特許 6235399 飛行ロボット装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6235399

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】飛行ロボット装置

(51)【国際特許分類】

   B64D 1/02 20060101AFI20171113BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20171113BHJP

   B64C 27/08 20060101ALN20171113BHJP

   B64D 47/08 20060101ALN20171113BHJP

   B64C 13/20 20060101ALN20171113BHJP

【ＦＩ】

   B64D1/02

   B64C39/02

   !B64C27/08

   !B64D47/08

   !B64C13/20 Z

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2014-72471(P2014-72471)

(22)【出願日】2014年3月31日

(65)【公開番号】特開2015-193324(P2015-193324A)

(43)【公開日】2015年11月5日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000108085

【氏名又は名称】セコム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067323

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 教光

(74)【代理人】

【識別番号】100124268

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 典行

(72)【発明者】

【氏名】神山 憲

(72)【発明者】

【氏名】江嵜 竜臣

【審査官】 諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１２３９４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３１５８１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０３４６６０９１（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３８０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２８８６６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０２８７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１１７２６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０５９４９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−３１７８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９４９０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｂ １／００− Ｂ６４Ｇ ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

監視空間を飛行移動する飛行機能を備えた飛行ロボットと、当該飛行ロボットから放出されて追跡対象に付着する付着機能を備えた追跡用装置とで構成される飛行ロボット装置であって、
前記飛行ロボットは、
軟磁性材料で形成された芯部と当該芯部にコイル状に巻かれた導線とを備えた電磁石と、前記導線に通電して前記電磁石を磁化させて所定方向の磁力を外部に発生させる通電部と、を備え、
前記追跡用装置は、
前記通電部によって発生させられた前記磁力の影響を受ける位置であって前記芯部に吸着する位置に永久磁石を備え、
前記飛行ロボットは、前記永久磁石が前記芯部に前記所定方向の磁力と同極となる方向で吸着することで前記追跡用装置を保持し、前記通電部が通電して磁化した前記電磁石の磁力と前記永久磁石の磁力が反発することで前記追跡用装置を放出し、
前記追跡用装置の前記付着機能は、前記永久磁石の磁力により発揮されることを特徴とした飛行ロボット装置。

【請求項2】

前記飛行ロボットは、前記追跡用装置を前記保持することが可能となる位置を案内するガイド部を備える請求項１に記載の飛行ロボット装置。

【請求項3】

前記飛行ロボットは、第１の給電用接点を介して前記追跡用装置に給電する給電部を備え、
前記追跡用装置は、第２の給電用接点を介して充電される充電式電池を備え、
前記第２の給電用接点は、前記通電部が通電して磁化した前記電磁石と同極となる永久磁石の磁極側に外部から視認可能に設けられている請求項１又は請求項２に記載の飛行ロボット装置。

【請求項4】

監視空間を飛行移動する飛行機能を備えた飛行ロボットと、当該飛行ロボットから放出されて追跡対象に付着する付着機能を備えた追跡用装置とで構成される飛行ロボット装置であって、
前記飛行ロボット及び前記追跡用装置のうちの一方は、
軟磁性材料で形成された芯部と当該芯部にコイル状に巻かれた導線とを備えた電磁石と、前記導線に通電して前記電磁石を磁化させて所定方向の磁力を外部に発生させる通電部と、を備え、
前記飛行ロボット及び前記追跡用装置のうちの他方は、
前記通電部によって発生させられた前記磁力の影響を受ける位置であって前記芯部に吸着する位置に永久磁石を備え、
前記飛行ロボットは、第１の給電用接点を介して前記追跡用装置に給電する給電部を備え、
前記追跡用装置は、第２の給電用接点を介して充電される充電式電池を備え、
前記飛行ロボットは、前記永久磁石が前記芯部に前記所定方向の磁力と同極となる方向で吸着することで前記追跡用装置を保持し、前記通電部が通電して磁化した前記電磁石の磁力と前記永久磁石の磁力が反発することで前記追跡用装置を放出し、
前記第２の給電用接点は、前記通電部が通電して磁化した前記電磁石と同極となる永久磁石の磁極側に外部から視認可能に設けられていることを特徴とした飛行ロボット装置。

【請求項5】

前記飛行ロボットは、
前記追跡用装置に対して給電可能な状態か否かを検出する検出部と、
当該検出部にて給電可能でないことを検出すると外部に報知する報知部と、
を備える請求項３又は請求項４に記載の飛行ロボット装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、監視空間を飛行移動する飛行機能を備えた飛行ロボット装置に関する。

【背景技術】

【0002】

飛行機能を備えた飛行ロボットは、従来より知られている。そして、この種の飛行ロボットを監視用に用い、飛行ロボットに例えば不審車両などの追跡対象を追跡させる場合がある。

【0003】

飛行ロボットを監視用に用いた従来技術の一例としては、下記特許文献１に開示されるものが知られている。特許文献１には、飛行ロボットとしての無人航空機（ＵＡＶ：Unmanned Aerial Vehicle ）が搭載カメラの視野内にとどまるように追跡対象としての移動中の目標物を自律的に追跡するシステムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１７３２６３号公報

