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(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】P2024127291
(43)【公開日】2024-09-20
(54)【発明の名称】ドローン
(51)【国際特許分類】
B64D 1/22 20060101AFI20240912BHJP
B64U 10/13 20230101ALI20240912BHJP
B66C 1/28 20060101ALI20240912BHJP
B64U 101/64 20230101ALN20240912BHJP
【ＦＩ】
B64D1/22
B64U10/13
B66C1/28 J
B64U101:64
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023036342
(22)【出願日】2023-03-09
(71)【出願人】
【識別番号】501203344
【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100128381
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義憲
(74)【代理人】
【識別番号】100183438
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 泰史
(72)【発明者】
【氏名】小越 将行
(72)【発明者】
【氏名】中川 潤一
(72)【発明者】
【氏名】土佐 竜一
(72)【発明者】
【氏名】飯嶋 渡
(72)【発明者】
【氏名】三宅 康也
(72)【発明者】
【氏名】中野 有加
(72)【発明者】
【氏名】野田 晋太朗
(72)【発明者】
【氏名】鎌田 樹
【テーマコード（参考）】
3F004
【Ｆターム（参考）】
3F004AA02
3F004AB11
3F004AB14
3F004AB19
3F004EA24
(57)【要約】
【課題】飛行中に荷物を安定的に支持すること。
【解決手段】ドローン１０は、ドローン本体３０と、運搬装置４０と、制御装置５０と、を備える。運搬装置４０は、一対の把手Ｍ２１，Ｍ３１を有する荷物Ｍを収容する収容部６０と、ドローン本体３０と収容部６０とを接続する接続部７０と、接続部７０に接続される上面部６１と、第１方向Ｄ１において互いに対向する一対の壁部６２と、一対の壁部６２のそれぞれの内面に１つずつ設けられた２つの第１支持部８１、及び、２つの第２支持部８２と、を有する。制御装置５０は、運搬装置４０が地面に到達したことが検知された場合に、２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持するように２つの第２支持部８２を制御する第２制御と、第２制御後に運搬装置４０が地面から離間したことが検知された場合に、底面Ｍ１を支持するように２つの第１支持部８１を制御する第４制御と、を実行するように構成されている。
【選択図】図５
【解決手段】ドローン１０は、ドローン本体３０と、運搬装置４０と、制御装置５０と、を備える。運搬装置４０は、一対の把手Ｍ２１，Ｍ３１を有する荷物Ｍを収容する収容部６０と、ドローン本体３０と収容部６０とを接続する接続部７０と、接続部７０に接続される上面部６１と、第１方向Ｄ１において互いに対向する一対の壁部６２と、一対の壁部６２のそれぞれの内面に１つずつ設けられた２つの第１支持部８１、及び、２つの第２支持部８２と、を有する。制御装置５０は、運搬装置４０が地面に到達したことが検知された場合に、２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持するように２つの第２支持部８２を制御する第２制御と、第２制御後に運搬装置４０が地面から離間したことが検知された場合に、底面Ｍ１を支持するように２つの第１支持部８１を制御する第４制御と、を実行するように構成されている。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
荷物の集荷及び配送を行うドローンであって、
回転翼を有するドローン本体と、
一対の把手を有する前記荷物を収容すると共に鉛直方向において下向きに開口する凹状の部材である収容部と、前記ドローン本体と前記収容部とを接続すると共に鉛直方向に沿って伸縮可能に構成されている接続部と、前記収容部に設けられると共に前記荷物を支持する支持部と、地面に到達したこと及び前記地面から離間したことを検知する検知部と、を有する運搬装置と、
前記ドローン本体及び前記運搬装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記収容部は、
前記接続部に接続される上面部と、前記上面部から下方に向かって延び前記鉛直方向に交差する第１方向において互いに対向する一対の壁部と、を有し、
前記支持部は、
前記一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、前記荷物の底面を支持可能に構成された２つの第１支持部と、
前記一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、前記把手を支持可能に構成された２つの第２支持部と、
を有し、
前記制御装置は、
一方の前記壁部が一方の前記把手に前記第１方向において対向し、他方の前記壁部が他方の前記把手に前記第１方向において対向する位置で前記荷物が前記収容部に収容されるように、前記ドローン本体及び前記接続部の少なくともいずれか一方を制御する第１制御と、
前記第１制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知された場合に、前記荷物が前記収容部に収容されたと判定し、対向する前記把手の方向に延び前記把手を支持するように前記２つの第２支持部を制御する第２制御と、
前記第２制御後において、前記運搬装置が前記地面から離れて上昇するように前記ドローン本体を制御する第３制御と、
前記第３制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面から離間したことが検知された場合に、前記荷物の底面の方向に延び前記底面を支持するように前記２つの第１支持部を制御する第４制御と、を実行するように構成されている、ドローン。
回転翼を有するドローン本体と、
一対の把手を有する前記荷物を収容すると共に鉛直方向において下向きに開口する凹状の部材である収容部と、前記ドローン本体と前記収容部とを接続すると共に鉛直方向に沿って伸縮可能に構成されている接続部と、前記収容部に設けられると共に前記荷物を支持する支持部と、地面に到達したこと及び前記地面から離間したことを検知する検知部と、を有する運搬装置と、
前記ドローン本体及び前記運搬装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記収容部は、
前記接続部に接続される上面部と、前記上面部から下方に向かって延び前記鉛直方向に交差する第１方向において互いに対向する一対の壁部と、を有し、
前記支持部は、
前記一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、前記荷物の底面を支持可能に構成された２つの第１支持部と、
前記一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、前記把手を支持可能に構成された２つの第２支持部と、
を有し、
前記制御装置は、
一方の前記壁部が一方の前記把手に前記第１方向において対向し、他方の前記壁部が他方の前記把手に前記第１方向において対向する位置で前記荷物が前記収容部に収容されるように、前記ドローン本体及び前記接続部の少なくともいずれか一方を制御する第１制御と、
前記第１制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知された場合に、前記荷物が前記収容部に収容されたと判定し、対向する前記把手の方向に延び前記把手を支持するように前記２つの第２支持部を制御する第２制御と、
前記第２制御後において、前記運搬装置が前記地面から離れて上昇するように前記ドローン本体を制御する第３制御と、
前記第３制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面から離間したことが検知された場合に、前記荷物の底面の方向に延び前記底面を支持するように前記２つの第１支持部を制御する第４制御と、を実行するように構成されている、ドローン。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記第１制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知されない場合に、前記荷物が前記収容部に収容されていないと判定し、前記鉛直方向から見た場合の前記荷物に対する前記運搬装置の位置及び向きの少なくとも一方を調整するように前記ドローン本体を制御する第５制御を実行する請求項１記載のドローン。
