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(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】2024-04-03
(45)【発行日】2024-04-11
(54)【発明の名称】ドローン及びドローンの制御方法
(51)【国際特許分類】
B64D 45/00 20060101AFI20240404BHJP
B64C 39/02 20060101ALI20240404BHJP
B64C 27/08 20230101ALI20240404BHJP
B64U 10/16 20230101ALI20240404BHJP
【ＦＩ】
B64D45/00 A
B64C39/02
B64C27/08
B64U10/16
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2022515164
(86)(22)【出願日】2020-04-17
(86)【国際出願番号】 JP2020016865
(87)【国際公開番号】W WO2021210163
(87)【国際公開日】2021-10-21
【審査請求日】2023-03-23
(73)【特許権者】
【識別番号】515019537
【氏名又は名称】株式会社ナイルワークス
(74)【代理人】
【識別番号】110003476
【氏名又は名称】弁理士法人瑛彩知的財産事務所
(72)【発明者】
【氏名】和氣 千大
(72)【発明者】
【氏名】加藤 宏記
【審査官】諸星 圭祐
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２４６３０４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１９７０４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５０４８８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１４２４４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１７９３４４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６４Ｃ ２７／０８
Ｂ６４Ｃ ３９／０２
Ｂ６４Ｄ ４５／００
Ｂ６４Ｕ １０／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ドローンであって、本体と、
複数の回転翼と、
前記複数の回転翼を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部が、
前記ドローンの姿勢を水平から所定の角度傾けた傾斜飛行をしている場合に、高さ方向において下側に位置する回転翼の推力と上側に位置する回転翼の推力とに基づいて、前記ドローンの重心位置を算出することにより、重心位置関連情報を取得し、
取得された前記重心位置関連情報が、予め定められた所定条件を満たさない場合に、通知の出力又は飛行の停止の少なくともいずれかを行う
ドローン。
【請求項2】
前記複数の回転翼のうち、発生推力が最小の回転翼の最小推力と発生推力が最大の回転翼の最大推力との差分が所定の値以上異なる場合に、取得された前記重心位置関連情報が前記所定条件を満たさないと判定する請求項１に記載のドローン。
【請求項3】
前記複数の回転翼のうち、任意の回転翼の推力の差が所定の範囲を逸脱する場合に、取得された前記重心位置関連情報が前記所定条件を満たさないと判定する請求項１に記載のドローン。
【請求項4】
さらに前記ドローンの姿勢角に基づいて、前記重心位置を算出する請求項１に記載のドローン。
【請求項5】
前記下側に位置する回転翼の推力と上側に位置する回転翼の推力との差の値が、通常使用状態におけるそれぞれの差の値よりも大きい場合に、前記重心位置関連情報が前記所定条件を満たさないと判定する請求項１又は４に記載のドローン。
【請求項6】
前記下側に位置する回転翼は前記ドローンの進行方向に対して前側の回転翼であり、前記上側に位置する回転翼は前記ドローンの進行方向に対して後ろ側の回転翼である請求項１又は４に記載のドローン。
【請求項7】
前記複数の回転翼の推力は、前記複数の回転翼を回転させる推進器の出力、又は前記推進器への供給電力に基づいて算出される請求項１又は４に記載のドローン。
【請求項8】
前記ドローンの通常使用状態における通常重心位置は、前記ドローンを初期飛行させる場合に算出され、前記ドローンの記憶部に記憶される請求項１又は４に記載のドローン。
【請求項9】
前記ドローンの通常使用状態とは、前記ドローンが飛行するためにあらかじめ備え付けられた構成以外何も積載しない状態、又は当該状態に加えて前記ドローンに備えられた液体物タンクに液体物を積載した状態、のいずれかである請求項１又は４に記載のドローン。
【請求項10】
ドローンの制御方法であって、前記ドローンは、
本体と、
複数の回転翼と、
前記複数の回転翼を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部が、
前記ドローンの姿勢を水平から所定の角度傾けた傾斜飛行をしている場合に、高さ方向において下側に位置する回転翼の推力と上側に位置する回転翼の推力とに基づいて、前記ドローンの重心位置を算出することにより、重心位置関連情報を取得し、
取得された前記重心位置関連情報が、予め定められた所定条件を満たさない場合に、通知の出力又は飛行の停止の少なくともいずれかを行う
ドローンの制御方法。
【請求項11】
ドローンの制御プログラムであって、前記ドローンは、
本体と、
複数の回転翼と、
前記複数の回転翼を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部に、
前記ドローンの姿勢を水平から所定の角度傾けた傾斜飛行をしている場合に、高さ方向において下側に位置する回転翼の推力と上側に位置する回転翼の推力とに基づいて、前記ドローンの重心位置を算出することにより、重心位置関連情報を取得するステップと、
取得された前記重心位置関連情報が、予め定められた所定条件を満たさない場合に、通知の出力又は飛行の停止の少なくともいずれかを行うステップと、
を実行させるための制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ドローン及びドローンの制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
本技術分野の背景技術として、特開２０１９－６４５４４号公報（特許文献１）がある。この公報には、「空中散布装置１１（無人飛行体システム１０）は、１以上のドローン（無人飛行体）１４と、１以上のドローン１４の少なくとも１つに有線接続される地上のステーション１２と、を含む。ドローン１４は、ステーション１２又は他のドローン１４に接続されるドローン側ケーブル８６と、ドローン側ケーブル８６の繰り出し又は引き込みを行うドローン側ケーブル機構部１０８と、を備える。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１９－６４５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記特許文献１には、散布剤を散布するドローンが記載されている。しかしながら、本特許文献１はステーションから常に給電及び燃料を補充可能な構成であり、想定されていない物体が積載されて輸送されるリスクを考慮していなかった。
そこで、本発明は、ドローンの通常使用状態とは異なる物体の積載を管理する仕組みを提供する。
そこで、本発明は、ドローンの通常使用状態とは異なる物体の積載を管理する仕組みを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ドローンであって、本体と、複数の回転翼と、前記複数の回転翼を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記複数の回転翼の推力、又は前記複数の回転翼の推力の差分、又は前記ドローンの重心位置の少なくともいずれかを含む重心位置関連情報を取得し、取得された前記重心位置関連情報が、予め定められた所定条件を満たさない場合に、通知の出力又は飛行の停止の少なくともいずれかを行う。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、ドローンであって、本体と、複数の回転翼と、前記複数の回転翼を制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記複数の回転翼の推力、又は前記複数の回転翼の推力の差分、又は前記ドローンの重心位置の少なくともいずれかを含む重心位置関連情報を取得し、取得された前記重心位置関連情報が、予め定められた所定条件を満たさない場合に、通知の出力又は飛行の停止の少なくともいずれかを行う。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、ドローンの通常使用状態とは異なる物体の積載を管理する仕組みを提供することができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】ドローンの平面図の例である。
【図2】ドローンの正面図の例である。
【図3】ドローンの右側面図の例である。
【図4】ドローンの背面図の例である。
【図5】ドローンの斜視図の例である。
【図6】ドローンの制御機能を表したブロック図の例である。
【図7】ドローン管理システム７００全体の接続構成図の例である。
【図8】モバイル端末７０１に表示される圃場情報表示画面８００の例である。
【図9】モバイル端末７０１に表示されるドローン操作画面９００の例である。
【図10】モバイル端末７０１のハードウェア構成の例である。
【図11】管理サーバ７０２のハードウェア構成の例である。
【図12】管理端末７０３のハードウェア構成の例である。
【図13】圃場管理情報１３００の例である。
【図14】機器管理情報１４００の例である。
【図15】ユーザ管理情報１５００の例である。
【図16】薬剤管理情報１６００の例である。
【図17】エネルギー管理情報１７００の例である。
【図18】飛行経路管理情報１８００の例である。
【図19】スケジュール管理情報１９００の例である。
【図20】物体積載有り又は無しの場合のホバリング飛行時の状態を示す左側側面図の例である。
【図21】物体積載有り又は無しの場合のホバリング飛行時の回転翼の推力を示すグラフの例である。
【図22】中央からずれた場所に物体が積載された場合のホバリング飛行時の状態を示す左側側面図の例である。
【図23】中央から前方にずれた位置に物体が積載された場合のホバリング飛行時の回転翼の推力を示すグラフの例である。
【図24】物体積載有り又は無しの場合の傾斜飛行時の状態を示す左側側面図の例である。
【図25】物体積載有り又は無しの場合の傾斜飛行時の回転翼の推力を示すグラフの例である。
【図26】フライト判定処理フロー２６００の例である。
【図27】別のフライト判定処理フロー２７００の例である。
【図28】ホバリング飛行中の複数の回転翼の推力によるフライト判定処理フロー２８００の例である。
【図29】重心が機体の中央にある場合のドローンの重量と推力の関係を示すグラフの例である。
【図30】重心が機体の前方にある場合のドローンの重量と推力の関係を示すグラフの例である。
【図31】ホバリング飛行中の複数の回転翼の推力による別のフライト判定処理フロー３１００の例である。
【図32】離陸時の各脚にかかる圧力によるフライト判定処理フロー３２００の例である。
【図33】等速移動飛行中の複数の回転翼の推力によるフライト判定処理フロー３３００の例である。
【図34】等速移動飛行中の複数の回転翼の推力による別のフライト判定処理フロー３４００の例である。
【図35】重心位置の算出方法を説明する図の例である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
ドローンは、農機の例である。本明細書において、ドローンとは、動力手段（電力、原動機等）、操縦方式（無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等）を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。
ドローンは、農機の例である。本明細書において、ドローンとは、動力手段（電力、原動機等）、操縦方式（無線であるか有線であるか、および、自律飛行型であるか手動操縦型であるか等）を問わず、複数の回転翼を有する飛行体全般を指すこととする。
【実施例1】
【0009】
【0010】
回転翼１０１－１ａ、１０１－１ｂ、１０１－２ａ、１０１－２ｂ、１０１－３ａ、１０１－３ｂ、１０１－４ａ、１０１－４ｂ（ローターとも呼ばれる）は、ドローン１００を飛行させるための手段であり、飛行の安定性、機体サイズ、および、電力消費量のバランスを考慮し、８機（２段構成の回転翼が４セット）備えられている。各回転翼１０１は、ドローン１００の本体１１０からのび出たアームにより本体１１０の四方に配置されている。すなわち、進行方向左後方に回転翼１０１－１ａ、１０１－１ｂ、左前方に回転翼１０１－２ａ、１０１－２ｂ、右後方に回転翼１０１－３ａ、１０１－３ｂ、右前方に回転翼１０１－４ａ、１０１－４ｂがそれぞれ配置されている。なお、ドローン１００は図１における紙面下向きを進行方向とする。回転翼１０１の回転軸から下方には、それぞれ棒状の足１０７－１，１０７－２，１０７－３，１０７－４が伸び出ている。
【0011】
モーター１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０２－４ａ、１０２－４ｂは、回転翼１０１－１ａ、１０１－１ｂ、１０１－２ａ、１０１－２ｂ、１０１－３ａ、１０１－３ｂ、１０１－４ａ、１０１－４ｂを回転させる手段（典型的には電動機であるが発動機等であってもよい）であり、１つの回転翼に対して１機設けられている。モーター１０２は、推進器の例である。１セット内の上下の回転翼（例えば１０１－１ａと１０１－１ｂ）、および、それらに対応するモーター（例えば１０２－１ａと１０２－１ｂ）は、ドローンの飛行の安定性等のために軸が同一直線上にあり、かつ、互いに反対方向に回転する。
【0012】