【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、上述した従来技術である特許文献１は、飛行ロボット自身が、追跡対象を自律的に追跡する構成なので、追跡対象が目的地に移動するまで飛行ロボットによって追跡することや、追跡対象に対して飛行ロボットによる追跡以外の対応（例えば対応員による追跡対象の捕獲など）を行うことを考慮すると、飛行ロボットにはこれに応じた十分な飛行可能時間が必要となる。また、飛行ロボットがバッテリにより稼働する場合には、追跡対象の追跡途中でバッテリ切れが生じると、追跡対象の追跡が不可能となり、これに対応するためには大容量のバッテリを必要とする。このため、飛行ロボットが搭載するバッテリの重量も大きくなり、飛行ロボットのペイロード（有効搭載量）を大きくする必要が生じる。その結果として、飛行ロボットの大型化を招き、運用効率が悪くなってしまうという課題があった。

【0006】

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、飛行ロボットを用いて追跡対象を追跡する場合に、装置の大型化や運用効率の悪化を防止する飛行ロボット装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記した目的を達成するために、本発明に係る飛行ロボット装置は、監視空間を飛行移動する飛行機能を備えた飛行ロボットと、当該飛行ロボットから放出されて追跡対象に付着する付着機能を備えた追跡用装置とで構成される飛行ロボット装置であって、
前記飛行ロボットは、
軟磁性材料で形成された芯部と当該芯部にコイル状に巻かれた導線とを備えた電磁石と、前記導線に通電して前記電磁石を磁化させて所定方向の磁力を外部に発生させる通電部と、を備え、
前記追跡用装置は、
前記通電部によって発生させられた前記磁力の影響を受ける位置であって前記芯部に吸着する位置に永久磁石を備え、
前記飛行ロボットは、前記永久磁石が前記芯部に前記所定方向の磁力と同極となる方向で吸着することで前記追跡用装置を保持し、前記通電部が通電して磁化した前記電磁石の磁力と前記永久磁石の磁力が反発することで前記追跡用装置を放出し、
前記追跡用装置の前記付着機能は、前記永久磁石の磁力により発揮されることを特徴とする。

【0008】

また、本発明に係る飛行ロボット装置は、前記飛行ロボットが、前記追跡用装置を前記保持することが可能となる位置を案内するガイド部を備えてもよい。

【0009】

さらに、本発明に係る飛行ロボット装置は、前記飛行ロボットが、第１の給電用接点を介して前記追跡用装置に給電する給電部を備え、
前記追跡用装置が、第２の給電用接点を介して充電される充電式電池を備え、
前記第２の給電用接点は、前記通電部が通電して磁化した前記電磁石と同極となる永久磁石の磁極側に外部から視認可能に設けられてもよい。

【0010】

また、本発明に係る飛行ロボット装置は、監視空間を飛行移動する飛行機能を備えた飛行ロボットと、当該飛行ロボットから放出されて追跡対象に付着する付着機能を備えた追跡用装置とで構成される飛行ロボット装置であって、
前記飛行ロボット及び前記追跡用装置のうちの一方は、
軟磁性材料で形成された芯部と当該芯部にコイル状に巻かれた導線とを備えた電磁石と、前記導線に通電して前記電磁石を磁化させて所定方向の磁力を外部に発生させる通電部と、を備え、
前記飛行ロボット及び前記追跡用装置のうちの他方は、
前記通電部によって発生させられた前記磁力の影響を受ける位置であって前記芯部に吸着する位置に永久磁石を備え、
前記飛行ロボットは、第１の給電用接点を介して前記追跡用装置に給電する給電部を備え、
前記追跡用装置は、第２の給電用接点を介して充電される充電式電池を備え、
前記飛行ロボットは、前記永久磁石が前記芯部に前記所定方向の磁力と同極となる方向で吸着することで前記追跡用装置を保持し、前記通電部が通電して磁化した前記電磁石の磁力と前記永久磁石の磁力が反発することで前記追跡用装置を放出し、
前記第２の給電用接点は、前記通電部が通電して磁化した前記電磁石と同極となる永久磁石の磁極側に外部から視認可能に設けられていることを特徴とする。

【0012】

さらに、本発明に係る飛行ロボット装置は、前記飛行ロボットが、
前記追跡用装置に対して給電可能な状態か否かを検出する検出部と、
当該検出部にて給電可能でないことを検出すると外部に報知する報知部と、
を備えてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明の飛行ロボット装置によれば、飛行ロボットによって保持された追跡用装置を放出し、追跡対象に付着させることにより、飛行ロボット自身が追跡しなくても追跡対象を追跡することができる。
また、飛行ロボットが追跡用装置を保持する場合、永久磁石の磁力を利用して保持するので、追跡用装置を保持するために必要な消費電力が不要となり、無駄な電力消費を削減することができる。
さらに、飛行ロボットが追跡用装置を放出する場合、電磁石の磁力と永久磁石の磁力の反発力を利用するので、追跡用装置に勢いをつけて追跡対象に放出することができる。

【0014】

また、追跡用装置は、追跡対象に付着させるために小型で低消費電力であることが望ましい。本発明の飛行ロボット装置によれば、電磁石や通電部の機能及び放出に必要な電力を飛行ロボット側に担当させることができるので、追跡用装置の小型化、低消費電力化を実現できる。

【0015】

さらに、本発明の飛行ロボット装置によれば、飛行ロボットへの追跡用装置の保持・放出に必要な機構の一部を追跡用装置の付着機能と兼用することができるので、構成を簡素化し、追跡用装置の小型化を実現できる。

【0016】

そして、本発明の飛行ロボット装置によれば、利用者が追跡用装置を飛行ロボットのガイド部に合わせるようにすることにより、追跡用装置を飛行ロボットに容易に吸着させ、飛行ロボットと追跡用装置とを保持状態にすることができる。

