特許 6180765 輸送手段ベースステーション

(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】6180765

(24)【登録日】2017年7月28日

(45)【発行日】2017年8月16日

(54)【発明の名称】輸送手段ベースステーション

(51)【国際特許分類】

   B64F 1/36 20170101AFI20170807BHJP

   B64C 39/00 20060101ALI20170807BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20170807BHJP

   B60S 5/00 20060101ALI20170807BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20170807BHJP

   B60K 1/04 20060101ALN20170807BHJP

【ＦＩ】

   B64F1/36

   B64C39/00 Z

   B64D27/24

   B60S5/00

   H01M2/10 K

   H01M2/10 U

   !B60K1/04 A

【請求項の数】12

【外国語出願】

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2013-58590(P2013-58590)

(22)【出願日】2013年3月21日

(65)【公開番号】特開2013-203394(P2013-203394A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2016年3月11日

(31)【優先権主張番号】61/617,312

(32)【優先日】2012年3月29日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/663,608

(32)【優先日】2012年10月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】ヴァヴリナ， マシュー エー．

(72)【発明者】

【氏名】ヴィアン， ジョン エル．

(72)【発明者】

【氏名】ハウ， ジョナサン ピー．

(72)【発明者】

【氏名】ミチニ， バーナード ジェー．

(72)【発明者】

【氏名】ミチニ， マシュー エー．

(72)【発明者】

【氏名】トクソズ， トゥーナ

(72)【発明者】

【氏名】レディング， ジョシュア

【審査官】 諸星 圭祐

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１５２８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４３７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２６１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０１７２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１１３９２１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−２９７１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０１０６５１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平０７−０４７８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１５５０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６４Ｃ ３９／００−３９／０２

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

Ｂ６４Ｆ １／３６

Ｂ６０Ｋ １／００− ６／１２

Ｂ６０Ｋ ７／００− ８／００

Ｂ６０Ｓ ３／００−１３／０２

Ｈ０１Ｍ ２／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

輸送手段に据え付け可能な基部（９４４）および基部（９４４）に結合されている経路を有する第１フレーム（９４２）
を含む電池受け部（９４０）と、
１つ以上の電池を保持することができる第２フレーム（９２０）、
第２フレーム（９２０）上に据え付けられており、かつ、電池受け部フレーム（９４２）の基部（９４４）に結合されている経路（９４６）にはめ込まれるよう適合されているレール（９１２）
を含む電池台部（９００）と、
輸送手段を位置付けてもよいプラットフォーム、
プラットフォームの第１の側に位置している第１電池ベイ（８２０）、
第１の側とは反対のプラットフォームの第２の側に位置している第２電池ベイ（８４０）、
輸送手段から電池（７１２）を取り除き、電池（７１２）を新たな電池（７１２）と交換する電池交換アセンブリ、および、
輸送手段をプラットフォーム上に位置付けている間に輸送手段に電力を供給するよう適合されている電源
を含む輸送手段ベースステーションと、
を含むシステム。

【請求項2】

電池台部（９００）が、レール上に少なくとも１つの電気接点を含み、かつ、
経路（９４６）が、電池台部（９００）が電池受け部（９４０）にはめ込まれているときにレール（９１２）上の電気接点と結合するよう位置決めされている電気接点を含む
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

電池交換アセンブリが、第１電池ベイ（８２０）から輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）上へと第１電池（７１２）を摺動させ、輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）から第２電池ベイ（８４０）上へと第２電池（７１２）を摺動させる
請求項１または２に記載のシステム。

【請求項4】

電池交換アセンブリが、第１電池ベイ（８２０）から電池受け部（９４０）内へと第１電池（７１２）を収容する第１電池台部（９００）を駆動し、かつ、
第１電池台部（９００）が、第２電池台部（９００）を変位させる
請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

第１電池（７１２）が電池受け部（９４０）から切断される前に、第２電池（７１２）が輸送手段に電力を供給する請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

輸送手段をプラットフォームに係止する少なくとも１本の係止アーム（８１４、８１６）をさらに含み、係止アーム（８１４、８１６）が、電源から輸送手段へと電力を供給する少なくとも１つの電力接点を含む請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）は、各々が、複数の電池を保持することができる回転ドラムを含む
請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）内に保存されている１つ以上の電池を充電するために電力を供給する、第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）に結合されている電源をさらに含む請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