図２、および、図３に示されるように、ローターが異物と干渉しないよう設けられたプロペラガードを支えるための放射状の部材は水平ではなくやぐら状の構造である。衝突時に当該部材が回転翼の外側に座屈することを促し、ローターと干渉することを防ぐためである。
【0013】
薬剤ノズル１０３－１、１０３－２、１０３－３、１０３－４は、薬剤を下方に向けて散布するための手段であり４機備えられている。なお、本明細書において、薬剤とは、農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種、水などの圃場に散布される液体、粉体又は微粒子である。
【0014】
薬剤タンク１０４は散布される薬剤を保管するためのタンクであり、重量バランスの観点からドローン１００の重心に近い位置でかつ重心より低い位置に設けられている。薬剤ホース１０５－１、１０５－２、１０５－３、１０５－４は、薬剤タンク１０４と各薬剤ノズル１０３－１、１０３－２、１０３－３、１０３－４とを接続する。薬剤ホースは硬質の素材から成り、当該薬剤ノズルを支持する役割を兼ねていてもよい。ポンプ１０６は、薬剤をノズルから吐出するための手段である。
【0015】
図６は、ドローンの制御機能を表したブロック図の例である。
フライトコントローラー５０１は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはＣＰＵ、メモリ、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピュータであってよい。フライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１から受信した入力情報、および、後述の各種センサから得た入力情報に基づき、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等の制御手段を介して、モーター１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの回転数を制御することで、ドローン１００の飛行を制御する。モーター１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの実際の回転数はフライトコントローラー５０１にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっている。あるいは、回転翼１０１に光学センサ等を設けて回転翼１０１の回転がフライトコントローラー５０１にフィードバックされる構成でもよい。
フライトコントローラー５０１は、ドローン全体の制御を司る構成要素であり、具体的にはＣＰＵ、メモリ、関連ソフトウェア等を含む組み込み型コンピュータであってよい。フライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１から受信した入力情報、および、後述の各種センサから得た入力情報に基づき、ＥＳＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｓｐｅｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ）等の制御手段を介して、モーター１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの回転数を制御することで、ドローン１００の飛行を制御する。モーター１０２－１ａ、１０２－１ｂ、１０２－２ａ、１０２－２ｂ、１０２－３ａ、１０２－３ｂ、１０４－ａ、１０４－ｂの実際の回転数はフライトコントローラー５０１にフィードバックされ、正常な回転が行なわれているかを監視できる構成になっている。あるいは、回転翼１０１に光学センサ等を設けて回転翼１０１の回転がフライトコントローラー５０１にフィードバックされる構成でもよい。
【0016】
フライトコントローラー５０１が使用するソフトウェアは、機能拡張・変更、問題修正等のために記憶媒体等を通じて、または、Ｗｉ－Ｆｉ通信やＵＳＢ等の通信手段を通じて書き換え可能になっている。この場合において、不正なソフトウェアによる書き換えが行なわれないように、暗号化、チェックサム、電子署名、ウィルスチェックソフト等による保護が行われている。また、フライトコントローラー５０１が制御に使用する計算処理の一部が、モバイル端末７０１上、または、管理サーバ７０２上や他の場所に存在する別のコンピュータによって実行されてもよい。フライトコントローラー５０１は重要性が高いため、その構成要素の一部または全部が二重化されていてもよい。
【0017】
フライトコントローラー５０１は、Ｗｉ－Ｆｉ子機機能５０３を介して、さらに、基地局７１０を介してモバイル端末７０１とやり取りを行ない、必要な指令をモバイル端末７０１から受信すると共に、必要な情報をモバイル端末７０１に送信できる。この場合に、通信には暗号化を施し、傍受、成り済まし、機器の乗っ取り等の不正行為を防止するようにしてもよい。基地局７１０は、Ｗｉ－Ｆｉによる通信機能に加えて、ＲＴＫ－ＧＰＳ基地局の機能も備えている。ＲＴＫ基地局の信号とＧＰＳ測位衛星からの信号を組み合わせることで、フライトコントローラー５０１により、ドローン１００の絶対位置を数センチメートル程度の精度で測定可能となる。フライトコントローラー５０１は重要性が高いため、二重化・多重化されていてもよく、また、特定のＧＰＳ衛星の障害に対応するため、冗長化されたそれぞれのフライトコントローラー５０１は別の衛星を使用するよう制御されていてもよい。なお、フライトコントローラー５０１、基地局７１０、モバイル端末７０１間の通信はＷｉ－Ｆｉではなく、ＬＴＥ等のモバイルネットワークを用いる場合もある。
【0018】
６軸ジャイロセンサ５０５はドローン機体の互いに直交する３方向の加速度を測定する。さらに、加速度の積分により速度を計算する。６軸ジャイロセンサ５０５は、上述の３方向におけるドローン機体の姿勢角の変化、すなわち角速度を測定する。地磁気センサ５０６は、地磁気の測定によりドローン機体の方向を測定する。気圧センサ５０７は、気圧を測定し、間接的にドローンの高度を測定することもできる。レーザーセンサ５０８は、レーザー光の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定するものであり、ＩＲ（赤外線）レーザーであってもよい。
【0019】
ソナー５０９は、超音波等の音波の反射を利用してドローン機体と地表との距離を測定する。これらのセンサ類は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよい。また、機体の傾きを測定するためのジャイロセンサ（角速度センサ）、風力を測定するための風力センサなどが追加されていてもよい。また、これらのセンサ類は、二重化または多重化されていてもよい。同一目的複数のセンサが存在する場合には、フライトコントローラー５０１はそのうちの一つのみを使用し、それが障害を起こした際には、代替のセンサに切り替えて使用するようにしてもよい。あるいは、複数のセンサを同時に使用し、それぞれの測定結果が一致しない場合には障害が発生したと見なすようにしてもよい。
【0020】
流量センサ５１０は薬剤の流量を測定するものであり、薬剤タンク１０４から薬剤ノズル１０３に至る経路の複数の場所に設けられている。液切れセンサ５１１は薬剤の量が所定の量以下になったことを検知するセンサである。マルチスペクトルカメラ５１２は圃場７２０を撮影し、画像分析のためのデータを取得する手段である。障害物検知カメラ５１３は障害物を検知するためのカメラであり、画像特性とレンズの向きがマルチスペクトルカメラ５１２とは異なるため、マルチスペクトルカメラ５１２とは別の機器である。
【0021】
スイッチ５１４はドローン１００の使用者が様々な設定を行なうための手段である。障害物接触センサ５１５はドローン１００、特に、そのローターやプロペラガード部分が電線、建築物、人体、立木、鳥、または、他のドローン等の侵入者に接触したことを検知するためのセンサである。なお、障害物接触センサ５１５は、６軸ジャイロセンサ５０５で代用してもよい。カバーセンサ５１６は、ドローン１００の操作パネルや内部保守用のカバーが開放状態であることを検知するセンサである。
【0022】
薬剤注入口センサ５１７は薬剤タンク１０４の注入口が開放状態であることを検知するセンサである。これらのセンサ類はドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択されてもよく、二重化・多重化してもよい。また、ドローン１００外部の基地局７１０、モバイル端末７０１、または、その他の場所にセンサを設けて、読み取った情報をドローン１００に送信してもよい。たとえば、基地局７１０に風力センサを設け、風力・風向に関する情報をＷｉ－Ｆｉ通信経由でドローン１００に送信するようにしてもよい。
【0023】
フライトコントローラー５０１はポンプ１０６に対して制御信号を送信し、薬剤吐出量の調整や薬剤吐出の停止を行なう。ポンプ１０６の現時点の状況（たとえば、回転数等）は、フライトコントローラー５０１にフィードバックされる構成となっている。
【0024】
ＬＥＤ１０７は、ドローンの操作者に対して、ドローンの状態を知らせるための表示手段である。ＬＥＤに替えて、または、それに加えて液晶ディスプレイ等の表示手段を使用してもよい。ブザー５１８は、音声信号によりドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるための出力手段である。Ｗｉ－Ｆｉ子機機能５１９はモバイル端末７０１とは別に、たとえば、ソフトウェアの転送などのために外部のコンピュータ等と通信するためのオプショナルな構成要素である。Ｗｉ－Ｆｉ子機機能に替えて、または、それに加えて、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ等の他の無線通信手段、または、ＵＳＢ接続などの有線通信手段を使用してもよい。また、フライトコントローラー５０１、モバイル端末７０１、基地局７１０の各機器間の通信は、Ｗｉ－Ｆｉ子機機能に替えて、３Ｇ、４Ｇ、およびＬＴＥ等の移動通信システムにより相互に通信可能であってもよい。
【0025】
スピーカー５２０は、録音した人声や合成音声等により、ドローンの状態（特にエラー状態）を知らせる出力手段である。天候状態によっては飛行中のドローン１００の視覚的表示が見にくいことがあるため、そのような場合には音声による状況伝達が有効である。警告灯５２１はドローンの状態（特にエラー状態）を知らせるストロボライト等の表示手段である。これらの入出力手段は、ドローンのコスト目標や性能要件に応じて取捨選択してよく、二重化・多重化してもよい。
【0026】
図７は、ドローン管理システム７００全体の接続構成図の例である。
ドローン管理システム７００は、ドローン１００、モバイル端末７０１、管理端末７０３及び基地局７１０を備え、それぞれがネットワークを介して管理サーバ７０２に接続されている。なお、ネットワークは有線、無線を問わず、それぞれの端末はネットワークを介して情報を送受信することができる。
ドローン１００及びモバイル端末７０１は圃場７２０において基地局７１０を介して通信を行うことが可能であり、ドローン１００が薬剤の散布フライトを行う。
ドローン管理システム７００は、ドローン１００、モバイル端末７０１、管理端末７０３及び基地局７１０を備え、それぞれがネットワークを介して管理サーバ７０２に接続されている。なお、ネットワークは有線、無線を問わず、それぞれの端末はネットワークを介して情報を送受信することができる。
ドローン１００及びモバイル端末７０１は圃場７２０において基地局７１０を介して通信を行うことが可能であり、ドローン１００が薬剤の散布フライトを行う。
【0027】
ネットワークは１つの通信規格により通信するネットワークでもよいし、複数の通信規格網が組み合わされたネットワークであってもよい。例えば、ドローン１００とモバイル端末７０１はそれぞれ基地局７１０が提供するＷｉ－Ｆｉによりネットワーク接続されてもよいし、ドローン１００とモバイル端末７０１はそれぞれＬＴＥ等の携帯通信網によりネットワーク接続されてもよい。また、ドローン１００が基地局７１０により提供されるＷｉ－Ｆｉにより接続され、基地局７１０とモバイル端末７０１は携帯通信網により接続される構成としてもよい。
【0028】
モバイル端末７０１は使用者の操作によりドローン１００に指令を送信し、また、ドローン１００から受信した情報（例えば、位置、薬剤量、電池残量、カメラ映像等）を表示する。例えばタブレット端末やスマートフォン等の携帯情報機器によって実現される。ドローン１００は管理サーバ７０２からの指示により自律飛行を行なうが、モバイル端末７０１により、離陸や帰還などの基本操作時、および、緊急時にはマニュアル操作を行うことができる。モバイル端末７０１は、基地局７１０と接続されており、基地局７１０を介して、若しくは直接管理端末７０３と通信を行うことができる。
【0029】
管理サーバ７０２は、例えばクラウド上に配置されたサーバであり、圃場管理情報１３００に基づいてドローン１００の散布飛行ルートを算出し、ドローン１００の自立飛行を制御する。また、ドローン１００に搭載されたカメラや各種センサから取得された情報を収集し、圃場や作物の状態等、様々な分析を行うことができる。
管理端末７０３は、管理サーバ７０２を操作する端末であり、管理サーバ７０２の各種設定を行う。また、ドローン１００やモバイル端末７０１を制御することも可能である。
管理端末７０３は、管理サーバ７０２を操作する端末であり、管理サーバ７０２の各種設定を行う。また、ドローン１００やモバイル端末７０１を制御することも可能である。
【0030】
基地局７１０は、圃場７２０に設置され、Ｗｉ－Ｆｉ通信の親機機能等を提供する装置であり、ＲＴＫ－ＧＰＳ基地局としても機能し、ドローン１００の正確な位置を提供できるようになっている（Ｗｉ－Ｆｉ通信の親機機能とＲＴＫ－ＧＰＳ基地局が独立した装置であってもよい）。また、基地局７１０は、３Ｇ、４Ｇ、およびＬＴＥ等の携帯通信網を用いて、管理サーバ７０２と通信可能である。
【0031】
ドローン管理システム７００のそれぞれの端末や管理サーバ７０２は、例えば、スマートフォン、タブレット、携帯電話機、携帯情報端末（ＰＤＡ）などの携帯端末（モバイル端末）でもよいし、メガネ型や腕時計型、着衣型などのウェアラブル端末でもよい。また、据置型または携帯型のコンピュータや、クラウドやネットワーク上に配置されるサーバでもよい。また、機能としてはＶＲ（仮想現実：Virtual Reality）端末、ＡＲ端末、ＭＲ（複合現実：Mixed Reality）端末でもよい。あるいは、これらの複数の端末の組合せであってもよい。例えば、１台のスマートフォンと１台のウェアラブル端末との組合せが論理的に一つの端末として機能し得る。またこれら以外の情報処理端末であってもよい。
