特許 6577902 無人飛行体

(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】6577902

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】無人飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64C 39/02 20060101AFI20190909BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20190909BHJP

   B64D 47/08 20060101ALI20190909BHJP

   B64C 25/32 20060101ALI20190909BHJP

   G01C 7/04 20060101ALN20190909BHJP

【ＦＩ】

   B64C39/02

   B64C27/08

   B64D47/08

   B64C25/32

   !G01C7/04

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-84492(P2016-84492)

(22)【出願日】2016年4月20日

(65)【公開番号】特開2017-193252(P2017-193252A)

(43)【公開日】2017年10月26日

【審査請求日】2018年3月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】515102770

【氏名又は名称】ルーチェサーチ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 豊

【審査官】 諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０１０５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１０８９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１２５４９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９４０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２６８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０８８８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５３７４０１２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４８８５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８９１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９２５８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ １／００

Ｂ６４Ｃ ２５／３２

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ４７／０８

Ｆ１６Ｍ １１／００

Ｆ１６Ｍ １１／１２

Ｆ１６Ｍ １３／００

Ｇ０１Ｃ ７／０４

Ｇ０１Ｃ １１／００ −１１／３６

Ｇ０３Ｂ １７／５６

Ｇ０３Ｂ ３５／００ −３７／０６

Ｈ０４Ｎ ５／２２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のロータユニットが設けられた飛行ユニットと、該飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えた無人飛行体であって、
前記測量ユニットは、測量用の計測装置と、該計測装置を支持する支持機構を有し、
前記支持機構には、垂直方向に対して所定角度傾斜した当接面を有する測量側ブラケットが設けられ、
前記飛行ユニットには、前記測量側ブラケットの当接面に対応する当接面を有する飛行側ブラケットが設けられ、
前記測量側ブラケットと前記飛行側ブラケットとは、互いの当接面同士が当接した状態で着脱可能に連結され、
前記支持機構は、互いに間隔をあけて配設されて前記計測装置を支持する一対の支持フレームと、該一対の支持フレームの両端側に配設されて該支持フレーム同士を連結する一対の連結フレームとを有し、
前記測量側ブラケットが、前記一対の連結フレームに設けられていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項2】

複数のロータユニットが設けられた飛行ユニットと、該飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えた無人飛行体であって、
前記測量ユニットは、測量用の計測装置と、該計測装置を支持する支持機構を有し、
前記支持機構には、垂直方向に対して所定角度傾斜した当接面を有する測量側ブラケットが設けられ、
前記飛行ユニットには、前記測量側ブラケットの当接面に対応する当接面を有する飛行側ブラケットが設けられ、
前記測量側ブラケットと前記飛行側ブラケットとは、互いの当接面同士が当接した状態で着脱可能に連結され、
前記飛行ユニットには、該飛行ユニットの機体を所定の高さ位置に支持する飛行側支持脚が設けられ、
前記測量ユニットには、前記飛行ユニットから取り外された該測量ユニットの前記計測装置を所定の高さ位置に支持する測量側支持脚が設けられていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項3】

請求項２において、
前記飛行側支持脚の下端部と前記測量側支持脚の下端部とは、前記飛行ユニットに前記測量ユニットが取り付けられた状態で同一平面上に位置していることを特徴とする無人飛行体。

【請求項4】

複数のロータユニットが設けられた飛行ユニットと、該飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えた無人飛行体であって、
前記測量ユニットは、測量用の計測装置と、該計測装置を支持する支持機構を有し、
前記支持機構には、垂直方向に対して所定角度傾斜した当接面を有する測量側ブラケットが設けられ、
前記飛行ユニットには、前記測量側ブラケットの当接面に対応する当接面を有する飛行側ブラケットが設けられ、
前記測量側ブラケットと前記飛行側ブラケットとは、互いの当接面同士が当接した状態で着脱可能に連結され、
前記測量ユニットの上部には、該測量ユニットの動作制御を行うコントロールボックスが取り付けられ、
前記飛行ユニットの機体の下部には、互いに間隔をあけて配設されて前記飛行側ブラケットが設けられた一対の下部フレームが取り付けられ、
前記コントロールボックスの上下には、前記飛行ユニットの機体と前記測量ユニットとが位置し、且つ、該コントロールボックスの側方には、前記一対の下部フレームが位置するように、該飛行ユニットと該測量ユニットとが取り付けられていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項5】

