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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】P2024019756
(43)【公開日】2024-02-14
(54)【発明の名称】制御装置、無人航空機、及び制御方法
(51)【国際特許分類】
B66D 1/46 20060101AFI20240206BHJP
B64C 39/02 20060101ALI20240206BHJP
B64C 27/08 20230101ALI20240206BHJP
B64D 9/00 20060101ALI20240206BHJP
B66D 1/54 20060101ALI20240206BHJP
【ＦＩ】
B66D1/46 G
B64C39/02
B64C27/08
B64D9/00
B66D1/54 P
【審査請求】有
【請求項の数】21
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022120603
(22)【出願日】2022-07-28
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-02-02
(71)【出願人】
【識別番号】399037405
【氏名又は名称】楽天グループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000958
【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100120189
【弁理士】
【氏名又は名称】奥 和幸
(74)【代理人】
【識別番号】100135518
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 隆
(72)【発明者】
【氏名】松本 麻希
(72)【発明者】
【氏名】関 達裕
(72)【発明者】
【氏名】井沼 孝慈
(57)【要約】
【課題】無人航空機に備えられるウインチを制御することで無人航空機に物品を適切に取り付けることを可能とする制御装置、無人航空機、及び制御方法を提供する。
【解決手段】制御装置１３３は、ＵＡＶ１と、ＵＡＶ１より下方に配置される物品Ｂとの間の距離を示す距離情報を取得し、当該取得した距離情報に示される距離に基づいて、線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６を制御する。
【選択図】図１０
【解決手段】制御装置１３３は、ＵＡＶ１と、ＵＡＶ１より下方に配置される物品Ｂとの間の距離を示す距離情報を取得し、当該取得した距離情報に示される距離に基づいて、線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６を制御する。
【選択図】図１０
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御する制御装置であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項2】
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材の繰り出し量を決定する決定部を更に備え、
前記制御部は、前記決定部により決定された繰り出し量に応じた前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記決定部により決定された繰り出し量に応じた前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記取得部は、時系列で前記距離情報を複数回取得し、
前記制御部は、前記距離情報に示される距離が所定距離になるまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記距離情報に示される距離が所定距離になるまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項4】
前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項5】
前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項6】
前記線状部材を巻き揚げるための反力は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力より大きい反力であることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項7】
前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項8】
前記線状部材の繰り出しがロックされている状態において、前記無人航空機に備えられる外力検出部により所定の外力が検出された場合に、前記制御部は、前記ロックを解除するように前記ウインチを制御し、且つ前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力以上の反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項9】
前記ロックが解除された後に、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が前記所定距離に戻るまで前記反力を発生させ、前記所定距離に戻ると前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項10】
前記制御部は、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項11】
前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応している状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項12】
前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応することになった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１０に記載の制御装置。
【請求項13】
前記制御部は、前記反力を発生させるように前記ウインチが制御されている状態で、且つ前記線状部材の繰り出し量が変化しない状態が所定時間継続した場合に、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項４乃至９、及び１１の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項14】
前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、
前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、
前記外力によって前記ウインチが回動不能な状態において前記線状部材の繰り出しがロックされた場合に、前記制御部は、前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、
前記外力によって前記ウインチが回動不能な状態において前記線状部材の繰り出しがロックされた場合に、前記制御部は、前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする請求項１３に記載の制御装置。
【請求項15】
前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、
前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、
前記制御部は、前記外力によって前記線状部材を繰り出し可能な状態において前記ウインチが回動不能になるように前記取付部を制御し、前記外力によって前記線状部材の繰り出し不能な状態において前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御装置。
前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、
前記制御部は、前記外力によって前記線状部材を繰り出し可能な状態において前記ウインチが回動不能になるように前記取付部を制御し、前記外力によって前記線状部材の繰り出し不能な状態において前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項16】
前記距離情報が示す距離は、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項17】
前記取得部は、前記物品の高さと、前記物品の配置面から前記無人航空機までの高さと示す情報を取得し、それぞれの前記高さに基づいて前記距離情報を取得することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項18】
前記無人航空機は、前記距離を測定するセンサを備え、
前記取得部は、前記センサから前記距離情報を取得することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御装置。
前記取得部は、前記センサから前記距離情報を取得することを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項19】
物品を係留可能な係留部材と、
前記係留部材に接続される線状部材と、
前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチと、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無人航空機。
前記係留部材に接続される線状部材と、
前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチと、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無人航空機。
【請求項20】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御するコンピュータにより実行される制御方法であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得するステップと、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得するステップと、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無人航空機により物品を配送するシステムにおいて無人航空機に物品を取り付ける方法等の分野に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ドローン等の無人航空機により物品を配送するシステムにおいて、無人航空機に物品を効率良く取り付ける方法が提案されている。例えば、特許文献１には、ドローンによる配送物の配送拠点において、ドローンに迅速且つ効率的に配送物を供給するためのシステムが開示されている。特許文献１に開示されたシステムでは、ドローンが駐機する発着装置の底面が開口可能とされ、該開口の下には配送物が配置された昇降装置が備えられる。そして、昇降装置により配送物を上昇させることで開口を介してドローンに配送物が取り付けられるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-160887号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来技術には、ウインチ（巻揚機）を備える無人航空機が該ウインチを用いて物品を無人航空機に取り付ける方法についての開示はない。
【0005】
そこで、本発明は、無人航空機に備えられるウインチを制御することで、スタッフが無人航空機に物品を適切に取り付けることを可能にする制御装置、無人航空機、及び制御方法を提供することを課題の一例とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（適用例１）上記課題を解決するために、本適用例に係る制御装置は、物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御する制御装置であって、前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、スタッフが無人航空機に物品を適切に取り付けることを可能にする。
【0007】
（適用例２）上記適用例１に記載の制御装置において、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材の繰り出し量を決定する決定部を更に備え、前記制御部は、前記決定部により決定された繰り出し量に応じた前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、ウインチに適切な量の線状部材を効率良く繰り出させることができる。
【0008】
（適用例３）上記適用例１に記載の制御装置において、前記取得部は、時系列で前記距離情報を複数回取得し、前記制御部は、前記距離情報に示される距離が所定距離になるまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、ウインチに適切な量の線状部材を精度良く繰り出させることができる。
【0009】
（適用例４）上記適用例１に記載の制御装置において、前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、以下の(i)と(ii)との少なくとも何れか１つの効果を奏することができる。(i)係留部材と、物品または物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離空けられるため、係留部材が物品に接触することによって物品が損傷する可能性を抑制することができる。(ii)線状部材を巻き揚げるための反力を発生させることで、スタッフによる物品の取り付け時に線状部材が必要以上に引き出されて弛むことを抑制することができ、スタッフは良好な作業感を得ることができる。
【0010】
（適用例５）上記適用例４に記載の制御装置において、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、無人航空機の係留部材と、物品または物品の接続部材との間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができるとともに、外力によってさらに線状部材を繰り出し可能にさせることができる。
