特許 7196668 飛行体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-19

(45)【発行日】2022-12-27

(54)【発明の名称】飛行体

(51)【国際特許分類】

   B64C 27/08 20060101AFI20221220BHJP

   B64C 13/18 20060101ALI20221220BHJP

【ＦＩ】

B64C27/08

B64C13/18 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019024285

(22)【出願日】2019-02-14

(65)【公開番号】P2020131779

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-10-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(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】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(72)【発明者】

【氏名】清水 拓

【審査官】長谷井 雅昭

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／０６４７６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２９０７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－１７０１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３５６６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３５６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２２６８９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２４５９２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ １３／１８

Ｂ６４Ｃ ２９／００

Ｂ６４Ｃ ２７／２６

Ｂ６４Ｆ １／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

空中を飛行して着陸地点の着陸面に着陸する飛行体であって、
本体と、
前記本体に設けられており、前記本体の位置を調整するための推力及び前記本体の姿勢を調整するための推力を発生する推力発生部と、
前記本体に設けられており、前記着陸面への着陸時に前記本体を支持する着陸脚と、
前記本体の現在の姿勢を示す本体姿勢情報を取得する第１情報取得部と、
前記着陸面の状態を示す着陸地点情報を取得する第２情報取得部と、
前記本体姿勢情報及び前記着陸地点情報に基づいて前記着陸面への着陸のための前記本体の目標姿勢を算出し、前記本体の姿勢が前記目標姿勢となるように前記推力発生部を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記着陸地点へ近づくように前記推力発生部を制御する着陸動作と、
前記本体の姿勢が前記目標姿勢となるように前記推力発生部を制御する姿勢制御動作とを、行い、
前記姿勢制御動作は、
前記本体姿勢情報及び前記着陸地点情報を取得する第１動作と、
前記本体姿勢情報及び前記着陸地点情報を利用して、前記本体の姿勢が前記目標姿勢となるように前記推力発生部を制御する第２動作と、を含み、
前記制御装置は、前記着陸動作の実行中に、前記第１動作と前記第２動作とを交互に２回以上繰り返し実行する、飛行体。

【請求項2】

前記着陸脚は、着陸時に前記着陸面に接地する接地部を含み、
前記制御装置は、前記接地部により規定される仮想平面が前記着陸面に沿うように、前記本体の前記目標姿勢を算出する、請求項１に記載の飛行体。

【請求項3】

前記本体に設けられており、前記着陸地点情報を検出する検出部を更に備え、
前記第２情報取得部は、前記検出部から前記着陸地点情報を取得する、請求項１又は２に記載の飛行体。

【請求項4】

前記第２情報取得部は、前記着陸面に設けられると共に前記着陸地点情報を検出する外部検出部から、前記着陸地点情報を取得する、請求項１又は２に記載の飛行体。

【請求項5】

前記推力発生部は、前記本体を通る鉛直線の周囲に配置された６個のロータを含み、
前記制御装置は、前記６個のロータの回転数をそれぞれ独立して制御可能であり、
前記６個のロータは、前記鉛直線に対して鋭角に傾斜する回転軸線をそれぞれ有しており、
前記６個のロータの回転面は、同一平面上には配置されていない、請求項１～４のいずれか一項に記載の飛行体。

【請求項6】

前記推力発生部は、複数のロータを含み、
前記複数のロータの回転軸線である第１軸線、第２軸線及び第３軸線は、前記本体に対して定まった位置に配置されており、
前記複数のロータは、
前記第１軸線上に回転中心が配置されて逆のピッチを有し、前記第１軸線に直交する回転面をそれぞれ有する第１の一対のロータと、
前記第２軸線上に回転中心が配置されて逆のピッチを有し、前記第２軸線に直交する回転面をそれぞれ有する第２の一対のロータと、
前記第３軸線上に回転中心が配置されて逆のピッチを有し、前記第３軸線に直交する回転面をそれぞれ有する第３の一対のロータと、を含み、
前記制御装置は、前記第１の一対のロータ、前記第２の一対のロータ及び前記第３の一対のロータの回転数をそれぞれ独立して制御可能であり、
前記第１軸線、前記第２軸線及び前記第３軸線は、同一平面上に存在せず、互いに非平行である、請求項１～４のいずれか一項に記載の飛行体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、飛行体に関する。

【背景技術】

【0002】

ヘリコプタ等の回転翼機は、例えば傾斜面等の水平面以外の着陸面に着陸する場合がある。このような着陸面に回転翼機を着陸させる技術として、特許文献１又は特許文献２に記載の技術が考えられる。特許文献１は、機体の下方に延びる複数の着陸機構を備える垂直着陸装置を開示する。これらの着陸機構は、着陸時に着陸面から衝撃を受けると、上下方向に弾性変形し、この弾性変形によって当該衝撃を吸収する。特許文献２は、着陸時に機体を支持する複数の着陸支持体を備える航空機を開示する。これらの着陸支持体は、その長さを不整地の地形特性に応じて変えることにより、不整地への着陸時に機体の姿勢を略水平にする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００７－２４５９２５号公報

【文献】特表２０１５－５３０３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述したような着陸面への回転翼機（飛行体）の着陸を安定させるために、飛行体の姿勢を着陸面に沿って傾斜させた状態で着陸させることが考えられる。しかしながら、飛行体の姿勢を水平姿勢から傾けると、揚力の水平方向成分が飛行体に働くことによって、着陸時に飛行体が意図しない方向に移動する虞がある。更に、この揚力の水平方向成分は、飛行体が着陸面に衝突した際に、着陸面から飛行体に作用する反力を生じさせる。この反力によって、飛行体のロールオーバーが生じる虞がある。したがって、上述したような着陸面への飛行体の着陸の安定性に改善の余地がある。

【0005】

本開示は、着陸面に安定して着陸できる飛行体を説明する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の飛行体は、空中を飛行して着陸地点の着陸面に着陸する飛行体であって、本体と、本体に設けられており、本体の位置を調整するための推力及び本体の姿勢を調整するための推力を発生する推力発生部と、本体に設けられており、着陸面への着陸時に本体を支持する着陸脚と、本体の現在の姿勢を示す本体姿勢情報を取得する第１情報取得部と、着陸面の状態を示す着陸地点情報を取得する第２情報取得部と、本体姿勢情報及び着陸地点情報に基づいて着陸面への着陸のための本体の目標姿勢を算出し、本体の姿勢が目標姿勢となるように推力発生部を制御する制御装置と、を備える。

