特開 2024-8021 無人飛行体の制御方法、及び無人飛行体

(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】P2024008021

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】無人飛行体の制御方法、及び無人飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64C 17/02 20060101AFI20240112BHJP

   B64D 27/40 20240101ALI20240112BHJP

   B64D 9/00 20060101ALI20240112BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20240112BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

B64C17/02

B64D27/26

B64D9/00

B64C27/08

B64C39/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022109508

(22)【出願日】2022-07-07

(71)【出願人】

【識別番号】308011351

【氏名又は名称】大和化成工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100131048

【弁理士】

【氏名又は名称】張川 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100174377

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 健吾

(74)【代理人】

【識別番号】100215038

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 友子

(72)【発明者】

【氏名】岩原 利夫

(72)【発明者】

【氏名】神谷 晴久

(57)【要約】

【課題】構造が複雑になること及び重量増加を抑制しつつ、荷物に起因した無人飛行体の傾きを抑制できる無人飛行体の制御方法及び無人飛行体を提供する。
【解決手段】無人飛行体１は、荷物の搭載部を含む機体２と、機体２から外側に延びる複数のアーム３と、各アーム３の先端に設けられるプロペラ４とを備える。各アーム３は互いに異なる位置で機体２に接続されるとともに、上下方向を向いた回転軸１５の回りに回転可能に設けられる。飛行前に、荷物を搭載した状態の無人飛行体１の重心位置を取得し、複数のプロペラ４の位置から定まる揚力中心がその重心位置の方向に変位するように、各アーム３の回転軸１５回りの角度を調整する。または、飛行中に、無人飛行体１の傾きを検出し、揚力中心がその傾きの方向に変位するように、各アーム３の回転軸１５回りの角度を調整する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷物の搭載部を含む機体と、一端が前記機体の互いに異なる位置に接続される複数のアームと、各々の前記アームの他端に接続されるプロペラとを備える無人飛行体の重心位置又は傾きを取得する取得ステップと、
複数の前記プロペラの位置から定まる揚力中心が前記重心位置又は前記傾きの方向に変位するように、前記アームの、前記一端に位置する上下方向を向いた軸線回りの角度を調整する調整ステップと、
を備える無人飛行体の制御方法。

【請求項2】

前記取得ステップは、前記無人飛行体の飛行前に前記重心位置を取得する重心位置取得ステップを含み、
前記調整ステップは、前記無人飛行体の飛行前に、前記揚力中心が前記重心位置に近づくように前記角度を調整する飛行前調整ステップを含む請求項１に記載の無人飛行体の制御方法。

【請求項3】

前記取得ステップは、前記無人飛行体の飛行中に前記傾きを取得する傾き取得ステップを含み、
前記調整ステップは、前記無人飛行体の飛行中に、前記揚力中心が前記傾きの方向に変位するように前記角度を調整する飛行中調整ステップを含む請求項１に記載の無人飛行体の制御方法。

【請求項4】

荷物の搭載部を含む機体と、
前記機体に接続される複数のアームと、
各々の前記アームに接続されるプロペラとを備える無人飛行体であって、
前記アームは上下方向に向いた回転軸の回りに回転可能に設けられ、
各々の前記アームの前記回転軸は、前記機体における互いに異なる位置に設けられており、
前記アームの前記回転軸の回りの角度を調整することで、複数の前記プロペラの位置から定まる揚力中心の位置が、前記無人飛行体の重心位置又は傾きに応じて変更可能である無人飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は荷物の搭載部を含んだ無人飛行体に関する。

【背景技術】

【0002】

荷物の搭載部を含んだ無人飛行体（ドローンともいう）においては、荷物に起因して飛行が不安定となるおそれがある。これに関して、例えば、特許文献１には、搭載物等に起因して移動体（無人飛行体）が傾く状況下においても移動体の傾きを抑制することを目的として、機体からプロペラの回転軸までの距離が移動体の傾きに応じて変化可能である移動体が開示されている。また、特許文献２には、機体と、機体の重心を通る中心軸を中心として互いに交差する複数のアーム部と、各アーム部の両端部に設けられるプロペラとを備え、アーム部が中心軸回りに回動可能な垂直離着陸飛行体（無人飛行体）が開示されている。また、特許文献２には、機体に搬送物が取り付けられた場合に機体の重心周りに発生するモーメントを緩和させるようにアーム部を回動させることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－２７７４２号公報

【特許文献2】特開２０１７－１９４５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、特許文献１の無人飛行体ではアームの伸縮機構が必要なので、構造が複雑になる。また、アームを伸ばす必要があるので、それに伴い重量が増加してしまう。また、特許文献２の無人飛行体では、各アーム部の回転軸が機体の中心軸に設定されるので、アーム部を回動させたとしても、複数のプロペラの位置から定まる揚力中心の位置変化が小さい。そのため、荷物も含めた機体の重心位置が中心軸からずれていた場合には、アーム部を回動させたとしても、無人飛行体の傾きの抑制効果が小さい。

【0005】

本開示は、上記事情に鑑みて、構造が複雑になること及び重量増加を抑制しつつ、荷物に起因した無人飛行体の傾きを抑制できる無人飛行体の制御方法及び無人飛行体を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の無人飛行体の制御方法は、
荷物の搭載部を含む機体と、一端が前記機体の互いに異なる位置に接続される複数のアームと、各々の前記アームの他端に接続されるプロペラとを備える無人飛行体の重心位置又は傾きを取得する取得ステップと、
複数の前記プロペラの位置から定まる揚力中心が前記重心位置又は前記傾きの方向に変位するように、前記アームの、前記一端に位置する上下方向を向いた軸線回りの角度を調整する調整ステップと、
を備える。

【0007】

本開示によれば、複数のプロペラの位置から定まる揚力中心が無人飛行体の重心位置又は傾きの方向に変位するように、機体に対するアームの角度を調整するので、荷物に起因した(複数の各荷物の重量が異なることで機体の重心位置が変化した)無人飛行体の傾きを抑制できる。また、アームを伸縮させなくてもいいので、構造が複雑になること及び重量増加を抑制できる。また、各アームは機体の互いに異なる位置に接続されるので、アームの角度を調整する際の回転中心の位置をアーム間で異なる位置にできる。これにより、複数のプロペラの位置から定まる揚力中心の位置をきめ細やかに制御できる。

【0008】

本開示の無人飛行体は、
荷物の搭載部を含む機体と、
前記機体に接続される複数のアームと、
各々の前記アームに接続されるプロペラとを備える無人飛行体であって、
前記アームは上下方向に向いた回転軸の回りに回転可能に設けられ、
各々の前記アームの前記回転軸は、前記機体における互いに異なる位置に設けられており、
前記アームの前記回転軸の回りの角度を調整することで、複数の前記プロペラの位置から定まる揚力中心の位置が、前記無人飛行体の重心位置又は傾きに応じて変更可能である。これによれば、例えばアーム角度が上記無人飛行体の制御方法と同様に調整されることで、無人飛行体の傾きを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１、第２実施形態の無人飛行体の上面図である。

【図2】第１、第２実施形態の無人飛行体の正面図である。

【図3】第１、第２実施形態の無人飛行体の、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線での断面図である。