【0017】

利用者が飛行ロボットに追跡用装置を保持させる場合、磁化した電磁石と異極となる永久磁石の磁極側で追跡用装置を飛行ロボットに取り付けてしまうと、飛行ロボットから追跡用装置を放出するために電磁石を磁化すると、電磁石の磁力と永久磁石の磁力が引き合い、飛行ロボットから追跡用装置が放出しない恐れがある。
本発明の飛行ロボット装置によれば、追跡用装置の給電用接点を電磁石の磁力と反発する永久磁石の磁極の側に設けることにより、正しい取り付け側を示す目印としての役割を給電用接点に持たせることができ、飛行ロボットから追跡用装置を確実に放出させることができる。

【0018】

また、本発明の飛行ロボット装置によれば、給電可能な状態か否かを判断することで、追跡用装置が正しい取り付け側で保持されているかを判断でき、正しく保持されていない場合には外部に報知するので、利用者が誤って飛行ロボットに追跡用装置を保持させてしまうことを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明に係る飛行ロボット装置の全体構成を示すブロック図である。

【図2】本発明に係る飛行ロボット装置を採用したシステム構成の一例を示す説明図である。

【図3】本発明に係る飛行ロボット装置の追跡用装置の平面図である。

【図4】（ａ）図３の追跡用装置の付着部を折り畳む前の状態を示す斜視図である。 （ｂ）追跡用装置の付着部を折り畳んだ状態を示す斜視図である。 （ｃ）追跡用装置の内部構成を示す側断面図である。

【図5】（ａ）追跡用装置を案内するためのガイド部の一例を示す部分斜視図である。 （ｂ）追跡用装置を飛行ロボットに保持した状態の側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面の図１〜５を参照しながら詳細に説明する。

【0021】

（システム全体構成）
本発明に係る飛行ロボット装置１は、図２に示すように、監視施設となる建物の敷地内の空間を監視空間Ｓとし、この監視空間Ｓ内を飛行移動することにより、監視空間Ｓ内における不審物体の監視を行うものである。

【0022】

尚、監視空間Ｓは、建物の敷地内の空間に限定されるものではなく、例えばもっと広域のイベント会場を監視施設とする敷地内の空間とすることもできる。

【0023】

飛行ロボット装置１は、図２に示すように、監視システム２と無線により通信接続され、監視システム２に対して監視空間Ｓの監視情報を送信し、監視システム２から各種の制御信号を受信する。

【0024】

監視システム２は、監視センタに設置される例えば端末装置などのセンタ装置２ａを含む。センタ装置２ａは、飛行ロボット装置１からの監視情報を受信し、受信した監視情報を表示部に表示して監視員に知らせ、表示された監視情報に基づく監視員による指示を制御信号として飛行ロボット装置１に送信する。

【0025】

また、監視システム２は、ロボット用ポート２ｂを含む。ロボット用ポート２ｂは、飛行ロボット装置１が待機する際に着陸する場所であって、監視施設Ｓの敷地内に設置され、飛行ロボット装置１が着陸するとポート内に収容する機構を備えている。ロボット用ポート２ｂは、飛行ロボット装置１をポート内に収容すると、飛行ロボット装置１に対して非接触にて給電を行う機能を有している。

【0026】

飛行ロボット装置１は、図１に示すように、飛行ロボット１１と追跡用装置１２とから大略構成される。以下、飛行ロボット１１と追跡用装置１２の構成について詳述する。

【0027】

（飛行ロボット１１の構成）
飛行ロボット１１は、図１に示すように、アンテナ２１、ロータ２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）、ロータ駆動部２３、高度センサ２４、測距センサ２５、カメラ２６、照明２７、通電部２８、電磁石２９、給電用接点（第１の給電用接点）３０、ロボ制御部３１、充電式電池３２、報知部３３、ガイド部３４を備えている。

【0028】

アンテナ２１は、ロボット本体に設けられ、監視システム２のセンタ装置２ａとの無線通信を行う。

【0029】

ロータ２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ）は、４つの回転体で構成され、飛行ロボット１１の機体１１ａを上昇／下降／方向転換／前進などの飛行をするようにロータ駆動部２３によって駆動される。

【0030】

ロータ駆動部２３は、ロボ制御部３１（後述する飛行制御手段３１ｄ）の制御により、４つのロータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを駆動する。

【0031】

高度センサ２４は、ロボ制御部３１（後述するスキャン手段３１ｃ）の制御により、飛行ロボット１１の機体１１ａから鉛直下方にレーザーを投受光し、このレーザーの投受光により飛行ロボット１１の現在高度を計測する。

【0032】

測距センサ２５は、ロボ制御部３１（後述するスキャン手段３１ｃ）の制御により、飛行ロボット１１の機体１１ａの水平方向かつ周囲にレーザーを投受光し、このレーザーの投受光により飛行ロボット１１の周辺状況を計測する。

【0033】

カメラ２６は、ロボ制御部３１（後述するカメラ制御手段３１ｂ）の制御により、飛行ロボット１１の周囲（例えば、前方や下方など）をカラー画像にて撮影する。

【0034】

照明２７は、カメラ２６による撮影を補助するＬＥＤ照明などの照明器具で構成され、ロボ制御部３１の制御により、周囲が暗くなって所定の照度以下となったときに点灯する。

【0035】

通電部２８は、追跡用装置１２を飛行ロボット１１から放出する際に、ロボ制御部３１（後述する放出制御手段３１ｆ）の制御により、電磁石２９への通電が制御される。

【0036】

電磁石２９は、飛行ロボット１１への追跡用装置１２の保持や飛行ロボット１１からの追跡用装置１２の放出を行うため、図５（ｂ）に示すように、軟磁性材料で形成された芯部２９ａと、芯部２９ａにコイル状に巻かれた導線２９ｂとを備えて構成される。電磁石２９は、導線２９ｂに通電していない状態で磁力をほぼ０にし、後述する追跡用装置１２の永久磁石４１が芯部２９ａに吸着し、追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持する。また、電磁石２９は、通電部２８が導線２９ｂに通電している状態で磁化し、所定方向の磁力を外部に発生させ、この磁力が後述する追跡用装置１２の永久磁石４１の磁力と反発し、追跡用装置１２を飛行ロボット１１から放出する。