【0007】

この飛行体では、空中における本体の位置及び姿勢は、推力発生部が発生する推力を調整することによって調整される。この推力発生部は、本体の位置を調整するための推力のみならず、本体の姿勢を調整するための推力を発生する。このため、これらの推力を調整することによって本体の位置及び姿勢をそれぞれ独立して調整することができる。これにより、本体の位置を維持した状態で本体の姿勢を調整することができ、逆に、本体の姿勢を維持した状態で本体の位置を調整することもできる。その結果、着陸の際に着陸面に応じた目標姿勢となるように本体の姿勢を調整した（例えば水平姿勢から傾けた）場合であっても、本体の位置が意図せずに変動するような事態を抑制できる。すなわち、上述した構成によれば、飛行体を安定して着陸面に着陸させることができる。

【0008】

いくつかの態様において、着陸脚は、着陸時に着陸面に接地する接地部を含み、制御装置は、接地部により規定される仮想平面が着陸面に沿うように、本体の目標姿勢を算出してもよい。この場合、着陸脚の接地部を規定する仮想平面と着陸面との相対傾斜角度を小さくすることができるので、飛行体をより安定して着陸面に着陸させることができる。

【0009】

いくつかの態様において、制御装置は、着陸地点へ近づくように推力発生部を制御する着陸動作と、本体の姿勢が目標姿勢となるように推力発生部を制御する姿勢制御動作とを、行い、姿勢制御動作は、本体姿勢情報及び着陸地点情報を取得する第１動作と、本体姿勢情報及び着陸地点情報を利用して、本体の姿勢が目標姿勢となるように推力発生部を制御する第２動作と、を含み、制御装置は、着陸動作の実行中に、第１動作及び第２動作を繰り返し実行してもよい。例えば、着陸地点が船上である場合、着陸面の状態が時間的に変動することが想定される。上述した動作によれば、着陸動作によって着陸地点に近づきながら、時間的に変動する着陸面の状態と本体の姿勢との関係を姿勢制御動作によってリアルタイムに調整することが可能となる。その結果、本体の姿勢を着陸面の状態に追従させることができる。つまり、このように着陸面の状態が時間的に変動する場合であっても、飛行体を安定して着陸面に着陸させることができる。

【0010】

いくつかの態様において、本体に設けられており、着陸地点情報を検出する検出部を更に備え、第２情報取得部は、検出部から着陸地点情報を取得してもよい。この場合、検出部は、例えば、本体の姿勢に対する着陸面の相対傾斜角度を算出することによって、本体の現在の姿勢に基づいて着陸面の着陸地点情報を間接的に検出できる。このように着陸地点情報を検出する検出部を飛行体が備えることによって、予め着陸地点情報が検出されている特定の着陸面に限らず、任意の着陸面の着陸地点情報が得られる。その結果、任意の着陸面に飛行体を安定して着陸させることができるので、利便性を高めることができる。

【0011】

いくつかの態様において、第２情報取得部は、着陸面に設けられると共に着陸地点情報を検出する外部検出部から、着陸地点情報を取得してもよい。この場合、着陸地点情報が間接的に検出される場合と比べて、より正確な着陸地点情報が得られる。より正確な着陸地点情報に基づいて本体の姿勢を調整することで、飛行体をより安定して着陸面に着陸させることができる。

【0012】

いくつかの態様において、推力発生部は、本体を通る鉛直線の周囲に配置された６個のロータを含み、制御装置は、６個のロータの回転数をそれぞれ独立して制御可能であり、６個のロータは、鉛直線に対して鋭角に傾斜する回転軸線をそれぞれ有しており、６個のロータの回転面は、同一平面上には配置されていなくてもよい。この場合、６個のロータは制御装置によって制御されて、それぞれ任意の回転数で回転する。これらのロータの回転軸線が鉛直線に対して鋭角に傾斜し、ロータの回転面が同一平面上には配置されない。このため、各ロータは、本体の位置を調整するための推力のみならず、本体の姿勢を調整するための推力を発生することが可能となる。よって、上述した構成によれば、上述した飛行体の推力発生部を好適に実現できる。

【0013】

いくつかの態様において、推力発生部は、複数のロータを含み、複数のロータの回転軸線である第１軸線、第２軸線及び第３軸線は、本体に対して定まった位置に配置されており、複数のロータは、第１軸線上に回転中心が配置されて逆のピッチを有し、第１軸線に直交する回転面をそれぞれ有する第１の一対のロータと、第２軸線上に回転中心が配置されて逆のピッチを有し、第２軸線に直交する回転面をそれぞれ有する第２の一対のロータと、第３軸線上に回転中心が配置されて逆のピッチを有し、第３軸線に直交する回転面をそれぞれ有する第３の一対のロータと、を含み、制御装置は、第１の一対のロータ、第２の一対のロータ及び第３の一対のロータの回転数をそれぞれ独立して制御可能であり、第１軸線、第２軸線及び第３軸線は、同一平面上に存在せず、互いに非平行であってもよい。この場合、各ロータは、同一平面上に存在しない３本の回転軸線上で放射状に配置される。各回転軸線が上述した位置に配置されることで、各ロータは、本体の位置を調整するための推力のみならず、本体の姿勢を調整するための推力を発生することが可能となる。よって、上述した構成によれば、上述した飛行体の推力発生部を好適に実現できる。

【発明の効果】

【0014】

本開示のいくつかの態様によれば、着陸面に安定して着陸できる飛行体が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、一実施形態に係る飛行体の概略構成を示す斜視図である。

【図2】図２は、飛行体の電気的構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、図２に示す制御装置の構成を示すブロック図である。

【図4】図４は、飛行体の着陸制御方法を示すフローチャートである。

【図5】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、飛行体の着陸制御方法を説明するための概略図である。

【図6】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、飛行体の着陸制御方法を説明するための概略図である。

【図7】図７は、第１変形例に係る飛行体を示す概略図である。

【図8】図８は、第２変形例に係る飛行体の概略構成を示す斜視図である。

【図9】図９は、第３変形例に係る飛行体の概略構成を示す斜視図である。

【図10】図１０は、第４変形例に係る飛行体の概略構成を示す斜視図である。

【図11】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、比較例に係る飛行体の課題を説明するための概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は適宜省略する。以下の説明では、本発明に係る飛行体が、無人航空機（以下、ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）という）である場合について説明する。また、以下の説明において、Ｚ軸を鉛直軸とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標（３次元座標）を定める。そして、鉛直軸に沿った鉛直方向をＺ方向といい、第１水平方向をＸ方向といい、第１水平方向に垂直な第２水平方向をＹ方向ということがある。また、ある構成の「位置」とは、３次元座標を基準とした当該構成の座標位置を意味する。ある構成の「姿勢」とは、３次元座標の各軸を基準とした当該構成の傾きを意味する。

