特許 7273546 航空機

(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】2023-05-02

(45)【発行日】2023-05-15

(54)【発明の名称】航空機

(51)【国際特許分類】

   B64C 13/00 20060101AFI20230508BHJP

   B64C 27/08 20230101ALI20230508BHJP

   B64C 39/08 20060101ALI20230508BHJP

   B64C 13/18 20060101ALI20230508BHJP

   G05D 1/10 20060101ALI20230508BHJP

   G05B 9/03 20060101ALI20230508BHJP

【ＦＩ】

B64C13/00 B

B64C27/08

B64C39/08

B64C13/18 Z

G05D1/10

G05B9/03

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019045023

(22)【出願日】2019-03-12

(65)【公開番号】P2020147111

(43)【公開日】2020-09-17

【審査請求日】2022-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】早川 正翁

【審査官】草野 顕子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０５６９３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１１８０７０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｃ １３／００

Ｂ６４Ｃ ２７／０８

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｃ ３９／０８

Ｂ６４Ｃ １３／１８

Ｇ０５Ｄ １／１０

Ｇ０５Ｂ ９／０３

Ｂ６４Ｃ ２７／２０－２２

Ｂ６４Ｃ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面視で異なる位置に配された複数の第１ユニットを有する航空機であって、
前記複数の第１ユニットは、それぞれ、
前記航空機の飛行状態を検出する第１センサと、
前記航空機に対して揚力または推力を与える回転翼と、
前記回転翼を駆動する駆動部と、
前記航空機の飛行経路と、検出された前記飛行状態とに基づく制御則により前記回転翼の駆動信号を生成可能であり、前記駆動部に出力する第１駆動制御部と、
を備え、
前記第１駆動制御部の制御則は、前記第１ユニット同士で等しく、前記複数の第１ユニット全ての駆動信号を生成可能であり、
前記駆動部は、生成された前記複数の第１ユニット全ての駆動信号のうち自己に相当する駆動信号に基づいて前記回転翼を駆動し、
前記航空機は、
前記航空機の飛行状態を検出する第２センサと、
前記航空機の飛行経路と、検出された前記飛行状態とに基づく制御則により前記回転翼の駆動信号を生成可能であり、前記第１ユニットの前記駆動部に出力する第２駆動制御部と、
を備えるユニットであって、前記第１ユニットとは別に設けられ前記回転翼および前記駆動部を備えないユニット、または、前記複数の第１ユニットのうちの１つのユニットである第２ユニットをさらに有し、
前記第２駆動制御部の制御則は、前記複数の第１ユニットと等しく、
前記第２ユニットと全ての前記第１ユニットとの通信が正常である通常状態では、前記第２駆動制御部が前記全ての第１ユニットの各々の前記駆動部に対する駆動信号を生成し、
前記第２ユニットと少なくとも一部の前記第１ユニットとの通信が正常でない場合には、前記第２駆動制御部が当該少なくとも一部の第１ユニット以外の各第１ユニットの前記駆動部に対する駆動信号を生成し、当該少なくとも一部の第１ユニットの前記第１駆動制御部が当該少なくとも一部の第１ユニットの前記駆動部に対する駆動信号を生成する航空機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の回転翼を搭載した航空機に関する。

【背景技術】

【0002】

航空機は、空間移動の自由度が高く、移動速度も高いので、飛行時の安全性には特に配慮が必要である。例えば、飛行時に、エンジン等の動力源を個々に制御するコントローラが故障したとしても飛行を継続しなければならない。したがって、コントローラが故障した場合に備え、その代わりとなる他のコントローラを待機させておき、故障判断後、直ちに、他のコントローラへの切り換えが必要となる。

【0003】

例えば、航空機を制御する飛行制御システムにおいて複数のコントローラを切り替え可能に接続し、１のコントローラによる主制御信号が有効でなければ、他のコントローラによるバックアップ制御信号に切り換える技術が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特表２００９－５２３６５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように、飛行制御システムにおいては、冗長的に複数のコントローラを接続し、故障時には、その接続を切り換えることによって飛行を維持する。ただし、このような複数のコントローラでは、相互に通信が確立されていることを前提としている。したがって、コントローラ間で通信が途絶えると、他のコントローラがバックアップ機能を果たすことができなくなる。