請求項１乃至４のうち何れか１つにおいて、
前記飛行ユニットには、該飛行ユニットの位置情報を取得するための第１ＧＰＳ受信機が設けられ、
前記測量ユニットには、該測量ユニットの位置情報を取得するための第２ＧＰＳ受信機が設けられ、
前記計測装置は、レーザースキャナで構成され、
前記第２ＧＰＳ受信機は、前記第１ＧＰＳ受信機よりも高精度であ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、無人飛行体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、土木用の地形調査や土砂災害の危険性の把握等のために、ヘリコプターに測量用の計測装置を搭載して、地形をレーザー測量することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、ラジオコントロールの無人ヘリコプターの機体にレーザースキャナを着脱自在に取り付ける機体連結フレームに、縦方向の振動を吸収・減衰するインシュレータを設置し、インシュレータを上方から圧縮する方向となるように搭載物支持フレームを取り付けた構成が開示されている。これにより、測量用の計測機器に対する飛行中における振動を低減し、計測データの精度を向上させるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２４８８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、このようなレーザースキャナを搭載した無人ラジコンヘリでは、レーザースキャナのメンテナンス作業を行う際に、無人ラジコンヘリからレーザースキャナを取り外す必要がある。そして、メンテナンス作業が完了した後、再び無人ラジコンヘリに取り付けるようにしている。

【0006】

具体的に、特許文献１の発明では、機体連結フレームの略テーパー状の挿入部を、無人ラジコンヘリの機体側の取付枠に形成されている係止孔に挿入することによって、防振懸架装置全体を取付枠に対して位置決めしている。そして、この状態を保持しながら、蝶ネジのネジを、取付枠のネジ孔にねじ込んだ後、さらに機体連結フレームの横側のネジ孔にネジ留めしている。

【0007】

しかしながら、特許文献１の発明の構成では、機体連結フレームの挿入部を取付枠の係止孔に挿入した後、防振懸架装置全体を作業者が水平姿勢に保持した状態で、蝶ネジのねじ込み作業を行う必要がある。特に、防振懸架装置の重量が重い場合には、作業者一人で防振懸架装置を支え切れないため、複数の作業者で取り付け及び取り外し作業を行う必要があり、作業工数がかかってしまうという問題がある。

【0008】

同様に、レーザー機器等の計測装置を防振懸架装置の取付プレートに取り付け、取り外しする場合にも、作業者が水平姿勢に保持した状態で、ネジのねじ込み作業を行う必要があり、作業工数がかかってしまうという問題がある。

【0009】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、飛行ユニットに測量ユニットを取り付ける際の位置決め作業を容易に行うことができるようにする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、複数のロータユニットが設けられた飛行ユニットと、該飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えた無人飛行体を対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0011】

すなわち、第１の発明は、前記測量ユニットは、測量用の計測装置と、該計測装置を支持する支持機構を有し、
前記支持機構には、垂直方向に対して所定角度傾斜した当接面を有する測量側ブラケットが設けられ、
前記飛行ユニットには、前記測量側ブラケットの当接面に対応する当接面を有する飛行側ブラケットが設けられ、
前記測量側ブラケットと前記飛行側ブラケットとは、互いの当接面同士が当接した状態で着脱可能に連結され、
前記支持機構は、互いに間隔をあけて配設されて前記計測装置を支持する一対の支持フレームと、該一対の支持フレームの両端側に配設されて該支持フレーム同士を連結する一対の連結フレームとを有し、
前記測量側ブラケットが、前記一対の連結フレームに設けられていることを特徴とするものである。

【0012】

第１の発明では、飛行側ブラケットと測量側ブラケットとは、垂直方向に対して傾斜した当接面同士を当接させた状態で、互いに連結されている。

【0013】

このような構成とすれば、飛行ユニットと測量ユニットとを連結させるのにあたって、飛行ユニットを持ち上げた後、測量側ブラケットの当接面の傾斜に沿って、飛行側ブラケットの当接面を移動させて測量側ブラケットに載置させるだけで、飛行ユニットと測量ユニットとの横方向の位置決めを容易に行うことができる。

