(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛行本体と、
前記飛行本体に設けられる複数のモータと、
前記複数のモータにそれぞれ対応して設けられ、対応するモータの出力により駆動される複数のロータと、
各モータの出力に関連する情報を出力情報として検出する出力検出部と、
各モータの出力情報に依存して変化する第１のパラメータを検出する第１のパラメータ検出部と、
各モータの出力情報と第１のパラメータとの関係を示す関係情報を取得する取得部と、
前記取得部により取得された関係情報、前記出力検出部により検出された出力情報および前記第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータに基づいて、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であるか否かを判定する判定部とを備え、
前記関係情報は、各モータおよび各モータに対応するロータの正常動作時における第１のパラメータの許容範囲を有し、
前記許容範囲は、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答に基づいて設定される第１の範囲を含み、
前記判定部は、前記第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが前記出力検出部により検出された出力情報に対応する前記第１の範囲を含む前記許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定する、無人飛行体。
【請求項２】
前記出力情報は、各モータの回転速度およびトルクの少なくとも一方を含む、請求項１記載の無人飛行体。
【請求項３】
前記第１のパラメータは、各モータに流れる電流、各モータの電圧および各モータの温度の少なくとも１つを含む、請求項１または２記載の無人飛行体。
【請求項４】
前記判定部は、前記第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが前記出力検出部により検出された出力情報に対応する前記許容範囲外にある状態が予め定められた第１の時間以上継続した場合には、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項５】
前記判定部は、前記第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが前記出力検出部により検出された出力情報に対応する前記許容範囲外にある状態が予め定められた第２の時間以内に所定の回数以上発生した場合には、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項６】
前記許容範囲は、各モータの個体差または各モータに対応するロータの個体差に起因する第１のパラメータのばらつきに基づいて設定される第２の範囲を含み、
前記判定部は、前記第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが前記出力検出部により検出された出力情報に対応する前記第２の範囲を含む前記許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項７】
前記許容範囲は、環境因子の変動に基づいて設定される第３の範囲を含み、
前記判定部は、前記第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが前記出力検出部により検出された出力情報に対応する前記第３の範囲を含む前記許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項８】
前記無人飛行体の使用環境に関連する第２のパラメータを検出する第２のパラメータ検出部をさらに備え、
前記第３の範囲は、前記第２のパラメータ検出部により検出された第２のパラメータに基づいて変化する、請求項７記載の無人飛行体。
【請求項９】
前記第２のパラメータは、気温、気圧、前記無人飛行体の速度、前記無人飛行体の加速度および前記無人飛行体の角速度の少なくとも１つを含む、請求項８記載の無人飛行体。
【請求項１０】
前記複数のモータが目標速度で回転するように各モータの回転速度を制御する回転制御部をさらに備え、
前記出力検出部は、前記出力情報として各モータの回転速度を検出し、
前記第１の範囲は、前記回転制御部による各モータの目標速度と前記出力検出部により検出された当該モータの回転速度との回転速度差に基づいて変化する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項１１】
前記許容範囲は、前記回転速度差が予め定められた第１のしきい値以上である場合に、前記第１の範囲を含む、請求項１０記載の無人飛行体。
【請求項１２】
前記第１の範囲は、前記回転制御部による各モータの目標速度が前記出力検出部により検出された当該モータの回転速度より低い場合には、前記回転速度差が大きいほど前記第１の範囲の下限が小さくなるように変化する、請求項１０または１１記載の無人飛行体。
【請求項１３】
前記第１の範囲は、前記回転制御部による各モータの目標速度が前記出力検出部により検出された当該モータの回転速度より高い場合には、前記回転速度差が大きいほど前記第１の範囲の上限が大きくなるように変化する、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項１４】
前記判定部は、前記回転制御部による各モータの目標速度が前記出力検出部により検出された当該モータの回転速度より低く、かつ前記回転速度差が予め定められた第２のしきい値以上である場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を保留する、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項１５】
前記判定部は、前記回転制御部による各モータの目標速度が前記出力検出部により検出された当該モータの回転速度より高く、前記回転速度差が予め定められた第３のしきい値以上でありかつ前記出力検出部により検出された回転速度が予め定められた第４のしきい値以上である場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を保留する、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項１６】
前記判定部は、前記出力検出部により検出された回転速度が予め定められた第５のしきい値よりも低い場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を行わない、請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【請求項１７】
前記判定部は、予め定められた第３の時間以内に前記第１のパラメータ検出部により複数回検出された第１のパラメータに基づいて各モータまたは各モータに対応するロータが異常であるか否かを判定する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の無人飛行体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人で飛行する無人飛行体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人間の立ち入り困難な地域での写真撮影または農地への農薬の散布を行うために、無人ヘリコプタ等の無人飛行体が用いられることがある。このような無人飛行体において、ロータ（プロペラ）およびモータを含む動力系に異常が発生する場合がある。そのため、無人飛行体の動力系の異常を迅速に検出することが求められる。
【０００３】
特許文献１には、８個のロータユニットを備えた垂直離着陸飛行体が記載されている。各ロータユニットには回転検出センサが設けられ、各ロータの回転数が検出される。各ロータユニットに送られる回転数指令信号による回転数と検出された回転数との差が所定値以上である場合には、当該ロータユニットが故障していると判定される。
【０００４】
特許文献２には、４個の回転翼を有する無人飛翔体が記載されている。また、回転翼のモータの駆動電流を取得する電流検知デバイスが各回転翼に対応して設けられる。取得された駆動電流のデータが予め定めた異常条件に合致した場合、異常を示す表示が行われる。異常条件には、回転翼モータの一部が欠損する場合に起こり得る異常電流値、または異常に増減した負荷電流の平均が含まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２７１５５号公報
【特許文献２】特許５８５７３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ロータおよびモータを含む動力系には、種々の要因により異常が発生し得る。特許文献１，２に記載された回転数の差および駆動電流を監視する方式では、限られた要因による動力系の異常を検出することができるが、種々の要因により発生する動力系の異常を検出することができない。
【０００７】
