向へ移動するときに、傾斜することはないからである。巻取り装置（図示せず）は、上部カバー１６内に配置されており、ワイヤー２２の巻き取り、及び、送り出しを行う。
【００６５】
プロペラ８Ａ等は、直線状に配置される２つのプロペラ８Ａ等でプロペラ組を構成する。すなわち、プロペラ８Ａと８Ｄ（以下、「第１組」ともいう。）、プロペラ８Ｂと８Ｅ（以下、「第２組」ともいう。）、プロペラ８Ｃと８Ｆ（以下、「第３組」ともいう。）が、ぞれぞれ、プロペラ組を構成する。プロペラ組を構成する２つのプロペラ８Ａ等は、互いに反対方向に回転する。例えば、プロペラ８Ａは回転軸を中心に時計方向に回転し、プロペラ８Ｄは反時計方向に回転する。これにより、プロペラ８Ａの回転による反作用と、プロペラ８Ｄの回転による反作用が相殺される。第２組及び第３組においても同様である。
【００６６】
プロペラ組を構成する２つのプロペラ８Ａ等の回転軸は、プロペラ組を構成する２つのプロペラ８Ａ等を結ぶ直線を軸とする同一角度の傾斜を有して配置されている。プロペラ８Ａ及び８Ｄの回転面は、水平方向に対して、３０度傾斜している。言い換えると、プロペラ８Ａ及び８Ｄの回転軸は、鉛直方向に対して、３０度傾斜している。第２組及び第３組のプロペラ８Ｂ等も、第１組のプロペラ８Ａ等と同一角度の傾斜を有して配置されている。ただし、第１組乃至第３組において、傾斜の方向が異なる。第一組の傾斜と第２組の傾斜は反対方向であり、第２組の傾斜と第３組の傾斜は反対方向であり、第３組の傾斜と第１組の傾斜は反対方向である。これにより、プロペラ８Ａの推力の方向とプロペラ８Ｂの推力の方向は交差し、プロペラ８Ｃの推力の方向とプロペラ８Ｄの推力の方向は交差し、プロペラ８Ｅの推力の方向とプロペラ８Ｆの推力の方向は交差する。
【００６７】
図１４に示すように、プロペラ８Ａの回転によって生じる推力Ｐ１は、水平成分と鉛直成分を有する。プロペラ８Ａの回転軸が（９０度−θ１）の角度だけ傾斜しているとすれば、推力Ｐ１の水平成分はＰ１ｃｏｓθ１であり、鉛直成分はＰ１ｓｉｎθ１である。このことは、他のプロペラ８Ｂ等についても同様である。すべてのプロペラ８Ａ等が等速回転するとき、プロペラ８Ａの推力の水平成分とプロペラ８Ｂの推力の水平成分は互いに相殺され、プロペラ８Ｃの推力の水平成分とプロペラ８Ｄの推力の水平成分は互いに相殺され、プロペラ８Ｅの推力の水平成分とプロペラ８Ｆの推力の水平成分は互いに相殺される。これにより、すべてのプロペラ８Ａ等が等速回転するとき、無人機１Ｂには水平方向へ移動する力は作用せず、鉛直方向へ移動する力のみが作用する。
【００６８】
無人機１Ｂは、図１５（ａ）に示す停止時において、上方への移動を生じさせない程度の回転速度（維持回転速度）において、すべてのプロペラ８Ａ等を回転させている。上述のように、第１組乃至第３組のプロペラ８Ａ等の回転軸は傾斜しているから、水平方向から作用する風などの外部からの力に対する抵抗力が大きい。このため、無人機１Ｂは、その姿勢及び位置を維持し易い。
【００６９】
無人機１Ｂは、図１５（ｂ）に示すように、矢印Ｘ１に示すワイヤー５０の方向へ移動する場合、傾斜することなく、水平状態を維持したまま移動することができる。すなわち、第２組のプロペラ８Ｂ及び８Ｅの回転速度を速くすることによって、矢印Ｘ１方向へ移動することができる。第２組のプロペラ８Ｂ等の回転速度によっては、無人機１Ｂを上方へ移動させる程度以上の推力を発生するが、その場合には、例えば、第１組及び第３組のプロペラ８Ａ等の回転速度を遅くすることによって、無人機１Ｂ全体としての上方への推力を低減せする。
【００７０】
