特開 2022-128428 無人飛行体の制御方法、無人飛行体およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022128428

(43)【公開日】2022-09-01

(54)【発明の名称】無人飛行体の制御方法、無人飛行体およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/10 20060101AFI20220825BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20220825BHJP

   B64C 27/04 20060101ALI20220825BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20220825BHJP

   B64C 13/18 20060101ALI20220825BHJP

【ＦＩ】

G05D1/10

B64C39/02

B64C27/04

B64D27/24

B64C13/18 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022023455

(22)【出願日】2022-02-18

(31)【優先権主張番号】P 2021026197

(32)【優先日】2021-02-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】717007295

【氏名又は名称】株式会社Ｌｉｂｅｒａｗａｒｅ

(71)【出願人】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002790

【氏名又は名称】Ｏｎｅ ｉｐ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】高橋 永次

(72)【発明者】

【氏名】新田 法生

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA06

5H301BB10

5H301CC04

5H301CC07

5H301CC10

5H301DD06

5H301DD17

5H301GG09

5H301GG14

5H301GG16

(57)【要約】

【課題】様々な環境の雰囲気においてもより安定的にドローンを飛行させること。
【解決手段】本開示による無人飛行体の制御方法は、前記無人飛行体が、推力発生部と、前記推力発生部の出力を制御するための制御装置を備え、前記制御装置が、前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得することと、取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定することと、前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を調整することと、を含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人飛行体の制御方法であって、
前記無人飛行体は、推力発生部と、前記推力発生部の出力を制御するための制御装置を備え、
前記制御装置が、
前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得することと、
取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定することと、
前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を調整することと、
を含む、無人飛行体の制御方法。

【請求項2】

前記雰囲気の情報は、前記無人飛行体に積載されるセンサにより取得される、請求項１に記載の無人飛行体の制御方法。

【請求項3】

前記雰囲気の情報は、前記雰囲気の温度、前記雰囲気の気圧、および前記雰囲気のガス種の少なくともいずれかに係る情報を含む、請求項１または２に記載の無人飛行体の制御方法。

【請求項4】

前記推力発生部は、回転翼と、前記回転翼を回転させるモータとを備え、
前記飛行パラメータは、前記モータの出力と前記回転翼により得られる推力との関係により定めるパラメータであり、
前記飛行パラメータの決定は、前記雰囲気の情報に基づいて得られる評価値を用いる決定である、請求項１～３のいずれか１項に記載の無人飛行体の制御方法。

【請求項5】

前記制御装置は、前記無人飛行体を操縦するための端末から得られる飛行制御指示情報と、決定された前記飛行パラメータとに基づいて前記推力発生部の出力を調整する、請求項１～４のいずれか１項に記載の無人飛行体の制御方法。

【請求項6】

推力発生部と、前記推力発生部の出力を制御するための制御装置を備える無人飛行体であって、
前記制御装置は、
前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得する雰囲気情報取得部と、
取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記無人飛行体の飛行する環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定する飛行パラメータ決定部と、
前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を制御する出力制御部と、
を備える、無人飛行体。

【請求項7】

無人飛行体に備えられる推力発生部の出力を制御する制御装置を機能させるためのプログラムであって、
前記制御装置を、
前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得する雰囲気情報取得部と、
取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記無人飛行体の飛行する環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定する飛行パラメータ決定部と、
前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を制御する出力制御部と、
として機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無人飛行体の制御方法、無人飛行体およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

高炉、転炉、焼鈍炉、およびコークスガス炉等の製鉄用設備や、種々の発電所のボイラー、石油化学の精製設備等、様々な環境下における設備の点検において、安全面の確保と歩留りの向上のため、省人化および短時間化が求められる。例えば、製鉄用設備等においては、運転を停止した直後の設備等は高温であったり、人体にとって有毒なガスが充満していたりすることがあるため、人員が作業する場合、作業可能な雰囲気になるまで待機する必要がある。そのため、例えば、ドローンを用いて点検することで、人員が作業する場合よりも早く、かつ人員が作業対象の設備に入らないで点検を開始することができると考えられる。