輸送手段上の電池（７１２）を交換する方法であって、
輸送手段ベースステーションのプラットフォーム上に輸送手段を位置付けること、
輸送手段を係止する少なくとも１本の係止アーム（８１４、８１６）をプラットフォームに結合させることによって、輸送手段が輸送手段ベースステーション上に位置付けられている間に輸送手段に連続的に電力を供給することであって、係止アーム（８１４、８１６）が輸送手段に電力を供給する少なくとも１つの電力接点を含む、電力を供給することと、
充電済み電池（７１２）を含む第１電池ベイ（８２０）を輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）の第１の側に位置合わせすること、
空の第２電池ベイ（８４０）を第１の側と反対の電池受け部（９４０）の第２の側に位置合わせすること、
第１電池ベイ（８２０）から輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）上へと第１電池（７１２）を摺動させること、および、
輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）から第２電池ベイ（８４０）上へと第２電池（７１２）を摺動させること、を含む方法。

【請求項10】

輸送手段上の電池（７１２）を交換する方法であって、
輸送手段ベースステーションのプラットフォーム上に輸送手段を位置付けること、
輸送手段が輸送手段ベースステーション上に位置付けられている間に輸送手段に連続的に電力を供給すること、
充電済み電池（７１２）を含む第１電池ベイ（８２０）を輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）の第１の側に位置合わせすること、
空の第２電池ベイ（８４０）を第１の側と反対の電池受け部（９４０）の第２の側に位置合わせすること、
第１電池ベイ（８２０）から輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）上へと第１電池（７１２）を摺動させること、および、
輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）から第２電池ベイ（８４０）上へと第２電池（７１２）を摺動させること、
を含み、
第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）は、各々が、複数の電池を保持することができる回転ドラムを含み、かつ、第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）を電池受け部（９４０）と位置合わせするために回転ドラムを回転させる方法。

【請求項11】

第１電池ドッキングステーションから輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）上へと第１電池（７１２）を摺動させることが、第１電池台部（９００）が第２電池（７１２）を収容している第２電池台部を変位させるように、第１電池ベイ（８２０）から電池受け部（９４０）内へと第１電池（７１２）を収容している第１電池台部を摺動させることを含む請求項９または１０に記載の方法。

【請求項12】

第１電池（７１２）を電池受け部（９４０）から切断する前に、第２電池（７１２）が輸送手段に電力を供給する請求項１１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに説明する主題は、輸送手段ベースステーションに関し、より詳細には、無人機（ＵＡＶ）などの１つ以上の自律輸送手段に材料を装着するためのプラットフォームを含む輸送手段ベースステーションに関する。

【背景技術】

【0002】

自律輸送手段は、産業、法の執行および軍事用途においてますます有用となってきている。自律輸送手段の例としては、無線誘導式無人航空機およびロボット輸送手段が挙げられる。いくつかの自律輸送手段は、電池により少なくとも部分的に電力供給されている。したがって、電池電力により、とりわけ遠隔地での自律輸送手段の持続的使用の能力が著しく限定される。したがって、自律輸送手段が電池やその他のペイロードを取り外し、新しい電池やその他のペイロードを再装着することができるようにするシステムおよび方法が有用である可能性がある。

【発明の概要】

【0003】

輸送手段に対して電池を脱着するためのシステムの一例をここに説明する。いくつかの実施形態において、輸送手段ベースステーションは、輸送手段を位置付けてもよいプラットフォームと、プラットフォームの第１の側に位置している第１電池ベイと、輸送手段から電池を取り外し、該電池を新たな電池と交換する電池交換アセンブリと、輸送手段がプラットフォーム上に位置付けられている際に輸送手段に電力を供給するよう適合されている電源とを含む。

【0004】

別の実施形態において、システムは、輸送手段に据え付け可能な基部および基部に結合されている経路を有する第１フレームを含む電池受け部と、１つ以上の電池を保持することができる第２フレーム、第２フレーム上に据え付けられており、かつ、電池受け部フレームの基部に結合されている経路にはめ込まれるよう適合されているレールを含む電池台部と、輸送手段を位置付けてもよいプラットフォーム、プラットフォームの第１の側に位置している第１電池ベイ、第１の側とは反対のプラットフォームの第２の側に位置している第２電池ベイ、輸送手段から電池を取り除き、電池を新たな電池と交換する電池交換アセンブリ、および、輸送手段をプラットフォーム上に位置付けている間に輸送手段に電力を供給するよう適合されている電源を含む輸送手段ベースステーションと、を含む。

【0005】

別の実施形態において、輸送手段上の電池を交換する方法は、輸送手段ベースステーションのプラットフォーム上に輸送手段を位置付けること、輸送手段が輸送手段ベースステーション上に位置付けられている間に輸送手段に連続的に電力を供給すること、充電済み電池を含む第１電池ベイを輸送手段に結合されている電池受け部の第１の側に位置合わせすること、空の第２電池ベイを第１の側と反対の電池受け部の第２の側に位置合わせすること、第１電池ベイから輸送手段に結合されている電池受け部上へと第１電池を摺動させること、および、輸送手段に結合されている電池受け部から第２電池ベイ上へと第２電池を摺動させること、を含む。