【0011】
（適用例６）上記適用例４に記載の制御装置において、前記線状部材を巻き揚げるための反力は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力より大きい反力であることを特徴とする。
【0012】
（適用例７）上記適用例４に記載の制御装置において、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、無人航空機の係留部材と、物品または物品の接続部材との間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができる。
【0013】
（適用例８）上記適用例７に記載の制御装置において、前記線状部材の繰り出しがロックされている状態において、前記無人航空機に備えられる外力検出部により所定の外力が検出された場合に、前記制御部は、前記ロックを解除するように前記ウインチを制御し、且つ前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力以上の反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、所定の外力が検出されるまで、反力を発生させるために要する消費電力を低減することができる。
【0014】
（適用例９）上記適用例８に記載の制御装置において、前記ロックが解除された後に、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が前記所定距離に戻るまで前記反力を発生させ、前記所定距離に戻ると前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、スタッフによる物品の取り付け時に線状部材が必要以上に引き出されて弛むことを抑制することができ、スタッフは良好な作業感を得ることができるとともに、係留部材と、物品または物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができる。
【0015】
（適用例１０）上記適用例１に記載の制御装置において、前記制御部は、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、スタッフが無人航空機に物品を適切に取り付けることを可能にする。
【0016】
（適用例１１）上記適用例１０に記載の制御装置において、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応している状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、無人航空機の係留部材の垂直方向における位置が物品の接続部材の垂直方向における位置に対応している状態を維持させることができる。
【0017】
（適用例１２）上記適用例１０に記載の制御装置において、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応することになった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、無人航空機の係留部材の垂直方向における位置が物品の接続部材の垂直方向における位置に対応している状態を維持させることができる。
【0018】
（適用例１３）上記適用例４乃至９、及び１１の何れか一つに記載の制御装置において、前記制御部は、前記反力を発生させるように前記ウインチが制御されている状態で、且つ前記線状部材の繰り出し量が変化しない状態が所定時間継続した場合に、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、線状部材がさらに繰り出されて係留部材への物品の取り付けが完了した際に、外力による線状部材の繰り出しを防止することができる。
【0019】
（適用例１４）上記適用例１３に記載の制御装置において、前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、前記外力によって前記ウインチが回動不能な状態において前記線状部材の繰り出しがロックされた場合に、前記制御部は、前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする。これにより、外力によって線状部材が繰り出し不能な状態にもかかわらず、外力によって線状部材が繰り出されようとした際に、線状部材に加わる外力が無人航空機に与える好ましくない影響を低減させることができる。
【0020】
（適用例１５）上記適用例１乃至１２の何れか一つに記載の制御装置において、前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、前記制御部は、前記外力によって前記線状部材を繰り出し可能な状態において前記ウインチが回動不能になるように前記取付部を制御し、前記外力によって前記線状部材の繰り出し不能な状態において前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする。これにより、外力によって線状部材が繰り出し不能な状態にもかかわらず、外力によって線状部材が繰り出されようとした際に、線状部材に加わる外力が無人航空機に与える悪影響を低減させることができる。
【0021】
（適用例１６）上記適用例１乃至１２の何れか一つに記載の制御装置において、前記距離情報が示す距離は、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離であることを特徴とする。
【0022】
（適用例１７）上記適用例１乃至１２の何れか一つに記載の制御装置において、前記取得部は、前記物品の高さと、前記物品の配置面から前記無人航空機までの高さと示す情報を取得し、それぞれの前記高さに基づいて前記距離情報を取得することを特徴とする。これにより、無人航空機に距離を測定するセンサが備えられていなくても、無人航空機と、無人航空機より下方に配置される物品との間の距離を示す距離情報を取得することができる。
【0023】
（適用例１８）上記適用例１乃至１２の何れか一つに記載の制御装置において、前記無人航空機は、前記距離を測定するセンサを備え、前記取得部は、前記センサから前記距離情報を取得することを特徴とする。これにより、無人航空機と、無人航空機より下方に配置される物品との間の距離を示す距離情報を迅速に取得することができる。
【0024】
（適用例１９）本適用例に係る無人航空機は、物品を係留可能な係留部材と、前記係留部材に接続される線状部材と、前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチと、前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【0025】
（適用例２０）本適用例に係る制御方法は、物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御するコンピュータにより実行される制御方法であって、前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得するステップと、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、スタッフが無人航空機に物品を適切に取り付けることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】架台２に着陸しているＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。
【図2】ウインチ１６の概要構成例を示す模式的断面図である。
【図3】物品保持機構１７を備えるＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。
【図4】制御装置１３３の概要構成例を示す図である。
【図5】制御処理部１３３５における機能ブロック例を示す図である。
【図6】線状部材１５が繰り出されることでＵＡＶ１の係留部材１４と物品Ｂとの間の距離が所定距離d4になった状態を示す図である。
【図7】線状部材１５の繰り出しが停止している状態（a）と、外力によって線状部材１５がさらに繰り出された状態(b)と、物品Ｂが係留部材１４に取り付けられることなく外力がなくなることで線状部材１５が巻き揚げられている状態(c)とを示す図である。
【図8】線状部材１５の繰り出しが停止している状態（a）と、外力によって線状部材１５がさらに繰り出されて物品Ｂが係留部材１４に取り付けられた状態(b)と、外力がなくなっても線状部材１５が巻き揚げられない状態(c)とを示す図である。
【図9】リール１６２の回転がロックされている状態においてウインチ１６が回動する様子を示す図である。
【図10】制御処理部１３３５による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理の一例（実施例１）を示すフローチャートである。
【図11】制御処理部１３３５による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理の一例（実施例２）を示すフローチャートである。
【図12】外力による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理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】
【0028】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る無人航空機（以下、「ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）」と称する）について説明する。
【0029】
［１．ＵＡＶ１の構成及び動作概要］
先ず、図１等を参照して、本実施形態に係るＵＡＶ１の構成及び動作概要について説明する。図１は、架台２に着陸しているＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。ＵＡＶ１は、ドローン、またはマルチコプタとも呼ばれる。架台２は、ＵＡＶ１により配送対象となる物品ＢがＵＡＶ１に取り付けられる拠点（例えば、店舗や物流拠点）に設置される。架台２には、物品Ｂが通過可能な開口２１が形成されている。貨物（荷物）として配送される物品Ｂは、特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣ（Electronic commerce）サイトまたは宅配サイトなどで注文される商品または宅配品などであってもよいし、避難場所などへ提供される救援物資や支援物資であってもよい。或いは、物品Ｂは、上述した商品、宅配品、または物資等が１または複数収容された収容物（例えば、配送箱）であってもよい。
先ず、図１等を参照して、本実施形態に係るＵＡＶ１の構成及び動作概要について説明する。図１は、架台２に着陸しているＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。ＵＡＶ１は、ドローン、またはマルチコプタとも呼ばれる。架台２は、ＵＡＶ１により配送対象となる物品ＢがＵＡＶ１に取り付けられる拠点（例えば、店舗や物流拠点）に設置される。架台２には、物品Ｂが通過可能な開口２１が形成されている。貨物（荷物）として配送される物品Ｂは、特に限定されるものではないが、例えば、ＥＣ（Electronic commerce）サイトまたは宅配サイトなどで注文される商品または宅配品などであってもよいし、避難場所などへ提供される救援物資や支援物資であってもよい。或いは、物品Ｂは、上述した商品、宅配品、または物資等が１または複数収容された収容物（例えば、配送箱）であってもよい。
【0030】
なお、物品Ｂのサイズ（縦×横×高さ）は大小様々である。そのため、上記従来技術を利用してドローンに物品Ｂを取り付ける際、物品Ｂのサイズが異なる場合に適切に取り付けができるものではない。例えば、サイズの大きな物品Ｂとサイズの小さな物品Ｂとでは、上記従来技術の載置部をドローンポート層の高さまで上昇させた際に物品Ｂとドローンとの間の距離が異なるため、適切に物品取り付け動作を行うことが難しくなる。しかしながら、本実施形態によれば、物品Ｂのサイズが異なる場合であっても、適切に物品取り付け動作を行うことが可能となる。
【0031】
ＵＡＶ１は、図１に示すように、ロータ部１１、脚部１２、ボディ部１３、物品Ｂを係留可能な係留部材１４、係留部材１４の一端に接続される線状部材１５、及び線状部材１５の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチ１６等を備えて構成される。線状部材１５には、例えば、ロープやワイヤ等を用いることができる。係留部材１４には、例えば、フックやシャックル等を用いることができる。係留部材１４には、拠点にいるスタッフＴ（例えば、店員や作業者）により物品Ｂが取り付けられる。スタッフＴが係留部材１４に物品Ｂを適切に取り付けることを可能にするため、図１に示すように、物品Ｂには、係留部材１４に接続するための接続部材Ｂａが設けられるとよい。接続部材Ｂａは、物品Ｂの一部とみなしてもよい。なお、図１の例では、スタッフＴである人が物品Ｂの取り付け作業を行う例を示しているが、例えばセンサ、制御機構、及び駆動機構を備えたロボット等の機械装置がスタッフとして物品Ｂの取り付け作業を行ってもよい。
【0032】
ロータ部１１は、水平回転翼である複数のロータ（プロペラ）１１１、及びロータ駆動機構１１２を含む。ロータ駆動機構１１２は、ロータ１１１に接続される回転軸（図示せず）、及び回転軸を介してロータ１１１を回転させるためのアクチュエータ（図示せず）等を備えて構成される。かかるアクチュエータ（モータを有する）は、後述の制御装置１３３により制御される。なお、脚部１２の下端p1は、架台２の上面に接触している。
【0033】
ボディ部１３は、回動抑止体１３１、回動抑止体駆動機構１３２、制御装置１３３、及びバッテリ１３４を含む。回動抑止体駆動機構１３２は、回動抑止体１３１の少なくとも一部分を収容する中空の受容体１３２１、及び受容体１３２１内で回動抑止体１３１を上下方向に摺動させるためのアクチュエータ（図示せず）等を備えて構成される。かかるアクチュエータは、制御装置１３３により制御される。受容体１３２１は、ボディ部１３内で固定される。
【0034】