【0017】

図１は、本実施形態に係る飛行体１の概略構成を示す斜視図である。飛行体１は、例えばマルチロータ機（回転翼機）である。飛行体１は、空中を飛行して着陸地点の着陸面ＬＰ（例えば図５（ａ）参照）に着陸する。本実施形態では、着陸面ＬＰが傾斜面である場合を例示する。しかし、着陸面ＬＰは、傾斜面に限られず、水平面であってもよいし、起伏の大きな面であってもよい。また、本実施形態では、着陸面ＬＰが船等の輸送機器（移動物体）にある場合を想定し、着陸面ＬＰの位置及び傾斜は、時間的に変動するものとする。

【0018】

図１に示すように、飛行体１は、本体２と、本体２に取り付けられるフレーム３と、本体２に付与する推力を発生する推力発生部５と、着陸時に本体２を支持する着陸脚１５とを備えている。本体２は、例えば、飛行体１の制御機器等を内部に収容している。本体２は、例えば、ＸＹ方向に延びる直方体状を呈しており、飛行体１の中央に配置されている。また、本実施形態では、本体２に空洞部が設けられており、この空洞部は、本体２の４枚の側面のそれぞれにおいて開口２ａを形成している。４枚の側面とは、本体２の直方体の各面のうち、Ｘ方向において互いに対向する２枚の側面、及びＹ方向において互いに対向する２枚の側面である。

【0019】

フレーム３は、本体２の外方向、すなわち本体２から離れる方向に延びる棒状の部材である。各フレーム３には、推力発生部５の各ロータ１１が配置される。各フレーム３は、本体２を中心に放射状に延びるように本体２に取り付けられている。図１に示す例では、６本のフレーム３が本体２に取り付けられているが、フレーム３の本数は適宜変更可能である。また、フレーム３は、本体２と共通する部材により、本体２と一体に構成されていてもよい。

【0020】

推力発生部５は、本体２に設けられる複数のロータ１０と、複数のフレーム３にそれぞれ設けられる複数のロータ１１とを有している。各ロータ１０は、例えば、本体２に形成された４個の開口２ａ内にそれぞれ配置されている。各ロータ１０は、例えば、本体２の空洞部内に設けられるモータ３４（図２参照）の回転軸に取り付けられており、モータ３４の回転駆動によって回転する。各ロータ１０の回転軸線は、水平方向であるＸ方向又はＹ方向に沿っている。具体的には、Ｘ方向において互いに対向する一対のロータ１０の回転軸線は共に、Ｘ方向に沿っており、Ｙ方向において互いに対向する一対のロータ１０の回転軸線は共に、Ｙ方向に沿っている。

【0021】

このように水平方向に沿った回転軸線を有する各ロータ１０を回転させることによって、各ロータ１０は、水平方向への推力を発生する。なお、ロータ１０の回転軸線は、Ｘ方向又はＹ方向からＺ方向側に傾斜した方向に沿っていてもよい。このような場合であっても、ロータ１０が発生する推力のＸ方向成分又はＹ方向成分によって、水平方向への推力が得られる。また、図１に示す例では、ロータ１０は、２枚の羽根を有しているが、これに限られない。ロータ１０は、例えば３枚以上の羽根を有してもよい。

【0022】

複数のロータ１１は、複数のフレーム３の先端部にそれぞれ取り付けられており、本体２を通る鉛直線Ｎの周囲にそれぞれ配置されている。図１に示す例では、６個のロータ１１が、鉛直線Ｎの周囲に等間隔で配置されており、飛行体１は、ヘキサコプタ型の飛行体１となっている。６個のロータ１１の回転中心１１ａは、例えば、同一平面上に位置しており、Ｚ方向から見た場合に、正六角形の頂点（すなわち角位置）上にそれぞれ配置されている。

【0023】

６個のロータ１１は、必ずしも正六角形の頂点上に配置される必要性はなく、互いに対向する一対の辺が他の辺よりも長い六角形の頂点上に配置されてもよい。また、６個のロータ１１は、必ずしも同一平面上に配置されなくてもよく、Ｚ方向において互いにずれた位置に配置されてもよい。６個のロータ１１が所定の水平方向線に関して対称性を有するように配置されると、飛行体１の制御系を簡易化でき、飛行体１の設計及び実装が容易となる。

【0024】

ロータ１１は、例えば、フレーム３の先端部に設けられるモータ３４（図２参照）の回転軸に取り付けられており、モータ３４の回転駆動によって回転する。各ロータ１１の回転軸線は、例えばＺ方向に沿っている。このようにＺ方向に沿った回転軸線を有する各ロータ１１を回転させると、各ロータ１１は、Ｚ方向への推力（揚力）を発生する。なお、ロータ１１の回転軸線は、Ｚ方向からＸＹ平面側に傾斜した方向に沿ってもよい。また、図１に示す例では、ロータ１１は、３枚の羽根を有しているが、これに限られない。ロータ１１は、例えば２枚又は３枚以上の羽根を有してもよい。また、図１に示す例では、６個のロータ１１を備えた飛行体１を示しているが、ロータ１１の設置数は６個未満であってもよく、６個よりも多くてもよい。

【0025】

このように、推力発生部５は、鉛直方向に推力を発生するロータ１１のみならず、水平方向に推力を発生するロータ１０を有している。このため、本体２の姿勢を傾けた場合に生じる各ロータ１１の推力の水平方向成分を、各ロータ１０の推力の水平方向成分によって打ち消すことができる。これにより、本体２の水平位置を維持した状態で本体２の姿勢のみを調整することができる。逆に、本体２の姿勢を維持した状態で本体２の水平位置を調整することもできる。よって、推力発生部５がロータ１０を有することによって、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸に関して並進運動を独立に調整できるだけでなく、各軸に関して回転運動を独立に調整することができる。つまり、各軸に関して並進運動及び回転運動が独立に制御可能であり、飛行体１は、６自由度で飛行可能になる。

【0026】

着陸脚１５は、本体２の下面（すなわち、Ｚ方向における着陸面ＬＰ側の面）に取り付けられている。着陸脚１５は、Ｘ方向において本体２の中央部を挟んで略対称に設けられると共にＹ方向に延びる一対のスキッド１６と、各スキッド１６と本体２とをＺ方向に接続する複数の接続部材１７と、を含んでいる。スキッド１６は、Ｙ方向に延びる棒状の部材であり、接続部材１７は、Ｚ方向に延びる棒状の部材である。スキッド１６は、着陸時に着陸面ＬＰに接地する接地部１６ａを含んでいる。

