特許 6817890 マルチコプタ

(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】6817890

(24)【登録日】2021年1月4日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】マルチコプタ

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/222 20060101AFI20210107BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20210107BHJP

   B64C 27/08 20060101ALI20210107BHJP

   B64C 17/02 20060101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/222 100

   B64C39/02

   B64C27/08

   B64C17/02

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-92628(P2017-92628)

(22)【出願日】2017年5月8日

(65)【公開番号】特開2018-191156(P2018-191156A)

(43)【公開日】2018年11月29日

【審査請求日】2020年2月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000101732

【氏名又は名称】アルパイン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099748

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 克志

(74)【代理人】

【識別番号】100103171

【弁理士】

【氏名又は名称】雨貝 正彦

(74)【代理人】

【識別番号】100105784

【弁理士】

【氏名又は名称】橘 和之

(74)【代理人】

【識別番号】100098497

【弁理士】

【氏名又は名称】片寄 恭三

(72)【発明者】

【氏名】瀧澤 正人

【審査官】 吉川 康男

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−２０５９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／０２６４２３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１８−５０７８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４５０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０３９３５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０２２０６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２２２

Ｂ６４Ｃ １７／０２

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カメラを搭載したマルチコプタであって、
前記カメラを支持する支持部を備えた、当該支持部の向きが可変なジンバルと、
移動可能なウエイトを備えたバランス調整ユニットと、
前記ジンバルの前記支持部の向きの可変範囲内の前記支持部の向きの各々に対して前記ウエイトの位置を登録したバランステーブルと、
遠隔操作に応答して前記ジンバルの前記支持部の向きを変更するジンバル制御部と、
前記ジンバルの前記支持部の向きの変更時に、変更後の前記支持部の向きに対してバランステーブルに登録されている位置にバランス調整ユニットのウエイトを移動するバランス制御部と、
当該マルチコプタをホバリングさせた状態で、前記ジンバルの前記支持部の各向きについて、当該向きに前記ジンバルの前記支持部の向きを設定し、マルチコプタの各回転翼の出力量の差が所定レベル以下となるウエイトの位置を当該ウエイトの位置を変更しながら算定し、算定したウエイトの位置を当該向きに対して前記バランステーブルに登録するバランステーブル作成手段とを有することを特徴とするマルチコプタ。

【請求項2】

ズームレンズを備えたカメラを搭載したマルチコプタであって、
移動可能なウエイトを備えたバランス調整ユニットと、
前記ズームレンズの焦点距離の可変範囲内の焦点距離の各々に対して前記ウエイトの位置を登録したバランステーブルと、
遠隔操作に応答して前記カメラの前記ズームレンズの焦点距離を変更するカメラ制御部と、
前記ズームレンズの焦点距離の変更時に、変更後のズームレンズの焦点距離に対してバランステーブルに登録されている位置にバランス調整ユニットのウエイトを移動するバランス制御部と、
当該マルチコプタをホバリングさせた状態で、前記ズームレンズの焦点距離の可変範囲内の各焦点距離について、当該焦点距離に前記ズームレンズの焦点距離を設定し、マルチコプタの各回転翼の出力量の差が所定レベル以下となるウエイトの位置を当該ウエイトの位置を変更しながら算定し、算定したウエイトの位置を当該焦点距離に対して前記バランステーブルに登録するバランステーブル作成手段とを有することを特徴とするマルチコプタ。

【請求項3】

請求項１または２記載のマルチコプタであって、
当該マルチコプタの回転翼の数と同数の、各々回転翼と１対１に対応する前記バランス調整ユニットを備え、
各バランス調整ユニットの前記ウエイトは、対応する回転翼の中心とマルチコプタの中心とを結ぶ線上で移動可能であることを特徴とするマルチコプタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カメラを搭載したマルチコプタに関するものである。

【背景技術】

【0002】

カメラを搭載したマルチコプタとしては、カメラを支持する支持部を備えると共に当該支持部を回転移動することによりカメラの撮影方向の調整や安定化を行うジンバル（雲台）を下部に連結した、無人運転型のマルチコプタが知られている（たとえば、特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６-２０５９５０号公報

【特許文献1】特開２０１６-１７１４７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

カメラやジンバルを搭載したマルチコプタにおいては、カメラのズームの焦点距離（画角）の変更に伴うカメラの鏡筒の移動や、ジンバルカメラのカメラの支持部の回転移動によって、マルチコプタ全体の重心の位置が変動する。

