迄今，已知一种用轻气体产生浮力，设计适宜的航行装置进行航 行的飞船。作为飞船有能载人的大型飞船和无人飞船，但特别是在无 人飞船的情况下，已知一种在地面上备有无线移动站，通过在该无线 移动站中待机的操作员的操作，来操纵飞船这样构成的飞船系统。在 此情况下，操作员用无线电将飞船的航行指令发送给飞船，使设置在 飞船上的航行装置工作，控制其航线。
一方面，在特开平6-247393号公报中记载了一种根据计算机中预 先输入的航行方法程序，控制飞船这样构成的飞船系统。该飞船系统 这样构成：将包括CPU等控制装置安装在飞船上，该控制装置根据上 述航行方法程序，控制飞船的航线，同时在由安装在飞船的上下、前 后、左右的传感器检测到障碍物的情况下，进行对该障碍物的回避动 作。
可是，在将上述现有的由操作员进行的操作作为前提的飞船系统 中，由于操作员有必要经常操纵飞船，所以如果没有操作技术好的操 作员，则有发生事故的危险性，另外，存在不适合长时间航行的问题。
另一方面，在上述公报中记载的方法中，虽然不需要操作员，同 时能长时间航行，但由于飞船本身安装了复杂的控制装置和许多传感 器之类的装置，所以安装重量和功耗大，为了获得足够的浮力，需要 将飞船作得大。因此，特别是存在作为控制小型的飞船的系统不能用 的问题。
因此本发明就是要解决上述问题，其课题在于提供一种能不需要 操作员的飞船，同时能降低飞船的安装重量及功耗的飞船系统。

为了解决上述课题，本发明的飞船系统的特征在于：有备有根据 供给的指令而工作的航行装置及通信装置的飞船；以及备有能与上述 飞船通信的通信装置及控制装置的基站，设有测定上述飞船的位置的 位置测定装置，上述控制装置备有指令形成装置，该指令形成装置根 据由上述位置测定装置测定的上述飞船的位置，形成包括控制上述飞 船的航线用航行指令的上述指令，由上述通信装置对上述飞船发送上 述指令。
如果采用本发明，则由于根据来自基站的指令控制飞船，所以降 低了飞船本身设有复杂的控制系统的必要，其结果，能谋求飞船的轻 量化和低功耗化。
在本发明中，上述位置测定装置最好测定上述飞船和多个测定点 之间的位置关系。通过测定飞船和多个测定点之间的位置关系，能容 易而且准确地测定飞船的位置。
这里，上述位置测定装置最好包括测定上述飞船和上述测定点之 间的距离的距离测定装置。由于包括测定多个测定点和飞船的距离的 距离测定装置，所以能由简易的测定装置迅速且容易地特定飞船的位 置。特别是由于在三个位置以上设有上述测定点，所以能测定飞船和 三个位置的测定点之间的距离，从而能用至少将测定点的位置作为基 准的坐标系完全特定飞船的空间坐标(三维位置坐标)。
在本发明中，上述位置测定装置最好通过用上述距离测定装置测 定上述飞船和三个位置的上述测定点之间的距离，特定上述飞船的位 置。因此，由于只用距离测定装置测定飞船和三个位置的测定点之间 的距离，就能特定飞船的位置，所以能极其简单地实施飞船的位置测 定。
另外，上述距离测定装置最好备有配置在上述飞船或上述测定点 上的发生波动的波动生成器；以及配置在上述测定点或上述飞船上的 检测从上述波动生成器发出的波动的波动检测器，根据从上述波动生 成器中发生上述波动开始至到达上述波动检测器为止的时间，算出上 述飞船和上述测定点之间的距离。这里，作为波动，能举出超声波等 声波或光等的电磁波。另外，在将波动检测器设置在测定点的情况下， 波动检测器的相互位置能自由变动，或者波动检测器也可以配置成既 定的位置关系。作为本发明的更具体的形态，包括波动生成器配置在 飞船上，波动检测器配置在测定点上的情况；以及波动生成器配置在 测定点上，波动检测器配置在飞船上的情况。
另外，最好有特定多个上述测定点之间的位置关系的测定位置关 系特定装置。通过设置测定位置关系特定装置，即使将多个测定点设 置在任意的场所，通过特定多个测定点相互的位置关系，也能进行以 测定点为基准的飞船的位置测定。
这里，上述测定位置关系特定装置最好测定多个上述测定点之间 的距离。由此，能完全特定多个测定点的相对的位置坐标、即以测定 点的位置为基准的坐标系中的位置坐标。
在此情况下，最好这样构成：上述测定位置关系特定装置备有配 置在三个上述测定点中的至少两个测定点上的波动生成器；以及检测 从上述波动生成器发出的波动的波动检测器，根据从上述波动生成器 中发出的波动到达配置在另一个上述测定点的上述波动检测器的时 间，算出上述相互之间的距离。
在本发明中，在追加了上述测定点的情况下，最好有特定对原有 的上述测定点追加的上述测定点的位置关系的追加测定位置特定装 置。因此，根据需要追加新的测定点，通过特定该新的测定点对原有 的测定点的位置关系，能用该新的测定点测定飞船的位置。这样通过 增加测定点的个数，能缩短测定飞船的位置用的测定点的距离，所以 能降低测定飞船的位置用的波动生成等所需要的能量，能节约能量， 同时能扩大飞船的位置测定可能区域。另外，根据需要，增加测定点 的个数，对飞船的使用目的、系统的功能、使用场所等能容易地应付， 所以既能将制造成本保持在最小限度，又能构筑能适应各种情况的系 统。
在此情况下，上述追加测定点位置特定装置最好测定多个原有的 上述测定点和追加的上述测定点之间的距离。通过追加测定位置特定 装置测定多个原有的测定点和追加的测定点的距离，能简单地特定追 加的新的测定点的位置。这里，为了完全特定追加的新的测定点的三 维位置坐标，在测定点配置在任意的位置的情况下，有必要求出三个 原有的测定点和新的测定点的距离，在测定点全部配置在同一平面上 的情况下，有必要测定两个原有的测定点和新的测定点的距离。
在本发明中，最好有在不能由上述位置测定装置测定上述飞船的 位置时，使上述飞船逆行或下降的航线变更装置。利用该航线变更装 置能防止降低对飞船的位置控制精度。特别是通过使飞船逆行，能使 飞船继续保持在位置测定可能区域内。
另外，最好有在超出由上述位置测定装置可能进行的上述飞船的 位置测定的位置测定可能区域之前，修正上述飞船的航线的航线修正 装置。如果采用该航线修正装置，则通过修正飞船的航线，能控制飞 船留在位置测定可能区域内。
另外，上述飞船备有检测上述飞船的航线上的障碍物的障碍检测 装置，最好还有障碍回避装置，在由上述障碍检测装置检测到了上述 障碍物时，控制上述航行装置，以便变更上述飞船的航线，回避上述 障碍物。
这里，有时上述障碍回避装置设置在上述飞船上。在此情况下， 由于飞船本身能回避障碍，所以将检测到了障碍的旨意的信息发送给 基站，也可以不进行接收与其对应的指令的通信，能迅速地回避障碍。
另一方面，上述障碍回避装置最好设置在上述基站中，在由上述 障碍检测装置检测到了上述障碍物时，上述障碍检测装置将障碍检测 信号发送给上述基站，上述障碍回避装置根据上述障碍检测信号，在 上述指令形成装置中形成变更上述飞船的航线、回避上述障碍物用的 上述航行指令。如果这样做，则由于不需要将障碍回避装置设置在飞 船上，所以能减少飞船的重量，能谋求飞船的小型化。
另外，最好有将电力供给上述飞船的充电基地。
这里，最好这样构成：上述飞船在电力不足时，将返回请求信号 发送给上述基站，上述控制装置一旦接收到上述返回请求信号，便形 成返回指令，发送给上述飞船，上述飞船利用上述航行装置返回上述 充电基地。
另外，最好在上述飞船上有补充轻气体的气体补充基地。
这里，最好这样构成：上述飞船在轻气体不足时，将返回请求信 号发送给上述基站，上述控制装置一旦接收到上述返回请求信号，便 形成返回指令，发送给上述飞船，上述飞船利用上述航行装置返回上 述气体补充基地。