【図4】第１実施形態における、アーム角度を制御する制御装置の構成図である。

【図5】無人飛行体の上面図であり、アーム角度の態様の一例を示す図である。

【図6】無人飛行体の上面図であり、アーム角度の態様の一例を示す図である。

【図7】無人飛行体の上面図であり、アーム角度の態様の一例を示す図である。

【図8】無人飛行体の上面図であり、アーム角度の態様の一例を示す図である。

【図9】無人飛行体の上面図であり、アーム角度の態様の一例を示す図である。

【図10】無人飛行体の上面図であり、アーム角度の態様の一例を示す図である。

【図11】無人飛行体の上面図であり、アーム角度の態様の一例を示す図である。

【図12】第１実施形態における、アーム角度を調整する処理の一例を示すフローチャートである。

【図13】第２実施形態における、アーム角度を制御する制御装置の構成図である。

【図14】無人飛行体が傾いた状態を側面方向から見た図である。

【図15】無人飛行体が傾いた状態を正面方向から見た図である。

【図16】第２実施形態における、アーム角度を調整する処理の一例を示すフローチャートである。

【図17】第３実施形態の無人飛行体の上面図である。

【図18】第３実施形態の無人飛行体の上面図であり、アーム角度の態様の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１実施形態）
以下、本開示の第１実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１～図３に第１実施形態における荷物輸送用（換言すれば物流用）の無人飛行体１（ドローン）を示す。図１～図３に示す無人飛行体１（以下、単に飛行体という場合がある）は、垂直離着陸型の飛行体として構成されている。飛行体１は機体２と複数のアーム３と各アーム３に接続されたプロペラ４と各プロペラ４を駆動するプロペラ駆動部１７とを備えている。

【0011】

機体２は、図３に示すように、荷室５とバッテリ８と機体カバー９とを備える。荷室５は、荷物搭載部として機能し、１つ又は複数の荷物１００（図３では３個の荷物１００）を収容可能に形成される。具体的には、荷室５は、例えば、荷物１００を載置するための載置部としての荷室トレー６と、その荷室トレー６を覆って荷室トレー６との間で荷物１００の収容空間を形成する荷室カバー７とを有する。荷室トレー６は荷室カバー７に着脱可能に設けられる。荷物１００は荷室トレー６上の任意の位置に配置可能である。荷室５は、複数の荷物１００を例えば機体２の水平方向（例えば機体２の前後方向又は左右方向）に配列させるように収容する。また、荷室５は機体カバー９に着脱可能に設けられる。荷室カバー７は荷室トレー６を着脱可能に取り付ける取付部（図示外）を含む。

【0012】

なお、飛行体１の飛行に必要な部品（バッテリ８、各種センサ、制御部など）は荷物１００に含まれない。荷物１００は、例えば物流において輸送される物（商品など）である。

【0013】

バッテリ８は、飛行体１を駆動するためのバッテリであり、具体的には、各プロペラ駆動部１７（図２参照）、アーム駆動部１６（図２参照）、機体２に搭載される制御部、各種センサ（図示外）等の電気部品に電力を供給するためのバッテリである。バッテリ８は機体カバー９内に収容され、具体的には例えば機体カバー９内で荷室５（荷室カバー７）の上面に載せられた状態に設けられる。

【0014】

機体カバー９は、荷室５、バッテリ８等を覆う（収容する）ように形成される。機体カバー９は、例えば下方が開き、下方以外は閉じた収容空間１０を形成して、その収容空間１０に、バッテリ８を載せた荷室５を着脱可能に収容する。機体カバー９は、荷室５を着脱可能に取り付ける取付部（図示外）を含む。機体カバー９（機体２）は例えば前後方向及び左右方向が定められた形状に形成される。具体的には、機体カバー９は、図１に示すように、前面１１、後面１２及び左右の側面１３を有した、下方が開いた箱型形状に形成される。機体カバー９は、左右方向の幅よりも前後方向の幅のほうが長い形状に形成されてよい。

【0015】

機体２は、アーム３を支持する支持部１４を有する（図１、図２参照）。支持部１４はアーム３の個数分設けられ、本実施形態では４つ設けられる。各支持部１４は、機体カバー９の例えば側面１３に接続されている。具体的には、４つの支持部１４のうちの２つは一方の側面１３（右側面）に接続され、残りの２つは他方の側面１３（左側面）に接続されている。また、複数の支持部１４は、機体２の上下方向（高さ方向）における互いに同一の高さ位置に設けられてもよいし、異なる高さ位置にもうけられてもよい。

【0016】

各支持部１４は、機体２の上下方向に向いた軸線Ｌ３（図２参照）回りの、機体２に対するアーム３の角度（以下、アーム角度という場合がある）を変更可能に、各アーム３を支持する。具体的には、支持部１４は、例えば軸線Ｌ３を規定する回転軸１５（図１参照）と、その回転軸１５を軸線Ｌ３回りに回転させるアーム駆動部１６（図２参照）とを含む。アーム駆動部１６は、軸線Ｌ３回りのいずれかの角度に位置決め可能な例えばサーボモータとしてよい。また、アーム駆動部１６は、正方向及びその逆方向に回転するモータとしてよい。回転軸１５にアーム３が接続される。なお、軸線Ｌ３は、飛行体１が水平面（鉛直方向に直角な面）に着地した状態で鉛直方向を向く。

【0017】

アーム３は、機体カバー９から外側（換言すれば軸線Ｌ３に交差する方向）に延びるように形成される。アーム３は複数（本実施形態では４つ）設けられる。複数のアーム３は、互いに独立に軸線Ｌ３回りの角度を変更可能に設けられる。また、複数のアーム３は互いに同じ長さに形成される。アーム３は直線状に延びるように形成される。アーム３の一方の端部には機体２の支持部１４（換言すれば機体２の左右側面１３）に接続される。アーム３の他方の端部にはプロペラ４及びプロペラ駆動部１７が接続されている。なお、各アーム３の長さは一定であり、すなわち、機体２にはアーム３の長さを調整する機構は設けられない。

【0018】

複数のアーム３は互いに異なる位置で機体２に接続されている。言い換えれば、各アーム３の回転軸１５は互いに異なる位置に設けられる。以下では、アーム３の、機体２（支持部１４）に接続される端部を基端といい、プロペラ４が接続される端部を先端という。また、各アーム３の基端（換言すれば各回転軸１５）を頂点とした図形の重心又は幾何中心を機体２の中心Ｏ（図１参照）とする。その機体中心Ｏを通る、機体２の前後方向に延びた仮想直線Ｌ１（図１参照）を前後方向中心線という。また、機体中心Ｏを通る、機体２の左右方向に延びた仮想直線Ｌ２（図１参照）を左右方向中心線という。さらに、荷物１００を搭載していない状態での機体２（アーム３、プロペラ４及びプロペラ駆動部１７は含まない）の水平方向における重心位置Ｇ_０（図１参照）を荷物無重心位置という。機体中心Ｏと荷物無重心位置Ｇ_０は一致してもよいし、異なっていてもよい。図１では、機体中心Ｏと荷物無重心位置Ｇ_０とが一致している例を示している。なお、図形の幾何中心は、その図形の属する全ての点に亘ってとった算術平均の位置である。

【0019】

複数のアーム３は、例えば、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０に関して対称となる位置で機体２に接続されてよい。具体的には、各アーム３の基端（支持部１４、回転軸１５の位置）は、例えば機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０を中心とした同一の円上に配置されてよい。換言すれば、アーム３の基端と機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０との距離は、複数のアーム３間で互いに同じ距離に設定されてよい。

【0020】

また、複数のアーム３のうちの一部（本実施形態では２つのアーム３Ａ、３Ｂ（図１参照））は、左右方向中心線Ｌ２よりも前側の位置で機体２に接続され、残部（本実施形態では２つのアーム３Ｃ、３Ｄ（図１参照））は左右方向中心線Ｌ２よりも後側の位置で機体２に接続されてよい。この場合、アーム３の基端と、左右方向中心線Ｌ２との距離は複数のアーム３の間で互いに同じに距離に設定されてよい。