【0037】

給電用接点３０は、ロボ制御部３１（後述する給電制御手段３１ｅ）の制御により、後述する追跡用装置１２の充電式電池４３ｄに対して給電を行う。

【0038】

ロボ制御部３１は、飛行ロボット１１の全体を統括制御するものであり、図１に示すように、通信制御手段３１ａ、カメラ制御手段３１ｂ、スキャン手段３１ｃ、飛行制御手段３１ｄ、給電制御手段３１ｅ、放出制御手段３１ｆを備えている。

【0039】

通信制御手段３１ａは、アンテナ２１を介してセンタ装置２ａとの無線通信を制御する。

【0040】

カメラ制御手段３１ｂは、カメラ２６の撮影開始／終了やカメラ２６が撮影した画像を取得して通信制御手段３１ａから監視システム２へ監視情報として送信するなどの処理を行う。

【0041】

スキャン手段３１ｃは、高度センサ２４および測距センサ２５が測定した高度情報および周辺物体と自機（飛行ロボット１１）との距離データをスキャンデータとして通信制御手段３１ａから監視システム２へ送信するための処理を行う。

【0042】

飛行制御手段３１ｄは、監視システム２からの制御信号としての飛行制御信号に基づいてロータ駆動部２３を制御し、飛行ロボット１１を目標位置に飛行移動するように制御する。

【0043】

給電制御手段３１ｅは、飛行ロボット１１の給電用接点３０及び後述する追跡用装置１２の給電用接点４２と電気的に接続され、追跡用装置１２に対する給電が可能であるか否かを検出する検出部としての機能を有する。給電制御手段３１ｅは、追跡用装置１２への給電が可能であると判断すると、後述する追跡用装置１２の充電式電池４３ｄに対する給電を行う。これに対し、給電制御手段３１ｅは、追跡用装置１２への給電が可能でないと判断すると、追跡用装置１２が飛行ロボット１１に保持されていないか、追跡用装置１２が正しい位置で飛行ロボット１１に取り付けられていない異常な状態である可能性があるため、報知部３３を介して利用者に異常を報知する。

【0044】

放出制御手段３１ｆは、飛行ロボット１１からの追跡用装置１２の放出を制御する。放出制御手段３１ｆは、監視システム２から制御信号としての放出制御信号を受信すると、通電部２８を通電させて電磁石２９を磁化させる。

【0045】

尚、放出制御信号は、飛行ロボット１１のカメラ２６のカラー画像をセンタ装置２ａの表示部に表示して監視員に知らせ、監視員がセンタ装置２ａの操作部で放出指示の操作したときに送信してもよい。この場合、監視員に対して表示により知らせるカラー画像には、追跡用装置１２の落下範囲となる枠形状を重畳表示し、監視員が放出指示を操作するタイミングを把握しやすくするとよい。落下範囲となる枠形状は、例えば、飛行ロボット１１がホバリングしている状態において追跡用装置１２を放出する実験を繰り返して得たカラー画像上の落下範囲となる円形状の枠とすることができる。

【0046】

また、監視システム２において所定の処理によって自動的に送信することもできる。この場合には、監視員がセンタ装置２ａの操作部で追跡用装置１２を放出する位置を指定すると、監視システム２において、飛行ロボット装置１に放出位置まで飛行するように飛行制御信号を飛行ロボット装置１に送信し、飛行ロボット装置１から受信するスキャンデータと、予め記憶した監視空間Ｓを３次元で表現した監視空間マップとに基づき、飛行ロボット装置１の現在位置を検出し、飛行ロボット装置１が放出位置まで移動したか否かを判断し、飛行ロボット装置１が放出位置まで移動したと判断したときに自動的に放出制御信号を送信すればよい。

【0047】

尚、本実施の形態では、スキャンデータを用いて飛行ロボット装置１の現在位置を検出しているが、スキャンデータに加えて又はスキャンデータに替えて、飛行ロボット１１にＧＰＳ信号の受信機能を備えたＧＰＳ測位部を設け、ＧＰＳ信号に基づく飛行ロボット装置１の位置情報を受信し、これと監視空間マップとから飛行ロボット装置１の現在位置を検出してもよい。

【0048】

充電式電池３２は、飛行ロボット１１の本体に交換可能に設けられ、例えばリチウムポリマー電池で構成され、飛行ロボット１１の各部に必要な電力を供給する。

【0049】

報知部３３は、利用者に対して異常を視覚的や聴覚的に報知するためのＬＥＤやブザーなどで構成される。報知部３３は、給電制御手段３１ｅが追跡用装置１１への給電が可能でないと判断したときに報知動作する。

【0050】

ガイド部３４は、追跡用装置１２を保持することが可能となる位置を案内するもので、図５（ａ）に示すように、ロボット本体１１の機体１１ａの底面に対して矩形枠状に突出形成される。ガイド部３４の矩形枠状内は、追跡用装置１２を保持して収容する収容部３４ａを形成している。収容部３４ａには、追跡用装置１２の給電用接点４２と電気的に接続される給電用接点３０が表出している。