另外，上述充电基地和气体补充基地最好是同一基地，另外，这 些基地最好与上述基站构成一体。
在本发明中，上述飞船最好有能通过放出气体来减轻重量的载重 调整装置。如果采用该载重调整装置，则能由于放出气体而减少载重， 所以与放出液体或固体的情况相比较，不会发生污染环境、或者液体 或固体与人体接触的不当情况，所以由于难以影响环境的原因，而容 易在各种情况下采用。另外，也可以通过将上述放出的气体的反作用 力作为推进力用，能进行移动或变更姿态。
这里，上述载重调整装置最好放出上述气体，以便至少部分地补 偿上述飞船的轻气体随时间的推移而丧失的部分。因此，能减少由于 飞船的轻气体随时间的推移而丧失引起的高度的下降，所以能延长在 空中滞留的时间。作为气体，采用的是空气、氧、氮、其他惰性气体 等，由于对人体无害，所以是好的。
另外，上述载重调整装置最好有储存压缩气体的储存容器；以及 能控制上述气体从该储存容器放出的控制阀。如果这样做，则由于能 用控制阀控制存储容器的气体放出量，所以能根据情况调整载重。特 别是作为控制阀，虽然可以通过开闭动作就能控制气体的放出量，但 最好能控制气体放出时的流量。
另外，上述载重调整装置最好有储存液体的储存容器；以及控制 该储存容器内的上述液体进行蒸发的控制阀。如果这样做，则由于用 液体进行载重的调整，与保持压缩气体的情况相比较，能收容得紧凑， 所以能确保增大载重的调整量，能使飞船长时间滞留在空中。这里， 作为控制阀，虽然能采用进行开闭动作的阀，但最好有能控制开口面 积的结构。这里，作为上述液体，最好是容易蒸发的液体，另外，最 好即使蒸发也对人体实际上无害。例如，作为上述液体能举出水或乙 醇等。
另外，上述载重调整装置最好有储存固体的储存容器；以及控制 该储存容器内的上述固体进行升华的控制阀。如果这样做，则由于用 固体进行载重的调整，与保持压缩气体的情况相比较，能收容得紧凑， 所以能确保增大载重的调整量，能使飞船长时间滞留在空中。这里， 作为控制阀，虽然能采用进行开闭动作的阀，但最好有能控制开口面 积的结构。这里，作为上述固体，最好是容易升华的固体，另外，最 好即使升华也对人体实际上无害。例如，能举出萘、对二氯苯、薄荷、 樟脑等。
在本发明中，上述飞船最好有压缩空气的压缩机；储存由上述压 缩机压缩的上述空气的储存容器；以及控制上述空气从上述储存容器 放出的控制阀。如果这样构成，则由于利用压缩机压缩空气，导入存 储容器中，能增加载重，通过控制阀从存储容器中放出空气，能减少 载重，所以能自由地增减飞船的载重。这里，作为控制阀，虽然可以 使用与压缩机分开的阀，但包括将压缩机的构成部分作为控制阀兼用 的情况。作为该情况的例，能举出从存储容器中放出空气时使压缩机 逆运转、放出空气的情况。
这里，最好上述压缩机及上述控制阀进行工作，以便至少部分地 补偿上述飞船的浮力的变化。在此情况下，根据飞船的浮力的变化， 控制压缩机及控制阀，能调整飞船的载重。因此，能使飞船滞留在一 定高度的范围内或使飞船上升或下降。
另外，上述飞船最好利用放出的上述空气进行推进或姿势变更。 通过将放出的空气的反作用力作为推进力用，能进行移动或变更姿 势。
在上述各装置中，最好使上述飞船按照既定的航行程序航行。这 里所说的按照航行程序航行，并不意味着只按照一定的航行模式航行 的情况，也广泛地包括飞船按照预先决定的逻辑程序航行的情况。例 如，包括飞船按照计算机程序航行的情况。
另外，最好在一个或多个上述测定点设有与上述基站通信用的通 信装置，通过设置在一个或多个上述测定点的上述通信装置，进行上 述飞船和上述基站之间的通信。将测定点作为中继点，进行飞船和基 站的通信，即使飞船远离基站，或者在飞船和基站之间存在妨碍通信 的障碍物，也能进行通信，所以能提高系统的适应性和灵活性。
其次，本发明的导向系统的特征在于：有备有根据供给的指令而 工作的航行装置及通信装置的飞船；以及备有能与上述飞船通信的通 信装置及控制装置的基站；设有测定上述飞船的位置的位置测定装 置，上述控制装置备有指令形成装置，该指令形成装置根据由上述位 置测定装置测定的上述飞船的位置，形成包括控制上述飞船的航线用 航行指令的上述指令，由上述通信装置对上述飞船发送上述指令，包 括使上述飞船按照既定的导向航线移动的装置。
另外，本发明的监视系统的特征在于：有备有根据供给的指令而 工作的航行装置及通信装置的飞船；以及备有能与上述飞船通信的通 信装置及控制装置的基站；设有测定上述飞船的位置的位置测定装 置，上述控制装置备有指令形成装置，该指令形成装置根据由上述位 置测定装置测定的上述飞船的位置，形成包括控制上述飞船的航线用 航行指令的上述指令，由上述通信装置对上述飞船发送上述指令，监 视装置安装在上述飞船上，设有使上述飞船按照既定的监视航线移动 的装置。
另外，本发明的另一监视系统的特征在于：有备有根据供给的指 令而工作的航行装置及通信装置的飞船；以及备有能与上述飞船通信 的通信装置及控制装置的基站；设有测定上述飞船的位置的位置测定 装置，上述控制装置备有指令形成装置，该指令形成装置根据由上述 位置测定装置测定的上述飞船的位置，形成包括控制上述飞船的航线 用航行指令的上述指令，由上述通信装置对上述飞船发送上述指令， 监视装置安装在上述飞船上，设有使上述飞船跟踪规定的监视对象的 装置。
这里，最好有通知由上述监视装置获得的监视状态的通知装置。 作为通知装置，能举出利用图像进行通知的图像显示装置、利用声音 进行通知的声音输出装置等。
另外，本发明的宣传系统的特征在于：有备有根据供给的指令而 工作的航行装置及通信装置的飞船；以及备有能与上述飞船通信的通 信装置及控制装置的基站；设有测定上述飞船的位置的位置测定装 置，上述控制装置备有指令形成装置，该指令形成装置根据由上述位 置测定装置测定的上述飞船的位置，形成包括控制上述飞船的航线用 航行指令的上述指令，由上述通信装置对上述飞船发送上述指令，发 音装置或显示装置安装在上述飞船上，设有使上述飞船按照既定的宣 传航线移动的装置。
另外，本发明的机器人玩具系统的特征在于：有备有根据供给的 指令而工作的航行装置及通信装置的飞船；以及备有能与上述飞船通 信的通信装置及控制装置的基站；设有测定上述飞船的位置的位置测 定装置，上述控制装置备有指令形成装置，该指令形成装置根据由上 述位置测定装置测定的上述飞船的位置，形成包括控制上述飞船的航 线用航行指令的上述指令，由上述通信装置对上述飞船发送上述指 令，检测装置及输出装置安装在上述飞船上，设有根据由上述检测装 置能检测的对象的移动或工作，使上述输出装置工作的装置。
在上述的导向系统、监视系统、宣传系统、玩具系统等中，上述 位置测定装置最好测定上述飞船和多个测定点之间的位置关系。另 外，最好在一个或多个上述测定点设有与上述基站通信用的通信装 置，通过设置在一个或多个上述测定点的上述通信装置，进行上述飞 船和上述基站之间的通信。
附图说明
图1是表示本发明的飞船系统的实施形态的总体结构的简略斜视 图。
图2是表示该实施形态的飞船的位置测定方法的说明图。
图3是表示该实施形态的飞船的位置测定方法的原理的说明图。
图4是该实施形态的飞船的位置测定过程的时序图。
图5是表示该实施形态的测定位置检测过程的说明图。
图6是表示不同的基站的结构的斜视图。
图7是表示另一个不同的基站的结构的斜视图。
图8是表示基站的简略结构的框图。
图9是表示基站的简略的内部结构的框图。
图10是表示基站的工作程序的处理顺序的简略流程图。
图11是表示测定位置检测过程的顺序的简略流程图。
图12是表示飞船位置测定过程的顺序的简略流程图。