前記第１制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知されない場合に、前記荷物が前記収容部に収容されていないと判定し、前記鉛直方向から見た場合の前記荷物に対する前記運搬装置の位置及び向きの少なくとも一方を調整するように前記ドローン本体を制御する第５制御を実行する請求項１記載のドローン。
【請求項3】
前記制御装置は、前記第５制御後において、前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知されない場合に、前記荷物が前記収容部に収容されていないと判定し、前記運搬装置を上昇させるように前記接続部を制御する第６制御を実行する、請求項２記載のドローン。
【請求項4】
前記制御装置は、
前記支持部によって前記荷物が支持されている場合に、前記運搬装置を所定の高さまで下降させるように前記ドローン本体及び前記接続部のうち少なくとも一方を制御する第７制御と、
前記第７制御後において、前記荷物の前記底面を支持しないように前記２つの第１支持部を制御する第８制御と、
前記第８制御後において、前記運搬装置を更に降下させるように前記ドローン本体及び前記接続部のうち少なくとも一方を制御する第９制御と、
前記第９制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知された場合に、前記荷物が接地したと判定し、前記２つの把手を支持しないように前記２つの第２支持部を制御する第１０制御を実行する、請求項１記載のドローン。
前記支持部によって前記荷物が支持されている場合に、前記運搬装置を所定の高さまで下降させるように前記ドローン本体及び前記接続部のうち少なくとも一方を制御する第７制御と、
前記第７制御後において、前記荷物の前記底面を支持しないように前記２つの第１支持部を制御する第８制御と、
前記第８制御後において、前記運搬装置を更に降下させるように前記ドローン本体及び前記接続部のうち少なくとも一方を制御する第９制御と、
前記第９制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知された場合に、前記荷物が接地したと判定し、前記２つの把手を支持しないように前記２つの第２支持部を制御する第１０制御を実行する、請求項１記載のドローン。
【請求項5】
前記検知部は、前記一対の壁部の下端にそれぞれ設けられた複数の圧力センサを含み、
前記検知部は、前記複数の圧力センサの全てが第１閾値以上の圧力を検知した場合に、前記地面に到達したと検知し、前記複数の圧力センサのうちの１つが前記第１閾値を下回る圧力を検知した場合に、前記地面から離間したことを検知する、請求項１記載のドローン。
前記検知部は、前記複数の圧力センサの全てが第１閾値以上の圧力を検知した場合に、前記地面に到達したと検知し、前記複数の圧力センサのうちの１つが前記第１閾値を下回る圧力を検知した場合に、前記地面から離間したことを検知する、請求項１記載のドローン。
【請求項6】
前記接続部は、前記上面部に一端を接続されたワイヤと、前記ドローン本体の下方に設けられると共に前記ワイヤの他端に接続された巻き取り部とを含み、
前記検知部は、前記巻き取り部に設けられると共に前記ワイヤの張力を検知する張力センサを更に有し、
前記巻き取り部は、前記ワイヤの巻き上げ及び巻き下げを実行し、
前記検知部は、
前記張力センサにより検知された前記ワイヤの張力が第２閾値以下である場合に、前記地面に到達したと判定し、前記張力センサにより検知された前記ワイヤの張力が前記第２閾値を上回る場合に、前記地面から離間したと判定する、請求項１記載のドローン。
前記検知部は、前記巻き取り部に設けられると共に前記ワイヤの張力を検知する張力センサを更に有し、
前記巻き取り部は、前記ワイヤの巻き上げ及び巻き下げを実行し、
前記検知部は、
前記張力センサにより検知された前記ワイヤの張力が第２閾値以下である場合に、前記地面に到達したと判定し、前記張力センサにより検知された前記ワイヤの張力が前記第２閾値を上回る場合に、前記地面から離間したと判定する、請求項１記載のドローン。
【請求項7】
前記第２支持部は、前記把手を支持可能な爪機構である、請求項１記載のドローン。
【請求項8】
前記第２支持部は、前記把手を把持可能なジャミング膜グリッパ機構である、請求項１記載のドローン。
【請求項9】
前記壁部は、前記鉛直方向から見た場合に前記壁部の下端が前記上面部から離れるように傾斜している、請求項１記載のドローン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一様態は、荷物を運搬するドローンに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、可撓性部材を介して荷物を吊り下げて運搬するドローンを開示している。このドローンは、空中に浮遊しつつ荷物を地上に向けて下降させる際に、荷物の着地を確認したうえで荷物の取り外しを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許６３９３８８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したドローンは、無人で荷物を配達することができる。しかしながら、当該ドローンでは、荷物の上部が可撓性部材を介してドローンに接続されているので、ドローンの飛行中に荷物が空中で揺れ動いてしまう。このように、上述したドローンは、飛行中に荷物を安定的に支持することができない。
【0005】
本発明の一様態は上記実情に鑑みてなされたものであり、飛行中に荷物を安定的に支持することができるドローンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一様態に係るドローンは、荷物の集荷及び配送を行うドローンであって、回転翼を有するドローン本体と、一対の把手を有する荷物を収容すると共に鉛直方向において下向きに開口する凹状の部材である収容部と、ドローン本体と収容部とを接続すると共に鉛直方向に沿って伸縮可能に構成されている接続部と、収容部に設けられると共に荷物を支持する支持部と、地面に到達したこと及び地面から離間したことを検知する検知部と、を有する運搬装置と、ドローン本体及び運搬装置を制御する制御装置と、を備え、収容部は、接続部に接続される上面部と、上面部から下方に向かって延び鉛直方向に交差する第１方向において互いに対向する一対の壁部と、を有し、支持部は、一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、荷物の底面を支持可能に構成された２つの第１支持部と、一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、把手を支持可能に構成された２つの第２支持部と、を有し、制御装置は、一方の壁部が一方の把手に第１方向において対向し、他方の壁部が他方の把手に第１方向において対向する位置で荷物が収容部に収容されるように、ドローン本体及び接続部の少なくともいずれか一方を制御する第１制御と、第１制御中に検知部によって運搬装置が地面に到達したことが検知された場合に、荷物が収容部に収容されたと判定し、対向する把手の方向に延び把手を支持するように２つの第２支持部を制御する第２制御と、第２制御後において、運搬装置が地面から離れて上昇するようにドローン本体を制御する第３制御と、第３制御中に検知部によって運搬装置が地面から離間したことが検知された場合に、荷物の底面の方向に延び底面を支持するように２つの第１支持部を制御する第４制御と、を実行するように構成されている。
【0007】
本発明の一様態に係るドローンでは、第１方向における両側から荷物が支持される。かかる構成によれば、ドローンは、飛行中に荷物を安定的に支持することができる。また、上記ドローンでは、制御装置が、第１制御中に検知部によって運搬装置が地面に到達したことが検知された場合に、荷物が収容部に収容されたと判定し、対向する把手の方向に延び把手を支持するように２つの第２支持部を制御する第２制御と、第２制御後において、第３制御中に検知部によって運搬装置が地面から離間したことが検知された場合に、荷物の底面の方向に延び底面を支持するように２つの第１支持部を制御する第４制御と、を実行する。かかる構成によれば、２つの第２支持部によって２つの把手が支持されたことが確認された後に、２つの第１支持部によって底面が支持される。これにより、検知部による検知結果に基づいて荷物が二段階で自動的に支持される。その結果、飛行中のドローンが、配送対象の荷物を無人で把持することができる。よって、ドローンは、複数の把手を有する荷物を無人で集荷することができる。
【0008】