【0006】

ここで、通信を担う信号線を物理的に冗長化して通信が途絶えるのを防ぐことも考えられる。しかし、複数の回転翼を搭載した航空機や機体の形状が複雑化した航空機では、その冗長な信号線を効率的に配線するのが難しい。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑み、複数の回転翼を搭載した航空機においても安全性を適切に担保することが可能な航空機を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、平面視で異なる位置に配された複数の第１ユニットを有する本発明の航空機において、複数の第１ユニットは、それぞれ、航空機の飛行状態を検出する第１センサと、航空機に対して揚力または推力を与える回転翼と、回転翼を駆動する駆動部と、航空機の飛行経路と、検出された飛行状態とに基づく制御則により回転翼の駆動信号を生成可能であり、駆動部に出力する第１駆動制御部と、を備え、第１駆動制御部の制御則は、第１ユニット同士で等しく、複数の第１ユニット全ての駆動信号を生成可能であり、駆動部は、生成された複数の第１ユニット全ての駆動信号のうち自己に相当する駆動信号に基づいて回転翼を駆動し、航空機は、航空機の飛行状態を検出する第２センサと、航空機の飛行経路と、検出された飛行状態とに基づく制御則により回転翼の駆動信号を生成可能であり、第１ユニットの前記駆動部に出力する第２駆動制御部と、を備えるユニットであって、第１ユニットとは別に設けられ回転翼および駆動部を備えないユニット、または、複数の第１ユニットのうちの１つのユニットである第２ユニットをさらに有し、第２駆動制御部の制御則は、複数の第１ユニットと等しく、第２ユニットと全ての第１ユニットとの通信が正常である通常状態では、第２駆動制御部が全ての第１ユニットの各々の駆動部に対する駆動信号を生成し、第２ユニットと少なくとも一部の第１ユニットとの通信が正常でない場合には、第２駆動制御部が当該少なくとも一部の第１ユニット以外の各第１ユニットの駆動部に対する駆動信号を生成し、当該少なくとも一部の第１ユニットの第１駆動制御部が当該少なくとも一部の第１ユニットの駆動部に対する駆動信号を生成する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、複数の回転翼を搭載した航空機においても安全性を適切に担保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】航空機の概略的な構成を説明するための説明図である。

【図2】第１ユニットの概略的な構成を説明するための説明図である。

【図3】第２ユニットの概略的な構成を説明するための説明図である。

【図4】航空機の初期化処理を示すフローチャートである。

【図5】航空機の通常状態を示す概略図である。

【図6】航空機の他の状態を示す概略図である。

【図7】航空機の他の状態を示す概略図である。

【図8】航空機の他の状態を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0013】

図１は、航空機１の概略的な構成を説明するための説明図である。航空機１は、複数（ここでは６つ）の第１ユニット１００（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ）と、第２ユニット２００とが筐体２に固定され、所謂、無人航空機（ドローン）として機能する。なお、ここでは、航空機１として、６つの回転翼を備える無人航空機を挙げて説明するが、オスプレイに代表されるような複数の回転翼を備える様々な航空機に適用できる。また、航空機１は無人航空機に限らず、有人航空機にも適用できる。

【0014】

なお、航空機１を構成する複数の第１ユニット１００は、それぞれ、平面視で位置が異なる。ここで、平面視としたのは、第１ユニット１００同士は、水平面に投射したときの位置が異なればよく、鉛直方向の位置は制限されないからである。また、航空機１は予め移動前方と移動後方が固定されていてもよく、また、移動方位によって移動前方と移動後方とを変更することができるとしてもよい。

【0015】

図２は、第１ユニット１００の概略的な構成を説明するための説明図である。第１ユニット１００は、第１センサ１１０と、第１メモリ１１２と、第１通信部１１４と、第１プロセッサ１１６と、回転翼１１８と、駆動部１２０とを含んで構成される。

【0016】

第１センサ１１０は、航空機１の現在の飛行状態を検出する。例えば、第１センサ１１０としてのＧＰＳ（Global Positioning System）は、航空機１の飛行位置（経度、緯度、高度を含む）や移動方位を検出し、慣性航法装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）は、航空機１の姿勢を検出する。また、第１センサ１１０は、航空機１の移動速度、機体が受ける風向、風速、機体周囲の気圧、温度、湿度等も検出できる。

【0017】

第１メモリ１１２は、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路で構成される。本実施形態において、第１メモリ１１２は、飛行制御を実行するための制御則（伝達関数）ｆを実行可能なプログラムを格納している。