本発明の目的は、より広範な要因により発生する異常を検出することが可能な無人飛行体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本発明に係る無人飛行体は、飛行本体と、飛行本体に設けられる複数のモータと、複数のモータにそれぞれ対応して設けられ、対応するモータの出力により駆動される複数のロータと、各モータの出力に関連する情報を出力情報として検出する出力検出部と、各モータの出力情報に依存して変化する第１のパラメータを検出する第１のパラメータ検出部と、各モータの出力情報と第１のパラメータとの関係を示す関係情報を取得する取得部と、取得部により取得された関係情報、出力検出部により検出された出力情報および第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータに基づいて、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であるか否かを判定する判定部とを備え、関係情報は、各モータおよび各モータに対応するロータの正常動作時における第１のパラメータの許容範囲を有し、許容範囲は、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答に基づいて設定される第１の範囲を含み、判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する第１の範囲を含む許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定する。
【０００９】
この無人飛行体においては、飛行本体に複数のモータおよび複数のモータにそれぞれ対応する複数のロータが設けられる。各ロータは、各ロータに対応するモータの出力により駆動される。各モータの出力情報が出力検出部により検出され、各モータの第１のパラメータが第１のパラメータ検出部により検出される。ここで、各モータまたは各モータに対応するロータに何らかの要因による異常が発生する場合には、当該モータの出力情報と当該モータの第１のパラメータとの対応関係が変化する。
【００１０】
そこで、各モータの出力情報と第１のパラメータとの関係を示す関係情報が取得部により取得される。また、取得された関係情報ならびに各モータの出力情報および第１のパラメータに基づいて、当該モータまたは当該モータに対応するロータが異常であるか否かが判定部により判定される。この構成によれば、より広範な要因により発生する各モータまたは各モータに対応するロータの異常を検出することができる。
また、関係情報は、各モータおよび各モータに対応するロータの正常動作時における第１のパラメータの許容範囲を有し、許容範囲は、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答に基づいて設定される第１の範囲を含み、判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する第１の範囲を含む許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定する。
出力情報と第１のパラメータとの関係は、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答時に異なることがある。上記の構成によれば、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答時の許容範囲が設定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがより抑制される。
【００１１】
（２）出力情報は、各モータの回転速度およびトルクの少なくとも一方を含んでもよい。この場合、出力情報を容易に検出することができる。また、出力情報として検出された各モータの回転速度およびトルクのいずれかと第１のパラメータとを用いて、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を容易に検出することができる。
【００１２】
（３）第１のパラメータは、各モータに流れる電流、各モータの電圧および各モータの温度の少なくとも１つを含んでもよい。この場合、第１のパラメータを容易に検出することができる。また、第１のパラメータとして検出された各モータに流れる電流、各モータの電圧および各モータの温度のいずれかと出力情報とを用いて、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を容易に検出することができる。
【００１５】
（４）判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する許容範囲外にある状態が予め定められた第１の時間以上継続した場合には、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定してもよい。
【００１６】
各モータまたは各モータに対応するロータが異常である場合には、一定時間以上第１のパラメータが許容範囲外になる。上記の構成によれば、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を精度よく検出することができる。
【００１７】
（５）判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する許容範囲外にある状態が予め定められた第２の時間以内に所定の回数以上発生した場合には、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定してもよい。
【００１８】
各モータまたは各モータに対応するロータが異常である場合には、一定時間以内に第１のパラメータが頻繁に許容範囲外になる。上記の構成によれば、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を精度よく検出することができる。
【００１９】
（６）許容範囲は、各モータの個体差または各モータに対応するロータの個体差に起因する第１のパラメータのばらつきに基づいて設定される第２の範囲を含み、判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する第２の範囲を含む許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定してもよい。
【００２０】
出力情報と第１のパラメータとの関係は、個体差によりモータとロータとの組ごとにわずかに異なることがある。上記の構成によれば、ロータまたはモータの個体差に基づいて許容範囲が設定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがより抑制される。
【００２１】
（７）許容範囲は、環境因子の変動に基づいて設定される第３の範囲を含み、判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する第３の範囲を含む許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定してもよい。
【００２２】
出力情報と第１のパラメータとの関係は、無人飛行体の使用環境により異なることがある。上記の構成によれば、環境因子の変動に基づいて許容範囲が設定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがより抑制される。
【００２３】
（８）無人飛行体は、無人飛行体の使用環境に関連する第２のパラメータを検出する第２のパラメータ検出部をさらに備え、第３の範囲は、第２のパラメータ検出部により検出された第２のパラメータに基づいて変化してもよい。
【００２４】
この場合、第２のパラメータ検出部により検出される第２のパラメータに基づいて許容範囲が変動する。そのため、無人飛行体の使用環境により適した許容範囲に基づいて各モータまたは各モータに対応するロータの異常が判定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがさらに抑制される。
【００２５】
（９）第２のパラメータは、気温、気圧、無人飛行体の速度、無人飛行体の加速度および無人飛行体の角速度の少なくとも１つを含んでもよい。この場合、第２のパラメータを容易に検出することができる。また、第２のパラメータとして検出された気温、気圧、無人飛行体の速度、無人飛行体の加速度および無人飛行体の角速度のいずれかを用いて、許容範囲を適切に変化させることができる。
【００２８】
（１０）複数のモータが目標速度で回転するように各モータの回転速度を制御する回転制御部をさらに備え、出力検出部は、出力情報として各モータの回転速度を検出し、第１の範囲は、回転制御部による各モータの目標速度と出力検出部により検出された当該モータの回転速度との回転速度差に基づいて変化してもよい。
【００２９】
この場合、各モータの目標速度と検出された回転速度との回転速度差に基づいて許容範囲が変動する。そのため、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答時に、より適した許容範囲に基づいて各モータまたは各モータに対応するロータの異常が判定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがさらに抑制される。
【００３０】
（１１）許容範囲は、回転速度差が予め定められた第１のしきい値以上である場合に、第１の範囲を含んでもよい。この構成によれば、各モータにおける回転速度差が第１のしきい値未満の場合には、許容範囲は過渡応答に基づいて設定される第１の範囲を含まない。これにより、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を精度よく検出することができる。