上記ドローンにおいて、制御装置は、第１制御中に検知部によって運搬装置が地面に到達したことが検知されない場合に、荷物が収容部に収容されていないと判定し、鉛直方向から見た場合の荷物に対する運搬装置の位置及び向きの少なくとも一方を調整するようにドローン本体を制御する第５制御を実行してもよい。このように、制御装置により、荷物が収容部に収容されていないと判定された場合、運搬装置の荷物に対する位置及び向きの少なくとも一方が調整される。これにより、ドローンは、荷物を無人でより確実に把持することができる。
【0009】
上記ドローンにおいて、制御装置は、第５制御後において、検知部によって運搬装置が地面に到達したことが検知されない場合に、荷物が収容部に収容されていないと判定し、運搬装置を上昇させるように接続部を制御する第６制御を実行してもよい。このように、制御装置により、荷物が収容部に収容されていないと再び判定された場合、運搬装置が上昇する。これにより、荷物が収容部に収容されるようにドローン本体及び接続部の少なくとも一方を制御する第１制御を仕切り直すことができる。その結果、ドローンは、荷物を無人でより一層確実に把持することができる。
【0010】
上記ドローンにおいて、制御装置は、前記支持部によって前記荷物が支持されている場合に、運搬装置を所定の高さまで下降させるようにドローン本体及び接続部のうち少なくとも一方を制御する第７制御と、第７制御後において、荷物の底面を支持しないように２つの第１支持部を制御する第８制御と、第８制御後において、運搬装置を更に下ろすようにドローン本体及び接続部のうち少なくとも一方を制御する第９制御と、第９制御中に検知部によって運搬装置が地面に到達したことが検知された場合に、荷物が接地したと判定し、２つの把手を支持しないように２つの第２支持部を制御する第１０制御を実行してもよい。このように、荷物の底面を支持しないように２つの第１支持部が制御された後に、荷物が接地したことが確認された場合に荷物の２つの把手を支持しないように２つの第２支持部が制御される。これにより、検知部による検知結果に基づいて荷物が二段階で自動的に開放される。その結果、飛行中のドローンが、配送対象の荷物を無人で開放することができる。よって、ドローンは、複数の把手を有する荷物を無人で配達することができる。
【0011】
上記ドローンにおいて、検知部は、一対の壁部の下端にそれぞれ設けられた複数の圧力センサを含み、検知部は、複数の圧力センサの全てが第１閾値以上の圧力を検知した場合に、地面に到達したと検知し、複数の圧力センサのうちの１つが第１閾値を下回る圧力を検知した場合に、地面から離間したことを検知してもよい。このように、検知部は、運搬装置が安定した地面に到達したことを検知することができる。
【0012】
上記ドローンにおいて、接続部は、上面部に一端を接続されたワイヤと、ドローン本体の下方に設けられると共にワイヤの他端に接続された巻き取り部とを含み、検知部は、巻き取り部に設けられると共にワイヤの張力を検知する張力センサを更に有し、巻き取り部は、ワイヤの巻き上げ及び巻き下げを実行し、検知部は、張力センサにより検知されたワイヤの張力が第２閾値以下である場合に、地面に到達したと判定し、張力センサにより検知されたワイヤの張力が第２閾値を上回る場合に、地面から離間したと判定してもよい。このように、検知部は、運搬装置が地面に到達したことをより確実に検知することができる。
【0013】
上記ドローンにおいて、第２支持部は、把手を支持可能な爪機構であってもよい。このように、荷物の把手の下方に爪機構を差し込んで、荷物の把手を支持することができる。
【0014】
上記ドローンにおいて、第２支持部は、把手を把持可能なジャミング膜グリッパ機構であってもよい。このように、ジャミング膜グリッパ機構は、様々な形状の物体を包み込み把持するので、第２支持部は、様々な大きさの荷物（コンテナ）を把持することが可能となる。また、第２支持部は、荷物の把手を把持することができるので、より安定して荷物を支持することができる。
【0015】
上記ドローンにおいて、壁部は、鉛直方向から見た場合に壁部の下端が上面部から離れるように傾斜してもよい。このように、２つの壁部の下端同士が互いにより離間するので、収容部が荷物をより収容しやすくなる。これにより、ドローンは、より効率良く荷物を集荷することが可能となる。
【発明の効果】
【0016】
本発明の一様態に係るドローンによれば、荷物を安定的に支持して配送することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】実施形態におけるドローンシステムを示す模式図である。
【図3】実施形態におけるドローンシステムを示す模式図である。
【図5】実施形態におけるに係るドローンを示す模式的な側面図である。
【図7】実施形態に係るドローンによる荷物の把持の処理手順を示すフローチャートである。
【図8】実施形態に係るドローンによる荷物の把持を説明するための模式図である。
【図9】実施形態に係るドローンによる荷物の開放の処理手順を示すフローチャートである。
【図10】実施形態に係るドローンによる荷物の開放を説明するための模式図である。
【図11】変形例に係るドローンを示す模式的な側面図である。
【図12】変形例に係る荷物の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0019】
図１は、第１実施形態に係るドローンシステム１を示す模式図である。図２は、荷物Ｍの一例を示す模式図である。ドローンシステム１は、荷物Ｍを集荷及び配達するためのシステムである。例えば、図１に示されるように、ドローンシステム１は、農村地域において、ユーザの端末１００からの配送指令に応じて、農作物Ｐを収容した荷物Ｍをドローン１０に配送させる。また、例えば、ドローンシステム１は、災害時の支援物資を収容した荷物Ｍをドローン１０に配送させてもよいし、宅配物を収容した荷物Ｍをドローン１０に配送させてもよい。このように、ドローンシステム１は、例えば、過疎化が進み、モビリティサービス等が脆弱になっている農村地域等において、収穫物の運搬及び配送サービス等を行う基盤を提供することができる。
【0020】
図２に示されるように、荷物Ｍは、例えば、農作物等を収容可能に構成されたコンテナである。荷物Ｍは、市販の野菜コンテナであってもよい。荷物Ｍは、底面Ｍ１と、底面Ｍ１に交差すると共に鉛直方向に沿って延びる複数の側面Ｍ２～Ｍ５と、を有する。側面Ｍ２及びＭ３は、荷物Ｍの長手方向Ａにおいて対向する。側面Ｍ４及びＭ５は長手方向Ａと交差する方向において対向する。側面Ｍ２において底面Ｍ１と反対側の端部（上端部）には、把手Ｍ２１が設けられている。同様に、側面Ｍ３，Ｍ４，及びＭ５には、底面Ｍ１と反対側の端部（上端部）に把手Ｍ３１，Ｍ４１，及びＭ５１がそれぞれ設けられている。よって、荷物Ｍは、長手方向Ａにおいて対向する一対の把手Ｍ２１，Ｍ３１と、長手方向Ａと交差する方向において対向する一対の把手Ｍ４１，Ｍ５１とを有する。
【0021】
図３は、ドローン１０と、配送元のポート２０及び配送先のポート２０とを示す模式図である。図３に示されるように、ドローンシステム１は、一又は複数のドローン１０と、複数のポート２０とを備える。複数のポート２０は、ドローン１０の降下及び上昇が可能となるようにそれぞれ構成されている。ポート２０の設置場所は、ドローン１０が接触する可能性のある樹木等の障害物のない開けた場所であればよい。ポート２０の設置場所は、荷物及び実体ポート２１が滑り落ちない程度の傾斜又は凹凸がある場所であってもよい。なお、図３においては、１つのドローン１０及び２つのポート２０，２０が示されているが、ドローンシステム１には、２つ以上のドローン１０が設けられていてもよいし、３つ以上のポート２０が設けられていてもよい。
【0022】
図４は、ポート２０を示す模式的な斜視図である。図４に示されるように、ポート２０は、実体ポート２１と、一又は複数の仮想ポート２２と、補助マーカ２３と、を有する。実体ポート２１は、台座２４と、台座２４の上面に設けられたマーカ２５と、台座２４の四隅を支持する複数のアジャスタ２６と、を有する。
【0023】
台座２４は、水平方向に沿って延在する板状を有する。マーカ２５は、台座２４の上面に貼り付けられている。マーカ２５は、マーカ２５の位置を示すコードである。例えば、マーカ２５は、ＡＲマーカであってもよいし、バーコードであってもよいし、ＱＲコード（登録商標）であってもよいし、上記以外のその他のコードであってもよい。ドローン１０は、当該ドローン１０に搭載されたカメラ等により撮像した画像にマーカ２５が含まれる場合、マーカ２５の位置を特定することができる。例えば、ドローン１０がＡＲ．Ｄｒｏｎｅ１．０である場合、ドローン１０は、マーカ２５の正面方向に対する傾きが４５度以下である位置に存在する場合にマーカ２５を認識することができる。また、マーカ２５は、台座２４の上面に設けられたディスプレイに表示された画像であってもよい。この場合、当該マーカ２５を認識したドローン１０に、運搬する荷物Ｍの優先度等の追加情報を臨機応変に提供することができる。
【0024】