【0051】

（追跡用装置１２の構成）
追跡用装置１２は、図１に示すように、永久磁石４１、給電用接点（第２の給電用接点）４２、追跡機能部４３を備えている。また、追跡機能部４３は、図１に示すように、位置測位部４３ａ、通信部４３ｂ、追跡制御部４３ｃ、充電式電池４３ｄを備えている。そして、これら永久磁石４１、給電用接点４２、追跡機能部４３は、図３及び図４（ａ）〜（ｃ）に示す収容ケース４４に収容される。以下、各構成について説明する。

【0052】

永久磁石４１は、図５（ｂ）に示すように、追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持させた状態で、飛行ロボット１１の電磁石２９と対応する位置に設けられる。永久磁石４１は、磁力により追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持させる機能と、飛行ロボット１１から追跡用装置１２が放出されたときに磁力により追跡対象に吸着する機能とを有する。

【0053】

給電用接点４２は、図１に示すように、充電式電池４３ｄに接続される。給電用接点４２は、図５（ｂ）に示すように、追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持させた状態で、飛行ロボット１１の給電用接点３０と接続される位置に対応して設けられる。給電用接点４２は、追跡用装置１２を飛行ロボット１１のガイド部３４の収容部３４ａに収容した状態で飛行ロボット１１の給電用接点３０と電気的に接続され、飛行ロボット１１の給電制御手段３１ｅの制御により、飛行ロボット１１から給電用接点３０，４２を介して充電式電池４３ｄの充電が行われる。

【0054】

追跡機能部４３は、追跡機能として位置情報を送信する機能を有し、位置測位部４３ａ、通信部４３ｂ、追跡制御部４３ｃ、充電式電池４３ｄを備えている。

【0055】

位置測位部４３ａは、人工衛星が発信する電波を利用して追跡用装置１２が地球上のどこにいるかを正確に割り出すＧＰＳ機能を備える。

【0056】

通信部４３ｂは、無線により監視システム２のセンタ装置２ａと通信を行う。

【0057】

追跡制御部４３ｃは、位置測位部４３ａより現在の位置情報を取得し、通信部４３ｂを介して監視システム２のセンタ装置２ａに位置情報を定期的に送信する。

【0058】

充電式電池４３ｄは、追跡用装置１２の収容ケース４４の本体４５に交換可能に設けられ、例えばリチウムポリマー電池で構成され、追跡用装置１２の各部に必要な電力を供給する。充電式電池４３ｄは、給電用接点４２と接続されており、図５（ｂ）に示すように、追跡用装置１２が飛行ロボット１１に保持された状態で、給電用接点４２が飛行ロボット１１の給電用接点３０と電気的に接続され、飛行ロボット１１の給電制御手段３１ｅの制御により、給電用接点３０，４２を介して充電が行われる。

【0059】

収容ケース４４は、図３に示すように、本体４５に２つの付着部４６がそれぞれ接続部４７を介して接続されたものである。収容ケース４４は、全体、又は少なくとも外部に接する面が例えばナイロン、シリコーン、ゴム、ポリウレタン、ポリエチレン、メラニンなどの衝撃吸収性の部材で構成される。これにより、追跡用装置１２を飛行ロボット１１から放出させて追跡対象に付着した際の衝撃を吸収している。尚、収容ケース４４の外面を衝撃吸収性の部材で構成し、永久磁石４１や追跡機能部４３を保護するように収容ケース４４の内部に緩衝材を別途設けることもできる。

【0060】

本体４５は、図３及び図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、偏平略矩形状に形成される。本体４５の長手方向の一方の側面には、追跡機能部４３を本体４５に出し入れするための出入口４５ａが形成される。出入口４５ａは、本体４５に収容された追跡機能部４３が衝撃により外に飛び出さないように、追跡機能部４３の長手方向の寸法よりも短く形成されたファスナーを備える。尚、出入り口４５ａは、ファスナーを備えた構成に限らず、例えば面ファスナーやボタンなどで開口を閉めて追跡機能部４３が外に飛び出さないようにしてもよい。

【0061】

付着部４６は、本体４５の短手方向の両側面に対し、接続部４７を介して本体４５の長手方向に対向してそれぞれ折り曲げ可能に接続部４７を介して接続される。２つの付着部４６のそれぞれには、図４（ａ）〜（ｃ）や図５（ｂ）に示すように、永久磁石４１が内装される。２つの付着部４６は、追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持する際、接続部４７の部分で本体４５の一方の面側に折り畳まれる。付着部４６が折り畳まれた状態では、図４（ｂ）や図５（ｂ）に示すように、一方の付着部４６に給電用接点４２が表出する。付着部４６から表出する給電用接点４２は、付着部４６が折り畳まれた追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持させたときに、図５（ｂ）に示すように、飛行ロボット１１の給電用接点３０と電気的に接続される位置に対向する。これにより、付着部４６から表出する給電用接点４２は、追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持させるときに、付着部４６を折り畳む際の目印として機能する。