【００３１】
（１２）第１の範囲は、回転制御部による各モータの目標速度が出力検出部により検出された当該モータの回転速度より低い場合には、回転速度差が大きいほど第１の範囲の下限が小さくなるように変化してもよい。この構成によれば、正常動作中において、各モータの回転速度の減少時に第１のパラメータが大きく減少する場合でも、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
【００３２】
（１３）第１の範囲は、回転制御部による各モータの目標速度が出力検出部により検出された当該モータの回転速度より高い場合には、回転速度差が大きいほど第１の範囲の上限が大きくなるように変化してもよい。この構成によれば、正常動作中において、各モータの回転速度の増加時に第１のパラメータが大きく増加する場合でも、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
【００３３】
（１４）判定部は、回転制御部による各モータの目標速度が出力検出部により検出された当該モータの回転速度より低く、かつ回転速度差が予め定められた第２のしきい値以上である場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を保留してもよい。
【００３４】
正常動作中であっても、回転速度差が第２のしきい値以上であるときには第１のパラメータが許容範囲外になることがある。上記の構成によれば、このような場合であっても、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定が保留される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
【００３５】
（１５）判定部は、回転制御部による各モータの目標速度が出力検出部により検出された当該モータの回転速度より高く、回転速度差が予め定められた第３のしきい値以上でありかつ出力検出部により検出された回転速度が予め定められた第４のしきい値以上である場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を保留してもよい。
【００３６】
正常動作中であっても、回転速度差が第３のしきい値以上でありかつ回転速度が第４のしきい値以上であるときには第１のパラメータが許容範囲外になることがある。上記の構成によれば、このような場合であっても、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定が保留される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
【００３７】
（１６）判定部は、出力検出部により検出された回転速度が予め定められた第５のしきい値よりも低い場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を行わなくてもよい。
【００３８】
正常動作中であっても、回転速度が予め定められた第５のしきい値よりも低い場合には、第１のパラメータが許容範囲外になることがある。上記の構成によれば、このような場合であっても、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定が行われない。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
【００３９】
（１７）判定部は、予め定められた第３の時間以内に第１のパラメータ検出部により複数回検出された第１のパラメータに基づいて各モータまたは各モータに対応するロータが異常であるか否かを判定してもよい。
【００４０】
正常動作中であっても、第１のパラメータが瞬間的に許容範囲外になることがある。上記の構成によれば、一定時間以内に複数回検出された第１のパラメータが異常の判定に用いられるので、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、より広範な要因により発生する無人飛行体の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る飛行体を示す斜視図である。
【図２】１つの飛行ユニットの構成を示すブロック図である。
【図３】制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】モータの回転速度とモータに流れる電流との関係を示す図である。
【図５】モータおよびそれに対応するロータの定常応答時における許容範囲の第１の例を示す図である。
【図６】モータおよびそれに対応するロータの定常応答時における許容範囲の第２の例を示す図である。
【図７】モータおよびそれに対応するロータの定常応答時における許容範囲の第３の例を示す図である。
【図８】モータまたはそれに対応するロータの減速の過渡応答時における許容範囲の第１の例を示す図である。
【図９】モータまたはそれに対応するロータの加速の過渡応答時における許容範囲の第２の例を示す図である。
【図１０】モータの実回転速度に基づく異常の判定の不実行を説明するための図である。
【図１１】主制御部による判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】主制御部による判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態における飛行体の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第２の実施の形態における主制御部による判定処理の一例を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施の形態に係る飛行体の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
［１］第１の実施の形態
（１）無人飛行体
以下、本発明の第１の実施の形態に係る無人飛行体（以下、単に飛行体と呼ぶ。）について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、飛行体は、複数のロータ（プロペラ）を有するマルチコプタである。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る飛行体を示す斜視図である。図１に示すように、飛行体１００は、本体部１０、複数の飛行ユニット２０および制御装置（フライトコントローラ）３０を含む。
【００４４】
本体部１０は、円盤形状の筐体部１１、複数のアーム部１２および脚部（スキッド）１３を含む。複数（本例では４個）のアーム部１２は、略９０°間隔で筐体部１１の側面から突出するように筐体部１１に設けられる。各アーム部１２の先端には、円形の保持部１２ａが設けられる。脚部１３は、筐体部１１の底面に取り付けられる。複数の飛行ユニット２０は、複数のアーム部１２にそれぞれ対応するように設けられる。制御装置３０は、筐体部１１の内部空間に収容される。
【００４５】
図２は、１つの飛行ユニット２０の構成を示すブロック図である。飛行ユニット２０は、モータ２１、ロータ２２、出力検出部２３、特性値検出部２４およびモータ制御部２５を含む。モータ２１は、回転軸が上方を向く状態で、対応するアーム部１２の保持部１２ａ（図１）に取り付けられる。ロータ２２は、モータ２１の回転軸に取り付けられ、モータ２１により駆動される。
【００４６】
出力検出部２３、特性値検出部２４およびモータ制御部２５は、図１のアーム部１２または保持部１２ａ内に収容される。出力検出部２３は、モータ２１の出力に関連する情報を出力情報として検出する。特性値検出部２４は、モータの出力情報に依存して変化する特性値を検出する。本実施の形態においては、モータ２１の出力情報はモータ２１（ロータ２２）の回転速度であり、モータ２１の特性値はモータ２１に流れる電流である。
【００４７】
モータ制御部２５は、出力検出部２３により検出された回転速度および特性値検出部２４により検出された電流を取得し、図１の制御装置３０に与える。また、モータ制御部２５は、制御装置３０により与えられた目標速度でモータ２１（ロータ２２）が回転するようにモータ２１を制御する。
【００４８】
制御装置３０は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）通信により複数の飛行ユニット２０のモータ制御部２５に接続される。図３は、制御装置３０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置３０は、主制御部３１、記憶部３２、目標速度設定部３３、関係情報取得部３４および判定部３５を含む。
【００４９】
主制御部３１は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）を含む。記憶部３２は、例えば揮発性メモリまたはハードディスクを含む。記憶部３２には、コンピュータプログラムが記憶される。また、主制御部３１が記憶部３２に記憶されるコンピュータプログラムを実行することにより、目標速度設定部３３、関係情報取得部３４および判定部３５の機能が実現される。
【００５０】