【0027】

各スキッド１６の接地部１６ａは、一枚の仮想平面ＶＰ（例えば図５（ａ）参照）を規定する。仮想平面ＶＰは、例えば、一対のスキッド１６の接地部１６ａを全て含む平面である。仮想平面ＶＰは、例えば、本体２の姿勢に沿っている。仮想平面ＶＰは、例えば、本体２の姿勢が水平面に沿った水平姿勢であるときに水平面に沿い、本体２の姿勢が水平姿勢から傾斜すると、その傾斜に応じて仮想平面ＶＰは水平面から傾斜する。なお、着陸脚１５の構成は、図１に示す例に限られない。着陸脚１５は、着陸時に本体２を着陸面ＬＰにて支持できれば、どのような構成でもよい。また、仮想平面ＶＰは、本体２の姿勢が水平姿勢であるときに水平面から傾斜してもよい。

【0028】

図２は、飛行体１の電気的構成を示すブロック図である。図２において、実線は電源系統を示し、破線は通信系統（制御系統）を示している。図２に示すように、本体２は、飛行体１の各部を制御する制御装置２０と、飛行体１の各部を駆動する電源であるバッテリ２３と、飛行体１の各部に電力を供給する電源基板２４とを有する。また、本体２は、その現在の位置及び姿勢を検出する第１情報取得部２５と、着陸地点の着陸面ＬＰの位置及び傾斜を検出する検出部３０と、複数のモータ３４をそれぞれ駆動する複数のモータアンプ３３と、を有している。

【0029】

第１情報取得部２５は、例えば、ジャイロセンサ２６と、ＧＰＳ（Global Positioning System）センサ２７と、気圧センサ２８と、加速度センサ２９とを含んでいる。ジャイロセンサ２６は、飛行体１の角加速度を検出し、加速度センサ２９は、飛行体１のＺ方向の加速度とＸＹ方向の加速度とを検出する。ジャイロセンサ２６及び加速度センサ２９は、それぞれの機能を備えて一体化されてもよい。また、第１情報取得部２５は、飛行体１に加わる外力を直接検出するセンサ（例えば力覚センサ又は圧力センサ）を含んでもよい。

【0030】

第１情報取得部２５は、これらのセンサから出力されるセンサデータを所定の周期で取得し、そのセンサデータに基づいて例えば適当な推定アルゴリズム等を用いることで、本体２の現在の位置及び姿勢を示す本体姿勢情報Ｄ１を推定する。このようにして、第１情報取得部２５は、センサデータを取得する度に、本体姿勢情報Ｄ１を検出すると共に本体姿勢情報Ｄ１を制御装置２０に出力する。

【0031】

本体２の「位置」は、例えば、本体２の中心位置としてもよく、本体２の重心位置としてもよい。或いは、本体２の「位置」は、本体２の中心位置及び重心位置以外の位置としてもよい。また、本体姿勢情報Ｄ１は、本体２の現在の位置及び姿勢を直接的に示す情報であってもよく、本体２の現在の位置及び姿勢を間接的に示す情報であってもよい。本体姿勢情報Ｄ１が飛行体１の他の部分の現在の位置及び姿勢を示す情報であっても、当該部分と本体２との位置関係から、本体２の現在の位置及び姿勢を導出できる。したがって、本体姿勢情報Ｄ１は、本体２以外の他の部分（例えばフレーム３等）の現在の位置及び姿勢を示す情報であってもよい。

【0032】

検出部３０は、例えば、着陸面ＬＰとの距離を測定する距離センサ３１を含んでいる。距離センサ３１は、例えば光（又は電波）を着陸面ＬＰに向けて出射し、着陸面ＬＰから反射する光（又は電波）を検出することによって、着陸面ＬＰとの距離を測定する。距離センサ３１は、測定結果を所定の周期（リアルタイム）で出力する。

【0033】

検出部３０は、距離センサ３１から測定結果を受ける。検出部３０は、距離センサ３１による測定結果が出力される度に、当該測定結果に基づいて、本体２の位置と着陸面ＬＰの位置との相対位置、及び本体２の姿勢と着陸面ＬＰの傾斜との相対傾斜角度を算出する。そして、検出部３０は、算出した相対位置及び相対傾斜角度と、本体２の現在の位置及び姿勢とに基づいて、着陸面ＬＰの位置及び傾斜を示す着陸地点情報Ｄ２を算出する。つまり、着陸面ＬＰの状態を示す情報である着陸地点情報Ｄ２とは、着陸面ＬＰの位置及び傾斜角度を含むものとしてよい。検出部３０は、算出した着陸地点情報Ｄ２を第２情報取得部３２に出力する。

【0034】

第２情報取得部３２は、検出部３０から着陸地点情報Ｄ２を取得し、取得した着陸地点情報Ｄ２を制御装置２０に出力する。第２情報取得部３２の出力周期は、例えば、第１情報取得部２５の出力周期と同期している。なお、検出部３０は、飛行体１の外部に設けられてもよい。この場合、第２情報取得部３２は、外部の検出部３０から着陸地点情報Ｄ２を受信する機能を有していればよい。

【0035】

着陸地点情報Ｄ２は、着陸面ＬＰの位置及び傾斜を直接的に示す情報であってもよく、着陸面ＬＰの位置及び傾斜を間接的に示す情報であってもよい。例えば、着陸地点情報Ｄ２が着陸面ＬＰ以外の部分の位置及び傾斜を示す情報であっても、その情報から着陸面ＬＰの位置及び傾斜を導ける場合には、着陸地点情報Ｄ２は、当該部分の位置及び傾斜を示す情報であってもよい。

【0036】

制御装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、及びＲＡＭ(Random Access Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとより構成されたコンピュータである。制御装置２０は、第１情報取得部２５から出力された本体姿勢情報Ｄ１と、検出部３０から出力された着陸地点情報Ｄ２とに基づいて、各モータアンプ３３を介して各モータ３４を回転駆動させ、各ロータ１０及び１１の回転を制御する。

【0037】

図３は、制御装置２０の構成を示すブロック図である。図３に示すように、制御装置２０は、例えば、着陸面ＬＰへの着陸のための本体２の目標位置及び目標姿勢を算出する算出部２１と、各ロータ１０及び１１の回転速度を制御するロータ制御部２２とを含んでいる。算出部２１には、第１情報取得部２５から出力された本体姿勢情報Ｄ１と、第２情報取得部３２から出力された着陸地点情報Ｄ２とが周期的に入力される。算出部２１は、入力された本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２に基づいて、本体２の目標位置及び目標姿勢を算出する。