【0032】
ドローン管理システム７００のそれぞれの端末や管理サーバ７０２は、それぞれオペレーティングシステムやアプリケーション、プログラムなどを実行するプロセッサ（制御部）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の主記憶装置と、ＩＣカードやハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等の補助記憶装置と、ネットワークカードや無線通信モジュール、モバイル通信モジュール等の通信制御部と、タッチパネルやキーボード、マウス、音声入力、カメラ部の撮像による動き検知による入力などの入力装置と、モニタやディスプレイ等の出力装置とを備える。なお、出力装置は、外部のモニタやディスプレイ、プリンタ、機器などに、出力するための情報を送信する装置や端子であってもよい。
【0033】
主記憶装置には、各種プログラムやアプリケーションなど（モジュール）が記憶されており、これらのプログラムやアプリケーションをプロセッサが実行することで全体システムの各機能要素が実現される。なお、これらの各モジュールは集積化する等によりハードウェアで実装してもよい。また、各モジュールはそれぞれ独立したプログラムやアプリケーションでもよいが、１つの統合プログラムやアプリケーションの中の一部のサブプログラムや関数などの形で実装されていてもよい。
【0034】
本明細書では、各モジュールが、処理を行う主体（主語）として記載をしているが、実際には各種プログラムやアプリケーションなど（モジュール）を処理するプロセッサが処理を実行する。
補助記憶装置には、各種データベース（ＤＢ）が記憶されている。「データベース」とは、プロセッサまたは外部のコンピュータからの任意のデータ操作（例えば、抽出、追加、削除、上書きなど）に対応できるようにデータ集合を記憶する機能要素（記憶部）である。データベースの実装方法は限定されず、例えばデータベース管理システムでもよいし、表計算ソフトウェアでもよいし、ＸＭＬ、ＪＳＯＮなどのテキストファイルでもよい。
モバイル端末７０１を情報処理装置と呼ぶこともあるし、管理サーバ７０２を情報処理装置と呼ぶこともある。
補助記憶装置には、各種データベース（ＤＢ）が記憶されている。「データベース」とは、プロセッサまたは外部のコンピュータからの任意のデータ操作（例えば、抽出、追加、削除、上書きなど）に対応できるようにデータ集合を記憶する機能要素（記憶部）である。データベースの実装方法は限定されず、例えばデータベース管理システムでもよいし、表計算ソフトウェアでもよいし、ＸＭＬ、ＪＳＯＮなどのテキストファイルでもよい。
モバイル端末７０１を情報処理装置と呼ぶこともあるし、管理サーバ７０２を情報処理装置と呼ぶこともある。
【0035】
図８は、モバイル端末７０１に表示される圃場情報表示画面８００の例である。
モバイル端末７０１の画面表示モジュール１０１１は、モバイル端末７０１に記憶された地図情報１２００及び圃場管理情報１３００を取得し、圃場情報表示画面８００を生成して、画面等の出力装置１００５に出力する。
なお、画面表示モジュール１０１１は、管理サーバ７０２に記憶された地図情報１２００や１２００及び圃場管理情報１３００をネットワーク経由で取得して、圃場情報表示画面８００を生成する構成であってもよい。
モバイル端末７０１の画面表示モジュール１０１１は、モバイル端末７０１に記憶された地図情報１２００及び圃場管理情報１３００を取得し、圃場情報表示画面８００を生成して、画面等の出力装置１００５に出力する。
なお、画面表示モジュール１０１１は、管理サーバ７０２に記憶された地図情報１２００や１２００及び圃場管理情報１３００をネットワーク経由で取得して、圃場情報表示画面８００を生成する構成であってもよい。
【0036】
圃場情報表示画面８００の背面には地図８０１が表示されており、その中で圃場の情報が圃場管理情報１３００に記憶されている圃場８０２、８０３、８０４に、情報が登録されていることを示すアンカー８０５が表示されている。
圃場とは、ドローン１００による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場は家屋、病院、学校、他作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場内に、建築物や電線等の侵入者が存在する場合もある。圃場は、薬剤散布の対象エリアの１つの例である。
圃場とは、ドローン１００による薬剤散布の対象となる田圃や畑等である。実際には、圃場の地形は複雑であり、事前に地形図が入手できない場合、あるいは、地形図と現場の状況が食い違っている場合がある。通常、圃場は家屋、病院、学校、他作物圃場、道路、鉄道等と隣接している。また、圃場内に、建築物や電線等の侵入者が存在する場合もある。圃場は、薬剤散布の対象エリアの１つの例である。
【0037】
画面表示モジュール１０１１は、画面のタップなどにより入力装置１００４を介してユーザから圃場８０２の選択を受け付けると、圃場８０２に対応する情報を、圃場管理情報１３００から取得し、圃場情報表示領域８１０に表示する。また画面表示モジュール１０１１は、選択された圃場８０２の周囲を明るい色の太線に変更するなど、圃場８０２が選択されていることを示すハイライト表示を行う。
【0038】
圃場情報表示領域８１０には、圃場名８１１、住所８１２、面積８１３、作付作物名８１４等、圃場管理情報１３００から取得される情報が表示される。
散布情報表示領域８２０には、薬剤の散布に関連する情報が表示される。作付作物名８１４や散布時期などによって散布される薬剤は変わり、近い時期に散布すべき薬剤情報を薬剤管理情報１６００から取得して表示する。
散布情報表示領域８２０には、管理サーバ７０２の散布関連情報管理モジュール１１１４が取得または算出した薬剤の散布に関連する情報、例えば圃場の散布フライトに必要な薬剤名、散布量、希釈量、エネルギー量などを表示する。
状態８３０には、選択された圃場８０２に対する現在の状態として、例えば、「測量済」、「飛行経路あり」などの情報が表示される。
最新飛行日時８４０には、最新の散布フライト日時の情報が表示される。
飛行ステータス表示欄８５０には、ドローンの散布飛行の現在のステータスが表示される。
散布情報表示領域８２０には、薬剤の散布に関連する情報が表示される。作付作物名８１４や散布時期などによって散布される薬剤は変わり、近い時期に散布すべき薬剤情報を薬剤管理情報１６００から取得して表示する。
散布情報表示領域８２０には、管理サーバ７０２の散布関連情報管理モジュール１１１４が取得または算出した薬剤の散布に関連する情報、例えば圃場の散布フライトに必要な薬剤名、散布量、希釈量、エネルギー量などを表示する。
状態８３０には、選択された圃場８０２に対する現在の状態として、例えば、「測量済」、「飛行経路あり」などの情報が表示される。
最新飛行日時８４０には、最新の散布フライト日時の情報が表示される。
飛行ステータス表示欄８５０には、ドローンの散布飛行の現在のステータスが表示される。
【0039】
コンパス８６１は、地図８０１が表示している方位を示す。
圃場全体表示ボタン８６２が選択されると、画面表示モジュール１０１１は、選択された圃場が画面いっぱいになるように表示の縮尺を変更する。
現在地移動ボタン８６３が選択されると、画面表示モジュール１０１１は、モバイル端末７０１のＧＰＳにより取得された現在地が画面の中心になるように表示を変更する。
スケジュール表示ボタン８７０が選択されると、画面表示モジュール１０１１は、当日の薬剤散布スケジュールを表示する。
圃場全体表示ボタン８６２が選択されると、画面表示モジュール１０１１は、選択された圃場が画面いっぱいになるように表示の縮尺を変更する。
現在地移動ボタン８６３が選択されると、画面表示モジュール１０１１は、モバイル端末７０１のＧＰＳにより取得された現在地が画面の中心になるように表示を変更する。
スケジュール表示ボタン８７０が選択されると、画面表示モジュール１０１１は、当日の薬剤散布スケジュールを表示する。
【0040】
図９は、モバイル端末７０１に表示されるドローン操作画面９００の例である。
ドローンバッテリー表示９０１にはドローンの現在のバッテリー残量が表示される。
ドローン位置９０２には、ドローン１００の現在の位置情報が表示される。
散布フライト進捗情報９１２には、現在の散布フライトの進捗情報が表示される。例えば散布フライトの飛行ルートの進捗状況や、散布薬剤の残量、バッテリー残量等が表示される。
飛行ステータス表示欄９２１には、ドローン１００の散布飛行の現在のステータスが表示される。
メッセージ表示欄９２２には、ドローン１００との通信内容や飛行状態等を示すメッセージが表示される。
ドローンバッテリー表示９０１にはドローンの現在のバッテリー残量が表示される。
ドローン位置９０２には、ドローン１００の現在の位置情報が表示される。
散布フライト進捗情報９１２には、現在の散布フライトの進捗情報が表示される。例えば散布フライトの飛行ルートの進捗状況や、散布薬剤の残量、バッテリー残量等が表示される。
飛行ステータス表示欄９２１には、ドローン１００の散布飛行の現在のステータスが表示される。
メッセージ表示欄９２２には、ドローン１００との通信内容や飛行状態等を示すメッセージが表示される。
【0041】
高度変更ボタン９２３、９２４は、ドローン１００の飛行高度を変更するためのボタンである。マイナスを押すと高度が下がり、プラスを押すと高度が上がる。
緊急停止ボタン９２５は、飛行しているドローン１００を緊急停止等するボタンであり、その場でホバリングを行う一時停止の他、飛行開始地点に戻るオプションや、その場でモーターを緊急停止するオプション等も表示可能である。
ドローン操作画面９００の例では、薬剤散布の対象となる圃場９３０が地図上に表示されており、圃場９３０上の散布フライトの飛行経路９３１が表示されている。ドローン１００は、モバイル端末７０１または管理サーバ７０２に記憶された飛行経路管理情報１８００に従い、指定された飛行座標を順に飛行する。
緊急停止ボタン９２５は、飛行しているドローン１００を緊急停止等するボタンであり、その場でホバリングを行う一時停止の他、飛行開始地点に戻るオプションや、その場でモーターを緊急停止するオプション等も表示可能である。
ドローン操作画面９００の例では、薬剤散布の対象となる圃場９３０が地図上に表示されており、圃場９３０上の散布フライトの飛行経路９３１が表示されている。ドローン１００は、モバイル端末７０１または管理サーバ７０２に記憶された飛行経路管理情報１８００に従い、指定された飛行座標を順に飛行する。
【0042】
高度変更ボタン９２３、９２４や緊急停止ボタン９２５等、ドローン１００への操作を必要とする操作を受け付けると、ドローン操作モジュール１０１２が、これらの操作に対応するコマンド等の情報をドローン１００に送信し、ドローン１００を操作することができる。
次の散布スケジュール表示ボタン９４０は、現在実行されている散布フライトの次の散布フライトのスケジュールを表示するためのボタンである。このボタンが押されると、スケジュール管理情報１９００から取得された次の散布フライトに関する情報が表示される。
次の散布スケジュール表示ボタン９４０は、現在実行されている散布フライトの次の散布フライトのスケジュールを表示するためのボタンである。このボタンが押されると、スケジュール管理情報１９００から取得された次の散布フライトに関する情報が表示される。
【0043】
図１０は、モバイル端末７０１のハードウェア構成の例である。
モバイル端末７０１は、例えばタブレットやスマートフォン、ヘッドマウントディスプレイ等の端末である。
主記憶装置１００１には、画面表示モジュール１０１１、ドローン操作モジュール１０１２、スケジュール管理モジュール１０１３等のプログラムやアプリケーションが記憶されており、これらのプログラムやアプリケーションをプロセッサ１００３が実行することでモバイル端末７０１の各機能要素が実現される。
画面表示モジュール１０１１は、圃場情報表示画面８００や、ドローン操作画面９００を表示パネルなどの出力装置１００５に表示する。
モバイル端末７０１は、例えばタブレットやスマートフォン、ヘッドマウントディスプレイ等の端末である。
主記憶装置１００１には、画面表示モジュール１０１１、ドローン操作モジュール１０１２、スケジュール管理モジュール１０１３等のプログラムやアプリケーションが記憶されており、これらのプログラムやアプリケーションをプロセッサ１００３が実行することでモバイル端末７０１の各機能要素が実現される。
画面表示モジュール１０１１は、圃場情報表示画面８００や、ドローン操作画面９００を表示パネルなどの出力装置１００５に表示する。
【0044】
ドローン操作モジュール１０１２は、ユーザによる高度変更ボタン９２３、９２４や、緊急停止ボタン９２５等の操作を受け付けた場合に、これらの操作に対応するコマンド等の情報をドローン１００に送信し、ドローンのフライトを操作する。
スケジュール管理モジュール１０１３は、複数の圃場に連続して散布フライトを行う場合に、それぞれの散布フライトのスケジュールを管理する。
補助記憶装置１００２は、地図情報１２００、圃場管理情報１３００、機器管理情報１４００、ユーザ管理情報１５００、薬剤管理情報１６００、エネルギー管理情報１７００、飛行経路管理情報１８００、スケジュール管理情報１９００等の各種情報を記憶する。
スケジュール管理モジュール１０１３は、複数の圃場に連続して散布フライトを行う場合に、それぞれの散布フライトのスケジュールを管理する。
補助記憶装置１００２は、地図情報１２００、圃場管理情報１３００、機器管理情報１４００、ユーザ管理情報１５００、薬剤管理情報１６００、エネルギー管理情報１７００、飛行経路管理情報１８００、スケジュール管理情報１９００等の各種情報を記憶する。
【0045】
図１１は、管理サーバ７０２のハードウェア構成の例である。
管理サーバ７０２は、例えばクラウド上に配置されたサーバで構成される。
主記憶装置１１０１には、画面出力モジュール１１１１、飛行管理モジュール１１１２、ユーザ・機器管理モジュール１１１３、散布関連情報管理モジュール１１１４、飛行経路管理モジュール１１１５、スケジュール管理モジュール１１１６が記憶されており、これらのプログラムやアプリケーションをプロセッサ１１０３が実行することで管理サーバ７０２の各機能要素が実現される。