ウインチ１６は、ＵＡＶ１（ボディ部１３）に取り付けられるための取付部の一例としての回動部１６１を有し、回動部１６１を支点として外力によって回動可能または回動不能にＵＡＶ１に取り付けられる。換言すると、回動部１６１は、ウインチ１６の首振り機構として機能し、回動可能（首振り可能）と回動不能（首振り不能）とが切り替えできるようになっている。なお、外力とは、例えばスタッフＴにより線状部材１５（係留部材１４）が引っ張られることにより発生する力[N]であり、後述するリール１６２から繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力（換言すると、線状部材１５及び係留部材１４の荷重）より大きい力である。かかる重力は、繰り出された線状部材１５及び係留部材１４の質量mと重力加速度gとの積であり、線状部材１５が繰り出された量が増すほど大きくなる。
【0035】
回動部１６１は、球体１６１１、及び球体１６１１を支持する支持体１６１２を含む。球体１６１１の一部分（例えば、上部及び中央部）は、ボディ部１３に設けられた球体受１３５に回動可能に篏合され、且つ球体１６１１がボディ部１３から抜け落ちないようになっている。また、球体１６１１の上部は、回動抑止体１３１と接触可能または篏合可能になっている。なお、ボディ部１３には、回動抑止体１３１が複数備えられてもよく、この場合、球体１６１１の上部は、複数の回動抑止体１３１と接触可能または篏合可能になる。
【0036】
回動抑止体駆動機構１３２のアクチュエータにより回動抑止体１３１が下方向に摺動した場合、回動抑止体１３１の下端部が球体１６１１の上端部に当接（押圧）することで、回動抑止体１３１と球体１６１１との接触面の摩擦力により回動部１６１の回動が抑止され、回動不能（首振り不能）となる。或いは、回動抑止体駆動機構１３２のアクチュエータにより回動抑止体１３１が下方向に摺動した場合、回動抑止体１３１の下端部が球体１６１１の上端部に設けられた溝（図示せず）に篏合されることで、回動部１６１の回動が抑止され、回動不能（首振り不能）となる。一方、回動抑止体駆動機構１３２のアクチュエータにより回動抑止体１３１が上方向に摺動した場合、回動抑止体１３１が球体１６１１から離れることで、回動部１６１の回動抑止が解除され、回動可能（首振り可能）となる。なお、球体１６１１の下端部は、支持体１６１２の上端部に固着（例えばネジにより螺着）されている。
【0037】
図２は、ウインチ１６の概要構成例を示す模式的断面図である。ウインチ１６は、上述した回動部１６１に加え、線状部材１５が巻き付けられるリール１６２、リール１６２に挿通される回転軸１６３、リール１６２及び回転軸１６３を回転駆動させるリール駆動機構１６４、リール１６２及び回転軸１６３の回転をロックさせるリール回転ロック機構１６５、及びケーシング１６６等を備えて構成される。ケーシング１６６は、リール１６２、回転軸１６３、リール駆動機構１６４、及びリール回転ロック機構１６５等を収容し、これらの構成部分を直接的または間接的に支持する。ケーシング１６６の上端部は、回動部１６１の支持体１６１２の下端部に固着されている。また、ケーシング１６６には、線状部材１５が挿通される案内体１６７が取り付けられたロッド１６８が設けられてもよい。案内体１６７は、ロッド１６８の軸方向に沿って往復移動するようになっており、リール１６２に線状部材１５を均等に巻回する機能を有する。
【0038】
リール１６２は、回転軸１６３の回転駆動に伴って軸回りに回転（正回転、または逆回転）する。例えば、リール１６２に巻き付けられた線状部材１５は、リール１６２が正回転することにより初期位置から繰り出される。一方、繰り出された線状部材１５は、リール１６２が逆回転することにより巻き揚げられ、且つリール１６２に巻き付けられる。また、リール１６２は、回転軸１６３に径方向に突出するよう設けられた係合部材１６３１によって回転軸１６３との相対回転が防止されるとよい。回転軸１６３は、ケーシング１６６に取り付けられた軸受１６９によって回転可能に支持されている。
【0039】
リール駆動機構１６４は、ギア１６４１、ギア１６４１とかみ合わされるギア１６４２、制御装置１３３により制御される駆動モータ１６４３、及び力検出センサ１６４４（外力検出部の一例）等を備えて構成される。なお、リール駆動機構１６４には、ギア１６４１及びギア１６４２以外のギアが含まれてもよい。また、力検出センサ１６４４は、外力を検出するばかりでなく、リール１６２から繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力も検出することができる。ギア１６４１の中心は、回転軸１６３に固着されている。一方、ギア１６４２の中心は、駆動モータ１６４３の回転軸１６４３ａに固着されている。或いは、ギア１６４２の中心は、図示しない軸綱手を介して接続されてもよい。また、回転軸１６３は、制御装置１３３による駆動モータ１６４３の駆動に伴ってギア１６４１，１６４２を介して回転駆動する。つまり、駆動モータ１６４３の駆動により発生したトルク（回転力）がギア１６４１，１６４２を介して回転軸１６３に伝達されることでリール１６２が正回転または逆回転する。
【0040】
また、制御装置１３３の繰り出し制御（モータ制御）による線状部材１５の繰り出しが停止するタイミング（後述するタイミング）で、外力により線状部材１５が繰り出し（外力による場合は引き出しともいう）可能となるように切り替えられる。つまり、繰り出し制御による線状部材１５の繰り出しモードから、外力による線状部材１５の繰り出しモードに切り替えられる。モード切り替え後、線状部材１５が引っ張られることで発生する外力によりリール１６２が回転する。かかる外力は、力検出センサ１６４４により検出され、当該検出された外力を示す力情報は制御装置１３３へ出力される。力検出センサ１６４４には、繰り出された線状部材１５が受ける張力を検出する張力センサや、繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する力により変形する部材に貼付された歪みゲージが適用可能である。
【0041】
なお、ウインチ１６には、リール１６２の回転数（回転角度でもよい）を検出する回転数検出センサが備えられてもよい。回転数検出センサは、例えば、ケーシング１６６の内側に設けられたマーキングを検出することでリール１６２の回転数を検出することができる。回転数検出センサにより検出された回転数を示す回転数情報は制御装置１３３へ出力される。また、ウインチ１６には、リール１６２からの線状部材１５の繰り出し量を測定する繰り出し量測定センサが備えられてもよい。ここで、線状部材１５の繰り出し量とは、リール１６２から繰り出される線状部材１５の長さである。繰り出し量測定センサにより測定された繰り出し量を示す繰り出し量情報は制御装置１３３へ出力される。
【0042】
また、外力により線状部材１５が繰り出し可能となるように切り替えられた後、リール１６２が繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力により回転し、線状部材１５が繰り出されるケースも考えられる。これを防ぐため、後述するように、制御装置１３３によりリール駆動機構１６４またはリール回転ロック機構１６５が制御されるとよい。
【0043】
リール回転ロック機構１６５は、回転軸１６３に固着された回転体１６５１、回転体１６５１の回転を抑止するための回転抑止体１６５２、回転抑止体１６５２の少なくとも一部分を収容する中空の受容体１６５３、及び受容体１６５３内で回転抑止体１６５２を上下方向に摺動させるためのアクチュエータ（図示せず）等を備えて構成される。かかるアクチュエータは、制御装置１３３により制御される。受容体１６５３は、ケーシング１６６内で固定される。なお、リール回転ロック機構１６５には、回転抑止体１６５２が複数備えられてもよい。
【0044】
リール回転ロック機構１６５のアクチュエータにより回転抑止体１６５２が下方向に摺動した場合、回転抑止体１６５２の下端部が回転体１６５１の上端部に当接（押圧）することで、回転体１６５１と回転抑止体１６５２との接触面の摩擦力により回転体１６５１の回転が抑止され、その結果、リール１６２の回転がロックされる（つまり、リール１６２は回転不能となる）。これにより、線状部材１５の繰り出しがロックされる。或いは、リール回転ロック機構１６５のアクチュエータにより回転抑止体１６５２が下方向に摺動した場合、回転抑止体１６５２の下端部が回転体１６５１の上端部に設けられた溝（図示せず）に篏合されることで、回転体１６５１の回転が抑止され、その結果、リール１６２の回転がロックされる。
【0045】
一方、リール回転ロック機構１６５のアクチュエータにより回転抑止体１６５２が上方向に摺動した場合、回転抑止体１６５２が回転体１６５１から離れることで、回転体１６５１の回転抑止が解除され、その結果、リール１６２の回転ロックが解除される。これにより、線状部材１５の繰り出しロックが解除される。なお、リール回転ロック機構１６５は、回転抑止体１６５２及び受容体１６５３に代えて、コイルに通電することにより発生する電磁力を利用して回転体１６５１の回転を抑止可能な電磁ブレーキを備えて構成されてもよい。また、リール１６２の回転がロックされていない状態（換言すると、外力によって線状部材１５を繰り出し可能な状態）においては、ウインチ１６は回動不能になっている。一方、リール１６２の回転がロックされている状態（換言すると、外力によって線状部材１５を繰り出し不能な状態）においては、ウインチ１６は回動可能になっている。
【0046】
なお、ＵＡＶ１は、上述した構成要素に加えて、物品Ｂを保持するための物品保持機構を備えてもよい。図３は、物品保持機構１７を備えるＵＡＶ１の外観構成例を示す図である。物品保持機構１７は、伸縮可能部材１７１、可動保持体１７２、及びアクチュエータ（図示せず）等を備えて構成される。伸縮可能部材１７１は、例えば中空の上側部材１７１１、及び上側部材１７１１内に挿通可能に連接される下側部材１７１２を含む。上側部材１７１１の上端部はボディ部１３に固着され、下側部材１７１２の下端部は可動保持体１７２に固着されている。下側部材１７１２は、物品Ｂが保持されていない状態において、制御装置１３３の制御により上側部材１７１１の中空部分に挿通されるようになっている。可動保持体１７２は、制御装置１３３の制御により回転軸１７２１を中心として破線矢印で示すように開閉可能になっている。可動保持体１７２は、図３の実線で示すように閉状態になると、物品Ｂ（底部）の保持（支持）が可能になる。これにより、物品Ｂの降下を防止することができる。一方、可動保持体１７２は、図３の破線で示すように開状態になると、物品Ｂの保持が不能になる。
【0047】
図４は、制御装置１３３の概要構成例を示す図である。制御装置１３３は、測位部１３３１、通信部１３３２、センサ部１３３３、記憶部１３３４、制御処理部１３３５、及び音出力部１３３６等を備えて構成され、これらの各部へバッテリ１３４から電力が供給される。測位部１３３１は、電波受信機及び高度センサ等を備える。測位部１３３１は、例えば、GNSS（Global Navigation Satellite System）の衛星から発信された電波を電波受信機により受信し、当該電波に基づいてＵＡＶ１の水平方向の現在位置（緯度及び経度）を検出する。測位部１３３１により検出された現在位置を示す位置情報は、制御処理部１３３５へ出力される。さらに、測位部１３３１は、気圧センサ等の高度センサによりＵＡＶ１の垂直方向の現在位置（高度）を検出してもよい。この場合、位置情報には、ＵＡＶ１の高度を示す高度情報が含まれる。
【0048】
通信部１３３２は、無線通信機能を備え、通信ネットワークＮＷを介して行われる通信の制御を担う。通信ネットワークＮＷは、例えば、インターネット、移動体通信ネットワーク及びその無線基地局等から構成される。ＵＡＶ１は、通信部１３３２を介して通信ネットワークＮＷに接続された管理サーバＳＡとの間で通信可能になっている。管理サーバＳＡは、物品Ｂの配送を管理するサーバである。管理サーバＳＡは、ＵＡＶ１の管理及び制御を行うことができる。また、通信部１３３２は、スタッフＴが使用する操作端末（図示せず）との間で近距離無線通信を行うことが可能になっている。
【0049】
センサ部１３３３は、ＵＡＶ１の飛行制御等に用いられる各種センサを備える。各種センサには、例えば、光学センサ、３軸角速度センサ、３軸加速度センサ、及び地磁気センサ等が含まれる。光学センサは、カメラ（例えば、RGBカメラ）を含んで構成され、カメラの画角に収まる範囲内の実空間を連続的に撮像する。センサ部１３３３によりセンシング（例えば、撮像、または測定等）されたセンシング情報は、制御処理部１３３５へ出力される。センシング情報は、ＵＡＶ１の機体ＩＤとともに通信部１３３２により管理サーバＳＡへ逐次送信されてもよい。ＵＡＶ１の機体ＩＤは、ＵＡＶ１を識別するための識別情報である。
【0050】
また、光学センサには、カメラとともに、物品Ｂまでの距離を測定することが可能な距離センサが含まれてもよい。距離センサには、例えば、LiDAR（Light Detection and Ranging、或いはLaser Imaging Detection and Ranging）センサを用いることができる。或いは、距離センサには、近赤外線を発光し物品Ｂから反射して戻ってくるまでの時間を測定することで距離（奥行き）を測定する計器を用いることができる。物品Ｂに接続部材Ｂａが設けられている場合、ＵＡＶ１と、物品Ｂに設けられた接続部材Ｂａとの間の距離が測定されてもよい。なお、距離センサは、脚部１２、係留部材１４、またはウインチ１６（例えば、ケーシング１６６の外側）に取り付けられてもよい。特に、距離センサが係留部材１４に取り付けられる場合、ＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂ（または物品Ｂに設けられた接続部材Ｂａ）との間の距離を正確に測定することができる。
【0051】
記憶部１３３４は、不揮発性メモリ等から構成され、各種プログラム及びデータを記憶する。また、記憶部１３３４は、ＵＡＶ１の機体ＩＤを記憶する。制御処理部１３３５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ＲＯＭ（または、記憶部１３３４）に記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する。なお、制御処理部１３３５は、ロータ駆動機構１１２、回動抑止体駆動機構１３２、リール駆動機構１６４、及びリール回転ロック機構１６５に電気的に接続されている。図５は、制御処理部１３３５における機能ブロック例を示す図である。制御処理部１３３５は、例えばＲＯＭまたは記憶部１３３４に記憶されたプログラム（プログラムコード群）に従って、図５に示すように、情報取得部１３３５ａ（取得部の一例）、飛行制御部１３３５ｂ、繰り出し量決定部１３３５ｃ（決定部の一例）、及びウインチ制御部１３３５ｄ（制御部の一例）等として機能する。