【0003】

例えば、特許文献１には、ボイラー内における炉壁の検査を、ドローンを用いて行う技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１２７０４９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、上述したような設備においては、例えば、高温の雰囲気や、種々のガスが充満しているような、大気圧とは異なる雰囲気が支配する環境もある。様々な環境の雰囲気に応じて、ドローンの飛行において得られる推力が、大きく変わりうる。様々な雰囲気において、ドローンによる撮像や点検のために安定的な姿勢を維持することが要望されている。

【0006】

そこで、本開示は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、様々な環境の雰囲気において、より安定的にドローンを飛行させることが可能な無人飛行体の制御方法、無人飛行体およびプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示によれば、無人飛行体の制御方法であって、前記無人飛行体は、推力発生部と、前記推力発生部の出力を制御するための制御装置を備え、前記制御装置が、前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得することと、取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定することと、前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を調整することと、を含む、無人飛行体の制御方法が提供される。

【0008】

また、本開示によれば、推力発生部と、前記推力発生部の出力を制御するための制御装置を備える無人飛行体であって、前記制御装置は、前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得する雰囲気情報取得部と、取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記無人飛行体の飛行する環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定する飛行パラメータ決定部と、前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を制御する出力制御部と、を備える、無人飛行体が提供される。

【0009】

また、本開示によれば、無人飛行体に備えられる推力発生部の出力を制御する制御装置を機能させるためのプログラムであって、前記制御装置を、前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得する雰囲気情報取得部と、取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記無人飛行体の飛行する環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定する飛行パラメータ決定部と、前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を制御する出力制御部と、として機能させるプログラムが提供される。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、様々な環境の雰囲気において、より安定的にドローンを飛行させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の一実施形態に係る無人飛行体１の制御方法が適用されるユースケースの一例を示す概要図である。

【図2】同実施形態に係る無人飛行体１のハードウェア構成例を示す図である。

【図3】同実施形態に係るフライトコントローラ１１のソフトウェア構成例を示すブロック図である。

【図4】同実施形態に係る飛行パラメータに関する概要の一例を示す図である。

【図5】同実施形態に係る製鉄用設備Ｓ１における無人飛行体１の制御方法の流れの一例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】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0013】

＜概要＞
図１は、本開示の一実施形態に係る無人飛行体（ドローン）の制御方法が適用されるユースケースの一例を示す概要図である。本実施形態に係る無人飛行体１は、いわゆる複数の回転翼３により揚力や推力を得る回転翼機である。

【0014】

図１に示すように、無人飛行体１は、対象設備の一例としての製鉄用設備Ｓ１の内部空間において飛行しており、例えば、製鉄用設備Ｓ１の壁面Ｗ１をカメラ等により撮影するような作業を行う。かかる無人飛行体１は、自律飛行をするものであってもよいし、製鉄用設備Ｓ１の内部または外部からユーザーが操縦することにより飛行を制御されるものであってもよい。

【0015】

対象設備は、例えば、製鉄所やガラス工場、石油精製設備等の各種原料や素材等の製造設備であり得る。また、対象設備は、火力発電所、水力発電所、原子力発電所等の発電所に係る設備や、上下水道、ガス、鉄道、道路、通信等の各種インフラに関する設備等であり得る。その他、対象設備は、無人飛行体１により点検可能な対象であれば、特に限定されない。本実施形態では、対象設備の一例として、製鉄所に設けられる製鉄用設備Ｓ１として説明する。製鉄用設備Ｓ１は、製鉄所に設けられる各種設備であり得る。具体的には、製鉄用設備Ｓ１は、高炉、転炉、溶銑予備処理設備、脱ガス設備、電炉、鋳造、鍛造、圧延、焼鈍、めっき、塗装、スキンパス、熱処理等の処理を行う製鉄所に設けられる設備、およびコークス炉、脱硝設備、脱硫設備、集塵機、煙突、熱回収装置、ボイラーなど、製鉄所において製鉄に付随する設備等を含みうる。また、製鉄用設備Ｓ１の内部空間（すなわち環境）は、完全に閉鎖されている空間でもよいし、完全に閉鎖はされていないが、外部の環境と離隔する構造物により構成される空間であってもよい。かかる空間は、製鉄用設備Ｓ１に設けられた開口部より外の部分であっても、内部の雰囲気が対流により当該開口部を通過するためかかる雰囲気の影響が生じうる空間領域も含みうる。また、製鉄用設備Ｓ１には、種々のセンサ２０が設けられていてもよい。