【0005】

そして、このような重心の位置の変動は、マルチコプタの不安定化を招くと共に、マルチコプタの安定化のために、電力等の動力源の消費の増加を招く。
そこで、本発明は、カメラを搭載したマルチコプタの重心位置の変動による不安定化を抑制することを課題とする

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題達成のために本発明はカメラを搭載したマルチコプタに、前記カメラを支持する支持部を備えた、当該支持部の向きが可変なジンバルと、移動可能なウエイトを備えたバランス調整ユニットと、遠隔操作に応答して前記ジンバルの前記支持部の向きを変更するジンバル制御部と、前記ジンバルの前記支持部の向きの変更時に、当該変更に伴ってマルチコプタの重心の位置が変動しないように、前記バランス調整ユニットのウエイトを移動するバランス制御部とを備えたものである。

【0007】

このようなマルチコプタによれば、ジンバルのカメラを支持する支持部の向きの変更に伴うマルチコプタの重心位置の変動を、バランス調整ユニットのウエイトの移動により相殺することができ、マルチコプタの安定化が実現される。

【0008】

また、前記課題達成のために、本発明は、カメラを搭載したマルチコプタに、前記カメラを支持する支持部を備えた、当該支持部の向きが可変なジンバルと、移動可能なウエイトを備えたバランス調整ユニットと、前記ジンバルの前記支持部の向きの可変範囲内の前記支持部の向きの各々に対して前記ウエイトの位置を登録したバランステーブルと、遠隔操作に応答して前記ジンバルの前記支持部の向きを変更するジンバル制御部と、前記ジンバルの前記支持部の向きの変更時に、変更後の前記支持部の向きに対してバランステーブルに登録されている位置にバランス調整ユニットのウエイトを移動するバランス制御部とを備えたものである。

【0009】

このようなマルチコプタによれば、バランステーブルを適切に設定することにより、ジンバルのカメラを支持する支持部の向きの変更に伴うマルチコプタのバランスの変化を、バランス調整ユニットのウエイトの移動により相殺することができ、マルチコプタの安定化が実現される。

【0010】

すなわち、より具体的には、たとえば、このようなマルチコプタは、前記バランステーブルに、前記バランステーブルに、前記ジンバルの前記支持部の向きの各々に対して、前記ジンバルの前記支持部の向きが当該向きであるときに、前記ジンバルの向きによらずに当該マルチコプタのバランスを一定のバランスに保つために配置すべきウエイトの位置を登録すれば、ジンバルのカメラを支持する支持部の向きの変更の影響をウエイトの移動によって相殺することができる。

【0011】

または、たとえば、マルチコプタに、当該マルチコプタをホバリングさせた状態で、前記ジンバルの前記支持部の各向きについて、当該向きに前記ジンバルの前記支持部の向きを設定し、マルチコプタの各回転翼の出力量の差が所定レベル以下となるウエイトの位置を当該ウエイトの位置を変更しながら算定し、算定したウエイトの位置を当該向きに対して前記バランステーブルに登録するバランステーブル作成手段を設けることにより、ジンバルのカメラを支持する支持部の向きの変更の影響をウエイトの移動によって相殺することができる。

【0012】

また、前記課題達成のために、本発明は、ズームレンズを備えたカメラを搭載したマルチコプタに、移動可能なウエイトを備えたバランス調整ユニットと、遠隔操作に応答して前記カメラの前記ズームレンズの焦点距離を変更するカメラ制御部と、前記ズームレンズの焦点距離の変更時に、当該変更に伴ってマルチコプタの重心の位置が変動しないように、前記バランス調整ユニットのウエイトを移動するバランス制御部とを備えたものである。

【0013】

このようなマルチコプタによれば、カメラのズームレンズの焦点距離の変更に伴うマルチコプタの重心位置の変動を、バランス調整ユニットのウエイトの移動により相殺することができ、マルチコプタの安定化が実現される。