画面出力モジュール１１１１は、圃場情報表示画面８００や、ドローン操作画面９００を表示するための情報を抽出・生成し、モバイル端末７０１に送信する。画面情報そのものを生成し、モバイル端末７０１等で表示することとしてもよい。
飛行管理モジュール１１１２は、圃場管理情報１３００や飛行経路管理情報１８００等の情報に基づいて、ドローン１００の散布フライトを管理する。
管理サーバ７０２は、例えばクラウド上に配置されたサーバで構成される。
主記憶装置１１０１には、画面出力モジュール１１１１、飛行管理モジュール１１１２、ユーザ・機器管理モジュール１１１３、散布関連情報管理モジュール１１１４、飛行経路管理モジュール１１１５、スケジュール管理モジュール１１１６が記憶されており、これらのプログラムやアプリケーションをプロセッサ１１０３が実行することで管理サーバ７０２の各機能要素が実現される。
画面出力モジュール１１１１は、圃場情報表示画面８００や、ドローン操作画面９００を表示するための情報を抽出・生成し、モバイル端末７０１に送信する。画面情報そのものを生成し、モバイル端末７０１等で表示することとしてもよい。
飛行管理モジュール１１１２は、圃場管理情報１３００や飛行経路管理情報１８００等の情報に基づいて、ドローン１００の散布フライトを管理する。
【0046】
ユーザ・機器管理モジュール１１１３は、ドローン１００を使用するユーザに関する情報をユーザ管理情報１５００に登録し、管理する。
散布関連情報管理モジュール１１１４は、散布フライトに必要な薬剤散布量や薬剤量、希釈量、希釈に要する水の量、バッテリー数などのエネルギー量を管理する。
飛行経路管理モジュール１１１５は、圃場管理情報１３００に基づいて、ドローン１００の散布フライトの飛行経路を算出する。
スケジュール管理モジュール１１１６は、複数の圃場や、複数日にまたがる散布フライトのスケジュールを生成し、管理する。生成された薬剤散布スケジュールは、スケジュール管理情報１９００に記憶される。
散布関連情報管理モジュール１１１４は、散布フライトに必要な薬剤散布量や薬剤量、希釈量、希釈に要する水の量、バッテリー数などのエネルギー量を管理する。
飛行経路管理モジュール１１１５は、圃場管理情報１３００に基づいて、ドローン１００の散布フライトの飛行経路を算出する。
スケジュール管理モジュール１１１６は、複数の圃場や、複数日にまたがる散布フライトのスケジュールを生成し、管理する。生成された薬剤散布スケジュールは、スケジュール管理情報１９００に記憶される。
【0047】
補助記憶装置１１０２は、地図情報１２００、圃場管理情報１３００、機器管理情報１４００、ユーザ管理情報１５００、薬剤管理情報１６００、エネルギー管理情報１７００、飛行経路管理情報１８００、スケジュール管理情報１９００等の各種情報を記憶する。
なお、モバイル端末７０１と管理サーバ７０２で同じ情報が記憶されているが、これはそれぞれの情報が同期されてもよいし、単にどちらかの情報をコピーしても構わない。また一部または全ての情報を管理サーバ７０２上に記憶しておき、モバイル端末７０１からは必要に応じて管理サーバ７０２から情報をダウンロードする構成であっても構わない。
なお、モバイル端末７０１と管理サーバ７０２で同じ情報が記憶されているが、これはそれぞれの情報が同期されてもよいし、単にどちらかの情報をコピーしても構わない。また一部または全ての情報を管理サーバ７０２上に記憶しておき、モバイル端末７０１からは必要に応じて管理サーバ７０２から情報をダウンロードする構成であっても構わない。
【0048】
図１２は、管理端末７０３のハードウェア構成の例である。
管理端末７０３は、例えばデスクトップＰＣ、ノートＰＣやタブレット等の端末である。
主記憶装置１２０１には、ドローン設定モジュール１２１１や管理サーバ設定モジュール１２１２等のプログラムやアプリケーションが記憶されており、これらのプログラムやアプリケーションをプロセッサ１２０３が実行することで管理端末７０３の各機能要素が実現される。
ドローン設定モジュール１２１１は、ドローン１００の散布フライト設定や初期設定などの各種操作や設定を行う。
管理サーバ設定モジュール１２１２は、管理サーバ７０２の初期設定などの各種設定を行う。
補助記憶装置１２０２は、ドローン設定情報１２２１や管理サーバ設定情報１２２２等の各種情報を記憶する。
管理端末７０３は、例えばデスクトップＰＣ、ノートＰＣやタブレット等の端末である。
主記憶装置１２０１には、ドローン設定モジュール１２１１や管理サーバ設定モジュール１２１２等のプログラムやアプリケーションが記憶されており、これらのプログラムやアプリケーションをプロセッサ１２０３が実行することで管理端末７０３の各機能要素が実現される。
ドローン設定モジュール１２１１は、ドローン１００の散布フライト設定や初期設定などの各種操作や設定を行う。
管理サーバ設定モジュール１２１２は、管理サーバ７０２の初期設定などの各種設定を行う。
補助記憶装置１２０２は、ドローン設定情報１２２１や管理サーバ設定情報１２２２等の各種情報を記憶する。
【0049】
図１３は、圃場管理情報１３００の例である。
圃場管理情報１３００は、薬剤散布を行う対象である圃場に関する各種情報を記憶しており、圃場ＩＤ、圃場名、圃場位置、圃場周囲座標、圃場面積、作付作物等の情報を記憶する。圃場管理情報１３００を単に圃場情報と呼ぶこともある。
圃場ＩＤは、圃場を一意に特定する識別情報である。
圃場位置１３１１は、圃場の位置座標を示し、例えば圃場の中心の緯度・経度の情報を有する。
圃場周囲座標１３１２は、圃場の周囲の座標を示し、例えば４角形の圃場であれば角の４点の位置座標である。サンプル値のＧＣ００７は、位置座標が連続してカンマ区切りなどで記憶された情報へのリンクを示す。
圃場面積１３１３は、圃場ＩＤに対応する圃場の総面積である。
作付作物１３１４は、圃場に作付けされている作物等を特定する情報を記憶する。
圃場管理情報１３００は、薬剤散布を行う対象である圃場に関する各種情報を記憶しており、圃場ＩＤ、圃場名、圃場位置、圃場周囲座標、圃場面積、作付作物等の情報を記憶する。圃場管理情報１３００を単に圃場情報と呼ぶこともある。
圃場ＩＤは、圃場を一意に特定する識別情報である。
圃場位置１３１１は、圃場の位置座標を示し、例えば圃場の中心の緯度・経度の情報を有する。
圃場周囲座標１３１２は、圃場の周囲の座標を示し、例えば４角形の圃場であれば角の４点の位置座標である。サンプル値のＧＣ００７は、位置座標が連続してカンマ区切りなどで記憶された情報へのリンクを示す。
圃場面積１３１３は、圃場ＩＤに対応する圃場の総面積である。
作付作物１３１４は、圃場に作付けされている作物等を特定する情報を記憶する。
【0050】
図１４は、機器管理情報１４００の例である。
機器管理情報１４００は、ドローン１００を管理するための情報を記憶しており、機器ＩＤ、機器名、型番、仕様、ユーザ、エネルギー、飛行可能時間などの情報を記憶する。
機器ＩＤは、ドローン１００を一意に特定する識別情報である。
ユーザは、現在そのドローン１００を使用しているユーザの情報であり、ユーザ管理情報１５００のユーザＩＤを記憶する。
エネルギー１４１１は、ドローン１００に搭載可能なエネルギーに関する情報であり、エネルギー管理情報１７００のエネルギーＩＤを記憶する。
飛行可能時間１４１２は、ドローン１００に搭載できるエネルギーによる飛行可能時間を示す。例えばバッテリー２個１セットで１５分飛行可能であること等の情報が記憶されている。
機器管理情報１４００は、ドローン１００を管理するための情報を記憶しており、機器ＩＤ、機器名、型番、仕様、ユーザ、エネルギー、飛行可能時間などの情報を記憶する。
機器ＩＤは、ドローン１００を一意に特定する識別情報である。
ユーザは、現在そのドローン１００を使用しているユーザの情報であり、ユーザ管理情報１５００のユーザＩＤを記憶する。
エネルギー１４１１は、ドローン１００に搭載可能なエネルギーに関する情報であり、エネルギー管理情報１７００のエネルギーＩＤを記憶する。
飛行可能時間１４１２は、ドローン１００に搭載できるエネルギーによる飛行可能時間を示す。例えばバッテリー２個１セットで１５分飛行可能であること等の情報が記憶されている。
【0051】
図１５は、ユーザ管理情報１５００の例である。
ユーザ管理情報１５００は、ドローン１００を操作するユーザの情報を記憶しており、ユーザＩＤ、ユーザ表示ＩＤ、名前、メールアドレス、生年月日、性別等の情報を記憶する。
ユーザＩＤは、ユーザを一意に特定する識別情報である。
ユーザ表示ＩＤは、モバイル端末７０１等に表示されるユーザの情報であり、例えば、ユーザが登録したニックネーム等である。
ユーザ管理情報１５００は、ドローン１００を操作するユーザの情報を記憶しており、ユーザＩＤ、ユーザ表示ＩＤ、名前、メールアドレス、生年月日、性別等の情報を記憶する。
ユーザＩＤは、ユーザを一意に特定する識別情報である。
ユーザ表示ＩＤは、モバイル端末７０１等に表示されるユーザの情報であり、例えば、ユーザが登録したニックネーム等である。
【0052】
図１６は、薬剤管理情報１６００の例である。
薬剤管理情報１６００は、散布する薬剤の情報を記憶しており、薬剤ＩＤ、薬剤名、品番、仕様、希釈率、散布量等を記憶する。
薬剤ＩＤは、薬剤を一意に特定する識別情報である。
薬剤名１６０２は、例えば農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種などの圃場に散布される液体、粉体又は微粒子の商品等の名前を示す。
薬剤管理情報１６００は、散布する薬剤の情報を記憶しており、薬剤ＩＤ、薬剤名、品番、仕様、希釈率、散布量等を記憶する。
薬剤ＩＤは、薬剤を一意に特定する識別情報である。
薬剤名１６０２は、例えば農薬、除草剤、液肥、殺虫剤、種などの圃場に散布される液体、粉体又は微粒子の商品等の名前を示す。
【0053】
仕様１６０３は、薬剤の使用方法や希釈方法、対象作物、散布方法などの情報が記憶されており、仕様１６０３に記載された内容に従って、薬剤の希釈や散布処理を実行する。
希釈率１６０４は、薬剤を希釈する割合が記憶されており、例えば薬剤対水の割合や、希釈に用いる薬剤と水の量等が記憶される。
散布量１６０５は、希釈された希釈後薬剤（散布薬剤）の散布量を記憶する。例えば１ｈａあたり１０Ｌの散布薬剤を散布することが示されている。
希釈率１６０４は、薬剤を希釈する割合が記憶されており、例えば薬剤対水の割合や、希釈に用いる薬剤と水の量等が記憶される。
散布量１６０５は、希釈された希釈後薬剤（散布薬剤）の散布量を記憶する。例えば１ｈａあたり１０Ｌの散布薬剤を散布することが示されている。
【0054】
図１７は、エネルギー管理情報１７００の例である。
エネルギー管理情報１７００は、ドローン１００のフライトに必要な例えばバッテリーなどのエネルギーに関する情報を記憶しており、エネルギーＩＤ、エネルギー名、型番、種類、仕様等の情報を記憶する。
エネルギーＩＤは、エネルギーを一意に特定する識別情報である。
種類は、エネルギーの種類を示し、例えば電池（バッテリー）やガソリン、ジェット燃料等が記憶される。
エネルギー管理情報１７００は、ドローン１００のフライトに必要な例えばバッテリーなどのエネルギーに関する情報を記憶しており、エネルギーＩＤ、エネルギー名、型番、種類、仕様等の情報を記憶する。
エネルギーＩＤは、エネルギーを一意に特定する識別情報である。
種類は、エネルギーの種類を示し、例えば電池（バッテリー）やガソリン、ジェット燃料等が記憶される。
【0055】
図１８は、飛行経路管理情報１８００の例である。
飛行経路管理情報１８００は、ドローン１００のフライトの経路を示す情報を記憶しており、経路ＩＤ、対象ＩＤ、経路座標、経路合計距離などを記憶する。
経路ＩＤは、飛行経路を一意に特定する識別情報である。
対象ＩＤは、飛行経路を算出した対象である圃場や、圃場と圃場の間の移動経路等を特定する情報である。例えばｆａｒｍ００３は対象が圃場でることを示し、ｒｏｕｔｅ００２は対象が圃場外の移動経路であることを示す。
経路座標１８１１は、フライトの経路座標を示す情報へのリンクであり、フライトの経路座標は、例えば連続する複数の位置座標の組み合わせで表現される。位置座標としては、緯度と経度の組み合わせや、緯度と経度と高度の組み合わせ等が考えられる。
経路合計距離１８１２は、フライトの開始からスケジュールまでの飛行経路全体を飛んだ場合の経路の合計距離を示す。
飛行経路管理情報１８００は、ドローン１００のフライトの経路を示す情報を記憶しており、経路ＩＤ、対象ＩＤ、経路座標、経路合計距離などを記憶する。
経路ＩＤは、飛行経路を一意に特定する識別情報である。
対象ＩＤは、飛行経路を算出した対象である圃場や、圃場と圃場の間の移動経路等を特定する情報である。例えばｆａｒｍ００３は対象が圃場でることを示し、ｒｏｕｔｅ００２は対象が圃場外の移動経路であることを示す。
経路座標１８１１は、フライトの経路座標を示す情報へのリンクであり、フライトの経路座標は、例えば連続する複数の位置座標の組み合わせで表現される。位置座標としては、緯度と経度の組み合わせや、緯度と経度と高度の組み合わせ等が考えられる。
経路合計距離１８１２は、フライトの開始からスケジュールまでの飛行経路全体を飛んだ場合の経路の合計距離を示す。
【0056】
図１９は、スケジュール管理情報１９００の例である。
スケジュール管理情報１９００は、複数の圃場を散布フライトする場合のスケジュールを規定する情報であり、スケジュールＩＤ、スケジュール名、日時、開始場所、スケジュール等の情報を記憶する。
スケジュール１９０１は、散布フライトを行う圃場や、圃場間の移動経路などを特定する情報を記憶する。例えばサンプル値の例だと、ｆａｒｍ００６、ｆａｒｍ００５で特定される圃場２つを飛行した後に、ｒｏｕｔｅ００１で示される移動経路を飛行した後、ｆａｒｍ００３で特定される圃場を飛行し、ｏｔｈｅｒ００１で指定されるその他のイベント（例えば昼食時間など）を経過した後、ｆａｒｍ００２で特定される圃場を飛行するスケジュールである。
スケジュール管理情報１９００は、複数の圃場を散布フライトする場合のスケジュールを規定する情報であり、スケジュールＩＤ、スケジュール名、日時、開始場所、スケジュール等の情報を記憶する。
スケジュール１９０１は、散布フライトを行う圃場や、圃場間の移動経路などを特定する情報を記憶する。例えばサンプル値の例だと、ｆａｒｍ００６、ｆａｒｍ００５で特定される圃場２つを飛行した後に、ｒｏｕｔｅ００１で示される移動経路を飛行した後、ｆａｒｍ００３で特定される圃場を飛行し、ｏｔｈｅｒ００１で指定されるその他のイベント（例えば昼食時間など）を経過した後、ｆａｒｍ００２で特定される圃場を飛行するスケジュールである。