【0016】

本実施形態に係る無人飛行体１の制御方法は、例えば、製鉄用設備Ｓ１の稼働中もしくは稼働停止後に冷却されている時に用いられ得る。無人飛行体１によって、例えば、製鉄用設備Ｓ１の壁面Ｗ１等が点検され得る。かかるタイミングにおいては、製鉄用設備Ｓ１の空間は、製鉄用設備Ｓ１による処理により大気と比べて高温であったり、大気とは異なるガスを用いるため低圧／高圧であったりする。かかる空間には、作業員が立ち入ることは困難であるため、安全性や作業の効率性の観点から、人手に依る点検は難しい。

【0017】

そのため、例えばドローンのような無人飛行体を製鉄用設備Ｓ１の環境の空間に飛行させ、無人飛行体により点検を行うことが手段として考えられる。しかしながら、上述したような環境の雰囲気は高温であったり、低圧／高圧であったりする。かかる空間に無人飛行体を飛行させようとすると、温度や圧力の変動にともない空間の雰囲気の密度が変動するため、無人飛行体に安定した推力を発生させることが困難となる。そうすると、撮影やセンシングなど点検の作業における精度も十分に確保することが難しい。

【0018】

そこで、本実施形態に係る製鉄用設備Ｓ１に対する無人飛行体１の制御方法は、製鉄用設備Ｓ１の環境の雰囲気をセンシングして雰囲気の情報を取得し、雰囲気の情報に基づいて無人飛行体１の飛行を制御する。より具体的には、本制御方法は、雰囲気の情報に基づいて無人飛行体１の飛行を制御するための飛行パラメータを決定し、決定された飛行パラメータに基づいて無人飛行体１のモータおよびロータ等の推力発生部の出力を制御する。かかる制御方法により、無人飛行体１のフライトコントローラにより制御される出力が、雰囲気に応じて適宜調整される。これにより、フライトコントローラに対する飛行指示によらず、出力が雰囲気に応じて適切な値となるよう調整されるから、製鉄用設備Ｓ１の空間の雰囲気に関わらず、より安定的な飛行が可能となる。また、本制御方法によれば、フライトコントローラを雰囲気に応じてカスタマイズする必要がなく、飛行制御に対応する飛行パラメータを決定するだけでよいため、上記のような過酷な雰囲気であっても簡便に無人飛行体１の制御が可能となる。以下、本実施形態の一例について説明する。

【0019】

まず、無人飛行体１のハードウェア構成について説明する。図２は、本実施形態に係る無人飛行体１のハードウェア構成例を示す図である。図２に示すように、本実施形態に係る無人飛行体１は、本体部２と、回転翼３と、モータ４と、カメラ／センサ５とを備える。また、無人飛行体１は、本体部２において、フライトコントローラ１１、バッテリ１４、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１５および送受信部１６を備える。なお、図２に示す無人飛行体１の構成は一例であり、図２に示す本体部２とは異なる構成を有する回転翼機であっても、本発明の範疇に含まれうる。

【0020】

本体部２は、無人飛行体１を構成するフレーム等により形成される。本体部２を構成する素材は特に限定されず、例えば、炭素繊維樹脂、ガラス繊維樹脂、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄鋼、チタンその他の材料であり得る。回転翼３はモータ４に取り付けられる。回転翼３は、モータ４の回転により自身が回転することで、無人飛行体１に揚力（推力）を発生させる。回転翼３とモータ４とは、推力発生部の一例である。なお、回転翼３は、本実施形態においては、前後左右の４箇所に設けられているが、本発明はかかる例に限定されない。無人飛行体１の構造、形状、装備およびサイズ等に応じて、回転翼３の設けられる数は適宜変更されうる。

【0021】

フライトコントローラ１１は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）のようなプログラマブルプロセッサなど、１つ以上のプロセッサを有することができる。フライトコントローラ１１は、メモリ１２を有しており、当該メモリ１２にアクセス可能である。メモリ１２は、１つ以上のステップを行うためにフライトコントローラ１１が実行可能であるロジック、コード、および／またはプログラム命令を記憶している。フライトコントローラ１１は、制御装置の一例である。