【0052】
情報取得部１３３５ａは、ＵＡＶ１と、ＵＡＶ１より下方に配置される物品Ｂとの間の距離（間隔）を示す距離情報を取得する。例えば、センサ部１３３３に距離センサが含まれる場合、情報取得部１３３５ａは、図１に示すように、ＵＡＶ１が架台２に着陸している状態において、当該距離センサにより測定された距離d11を示す距離情報をセンサ部１３３３から取得するとよい。これにより、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離d11を示す距離情報を迅速に取得することができる。なお、図１の例において、物品Ｂは、ＵＡＶ１のウインチ１６の真下に配置されているが、真下に配置されるとは限らない。例えば、ＵＡＶ１のウインチ１６の真下から水平方向に数十cmずれている場合も想定される。
【0053】
また、情報取得部１３３５ａは、距離センサの取付位置p4と、線状部材１５の繰り出し前における係留部材１４の下端p3との間の距離d31（垂直方向における距離）を特定してもよい。この場合、情報取得部１３３５ａは、距離センサにより測定された距離d11から上記特定された距離d31を減算した長さをＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離d12として示す距離情報を取得する。ここで、距離d31を示す情報は、ＵＡＶ１のサイズ情報から取得されるとよい。ＵＡＶ１のサイズ情報は、例えば、記憶部１３３４に予め記憶される。この場合、情報取得部１３３５ａは、ＵＡＶ１のサイズ情報を記憶部１３３４から取得する。或いは、情報取得部１３３５ａは、管理サーバＳＡにＵＡＶ１のサイズ情報を問い合わせることで管理サーバＳＡから取得してもよい。
【0054】
なお、情報取得部１３３５ａは、線状部材１５の繰り出しが開始された後、距離センサにより時系列で複数回測定された距離d11を示す距離情報をセンサ部１３３３から取得してもよい。この場合も、情報取得部１３３５ａは、距離センサの取付位置p4と、線状部材１５の繰り出し前における係留部材１４の下端p3との間の距離d31を特定し、それぞれの距離d11から上記算出された距離d31を減算した長さをＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離d12としてそれぞれ示す距離情報として取得する。
【0055】
或いは、情報取得部１３３５ａは、図１に示すように、物品Ｂの高さh1と、物品Ｂの配置面（例えば、地面または建物の屋上面）p2からＵＡＶ１（例えば、架台２の上面p1）までの高さh2と示す情報を取得し、それぞれの高さh1，h2に基づいて、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離d21を算出することで距離情報を取得してもよい。これにより、ＵＡＶ１に距離センサが備えられていなくても、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離d21を示す距離情報を取得することができる。例えば、ＵＡＶ１までの高さh2から物品Ｂの高さh1を減算した長さが、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離d21として算出される。また、情報取得部１３３５ａは、架台２の上面p1と、線状部材１５の繰り出し前における係留部材１４の下端p3との間の距離d32（垂直方向における距離）を特定してもよい。この場合、情報取得部１３３５ａは、上記算出された距離d21に上記特定された距離d32を加算した長さをＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離d22として示す距離情報を取得する。ここで、距離d32を示す情報は、距離d31を示す情報と同様、ＵＡＶ１のサイズ情報から取得されるとよい。
【0056】
物品Ｂの高さh1を示す情報は、物品Ｂの物品情報から取得されるとよい。例えば、情報取得部１３３５ａは、物品Ｂごとに割り当てられ、物品Ｂの上面に表記された２次元コード（例えば、ＱＲコード（登録商標））を、カメラを介して読み込むことで物品情報を取得する。なお、情報取得部１３３５ａは、管理サーバＳＡに物品Ｂの物品情報を問い合わせることで管理サーバＳＡから取得してもよい。或いは、物品Ｂが上述した収容物である場合、物品Ｂの高さh1を示す情報は、当該収容物のサイズ情報から取得されてもよい。例えば、収容物のサイズが予め１種類に決まっている場合、当該収容物のサイズを示すサイズ情報が記憶部１３３４に予め記憶される。この場合、情報取得部１３３５ａは、当該サイズ情報を記憶部１３３４から取得する。
【0057】
一方、収容物のサイズが２種類以上ある場合、それぞれの種類を識別するための種類ＩＤごとに対応付けられたサイズ情報が記憶部１３３４に予め記憶されるとよい。この場合、情報取得部１３３５ａは、収容物の上面に表記された２次元コードを、カメラを介して読み込むことで種類ＩＤを取得し、当該取得した種類ＩＤに対応付けられたサイズ情報を記憶部１３３４から取得する。なお、情報取得部１３３５ａは、管理サーバＳＡに収容物のサイズ情報を問い合わせることで管理サーバＳＡから取得してもよい。一方、ＵＡＶ１までの高さh2を示す情報は、例えば、記憶部１３３４に予め記憶される。この場合、情報取得部１３３５ａは、当該高さh2を示す情報を記憶部１３３４から取得する。なお、高さh2を示す情報は、管理サーバＳＡから取得されてもよい。
【0058】
飛行制御部１３３５ｂは、目的地へＵＡＶ１を飛行させる飛行制御（離陸制御及び着陸制御を含む）を行う。かかる飛行制御においては、測位部１３３１から取得された位置情報、センサ部１３３３から取得されたセンシング情報、及び目的地情報等が用いられて、ロータ１１１の回転数、ＵＡＶ１の位置、姿勢及び進行方向等が制御される。これにより、ＵＡＶ１は自律的に目的地へ飛行し、該目的地に着陸することができる。ここで、目的地情報は、例えば、情報取得部１３３５ａにより管理サーバＳＡから取得される。目的地情報は、例えば、目的地の位置情報（緯度及び経度）を含む。目的地は、例えば、物品ＢがＵＡＶ１に取り付けられる拠点（例えば、物流拠点）、または物品ＢがＵＡＶ１から解放される拠点（例えば、物流拠点または配送先）である。
【0059】
繰り出し量決定部１３３５ｃは、情報取得部１３３５ａにより取得された距離情報に示される距離に基づいて、線状部材１５の繰り出し量を決定する。例えば、繰り出し量決定部１３３５ｃは、距離情報に示される距離（d11,d12,d21,d22のうち何れか１つ）から所定距離を減算した長さを線状部材１５の繰り出し量として決定する。ここで、所定距離は、スタッフＴが物品ＢをＵＡＶ１の係留部材１４に迅速且つ適切に取り付けることを可能とするための適切な距離である。または、所定距離は、スタッフＴが物品ＢをＵＡＶ１の係留部材１４に取り付ける際に良好な作業感を得られる距離である。例えば、距離情報に示される距離d12または距離d22が用いられる場合、所定距離は数cm（0cmより大きい）～20cm程度に設定されるとよい。一方、距離情報に示される距離d11または距離d21が用いられる場合、距離d31またはd32が考慮され、ＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が数cm～20cm程度になるように所定距離が設定されるとよい。なお、繰り出し量決定部１３３５ｃは、距離情報に示される距離から物品Ｂの接続部材Ｂａの高さを減算した長さをＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離として用いることで線状部材１５の繰り出し量を決定してもよい。
【0060】
ウインチ制御部１３３５ｄは、情報取得部１３３５ａにより取得された距離情報に示される距離に基づいて、線状部材１５を初期位置から繰り出すように（換言すると、リール１６２を回転させるように）ウインチ１６を制御する。これにより、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離に応じて線状部材１５の繰り出し量を変えることができるため、物品Ｂのサイズ（特に高さ）にかかわらず、ウインチ１６に適切な量の線状部材１５を繰り出させることができる。また、スタッフＴは、線状部材１５及び係留部材１４を用いて、ＵＡＶ１に物品Ｂを適切に取り付けることができる。例えば、ウインチ制御部１３３５ｄは、繰り出し量決定部１３３５ｃにより決定された繰り出し量に応じた線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御する。これにより、ウインチ１６に適切な量の線状部材１５を効率良く繰り出させることができる。なお、決定された繰り出し量の線状部材１５が繰り出されたタイミングで線状部材１５の繰り出しが停止する。
【0061】
ここで、線状部材１５の繰り出し量と、リール１６２の回転数（回転角度でもよい）との対応関係（例えば、繰り出し量“x cm”に対して回転数“0.05（18度）”を対応付け）が予め定められているとよい。この場合、ウインチ制御部１３３５ｄは、当該対応関係にしたがって、繰り出し量決定部１３３５ｃにより決定された繰り出し量に対応する回転数だけリール１６２を正回転させる制御信号をウインチ１６のリール駆動機構１６４へ出力する。これにより、リール駆動機構１６４における駆動モータ１６４３が駆動することで当該繰り出し量に応じた線状部材１５がリール１６２から繰り出される。そして、線状部材１５の繰り出しが停止すると、ウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御による線状部材１５の繰り出しモードから、外力による線状部材１５の繰り出しモードに切り替えられる。このとき、ウインチ制御部１３３５ｄは、切り替え完了を示す音を音出力部１３３６に出力（例えば、報知音または音声メッセージをスピーカから出力）させてもよい。
【0062】
また、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離が距離センサにより測定される場合、ウインチ制御部１３３５ｄは、情報取得部１３３５ａにより時系列で複数回取得される距離情報に基づいて、当該距離情報に示される距離が所定距離になるまで線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御してもよい。つまり、当該距離情報に示される距離（d11またはd12）が所定距離になったタイミングで線状部材１５の繰り出しが停止する。この場合、繰り出し量決定部１３３５ｃを用いることなく、適切な繰り出し量の線状部材１５を繰り出すことができる。これにより、ウインチ１６に適切な量の線状部材１５を精度良く繰り出させることができる。
【0063】
図６は、ウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御により線状部材１５が繰り出されることでＵＡＶ１の係留部材１４と物品Ｂとの間の距離が所定距離d4（例えば、10cm）になった状態を示す図である。図６の例では、物品Ｂより上方の少し離れた位置でＵＡＶ１の係留部材１４が停止するので、ウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御により繰り出された線状部材１５（係留部材１４）が物品Ｂに接触して、物品Ｂが損傷する可能性を抑制することができる。そのため、図６とは別の例（後述）に比べて速い繰り出し速度で線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御することができる。したがって、スタッフＴは、ＵＡＶ１に物品Ｂをより迅速且つ適切に取り付けることができる。さらに、スタッフＴが線状部材１５を引き出すことで物品ＢをＵＡＶ１（係留部材１４）に取り付けることができるため、線状部材１５が必要以上に繰り出され、弛んでいる状態において物品ＢをＵＡＶ１（係留部材１４）に取り付ける場合と比較して、スタッフＴの作業感を向上させることができる。また、不必要に線状部材１５が繰り出されることにより発生する問題（例えば、係留部材１４を別の物品に取り付けてしまうという問題や、隣り合うＵＡＶ１の線状部材が絡まるなどの問題）を解決することができる。なお、図６の例では、所定距離d4は、線状部材１５の繰り出し後における係留部材１４の下端p3から物品の上面p5までの距離であるが、当該係留部材１４の下端p3から物品Ｂの接続部材Ｂａの上端p6までの距離であってもよい。
【0064】
図６とは別の例として、ＵＡＶ１の係留部材１４の垂直方向における位置（物品Ｂの配置面p2からの高さ）が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置とほぼ同じになるようにウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御が行われてもよい。この場合、ウインチ制御部１３３５ｄは、距離情報に示される距離に基づいて、ＵＡＶ１の係留部材１４の垂直方向における位置が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置に対応するまでＵＡＶ１の線状部材１５（例えば、上記決定された繰り出し量に応じた線状部材１５）を繰り出すようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御する。ここで、「係留部材１４の垂直方向における位置が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置に対応する」とは、例えば、係留部材１４の下端p3が、物品の上面p5から接続部材Ｂａの上端p6までの範囲内に収まることを意味する。これにより、スタッフＴは、線状部材１５を図６の例よりも引き出すことなくＵＡＶ１に物品Ｂを適切に取り付けることができる。ただし、この場合、係留部材１４が物品Ｂに接触するように線状部材１５が繰り出されるため、物品Ｂが傷つけられないように、図６の例に比べて、線状部材１５の繰り出し速度を制限することが望ましい。すなわち、ウインチ制御部１３３５ｄは、図６の例の場合の繰り出し速度よりも遅い繰り出し速度で線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御するとよい。これにより、係留部材１４をゆっくりと物品Ｂに接触させることができる。
【0065】