【0018】

第１通信部１１４は、外部装置と無線で通信を確立可能に構成されている。なお、外部装置としては、地上設備、別体の航空機、船舶等が挙げられる。

【0019】

第１プロセッサ１１６は、ＣＰＵ等の演算プロセッサで構成され、第１メモリ１１２のプログラムと協働して、第１経路導出部１５０、第１駆動制御部１５２、第１制御切換部１５４として機能する。

【0020】

ここで、第１経路導出部１５０は、第１センサ１１０から取得した現在地および第１通信部１１４を通じて受信した目的地、もしくは、予め第１メモリ１１２に設定されていた現在地および目的地に基づいて航空機１の燃料消費（電力消費）が最小となる、または、到達時間が最小となる飛行経路を導出する。なお、第１経路導出部１５０は、第１センサ１１０から現在地を取得する代わりに、目的地同様、第１通信部１１４を通じて現在地を受信してもよい。また、第１経路導出部１５０は、現在地、目的地に加え、外部環境（天候、気圧、風速、風向等）に基づいて飛行経路を導出してもよい。飛行経路には、その飛行経路中の複数の飛行位置における飛行状態（移動方位、移動速度、姿勢等）が含まれる。第１駆動制御部１５２は、飛行経路と、第１センサ１１０で検出された飛行状態とに基づいて回転翼１１８の駆動信号を生成し、駆動部１２０に出力する。第１制御切換部１５４は、航空機１の状態（正常または異常）に応じて制御系を切り換える。なお、第１経路導出部１５０、第１駆動制御部１５２は、通常状態では機能を停止しており、必要に応じて動作する。

【0021】

回転翼１１８は、回転によって航空機１（具体的には自己の第１ユニット１００）に揚力または推力を与えるプロペラ状の翼である。

【0022】

駆動部１２０は、内燃機関（例えば、ジェットエンジンやレシプロエンジン）やモータで構成され、回転翼１１８を駆動するとともに、駆動信号に従って回転翼１１８の回転数を制御する。ここでは、複数の第１ユニット１００に設けられた駆動部１２０それぞれが独立して回転翼１１８を駆動することで、航空機１の移動方位、移動速度、および、姿勢を制御する。

【0023】

図３は、第２ユニット２００の概略的な構成を説明するための説明図である。第２ユニット２００は、第２センサ２１０と、第２メモリ２１２と、第２通信部２１４と、第２プロセッサ２１６とを含んで構成される。

【0024】

なお、第２ユニット２００における第２センサ２１０、第２メモリ２１２、第２通信部２１４、第２プロセッサ２１６は、第１ユニット１００における第１センサ１１０、第１メモリ１１２、第１通信部１１４、第１プロセッサ１１６と機能が実質的に等しいので、ここではその詳細な説明を省略する。なお、第２ユニット２００と各第１ユニット１００とはネットワークを形成し、相互に通信（有線または無線）が可能となっている。

【0025】

第２プロセッサ２１６は、第２メモリ２１２のプログラムと協働して、第２経路導出部２５０、第２駆動制御部２５２、第２制御切換部２５４として機能する。第２経路導出部２５０は、第２センサ２１０から取得した現在地および第２通信部２１４を通じて受信した目的地、もしくは、予め第２メモリ２１２に設定されていた現在地および目的地に基づいて飛行経路を導出する。なお、第２経路導出部２５０は、第２センサ２１０から現在地を取得する代わりに、目的地同様、第２通信部２１４を通じて現在地を受信してもよい。また、第２経路導出部２５０は、現在地、目的地に加え、外部環境に基づいて飛行経路を導出してもよい。第２駆動制御部２５２は、第２経路導出部２５０が導出した飛行経路と、第２センサ２１０による飛行状態とに基づいて、第１ユニット１００における回転翼１１８の駆動信号を生成し、第１ユニット１００の駆動部１２０に出力する。第２制御切換部２５４は、航空機１の状態（正常または異常）に応じて制御系を切り換える。

【0026】

ここでは、航空機１における６つの第１ユニット１００および１つの第２ユニット２００で、センサ（第１センサ１１０、第２センサ２１０）、メモリ（第１メモリ１１２、第２メモリ２１２）、通信部（第１通信部１１４、第２通信部２１４）、プロセッサ（第１プロセッサ１１６、第２プロセッサ２１６）を共通して搭載する。かかる構成により、各機能部の様々な不具合に対応し、安全性を適切に担保することが可能となる。以下、その具体的な構成を説明する。