【0022】

メモリ１２は、たとえば、ＳＤカードやランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの分離可能な媒体または外部の記憶装置を含んでいてもよい。カメラ／センサ５から取得したデータは、メモリ１２に直接に伝達されかつ記憶されてもよい。たとえば、カメラ５で撮影した静止画・動画データが内蔵メモリ又は外部メモリに記録される。

【0023】

フライトコントローラ１１は、無人飛行体１の状態を制御するように構成された制御モジュールを含んでいる。たとえば、制御モジュールは、６自由度（並進運動ｘ、ｙ及びｚ、並びに回転運動θｘ、θｙ及びθｚ）を有する無人飛行体１の空間的配置、速度、および／または加速度を調整するために、ＥＳＣ１５を経由して無人飛行体１の推進機構であるモータ４を制御する。モータ４により回転翼３が回転することで無人飛行体１の揚力を生じさせる。フライトコントローラ１１は、モータ４の回転数（回転数は、所定時間あたりの回転数をも意味する）を制御して、回転翼３による推力を調整し得る。

【0024】

フライトコントローラ１１は、１つ以上の外部のデバイス（たとえば、操縦用端末１７）からのデータを送信および／または受け取るように構成された送受信部１６と通信可能である。送受信部１６は、有線通信または無線通信などの任意の適当な通信手段を使用することができる。送受信部１６は、たとえば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などの任意の通信方式のうちの１つ以上を利用することができる。

【0025】

送受信部１６は、センサ５で取得したデータ、フライトコントローラ１１が生成した処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンドなどのうちの１つ以上を送信および／または受け取ることができる。センサ５により得られた情報は、送受信部１６を介して操縦用端末１７等に出力されてもよい。

【0026】

操縦用端末１７は、無人飛行体１の飛行の操縦を制御するための装置である。なお、無人飛行体１の飛行は、地上等にいるオペレータの操縦により制御されてもよいし、飛行経路情報やセンシングによる自律的な飛行プログラム（例えば、ＧＣＳ（Ｇｒｏｕｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔａｔｉｏｎ））に基づく自動操縦または手動操縦により制御されてもよい。操縦用端末１７は、例えば、送受信機（プロポ）、スマートフォン、タブレット等の端末等であってもよい。操縦用端末１７は、フライトコントローラ１１に対して、飛行制御指示情報を送出しうる。

【0027】

本実施の形態に係るセンサ５は、例えば、慣性センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、ＧＰＳセンサ、風センサ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、高度センサ、ＬｉＤＡＲ（Ｌａｓｅｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）等の近接センサ、またはカメラ以外のビジョン／イメージセンサ等を含み得る。また、センサ５は、フライトコントローラ１１に搭載されるものであってもよいし、フライトコントローラ１１の外部に設けられるものであってもよい。また、カメラ５が設けられる場合は、かかるカメラは、任意のカメラであってもよい。例えば、カメラ５は、一般的なカメラの他に、赤外線カメラ、ステレオカメラ等であってもよい。

【0028】

＜飛行の制御方法＞
次に、本実施形態に係る製鉄用設備における無人飛行体の制御方法の一例について説明する。図３は、本実施形態に係るフライトコントローラ１１のソフトウェア構成例を示すブロック図である。図３に示すように、フライトコントローラ１１は、雰囲気情報取得部１０１と、飛行パラメータ決定部１０２と、出力制御部１０３とを備える。

【0029】

雰囲気情報取得部１０１は、無人飛行体１が飛行する製鉄用設備Ｓ１の環境における雰囲気の情報を取得する機能を有する。ここでいう雰囲気の情報とは、例えば、雰囲気の温度、雰囲気の気圧、および雰囲気のガス種の少なくともいずれかを含み得る。また、その他雰囲気の情報として、雰囲気の湿度等が含まれていてもよい。