【0038】

この「目標位置及び目標姿勢」とは、着陸時又は着陸前において着陸面ＬＰに飛行体１を着陸させるための目標となる本体２の位置及び姿勢である。「目標位置」は、例えば、着陸面ＬＰの位置の上空としてよい。具体的には、「目標位置」は、着陸面ＬＰの位置からＺ方向に所定距離離れた（すなわち、オフセットされた）位置としてよい。しかし、「目標位置」は、着陸面ＬＰの位置からＺ方向に所定距離離れた位置に限られず、その所定距離離れた位置から更に水平方向にずれた位置であってもよい。また、「目標位置」は、例えば、着陸面ＬＰの位置としてもよい。

【0039】

「目標姿勢」は、例えば、着陸面ＬＰに沿った姿勢としてよい。具体的には、「目標姿勢」は、着陸脚１５の接地部１６ａによって規定される仮想平面ＶＰが着陸面ＬＰに沿うときの本体２の姿勢としてよい。仮想平面ＶＰが着陸面ＬＰに沿うとは、飛行体１が着陸面ＬＰに安定して着陸可能な姿勢である状態を意味する。具体的には、仮想平面ＶＰが着陸面ＬＰに沿うとは、仮想平面ＶＰと着陸面ＬＰとが互いに平行である状態のほか、仮想平面ＶＰが着陸面ＬＰに対して僅かに傾いた状態も含む。

【0040】

算出部２１は、本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２が入力される度に、目標位置及び目標姿勢を算出する。したがって、算出部２１は、新たな本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２が入力されると、それらに基づいて算出した新たな目標位置及び目標姿勢を示す情報Ｄ３をロータ制御部２２に出力し、これを繰り返す。「新たな目標位置及び目標姿勢」とは、リアルタイムで入力された最新の本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２に基づいて算出された目標位置及び目標姿勢を意味する。「新たな目標位置」は、例えば、その前に算出された目標位置よりも低い位置としてよい。すなわち、「新たな目標位置」は、その前に算出された目標位置に対してＺ方向における着陸面ＬＰ側にずれた位置としてよい。「新たな目標姿勢」は、現在の着陸面ＬＰの傾斜に応じた本体２の姿勢としてよい。すなわち、「新たな目標姿勢」は、仮想平面ＶＰが現在の着陸面ＬＰの傾斜に沿うときの本体２の姿勢としてよい。

【0041】

ロータ制御部２２は、目標位置及び目標姿勢を示す情報Ｄ３が入力されると、その目標位置及び目標姿勢を実現するための目標推力及び目標トルクを算出し、算出した目標推力及び目標トルクを生じさせるよう各ロータ１０，１１の回転速度を算出する。すなわち、ロータ制御部２２は、本体２の位置及び姿勢が目標位置及び目標姿勢となるように、各ロータ１０，１１の回転速度を算出する。ロータ制御部２２は、この回転速度を示す情報Ｄ４を各モータアンプ３３に出力する（図２参照）。

【0042】

ロータ制御部２２には、算出部２１から目標位置及び目標姿勢を示す情報Ｄ３が周期的に入力されるので、ロータ制御部２２は、この情報が入力される度に回転速度を示す情報Ｄ４を各モータアンプ３３に出力する。したがって、ロータ制御部２２は、算出部２１から新たな目標位置及び目標姿勢を示す情報Ｄ３が入力されると、情報Ｄ３に基づいて新たな回転速度を示す情報Ｄ４を各モータアンプ３３に出力し、これを繰り返す。各モータアンプ３３は、回転速度を示す情報Ｄ４を受けて各モータ３４に電流を供給し、各モータ３４は、情報Ｄ４に応じた回転数及び回転方向で各ロータ１０，１１を回転させる。

【0043】

以上の動作をまとめると、本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２が制御装置２０に入力されると、算出部２１によって目標位置及び目標姿勢が算出され、ロータ制御部２２によって、本体２の位置及び姿勢が目標位置及び目標姿勢となるように、各ロータ１０，１１の回転速度が制御される。その後、新たな本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２が制御装置２０に入力されると、算出部２１によって新たな目標位置及び目標姿勢が算出され、ロータ制御部２２によって、本体２の位置及び姿勢が新たな目標位置及び目標姿勢となるように、各ロータ１０，１１の回転速度が再度制御される。これらの動作を繰り返しながら、飛行体１は着陸面ＬＰに着陸する。本体２の位置及び姿勢が目標位置及び目標姿勢となっているか否かの判定方法については、次の着陸制御方法の説明にて説明する。

【0044】

以上の構成を備える飛行体１の着陸制御方法について説明する。図４は、飛行体１の着陸制御方法の一例を示すフローチャートである。図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、及び図６（ｂ）は、飛行体１の着陸制御方法を説明するための概略図である。

【0045】

まず、制御装置２０は、本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２が入力されると、本体２の現在の位置が目標位置となるように、各ロータ１０，１１の回転を制御する（図５（ａ）参照）。目標位置は、例えば、着陸面ＬＰの上空としてよい。その後、図４に示すように、制御装置２０は、現在の位置が目標位置に一致したか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的には、制御装置２０は、現在の位置と目標位置との差が許容範囲内であるか否かを判定する。

【0046】

制御装置２０は、現在の位置と目標位置との差が許容範囲内であると判定した場合には（ステップＳ１においてＹｅｓ）、現在の位置が目標位置に一致したと判定する。一方、制御装置２０は、現在の位置と目標位置との差が許容範囲内でないと判定した場合には（ステップＳ１においてＮｏ）、現在の位置が目標位置に一致していないと判定する。この場合、制御装置２０は、現在の位置と目標位置との差に基づくフィードバック制御を実行し、本体２の現在の位置が目標位置に一致するように各ロータ１０，１１を再度回転制御する。そして、再度ステップＳ１が実行される。

【0047】

制御装置２０は、現在の位置が目標位置に一致したと判定した場合（ステップＳ１においてＹｅｓ）、着陸面ＬＰに向けて降下を開始する（ステップＳ２：着陸動作）。この着陸動作は、後述するステップＳ６の着陸判定において、着陸が確認されるまで継続する。着陸動作（ステップＳ２）を開始したのちに、本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２を取得する（ステップＳ３）。これらの情報を利用して、現在の姿勢が目標姿勢となるように、各ロータ１０，１１の回転を制御する（図５（ｂ）参照）。まず、制御装置２０は、現在の姿勢が目標姿勢に一致したか否かを判定する（ステップＳ４）。具体的には、制御装置２０は、現在の姿勢と目標姿勢との差が許容範囲内であるか否かを判定する。すなわち、制御装置２０は、着陸面ＬＰに対する仮想平面ＶＰの最大の相対傾斜角度が許容範囲内であるか否かを判定する。