【0027】

図４は、航空機１の初期化処理を示すフローチャートであり、図５は、航空機１の通常状態を示す概略図である。

【0028】

まず、第２ユニット２００の第２経路導出部２５０は、現在地および目的地を取得する（Ｓ３００）。そして、第２経路導出部２５０は、現在地および目的地に基づいて飛行経路を導出し（Ｓ３０２）、第２メモリ２１２に保持するとともに、導出した飛行経路を各第１ユニット１００の第１メモリ１１２に複製する（Ｓ３０４）。

【0029】

ここでは、飛行経路を、複数の第１ユニット１００全ての第１メモリ１１２（１１２ａ～１１２ｆ）に複製することで、６つの第１ユニット１００（１００ａ～１００ｆ）および第２ユニット２００で飛行経路が共有される。すなわち、第１メモリ１１２および第２メモリ２１２のいずれにおいても飛行経路が保持されることとなる。

【0030】

次に、第２ユニット２００の第２制御切換部２５４は、航空機１が正常であることに基づいて６つの駆動部１２０へ駆動信号を出力する制御主体を第２ユニット２００の第２駆動制御部２５２に設定する（Ｓ３０６）。したがって、初期化後の通常状態では、図５において実線で囲った第２ユニット２００の第２通信部２１４、第２経路導出部２５０、第２駆動制御部２５２、第２制御切換部２５４、第２メモリ２１２、第２センサ２１０、第１ユニット１００（１００ａ～１００ｆ）の駆動部１２０（１２０ａ～１２０ｆ）、回転翼１１８（１１８ａ～１１８ｆ）が機能することとなる。

【0031】

続いて、第２ユニット２００の第２駆動制御部２５２は、第２センサ２１０から現在の飛行状態（特に、飛行位置、移動方位、姿勢）を取得する（Ｓ３０８）。次に、第２駆動制御部２５２は、第２メモリ２１２から飛行経路および制御則ｆを読み出し、その制御則ｆを用い、飛行経路、および、第２センサ２１０を通じて取得した現在の飛行状態に基づいて、各第１ユニット１００の駆動部１２０（１２０ａ～１２０ｆ）に対する駆動信号Ｙａ～Ｙｆを生成する（Ｓ３１０）。

【0032】

ここで、制御則ｆは、第２メモリ２１２に予め保持されており、少なくとも、１の飛行経路と、１のセンサ（ここでは第２センサ２１０）による飛行状態とが入力された場合に、その差分に基づいて、現在の飛行状態が飛行経路に近づくように（差分が０となるように）６つの回転翼１１８それぞれの駆動信号Ｙａ～Ｙｆを生成する関数である。ここでは、６つの回転翼１１８それぞれの駆動信号が他の駆動信号と独立して生成されている。すなわち、回転翼１１８同士で駆動信号が影響し合うことはなく、１の飛行経路と、１のセンサによる飛行状態とによってそれぞれの回転翼１１８の駆動信号Ｙａ～Ｙｆが一義的に決定する。

【0033】

各第１ユニット１００の駆動部１２０は、自己の第１ユニット１００に設けられた回転翼１１８が航空機１のいずれに位置しているかを把握しており、その位置に応じて、生成された駆動信号Ｙａ～Ｙｆのいずれか１の駆動信号を受信する。例えば、第１ユニット１００ａの駆動部１２０ａは、駆動信号Ｙａを受信し、第１ユニット１００ｂの駆動部１２０ｂは、駆動信号Ｙｂを受信し、第１ユニット１００ｃの駆動部１２０ｃは、駆動信号Ｙｃを受信し、第１ユニット１００ｄの駆動部１２０ｄは、駆動信号Ｙｄを受信し、第１ユニット１００ｅの駆動部１２０ｅは、駆動信号Ｙｅを受信し、第１ユニット１００ｆの駆動部１２０ｆは、駆動信号Ｙｆを受信する。

【0034】

そして、各第１ユニット１００の駆動部１２０（１２０ａ～１２０ｆ）は、受信した駆動信号に従って回転翼１１８（１１８ａ～１１８ｆ）の回転数を制御し（Ｓ３１２）、ステップＳ３０８からの処理を繰り返す。こうして、航空機１が適切に飛行制御される。