【図面の簡単な説明】

【0006】

添付の図を参照しつつ、詳細な説明を記す。

【図1】図１は、ある実施形態に係る無人機環境を示している。

【図2】図２は、ある実施形態に係る無人機ベースステーションのブロック図を模式的に示している。

【図3】図３は、ある実施形態に係るデータ処理システムのブロック図を模式的に示している。

【図4】図４は、ある実施形態に係る発電システムのブロック図を示している。

【図5】図５は、ある実施形態に係るセンサーシステムのブロック図を示している。

【図6】図６は、ある実施形態に係る充電ステーションのブロック図を示している。

【図7】図７は、ある実施形態に係る無人機のブロック図を示している。

【図8A】図８Ａは、実施形態に係る輸送手段ベースステーションの正面図である。

【図8B】図８Ｂは、実施形態に係る輸送手段ベースステーションの斜視図である。

【図8C】図８Ｃは、実施形態に係る輸送手段ベースステーションの斜視図である。

【図9A】図９Ａは、実施形態に係る電池台部の斜視図である。

【図9B】図９Ｂは、実施形態に係る電池受け部の斜視図である。

【図9C】図９Ｃは、電池受け部および２つの電池台部の斜視図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る輸送手段上の電池を交換する方法における動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下の説明において、さまざまな実施形態の完全な理解をもたらすために数多くの特定の詳細を記載する。ただし、特定の詳細なしにさまざまな実施形態を実施可能であることは当業者により理解されるだろう。その他の場合、特定の実施形態をあいまいなものとしないように、よく知られている方法、手順、構成部品および要素を詳細には例示も説明もしていない。

【0008】

無人機（ＵＡＶ）環境を参照しつつ、輸送手段装着プラットフォームの一実施形態を説明する。無人機（ＵＡＶ）は、航空機に人間の操縦者が不在の状態で飛行可能な航空機である。無人機は、遠隔地から制御されてもよい。この遠隔地において、人間の操作者またはコンピュータにより実行されるプログラムは、無人機に対するコマンドを生成する。無人機はまた、無人機上のコンピュータまたはその他の制御装置上で走るプログラムを用いて制御されてもよい。

【0009】

無人機は、ある数の種々の目的のために用いられる。軍事および安全保障用途では、無人機は、例えば限定はされないが、偵察任務、攻撃任務および／またはその他適切な種類の任務を含む可能性のある任務を遂行するために用いられてもよい。無人機はまた、ある数の民間用途においても用いることができる。例えば限定はされないが、無人機は、測量、消火および／またはその他適切な種類の任務の遂行に用いられてもよい。

【0010】

無人機は、ある数の種々の大きさおよび形状であってもよい。無人機は、例えば、固定翼航空機、ヘリコプターおよび／または羽ばたき機の形態を取ってもよい。例えば限定はされないが、無人機は、飛行機、ヘリコプターまたは飛行可能なその他何らかの適切な種類の装置の形態を取ってもよい。無人機の大きさは、多種多様であってもよい。例えば、無人機は、無人機の種類によって、約数インチから約２００フィートまでの翼幅を有していてもよい。

【0011】

より小型の無人機は、超小型飛行機と呼ばれる。これらの種類の航空輸送手段は、人間によって運搬されるよう構成されていてもよく、かつ、空中に超小型飛行機を投げることにより飛ばしてもよい。これらの種類の航空輸送手段が小型であることにより、これらの航空輸送手段が飛行を開始するために十分な速度を与えるこの種の飛ばし方が可能となる。これらの種類の輸送手段用のセンサー、モーター、電力供給装置および制御装置の小型化に起因して、無人機がいくぶん小型化してきている。

【0012】

輸送手段の小型化およびコスト低減により、これらの輸送手段を多数運転することが可能となる。例えば、超小型飛行機（ＭＡＶ）は、より大型の無人機を１機または２機運転することと比較して、およそ分隊または小隊の大きさである数で運転可能である。この種の運転により、ある特定の領域に対して行うことのできる監視が強化される。この種の無人機はまた、高台、建物または別の地点に着陸してもよい。このようにして、超小型飛行機は、飛行を続ける必要なしにある特定の地点を監視可能である。超小型飛行機は、目的の領域が変われば、位置付けし直してもよい。

【0013】

例えば、超小型飛行機は、都市または町の建物に着陸してもよい。超小型飛行機は、都市におけるある特定の道路または建物を監視してもよい。ただし、超小型飛行機は、より大型の無人機と比較して、その小型であることにより制限がある。例えば、より大型の無人機と比較して、超小型飛行機では、処理能力およびデータ伝送距離がより限定されている可能性がある。さらに、より大型の無人機と比較して、これら超小型飛行機の航続距離は短い可能性がある。