なお、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離が距離センサにより測定される場合においても、ウインチ制御部１３３５ｄは、情報取得部１３３５ａにより時系列で複数回取得される距離情報に基づいて、ＵＡＶ１の係留部材１４の垂直方向における位置が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置に対応するまでＵＡＶ１の線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御してもよい。
【0066】
以上のように、ウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御により線状部材１５が繰り出されることでＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離（例えば、10cm）になっている状態（つまり、線状部材１５の繰り出しが停止している状態）において、外力によって線状部材１５がさらに繰り出された場合に、ウインチ制御部１３３５ｄは、線状部材１５を巻き揚げるための反力を発生させるようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御するとよい。これにより、ＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離空けられるため、係留部材１４が物品Ｂに接触することによって物品が損傷する可能性を抑制することができる。また、線状部材１５を巻き揚げるための反力を発生させることで、スタッフＴによる物品Ｂの取り付け時に線状部材１５が必要以上に引き出されて弛むことを抑制することができ、スタッフＴは良好な作業感を得ることができる。なお、線状部材１５を巻き揚げるための反力は、ウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御により繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力とは反対方向の力であり、当該重力より大きい力である。
【0067】
図７は、線状部材１５の繰り出しが停止している状態（a）と、外力によって線状部材１５がさらに繰り出された状態(b)と、物品Ｂが係留部材１４に取り付けられることなく外力がなくなることで線状部材１５が巻き揚げられている状態(c)とを示す図である（矢印で示されるように状態(a）から状態(c)に遷移する)。線状部材１５を巻き揚げるための反力を発生させるための制御において、ウインチ制御部１３３５ｄは、当該反力に相当するトルクを駆動モータ１６４３に発生させる制御信号をウインチ１６のリール駆動機構１６４へ出力する。かかる制御は、ＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離に戻るまで行われる。これにより、スタッフＴにより線状部材１５が必要以上に繰り出されたとしても自動的に物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離を所定距離に戻すことができる。また、不必要に線状部材１５が繰り出されることにより発生する問題を、より効率良く解決することができる。
【0068】
一方、図８は、線状部材１５の繰り出しが停止している状態（a）と、外力によって線状部材１５がさらに繰り出されて物品Ｂが係留部材１４に取り付けられた状態(b)と、外力がなくなっても線状部材１５が巻き揚げられない状態(c)とを示す図である（矢印で示されるように状態(a）から状態(c)に遷移する)。ここで、状態(c)は、線状部材１５を巻き揚げるための反力によって、係留部材１４と物品Ｂとの間の距離が所定距離になるように、係留部材１４が戻ろうとするが戻れない状態である。なお、後述するように、状態(c)が所定時間（例えば、10秒間）継続した場合、物品Ｂの取り付け完了と判定される。
【0069】
なお、ウインチ制御部１３３５ｄは、力検出センサ１６４４からの力情報に基づいて、上記繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力と、線状部材１５が引っ張られることにより発生する外力とを区別して認識することができる。例えば、ウインチ制御部１３３５ｄは、線状部材１５の繰り出し量が所定量（例えば、数cm）に達するまで（つまり、線状部材１５が引っ張られないと想定される繰り出しに達するまで）に連続的に取得された力情報それぞれに示される力を、繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力として認識する。かかる力情報に示される力は線状部材１５の繰り出し量に応じて徐々に変化（上昇）するが、ウインチ制御部１３３５ｄは、当該力の変化量が閾値以上になったときの力情報に示される力を、線状部材１５が引っ張られることにより発生する外力として認識する。
【0070】
ところで、上述したように、外力により線状部材１５が繰り出し可能となるように切り替えられた後、リール１６２が線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力により回転し、線状部材１５が繰り出されるケースでは、ウインチ制御部１３３５ｄは、ウインチ１６のリール駆動機構１６４またはリール回転ロック機構１６５を制御することで線状部材１５の繰り出しを抑止するとよい。
【0071】
例えば、ウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御が行われることでＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離になっている状態において、ウインチ制御部１３３５ｄは、当該状態において繰り出されている線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力と釣り合う反力を発生させるようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御する。かかる制御において、ウインチ制御部１３３５ｄは、当該状態において繰り出されている線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力と釣り合う反力に相当するトルクを駆動モータ１６４３に発生させる制御信号をウインチ１６のリール駆動機構１６４へ出力する。これにより、線状部材１５及び係留部材１４に外力が加わっていない場合において、ＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができるとともに、外力によってさらに線状部材１４を繰り出し可能にさせることができる。
【0072】
なお、ＵＡＶ１の係留部材１４の垂直方向における位置が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置に対応している状態においても、ウインチ制御部１３３５ｄは、当該状態において繰り出されている線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力と釣り合う反力を発生させるようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御してもよい。これにより、ＵＡＶ１の係留部材１４の垂直方向における位置が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置に対応している状態を維持させることができる。
【0073】
線状部材１５の繰り出しを抑止する別の例として、ウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御が行われることでＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離になった場合に、ウインチ制御部１３３５ｄは、リール１６２の回転をロック（つまり、線状部材１５の繰り出しをロック）するようにウインチ１６のリール回転ロック機構１６５を制御してもよい。かかる制御において、ウインチ制御部１３３５ｄは、回転抑止体１６５２を下方向に摺動させる制御信号をウインチ１６のリール回転ロック機構１６５へ出力する。これにより、線状部材１５及び係留部材１４に外力が加わっていない場合において、ＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができる。
【0074】
また、リール１６２の回転がロックされている状態において、ウインチ制御部１３３５ｄは、力検出センサ１６４４により所定の外力（例えば、閾値以上の外力）が検出された場合に、当該ロックを解除するようにウインチ１６のリール回転ロック機構１６５を制御し、且つ当該ロック前に繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力以上の反力（つまり、少なくとも当該重力と釣り合う反力）を発生させるようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御するとよい。リール１６２の回転のロックを解除するための制御において、ウインチ制御部１３３５ｄは、回転抑止体１６５２を上方向に摺動させる制御信号をウインチ１６のリール回転ロック機構１６５へ出力する。これにより、所定の外力が検出されるまで、駆動モータ１６４３等を駆動させないので、反力を発生させるために要する消費電力を低減することができる。
【0075】
そして、リール１６２の回転のロックが解除された後に、外力によって線状部材がさらに繰り出された場合に、ウインチ制御部１３３５ｄは、ＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離に戻るまで、線状部材１５を巻き揚げるための反力を発生させ、当該距離が当該所定距離に戻るとリール１６２の回転を再度ロックするようにウインチ１６のリール回転ロック機構１６５を制御してもよい。これにより、線状部材１５の繰り出しのロック解除後に外力によって線状部材１５が繰り出された場合であってもＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離になるように自動的に戻すことができるとともに、ＵＡＶ１の係留部材１４と、物品Ｂまたは物品Ｂの接続部材Ｂａとの間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができる。
【0076】
なお、ＵＡＶ１の係留部材１４の垂直方向における位置が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置に対応することになった場合においても、ウインチ制御部１３３５ｄは、リール１６２の回転をロックするようにウインチ１６のリール回転ロック機構１６５を制御してもよい。これにより、ＵＡＶ１の係留部材１４の垂直方向における位置が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置に対応している状態を維持させることができる。
【0077】
また、外力によって線状部材１５が繰り出された後、ウインチ制御部１３３５ｄは、線状部材１５を巻き揚げるための反力を発生させるようにウインチ１６のリール駆動機構１６４が制御されている状態で、且つ線状部材１５の繰り出し量が変化しない状態が所定時間（例えば、10秒間）継続した場合に、リール１６２の回転をロックするようにウインチ１６のリール回転ロック機構１６５を制御してもよい。これにより、外力によって線状部材１５がさらに繰り出されてＵＡＶ１の係留部材１４への物品Ｂの取り付けが完了した際に、外力による線状部材１５の繰り出しを防止することができる。
【0078】
また、外力によってウインチ１６が回動不能（首振り不能）な状態においてリール１６２の回転がロックされた場合に、ウインチ制御部１３３５ｄは、ウインチ１６が回動可能（首振り可能）になるように回動部１６１（回動抑止体駆動機構１３２）を制御する。かかる制御において、ウインチ制御部１３３５ｄは、回動抑止体１３１を上方向に摺動させる制御信号をウインチ１６の回動抑止体駆動機構１３２へ出力する。これにより、外力によってリール１６２の回転がロックされている状態（つまり、線状部材１５が繰り出し不能な状態）にもかかわらず、外力によって線状部材１５が繰り出されようとした際に、線状部材１５に加わる外力がＵＡＶ１本体に与える好ましくない影響を低減させることができる。なお、ウインチ制御部１３３５ｄは、リール１６２の回転がロックされていない状態（つまり、外力によって線状部材１５を繰り出し可能な状態）においてウインチ１６が回動不能（首振り不能）になるように回動部１６１を制御する。
【0079】
図９は、リール１６２の回転がロックされている状態においてウインチ１６が回動する様子を示す図である。ウインチ制御部１３３５ｄは、リール１６２の回転がロックされている状態において、図９に示すように、ウインチ１６が回動可能になるように回動部１６１を制御することになる。これにより、仮に、スタッフＴがＵＡＶ１の係留部材１４への物品Ｂの取り付けを完了した後、ウインチ１６の真下に物品Ｂが位置するよう、物品Ｂを水平方向に引っ張ったとしても、これに伴ってＵＡＶ１本体が引っ張られて傾くことなどを防止することができる。
【0080】
ＵＡＶ１の係留部材１４への物品Ｂの取り付けが完了した後、ウインチ制御部１３３５ｄは、例えばスタッフＴからの巻き揚げ指示に基づいて、リール１６２のロックを解除するようにウインチ１６のリール回転ロック機構１６５を制御し、且つウインチ１６が回動不能になるように回動部１６１を制御し、さらに線状部材１５を繰り出し前の初期位置まで巻き揚げるための反力を発生させるようにウインチ１６のリール駆動機構１６４を制御する。なお、スタッフＴからの巻き揚げ指示は、例えば、スタッフＴが使用する操作端末から通信部１３３２を介して受信されるとよい。
【0081】
［２．ＵＡＶ１のウインチ制御に関する動作］
次に、ＵＡＶ１のウインチ制御に関する動作について説明する。
次に、ＵＡＶ１のウインチ制御に関する動作について説明する。
【0082】
（２－１．制御処理部１３３５による線状部材１５の繰り出し動作）
先ず、図１０及び図１１等を参照して、制御処理部１３３５（ウインチ制御部１３３５ｄ）による線状部材１５の繰り出し動作について、実施例１と実施例２に分けて説明する。図１０は、制御処理部１３３５による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理の一例（実施例１）を示すフローチャートである。図１１は、制御処理部１３３５による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理の一例（実施例２）を示すフローチャートである。