目標速度設定部３３は、図２の複数のモータ２１の目標速度を設定する。また、目標速度設定部３３は、設定した目標速度を判定部３５および図２のモータ制御部２５に与える。さらに、目標速度設定部３３は、判定部３５によりいずれかのモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると判定されたときは、他のモータ２１の目標速度を適切に更新する。これにより、飛行体１００の不安定な飛行を回避するための種々の動作を行うことができる。飛行体１００の不安定な飛行を回避するための動作は、飛行体１００の姿勢を安定に維持すること、または飛行体１００を安全な場所に着陸させること等を含む。
【００５１】
関係情報取得部３４は、各モータ２１の回転速度とモータ２１に流れる電流との関係を示す関係情報を取得し、取得した関係情報を判定部３５に与える。関係情報は、各モータ２１およびそれに対応するロータ２２の正常動作時（以下、単に正常動作時と呼ぶ。）におけるモータ２１に流れる電流の許容範囲を有してもよい。また、関係情報および許容範囲は、記憶部３２に記憶された関係式に基づいて取得されてもよいし、記憶部３２に記憶されたテーブルに基づいて取得されてもよい。関係情報および許容範囲の詳細については後述する。
【００５２】
判定部３５は、図２の出力検出部２３により検出された回転速度（以下、実回転速度と呼ぶ。）および図２の特性値検出部２４により検出された電流を取得する。また、判定部３５は、目標速度設定部３３により設定された各モータ２１の目標速度と出力検出部２３により検出された実回転速度との差を算出する。
【００５３】
以下、目標速度と実回転速度との差の絶対値を回転速度差と呼ぶ。また、目標速度から実回転速度を減算した結果を相対速度差と呼ぶ。目標速度が実回転速度より高い場合には相対速度差は正の値で表され、目標速度が実回転速度より低い場合には相対速度差は負の値で表される。判定部３５は、取得した関係情報、回転速度および電流ならびに算出した回転速度差（または相対速度差）に基づいて、各モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であるか否かを判定する。
【００５４】
（２）関係情報
図４は、モータ２１の回転速度とモータ２１に流れる電流との関係を示す図である。図４の横軸はいずれかのモータ２１の回転速度を示し、図４の縦軸は当該モータ２１に流れる電流を示す。後述する図５〜図１０においても同様である。図４に太い曲線Ｌ０で示すように、特定の環境におけるモータ２１の回転速度とモータ２１に流れる電流との関係（以下、モータ２１の基本特性と呼ぶ。）は既知である。
【００５５】
図３の判定部３５は、図３の関係情報取得部３４により取得されたモータ２１の基本特性を示す関係情報に基づいて、正常動作時におけるモータ２１の所定の回転速度に対応してモータ２１に流れる電流を特定可能である。しかしながら、モータ２１またはそれに対応するロータ２２に何らかの要因による異常が発生することがある。このような場合には、当該モータ２１の回転速度と当該モータ２１に流れる電流との対応関係が変化する。
【００５６】
ここで、モータ２１の異常は、モータ２１の焼損、脱調、断線、短絡または減磁等を含む。また、モータ２１の異常は、ベアリングの劣化、グリス切れもしくは錆等による摺動抵抗の増大またはギャップへの異物の混入を含む。ロータ２２の異常は、異物がロータ２２に衝突または付着すること等によるロータ２２の回転速度の一時的な変動を含む。また、ロータ２２の異常は、ロータ２２の変形、汚染、欠損もしくは脱落によるロータ２２の特性の変化、またはロータ２２の内部破損に起因する剛性変化によるロータ２２の特性の変化を含む。
【００５７】
さらに、モータ２１またはロータ２２の構成部材の経年劣化に伴う特性変化により、モータ２１またはロータ２２に異常が発生することがある。また、飛行体１００の変形または破損等によるアライメントのずれにより、モータ２１またはロータ２２に異常が発生することがある。
【００５８】
そこで、図３の判定部３５は、図２の特性値検出部２４により検出された電流が図２の出力検出部２３により検出された実回転速度に対応する電流と略一致する場合に、各モータ２１およびそれに対応するロータ２２が異常ではないと判定する。これにより、上記の広範な要因による異常がモータ２１またはそれに対応するロータ２２に発生していないことを検出することができる。
【００５９】
また、本実施の形態においては、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることを抑制するために、正常動作時におけるモータ２１に流れる電流の許容範囲が関係情報に設けられる。以下、モータ２１およびロータ２２の定常応答時および過渡応答時における許容範囲について説明する。
【００６０】
（３）定常応答時における許容範囲
図５は、モータ２１およびそれに対応するロータ２２の定常応答時における許容範囲の第１の例を示す図である。定常応答時における許容範囲の第１の例では、図５に示すように、モータ２１およびそれに対応するロータ２２の個体差に起因する電流のばらつきに基づく電流の下限および上限がモータ２１の回転速度ごとに関係情報に設定される。図５においては、電流の下限に対応する細い曲線Ｌ１が太い曲線Ｌ０の下方に示され、電流の上限に対応する細い曲線Ｌ２が太い曲線Ｌ０の上方に示される。
【００６１】
モータ２１の各回転速度における曲線Ｌ１上の電流と曲線Ｌ２上の電流との間の範囲が許容範囲Ｄ１となる。図３の判定部３５は、図２の特性値検出部２４により検出された電流が図２の出力検出部２３により検出された実回転速度に対応する許容範囲Ｄ１内にある場合に、モータ２１およびそれに対応するロータ２２が異常ではないと判定する。
【００６２】
モータ２１の回転速度とモータ２１に流れる電流との関係は、個体差によりモータ２１とロータ２２との組ごとにわずかに異なることがある。このような場合であっても、各関係情報に許容範囲Ｄ１が設定されることにより、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００６３】
図６は、モータ２１およびそれに対応するロータ２２の定常応答時における許容範囲の第２の例を示す図である。定常応答時における許容範囲の第２の例では、図６に示すように、モータ２１およびそれに対応するロータ２２の環境因子の変動に基づく電流の下限および上限がモータ２１の回転速度ごとに関係情報に設定される。ここで、環境因子の変動とは、気温、気圧もしくは湿度等の気象条件の変化または飛行体１００のバッテリ残量の変化を含む。図６においては、電流の下限に対応する細い曲線Ｌ３が太い曲線Ｌ０の下方に示され、電流の上限に対応する細い曲線Ｌ４が太い曲線Ｌ０の上方に示される。
【００６４】
モータ２１の各回転速度における曲線Ｌ３上の電流と曲線Ｌ４上の電流との間の範囲が許容範囲Ｄ２となる。判定部３５は、特性値検出部２４により検出された電流が出力検出部２３により検出された実回転速度に対応する許容範囲Ｄ２内にある場合に、モータ２１およびそれに対応するロータ２２が異常ではないと判定する。
【００６５】
モータ２１の回転速度とモータ２１に流れる電流との関係は、飛行体１００の使用環境により異なることがある。このような場合であっても、各関係情報に許容範囲Ｄ２が設定されることにより、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００６６】
図７は、モータ２１およびそれに対応するロータ２２の定常応答時における許容範囲の第３の例を示す図である。定常応答時における許容範囲の第３の例では、図７に示すように、図５の例における電流のばらつきと図６の例における環境因子の変動とに基づく電流の下限および上限がモータ２１の回転速度ごとに関係情報に設定される。図７においては、電流の下限に対応する細い曲線Ｌ５が太い曲線Ｌ０の下方に示され、電流の上限に対応する細い曲線Ｌ６が太い曲線Ｌ０の上方に示される。
【００６７】
モータ２１の各回転速度における曲線Ｌ５上の電流と曲線Ｌ６上の電流との間の範囲が許容範囲Ｄ１２となる。判定部３５は、特性値検出部２４により検出された電流が出力検出部２３により検出された実回転速度に対応する許容範囲Ｄ１２内にある場合に、モータ２１およびそれに対応するロータ２２が異常ではないと判定する。モータ２１の基本特性に個体差がありかつ環境因子の変動により基本特性が変動する場合であっても、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００６８】
（４）過渡応答時における許容範囲
モータ２１の回転速度とモータ２１に流れる電流との関係は、モータ２１またはそれに対応するロータ２２の減速または加速等の過渡応答時に定常応答時とは異なることがある。そこで、本実施の形態においては、モータ２１またはそれに対応するロータ２２の過渡応答時における電流のさらなる許容範囲が関係情報に設定される。
【００６９】
ここで、過渡応答時における許容範囲は、回転速度差に基づいて変化する。そのため、過渡応答時に、より適した許容範囲に基づいてモータ２１またはそれに対応するロータ２２の異常が判定される。これにより、過渡応答時に、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることがより抑制される。
【００７０】