複数のアジャスタ２６は、台座２４を支持している。各アジャスタ２６は、鉛直方向に沿った長さを調整可能に構成されている。実体ポート２１が配置される地面が均平でなく傾斜している場合であっても、各アジャスタ２６の高さを調整することにより台座２４を水平に保つことが可能となる。例えば、地面が斜面である場合、当該斜面の上方側に位置するアジャスタ２６を縮小させると共に斜面の下方側に位置するアジャスタ２６を伸長させることにより、台座２４を水平に保つことが可能となる。
【0025】
複数の仮想ポート２２は、マーカ２５の周囲に設定された実体の無いポートである。マーカ２５の周囲において、荷物Ｍを配置するための十分なスペースがあれば、ユーザ等によって当該スペースが仮想ポート２２として設定される。図３に示される例では、マーカ２５の周囲に１２個の仮想ポート２２が設定されている。仮想ポート２２の数は、上記に限定されない。例えば、仮想ポート２２の真上にドローン１０が位置する場合にドローン１０がマーカ２５を認識できるように、各仮想ポート２２が設けられていればよい。
【0026】
補助マーカ２３は、複数の仮想ポート２２を囲むように設けられている。具体的には、補助マーカ２３は、実体ポート２１を囲むように設けられる。補助マーカ２３に囲まれた領域には、複数の仮想ポート２２がユーザによって設定される。言い換えると、補助マーカ２３を視認したユーザは、ポート２０においてユーザが荷物Ｍを配置するべき範囲を設定する。なお、図２に示されるように、ポート２０が荷物Ｍの配達のみに用いられる場合、ポート２０は、補助マーカ２３を有していなくてもよい。
【0027】
再び図３を参照する。ドローン１０は、ポート２０付近において、荷物Ｍの集荷及び配達を行うように構成されている。ドローン１０は、待機場所等に予め待機しており、ユーザの端末１００からの配送指令を受信すると飛行を開始する。当該配送指令は、荷物Ｍが配置された仮想ポートである集荷仮想ポート２２Ａと、集荷仮想ポート２２Ａに対応するポートである集荷ポート２０Ａと、配達先のポートである配達ポート２０Ｂと、を示す情報を含む。ドローン１０は、配送指令に基づいて、集荷仮想ポート２２Ａにおいて荷物Ｍを集荷し、集荷ポート２０Ａから配達ポート２０Ｂに荷物Ｍを運搬し、配達ポート２０Ｂにおいて複数の仮想ポート２２のうちの１つに荷物Ｍを配達する。
【0028】
図５は、ドローン１０を示す模式的な側面図である。図５に示されるように、ドローン１０は、ドローン本体３０と、ドローン本体３０の下方に設けられた運搬装置４０と、ドローン本体３０に設けられた制御装置５０とを有する。ドローン本体３０は、飛行可能に構成されている。ドローン本体３０は、一又は複数の回転翼３１を有している。ドローン本体３０は、回転翼３１を回転させることによって飛行する。ドローン本体３０は、回転翼３１の回転数を上げることによって上昇し、当該回転数を下げることによって下降する。また、ドローン本体３０は、ドローン１０から見える光景を撮像可能なカメラ３０ａを有している。以下、鉛直方向Ｄに交差する方向を第１方向Ｄ１とする。
【0029】
運搬装置４０は、荷物Ｍを収容する収容部６０と、ドローン本体３０と収容部６０とを接続する一又は複数の接続部７０と、収容部６０の内面に設けられる支持部８０と、検知部９０とを有する。収容部６０は、鉛直方向Ｄにおいて下向きに開口する凹状の部材である。収容部６０は、接続部７０に接続される上面部６１と、上面部６１から下方に向かって延びる一対の壁部６２とを有する。
【0030】
上面部６１は、第１方向Ｄ１に沿って延びる。上面部６１の下面には、収容部６０の下方を撮像可能なカメラ６１ａが設けられている。一対の壁部６２は、第１方向Ｄ１における上面部６１の両端から鉛直方向Ｄに沿って下方に延びる。一対の壁部６２は、第１方向Ｄ１において互いに対向する。各壁部６２は、鉛直方向Ｄから見た場合に壁部６２の下端６２ａが上面部６１から離れるようにそれぞれ傾斜している。よって、収容部６０の一部は、水平面に対して傾斜している。
【0031】
一又は複数の接続部７０は、鉛直方向Ｄに沿って伸縮可能に構成されている。複数の接続部７０は、ワイヤ７１と、巻き取り部７２とを有する。ワイヤ７１の一端７１ａは、収容部６０の上面部６１に接続されている。ワイヤ７１の他端７１ｂは、巻き取り部７２に接続されている。巻き取り部７２は、例えばウインチである。巻き取り部７２は、ワイヤ７１の巻き上げ及び巻き下げを実行する。ワイヤ７１が巻き下げられて伸長することにより、運搬装置４０が下降する。ワイヤ７１が巻き上げられて収縮することにより、運搬装置４０が上昇する。
【0032】
支持部８０は、荷物Ｍを支持可能に構成されている。支持部８０は、壁部６２の内面６２ｂに設けられている。支持部８０は、一対の壁部６２のそれぞれの内面に１つずつ設けられた２つの第１支持部８１及び２つの第２支持部８２を有する。２つの第１支持部８１は、２つの壁部６２の下端６２ａにそれぞれ設けられている。２つの第１支持部８１は、第１方向Ｄ１において互いに対向する。２つの第１支持部８１は、収容部６０の内側に折り込まれている。第１支持部８１は、荷物Ｍの底面Ｍ１を支持可能に構成されている。２つの第１支持部８１は、底面Ｍ１を支持する際に、収容部６０の外側に向かって開かれる。例えば、第１支持部８１は、底面Ｍ１を支持可能な爪機構である。当該爪機構は、例えば剛体により構成されている。第１支持部８１の数は、上記に限定されない。例えば、４つの第１支持部８１のうち２つが、２つの壁部６２のうち一方の下端６２ａに設けられてもよい。４つの第１支持部８１のうち他の２つが、２つの壁部６２のうち他方の下端６２ａに設けられてもよい。
【0033】
２つの第２支持部８２は、２つの壁部６２の内面６２ｂのそれぞれにおいて上面部６１側に設けられている。２つの第２支持部８２は、第１方向Ｄ１において互いに対向する。２つの第２支持部８２は、上面部６１側に折り込まれている。２つの第２支持部８２は、複数の把手Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１及びＭ５１のうちの第１方向Ｄ１に沿って対向する２つの把手を支持可能に構成されている。２つの第１支持部８１は、例えば把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持する際に、上面部６１と反対側に向かって開かれる。図５に示される例では、２つの第２支持部８２は、複数の把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持する。例えば、第２支持部８２は、把手Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１及びＭ５１のうちの１つを支持可能な爪機構である。当該爪機構は、例えば剛体により構成されている。また、例えば、第２支持部８２は、爪機構ではなく、把手Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１及びＭ５１のうちの１つを把持可能なジャミング膜グリッパ機構であってもよい。以上のことから、支持部８０は、荷物Ｍの把手Ｍ２１～Ｍ５１及び底面Ｍ１を二段階で自動的に把持及び開放する複数の爪機構を有する。
【0034】
検知部９０は、運搬装置４０が地面に到達したこと及び地面から離間したことを検知するように構成されている。検知部９０は、一対の壁部６２の下端６２ａにそれぞれ設けられた複数の圧力センサ９１（荷重負荷センサ）を有する。例えば、２つの圧力センサ９１は、一対の壁部６２の下端６２ａにそれぞれ設けられている。圧力センサ９１は、壁部６２の下端６２ａが地面から受ける力の大きさを荷重として検知する。複数の圧力センサ９１は、複数の圧力センサ９１の全てが第１閾値以上の圧力を検知した場合に、運搬装置４０が地面に到達したと検知する。複数の圧力センサ９１は、複数の圧力センサ９１のうちの１つが第１閾値を下回る圧力を検知した場合に、運搬装置４０が地面から離間したことを検知する。第１閾値は、制御装置５０等により予め設定されている。
【0035】
検知部９０は、巻き取り部７２に設けられた張力センサ９２を更に有してもよい。例えば、張力センサ９２は、巻き取り部７２に隣接するように設けられてもよい。張力センサ９２は、ワイヤ７１の張力を検知してもよい。張力センサ９２は、検知したワイヤ７１の張力が第２閾値以下である場合に、地面に到達したと判定してもよい。張力センサ９２は、検知されたワイヤ７１の張力が第２閾値を上回る場合に、運搬装置４０が地面から離間したことを検知してもよい。第２閾値は、制御装置５０等により予め設定されてもよい。
【0036】
また、後述する制御装置５０が、複数の圧力センサ９１の全てが第１閾値以上の圧力を検知した場合、且つ、張力センサ９２により検知されたワイヤ７１の張力が第２閾値以下である場合に、地面に到達したと判定してもよい。制御装置５０が、複数の圧力センサ９１のうちの１つが第１閾値を下回る圧力を検知した場合、又は、運搬装置４０が張力センサ９２により検知されたワイヤ７１の張力が第２閾値を上回る場合に、運搬装置４０が地面から離間したと判定してもよい。