【0014】

また、飛行ユニットから測量ユニットに向かう振動を、当接面の傾斜方向に分散させることができ、振動を抑えることができる。

【0015】

具体的に、飛行側ブラケット及び測量側ブラケットが垂直方向に延びていた場合には、互いに当接面同士を当接させると、ブラケットの厚み方向、つまり、横方向に激しく振動して横揺れが大きくなる。一方、飛行側ブラケット及び測量側ブラケットが水平方向に延びていた場合には、互いに当接面同士を当接させると、ブラケットの厚み方向、つまり、縦方向に激しく振動して縦揺れが大きくなってしまう。これに対し、本発明では、このような不具合を解消することができる。

【0016】

また、支持機構が、一対の支持フレームと一対の連結フレームとで構成されているので、飛行ユニットから計測装置に伝達される振動が、一対の連結フレーム及び一対の支持フレームを介することになるので、計測装置への振動伝達が抑制される。

【0017】

第２の発明は、複数のロータユニットが設けられた飛行ユニットと、該飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えた無人飛行体を対象とし、
前記測量ユニットは、測量用の計測装置と、該計測装置を支持する支持機構を有し、
前記支持機構には、垂直方向に対して所定角度傾斜した当接面を有する測量側ブラケットが設けられ、
前記飛行ユニットには、前記測量側ブラケットの当接面に対応する当接面を有する飛行側ブラケットが設けられ、
前記測量側ブラケットと前記飛行側ブラケットとは、互いの当接面同士が当接した状態で着脱可能に連結され、
前記飛行ユニットには、該飛行ユニットの機体を所定の高さ位置に支持する飛行側支持脚が設けられ、
前記測量ユニットには、前記飛行ユニットから取り外された該測量ユニットの前記計測装置を所定の高さ位置に支持する測量側支持脚が設けられていることを特徴とするものである。

【0018】

第２の発明では、飛行ユニットには飛行側支持脚が設けられ、測量ユニットには測量側支持脚が設けられる。これにより、飛行ユニットと測量ユニットとを分離させてそれぞれ地面に置いたときでも、飛行ユニットの機体と、測量ユニットの計測装置とが、地面に直接触れることがない。

【0019】

第３の発明は、第２の発明において、
前記飛行側支持脚の下端部と前記測量側支持脚の下端部とは、前記飛行ユニットに前記測量ユニットが取り付けられた状態で同一平面上に位置していることを特徴とするものである。

【0020】

第３の発明では、飛行ユニットに測量ユニットを取り付けた状態で、例えば、地面に置くと、飛行側支持脚の下端部と測量側支持脚の下端部がそれぞれ地面に設置されることとなる。これにより、無人飛行体を地上で待機させている間に、飛行側支持脚及び測量側支持脚で無人飛行体の荷重を分散して支持するとともに、無人飛行体の姿勢を安定させることができる。

【0021】

第４の発明は、複数のロータユニットが設けられた飛行ユニットと、該飛行ユニットに着脱可能に取り付けられた測量ユニットとを備えた無人飛行体を対象とし、
前記測量ユニットは、測量用の計測装置と、該計測装置を支持する支持機構を有し、
前記支持機構には、垂直方向に対して所定角度傾斜した当接面を有する測量側ブラケットが設けられ、
前記飛行ユニットには、前記測量側ブラケットの当接面に対応する当接面を有する飛行側ブラケットが設けられ、
前記測量側ブラケットと前記飛行側ブラケットとは、互いの当接面同士が当接した状態で着脱可能に連結され、
前記測量ユニットの上部には、該測量ユニットの動作制御を行うコントロールボックスが取り付けられ、
前記飛行ユニットの機体の下部には、互いに間隔をあけて配設されて前記飛行側ブラケットが設けられた一対の下部フレームが取り付けられ、
前記コントロールボックスの上下には、前記飛行ユニットの機体と前記測量ユニットとが位置し、且つ、該コントロールボックスの側方には、前記一対の下部フレームが位置するように、該飛行ユニットと該測量ユニットとが取り付けられていることを特徴とするものである。

【0022】

第４の発明では、レーザスキャナ等の計測装置の制御を行うコントロールボックスが、飛行ユニットの機体、測量ユニット、及び一対の下部フレームに囲まれて保護されるので、コントロールボックスが損傷を受けにくくなる。