図８は、モータ２１またはそれに対応するロータ２２の減速の過渡応答時における許容範囲の第１の例を示す図である。モータ２１またはそれに対応するロータ２２の減速の過渡応答時では、目標速度が減少した後、モータ２１の実回転速度が目標速度に近づくように減少し、ロータ２２が減速する。この場合、相対速度差は負の値となる。この例では、相対速度差により定まる電流の下限がモータ２１の回転速度ごとに関係情報に設定される。図８においては、減速の過渡応答時の電流の下限に対応する曲線Ｌ７が定常応答時における許容範囲Ｄｓの下方に示される。
【００７１】
ここで、定常応答時における許容範囲Ｄｓは、定常応答時に設定される電流の許容範囲である。したがって、図４の例では、許容範囲は設定されないので、許容範囲Ｄｓは曲線Ｌ０に相当する。一方、図５、図６および図７の例では、許容範囲Ｄｓはそれぞれ許容範囲Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１２である。後述する図９および図１０においても同様である。
【００７２】
図８には、回転速度差（相対速度差の絶対値）が小さいときの曲線Ｌ７が実線で示され、回転速度差が大きいときの曲線Ｌ７が点線で示される。モータ２１の各回転速度における許容範囲Ｄｓの下限の電流と曲線Ｌ７上の電流との間の範囲がさらなる許容範囲Ｄ３１となる。このようにして、許容範囲Ｄ３１は回転速度差により変化する。具体的には、許容範囲Ｄ３１は、回転速度差が大きいほどその下限が小さくなるように変化する。
【００７３】
図８の例では、モータ２１の各回転速度における許容範囲Ｄｓの上限の電流と曲線Ｌ７上の電流との間の範囲がモータ２１の減速の過渡応答時における総合的な許容範囲Ｄｔ１となる。判定部３５は、回転速度差に基づいて許容範囲Ｄ３１を動的に変化させつつ、図２の特性値検出部２４により検出された電流が出力検出部２３により検出された実回転速度に対応する許容範囲Ｄｔ１内にある場合に、モータ２１およびそれに対応するロータが異常ではないと判定する。これにより、正常動作中において減速の過渡応答時にモータ２１に流れる電流が大きく減少する場合でも、モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００７４】
図９は、モータ２１またはそれに対応するロータ２２の加速の過渡応答時における許容範囲の第２の例を示す図である。モータ２１またはそれに対応するロータ２２の加速の過渡応答時では、目標速度が増加した後、モータ２１の実回転速度が目標速度に近づくように増加し、ロータ２２が加速する。この場合、相対速度差は正の値となる。この例では、相対速度差により定まる電流の上限がモータ２１の回転速度ごとに関係情報に設定される。図９においては、加速の過渡応答時の電流の上限に対応する曲線Ｌ８が定常応答時における許容範囲Ｄｓの上方に示される。
【００７５】
図９には、回転速度差が小さいときの曲線Ｌ８が実線で示され、回転速度差が大きいときの曲線Ｌ８が点線で示される。モータ２１の各回転速度における許容範囲Ｄｓの上限の電流と曲線Ｌ８上の電流との間の範囲がさらなる許容範囲Ｄ３２となる。このようにして、許容範囲Ｄ３２は回転速度差により変化する。具体的には、回転速度差が大きいほどその上限が大きくなるように変化する。
【００７６】
図９の例では、モータ２１の各回転速度における許容範囲Ｄｓの下限の電流と曲線Ｌ８上の電流との間の範囲がモータ２１の加速の過渡応答時における総合的な許容範囲Ｄｔ２となる。判定部３５は、回転速度差に基づいて許容範囲Ｄ３２を動的に変化させつつ、特性値検出部２４により検出された電流が出力検出部２３により検出された実回転速度に対応する許容範囲Ｄｔ２内にある場合に、モータ２１およびそれに対応するロータが異常ではないと判定する。これにより、正常動作中において過渡応答時にモータ２１に流れる電流が大きく増加する場合でも、モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００７７】
（５）異常の判定の不実行
回転速度差（目標速度と実回転速度との差の絶対値）が予め設定されたしきい値速度差Ｇ０未満である場合には、過渡応答時であっても、モータ２１およびそれに対応するロータ２２の挙動は定常応答時におけるモータ２１およびそれに対応するロータ２２の挙動と略等しい。そこで、本実施の形態においては、許容範囲Ｄ３１，Ｄ３２は、回転速度差がしきい値速度差Ｇ０以上である場合に設定され、回転速度差がしきい値速度差Ｇ０未満の場合には設定されない。これにより、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２の異常を精度よく検出することができる。
【００７８】
減速の過渡応答時に、正常動作中であっても、回転速度差が一定の値を超えるとモータ２１に流れる電流が著しく減少する場合がある。そこで、相対速度差が負であるとき、負のしきい値速度差Ｇ１が予め設定される。判定部３５は、相対速度差がしきい値速度差Ｇ１以下である場合には、モータ２１およびそれに対応するロータ２２の異常の判定を行わない。これにより、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００７９】
同様に、加速の過渡応答時に、正常動作中であっても、回転速度差が一定の値を超えかつ回転速度が一定の値を超えるとモータ２１に流れる電流が著しく増加する場合がある。そこで、相対速度差が正であるとき、正のしきい値速度差Ｇ２が予め設定される。また、モータ２１の実回転速度について、しきい値速度Ｒ１が予め設定される。判定部３５は、相対速度差がしきい値速度差Ｇ２以上でありかつ実回転速度がしきい値速度Ｒ１以上である場合には、モータ２１およびそれに対応するロータ２２の異常の判定を行わない。これにより、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００８０】
また、判定部３５は、モータ２１またはロータ２２の過渡応答時には、予め定められた時間ｔ０だけモータ２１およびそれに対応するロータ２２の異常の判定を行わなくてもよい。この場合、過渡応答時において正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００８１】
以上のように、モータ２１またはロータ２２の過渡応答時には、異常の判定が実行されないことがある。
【００８２】
一方で、モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常である場合には、一定時間以上モータ２１に流れる電流が許容範囲外になる。そこで、判定部３５は、モータ２１に流れる電流が許容範囲外である状態が予め定められた時間ｔ１以上継続した場合には、モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると判定する。これにより、モータ２１またはそれに対応するロータ２２の異常を精度よく検出することができる。
【００８３】
また、モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常である場合には、モータ２１に流れる電流が頻繁に許容範囲外になる。そこで、判定部３５は、モータ２１に流れる電流が許容範囲外である状態が予め定められた時間ｔ２以内に所定の回数以上発生した場合には、モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると判定する。これにより、モータ２１またはそれに対応するロータ２２の異常を精度よく検出することができる。
【００８４】
さらに、判定部３５は、モータ２１の実回転速度に基づいて異常の判定を不実行とする。図１０は、モータ２１の実回転速度に基づく異常の判定の不実行を説明するための図である。正常動作中であっても、実回転速度がホバリング時の回転速度よりも低い場合には、モータ２１に流れる電流が許容範囲外になることがある。そこで、判定部３５は、図１０に示すように、実回転速度がしきい値速度Ｒ０よりも低い場合には、当該モータ２１およびそれに対応するロータ２２の異常の判定を行わない。しきい値速度Ｒ０は、ホバリング時の回転速度よりも低い。これにより、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００８５】
また、正常動作中であっても、モータ２１に流れる電流が瞬間的に許容範囲外になることがある。そこで、判定部３５は、予め定められた時間ｔ３以内に複数回検出された電流に基づいてモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であるか否かを判定してもよい。
【００８６】
例えば、判定部３５は、時間ｔ３以内に複数回検出された電流の平均値または標準偏差値等の代表値が許容範囲外になった場合に、モータ２１またはロータ２２が異常であると判定してもよい。あるいは、判定部３５は、時間ｔ３以内に連続して電流が許容範囲外になった場合に、モータ２１またはロータ２２が異常であると判定してもよい。これらにより、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることが抑制される。
【００８７】
（６）判定処理
図１１は、主制御部３１による判定処理の一例を示すフローチャートである。判定処理は、主制御部３１が記憶部３２に記憶されたコンピュータプログラムを目標速度設定部３３、関係情報取得部３４および判定部３５に実行させることにより行われる。以下、図５〜図１０の許容範囲ならびに図１１および図１２のフローチャートにしたがって判定処理を説明する。
【００８８】
