特開 2023-87239 無人飛行体、および、複数の無人飛行体で成る無人飛行体群、並びに、空中画像表示システム

(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】P2023087239

(43)【公開日】2023-06-23

(54)【発明の名称】無人飛行体、および、複数の無人飛行体で成る無人飛行体群、並びに、空中画像表示システム

(51)【国際特許分類】

   B64D 47/02 20060101AFI20230616BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20230616BHJP

   B64D 5/00 20060101ALI20230616BHJP

   B64C 19/02 20060101ALI20230616BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20230616BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20230616BHJP

   H04N 5/66 20060101ALI20230616BHJP

   G09F 21/12 20060101ALI20230616BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20230616BHJP

【ＦＩ】

B64D47/02

B64C39/02

B64D5/00

B64C19/02

G09F9/00 351

G09F9/00 360N

G03B21/00 D

H04N5/66 D

G09F21/12

B64C27/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021201514

(22)【出願日】2021-12-13

(71)【出願人】

【識別番号】513005280

【氏名又は名称】株式会社ａｍｕｓｅ ｏｎｅｓｅｌｆ

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】冨井 隆春

【テーマコード（参考）】

2K203

5C058

5G435

【Ｆターム（参考）】

2K203FA83

2K203FB01

2K203GC26

2K203HB09

2K203KA63

2K203KA88

5C058AA13

5C058BA23

5G435BB04

5G435BB17

5G435CC09

5G435EE13

5G435EE17

5G435EE50

(57)【要約】

【課題】空中に画像を表示させるといった、これまでにない無人飛行体の利用形態を実現する。
【解決手段】複数の無人飛行体２０，２０，…それぞれの構成として、複数のロータを備えた飛行体本体に対して、サーボモータを有する回動機構を介して画像表示装置２２０を回動可能に支持する。画像表示装置２２０に、高輝度ＬＥＤを備えた表示デバイスをマトリックス配置する。これら無人飛行体２０，２０，…と管理サーバ３０とによって空中画像表示システム１０を構築する。各無人飛行体２０，２０，…の飛行を協調制御することにより、空中に画像表示装置２２０，２２０，…を並べ、画像表示装置２２０での画像表示を制御することにより、各無人飛行体２０，２０，…で成る無人飛行体群によって空中での画像表示を実現する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転翼を有する飛行体本体を備え、前記回転翼の回転に伴って飛行する無人飛行体であって、
前記飛行体本体に対して回動可能に取り付けられていると共に、画像を表示する表示面を有する画像表示装置と、
前記飛行体本体に対する前記画像表示装置の回動位置を調整することによって前記表示面の向きを変更可能とする回動位置調整アクチュエータと、
を備えていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項2】

請求項１記載の無人飛行体において、
前記画像表示装置は自己発光型の表示デバイスを備えており、該表示デバイスの自己発光によって前記表示面に画像表示を行う構成となっていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項3】

請求項２記載の無人飛行体において、
前記表示デバイスは、複数がマトリックス配置されていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項4】

請求項１記載の無人飛行体において、
画像投影装置を搭載しており、該画像投影装置から投影された画像を前記表示面に表示させる構成となっていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項5】

請求項４記載の無人飛行体において、
前記画像表示装置は透過型スクリーンを備えており、
前記画像投影装置は、前記透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて画像を投影するように配置されていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項6】

請求項５記載の無人飛行体において、
前記透過型スクリーンは、複数の線材が格子状に配設された網状スクリーンであることを特徴とする無人飛行体。

【請求項7】

請求項１～６のうち何れか一つに記載の無人飛行体において、
画像の情報を発信する画像情報発信源からの画像情報を受信する通信部と、
該通信部が受信した画像情報に従って前記画像表示装置の前記表示面における画像表示を制御する画像表示制御部とを備えていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項8】

請求項１～６のうち何れか一つに記載の無人飛行体において、
画像の情報を予め記憶した画像情報記憶部と、
該画像情報記憶部に記憶されている画像情報に従って前記画像表示装置の前記表示面における画像表示を制御する画像表示制御部とを備えていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項9】

請求項１～８のうち何れか一つに記載の無人飛行体において、
前記画像表示装置は、当該無人飛行体の飛行状態において前記飛行体本体に対して水平軸周りに回動可能に取り付けられており、
飛行位置に応じた前記画像表示装置の回動位置の情報を発信する回動位置情報発信源からの回動位置情報を受信する通信部と、
該通信部が受信した回動位置情報に従って前記回動位置調整アクチュエータを作動させて前記画像表示装置の回動位置を制御する回動位置制御部とを備えていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項10】

請求項１～８のうち何れか一つに記載の無人飛行体において、
前記画像表示装置は、当該無人飛行体の飛行状態において前記飛行体本体に対して水平軸周りに回動可能に取り付けられており、
飛行位置に応じた前記画像表示装置の回動位置の情報を予め記憶した回動位置情報記憶部と、
該回動位置情報記憶部に記憶されている回動位置情報に従って前記回動位置調整アクチュエータを作動させて前記画像表示装置の回動位置を制御する回動位置制御部とを備えていることを特徴とする無人飛行体。

【請求項11】

請求項１～１０のうち何れか一つに記載の無人飛行体の複数の集合体で成る無人飛行体群であって、
前記各無人飛行体それぞれの前記画像表示装置の前記表示面同士が隣り合うように前記各無人飛行体が協調制御されて飛行する構成となっていることを特徴とする無人飛行体群。

【請求項12】

請求項１～６のうち何れか一つに記載の無人飛行体と、画像情報発信源とを備え、
前記画像情報発信源には、画像情報を発信する通信部が設けられており、
前記無人飛行体には、前記画像情報発信源の前記通信部から発信された画像情報を受信する通信部と、該通信部が受信した画像情報に従って前記画像表示装置の前記表示面における画像表示を制御する画像表示制御部とを備えていることを特徴とする空中画像表示システム。

【請求項13】

請求項１～６のうち何れか一つに記載の無人飛行体と、回動位置情報発信源とを備え、
前記回動位置情報発信源には、前記無人飛行体の飛行位置に応じた前記画像表示装置の回動位置の情報を発信する通信部が設けられており、
前記無人飛行体には、前記回動位置情報発信源の前記通信部から発信された回動位置の情報を受信する通信部と、該通信部が受信した回動位置の情報に従って前記回動位置調整アクチュエータを作動させて前記画像表示装置の回動位置を制御する回動位置制御部とを備えていることを特徴とする空中画像表示システム。

【請求項14】

請求項１記載の無人飛行体と、画像の照射が可能な画像照射器とを備えた空中画像表示システムであって、
前記無人飛行体の前記画像表示装置はスクリーンを備えており、飛行状態にある前記無人飛行体の前記スクリーンに向けて前記画像照射器から画像が照射されることによって前記表示面に画像表示を行う構成となっていることを特徴とする空中画像表示システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無人飛行体、および、複数の無人飛行体で成る無人飛行体群、並びに、空中画像表示システムに係る。特に、本発明は、これまでにない無人飛行体の利用形態を実現する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、地上観測や貨物輸送等に供される無人飛行体（一般にドローンと呼ばれている）が知られている。特許文献１には、無人飛行体に搭載されたカメラにより地上における測量対象領域の画像を撮影し、この撮影された画像に基づいて測量対象領域の地形データを算出することが開示されている。また、特許文献２には、軽量物の空中輸送が可能な無人飛行体が開示されている。

【0003】

また、無人飛行体のその他の利用形態として、災害発生時における被害状況や被害者の確認を空中からのカメラ撮影により行うといったことや、農薬用タンクを搭載し農場における農薬散布を行うといったことも知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１１７０４７号公報

【特許文献2】特開２０２１－１５１８４７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、本発明の発明者は、無人飛行体の利用形態として、これまでにない利用形態を実現することについて考察を行った。そして、本発明の発明者は、無人飛行体自体に画像表示を行うことにより、無人飛行体を、空中に画像を表示させる装置として利用するといった着想に至った。また、このように無人飛行体を利用して空中に画像を表示させる場合、その実用性を高めるためには、画像の視認性（例えば地上からの視認性）が良好に得られるようにしておく必要がある点についても着目した。これらの点に鑑み、本発明の発明者は、無人飛行体の構成について改良を行い、本発明に至った。