先ず、図１０及び図１１等を参照して、制御処理部１３３５（ウインチ制御部１３３５ｄ）による線状部材１５の繰り出し動作について、実施例１と実施例２に分けて説明する。図１０は、制御処理部１３３５による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理の一例（実施例１）を示すフローチャートである。図１１は、制御処理部１３３５による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理の一例（実施例２）を示すフローチャートである。
【0083】
（実施例１）
実施例１は、繰り出し量決定部１３３５ｃが用いられる場合の動作例である。図１０に示す処理は、ＵＡＶ１が架台２に着陸し、且つＵＡＶ１より下方の所定位置に物品Ｂが配置された後、例えば、ＵＡＶ１の光学センサにより物品Ｂが検出されたことに応じて開始されるか、またはスタッフＴからの繰り出し指示に応じて開始される。なお、スタッフＴからの繰り出し指示は、例えば、スタッフＴが使用する操作端末から通信部１３３２を介して受信されるとよい。
実施例１は、繰り出し量決定部１３３５ｃが用いられる場合の動作例である。図１０に示す処理は、ＵＡＶ１が架台２に着陸し、且つＵＡＶ１より下方の所定位置に物品Ｂが配置された後、例えば、ＵＡＶ１の光学センサにより物品Ｂが検出されたことに応じて開始されるか、またはスタッフＴからの繰り出し指示に応じて開始される。なお、スタッフＴからの繰り出し指示は、例えば、スタッフＴが使用する操作端末から通信部１３３２を介して受信されるとよい。
【0084】
図１０に示す処理が開始されると、制御処理部１３３５は、ＵＡＶ１と物品Ｂ（つまり、ＵＡＶ１と、ＵＡＶ１より下方に配置される物品Ｂ）との間の距離を示す距離情報を情報取得部１３３５ａにより取得する（ステップＳ１）。例えば、上述したように、情報取得部１３３５ａは、距離センサにより測定された、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離を示す距離情報を取得する。或いは、情報取得部１３３５ａは、物品Ｂの高さと物品Ｂの配置面からＵＡＶ１までの高さと示す情報を取得し、それぞれの高さに基づいてＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離を算出することで距離情報を取得してもよい。なお、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離は、例えば、ＵＡＶ１の係留部材１４と物品Ｂとの間の距離であるとよい。
【0085】
次いで、制御処理部１３３５は、ステップＳ１により取得された距離情報に示される距離に基づいて、線状部材１５の繰り出し量を繰り出し量決定部１３３５ｃにより決定する（ステップＳ２）。例えば、上述したように、繰り出し量決定部１３３５ｃは、距離情報に示される距離から所定距離（例えば、10cm）を減算した長さを線状部材１５の繰り出し量として決定する。
【0086】
次いで、制御処理部１３３５は、ステップＳ２で決定された繰り出し量に応じた線状部材１５を繰り出すようにリール駆動機構１６４をウインチ制御部１３３５ｄにより制御する（ステップＳ３）。かかる制御においては、上述したように、ステップＳ２で決定された繰り出し量に対応する回転数だけリール１６２を正回転させる制御信号がウインチ制御部１３３５ｄからリール駆動機構１６４へ出力される。これにより、リール駆動機構１６４における駆動モータ１６４３が駆動することで当該繰り出し量の線状部材１５がリール１６２から繰り出され、ＵＡＶ１の係留部材１４と物品Ｂとの間の距離が所定距離になったタイミングで線状部材１５の繰り出しが停止する。
【0087】
次いで、制御処理部１３３５は、ウインチ制御部１３３５ｄの繰り出し制御による線状部材１５の繰り出しモードから、外力による線状部材１５の繰り出しモードに切り替え（ステップＳ４）、切り替え完了を示す音を音出力部１３３６に出力させる（ステップＳ５）。これにより、スタッフＴは、例えば、ＵＡＶ１の係留部材１４の垂直方向における位置が物品Ｂの接続部材Ｂａの垂直方向における位置とほぼ同じになるように線状部材１５を引き出して、ＵＡＶ１の係留部材１４を物品Ｂの接続部材Ｂａに連結する（つまり、ＵＡＶ１に物品Ｂを取り付ける）ことができる。
【0088】
なお、リール１６２が線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力により回転し、線状部材１５が繰り出されるケースでは、ウインチ制御部１３３５ｄは、ステップＳ４の処理後、ステップＳ２で決定された繰り出し量だけ繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力と釣り合う反力を発生させるようにリール駆動機構１６４を制御する。或いは、ステップＳ４の処理後、ウインチ制御部１３３５ｄは、リール１６２の回転をロック（つまり、線状部材１５の繰り出しをロック）するようにリール回転ロック機構１６５を制御し、且つウインチ１６が回動可能になるように回動部１６１を制御する。
【0089】
（実施例２）
実施例２は、繰り出し量決定部１３３５ｃが用いられなくてもよい場合の動作例である。図１１に示す処理は、実施例１と同様、ＵＡＶ１が架台２に着陸し、且つＵＡＶ１より下方の所定位置に物品Ｂが配置された後、例えば、ＵＡＶ１の光学センサにより物品Ｂが検出されたことに応じて開始されるか、またはスタッフＴからの繰り出し指示に応じて開始される。
実施例２は、繰り出し量決定部１３３５ｃが用いられなくてもよい場合の動作例である。図１１に示す処理は、実施例１と同様、ＵＡＶ１が架台２に着陸し、且つＵＡＶ１より下方の所定位置に物品Ｂが配置された後、例えば、ＵＡＶ１の光学センサにより物品Ｂが検出されたことに応じて開始されるか、またはスタッフＴからの繰り出し指示に応じて開始される。
【0090】
図１１に示す処理が開始されると、制御処理部１３３５は、線状部材１５を所定量（例えば、数cm）繰り出すようにリール駆動機構１６４をウインチ制御部１３３５ｄにより制御する（ステップＳ１１）。これにより、リール駆動機構１６４における駆動モータ１６４３が駆動することで当該所定量の線状部材１５がリール１６２から繰り出される。
【0091】
次いで、制御処理部１３３５は、距離センサにより測定された、ＵＡＶ１と物品Ｂとの間の距離を示す距離情報を情報取得部１３３５ａにより取得する（ステップＳ１２）。次いで、制御処理部１３３５は、ステップＳ１２で取得された距離情報に示される距離が所定距離（例えば、10cm）になったか否かを判定する（ステップＳ１３）。当該距離情報に示される距離が所定距離になっていないと判定された場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、処理はステップＳ１１に戻る。一方、当該距離情報に示される距離が所定距離になったと判定された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、図１１の処理開始後に線状部材１５が繰り出された繰り出し量が特定され（ステップＳ１４）、処理はステップＳ１５へ進む。
【0092】
なお、ステップＳ１５及びＳ１６の処理は、図１０に示すステップＳ４及びＳ５と同様である。また、リール１６２が線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力により回転し、線状部材１５が繰り出されるケースでは、ウインチ制御部１３３５ｄは、ステップＳ１４で特定された繰り出し量だけ繰り出された線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力と釣り合う反力を発生させるようにリール駆動機構１６４を制御する。或いは、ウインチ制御部１３３５ｄは、実施例１と同様、リール１６２の回転をロックするようにリール回転ロック機構１６５を制御し、且つウインチ１６が回動可能になるように回動部１６１（回動抑止体駆動機構１３２）を制御する。
【0093】
（２－２．外力による線状部材１５の繰り出し動作）
次に、図１２を参照して、外力による線状部材１５の繰り出し動作について説明する。図１２は、外力による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示す処理は、図１０または図１１に示す処理によって、例えば、ＵＡＶ１の係留部材１４と物品Ｂとの間の距離が所定距離（例えば、10cm）になっている状態において、力検出センサ１６４４により所定の外力が検出された場合に開始される。なお、図１２に示す処理前にリール１６２の回転がロックされている場合、力検出センサ１６４４により所定の外力が検出されると、当該ロックを解除するようにリール回転ロック機構１６５が制御され、且つウインチ１６が回動不能になるように回動部１６１が制御された後、図１２に示す処理が開始される。
次に、図１２を参照して、外力による線状部材１５の繰り出し動作について説明する。図１２は、外力による線状部材１５の繰り出し動作における制御処理部１３３５の処理の一例を示すフローチャートである。図１２に示す処理は、図１０または図１１に示す処理によって、例えば、ＵＡＶ１の係留部材１４と物品Ｂとの間の距離が所定距離（例えば、10cm）になっている状態において、力検出センサ１６４４により所定の外力が検出された場合に開始される。なお、図１２に示す処理前にリール１６２の回転がロックされている場合、力検出センサ１６４４により所定の外力が検出されると、当該ロックを解除するようにリール回転ロック機構１６５が制御され、且つウインチ１６が回動不能になるように回動部１６１が制御された後、図１２に示す処理が開始される。
【0094】
図１２に示す処理が開始されると、制御処理部１３３５は、外力による線状部材１５の繰り出し量を特定する（ステップＳ２１）。ここで、外力による線状部材１５の繰り出し量とは、ＵＡＶ１の係留部材１４と物品Ｂとの間の距離が所定距離になっている状態から線状部材１５がさらに繰り出された繰り出し量である。例えば、回転数検出センサからの回転数情報、または繰り出し量測定センサからの繰り出し量情報に基づいて、外力による線状部材１５の線状部材１５の繰り出し量が特定されるとよい。なお、線状部材１５がスタッフＴにより引っ張られる時間を考慮し、繰り出し量の特定が所定の外力の検出から所定時間（例えば、数秒）経過後に行われるとよい。
【0095】
次いで、制御処理部１３３５は、ステップＳ２１で特定された繰り出し量が所定量（例えば、数cm）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。当該特定された繰り出し量が所定量（例えば、数cm）以上でないと判定された場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、図１２に示す処理は終了する。当該処理の終了後、繰り出されている線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力と釣り合う反力を発生させるようにリール駆動機構１６４が制御される。或いは、リール１６２の回転をロックするようにリール回転ロック機構１６５が制御され、且つウインチ１６が回動可能になるように回動部１６１が制御されてもよい。一方、当該特定された繰り出し量が所定量（例えば、数cm）以上であると判定された場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２３へ進む。
【0096】
ステップＳ２３では、制御処理部１３３５は、線状部材１５を巻き揚げるための反力を発生させるようにリール駆動機構１６４をウインチ制御部１３３５ｄにより制御する。かかる制御において、ウインチ制御部１３３５ｄは、巻き揚げ停止指令があるまで線状部材１５を所定速度以下でゆっくりと巻き揚げさせる制御信号をリール駆動機構１６４へ出力する。これにより、線状部材１５を巻き揚げるための反力を発生させるようにリール駆動機構１６４が制御されている状態は、ステップＳ２３以降の処理において継続（つまり、繰り出し量が所定量未満になるまで継続）することになる。なお、線状部材１５が巻き揚げられている間においても、外力による線状部材１５の繰り出しが可能になっている。
【0097】
次いで、制御処理部１３３５は、ステップＳ２１と同様、外力による線状部材１５の繰り出し量を特定する（ステップＳ２４）。次いで、制御処理部１３３５は、ステップＳ２４で特定された繰り出し量が所定量（例えば、数cm）未満になったか否かを判定する（ステップＳ２５）。当該特定された繰り出し量が所定量未満になった（つまり、線状部材１５の巻き揚げにより繰り出し量が所定量未満になった）と判定された場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、制御処理部１３３５は、リール駆動機構１６４へ巻き揚げ停止指令を出力する（ステップＳ２６）。これにより、リール駆動機構１６４による線状部材１５の巻き揚げが停止する。そして、図１２に示す処理は終了する。当該処理の終了後、繰り出されている線状部材１５及び係留部材１４に作用する重力と釣り合う反力を発生させるようにリール駆動機構１６４が制御される。或いは、リール１６２の回転をロックするようにリール回転ロック機構１６５が制御され、且つウインチ１６が回動可能になるように回動部１６１が制御されてもよい。
【0098】
一方、ステップＳ２５において、上記特定された繰り出し量が所定量未満になっていないと判定された場合（ステップＳ２５：ＮＯ）、処理はステップＳ２７へ進む。ステップＳ２７では、制御処理部１３３５は、線状部材１５の繰り出し量が変化したか否かを判定する。例えば、制御処理部１３３５は、単位時間あたりの線状部材１５の繰り出し量の変化量を特定することで、線状部材１５の繰り出し量が変化したか否かを判定する。または、制御処理部１３３５は、力検出センサ１６４４が検出する力の大きさが所定時間一定であるか否かを判定してもよい。線状部材１５の繰り出し量が変化したと判定された場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、または、力検出センサ１６４４が検出する力の大きさが所定時間一定でないと判定された場合、処理はステップＳ２４に戻り、上記処理が繰り返される。一方、線状部材１５の繰り出し量が変化していない（つまり、変化量が“０”）と判定された場合（ステップＳ２７：ＮＯ）、または、力検出センサ１６４４が検出する力の大きさが所定時間一定であると判定された場合、処理はステップＳ２８へ進む。
