飞行装置和飞行方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供飞行装置和飞行方法。飞行装置，具备用于在空中飞行的驱动推进部，其特征在于，具备：控制器部，其在由投掷者进行投掷的时间点以后，基于进行所述投掷的时间点的状态来使所述驱动推进部驱动推进，从而进行飞行。

Flight device and flight method

The present invention provides a flight device and a flight method. Flying device has used in driving air flight, which is characterized in that: the controller, which have in the future by throwing for throwing time points to the state throwing time point of the drive propulsion drive propulsion based on which flight.

【技术实现步骤摘要】
飞行装置和飞行方法基于在先申请的优先权主张申请编号：特愿2015-230120申请日：2015年11月25日申请编号：特愿2016-124921申请日：2016年6月23日
本专利技术涉及从投掷者的手等被投掷而无人地进行飞行的飞行装置。
技术介绍
如下那样的飞行装置开始普及(例如参考专利文献1、2)：在搭载例如4台利用以电动机驱动的旋翼桨叶的驱动推进装置的总称为所谓「无人机」的小型无人飞行装置安装数字摄像机，使该飞行装置以及数字摄像机进行定时器摄影，或通过无线等对该飞行装置以及数字摄像机进行遥控操作，由此能从手够不到的更高的位置进行摄影。现有技术文献专利文献专利文献1：JP专利第5432277号专利文献2：JP特开2013-129301号公报但在现有的小型无人飞行装置中，需要以遥控控制进行控制，或者预先用智能手机等设定摄影位置、飞行轨迹，有难以操作这样的课题。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于，投掷者能简单地如计划那样进行投掷。在方式的一例中，是具备用于在空中飞行的驱动推进部的飞行装置，在由投掷者进行投掷的时间点以后，基于进行投掷的时间点的状态使驱动推进部驱动推进，从而进行飞行。专利技术的效果根据本专利技术，投掷者能简单地如计划那样进行投掷。附图说明图1是表示本实施方式的飞行装置的电动机框架的结构例的图。图2是表示本实施方式的飞行装置的系统构成例的图。图3A是第1实施方式的动作说明图。图3B是第1实施方式的动作说明图。图4是表示第1实施方式的飞行装置的控制处理例的流程图。图5A是第2实施方式的动作说明图。图5B是第2实施方式的动作说明图。图6是表示第2实施方式的飞行装置的控制处理例的流程图。图7是表示第2实施方式的目的位置表的生成处理的详细例的流程图。图8是表示第2实施方式中的目的位置的选择处理的详细例的流程图。标号的说明100飞行装置101主构架102电动机框架103旋翼桨叶104电动机105电路盒106摄像机201控制器202摄像机系统203飞行传感器204触摸传感器205电动机驱动器206电源传感器207蓄电池具体实施方式以下参考附图来详细说明用于实施本专利技术的形态。在本实施方式中，基于由投掷者进行飞行装置的投掷的时间点的状态，在进行投掷时间点以后使飞行装置的驱动推进部驱动推进，从而进行飞行，由此能控制飞行装置。作为用于实现该控制的第1实施方式，算出由投掷者进行飞行装置的投掷的时间点的轨道，在进行投掷的时间点以后，遵循算出的轨道使飞行装置的驱动推进部驱动推进，从而进行飞行，能在将飞行装置上抛后控制向哪个方向飞行多少飞行距离。另外，作为第2实施方式，基于由投掷者进行投掷的时间点的状态来估计目的地点，在进行投掷的时间点以后使飞行装置的驱动推进部驱动推进从而飞行，朝向估计出的目的地点，由此能控制使飞行装置飞行到哪个地点。更具体的，基于加速度传感器的输出来算出通过投掷而让飞行装置离开投掷者的身体(手)的瞬间的速度，基于该速度值来算出投掷时的初速、水平方向的角度和仰角。