【0006】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、空中に画像を表示させるといった、これまでにない無人飛行体の利用形態を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、回転翼を有する飛行体本体を備え、前記回転翼の回転に伴って飛行する無人飛行体を前提とする。そして、この無人飛行体は、前記飛行体本体に対して回動可能に取り付けられていると共に、画像を表示する表示面を有する画像表示装置と、前記飛行体本体に対する前記画像表示装置の回動位置を調整することによって前記表示面の向きを変更可能とする回動位置調整アクチュエータとを備えていることを特徴とする。

【0008】

この特定事項により、飛行状態にある無人飛行体の画像表示装置の表示面に画像を表示させることにより、空中での画像表示を行うことができる。また、画像表示装置は飛行体本体に対して回動可能に取り付けられており、回動位置調整アクチュエータによって画像表示装置の回動位置を調整することにより表示面の向きを変更することができるため、表示面を視認しやすい向き（例えば地上から視認しやすい向き）とするように画像表示装置の回動位置を調整することが可能である。このため、画像を視認性の高い状態で空中に表示させることができるといった、これまでにない無人飛行体の利用形態を実現することができる。

【0009】

また、前記画像表示装置は自己発光型の表示デバイスを備えており、該表示デバイスの自己発光によって前記表示面に画像表示を行う構成とされている。

【0010】

これによれば、画像表示装置自体に画像表示機能を備えさせることができるため、個別の画像投影装置等を必要とすることがなく、無人飛行体の構成の簡素化を図ることができる。

【0011】

また、前記表示デバイスは、複数がマトリックス配置されている。

【0012】

これによれば、比較的小型の表示デバイスを採用することができるため、コストの低廉化を図ることができると共に、一部の表示デバイスが破損したり故障したりした場合には、その表示デバイスのみを交換すればよいため、メンテナンス作業の簡素化およびメンテナンス費用の低廉化を図ることができる。

【0013】

また、画像投影装置を搭載しており、該画像投影装置から投影された画像を前記表示面に表示させる構成となっている。

【0014】

これによれば、無人飛行体における表示面の全体に対して画像投影装置から投影された１つの画像を表示させることが可能である。このため、表示面を複数領域に分割して各領域に個別に表示させる画像同士を同期させるといった場合に比べて、この画像同期のための処理負荷をなくすことができ、画像表示のための制御の簡素化を図ることができて、制御系における負荷の軽減を図ることができる。

【0015】

また、前記画像表示装置は透過型スクリーンを備えており、前記画像投影装置は、前記透過型スクリーンの背面側から当該透過型スクリーンに向けて画像を投影するよう配置されている。

【0016】

また、前記透過型スクリーンは、複数の線材が格子状に配設された網状スクリーンである。

【0017】

網状スクリーン（アミッドスクリーンと呼ばれる場合もある）は風（空気）の通過が可能であるため、飛行中の無人飛行体が風の影響を受けることが少なくなり、飛行の安定化に伴って空中に表示させる画像の安定化（空中での画像の揺れ等の抑制）を図ることができ、視認性の高い状態で画像を空中に表示させることができる。

【0018】

また、画像の情報を発信する画像情報発信源からの画像情報を受信する通信部と、該通信部が受信した画像情報に従って前記画像表示装置の前記表示面における画像表示を制御する画像表示制御部とを備えている。

【0019】

これは、無人飛行体とは別に画像情報発信源（管理サーバ等）が設置された空中画像表示システムに適用される無人飛行体に係るものであり、画像情報発信源から受信した画像情報に従って画像表示制御部が画像表示装置の表示面における画像表示を制御するものとなっている。この場合、無人飛行体は、表示面に表示する全ての画像の情報を予め記憶しておく必要がないため、画像記憶装置等を搭載する必要がなく、無人飛行体の構成の簡素化を図ることができる。

【0020】

また、画像の情報を予め記憶した画像情報記憶部と、該画像情報記憶部に記憶されている画像情報に従って前記画像表示装置の前記表示面における画像表示を制御する画像表示制御部とを備えている。

【0021】

これは、無人飛行体に搭載された画像情報記憶部に記憶されている画像情報を読み出して、画像表示制御部が画像表示装置の表示面における画像表示を制御するものである。これによれば、無人飛行体とは別の画像情報発信源を設置しておくといった必要なしに画像表示装置の表示面に画像を表示させることによる空中での画像表示を行うことが可能である。このため、空中での画像表示を行うためのシステム全体の構成の簡素化を図ることができる。

【0022】

また、前記画像表示装置は、当該無人飛行体の飛行状態において前記飛行体本体に対して水平軸周りに回動可能に取り付けられており、飛行位置に応じた前記画像表示装置の回動位置の情報を発信する回動位置情報発信源からの回動位置情報を受信する通信部と、該通信部が受信した回動位置情報に従って前記回動位置調整アクチュエータを作動させて前記画像表示装置の回動位置を制御する回動位置制御部とを備えている。

【0023】

これは、無人飛行体とは別に回動位置情報発信源（管理サーバ等）が設置された空中画像表示システムに適用される無人飛行体に係るものであり、回動位置情報発信源から受信した回動位置情報に従って回動位置制御部が回動位置調整アクチュエータを作動させて飛行位置に応じた画像表示装置の回動位置を制御するものとなっている。例えば地上からの視認性が良好に得られる回動位置に制御される。この場合、無人飛行体は、飛行位置に応じた画像表示装置の回動位置の情報を予め記憶しておく必要がないため、回動位置情報記憶装置等を搭載する必要がなく、無人飛行体の構成の簡素化を図ることができる。

【0024】

また、前記画像表示装置は、無人飛行体の飛行状態において前記飛行体本体に対して水平軸周りに回動可能に取り付けられており、飛行位置に応じた前記画像表示装置の回動位置の情報を予め記憶した回動位置情報記憶部と、該回動位置情報記憶部に記憶されている回動位置情報に従って前記回動位置調整アクチュエータを作動させて前記画像表示装置の回動位置を制御する回動位置制御部とを備えている。

【0025】

これは、無人飛行体に搭載された回動位置情報記憶部に記憶されている回動位置の情報（飛行位置に応じた画像表示装置の回動位置の情報）を読み出して、回動位置制御部が回動位置調整アクチュエータを作動させて飛行位置に応じた画像表示装置の回動位置を制御するものである。この場合も、例えば地上からの視認性が良好に得られる回動位置に制御される。これによれば、無人飛行体とは別の回動位置情報発信源を設置しておくといった必要なしに飛行位置に応じた画像表示装置の回動位置を制御することが可能である。このため、空中での画像表示を行うためのシステム全体の構成の簡素化を図ることができる。

【0026】

また、複数の前記無人飛行体によって構成される無人飛行体群も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、前記各無人飛行体それぞれの前記画像表示装置の前記表示面同士が隣り合うように前記各無人飛行体が協調制御されて飛行する構成となっているものである。

【0027】

これにより、協調制御されて飛行する各無人飛行体それぞれにおける画像表示装置の表示面同士が隣り合った状態で、各表示面に画像が表示されることにより、これら複数の表示面に亘って一連の画像を表示させることができる。このため、１機（１台）の無人飛行体では表示することが困難であった大型の画像を空中に表示させることが可能になり、視認性の高い画像を空中に表示させることができる。

【0028】

また、前記無人飛行体と画像情報発信源とを備えて構成される空中画像表示システムも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、前記無人飛行体と画像情報発信源とを備え、前記画像情報発信源には、画像情報を発信する通信部が設けられており、前記無人飛行体には、前記画像情報発信源の前記通信部から発信された画像情報を受信する通信部と、該通信部が受信した画像情報に従って前記画像表示装置の前記表示面における画像表示を制御する画像表示制御部とを備えている空中画像表示システムである。

【0029】

これによれば、前述したように、無人飛行体は、表示面に表示する全ての画像の情報を予め記憶しておく必要がないため、画像記憶装置等を搭載する必要がなく、無人飛行体の構成の簡素化を図ることができる。

【0030】

また、前記無人飛行体と回動位置情報発信源とを備えて構成される空中画像表示システムも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、前記無人飛行体と回動位置情報発信源とを備え、前記回動位置情報発信源には、前記無人飛行体の飛行位置に応じた前記画像表示装置の回動位置の情報を発信する通信部が設けられており、前記無人飛行体には、前記回動位置情報発信源の前記通信部から発信された回動位置の情報を受信する通信部と、該通信部が受信した回動位置の情報に従って前記回動位置調整アクチュエータを作動させて前記画像表示装置の回動位置を制御する回動位置制御部とを備えている空中画像表示システムである。