【0021】

また、複数のアーム３のうちの一部（本実施形態では２つのアーム３Ａ、３Ｃ（図１参照））は、前後方向中心線Ｌ１よりも右側の位置（右側面１３）で機体２に接続され、残部（本実施形態では２つのアーム３Ｂ、３Ｄ）は前後方向中心線Ｌ１よりも左側の位置（左側面１３）で機体２に接続されてよい。この場合、アーム３の基端と、前後方向中心線Ｌ１との距離は複数のアーム３の間で互いに同じに距離に設定されてよい。

【0022】

また、複数のアーム３は、互いに同一の上下方向位置で機体２に接続されてもよいし、異なる上下方向位置で機体２に接続されてもよい。また、アーム３は水平方向に平行に設けられてもよいし、水平方向に対して傾斜するように設けられてもよい。

【0023】

また、各アーム３は、支持部１４によって、軸線Ｌ３回りの角度が変更可能に支持される。アーム３又はプロペラ４が機体２に干渉するのを抑制するために、例えばアーム３の先端（プロペラ４）が基端（回転軸１５）よりも前後方向中心線Ｌ１に近い位置とならないように、アーム３の角度が調整されてよい。すなわち、アーム３は、その先端が基端よりも前後方向中心線Ｌ１から離れた位置（左右方向の外側の位置）となるように、又は前後方向中心線Ｌ１に平行となるように、設けられてよい。各アーム３の角度の態様は後述する。

【0024】

プロペラ４及びプロペラ駆動部１７は、各アーム３の先端に設けられる。プロペラ４は、揚力発生部及び推進力発生部として機能し、機体２の上下方向に向いた軸線回りに回転することで、機体２を浮かせる揚力及び機体２を進行させる推進力を発生させる。プロペラ駆動部１７はプロペラ４を回転させるモータ等である。なお、プロペラ４の回転軸線は飛行体１が水平面に着地した状態で鉛直方向を向く。

【0025】

また、飛行体１は、通信部、センサ部、記憶部、及び制御部を備えている（図示外）。通信部は、飛行中に外部の管理装置（図示外）との間で通信を行う部分であり、例えば、センサ部の検出値（例えば現在値情報など）を管理装置に送信したり、管理装置からの飛行制御信号を受信したりする。センサ部は、種々のセンサを含んでよく、例えば、カメラ、ＧＰＳセンサ、加速度センサ、ジャイロセンサ、赤外線センサ、音声センサ、輝度センサ、風向風速センサ、地磁気センサ、高度センサ、変位センサ、温度センサ、熱検知センサ、又は感圧センサなどを含んでよい。記憶部は、荷物１００の輸送に必要な各種データを記憶する。

【0026】

制御部は、センサ部の検出値、通信部で受信した飛行制御信号などに基づいて各プロペラ駆動部１７を制御することで、各プロペラ４の回転を制御する。制御部は、飛行体１をホバリング（空中に浮いた状態にとどまらせること）させる場合には、例えば各プロペラ４を互いに同一の回転速度で回転させることで、各プロペラ４で生ずる揚力を互いに同じにする。また、制御部は、飛行体１を進行させる場合には、例えば、複数のプロペラ４のうち進行方向の後側に位置するプロペラ４を、前側に位置するプロペラ４よりも高速で回転させることで、後側のプロペラ４で生ずる揚力を前側のプロペラ４で生ずる揚力よりも大きくする。

【0027】

また、各アーム３のアーム角度を制御する制御装置５０（図４参照）が設けられている。制御装置５０は、飛行体１の飛行前（つまり飛行体１が基地等に着地しているとき）にアーム角度を制御するように構成される。制御装置５０は、飛行体１の基地に備えられてもよいし、飛行体１の機体２に備えられてもよい。また、制御装置５０を構成する各部５１～５５は、基地と飛行体１とに分散して設けられてもよい。

【0028】

制御装置５０は、重心位置検出部５１と、重心位置推定部５２と、記憶部５３と、アーム角度演算部５４と、アーム制御部５５とを備える。なお、制御装置５０は、重心位置検出部５１と重心位置推定部５２のいずれか一方のみを備えるとしてよい。すなわち、制御装置５０が重心位置検出部５１を備える場合には、重心位置推定部５２は備えなくてもよい。反対に、制御装置５０が重心位置推定部５２を備える場合には、重心位置検出部５１は備えなくてもよい。

【0029】

重心位置検出部５１は、飛行前の飛行体１の水平方向における重心位置を検出する。重心位置検出部５１は、荷物１００及びバッテリ８を搭載した状態の飛行体１の重心位置を検出する。重心位置検出部５１は飛行体１全体の重心位置（機体２（荷物１００及びバッテリ８を含む）、アーム３、プロペラ４、及びプロペラ駆動部１７を含んだ重心位置）を検出するように構成されてよい。重心位置検出部５１は、例えば、飛行体１の水平方向における重量分布を検出する重量センサとしてよい。この場合、重量センサは、飛行体１の水平方向における３点以上の部分で重量を検出するように設けられる。

【0030】

重心位置検出部５１は、基地側に設けられても良いし、飛行体１に設けられても良い。重心位置検出部５１（例えば重量センサ）は、基地側に設けられる場合には、飛行体１の下面が接触する接地面に設けられてよい。重心位置検出部５１（例えば重量センサ）は、飛行体１に設けられる場合には、飛行体１の、地面に接触する部位（例えば機体カバー９の下面）に設けられてよい。また、例えば飛行体１が脚部を有する場合にはその脚部の下面に重心位置検出部５１としての重量センサが設けられてもよい。

【0031】

重心位置推定部５２は、飛行前の飛行体１の水平方向における重心位置を演算により推定する。重心位置推定部５２は、荷物１００及びバッテリ８を搭載した状態の飛行体１の重心位置を推定する。具体的には、重心位置推定部５２は、飛行体１を構成する各部（荷物１００以外の部分、具体的には機体２、アーム３、プロペラ４、プロペラ駆動部１７、バッテリ８等）の、飛行体１の重心位置に関連する情報である飛行体情報と、荷物１００の、飛行体１の重心位置に関連する情報である荷物情報とに基づいて、重心位置を推定する。飛行体情報は、飛行体１を構成する各部の形状、位置、又は重量を含む。荷物情報は、各荷物１００の重量又は機体２（荷室トレー６）での搭載位置を含む。

【0032】

飛行体情報は記憶部５３に予め記憶されてよい。なお、バッテリ８の重量（容量）又はバッテリ８の機体２での搭載位置が荷物１００の輸送距離等に応じて変わる場合には、飛行体１の重心位置に関連するバッテリ８の情報（重量又は搭載位置等）であるバッテリ情報は、機体２にバッテリ８を自動搭載するバッテリ搭載装置から取得してもよいし、飛行体１を取り扱う担当者による入力により取得してもよいし、センサ（重量センサ）で検出してもよい。

【0033】

また、荷物情報を構成する荷物１００の重量は、重量センサで検出してもよいし、担当者による入力により取得してもよいし、予め記憶部５３に記憶されてもよい。また、荷物搭載装置（ロボット）が荷物１００を荷室トレー６に自動で搭載する場合には、その荷物搭載装置から、荷室トレー６での荷物１００の搭載位置を取得してよい。または、荷物１００の搭載位置は、カメラ等のセンサで検出してもよい。または、荷物１００の搭載位置は、担当者による入力により取得してもよいし、予め記憶部５３に記憶されてもよい。

【0034】

重心位置推定部５２は、アーム３、プロペラ４、プロペラ駆動部１７等も含んだ飛行体１全体の重心位置を推定して良い。また、重心位置推定部５２は、飛行体１全体の重心位置に代えて、プロペラ４及びプロペラ駆動部１７を除く、アーム３及び機体２（バッテリ８、荷物１００を含む）からなる構造の重心位置を推定してもよい。または、重心位置推定部５２は、アーム３、プロペラ４、及びプロペラ駆動部１７を除く機体２（バッテリ８、荷物１００を含む）の重心位置を推定してもよい。