【0014】

ここに説明するさまざまな実施形態は、無人機を含む自律輸送手段用の輸送手段ベースステーションを提供する。いくつかの実施形態において、ベースステーションは、ペイロードを運搬している少なくとも１つの輸送手段を支持する少なくとも１つのプラットフォームを規定するハウジングと、プラットフォーム上の所望の地点にペイロードを位置合わせする輸送手段ドッキングアセンブリと、輸送手段からペイロードを取り外し、ペイロードを新たなペイロードに交換するペイロード交換アセンブリとを含む。以下の図を参照しつつ、輸送手段ベースステーションおよび無人機の実施形態のさまざまな側面を説明する。

【0015】

図１を参照して、ある実施形態に係る無人機環境の図を描写する。無人機環境１００は、無人機ベースステーション１０２、無人機ベースステーション１０４および無人機ベースステーション１０６を含む。

【0016】

図１で描写している実施例において、無人機ベースステーション１０２は、町１１２内の建物１１０の屋上１０８に位置している。無人機ベースステーション１０４は、輸送手段１１４に関連付けられている。第１構成要素は、第２構成要素に固定され、第２構成要素に接着され、第２構成要素に締め付けられ、かつ／または、その他何らかの適切な手法で第２構成要素と接続されることにより、第２構成要素に関連付けられていると考えられてもよい。第１構成要素はまた、第３構成要素により第２構成要素と接続されていてもよい。第１構成要素は、第２構成要素の一部および／または第２構成要素の延長として形成されることにより、第２構成要素に関連付けられていると考えられてもよい。

【0017】

無人機ベースステーション１０６は、電力線１１６上に位置している。無人機ベースステーション１０２、１０４および１０６は、ある数の種々の方法で配備されていてもよい。無人機ベースステーション１０２は、ヘリコプターにより屋上１０８に落下させてもよい。屋上１０８における無人機ベースステーション１０２の地点により、結果として、無人機ベースステーション１０２が見えにくくなる可能性がある。さらに、この地点により、無人機ベースステーション１０２と通信アレイとの間でより良好な見通し線がもたらされることがある。このようにして、無人機ベースステーション１０２が無人機と通信可能な範囲を拡大してもよい。

【0018】

無人機ベースステーション１０４は、輸送手段１１４に関連付けられている。輸送手段１１４に関連付けられることにより、無人機ベースステーション１０４は、周期的にまたは常に移動させられていてもよい。この種の配備により、無人機ベースステーション１０４の発見可能性が低減する可能性がある。さらに、無人機ベースステーション１０４に可動性を与えることにより、任務を遂行するための柔軟性がより高くなってもよい。これに加えて、無人機ベースステーション１０４は、輸送手段１１４から取り外され、地上にまたはその他何らかの適切な地点に設置されてもよい。

【0019】

無人機ベースステーション１０６は、ヘリコプターにより、パラシュート上から、または、その他何らかの適切な機構により落下させられることにより、電力線１１６上に配備されてもよい。無人機ベースステーション１０６は、電力線１１６上ではより見えにくい可能性がある。描写されているように、無人機１１８、１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６および１３８といった無人機は、無人機ベースステーション１０２、１０４および１０６から操縦されてもよい。

【0020】

これらの説明例において、無人機ベースステーション１０２、１０４および１０６は、基地を提供し、該基地から、種々の無人機が、データを送信し、命令を受信し、再充電し、保管され、かつ／または、その他の動作を行う。

【0021】

また、無人機は、ベースステーションからベースステーションへ移動してもよい。言い換えると、無人機ベースステーション１０２、１０４および１０６は、無人機の航続距離を延長するためのネットワークを提供してもよい。複数の無人機ベースステーションを有することで、１つの無人機ベースステーションが誤動作したり、必要な機能を示さない場合のバックアップを提供することもできる。

【0022】

描写されている本実施例で理解できるように、無人機ベースステーション１０２、１０４および１０６は、これらのベースステーションの探知を低減可能な地点に設置してもよい。これらの地点は、特定の本実施例において説明するもの以外のその他の地点を含んでいてもよい。例えば、無人機ベースステーション１０２、１０４および１０６は、木々の中、茂みの中および／またはその他適切な地点に設置されてもよい。

【0023】

無人機は、無人機環境１００においてある数の種々の任務を遂行するために用いられてもよい。本説明例において、無人機は、望ましくない活動がないか監視してもよい。例えば、望ましくない活動は、車道１４０に簡易爆発物を設置することであってもよい。別の実施例において、無人機は、輸送手段または人間の移動を監視してもよい。さらに他の実施例では、無人機は、構造物の建築を監視するために用いられてもよい。

【0024】

ここで図２を参照して、有利な実施形態に係る無人機ベースステーションのブロック図を描写する。無人機ベースステーション２００は、図１における無人機ベースステーション１０２、１０４および１０６の実施に用いられてもよい無人機ベースステーションの一例である。