【0031】

これによれば、前述したように、無人飛行体は、飛行位置に応じた画像表示装置の回動位置の情報を予め記憶しておく必要がないため、回動位置情報記憶装置等を搭載する必要がなく、無人飛行体の構成の簡素化を図ることができる。

【0032】

また、前記無人飛行体と画像の照射が可能な画像照射器とを備えて構成される空中画像表示システムも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、前記無人飛行体の前記画像表示装置はスクリーンを備えており、飛行状態にある前記無人飛行体の前記スクリーンに向けて前記画像照射器から画像が照射されることによって前記表示面に画像表示を行う構成となっている空中画像表示システムである。

【0033】

これによれば、無人飛行体の画像表示装置にはスクリーンのみを搭載すればよいため、無人飛行体の構成の簡素化を図ることができる。

【発明の効果】

【0034】

本発明では、無人飛行体に対し、飛行体本体に対して回動可能に取り付けられていると共に画像を表示する表示面を有する画像表示装置と、飛行体本体に対する画像表示装置の回動位置を調整することによって表示面の向きを変更可能とする回動位置調整アクチュエータとを備えさせている。これにより、画像を視認性の高い状態で空中に表示させることができるといった、これまでにない無人飛行体の利用形態を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】実施形態に係る複数の無人飛行体および管理サーバを含む空中画像表示システムの概略構成を示す図である。

【図2】無人飛行体の飛行状態の一例を示す斜視図である。

【図3】無人飛行体の画像表示装置が水平姿勢となっている状態を示す斜視図である。

【図4】無人飛行体の画像表示装置が鉛直姿勢となっている状態を示す斜視図である。

【図5】複数の無人飛行体のスタック状態を示す側面図である。

【図6】無人飛行体の制御系を示すブロック図である。

【図7】管理サーバの制御系を示すブロック図である。

【図8】無人飛行体群による空中画像表示状態の一例を示すイメージ図である。

【図9】変形例１における図２相当図である。

【図10】変形例１における図３相当図である。

【図11】変形例１における図４相当図である。

【図12】変形例２における図８相当図である。

【図13】変形例３における図６相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、ＬＥＤ（light emitting diode）によって表示面が構成される複数の無人飛行体で成る無人飛行体群によって空中での画像表示を行う場合を例に挙げて説明する。

【0037】

先ず、無人飛行体群によって空中での画像表示を行うための空中画像表示システムの構成について説明する。

【0038】

＜システム構成＞
図１は、本実施形態に係る空中画像表示システム１０の概略構成を示す図である。

【0039】

空中画像表示システム１０は、複数の無人飛行体（ドローンや自律飛行ロボットとも呼ばれる）２０，２０，…、および、これら無人飛行体２０，２０，…を統括管理する管理サーバ３０を含んだシステムとして構成されている。

【0040】

これら各無人飛行体２０，２０，…と管理サーバ３０との間は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、４Ｇ（第４世代）、５Ｇ（第５世代）等のマルチキャリアの基地局を介した無線通信による通信が可能となっている。この通信により、各無人飛行体２０，２０，…の飛行状態の制御、後述する空中での画像表示の制御（各無人飛行体２０，２０，…に備えられた画像表示装置２２０の表示面での画像表示の制御）、各無人飛行体２０，２０，…に備えられた画像表示装置２２０の回動位置の制御等を行うための各情報の送受信が行われる。尚、本実施形態では、各情報が管理サーバ３０から各無人飛行体２０，２０，…に向けて送信されるものとしているが、本発明はこれに限らず、各情報を無人飛行体２０，２０，…それぞれが記憶したシステムとして構成されていてもよいし、これら情報のうち一部の情報が管理サーバ３０から各無人飛行体２０，２０，…に向けて送信され、他の情報が無人飛行体２０，２０，…それぞれに記憶されたシステムとして構成されていてもよい。

【0041】

－無人飛行体の構成－
各無人飛行体２０，２０，…それぞれの構成は互いに同一である。従って、ここでは１機（１台）の無人飛行体２０を代表して説明する。

【0042】

無人飛行体２０は、複数のロータ（回転翼）２１２，２１２，…が飛行体本体２１０の周りに均等に配設されたマルチコプタである。具体的には、４つのロータ２１２，２１２，…を有するクアッドコプタで構成されている。尚、６つのロータを有するヘキサコプタ、８つのロータを有するオプトコプタ等の無人飛行体であってもよい。また、ロータが１つのシングルロータ型の小型無人ヘリコプタであってもよい。以下、本実施形態に係る無人飛行体２０の構成について説明する。

【0043】

図２は、無人飛行体２０の飛行状態の一例を示す斜視図である。以下の説明では、図２におけるＸ方向を無人飛行体２０の左右方向と呼び、図中のＸ１方向側を左側、Ｘ２方向側を右側とそれぞれ呼ぶこととする。また、図２におけるＹ方向を無人飛行体２０の前後方向と呼び、図中のＹ１方向側を前側、Ｙ２方向側を後側とそれぞれ呼ぶこととする。また、図２におけるＺ方向を無人飛行体２０の上下方向と呼び、図中のＺ１方向側を上側、Ｚ２方向側を下側とそれぞれ呼ぶこととする。

【0044】

図２に示すように、無人飛行体２０は、飛行体本体２１０、画像表示装置２２０、回動機構２３０を備えている。

【0045】

飛行体本体２１０は、４本のフレーム材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄが平面視矩形状に連結された枠状に構成されている。４本のフレーム材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄのうち無人飛行体２０の前側（Ｙ１方向側）に位置して左右方向（Ｘ方向）に延在するものがフロントフレーム材２１０ａであり、無人飛行体２０の後側（Ｙ２方向側）に位置して左右方向（Ｘ方向）に延在するものがリヤフレーム材２１０ｂである。また、無人飛行体２０の左側（Ｘ１方向側）に位置して前後方向（Ｙ方向）に延在するものがレフトフレーム材２１０ｃであり、無人飛行体２０の右側（Ｘ２方向側）に位置して前後方向（Ｙ方向）に延在するものがライトフレーム材２１０ｄである。

【0046】

各フレーム材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄ同士の連結部分（飛行体本体２１０の各コーナ部分）には鉛直軸周りに回転可能な回転軸を有するモータ２１１，２１１，…が設けられており、これらモータ２１１，２１１，…の回転軸にロータ２１２，２１２，…が取り付けられている。フレーム材２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃ，２１０ｄを介して互いに隣り合うロータ２１２，２１２は互いに反対方向に回転可能となっている。これにより、モータ２１１，２１１，…の作動に伴ってロータ２１２，２１２，…が回転することにより揚力が発生して無人飛行体２０が飛行可能となっている。また、各モータ２１１，２１１，…の回転速度を個別に制御することによって、無人飛行体２０の水平方向の移動や姿勢変化が可能となっている。

【0047】

画像表示装置２２０は、回動機構２３０を介して飛行体本体２１０に対して回動可能に取り付けられている。以下の説明では、図２におけるＨ方向を画像表示装置２２０の第１方向と呼び、図中のＨ１方向側を左側、Ｈ２方向側を右側とそれぞれ呼ぶこととする。また、図２におけるＬ方向を画像表示装置２２０の第２方向と呼び、図中のＬ１方向側を基端側、Ｌ２方向側を先端側とそれぞれ呼ぶこととする。

【0048】

画像表示装置２２０は、装置フレーム２２１および複数の表示デバイス（自己発光型の表示デバイス）２２２，２２２，…（図２では一部の表示デバイス２２２，２２２，…のみを示している）を備えている。