判定部３５は、モータ２１の実回転速度がしきい値速度Ｒ０以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。モータ２１の実回転速度がしきい値速度Ｒ０よりも低い場合には、判定部３５は、異常の判定を行わずに、モータ２１の実回転速度がしきい値速度Ｒ０以上になるまでステップＳ１１の処理を繰り返す。
【００８９】
ステップＳ１１において、モータ２１の実回転速度がしきい値速度Ｒ０以上である場合には、判定部３５は、モータ２１の相対速度差がしきい値速度差Ｇ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。相対速度差が負のしきい値速度差Ｇ１以下である場合には、判定部３５は、異常の判定を行わずに、ステップＳ１１の処理に戻る。判定部３５は、相対速度差が負のしきい値速度差Ｇ１より大きくなるまでステップＳ１１，Ｓ１２の処理を繰り返す。
【００９０】
ステップＳ１２において、相対速度差が負のしきい値速度差Ｇ１より大きい場合には、判定部３５は、モータ２１の相対速度差が正のしきい値速度差Ｇ２以上でかつモータ２１の実回転速度がしきい値速度Ｒ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。相対速度差が正のしきい値速度差Ｇ２以上でかつ実回転速度がしきい値速度Ｒ１以上である場合には、判定部３５は、異常の判定を行わずに、ステップＳ１１の処理に戻る。判定部３５は、相対速度差が正のしきい値速度差Ｇ２より小さくなるかまたは実回転速度がしきい値速度Ｒ１より低くなるまでステップＳ１１〜Ｓ１３の処理を繰り返す。
【００９１】
ステップＳ１３において、相対速度差が正のしきい値速度差Ｇ２より小さいかまたは実回転速度がしきい値速度Ｒ１より低い場合には、判定部３５は、モータ２１に流れる電流が定常応答時における許容範囲Ｄｓ内にあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。電流が許容範囲Ｄｓ内にある場合には、判定部３５は、モータ２１およびそれに対応するロータが異常ではないと判定し、ステップＳ１１の処理に戻る。判定部３５は、電流が許容範囲Ｄｓ外になるまでステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を繰り返す。
【００９２】
ステップＳ１４において、電流が許容範囲Ｄｓ外にある場合には、判定部３５は、モータ２１の回転速度差（目標速度と実回転速度との差の絶対値）がしきい値速度差Ｇ０未満であるかを判定する（ステップＳ１５）。回転速度差がしきい値速度差Ｇ０未満である場合には、判定部３５はステップＳ１８の処理に進む。
【００９３】
ステップＳ１５において、回転速度差がしきい値速度差Ｇ０以上である場合には、判定部３５は、モータ２１の相対速度差に基づいて過渡応答時における許容範囲Ｄｔ１，Ｄｔ２を取得する（ステップＳ１６）。次に、判定部３５は、モータ２１に流れる電流が過渡応答時における許容範囲Ｄｔ１内または許容範囲Ｄｔ２内にあるか否かを判定する（ステップＳ１７）。電流が許容範囲Ｄｔ１内または許容範囲Ｄｔ２内にある場合には、判定部３５は、モータ２１およびそれに対応するロータ２２が異常ではないと判定し、ステップＳ１１の処理に戻る。判定部３５は、回転速度差がしきい値速度差Ｇ０未満になるか、電流が許容範囲Ｄｔ１外または許容範囲Ｄｔ２外になるまでステップＳ１１〜Ｓ１５の処理またはステップＳ１１〜Ｓ１７の処理を繰り返す。
【００９４】
ステップＳ１７において、電流が許容範囲Ｄｔ１外または許容範囲Ｄｔ２外にある場合には、判定部３５は、異常の判定を保留する（ステップＳ１８）。このとき、主制御部３１は、図示しないタイマを作動させることにより、異常の判定の保留の開始からの経過時間を計測する。その後、判定部３５は、異常の判定の保留が時間ｔ１以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１９）。異常の判定の保留が時間ｔ１以上継続した場合には、判定部３５はステップＳ２１の処理に進む。
【００９５】
ステップＳ１９において、異常の判定の保留が時間ｔ１以上継続していない場合には、判定部３５は、異常の判定の保留が時間ｔ２以内に所定の回数以上発生したか否かを判定する（ステップＳ２０）。異常の判定の保留が時間ｔ２以内に所定の回数以上発生していない場合には、判定部３５は、異常の判定を保留したままステップＳ１１の処理に戻る。判定部３５は、異常の判定の保留が時間ｔ１以上継続するか、または異常の判定の保留が時間ｔ２以内に所定の回数以上発生するまでステップＳ１１〜Ｓ１９の処理またはステップＳ１１〜Ｓ２０の処理を繰り返す。
【００９６】
ステップＳ１９において異常の判定の保留が時間ｔ１以上継続した場合、またはステップＳ２０において異常の判定の保留が時間ｔ２以内に所定の回数以上発生した場合、判定部３５は、モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると判定する（ステップＳ２１）。これにより、判定部３５は判定処理を終了し、主制御部３１は飛行体１００の不安定な飛行を回避するための種々の制御を行う。
【００９７】
上記の判定処理においては、一部の処理が他の順序で実行されてもよい。例えば、ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理はいずれが先に実行されてもよい。また、過渡応答時における許容範囲Ｄｔ１，Ｄｔ２が関係情報に設けられない場合には、ステップＳ１５〜Ｓ２０の処理は省略される。過渡応答時に異常の判定の保留が行われない場合には、ステップＳ１８〜Ｓ２０の処理は省略される。
【００９８】
（７）効果
本実施の形態に係る飛行体１００においては、複数のモータ２１およびそれらにそれぞれ対応する複数のロータ２２が本体部１０に設けられる。各モータ２１の実回転速度が出力検出部２３により検出され、各モータ２１に流れる電流が特性値検出部２４により検出される。各モータ２１の回転速度と電流との関係を示す関係情報が関係情報取得部３４により取得される。
【００９９】
取得された関係情報ならびに各モータ２１の実回転速度および電流に基づいて、当該モータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であるか否かが判定部３５により判定される。これにより、より広範な要因により発生する各モータ２１またはそれに対応するロータ２２の異常を検出することができる。
【０１００】
［２］第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る飛行体１００について、第１の実施の形態に係る飛行体１００と異なる点を説明する。本実施の形態に係る飛行体１００には、本体部１０が離陸しない程度に各モータ２１を回転させることを使用者に促す校正情報取得モードが設けられる。
【０１０１】
図１３は、第２の実施の形態に係る飛行体１００の制御装置３０の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、本実施の形態においては、制御装置３０は校正情報取得部３６をさらに含む。主制御部３１が記憶部３２に記憶されるコンピュータプログラムを実行することにより、校正情報取得部３６の機能が実現される。校正情報取得部３６は、校正情報取得モードにおいて各モータ２１の回転速度を校正情報として取得し、関係情報取得部３４に与える。
【０１０２】
関係情報取得部３４は、取得した校正情報に基づいて、関係情報における各モータ２１の基本特性を校正する。この場合、モータ２１またはそれに対応するロータ２２の個体差に起因する電流のばらつきを関係情報から排除することができる。また、関係情報における環境因子の変動による電流の変動の影響を低減することができる。
【０１０３】
この構成によれば、モータ２１またはそれに対応するロータ２２の個体差に起因する電流のばらつきに基づく電流の下限および上限がモータ２１の回転速度ごとに関係情報に設定される必要がない。そのため、本実施の形態においては、定常応答時における許容範囲Ｄｓとして、図５の許容範囲Ｄ１および図７の許容範囲Ｄ１２は用いられない。本実施の形態においては、許容範囲Ｄｓとして図６の許容範囲Ｄ２が設けられればよい。
【０１０４】
本実施の形態においては、飛行体１００に図示しない校正スイッチが設けられる。校正スイッチがオン状態である場合には、校正された基本特性に基づく関係情報を用いて判定処理が行われる。一方、校正スイッチがオフ状態である場合には、初期状態の基本特性に基づく関係情報を用いて判定処理が行われる。初期状態の基本特性とは、例えば飛行体１００または各飛行ユニット２０の工場出荷時における基本特性である。
【０１０５】
図１４は、第２の実施の形態における主制御部３１による判定処理の一例を示すフローチャートである。図１４に示すように、本実施の形態における判定処理では、判定部３５は校正スイッチがオン状態であるか否かを判定する（ステップＳ１）。校正スイッチがオン状態でない場合、判定部３５は図１１のステップＳ１１の処理に進む。これにより、初期状態の関係情報を用いて、第１の実施の形態と同様の判定処理が続行される。
【０１０６】
ステップＳ１において、校正スイッチがオン状態である場合、判定部３５は関係情報を校正後の基本特性に基づく関係情報に更新する（ステップＳ２）。その後、判定部３５は、更新後の関係情報が初期状態の関係情報から一定以上乖離しているか否かを判定する（ステップＳ３）。更新後の関係情報が初期状態の関係情報から乖離している場合、判定部３５は飛行ユニット２０の組み立てが異常であると判定し（ステップＳ４）、判定部３５は判定処理を終了する。