【0035】

ところで、上述したように、制御則ｆは、第２ユニット２００の第２メモリ２１２のみならず、第１ユニット１００の第１メモリ１１２にも保持されている。すなわち、制御則ｆは、第１ユニット１００同士および第２ユニット２００で等しい。したがって、駆動部１２０へ駆動信号を出力する制御主体としては、第２ユニット２００の第２駆動制御部２５２のみならず、第１ユニット１００の第１駆動制御部１５２に設定することができる。

【0036】

換言すれば、第１ユニット１００の駆動部１２０は、第２ユニット２００からの駆動信号を受けて回転翼１１８の回転数を制御することもできるし、第１ユニット１００自体で独立して駆動信号を生成して回転翼１１８の回転数を制御することもできる。このように、６つの第１ユニット１００および第２ユニット２００で、同一の飛行経路および制御則ｆを共有することで、以下に示すように、様々な不具合に適切に対応することができる。

【0037】

なお、ここでは、制御則ｆを第１メモリ１１２および第２メモリ２１２に予め保持させておき、始動時に、第２ユニット２００から第１ユニット１００の第１メモリ１１２に飛行経路を複製する例を挙げて説明した。しかし、かかる場合に限らず、始動時に、第２ユニット２００から第１ユニット１００の第１メモリ１１２に飛行経路および制御則ｆを複製するとしてもよい。また、制御則ｆをそのまま複製する例を挙げて説明したが、制御則ｆを、駆動信号Ｙａ～Ｙｆそれぞれを導出する関数に分け、個々に第１ユニット１００ａ～１００ｆに複製するとしてもよい。

【0038】

図６は、航空機１の他の状態を示す概略図である。ここでは、図６中「×」で示すように、第２ユニット２００と一部の第１ユニット１００（ここでは第１ユニット１００ａ）との通信が正常ではない（例えば切断された）場合を示す。

【0039】

まず、第２ユニット２００の第２制御切換部２５４は、第１ユニット１００ａ以外の第１ユニット１００（１００ｂ～１００ｆ）との通信が正常であることに基づいて、第１ユニット１００ｂ～１００ｆの５つの駆動部１２０（１２０ｂ～１２０ｆ）の制御主体を第２ユニット２００の第２駆動制御部２５２に設定する。これと並行して、第１ユニット１００ａの第１制御切換部１５４ａは、第２ユニット２００との通信が正常でないことに基づいて、第１ユニット１００ａの駆動部１２０ａの制御主体を第１ユニット１００ａの第１駆動制御部１５２ａに設定する。

【0040】

したがって、第１ユニット１００ｂ～１００ｆに関しては、第２ユニット２００の第２通信部２１４、第２経路導出部２５０、第２駆動制御部２５２、第２制御切換部２５４、第２メモリ２１２、第２センサ２１０、第１ユニット１００ｂ～１００ｆの駆動部１２０、回転翼１１８が機能する。具体的に、第２ユニット２００の第２駆動制御部２５２は、第２メモリ２１２から飛行経路および制御則ｆを読み出し、制御則ｆを用い、飛行経路、および、第２センサ２１０を通じて取得した現在の飛行状態に基づいて、各第１ユニット１００ｂ～１００ｆの駆動部１２０に対する駆動信号Ｙｂ～Ｙｆを生成する。そして、各第１ユニット１００ｂ～１００ｆの駆動部１２０（１２０ｂ～１２０ｆ）は、生成された駆動信号Ｙｂ～Ｙｆに従って回転翼１１８（１１８ｂ～１１８ｆ）の回転数を制御する。

【0041】

一方、第１ユニット１００ａに関しては、第１ユニット１００ａの第１通信部１１４ａ、第１経路導出部１５０ａ、第１駆動制御部１５２ａ、第１制御切換部１５４ａ、第１メモリ１１２ａ、第１センサ１１０ａ、駆動部１２０ａ、回転翼１１８ａが機能する。具体的に、第１ユニット１００ａの第１駆動制御部１５２ａは、第１メモリ１１２ａから飛行経路および制御則ｆを読み出し、制御則ｆを用い、飛行経路、および、第１センサ１１０ａを通じて取得した現在の飛行状態に基づいて、自己の第１ユニット１００ａの駆動部１２０ａに対する駆動信号Ｙａを生成する。そして、第１ユニット１００ａの駆動部１２０ａは、生成された駆動信号Ｙａに従って回転翼１１８ａの回転数を制御する。