【0049】

前記装置フレーム２２１は、外枠フレーム２２３、複数の縦フレーム２２４，２２４，…およびリンク用のフレーム２２５Ｌ，２２５Ｒを備えている。外枠フレーム２２３は、４本のフレーム材２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄが矩形状に連結された枠状に構成されている。４本のフレーム材２２３ａ，２２３ｂ，２２３ｃ，２２３ｄのうち画像表示装置２２０の基端側（Ｌ１方向側）に位置して第１方向（Ｈ方向）に延在するものが第１フレーム材２２３ａであり、画像表示装置２２０の先端側（Ｌ２方向側）に位置して第１方向（Ｈ方向）に延在するものが第２フレーム材２２３ｂである。また、画像表示装置２２０の左側（Ｈ１方向側）に位置して第２方向（Ｌ方向）に延在するものが第３フレーム材２２３ｃであり、画像表示装置２２０の右側（Ｈ２方向側）に位置して第２方向（Ｌ方向）に延在するものが第４フレーム材２２３ｄである。この外枠フレーム２２３における第１方向（Ｈ方向）の寸法と第２方向（Ｌ方向）の寸法とは略同一寸法に設定されている。例えば３０００ｍｍに設定されている。この値はこれに限定されるものではない。また、画像表示装置２２０の第１方向（Ｈ方向）の寸法は飛行体本体２１０の左右方向（Ｘ方向）の寸法よりも所定寸法だけ長く設定されており、画像表示装置２２０の第２方向（Ｌ方向）の寸法は飛行体本体２１０の前後方向（Ｙ方向）の寸法よりも所定寸法だけ長く設定されている。つまり、画像表示装置２２０の外形は飛行体本体２１０の外形よりも大きく設定されている。これにより、小型の飛行体本体２１０を有する無人飛行体２０であっても大型の画像表示装置２２０を搭載することを可能にする構成となっており、複数の無人飛行体２０，２０，…によって空中での画像表示を行うに当たり、各無人飛行体２０，２０，…の飛行体本体２１０，２１０，…同士の干渉（接触）を回避しながらも各画像表示装置２２０，２２０，…同士の間の隙間を小さくすることを可能にしている。尚、外枠フレーム２２３としては、第１方向（Ｈ方向）の寸法と第２方向（Ｌ方向）の寸法とが互いに異なるものであってもよい。

【0050】

各縦フレーム２２４，２２４，…は、第１方向（Ｈ方向）に所定間隔を存した７本が第１フレーム材２２３ａと第２フレーム材２２３ｂとの間に亘って架設されている。これら縦フレーム２２４，２２４，…は、後述する各表示デバイス２２２，２２２，…の固定部として機能する。縦フレーム２２４の本数としてはこれに限定されるものではなく、画像表示装置２２０に要求される強度や、取り付けられる表示デバイス２２２，２２２，…の個数に応じて適宜設定される。

【0051】

リンク用のフレーム２２５Ｌ，２２５Ｒは後述するリンク機構２３２Ｌ，２３２Ｒの連結部となる部分であって、左側（Ｈ１方向側）に位置する左側リンク用のフレーム２２５Ｌと右側（Ｈ２方向側）に位置する右側リンク用のフレーム２２５Ｒとを備えている。左側リンク用のフレーム２２５Ｌは、第２方向（Ｌ方向）に沿って延在する第１部２２５Ｌａと、該第１部２２５Ｌａの両端（Ｌ方向の両端）から左側（Ｈ１方向側）に延在して第３フレーム材２２３ｃに接続される第２部２２５Ｌｂ，２２５Ｌｂとを有している。同様に、右側リンク用のフレーム２２５Ｒは、第２方向（Ｌ方向）に沿って延在する第１部２２５Ｒａと、該第１部２２５Ｒａの両端（Ｌ方向の両端）から右側（Ｈ２方向側）に延在して第４フレーム材２２３ｄに接続される第２部２２５Ｒｂ，２２５Ｒｂとを有している。

【0052】

各表示デバイス２２２，２２２，…は、各縦フレーム２２４，２２４，…に取り付けられており、第１方向（Ｈ方向）および第２方向（Ｌ方向）のそれぞれに７個ずつ並べられたマトリックス配置とされている。つまり、画像表示装置２２０には、合計４９個の表示デバイス２２２，２２２，…が備えられている。表示デバイス２２２の個数はこれに限定されるものではなく任意に設定可能である。また、第１方向（Ｈ方向）の配設個数と第２方向（Ｌ方向）の配設個数とは互いに異なっていてもよい。

【0053】

また、各表示デバイス２２２，２２２，…は、互いに隣り合う表示デバイス２２２，２２２同士の間に所定の隙間が生じるように配置されている。これは、無人飛行体２０の飛行中において表示デバイス２２２，２２２同士の間での風（空気）の通過を可能にしたり、無人飛行体２０の上昇時（図３に示す状態での上昇時）にロータ２１２，２１２，…からの風（揚力を発生するための風）の通過を可能にするためである。

【0054】

各表示デバイス２２２は、図示しない複数のＬＥＤ素子（以下、単にＬＥＤという場合もある）を搭載した表示パネル、各ＬＥＤ素子の発光を制御する回路基板等を備えている。つまり、各表示デバイス２２２，２２２，…は、管理サーバ３０から送信されて無人飛行体２０が受信した画像情報（表示パネル上に表示すべき画像情報）に従って画像表示を行う構成となっている。本実施形態にあってはＬＥＤとしては高輝度ＬＥＤが採用されており、夜間ばかりでなく、日中においても表示画像の視認（例えば地上からの視認）が可能なものとなっている。また、周囲の明るさに応じて輝度変更できるものとしてもよい。また、ＬＥＤに代えて有機ＥＬ（organic electro-luminescence）を採用することも可能である。

【0055】

回動機構２３０は、画像表示装置２２０を飛行体本体２１０に対して回動可能に取り付けるものであって、画像表示装置２２０と飛行体本体２１０とを連結する２本の回動アーム２３１Ｌ，２３１Ｒおよび一対のリンク機構２３２Ｌ，２３２Ｒを備えている。

【0056】

各回動アーム２３１Ｌ，２３１Ｒは、画像表示装置２２０の第１フレーム材２２３ａと飛行体本体２１０のフロントフレーム材２１０ａとを連結している。これら回動アーム２３１Ｌ，２３１Ｒにおけるフロントフレーム材２１０ａとの連結部分にはサーボモータ（本発明でいう回動位置調整アクチュエータ）２３３Ｌ，２３３Ｒが内蔵されており、これらサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒの作動によって回動アーム２３１Ｌ，２３１Ｒがフロントフレーム材２１０ａに対して相対的に回動することにより画像表示装置２２０が飛行体本体２１０に対して回動可能となっている。例えばサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒののステータがフロントフレーム材２１０ａに、ロータが回動アーム２３１Ｌ，２３１Ｒにそれぞれ連結された構成となっている。また、このサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒの回動位置を調整することにより、飛行体本体２１０に対する画像表示装置２２０の回動位置（飛行体本体２１０に対する画像表示装置２２０の回動姿勢）を任意の位置に設定することが可能となっている。

【0057】

各リンク機構２３２Ｌ，２３２Ｒは、左側リンク機構２３２Ｌと右側リンク機構２３２Ｒで成る。左側リンク機構２３２Ｌは、一端が飛行体本体２１０のレフトフレーム材２１０ｃに回動自在に連結された第１リンク２３２Ｌａ、および、一端が画像表示装置２２０の左側リンク用のフレーム２２５Ｌの第１部２２５Ｌａに回動自在に連結された第２リンク２３２Ｌｂそれぞれの他端同士が相対的に回動自在に連結されている。同様に、右側リンク機構２３２Ｒは、一端が飛行体本体２１０のライトフレーム材２１０ｄに回動自在に連結された第１リンク２３２Ｒａ、および、一端が画像表示装置２２０の右側リンク用のフレーム２２５Ｒの第１部２２５Ｒａに回動自在に連結された第２リンク２３２Ｒｂそれぞれの他端同士が相対的に回動自在に連結されている。前記サーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒの作動によって画像表示装置２２０が飛行体本体２１０に対して回動する際、各リンク機構２３２Ｌ，２３２Ｒの第１リンク２３２Ｌａ（２３２Ｒａ）と第２リンク２３２Ｌｂ（２３２Ｒｂ）とが相対的に回動することにより、画像表示装置２２０の回動動作の安定化が図れるようになっている。図３は、画像表示装置２２０が飛行体本体２１０に対して回動して水平姿勢となっている状態を示す斜視図である。この場合、画像表示装置２２０が飛行体本体２１０の下側に位置すると共に、画像表示装置２２０の延在方向と飛行体本体２１０の延在方向とは互いに平行となり、各リンク機構２３２Ｌ，２３２Ｒの第１リンク２３２Ｌａ（２３２Ｒａ）の延在方向と第２リンク２３２Ｌｂ（２３２Ｒｂ）の延在方向との成す角度が最も小さくなっている。また、図４は、画像表示装置２２０が飛行体本体２１０に対して回動して鉛直姿勢となっている状態を示す斜視図である。この場合、画像表示装置２２０の延在方向と飛行体本体２１０の延在方向とは互いに直交する状態となり、各リンク機構２３２Ｌ，２３２Ｒの第１リンク２３２Ｌａ（２３２Ｒａ）の延在方向と第２リンク２３２Ｌｂ（２３２Ｒｂ）の延在方向とは同一直線上となる。