【0062】

接続部４７は、本体４５に対して付着部４６を接続するもので、自在に変形可能な軟性を有する軟性部材（例えば、ナイロン、シリコーン、ゴム、ポリウレタン、ポリエチレン、プラスチックなど）で形成される。接続部４７は、図３に示すように、平面視したときに、本体４５から付着部４６に向かって幅狭にくびれた形状に形成される。また、接続部４７は、図４（ｃ）に示すように、付着部４６から本体４５に向かって厚さが薄く形成される。これにより、追跡用装置１２が放出されてから追跡対象に付着するまでの間、本体４５に対して接続部４７が自在に変形しやすくなり、この接続部４７の変形に伴って付着部４６も自由に移動できる。その結果、本体４５に対する付着部４６や接続部４７の位置変化の自由度が向上し、より確実に追跡対象に追跡用装置１２を付着させることができる。

【0063】

尚、追跡用装置１２は、２つの付着部４６を接続部４７の部分で本体４５の一方の面側に折り畳んで飛行ロボット１１に保持する際や飛行ロボット１１から放出した後に、永久磁石４１同士が吸着せず、飛行ロボット１１からの放出時に付着部４６が本体４５に対して外方に腕を広げて開くように、永久磁石４１の磁力、接続部４７の長さや弾力が実験などにより予め設定される。

【0064】

具体的には、接続部４７において、本体４５と付着部４６とを接続する長さは、接続部４７を自在に変形させて付着部４６が移動したとしても、付着部４６同士が接しない長さとされている。これにより、付着部４６の折り畳み状態において、付着部４６の永久磁石４１同士を吸着させないようにすることができ、付着部４６の移動の自由度を制限してしまうことを防止できる。

【0065】

また、接続部４７は、本体４５と付着部４６とを接続する接続方向に垂直な平面で断面視（図３及び図４（ｃ）のＡ−Ａ断面）した場合に、扁平（例えば略楕円形や略長方形の形状など）に形成されている。このように、断面視の形状を縦横比が異なる形状となるように形成することで、断面視を略変形又は略正方形とした場合に比べて、その形状の長手方向の直線を折れ目とするように接続部４７が自在に変形しやすくなる。この結果、追跡用装置１２を折り畳んだ状態から放出すると、２つの付着部４６が本体４５に対して側方に腕を広げる方向に距離を離して開きやすくなり（図３や図４（ａ）の状態）、その離れた距離分だけ追跡対象に対して付着する可能性のある範囲を広げることができる。

【0066】

さらに、接続部４７は、本体４４を中心として対向する位置となることができるように２つの付着部４６を接続する。これにより、追跡用装置１２は、放出された状態において、付着部４６が上述のように側方に広がった場合には、付着部４６同士が最も距離が離れて位置することになるので、その離れた分だけ追跡対象に対して付着する可能性のある範囲を広げることができる。

【0067】

次に、上記のように構成された飛行ロボット装置１により追跡対象を追跡する際の飛行ロボット１１への追跡用装置１２の保持方法と、飛行ロボット１１からの追跡用装置１２の放出方法について説明する。ここでは、監視空間Ｓ内の不審車両を追跡対象としている。

【0068】

（飛行ロボット１１への追跡用装置１２の保持方法）
追跡用装置１２は、図４（ａ）の状態から図４（ｂ）に示すように、２つの付着部４６を接続部４７の部分で本体４５の一方の面（図示の例では上面）側に折り畳み、一方の付着部４６（図示の例では右側）から表出する給電用接点４２が図５（ａ）に示す飛行ロボット１１の給電用接点３０と一致するように追跡用装置１２をガイド部３４に沿って挿入し、ガイド部３４の収容部３４ａに収容する。追跡用装置１２は、ガイド部３４の収容部３４ａに収容されると、２つの付着部４６のそれぞれに内装された永久磁石４１が飛行ロボット１１の電磁石２９の芯部２９ａに吸着する。これにより、追跡用装置１２は、図５（ｂ）に示すように、飛行ロボット１１から充電式電池４３ｄへの給電が可能な状態で、飛行ロボット１１のガイド部３４の収容部３４ａに収容保持される。

【0069】

（飛行ロボット１１からの追跡用装置１２の放出方法）
図５（ｂ）に示すように、追跡用装置１２を収容保持した飛行ロボット１１は、監視空間Ｓ内に追跡対象としての不審車両を発見したときに、監視システム２からの飛行制御信号に基づく飛行制御手段３１ｄの制御により、不審車両まで飛行移動する。飛行ロボット１１が不審車両の直上位置まで飛行移動すると、監視システム２からの放出制御信号に基づく放出制御手段３１ｆの制御により、通電部２８が電磁石２９の導線２９ｂに通電する。電磁石２９は、通電部２８が導線２９ｂに通電すると、磁化して磁力を発生させ、この磁力が追跡用装置１２の永久磁石４１の磁力と反発し、飛行ロボット１１から追跡用装置１２を不審車両に向けて放出する。追跡用装置１２は、不審車両に向けて放出されると、２つの付着部４６が本体４５に対して接続部４７の部分で折り畳まれた状態（図４（ｂ）や図５（ｂ）の状態）から自律的に両腕を広げた状態（図３や図４（ａ），（ｃ）の状態）に復元され、放出中に本体４５を中心として接続部４７が自在に変形し、この接続部４７の変形に伴って先端の付着部４６も自由に移動し、２つの付着部４６のそれぞれに内装された永久磁石４１の磁力によって追跡用装置１２が不審車両の車体に吸着される。追跡用装置１２が不審車両の車体に吸着されると、それ以降は追跡用装置１２が不審車両と一緒に移動し、追跡用装置１２から位置情報が監視システム２のセンタ装置２ａに定期的に送信され、不審車両の追跡が行われる。