【0057】
散布関連情報１９０２は、全スケジュール総合の薬剤散布量、希釈量、エネルギー量等を記憶する。なお、各圃場毎の薬剤散布量、希釈量、エネルギー量等を記憶してもよい。
スケジュールの規定方法は一例であって、その他のスケジュール管理方法であっても構わない。
スケジュールの規定方法は一例であって、その他のスケジュール管理方法であっても構わない。
【実施例2】
【0058】
近年、観測用、輸送用、ホビー用、薬剤散布用等の様々な用途のドローンが開発されている。しかしながら、従来のドローンでは、通常使用状態とは異なる物体の積載を管理することは行われていなかった。
例えば、観測用、ホビー用のドローンには、通常スマートフォンやカメラ等が積載されることが多いが、これら以外の物体が積載されることについて何ら管理が行われていない。また、薬剤散布用等のドローンでは、薬剤等の液体物を搭載して散布するが、液体物以外の物体が積載されることについて何ら管理が行われていない。
例えば、観測用、ホビー用のドローンには、通常スマートフォンやカメラ等が積載されることが多いが、これら以外の物体が積載されることについて何ら管理が行われていない。また、薬剤散布用等のドローンでは、薬剤等の液体物を搭載して散布するが、液体物以外の物体が積載されることについて何ら管理が行われていない。
【0059】
輸送用のドローンについては、通常は輸送する物品の内容は管理しているが、管理されている物品以外の不審な物体が併せて積載されてもそれを検知することは行われていない。
もしも、このようなドローンをテロ目的に悪用した場合、爆発物や毒薬等の危険物をドローンを用いて運搬するテロ行為が行われる可能性がある。
もしも、このようなドローンをテロ目的に悪用した場合、爆発物や毒薬等の危険物をドローンを用いて運搬するテロ行為が行われる可能性がある。
【0060】
そこで、本実施例では、ドローンの通常使用状態とは異なる物体の積載を管理する仕組みを提供する。
このような仕組みを提供することにより、想定外の物体が積載されることを防ぎ、常に通常使用状態での飛行を行うことが可能となり、不要なバッテリー等のエネルギーの消費を防ぎ、適切なドローンの飛行運用管理が可能となる。
また、本実施例記載の構成によれば、通常使用状態とは異なる不審な物体の積載及び運搬を防止し、テロ行為を抑止することが可能となる。
このような仕組みを提供することにより、想定外の物体が積載されることを防ぎ、常に通常使用状態での飛行を行うことが可能となり、不要なバッテリー等のエネルギーの消費を防ぎ、適切なドローンの飛行運用管理が可能となる。
また、本実施例記載の構成によれば、通常使用状態とは異なる不審な物体の積載及び運搬を防止し、テロ行為を抑止することが可能となる。
【0061】
図２６は、フライト判定処理フロー２６００の例である。
フライト判定処理フロー２６００の例では、通常使用状態における重心位置関連情報と、飛行指示を受け付けた後に算出された重心位置関連情報とが異なる場合に、不審な物体が積載された可能性があると判断し、飛行を停止する。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ２６１０）。
フライト判定処理フロー２６００の例では、通常使用状態における重心位置関連情報と、飛行指示を受け付けた後に算出された重心位置関連情報とが異なる場合に、不審な物体が積載された可能性があると判断し、飛行を停止する。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ２６１０）。
【0062】
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の重心位置関連情報を算出等により取得する（ステップ２６２０）。
具体的には、フライトコントローラー５０１は、ドローン１００を所定の短い期間ホバリング飛行させる。
ホバリング飛行中の各回転翼の推力の値を取得し合計を算出することで、ドローン１００の現在の重量を算出する。
前後若しくは左右の回転翼の推力に違いがある場合には、何らかの物体が、通常使用状態の重心の垂線上とは異なる位置に存在することになり、フライトコントローラー５０１は、それぞれの推力の値に基づいて重心位置を算出することができる。
具体的には、フライトコントローラー５０１は、ドローン１００を所定の短い期間ホバリング飛行させる。
ホバリング飛行中の各回転翼の推力の値を取得し合計を算出することで、ドローン１００の現在の重量を算出する。
前後若しくは左右の回転翼の推力に違いがある場合には、何らかの物体が、通常使用状態の重心の垂線上とは異なる位置に存在することになり、フライトコントローラー５０１は、それぞれの推力の値に基づいて重心位置を算出することができる。
【0063】
また、さらに、フライトコントローラー５０１は所定の短い期間ドローン１００を傾斜させた傾斜飛行を行う。
フライトコントローラー５０１は、傾斜飛行中の各回転翼の推力の値や、水平方向に対する傾きの大きさ（ピッチ角度またはロール角度）に基づいて、ドローン１００の重心位置を算出する。
フライトコントローラー５０１は、傾斜飛行中の各回転翼の推力の値や、水平方向に対する傾きの大きさ（ピッチ角度またはロール角度）に基づいて、ドローン１００の重心位置を算出する。
【0064】
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００が備える記憶装置内に記憶された通常使用状態の重心位置に関する情報である通常重心位置関連情報を取得し、算出等により取得した現在の重心位置関連情報とこの通常重心位置関連情報とを比較する（ステップ２６３０）。
これらが一致する場合には（ステップ２６４０がＹｅｓ）、通常使用状態の他に不特定の物体が積載されていないと判断し、飛行を継続する（ステップ２６５０）。
これらが一致する場合には（ステップ２６４０がＹｅｓ）、通常使用状態の他に不特定の物体が積載されていないと判断し、飛行を継続する（ステップ２６５０）。
【0065】
ここで、ドローン１００は常に飛行し続けているが、それぞれの回転翼の推力は常に一定の出力が出ているわけではなく、その値が微妙に変動し続けることになる。また、風などの外的環境の影響を受け、それに応じて回転翼の出力が変動することもある。従って、例えが通常使用状態と同様に何も積載していない状態であっても、算出した重心位置関連情報と記憶されていた通常重心位置関連情報とは、完全には一致しない場合がある。
そこで、所定の閾値を設け、この範囲内であればこれらの重心位置関連情報が一致するものとして物体が非積載であると判定する。従って、一致とは、算出又は取得した重心位置関連情報と記憶されていた通常重心位置関連情報とが一致する場合と、所定の範囲内（例えば所定の短い距離以内）に存在する場合の両方を含む（これを「ほぼ一致する」と呼ぶこともある）。
そこで、所定の閾値を設け、この範囲内であればこれらの重心位置関連情報が一致するものとして物体が非積載であると判定する。従って、一致とは、算出又は取得した重心位置関連情報と記憶されていた通常重心位置関連情報とが一致する場合と、所定の範囲内（例えば所定の短い距離以内）に存在する場合の両方を含む（これを「ほぼ一致する」と呼ぶこともある）。
【0066】
一方、通常重心位置関連情報と取得された前記重心位置関連情報とが異なっている場合には（ステップ２４６０がＮｏ）、ドローン１００の飛行を停止する（ステップ２６６０）。
さらに、この場合に不特定の物体が積載されているものとして異常状態を示すアラートや算出された重心位置関連情報等の通知を管理サーバ７０２又は管理端末７０３に送信（出力）する構成としてもよい。
なお、通常使用状態の通常重心位置を示す重心位置関連情報は、ドローン１００の設計時点で予め求められており、記憶装置に記憶されている、又は、ドローン１００を初期飛行させる場合に算出され、記憶装置に記憶される。
さらに、この場合に不特定の物体が積載されているものとして異常状態を示すアラートや算出された重心位置関連情報等の通知を管理サーバ７０２又は管理端末７０３に送信（出力）する構成としてもよい。
なお、通常使用状態の通常重心位置を示す重心位置関連情報は、ドローン１００の設計時点で予め求められており、記憶装置に記憶されている、又は、ドローン１００を初期飛行させる場合に算出され、記憶装置に記憶される。
【0067】
また、ドローン１００が液体物を散布するドローンである場合には、積載した液体物は液体物タンクの中で移動することになる。この場合でもタンク自体はあらかじめ定められたサイズを有しており、液体物の移動範囲はタンク内に限られるため、液体物の量、液体物の比重、ドローン１００の飛行角度、が取得できれば、これらの値により液体物を積載している通常使用状態の重心の位置を算出することができる。
従って、例えば薬剤散布をするドローン１００である場合には、薬剤管理情報１６００等により管理されている薬剤タンク１０４に収容されている薬剤の情報及び、液量センサ等により取得された液量、飛行中のドローン１００の飛行角度等の状況に基づいて、物体を非搭載であった場合の重心位置を算出して、これを通常重心位置関連情報として用いる。
従って、例えば薬剤散布をするドローン１００である場合には、薬剤管理情報１６００等により管理されている薬剤タンク１０４に収容されている薬剤の情報及び、液量センサ等により取得された液量、飛行中のドローン１００の飛行角度等の状況に基づいて、物体を非搭載であった場合の重心位置を算出して、これを通常重心位置関連情報として用いる。
【0068】
なお、ドローン１００が液体物を散布するドローンであった場合には、ドローン１００の飛行を停止する代わりに、散布フライトを停止してしてもよい。すなわち、フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の飛行を禁止する、又は飛行は許可するが吐出ノズルを閉じる等により液体物の散布を禁止する、又は液体物の散布中のドローン１００の散布を停止する、若しくは飛行及び散布の両方を停止する、ように構成してもよい。以下、ドローンの飛行を停止する、というときには同様に、散布フライトを停止してもよい。
また、液体物の散布を停止する場合には、フライトコントローラー５０１は例えば吐出ノズルを閉じることにより散布を停止する、または、吐出のためのポンプの駆動を停止する等により液体物の散布の停止を行うことができる。
また、液体物の散布を停止する場合には、フライトコントローラー５０１は例えば吐出ノズルを閉じることにより散布を停止する、または、吐出のためのポンプの駆動を停止する等により液体物の散布の停止を行うことができる。
【0069】
図２０～図２５により、ドローン１００の飛行時の回転翼の推力と重心の関係を説明する。
図２０は、物体積載有り又は無しの場合のホバリング飛行時の状態を示す左側側面図の例である。
図２０の例はドローン１００を左側から見た側面図であり、図の左方向がドローン１００の前側になる。
Fig.20-Aは、物体を積載していない通常使用状態のドローン１００のホバリング飛行を示す。Fig.20-Bは、物体Ｍ２を積載した状態のドローン１００のホバリング飛行を示す。
ホバリングとは、ドローンが空中に停止し、前後左右に移動していない状態の飛行であり、具体的には、各回転翼で発生する推力が鉛直上向きとなっている、もしくは各回転翼で発生する推力の水平方向成分が互いに打ち消し合っている状態である。
図２０は、物体積載有り又は無しの場合のホバリング飛行時の状態を示す左側側面図の例である。
図２０の例はドローン１００を左側から見た側面図であり、図の左方向がドローン１００の前側になる。
Fig.20-Aは、物体を積載していない通常使用状態のドローン１００のホバリング飛行を示す。Fig.20-Bは、物体Ｍ２を積載した状態のドローン１００のホバリング飛行を示す。
ホバリングとは、ドローンが空中に停止し、前後左右に移動していない状態の飛行であり、具体的には、各回転翼で発生する推力が鉛直上向きとなっている、もしくは各回転翼で発生する推力の水平方向成分が互いに打ち消し合っている状態である。
【0070】
なお、ホバリングを行っている場合であっても、横風の影響により完全に静止しない場合もあるため、横風等の外乱の影響により飛行位置が変化する飛行状態もホバリング飛行の定義に含まれるものとする。
また、ホバリングを行っているか否かは、ドローンに搭載された姿勢角センサにより検出することができる。例えば、姿勢角センサで検出した姿勢角がほぼ水平状態であれば、ホバリング飛行を行っていると判断できる。
また、ホバリングを行っているか否かは、ドローンに搭載された姿勢角センサにより検出することができる。例えば、姿勢角センサで検出した姿勢角がほぼ水平状態であれば、ホバリング飛行を行っていると判断できる。
【0071】
ドローンの通常使用状態とは、ドローンが飛行するためにあらかじめ備え付けられた構成以外何も積載しない状態をいう。例えば、バッテリーやカメラ等、取り外しが可能ではあるが、ドローンが飛行するためにあらかじめ備え付けられる物体については、搭載した状態を指す。液体物を収容する液体物タンクを有する液体物散布ドローンであれば、ドローンにあらかじめ備え付けられた構成以外何も積載しない状態、又はこの状態に加えてドローンに備えられた液体物タンクに液体物を積載した状態、のいずれかをいう。
【0072】
また、様々なオプション装備や、異なるバッテリーを搭載することも想定されるため、使用者が「通常使用状態」の装備を予め設定できる構成としてもよい。
例えば所定の装備を搭載したドローン１００を通常使用状態として設定し、これを初期飛行させ、ホバリング飛行や傾斜飛行を行うことで、その通常使用状態での通常重心位置を算出し、この通常重心位置に関する通常重心位置関連情報を記憶部に記憶する構成としてもよい。
例えば所定の装備を搭載したドローン１００を通常使用状態として設定し、これを初期飛行させ、ホバリング飛行や傾斜飛行を行うことで、その通常使用状態での通常重心位置を算出し、この通常重心位置に関する通常重心位置関連情報を記憶部に記憶する構成としてもよい。
【0073】
ここで、重心位置に関する情報とは、重心の位置の情報に限らず、重心を算出するにあたり参照され、重心位置を間接的に特定できる情報であってもよい。すなわち例えば複数の回転翼の推力の情報であってもよく、又は複数の回転翼の推力の情報とドローンの姿勢角を含む情報であってもよい。