【0058】

前述したように本実施形態に係る空中画像表示システム１０は、複数の無人飛行体２０，２０，…で成る無人飛行体群によって空中での画像表示を行うものである。このため、これら無人飛行体２０，２０，…を飛行させていない状態であって駐機場に待機（駐機）させるに当たっては、その駐機場として必要な面積（敷地面積）を小さくするように、複数の無人飛行体２０，２０，…を上下に重ね合わせて待機させるためのスタック構造が備えられている。図５は、複数の無人飛行体２０，２０，…のスタック状態を示す側面図である。この図５に示すようにスタック状態では、画像表示装置２２０が飛行体本体２１０に対して回動して水平姿勢となり（図３に示す姿勢となり）、この状態で無人飛行体２０，２０，…同士が上下に重ね合わされることになる。以下、このスタック構造について説明する。

【0059】

図３に示すように、スタック構造としては、画像表示装置２２０の外枠フレーム２２３に設けられた複数の受け台２２６，２２６，…と近赤外線カメラ２２７，２２７，…とを備えた構成となっている。

【0060】

受け台２２６，２２６，…は、外枠フレーム２２３の各フレーム材２２３ａ～２２３ｄにおける長手方向の中間部において、該長手方向に直交する方向（図３に示したように画像表示装置２２０が水平姿勢となった状態で上方：第１方向Ｈおよび第２方向Ｌそれぞれに対して直交する上方）に突出するように配設されている。各受け台２２６，２２６，…は、この図３に示す状態において鉛直方向に延在する柱部２２６ａと、該柱部２２６ａの上部に設けられた受け部２２６ｂとを備えている。この受け部２２６ｂは、図３に示す状態において上方に向かって互いに反対方向に向けて傾斜する一対の線材２２６ｃ，２２６ｃによってＶ字型に構成されている。

【0061】

また、柱部２２６ａと受け部２２６ｂとの接続部分（受け部２２６ｂの底部）には上方に向けて近赤外線を放射するＬＥＤ２２６ｄが設けられている。具体的には、受け部２２６ｂの中央部に設けられた凹部にＬＥＤ２２６ｄが収容されている。ＬＥＤ２２６ｄの配置形態としてはこれに限定されるものではなく、受け部２２６ｂの中央部から突出する状態で配置されていてもよい。

【0062】

一方、近赤外線カメラ２２７，２２７，…は、外枠フレーム２２３の各フレーム材２２３ａ～２２３ｄにおける長手方向の中間部において、該長手方向に直交する方向（図３に示したように画像表示装置２２０が水平姿勢となった状態で下方）に向けて配設されている。つまり、下方における近赤外線を検出するように配設されている。具体的には、各フレーム材２２３ａ～２２３ｄの下面に設けられた凹部に近赤外線カメラ２２７が収容されている。近赤外線カメラ２２７の配置形態としてはこれに限定されるものではなく、各フレーム材２２３ａ～２２３ｄの下面から突出する状態で配置されていてもよい。このように、各フレーム材２２３ａ～２２３ｄにおける受け台２２６の配設位置と近赤外線カメラ２２７の配設位置とは同じ位置であり、受け台２２６は上側から降下してくる他の無人飛行体２０の外枠フレーム２２３を受け止める機能と上方に向けて近赤外線を放射する機能とを有し、近赤外線カメラ２２７は下方における近赤外線を検出する機能を有している。

【0063】

このため、既に駐機場に駐機している無人飛行体２０の上側に飛行中の無人飛行体２０を着陸させて無人飛行体２０，２０同士を重ね合わせる際には、飛行中の無人飛行体２０に搭載されている近赤外線カメラ２２７，２２７，…が、駐機している無人飛行体２０のＬＥＤ２２６ｄ，２２６ｄ，…から放射されている近赤外線を検出し、全ての近赤外線カメラ２２７，２２７，…が近赤外線を検出した状態を維持しながら無人飛行体２０を降下させることで、この降下する無人飛行体２０を、駐機している無人飛行体２０に重ね合わせる（平面視において位置ズレなく重ね合わせる）ことが可能である。つまり、降下する無人飛行体２０の画像表示装置２２０の外枠フレーム２２３を、駐機している無人飛行体２０の受け台２２６の受け部２２６ｂによって受けることで重ね合わせることが可能である。このようにして順次無人飛行体２０を重ね合わせるように降下させていくことで、図５に示すように複数の無人飛行体２０，２０，…同士を上下に重ね合わせたスタック状態とすることが可能になり、駐機場として必要な面積の縮小化を図ることが可能となっている。

【0064】

－無人飛行体の制御系－
次に、無人飛行体２０の制御系について説明する。以下で説明する無人飛行体２０の制御系は一例であって、本発明に係る無人飛行体２０の制御系は以下のものには限定されない。無人飛行体２０は、管理サーバ３０から、飛行経路に係る情報、画像表示のための情報、画像表示装置２２０の回動姿勢を制御するための情報を受信し、所定の飛行経路に沿って飛行するように制御されると共に、画像表示装置２２０での画像表示および画像表示装置２２０の回動姿勢が制御される。

【0065】

図６は、本実施形態に係る無人飛行体２０の制御系を示すブロック図である。この図６に示すように、無人飛行体２０の制御系としては、位置・姿勢センサ２１、通信部２２、記憶部２３、制御部２４を備えている。

【0066】

（位置・姿勢センサ）
位置・姿勢センサ２１は、無人飛行体２０の現在位置および姿勢を取得するためのセンサである。位置・姿勢センサ２１は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）等の航法衛星（人工衛星）から送信される電波（航法信号）を受信する受信機、加速度を計測する加速度センサ、方位を計測する電子コンパス、および角速度を計測するジャイロセンサ等を備えている。具体的には、位置・姿勢センサ２１において、受信機が複数の航法衛星から送信される航法信号を受信して制御部２４に出力すると共に電子コンパスおよびジャイロセンサによる計測信号を制御部２４に出力する。これらの信号に基づいて制御部２４は、無人飛行体２０の現在位置および姿勢を算出する。特に、本実施形態では、無人飛行体２０の現在位置の検出精度を高めるためにＲＴＫ（Real Time Kinematic）による測位が行われるようになっている。尚、現在位置および姿勢を得るための情報を取得する手段としては、前記受信機に代えてレーザスキャナおよび気圧センサを用いるようにしてもよい。

【0067】

（通信部）
通信部２２は、管理サーバ３０との間で通信するための通信モジュールである。前述したように、管理サーバ３０からは、飛行経路に係る情報、画像表示のための情報、画像表示装置２２０の回動姿勢を制御するための情報が送信されており、これら情報を通信部２２が受信して制御部２４に出力する。また、通信部２２は、前述の如く算出された無人飛行体２０の現在位置および姿勢の各情報を管理サーバ３０に出力する。

【0068】

（記憶部）
記憶部２３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の情報記憶装置である。この記憶部２３は、各種プログラムや各種データを記憶し、制御部２４との間でこれらの情報を入出力する。各種データとしては、位置・姿勢情報、経路情報等といった制御部２４の各処理に用いられる情報が含まれる。

【0069】

位置・姿勢情報は、位置・姿勢センサ２１によって取得された、無人飛行体２０の現在位置および姿勢を予め定められた所定時間間隔で循環記憶した位置と姿勢の履歴である。経路情報は、管理サーバ３０から受信して記憶部２３に記憶される情報であって、無人飛行体２０が移動する予定である飛行経路に関する情報である。具体的には、飛行経路上における座標列（ｘ，ｙ，ｚ）と、各位置（座標）における時刻、速度、加速度とを対応付けた情報となっている。

【0070】

（制御部）
制御部２４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたコンピュータであり、記憶部２３からプログラムやデータを読み出す。制御部２４は、このプログラムに従った機能部として、位置・姿勢算出部２４１、飛行制御部２４２、画像表示制御部２４３、回動位置制御部２４４を備えている。