图13是表示返回程序的顺序的简略流程图。
图14是模式地表示另一飞船系统的结构的简略斜视图。
图15是表示飞船系统的飞船的位置测定可能区域的说明图。
图16是模式地表示飞船系统中追加了新的测定点单元的状态的简 略斜视图。
图17是表示追加了新的测定点单元时飞船的位置测定可能区域的 说明图。
图18是表示追加了新的测定点单元时另一飞船的位置测定可能区 域的说明图。
图19是表示追加了新的测定点单元时又一飞船的位置测定可能区 域的说明图。
图20是表示追加了新的测定点单元时进行的追加测定位置检测的 顺序的简略流程图。
图21是模式地表示将飞船系统应用于有壁或支柱的空间时的状况 的说明图。
图22是模式地表示飞船移动到飞船系统的位置测定可能区域的外 侧时的动作的说明图。
图23是模式地表示飞船接近飞船系统的位置测定可能区域的外缘 时的动作的说明图。
图24是模式地表示另一飞船的结构例的简略结构图。
图25是模式地表示又一飞船的结构例的简略结构图。
图26是模式地表示另一不同的飞船的结构例的简略结构图。
图27是表示飞船的有效负载和时间的关系的曲线图。
图28是表示飞船的高度控制方法的简略流程图。
图29是模式地表示备有安装在飞船上的存储容器的装置的结构的 纵剖面图。
图30是图29所示的装置的平面图。
图31是表示构成飞船系统作为各种系统时的优选结构的简略斜视 图。
图32是表示飞船系统的另一结构例的简略斜视图。
图33是表示导向系统的处理顺序的简略结构的简略流程图。
图34是表示监视系统的处理顺序的简略结构的简略流程图。
图35是表示玩具系统的处理顺序的简略结构的简略流程图。
实施发明用的优选形态
其次，参照附图详细说明本发明的飞船系统的实施形态。
[飞船系统100]
图1是表示本实施形态的飞船系统100的外观的简略结构图。该 飞船系统100有飞船110、以及基站120。如后面所述，本实施形态是 表示如果将基站120设置在室内，则构成了能使飞船110以浮动状态 在室内自动航行的能作为室内装饰物或人工宠物等用的小型飞船系统 的例。
飞船110中备有：填充了氦等轻气体的船本体(气球)111；安装 在船本体111的下部位置等处的控制管理单元112；安装在控制管理单 元112的左右两侧的航行螺旋桨113、114；保护控制管理单元112及 航行螺旋桨113、114、同时着陆时支撑飞船110的一对护杆115；以 及配置在本体111的前侧的障碍检测传感器116。障碍检测传感器116 能用例如有发光元件和受光元件的光传感器或备有超声波发生器和超 声波检测器的传感器等构成。上述航行螺旋桨113、114例如是在圆筒 体的内部配置了由静电电动机等小型电动机旋转驱动的螺旋桨的航行 螺旋桨。在次情况下，通过使圆筒体的方向可变、或只使一侧的螺旋 桨旋转、或使两个螺旋桨的转速不同、或使两个螺旋桨的转向相反等， 能改变行进方向。但是，作为改变行进方向的方法，还能采用安装在 船本体111上的能改变姿势的翼构件。
如图2所示，控制管理单元112内部安装着：与基站120之间进 行无线通信用的通信机T/R；驱动作为航行装置的航行螺旋桨113、114 的驱动电路(图中未示出)；控制这些通信机和驱动电路的控制电路 (图中未示出)；以及将电力供给进行与船本体111内连通的气体供 给路径的开闭的阀结构和上述各电路的蓄电单元(图中都未示出)等。
如图1所示，基站120备有基地本体121、以及设置在该基地本体 121上的基座122。在基地本体121内与后面所述的设置了控制电路的 电路基板、充电系统和气体供给系统一起收容着测定点单元S1。另外， 如后面所述，在基座122的上表面上设置着与飞船110连接的充电单 元122a及供气口122b。另外，在基地本体121上突出地形成天线123。 从基地本体121引出布线124、125，这些布线124、125连接在传感 容器126、127上。测定点单元S2、S3被收容在传感容器126、127 内。
如图8所示，基站120的基地本体121内安装着：包括CPU(中 央处理单元)、总线、存储器、各种接口等的MPU(微处理单元)120A； 连接在该MPU120A上的通信机120B(T/R)；连接在MPU120A上的供 电控制单元128a；以及连接在MPU120A上的包括供气阀等的供气控制 单元129a。MPU120A通过输入输出电路连接在上述测定点单元S1、S2、 S3上。另外，通信机120B连接在上述天线123上。
如图9所示，除了上述电路系统以外，蓄电器128和气泵129也 收容在基站120的基地本体121内。蓄电器128经过上述供气控制单 元128a连接在基座122的充电单元122a上。另外，气泵129通过上 述供气控制单元129a连接在上述供气口122b上。
如图2所示，在上述飞船110的控制管理单元112中安装着发生 超声波的波发生器SO，从该波发生器SO发出的超声波由分别设置在上 述测定点单元S1、S2、S3内的波检测器SD分别进行检测。由这些测 定点单元S1、S2、S3获得的检测信号被发送给基地本体121内，根据 这些检测信号算出飞船110的位置。
如图3所示，测定点单元S1、S2、S3被配置在互不相同的测定点 上，如果知道这三个测定点单元的彼此之间的距离L12、L23、L13， 则通过测定从飞船的位置O到各测定点单元S1、S2、S3的距离LO1、 LO2、LO3，就能以包括上述三个测定点的平面为基准确定飞船110的 相对位置(三维位置坐标)。然后，如果测定点单元S1、S2、S3被固 定，则如果飞船110从地点O移动到地点O’，那么由于上述距离LO1、 LO2、LO3也变化，所以能知道以上述平面为基准的飞船110的移动方 向及移动距离。
图4是表示如上所述在基站120中检测飞船110的位置的飞船位 置测定过程的时序图。另外，图12是表示该飞船位置测定过程中的 MPU120A的处理顺序的简略流程图。最初，在地点B的基站120内的 MPU120A中形成的波发生指令b1由通信机120B用无线电发送给地点O 的飞船110。于是，飞船110的控制电路从接收到指令的时刻开始经过 了既定的时间to后，从渡发生器SO发生超声波。由上述的各测定点 单元S1、S2、S3检测该超声波，该波检测信号c1、c2、c3被发送给 基站120。在基站120中，在MPU120A中根据表示收到了上述检测信 号c1、c2、c3的时刻的时间信息，求出超声波从飞船110到各测定点 单元S1、S2、S3传播所需要的时间to1、to2、to3(由无线电进行的 通信时间几乎可以忽视)，根据这些时间和上述超声波的传播速度， 算出图3所示的距离LO1、LO2、LO3。这些距离暂时被保存在MPU120A 内的存储器中，根据这些距离算出飞船110的相对的坐标(以包括上 述三个测定点的平面为基准的位置坐标)。这些距离数据或坐标数据 与此后测定的距离数据或坐标数据进行比较，求出飞船的移动方向或 移动速度。
可是，如图1所示，在本实施形态中，内部装有测定点单元S1的 基站120的基地本体121、以及通过布线124、125连接基地本体的收 容测定点单元S2、S3的传感容器126、127以适当的位置关系放置在 例如房间的地面上，或者挂在墙壁上。因此，在使该飞船系统工作之 前，有必要预先将上述基站120和传感容器126、127固定在规定场所， 测定上述的彼此之间距离，检测三个测定点的位置。
图5是说明如上所述应在测定飞船110的位置之前进行的、求测 定点单元S1、S2、S3彼此之间的距离L12、L23、L13的测定位置检测 过程用的说明图。另外，图11是表示上述测定位置检测过程中的 MPU120A的处理顺序的简略流程图。