【0030】

かかる雰囲気の情報は、例えば、無人飛行体１に設けられるセンサ５により取得される情報であり得る。具体的には、雰囲気の温度に係る情報は、センサ５の一例である温度センサにより得られる温度情報であり得る。また、雰囲気の気圧に係る情報は、センサ５の一例である圧力センサにより得られる圧力情報であり得る。また、かかる雰囲気の情報は、例えば、製鉄用設備Ｓ１に設けられるセンサ２０により取得される情報であってもよい。この場合、例えば、無人飛行体１は、送受信部１６等を介してセンサ２０と通信可能に設けられ、センサ２０から雰囲気の情報（例えばセンサによる測定値）を取得し得る。なお、雰囲気の情報は、センサによる測定値であってもよいし、該測定値を加工して得られる情報であってもよい。

【0031】

飛行パラメータ決定部１０２は、取得した雰囲気の情報を用いて、製鉄用設備Ｓ１の環境における無人飛行体１の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定する機能を有する。ここでいう飛行パラメータとは、例えば、モータ４の回転数（すなわち出力）と、回転翼３により無人飛行体１に生じる推力との関係を示すパラメータであり得る。かかる飛行パラメータを用いれば、無人飛行体１に対して所望の飛行制御を行うのに必要な推力に対応するモータ４の回転数を調整することができる。飛行パラメータは、例えば無人飛行体１のメモリ１２等に格納され得る。また、飛行パラメータは、例えば、所定の温度（例えば大気温度や室温等）及び気圧（例えば大気圧）等の雰囲気の条件において、モータ４の回転数（すなわち出力）と、回転翼３により無人飛行体１に生じる推力とを測定することを、条件を変化させながら複数回行い、測定データを分析すること等により取得することができる。

【0032】

しかし、上述のとおり、温度や気圧が変動すると、大気中の空気を構成する分子の密度が変化するため、同じモータ４の回転数において得られる推力も変動する。そのため、通常の大気中の温度や大気圧とは大きく異なる環境においては、上述した所定の飛行パラメータのみによる推力の調整が困難となるため、温度や気圧の変化に応じて調整することが望まれる。

【0033】

そこで、飛行パラメータ決定部１０２は、雰囲気の情報に基づいて飛行パラメータを決定する。具体的には、予め温度および／または気圧等の雰囲気の情報に関連する飛行パラメータが複数設けられ、または該雰囲気の情報をパラメータとする関数により決まる飛行パラメータが設けられ得る。そして、飛行パラメータ決定部１０２が、雰囲気の情報に基づいて算出される評価値を用いて飛行パラメータを決定する。かかる評価値は、例えば、基準となる飛行パラメータに雰囲気の情報に応じて補正するための係数等であってもよい。また、飛行パラメータは予め連続的または段階的に複数設けられるものであり、飛行パラメータ決定部１０２が、雰囲気の情報に基づいて前記複数の飛行パラメータから一の飛行パラメータに変更するものであってもよい。

【0034】

出力制御部１０３は、決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を調整する機能を有する。例えば、無人飛行体１が、無人飛行体１を操縦するための端末（操縦用端末１７）から飛行制御指示情報を得た場合に、出力制御部１０３は、かかる飛行制御指示情報と、決定された飛行パラメータに基づいて、推力発生部の出力を制御する。飛行制御指示情報は、例えば、無人飛行体１を所定位置にまで移動させるための情報や、無人飛行体１を所定の方向へ所定の速度で移動させるための情報を含みうる。フライトコントローラ１１は、かかる飛行制御指示情報から、無人飛行体１を所定の方向に飛行させるための推力を算出し、かかる推力と、飛行パラメータを用いて、モータ４の回転数を算出する。このとき、出力制御部１０３は、決定された飛行パラメータを用いることにより、製鉄用設備Ｓ１の環境の雰囲気に応じたモータ４の回転数を算出することができる。出力制御部１０３は、かかるモータ４の回転数に係る信号をＥＳＣ１５に出力し、ＥＳＣ１５が該回転数となるようにモータ４の出力を制御し得る。

【0035】

図４は、本実施形態に係る飛行パラメータに関する概要の一例を示す図である。図４に示すグラフは、モータ４の回転数と推力発生部（回転翼３）の推力の出力値との関係を示す。これらの関係を既定するパラメータが、飛行パラメータである。ここで、各グラフに示すＴ_１、Ｔ_２、Ｔ_３は、無人飛行体１の飛行する環境の雰囲気の温度を示し、Ｔ_１＜Ｔ_２＜Ｔ_３の関係にある。