【0042】

このとき、第１駆動制御部１５２ａは、制御則ｆを用い、飛行経路、および、現在の飛行状態に基づいて、一旦、第１ユニット１００全ての駆動部１２０に対する駆動信号Ｙａ～Ｙｆを生成し、そのうちの駆動信号Ｙａのみを抽出して駆動部１２０ａに出力してもよい。また、第１駆動制御部１５２ａは、予め制御則ｆのうち駆動信号Ｙａを導出する関数のみを用い、飛行経路、および、現在の飛行状態に基づいて駆動信号Ｙａのみを生成して駆動部１２０ａに出力してもよい。

【0043】

なお、航空機１の始動時において第２ユニット２００と第１ユニット１００ａとの通信が既に正常ではなかった場合、第１ユニット１００ａの第１経路導出部１５０ａが、第２ユニット２００とは独立して、第１センサ１１０ａから取得した現在地および第１通信部１１４ａを通じて受信した目的地に基づいて飛行経路を導出するとしてもよい。また、航空機１の飛行中に、再度、飛行経路を導出する必要がある場合も、第１ユニット１００ａの第１経路導出部１５０ａが、第２ユニット２００とは独立して、第１センサ１１０ａから取得した現在地および第１通信部１１４ａを通じて受信した目的地に基づいて飛行経路を導出する。

【0044】

ここでは、通信が正常な第１ユニット１００ｂ～１００ｆに関して第２ユニット２００の第２プロセッサ２１６で統合的に管理し、通信が正常でない第１ユニット１００ａに関しては、第１ユニット１００ａ自体の第１プロセッサ１１６ａで独立して管理している。したがって、通信が正常に行われなくとも、航空機１を正常に飛行制御することができる。

【0045】

なお、ここでは、第２ユニット２００と第１ユニット１００ａとの通信が正常ではない場合を説明したが、かかる場合に限らず、第２ユニット２００と第１ユニット１００ｂ～１００ｆのいずれかとの通信が正常でない場合も上記の処理が適用できる。また、通信が正常でない第１ユニット１００は１に限らず、複数または全部であってもよい。この場合も、通信が正常ではない第１ユニット１００がそれぞれ独立して制御系を確立すれば足りる。

【0046】

また、ここでは、通信が正常でない第１ユニット１００のみを独立させ、他の第１ユニット１００は、纏めて第２プロセッサ２１６の管理下としている。その理由は以下の通りである。すなわち、第１ユニット１００をそれぞれ独立して制御するとなると、その制御入力である第１センサ１１０の検出結果（飛行状態）に誤差が生じ得る。また、第１センサ１１０から現在地を取得したり、第１通信部１１４を通じて目的地を取得する場合、その取得タイミングが異なると取得した情報が異なる場合が生じ得る。ここでは、通信が正常でない第１ユニット１００以外の第１ユニット１００を第２プロセッサ２１６で統合的に管理することで、誤差による飛行制御のズレを可能な限り回避できる。

【0047】

図７は、航空機１の他の状態を示す概略図である。ここでは、第２ユニット２００と各第１ユニット１００（１００ａ～１００ｆ）との通信は正常であるが、第２プロセッサ２１６が正常に動作していない場合を示す。

【0048】

上述したように、第２プロセッサ２１６と第１プロセッサ１１６とは実質的に機能が等しい。したがって、第１プロセッサ１１６は、第２プロセッサ２１６に代わって、各第１ユニット１００を統合的に管理できる。

【0049】

具体的に、任意の第１ユニット１００（ここでは、第１ユニット１００ｂ）の第１制御切換部１５４ｂは、制御主体を、第２ユニット２００の第２駆動制御部２５２から第１ユニット１００ｂの第１駆動制御部１５２ｂに切り換える。第１駆動制御部１５２ｂは、第１メモリ１１２ｂから飛行経路および制御則ｆを読み出し、制御則ｆを用い、飛行経路、および、第１センサ１１０ｂを通じて取得した現在の飛行状態に基づいて、自己を含む各第１ユニット１００ａ～１００ｆの駆動部１２０（１２０ａ～１２０ｆ）に対する駆動信号Ｙａ～Ｙｆを生成する。そして、各第１ユニット１００ａ～１００ｆの駆動部１２０は、生成された駆動信号Ｙａ～Ｙｆに従って回転翼１１８（１１８ａ～１１８ｆ）の回転数を制御する。

【0050】

また、このように切り換わった第１プロセッサ１１６も正常に動作していない場合、他の第１ユニット１００の第１制御切換部１５４は、制御主体を、第１プロセッサ１１６が正常に動作していない第１ユニット１００の第１駆動制御部１５２から自己の第１ユニット１００の第１駆動制御部１５２に切り換える。

【0051】

かかる構成により、制御主体となるプロセッサが正常に動作しない場合であっても、航空機１を正常に飛行制御することができる。

【0052】

図８は、航空機１の他の状態を示す概略図である。ここでは、第２ユニット２００を構成する機能部（ここでは、第２通信部２１４）が正常に動作していない場合を示す。

【0053】

上述したように、第２通信部２１４と第１通信部１１４とは実質的に機能が等しい。したがって、第２経路導出部２５０は、目的地を、第２通信部２１４に代わって、第１通信部１１４（例えば、第１通信部１１４ｄ）から取得することができる。

【0054】

具体的に、第２ユニット２００の第２制御切換部２５４は、第２通信部２１４が正常に動作していないことに応じて、外部装置と通信を確立する主体を、第２通信部２１４から任意の第１ユニット１００（ここでは第１ユニット１００ｄ）における第１通信部１１４ｄに切り換える。第２経路導出部２５０は、第２センサ２１０から取得した現在地および第１通信部１１４ｄを通じて受信した目的地に基づいて飛行経路を導出する。

【0055】

このように、第２ユニット２００の機能部が正常に動作していない場合、第１ユニット１００の機能部によって代替えできる。また、上述したように制御主体が第２ユニット２００の第２駆動制御部２５２から第１ユニット１００の第１駆動制御部１５２に切り換わっている場合、その第１ユニット１００の機能部を他の第１ユニット１００の機能部によって代替えできる。

【0056】

また、第２ユニット２００および第１ユニット１００が、動力源として、それぞれ独立して電池を有している場合、それを共有することで、電力の融通も図ることができる。

【0057】

かかる構成により、いずれかの機能部が正常に動作しない場合であっても、航空機１を正常に飛行制御することができる。

【0058】

また、コンピュータを航空機１として機能させるプログラムや、当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

【0059】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0060】

例えば、上述した実施形態では、航空機１に、複数の第１ユニット１００および第２ユニット２００が設けられた例を挙げて説明した。しかし、かかる場合に限らず、航空機１を、第２ユニット２００を除いて、複数の第１ユニット１００で構成することもできる。この場合、任意の第１ユニット１００における第１プロセッサ１１６が、第２ユニット２００の第２プロセッサ２１６と同等に機能する。

【0061】

また、各第１ユニット１００の第１メモリ１１２に飛行経路が保持された後は、１の第１プロセッサ１１６が全ての第１ユニット１００を管理することも、各第１ユニット１００の第１プロセッサ１１６がそれぞれ自己の第１ユニット１００を管理することもできる。かかる構成により、第１ユニット１００のみからなる安価かつ簡易な航空機１を形成できる。

【0062】

また、上述した実施形態においては、制御則ｆとして、１の飛行経路と、１のセンサによる飛行状態とが入力され、その差分に基づいて、現在の飛行状態が飛行経路に近づくように６つの回転翼１１８それぞれの駆動信号Ｙａ～Ｙｆを独立して生成する関数を挙げて説明した。しかし、かかる場合に限らず、１の駆動信号を生成するのに、他の駆動信号をフィードバックして用いてもよい。かかる構成により、飛行制御の精度を向上することが可能となる。また、他の第１ユニット１００の回転翼１１８の実回転数（駆動結果）をフィードバックしてもよい。かかる構成により、一部の回転翼１１８に異常が生じた場合も対応可能となる。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は、複数の回転翼を搭載した航空機に利用することができる。

【符号の説明】

【0064】

１ 航空機
２ 筐体
１００ 第１ユニット
１１０ 第１センサ
１１２ 第１メモリ
１１４ 第１通信部
１１６ 第１プロセッサ
１１８ 回転翼
１２０ 駆動部
１５０ 第１経路導出部
１５２ 第１駆動制御部
１５４ 第１制御切換部
２００ 第２ユニット
２１０ 第２センサ
２１２ 第２メモリ
２１４ 第２通信部
２１６ 第２プロセッサ
２５０ 第２経路導出部
２５２ 第２駆動制御部
２５４ 第２制御切換部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】