【0025】

本説明例において、無人機ベースステーション２００は、プラットフォーム２０２、電池システム２０４、発電システム２０６、ある数の充電ステーション２０８、制御装置２１０、センサーシステム２１２および／またはその他適切な構成要素を含む。

【0026】

プラットフォーム２０２は、１機以上の無人機２１４を保持するよう構成されている。言い換えると、ある数の無人機２１４は、プラットフォーム２０２内に設置され、かつ／または、プラットフォーム２０２内もしくはプラットフォーム２０２上に保管されていてもよい。例えば、プラットフォーム２０２は、ある数の無人機２１４が着陸可能なベイ２１６を有していてもよい。ベイ２１６は、プラットフォーム２０２の上側に開口を有する壁に囲まれたプラットフォーム２０２のある領域であってもよい。その他の有利な実施形態において、ベイ２１６は、プラットフォーム２０２の側に開口を有する壁および屋根を有していてもよい。無人機は、無人機がプラットフォーム２０２内へ進入するか、または、プラットフォーム２０２上に着陸すると、収容されると考えられる。

【0027】

また、プラットフォーム２０２は、ある数の無人機２１４がプラットフォーム２０２内に収容されているときに、ある数の無人機２１４を環境２２４から保護するよう構成されていてもよい。

【0028】

プラットフォーム２０２はまた、開位置２２０と閉位置２２２との間で移動するよう構成されている可動カバーシステム２１８を有していてもよい。可動カバーシステム２１８は、ベイ２１６を覆っていてもよい。可動カバーシステム２１８が開位置２２０にあるとき、ある数の無人機２１４は、プラットフォーム２０２から離陸し、かつ／または、プラットフォーム２０２内もしくはプラットフォーム２０２上に着陸してもよい。

【0029】

可動カバーシステム２１８が閉位置２２２にあるとき、プラットフォーム２０２のベイ２１６内に位置しているある数の無人機２１４は、環境２２４から保護されていてもよい。さらに、閉位置２２２はまた、無人機ベースステーション２００においてある数の無人機２１４を輸送するための構成をも提供する。

【0030】

電池システム２０４および発電システム２０６は、無人機ベースステーション２００およびある数の無人機２１４のための電気エネルギー２２６を供給する。電池システム２０４は、任意選択可能であり、かつ、発電システム２０６により生成された電気エネルギー２２６を保存する。発電システム２０６は、無人機ベースステーション２００が位置している環境２２４から電気エネルギー２２６を生成する。

【0031】

ある数の充電ステーション２０８は、電池システム２０４と接続されている。充電ステーション２０８は、電気エネルギー２２６を用いてある数の無人機２１４用の電池を充電するよう構成されている。さらに、充電ステーション２０８は、無人機ベースステーション２００において制御装置２１０およびセンサーシステム２１２に電気エネルギー２２６を供給する。

【0032】

いくつかの実施形態において、無人機２１４は、液体燃料無人機の形態を取ってもよい。これらの説明例において、充電ステーション２０８は、これらの液体燃料無人機に燃料補給するよう構成されている。例えば、無人機ベースステーション２００は、液体燃料補給システム２４４を有していてもよい。液体燃料補給システム２４４は、液体燃料を収容している液体燃料タンク２４６を有する。液体燃料は、例えば、ガソリンまたはディーゼル燃料であってもよい。液体燃料補給システム２４４内のポンプ２４８は、液体燃料タンク２４６内の液体燃料をある数の充電ステーション２０８へ移送する。充電ステーション２０８は、液体燃料無人機へ液体燃料を供給するよう構成されていてもよい。

【0033】

これらの実施形態において、制御装置２１０は、液体燃料補給システム２４４からの液体燃料のポンプによる揚水を制御するよう構成されていてもよい。いくつかの実施形態において、液体燃料補給システム２４４は、注射器注入システムを用いてある数の充電ステーション２０８における１機以上の無人機２１４へ液体燃料を送達してもよい。

【0034】

これらの実施形態において、制御装置２１０は、ある数の無人機２１４からセンサーデータ２３６を受信するよう構成されていてもよい。また、制御装置２１０は、センサーデータ２３６から情報２３８を生成するよう構成されていてもよい。次いで、情報２３８は、遠隔地２４０へ送信されてもよい。遠隔地２４０は、無人機ベースステーション２００から遠く離れた地点である。遠隔地は、任務計画システムまたは人間の操作者を含んでいてもよい。制御装置２１０はまた、任務２４２を有するある数の無人機２１４の各々をプログラミングするよう構成されていてもよい。任務２４２は、ある数の無人機２１４の各々に対して同じであっても異なっていてもよい。