ここで記憶部に記憶された通常重心位置に関する通常重心位置関連情報が、フライトコントローラー５０１により読みだされ、都度算出される重心位置（又は複数の回転翼の推力、又は複数の回転翼の推力の情報とドローンの姿勢角の組合せ情報）を示す重心位置関連情報と比較されることとなる。
ここで記憶部に記憶された通常重心位置に関する通常重心位置関連情報が、フライトコントローラー５０１により読みだされ、都度算出される重心位置（又は複数の回転翼の推力、又は複数の回転翼の推力の情報とドローンの姿勢角の組合せ情報）を示す重心位置関連情報と比較されることとなる。
【0074】
ドローン１００の重心Ｇにかかる重さを本実施例の例では４組８枚の回転翼による上向きの推力により保持する。重心Ｇがドローン１００の対向する回転翼の中心に位置する場合には、４組の回転翼のそれぞれに、重心Ｇにかかる重さを均等に４分の１にした推力を発生させることで、上方向の推力と下方向の重さが釣り合い、空中に停止してホバリング飛行することができる。
Fig.20-Aでは、通常使用状態（非積載時）においてドローン１００の全自重が重心Ｇにかかっており、それを２分の１にした推力Ｆが前側の２組４枚の回転翼で発生され、同じ大きさの推力Ｒが後ろ側の２組４枚の回転翼で発生されている。
Fig.20-Aでは、通常使用状態（非積載時）においてドローン１００の全自重が重心Ｇにかかっており、それを２分の１にした推力Ｆが前側の２組４枚の回転翼で発生され、同じ大きさの推力Ｒが後ろ側の２組４枚の回転翼で発生されている。
【0075】
Fig.20-Bでは、さらに物体Ｍ２がドローン１００の中央下部に固定されている。この例では物体のＭ２の重心がドローン１００の重心から降ろした垂線上にくるように物体Ｍ２が積載されている。物体Ｍ２の積載後のドローン１００の重心位置は物体Ｍ２の重さの分下方に移動し、非積載時の重心Ｇの下方Ｇ２に、ドローン１００と物体Ｍ２の重さの合計分の重さがかかることになる。
この重量を打ち消すために、推力Ｆ２と推力Ｒ２には、非積載時の推力Ｆと推力Ｒよりも大きい値が必要になる。
この重量を打ち消すために、推力Ｆ２と推力Ｒ２には、非積載時の推力Ｆと推力Ｒよりも大きい値が必要になる。
【0076】
図２１は、物体積載有り又は無しの場合のホバリング飛行時の回転翼の推力を示すグラフの例である。
本図の例では、約１秒まで推力が徐々に上昇し、１秒を超えたあたりで離陸を行い、２秒を超えたあたりで一定の推力で安定してホバリング飛行が行われている。
図２０で説明した通り、通常使用時の前側回転翼の推力Ｆ及び後ろ側回転翼の推力Ｒと比べ、物体積載時の前側回転翼の推力Ｆ２及び後ろ側回転翼の推力Ｒ２の方が大きい値となる。
本図の例では、約１秒まで推力が徐々に上昇し、１秒を超えたあたりで離陸を行い、２秒を超えたあたりで一定の推力で安定してホバリング飛行が行われている。
図２０で説明した通り、通常使用時の前側回転翼の推力Ｆ及び後ろ側回転翼の推力Ｒと比べ、物体積載時の前側回転翼の推力Ｆ２及び後ろ側回転翼の推力Ｒ２の方が大きい値となる。
【0077】
図２２は、中央からずれた場所に物体が積載された場合のホバリング飛行時の状態を示す左側側面図の例である。
物体Ｍ３はドローン１００の中央Ｃよりも前方に積載されており、物体Ｍ３を積載した状態でのドローン１００の重心Ｇ３も、中央Ｃより前方にずれている。本図の例では、説明の簡易化のために、物体Ｍ３はドローン１００の左右方向についてはドローン１００の中央に位置するが、前後方向については前側にずれた位置に積載されている。
この状態でホバリング飛行を行おうとすると、重心Ｇ３がドローン１００の前側に片寄っているためにピッチ旋回する方向でモーメントが発生し、これを打ち消して釣り合うために、前側左右の回転翼の推力Ｆ３を大きくする必要がある。
従って、前側左右の推力Ｆ３は後ろ側左右の推力Ｒ３よりも大きくなる。
物体Ｍ３はドローン１００の中央Ｃよりも前方に積載されており、物体Ｍ３を積載した状態でのドローン１００の重心Ｇ３も、中央Ｃより前方にずれている。本図の例では、説明の簡易化のために、物体Ｍ３はドローン１００の左右方向についてはドローン１００の中央に位置するが、前後方向については前側にずれた位置に積載されている。
この状態でホバリング飛行を行おうとすると、重心Ｇ３がドローン１００の前側に片寄っているためにピッチ旋回する方向でモーメントが発生し、これを打ち消して釣り合うために、前側左右の回転翼の推力Ｆ３を大きくする必要がある。
従って、前側左右の推力Ｆ３は後ろ側左右の推力Ｒ３よりも大きくなる。
【0078】
図２３は、中央から前方にずれた位置に物体が積載された場合のホバリング飛行時の回転翼の推力を示すグラフの例である。本図の例では、約２秒まで推力が徐々に上昇し、２秒を超えたあたりで離陸を行う例である。この場合、離陸前までは各回転翼の出力はほぼ同じであるが、離陸をしてからは機体の姿勢を維持するために、前側左右の推力Ｆ３は後ろ側左右の推力Ｒ３よりも大きくなっている。
ここで、通常重心位置Ｇと、物体Ｍ３非積載時のドローンの自重と、前側左右の推力Ｆ３と、後ろ側左右の推力Ｒ３とが分かれば、物体Ｍ３積載時の重心Ｇ３をこれらの値から算出することができる。
なお、回転翼による推力は、回転翼を回転させるモーター等の推進器の出力や、推進器への供給電力に基づいて算出することが可能である。
ここで、通常重心位置Ｇと、物体Ｍ３非積載時のドローンの自重と、前側左右の推力Ｆ３と、後ろ側左右の推力Ｒ３とが分かれば、物体Ｍ３積載時の重心Ｇ３をこれらの値から算出することができる。
なお、回転翼による推力は、回転翼を回転させるモーター等の推進器の出力や、推進器への供給電力に基づいて算出することが可能である。
【0079】
図２２や図２３では、物体Ｍ３はドローン１００の左右方向から見て中央の位置で前側方向にずれている（すなわち右側と左側の回転翼には同じ推力が発生する）例を説明したが、もちろん、物体Ｍ３はドローンのどの位置に積載されていてもよく、前後左右のそれぞれの回転翼の推力の値と、上述したその他の値の一部またはすべてに基づいて、重心の位置を算出することが可能である。
【0080】
例えば、前後方向においては中央に位置し、左右方向について右側若しくは左側にずれた位置に物体Ｍ３が積載されている場合には、同様に通常重心位置Ｇと、物体Ｍ３非積載時のドローンの自重と、左側前後の推力と、右側前後の推力とから、物体Ｍ３積載時の重心Ｇ３を算出することができる。
また、前後方向若しくは左右方向の任意の場所にＭ３が位置している場合には、通常重心位置Ｇと、物体Ｍ３非積載時のドローンの自重と、全ての回転翼のそれぞれの推力と、から物体Ｍ３積載時の重心Ｇ３を算出することができる。
重心位置関連情報は、これらの算出された重心位置の座標情報であってもよいし、重心位置を算出するために参照される上述のような回転翼の推力等に関する情報であってもよい。
また、前後方向若しくは左右方向の任意の場所にＭ３が位置している場合には、通常重心位置Ｇと、物体Ｍ３非積載時のドローンの自重と、全ての回転翼のそれぞれの推力と、から物体Ｍ３積載時の重心Ｇ３を算出することができる。
重心位置関連情報は、これらの算出された重心位置の座標情報であってもよいし、重心位置を算出するために参照される上述のような回転翼の推力等に関する情報であってもよい。
【0081】
通常重心位置関連情報と算出された重心位置関連情報とが異なっていることの判定は、例えばそれぞれの位置情報（座標情報）を比較し、所定の閾値以上距離が離れている場合に、異なっていると判定する。
他には、通常重心位置Ｇが水平方向において前記ドローン１００の中央Ｃ上に位置する場合に、算出された前記重心位置Ｇ３が、ドローン１００の中央Ｃから例えば所定の長さｄより離れている場合に、通常重心位置関連情報と算出された重心位置関連情報とが異なっていると判定してもよい。逆に、図２２の例では、物体Ｍ３積載時の重心Ｇ３の垂線と、ドローン１００の水平方向における垂線（中央Ｃ）との差異の長さｄが所定の長さ以下の場合には、通常重心位置関連情報と算出された重心位置関連情報とが同一であるとみなしてよい（すなわちほぼ同一である）。
他には、通常重心位置Ｇが水平方向において前記ドローン１００の中央Ｃ上に位置する場合に、算出された前記重心位置Ｇ３が、ドローン１００の中央Ｃから例えば所定の長さｄより離れている場合に、通常重心位置関連情報と算出された重心位置関連情報とが異なっていると判定してもよい。逆に、図２２の例では、物体Ｍ３積載時の重心Ｇ３の垂線と、ドローン１００の水平方向における垂線（中央Ｃ）との差異の長さｄが所定の長さ以下の場合には、通常重心位置関連情報と算出された重心位置関連情報とが同一であるとみなしてよい（すなわちほぼ同一である）。
【0082】
また、例えば重心位置関連情報として回転翼の推力を用いる場合には、通常使用状態で通常重心位置Ｇがドローンの中央Ｃ上にある場合には、複数の回転翼の推力は同一となるはずであるが、複数の回転翼のそれぞれの推力が所定の値以上異なる場合に、通常重心位置関連情報と取得された前記重心位置関連情報とが異なっており、何らかの物体Ｍ３が積載されていると判定してもよい。
なお、本実施例の例では、通常使用状態において複数の回転翼の中心の垂線上に重心Ｇが位置し、ホバリング飛行時には全ての回転翼に均等に推力が発生する構成で説明を行うが、この構成に限られない。
なお、本実施例の例では、通常使用状態において複数の回転翼の中心の垂線上に重心Ｇが位置し、ホバリング飛行時には全ての回転翼に均等に推力が発生する構成で説明を行うが、この構成に限られない。
【0083】
例えば、通常使用状態の重心位置を示す通常重心位置が、ドローン１００の中央より前側にずれており、通常使用状態のホバリング飛行時であっても、前側左右の回転翼の推力が後ろ側左右の回転翼の推力よりも高い場合も想定できる。このような場合であっても、本実施例で説明したように、通常重心位置と算出された重心位置とが異なっていると判定される場合には、飛行停止とすればよい。
【0084】
また、例えば図１に示すように、一般的は製品デザインとして、前後方向には非対称であっても左右対称の構造で製造することが多い。従って、通常重心位置がドローン１００の中央よりも前後方向に移動することはあっても、左右方向にずれていることは多くはない。従って、左右の回転翼の推力の差を重心位置関連情報とし、これが所定の値以上であった場合に物体Ｍ３が積載されていると判断する構成としてもよい。例えば、通常重心位置関連情報として左右の推力の差ゼロを記憶しておき、飛行時の左右の回転翼の推力の差を重心位置関連情報として取得して比較することで、この推力の差がほぼゼロでない場合（すなわち所定の値以上の差がある場合）に飛行を停止する処理を行ってもよい。
【0085】
図２４は、物体積載有り又は無しの場合の傾斜飛行時の状態を示す左側側面図の例である。
図２４の例はドローン１００を左側から見た側面図であり、図の左方向がドローン１００の進行方向、すなわちドローン１００の前側になる。
Fig.24-Aは、物体を積載していない通常使用状態のドローン１００の傾斜飛行を示す。Fig.24-Bは、物体Ｍ４を積載した状態のドローン１００の傾斜飛行を示す。
ドローン１００をピッチ旋回させ傾斜飛行をすることで、推力Ｆ４及び推力Ｒ４による前側方向への分力に基づいて前方に進行する。
図２４の例はドローン１００を左側から見た側面図であり、図の左方向がドローン１００の進行方向、すなわちドローン１００の前側になる。
Fig.24-Aは、物体を積載していない通常使用状態のドローン１００の傾斜飛行を示す。Fig.24-Bは、物体Ｍ４を積載した状態のドローン１００の傾斜飛行を示す。
ドローン１００をピッチ旋回させ傾斜飛行をすることで、推力Ｆ４及び推力Ｒ４による前側方向への分力に基づいて前方に進行する。
【0086】
ピッチ角Ｐを生じさせるためには、高さ方向においてドローン１００の中央より上側左右に位置する回転翼、すなわち後ろ側回転翼の推力Ｒ４を、下側左右に位置する回転翼、すなわち前側回転翼の推力Ｆ４、よりも大きくする必要がある。
ここで、さらに物体Ｍ４を通常重心位置Ｇ付近に積載した場合には、積載後の重心位置Ｇ４のように重心位置が下がり、かつ下向きの重力が増加するため、その回転モーメントを打ち消すために後ろ側回転翼の推力Ｒ５をさらに大きくする必要がある。
ここで、さらに物体Ｍ４を通常重心位置Ｇ付近に積載した場合には、積載後の重心位置Ｇ４のように重心位置が下がり、かつ下向きの重力が増加するため、その回転モーメントを打ち消すために後ろ側回転翼の推力Ｒ５をさらに大きくする必要がある。
【0087】
図２５は、物体積載有り又は無しの場合の傾斜飛行時の回転翼の推力を示すグラフの例である。
Fig.25-Aは、物体を積載していない通常使用状態のドローン１００の傾斜飛行の推力の変化を示す。Fig.25-Bは、物体Ｍ４を積載した状態のドローン１００の傾斜飛行の推力の変化を示す。
本グラフに示すように、物体Ｍ４積載時の前側回転翼の推力Ｆ５と後ろ側回転翼の推力Ｒ５との差は、通常飛行時の前側回転翼の推力Ｆ４と後ろ側回転翼の推力Ｒ４との差に比べて大きい値となる。
Fig.25-Aは、物体を積載していない通常使用状態のドローン１００の傾斜飛行の推力の変化を示す。Fig.25-Bは、物体Ｍ４を積載した状態のドローン１００の傾斜飛行の推力の変化を示す。
本グラフに示すように、物体Ｍ４積載時の前側回転翼の推力Ｆ５と後ろ側回転翼の推力Ｒ５との差は、通常飛行時の前側回転翼の推力Ｆ４と後ろ側回転翼の推力Ｒ４との差に比べて大きい値となる。
【0088】
このように所定のピッチ角度（姿勢角）で傾けた傾斜飛行をしている場合に、このピッチ角Ｐと、前側回転翼の推力Ｆ５と、後ろ側回転翼の推力Ｒ５とに基づいて、重心位置を算出するすることができる。
ここで算出された重心位置に関する重心位置関連情報と、通常重心位置関連情報とが異なっている場合には、不特定の物体が積載されているものとしてドローン１００の飛行を停止する。
また、重心位置を算出することなく、この重心位置を算出するために参照される各回転翼の推力と姿勢角の組合せを重心位置関連情報とすることもできる。すなわち各回転翼の推力と姿勢角の組合せからなる重心位置関連情報と、記憶されている通常時各回転翼の推力と姿勢角の組合せである通常重心位置関連情報とを比較し、これらが異なっている場合にドローン１００の飛行を停止することもできる。
ここで算出された重心位置に関する重心位置関連情報と、通常重心位置関連情報とが異なっている場合には、不特定の物体が積載されているものとしてドローン１００の飛行を停止する。
また、重心位置を算出することなく、この重心位置を算出するために参照される各回転翼の推力と姿勢角の組合せを重心位置関連情報とすることもできる。すなわち各回転翼の推力と姿勢角の組合せからなる重心位置関連情報と、記憶されている通常時各回転翼の推力と姿勢角の組合せである通常重心位置関連情報とを比較し、これらが異なっている場合にドローン１００の飛行を停止することもできる。