【0048】

制御装置２０は、現在の姿勢と目標姿勢との差が許容範囲内であると判定した場合には（ステップＳ４においてＹｅｓ）、現在の姿勢が目標姿勢に一致したと判定する。一方、制御装置２０は、現在の姿勢と目標姿勢との差が許容範囲内でないと判定した場合には（ステップＳ４においてＮｏ）、本体２の姿勢が目標姿勢に一致していないと判定する。この場合、制御装置２０は、現在の姿勢と目標姿勢との差に基づくフィードバック制御を実行して、現在の姿勢が目標姿勢に一致するように各ロータ１０，１１の回転を再度制御する（ステップＳ５）。そして、再度ステップＳ３が実行される。

【0049】

制御装置２０は、現在の姿勢が目標姿勢に一致したと判定した場合（ステップＳ４においてＹｅｓ）、着陸面ＬＰに着陸したか否かを判定する（ステップＳ６）。着陸が確認された場合（ステップＳ６においてＹｅｓ）には、一連の制御を終了する。着陸が確認されない場合（ステップＳ６においてＮｏ）には、再びステップＳ３に戻る。

【0050】

なお、本体２の位置及び姿勢が目標位置及び目標姿勢となるように調整される際、図４に示すように位置が調整された後に姿勢が調整されてもよいし、逆に、姿勢が調整された後に位置が調整されてもよい。或いは、位置及び姿勢が同時に調整されてもよい。また、ステップＳ４の結果がＮｏであった場合に、姿勢を変更する動作（ステップＳ５）の前後において、ステップＳ６のように、着陸を検知する動作を行ってもよい。

【0051】

以上に説明した、本実施形態に係る飛行体１によって得られる作用・効果を、比較例が有する課題と共に説明する。図１１は、比較例に係る飛行体１００の課題を説明するための概略図である。比較例に係る飛行体１００は、本実施形態に係る飛行体１とは異なり、推力発生部５のロータ１０及び検出部３０を有していない。したがって、飛行体１００は、水平方向への推力を発生するロータ１０を有しておらず、鉛直方向への推力を発生するロータ１１のみを有している。このため、飛行体１００の運動の自由度は４自由度（すなわち、鉛直方向の加速度と、ロール、ピッチ及びヨー方向の角加速度）と少なく、位置と姿勢とを独立に制御することが困難である。

【0052】

したがって、飛行体１００では、位置を調整する際に姿勢が変動し、逆に、姿勢を調整する際に位置が変動するといった事態が生じやすい。このため、図１１（ａ）に示すように、飛行体１００を傾斜面等の着陸面ＬＰに着陸させる際に、着陸面ＬＰに沿うように飛行体１００の姿勢を傾けると、その姿勢の変化に伴って意図しない水平移動が生じる虞がある。更に、このような意図しない移動によって飛行体１００が着陸面ＬＰと衝突すると、図１１（ｂ）に示すように、着陸面ＬＰから受ける反力によって、飛行体１００がひっくり返る現象（ロールオーバー）が生じる虞がある。したがって、傾斜面等の着陸面ＬＰへの飛行体１００の着陸の安定性に改善の余地がある。

【0053】

このような着陸面ＬＰへの着陸を安定させるために、着陸する着陸面ＬＰに接地する着陸脚を変形させることが考えられる（例えば特許文献１又は特許文献２）。しかし、着陸脚は、飛行体の機体本体の重量の支持に耐え得る強度を有する必要があり、このような強度を有する着陸脚を変形可能な構成とするためには、着陸脚の重量が或る程度増大する可能性がある。その結果、飛行体の重量が増大し、飛行体が積載可能な物品の重量の減少、及び飛行体の飛行時間の減少といった種々の問題が生じ得る。

【0054】

また、特許文献１のように着陸脚を弾性変形させた場合、飛行体が着陸面から受ける衝撃の大きさは、着陸時の飛行体の降下速度、及び着陸面の硬度等の影響によって左右されるので、着陸脚が着陸面から受ける反力を十分に吸収できないことが想定される。よって、着陸脚が着陸面からの反力を十分に吸収できない場合には、上述したロールオーバー等の問題が生じる可能性があるため、飛行体の着陸が不安定となり得る。

【0055】

これに対し、本実施形態に係る飛行体１では、空中における本体２の位置及び姿勢は、推力発生部５が発生する推力を調整することによって調整される。推力発生部５は、ＸＹ方向への推力を発生するロータ１１のみならず、Ｚ方向への推力を発生するロータ１０を有している。このため、これらの推力を調整することによって本体２の位置及び姿勢をそれぞれ独立して調整することができる。これにより、本体２の位置を維持した状態で本体２の姿勢を調整することができ、逆に、本体２の姿勢を維持した状態で本体２の位置を調整することもできる。よって、着陸地点の着陸面ＬＰへの着陸の際に、本体２の位置及び姿勢を目標位置及び目標姿勢にそれぞれ維持できる。その結果、着陸の際に着陸面ＬＰに応じた目標姿勢となるように本体２の姿勢を調整した（例えば水平姿勢から傾けた）場合であっても、本体２の位置が意図せずに変動するような事態を抑制できる。すなわち、上述した構成によれば、飛行体１を安定して着陸面ＬＰに着陸させることができる。更に、飛行体１を安定して着陸面ＬＰに着陸させるために、着陸脚１５を変形させる必要がないので、飛行体１の重量の増大を抑制できる。

【0056】

本実施形態に係る飛行体１では、着陸脚１５は、着陸時に着陸面ＬＰに接地する接地部１６ａを含み、算出部２１は、接地部１６ａによって規定される仮想平面ＶＰが着陸面ＬＰに沿うように、目標姿勢を算出している。この構成によれば、仮想平面ＶＰと着陸面ＬＰとの相対傾斜角度を小さくすることができるので、飛行体１をより安定して着陸面ＬＰに着陸させることができる。