【0070】

以上説明したように、上述した実施の形態による飛行ロボット装置１によれば、以下に示す効果を奏する。

【0071】

（１）飛行ロボット１１と追跡用装置１２から飛行ロボット装置１が大略構成され、飛行ロボット１１に電磁石２９を設けるとともに、追跡用装置１２に永久磁石４１を設け、永久磁石４１の磁力で電磁石２９の鉄芯に吸着させることにより追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持する。そして、追跡対象の追跡を行う場合には、電磁石２９を通電して磁力を発生させ、永久磁石４１の磁力と反発させることにより追跡用装置１２を飛行ロボット１１から放出させて追跡対象に付着させる。かかる構成により、飛行ロボット１１自身が追跡対象を追跡しなくても追跡対象に付着させた追跡用装置１２によって追跡対象の追跡を行うことができる。しかも、飛行ロボット１１に追跡用装置１２を保持する場合には、永久磁石４１の磁力を利用するので、追跡用装置１２の保持のための消費電力を一切必要とせず、無駄な電力消費を削減することができる。さらに、飛行ロボット１１から追跡用装置１２を放出する場合には、電磁石２９の磁力と永久磁石４１の磁力の反発力を利用するので、磁力の反発力により勢いを付けて追跡用装置１２を追跡対象に向けて放出でき、より確実に追跡用装置１２を追跡対象に付着させることができる。

【0072】

（２）飛行ロボット１１に通電部２８及び電磁石２９を備え、追跡用装置１２に永久磁石４１を備えた構成とし、永久磁石４１の磁力によって追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持させ、通電部２８の通電により磁化した電磁石２９の磁力と永久磁石４１の磁力の反発によって追跡用装置１２を飛行ロボット１１から放出させている。かかる構成により、通電部２８や電磁石２９の機能及び放出に必要な電力を飛行ロボット１１側に担当させることができ、追跡用装置１２を小型化できるとともに低消費電力化を図ることができる。

【0073】

（３）追跡用装置１２の付着機能を永久磁石４１の磁力により発揮させている。かかる構成により、追跡用装置１２の付着機能を、追跡用装置１２の保持・放出に必要な構成の一部と兼用することができ、追跡用装置１２の付着機能を実現するための構成部品を削減し、さらに追跡用装置１２の小型化を図ることができる。

【0074】

（４）飛行ロボット１１の機体１１ａの底面に追跡用装置１２を収容案内する矩形枠状のガイド部３４を備えている。かかる構成により、利用者が追跡用装置１２をガイド部３４に合わせて収容部３４ａに収容案内するで、飛行ロボット１１と追跡用装置１２とを容易に位置合わせした状態で追跡用装置１２を飛行ロボット１１に吸着保持することができる。

【0075】

（５）飛行ロボット１１が給電用接点３０を介して追跡用装置１２に給電する給電部を備え、追跡用装置１２が給電用接点４２を介して充電される充電式電池４３ｄを備えており、追跡用装置１２の給電用接点４２が、通電部２８が通電して磁化した電磁石２９と同極となる永久磁石４１の磁極側に外部から視認可能に設けられる。かかる構成により、追跡用装置１２の給電用接点４２を電磁石２９の磁力と反発する永久磁石４１の磁極の側に設けることで、追跡用装置１２の正しい取り付け側を示す目印としての役割を給電用接点４２に持たせ、利用者が誤った向きで追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持するのを防止でき、飛行ロボット１１から追跡用装置１２を確実に放出させることができる。

【0076】

（６）追跡用装置１２に対して給電可能な状態か否かを検出する検出部としての給電制御手段３１ｅと、この給電制御手段３１ｅが給電可能でないことを検出したときに、その旨を外部に報知する報知部３３とを飛行ロボット１１に備えている。かかる構成により、追跡用装置１２に対して給電可能か否かを判断することにより、追跡用装置１２が正しい取り付け側で飛行ロボット１１に保持されているかを利用者が判断することができる。そして、追跡用装置１２が正しい取り付け側で飛行ロボット１１に保持されていない場合には、その旨を報知部３３によって外部に報知するので、利用者が誤った向きで飛行ロボット１１に追跡用装置１２を保持させてしまうのを防止することができる。

【0077】

また、飛行ロボット１１とともに飛行ロボット装置１を構成する追跡用装置１２によれば、以下に示す効果を奏する。

【0078】

（１）追跡対象を追跡機能を備えた本体４５と、追跡対象に付着する付着部４６と、付着部４６を本体４５に接続する接続部４７とを一体に備えて追跡用装置１２を構成し、接続部４７が軟性を有する軟性部材で形成している。かかる構成により、飛行ロボット１１から追跡対象に対して放出してから付着するまでの間、本体４５に対して接続部４７が自在に変形し、この接続部４７の変形に伴って付着部４６も自由に移動できるので、追跡用装置１２が追跡対象に付着しやすくなる。しかも、接続部４７の部分で付着部４６の折り曲げが可能なので、付着部４６をコンパクトに折り畳んだ状態で追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持することができる。

【0079】

（２）追跡用装置１２の接続部４７が本体４５から付着部４６に向かって幅狭にくびれた形状に形成されるとともに、付着部４６から本体４５に向かって厚さが薄く形成されている。かかる構成により、付着部４６の位置変化の自由度を向上させることができ、より確実に追跡用装置１２を追跡対象に付着させることができる。

【0080】

（３）追跡用装置１２の外部に接する収容ケース４４が衝撃吸収性の部材で形成されている。かかる構成により、追跡用装置１２を追跡対象に付着させた際の傷つけを防止することができる。しかも、追跡用装置１２が追跡対象に付着したとき発生する音を軽減でき、その音を人に気づかれるのを防止することができる。