【0014】

また、前記課題達成のために、本発明は、ズームレンズを備えたカメラを搭載したマルチコプタに、移動可能なウエイトを備えたバランス調整ユニットと、前記ズームレンズの焦点距離の可変範囲内の焦点距離の各々に対して前記ウエイトの位置を登録したバランステーブルと、遠隔操作に応答して前記カメラの前記ズームレンズの焦点距離を変更するカメラ制御部と、前記ズームレンズの焦点距離の変更時に、変更後のズームレンズの焦点距離に対してバランステーブルに登録されている位置にバランス調整ユニットのウエイトを移動するバランス制御部とを備えたものである。

【0015】

このようなマルチコプタによれば、バランステーブルを適切に設定することにより、ズームレンズの焦点距離の変更に伴うマルチコプタのバランスの変化を、バランス調整ユニットのウエイトの移動により相殺することができ、マルチコプタの安定化が実現される。

【0016】

すなわち、より具体的には、たとえば、このようなマルチコプタは、前記バランステーブルに、前記ズームレンズの焦点距離の可変範囲内の焦点距離の各々に対して、前記カメラのズームレンズの焦点距離が当該焦点距離であるときに、前記カメラのズームレンズの焦点距離によらずに当該マルチコプタのバランスを一定のバランスに保つために配置すべきウエイトの位置を登録すれば、ズームレンズの焦点距離の変更の影響をウエイトの移動によって相殺することができる。

【0017】

または、たとえば、マルチコプタに、当該マルチコプタをホバリングさせた状態で、前記ズームレンズの焦点距離の可変範囲内の各焦点距離について、当該焦点距離に前記ズームレンズの焦点距離を設定し、マルチコプタの各回転翼の出力量の差が所定レベル以下となるウエイトの位置を当該ウエイトの位置を変更しながら算定し、算定したウエイトの位置を当該焦点距離に対して前記バランステーブルに登録するバランステーブル作成手段を設ければ、ズームレンズの焦点距離の変更の影響をウエイトの移動によって相殺することができる。

【0018】

ここで、以上のマルチコプタには、当該マルチコプタの回転翼の数と同数の、各々回転翼と１対１に対応する前記バランス制御ユニットを設け、各バランス制御ユニットの前記ウエイトを、対応する回転翼の中心とマルチコプタの中心とを結ぶ線上で移動可能なものとするようにしてもよい。

【発明の効果】

【0019】

以上のように、本発明によれば、カメラを搭載したマルチコプタの重心位置の変動による不安定化を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の実施形態に係るマルチコプタシステムの構成を示す図である。

【図2】本発明の実施形態に係るマルチコプタの重心調整機構を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係るマルチコプタの制御系の構成を示す図である。

【図4】本発明の実施形態に係るバランステーブルを示す図である。

【図5】本発明の実施形態に係るキャリブレーション処理を示すフローチャートである。

【図6】本発明の実施形態に係るバランス制御処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係るマルチコプタシステムの構成を示す。
図示するように、マルチコプタシステムは、４回転翼のマルチコプタ１と、マルチコプタ１の下部に連結されたジンバル２と、ジンバル２に支持されたカメラ３と、プロポやGCS（Ground Control Station）などと呼称される、マルチコプタ１やジンバル２やカメラ３の無線遠隔操操作を行う操作装置４とを備えている。

【0022】

ここで、ジンバル２は、マルチコプタ１が正立した姿勢における垂直方向を軸としてマルチコプタ１に対して回転可能なパン用アーム２１と、マルチコプタ１が正立した姿勢における水平方向を軸としてマルチコプタ１に対して回転可能なカメラ支持台２２を備えており、カメラ支持台２２にはカメラ３が固定される。

【0023】

そして、このような構成において、ジンバル２は、パン用アーム２１の回転によってカメラ３のパン角（カメラ３の左右方向の向き）を、カメラ支持台２２の回転によってカメラ３のティルト角（カメラ３の上下方向の向き）を変更することができる。

【0024】

次に、マルチコプタ１の重心調整機構について説明する。
図２ａは、ジンバル２を取り外した状態のマルチコプタ１を下方から見たようすを示す。
図示するように、マルチコプタ１は、マルチコプタ１の４つの回転翼のそれぞれに各々対応する４つのバランス調整ユニット１１を備えている。
また、各バランス調整ユニット１１は、マルチコプタ１の左右前後方向についての中心位置と対応する回転翼の中心とを結ぶ線上に配置されている。
そして、各バランス調整ユニット１１は、図２ｂに示すように、マルチコプタ１の左右前後方向についての中心位置と対応する回転翼の中心とを結ぶ線を中心軸とするネジ１１１と、ネジ１１１に螺合したボールネジナット１１２よりなるボールネジを備えている。