【0037】
図６は、制御装置５０のハードウェア構成を示すブロック図である。制御装置５０は、一つ又は複数の制御用コンピュータにより構成される。図６に示されるように、制御装置５０は回路１９０を有する。回路１９０は、少なくとも一つのプロセッサ１９１と、メモリ１９２と、ストレージ１９３と、入出力ポート１９４とを含む。ストレージ１９３は、例えばハードディスク等、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を有する。ストレージ１９３は、ドローンシステム１を制御するためのプログラムを記憶している。
【0038】
メモリ１９２は、ストレージ１９３の記憶媒体からロードしたプログラム及びプロセッサ１９１による演算結果を一時的に記憶する。プロセッサ１９１は、メモリ１９２と協働して上記プログラムを実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポート１９４は、プロセッサ１９１からの指令に応じて通信部１９５、回転翼３１、巻き取り部７２、第１支持部８１、第２支持部８２、検知部９０、カメラ６１ａ、及びカメラ３０ａとの間で電気信号の入出力を行う。
【0039】
次に、ドローン１０による荷物Ｍの把持における処理手順において、図７及び図８を参照して説明する。図７は、実施形態に係るドローン１０による荷物Ｍの把持の処理手順を示すフローチャートである。図８は、実施形態に係るドローン１０による荷物Ｍの把持を説明するための模式図である。
【0040】
例えば、ドローン１０は、荷物Ｍの付近まで自動的に飛行した後に、荷物Ｍの把持を自動的に実行する。一例としては、まず、ドローン１０は、集荷ポート２０Ａの位置情報に基づいて集荷ポート２０Ａの付近まで飛行する（図３及び図４参照）。次に、ドローン１０は、集荷ポート２０Ａのマーカ２５の位置を基準に、集荷仮想ポート２２Ａ（例えば荷物Ｍの付近）まで自動的に飛行する。最後に、ドローン１０は、集荷仮想ポート２２Ａに配置された荷物Ｍを把持する制御を実行する。なお、ドローン１０が荷物Ｍの付近まで自動的に飛行する際の処理は、上記に限定されない。
【0041】
まず、荷物Ｍを把持する制御では、図７に示されるように、制御装置５０によって、荷物Ｍの真上に位置するようにドローン１０が制御される（ステップＳ１）。なお、ステップＳ１では、制御装置５０により、実体ポート２１のカメラ（図示省略）又は運搬装置４０のカメラ６１ａ等が制御され、荷物Ｍを撮像した画像が取得される。続いて、制御装置５０により、当該画像に基づいて荷物Ｍの真上に位置するようにドローン１０が制御される。
【0042】
続いて、図８（ａ）に示されるように、制御装置５０によって、収容部６０に荷物Ｍが収容されるようにドローン１０が制御される（ステップＳ２）。ステップＳ２では、一方の壁部６２が一方の把手Ｍ２１に第１方向Ｄ１において対向し、他方の壁部６２が他方の把手Ｍ３１に第１方向Ｄ１において対向する位置で荷物Ｍが収容部６０に収容されるように、ドローン本体３０及び接続部７０の少なくともいずれか一方を制御する第１制御が実行される。このとき、制御装置５０によって、１本～数本のワイヤ７１を伸長することにより、ドローン本体３０に固定された運搬装置４０が降下する。また、制御装置５０によって、ドローン本体３０を降下させることによって、ドローン本体３０に固定された運搬装置４０が降下してもよい。
【0043】
続いて、制御装置５０によって、検知部９０により運搬装置４０が地面に到達したことが検知されたか否かが判定される（ステップＳ３）。例えば、制御装置５０によって、ステップＳ２が実行された後、所定の時間が経過したときにステップＳ３が実行される。所定の時間は、ステップＳ２において運搬装置４０の降下が開始された後に、当該運搬装置４０が地面に到達するために必要な時間以上であればよい。所定の時間は、予め決定されてもよいし、ステップＳ２が開始された際のドローン１０の高度に基づいて設定されてもよい。
【0044】
制御装置５０によって、検知部９０により運搬装置４０が地面に到達したことが検知されない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、運搬装置４０の位置及び向きの少なくとも一方を調整するようにドローン本体３０が制御される（ステップＳ４）。ステップＳ４では、ドローン本体３０がホバリングしながら左右に微細移動してもよいし、左右に回転移動してもよい。また、運搬装置４０の位置を調整する上記処理において、運搬装置４０のカメラ６１ａにより撮像された画像が利用されてもよい。
【0045】
したがって、ステップＳ３及びＳ４において、制御装置５０によって、第１制御中に検知部９０により運搬装置４０が地面に到達したことが検知されない場合に、荷物Ｍが収容部６０に収容されていないと判定し（ステップＳ３：ＮＯ）、鉛直方向Ｄから見た場合の荷物Ｍに対する運搬装置４０の位置及び向きの少なくとも一方を調整するようにドローン本体３０を制御する第５制御が実行される。例えば、第１制御を開始して所定の時間が経過しても、運搬装置４０が地面に到達したことが検知されない場合に、荷物Ｍが収容部６０に収容されていないと判定し、鉛直方向Ｄから見た場合の荷物Ｍに対する運搬装置４０の位置及び向きの少なくとも一方を調整するようにドローン本体３０を制御する第５制御が実行される。
【0046】
続いて、制御装置５０によって、検知部９０により運搬装置４０が地面に到達したことが検知されたか否かが再び判定される（ステップＳ５）。制御装置５０によって、検知部９０により運搬装置４０が地面に到達したことが検知されない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、運搬装置４０を上昇させるように接続部７０が制御される（ステップＳ６）。続いて、制御装置５０によって、収容部６０に荷物Ｍが収容されるようにドローン１０が再び制御される（ステップＳ２）。第５制御後において、制御装置５０によって、検知部９０によって運搬装置４０が地面に到達したことが検知されない場合に、荷物Ｍが収容部６０に収容されていないと判定し、運搬装置４０を上昇させるように接続部７０を制御する第６制御が実行される。このとき、巻き取り部７２は、ワイヤ７１を巻き上げる（引き戻す）。
【0047】
続いて、図８（ｂ）に示されるように、制御装置５０によって、検知部９０により運搬装置４０が地面に到達したことが検知された場合（ステップＳ３，Ｓ５：ＹＥＳ）、荷物Ｍが収容部６０に収容されたと判定されると共に、２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持するように２つの第２支持部８２が制御される（ステップＳ７）。よって、ステップＳ３，Ｓ５において、第１制御中に検知部９０によって運搬装置４０が地面に到達したことが検知された場合に、ステップＳ７において、荷物Ｍが収容部６０に収容されたと判定し、第１方向Ｄ１（対向する把手の方向）に延び把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持するように２つの第２支持部８２を制御する第２制御が実行される。例えば、荷物Ｍの把手Ｍ２１，Ｍ３１（持ち手）の下方に２つの第１支持部８１（爪機構）がそれぞれ挿入される。
【0048】
続いて、図８（ｃ）に示されるように、制御装置５０によって、運搬装置４０が地面から離れて上昇するようにドローン本体３０を制御する（ステップＳ８）。続いて、制御装置５０によって、運搬装置４０が地面から離間したことが検知されたか否かが判定される（ステップＳ９）。制御装置５０によって、運搬装置４０が地面から離間したと検知されない場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ８が実行される。図８（ｄ）に示されるように、制御装置５０によって、運搬装置４０が地面から離間したと検知された場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、荷物Ｍの底面Ｍ１を支持するように２つの第１支持部８１が制御される（ステップＳ１０）。よって、ステップＳ９及びＳ１０では、制御装置５０によって、第２制御後において、運搬装置４０が地面から離れて上昇するようにドローン本体３０を制御する第３制御が実行される。このとき、制御装置５０によって、所定の高度まで上昇するようにドローン１０が制御される。ステップＳ９において、制御装置５０によって、第３制御中に検知部９０によって運搬装置４０が地面から離間したことが検知された場合に、荷物Ｍの底面Ｍ１の方向に延び底面Ｍ１を支持するように２つの第１支持部８１を制御する第４制御が実行される。例えば、２つの第１支持部８１（爪機構）によって荷物Ｍの底面Ｍ１が下方から支持される。以上のことから、２つの第１支持部８１及び２つの第２支持部８２によって、収容部６０に荷物Ｍが固定される。
【0049】