【0081】

（４）追跡用装置１２は、２つの付着部４６が接続部４７を介して本体４５の両側面に対向して接続されている。かかる構成により、飛行ロボット１１から追跡用装置１２を放出した際、付着部４６が本体４５に対して側方に広がった場合には、付着部４６同士が最も距離が離れて位置し、その離れた分だけ追跡対象に対して付着する可能性のある範囲を広げることができ、放出方向を安定させて追跡用装置１２を追跡対象に付着させることができる。

【0082】

（５）追跡用装置１２は、接続部４７を、本体４５と付着部４６とを接続する接続方向に垂直な平面での断面視において縦横比の異なる扁平に形成して複数設けている。かかる構成により、接続部４７の断面視の形状が縦横比の異なる形状となるに形成され、断面視を略円形や略正方形とした場合に比べて、接続部の形状の長手方向の直線を折れ目とするように接続部４７が自在に変形しやすくなる。この結果、追跡用装置１２を折り畳んだ状態から放出すると、複数の付着部４６が本体４５に対して側方の方向に距離を離して開きやすくなり、その離れた距離分だけ追跡対象に対して付着する可能性のある範囲を広げることができる。

【0083】

（６）追跡用装置１２は、２つの付着部４６に永久磁石４１を内装し、接続部４７を自由に変形させても付着部４６同士が接しないように本体４５と付着部４６とが接続部４７を介して接続されている。かかる構成により、付着部４６を永久磁石４１で構成した場合、折り畳みの状態において付着部４６同士が永久磁石４１の異極同士で吸着してしまい、追跡装置１２を放出した際に付着部４６の移動を制限してしまうのを防止することができる。

【0084】

ところで、上述した実施の形態では、追跡用装置１２の小型化及び低消費電力化を図るため、飛行ロボット１１に通電部２８及び電磁石２９を備え、追跡用装置１２に永久磁石４１を備えた構成としているが、逆転した構成とすることもできる。すなわち、飛行ロボット１１に永久磁石４１を備え、追跡用装置１２に通電部２８及び電磁石２９を備えた構成とし、永久磁石４１の磁力によって追跡用装置１２を飛行ロボット１１に保持させ、通電部２８の通電により磁化した電磁石２９の磁力と永久磁石４１の磁力の反発によって追跡用装置１２を飛行ロボット１１から放出させてもよい。

【0085】

また、上述した実施の形態において、報知部３３による異常の報知は、飛行ロボット１１から監視システム２のセンタ装置２ａへ異常信号を送信し、センタ装置２ａに異常の旨を表示部に表示して監視員に知らせることにより、センタ装置２ａを報知部３３として機能させることもできる。

【0086】

さらに、上述した実施の形態では、電磁石２９と永久磁石４１の組を２組で構成した場合を例にとって図示して説明したが、その組数が限定されるものではなく、電磁石２９と永久磁石４１の組は１組でも３組以上であってもよい。

【0087】

また、上述した実施の形態における放出制御手段３１ｆは、監視システム２のセンタ装置２ａから放出制御信号を受信したときに通電部２８を通電させるようにしているが、スキャン手段３１ｃからのスキャンデータ（高度情報や周辺物体と飛行ロボット１１との距離データ）に基づいて追跡対象まで自律的に飛行移動させ、放出制御手段３１ｆがカメラ制御手段３１ｂからのカラー画像に基づいて通電部２８を通電させるか否かを判断するようにしてもよい。

【0088】

さらに、上述した実施の形態における付着部４６の付着機能としては、永久磁石４１に限定されるものではなく、両面テープ、粘着剤、複数の吸盤などで構成することもできる。また、２つの付着部４６が接続部４７を介して本体４５の側面に対向して接続される構成について図示して説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば１つの付着部４６が接続部４７を介して本体４５に接続される構成、３つ以上の付着部４６が接続部４７を介して本体４５に接続される構成、本体４５の側面全周に接続部４７を介して付着部４６が接続される構成であってもよい。また、付着部４６の付着機能を本体４５に持たせることもできる。

【0089】

また、本体４５に対して付着部４６を接続する接続部４７は、全体として軟性を有するものであればよい。例えば鎖形状のように、接続部４７を構成する各部材が個々に剛性を有していても全体として軟性を有していればよい。

【0090】

尚、本発明における追跡機能は、追跡対象を追跡することの助けになるものであれば何でもよい。例えば、周囲から容易に認識可能な光や音を発するものでもよい。また、追跡用装置１２の本体４５にＲＦタグを備え、追跡対象を見失って後から追跡対象を発見したとしても、タグのＩＤを識別することにより見失う前の追跡対象と同一の追跡対象であることを確認できるようにしたものでもよい。

【0091】

以上、本発明に係る飛行ロボット装置の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

【符号の説明】

【0092】

１ 飛行ロボット装置
２ 監視システム
１１ 飛行ロボット
１２ 追跡用装置
２８ 通電部
２９ 電磁石
２９ａ 芯部
２９ｂ 導線
３０ 給電用接点
３１ ロボ制御部
３１ｅ 給電制御手段
３１ｆ 放出制御手段
３２ 充電式電池
３３ 報知部
３４ ガイド部
３４ａ 収容部
４１ 永久磁石
４２ 給電用接点
４３ 追跡機能部
４３ｄ 充電式電池
４４ 収容ケース
４５ 本体
４６ 付着部
４７ 接続部
Ｓ 監視空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】