【0035】

センサーシステム２１２は、環境２２４からセンサーデータ２４８を生成する。センサーデータ２４８は、遠隔地２４０へ送信されてもよく、または、ある数の無人機２１４へコマンド２５０を送信するために用いられてもよい。

【0036】

図２における無人機ベースステーション２００の説明は、種々の有利な実施形態を実施可能な手法に対して物理的または構造上の限定を暗示することを意図しているのではない。説明したものに加えて、かつ／または、これに代えてその他の構成要素を用いてもよい。いくつかの有利な実施形態では、いくつかの構成要素が不要であることもある。また、いくつかの機能的構成要素を示すために、ブロックが提示されている。種々の実施形態において実施される際は、これらのブロックのうちの１つ以上を組み合わせ、かつ／または、種々のブロックに分割してもよい。

【0037】

例えば、いくつかの実施形態において、種々の形態のエネルギーを貯蔵装置に保存して、ある数の無人機２１４のための電気エネルギーに変換してもよい。これらの貯蔵装置は、電池システム２０４以外の装置とすることができる。これらの装置は、例えば限定はされないが、コンデンサ、フライホイール、圧縮空気装置および／またはその他適切なエネルギー貯蔵装置を含んでいてもよい。これらの装置のうちの１つ以上が充電ステーション２０８と接続されていてもよい。いくつかの実施形態において、ベースステーションは、輸送手段上の電池パック（またはその他のペイロード）を交換するシステムを含んでいてもよい。さらに、ベースステーションは、１つ以上の電池を再充電するアセンブリを含んでいてもよい。そのようなベースステーションの実施形態は、図８Ａおよび図８Ｂを参照しつつ下で説明する。

【0038】

図３に注目して、ある実施形態に係るデータ処理システムのブロック図を描写する。データ処理システム３００は、図２における制御装置２１０に対する実施構成の一例である。本説明例において、データ処理システム３００は、通信機構３０２を含み、該通信機構３０２は、プロセッサユニット３０４、メモリ３０６、固定記憶域３０８、通信ユニット３１０および入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット３１２の間の通信を提供する。

【0039】

プロセッサユニット３０４は、メモリ３０６内に読み込まれてもよいソフトウェア用の命令を実行する役割を果たす。プロセッサユニット３０４は、特定の実施構成によって、１つ以上のプロセッサの組であっても、マルチプロセッサコアであってもよい。さらに、プロセッサユニット３０４は、単一のチップ上に主プロセッサが副プロセッサとともに存在する１つ以上の異種プロセッサシステムを用いて実施可能である。別の説明例として、プロセッサユニット３０４は、同種の複数のプロセッサを含む対称型マルチプロセッサシステムであってもよい。

【0040】

メモリ３０６および固定記憶域３０８は、記憶装置３１６の一例である。記憶装置は、例えば限定はされないが、データ、機能的形態のプログラムコード、および／または、一時的かつ／または永久的いずれかのその他適切な情報といった情報を保存することができるあらゆるハードウェアである。これらの実施例において、メモリ３０６は、例えば、ランダムアクセスメモリまたはその他あらゆる適切な揮発性もしくは不揮発性記憶装置であってもよい。

【0041】

固定記憶域３０８は、特定の実施構成によって、さまざまな形態を取ってもよい。例えば、固定記憶域３０８は、１つ以上の構成要素または装置を含んでもよい。例えば、固定記憶域３０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書き換え可能な光学ディスク、書き換え可能な磁気テープ、または、上記の何らかの組み合わせであってもよい。固定記憶域３０８により用いられる媒体は、着脱可能であってもよい。例えば、固定記憶域３０８用に着脱可能なハードドライブを用いてもよい。

【0042】

これらの実施例において、通信ユニット３１０は、その他のデータ処理システムまたは装置との通信を提供する。これらの実施例において、通信ユニット３１０は、ネットワークインタフェースカードである。通信ユニット３１０は、物理的通信回線と無線通信回線とのいずれかまたは両方の使用により通信を提供してもよい。

【0043】

通信ユニット３１０は、無線通信回線を提供するよう構成されている。これらの無線通信回線は、例えば限定はされないが、衛星通信回線、マイクロ波周波数通信回線、ラジオ周波数通信回線および／またはその他適切な種類の無線通信回線を含んでいてもよい。

【0044】

入出力ユニット３１２は、データ処理システム３００と接続可能なその他の装置に対してデータを入力および出力可能とする。例えば、入出力ユニット３１２は、キーボード、マウス、および／または、その他何らかの適切な入力装置を介するユーザ入力に対する接続を提供してもよい。さらに、入出力ユニット３１２は、プリンタへの出力を送信してもよい。表示部３１４は、ユーザに対する情報を表示する機構を提供する。