以上の処理手順により、ドローン１０は、荷物Ｍの把持を実行する。例えば、ドローンシステム１において、制御装置５０によって、荷物Ｍが配置された仮想ポート２２の真上まで飛行するようにドローン１０が制御された後に、上述した荷物Ｍを把持する処理を実行することにより、ドローン１０は、着陸することなく空中にホバリングしつつ、自動で配送対象の荷物Ｍを集荷する。
【0050】
次に、ドローン１０による荷物Ｍの開放における処理手順において、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、実施形態に係るドローン１０による荷物Ｍの開放の処理手順を示すフローチャートである。図１０は、実施形態に係るドローン１０による荷物Ｍの開放を説明するための模式図である。
【0051】
例えば、ドローン１０は、荷物Ｍを置く場所まで自動的に飛行した後に、荷物Ｍの開放を自動的に実行する。一例としては、まず、ドローン１０は、配達ポート２０Ｂの位置情報に基づいて配達ポート２０Ｂの付近まで飛行する（図３及び図４参照）。次に、ドローン１０は、配達ポート２０Ｂのマーカ２５の位置を基準に、仮想ポート２２（荷物Ｍを置く場所）まで自動的に飛行する。最後に、ドローン１０は、仮想ポート２２において荷物Ｍを開放する制御を実行する。なお、ドローン１０が荷物Ｍを置く場所まで自動的に飛行する際の処理は、上記に限定されない。
【0052】
まず、図９に示されるように、制御装置５０によって、荷物Ｍの真上に位置するようにドローン１０を制御する（ステップＳ１１）。なお、ステップＳ１１では、制御装置５０により、実体ポート２１のカメラ（図示省略）又は運搬装置４０のカメラ６１ａ等が制御され、荷物Ｍを撮像した画像が取得される。続いて、制御装置５０により、当該画像に基づいて荷物Ｍの真上に位置するようにドローン１０が制御される。
【0053】
続いて、図１０（ａ）に示されるように、制御装置５０によって、運搬装置４０が下降するようにドローン１０が制御される（ステップＳ１２）。このとき、制御装置５０によって、１本～数本のワイヤ７１を伸長することにより、ドローン本体３０に固定された運搬装置４０が降下する。また、制御装置５０によって、ドローン本体３０を降下させることによって、ドローン本体３０に固定された運搬装置４０が降下してもよい。
【0054】
続いて、制御装置５０によって、運搬装置４０が所定の高さまで下がったか否かが判定される（ステップＳ１３）。制御装置５０によって、運搬装置４０が所定の高さまで下がっていないと判定された場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１２が継続して実行される。制御装置５０によって、運搬装置４０が所定の高さまで下がったと判定された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１２及びＳ１３では、支持部８０によって荷物Ｍが支持されている場合に、制御装置５０によって、運搬装置４０を所定の高さまで下降させるようにドローン本体３０及び接続部７０のうち少なくとも一方を制御する第７制御が実行される。
【0055】
続いて、図１０（ｂ）に示されるように、制御装置５０によって、荷物Ｍの底面Ｍ１を支持しないように２つの第１支持部８１が制御される（ステップＳ１４）。このように、運搬装置４０が所定の高さまで下がった場合、２つの第１支持部８１（爪機構）が開放される。ステップＳ１４では、制御装置５０によって、第７制御後において、荷物Ｍの底面Ｍ１を支持しないように２つの第１支持部８１を制御する第８制御が実行される（図１０参照）。
【0056】
続いて、図１０（ｂ）に示されるように、制御装置５０によって、運搬装置４０を降下させるようにドローン本体３０が制御される（ステップＳ１５）。ステップＳ１５では、制御装置５０によって、第８制御後において、運搬装置４０を更に降下させるようにドローン本体３０及び接続部７０のうち少なくとも一方を制御する第９制御が実行される。
【0057】
続いて、制御装置５０によって、運搬装置４０が地面に到達したことが検知されたか否かが判定される（ステップＳ１６）。制御装置５０によって、運搬装置４０が地面に到達したことが検知されない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、ステップＳ１５が継続して実行される。図１０（ｃ）に示されるように、制御装置５０によって、運搬装置４０が地面に到達したことが検知された場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、荷物Ｍの２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持しないように２つの第２支持部８２を制御する（ステップＳ１７）。ステップＳ１７では、制御装置５０によって、第９制御中に検知部９０により運搬装置４０が地面に到達したことが検知された場合に、荷物Ｍが接地したと判定し、２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持しないように２つの第２支持部８２を制御する第１０制御が実行される。よって、運搬装置４０が地面に接地したことが検知された後に、荷物Ｍの把手Ｍ２１，Ｍ３１（持ち手）を支持する２つの第２支持部８２（爪機構）が解放される。
【0058】
最後に、図１０（ｄ）に示されるように、運搬装置４０を回収するようにドローン１０を制御する（ステップＳ１８）。このとき、巻き取り部７２がワイヤ７１を巻き上げることにより、運搬装置４０が回収される。以上の処理手順により、ドローン１０は、荷物Ｍの開放を実行する。例えば、ドローンシステム１において、制御装置５０によって、荷物Ｍが配置された仮想ポート２２の真上まで飛行するようにドローン１０が制御された後に、上述した荷物Ｍを開放する処理を実行することにより、ドローン１０は、着陸することなく空中にホバリングしつつ、自動で配送対象の荷物Ｍを配達する。よって、ドローン１０は、着陸することなく空中にホバリングしつつ、自動で配送対象の荷物Ｍを運搬及び配送する。ドローン１０は、荷物Ｍを配送した後に、他の荷物Ｍの配送を自動で開始することができる。言い換えると、ドローン１０は、連続で荷物Ｍを運搬できる。
【0059】
次に、実施形態に係るドローン１０の作用効果について説明する。
【0060】
従来のドローンは、無人で荷物を配送することができる。しかしながら、当該ドローンでは、荷物の上部が可撓性部材を介してドローンに接続されているので、ドローンの飛行中に荷物が空中で揺れ動いてしまう。このように、上述したドローンは、飛行中に荷物を安定的に支持することができない。
【0061】
本発明の一様態に係るドローン１０では、第１方向Ｄ１における両側から荷物Ｍが支持される。かかる構成によれば、ドローン１０は、飛行中に荷物Ｍを安定的に支持することができる。また、上記ドローン１０では、制御装置５０が、第１制御中に検知部９０によって運搬装置４０が地面に到達したことが検知された場合に、荷物Ｍが収容部６０に収容されたと判定し、対向する把手の方向に延び把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持するように２つの第２支持部８２を制御する第２制御と、第２制御後において、第３制御中に検知部９０によって運搬装置４０が地面から離間したことが検知された場合に、荷物Ｍの底面Ｍ１の方向に延び底面Ｍ１を支持するように２つの第１支持部８１を制御する第４制御と、を実行する。かかる構成によれば、２つの第２支持部８２によって２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１が支持されたことが確認された後に、２つの第１支持部８１によって底面Ｍ１が支持される。これにより、検知部９０による検知結果に基づいて荷物Ｍが二段階で自動的に支持される。その結果、飛行中のドローン１０が、配送対象の荷物Ｍを無人で把持することができる。よって、ドローン１０は、複数の把手Ｍ２１～Ｍ５１を有する荷物Ｍを無人で集荷することができる。
【0062】
さらに、ドローン１０では、第１方向Ｄ１における両側から荷物Ｍが支持される。かかる構成によれば、例えば、ドローン１０が一般的なコンテナである荷物Ｍを運搬する際に、当該荷物Ｍに特殊な器具等を取り付ける必要がない。これにより、荷物が第１方向Ｄ１において対向する複数の把手を有していれば、当該荷物Ｍを運搬することができる。
【0063】
上記ドローン１０において、制御装置５０は、第１制御中に検知部９０によって運搬装置４０が地面に到達したことが検知されない場合に、荷物Ｍが収容部６０に収容されていないと判定し、鉛直方向Ｄから見た場合の荷物Ｍに対する運搬装置４０の位置及び向きの少なくとも一方を調整するようにドローン本体３０を制御する第５制御を実行してもよい。このように、制御装置５０により、荷物Ｍが収容部６０に収容されていないと判定された場合、運搬装置４０の荷物Ｍに対する位置及び向きの少なくとも一方が調整される。これにより、ドローン１０は、荷物Ｍを無人でより確実に把持することができる。