無人機１Ｂは、水平状態を維持したまま、任意の方向へ移動することができる。無人機１Ｂは、記憶部１０２に格納されている姿勢制御プログラムによって、複数のプロペラ８Ａ等の回転によって生じる推力の鉛直成分と水平成分を制御して、無人機１Ｂの水平状態を維持しつつ、無人機１Ｂを移動させるように構成されている。
【００７１】
＜第四の実施形態＞
図１６を参照して、第四の実施形態について説明する。第三の実施形態と共通する事項は説明を省略し、第三の実施形態と異なる事項についてのみ説明する。
【００７２】
第四の実施形態の無人機１Ｃにおいて、プロペラ８Ａ等は、直線状に配置される２つのプロペラ８Ａ等でプロペラ組を構成する。すなわち、プロペラ８Ａと８Ｄ（以下、「第１組」ともいう。）、プロペラ８Ｂと８Ｅ（以下、「第２組」ともいう。）、プロペラ８Ｃと８Ｆ（以下、「第３組」ともいう。）が、ぞれぞれ、プロペラ組を構成する。プロペラ組を構成する２つのプロペラ８Ａ等は、互いに反対方向に回転する。
【００７３】
プロペラ組を構成する２つのプロペラ８Ａ等の回転軸は、プロペラ組を構成する２つのプロペラ８Ａ等を結ぶ直線を軸とする９０度の傾斜を有して配置されている（図１６参照）。第１組乃至第３組のプロペラ組の傾斜方向（推力を生じる方向）は異なる。
【００７４】
上述のように、プロペラ８Ａ等は９０度の傾斜を有しているから、プロペラ８Ａ等の回転による推力は、鉛直方向の成分を有さず、水平方向の成分のみを有する。そして、第１組乃至第３組の傾斜の方向が異なることによって、推力の水平方向の成分の方向も異なる。無人機１Ｃは、水平方向の成分の組合せによって、任意の水平方向へ移動することができる。
【００７５】
無人機１Ｃは、姿勢制御プログラムによって、複数のプロペラ８Ａ等の回転によって生じる推力の水平成分に基づいて、無人機１Ｃの水平を維持しつつ、無人機１Ｃを水平方向に移動させるように構成されている。
【００７６】
無人機１Ｃは、例えば、矢印Ｄ３方向へ水平移動するときには、第１組のプロペラ８Ａ及び８Ｄを等速回転させる。無人機１Ｃは、矢印Ｄ１方向へ水平移動するときには、第２組のプロペラ８Ｂ及び８Ｅを等速回転させる。無人機１Ｃは、矢印Ｄ２方向へ水平移動するときには、第３組のプロペラ８Ｃ及び８Ｆを等速回転させる。
【００７７】
無人機１Ｃは、例えば、矢印Ｄ３とＤ１の中間の方向へ移動するときには、第１組のプロペラ８Ａ及び８Ｄと、第２組のプロペラ８Ｂ及び８Ｅとを等速回転させる。無人機１Ｃは、第１組乃至第３組のプロペラ８Ａ等について、各プロペラ組を構成する２つのプロペラ８Ａ等の回転速度を同一にしつつ、他のプロペラ組を構成するプロペラの回転速度とは異なるようにすることによって、無人機１Ｃの水平状態を維持しつつ、任意の水平方向へ移動することができる。
【００７８】
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。
【符号の説明】
【００７９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  無人飛行体（無人機）
２  筐体
４  アーム
６  モーター
８  プロペラ
１０  吊り下げ部材
１２  ジンバル
１４  カメラ
２０  巻き取り装置
２２  ワイヤー
２４  環状部材
３２  固定用部材
４０  上方ジンバル
５０  紐状部材（ワイヤー）
７０  制御装置（プロポ）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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