【0057】

本実施形態に係る飛行体１では、制御装置２０は、着陸地点へ近づくように推力発生部５を制御する着陸動作と、本体２の姿勢が目標姿勢となるように推力発生部５を制御する姿勢制御動作とを、行い、姿勢制御動作は、本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２を取得する第１動作と、本体姿勢情報Ｄ１及び着陸地点情報Ｄ２を利用して、本体２の姿勢が目標姿勢となるように推力発生部５を制御する第２動作と、を含み、制御装置２０は、着陸動作の実行中に、第１動作及び第２動作を繰り返し実行している。本実施形態のように、着陸地点が船上である場合、着陸面ＬＰの位置及び傾斜が時間的に変動することが想定される。上述した動作によれば、着陸動作によって着陸地点に近づきながら、時間的に変動する着陸面ＬＰの位置及び傾斜と本体２の位置及び姿勢との関係を姿勢制御動作によってリアルタイムに調整することが可能となる。その結果、本体２の位置及び姿勢を着陸面ＬＰの位置及び傾斜に追従させることができる。つまり、このように着陸面ＬＰの状態が時間的に変動する場合であっても、飛行体１を安定して着陸面ＬＰに着陸させることができる。

【0058】

本実施形態に係る飛行体１は、本体２に設けられており、着陸地点情報Ｄ２を検出する検出部３０を備え、第２情報取得部３２は、検出部３０から着陸地点情報Ｄ２を取得している。検出部３０は、上述したように、本体２の現在の位置に対する着陸面ＬＰの位置の相対位置、及び本体２の現在の姿勢に対する着陸面ＬＰの相対傾斜角度をそれぞれ算出することによって、本体２の現在の位置及び姿勢に基づいて着陸地点情報Ｄ２を間接的に検出できる。このように着陸地点情報Ｄ２を検出する検出部３０を飛行体１が備えることによって、予め着陸地点情報Ｄ２が検出されている特定の着陸面に限らず、任意の着陸面ＬＰの着陸地点情報Ｄ２が得られる。その結果、任意の着陸面ＬＰに飛行体１を安定して着陸させることができるので、利便性を高めることができる。

【0059】

本開示は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図７、図８、図９、及び図１０に示す各種の変形態様を採ってもよい。

【0060】

図７は、第１変形例に係る飛行体１Ａを示す概略図である。本変形例では、本体２は検出部３０を有しておらず、外部検出部３０Ａが着陸面ＬＰ上に設けられている。外部検出部３０Ａは、着陸面ＬＰの位置及び傾斜を示す着陸地点情報Ｄ２を検出し、検出した着陸地点情報Ｄ２を本体２の第２情報取得部３２に提供する。第２情報取得部３２は、例えば外部検出部３０Ａと無線通信可能に構成されており、外部検出部３０Ａから着陸地点情報Ｄ２を受信（取得）する。第２情報取得部３２は、受信した着陸地点情報Ｄ２を制御装置２０に出力する。本変形例によれば、上記実施形態のように着陸地点情報Ｄ２が間接的に検出される場合と比べて、より正確な着陸地点情報Ｄ２が得られる。より正確な着陸地点情報Ｄ２に基づいて位置及び姿勢を調整することで、飛行体１Ａをより安定して着陸面ＬＰに着陸させることができる。

【0061】

図８は、第２変形例に係る飛行体１Ｂの概略構成を示す斜視図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、推力発生部のロータの構成である。すなわち、本変形例に係る推力発生部５Ａは、複数のロータ１０に代えて１個のロータ１３を有している。また、本変形例に係る本体２Ａは、上記実施形態の開口２ａを有していない。ロータ１３は、本体２Ａの上面（すなわち、Ｚ方向における着陸面ＬＰとは反対側の面）に設けられている。ロータ１３の回転軸線は、水平方向であるＸ方向に沿っている。このようにＸ方向に沿った回転軸線を有するロータ１３を回転させることによって、ロータ１３は、Ｘ方向への推力を発生する。

【0062】

ここで、本変形例では、上記実施形態とは異なり、推力発生部５Ａは、水平方向の一方向のみへの推力を発生するロータ１３を有している。このため、ロータ制御部２２は、当該一方向及び当該一方向と直交する水平方向の両方向において本体２Ａの姿勢を同時に調整することはできない。そこで、本変形例では、ロータ制御部２２は、本体２Ａの姿勢を各方向について別々に調整する。例えば、ロータ制御部２２は、ロータ１３の回転軸線をＸ方向に沿わせた状態で、Ｘ方向において本体２Ａの姿勢を調整した後、本体２ＡをＺ軸周りに回転させてロータ１３の回転軸線をＹ方向に沿わせた状態で、Ｙ方向において本体２Ａの姿勢を調整する。

【0063】

このように、推力発生部５Ａが水平方向の一方向のみへの推力を発生するロータ１３を有する場合であっても、本体２Ａの位置及び姿勢をそれぞれ独立して調整できるので、上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、ロータ１３の回転軸線は、Ｘ方向からＺ方向側に傾斜した方向に沿っていてもよい。このような場合であっても、ロータ１３が発生する推力のＸ方向成分によって、Ｘ方向への推力が得られる。また、図８に示す例では、ロータ１３は、本体２Ａの上面に設けられているが、本体２Ａの他の面に設けられていてもよく、本体２Ａ以外の部分（例えばフレーム３等）に設けられていてもよい。

【0064】

図９は、第３変形例に係る飛行体１Ｃの概略構成を示す斜視図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、推力発生部の構成である。本変形例では、推力発生部５Ｂは、ロータ１０を有しておらず、鉛直線Ｎに関してそれぞれ対称な位置に配置された、一対のロータ１１Ａ、一対のロータ１１Ｂ、及び一対のロータ１１Ｃをロータ１１に代えて有している。また、本変形例では、飛行体１Ｃは、図８に示す本体２Ａを備える。上記実施形態では、ロータ１１の回転軸線はＺ方向に沿っていたが、本変形例では、各ロータ１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの回転軸線Ａは、Ｚ方向に対して鋭角に傾斜している。一方のロータ１１Ａ（図９において左側）の回転軸線Ａは、本体２Ａとは反対側に傾斜角θだけ傾斜している。他方のロータ１１Ａ（図９において右側）の回転軸線Ａは、本体２Ａ側に傾斜角θだけ傾斜している。傾斜角θは、例えば０°より大きく且つ９０°よりも小さい範囲内である。各ロータ１１Ａの回転軸線Ａは互いに平行であり、各ロータ１１Ａの回転面は、互いに平行な２平面上に配置されている。