【0035】

重心位置検出部５１又は重心位置推定部５２は、飛行体１の重心位置として、飛行体１の上下方向（鉛直方向）に直角な水平方向のうちの第１方向における重心位置である第１方向重心位置と、水平方向のうちの第１方向に直角な第２方向における重心位置である第２方向重心位置とを取得する。第１方向重心位置は、例えば機体２の前後方向（図１の前後方向中心線Ｌ１に平行な方向）における位置としてよい。また、第２方向重心位置は、例えば機体２の左右方向（図１の左右方向中心線Ｌ２に平行な方向）における位置としてよい。

【0036】

記憶部５３（図４参照）には、アーム３の角度調整に関する各種情報が記憶される。具体的には、記憶部５３には、飛行体１の重心位置の取得に必要な情報として例えば上記飛行体情報又は荷物情報が記憶される。また、記憶部５３には、飛行体１の重心位置と、各アーム３の軸線Ｌ３回りの角度（アーム角度）との対応関係が記憶される。この対応関係は、複数のプロペラ４の位置から定まる揚力中心と、飛行体１の重心位置とが一致する、飛行体１の重心位置に対する各アーム３の角度を示す。

【0037】

ここで、揚力中心Ｃは、例えば図１の平面図で見て、各プロペラ４の中心位置を結んでできる多角形（各プロペラ４の中心位置を頂点とした多角形）内における、各プロペラ４で発生する揚力に基づくモーメントがつりあう位置（揚力のモーメントの総和が所定値以下（例えば０）となる位置）に定められてよい。すなわち、揚力中心Ｃは上記多角形の重心としてよい。または、揚力中心Ｃは、上記多角形の幾何中心（算術平均位置）としてもよい。

【0038】

アーム角度演算部５４（図４参照）は、揚力中心を飛行体１の重心位置に近づけさせる各アーム３の角度を演算し、具体的には、揚力中心と飛行体１の重心位置とが一致する各アーム３の角度を演算する。詳しくは、アーム角度演算部５４は、重心位置検出部５１又は重心位置推定部５２が取得する重心位置と、記憶部５３に記憶される上記対応関係とに基づいて、各アーム３の目標角度を取得する。そして、アーム角度演算部５４は、各アーム３の現在の角度から目標角度への変化量である角度変化量を演算する。

【0039】

アーム制御部５５（図４参照）は、アーム角度演算部５４が演算した目標角度となるように、各アーム３のアーム駆動部１６（図２参照）を制御する。アーム制御部５５は、アーム角度演算部５４が演算した上記角度変化量だけアーム３を回転させるよう各アーム駆動部１６を制御する。なお、制御装置５０が基地側に設けられる場合には、制御装置５０は、飛行体１との間で通信を行う通信部（図示外）を備えて、アーム制御部５５はその通信部を介してアーム駆動部１６を制御する。

【0040】

ここで、アーム３の機体２に対する角度の態様として、例えば図１の態様がある。図１の態様では、揚力中心Ｃが機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０に一致する態様である。また、図１の態様では、複数のアーム３及びプロペラ４が前後方向中心線Ｌ１及び左右方向中心線Ｌ２に関して対称な位置に配置される。さらに、図１の態様では、全てのアーム３が前後方向中心線Ｌ１に直角な方向（つまり左右方向）を向き、換言すれば左右方向中心線Ｌ２に平行な方向を向く。

【0041】

また、アーム３の機体２に対する角度の態様として、例えば図５の態様がある。図５の態様では、揚力中心Ｃが機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０に一致する態様である。また、図５の態様では、複数のアーム３及びプロペラ４が前後方向中心線Ｌ１及び左右方向中心線Ｌ２に関して対称な位置に配置される。さらに、図５の態様では、全てのアーム３が、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対して斜めの方向を向く。具体的には、左右方向中心線Ｌ２よりも前側の位置で機体２に接続されたアーム３Ａ、３Ｂの基端から先端に向かう方向は機体２に対する斜め前方を向く。左右方向中心線Ｌ２よりも後側の位置で機体２に接続されたアーム３Ｃ、３Ｄの基端から先端に向かう方向は機体２に対する斜め後方を向く。また、前側のアーム３Ａ、３Ｂに接続されたプロペラ４Ａ、４Ｂは回転軸１５よりも前側に位置する。後側のアーム３Ｃ、３Ｄに接続されたプロペラ４Ｃ、４Ｄは回転軸１５よりも後側に位置する。

【0042】

また、アーム３の角度の態様として、例えば図６の態様がある。図６の態様では、揚力中心Ｃが機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０とは異なる位置にある態様である。具体的には、揚力中心Ｃは、前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも後側に位置する。また、図６の態様では、複数のアーム３及びプロペラ４が前後方向中心線Ｌ１に関して対称な位置に配置されるが、左右方向中心線Ｌ２に関しては非対称な位置に配置される。また、全てのプロペラ４が回転軸１５よりも後側に位置する。また、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂと左右方向中心線Ｌ２との距離よりも、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄと左右方向中心線Ｌ２との距離のほうが大きい。また、前側のアーム３Ａ、３Ｂと、後側のアーム３Ｃ、３Ｄとで、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対する角度が異なっている。具体的には、前側のアーム３Ａ、３Ｂは、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対して斜めの方向（具体的にはアーム３Ａ、３Ｂの基端から先端に向かう方向が機体２に対する斜め後方）を向く。これに対して、後側のアーム３Ｃ、３Ｄの基端から先端に向かう方向は、前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向き、左右方向中心線Ｌ２に直角な方向を向く。

【0043】

図６のように、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄが前側のプロペラ４Ａ、４Ｂよりも左右方向中心線Ｌ２から離れた位置にあり、かつ、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃと、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄとは前後方向中心線Ｌ１から等距離となる位置にあるという条件を満たせば、揚力中心Ｃは、前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも後側に位置する。揚力中心Ｃを、前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも後側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、図６における前側のアーム３Ａ、３Ｂは斜め後方に向いていなくてもよく、前後方向中心線Ｌ１に直角な方向（換言すれば左右方向中心線Ｌ２に平行な方向）を向く場合もあってよいし、機体２の斜め前方を向く場合もあってよい。また、揚力中心Ｃを、前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも後側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、図６の後側のアーム３Ｃ、３Ｄは、前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向いていなくてもよく、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対して斜め方向（機体２の斜め後方又は斜め前方）を向く場合もあってよいし、前後方向中心線Ｌ１に直角な方向（換言すれば左右方向中心線Ｌ２に平行な方向）を向く場合もあってよい。

【0044】

また、アーム３の角度の態様として、例えば図７の態様がある。図７の態様では、揚力中心Ｃが機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０とは異なる位置にある態様である。具体的には、揚力中心Ｃは、前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも前側に位置する。また、図７の態様では、複数のアーム３及びプロペラ４が前後方向中心線Ｌ１に関して対称な位置に配置されるが、左右方向中心線Ｌ２に関しては非対称な位置に配置される。また、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂと左右方向中心線Ｌ２との距離のほうが、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄと左右方向中心線Ｌ２との距離よりも大きい。また、前側のアーム３Ａ、３Ｂと、後側のアーム３Ｃ、３Ｄとで、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対する角度が異なっている。具体的には、前側のアーム３Ａ、３Ｂは、前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向き、左右方向中心線Ｌ２に直角な方向を向く。これに対して、後側のアーム３Ｃ、３Ｄは、前後方向中心線Ｌ１に直角な方向を向き、左右方向中心線Ｌ２に平行な方向を向く。