【0036】

このとき、雰囲気の温度が高いほど、同一の推力を得るために必要なモータ４の回転数が大きくなる。ここで飛行パラメータ決定部１０２は、所望の推力を得るために必要なモータ４の回転数を決定するための飛行パラメータを、雰囲気の温度に応じて決定し得る。例えば、雰囲気の温度が大気中の温度よりも高い場合は、モータ４の回転数が大きくなるような飛行パラメータを選択する。これにより、必要な推力を得るためのモータ４の回転数を、出力制御部１０３は、通常よりも大きくなるよう制御することができる。

【0037】

なお、雰囲気の気圧が高いほど、同一の推力を得るために必要なモータ４の回転数が小さくなる。これは、雰囲気の気圧が高いほど、雰囲気中の気体の密度が大きく、同じ回転数のモータで得られる推力が大きくなるためである。飛行パラメータ決定部１０２は、所望の推力を得るために必要なモータ４の回転数を決定するための飛行パラメータを、雰囲気の気圧に応じて決定し得る。例えば、雰囲気の気圧が大気中の気圧よりも高い場合は、モータ４の回転数が小さくなるような飛行パラメータを選択する。これにより、必要な推力を得るためのモータ４の回転数を、出力制御部１０３は、通常よりも小さくなるよう制御することができる。

【0038】

また、飛行パラメータ決定部１０２は、所望の推力を得るために必要なモータ４の回転数を決定するための飛行パラメータを、雰囲気に含まれるガスの種類（ガス種）とその割合に応じて決定し得る。例えば、雰囲気中のコークスガス（コークス炉ガス）の割合が大気中の割合よりも高い場合は、モータ４の回転数が大きくなるような飛行パラメータを選択する。これは、コークスガスの比重が０．４７であり、１よりも小さい値であるからである。これにより、必要な推力を得るためのモータ４の回転数を、出力制御部１０３は、通常よりも大きくなるよう制御することができる。また、例えば、雰囲気中の二酸化炭素の割合が大気中の割合よりも高い場合は、モータ４の回転数が小さくなるような飛行パラメータを選択する。これは、二酸化炭素の比重が1.529であり、１よりも大きい値であるからである。これにより、必要な推力を得るためのモータ４の回転数を、出力制御部１０３は、通常よりも小さくなるよう制御することができる。

【0039】

また、飛行パラメータ決定部１０２は、所望の推力を得るために必要なモータ４の回転数を決定するための飛行パラメータを、雰囲気の湿度に応じて決定し得る。例えば、雰囲気の湿度が大気中の湿度よりも高い場合は、モータ４の回転数が大きくなるような飛行パラメータを選択する。これは、雰囲気の湿度が高いほど空気が軽くなるからである。これにより、必要な推力を得るためのモータ４の回転数を、出力制御部１０３は、通常よりも大きくなるよう制御することができる。

【0040】

次に、本実施形態に係る製鉄用設備Ｓ１における無人飛行体１の制御方法の一連の流れについて説明する。図５は、本実施形態に係る製鉄用設備Ｓ１における無人飛行体１の制御方法の流れの一例を示すフローチャートである。

【0041】

まず、製鉄用設備Ｓ１の内部等の環境に無人飛行体１が飛行等により存在している場合に、無人飛行体１の雰囲気情報取得部１０１は、雰囲気の情報を取得する（ステップＳ１０１）。かかる雰囲気の情報は、無人飛行体１に積載されるセンサ５から得られるものであってもよいし、製鉄用設備Ｓ１に設けられるセンサ２０から得られるものであってもよい。

【0042】

次に、無人飛行体１は、取得した雰囲気の情報に基づいて、飛行パラメータを決定する（ステップＳ１０３）。このとき、例えば飛行パラメータ決定部１０２は、雰囲気の情報に基づいて飛行パラメータを新たに決定してもよいし、先に決定された飛行パラメータに対して補正することにより新たな飛行パラメータを決定してもよい。

【0043】

次に、無人飛行体１は、操縦用端末１７から、飛行制御指示情報を取得する（ステップＳ１０５）。そして、無人飛行体１の出力制御部１０３は、決定された飛行パラメータに基づく推力発生部の目標推力の出力制御を行う（ステップＳ１０７）。各機能部による詳細な処理の内容については前述のとおりである。