【0025】

そして、ボールネジのボールネジナット１１２にはウエイト１１３が固定されている。
また、各バランス調整ユニット１１は、ボールネジのネジ１１１を回転駆動するモータ１１４を備えており、モータ１１４によるネジ１１１の回転に伴い、ウエイト１１３はボールネジナット１１２と共に、ネジ１１１の中心軸の方向に沿って移動する。

【0026】

したがって、各バランス調整ユニット１１において、モータ１１４の回転により、マルチコプタ１の左右前後方向についての中心位置と、対応する回転翼の中心とを結ぶ線上で、ウエイト１１３の位置を移動することができる。

【0027】

次に、マルチコプタ１の制御系の構成について説明する。
図３に示すように、マルチコプタ１の制御系は、操作装置４と無線通信を行う無線通信部１２１、制御部１２２、飛行制御部１２３、ジンバル制御部１２４、カメラ制御部１２５、バランス制御部１２６、バランステーブル１２７を備えている。

【0028】

このような構成において、飛行制御部１２３は、マルチコプタ１に備えたマルチコプタジャイロセンサ１２３１で検出したマルチコプタ１の姿勢を考慮しながら、制御部１２２を介して取得した無線通信部１２１が操作装置４から受信した飛行命令に従った飛行動作を行うように、各回転翼を回転するプロペラモータ１２３２を制御する。

【0029】

また、ジンバル制御部１２４は、ジンバル２に備えたジンバルジャイロセンサ１２４１で検出したジンバル２の姿勢に応じて、パン用アーム２１やカメラ支持台２２を回転するジンバルモータ１２４２を制御して、カメラ３の撮影方向を安定させる動作や、制御部１２２を介して取得した無線通信部１２１が操作装置４から受信した撮影方向変更命令に従ったカメラ３の撮影方向の変更を行うように、ジンバルモータ１２４２を制御する動作を行う。

【0030】

また、カメラ制御部１２５は、制御部１２２を介して取得した無線通信部１２１が操作装置４から受信したカメラ制御命令に従ったズーム動作や撮影動作を行うようにカメラ３を制御すると共に、カメラ３で撮影した映像を、制御部１２２を介して無線通信部１２１から操作装置４に送信する動作を行う。

【0031】

そして、バランス制御部１２６は、バランステーブル１２７に従って、上述した４つのバランス調整ユニット１１のモータ１１４を制御して、マルチコプタ１のバランスを調整する。

【0032】

以下、このバランス制御部１２６が行うマルチコプタ１のバランスを調整する動作について説明する。
まず、バランステーブル１２７の内容について説明する。
図４に示するように、バランステーブル１２７には、ジンバル２のパン用アーム２１の回転角であるパン角を表すパン角ステップと、カメラ支持台２２の回転角であるティルト角を表すティルト角ステップと、カメラ３のズームの拡大率を表すズームステップとの組み合わせの各々に対して、４つのバランス調整ユニット１１のウエイト１１３の位置の組み合わせが登録されている。

【0033】

なお、図中のウエイトｎはｎ番目のバランス調整ユニット１１のウエイト１１３を表している。
次に、このようなバランステーブル１２７を生成するために制御部１２２が行うキャリブレーション処理について説明する。
ここで、このキャリブレーション処理は、無線通信部１２１が操作装置４から受信したキャリブレーション実行命令に応答して制御部１２２が実行する、なお、キャリブレーション処理は、無風の環境下で実行させるようにする。
このキャリブレーション処理の手順を図５に示す。
図示するように、キャリブレーション処理において制御部１２２は、まず、バランス制御部１２６に、バランス調整ユニット１１のウエイト１１３をウエイト１１３の移動可能範囲の中央に位置に移動させ、ジンバル制御部１２４に、ジンバル２のパン角ステップ、ティルト角ステップが共に０となるようにジンバルモータ１２４２を制御させ、カメラ制御部１２５にカメラ３のズームステップが０となるようにカメラ３を制御させる（ステップ５０２）。