【0023】

第５の発明は、第１乃至第４の発明のうち何れか１つにおいて、
前記飛行ユニットには、該飛行ユニットの位置情報を取得するための第１ＧＰＳ受信機が設けられ、
前記測量ユニットには、該測量ユニットの位置情報を取得するための第２ＧＰＳ受信機が設けられ、
前記計測装置は、レーザースキャナで構成され、
前記第２ＧＰＳ受信機は、前記第１ＧＰＳ受信機よりも高精度であることを特徴とするものである。

【0024】

第５の発明では、第２ＧＰＳ受信機で、レーザー計測装置で測定した位置情報を入手し、その位置でのレーザー式計測装置の測定情報のデータとして残し、第１ＧＰＳ受信機では、飛行ユニットの位置情報を入手して、飛行ユニットの位置を補正するようにする。したがって、第２ＧＰＳ受信機が、第１ＧＰＳ受信機より精度の高い位置情報を検出することで、レーザー式計測装置の測定情報の位置情報をより高精度で得られる。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、飛行ユニットと測量ユニットとを連結させるのにあたって、飛行ユニットを持ち上げた後、測量側ブラケットの当接面の傾斜に沿って、飛行側ブラケットの当接面を移動させて測量側ブラケットに載置させるだけで、飛行ユニットと測量ユニットとの横方向の位置決めを容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本実施形態に係る無人飛行体の構成を示す正面図である。

【図2】図１のＡ矢視図である。

【図3】飛行ユニットと測量ユニットとを分離させた状態を示す正面図である。

【図4】飛行側ブラケットと測量側ブラケットとを当接させる前の状態を示す斜視図である。

【図5】飛行側ブラケットと測量側ブラケットとを当接させた状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0028】

図１に示すように、無人飛行体１０は、飛行ユニット２０と、飛行ユニット２０に着脱可能に取り付けられた測量ユニット３０とを備えている。飛行ユニット２０は、機体２１と、機体２１に揚力及び推力を発生させる複数のロータユニット２５とを有する。

【0029】

機体２１には、径方向外方に向かって放射状に延びる４本のパイプ状のロータアーム２２が設けられている（図１では２本のみ図示）。ロータアーム２２の先端部には、ロータユニット２５が取り付けられている。ロータユニット２５は、プロペラ２６と、プロペラ２６を回転させるロータモータ２７とを有する。ロータユニット２５は、４本のロータアーム２２の先端部において上下方向に離れて２つずつ、合計８つ設けられている（図１では４つのみ図示）。

【0030】

８つのロータユニット２５は、ロータモータ２７の回転数を略同一とすることで、無人飛行体１０を上昇させる揚力を発生させ、機体２１を水平姿勢に維持することができる。また、８つのロータユニット２５のうち前後又は左右のロータモータ２７の回転数を変えて機体２１を傾けることで、機体２１を前後又は左右に移動する推力を発生させることができる。

【0031】

なお、本実施形態では、４本のロータアーム２２の先端部に８つのロータユニット２５を取り付けた構成について説明したが、ロータアーム２２の本数及びロータユニット２５の個数については、特に限定するものではない。例えば、６本のロータアーム２２の先端部に６つのロータユニット２５を取り付けた構成であってもよい。ロータアーム２２には、第１ＧＰＳ受信機２９が取り付けられている。第１ＧＰＳ受信機２９は、ＧＰＳ衛星から位置情報を受信して、図示しない制御部に送信する。

【0032】

機体２１の上部には、飛行ユニット２０用のバッテリー１１が搭載されている。機体２１の下部には、図１で左右方向に間隔をあけて一対の下部フレーム２３が設けられている。下部フレーム２３は、図１で紙面奥行方向に延びるパイプ状の部材で構成されている。

【0033】

１つのロータアーム２２には、第１ＧＰＳ受信機２９が取り付けられている。機体２１には、飛行ユニット２０用の図示しない電子コンパス、ジャイロセンサ、制御部等が設けられており、制御部は、各種センサからの出力に基づいてロータユニット２５の動作を制御する。第１ＧＰＳ受信機２９で得られた位置情報に基づいて、無人飛行体１０の飛行位置を補正するようになっている。