如图5所示，各测定点单元S1、S2、S3在其内部分别备有能接收 超声波的波检测器SD、以及发生超声波的波发生器ST。另外，也可以 只在上述三个传感器中的两个(在图中所示的例中为测定点单元S1、 S2)中设置波发生器ST。
在本实施形态中，如图11所示，最初来自MPU120A的波生成指令 被发送给测定点单元S1，如图5所示，由测定点单元S1内的波发生器 ST发送超声波。然后，一旦由测定点单元S2、S3内各自的波检测器 SD检测到该超声波，则接收到了该波检测信号的MPU120A根据从上述 超声波发送时开始到接收时为止的时间，求出彼此之间的距离L12、 L13。
其次，与上述相同，来自MPU120A的波生成指令被发送给测定点 单元S2，如图5所示，由测定点单元S2内的波发生器ST发送超声波。 然后，一旦由测定点单元S1、S3内各自的波检测器SD检测到该超声 波，则与上述相同，MPU120A求出彼此之间的距离L23、L21。这样， 就能求出三个测定点单元S1、S2、S3彼此之间的距离L12、L23、L13。
另外，在以上的说明中，由于彼此之间的距离L12的计算和L21 的计算重复求出测定点单元S1和S2之间的距离，所以只计算任意一 者即可，例如，如图11所示，在两者的计算结束后的时刻，确认L12 和L21的一致性，在其不一致的情况下，断定在测定过程中传感器移 动了，也可以重新进行上述的彼此之间的距离的测定。
图10是表示使飞船系统100工作用的MPU120A的处理顺序的简略 流程图。首先，通过手动操作设置在基站120中的图中未示出的启动 按钮等，存储在MPU120A内的存储器等中的工作程序被启动，并被执 行。在该工作程序中，最初进行参照上述的图5及图11说明的测定位 置检测过程(测定点单元彼此之间的距离的计算)。另外，该测定位 置检测过程如图所示，可以只在航行开始时进行，也可以定期地进行。 在后一种情况下，在飞船110航行过程中测定点移动了的情况下，求 其移动量，在移动后的船位置测定过程中，能进行飞船的位置信息的 修正。
其次，进行参照上述的图2、图3、图4及图12说明的船位置测 定过程。然后，根据在该船位置测定过程中获得的飞船110的位置， 作成使飞船110向预定的航行程序规定的位置移动用的航行指令，将 其发送给飞船110。
此后，MPU120A确认是否从飞船110发送来了异常信号或返回请 求信号，如果接收到异常信号，则执行异常程序，另外，如果接收到 返回请求信号，则执行返回程序。
这里，所谓异常程序，是这样一种程序：由于某钟原因，飞船110 的控制电路或驱动电路、航行螺旋桨113、114等航行装置等出现故障， 或者由于丧失浮力等，飞船110不能按照航行指令动作时，强制地进 行切断控制管理单元112的电力供给等的处理。
另外，在异常程序中，也可以这样构成：在飞船110不能按照航 行指令动作、或能进行某种程度的航行的情况下，与后面所述的返回 程序相同，强制地使飞船110返回基站120的基座上。
另外，在该异常程序中，也可以这样构成：由设置在飞船110上 的障碍检测传感器116检测到飞船110的前方(即行进方向)有障碍 物时，MPU120A临时形成控制行进路线以便离开预定的航线的航行指 令，使飞船110回避障碍物。一旦检测不到障碍物，MPU120A发送航 行指令，使飞船110返回原来的航线上，飞船110按照最初的预定航 线探索着前进。
另外，在本实施形态中，如上所述，由于根据来自基站的指令进 行回避障碍物的动作，所以能更简单地构成飞船110的控制电路等。 但是，在用障碍检测传感器116检测到了障碍物的情况下，通过飞船 110本身的判断，自动地进行回避动作也没关系。在此情况下，在检测 不到障碍物之前，暂时变更航线飞行，一旦检测不到障碍物，便返回 遵照来自基站的航行指令的航行状态即可。
另外，所谓返回程序，是在接收到了来自飞船110的返回请求信 号的情况下，MPU120A根据图13所示的简略流程工作，使飞船110返 回基站120的基座122上的程序。在该返回程序中，如图13所示，根 据按照与上述同样的船位置测定过程测定的飞船110的现在位置，将 返回指令发送给飞船110，将飞船110引导到基座122上。飞船110 一旦落到基座122上，便从安装在基座122内的传感器输出返回结束 信号，MPU120A接收该返回结束信号，控制充电控制单元128a，通过 充电单元122a，开始进行对飞船110的控制管理单元112的充电作业。 另外，控制供气控制单元129a，同样开始进行对飞船110的供气作业。 这些充电作业及供气作业也可以如图13所示并行地进行，或者也可以 依次进行。如果从飞船110的控制管理单元112发送了供电结束信号， 则MPU120A将控制信号发送给充电控制单元128a，结束充电作业。同 样，如果从控制管理单元112发送了供气结束信号，则MPU120A将控 制信号发送给供气控制单元129a，结束供气作业。
如果上述的供电作业及供气作业结束，则MPU120A根据图10所示 的工作程序，使飞船110再次起飞，按照规定的航行程序航行。
在以上说明的航行状态下，除了构成上述测定点的测定点单元 S1～S3以外，追加了新的测定点单元时，发生测定点追加信号。一旦 发生了该测定点追加信号，便进行追加测定位置检测。该追加测定位 置检测是特定新的测定点单元的位置用的处理。更具体地说，决定新 追加的测定点单元相对于其他测定点单元S1～S3的相对的位置关系。 例如通过分别求出测定点单元S1～S3和新的测定点单元的距离，就能 确定该位置关系。另外，比该追加测定位置检测更详细的说明将在后 面所述的另一飞船系统中进行。如果未发生该测定点追加信号，则继 续保持原来的航行状态，如图10所示，该航行状态一直继续到进行停 止按钮等的结束操作为止。
如上所述，在本实施形态中，飞船110按照航行程序自动地航行， 在途中发生了电力不足或轻气体(氦等)不足的情况下，自动地返回 基座122上，还自动地进行充电及补充气体，然后，再继续航行。
在本实施形态中，由于飞船110根据基站120的指令(上述波发 生指令、航行指令、返回指令等)自动地控制，所以没有必要在飞船 110中设置高性能、功耗大的MPU等复杂的控制电路，另外，作为传感 器类，由于只备有检测行进航线上的障碍物的障碍检测传感器116，所 以与以往相比，能使控制管理单元112的重量和功耗特别小。
如本实施形态所示，上述这样的结构对于能在室内航行的小型飞 船来说极其重要。其原因在于：在注入了轻气体的气球呈球形的情况 下，直径和浮力之间有三维函数的正相关关系，如果气球的直径变小， 则浮力急剧减小。例如，在气球的直径为30cm的球体中使用氦作为轻 气体的情况下，对应于浮力的重量为15g左右，但若考虑气球重量等， 能上升的最大载重为8g左右，采用以往的结构上升非常困难。可是， 在室内等场所使用时，如果气球的直径为30～50cm左右、即使增大到 1m左右，也极其困难。
另外，在上述实施形态中，虽然个别地构成基站120和收容两个 测定点单元S2、S3的传感容器126、127，用布线124、125连接，但 不限定这样的结构。
例如，在图6所示的基站220中，有内部安装了测定点单元S1的 基地本体221、基座222及天线223，这一点与上述实施形态相同，但 测定点单元S2、S3利用折叠式的连接臂224、225连接。如图中的箭 头所示，这些连接臂224、225通过在两个地方折叠，能紧凑地收容在 基地本体的侧面上。