【0034】

ここで、パン角ステップはパン角が０のとき（カメラ３が左右方向について中央を向いているとき）に０であり、パン角ステップが正の方向に大きくなるとパン角は正の方向に大きくなり、パン角ステップが負の方向に大きくなるとパン角は負の方向に大きくなる。また、同様に、ティルト角ステップはティルト角が０のとき（カメラ３が上下方向について中央を向いているとき）に０であり、ティルト角ステップが正の方向に大きくなるとティルト角は正の方向に大きくなり、ティルト角ステップが負の方向に大きくなるとティルト角は負の方向に大きくなる。また、ズームステップは、ズームの焦点距離が最小（画角が最大）のとき（鏡筒がワイド側端にあるとき）に０となり、ズームステップステップが正の方向に大きくなると、ズームの焦点距離は増加する。

【0035】

そして、次に、飛行制御部１２３に、ホバリング動作を行うように命令する（ステップ５０４）。
ホバリング動作を命令された飛行制御部１２３は、マルチコプタジャイロセンサ１２３１で検出したマルチコプタ１の姿勢を参照しながら、マルチコプタ１が正立した姿勢で空中の一点に留まるよう各プロペラモータ１２３２それぞれの回転数などの出力量を制御する。

【0036】

そして、次に、飛行制御部１２３を介して各プロペラモータ１２３２の出力量を取得する（ステップ５０６）。
ここで、プロペラモータ１２３２の出力量としては、プロペラモータ１２３２にプロペラモータ１２３２の回転速度を検出する回転センサを設け、回転センサで検出したプロペラモータ１２３２の回転速度を、プロペラモータ１２３２の出力量として飛行制御部１２３において検出するようにする。ただし、プロペラモータ１２３２の出力量としては、プロペラモータ１２３２への供給電流の大きさ等の、プロペラモータ１２３２の出力の大きさを表す他の量を用いるようにしてもよい。

【0037】

次に、各プロペラモータ１２３２の出力量の差の最大値が所定のしきい値Th未満であるかどうかを調べる（ステップ５０８）。ここで、しきい値Thは、それ未満の出力量の差を有する出力量は実質的に同一の出力量であると見なせる値を設定する。

【0038】

そして、出力量の差の最大値が所定のしきい値Th未満でなければ（ステップ５０８）、バランス制御部１２６に、最も出力量が大きかったプロペラモータ１２３２の反対側（対角側）にあるプロペラモータ１２３２に対応するバランス調整ユニット１１のウエイト１１３を、１ステップを予め定めた単位移動量として、１ステップ外縁側（対応するプロペラモータ１２３２側）に移動させる（ステップ５２８）。

【0039】

ここで、プロペラモータ１２３２に対応するバランス調整ユニット１１とは、そのプロペラモータ１２３２が回転する回転翼に対応するバランス調整ユニット１１である。
そして、ステップ５０６からの処理に戻る。
一方、ステップ５０８で、出力量の差の最大値が所定のしきい値Th未満であると判定された場合には、その時点の各バランス調整ユニット１１のウエイト１１３の位置を、各ウエイト１１３のホームポジションとして記憶する（ステップ５１０）。

【0040】

そして、各ウエイト１１３のホームポジションを、（パン角ステップ=０、ティルト角ステップ=０、ズームステップ=０）の組み合わせに対する、各ウエイト１１３の位置としてバランステーブル１２７に登録する（ステップ５１２）。

【0041】

また、次にi=１に設定する（ステップ５１４）。
そして、（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の各組み合わせのうちの、（パン角ステップ=０、ティルト角ステップ=０、ズームステップ=０）の組み合わせに対する距離がi番目に大きい（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の組み合わせを対象組に設定し、ジンバル制御部１２４に、ジンバル２のパン角ステップとティルト角ステップが対象組のパン角ステップが表すパン角とティルト角ステップとなるようにジンバルモータ１２４２を制御させる共に、カメラ制御部１２５にカメラ３のズームステップが対象組のズームステップとなるようにカメラ３を制御させる（ステップ５１６）。

【0042】

ここで、（パン角ステップａ１、ティルト角ステップｂ１、ズームステップｃ１）の、（パン角ステップａ２、ティルト角ステップｂ２、ズームステップｃ２）に対する距離は、ａ１-ａ２の絶対値とｂ１-ｂ２の絶対値とｃ１-ｃ２の絶対値の総和として求める。

【0043】

そして、次に、各プロペラモータ１２３２の出力量を取得し（ステップ５１８）、各プロペラモータ１２３２の出力量の差の最大値がしきい値Th未満であるかどうかを調べる（ステップ５２０）。