【０１０７】
ステップＳ３において、更新後の関係情報が初期状態の関係情報から乖離していない場合、判定部３５は図１１のステップＳ１１の処理に進む。これにより、更新後の関係情報を用いて、第１の実施の形態と同様の判定処理が続行される。
【０１０８】
［３］第３の実施の形態
第３の実施の形態に係る飛行体１００について、第１の実施の形態に係る飛行体１００と異なる点を説明する。図１５は、第３の実施の形態に係る飛行体１００の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、本実施の形態に係る飛行体１００には、使用環境に関連する環境値を検出する環境値検出部４０がさらに設けられる。環境値は、気温、気圧、飛行体１００の速度、飛行体１００の加速度および飛行体１００の角速度の少なくとも１つを含む。
【０１０９】
環境値検出部４０は、本体部１０の筐体部１１（図１）の内部空間に収容され、検出した環境値を関係情報取得部３４に与える。ここで、記憶部３２には、環境値ごとに許容範囲Ｄ２（図６）が異なる関係情報を算出するための関係式または当該関係情報を取得するためのテーブルが記憶されている。関係情報取得部３４は、取得した環境値に対応する関係情報を記憶部３２に記憶された関係式またはテーブルに基づいて取得する。
【０１１０】
この構成によれば、環境値検出部４０により検出される環境値に基づいて許容範囲Ｄ２を適切に変動させることができる。そのため、飛行体１００の使用環境により適した許容範囲Ｄ２に基づいてモータ２１またはそれに対応するロータ２２の異常が判定される。これにより、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることがより抑制される。
【０１１１】
本実施の形態において、第２の実施の形態と同様の校正情報取得部３６（図１３）が制御装置３０に設けられてもよい。この場合、正常動作中のモータ２１またはそれに対応するロータ２２が異常であると誤判定されることがさらに抑制される。
【０１１２】
［４］他の実施の形態
（１）上記実施の形態において、出力検出部２３はモータ２１の出力に関連する出力情報としてモータ２１の実回転速度を検出するが、本発明はこれに限定されない。出力検出部２３は、モータ２１の出力に関連する他の出力情報を検出してもよい。例えば、出力検出部２３は、モータ２１のトルクを出力情報として検出してもよいし、モータ２１の実回転速度およびトルクの両方を出力情報として検出してもよい。
【０１１３】
（２）上記実施の形態において、特性値検出部２４はモータ２１の出力情報に依存して変化する特性値としてモータ２１に流れる電流を検出するが、本発明はこれに限定されない。特性値検出部２４は、モータ２１の出力情報に依存して変化する他の特性値を検出してもよい。例えば、特性値検出部２４は、モータ２１の電圧またはモータ２１の温度を特性値として検出してもよいし、モータ２１に流れる電流、モータ２１の電圧およびモータ２１の温度の２つ以上を特性値として検出してもよい。
【０１１４】
［５］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１１５】
上記実施の形態では、本体部１０が飛行本体の例であり、モータ２１がモータの例であり、ロータ２２がロータの例であり、出力検出部２３が出力検出部の例である。特性値検出部２４および環境値検出部４０がそれぞれ第１および第２のパラメータ検出部の例であり、関係情報取得部３４が取得部の例であり、判定部３５が判定部の例である。
【０１１６】
飛行体１００が無人飛行体の例であり、許容範囲Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１２，Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄｓ，Ｄｔ１，Ｄｔ２が許容範囲の例であり、許容範囲Ｄ１，Ｄ２がそれぞれ第２および第３の範囲の例である。許容範囲Ｄ３１，Ｄ３２が第１の範囲の例であり、モータ制御部２５が回転制御部の例であり、しきい値速度差Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２がそれぞれ第１、第２および第３のしきい値の例である。しきい値速度Ｒ０，Ｒ１がそれぞれ第５および第４のしきい値の例であり、時間ｔ１，ｔ２，ｔ３がそれぞれ第１、第２および第３の時間の例である。
【０１１７】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
［６］参考形態
（１）本参考形態に係る無人飛行体は、飛行本体と、飛行本体に設けられる複数のモータと、複数のモータにそれぞれ対応して設けられ、対応するモータの出力により駆動される複数のロータと、各モータの出力に関連する情報を出力情報として検出する出力検出部と、各モータの出力情報に依存して変化する第１のパラメータを検出する第１のパラメータ検出部と、各モータの出力情報と第１のパラメータとの関係を示す関係情報を取得する取得部と、取得部により取得された関係情報、出力検出部により検出された出力情報および第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータに基づいて、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であるか否かを判定する判定部とを備える。
この無人飛行体においては、飛行本体に複数のモータおよび複数のモータにそれぞれ対応する複数のロータが設けられる。各ロータは、各ロータに対応するモータの出力により駆動される。各モータの出力情報が出力検出部により検出され、各モータの第１のパラメータが第１のパラメータ検出部により検出される。ここで、各モータまたは各モータに対応するロータに何らかの要因による異常が発生する場合には、当該モータの出力情報と当該モータの第１のパラメータとの対応関係が変化する。
そこで、各モータの出力情報と第１のパラメータとの関係を示す関係情報が取得部により取得される。また、取得された関係情報ならびに各モータの出力情報および第１のパラメータに基づいて、当該モータまたは当該モータに対応するロータが異常であるか否かが判定部により判定される。この構成によれば、より広範な要因により発生する各モータまたは各モータに対応するロータの異常を検出することができる。
（２）出力情報は、各モータの回転速度およびトルクの少なくとも一方を含んでもよい。この場合、出力情報を容易に検出することができる。また、出力情報として検出された各モータの回転速度およびトルクのいずれかと第１のパラメータとを用いて、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を容易に検出することができる。
（３）第１のパラメータは、各モータに流れる電流、各モータの電圧および各モータの温度の少なくとも１つを含んでもよい。この場合、第１のパラメータを容易に検出することができる。また、第１のパラメータとして検出された各モータに流れる電流、各モータの電圧および各モータの温度のいずれかと出力情報とを用いて、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を容易に検出することができる。
（４）関係情報は、各モータおよび各モータに対応するロータの正常動作時における第１のパラメータの許容範囲を有し、判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定してもよい。
この場合、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないことを容易に判定することができる。また、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
（５）判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する許容範囲外にある状態が予め定められた第１の時間以上継続した場合には、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定してもよい。
各モータまたは各モータに対応するロータが異常である場合には、一定時間以上第１のパラメータが許容範囲外になる。上記の構成によれば、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を精度よく検出することができる。
（６）判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する許容範囲外にある状態が予め定められた第２の時間以内に所定の回数以上発生した場合には、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定してもよい。
各モータまたは各モータに対応するロータが異常である場合には、一定時間以内に第１のパラメータが頻繁に許容範囲外になる。上記の構成によれば、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を精度よく検出することができる。