【0034】

一対の下部フレーム２３の両端部には、下方に延びる４本の飛行側支持脚２８がそれぞれ取り付けられている。飛行側支持脚２８は、機体２１を所定の高さ位置に支持しており、無人飛行体１０が地上で待機しているときに機体２１が地面に触れないようにしている。

【0035】

また、一対の下部フレーム２３の両端側で且つ飛行側支持脚２８よりも内側には、４つの飛行側ブラケット４５が設けられている。飛行側ブラケット４５は、測量ユニット３０の後述する測量側ブラケット４６に対して着脱可能に連結される。なお、飛行側ブラケット４５の詳細については後述する。

【0036】

図２にも示すように、測量ユニット３０は、レーザー式計測装置である測量用のレーザースキャナ３１（計測装置）と、一対の支持フレーム３２と、一対の支持フレーム３２同士を連結する一対の連結フレーム３３とを有する。一対の支持フレーム３２及び一対の連結フレーム３３は、レーザースキャナ３１を支持する支持機構を構成している。

【0037】

レーザースキャナ３１は、地上に向かってレーザー光を照射することで、地形の三次元データをレーザー計測するものである。レーザースキャナ３１には、加速度センサや電子コンパスを有する慣性計測装置３４（ＩＭＵ）が取り付けられている。

【0038】

また、測量ユニット３０には、測量ユニット３０用の第２ＧＰＳ受信機３５が設けられている。第２ＧＰＳ受信機３５は、一対の支持フレーム３２の上部に跨がって取り付けられた載置板３５ａから立設する支柱３５ｂによって、飛行ユニット２０よりも上方位置に支持されている。載置板３５ａは、後述する第１プレート４１と同じ剛性を有するカーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で構成されている。

【0039】

このように、レーザースキャナ３１、慣性計測装置３４、及び第２ＧＰＳ受信機３５を測量ユニット３０に搭載させたことで、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを分離させた場合でも、その位置関係が変わることはない。つまり、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを着脱させるたびに、レーザースキャナ３１、慣性計測装置３４、及び第２ＧＰＳ受信機３５の位置調整を行う必要が無い。

【0040】

特に、レーザースキャナ３１で測定した測定情報を、第２ＧＰＳ受信機３５で入手した位置情報と関連付けたデータとして残し、第１ＧＰＳ受信機２９では、無人飛行体１０の位置情報を入手して、無人飛行体１０の位置を補正するようにする。このように、第１ＧＰＳ受信機２９と第２ＧＰＳ受信機３５との位置情報を使い分けている。使い分けている理由は以下の通りである。

【0041】

第２ＧＰＳ受信機３５では、精度が高いほど、レーザースキャナ３１で測定した測定情報の位置を高精度に示すことができるので、高精度にすることが好ましい。そして、この第２ＧＰＳ受信機３５の高精度の位置情報に基づいて、微々たる位置の差異を補正すると、無人飛行体１０の位置が安定せずに微細な動きを繰り返し、その結果、振動や誤作動を引き起こす可能性が高くなる。そのために、第２ＧＰＳ受信機３５の位置情報に基づいては、無人飛行体１０の位置を補正しないで、第１ＧＰＳ受信機２９の位置情報に基づいて、位置補正をするようになっている。この場合に、無人飛行体１０の第１ＧＰＳ受信機２９の位置情報は、第２ＧＰＳ受信機３５の位置情報よりも、測定精度を緩和して微細な補正をしないで済むようにしている。その結果、第２ＧＰＳ受信機３５が、第１ＧＰＳ受信機２９に比較して高精度の位置情報を検出するようになっている。

【0042】

レーザースキャナ３１の側部には、２つのカメラ３６が取り付けられている。カメラ３６は、斜め下方を撮影可能な姿勢で、レーザースキャナ３１に取り付けられている。

【0043】

一対の支持フレーム３２は、パイプ状の部材で構成され、図２で左右方向に間隔をあけて配設されている。一対の支持フレーム３２の下部には、繊維強化樹脂材（ＦＲＰ）で構成された第１プレート４１が配設されている。具体的には、第１プレート４１には、カーボン繊維が含まれているＦＲＰ、すなわち、カーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられている。特に、ＣＦＲＰは、軽量で高剛性であり、且つ振動減衰性が高いので、第１プレート４１として、好適な複合材である。