【0065】

一方のロータ１１Ｂの回転軸線Ａは、本体２Ａ側に傾斜角θだけ傾斜しており、他方のロータ１１Ｂの回転軸線Ａは、本体２Ａとは反対側に傾斜角θだけ傾斜している。各ロータ１１Ｂの回転軸線Ａは互いに平行であり、各ロータ１１Ｂの回転面は、互いに平行な２平面上に配置されている。同様に、一方のロータ１１Ｃの回転軸線Ａは、本体２Ａ側に傾斜角θだけ傾斜しており、他方のロータ１１Ｃの回転軸線Ａは、本体２Ａとは反対側に傾斜角θだけ傾斜している。各ロータ１１Ｃの回転軸線Ａは互いに平行であり、各ロータ１１Ｃの回転面は、互いに平行な２平面上に配置されている。

【0066】

鉛直線Ｎを中間に配置して対向する一対のロータにおいて、傾斜角θは等しくなっているが、傾斜する方向は、鉛直線Ｎに関して反対になっている。一対のロータにおいて傾斜する方向が異なっていることにより、各ロータの回転面は、同一平面上には配置されていない。このように、各ロータの回転軸線が鉛直線に対して鋭角に傾斜し、各ロータの回転面が同一平面上に配置されないことによって、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸の各軸に関して並進運動及び回転運動が独立に制御可能となり、飛行体１Ｃは、６自由度で飛行可能となる。よって、本変形例によれば、上記実施形態と同様、着陸時に本体２Ａの位置及び姿勢が意図せずに変動するような事態を抑制できるので、飛行体１Ｃを着陸面ＬＰに安定して着陸させることができる。

【0067】

図１０は、第４変形例に係る飛行体１Ｄの概略構成を示す斜視図である。本変形例と上記実施形態との相違点は、推力発生部の構成である。本変形例では、推力発生部５Ｃは、ロータ１０を有しておらず、第１の一対のロータ１１Ｄ、第２の一対のロータ１１Ｅ、及び第３の一対のロータ１１Ｆをロータ１１に代えて有している。また、本変形例では、飛行体１Ｄは、図８に示す本体２Ａを備える。各ロータ１１Ｄは、回転軸線Ａ１（第１軸線）を共有しており、回転軸線Ａ１は、Ｘ方向に沿って延びている。各ロータ１１Ｄの回転中心１１ａは、回転軸線Ａ１上に配置されている。回転軸線Ａ１を構成する２本のフレーム３Ａは、本体２Ａに対して位置が定まるように固定されている。各ロータ１１Ｄの回転面は、回転軸線Ａ１に直交している。各ロータ１１は、互いに逆のピッチを有している。

【0068】

第２の一対のロータ１１Ｅは、回転軸線Ａ２（第２軸線）を共有しており、回転軸線Ａ２は、Ｙ方向に沿って延びている。各ロータ１１Ｅの回転中心１１ａは、回転軸線Ａ２上に配置されている。回転軸線Ａ２を構成する２本のフレーム３Ａは、本体２Ａに対して位置が定まるように固定されている。各ロータ１１Ｅの回転面は、回転軸線Ａ２に直交している。各ロータ１１Ｅは、互いに逆のピッチを有している。第３の一対のロータ１１Ｆは、回転軸線Ａ３（第３軸線）を共有しており、回転軸線Ａ３は、Ｚ方向に沿って延びている。各ロータ１１Ｆの回転中心１１ａは、回転軸線Ａ３上に配置されている。回転軸線Ａ３を構成する２本のフレーム３Ａは、本体２Ａに対して位置が定まるように固定されている。各ロータ１１Ｆの回転面は、回転軸線Ａ３に直交している。各ロータ１１Ｆは、互いに逆のピッチを有している。

【0069】

このように、回転軸線Ａ１，Ａ２，Ａ３は、同一平面上には存在しておらず、互いに非平行である。また、回転軸線Ａ１，Ａ２，Ａ３は、本体２Ａの中心点で交差している。本変形例では、各ロータ１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆは、同一平面上に存在しない３本の回転軸線Ａ１，Ａ２，Ａ３上で放射状に配置される。一対のロータは、互いに逆のピッチを有しており、それぞれ任意の回転数で回転軸線を中心に回転する。このため、回転軸線Ａ１，Ａ２，Ａ３のそれぞれに関して、並進運動及び回転運動が独立に制御可能となり、飛行体１Ｄは、６自由度で飛行可能となる。よって、本変形例によれば、上記実施形態と同様、着陸時に本体２Ａの位置及び姿勢が意図せずに変動するような事態を抑制できるので、飛行体１Ｄを着陸面ＬＰに安定して着陸させることができる。

【0070】

本開示は、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び各変形例を必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、本体、フレーム、推力発生部、及び着陸脚の構成は、適宜変更され得る。例えば、本体は、例えばカメラ又はロボットアーム等の作業機器を更に有してもよい。本体に搭載される機器は、飛行体１に求められる作業等に応じて、適宜変更され得る。また、推力発生部のロータの数、配置、及び形状は、上述した実施形態及び各変形例に限られない。また、推力発生部は、本体の位置及び姿勢をそれぞれ調整するための推力を発生できれば、ロータ以外の構成を有していてもよい。

【0071】

また、制御装置の構成は、適宜変更され得る。例えば、第２情報取得部は、着陸地点情報を周期的に取得しなくてもよい。例えば着陸面が地表である場合のように、着陸面の位置及び傾斜が時間的に変動しない場合、第２情報取得部は、着陸地点情報を一度取得すればよい。この場合、算出部は、新たな目標位置及び目標姿勢を算出する必要がなく、ロータ制御部は、新たな目標位置及び目標姿勢となるように本体の位置及び姿勢を調整する必要がないので、飛行体の制御系を簡易化できる。

【符号の説明】

【0072】

１，１Ａ～１Ｄ 飛行体
２，２Ａ 本体
３，３Ａ フレーム
５，５Ａ～５Ｃ 推力発生部
１０，１１，１１Ａ～１１Ｃ，１３ ロータ
１１Ｄ 第１の一対のロータ
１１Ｅ 第２の一対のロータ
１１Ｆ 第３の一対のロータ
１１ａ 回転中心
１５ 着陸脚
１６ａ 接地部
２０ 制御装置
２１ 算出部
２２ ロータ制御部
２５ 第１情報取得部
３０ 検出部
３０Ａ 外部検出部
３２ 第２情報取得部
３３ モータアンプ
３４ モータ
Ａ 回転軸線
Ａ１ 回転軸線（第１軸線）
Ａ２ 回転軸線（第２軸線）
Ａ３ 回転軸線（第３軸線）
Ｄ１ 本体姿勢情報
Ｄ２ 着陸地点情報
Ｎ 鉛直線
ＬＰ 着陸面
ＶＰ 仮想平面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】