（７）許容範囲は、各モータの個体差または各モータに対応するロータの個体差に起因する第１のパラメータのばらつきに基づいて設定される第１の範囲を含み、判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する第１の範囲を含む許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定してもよい。
出力情報と第１のパラメータとの関係は、個体差によりモータとロータとの組ごとにわずかに異なることがある。上記の構成によれば、ロータまたはモータの個体差に基づいて許容範囲が設定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがより抑制される。
（８）許容範囲は、環境因子の変動に基づいて設定される第２の範囲を含み、判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する第２の範囲を含む許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定してもよい。
出力情報と第１のパラメータとの関係は、無人飛行体の使用環境により異なることがある。上記の構成によれば、環境因子の変動に基づいて許容範囲が設定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがより抑制される。
（９）無人飛行体の使用環境に関連する第２のパラメータを検出する第２のパラメータ検出部をさらに備え、第２の範囲は、第２のパラメータ検出部により検出された第２のパラメータに基づいて変化してもよい。
この場合、第２のパラメータ検出部により検出される第２のパラメータに基づいて許容範囲が変動する。そのため、無人飛行体の使用環境により適した許容範囲に基づいて各モータまたは各モータに対応するロータの異常が判定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがさらに抑制される。
（１０）第２のパラメータは、気温、気圧、無人飛行体の速度、無人飛行体の加速度および無人飛行体の角速度の少なくとも１つを含んでもよい。この場合、第２のパラメータを容易に検出することができる。また、第２のパラメータとして検出された気温、気圧、無人飛行体の速度、無人飛行体の加速度および無人飛行体の角速度のいずれかを用いて、許容範囲を適切に変化させることができる。
（１１）許容範囲は、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答に基づいて設定される第３の範囲を含み、判定部は、第１のパラメータ検出部により検出された第１のパラメータが出力検出部により検出された出力情報に対応する第３の範囲を含む許容範囲内にある場合に、各モータおよび各モータに対応するロータが異常ではないと判定してもよい。
出力情報と第１のパラメータとの関係は、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答時に異なることがある。上記の構成によれば、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答時の許容範囲が設定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがより抑制される。
（１２）複数のモータが目標速度で回転するように各モータの回転速度を制御する回転制御部をさらに備え、出力検出部は、出力情報として各モータの回転速度を検出し、第３の範囲は、回転制御部による各モータの目標速度と出力検出部により検出された当該モータの回転速度との回転速度差に基づいて変化してもよい。
この場合、各モータの目標速度と検出された回転速度との回転速度差に基づいて許容範囲が変動する。そのため、各モータまたは各モータに対応するロータの過渡応答時に、より適した許容範囲に基づいて各モータまたは各モータに対応するロータの異常が判定される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることがさらに抑制される。
（１３）許容範囲は、回転速度差が予め定められた第１のしきい値以上である場合に、第３の範囲を含んでもよい。この構成によれば、各モータにおける回転速度差が第１のしきい値未満の場合には、許容範囲は過渡応答に基づいて設定される第３の範囲を含まない。これにより、各モータまたは各モータに対応するロータの異常を精度よく検出することができる。
（１４）第３の範囲は、回転制御部による各モータの目標速度が出力検出部により検出された当該モータの回転速度より低い場合には、回転速度差が大きいほど第３の範囲の下限が小さくなるように変化してもよい。この構成によれば、正常動作中において、各モータの回転速度の減少時に第１のパラメータが大きく減少する場合でも、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
（１５）第３の範囲は、回転制御部による各モータの目標速度が出力検出部により検出された当該モータの回転速度より高い場合には、回転速度差が大きいほど第３の範囲の上限が大きくなるように変化してもよい。この構成によれば、正常動作中において、各モータの回転速度の増加時に第１のパラメータが大きく増加する場合でも、各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
（１６）判定部は、回転制御部による各モータの目標速度が出力検出部により検出された当該モータの回転速度より低く、かつ回転速度差が予め定められた第２のしきい値以上である場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を保留してもよい。
正常動作中であっても、回転速度差が第２のしきい値以上であるときには第１のパラメータが許容範囲外になることがある。上記の構成によれば、このような場合であっても、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定が保留される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
（１７）判定部は、回転制御部による各モータの目標速度が出力検出部により検出された当該モータの回転速度より高く、回転速度差が予め定められた第３のしきい値以上でありかつ出力検出部により検出された回転速度が予め定められた第４のしきい値以上である場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を保留してもよい。
正常動作中であっても、回転速度差が第３のしきい値以上でありかつ回転速度が第４のしきい値以上であるときには第１のパラメータが許容範囲外になることがある。上記の構成によれば、このような場合であっても、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定が保留される。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
（１８）判定部は、出力検出部により検出された回転速度が予め定められた第５のしきい値よりも低い場合には、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定を行わなくてもよい。
正常動作中であっても、回転速度が予め定められた第５のしきい値よりも低い場合には、第１のパラメータが許容範囲外になることがある。上記の構成によれば、このような場合であっても、各モータおよび各モータに対応するロータの異常の判定が行われない。これにより、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
（１９）判定部は、予め定められた第３の時間以内に第１のパラメータ検出部により複数回検出された第１のパラメータに基づいて各モータまたは各モータに対応するロータが異常であるか否かを判定してもよい。
正常動作中であっても、第１のパラメータが瞬間的に許容範囲外になることがある。上記の構成によれば、一定時間以内に複数回検出された第１のパラメータが異常の判定に用いられるので、正常動作中の各モータまたは各モータに対応するロータが異常であると判定されることが抑制される。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、無人で飛行する種々の飛行体に有効に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  本体部
１１  筐体部
１２  アーム部
１２ａ  保持部
１３  脚部
２０  飛行ユニット
２１  モータ
２２  ロータ
２３  出力検出部
２４  特性値検出部
２５  モータ制御部
３０  制御装置
３１  主制御部
３２  記憶部
３３  目標速度設定部
３４  関係情報取得部
３５  判定部
３６  校正情報取得部
４０  環境値検出部
１００  飛行体
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ１２，Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄｓ，Ｄｔ１，Ｄｔ２  許容範囲
Ｇ０〜Ｇ２  しきい値速度差
Ｌ０〜Ｌ８  曲線
Ｒ０，Ｒ１  しきい値速度
【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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