【0071】

位置・姿勢算出部２４１は、位置・姿勢センサ２１の出力から飛行空間における無人飛行体２０の現在位置および姿勢を算出し、位置・姿勢情報として記憶させる。また、この位置・姿勢算出部２４１は、例えば、位置・姿勢センサ２１から出力された航法信号から緯度・経度・高度を求め、予め記憶した変換規則を用いて飛行空間の座標系における位置に変換する。更に、この位置・姿勢算出部２４１は、位置・姿勢センサ２１から出力された加速度センサおよびジャイロセンサの計測信号から、飛行空間の座標系における現在姿勢を求める。尚、位置・姿勢センサ２１から出力された電子コンパスの計測信号から、飛行空間の座標系における方位を求め、他のセンサからの計測信号を更に用いて現在姿勢を算出するようになっていてもよい。尚、位置・姿勢算出部２４１は、現在位置を算出する都度、通信部２２を介して当該現在位置を管理サーバ３０に送信する。

【0072】

飛行制御部２４２は、経路情報（管理サーバ３０から受信した飛行経路に係る情報）、位置・姿勢情報を参照し、無人飛行体２０を経路情報に記された飛行経路に追従して移動するように各モータ２１１，２１１，…の回転速度を制御する。具体的には、飛行制御部２４２は、経路情報に記された現在時刻の位置（座標）と、位置・姿勢情報に記された現在位置との誤差が小さくなるように各モータ２１１，２１１，…の回転速度を制御する。また、飛行制御部２４２は、位置・姿勢情報に基づいて無人飛行体２０の現在の速度および加速度を算出し、これらの値が経路情報に記された現在時刻の速度および加速度との誤差が小さくなるように各モータ２１１，２１１，…の回転速度を制御する。

【0073】

画像表示制御部２４３は、管理サーバ３０から通信部２２が受信した画像情報に従って画像表示装置２２０の表示面における画像表示を制御する。つまり、管理サーバ３０は、複数の無人飛行体２０，２０，…それぞれの表示デバイス２２２，２２２，…に対応して、無人飛行体２０の位置および時刻に対応した画像を管理しており、この位置および時刻と画像の情報とを関連付けた情報を各無人飛行体２０，２０，…に送信するようになっている。そして、画像表示制御部２４３は、ＧＮＳＳの正確なＰＰＳ（Pulse Per Second）信号に基づいて同期させた画像が各無人飛行体２０，２０，…それぞれの表示デバイス２２２，２２２，…において表示されるように画像表示制御を行う。

【0074】

回動位置制御部２４４は、管理サーバ３０から通信部２２が受信した、飛行位置に応じた画像表示装置２２０の回動位置の情報に従ってサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒを作動させて画像表示装置２２０の回動位置を制御する。つまり、管理サーバ３０は、飛行中における各無人飛行体２０，２０，…の飛行位置を把握しており、この飛行位置において地上からの視認性が最も高くなる画像表示装置２２０の回動位置を算出し、この回動位置の情報を通信部３１から各無人飛行体２０，２０，…に向けて送信するようになっている。例えば、あるイベントにおいて地上の人（観客）から見て仰角が４５°となる位置を各無人飛行体２０，２０，…が飛行している場合にあっては、図２に示すように画像表示装置２２０の表示面が水平方向に対して４５°下向きとなるように画像表示装置２２０の回動位置を制御するための情報（回動位置情報）が各無人飛行体２０，２０，…に送信され、各無人飛行体２０，２０，…における回動位置制御部２４４は、受信した回動位置情報に従ってサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒを作動させて画像表示装置２２０の回動位置を制御することになる。また、地上の人から比較的離れた位置であって、比較的低い位置を各無人飛行体２０，２０，…が飛行している場合にあっては、図４に示すように画像表示装置２２０の表示面が鉛直方向となるように画像表示装置２２０の回動位置を制御するための情報が各無人飛行体２０，２０，…に送信され、各無人飛行体２０，２０，…における回動位置制御部２４４は、受信した回動位置情報に従ってサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒを作動させて画像表示装置２２０の回動位置を制御することになる。

【0075】

－管理サーバの制御系－
次に、管理サーバ３０の制御系について説明する。以下で説明する管理サーバ３０の制御系は一例であって、本発明に係る管理サーバ３０の制御系は以下のものには限定されない。この管理サーバ３０は、各無人飛行体２０，２０，…それぞれの飛行先である目標位置を決定し、各無人飛行体２０，２０，…から受信した現在位置の情報に基づいて、現在位置から目標位置に至る飛行経路を求め、当該飛行経路の情報を各無人飛行体２０，２０，…に送信する。また、前述したように管理サーバ３０は、画像表示のための情報および画像表示装置２２０の回動姿勢を制御するための情報についても各無人飛行体２０，２０，…に送信する。図７は、管理サーバ３０の制御系を示すブロック図である。この図７に示すように、管理サーバ３０の制御系としては、通信部３１、記憶部３２、および、制御部３３を備えている。

【0076】

（通信部）
通信部３１は、無人飛行体２０との間で通信するための通信モジュールである。この通信部３１は、飛行経路に係る情報、画像表示のための情報、画像表示装置２２０の回動姿勢を制御するための情報を各無人飛行体２０，２０，…に送信する。

【0077】

（記憶部）
記憶部３２は、ＨＤＤ等の情報記憶装置である。この記憶部３２は、各種プログラムや各種データを記憶し、制御部３３との間でこれらの情報を入出力する。各種データには、位置情報、空間情報、機体情報、経路情報、画像情報、回動位置情報等の制御部３３の各処理に用いられる情報が含まれる。

【0078】

位置情報は、無人飛行体２０の現在位置および目標位置を示した情報である。無人飛行体２０から現在位置の情報を受信すると、当該無人飛行体２０の識別子（機体ＩＤ）と対応付けて記憶する。また、ある無人飛行体２０の目標位置が設定されると、当該無人飛行体２０の機体ＩＤに対応付けて目標位置が記憶される。

【0079】

空間情報は、飛行空間の３次元構造等を表した情報である。本実施形態における空間情報は、飛行空間をボクセル空間として複数のボクセル（単位空間）に分割して飛行空間の障害物の構造等を表した情報である。空間情報は、システムの管理者によって予め設定され記憶される。

【0080】

機体情報は、各無人飛行体２０，２０，…の特性（性能）を示した情報である。機体情報は、システムの管理者によって予め設定され記憶される。具体的に、機体情報は、各無人飛行体２０，２０，…の機体ＩＤと、特性値（機体重量、大きさ、最大速度、最大加速度、および最大加加速度）とを対応付けた情報である。

【0081】

経路情報は、各無人飛行体２０，２０，…の飛行経路に関する情報である。具体的には、経路情報は、無人飛行体２０の機体ＩＤと、経路上の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）、当該座標値における通過時間、速度、加速度、加加速度、加加速度の変化量の値とが対応付けて記憶される。

【0082】

画像情報は、各無人飛行体２０，２０，…それぞれに搭載された各表示デバイス２２２，２２２，…に表示させるべき画像の情報であって、各無人飛行体２０，２０，…の位置および時刻に関連付けられた情報である。

【0083】

回動位置情報は、各無人飛行体２０，２０，…それぞれにおける画像表示装置２２０の回動位置を制御するための情報であって、各無人飛行体２０，２０，…の位置および姿勢とサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒの回動角度位置とが関連付けられた情報である。

【0084】

（制御部）
制御部３３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータであり、記憶部３２からプログラムやデータを読み出す。制御部３３は、このプログラムに従った機能部として、目標位置設定部３３１、経路算出部３３２、画像情報抽出部３３３、回動位置算出部３３４を備えている。

【0085】

目標位置設定部３３１は、各無人飛行体２０，２０，…の目標位置を設定し、機体ＩＤに対応付けて位置情報として記憶部３２に記憶させる。目標位置は、例えば、空中を移動しながら画像表示を行っていく場合にあっては、予め定めた時刻になったときに飛行位置が所定の目標位置となるよう設定する。

【0086】

経路算出部３３２は、各無人飛行体２０，２０，…の現在位置から目標位置に至る飛行経路を算出し、算出した経路を経路情報として記憶部３２に記憶させる個別経路算出処理を行う。この記憶された経路情報は通信部３１から各無人飛行体２０，２０，…に送信され、この情報に従って各無人飛行体２０，２０，…の飛行が制御（前記飛行制御部２４２により制御）されることになる。