【0044】

第１プレート４１は、支持フレーム３２を挟み込むクランプ部材４３を介して、支持フレーム３２に取り付けられている。第１プレート４１の下面には、レーザースキャナ３１が取り付けられている。これにより、レーザースキャナ３１と支持フレーム３２との間に、防振部材としての第１プレート４１が介在された状態となる。

【0045】

一対の支持フレーム３２には、下方に延びる４本の測量側支持脚３８がそれぞれ取り付けられている。測量側支持脚３８は、レーザースキャナ３１を所定の高さ位置に支持しており、測量ユニット３０が飛行ユニット２０から取り外されて地上に置かれた場合でも、レーザースキャナ３１が地面に触れないようにしている。

【0046】

ここで、飛行側支持脚２８の下端部と測量側支持脚３８の下端部とは、飛行ユニット２０に測量ユニット３０が取り付けられた状態で同一平面上に位置している。つまり、無人飛行体１０を地面に置いたときに、４本の飛行側支持脚２８と、４本の測量側支持脚３８とが、全て地面に設置されることとなる。

【0047】

これにより、無人飛行体１０を地上で待機させている間に、飛行側支持脚２８及び測量側支持脚３８で無人飛行体１０の荷重を分散して支持するとともに、無人飛行体１０の姿勢を安定させることができる。

【0048】

また、後述するように、レーザースキャナ３１やパーソナルコンピュータ１４が、飛行側支持脚２８及び測量側支持脚３８で囲まれているので、不慮の事故等で比較的大きな障害物に衝突した場合でも、これらの飛行側支持脚２８及び測量側支持脚３８が折れ曲がったりすることで、レーザースキャナ３１やパーソナルコンピュータ１４への衝突時の衝撃を緩和することができる。

【0049】

一対の支持フレーム３２の上部には、測量ユニット３０用のコントロールボックス１２と、バッテリー１３とが搭載されている。一対の支持フレーム３２の下部には、レーザースキャナ３１に並んでパーソナルコンピュータ１４が配設されている。コントロールボックス１２は、レーザースキャナ３１やカメラ３６の動作制御を行う。

【0050】

コントロールボックス１２は、上側に飛行ユニット２０の機体２１が配置され、下側に測量ユニット３０のレーザースキャナ３１が配置され、側方には、測量ユニット３０の支持フレーム３２や連結フレーム３３、飛行ユニット２０の下部フレーム２３が配置されることで、外部からの損傷を受けないように保護される位置に配置されている。

【0051】

パーソナルコンピュータ１４は、レーザースキャナ３１やカメラ３６で取得したデータを記録して処理する。なお、レーザースキャナ３１で得られる情報量が多いので、一旦、パーソナルコンピュータ１４のメモリー（図示せず）に記憶させて、後から取り出すようにしているが、多量な情報でも、無線で送信できるようになれば、パーソナルコンピュータ１４に蓄積せずに、直接送るようにしても良い。

【0052】

一対の連結フレーム３３は、一対の支持フレーム３２の両端側に配設されるとともに、一対の支持フレーム３２に跨がるように、図２で左右方向に延びている。連結フレーム３３と支持フレーム３２との間には、繊維強化樹脂材（ＦＲＰ）で構成された第２プレート４２が配設されている。具体的には、第２プレート４２には、カーボン繊維が含まれているＦＲＰ、すなわち、カーボン繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）が用いられている。特に、ＣＦＲＰは、軽量で高剛性であり、且つ振動減衰性が高いので、第２プレート４２として、好適な複合材である。

【0053】

第２プレート４２は、支持フレーム３２を挟み込むクランプ部材４３を介して支持フレーム３２に取り付けられる一方、連結フレーム３３を挟み込むクランプ部材４３を介して連結フレーム３３に取り付けられている。これにより、支持フレーム３２と連結フレーム３３との間に、防振部材としての第２プレート４２が介在された状態となる。

【0054】

ここで、第１プレート４１と第２プレート４２とは、互いに剛性が異なり、固有振動数が異なる繊維強化樹脂材で構成されている。具体的に、第１プレート４１と第２プレート４２とは、封入する繊維の量や、繊維の編み込みパターンを変えることによって、互いに振動特性が異なるように、剛性が異なるものとすることができる。

【0055】

第１プレート４１と第２プレートとは、振動特性が異なるように剛性を変えているので、飛行ユニット２０からレーザースキャナ３１に向かう振動は、第１プレート４１と第２プレート４２とで減衰されて、お互いが共振して振動が増幅するのを抑えて、レーザースキャナ３１の振動が抑制でき、計測データの精度を向上させることができる。

【0056】

本実施形態では、第２プレート４２の方を、第１プレート４１よりも剛性が高くなるように設定している。つまり、第２プレート４２の方が、第１プレート４１よりも固有振動数が高くなっている。なお、曲げ強度については、第１プレート４１と第２プレート４２とで略同等とするために、第１プレート４１の板厚を第２プレート４２の板厚よりも厚くしている。

【0057】

また、封入する繊維の量や、繊維の編み込みパターンを変えることによって、振動特性の周波数領域を任意に設定できるので、レーザースキャナ３１の振動特性や装置全体の振動特性に応じて、第１プレート４１及び第２プレート４２の振動特性を選定することができ、レーザースキャナ３１の振動を抑制できる。

【0058】

一対の連結フレーム３３の両端部には、４つの測量側ブラケット４６が設けられている。飛行ユニット２０と測量ユニット３０とは、飛行側ブラケット４５と測量側ブラケット４６とを着脱可能に連結することで、互いに連結されている。以下、飛行側ブラケット４５及び測量側ブラケット４６の構成について説明する。

【0059】

図３及び図４に示すように、無人飛行体１０は、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを分離可能な構成となっている。これにより、無人飛行体１０を測量現場に搬送する際に分離して持ち運びやすく、また、レーザースキャナ３１が故障した場合でも、測量ユニット３０のみをメンテナンスできるようになっている。

【0060】

測量ユニット３０の連結フレーム３３には、垂直方向に対して所定角度傾斜した当接面を有する測量側ブラケット４６が設けられている。飛行ユニット２０の下部フレーム２３には、測量側ブラケット４６の当接面に対応する当接面を有する飛行側ブラケット４５が設けられている。

【0061】

測量側ブラケット４６は、垂直方向に対して所定角度傾斜した姿勢で連結フレーム３３に取り付けられた傾斜板４６ａと、傾斜板４６ａの上面に積層されて当接面を形成する当接板４６ｂとを有する。測量側ブラケット４６には、板厚方向に貫通する貫通孔４６ｃが形成されている。

【0062】

傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂは、測量ユニット３０の内方側に向かって斜め下方に傾斜している。傾斜板４６ａは、連結フレーム３３を挟み込むクランプ部材４３を介して、連結フレーム３３に取り付けられている。

【0063】

傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂは、互いに剛性が異なり、固有振動数が異なる繊維強化樹脂材で構成されている。傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂは、図示しない締結ボルト及び締結ナットで共締めしたり、接着剤で接着することにより、積層された状態で固定されている。

【0064】

飛行側ブラケット４５も同様に、垂直方向に対して所定角度傾斜した姿勢で下部フレーム２３に取り付けられた傾斜板４５ａと、傾斜板４５ａの下面に積層されて測量側ブラケット４６の当接面に対応する当接面を形成する当接板４５ｂとを有する。傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂは、飛行ユニット２０の内方側に向かって斜め下方に傾斜している。

【0065】

飛行側ブラケット４５には、板厚方向に貫通する貫通孔４５ｃが形成されている。傾斜板４５ａは、下部フレーム２３を挟み込むクランプ部材４３を介して、下部フレーム２３に取り付けられている。

【0066】

傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂは、互いに剛性が異なり、固有振動数が異なる繊維強化樹脂材で構成されている。傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂは、図示しない締結ボルト及び締結ナットで共締めしたり、接着剤で接着することにより、積層された状態で固定されている。

【0067】

そして、図５に示すように、測量側ブラケット４６と飛行側ブラケット４５とは、互いの当接面同士を当接させた状態で、締結ボルト４７の軸部を測量側ブラケット４６の貫通孔４６ｃ及び飛行側ブラケット４５の貫通孔４５ｃに挿通させ、締結ボルト４７及び締結ナット４８で共締めすることにより、互いに着脱可能に連結されている。