【0099】
ステップＳ２８では、制御処理部１３３５は、ステップＳ２７の最初の処理から所定時間（例えば、10秒間）経過したか否かを判定する。所定時間経過していないと判定された場合（ステップＳ２８：ＮＯ）、処理はステップＳ２７に戻り、上記処理が繰り返される。一方、所定時間経過したと判定された場合（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、制御処理部１３３５は、ＵＡＶ１の係留部材１４への物品Ｂの取り付け完了とみなし（判定し）、リール駆動機構１６４へ巻き揚げ停止指令を出力する（ステップＳ２９）。
【0100】
次いで、制御処理部１３３５は、リール１６２の回転をロックするようにリール回転ロック機構１６５をウインチ制御部１３３５ｄにより制御する（ステップＳ３０）。次いで、制御処理部１３３５は、ウインチ１６が回動可能になるように回動部１６１をウインチ制御部１３３５ｄにより制御し（ステップＳ３１）、図１２に示す処理を終了する。図１２の処理後、制御処理部１３３５は、再びリール１６２のロックを解除し、線状部材１５を繰り出し前の状態（例えば、図３に示す状態）まで巻き揚げきるようにウインチ１６を制御する。なお、図１２に示すステップＳ２９～ステップＳ３１の処理は実行されなくてもよい。この場合、制御処理部１３３５は、所定時間経過したと判定（つまり、物品Ｂの取り付け完了と判定）すると、線状部材１５を繰り出し前の状態（例えば、図３に示す状態）まで巻き揚げきるようにウインチ１６を制御する。
【0101】
以上説明したように、上記実施形態によれば、制御装置１３３は、ＵＡＶ１と、ＵＡＶ１より下方に配置される物品Ｂとの間の距離を示す距離情報を取得し、当該取得した距離情報に示される距離に基づいて、線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６を制御するように構成したので、スタッフＴがＵＡＶ１に物品Ｂを適切に取り付けることを可能にする。特に、店舗や物流拠点等の拠点において、様々なサイズの物品Ｂが取り扱われるが、上記実施形態によれば、物品Ｂそれぞれの高さが異なる場合であっても、スタッフＴがＵＡＶ１に物品Ｂを効率良く適切に取り付けることを可能にする。
【0102】
なお、上記実施形態は本発明の一実施形態であり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態から種々構成等に変更を加えてもよく、その場合も本発明の技術的範囲に含まれる。上記実施形態において、図１０～図１２に示す処理はＵＡＶ１に搭載された制御装置１３３により行われるように構成したが、これに代えて、ＵＡＶ１と通信する管理サーバＳＡにより行われるように構成してもよい。この場合、管理サーバＳＡは、ＵＡＶ１のウインチ１６を制御する制御装置として機能し、ＵＡＶ１とＵＡＶ１より下方に配置される物品Ｂとの間の距離を示す距離情報を、通信ネットワークＮＷを介してＵＡＶ１から取得し、当該取得した距離情報に示される距離に基づいて、ＵＡＶ１の線状部材１５を繰り出すようにウインチ１６を制御するための制御情報を、通信ネットワークＮＷを介してＵＡＶ１へ送信する。この場合、回動抑止体駆動機構１３２、リール駆動機構１６４、またはリール回転ロック機構１６５への制御信号は、管理サーバＳＡからＵＡＶ１の制御処理部１３３５を介して送信されるとよい。また、上記実施形態においては、無人航空機としてＵＡＶを例にとって説明したが、無人航空機の例として飛行ロボットなどに対しても本発明は適用可能である。
＜付記＞
＜付記＞
【0103】
［１］本開示に係る制御装置は、物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御する制御装置であって、前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、スタッフが無人航空機に物品を適切に取り付けることを可能にする。
【0104】
［２］上記［１］に記載の制御装置において、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材の繰り出し量を決定する決定部を更に備え、前記制御部は、前記決定部により決定された繰り出し量に応じた前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、ウインチに適切な量の線状部材を効率良く繰り出させることができる。
【0105】
［３］上記［１］に記載の制御装置において、前記取得部は、時系列で前記距離情報を複数回取得し、前記制御部は、前記距離情報に示される距離が所定距離になるまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、ウインチに適切な量の線状部材を精度良く繰り出させることができる。
【0106】
［４］上記［１］乃至［３］の何れか一つに記載の制御装置において、前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、以下の(i)と(ii)との少なくとも何れか１つの効果を奏することができる。(i)係留部材と、物品または物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離空けられるため、係留部材が物品に接触することによって物品が損傷する可能性を抑制することができる。(ii)線状部材を巻き揚げるための反力を発生させることで、スタッフによる物品の取り付け時に線状部材が必要以上に引き出されて弛むことを抑制することができ、スタッフは良好な作業感を得ることができる。
【0107】
［５］上記［４］に記載の制御装置において、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、無人航空機の係留部材と、物品または物品の接続部材との間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができるとともに、外力によってさらに線状部材を繰り出し可能にさせることができる。
【0108】
［６］上記［４］または［５］に記載の制御装置において、前記線状部材を巻き揚げるための反力は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力より大きい反力であることを特徴とする。
【0109】
［７］上記［４］に記載の制御装置において、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、無人航空機の係留部材と、物品または物品の接続部材との間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができる。
【0110】
［８］上記［７］に記載の制御装置において、前記線状部材の繰り出しがロックされている状態において、前記無人航空機に備えられる外力検出部により所定の外力が検出された場合に、前記制御部は、前記ロックを解除するように前記ウインチを制御し、且つ前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力以上の反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、所定の外力が検出されるまで、反力を発生させるために要する消費電力を低減することができる。
【0111】
［９］上記［８］に記載の制御装置において、前記ロックが解除された後に、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が前記所定距離に戻るまで前記反力を発生させ、前記所定距離に戻ると前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、スタッフによる物品の取り付け時に線状部材が必要以上に引き出されて弛むことを抑制することができ、スタッフは良好な作業感を得ることができるとともに、係留部材と、物品または物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態を維持させることができる。
【0112】
［１０］上記［１］乃至［９］の何れか一つに記載の制御装置において、前記制御部は、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、スタッフが無人航空機に物品を適切に取り付けることを可能にする。
【0113】
［１１］上記［１０］に記載の制御装置において、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応している状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記無人航空機の前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、無人航空機の係留部材の垂直方向における位置が物品の接続部材の垂直方向における位置に対応している状態を維持させることができる。
【0114】
［１２］上記［１０］に記載の制御装置において、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応することになった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、無人航空機の係留部材の垂直方向における位置が物品の接続部材の垂直方向における位置に対応している状態を維持させることができる。
【0115】
［１３］上記［４］乃至［１２］の何れか一つに記載の制御装置において、前記制御部は、前記反力を発生させるように前記ウインチが制御されている状態で、且つ前記線状部材の繰り出し量が変化しない状態が所定時間継続した場合に、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする。これにより、線状部材がさらに繰り出されて係留部材への物品の取り付けが完了した際に、外力による線状部材の繰り出しを防止することができる。
【0116】
［１４］上記［１３］に記載の制御装置において、前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、前記外力によって前記ウインチが回動不能な状態において前記線状部材の繰り出しがロックされた場合に、前記制御部は、前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする。これにより、外力によって線状部材が繰り出し不能な状態にもかかわらず、外力によって線状部材が繰り出されようとした際に、線状部材に加わる外力が無人航空機に与える好ましくない影響を低減させることができる。
【0117】
［１５］上記［１］乃至［１３］の何れか一つに記載の制御装置において、前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、前記制御部は、前記外力によって前記線状部材を繰り出し可能な状態において前記ウインチが回動不能になるように前記取付部を制御し、前記外力によって前記線状部材の繰り出し不能な状態において前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする。これにより、外力によって線状部材が繰り出し不能な状態にもかかわらず、外力によって線状部材が繰り出されようとした際に、線状部材に加わる外力が無人航空機に与える悪影響を低減させることができる。
【0118】
［１６］上記［１］乃至［１５］の何れか一つに記載の制御装置において、前記距離情報が示す距離は、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離であることを特徴とする。
【0119】
［１７］上記［１］乃至［１６］の何れか一つに記載の制御装置において、前記取得部は、前記物品の高さと、前記物品の配置面から前記無人航空機までの高さと示す情報を取得し、それぞれの前記高さに基づいて前記距離情報を取得することを特徴とする。これにより、無人航空機に距離を測定するセンサが備えられていなくても、無人航空機と、無人航空機より下方に配置される物品との間の距離を示す距離情報を取得することができる。
【0120】
［１８］上記［１］乃至［１７］の何れか一つに記載の制御装置において、前記無人航空機は、前記距離を測定するセンサを備え、前記取得部は、前記センサから前記距離情報を取得することを特徴とする。これにより、無人航空機と、無人航空機より下方に配置される物品との間の距離を示す距離情報を迅速に取得することができる。
【0121】
［１９］本開示に係る無人航空機は、物品を係留可能な係留部材と、前記係留部材に接続される線状部材と、前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチと、前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【0122】
［２０］本開示に係る制御方法は、物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御するコンピュータにより実行される制御方法であって、前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得するステップと、前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御するステップと、を含むことを特徴とする。
【符号の説明】
【0123】
１ ＵＡＶ
２ 架台
１１ ロータ部
１２ 脚部
１３ ボディ部
１４ 係留部材
１５ 線状部材
１６ ウインチ
１１１ ロータ
１１２ ロータ駆動機構
１３１ 回動抑止体
１３２ 回動抑止体駆動機構
１３３ 制御装置
１３４ バッテリ
１３５ 球体受
１６１ 回動部
１６２ リール
１６３ 回転軸
１６４ リール駆動機構
１６５ リール回転ロック機構
１６６ ケーシング
１６７ 案内体
１６８ ロッド
１６９ 軸受
１３２１ 受容体
１３３１ 測位部
１３３２ 通信部
１３３３ センサ部
１３３４ 記憶部
１３３５ 制御処理部
１３３５ａ 情報取得部
１３３５ｂ 飛行制御部
１３３５ｃ 繰り出し量決定部
１３３５ｄ ウインチ制御部
１６１１ 球体
１６１２ 支持体
１６３１ 係合部材
１６４１，１６４２ ギア
１６４３ 駆動モータ
１６４４ 力検出センサ
１６５１ 回転体
１６５２ 回転抑止体
１６５３ 受容体
２ 架台
１１ ロータ部
１２ 脚部
１３ ボディ部
１４ 係留部材
１５ 線状部材
１６ ウインチ
１１１ ロータ