其结果，在上抛的瞬间决定轨迹的抛物线，控制使旋翼桨叶旋转的电动机来描绘该轨迹，从而自律地飞离。由此能进行控制，以投掷者上抛时的感觉使飞行装置飞离。即，若想要投向某处，则能想象用这种程度的力和这种程度的角度投掷即可这样的感觉。越强力地投掷，则到达的最高点越高，这以后，能控制得成为盘旋状态来进行摄像机的摄影等。图1是表示在本专利技术的第1以及第2实施方式中共通的飞行装置100的外观例的图。在主构架101安装4个圆形的电动机框架102(支承部)。电动机框架102能支承电动机104，在电动机104的电动机轴固定旋翼桨叶103。4组电动机104和旋翼桨叶103构成驱动推进部。在主构架101的内部的电路盒105，收纳用于驱动电动机104的电动机驱动器、和控制器、传感器类等。在主构架101的下部安装摄像装置即摄像机106。图2是表示在具有图1所示的结构的实施方式的飞行装置100的第1以及第2实施方式中共通的系统构成例的图。在控制器201连接：包含摄像机106(参考图1)的摄像机系统202；由例如加速度传感器、陀螺仪、GPS(全球定位系统)传感器、气压传感器等构成的飞行传感器203；触摸传感器204(接触探测传感器部)；分别驱动#1到#4的各电动机104(参考图1)的#1到#4的电动机驱动器205；一边监控蓄电池207的电压一边对各电动机驱动器205提供电力的电源传感器206。在此，触摸传感器204只要能探测接触，则也可以是按压按钮等。另外，虽未特别图示，但蓄电池207的电力还提供给201～206的各控制组件。控制器201从飞行传感器203实时取得与飞行装置100的机体的姿态相关的信息。另外，控制器201经由电源传感器206一边监控蓄电池207的电压一边对#1到#4的各电动机驱动器205分别发送基于脉冲宽度调制的占空比的电力指示信号。由此，#1到#4的电动机驱动器205分别控制#1到#4的电动机104的旋转速度。另外，控制器201控制摄像机系统202来控制摄像机106(图1)的摄影动作。图2的控制器201、摄像机系统202、飞行传感器203、电动机驱动器205、电源传感器206以及蓄电池207容纳于图1的主构架101内的电路盒105。另外，图1中虽未明示，但触摸传感器204贴附在图1的主构架101以及/或者电动机框架102，检测投掷者的手指等触摸到主构架101或电动机框架102时和未触摸到主构架101或电动机框架102时的电学物理量的差。关于具有以上的构成的飞行装置100的动作，以下进行说明。图3是第1实施方式的动作说明图。在第1实施方式中，图2的控制器201首先作为轨道算出部而动作，算出由投掷者进行飞行装置100的投掷的时间点的轨道。控制器201首先算出进行投掷的时间点的给定的绝对坐标系中的各坐标轴(x轴、y轴、z轴)方向的速度Vx、Vy、Vz[m/s：米/秒]。在此，控制器201基于在进行投掷的时间点图2的飞行传感器203所输出的各坐标轴方向的加速度值来算出上述各速度Vx、Vy、Vz。若将当前飞行传感器203所输出的上述给定的绝对坐标系中的x轴、y轴、z轴方向的加速度分别设为ax、ay、az[m/s2]，控制器201从这些加速度值的任意者超过给定的阈值的投掷动作开始时的时间点ts、到基于图2的触摸传感器204的输出而探测到飞行装置100从投掷者的身体离开的释放时间点tr为止，对上述各加速度ax、ay、az分别如下述数式1式、数式2式以及数式3式所示那样进行积分运算，由此算出进行投掷的时间点的各坐标轴方向的速度Vx、Vy、Vz。[数式1][数式2][数式3]接下来，控制器201基于这些各坐标轴方向的速度Vx、Vy、Vz，如图3(a)所示那样算出以x轴、y轴、z轴的原点为起点的飞行方向的矢量301。具体地，控制器201首先执行下述数式4式所示的运算，由此算出该矢量301的大小、即投掷时的初速度Vini[m/s]。[数式4]进而，若图3(a)的x轴和y轴是与地面水平的轴，z轴是与地面垂直的轴，则控制器201通过与下述数式5式以及数式6式对应的运算来分别算出水平角度α和垂直角度β，其中，水平角度α是以原点为起点的飞行方向的矢量301在与地面水平的坐标面方向上旋转的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞行装置，具备用于在空中飞行的驱动推进部，所述飞行装置的特征在于，具备：控制器部，其在由投掷者进行投掷的时间点以后，基于进行了所述投掷的时间点的状态来使所述驱动推进部驱动推进，从而进行飞行。