【0045】

オペレーティングシステム、アプリケーションおよび／またはプログラムに対する命令は、記憶装置３１６内に位置していてもよく、該記憶装置３１６は、通信機構３０２を介してプロセッサユニット３０４と通信状態にある。これらの説明例において、命令は、固定記憶域３０８上で機能的形態にある。これらの命令は、メモリ３０６内に読み込まれて、プロセッサユニット３０４により実行されてもよい。種々の実施形態のプロセスは、メモリ３０６のようなメモリ内に位置していてもよいコンピュータにより実行される命令を用いてプロセッサユニット３０４により行われてもよい。

【0046】

これらの命令は、プロセッサユニット３０４内のプロセッサにより読取りおよび実行可能なプログラムコード、コンピュータ使用可能なプログラムコードまたはコンピュータ読取り可能なプログラムコードと呼ばれる。種々の実施形態において、プログラムコードは、メモリ３０６または固定記憶域３０８といった種々の物理的またはコンピュータ読み取り可能な記憶媒体上で実現されてもよい。

【0047】

プログラムコード３１８は、選択的に着脱可能で、かつ、プロセッサユニット３０４による実行のためにデータ処理システム３００上に読み込まれたり、これに転送されてもよいコンピュータ読み取り可能な媒体３２０上で機能的な形態で位置している。プログラムコード３１８およびコンピュータ読み取り可能な媒体３２０は、コンピュータプログラム製品３２２を形成する。一実施例において、コンピュータ読み取り可能な媒体３２０は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体３２４またはコンピュータ読み取り可能な信号媒体３２６であってもよい。

【0048】

コンピュータ読み取り可能な記憶媒体３２４は、例えば、固定記憶域３０８の一部であるドライブまたはその他の装置内へ挿入または設置されて、固定記憶域３０８の一部であるハードドライブのような記憶装置上へ転送される光学または磁気ディスクを含んでもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体３２４はまた、データ処理システム３００と接続されているハードドライブ、サムドライブまたはフラッシュメモリといった固定記憶域の形態を取ってもよい。いくつかの場合において、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体３２４は、データ処理システム３００から取り外しできないこともある。

【0049】

あるいは、プログラムコード３１８は、コンピュータ読み取り可能な信号媒体３２６を用いてデータ処理システム３００へ転送されてもよい。コンピュータ読み取り可能な信号媒体３２６は、例えば、プログラムコード３１８を含む伝搬されたデータ信号であってもよい。例えば、コンピュータ読み取り可能な信号媒体３２６は、電磁気信号、光信号および／またはその他あらゆる適切な種類の信号であってもよい。これらの信号は、無線通信回線、光ファイバーケーブル、同軸ケーブル、電線および／またはその他あらゆる適切な種類の通信回線といった通信回線により伝送されてもよい。言い換えると、通信回線および／または接続は、本説明例において、物理的なものであっても、無線であってもよい。

【0050】

いくつかの実施形態において、プログラムコード３１８は、別の装置またはデータ処理システムからコンピュータ読み取り可能な信号媒体３２６を介して固定記憶域３０８へのネットワークによりダウンロードされて、データ処理システム３００内で用いられてもよい。例えば、サーバデータ処理システムにおけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に保存されたプログラムコードは、サーバからデータ処理システム３００へネットワークによりダウンロードされてもよい。プログラムコード３１８を提供するデータ処理システムは、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータまたはプログラムコード３１８を保存および伝送可能なその他何らかの装置であってもよい。

【0051】

データ処理システム３００に対して例示された種々の構成要素は、種々の実施形態を実施可能な手法に対するアーキテクチャの限定を提供することを意図しているのではない。種々の説明的な実施形態は、データ処理システム３００に対して説明した構成要素に加えた、または、これに代えた構成要素を含むデータ処理システムにおいて実施されてもよい。図３に示したその他の構成要素は、示されている説明例から変形させることができる。種々の実施形態は、プログラムコードを実行可能ないかなるハードウェア装置またはシステムを用いて実施されてもよい。一例として、データ処理システム３００は、無機構成要素と一体化した有機構成要素を含んでもよく、かつ／または、人間以外の有機構成要素から全体が構成されていてもよい。例えば、記憶装置は、有機半導体から構成されていてもよい。

【0052】

別の実施例として、データ処理システム３００における記憶装置は、データを保存可能なあらゆるハードウェア装置である。メモリ３０６、固定記憶域３０８およびコンピュータ読み取り可能な媒体３２０は、有形の記憶装置の例である。

【0053】

別の実施例において、バスシステムは、通信機構３０２の実施に用いられてもよく、かつ、システムバスまたは入出力バスといった１つ以上のバスから構成されていてもよい。もちろん、バスシステムは、バスシステムに取り付けられている種々の構成要素または装置間のデータの転送を可能とするあらゆる適切な種類のアーキテクチャを用いて実施されてもよい。また、通信ユニットは、モデムまたはネットワークアダプタのようなデータの送受信に用いられる１つ以上の装置を含んでもよい。さらに、メモリは、例えば、メモリ３０６、または、通信機構３０２内に存在してもよいインタフェースおよびメモリコントローラハブにおいて見られるようなキャッシュであってもよい。