【0044】

そして、出力量の差の最大値が所定のしきい値Th未満でなければ（ステップ５２０）、バランス制御部１２６に、最も出力量が大きかったプロペラモータ１２３２の反対側（対角側）にあるプロペラモータ１２３２に対応するバランス調整ユニット１１のウエイト１１３を、１ステップ外縁側（対応するプロペラモータ１２３２側）に移動させる（ステップ５３０）。

【0045】

そして、ステップ５１８からの処理に戻る。
一方、ステップ５２０において、出力量の差の最大値が所定のしきい値Th未満であると判定された場合には、その時点の各バランス調整ユニット１１のウエイト１１３の位置を、対象組となっている（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の組み合わせに対する、各ウエイト１１３の位置としてバランステーブル１２７に登録する（ステップ５２２）。

【0046】

そして、（パン角ステップ=０、ティルト角ステップ=０、ズームステップ=０）の組み合わせに対する距離がi番目に大きい（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の組み合わせであって、バランステーブル１２７に各ウエイト１１３の位置が未登録の組み合わせが他にあるかどうかを調べる（ステップ５２４）。

【0047】

そして、存在する場合には、存在した（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の組み合わせのうちの一つの組み合わせを対象組に設定し、ジンバル制御部１２４に、ジンバル２のパン角ステップとティルト角ステップが対象組のパン角ステップが表すパン角とティルト角ステップとなるようにジンバルモータ１２４２を制御させる共に、カメラ制御部１２５にカメラ３のズームステップが対象組のズームステップとなるようにカメラ３を制御させる（ステップ５２６）。

【0048】

そして、ステップ５１８以降の処理に戻る。
一方、パン角ステップ=０、ティルト角ステップ=０、ズームステップ=０）の組み合わせに対する距離がi番目に大きい（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の組み合わせのうちに、バランステーブル１２７に各ウエイト１１３の位置が未登録の組み合わせが存在しないと判定された場合には（ステップ５２４）、バランステーブル１２７に各ウエイト１１３の位置が未登録の組み合わせが存在するかどうかを調べる（ステップ５３２）。

【0049】

そして、未登録の組み合わせが存在した場合には（ステップ５３２）、ｉを１増加し（ステップ５３４）、ステップ５１６からの処理に戻る。
一方、未登録の組み合わせが存在しなかった場合には（ステップ５３２）、キャリブレーション処理を終了する。
以上、制御部１２２が行うキャリブレーション処理について説明した。
このようなキャリブレーション処理によれば、バランステーブル１２７には、（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の各組み合わせについて、ジンバル２のパン角ステップ、ティルト角ステップ、カメラ３のズームステップが、その組み合わせにあるときに、各プロペラモータ１２３２の出力量の差が実質的に同一になる、各バランス調整ユニット１１のウエイト１１３の位置が調査されてバランステーブル１２７に登録される。

【0050】

なお、以上のキャリブレーション処理では、（パン角ステップ=０、ティルト角ステップ=０、ズームステップ=０）の組み合わせに対する距離が小さいものより順に、（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の各組み合わせについて、ジンバル２のパン角ステップ、ティルト角ステップ、カメラ３のズームステップが、その組み合わせにあるときに、各プロペラモータ１２３２の出力量の差が実質的に同一になる、各バランス調整ユニット１１のウエイト１１３の位置を調査してバランステーブル１２７に登録したが、この調査及び登録を行う（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の組み合わせの順番は、（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の全ての組み合わせについて調査及び登録が行われるものであれば任意であってよい。

【0051】

但し、この調査及び登録の（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の組み合わせの順番は、パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップが、漸次的に変化する順番とすることが好ましい。

【0052】

次に、バランス制御部１２６が、マルチコプターの飛行時に行うバランス制御処理について説明する。なお、以下のバランス制御処理は、キャリブレーション処理の実行中は実行を抑止される。

【0053】

図６に、このバランス制御処理の手順を示す。
図示するように、バランス制御部１２６は、このバランス制御処理において、まず、各バランス調整ユニット１１のウエイト１１３の位置を、その時点におけるジンバル２のパン角ステップ、ティルト角ステップ、カメラ３のズームステップのの組み合わせに対してバランステーブル１２７に登録されている位置に、各バランス調整ユニット１１のウエイト１１３を移動する（ステップ６０２）。