１１２ ロータ駆動機構
１３１ 回動抑止体
１３２ 回動抑止体駆動機構
１３３ 制御装置
１３４ バッテリ
１３５ 球体受
１６１ 回動部
１６２ リール
１６３ 回転軸
１６４ リール駆動機構
１６５ リール回転ロック機構
１６６ ケーシング
１６７ 案内体
１６８ ロッド
１６９ 軸受
１３２１ 受容体
１３３１ 測位部
１３３２ 通信部
１３３３ センサ部
１３３４ 記憶部
１３３５ 制御処理部
１３３５ａ 情報取得部
１３３５ｂ 飛行制御部
１３３５ｃ 繰り出し量決定部
１３３５ｄ ウインチ制御部
１６１１ 球体
１６１２ 支持体
１６３１ 係合部材
１６４１，１６４２ ギア
１６４３ 駆動モータ
１６４４ 力検出センサ
１６５１ 回転体
１６５２ 回転抑止体
１６５３ 受容体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【手続補正書】
【提出日】2023-10-11
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御する制御装置であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材が前記物品より所定距離だけ上方で停止するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材が前記物品より所定距離だけ上方で停止するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項2】
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材の繰り出し量を決定する決定部を更に備え、
前記制御部は、前記決定部により決定された繰り出し量に応じた前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記決定部により決定された繰り出し量に応じた前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項3】
前記取得部は、時系列で前記距離情報を複数回取得し、
前記制御部は、前記距離情報に示される距離が所定距離になるまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記制御部は、前記距離情報に示される距離が所定距離になるまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項4】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御する制御装置であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする制御装置。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする制御装置。
【請求項5】
前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項6】
前記線状部材を巻き揚げるための反力は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力より大きい反力であることを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項7】
前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項8】
前記線状部材の繰り出しがロックされている状態において、前記無人航空機に備えられる外力検出部により所定の外力が検出された場合に、前記制御部は、前記ロックを解除するように前記ウインチを制御し、且つ前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力以上の反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項７に記載の制御装置。
【請求項9】
前記ロックが解除された後に、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が前記所定距離に戻るまで前記反力を発生させ、前記所定距離に戻ると前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項８に記載の制御装置。
【請求項10】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御する制御装置であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応している状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする制御装置。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応している状態において、前記制御部は、前記繰り出された前記線状部材及び前記係留部材に作用する重力と釣り合う反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする制御装置。
【請求項11】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御する制御装置であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応することになった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする制御装置。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応するまで前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記係留部材の垂直方向における位置が前記物品に設けられた接続部材の垂直方向における位置に対応することになった場合に、前記制御部は、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする制御装置。
【請求項12】
前記制御部は、前記反力を発生させるように前記ウインチが制御されている状態で、且つ前記線状部材の繰り出し量が変化しない状態が所定時間継続した場合に、前記線状部材の繰り出しをロックするように前記ウインチを制御することを特徴とする請求項４乃至１０の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項13】
前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、
前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、
前記外力によって前記ウインチが回動不能な状態において前記線状部材の繰り出しがロックされた場合に、前記制御部は、前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、
前記外力によって前記ウインチが回動不能な状態において前記線状部材の繰り出しがロックされた場合に、前記制御部は、前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする請求項１２に記載の制御装置。
【請求項14】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御する制御装置であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、
前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、
前記制御部は、前記外力によって前記線状部材を繰り出し可能な状態において前記ウインチが回動不能になるように前記取付部を制御し、前記外力によって前記線状部材の繰り出し不能な状態において前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする制御装置。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記ウインチは、前記無人航空機に取り付けられるための取付部を有し、
前記ウインチは、前記取付部を支点として外力によって回動可能または回動不能に取り付けられており、
前記制御部は、前記外力によって前記線状部材を繰り出し可能な状態において前記ウインチが回動不能になるように前記取付部を制御し、前記外力によって前記線状部材の繰り出し不能な状態において前記ウインチが回動可能になるように前記取付部を制御することを特徴とする制御装置。
【請求項15】
前記距離情報が示す距離は、前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項16】
前記取得部は、前記物品の高さと、前記物品の配置面から前記無人航空機までの高さと示す情報を取得し、それぞれの前記高さに基づいて前記距離情報を取得することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項17】
前記無人航空機は、前記距離を測定するセンサを備え、
前記取得部は、前記センサから前記距離情報を取得することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制御装置。
前記取得部は、前記センサから前記距離情報を取得することを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項18】
物品を係留可能な係留部材と、
前記係留部材に接続される線状部材と、
前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチと、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す
距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記係留部材が前記物品より所定距離だけ上方で停止するまで前記ウインチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無人航空機。
前記係留部材に接続される線状部材と、
前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチと、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す
距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記係留部材が前記物品より所定距離だけ上方で停止するまで前記ウインチを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無人航空機。
【請求項19】
物品を係留可能な係留部材と、
前記係留部材に接続される線状部材と、
前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチと、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す
距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする無人航空機。
前記係留部材に接続される線状部材と、
前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチと、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す
距離情報を取得する取得部と、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御部と、
を備え、
前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御部は、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする無人航空機。
【請求項20】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御するコンピュータにより実行される制御方法であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得するステップと、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記係留部材が前記物品より所定距離だけ上方で停止するまで前記ウインチを制御するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得するステップと、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記係留部材が前記物品より所定距離だけ上方で停止するまで前記ウインチを制御するステップと、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項21】
物品を係留可能な係留部材、前記係留部材に接続される線状部材、及び前記線状部材の繰り出し及び巻き揚げが可能なウインチを備える無人航空機の前記ウインチを制御するコンピュータにより実行される制御方法であって、
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得するステップと、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御ステップと、
を含み、
前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御ステップにおいては、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする制御方法。
前記無人航空機と、前記無人航空機より下方に配置される前記物品との間の距離を示す距離情報を取得するステップと、
前記距離情報に示される距離に基づいて、前記線状部材を繰り出すように前記ウインチを制御する制御ステップと、
を含み、
前記線状部材が繰り出されることで前記係留部材と、前記物品または前記物品に設けられた接続部材との間の距離が所定距離になっている状態において、外力によって前記線状部材がさらに繰り出された場合に、前記制御ステップにおいては、前記線状部材を巻き揚げるための反力を発生させるように前記ウインチを制御することを特徴とする制御方法。