【技术特征摘要】
2015.11.25 JP 2015-230120;2016.06.23 JP 2016-124921.一种飞行装置，具备用于在空中飞行的驱动推进部，所述飞行装置的特征在于，具备：控制器部，其在由投掷者进行投掷的时间点以后，基于进行了所述投掷的时间点的状态来使所述驱动推进部驱动推进，从而进行飞行。2.根据权利要求1所述的飞行装置，其特征在于，所述控制器部还具备：轨道算出部，其基于由投掷者进行了投掷的时间点的状态来算出轨道，所述控制器部在进行了所述投掷的时间点以后使所述驱动推进部驱动推进，从而遵循所述轨道算出部算出的轨道进行飞行。3.根据权利要求1所述的飞行装置，其特征在于，所述控制器部还具备：估计部，其基于由投掷者进行了投掷的时间点的状态来估计目的地点，所述控制器部在进行了所述投掷的时间点以后使所述驱动推进部驱动推进，从而向所述估计部估计出的目的地点进行飞行。4.根据权利要求1所述的飞行装置，其特征在于，所述控制器部算出进行了所述投掷的时间点的给定的绝对坐标系中的各坐标轴方向的速度，基于该各坐标轴方向的速度来算出初速度、和与地面水平的坐标面方向以及与地面垂直的坐标面方向的所述投掷的水平角度以及垂直角度，所述控制器部在进行了所述投掷的时间点使所述驱动推进部驱动推进，以遵循所述控制器部算出的所述初速度、所述水平角度以及所述垂直角度。5.根据权利要求4所述的飞行装置，其特征在于，所述飞行装置还具备：飞行传感器部，其控制飞行，所述控制器部基于在进行了所述投掷的时间点所述飞行传感器部所输出的所述各坐标轴方向的加速度值来算出进行所述投掷的时间点的所述各坐标轴方向的速度，所述控制器部一边基于所述飞行传感器部的输出进行所述驱动推进部的姿态控制一边使该驱动推进部驱动推进。6.根据权利要求5所述的飞行装置，其特征在于，所述飞行装置还具备：接触探测传感器部，其检测所述投掷者的接触，所述控制器部，从所述飞行传感器部所输出的所述各坐标轴方向的加速度值超过给定的阈值的时间点到基于所述接触探测传感器部的输出探测到所述飞行装置从所述投掷者的身体离开的时间点为止，对所述飞行传感器部所输出的所述各坐标轴方向的加速度值分别进行积分，由此算出进行了所述投掷的时间点的所述各坐标轴方向的速度。7.根据权利要求6所述的飞行装置，其特征在于，所述坐标系是相互正交的x轴、y轴、z轴所构成的三维坐标系，将所述飞行传感器部所输出的所述各坐标轴方向的加速度值超过给定的阈值的时间点设为ts，将探测到所述飞行装置从所述投掷者的身体离开的时间点设为tr，将所述各坐标轴方向的速度设为Vx、Vy、Vz，将所述飞行传感器部所输出的所述各坐标轴方向的加速度值设为ax、ay、az，这时，所述控制器部通过与下述数式12式、数式13式以及数式14式等效的运算处理来算出所述各坐标轴方向的速度Vx、Vy以及Vz，[数式12][数式13][数式14]8.根据权利要求4所述的飞行装置，其特征在于，所述坐标系是相互正交的x轴、y轴、z轴所构成的三维坐标系，在将所述水平角度设为α、将所述垂直角度设为β时，所述控制器部通过与下述数式15式等效的运算处理算出所述水平角度α，[数式15]所述控制器部通过与下述数式16式等效的运算处理算出所述垂直角度β，[数式16]9.根据权利要求8所述的飞行装置，其特征在于，在将所述各坐标轴方向的速度设为Vx、Vy、Vz、将所述初速度设为Vini时，所述控制器部通过与下述数式17式等效的运算处理算出所述初速度Vini，[数式17]将所述飞行装置从所述投掷者的身体离开的释放时间点设为tr，将以所述释放时间点tr为起点的经过时间设为t，将以所述释放时间点tr的位置为原点的飞行高度以及水平飞行距离分别设为H以及L，将重力加速度设为g，将投掷的补正系数设为K，这时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田俊介，水品隆广，松田英明，高桥智洋，
申请(专利权)人：卡西欧计算机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP