JP7796866B2 - 飛行体システム - Google Patents

Description

本発明は、飛行体システムに関する。

近年、ドローン等の飛行体を用いた農作業の効率化が検討されている。特許文献１には、農作業の一例として農薬等を散布する散布装置が搭載された飛行体の支援装置が開示されている。

特許文献１に記載の飛行体の支援装置は、飛行体の位置を取得する位置情報取得部と、散布に関する情報を取得する散布情報取得部と、圃場の領域及び周囲を表示する表示部とを備えている。この表示部は、飛行体の移動軌跡を表示すると共に、散布装置が散布した散布範囲を表示する。これにより、作業管理を容易化している。

国際公開第２０２０／１３７２４２号

特許文献１に記載の飛行体の支援装置では、作業管理が容易となるものの、広大な圃場の場合、飛行体に搭載されたバッテリーの容量不足が懸念される。大容量のバッテリーを搭載した大型の飛行体を使用すれば良いが、大型の飛行体では作業できないエリアが発生し、作業効率が低下する。

そこで、作業効率を高めることが可能な飛行体システムが望まれている。

本発明に係る飛行体システムの一態様は、フレーム体で形成される連結機構と、前記フレーム体に結合される複数の飛行体と、前記フレーム体に結合される接続機構と、前記接続機構に接続される作業部と、前記フレーム体に設けられて、前記飛行体にエネルギーを供給するエネルギー源とを備えた点にある。

本構成に係る飛行体システムは、例えば農薬散布といった所定の作業を行う飛行体と、この飛行体にエネルギーを供給するエネルギー供給体とを備えている。つまり、飛行体は作業専用とし、エネルギー供給体は飛行体へのエネルギー供給役として機能する。

このため、飛行体がエネルギー不足となって、作業が中断したり、作業むらが生じたりすることが防止される。よって、作業効率を高めることが可能な飛行体システムを提供できる。
また、複数の飛行体を連結する連結機構にエネルギー源を搭載すれば、複数の飛行体に対して効率的にエネルギー供給ができる。

また、前記エネルギー供給体は、前記飛行体にエネルギーを供給可能なエネルギー源を搭載したエネルギー源飛行体であっても良い。

このようにエネルギー源飛行体を設ければ、機動性が増すため、作業効率が向上する。

また、前記エネルギー源飛行体は、複数の前記飛行体の何れかであっても良い。

このように、複数の飛行体間で融通し合えば、エネルギー不足となった飛行体を離脱させる必要がない。

また、前記エネルギー源飛行体は、前記飛行体を援助して飛行可能なサポート飛行体であっても良い。

このように、飛行体は作業専用とし、エネルギー源飛行体（サポート飛行体）は飛行体へのサポート役として機能させれば、飛行体を小型化し、エネルギー源飛行体（サポート飛行体）を大型化することができる。このため、通常の飛行体では作業が難しい狭隘な場所でも、飛行体で作業することができる。また、作業場所に応じて飛行体の台数も変更することが可能となる。

また、前記エネルギー源飛行体の作動を制御するエネルギー制御部を備え、前記エネルギー制御部は、前記エネルギー源の貯留量が所定値以下となったとき、前記エネルギー源飛行体を交代させても良い。

このように、エネルギー源飛行体のエネルギー残量が少なくなった場合に新たなエネルギー源飛行体に交代すれば、エネルギー供給のために作業が停止するといった不都合がない。

また、前記エネルギー源飛行体は、前記所定の作業又は前記所定の作業とは異なる作業を実施可能であっても良い。

このように、小型の飛行体に適した作業と大型のエネルギー源飛行体に適した作業とを区分して実施すれば、作業効率が向上する。

また、前記エネルギー供給体は、移動可能なエネルギー供給車であっても良い。

このようにエネルギー供給車から飛行体にエネルギーを供給すれば、エネルギー不足となるおそれがない。

また、前記エネルギー供給体は、移動可能な作業装置であっても良い。

このようにエネルギー供給体を例えば資材運搬車等の作業装置で構成すれば、効率的である。

また、前記エネルギー供給体と前記飛行体とを有線で連結する連結用飛行体を備えても良い。

このように連結用飛行体を設ければ、有線が干渉物に引っかかるといった不都合を防止できる。

また、前記連結用飛行体は、前記エネルギー供給体からエネルギーが供給されても良い。

このように、連結用飛行体にもエネルギー供給体からエネルギーを供給すれば、合理的である。

また、前記飛行本体と前記エネルギー供給体との相対位置及び人工物の位置に基づいて前記連結用飛行体の飛行位置を制御する連結制御部を備えても良い。

このように連結制御部を設ければ、干渉物を迂回した飛行ルートを設定できる。

また、前記飛行体は、エネルギーを得て飛行する飛行本体と、前記所定の作業を実施する作業部と、前記飛行本体と前記作業部とを接続する接続機構と、を有しており、前記エネルギー供給体は、前記飛行本体にエネルギーを供給するエネルギー源を搭載した前記作業部又は前記接続機構であっても良い。

このように、作業部や接続機構にエネルギー源を搭載すれば、重心を低くして作業効率が向上する。

また、前記接続機構は、前記作業部を持ち上げ可能な浮力部を有しても良い。

このように、接続機構に浮力部を設ければ、飛行本体の浮力をアシストできるため、飛行本体に供給するエネルギー量を節約しながら、重量物の作業部を持ち上げることができる。

また、前記接続機構は、前記作業部にエネルギーを供給可能な作業用エネルギー源を有しても良い。

このように、接続機構に作業用エネルギー源を設ければ、作業部へのエネルギー供給が安定する。

また、前記エネルギー供給体は、少なくとも１つの前記飛行体の前記作業部であり、他の前記飛行体の前記作業部にエネルギーを供給しても良い。

このように、作業部間でエネルギーを融通し合えば、作業が中断したり、作業むらが生じたりすることが防止される。

また、前記エネルギー供給体は、非接触給電により前記飛行体にエネルギーを供給しても良い。

このように、非接触給電により飛行本体にエネルギーを供給すれば、飛行体との接続をワイヤレスにすることが可能となるため、飛行体にワイヤが絡まるといった不都合を防止できる。

本発明に係る飛行体システムの一態様は、エネルギーを供給するエネルギー供給体と、前記エネルギー供給体で生成された熱エネルギーによる浮力を用いて飛行する浮力飛行体と、を備えた点にある。

本構成のように、エネルギー供給体で生成された熱エネルギーを浮力飛行体の浮力として活用すれば、エネルギーを有効活用することができる。

また、前記エネルギー供給体は、前記浮力飛行体に搭載されたエネルギー源であっても良い。

このように、浮力飛行体にエネルギー源を搭載すれば、浮力飛行体単独で全て賄えるため、効率的である。

また、所定の作業を実施可能な作業装置を備え、前記エネルギー供給体は、前記作業装置にエネルギーを供給しても良い。

このように、作業装置にエネルギー供給体からエネルギーを供給すれば、作業装置にエネルギー源を設ける必要がなく、利便性が高い。

また、所定の作業を実施可能な作業装置と、前記作業装置と前記浮力飛行体とを接続する接続機構と、を備え、前記エネルギー供給体は、前記接続機構に搭載されたエネルギー源であっても良い。

このように、作業部や接続機構にエネルギー源を搭載すれば、重心を低くして作業効率が向上する。

また、前記エネルギーは、内燃機関に供給される燃料、又は、内燃機関により発電した電力であっても良い。

このように、エネルギーを内燃機関に供給される燃料、又は、内燃機関により発電した電力で構成すれば、安定的にエネルギーを供給することができる。

第一実施形態に係る飛行体システムのブロック図である。 第一実施形態に係る飛行体システムの概要を示す斜視図である。 第一実施形態に係る飛行体システムの概念図である。 飛行体の変形例を示す概念図である。 第二実施形態に係る飛行体システムのブロック図である。 第二実施形態に係る飛行体が作業中の斜視図である。 第二実施形態に係る飛行体が待機中の斜視図である。 第二実施形態に係る飛行体システムの概念図である。 第一実施形態及び第二実施形態に係る飛行体システムの変形例１を示す概念図である。 第二実施形態に係る飛行体システムの変形例２を示す概念図である。 第三実施形態に係る飛行体システムのブロック図である。 第三実施形態に係る飛行体システムの概念図である。

以下に、本発明に係る飛行体システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

図１及び図５に示すように、飛行体システム１００は、農作業等の所定の作業を実施可能な飛行体１と、飛行体１にエネルギーを供給可能なエネルギー供給体２とを備えている。本実施形態における飛行体１は、小型のドローンで構成されている。ドローンとは、回転翼を有する無人航空機であり、バッテリー等から供給された電力により回転翼を回転させる電力駆動式や、燃料により内燃機関を作動させて回転翼を回転させるエンジン駆動式又は内燃機関により作動させた発電機から供給された電力により回転翼を回転させる電力駆動式又はこれらを組み合わせたハイブリッド式が挙げられる。エネルギー供給体２は、バッテリーや内燃機関により作動させた発電機等から供給された電力源、内燃機関を作動させる燃料源等で構成されるエネルギー源を備えている。

飛行体１は、所定の作業として、農薬，肥料，水等の散布作業、撮影，監視作業、収穫作業、採取作業、受粉作業、資材やエネルギー等の供給作業、運搬作業、草刈作業、耕耘作業、植付作業、播種作業、除雪作業、威嚇作業、測定作業等を実施することが可能であり、本実施形態では、所定の作業として農作業の一つである散布作業を一例として説明する。また、エネルギー供給体２は、飛行体１と同様の所定の作業又は異なる作業を実施することが可能であり、本実施形態では、飛行体１を補完する作業として、飛行体１へのエネルギー供給作業を一例として説明する。

［第一実施形態］
本実施形態に係る飛行体システム１００は、バッテリーを用いた電力駆動式で構成される飛行体１（飛行本体に相当）、及び、飛行体１に電力を供給するカセット式バッテリーが搭載されたエネルギー源飛行体２Ａ（エネルギー供給体２に相当、飛行本体に相当）を備えている。このエネルギー源飛行体２Ａは、飛行体１と同一の機種で構成されており、複数の飛行体１にエネルギーを融通することが可能である。飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａは、複数（本実施形態では３つ）の回転翼Ｂを有しており、これら回転翼Ｂをモータ（不図示）等の駆動力により回転させることによって、揚力及び推進力を発生させる（図２～図３も参照）。これら飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａは、連結機構３（エネルギー供給体２に相当）により連結されている。換言すると、本実施形態ではエネルギー源飛行体２Ａが飛行体１と同一の機種であることから、連結機構３は、複数の飛行体１どうしを互いに連結している。

また、飛行体システム１００は、所定の作業を実施する吊下作業装置５（作業部に相当）と、飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａ（連結機構３）と吊下作業装置５（エネルギー供給体２に相当）とを接続する接続機構４（エネルギー供給体２に相当）と、を備えている。

飛行体１は、第一受電部１１と、第一通信部１２と、第一作業部１３と、第一衛星測位装置１４と、第一制御部１５と、第一記憶部１６とを備えている。第一制御部１５は、第一エネルギー制御部１５ａと、第一状態取得部１５ｂと、第一集合飛行制御部１５ｃと、第一単独飛行制御部１５ｄと、第一作業制御部１５ｅとを有している。

エネルギー源飛行体２Ａは、エネルギー源２１と、第二通信部２２と、第二作業部２３と、第二衛星測位装置２４と、第二制御部２５と、第二記憶部２６とを備えている。第二制御部２５は、第二エネルギー制御部２５ａ（エネルギー制御部に相当）と、第二状態取得部２５ｂと、第二集合飛行制御部２５ｃと、第二単独飛行制御部２５ｄと、第二作業制御部２５ｅとを有している。

連結機構３は、複数の飛行体１を連結するフレーム体３０で形成されている（図２～図３も参照）。この連結機構３は、エネルギー源３１（エネルギー供給体２に相当）と、通信装置３２と、制御装置３３とを有している。なお、エネルギー源３１、通信装置３２及び制御装置３３の少なくとも何れかを省略しても良い。

接続機構４は、フレーム体４０の下部に、連結機構３及び複数（本実施形態では４つ）のワイヤ４４が接続されている（図２～図３も参照）。この接続機構４は、エネルギー源４１（作業用エネルギー源に相当）と、通信装置４２と、制御装置４３とを有している。なお、エネルギー源４１、通信装置４２及び制御装置４３の少なくとも何れかを省略しても良い。

吊下作業装置５は、カメラ、散布物を収容するタンクや散布物を散布するポンプ及びノズル等を含むスプレー装置５０を有している（図２～図３も参照）。この吊下作業装置５は、エネルギー源５１と、通信装置５２と、制御装置５３とを有している。なお、エネルギー源５１、通信装置５２及び制御装置５３の少なくとも何れかを省略しても良い。また、吊下作業装置５は、第一作業部１３や第二作業部２３に、散布物を供給するために重量物で構成される散布物収容タンク等で構成されていても良い。

上述した第一制御部１５、第二制御部２５及び制御装置３３，４３，５３の各機能部は、ＣＰＵを中核としたハードウェア又はソフトウェア、若しくはハードウェアとソフトウェアの協働にて構成されている。以下、制御機能は、同様の構成である。

飛行体１の第一受電部１１は、所定の容量を蓄電しているバッテリーで構成されており、第一状態取得部１５ｂにより蓄電量が取得され、第一エネルギー制御部１５ａにて、自身の電力量が制御される。第一受電部１１における蓄電量（残容量）は、第一記憶部１６に記憶され、第一通信部１２を介してエネルギー源飛行体２Ａの第二通信部２２に送信可能に構成されている。本実施形態における第一受電部１１は、他の飛行体１の第一受電部１１やエネルギー源飛行体２Ａのエネルギー源２１と有線（例えば連結機構３に内蔵したケーブル）を介して電力のやり取り可能であるが、電磁誘導方式や磁界共鳴方式等の非接触給電であっても良い。

飛行体１の第一通信部１２は、他の飛行体１の第一通信部１２やエネルギー源飛行体２Ａの第二通信部２２と有線通信又は無線通信が可能な通信インターフェースで構成されている。飛行体１の第一作業部１３は、カメラ等で構成されている。この第一作業部１３は、第一作業制御部１５ｅにより作動が制御される。なお、第一作業部１３に、エネルギー源、通信装置及び制御装置が備え付けられていても良い。

飛行体１の第一衛星測位装置１４は、人工衛星からのＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の信号を受信して、受信した信号に基づいて自身の位置情報（緯度，経度を含む測位情報）を示す測位データを生成し、第一状態取得部１５ｂに送信する。つまり、第一衛星測位装置１４は、ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、Ｇａｌｌｉｌｅｏ等で構成されるＧＮＳＳにより、自身の位置情報を検出可能である。この第一衛星測位装置１４により検出された飛行体１の位置情報は、検出した時間と対応付けられて、第一記憶部１６に記憶されると共に、第一通信部１２を介して連結機構３の通信装置３２やエネルギー源飛行体２Ａの第二通信部２２に送信可能に構成されている。

飛行体１の第一エネルギー制御部１５ａは、自身の第一受電部１１のエネルギー量を制御する。この第一エネルギー制御部１５ａは、例えば、第一状態取得部１５ｂにより取得された第一受電部１１の蓄電量が設定値（自身が飛行可能な電力値に安全率を乗算した値）以下となったとき、エネルギー源飛行体２Ａに対してエネルギーの供給を要求したり、他の飛行体１に対してエネルギーの融通を要求したりする。また、第一エネルギー制御部１５ａは、例えば、第一状態取得部１５ｂにより取得された第一受電部１１の蓄電量が設定値以下となったとき、複数の飛行体１群から自身の飛行体１を離脱させ、所定の充電場所や着陸場所へ飛行するよう第一単独飛行制御部１５ｄに指示を出す。

飛行体１の第一状態取得部１５ｂは、第一受電部１１のエネルギー状態（充電量や残容量等）、自身の飛行状態、周辺の環境情報を取得する。また、第一状態取得部１５ｂは、飛行体１が気圧センサを搭載している場合は飛行体１の高度情報、ジャイロセンサを搭載している場合は飛行体１の飛行姿勢、速度センサを搭載している場合は飛行体１の飛行速度、風速センサや風向センサを搭載している場合は周辺の風状態といった飛行体１の飛行に影響を及ぼす様々な状態を取得する。

飛行体１の第一集合飛行制御部１５ｃは、第一記憶部１６に記憶された飛行計画に基づいて複数の飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａを協調飛行させる。第一集合飛行制御部１５ｃにより生成される協調飛行指示は、飛行体システム１００に属する飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａを協調飛行させるための飛行指示である。この飛行指示集合は、飛行体システム１００に属する複数の飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａの位置関係に基づいて生成される。

第一集合飛行制御部１５ｃは、集合基準位置及び集合基準方向のうちの少なくとも一方に基づいて、協調飛行指示を生成しても良い。この集合基準位置及び集合基準方向は、飛行体システム１００に属する飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａが協調飛行するときに基準となる位置及び方向である。第一記憶部１６に記憶された飛行計画は、第一作業部１３の作業計画を含んでもよい。この作業計画が、第一作業部１３が作業を行う位置（例えば、作業対象の圃場の位置、圃場における作業を実行する位置など）、及び／又は作業内容（例えば、作業機の動作強度、動作時間、動作間隔など）を含んでも良い。

飛行体１の第一単独飛行制御部１５ｄは、複数の飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａ群から自身の飛行体１を離脱させたときに、自身の単独飛行を制御する。例えば、第一単独飛行制御部１５ｄは、第一衛星測位装置１４で検出された自身の現在位置情報と、第一記憶部１６に記憶された所定の充電場所や着陸場所等の待機位置情報とに基づいて、単独飛行経路を算出して、自身を単独飛行させる。

飛行体１の第一作業制御部１５ｅは、所定の作業を実行する吊下作業装置５や第一作業部１３の作動を制御する。本実施形態における第一作業制御部１５ｅは、散布物を散布するポンプ及びノズルの作動やカメラの作動を制御する。この制御にあたり、例えば周辺の環境情報、圃場の形状情報及び他の飛行体１との相対位置関係等を考慮して、第一作業制御部１５ｅは、最適な散布位置となるように吊下作業装置５を作動させる。

飛行体１の第一記憶部１６は、自身に搭載された一時的ではない（ｎоｎ－ｔｒаｎｓｉｔоｒｙ）記憶媒体で構成されており、第一制御部１５のプログラム、自身の状態情報、飛行計画及び作業計画等を記憶している。

エネルギー源飛行体２Ａのエネルギー源２１は、カセット交換式等のバッテリーで構成されている。このエネルギー源２１は、複数の飛行体１の飛行のために供給される飛行エネルギー源、飛行体１の第一作業部１３や吊下作業装置５を作動させる作業用エネルギー源、自身を飛行させる駆動エネルギー源、第二作業部２３や吊下作業装置５を作動させる作業用エネルギー源として活用することができる。エネルギー源２１がカセット交換式のバッテリーである場合は、エネルギー源飛行体２Ａの電力量が不足した場合に、所定の交換場所にて交換することができる。

エネルギー源飛行体２Ａの第二通信部２２は、飛行体１の第一通信部１２の通信装置３２と有線通信又は無線通信が可能で、且つ、地上に設置されたコンピュータやタブレット、携帯端末等で構成される管理装置（不図示）と無線通信可能な通信インターフェースで構成されている。エネルギー源飛行体２Ａの第二作業部２３は、カメラ、散布物を収容するタンクや散布物を散布するポンプ及びノズル等で構成されている。この第二作業部２３は、第二作業制御部２５ｅにより作動が制御される。

エネルギー源飛行体２Ａの第二衛星測位装置２４は、飛行体１の第一衛星測位装置１４と同様の構成であるため、説明を省略する。

エネルギー源飛行体２Ａの第二記憶部２６は、自身に搭載された一時的ではない（ｎоｎ－ｔｒаｎｓｉｔоｒｙ）記憶媒体で構成されており、第二制御部２５のプログラム、自身の状態情報、エネルギー計画、飛行計画及び作業計画等を記憶している。エネルギー計画は、第一受電部１１の蓄電量及び充電開始する設定値、エネルギー源２１の貯留量及び他の飛行体１に充電可能な閾値となる所定値等の情報である。

エネルギー源飛行体２Ａの第二エネルギー制御部２５ａは、第二通信部２２を介して受信した夫々の飛行体１における第一受電部１１のエネルギー状態（充電量や残容量等）に応じて、自身のエネルギー源２１を制御する。第二エネルギー制御部２５ａは、例えば、第二状態取得部２５ｂにより取得された第一受電部１１の蓄電量が設定値以下となった飛行体１に対してエネルギーを供給する。このエネルギーの供給は、ケーブルを介した有線給電であっても良いし、非接触給電であっても良い。また、第二エネルギー制御部２５ａは、例えば、エネルギー源２１の貯留量が所定値（自身が飛行可能な電力値に安全率を乗算した値）以下となったとき、エネルギー源飛行体２Ａを蓄電量が最も多い他の飛行体１や新たなエネルギー源飛行体２Ａと交代させても良い。つまり、エネルギー源飛行体２Ａは、複数の飛行体１の何れかである。また、第二エネルギー制御部２５ａは、例えば、エネルギー源２１の貯留量が所定値（自身が飛行可能な電力値に安全率を乗算した値）以下となったとき、全ての飛行体１を切り離して夫々を単独飛行させて自身を充電ポイントまで飛行させても良い。

エネルギー源飛行体２Ａの第二状態取得部２５ｂは、第二通信部２２を介して夫々の飛行体１における第一受電部１１のエネルギー状態（充電量や残容量等）を取得すると共に、自身のエネルギー状態（充電量や残容量等）、自身の飛行状態及び周辺の環境情報を取得する。また、第二状態取得部２５ｂは、エネルギー源飛行体２Ａが気圧センサを搭載している場合はエネルギー源飛行体２Ａの高度情報、ジャイロセンサを搭載している場合はエネルギー源飛行体２Ａの飛行姿勢、速度センサを搭載している場合はエネルギー源飛行体２Ａの飛行速度、風速センサや風向センサを搭載している場合は周辺の風状態といったエネルギー源飛行体２Ａの飛行に影響を及ぼす様々な状態を取得する。

エネルギー源飛行体２Ａの第二集合飛行制御部２５ｃと、第二単独飛行制御部２５ｄと、第二作業制御部２５ｅとは、夫々、飛行体１の第一集合飛行制御部１５ｃと、第一単独飛行制御部１５ｄと、第一作業制御部１５ｅと同様の構成であるため、説明を省略する。なお、飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａが協調飛行する際、第一集合飛行制御部１５ｃと第二集合飛行制御部２５ｃとの間で主従関係を持たせても良いし、複数の飛行体１の第一集合飛行制御部１５ｃの間で主従関係を持たせても良い。

図１～図３に示すように、連結機構３は、フレーム体３０、エネルギー源３１、通信装置３２及び制御装置３３を有している。また、飛行体システム１００は、連結機構３と飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａとの結合を案内する結合案内部材Ｆを備えている。フレーム体３０の上部に、接続機構４のフレーム体４０が接続されており、フレーム体３０の下部に、飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａが接続されている。本実施形態では、平面視で五角形であるフレーム体３０の５つの頂点の近傍に、４つの飛行体１及び１つのエネルギー源飛行体２Ａが接続されている。

接続機構４は、フレーム体４０、エネルギー源４１、通信装置４２、制御装置４３及びワイヤ４４を有している。フレーム体４０の下部にワイヤ４４及び連結機構３が接続されている。ワイヤ４４の下端に吊下作業装置５が接続されている。換言すれば、吊下作業装置５は、接続機構４のワイヤ４４により吊り下げられる。接続機構４が、ワイヤ４４の長さを変更する機構（例えば、ウィンチ）や、ワイヤ４４と吊下作業装置５との接続を解除する機構、フレーム体４０とワイヤ４４との接続を解除する機構を備えても良い。なお、連結機構３及び接続機構４が一体の構造物として構成されていても良い。

結合案内部材Ｆは、連結機構３と飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａとに亘って設けられている。結合案内部材Ｆは、連結機構３と飛行体１及びエネルギー源飛行体２Ａとが所定の位置関係や向きで結合するように案内する部材であってもよい。例えば、一方の結合案内部材Ｆに溝が形成され、当該溝に係合可能なリブが他方の結合案内部材Ｆに形成されてもよい。結合案内部材Ｆが、通信線や電力線、燃料パイプ等のコネクタを含んでもよい。一方の結合案内部材Ｆが、先広がりの中空円錐を備え、他方の結合案内部材Ｆが、中空円錐の内部に進入可能な棒状部位を備えてもよい。この場合、棒状部位が中空円錐の内部に進入すると、中空円錐の内壁により棒状部位が中空円錐の中央へ導かれるので、結合案内部材Ｆどうしの結合が容易になる。

図１及び図４に示すように、接続機構４は、熱気球や、ヘリウムなどの空気より比重が小さい気体を封入した風船などで構成され、吊下作業装置５を持ち上げ可能な浮力部４５を有しても良い。この浮力部４５は、エネルギー源４１で生成された熱エネルギーにより膨張することにより、浮力を発生させても良い。エネルギー源４１で生成された熱エネルギーとは、エネルギー源４１がバッテリーや発電機の場合は排熱、内燃機関の場合は排ガスにより生成される熱エネルギーのことである。

浮力部４５が空気中において受ける浮力は、浮力部４５が地球上において受ける重力より大きい。すなわち浮力部４５は、単独では重力より浮力が大きく、空気中において上向きの力を生ずる。これによって、飛行体１又はエネルギー源飛行体２Ａ全体に上向きの力を与え、揚力によって支持する必要がある飛行体１又はエネルギー源飛行体２Ａ全体の荷重を緩和しうる。また、この態様において、飛行体１又はエネルギー源飛行体２Ａを下向きに下降させうる押付力を発生させるように飛行体１又はエネルギー源飛行体２Ａを運転すると、飛行体１又はエネルギー源飛行体２Ａにおいて、下向きの押付力と浮力部４５による上向きの揚力とが拮抗するようにできる。これによって、飛行体１又はエネルギー源飛行体２Ａが離陸又は着陸するときの上昇又は下降速度を、低い速度で精密に制御しやすくなる。

図１及び図９に示すように、飛行体システム１００は、エネルギー供給体２と飛行体１とをワイヤ等で構成されるケーブルＣａ（有線の一例）で連結する連結用飛行体６を備えていても良い。連結用飛行体６は、第三受電部６１と、第三通信部６２と、第三衛星測位装置６３と、連結制御部６４とを備えている。

連結用飛行体６の第三受電部６１は、所定の容量を蓄電しているバッテリーで構成されており、エネルギー供給体２からケーブルＣａを介して電力が供給可能であるが、電磁誘導方式や磁界共鳴方式等の非接触給電であっても良い。連結用飛行体６の第三通信部６２は、飛行体１の第一通信部１２やエネルギー供給体２と有線通信又は無線通信が可能な通信インターフェースで構成されている。連結用飛行体６の第三衛星測位装置６３は、飛行体１の第一衛星測位装置１４と同様の構成であるため、説明を省略する。

連結用飛行体６の連結制御部６４は、飛行体１とエネルギー供給体２との相対位置及び人工物の位置に基づいて自身の飛行位置を制御する。この連結制御部６４は、電柱や樹木等の固定物や作業車等の移動物を回避するようにケーブルＣａを誘導し、飛行体１の作業位置をアシストする。これにより、飛行体１は、干渉物を迂回した飛行ルートを設定することが可能となり、作業効率を向上させることができる。

夫々の飛行体１の第一通信部１２、エネルギー源飛行体２Ａの第二通信部２２、接続機構４の通信装置４２、連結機構３の通信装置３２、吊下作業装置５の通信装置５２及び連結用飛行体６の第三通信部６２は、有線又は無線通信により互いに通信可能なように構成されている。

エネルギー源飛行体２Ａのエネルギー源２１は、飛行体１や連結用飛行体６へのエネルギー供給に加えて、連結機構３、接続機構４及び吊下作業装置５へのエネルギー供給が可能に構成されている。また、連結機構３のエネルギー源３１は、制御装置３３によりエネルギー量が管理されており、飛行体１、連結用飛行体６、接続機構４及び吊下作業装置５へのエネルギー供給が可能に構成されている。また、接続機構４のエネルギー源４１は、制御装置４３によりエネルギー量が管理されており、飛行体１、連結用飛行体６、連結機構３及び吊下作業装置５へのエネルギー供給が可能に構成されている。また、吊下作業装置５のエネルギー源５１は、制御装置５３によりエネルギー量が管理されており、飛行体１、連結用飛行体６、連結機構３、接続機構４及び他の吊下作業装置５へのエネルギー供給が可能に構成されている。

［第二実施形態］
図５に示すように、本実施形態に係る飛行体システム１００は、バッテリーを用いた電力駆動式で構成される飛行体１（飛行本体に相当）、及び、飛行体１を援助して飛行可能なサポート飛行体２Ｃ（エネルギー供給体２に相当、飛行本体に相当）を備えている。本実施形態における飛行体１は、小型のドローンで構成されており、サポート飛行体２Ｃは、大型のドローンや気球（浮力飛行体）等で構成されている。

飛行体１は、第一受電部１１と、第一通信部１２と、第一作業部１３と、第一衛星測位装置１４と、第一制御部１５と、第一記憶部１６とを備えている。第一制御部１５は、第一エネルギー制御部１５ａと、第一状態取得部１５ｂと、第一単独飛行制御部１５ｄと、第一作業制御部１５ｅとを有している。これらの構成は、上述した第一実施形態に係る飛行体１と同様であるので、説明を省略する。

サポート飛行体２Ｃは、自身と飛行体１とを連結する連結機構２７と、作業装置２９とを備えている。連結機構２７は、第二制御部２８と、大容量のバッテリーで構成されるエネルギー源２７ａと、通信装置２７ｂと、結合案内部材２７ｃと、第二衛星測位装置２７ｄと、第二記憶部２７ｅとを有している。第二制御部２８は、第二エネルギー制御部２８ａ（エネルギー制御部に相当）と、第二状態取得部２８ｂと、飛行結合制御部２８ｃと、協調飛行制御部２８ｄと、第二単独飛行制御部２８ｅと、第二作業制御部２８ｆとを有している。

図５及び図８に示すように、飛行体１は、第一本体部１Ａと、結合案内部材２７ｃに係合可能で第一本体部１Ａから下側に突出した第一脚部１Ｂと、開閉可能で第一本体部１Ａから横側に突出した複数（図８では３つ）の第一腕部１Ｃとを有している。これら第一腕部１Ｃの夫々には、第一回転翼１Ｃａが連結されており、これら第一回転翼１Ｃａをモータ（不図示）等の駆動力により回転させることによって、揚力及び推進力を発生させる。また、第一本体部１Ａ及び第一腕部１Ｃに亘って、第一作業部１３が接続されている。第一本体部１Ａには、第一受電部１１と第一通信部１２と第一衛星測位装置１４と第一制御部１５と第一記憶部１６とが収容されている。

図５～図８に示すように、サポート飛行体２Ｃの連結機構２７は、自身と複数の飛行体１とを連結する機構であり、複数の飛行体１を支持する第二本体部２７Ａと、地面に着陸する支脚としてＵ字状に形成され第二本体部２７Ａから突出した複数（図６では２つ）の第二脚部２７Ｂとを有している。また、連結機構２７には、第二脚部２７Ｂの内側且つ第二本体部２７Ａの下側に、作業装置２９が接続されている。第二本体部２７Ａには、複数（図６では６つ）の第二回転翼２７Ａａが連結されており、これら第二回転翼２７Ａａをモータ（不図示）等の駆動力により回転させることによって、揚力及び推進力を発生させる。

第二本体部２７Ａには、第二制御部２８とエネルギー源２７ａと通信装置２７ｂと第二衛星測位装置２７ｄと第二記憶部２７ｅとが収容されている。また、第二本体部２７Ａには、複数の飛行体１とサポート飛行体２Ｃとの結合を案内する結合案内部材２７ｃが設けられている。本実施形態における結合案内部材２７ｃは、飛行体１の第一脚部１Ｂを把持する機構を含んでおり、第一脚部１Ｂよりも大きな収容溝やテーパー溝を有する先広がりの中空円錐状に形成されている。この結合案内部材２７ｃが、通信線や電力線、燃料パイプ等のコネクタを含んでも良いし、結合案内部材２７ｃが飛行体１に形成されたリブに結合する溝等であっても良い。

サポート飛行体２Ｃのエネルギー源２７ａは、カセット交換式等のバッテリーで構成されている。このエネルギー源２７ａは、飛行体１の飛行のために供給される飛行エネルギー源、飛行体１の第一作業部１３を作動させる作業用エネルギー源、自身を飛行させる駆動エネルギー源及び作業装置２９を作動させる作業用エネルギー源として活用することができる。エネルギー源２７ａがカセット交換式のバッテリーである場合は、電力量が不足した場合に、所定の交換場所にて交換することができる。

サポート飛行体２Ｃの通信装置２７ｂは、飛行体１の第一通信部１２と有線通信又は無線通信が可能で、且つ、地上に設置されたコンピュータやタブレット、携帯端末等で構成される管理装置（不図示）と無線通信可能な通信インターフェースで構成されている。サポート飛行体２Ｃの作業装置２９は、圃場の状態を撮影可能なカメラや重量物で構成される散布物収容タンク等の農作業装置等で構成されている。この作業装置２９は、第二本体部２７Ａに直接固定されても良いし、図３に示す吊下作業装置５のようにワイヤ等により吊り下げられても良い。本実施形態における作業装置２９は、第二作業制御部２８ｆにより作動が制御されるが、作業装置２９に通信装置、制御装置、エネルギー源等が内蔵されていても良い。

サポート飛行体２Ｃの第二衛星測位装置２７ｄは、人工衛星からのＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の信号を受信して、受信した信号に基づいて自身の位置情報（緯度，経度を含む測位情報）を示す測位データを生成し、第二状態取得部２８ｂに送信する。つまり、第二衛星測位装置２７ｄは、ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、Ｇａｌｌｉｌｅｏ等で構成されるＧＮＳＳにより、自身の位置情報（緯度，経度を含む測位情報）を検出可能である。この第二衛星測位装置２７ｄにより検出されたサポート飛行体２Ｃの位置情報は、検出した時間と対応付けられて、第二記憶部２７ｅに記憶されると共に、通信装置２７ｂを介して管理装置に送信可能に構成されている。

サポート飛行体２Ｃの第二記憶部２７ｅは、自身に搭載された一時的ではない（ｎоｎ－ｔｒаｎｓｉｔоｒｙ）記憶媒体で構成されており、第二制御部２８のプログラム、自身の状態情報や飛行計画、飛行体１の協調飛行計画、エネルギー計画及び作業計画等を記憶している。エネルギー計画は、第一受電部１１の蓄電量及び充電開始する設定値、エネルギー源２７ａの貯留量及び飛行体１に充電可能な閾値となる所定値等の情報である。

サポート飛行体２Ｃの第二エネルギー制御部２８ａは、通信装置２７ｂを介して受信した夫々の飛行体１における第一受電部１１のエネルギー状態（充電量や残容量等）に応じて、自身のエネルギー源２７ａを制御する。第二エネルギー制御部２８ａは、例えば、第二状態取得部２８ｂにより取得された第一受電部１１の蓄電量が設定値以下となった飛行体１に対してエネルギーを供給する。このエネルギーの供給は、ケーブルＣｂを介した有線給電であっても良いし、非接触給電であっても良い。また、第二エネルギー制御部２８ａは、例えば、エネルギー源２７ａの貯留量が所定値（自身が飛行可能な電力値に安全率を乗算した値）以下となったとき、サポート飛行体２Ｃを交代させても良いし、全ての飛行体１を切り離して夫々を単独飛行させても良い。

サポート飛行体２Ｃの第二状態取得部２８ｂは、通信装置２７ｂを介して、夫々の飛行体１における第一受電部１１のエネルギー状態（充電量や残容量等）や第一衛星測位装置１４で検出された夫々の飛行体１の位置情報を取得する。また、第二状態取得部２８ｂは、エネルギー源２７ａのエネルギー状態（充電量や残容量等）や第二衛星測位装置２７ｄで検出された自身の位置情報を取得する。さらに、第二状態取得部２８ｂは、サポート飛行体２Ｃが気圧センサを搭載している場合はサポート飛行体２Ｃの高度情報、ジャイロセンサを搭載している場合はサポート飛行体２Ｃの飛行姿勢、速度センサを搭載している場合はサポート飛行体２Ｃの飛行速度、風速センサや風向センサを搭載している場合は周辺の風状態といったサポート飛行体２Ｃの飛行に影響を及ぼす様々な状態を取得する。

サポート飛行体２Ｃの飛行結合制御部２８ｃは、複数の飛行体１と連結機構２７とが位置と向きを揃えて結合可能なように、飛行体１の飛行を制御する。この飛行結合制御部２８ｃは、例えば、第一衛星測位装置１４で検出された飛行体１の現在位置情報と、第二衛星測位装置２１ｄで検出されたサポート飛行体２Ｃの現在位置情報とから、飛行体１とサポート飛行体２Ｃとの相対位置を算出し、第二記憶部２７ｅに記憶された飛行体１の飛行計画に基づいて、複数の飛行体１とサポート飛行体２Ｃとの結合を制御する。このとき、結合案内部材２７ｃにマークを設け、飛行結合制御部２８ｃは、このマークを飛行体１に搭載されたカメラで認識しながら結合制御しても良い。また、飛行結合制御部２８ｃは、複数の飛行体１の結合位置の割り付けを変更しても良いし、複数の飛行体１を横並びから縦並びに変更するというように結合姿勢を変更しても良い。

サポート飛行体２Ｃの協調飛行制御部２８ｄは、複数の飛行体１が協調飛行するように制御する。この協調飛行制御部２８ｄは、例えば、第一衛星測位装置１４で検出された夫々の飛行体１の現在位置情報と、第二記憶部２７ｅに記憶された飛行体１の協調飛行計画とに基づいて、複数の飛行体１の飛行編成を制御する。この飛行編成としては、複数の飛行体１が横列（１列やＶ字列など）に編隊飛行させながら一斉散布したり、散布した噴霧の流れを作業装置２９のカメラで確認して飛行体１の編成を変更したりすることができる。

協調飛行制御部２８ｄは、協調基準位置及び協調基準方向のうちの少なくとも一方に基づいて、協調飛行指示を生成しても良い。この協調基準位置及び協調基準方向は、複数の飛行体１が協調飛行するときに基準となる位置及び方向である。第二記憶部２６に記憶された飛行計画は、第一作業部１３や作業装置２９の作業計画を含んでもよい。この作業計画が、第一作業部１３が作業を行う位置（例えば、作業対象の圃場の位置、圃場における作業を実行する位置など）、及び／又は作業内容（例えば、作業機の動作強度、動作時間、動作間隔など）を含んでも良い。

サポート飛行体２Ｃの第二単独飛行制御部２８ｅは、複数の飛行体１群から一部の飛行体１を離脱させる制御を実行する。例えば、第二単独飛行制御部２８ｅは、第一衛星測位装置１４で検出された飛行体１の現在位置情報と、第二記憶部２７ｅに記憶された飛行体１の飛行計画とに基づいて、単独飛行経路を算出して、飛行体１を単独飛行させる。第二単独飛行制御部２８ｅは、単独基準位置及び単独基準方向のうちの少なくとも一方に基づいて、単独飛行指示を生成しても良い。この単独基準位置及び単独基準方向は、複数の飛行体１が単独飛行するときに基準となる位置及び方向である。

サポート飛行体２Ｃの第二作業制御部２８ｆは、圃場の状態を撮影可能なカメラ、散布物を収容するタンクや散布物を散布するポンプ及びノズルを含むスプレー装置等で構成されている作業装置２９の作動を制御する。この第二作業制御部２８ｆは、例えば、圃場の状態や散布状態を撮影するように作業装置２９を制御する。第二作業制御部２８ｆは、重量物で構成される作業装置２９の作動を制御しても良い。例えば、作業装置２９に大容量の散布物収容タンクが設けられている場合、この散布物を飛行体１の第一作業部１３に供給するポンプ等の作動を制御する。

本実施形態に飛行体システム１００の一例として、図６には、飛行体システム１００の飛行体１が作業中の斜視図が示されており、図７には飛行体システム１００の飛行体１が待機中の斜視図が示されている。図６に示されるように、複数の飛行体１は、サポート飛行体２ＣにケーブルＣｂで有線接続されている。このケーブルＣｂには、サポート飛行体２Ｃの通信装置２７ｂと飛行体１の第一通信部１２とを接続する通信線や、サポート飛行体２Ｃのエネルギー源２７ａと飛行体１の第一受電部１１とを接続する電力線又は燃料や散布物を流通させるパイプラインを収容することができる。

図７に示すように、サポート飛行体２Ｃの飛行結合制御部２８ｃは、複数の飛行体１と連結機構２７とが結合するように飛行体１の飛行を制御し、結合された飛行体１の第一腕部１Ｃを閉姿勢に変更させる。これにより、サポート飛行体２Ｃのエネルギー源２７ａを用いて、所定の作業場所まで複数の飛行体１を一度に移動させることができる。

飛行体１と第一実施形態に係るエネルギー源飛行体２Ａや第二実施形態に係るサポート飛行体２Ｃとの連結態様は、種々の変形が可能である。例えば、連結機構３や連結機構２７は、複数の飛行体１どうしが上下方向に離間する状態で連結させても良い。図２や図７に示す連結態様は、左右方向の空間が大きく、上下方向の空間が小さい場合に適している。一方、複数の飛行体１どうしが上下方向に離間する状態で連結する連結態様は、左右方向の空間が小さく、上下方向の空間が大きい場合に適している。なお、図２や図７に示す水平連結と複数の飛行体１どうしが上下方向に離間する立体連結とを、相互に変更可能に構成しても良い。

なお、本実施形態における飛行体システム１００は、第一実施形態における接続機構４、吊下作業装置５、連結用飛行体６を備えても良い。また、本実施形態におけるサポート飛行体２Ｃにおいても、図４に示す浮力部４５が設けられても良い。

例えば、図９に示すように、飛行体システム１００は、移動可能なエネルギー供給車２Ｂ（エネルギー供給体２に相当）と飛行体１（サポート飛行体２Ｃでも可）とをワイヤ等で構成されるケーブルＣａ（有線の一例）で連結する連結用飛行体６を備えていても良い。エネルギー供給車２Ｂは、電源車や燃料車等で構成される地上移動車であるが、飛行可能な飛行車であっても良い。

例えば、図１０に示すように、飛行体システム１００は、移動可能な作業車２Ｄ（エネルギー供給体２に相当、作業装置に相当）と飛行体１（サポート飛行体２Ｃでも可）とをワイヤ等で構成されるケーブルＣｃ（有線の一例）で連結しても良い。作業車２Ｄは、農作業機７に資材（苗、燃料、肥料、薬剤等）を搬送する資材搬送車、トラクタ，田植機，コンバインや籾機等の農作業機７、ＧＰＳ基地局等であっても良い。作業車２Ｄは、地上移動車であるが、飛行可能な飛行車であっても良い。

図１０に示す実施形態では、飛行体１がケーブルＣｃを介して作業車２Ｄから電力供給を受け、作業車２Ｄと農作業機７との間を往復移動する。例えば農作業機７が田植機の場合、作業車２Ｄの荷台に農作業機７の苗補給１回分の苗を１セットにしておき、作業車２Ｄから農作業機７まで苗を一度に運ぶと、人手の省力化と時間効率化が同時に達成できる。なお、資材の着脱は人が行い、作業車２Ｄから農作業機７までを自走飛行しても良く、リモートコントローラ等で人が操作しても良い。また、農作業機７が畦まで戻ってきた時に苗補充する方式の他に、農作業機７が走行中でも飛行体１が飛んで苗補充すれば、田植作業を止めることなく連続作業ができる。

［第三実施形態］
図１１～図１２に示すように、本実施形態に係る飛行体システム１００は、エネルギーを供給するエネルギー供給体２と、エネルギー供給体２で生成された熱エネルギーを用いて飛行する浮力飛行体８とを備えている。本実施形態におけるエネルギー供給体２は、エンジン駆動式発電機で構成されており、浮力飛行体８は、大型の気球（バルーン）等で構成されている。

本実施形態に係る飛行体システム１００は、所定の作業を実施可能な作業装置９と、エネルギー供給体２で生成された熱エネルギーを管理するエネルギー管理装置１０とを備えている。

一例として、エネルギー供給体２は、燃料により内燃機関を作動させて発電する発電機で構成されている。つまり、エネルギー供給体２は、バッテリーや内燃機関により作動させた発電機から供給された電力源、内燃機関を作動させる燃料源等で構成されるエネルギー源２０ａを有している。また、エネルギー供給体２は、エネルギー源２０ａで生成された熱エネルギーを浮力飛行体８に直接供給する熱供給部２０ｂを有している。エネルギー源２０ａで生成された熱エネルギーとは、エネルギー源２０ａの発電による排熱、内燃機関の排ガスにより生成される熱エネルギーのことである。なお、熱供給部２０ｂは、冷却水などの媒体を介してヘリウムガス等を熱する熱交換式の機構や発電した電力による発熱式の機構であっても良い。また、エネルギー供給体２は、浮力飛行体８や作業装置９と有線通信又は無線通信が可能な通信部２０ｃを有している。

浮力飛行体８は、浮力部８１と、エネルギー制御部８２と、接続機構８３とを有している。接続機構８３には、エネルギー源８３ａと、通信装置８３ｂと、衛星測位装置８３ｃとが収容されている。また、本実施形態では、接続機構８３にエネルギー供給体２が収容されている。

作業装置９は、エネルギー源９１と、衛星測位装置９２と、制御装置９３と、通信装置９４とを有している。

浮力部８１は、エネルギー供給体２のエネルギー源２０ａで生成された熱エネルギーを受けて膨張することにより、浮力を発生させる。また、浮力部８１は、浮力飛行体８のエネルギー源８３ａで生成された熱エネルギーやプロペラ等の揚力により浮力を発生させることができる。これにより、浮力飛行体８は、停滞する飛行体として機能し、滞空，微速飛行に適した作業（例えば収穫作業や受粉作業）を行うことができる。

エネルギー制御部８２は、通信装置８３ｂを介して受信した作業装置９におけるエネルギー源９１のエネルギー状態（残容量等）に応じて、浮力飛行体８のエネルギー源８３ａ又はエネルギー供給体２のエネルギー源２０ａを制御する。エネルギー制御部８２は、例えば、作業装置９のエネルギー源９１のエネルギー残量が設定値以下となったエネルギー源９１に対して浮力飛行体８のエネルギー源８３ａ又はエネルギー供給体２のエネルギー源２０ａからエネルギーを供給する。このエネルギーの供給は、ケーブルＣｄを介した有線供給であっても良いし、非接触供給（例えば非接触給電）であっても良い。また、エネルギー制御部８２は、例えば、浮力飛行体８のエネルギー源８３ａ又は通信装置８３ｂを介して受信したエネルギー供給体２のエネルギー源２０ａの貯留量が所定値（自身が飛行可能な電力値に安全率を乗算した値）以下となったとき、浮力飛行体８やエネルギー供給体２を交代させても良いし、所定のエネルギー補充場所にてエネルギーを補充しても良いし、全ての作業装置９を切り離して夫々を単独で作業させても良い。また、エネルギー管理装置１０が、エネルギー供給体２、浮力飛行体８及び作業装置９のエネルギーを一括管理しても良い。

本実施形態における接続機構８３は、作業装置９と浮力飛行体８とを接続するように、浮力飛行体８と一体化された筐体で構成されている。この筐体には、エネルギー供給体２が収容されている。また、筐体には、エネルギー源８３ａと、通信装置８３ｂと、衛星測位装置８３ｃとが収容されている。なお、接続機構８３は、ワイヤ等で吊り下げた筐体で構成しても良いし、地上に設置されたエネルギー供給体２とケーブル等で接続する形態としても良い。また、接続機構８３は、作業装置９が飛行体である場合、筐体内部に離着陸できる機構であっても良い。

浮力飛行体８のエネルギー源８３ａは、バーナー等の燃焼装置、冷却水などの媒体を介してヘリウムガス等を熱する熱交換装置、発電した電力による発熱装置、プロペラ等を回転駆動させる発電装置や内燃機関又は内燃機関の駆動力で発電させる発電装置等で構成されている。本実施形態では、このエネルギー源８３ａをエネルギー供給体２として活用することができる。

浮力飛行体８の通信装置８３ｂは、エネルギー供給体２の通信部２０ｃ及び作業装置９の通信装置９４と有線通信又は無線通信が可能で、且つ、地上に設置されたコンピュータやタブレット、携帯端末等で構成されるエネルギー管理装置１０と無線通信可能な通信インターフェースで構成されている。なお、浮力飛行体８自体に所定の作業を実施する作業部が設けられても良い。

浮力飛行体８の衛星測位装置８３ｃは、人工衛星からのＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の信号を受信して、受信した信号に基づいて自身の位置情報（緯度，経度を含む測位情報）を示す測位データを生成する。つまり、衛星測位装置８３ｃは、ＧＰＳ、ＱＺＳＳ、Ｇａｌｌｉｌｅｏ等で構成されるＧＮＳＳにより、自身の位置情報（緯度，経度を含む測位情報）を検出可能である。この衛星測位装置８３ｃにより検出された浮力飛行体８の位置情報は、検出した時間と対応付けられて、通信装置８３ｂを介してエネルギー管理装置１０に送信可能に構成されている。

作業装置９は、衛星測位装置９２により自身の位置情報を検出しながら、所定の作業を実施可能なドローン等の飛行体、トラクタ，田植機，コンバインや籾機等の農作業機、資材搬送車，電源車や燃料車等で構成される地上移動車、ＧＰＳ基地局等で構成されている。作業装置９のエネルギー源９１は、制御装置９３によりエネルギー量が管理されており、浮力飛行体８、エネルギー供給体２及び他の作業装置９へのエネルギー供給が可能に構成されている。なお、浮力飛行体８とケーブルＣｄで連結される作業装置９は、浮力飛行体８を支えるアンカー作業を実施しても良い。

本実施形態における飛行体システム１００は、浮力飛行体８を大型の気球型母船とし、作業装置９を構成する小型のドローンをケーブルＣｄにより有線接続した親子型である。このため、微速飛行の浮力飛行体８はバッテリーや薬剤などの重量物を省エネルギーで牽引するのに適し、作業装置９は軽量を活かして浮力飛行体８の周りで機敏に動いて作業することができる。また、浮力飛行体８が風などの外乱で流されても、ケーブルＣｄが外乱に対するバッファとなり、作業をする作業装置９は影響を抑えられる。なお、停滞する飛行体としての浮力飛行体８は、気球に限定されず、屋根状の停滞物等で複数の作業装置９を接続機構８３により連結しても良い。

［その他の実施形態］
（１）飛行体システム１００が、鳥や動物の追い払いや警備、防犯等の用途に使用可能なように構成されてもよい。例えば、第一作業部１３、第二作業部２３、吊下作業装置５又は作業装置２９が、撮影画像により鳥獣や不審者を認識可能な監視装置、音や光を発して鳥獣や不審者を威嚇する威嚇装置、鳥獣や不審者の存在を報知する報知装置等を含んでもよい。

（２）飛行体システム１００が、強風、落雷、降雨など飛行に悪影響を及ぼす天候に対処可能なように構成されてもよい。例えば、飛行体システム１００が、天候を観測するセンサや、天候や天候の予報を示す情報を通信を介して取得する取得部などを備えてもよい。飛行体システム１００が、天候又は天候の予報に応じて、飛行計画の変更や、安全区域への避難飛行、不時着等を行うように構成されてもよい。

（３）飛行体１、エネルギー源飛行体２Ａ又はサポート飛行体２Ｃが、両者が連結した状態で両者の相対位置が変更可能なように構成されてもよい。例えば、連結機構３，２７に設けられた結合案内部材Ｆ，２７ｃが移動可能なように構成されてもよい。これにより、飛行体システム１００が飛行しているときに、複数の飛行体１と、エネルギー源飛行体２Ａ又はサポート飛行体２Ｃとの相対位置を変更することが可能となる。

（４）飛行体システム１００が、飛行体１、エネルギー源飛行体２Ａ又はサポート飛行体２Ｃの回転翼Ｂ，１Ｃａ，２７Ａａの作動音を打ち消すよう構成されてもよい。例えば、複数の回転翼Ｂ，１Ｃａ，２７Ａａが、互いに作動音を打ち消すように動作制御されてもよい。例えば、回転翼Ｂ，１Ｃａ，２７Ａａの作動音を打ち消す音（ノイズキャンセル音）を発生する消音装置が飛行体システム１００に設けられてもよい。その消音装置が、回転翼Ｂ，１Ｃａ，２７Ａａへ送られる制御量に基づいてノイズキャンセル音を生成するように構成されてもよい。

（５）飛行体システム１００を構成する装置が、様々な形態の飛行体システム１００の間で流用可能なように設計されてもよい。例えば、連結機構３，２７が様々な形態の飛行体システム１００に連結可能なように共通仕様としても良い。

（６）飛行体１、エネルギー源飛行体２Ａ又はサポート飛行体２Ｃが、自身に浮力を付与する浮力体（気球、風船など）を備えてもよい。これにより、飛行体システム１００を所定の作業位置にホバリング飛行（停滞）させることが容易になる。

（７）飛行体１、エネルギー源飛行体２Ａ、サポート飛行体２Ｃ又は浮力飛行体８の飛行制御は、作業対象地にあるセンサ情報を用いて実施しても良い。このセンサ情報は、スマート農機等に搭載された移動式のセンサや、ＧＰＳ基地局等の固定式のセンサ等で取得される。

（８）飛行体１、エネルギー源飛行体２Ａ、サポート飛行体２Ｃ又は浮力飛行体８の飛行制御は、サプライチェーン上にあるスマート農機と連携しても良い。例えば、穀物乾燥機の稼働情報を得て、適切な収穫タイミングとなるように飛行制御されても良い。

（９）飛行体１やエネルギー源飛行体２Ａ又はサポート飛行体２Ｃの自重に加えて、積極的に押付力を発生させて、耕耘等の重量物による農作業に飛行体１やエネルギー源飛行体２Ａ又はサポート飛行体２Ｃが用いられても良い。

（１０）上述した実施形態では、エネルギー不足が発生したときにエネルギー源飛行体２Ａ又はサポート飛行体２Ｃを離脱させたり、エネルギー源飛行体２Ａ又はサポート飛行体２Ｃを交代させたりしたが、エネルギー不足に限定されず、機体の不具合等であっても良い。

（１１）上述した実施形態では、サポート飛行体２Ｃが飛行体１の飛行制御を行ったが、サポート飛行体２Ｃが飛行体１を援助していれば種々の変形が可能である。例えば、地上に設けられた管理装置にて、飛行体１やサポート飛行体２Ｃの飛行が自動制御されても良いし、リモートコントローラを用いて手動制御されても良い。

（１２）上述した実施形態では、第一受電部１１やエネルギー源２１，２７ａとしてバッテリーを一例として説明したが、内燃機関で構成されても良い。この場合、エネルギー源２１，２７ａから供給されるエネルギーは、内燃機関を作動させる燃料となる。エネルギー源２１，２７ａが内燃機関の場合は、飛行体１、エネルギー源飛行体２Ａ及びサポート飛行体２Ｃの飛行駆動力を高めることができる。

本発明は、エネルギーを供給可能なエネルギー供給体を備えた飛行体システムに利用可能である。

１ ：飛行体
２ ：エネルギー供給体
２Ａ ：エネルギー源飛行体
２Ｂ ：エネルギー供給車
２Ｃ ：サポート飛行体
２Ｄ ：作業車（作業装置）
３ ：連結機構
４ ：接続機構
５ ：吊下作業装置（作業部）
６ ：連結用飛行体
８ ：浮力飛行体
９ ：作業装置
２０ａ ：エネルギー源
２１ ：エネルギー源
２５ａ ：第二エネルギー制御部（エネルギー制御部）
２７ ：連結機構
２７ａ ：エネルギー源
２８ａ ：第二エネルギー制御部（エネルギー制御部）
２９ ：作業装置
３１ ：エネルギー源
４１ ：エネルギー源（作業用エネルギー源）
４５ ：浮力部
５１ ：エネルギー源
６４ ：連結制御部
８３ ：接続機構
８３ａ ：エネルギー源
９１ ：エネルギー源
１００ ：飛行体システム

Claims (4)

1. フレーム体で形成される連結機構と、
   前記フレーム体に結合される複数の飛行体と、
   前記フレーム体に結合される接続機構と、
   前記接続機構に接続される作業部と、
   前記フレーム体に設けられて、前記飛行体にエネルギーを供給するエネルギー源とを備えた飛行体システム。
2. 前記接続機構は、前記作業部を持ち上げ可能な浮力部を有している請求項１に記載の飛行体システム。
3. 前記接続機構は、前記作業部にエネルギーを供給可能な作業用エネルギー源を有する請求項１に記載の飛行体システム。
4. 前記エネルギーは、内燃機関に供給される燃料、又は、内燃機関により発電した電力である請求項１から３の何れか一項に記載の飛行体システム。