【0089】
なお、また、各回転翼の推力の組合せを重心位置関連情報とすることもできる。例えば図２５に示したように下側左右に位置する前記回転翼の少なくとも一方の推力と上側左右に位置する回転翼の少なくとも一方の推力との差の値を重心位置関連情報として算出し、これが、通常使用状態におけるそれぞれの差の値である通常重心位置関連情報よりも大きい場合に、物体Ｍ４が積載されているものと判定してもよい。この場合当然に通常重心位置と算出された前記重心位置とが異なっている。
また、図２４や図２５の例では物体Ｍ４はドローン１００の左右から見て中央の位置で前方向にずれている（すなわち右側と左側の回転翼には同じ推力が発生する）例で説明したが、もちろん、物体Ｍ４はドローンのどの位置に積載されていてもよく、前後左右のそれぞれの回転翼の推力の値と、上述したその他の値とに基づいて、重心の位置を算出することが可能である。
また、図２４や図２５の例では物体Ｍ４はドローン１００の左右から見て中央の位置で前方向にずれている（すなわち右側と左側の回転翼には同じ推力が発生する）例で説明したが、もちろん、物体Ｍ４はドローンのどの位置に積載されていてもよく、前後左右のそれぞれの回転翼の推力の値と、上述したその他の値とに基づいて、重心の位置を算出することが可能である。
【0090】
上述のような重心の算出や比較の処理、飛行継続及び停止等の飛行制御の処理等はフライトコントローラー５０１が実行するが、これは予めこのような機能が組み込まれたハードウェアチップにより実現されてもよいし、このような各処理を実行させるための制御プログラムを汎用的なマイクロコントローラ等が実行することにより実現されてもよい。
本実施例で説明した構成によれば、ドローンの通常使用状態とは異なる物体の積載を管理する仕組みを提供することができ、例えば通常使用状態とは異なる不審な物体の積載及び運搬を防止し、テロ行為を抑止することが可能となる。
本実施例で説明した構成によれば、ドローンの通常使用状態とは異なる物体の積載を管理する仕組みを提供することができ、例えば通常使用状態とは異なる不審な物体の積載及び運搬を防止し、テロ行為を抑止することが可能となる。
【0091】
図２７は、別のフライト判定処理フロー２７００の例である。
フライト判定処理フロー２７００の例では、飛行指示を受け付けた後に取得された重心位置関連情報が所定の条件を満たさない場合に、不審な物体が積載された可能性があると判断し、飛行を停止する。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ２７１０）。
フライト判定処理フロー２７００の例では、飛行指示を受け付けた後に取得された重心位置関連情報が所定の条件を満たさない場合に、不審な物体が積載された可能性があると判断し、飛行を停止する。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ２７１０）。
【0092】
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の重心位置関連情報を取得する（ステップ２７２０）。
フライトコントローラー５０１は、取得した重心位置関連情報が所定の条件を満たすかどうかを判定し、条件を満たす場合には（ステップ２７３０がＹｅｓ）、通常使用状態の他に不特定の物体が積載されていないと判断し、飛行を継続する（ステップ２７４０）。
一方、条件を満たさない場合には（ステップ２７３０がＮｏ）、異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ２７５０）。
フライトコントローラー５０１は、取得した重心位置関連情報が所定の条件を満たすかどうかを判定し、条件を満たす場合には（ステップ２７３０がＹｅｓ）、通常使用状態の他に不特定の物体が積載されていないと判断し、飛行を継続する（ステップ２７４０）。
一方、条件を満たさない場合には（ステップ２７３０がＮｏ）、異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ２７５０）。
【0093】
所定の条件は、ドローン１００が備える記憶装置内に予め記憶されており、フライトコントローラー５０１が、所定の条件を取得し、取得した重心位置関連情報とこの条件とを比較する。
所定の条件としては、例えば通常使用状態での重心位置関連情報がある。この重心位置関連情報には、例えば複数の回転翼の推力、又は前記複数の回転翼の推力の差分、又は前記ドローンの重心位置等が考えられる。
以下図２８～図３５により、重心位置関係情報と所定条件の色々な組み合わせの実施例について説明する。
所定の条件としては、例えば通常使用状態での重心位置関連情報がある。この重心位置関連情報には、例えば複数の回転翼の推力、又は前記複数の回転翼の推力の差分、又は前記ドローンの重心位置等が考えられる。
以下図２８～図３５により、重心位置関係情報と所定条件の色々な組み合わせの実施例について説明する。
【0094】
図２８は、ホバリング飛行中の複数の回転翼の推力によるフライト判定処理フロー２８００の例である。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ２８１０）。
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の姿勢維持制御を開始する（ステップ２８２０）。姿勢維持制御は、ドローン１００の姿勢を維持しながら空中に停止しているホバリング飛行の他、上昇、下降のいずれかの動作を行う制御である。
なお、ドローン１００がホバリング飛行を行っているか否かは、ドローン１００の飛行速度と姿勢角度の検出情報に基づいて判定することができる。
フライトコントローラー５０１は、前記ドローンが姿勢を維持してホバリング飛行、上昇、下降のいずれかの動作をしている場合に、ドローン１００の重心位置関連情報として各回転翼の推力を取得する（ステップ２８３０）。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ２８１０）。
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の姿勢維持制御を開始する（ステップ２８２０）。姿勢維持制御は、ドローン１００の姿勢を維持しながら空中に停止しているホバリング飛行の他、上昇、下降のいずれかの動作を行う制御である。
なお、ドローン１００がホバリング飛行を行っているか否かは、ドローン１００の飛行速度と姿勢角度の検出情報に基づいて判定することができる。
フライトコントローラー５０１は、前記ドローンが姿勢を維持してホバリング飛行、上昇、下降のいずれかの動作をしている場合に、ドローン１００の重心位置関連情報として各回転翼の推力を取得する（ステップ２８３０）。
【0095】
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の重量、すなわち取得した各回転翼の推力の合計値が所定範囲内か（すなわち所定条件を満たすか）どうかを判定し、条件を満たさない場合には（ステップ２８４０がＮｏ）、異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ２８７０）。
条件を満たす場合には（ステップ２８４０がＹｅｓ）、フライトコントローラー５０１は、各回転翼の推力が所定の範囲内かを判定する（ステップ２８５０）。
判定の結果、条件を満たさない場合には（ステップ２８５０がＮｏ）、異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ２８７０）。
条件を満たす場合には（ステップ２８５０がＹｅｓ）、通常使用状態の他に不特定の物体が積載されていないと判断し、飛行を継続する（ステップ２８６０）。
条件を満たす場合には（ステップ２８４０がＹｅｓ）、フライトコントローラー５０１は、各回転翼の推力が所定の範囲内かを判定する（ステップ２８５０）。
判定の結果、条件を満たさない場合には（ステップ２８５０がＮｏ）、異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ２８７０）。
条件を満たす場合には（ステップ２８５０がＹｅｓ）、通常使用状態の他に不特定の物体が積載されていないと判断し、飛行を継続する（ステップ２８６０）。
【0096】
図２８のステップ２８３０で取得された通常使用状態での各回転翼の推力は、重心位置や飛行中の誤差等により、一定の値を取らない場合がある。そこでこれらのズレを許容する所定の範囲を定め、各回転翼の推力がこの所定の範囲内かを判定している（ステップ２８５０）。この所定の範囲について以下説明する。
通常使用状態での複数の回転翼の推力としては例えば以下の条件が考えられる。
通常使用状態での複数の回転翼の推力としては例えば以下の条件が考えられる。
【0097】
１．通常使用時に重量の変化がない場合
すなわち、例えば液体物を積載するタンクが無く、飛行時に重心位置の変化がほとんどない構成の場合。
１－１．通常使用時の重心が機体の中央にある構成
通常時の機体重心が機体中心(各回転翼の中間点)である場合には、各回転翼の発生する推力が一致する。しかし、実際には各回転翼の個体差等の誤差の影響があり、完全に一致した値とはならない。そのため、当該個体差の誤差等を考慮して、各回転翼の推力Ｔの推力差ΔＴが以下に示す所定の範囲内に収まった場合には、所定条件を満たすと判断する。
すなわち、例えば液体物を積載するタンクが無く、飛行時に重心位置の変化がほとんどない構成の場合。
１－１．通常使用時の重心が機体の中央にある構成
通常時の機体重心が機体中心(各回転翼の中間点)である場合には、各回転翼の発生する推力が一致する。しかし、実際には各回転翼の個体差等の誤差の影響があり、完全に一致した値とはならない。そのため、当該個体差の誤差等を考慮して、各回転翼の推力Ｔの推力差ΔＴが以下に示す所定の範囲内に収まった場合には、所定条件を満たすと判断する。
【0098】
進行方向に対して左前、右前、左後ろ、右後ろの回転翼の推力をそれぞれＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲとすると、例えば
許容ΔＴ＝ＦＬ－ＦＲ＝－５～５Ｎ
許容ΔＴ＝ＦＬ－ＲＬ＝－５～５Ｎ
許容ΔＴ＝ＦＲ－ＲＲ＝－５～５Ｎ
許容ΔＴ＝ＲＬ－ＲＲ＝－５～５Ｎ
を所定の条件とし、許容ΔＴがこの値の範囲に入っている場合に条件を満たすと判断する。
なお、上記の所定範囲は、各推力の差分ではなく、各回転翼の推力の絶対値で定義してもよい。また、推力の単位は、Ｎ以外にもエネルギー量を表すＷｈ、仕事率Ｄｕｔｙ、回転翼の回転数ｒｐｍであってもよい。
許容ΔＴ＝ＦＬ－ＦＲ＝－５～５Ｎ
許容ΔＴ＝ＦＬ－ＲＬ＝－５～５Ｎ
許容ΔＴ＝ＦＲ－ＲＲ＝－５～５Ｎ
許容ΔＴ＝ＲＬ－ＲＲ＝－５～５Ｎ
を所定の条件とし、許容ΔＴがこの値の範囲に入っている場合に条件を満たすと判断する。
なお、上記の所定範囲は、各推力の差分ではなく、各回転翼の推力の絶対値で定義してもよい。また、推力の単位は、Ｎ以外にもエネルギー量を表すＷｈ、仕事率Ｄｕｔｙ、回転翼の回転数ｒｐｍであってもよい。
【0099】
１－２．通常使用時の重心が機体の前方にある構成
通常時の機体重心が機体中心(各回転翼の中間点)よりも前にずれている場合には、前後の回転翼の推力に差が発生する。そのため、当該個体差の誤差等を考慮して設定された、各回転翼の推力Ｔの推力差ΔＴが以下に示す所定の範囲内に収まった場合には、所定条件を満たすと判断する。
許容ΔＴ＝ＦＬ－ＦＲ＝－５～５Ｎ
許容ΔＴ＝ＦＬ－ＲＬ＝－５～１５Ｎ
許容ΔＴ＝ＦＲ－ＲＲ＝－５～１５Ｎ
許容ΔＴ＝ＲＬ－ＲＲ＝－５～５Ｎ
通常時の機体重心が機体中心(各回転翼の中間点)よりも前にずれている場合には、前後の回転翼の推力に差が発生する。そのため、当該個体差の誤差等を考慮して設定された、各回転翼の推力Ｔの推力差ΔＴが以下に示す所定の範囲内に収まった場合には、所定条件を満たすと判断する。
許容ΔＴ＝ＦＬ－ＦＲ＝－５～５Ｎ
許容ΔＴ＝ＦＬ－ＲＬ＝－５～１５Ｎ
許容ΔＴ＝ＦＲ－ＲＲ＝－５～１５Ｎ
許容ΔＴ＝ＲＬ－ＲＲ＝－５～５Ｎ
【0100】
１－３．通常使用時に重量変化があり、かつ重心が機体の中央にある構成
例えば、ドローン１００が液体散布用の薬剤タンク１０４を有する構成の場合、散布フライトによる液体物の散布によりドローン１００全体の重量（ｍｇ）が減少していく。
図２９は、重心が機体の中央にある場合のドローンの重量と推力の関係を示すグラフの例である。
重量（ｍｇ）が増加すると、ホバリング飛行に必要な各回転翼の推力Ｔも増加する。通常の散布作業時において、薬剤タンク１０４内の薬剤も含めた機体重心が機体中心(各プロペラの中間点)となる場合、薬剤タンク１０４内の薬剤の動揺等の影響を受けて重心がある範囲内で変化するが、ホバリング飛行時の各回転翼(ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ)の推力は点線で囲われた範囲内の値となる。
ここで、当該範囲から外れた推力を発生している回転翼がある場合には、所定条件を満たしていないと判断する。
例えば、ドローン１００が液体散布用の薬剤タンク１０４を有する構成の場合、散布フライトによる液体物の散布によりドローン１００全体の重量（ｍｇ）が減少していく。
図２９は、重心が機体の中央にある場合のドローンの重量と推力の関係を示すグラフの例である。
重量（ｍｇ）が増加すると、ホバリング飛行に必要な各回転翼の推力Ｔも増加する。通常の散布作業時において、薬剤タンク１０４内の薬剤も含めた機体重心が機体中心(各プロペラの中間点)となる場合、薬剤タンク１０４内の薬剤の動揺等の影響を受けて重心がある範囲内で変化するが、ホバリング飛行時の各回転翼(ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ)の推力は点線で囲われた範囲内の値となる。
ここで、当該範囲から外れた推力を発生している回転翼がある場合には、所定条件を満たしていないと判断する。
【0101】
１－４．通常使用時に重量変化があり、かつ重心が機体の中央より前方にある構成
図３０は、重心が機体の前方にある場合のドローンの重量と推力の関係を示すグラフの例である。