【0045】

図７のように、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂが後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄよりも左右方向中心線Ｌ２から離れた位置にあり、かつ、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃと、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄとは前後方向中心線Ｌ１から等距離となる位置にあるという条件を満たせば、揚力中心Ｃは、前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも前側に位置する。揚力中心Ｃを、前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも前側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、図７における前側のアーム３Ａ、３Ｂは前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向いていなくてもよく、前後方向中心線Ｌ１に対して斜め方向（斜め前方又は斜め後方）を向く場合もあってよいし、前後方向中心線Ｌ１に直角な方向を向く場合もあってよい。また、揚力中心Ｃを、前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも前側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、図７の後側のアーム３Ｃ、３Ｄは、前後方向中心線Ｌ１に直角な方向を向いていなくてもよく、前後方向中心線Ｌ１に対して斜め方向（斜め前方又は斜め後方）を向く場合もあってよい。図８には、図７の態様の変形例として、前側のアーム３Ａ、３Ｂが前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向き、後側のアーム３Ｃ、３Ｄが前後方向中心線Ｌ１に対して斜め前方を向く例を示している。図８の例でも、揚力中心Ｃが前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも前側に位置する。

【0046】

また、アーム３の角度の態様として、例えば図９の態様がある。図９の態様では、揚力中心Ｃが機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０とは異なる位置にある態様である。具体的には、揚力中心Ｃは、左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも左側に位置する。また、図９の態様では、複数のアーム３及びプロペラ４が左右方向中心線Ｌ２に関して対称な位置に配置されるが、前後方向中心線Ｌ１に関しては非対称な位置に配置される。また、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄと前後方向中心線Ｌ１との距離のほうが、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃと前後方向中心線Ｌ１との距離よりも大きい。また、左側のアーム３Ｂ、３Ｄと、右側のアーム３Ａ、３Ｃとで、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対する角度が異なっている。具体的には、左側のアーム３Ｂ、３Ｄは、前後方向中心線Ｌ１に直角な方向を向き、左右方向中心線Ｌ２に平行な方向を向く。これに対して、右側のアーム３Ａ、３Ｃは、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対して斜め方向を向き、具体的にいえば右前側のアーム３Ａは斜め前方を向き、右後側のアーム３Ｃは斜め後方を向く。

【0047】

図９のように、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄが右側のプロペラ４Ａ、４Ｃよりも前後方向中心線Ｌ１から離れた位置にあり、かつ、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂと、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄとは左右方向中心線Ｌ２から等距離となる位置にあるという条件を満たせば、揚力中心Ｃは、左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも左側に位置する。揚力中心Ｃを、左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも左側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、図９における左側のアーム３Ｂ、３Ｄは前後方向中心線Ｌ１に直角な方向を向いていなくてもよく、前後方向中心線Ｌ１に対して斜め方向（斜め前方又は斜め後方）を向く場合もあってよい。また、揚力中心Ｃを、左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも左側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、図９の右側のアーム３Ａ、３Ｃは、前後方向中心線Ｌ１に対して斜め方向を向いていなくてもよく、前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向く場合もあってよい。

【0048】

また、アーム３の角度の態様として、例えば図１０の態様がある。図１０の態様では、揚力中心Ｃが機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０とは異なる位置にある態様である。具体的には、揚力中心Ｃは、左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも右側に位置する。また、図１０の態様では、複数のアーム３及びプロペラ４が左右方向中心線Ｌ２に関して対称な位置に配置されるが、前後方向中心線Ｌ１に関しては非対称な位置に配置される。また、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃと前後方向中心線Ｌ１との距離のほうが、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄと前後方向中心線Ｌ１との距離よりも大きい。また、左側のアーム３Ｂ、３Ｄと、右側のアーム３Ａ、３Ｃとで、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対する角度が異なっている。具体的には、左側のアーム３Ｂ、３Ｄは、前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向き、左右方向中心線Ｌ２に直角な方向を向く。これに対して、右側のアーム３Ａ、３Ｃは、前後方向中心線Ｌ１に直角な方向を向き、左右方向中心線Ｌ２に平行な方向を向く。

【0049】

図１０のように、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃが左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄよりも前後方向中心線Ｌ１から離れた位置にあり、かつ、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂと、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄとは左右方向中心線Ｌ２から等距離となる位置にあるという条件を満たせば、揚力中心Ｃは、左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも右側に位置する。揚力中心Ｃを、左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも右側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、図１０における右側のアーム３Ａ、３Ｃは前後方向中心線Ｌ１に直角な方向を向いていなくてもよく、前後方向中心線Ｌ１に対して斜め方向（斜め前方又は斜め後方）を向く場合もあってよい。また、揚力中心Ｃを、左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも右側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、図１０の左側のアーム３Ｂ、３Ｄは、前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向いていなくてもよく、前後方向中心線Ｌ１に対して斜め方向（斜め前方又は斜め後方）を向く場合もあってよい。

【0050】

また、アーム３の角度の態様として、例えば図１１の態様がある。図１１の態様では、揚力中心Ｃは機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０とは異なる位置にある。具体的には、揚力中心Ｃは、前後方向中心線Ｌ１と左右方向中心線Ｌ２の双方に対してずれた位置にあり、より具体的には、前後方向中心線Ｌ１よりも左側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも後側に位置する。また、図１１の態様では、複数のアーム３及びプロペラ４が前後方向中心線Ｌ１と左右方向中心線Ｌ２の双方に関して非対称な位置に配置される。

【0051】

また、図１１では、左前側のプロペラ４Ｂと前後方向中心線Ｌ１との距離と、左後側のプロペラ４Ｄと前後方向中心線Ｌ１との距離との平均値のほうが、右前側のプロペラ４Ａと前後方向中心線Ｌ１との距離と、右後側のプロペラ４Ｃと前後方向中心線Ｌ１との距離との平均値よりも大きい。また、右後側のプロペラ４Ｃと左右方向中心線Ｌ２との距離と、左後側のプロペラ４Ｄと左右方向中心線Ｌ２との距離との平均値のほうが、右前側のプロペラ４Ａと左右方向中心線Ｌ２との距離と、左前側のプロペラ４Ｂと左右方向中心線Ｌ２との距離との平均値よりも大きい。また、右前側のアーム３Ａは前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向く。左前側のアーム３Ｂは前後方向中心線Ｌ１に対して斜め後方を向く。後側のアーム３Ｃ、３Ｄは前後方向中心線Ｌ１に対して斜め後方を向く。また、図１１では、アーム３の、前後方向中心線Ｌ１又は左右方向中心線Ｌ２に対する角度が、複数のアーム３の間で互いに異なっている。

【0052】

図１１のように、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄと前後方向中心線Ｌ１との距離との平均値のほうが、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃのその平均値よりも大きく、かつ、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄと左右方向中心線Ｌ２との距離の平均値のほうが、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂのその平均値よりも大きいという条件を満たせば、揚力中心Ｃは前後方向中心線Ｌ１よりも左側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも後側に位置する。揚力中心Ｃを、前後方向中心線Ｌ１よりも左側、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも後側に位置させる場合には、上記条件を満たしていれば、各アーム３の角度は図１１に示す角度以外の角度でもよい。

【0053】

また、アーム３の角度の態様として、図１、図５～図１１に示す態様以外に例えば以下の態様があってよい。すなわち、揚力中心Ｃが、前後方向中心線Ｌ１よりも右側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも後側に位置するように、各アーム３の角度が調整される場合もあってよい。この場合、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃと前後方向中心線Ｌ１との距離の平均値が、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄのその平均値よりも大きく、かつ、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄと左右方向中心線Ｌ２との距離の平均値が、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂのその平均値よりも大きくなるように、各アーム３の角度が調整される。

【0054】

また、揚力中心Ｃが、前後方向中心線Ｌ１よりも右側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも前側に位置するように、各アーム３の角度が調整される場合もあってよい。この場合、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃと前後方向中心線Ｌ１との距離の平均値が、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄのその平均値よりも大きく、かつ、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂと左右方向中心線Ｌ２との距離の平均値が、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄのその平均値よりも大きくなるように、各アーム３の角度が調整される。

【0055】

また、揚力中心Ｃが、前後方向中心線Ｌ１よりも左側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも前側に位置するように、各アーム３の角度が調整される場合もあってよい。この場合、左側のプロペラ４Ｂ、４Ｄと前後方向中心線Ｌ１との距離の平均値が、右側のプロペラ４Ａ、４Ｃのその平均値よりも大きく、かつ、前側のプロペラ４Ａ、４Ｂと左右方向中心線Ｌ２との距離の平均値が、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄのその平均値よりも大きくなるように、各アーム３の角度が調整される。

【0056】

以上のように、各アーム３の角度は以下の態様がある。

【0057】

（１）揚力中心Ｃが機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０に一致する態様（図１、図５の態様）。
（２）揚力中心Ｃが前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも後側に位置する態様（図６の態様）。
（３）揚力中心Ｃが前後方向中心線Ｌ１上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも前側に位置する態様（図７、図８の態様）。
（４）揚力中心Ｃが左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも左側に位置する態様（図９の態様）。
（５）揚力中心Ｃが左右方向中心線Ｌ２上の、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０よりも右側に位置する態様（図１０の態様）。
（６）揚力中心Ｃが前後方向中心線Ｌ１よりも左側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも後側に位置する態様（図１１の態様）。
（７）揚力中心Ｃが前後方向中心線Ｌ１よりも右側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも後側に位置する態様（図示外）。
（８）揚力中心Ｃが前後方向中心線Ｌ１よりも右側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも前側に位置する態様（図示外）。
（９）揚力中心Ｃが前後方向中心線Ｌ１よりも左側に位置し、かつ、左右方向中心線Ｌ２よりも前側に位置する態様（図示外）。

【0058】

また、上記（１）～（９）とは言い方を換えれば、各アーム３の角度は例えば以下の態様もある。
（１０）全てのアーム３が前後方向中心線Ｌ１に直角な方向を向く態様（図１の態様）。
（１１）全てのアーム３が前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向く態様（図示外）。
（１２）全てのプロペラ４が回転軸１５よりも前側に位置する態様（図８の態様）。
（１３）全てのプロペラ４が回転軸１５よりも後側に位置する態様（図６の態様）。
（１４）前側のプロペラ４Ａ、４Ｂが回転軸１５よりも前側に位置し、後側のプロペラ４Ｃ、４Ｄが回転軸１５よりも後側に位置する態様（図１の態様）。
（１５）一部のアーム３が前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向き、残りのアーム３が前後方向中心線Ｌ１に平行な方向を向く態様（図７、図１０の態様）。
（１６）全てのアーム３が前後方向中心線Ｌ１に対して斜め方向を向く態様（図１の態様）。
（１７）各アーム３の、前後方向中心線Ｌ１に対する角度が互いに異なる態様（図１１の態様）。
（１８）一部のアーム３が前後方向中心線Ｌ１に平行又は直角な方向を向き、残りのアーム３が前後方向中心線Ｌ１に対して斜め方向を向く態様（図６、図８、図９、図１１の態様）。

【0059】

さらに、上記（１）～（９）、（１２）～（１８）の各態様においては、揚力中心Ｃの、機体中心Ｏ又は荷物無重心位置Ｇ_０に対する距離又は方向が異なる複数の態様がある。なお、上記（１）～（１８）の各態様は飛行体１の飛行時のアーム３の角度の態様である。

【0060】

次に、各アーム３の角度を調整する処理を説明する。図１２はその処理の一例を示すフローチャートである。図１２の処理は飛行体１の飛行前に飛行体基地にて実施される。図１２では、先ず、機体２に荷物１００及びバッテリ８を搭載する（Ｓ１）。具体的には、機体２から分離された荷室トレー６及び荷室カバー７を準備して、その荷室トレー６の上に１又は複数の荷物１００を載せる。その後、荷物１００が載った荷室トレー６と荷室カバー７とを合体させて、荷室５とする。その後、荷室５（荷室カバー７）の上面にバッテリ８を載せる。このとき、荷物１００の重量又は輸送距離等に応じて、搭載するバッテリ８の種類（容量等）を変えてもよい。その後、荷物１００及びバッテリ８を搭載した荷室５と機体カバー９とを合体させる。なお、荷物１００及びバッテリ８の機体２への搭載はロボットが行ってもよいし、人間が行ってもよい。

【0061】

次に、荷物１００及びバッテリ８を搭載した状態の飛行体１の水平方向における重心位置を取得する（Ｓ２）。重心位置は、図４の重心位置検出部５１又は重心位置推定部５２が取得すればよい。また、重心位置として、飛行体１全体（機体２、アーム３、プロペラ４、及びプロペラ駆動部１７を含む）の重心位置を取得してもよいし、アーム３、プロペラ４及びプロペラ駆動部１７を除いた機体２の重心位置を取得してもよいし、機体２及びアーム３からなる構造の重心位置を取得してもよい。また、重心位置推定部５２が、荷物情報（荷物１００の重量、搭載位置）及びバッテリ情報（バッテリ８の重量、搭載位置）に基づいて重心位置を推定する場合には、これら荷物情報、バッテリ情報は、ステップＳ１において荷物１００及びバッテリ８を機体２に搭載する際に取得してよい。なお、ステップＳ２が本開示の取得ステップ及び重心位置取得ステップに相当する。

【0062】

次に、揚力中心が、ステップＳ３で取得した重心位置の方向に変位する、各アーム３の角度を演算する（Ｓ３）。具体的には、図４のアーム角度演算部５４は、揚力中心とステップＳ３で取得した重心位置とが一致する各アーム３の目標角度を演算する。そして、アーム角度演算部５４は、アーム３毎に、アーム３の現在の角度から目標角度への変化量である角度変化量を演算する。

【0063】

次に、各アーム３の角度がステップＳ３で演算した目標角度となるように、換言すれば、ステップＳ３で演算した角度変化量だけ各アーム３を回転させるように、各アーム駆動部１６を制御する（Ｓ４）。この制御は図４のアーム制御部５５が行えばよい。なお、ステップＳ３、Ｓ４が本開示の調整ステップ及び飛行前調整ステップに相当する。

【0064】

以上により、揚力中心が飛行体１の重心位置に一致する。例えば、ステップＳ２の実行時のアーム角度の態様が図５の態様であり、ステップＳ２で取得する重心位置が図５の「Ｇ１」で示す位置であるとする。この場合、揚力中心Ｃの左右方向における位置は重心位置Ｇ１のそれと一致するものの、揚力中心Ｃの前後方向における位置は重心位置Ｇ１のそれとずれており、具体的には、揚力中心Ｃは重心位置Ｇ１よりも前側に位置している。そこで、ステップＳ３、Ｓ４では例えば図６のように各アーム３の角度が調整される。これにより、揚力中心Ｃを重心位置Ｇ１に近づけることができ、具体的には揚力中心Ｃを重心位置Ｇ１に一致させることができる。

【0065】

また例えば、ステップＳ２の実行時のアーム角度の態様が図５の態様であり、ステップＳ２で取得する重心位置が図５の「Ｇ２」で示す位置であるとする。この場合、揚力中心Ｃの前後方向における位置は重心位置Ｇ２のそれと一致するものの、揚力中心Ｃの左右方向における位置は重心位置Ｇ２のそれとずれており、具体的には、揚力中心Ｃは重心位置Ｇ２よりも右側に位置している。そこで、ステップＳ３、Ｓ４では例えば図９のように各アーム３の角度が調整される。これにより、揚力中心Ｃを重心位置Ｇ２に近づけることができ、具体的には揚力中心Ｃを重心位置Ｇ２に一致させることができる。

【0066】

また例えば、ステップＳ２の実行時のアーム角度の態様が図５の態様であり、ステップＳ２で取得する重心位置が図５の「Ｇ３」で示す位置であるとする。この場合、揚力中心Ｃは、前後方向及び左右方向の双方で重心位置Ｇ３とずれており、具体的には、揚力中心Ｃは重心位置Ｇ３よりも前側かつ右側に位置している。そこで、ステップＳ３、Ｓ４では例えば図１１のように各アーム３の角度が調整される。これにより、揚力中心Ｃを重心位置Ｇ３に近づけることができ、具体的には揚力中心Ｃを重心位置Ｇ３に一致させることができる。

【0067】

飛行体１は、ステップＳ４でアーム３の角度が調整された後に飛行を開始する。このように、本実施形態では、飛行前に、荷物１００を搭載した飛行体１の重心位置に近づくように揚力中心が調整されるので、飛行中における荷物１００に起因した飛行体１の傾きを抑制できる。これにより、飛行体１の飛行を安定させることができる。また、飛行体１の飛行（姿勢）が安定することで、飛行体１の姿勢制御のためにプロペラ４が無駄に回転するのを抑制でき、飛行時の燃費（バッテリ８の電力消費）を抑制でき、ひいては飛行距離を延ばすことができる。また、機体２の外側に位置するアーム３の角度を可変とする構造であるので、機体２の中央部に設けられる荷物搭載スペースを最大限確保できる。

【0068】

（第２実施形態）
次に、本開示の第２実施形態を第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態では、飛行中にアームの角度を調整する例を説明する。本実施形態の飛行体の構造は第１実施形態と同様であり、図１～図３で示される。また、本実施形態の飛行体１は、図１３に示す制御装置６０を備える。制御装置６０は機体２に備えられてよい。制御装置６０は、アーム３の角度を制御する装置であり、傾き検出部６１と記憶部６２とアーム角度演算部６３とアーム制御部６４とプロペラ制御部６５とを備えている。

【0069】

傾き検出部６１は、飛行中の飛行体１の傾きを検出し、具体的には飛行体１の傾き方向及び傾き量を検出する。傾き検出部６１は例えばジャイロセンサ等である。ここで、機体２の上下方向に直角な面を機体水平面Ｈ１（図１４、図１５参照）とし、鉛直方向（重力方向）に直角な面を外界水平面Ｈ２（図１４、図１５参照）とする。傾き検出部６１は、飛行中において外界水平面Ｈ２に対する機体水平面Ｈ１の傾き方向及び傾き量を検出するように、例えば機体２に設けられる。より具体的には、傾き検出部６１は、例えば、機体２の上下方向に直角な第１方向に延びた第１軸線（例えば図１の前後方向中心線Ｌ１に平行な軸線）回りの角度θ１（図１４参照）を検出し、かつ、機体２の上下方向に直角な、上記第１方向とは異なる第２方向に延びた第２軸線（例えば図１の左右方向中心線Ｌ２に平行な軸線）回りの角度θ２（図１５参照）を検出する。なお、第２方向は第１方向に直角な方向としてよい。また、角度θ１、θ２が正の値の場合は例えば第１軸線又は第２軸線回りの時計回りの方向に傾いていることを示し、負の値の場合には例えば第１軸線又は第２軸線回りの反時計回りの方向に傾いていることを示すとしてよい。

【0070】

記憶部６２には、アーム３の角度調整に関する各種情報が記憶される。具体的には、例えば、傾き検出部６１が検出する飛行体１の傾き方向及び傾き量と、各アーム３の、現在の角度から目標角度への角度変化量との対応関係が記憶される。その対応関係は、複数のプロペラ４の位置から定まる揚力中心が、飛行体１の傾きの方向に変位する、飛行体１の傾き方向及び傾き量に対する各アーム３の角度変化量を示す。言い換えれば、対応関係は、機体水平面Ｈ１と外界水平面Ｈ２との傾き差を小さくする、飛行体１の傾き方向及び傾き量に対する各アーム３の角度変化量を示す。対応関係は、機体水平面Ｈ１が外界水平面Ｈ２に一致するように定められてよい。また、対応関係は、上記角度θ１、θ２と各アーム３の角度変化量との関係としてよい。

【0071】

対応関係についてさらに説明する。例えば、飛行体１が、機体２の後部よりも前部のほうが下方に位置する形態で傾いている場合、飛行体１の傾き方向は前方向となる。この場合の上記対応関係は、揚力中心が前方向に変位する、各アーム３の角度変化量を示す。また、例えば、飛行体１が、機体２の前部よりも後部のほうが下方に位置する形態で傾いている場合、飛行体１の傾き方向は後方向となる。この場合の上記対応関係は、揚力中心が後方向に変位する、各アーム３の角度変化量を示す。また、例えば、飛行体１が、機体２の左部よりも右部のほうが下方に位置する形態で傾いている場合、飛行体１の傾き方向は右方向となる。この場合の上記対応関係は、揚力中心が右方向に変位する、各アーム３の角度変化量を示す。また、例えば、飛行体１が、機体２の右部よりも左部のほうが下方に位置する形態で傾いている場合、飛行体１の傾き方向は左方向となる。この場合の上記対応関係は、揚力中心が左方向に変位する、各アーム３の角度変化量を示す。

【0072】

また、上記対応関係は、飛行体１の傾き量（図１４、図１５の角度θ１、θ２）が大きいほど、揚力中心の変位量が大きくなるように定められる。すなわち、対応関係は、飛行体１の傾き量が大きいほど、アーム３の角度変化量が大きくなるように定められる。なお、揚力中心は、第１実施形態と同様に、各プロペラ４の位置を頂点とした図形の重心又は幾何中心としてよい。

【0073】

なお、飛行体１は、揚力中心に対する重心位置のずれ方向に傾き、そのずれ量が大きい程、傾き量も大きくなると考えることができる。この考えによれば、上記対応関係は、揚力中心を飛行体１の重心位置に接近させる、飛行体１の傾き（傾き方向、傾き量）と各アーム３の角度変化量との関係であると考えることもできる。

【0074】

アーム角度演算部６３は、飛行体１の飛行中に、機体水平面Ｈ１と外界水平面Ｈ２との傾き差を小さくする、各アーム３の角度変化量を演算する。この角度変化量は、アーム３毎に個別に演算される角度変化量である。アーム角度演算部６３は、機体水平面Ｈ１が外界水平面Ｈ２に一致する各アーム３の角度変化量を演算してよい。アーム角度演算部６３は、具体的には、傾き検出部６１が検出する傾き方向及び傾き量と、記憶部６２に記憶された上記対応関係とに基づいて、各アーム３の角度変化量を取得する。

【0075】

アーム制御部６４は、アーム角度演算部６３が演算した角度変化量だけ各アーム３を回転軸１５回りに回転させるよう各アーム駆動部１６を制御する。なお、アーム３の角度の態様としては、第１実施形態と同様に、例えば上記（１）～（１８）の態様がある。

【0076】

プロペラ制御部６５は、各プロペラ駆動部１７（図２参照）を制御することで、各プロペラ４の回転を制御する。プロペラ制御部６５は、例えば、飛行体１がホバリングするように各プロペラ４の回転を制御したり、飛行体１が鉛直方向に交差する方向に進行するように各プロペラ４の回転を制御したり、飛行体１の姿勢（傾き）を安定させるように各プロペラ４の回転を制御したりする。プロペラ制御部６５は、例えばホバリング時には各プロペラ４の回転速度を互いに同じ速度に制御する。プロペラ制御部６５は、例えば飛行体１を進行させる時には進行方向の後側に位置するプロペラ４の回転速度を、前側に位置するプロペラ４の回転速度よりも大きくする。なお、飛行体１は、機体２の前面１１（図１参照）が前方を向くように進行するとしてよい。