【0068】

なお、測量側ブラケット４６又は飛行側ブラケット４５のどちらか一方のみを、剛性の異なる傾斜板と当接板とを積層させた構成としてもよい。

【0069】

以上のように、本実施形態に係る無人飛行体１０によれば、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを連結させるのにあたって、飛行ユニット２０を持ち上げた後、測量側ブラケット４６の当接面の傾斜に沿って、飛行側ブラケット４５の当接面を移動させて測量側ブラケット４６に載置させるだけで、飛行ユニット２０と測量ユニット３０との横方向の位置決めを容易に行うことができる。

【0070】

また、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを分離する場合には、締結ボルト４７及び締結ナット４８の螺合を解除して、締結ボルト４７及び締結ナット４８を外すことで、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを分離できる状態になる。このときに、締結ボルト４７及び締結ナット４８を外しても、測量側ブラケット４６の当接面と飛行側ブラケット４５の当接面同士が当接させた状態であり、且つ飛行ユニット２０が飛行側支持脚２８で、測量ユニット３０が測量側支持脚３８で支えられているので、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを別途支える必要は無く、分離作業が簡単に行える。すなわち、この状態で、飛行ユニット２０を持ち上げれば、お互いを分離できるので、作業が容易である。また、このときに、測量ユニット３０を持って動かさなくても良いので、レーザースキャナ３１の損傷、位置情報の誤差も、生じにくい。

【0071】

また、複数のロータユニット２５の駆動によって飛行ユニット２０側で生じた振動が、測量ユニット３０のレーザースキャナ３１に向かう際に、まず、第２プレート４２で減衰された後、剛性の異なる第１プレート４１においても減衰されることとなる。これにより、レーザースキャナ３１が共振するのを抑えて、計測データの精度を向上させることができる。

【0072】

すなわち、第１プレート４１と第２プレート４２とで、振動特性が異なるように剛性を変えているので、飛行ユニット２０からレーザースキャナ３１に向かう振動は、第１プレート４１と第２プレート４２との高い減衰能で減衰され、且つ共振による振動増幅が抑制されて、レーザースキャナ３１への振動伝達が抑制でき、計測データの精度を向上させることができる。

【0073】

なお、本実施形態では、測量側ブラケット４６の傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂを測量ユニット３０の内方側に向かって斜め下方に傾斜させ、飛行側ブラケット４５の傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂを飛行ユニット２０の内方側に向かって斜め下方に傾斜させているが、この形態に限定するものではない。例えば、測量側ブラケット４６の傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂを測量ユニット３０の外方側に向かって斜め下方に傾斜させ、飛行側ブラケット４５の傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂを飛行ユニット２０の外方側に向かって斜め下方に傾斜させた構成であってもよい。

【0074】

また、飛行ユニット２０から測量ユニット３０に向かう振動を、飛行側ブラケット４５及び測量側ブラケット４６の当接面の傾斜方向に分散させることができ、振動を抑えることができる。そして、飛行ユニット２０と測量ユニット３０とを連結させるのにあたって、測量側ブラケット４６の当接面の傾斜に沿って、飛行側ブラケット４５の当接面を移動させるだけで、飛行ユニット２０と測量ユニット３０との横方向の位置決めを容易に行うことができる。

【0075】

また、飛行側ブラケット４５を、剛性の異なる傾斜板４５ａ及び当接板４５ｂを積層させた構成とするとともに、測量側ブラケット４６を、剛性の異なる傾斜板４６ａ及び当接板４６ｂを積層させた構成とすることで、飛行ユニット２０から測量ユニット３０に向かう振動を、繊維強化樹脂製の傾斜板４５ａ，４６ａ及び当接板４５ｂ，４６ｂにおいても減衰させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0076】

以上説明したように、本発明は、飛行ユニットに測量ユニットを取り付ける際の位置決め作業を容易に行うことができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

【符号の説明】

【0077】

１０ 無人飛行体
１２ コントロールボックス
２０ 飛行ユニット
２５ ロータユニット
２９ 第１ＧＰＳ受信機
２８ 飛行側支持脚
３０ 測量ユニット
３１ レーザースキャナ（計測装置）
３２ 支持フレーム（支持機構）
３３ 連結フレーム（支持機構）
３５ 第２ＧＰＳ受信機
３８ 測量側支持脚
４５ 飛行側ブラケット
４６ 測量側ブラケット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】