【0054】

そして、ジンバル２のパン角ステップ、ティルト角ステップ、カメラ３のズームステップのいずれかの変更の発生を監視する（ステップ６０４）。
ここで、ジンバル２のパン角ステップ、ティルト角ステップ、カメラ３のズームステップの変更の検出は、制御部１２２が無線通信部１２１を介して操作装置４から受け取った撮影方向変更命令や、ズーム変更動作を要求するカメラ制御命令や、ジンバル制御部１２４から取得したジンバル制御部１２４がカメラ３の撮影方向を安定させるために行うジンバル２のパン角ステップやティルト角ステップの変更動作内容や、ジンバル制御部１２４から取得したジンバル２のパン角ステップ、ティルト角ステップの状態情報や、カメラ制御部１２５から取得したカメラ３のズームステップの状態情報等に基づいて検出することができる。
そして、ジンバル２のパン角ステップ、ティルト角ステップ、カメラ３のズームステップのいずれかの変更が発生したならば（ステップ６０４）、変更後の（パン角ステップ、ティルト角ステップ、ズームステップ）の組み合わせに対してバランステーブル１２７に登録されている位置に、各バランス調整ユニット１１のウエイト１１３を移動する（ステップ６０６）。

【0055】

そして、ステップ６０４の監視に戻る。
以上、バランス制御部１２６が行うバランス制御処理について説明した。
以上のようなバランス制御処理によれば、ジンバル２のパン角、ティルト角、カメラ３のズームの焦点距離の変更に伴う重心位置の変動は、バランス調整ユニット１１のウエイト１１３の移動により相殺され、各プロペラモータ１２３２の出力量は実質的に同一となり、マルチコプタ１の安定化が実現される。

【0056】

以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、実施形態では、回転翼が４枚のマルチコプタ１への適用について説明したが、本発明は任意の枚数の回転翼を備えたマルチコプタ１に同様に適用可能である。ただし、奇数枚の回転翼を備えたマルチコプタ１に適用する場合には、以上の実施形態におけるキャリブレーション処理のステップ５２８、５３０は、最も出力量が大きかったプロペラモータ１２３２の反対側の２つのプロペラモータ１２３２（最も出力量が大きかったプロペラモータ１２３２の中心とマルチコプタ１の中心を通る線に最も近い位置にある最も出力量が大きかったプロペラモータ１２３２以外の２つのプロペラモータ１２３２）に対応するバランス調整ユニット１１のウエイト１１３を、１ステップ外縁側（対応する回転翼側）に移動させるようにする。

【0057】

また、以上の実施形態におけるキャリブレーション処理のステップ５２８、５３０のうちの少なくとも一方のステップは、最も出力量が大きかったプロペラモータ１２３２に対応するバランス調整ユニット１１のウエイト１１３を、１ステップ内側（マルチコプタ１の中心側）に移動するステップとするようにしてもよい。なお、奇数枚の回転翼を備えたマルチコプタ１に適用する場合も同様に、ステップ５２８、５３０のうちの少なくとも一方のステップを、最も出力量が大きかったプロペラモータ１２３２に対応するバランス調整ユニット１１のウエイト１１３を、１ステップ内側（マルチコプタ１の中心側）に移動するステップとしてよい。

【0058】

なお、以上の実施形態は、ジンバル２がパン、ティルトとの、２つの軸回りにカメラ３を回転するものとして説明したが、ジンバル２は、１軸または３軸回りにカメラ３を回転するものとしてもよく、この場合にも、以上の実施形態は、バランステーブルにウエイト１１３の位置を登録する組み合わせに各軸回りの回転角を表すステップを含めることにより同様に適用することができる。

【符号の説明】

【0059】

１…マルチコプタ、２…ジンバル、３…カメラ、４…操作装置、１１…バランス調整ユニット、２１…パン用アーム、２２…カメラ支持台、１１１…ネジ、１１２…ボールネジナット、１１３…ウエイト、１１４…モータ、１２１…無線通信部、１２２…制御部、１２３…飛行制御部、１２４…ジンバル制御部、１２５…カメラ制御部、１２６…バランス制御部、１２７…バランステーブル、１２３１…マルチコプタジャイロセンサ、１２３２…プロペラモータ、１２４１…ジンバルジャイロセンサ、１２４２…ジンバルモータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】