【0064】
上記ドローン１０において、制御装置５０は、第５制御後において、検知部９０によって運搬装置４０が地面に到達したことが検知されない場合に、荷物Ｍが収容部６０に収容されていないと判定し、運搬装置４０を上昇させるように接続部７０を制御する第６制御を実行してもよい。このように、制御装置５０により、荷物Ｍが収容部６０に収容されていないと再び判定された場合、運搬装置４０が上昇する。これにより、荷物Ｍが収容部６０に収容されるようにドローン本体３０及び接続部７０の少なくとも一方を制御する第１制御の実行を仕切り直すことができる。その結果、ドローン１０は、荷物Ｍを無人でより一層確実に把持することができる。
【0065】
上記ドローン１０において、制御装置５０は、支持部８０によって荷物Ｍが支持されている場合に、運搬装置４０を所定の高さまで下降させるようにドローン本体３０及び接続部７０のうち少なくとも一方を制御する第７制御と、第７制御後において、荷物Ｍの底面Ｍ１を支持しないように２つの第１支持部８１を制御する第８制御と、第８制御後において、運搬装置４０を更に下ろすようにドローン本体３０及び接続部７０のうち少なくとも一方を制御する第９制御と、第９制御中に検知部９０によって運搬装置４０が地面に到達したことが検知された場合に、荷物Ｍが接地したと判定し、２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持しないように２つの第２支持部８２を制御する第１０制御を実行してもよい。このように、荷物Ｍの底面Ｍ１を支持しないように２つの第１支持部８１が制御された後に、荷物Ｍが接地したことが確認された場合に荷物Ｍの２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持しないように２つの第２支持部８２が制御される。これにより、検知部９０による検知結果に基づいて荷物Ｍが二段階で自動的に開放される。その結果、飛行中のドローン１０が、配送対象の荷物Ｍを無人で開放することができる。よって、ドローン１０は、複数の把手Ｍ２１～Ｍ５１を有する荷物Ｍを無人で配達することができる。
【0066】
上記ドローン１０において、検知部９０は、一対の壁部６２の下端６２ａにそれぞれ設けられた複数の圧力センサ９１を含み、検知部９０は、複数の圧力センサ９１の全てが第１閾値以上の圧力を検知した場合に、地面に到達したと検知し、複数の圧力センサ９１のうちの１つが第１閾値を下回る圧力を検知した場合に、地面から離間したことを検知してもよい。このように、検知部９０は、運搬装置４０が安定した地面に到達したことを検知することができる。
【0067】
上記ドローン１０において、接続部７０は、上面部６１に一端７１ａを接続されたワイヤ７１と、ドローン本体３０の下方に設けられると共にワイヤ７１の他端７１ｂに接続された巻き取り部７２とを含み、検知部９０は、巻き取り部７２に設けられると共にワイヤ７１の張力を検知する張力センサ９２を更に有し、巻き取り部７２は、ワイヤ７１の巻き上げ及び巻き下げを実行し、検知部９０は、張力センサ９２により検知されたワイヤ７１の張力が第２閾値以下である場合に、地面に到達したと判定し、張力センサ９２により検知されたワイヤ７１の張力が第２閾値を上回る場合に、地面から離間したと判定してもよい。このように、検知部９０は、運搬装置４０が地面に到達したことをより確実に検知することができる。
【0068】
上記ドローン１０において、第２支持部８２は、把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持可能な爪機構であってもよい。このように、荷物Ｍの把手Ｍ２１，Ｍ３１の下方に爪機構を差し込んで、荷物Ｍの把手Ｍ２１，Ｍ３１を支持することができる。
【0069】
上記ドローン１０において、第２支持部８２は、把手Ｍ２１，Ｍ３１を把持可能なジャミング膜グリッパ機構であってもよい。このように、ジャミング膜グリッパ機構は、様々な形状の物体を包み込み把持するので、第２支持部８２は、様々な大きさの荷物Ｍを把持することが可能となる。また、第２支持部８２は、荷物の把手Ｍ２１，Ｍ３１を把持することができるので、より安定して荷物Ｍを支持することができる。
【0070】
上記ドローン１０において、壁部６２は、鉛直方向Ｄから見た場合に壁部６２の下端６２ａが上面部６１から離れるように傾斜してもよい。このように、２つの壁部６２の下端６２ａ同士が互いにより離間するので、収容部６０が荷物Ｍをより収容しやすくなる。これにより、ドローン１０は、より効率良く荷物Ｍを集荷することが可能となる。
【0071】
以上、実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、図１１に示されるように、上記ドローン１０は、２つの第２支持部８２に代えて１つの第２支持棒１８２を有してもよい。この場合、１つの第２支持棒１８２は、２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１の下方にそれぞれ設けられた２つの孔を通過すると共に２つの把手Ｍ２１，Ｍ３１を下方から支持する。
【0072】
また、例えば、荷物Ｍは、複数のマーカＭ６を設けられてもよい。図１２に示される例では、荷物Ｍは、４つのマーカＭ６を有する。４つのマーカＭ６は、荷物Ｍに設けられた矩形状の開口Ｍ７の四隅に貼り付けられている。ステップＳ１及びＳ１１において、制御装置５０は、運搬装置４０の下方を撮像するようにカメラ６１ａを制御してもよい。従来のドローンは、ＧＰＳ及び撮像された画像などで運搬対象の荷物の中央に移動することが前提である。したがって、当該ドローンは、運搬機構に荷物を中央に寄せるための補助機構が無く、ＧＰＳなどの誤差により荷物の真上まで飛行するようにドローン１０を制御できない場合が考慮されていなかった。一方、本変形例のドローン１０の場合、制御装置５０は、カメラ６１ａにより撮像された画像において、４つのマーカＭ６を認識することにより、荷物Ｍの真上までより精度良く飛行するようにドローン１０を制御することができる。
【0073】
また、例えば、アジャスタによって荷物Ｍの底面Ｍ１を地面から離間させてもよい。この場合、底面Ｍ１と地面との間に２つの第１支持部８１をより容易に挿入することができる。一例としては、野菜コンテナ用のアジャスタにより野菜コンテナを浮かす。これにより、第１支持部８１である爪機構を底面Ｍ１と地面との間にいれやすくなる。
【0074】
最後に、本開示に含まれる種々の例示的態様を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ９］に記載する。
【0075】
［Ｅ１］
荷物の集荷及び配送を行うドローンであって、
回転翼を有するドローン本体と、
一対の把手を有する前記荷物を収容すると共に鉛直方向において下向きに開口する凹状の部材である収容部と、前記ドローン本体と前記収容部とを接続すると共に鉛直方向に沿って伸縮可能に構成されている接続部と、前記収容部に設けられると共に前記荷物を支持する支持部と、地面に到達したこと及び前記地面から離間したことを検知する検知部と、を有する運搬装置と、
前記ドローン本体及び前記運搬装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記収容部は、
前記接続部に接続される上面部と、前記上面部から下方に向かって延び前記鉛直方向に交差する第１方向において互いに対向する一対の壁部と、を有し、
前記支持部は、
前記一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、前記荷物の底面を支持可能に構成された２つの第１支持部と、
前記一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、前記把手を支持可能に構成された２つの第２支持部と、
を有し、
前記制御装置は、
一方の前記壁部が一方の前記把手に前記第１方向において対向し、他方の前記壁部が他方の前記把手に前記第１方向において対向する位置で前記荷物が前記収容部に収容されるように、前記ドローン本体及び前記接続部の少なくともいずれか一方を制御する第１制御と、
前記第１制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知された場合に、前記荷物が前記収容部に収容されたと判定し、対向する前記把手の方向に延び前記把手を支持するように前記２つの第２支持部を制御する第２制御と、
前記第２制御後において、前記運搬装置が前記地面から離れて上昇するように前記ドローン本体を制御する第３制御と、
前記第３制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面から離間したことが検知された場合に、前記荷物の底面の方向に延び前記底面を支持するように前記２つの第１支持部を制御する第４制御と、を実行するように構成されている、ドローン。