通常の散布フライト時において、薬剤タンク１０４内の薬剤も含めた機体重心が機体中心(各回転翼の中間点)よりも前方となる場合、前方回転翼（ＦＬ、ＦＲ）の推力は、後方回転翼（ＲＬ、ＲＲ）の推力よりも大きくなる。また、タンク内の薬剤の動揺等の影響を受けて重心がある範囲内で変化するが、ホバリング飛行時の各回転翼（ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）の推力は点線で囲われた範囲内の値となる。
ここで、当該範囲から外れた推力を発生している回転翼がある場合には、所定条件を満たしていないと判断する。
なお、図２９と図３０のいずれの場合でも、複数の回転翼のうち、発生推力が最小の回転翼の最小推力と発生推力が最大の回転翼の最大推力の差分が予め記憶されている値以上異なる場合に、取得された重心位置関連情報が所定条件を満たさないと判定することができる。また、推力が最大と最小の回転翼ではなく、任意の回転翼の推力の差が所定条件を逸脱する場合に、取得された前記重心位置関連情報が所定条件を満たさないと判定することもできる。
図３０は、重心が機体の前方にある場合のドローンの重量と推力の関係を示すグラフの例である。
通常の散布フライト時において、薬剤タンク１０４内の薬剤も含めた機体重心が機体中心(各回転翼の中間点)よりも前方となる場合、前方回転翼（ＦＬ、ＦＲ）の推力は、後方回転翼（ＲＬ、ＲＲ）の推力よりも大きくなる。また、タンク内の薬剤の動揺等の影響を受けて重心がある範囲内で変化するが、ホバリング飛行時の各回転翼（ＦＬ、ＦＲ、ＲＬ、ＲＲ）の推力は点線で囲われた範囲内の値となる。
ここで、当該範囲から外れた推力を発生している回転翼がある場合には、所定条件を満たしていないと判断する。
なお、図２９と図３０のいずれの場合でも、複数の回転翼のうち、発生推力が最小の回転翼の最小推力と発生推力が最大の回転翼の最大推力の差分が予め記憶されている値以上異なる場合に、取得された重心位置関連情報が所定条件を満たさないと判定することができる。また、推力が最大と最小の回転翼ではなく、任意の回転翼の推力の差が所定条件を逸脱する場合に、取得された前記重心位置関連情報が所定条件を満たさないと判定することもできる。
【0102】
図３１は、ホバリング飛行中の複数の回転翼の推力による別のフライト判定処理フロー３１００の例である。
このフライト判定処理３１００では、各回転翼が予め決められた固定値（固定比率）の推力を出力している推力（比）固定制御を行っている場合に、ドローン１００の姿勢角の変化に基づいて、散布フライト可否判定を行う処理について説明する。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ３１１０）。
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の推力（比）固定制御を開始する（ステップ３１２０）。
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の重心位置関連情報としてドローン１００の姿勢角の情報を取得する（ステップ３１３０）。
このフライト判定処理３１００では、各回転翼が予め決められた固定値（固定比率）の推力を出力している推力（比）固定制御を行っている場合に、ドローン１００の姿勢角の変化に基づいて、散布フライト可否判定を行う処理について説明する。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ３１１０）。
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の推力（比）固定制御を開始する（ステップ３１２０）。
フライトコントローラー５０１は、ドローン１００の重心位置関連情報としてドローン１００の姿勢角の情報を取得する（ステップ３１３０）。
【0103】
フライトコントローラー５０１は、姿勢角が所定範囲内か（すなわち所定条件を満たすか）どうかを判定し、条件を満たさない場合には（ステップ３１４０がＮｏ）、異常状態を通知し、フライトを停止する（３１９０）。
条件を満たす場合には（ステップ３１４０がＹｅｓ）、フライトコントローラー５０１は、姿勢維持制御を継続する（ステップ３１５０）。
つまり、例えば重心がドローン１００の中央にある場合には、各回転翼に同一の推力を発生させる場合には、機体の姿勢角はゼロ度（水平を維持）するはずであるが、この姿勢角が水平ではなく閾値以上の角度に傾いていた場合に、フライトを停止する。
条件を満たす場合には（ステップ３１４０がＹｅｓ）、フライトコントローラー５０１は、姿勢維持制御を継続する（ステップ３１５０）。
つまり、例えば重心がドローン１００の中央にある場合には、各回転翼に同一の推力を発生させる場合には、機体の姿勢角はゼロ度（水平を維持）するはずであるが、この姿勢角が水平ではなく閾値以上の角度に傾いていた場合に、フライトを停止する。
【0104】
また、重心位置がドローン１００の前方にある場合には、機体を水平に保つ場合に、前方の回転翼の推力が後方の回転翼の推力よりも大きくなる。このような、通常使用状態で何も積載していない状態であれば期待が水平になるような固定推力を前後左右の回転力に与え、この場合に期待が傾いていた場合には、異常状態であるとして散布フライトを停止する。
フライトコントローラー５０１は、各回転翼の推力を取得し（ステップ３１６０）、この各回転翼の推力が所定の範囲内であれば散布フライトを継続し（ステップ３１８０）、範囲外の場合には異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ３１９０）。なお、各回転翼の推力の合計値に基づいてステップ３１７０の条件を判定してもよい。
なお、以上説明した様々な実施形態において、回転翼の推力が所定条件を満たすかどうかを判定するのではなく、複数の回転翼の推力に基づいて重心位置を算出し、算出した重心位置が所定条件を満たすかどうかを判定してもよい。
フライトコントローラー５０１は、各回転翼の推力を取得し（ステップ３１６０）、この各回転翼の推力が所定の範囲内であれば散布フライトを継続し（ステップ３１８０）、範囲外の場合には異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ３１９０）。なお、各回転翼の推力の合計値に基づいてステップ３１７０の条件を判定してもよい。
なお、以上説明した様々な実施形態において、回転翼の推力が所定条件を満たすかどうかを判定するのではなく、複数の回転翼の推力に基づいて重心位置を算出し、算出した重心位置が所定条件を満たすかどうかを判定してもよい。
【0105】
図３２は、離陸時の各脚にかかる圧力によるフライト判定処理フロー３２００の例である。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ３２１０）。
フライトコントローラー５０１は、重心位置関連情報として、ドローン１００の脚にも設けられたセンサから各脚にかかる力の値を取得する（ステップ３２２０）。
フライトコントローラー５０１は、各脚にかかる力の合計値からなるドローン１００の総重量を算出し、総重量が所定範囲内か（すなわち所定条件を満たすか）どうかを判定し、条件を満たさない場合には（ステップ３２３０がＮｏ）、異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ３２６０）。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、モバイル端末７０１や管理サーバ７０２、管理端末７０３からドローン１００の飛行指示を受け付ける（ステップ３２１０）。
フライトコントローラー５０１は、重心位置関連情報として、ドローン１００の脚にも設けられたセンサから各脚にかかる力の値を取得する（ステップ３２２０）。
フライトコントローラー５０１は、各脚にかかる力の合計値からなるドローン１００の総重量を算出し、総重量が所定範囲内か（すなわち所定条件を満たすか）どうかを判定し、条件を満たさない場合には（ステップ３２３０がＮｏ）、異常状態を通知し、フライトを停止する（ステップ３２６０）。
【0106】
条件を満たす場合には（ステップ３２３０がＹｅｓ）、フライトコントローラー５０１は、各脚にかかる力が所定の範囲内かどうかを判定する（ステップ３２４０）。
フライトコントローラー５０１は、各脚にかかる力が所定の範囲内である場合は、散布フライトを継続し（ステップ３４５０）、所定の範囲内でない場合には、フライトを停止する（ステップ３４６０）。
つまり、例えば重心がドローン１００の中央にある場合には、各脚にかかる力はほぼ同一になるはずであり、全ての脚がほぼ同時に地面から離れるはずである。ここで一部の脚に荷重がかかっていて所定の範囲を満たさない場合には、その足の方向に何らかの物体が積載されていることが考えられるため、警告を出力しフライトを停止する。
フライトコントローラー５０１は、各脚にかかる力が所定の範囲内である場合は、散布フライトを継続し（ステップ３４５０）、所定の範囲内でない場合には、フライトを停止する（ステップ３４６０）。
つまり、例えば重心がドローン１００の中央にある場合には、各脚にかかる力はほぼ同一になるはずであり、全ての脚がほぼ同時に地面から離れるはずである。ここで一部の脚に荷重がかかっていて所定の範囲を満たさない場合には、その足の方向に何らかの物体が積載されていることが考えられるため、警告を出力しフライトを停止する。
【0107】
図３３は、等速移動飛行中の複数の回転翼の推力によるフライト判定処理フロー３３００の例である。
図２８のホバリング飛行中の複数の回転翼の推力によるフライト判定処理フロー２８００と同様に、各回転翼の推力による判定を、等速移動飛行中にも行うことが可能である。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、重心位置関連情報として、ドローン１００の各回転翼の推力を取得し（ステップ３３２０）、これが所定範囲内かどうかを判定し（ステップ３３３０）、条件を満たす場合にはフライトを継続し（ステップ３３４０）、条件を満たさない場合には、異常状態を通知してフライトを停止する（ステップ３３５０）。
図２８のホバリング飛行中の複数の回転翼の推力によるフライト判定処理フロー２８００と同様に、各回転翼の推力による判定を、等速移動飛行中にも行うことが可能である。
ドローン１００のフライトコントローラー５０１は、重心位置関連情報として、ドローン１００の各回転翼の推力を取得し（ステップ３３２０）、これが所定範囲内かどうかを判定し（ステップ３３３０）、条件を満たす場合にはフライトを継続し（ステップ３３４０）、条件を満たさない場合には、異常状態を通知してフライトを停止する（ステップ３３５０）。
【0108】
図３４は、等速移動飛行中の複数の回転翼の推力による別のフライト判定処理フロー３４００の例である。
図３４の例では、フライトコントローラー５０１が取得した各回転翼の推力に基づいて、重心位置関連情報として重心位置を算出する（ステップ３４３０）。
フライトコントローラー５０１は、算出した重心位置が、予め記憶されている所定の範囲内かどうかを判定し（ステップ３４４０）、範囲内である場合にはフライトを継続し（ステップ３４５０）、範囲内でない場合には異常状態を通知してフライトを停止する（ステップ３４６０）。
所定の範囲とは、例えば通常使用状態の重心位置（通常重心位置）から予め定めてある長さ以内の範囲である。
図３４の例では、フライトコントローラー５０１が取得した各回転翼の推力に基づいて、重心位置関連情報として重心位置を算出する（ステップ３４３０）。
フライトコントローラー５０１は、算出した重心位置が、予め記憶されている所定の範囲内かどうかを判定し（ステップ３４４０）、範囲内である場合にはフライトを継続し（ステップ３４５０）、範囲内でない場合には異常状態を通知してフライトを停止する（ステップ３４６０）。
所定の範囲とは、例えば通常使用状態の重心位置（通常重心位置）から予め定めてある長さ以内の範囲である。
【0109】
図３５は、重心位置の算出方法を説明する図の例である。
図３５の例ではドローン１００が図の左側に向かって等速移動飛行している状態を示す。ドローン１００の中心Ｏに対して、点Ａにおける上向き（図において反時計回りの方向）のモーメント、点Ｂにおける下向き（図において時計回りの方向）のモーメントが釣り合っている状態である。ここでそれぞれのモーメントは、
Ａにおける上向きのモーメント＝（ＴＲ－ＴＦ）×ｌ
Ｂにおける下向きのモーメント＝Ｌ×ｍｇ＝Ｄｓｉｎθ×ｍｇ
となる。なお、ＴＲは前側の回転翼の推力、ＴＦは後ろ側の回転翼の推力、θは姿勢角、Ｄは重心位置である。
図３５の例ではドローン１００が図の左側に向かって等速移動飛行している状態を示す。ドローン１００の中心Ｏに対して、点Ａにおける上向き（図において反時計回りの方向）のモーメント、点Ｂにおける下向き（図において時計回りの方向）のモーメントが釣り合っている状態である。ここでそれぞれのモーメントは、
Ａにおける上向きのモーメント＝（ＴＲ－ＴＦ）×ｌ
Ｂにおける下向きのモーメント＝Ｌ×ｍｇ＝Ｄｓｉｎθ×ｍｇ
となる。なお、ＴＲは前側の回転翼の推力、ＴＦは後ろ側の回転翼の推力、θは姿勢角、Ｄは重心位置である。
【0110】
これらが釣り合っているので、
（ＴＲ－ＴＦ）×ｌ＝Ｄｓｉｎθ×ｍｇ
従って
Ｄ＝（ＴＲ－ＴＦ）×ｌ／ｍｇ／ｓｉｎθ
により重心位置Ｄを算出することが可能である。
なお、下記式により速度Ｖを姿勢角θに変換することが可能である。
ＴＦｓｉｎθ＋ＴＲｓｉｎθ＝ｋＶ２
（ＴＲ－ＴＦ）×ｌ＝Ｄｓｉｎθ×ｍｇ
従って
Ｄ＝（ＴＲ－ＴＦ）×ｌ／ｍｇ／ｓｉｎθ
により重心位置Ｄを算出することが可能である。
なお、下記式により速度Ｖを姿勢角θに変換することが可能である。
ＴＦｓｉｎθ＋ＴＲｓｉｎθ＝ｋＶ２
【0111】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【0112】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。
【0113】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
なお、上述の実施例は少なくとも特許請求の範囲に記載の構成を開示している。
なお、上述の実施例は少なくとも特許請求の範囲に記載の構成を開示している。
【符号の説明】
【0114】
１００…ドローン、１０４…薬剤タンク、７０１…モバイル端末、７０２…管理サーバ、７０３…管理端末、７１０…基地局
【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】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】