另外，在图7所示的基站320中，虽然备有基地本体321、基座 322及天线323，但全部测定点单元S1、S2、S3都被收容在基地本体 321内。
另外，作为上述以外的结构例，能举出全部三个测定点单元S1、 S2、S3配置在基地本体的外侧的例、以及用无线电等无线通信装置进 行基地本体和各测定点单元之间的存取的例等。
[飞船系统400]
另外，也能构成图14所示的飞船系统400。在该飞船系统400中， 基本上与上述实施形态的飞船系统100相同，有：备有船本体411及 控制管理单元412的飞船410；备有基地本体421及天线423的基站 420；以及构成测定点的多个测定点单元S1～S3。但是，在该飞船系 统400中，在构成测定点的测定点单元S1～S3中，内部装有发生超声 波的波发生器SO，在控制管理单元412内装有检测超声波的波检测器 SD。另外，在该飞船系统400中，为了进行上述的测定点位置检测， 与上述实施形态相同，最好在三个测定点单元S1～S3中分别装有波检 测器。
在该飞船系统400中，从安装在测定点单元S1～S3内的波发生器 SO发出超声波，由安装在飞船410中的波检测器SD检测该超声波，能 测定各测定点单元S1～S3和飞船410之间的距离。例如，从测定点单 元S1的波发生器SO发出超声波，由控制管理单元412的波检测器SD 检测超声波，从测定点单元S2的波发生器SO发出超声波，由控制管 理单元412的波检测器SD检测超声波，从测定点单元S3的波发生器 SO发出超声波，由控制管理单元412的波检测器SD检测超声波，如此 从多个测定点单元的波发生器SO依次发生超声波，用控制管理单元 412的波检测器SD逐次检测各自的超声波。
如上所述，如果由波检测器SD检测到来自各测定点单元S1～S3 的超声波，则这时控制管理单元412的通信机T/R将信号发送给基站 420。在基站420中，用天线423接收上述信号，用安装在基地本体 421内的通信机T/R(与上述通信机120B对应的通信机)进行解调。 基地本体421根据从发送了从各测定点单元S1～S3的波发生器SO发 生超声波用的控制信号的时刻开始，到由基地本体421的通信机T/R 收到了来自控制管理单元412的通信机T/R的信号的时刻为止的时 间，求出测定点单元S1～S3和飞船410之间的距离LO1～LO3。这些 距离LO1～LO3是与从测定点单元S1～S3的波发生器SO发出超声波开 始到由飞船410的控制管理单元412内的波检测器SD检测到超声波为 止的时间对应的距离。
[飞船系统500]
其次，参照图15至图23，说明飞船系统500。该飞船系统500备 有基本上与上述飞船系统100或飞船系统400大致相同的硬件结构， 所以与飞船系统100或400同样的结构要素，采用同一名称。另外， 该飞船系统500的说明是为了公开在测定点单元S1～S3中追加了新的 测定点单元的情况下的详细工作而进行的说明。
首先，在该飞船系统500中，如图15所示，由测定点单元S1～S3 能控制飞船510的位置测定可能区域(图中所示的斜线部分)Q是能分 别测定飞船510和测定点单元S1～S3之间的距离的三个范围P1～P3 互相重叠的区域。这是因为如果飞船510即使不能测定测定点单元 S1～S3中的一个相互距离，就不能特定飞船510的位置。
其次，如图16所示，在飞船系统500中追加新的测定点单元S4。 这时，测定点单元S4与其他测定点单元相同，连接在基站520的基地 本体521上。该新的测定点单元S4与其他测定点单元S1～S3的相对 位置一旦被特定，该飞船系统500即使利用该测定点单元S4，也能测 定飞船500的位置。
图17中示出了也使用新的测定点单元S4时能控制飞船510的位 置测定可能区域(图中所示的斜线部分)Q。这里，假设能测定测定点 单元S4和飞船510之间的距离的范围为P4。于是，上述位置测定可能 区域Q如图17中的斜线部分所示，范围P1～P4中的任意一个成为三 个范围重叠的区域，所以成为比图15所示的位置测定可能区域大的区 域。
其次，参照图16至图20，说明追加了新的测定点单元S4时的追 加测定位置检测的处理过程。如图16所示，在新的测定点单元被连接 在基地本体521上的情况下，发生测定点追加信号，根据该测定点追 加信号，进行图20所示的追加测定位置检测。
在该追加测定位置检测中，首先，波生成指令被发送给测定点单 元S1，从测定点单元S1内的波发生器发出超声波。然后，在用测定点 单元S4内的波检测器能检测到该超声波的情况下，算出测定点单元S1 和S4的距离L14。在用测定点单元S4内的波检测器不能检测的情况 下，不进行距离L14的计算而往下进行。其次，波生成指令被发送给 测定点单元S2，从测定点单元S2内的波发生器发出超声波。然后，在 用测定点单元S4内的波检测器能检测到该超声波的情况下，算出测定 点单元S2和S4的距离L24。在用测定点单元S4内的波检测器不能检 测的情况下，不进行距离L24的计算而往下进行。接着，渡生成指令 被发送给测定点单元S3，从测定点单元S3内的波发生器发出超声波。 然后，在用测定点单元S4内的波检测器能检测到该超声波的情况下， 算出测定点单元S3和S4的距离L34。在用测定点单元S4内的波检测 器不能检测的情况下，不进行距离L34的计算而往下进行。
进行了上述的处理后，在算出了上述距离L14、L24、L34三个距 离的情况下，保存这些距离L14、L24、L34，结束处理。这样，如图 17所示，新的测定点单元S4和原有的测定点单元S1～S3之间的三个 距离全部被测定，这是原有的测定点单元S1～S3都配置在新的测定点 单元S4范围P4内的情况。
可是，新的测定点单元S4和原有的测定点单元S1～S3之间的距 离不限于一定能测定。例如，在图18所示的情况下，能测定与测定点 单元S4之间的距离的只有测定点单元S2和S3，测定点单元S1配置在 测定点单元S4的范围P4的外侧，所以不能测定相互之间的距离。因 此，在该图18所示的情况下，在上述处理中只能算出上述三个距离中 的两个。在此情况下，假定新的测定点单元S4配置在原有的测定点单 元S1～S3配置的平面上，则虽然能特定测定点单元S4的位置，但如 果不进行这样的假定，就不能特定测定点单元S4的位置。
因此，在此情况下，如图20所示，对于新的测定点单元S4来说， 由于位于圈外的测定点被发现，所以此后，进行实际上表示寻求希望 怎样的处理的旨意的显示A。例如，寻求移动新的测定点单元S4，或 者寻求新的测定点单元S4是否与原有的测定点单元S1～S3位于同一 平面上。这时，选择移动新的测定点单元S4，在移动测定点单元S4 后进行了操作S的情况下，再反复进行上述处理，求出上述距离。
另一方面，测定点单元S4和原有的测定点单元S1～S3存在于同 一平面上(例如，全部测定点单元S1～S4被配置在地面上等)，在进 行了与此对应的操作T的情况下，建立表示全部测定点单元S1～S4位 于同一平面上的旨意的标志，同时只保存能算出的两个距离后结束。 在此情况下，由于测定点单元S1～S4配置在同一平面上，所以如果判 明了两个距离，就能特定测定点单元S4的位置。
另外，作为追加了新的测定点单元S4时的状况，如图19所示， 有这样的情况：能与测定点单元S4之间测定距离的原有的测定点单元 只有一个S3，另外，虽然图中未示出，但也可以考虑不存在能与测定 点单元S4之间测定距离的原有的测定点单元的情况。由于在任何一种 情况下都不能特定新的测定点单元S的位置，所以在这些情况下，提 示请求移动追加的测定点单元S4的显示B。根据该显示B，在进行了 测定点单元S4的移动后进行了规定的操作S的情况下，再次进行与上 述同样的距离的测定处理。
如上处理后，在该飞船系统500中，对原有的测定点单元S1～S3 追加测定点单元S4，通过特定该测定点单元S4的位置，能用测定点单 元S1～S4测定飞船510的位置。因此，能扩大飞船510的位置测定可 能区域Q。与上述同样进行，能依次追加多个新的测定点单元，所以例 如，如图21所示，利用多个测定点单元能在大范围内控制飞船510。
如上所述在使用超过3个测定点单元特定飞船510的位置的情况 下，能选择使用距离最短的3个测定点单元。例如，与上述飞船系统 100同样从飞船510发出超声波，在测定点单元中检测超声波的情况 下，按照超声波的检测时序早的顺序，只用3个测定点单元的检测时 序，测定飞船510的位置。如果这样做，如图21所示，能防止在壁W 或支柱B等的表面上反射的超声波R的检测引起的飞船510的位置坐 标的错误。另外，从前一次位置测定中获得的飞船510的位置坐标中 选择最近的3个测定点单元，从这些测定点单元依次发生超声波，能 进行飞船510的位置测定。
另一方面，与上述飞船系统400同样从测定点单元依次发出超声 波，在飞船510中检测超声波的情况下，根据前一次测定的飞船510 的位置坐标，选择最接近飞船510的位置配置的3个测定点单元，通 过只从这些测定点单元发出超声波，就能准确地特定飞船510的位置。
在上述的任意一种情况下，在连接测定点单元和飞船的直线上存 在障碍物(例如图21所示的支柱B等)时，虽然该测定点单元配置在 距离飞船510近的位置，但将其从选择对象中除去即可。另外，通过 只用最先检测到的超声波的检测时序进行计算，就能防止在壁W或支 柱B等的表面上反射的超声波造成的障碍。
在该飞船系统500中，在飞船510的位置测定可能区域Q内，能 测定飞船510的位置，根据该位置能控制飞船510，但在飞船510离 开了上述位置测定可能区域Q、或由于出现障碍物等而不能测定飞船 510的位置的情况下，不能准确地控制飞船510。
可是，在飞船系统500中，在不能测定飞船510的位置的时刻， 能使飞船510自动地逆行。即与飞船510的航行的同时经常进行飞船 510的位置测定，而在不能进行飞船510的位置测定的时刻，控制飞船 510沿着与此前行进的方向相反的方向返回。在此情况下，从飞船510 发出超声波，在测定点单元S1～S3中检测超声波，在这样构成的情况 下，在不能测定飞船510的位置的时刻，通过基站520的控制，或者 通过从基站520将离开位置测定可能区域Q的旨意的信号发送给飞船 510，利用开始的飞船510的控制管理单元512的控制，使飞船510逆 行。
另外，在从测定点单元发出超声波、在飞船510中检测超声波这 样构成的情况下，在飞船510中不能检测超声波的时刻也可以自己逆 行。当然，即使在此情况下，也可以这样控制：根据从飞船510向基 站520通知进行检测的旨意的通信内容，由基站520控制飞船510逆 行。
如上所述，在飞船510离开了位置测定可能区域Q的情况下，由 于飞船510逆行，飞船510再次返回位置测定可能区域Q的内部。另 外，如上所述飞船510脱离了位置测定可能区域Q、或飞船510的位置 不可能测定时，也可以使飞船510降落。
在飞船系统500中，如上所述在离开了位置测定可能区域Q的情 况下，最初也可以不变更航线，不将飞船510控制在位置测定可能区 域Q内。例如，如图23所示，预想地设定位置测定可能区域Q，通过 位置测定获得的飞船510的位置坐标如果离开了设定的位置测定可能 区域Q的空间坐标范围，则事先修正飞船510的航线，使飞船510不 致脱离位置测定可能区域Q。
[飞船610]
其次，参照图24，说明能适用于上述各飞船系统的作为飞船的结 构例的飞船610。该飞船610与上述各实施形态的飞船相同的地方在 于：控制管理单元612连接在收容了轻气体的船本体611上。在该飞 船610中设有：能将气体压缩后存储起来的存储容器613；以及能将空 气压缩后存储在该存储容器613中的压缩机614。
压缩机614在控制管理单元612的控制下，正常工作时将外部空 气压缩后导入存储容器613中，同时逆运转工作时，能将被压缩的空 气从存储容器613排放到外部。存储容器613虽然不必是刚体，但最 好这样构成：其内压即使增大，也不会变成某一定以上的容积。
在该飞船610中，通过使压缩机614正常工作，将外部空气呈压 缩的状态下导入存储容器613中，能增大飞船610的重量(载量)， 另外，通过使压缩机614逆运转工作，将被压缩的空气从存储容器613 放出，能减少飞船610的重量(载量)。因此，通过压缩机614的工 作，能使飞船610上下移动。
另外，虽然图中未示出，但在该飞船610中设有与上述实施形态 相同的航行螺旋桨等航行装置。另外，也可以采用下述方法来代替该 航行装置，即，使压缩机614逆转工作，将被压缩的空气从存储容器 613放出，利用放出的空气的反作用力进行移动、或变更姿势。
[飞船710]
图25中示出了飞船710的简略结构。该飞船710备有与上述同样 的船本体711、控制管理单元712、存储容器713、压缩机714。在该 结构例中，控制阀715连接在存储容器713上。该控制阀715能将被 压缩的空气从存储容器713排放到外部，或者使空气停止从存储容器 713流出。而且通过使用该控制阀715，能由控制管理单元712控制排 放到外部的空气量。
另外，虽然图中未示出，在该飞船710中设有与上述实施形态相 同的航行螺旋桨等航行装置。另外，也可以采用下述方法来代替该航 行装置，即，通过控制阀715，将被压缩的空气从存储容器713放出， 利用放出的空气的反作用力进行移动、或变更姿势。在此情况下，最 好能使控制阀715控制空气放出时的流速及流向。
[飞船810]
图26中示出了飞船810的简略结构。该飞船810备有与上述飞船 710同样的船本体811、控制管理单元812、存储容器813、压缩机814、 控制阀815。在飞船810中还备有连接在上述控制阀815上的涡轮 816、以及连接在该涡轮816的输出轴上的航行螺旋桨817。该航行螺 旋桨817能旋转自如地由安装在船本体811等上的支撑构件818支撑 着。
在该飞船810中，如果通过控制阀815将蓄积在存储容器813中 的压缩空气放出，则能使涡轮816旋转，并旋转驱动航行螺旋桨817， 所以能推进飞船810。这里，通过相对于涡轮816活动自如的联轴节 819连结航行螺旋桨816，同时能利用支撑构件818变更航行螺旋桨 817的方向，通过变更航行螺旋桨817的方向，能变更飞船810的行 进方向。
[飞船的浮力的控制方法]
其次，说明上述各飞船610、710、810的浮力的控制方法。图27 中示出了飞船的有效负载(最大载重)或浮力与时间的关系。如该曲 线所示，飞船的有效负载随着时间的推移而变化，但作为其变化分量， 存在与时间推移的同时有效负载逐渐减少的时效变化分量、以及伴随 环境的变化而变化的环境变化分量。时效变化分量是起因于轻气体随 着时间的推移而丧失所产生的，在图27所示的实验中，1000h时为1～ 2g左右。另一方面，环境变化分量是随着周围的温度、湿度、气压等 的变化而变化的分量。
作为控制飞船的浮力的方法，可以考虑慢慢放出存储容器内的压 缩空气，以便补偿用图27中的虚线表示的有效负载的时效变化(自然 减少)。这时，通过使上述控制阀进行的空气的放出量对应于上述有 效负载的自然减少的量，虽然会使飞船的高度随着环境的变化，多少 有些上下移动，但能保持在大致一定的范围内。在此情况下，作为放 出的气体，即使是空气以外的气体也没关系。例如也可以将填充了压 缩氮气等各种气体的存储容器安装在飞船上，从该存储容器慢慢地放 出气体。
另外，根据飞船的浮力的变化，也可以积极地控制飞船的重量。 图28是表示这样的控制方法的顺序的简略流程图。与上述实施形态相 同，如果进行飞船的位置测定，则由于能知道飞船的高度，所以位置 测定时根据测定数据取得飞船的高度，计算高度相对于规定的目标值 的偏差量。然后，如果该偏差量比一定的设定值大，则用上述压缩机 和控制阀等，控制飞船的载重，修正高度，如果偏差量比设定值小， 则照样进行控制。另外，控制飞船的载重时，也可以把偏差量的微分 值或积分值考虑进去。该高度控制的上述目标值随着飞船的位置控制 的目标值的变化而变化。在航行过程中经常进行这样的高度控制，飞 船停止时停止控制。
如果采用上述各飞船，则由于用相对于船本体(气球)完全独立 的装置控制飞船的载重，所以不需要双重结构的气球等这样的复杂结 构，能降低制造成本。
图29及图30是表示补偿图27所示的有效负载的自然减少用的装 载在上述各飞船上的装置。该装置备有包括存储容器913、电动机914、 皮带轮915及传输齿轮916等的驱动机构。在内容器构件913A的上部 设有开口部分913a，该开口部分913a利用上述驱动机构使盖构件913B 旋转，能进行开闭。更具体地说，如果设置在盖构件913B上的开口部 分913b与上述内容器913A的开口部分913a重合，则存储容器913呈 开口状态，能利用该重合状态来增减开口面积。另外，在开口部分913a 和开口部分913b完全不重合的状态下，存储容器913呈闭锁状态。
收容在存储容器913内的内容物C由液体或固体构成。作为液体 能使用容易蒸发的液体、例如水或乙醇等。另外，作为固体能使用容 易升华的固体、例如萘、对二氯苯、薄荷、樟脑等。而且，通过如上 调整存储容器913的开口面积，能控制这些内容物的蒸发量或升华量。
通过将上述装置装载在飞船上，能补偿有效负载的自然变化(即 时效变化)。在此情况下，通过控制上述驱动机构，调整存储容器913 的开口面积，能控制载重的下降率。另外，也可以不用上述的驱动机 构，而用手动调整存储容器913的开口面积。
如上所述，能调整开口面积构成的存储容器913能安装在图24至 图26所示的各飞船上。在此情况下，能降低上述压缩机的负担，所以 压缩机的小型化和轻量化成为可能。
[构成各种系统用的结构例]
图31是表示作为各种系统构成上述飞船系统时的基本的结构形态 的简略结构斜视图。在该结构例中，虽然有与上述飞船系统100同样 的飞船110、以及基站120，但还备有连接在基站120上的计算装置 130。在此情况下，用上述的技术，通过将多个测定点单元S1～S9分 散配置在使飞船航行的范围内，能减少各个距离测定时的超声波输 出，同时能防止超声波的通信混乱。
图32是表示在基站120和各测定点单元S1～S9之间通过无线通 信进行数据的存取的结构例的图。即使在此情况下，也能进行与上述 的有线通信进行的数据存取完全同样的处理。即，能实施在飞船110 和基站120之间进行通信，同时在飞船110和测定点单元S1～S9中的 三个测定点单元之间测定距离。
但是，在该结构例中，除了上述的结构例以外，还能附加经由一 个或多个测定点单元(即将测定点单元作为中继点)进行飞船110和 基站120之间的通信的功能。例如，由于飞船110离开基站120，或 者由于飞船110和基站120之间存在障碍物，在飞船110和基站120 之间不能直接通信的情况下，如图中的点划线所示，能经由配置在飞 船110和基站120之间的一个或两个以上测定点单元(在图中所示的 例中，为测定点单元S4及S6)进行通信。这样，能使飞船110相对于 基站120航行得远，同时由于不管是否有障碍物都能航行，所以能在 各种环境下使用。另外，即使在电波环境恶劣的场所，也能对飞船110 进行稳定的控制。通过设置探索能通信的路径的处理装置，能根据情 况确定将这样的一个或多个测定点单元作为中继点的飞船110和基站 120之间的通信路径。例如，在进行数据的收发的正式通信前，通过进 行预试验通信，反复进行试行错误，能探索出能通信的路径。
另外，不管是无线还是有线、是电波还是声波、是红外线还是电 波，也不管其他通信规定如何，能用任意的方式进行如上所述将测定 点单元作为中继点的飞船110和基站120之间的通信。例如，能通过 无线通信进行飞船110和测定点单元之间的通信，也能通过有线通信 进行测定点单元和基站120之间的通信。
另外，作为系统结构，也可以设置多个基站120，另外，不管是一 个还是多个基站120，都能控制多个飞船110。特别是通过设置上述的 计算装置130，能具有有机的关联性控制多个基站120或多个飞船 110，能统一系统总体。
(导向系统)该计算装置130有控制飞船110的补充基站120的 功能的功能。例如，通过操作计算机130，能从多个航线模式中选择飞 船110的飞行航线。因此，由使用者寻找目的地，通过将对应于该目 的地的操作输入计算机130，能构成能将飞船110作为导向系使用的导 向系统。
在该导向系统中，例如，如图33所示，在计算装置130中，根据 来自适当的输入装置(键盘、操作开关、摄象机及其他各种传感器等) 的输入，选择目的地。另外，在对该目的地设想了多个路径的情况下， 从这些路径中选择一个路径。
其次，进行利用视觉信息(例如连接在计算装置130上的监视器 等的表面显示或安装在飞船110上的LED等的闪烁等)，或者利用声 音(来自安装在飞船上的扬声器等声音导向等)，将能利用的飞船110 是否存在的确认、开始导向的事实通知用户等的准备处理。
其次，使飞船110移动，开始用户的导向，向目的地移动。这时， 与上述准备处理相同，最好将正在导向过程中的旨意通知用户。然后， 将用上述的方法测定的飞船110的位置坐标和目的地的位置坐标(预 先存储)进行比较，确认飞船l10是否到达目的地，在未到达目的地 的情况下，使飞船110继续移动，在到达了目的地的情况下，使飞船 110在目的地静止(到达处理)。另外，为了将已到达目的地的事实通 知用户，也可以在目的地周围或附近进行盘旋动作等特殊动作。另外， 也可以利用光(图像)或声音，将已到达目的地的事实通知用户。
然后，为了使飞船110返回基站120，进行使飞船110按照规定 的航线航行的返回处理。
这样的导向系统能在展览会场、旅馆、主题公园、会场等处有效 地利用。在构成这样的导向系统的情况下，沿该导向路径110R排列测 定点单元S1～S9。另外，在存在多个能供选择的导向路径的情况下， 有必要沿全部导向路径排列测定点单元。
(监视系统)另外，将摄象机或传声器安装在飞船110上，通过 巡回规定的监视路径110R，能构成使用飞船的监视系统。在该监视系 统中，能利用上述计算装置130记录由摄象机或传声器检测到的图像 或声音信息。另外，还能将根据上述图像或声音进行报警或通报用的 监视程序安装在上述计算装置130等中。作为该监视程序，包括使飞 船110沿规定的监视路径航行的航线图形。另外，在作为监视幼儿或 儿童等活动对象的监视系统使用的情况下，也可以设有报警或通报功 能(例如监视对象移动到一定范围以外时，进行报警或通报的功能) 或跟踪监视对象的功能。