荷物の集荷及び配送を行うドローンであって、
回転翼を有するドローン本体と、
一対の把手を有する前記荷物を収容すると共に鉛直方向において下向きに開口する凹状の部材である収容部と、前記ドローン本体と前記収容部とを接続すると共に鉛直方向に沿って伸縮可能に構成されている接続部と、前記収容部に設けられると共に前記荷物を支持する支持部と、地面に到達したこと及び前記地面から離間したことを検知する検知部と、を有する運搬装置と、
前記ドローン本体及び前記運搬装置を制御する制御装置と、
を備え、
前記収容部は、
前記接続部に接続される上面部と、前記上面部から下方に向かって延び前記鉛直方向に交差する第１方向において互いに対向する一対の壁部と、を有し、
前記支持部は、
前記一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、前記荷物の底面を支持可能に構成された２つの第１支持部と、
前記一対の壁部のそれぞれの内面に１つずつ設けられ、前記把手を支持可能に構成された２つの第２支持部と、
を有し、
前記制御装置は、
一方の前記壁部が一方の前記把手に前記第１方向において対向し、他方の前記壁部が他方の前記把手に前記第１方向において対向する位置で前記荷物が前記収容部に収容されるように、前記ドローン本体及び前記接続部の少なくともいずれか一方を制御する第１制御と、
前記第１制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知された場合に、前記荷物が前記収容部に収容されたと判定し、対向する前記把手の方向に延び前記把手を支持するように前記２つの第２支持部を制御する第２制御と、
前記第２制御後において、前記運搬装置が前記地面から離れて上昇するように前記ドローン本体を制御する第３制御と、
前記第３制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面から離間したことが検知された場合に、前記荷物の底面の方向に延び前記底面を支持するように前記２つの第１支持部を制御する第４制御と、を実行するように構成されている、ドローン。
【0076】
［Ｅ２］
前記制御装置は、
前記第１制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知されない場合に、前記荷物が前記収容部に収容されていないと判定し、前記鉛直方向から見た場合の前記荷物に対する前記運搬装置の位置及び向きの少なくとも一方を調整するように前記ドローン本体を制御する第５制御を実行する［Ｅ１］記載のドローン。
前記制御装置は、
前記第１制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知されない場合に、前記荷物が前記収容部に収容されていないと判定し、前記鉛直方向から見た場合の前記荷物に対する前記運搬装置の位置及び向きの少なくとも一方を調整するように前記ドローン本体を制御する第５制御を実行する［Ｅ１］記載のドローン。
【0077】
［Ｅ３］
前記制御装置は、前記第５制御後において、前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知されない場合に、前記荷物が前記収容部に収容されていないと判定し、前記運搬装置を上昇させるように前記接続部を制御する第６制御を実行する、［Ｅ２］記載のドローン。
前記制御装置は、前記第５制御後において、前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知されない場合に、前記荷物が前記収容部に収容されていないと判定し、前記運搬装置を上昇させるように前記接続部を制御する第６制御を実行する、［Ｅ２］記載のドローン。
【0078】
［Ｅ４］
前記制御装置は、
前記支持部によって前記荷物が支持されている場合に、前記運搬装置を所定の高さまで下降させるように前記ドローン本体及び前記接続部のうち少なくとも一方を制御する第７制御と、
前記第７制御後において、前記荷物の前記底面を支持しないように前記２つの第１支持部を制御する第８制御と、
前記第８制御後において、前記運搬装置を更に降下させるように前記ドローン本体及び前記接続部のうち少なくとも一方を制御する第９制御と、
前記第９制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知された場合に、前記荷物が接地したと判定し、前記２つの把手を支持しないように前記２つの第２支持部を制御する第１０制御を実行する、［Ｅ１］～［Ｅ３］のいずれか一項記載のドローン。
前記制御装置は、
前記支持部によって前記荷物が支持されている場合に、前記運搬装置を所定の高さまで下降させるように前記ドローン本体及び前記接続部のうち少なくとも一方を制御する第７制御と、
前記第７制御後において、前記荷物の前記底面を支持しないように前記２つの第１支持部を制御する第８制御と、
前記第８制御後において、前記運搬装置を更に降下させるように前記ドローン本体及び前記接続部のうち少なくとも一方を制御する第９制御と、
前記第９制御中に前記検知部によって前記運搬装置が前記地面に到達したことが検知された場合に、前記荷物が接地したと判定し、前記２つの把手を支持しないように前記２つの第２支持部を制御する第１０制御を実行する、［Ｅ１］～［Ｅ３］のいずれか一項記載のドローン。
【0079】
［Ｅ５］
前記検知部は、前記一対の壁部の下端にそれぞれ設けられた複数の圧力センサを含み、
前記検知部は、前記複数の圧力センサの全てが第１閾値以上の圧力を検知した場合に、前記地面に到達したと検知し、前記複数の圧力センサのうちの１つが前記第１閾値を下回る圧力を検知した場合に、前記地面から離間したことを検知する、［Ｅ１］～［Ｅ４］のいずれか一項記載のドローン。
前記検知部は、前記一対の壁部の下端にそれぞれ設けられた複数の圧力センサを含み、
前記検知部は、前記複数の圧力センサの全てが第１閾値以上の圧力を検知した場合に、前記地面に到達したと検知し、前記複数の圧力センサのうちの１つが前記第１閾値を下回る圧力を検知した場合に、前記地面から離間したことを検知する、［Ｅ１］～［Ｅ４］のいずれか一項記載のドローン。
【0080】
［Ｅ６］
前記接続部は、前記上面部に一端を接続されたワイヤと、前記ドローン本体の下方に設けられると共に前記ワイヤの他端に接続された巻き取り部とを含み、
前記検知部は、前記巻き取り部に設けられると共に前記ワイヤの張力を検知する張力センサを更に有し、
前記巻き取り部は、前記ワイヤの巻き上げ及び巻き下げを実行し、
前記検知部は、
前記張力センサにより検知された前記ワイヤの張力が第２閾値以下である場合に、前記地面に到達したと判定し、前記張力センサにより検知された前記ワイヤの張力が前記第２閾値を上回る場合に、前記地面から離間したと判定する、［Ｅ１］～［Ｅ５］のいずれか一項記載のドローン。
前記接続部は、前記上面部に一端を接続されたワイヤと、前記ドローン本体の下方に設けられると共に前記ワイヤの他端に接続された巻き取り部とを含み、
前記検知部は、前記巻き取り部に設けられると共に前記ワイヤの張力を検知する張力センサを更に有し、
前記巻き取り部は、前記ワイヤの巻き上げ及び巻き下げを実行し、
前記検知部は、
前記張力センサにより検知された前記ワイヤの張力が第２閾値以下である場合に、前記地面に到達したと判定し、前記張力センサにより検知された前記ワイヤの張力が前記第２閾値を上回る場合に、前記地面から離間したと判定する、［Ｅ１］～［Ｅ５］のいずれか一項記載のドローン。
【0081】
［Ｅ７］
前記第２支持部は、前記把手を支持可能な爪機構である、［Ｅ１］～［Ｅ６］のいずれか一項記載のドローン。
前記第２支持部は、前記把手を支持可能な爪機構である、［Ｅ１］～［Ｅ６］のいずれか一項記載のドローン。
【0082】
［Ｅ８］
前記第２支持部は、前記把手を把持可能なジャミング膜グリッパ機構である、［Ｅ１］～［Ｅ６］のいずれか一項記載のドローン。
前記第２支持部は、前記把手を把持可能なジャミング膜グリッパ機構である、［Ｅ１］～［Ｅ６］のいずれか一項記載のドローン。
【0083】
［Ｅ９］
前記壁部は、前記鉛直方向から見た場合に前記壁部の下端が前記上面部から離れるように傾斜している、［Ｅ１］～［Ｅ８］のいずれか一項記載のドローン。
前記壁部は、前記鉛直方向から見た場合に前記壁部の下端が前記上面部から離れるように傾斜している、［Ｅ１］～［Ｅ８］のいずれか一項記載のドローン。
【符号の説明】
【0084】
１０…ドローン、３１…回転翼、４０…運搬装置、５０…制御装置、６０…収容部、６１…上面部、６２…壁部、６２ａ…下端、６２ｂ…内面、７０…接続部、７１…ワイヤ、７１ａ…一端、７１ｂ…他端、７２…巻き取り部、８０…支持部、８１…第１支持部、８２…第２支持部、９０…検知部、９１…圧力センサ、９２…張力センサ、Ｄ…鉛直方向、Ｄ１…第１方向、Ｍ…荷物、Ｍ１…底面、Ｍ２１，Ｍ３１，Ｍ４１，Ｍ５１…把手。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】