【0087】

画像情報抽出部３３３は、記憶部３２に記憶されている複数の画像情報のうち各無人飛行体２０，２０，…それぞれにおける画像表示装置２２０において表示させるべき画像の情報を記憶部３２から抽出して通信部３１に送信する。通信部３１は、この画像情報を各無人飛行体２０，２０，…に送信することになる。

【0088】

回動位置算出部３３４は、記憶部３２に記憶されている複数の回動位置情報（画像表示装置２２０の回動位置の情報）のうち各無人飛行体２０，２０，…それぞれの位置や姿勢に応じた回動位置情報を記憶部３２から抽出して通信部３１に送信する。通信部３１は、この回動位置情報を各無人飛行体２０，２０，…に送信することになる。

【0089】

＜空中画像表示動作＞
次に、前述の如く構成された無人飛行体２０の集合体である無人飛行体群および管理サーバ３０で構成される空中画像表示システム１０による空中画像表示動作について説明する。

【0090】

先ず、複数の無人飛行体２０，２０，…が駐機場において待機（駐機）している状態では、前述したスタック構造が利用されて複数の無人飛行体２０，２０，…が鉛直方向で重ね合わされている。例えば６０機の無人飛行体２０，２０，…を待機させる場合において、６機を一組として重ね合わせた場合には、駐機場には、１０組のスタックされた無人飛行体２０，２０，…が存在することになる。

【0091】

そして、管理サーバ３０から飛行指示信号が送信されると、この信号を各無人飛行体２０，２０，…の通信部２２が受信する。この飛行指示信号を受信した各無人飛行体２０，２０，…は、モータ２１１の作動に伴ってロータ２１２が回転することにより揚力が発生し、スタックされている各無人飛行体２０，２０，…のうち上側に位置する無人飛行体２０から順に飛行（上昇）を開始することになる。

【0092】

飛行中の各無人飛行体２０，２０，…は、管理サーバ３０から送信される飛行経路に係る情報を受信する。そして、この飛行経路に係る情報に従って、飛行制御部２４２が各モータ２１１の回転速度を制御し、各無人飛行体２０，２０，…が所定の飛行位置において停止（ホバリング）することになる。そして、図８に示すように、各無人飛行体２０，２０，…が、互いの画像表示装置２２０，２２０，…同士が隣り合うように（各無人飛行体２０，２０，…が水平方向および鉛直方向に複数機が並ぶように）飛行した状態で、管理サーバ３０から画像表示のための情報および画像表示装置２２０の回動姿勢を制御するための情報が各無人飛行体２０，２０，…それぞれに送信される。各無人飛行体２０，２０，…は、これら情報に従って各表示デバイス２２２，２２２，…に画像を表示させるための画像表示制御を行うと共に、サーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒを作動させて画像表示装置２２０の回動位置を制御する。これにより、協調制御されて飛行する各無人飛行体２０，２０，…それぞれにおける画像表示装置２２０，２２０，…の表示面同士が隣り合った状態で、各表示面に画像が表示されることにより、これら複数の表示面に亘って一連の画像が表示されることになる（図８を参照）。このため、大型の画像を空中に表示させることが可能になり、視認性の高い画像が空中に表示されることになる。

【0093】

尚、前述の記載では管理サーバ３０から画像表示のための情報を受信し、その画像を画像表示装置２２０において表示するようにしていたが、地上においてスマートフォンやタブレット端末等の画面上の画像（写真や手書きの絵等）を無人飛行体２０に送信し、その画像を画像表示装置２２０において表示するようにしてもよい。

【0094】

＜実施形態の効果＞
以上説明したように本実施形態では、飛行状態にある無人飛行体２０，２０，…の画像表示装置２２０，２２０，…の表示面に画像を表示させることにより、空中での画像表示を行うことができる。また、画像表示装置２２０は飛行体本体２１０に対して回動可能に取り付けられており、サーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒの作動によって画像表示装置２２０の回動位置を調整することにより表示面の向きを変更することができるため、表示面を視認しやすい向き（例えば地上から視認しやすい向き）とするように画像表示装置２２０の回動位置を調整することが可能である。このため、画像を視認性の高い状態で空中に表示させることができるといった、これまでにない無人飛行体２０の利用形態を実現することができる。

【0095】

また、本実施形態では、表示デバイス２２２，２２２，…の自己発光によって表示面に画像表示を行うものとなっている。つまり、画像表示装置２２０自体に画像表示機能を備えさせることができるため、個別の画像投影装置等を必要とすることがなく、無人飛行体２０の構成の簡素化を図ることができる。

【0096】

また、本実施形態では、複数の表示デバイス２２２，２２２，…をマトリックス配置している。このため、比較的小型の表示デバイス２２２を採用することができ、コストの低廉化を図ることができると共に、一部の表示デバイス２２２が破損したり故障したりした場合には、その表示デバイス２２２のみを交換すればよいため、メンテナンス作業の簡素化およびメンテナンス費用の低廉化を図ることができる。

【0097】

また、本実施形態では、管理サーバ３０からの画像情報を受信し、該画像情報に従って画像表示装置２２０の表示面における画像表示を制御するようにしている。このため、無人飛行体２０は、表示面に表示する全ての画像の情報を予め記憶しておく必要がないことから、画像記憶装置等を搭載する必要がなく、無人飛行体２０の構成の簡素化を図ることができる。

【0098】

また、本実施形態では、管理サーバ３０からの回動位置情報を受信し、該回動位置情報に従ってサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒを作動させて画像表示装置２２０の回動位置を制御するようにしている。このため、無人飛行体２０は、飛行位置に応じた画像表示装置２２０の回動位置の情報を予め記憶しておく必要がないことから、回動位置情報記憶装置等を搭載する必要がなく、これによっても無人飛行体２０の構成の簡素化を図ることができる。

【0099】

また、本実施形態では、協調制御されて飛行する各無人飛行体２０，２０，…それぞれにおける画像表示装置２２０，２２０，…の表示面同士が隣り合った状態で、各表示面に画像が表示されるようにすることで、これら複数の表示面に亘って一連の画像を表示させることができるようにしている。このため、１機の無人飛行体では表示することが困難であった大型の画像を空中に表示させることが可能になり、視認性の高い画像を空中に表示させることができる。

【0100】

＜変形例１＞
次に、変形例１について説明する。本変形例は、画像表示装置２２０の構成が前述した実施形態のものと異なっている。従って、ここでは前述した実施形態との相違点について主に説明する。

【0101】

図９は本変形例における図２相当図である。図１０は本変形例における図３相当図である。図１１は本変形例における図４相当図である。これらの図に示すように本変形例に係る無人飛行体２０における画像表示装置２２０は、透過型スクリーン２２８および画像投影装置（プロジェクタ）２２９を備えている。

【0102】

透過型スクリーン２２８は、複数の線材（樹脂製または金属製の線材）が格子状に配設された網材（網状スクリーン；所謂アミッドスクリーン）で成り、画像表示装置２２０の枠状の装置フレーム２２１に貼り付けられている。本例における装置フレーム２２１としては、前記縦フレーム２２４は備えていない。尚、透過型スクリーン２２８としては透明樹脂で成る透明スクリーンを採用してもよい。また、この透過型スクリーン２２８を備えた画像表示装置２２０は、前述した実施形態のものと同様に回動機構２３０を介して飛行体本体２１０に対して回動可能に取り付けられている。

【0103】

画像投影装置２２９は、透過型スクリーン２２８の背面側から画像を照射するためのものであって、画像表示装置２２０の装置フレーム２２１に支持された状態で、透過型スクリーン２２８の背面に向けて画像照射を行うようになっている。このため、回動機構２３０の作動（サーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒの作動）によって画像投影装置２２９が回動して透過型スクリーン２２８も飛行体本体２１０に対して回動した場合であっても、透過型スクリーン２２８と画像投影装置２２９との位置関係は不変であり、透過型スクリーン２２８の背面に向けて画像投影装置２２９からの画像の照射が可能な構成となっている。本実施形態にあっては、受け台２２６によって画像投影装置２２９を支持するようにしているが、この画像投影装置２２９の支持構造としてはこれに限定されるものではなく、複数のアーム（図示省略）によって画像表示装置２２０の装置フレーム２２１に支持された構成としてもよい。尚、透過型スクリーン２２８に画像を照射するデバイスとしては、画像投影装置２２９に代えて、ＲＧＢレーザビーム（走査型レーザ照射器）を走査することで透過型スクリーン２２８上にカラー画像を表示するものとしてもよい。

【0104】

その他の構成は、前述した実施形態のものと略同様である。

【0105】

本実施形態に係る無人飛行体２０における空中画像表示動作時における各無人飛行体２０，２０，…の制御動作は、前述した実施形態の場合と同様である。つまり、管理サーバ３０から、飛行経路に係る情報、画像表示のための情報、画像表示装置２２０の回動姿勢を制御するための情報を受信し、所定の飛行経路に沿って飛行するように制御されると共に、画像表示装置２２０での画像表示および画像表示装置２２０の回動姿勢が制御される。そして、画像表示に際しては、画像投影装置２２９から透過型スクリーン２２８の背面に向けて照射された画像が当該透過型スクリーン２２８の表示面に表示され、空中での画像表示が行われることになる。

【0106】

また、透過型スクリーン２２８は網状スクリーンであるため、風（空気）の通過が可能であり、飛行中の無人飛行体２０は風の影響を受けることが少なく、飛行の安定化に伴って空中に表示させる画像の安定化（空中での画像の揺れ等の抑制）を図ることができ、視認性の高い状態で画像を空中に表示させることができる。

【0107】

また、本例では、画像表示装置２２０の表示面の全体に対して画像投影装置２２９から投影された１つの画像を表示させることが可能である。このため、表示面を複数領域に分割して各領域に個別に表示させる画像同士を同期させるようにした場合に比べて、この画像同期のための処理負荷をなくすことができ、画像表示のための制御の簡素化を図ることができて、制御系における負荷の軽減を図ることができる。

【0108】

＜変形例２＞
次に、変形例２について説明する。前述した実施形態および変形例１では無人飛行体２０自体が画像の発光源を備えていた。本変形例は、それに代えて外部に発光源を設置した空中画像表示システム１０に係るものである。

【0109】

図１２は、本変形例における図８相当図である。本変形例における無人飛行体２０は、画像表示装置２２０として、前述した実施形態における表示デバイス２２２や、前述した変形例における画像投影装置２２９は搭載しておらず、スクリーン（例えば反射型スクリーン等）２２８’のみを搭載した構成となっている。

【0110】

一方、地上には、走査型レーザ照射器（画像照射器）４０が設置されており、この走査型レーザ照射器４０から各無人飛行体２０，２０，…の各画像表示装置２２０，２２０，…のスクリーン２２８’に向けて画像を照射することによって空中に画像を表示させるようにしている。

【0111】

本変形に係る空中画像表示システム１０の利用形態の一例としては、地上においてスマートフォンやタブレット端末等の画面上の画像（写真や手書きの絵等）を走査型レーザ照射器４０から無人飛行体群に照射することで、拡大した画像を空中に表示させるといったこと等が挙げられる。

【0112】

本変形例によれば、無人飛行体２０の画像表示装置２２０にはスクリーン２２８’のみを搭載すればよく、前述した表示デバイス２２２や画像投影装置２２９を搭載する必要がないため、無人飛行体２０の構成の簡素化を図ることができる。

【0113】

＜変形例３＞
次に、変形例３について説明する。本変形例は、無人飛行体２０の構成が前述した実施形態のものと異なっている。従って、ここでは前述した実施形態との相違点について主に説明する。

【0114】

図１３は本変形例における図６相当図（無人飛行体２０の制御系を示すブロック図）である。本実施形態に係る無人飛行体２０は、記憶部２３に画像情報記憶部２３ａおよび回動位置情報記憶部２３ｂが備えられている。画像情報記憶部２３ａには、画像表示装置２２０に表示させるべき画像の情報が予め記憶されている。また、回動位置情報記憶部２３ｂには、無人飛行体２０の飛行位置や飛行姿勢に応じた画像表示装置２２０の回動位置の情報が予め記憶されている。

【0115】

そして、空中画像表示動作にあっては、画像表示制御部２４３が画像情報記憶部２３ａから画像情報を読み出して画像表示装置２２０の表示面における画像表示を制御する。この画像表示を行うための構成としては、前記実施形態のものであってもよいし、前記変形例１のものであってもよい。また、回動位置制御部２４４が回動位置情報記憶部２３ｂから現在の無人飛行体２０の飛行位置や飛行姿勢に応じた画像表示装置２２０の回動位置の情報を読み出してサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒを作動させて画像表示装置２２０の回動位置を制御するようになっている。

【0116】

尚、このように各無人飛行体２０，２０，…それぞれが画像の情報を記憶し、それぞれの画像表示装置２２０，２２０，…の表示面における画像表示を制御する場合、画像表示制御部２４３は、ＧＮＳＳの正確なＰＰＳ信号に基づいて同期させた画像が各無人飛行体２０，２０，…それぞれの表示デバイス２２２，２２２，…において表示されるように画像表示制御を行うことになる。

【0117】

このため、本変形例にあっては、管理サーバ３０と無人飛行体２０との間での画像情報の送受信や回動位置情報の送受信は行われないものとなっている。従って、空中での画像表示を行うためのシステム全体の構成の簡素化を図ることができる。また、管理サーバ３０と無人飛行体２０との間での通信の情報量を削減することができるため、通信の安定化を図ることができる。つまり、管理サーバ３０と無人飛行体２０との間において例えば飛行経路に係る情報のみを通信する場合には、情報の通信の安定化を図ることができる。

【0118】

＜他の実施形態＞
尚、本発明は、前記実施形態および前記各変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲および該範囲と均等の範囲で包含される全ての変形や応用が可能である。

【0119】

例えば、前記実施形態および前記各変形例では、複数の無人飛行体２０，２０，…で成る無人飛行体群によって一連の画像を空中に表示するようにしていた。本発明はこれに限らず１機の無人飛行体２０のみによって空中に画像を表示するようにしてもよい。

【0120】

また、前記変形例１では、画像投影装置２２９が、透過型スクリーン２２８の背面側から画像を照射するものとしていた。本発明はこれに限らず、画像投影装置２２９が、スクリーン（例えば反射型スクリーン等）の正面側から画像を照射するものとしてもよい。

【0121】

また、前記実施形態および前記各変形例では、回動機構２３０の構成として、一対のサーボモータ２３３Ｌ，２３３Ｒによって画像表示装置２２０を回動させるようにしていた。本発明はこれに限るものではなく、画像表示装置２２０を回動させるための種々のアクチュエータを適用することが可能である。

【0122】

また、前記実施形態および前記変形例１では、飛行経路に係る情報、画像表示のための情報、画像表示装置２２０の回動姿勢を制御するための情報それぞれが管理サーバ３０から各無人飛行体２０，２０，…に送信されて各無人飛行体２０，２０，…が制御されるものとしていた。これに限らず、飛行経路に係る情報、画像表示のための情報、画像表示装置２２０の回動姿勢を制御するための情報のうち一部の情報が管理サーバ３０から各無人飛行体２０，２０，…に向けて送信され、他の情報が無人飛行体２０，２０，…それぞれに記憶されたシステムとして構成されていてもよい。

【0123】

また、前記実施形態および前記各変形例では、無人飛行体２０の飛行体本体２１０および画像表示装置２２０を共に矩形状のものとしていた。本発明はこれに限らず、円形、楕円形、矩形状以外の多角形状としてもよい。

【0124】

また、前記実施形態では、複数の表示デバイス２２２，２２２，…を外枠フレーム２２３の内側に配置するようにしていたが、外枠フレーム２２３の外側にも表示デバイス２２２，２２２，…を配置するようにしてもよい。これにより、隣り合う無人飛行体２０，２０の表示デバイス２２２，２２２同士の間の隙間を小さくして、より鮮明な画像を空中に表示させることが可能になる。

【産業上の利用可能性】

【0125】

本発明は、空中に画像を表示させることが可能な無人飛行体に適用可能である。

【符号の説明】

【0126】

１０ 空中画像表示システム
２０ 無人飛行体
２２ 通信部
２３ａ 画像情報記憶部
２３ｂ 回動位置情報記憶部
２１０ 飛行体本体
２１２ ロータ（回転翼）
２２０ 画像表示装置
２２２ 表示デバイス
２２８ 透過型スクリーン
２２９ 画像投影装置
２３３Ｌ，２３３Ｒ サーボモータ（回動位置調整アクチュエータ）
２４３ 画像表示制御部
２４４ 回動位置制御部
３０ 管理サーバ（画像情報発信源、回動位置情報発信源）
３１ 通信部
４０ 走査型レーザ照射器（画像照射器）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】