图34中示出了上述的监视系统的处理顺序的简略结构。在该监视 系统中，经常进行巡回一定的航线运行的基本动作，在该巡回运行时， 安装在飞船110上的摄象机等视觉信息输入装置或传声器等声音信息 输入装置通过通信，经常或定期地将这些信息发送给基站120或计算 装置130。这里，为了减少发送数据量和减少伴随发送的功耗，最好间 歇地进行数据的收集和发送。
另外，在该监视系统中，在由上述视觉信息输入装置或声音信息 输入装置检测到了异常的情况下，进行中断处理。例如，作为由视觉 信息输入装置检测到的视觉信息的异常，能举出在图像中发现了活动 的某个物体的情况、发现了有一定以上的光度或亮度的物体的情况 等。另外，也可以是与预先设想存储的图像数据之间有所不同的情况 等。另外，作为由声音信息输入装置检测到的声音信息的异常，能举 出有一定以上的音量的声音、玻璃破裂的特定模式的声音、预先设想 存储的模式以外的声音等。最好由计算装置130进行这些异常的分析。
在上述的巡回运行状态中，在发现了上述的异常的情况下，发生 按照不同的异常形态预先设定的中断信号(触发脉冲)。该中断分析 根据中断信号的种类，选择中断处理。这里，在只用中断信号不能确 定异常状态的种类的情况下，也可以例如根据上述视觉信息输入装置 检测的视觉信息或由声音信息输入装置检测的声音信息，再分析发生 了什么样的异常事态。
其次，进行由上述中断分析确定的中断处理。在该中断处理中包 括：在监视器的画面上显示发生了异常事态、或通过网络向用户发出 警报、或发生警报声的通知处理。另外，在间歇地进行来自飞船110 的数据发送的情况下，切换到连续发送。还进行从飞船110发送的数 据中附带标志、作为长期保存数据等的处理。这里，通常的从飞船110 发送的数据(无标志)经过一定的时间后自动的消除。
另外，在上述中断处理中，这样进行控制：在发现了异常的时刻， 飞船110进行静止、盘旋等某种预先设定的动作。这里，也可以这样 控制：在图像中发现了活动物体的情况下或发生了异常声音的情况 下，进行使飞船110向该活动物体或异常声音发生的场所移动、在该 物体或场所附近巡回、使传感器类朝向该物体或场所静止等动作。另 外，在发现了活动对象物的情况下，也可以根据其动作控制飞船110 跟踪对象物。由于跟踪对象物需要进行高度处理(图像处理或声音处 理)，所以最好在计算装置130中进行处理。
此后，通过用户对计算装置130进行适当的操作，或经过一定时 间，上述中断状态被解除，作为解除处理，是解除对飞船110的上述 中断处理的控制状态，使飞船110返回通常的巡回运行状态。以后， 进行来自外部的结束操作，或者飞船110维持巡回运行状态，直至巡 回运行程序结束的时刻为止。
另外，通过设定宣传路径来代替上述的目的地或导向路径，或者 将显示体或扬声器等输出装置安装在飞船110上来代替作为上述监视 装置的摄象机或传声器等传感器类，上述图33所示的导向系统或图34 所示的监视系统能作为宣传媒体的一种使用。在此情况下，作为安装 在计算装置130中的工作程序，能附加使飞船沿规定的宣传路径110R 航行的功能、以及自动地朝向人多的场所或停留的功能。
(玩具系统)上述的飞船系统能作为对人呈现反应的机器人玩 具，构成使用飞船的玩具系统。例如，能附加通过分析传声器拾取的 声音，进行声音识别，根据人的命令以外的语言进行移动的功能、或 对人的语言进行回答的功能。另外，还能附加通过分析由摄象机拍摄 的图像，进行图像识别，对人的活动进行反应而移动或发出声音的功 能。
图35表示玩具系统的结构例的处理顺序的简略结构。该玩具系统 是一旦将声音传给飞船l10，飞船l10便接近用户，与用户进行对话、 或追随用户或逃离用户的系统。另外，还能这样构成：在用户中区别 预先登录者和未登录者，呈现出分别相应的反应。
首先，飞船110进行存储从后面所述的中断处理恢复时用的现在 的状况、飞船110的位置信息等的初始处理。其次，作为等待动作， 转移到沿规定的航线进行巡回或盘旋等的运行状态、或静止状态。在 该状态下，如果由安装在飞船110上的摄象机或传声器发现了用户， 则通过图像识别或声音识别来判断该用户是否是登录者。例如，通过 图像识别对照用户的脸、对照用户的声音的声谱。这里，在用户发出 了预先设定的语言(例如飞船110的名字)时，识别用户，也可以根 据该语言的内容，判断用户是否是登录者。
其次，在用户是登录者的情况下，进行处理①，在不是登录者的 情况下，进行处理②。作为处理①，例如能这样控制：输出以前教育 输入的登录者的名字、对登录者特有的问候等，采取由登录者决定的 特有的行动。另一方面，作为处理②，例如能这样控制：能输出对用 户的一般的称呼、一般的问候等，采取预先设定的一般的行动。另外， 作为飞船110的对应的动作，除了即使不是登录者也能使用的一般功 能以外，还可以设有依据登录者权限能使用的特殊功能。特殊功能也 可以这样构成：有对应于登录者的类别的多个阶段的功能。例如，作 为一般功能，能举出：问候的对答、打听时刻并对此进行响应等的简 单功能。另外，作为特殊功能，能举出：通过用声音对飞船110进行 指示，能打电话的功能(通过计算装置130及与其连接的网络，与外 部通信的功能)；通过用声音对飞船110进行指示，能进行各种机器 的遥控操作的功能等。
此后，从用户接受解除操作(例如对设置在飞船110上的开关的 操作等)，或在检测到了预先对应于解除的语言(例如“结束”等) 的情况下、或者在经过了一定时间时或在没有由规定时间的声音进行 的指示等情况下，进行解除处理，根据初始处理时存储的数据，返回 作为等待动作的运行·静止状态。在进行了来自外部的结束操作、或 动作程序结束的时刻之前，继续进行以上的动作。
另外，在构成了上述的导向系统、监视系统、宣传系统、玩具系 统等各种系统的情况下，在计算机130中进行图像识别和声音识别等 高度复杂的处理，飞船110和基站120最好作为连接在计算装置130 上的终端机使用。因此，特别能降低飞船110的功耗，谋求减轻重量。 但是，在本发明中，上述的各种处理的总体或其一部分，也可以不是 计算装置130，而是在飞船110或基站120任意一者中进行，这样构 成也没关系。
以上说明的上述实施形态不是对本发明的结构做任何限定，不管 是上述实施形态中记载的还是未记载的，都能采用以下的结构。
在飞船中，除了上述的障碍检测传感器以外，还能安装相当于感 觉光或图像的眼睛的摄像装置、能拾取声音的传声器等录音装置、感 觉气味的嗅觉传感器等各种传感器。通过安装这些传感器，例如将光、 声音、气味等供给飞船110，能进行规定的动作。
另外，在飞船中能使用上述航行螺旋桨以外的各种航行装置，例 如推进器、离子引擎、气泵、泵等。这里，为了能控制航线，为了改 变上述航行螺旋桨等航行装置的作用方向，能设置改变航行装置本身 的方向的驱动机构或改变气流的方向的气流控制板等。另外，在沿上 下方向移动的情况下，除了利用上述气体的压缩·释放装置或蒸发·升 华等方法以外，还能采用平稳器、小型的气泵等。
另外，对上述的障碍物的回避动作可以从接触到障碍物时开始动 作，也可以检测到撞击或加速度时开始动作。
另外，也可以将发生光、声音等的发光元件、扬声器等安装在上 述飞船上。例如，能这样构成：照亮特定部位或对应于航行位置的场 所、或人一旦接触就会点亮、或问候。
而且，也可以这样构成：将不同的传感器安装在上述飞船上，利 用遥控器等遥控操作装置供给指令，操作飞船的航行。在此情况下， 也可以这样构成：将飞船接收到的操作信号暂时传输给基站，从基站 将改变航行的指令等各种指令发送给飞船。
工业上的利用领域
如上所述，如果采用本发明，则由于能谋求飞船的轻量化或低功 耗化，所以例如使飞船小型化，能在室内航行。因此，能构成实用的 各种系统。