【0077】

次に、各アーム３の角度を調整する処理を説明する。図１６はその処理の一例を示すフローチャートである。図１６の処理は飛行体１の飛行中に図１３の制御装置６０が実行する。なお、機体２には荷物１００が搭載されているとしてよい。また、図１６の処理は、飛行体１のホバリング中に実行されてもよいし、飛行体１の進行中に実行されてもよい。また、図１６の処理は、プロペラ制御部６５（図１３参照）により、各プロペラ４が同じ回転速度で制御されている時に実行されてもよいし、各プロペラ４が異なる回転速度で制御されている時に実行されてもよい。また、飛行前に図１２の処理が実行されてもよいし、実行されなくてもよい。

【0078】

図１６の処理では、先ず、図１３の傾き検出部６１が飛行体１の傾き方向及び傾き量を検出する（Ｓ１０）。次に、アーム角度演算部６３が、ステップＳ１で検出した傾き方向及び傾き量に基づいて、機体水平面Ｈ１と外界水平面Ｈ２との傾き差を小さくする、各アーム３の角度変化量を演算する（Ｓ１１）。次に、アーム制御部６４が、ステップＳ１１で演算した角度変化量だけ各アーム３を回転軸１５回りに回転させる。

【0079】

なお、制御装置６０は、機体水平面Ｈ１が目標の傾きになるまで（例えば外界水平面Ｈ２に一致するまで）、図１６の処理を繰り返し実行してもよい。なお、ステップＳ１０が本開示の取得ステップ及び傾き取得ステップに相当する。ステップＳ１１、Ｓ１２が調整ステップ及び飛行中調整ステップに相当する。

【0080】

このように、本実施形態では、飛行中に、揚力中心が飛行体１の傾き方向に変位するよう、各アーム３の角度が調整されるので、飛行体１の傾きを抑えることができる。換言すれば、荷物１００に起因して、又は飛行中の環境（例えば風速）に起因して、飛行体１の姿勢が不安定になるのを抑制できる。飛行体１の飛行（姿勢）が安定することで、バッテリ８の電力消費を抑制できる。

【0081】

（第３実施形態）
次に、本開示の第３実施形態を第１、第２実施形態と異なる部分を中心に説明する。図１７に本実施形態の無人飛行体２０の上面図を示す。なお、図１７において、第１、第２実施形態の無人飛行体１と同様の構成には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0082】

図１７の飛行体２０は、機体２と、機体２から側方に延び出す複数（４つ）のアーム２１、２２と、各アーム２１、２２の先端に設けられるプロペラ４とを備える。機体２、アーム支持部１４及びプロペラ４は第１、第２実施形態のそれと同じである。アーム２１、２２が第１、第２実施形態のアーム３と異なっている。具体的には、後側の２つのアーム２２は前側の２つのアーム２１よりも長い。前側の２つのアーム２１は互いに同じ長さである。後側の２つのアーム２２は互いに同じ長さである。各アーム２１、２２は、上下方向に延びた回転軸１５回りの角度が調整可能に設けられる。

【0083】

各アーム２１、２２の角度は、図１２と同様の処理により飛行前に調整されてもよいし、図１６と同様の処理により飛行中に調整されてもよい。例えば、図１２のステップＳ２の実行時のアーム角度の態様が図１６の態様であり、ステップＳ２で取得する重心位置が図１６の「Ｇ」で示す位置であるとする。揚力中心Ｃは、前後方向及び左右方向の双方で重心位置Ｇとずれている。この場合、ステップＳ３、Ｓ４では例えば図１８のように各アーム２１、２２の角度が調整される。これにより、揚力中心Ｃを重心位置Ｇに近づけることができ、具体的には揚力中心Ｃを重心位置Ｇに一致させることができる。

【0084】

本実施形態では、第１、第２実施形態の効果に加えて、後側のアーム２２が前側のアーム２１よりも長いので、揚力中心Ｃをより後側に位置させることが可能となる。

【0085】

（変形例）
なお、本開示は上記実施形態に限定されず種々の変更が可能である。上記実施形態では、機体重心と揚力中心とを近づけて機体の傾きを抑えるよう、アーム角度を調整する例を示した。しかし、これに限定されず、アーム角度を調整することで、機体を所定方向に所定量だけ傾いた状態に制御してもよい。この場合、例えば、飛行体を進行させようとする方向（機体進行方向）に機体が前傾姿勢となるように、各アーム角度を調整してもよい。この場合、アーム角度の調整は飛行中に行ってもよいし、飛行前に行ってもよい。飛行中に行う場合には、飛行中の機体の傾き方向及び傾き量を検出し、その傾き方向が機体進行方向に一致し、かつ、その傾き量が所定量となるように、各アーム角度を調整すればよい。また、アーム角度調整を飛行前に行う場合には、荷物搭載後の機体重心を取得し、揚力中心が、その機体重心を通る、機体の前後方向に延びた線上における、機体重心よりも所定量だけ後側に位置するように、各アーム角度を調整すればよい。揚力中心が機体重心よりも後側に位置することで、飛行させたときの機体の姿勢を前傾姿勢にしやすくできる。このように、アーム角度の調整により機体を進行方向に前傾させることで、進行方向の反対側（後側）に位置するプロペラの回転速度を、進行方向側（前側）に位置するプロペラの回転速度よりも大きくすることなく飛行体を進行させることが可能となり、バッテリの電力消費を抑制することが可能となる。

【0086】

上記変形例も想定して、本開示の無人飛行体の制御方法は以下のように構成されてもよい。
荷物の搭載部を含む機体と、一端が前記機体の互いに異なる位置に接続される複数のアームと、各々の前記アームの他端に接続されるプロペラとを備える無人飛行体における、前記アームの、前記一端に位置する上下方向を向いた軸線回りの角度を調整することで、前記機体の傾きを制御する、
無人飛行体の制御方法。

【0087】

また、上記実施形態では、アームの個数が４つの例を示したが、３つ以上であれば４つ以外の個数でもよい。また、上記実施形態では、全てのアームの角度が調整可能な例を示したが、一部のアームの角度は固定の角度とし、残部のアームの角度のみを調整してもよい。この場合、例えば機体の後側に接続されたアームは固定として、前側に接続されたアームの角度を調整してもよい。

【0088】

また、上記第１実施形態では、各アームが、飛行体自体の動力（図２に示すアーム駆動部１６の動力）で動かされる例を示したが、外部動力（例えば基地側に設けられるロボットの力、又は人間の力）で動かされてもよい。

【0089】

また、第３実施形態では、後側のアームが前側のアームより長い例を示したが、反対に前側のアームが後側のアームより長い場合もあってよい。これによれば、揚力中心をより前側に位置させることが可能となる。

【0090】

また、上記実施形態では、プロペラがバッテリの電力で駆動する飛行体を例示したが、プロペラはエンジンで駆動されてもよいし、バッテリとエンジンの両方で駆動されてもよい。

【0091】

上記実施形態では、飛行体に搭載した荷物を目的地に配送する前の飛行体に対してアーム角度を調整する例を示したが、飛行体に搭載した荷物の一部又は全部を配送した後に、基地に帰還する際又は別の目的地に向けて飛行する際の飛行体に対してアーム角度を調整してもよい。これによって、荷物の配送前後で機体の重量バランスが変わったとしても、飛行体の飛行が不安定になるのを抑制できる。

【符号の説明】

【0092】

１、２０ 無人飛行体
２ 機体
５ 荷室
３ アーム
４ プロペラ
１５ 回転軸
１００ 荷物

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】