【0044】

かかる無人飛行体１の制御方法では、ステップＳ１０１～Ｓ１０７に記載の処理を、連続的または断続的に行う。例えば、上述の処理を、数ミリ秒～数秒の周期で繰り返し行われてもよいし、数十秒～数分の周期で断続的に行われてもよい。かかる処理の繰り返しの周期は、製鉄用設備Ｓ１の種類やサイズ、環境の雰囲気の変動の程度に応じて、適宜決められ得る。

【0045】

このように、本実施形態に係る無人飛行体１の制御方法では、製鉄用設備Ｓ１の環境の雰囲気の情報を用いて、無人飛行体１の飛行を制御するために用いられる飛行パラメータを適宜決定する。これにより、温度や気圧の大小や変化に関わらず、無人飛行体１のより安定的な飛行の制御が可能となる。また、無人飛行体１に搭載されるセンサ５から取得される雰囲気の情報を用いることで、無人飛行体１の近傍の雰囲気を考慮した飛行制御が可能となり、飛行制御の精度をより向上させることができる。

【0046】

本実施形態に係る無人飛行体の制御方法は、特に、無人飛行体に安定した推力を発生させることが困難となる特殊な雰囲気の環境（特殊雰囲気環境）において高い効果を発揮する。特殊雰囲気環境とは、例えば、温度が50℃以上または、空気以外のガスの割合が30%以上である場合とすることができる。本実施形態に係る無人飛行体の制御方法によれば、このような特殊雰囲気環境においても無人飛行体に安定した推力を発生させることができるので、撮影やセンシングなど点検の作業における精度も十分に確保することが可能となる。

【0047】

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0048】

また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。

【0049】

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（項目１）
無人飛行体の制御方法であって、
前記無人飛行体は、推力発生部と、前記推力発生部の出力を制御するための制御装置を備え、
前記制御装置が、
前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得することと、
取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定することと、
前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を調整することと、
を含む、無人飛行体の制御方法。
（項目２）
前記雰囲気の情報は、前記無人飛行体に積載されるセンサにより取得される、項目１に記載の無人飛行体の制御方法。
（項目３）
前記雰囲気の情報は、前記雰囲気の温度、前記雰囲気の気圧、および前記雰囲気のガス種の少なくともいずれかに係る情報を含む、項目１または２に記載の無人飛行体の制御方法。
（項目４）
前記推力発生部は、回転翼と、前記回転翼を回転させるモータとを備え、
前記飛行パラメータは、前記モータの出力と前記回転翼により得られる推力との関係により定めるパラメータであり、
前記飛行パラメータの決定は、前記雰囲気の情報に基づいて得られる評価値を用いる決定である、項目１～３のいずれか１項に記載の無人飛行体の制御方法。
（項目５）
前記制御装置は、前記無人飛行体を操縦するための端末から得られる飛行制御指示情報と、決定された前記飛行パラメータとに基づいて前記推力発生部の出力を調整する、項目１～４のいずれか１項に記載の無人飛行体の制御方法。
（項目６）
推力発生部と、前記推力発生部の出力を制御するための制御装置を備える無人飛行体であって、
前記制御装置は、
前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得する雰囲気情報取得部と、
取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記無人飛行体の飛行する環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定する飛行パラメータ決定部と、
前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を制御する出力制御部と、
を備える、無人飛行体。
（項目７）
無人飛行体に備えられる推力発生部の出力を制御する制御装置を機能させるためのプログラムであって、
前記制御装置を、
前記無人飛行体の飛行する環境における雰囲気の情報を取得する雰囲気情報取得部と、
取得した前記雰囲気の情報を用いて、前記無人飛行体の飛行する環境における前記無人飛行体の飛行制御に用いる飛行パラメータを決定する飛行パラメータ決定部と、
前記決定された飛行パラメータを用いて、前記推力発生部の出力を制御する出力制御部と、
として機能させるプログラム。

【符号の説明】

【0050】

１ 無人飛行体
２ 本体部
３ 回転翼
４ モータ
５ センサ
１１ フライトコントローラ
１０１ 雰囲気情報取得部
１０２ 飛行パラメータ決定部
１０３ 出力制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】