【0054】

図４を参照して、有利な実施形態に係る発電システムのブロック図を描写する。発電システム４００は、図２における発電システム２０６に対する一実施構成の例である。これらの説明例において、発電システム４００は、電気エネルギー４０１を生成する。

【0055】

発電システム４００は、エネルギーハーベスティングシステム４０２を含んでいてもよい。エネルギーハーベスティングシステム４０２は、太陽光発電ユニット４０４、誘導発電ユニット４０６、風力発電ユニット４０８および／またはその他適切な種類のエネルギーハーベスティングユニットのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。発電システム４００はまた、放射性同位元素熱電発電ユニット４１０、電力変換装置４１２および／またはその他適切な種類の発電装置、例えば、燃料電池、蓄電池、発電機または電気コンセントを含んでいてもよい。

【0056】

ここで用いられているように、「のうちの少なくとも１つ」という句は、項目の一覧とともに用いられる場合、列挙されている項目のうちの１つ以上の種々の組み合わせを用いてもよく、かつ、一覧の各項目のうちの１つしか必要でない可能性があるということを意味する。例えば、「項目Ａ、項目Ｂおよび項目Ｃのうちの少なくとも１つ」は、例えば限定はされないが、項目Ａまたは項目Ａおよび項目Ｂを含んでもよい。この例はまた、項目Ａ、項目Ｂおよび項目Ｃ、または、項目Ｂおよび項目Ｃを含んでもよい。その他の例では、「のうちの少なくとも１つ」は、例えば限定はされないが、項目Ａのうちの２つ、項目Ｂのうちの１つおよび項目Ｃのうちの１０個、項目Ｂのうちの４つおよび項目Ｃのうちの７個、ならびに、その他適切な組み合わせとしてもよい。

【0057】

太陽光発電ユニット４０４は、環境における太陽光またはその他の光に対する露出から電気エネルギー４０１を生成する。太陽光発電ユニット４０４は、太陽エネルギーセル４１６を含んでいてもよい。種々の説明例において、太陽エネルギーセル４１６は、光起電力セルの形態を取ってもよい。太陽エネルギーセル４１６は、例えば限定はされないが、図２における可動カバーシステム２１８上に位置していてもよい。

【0058】

誘導発電ユニット４０６は、電力線におけるような交流電源が存在するとき、誘導的に発電する。この電力は、電気エネルギー４０１の供給に用いられてもよい。風力発電ユニット４０８は、環境内に存在していてもよい風から電気エネルギー４０１を生成するある数の風力タービンを含んでいてもよい。

【0059】

放射性同位元素熱電発電ユニット４１０は、崩壊する放射性物質から電気エネルギー４０１を生成する。放射性物質の崩壊は、放射性同位元素熱電発電ユニット４１０により電気エネルギー４０１の生成に用いられる熱を発生する。これらの実施例において、この放射性物質は、無人機ベースステーションにより運搬されている。

【0060】

電力変換装置４１２は、電力をある形態から別の形態へ変換する。例えば、電力変換装置４１２は、交流（ＡＣ）エネルギーを直流（ＤＣ）エネルギーに変換してもよい。電力変換装置４１２はまた、別の実施例として、交流エネルギーの周波数を変えてもよい。さらに別の実施例において、電力変換装置４１２は、電流の流れを変えてもよい。電力変換装置４１２は、電気コンセントのような電源が存在するときに用いられる。これらの説明例において、電力変換装置４１２は、エネルギーを無人機により用いられるための電気エネルギー４０１に変換する。

【0061】

ここで図５を参照して、有利な実施形態に係るセンサーシステムのブロック図を描写する。センサーシステム５００は、図２におけるセンサーシステム２１２に対する一実施構成の例である。これらの説明例において、センサーシステム５００は、センサーデータ５０１を生成する。本実施例において、センサーシステム５００は、カメラシステム５０２と、全地球測位システムユニット５０４と、気象センサー５０６と、動き検出器５０８とを含む。

【0062】

カメラシステム５０２は、ある数のカメラ５１０を含んでいてもよい。カメラ５１０は、可視光カメラ５１２、赤外線カメラ５１４およびその他適切な種類のカメラのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。いくつかの有利な実施形態では、可視光カメラ５１２と赤外線カメラ５１４とがマルチスペクトルカメラの一部として組み合わせられる。

【0063】

カメラシステム５０２は、画像データ５１８の形態でセンサーデータ５０１を生成する。全地球測位システムユニット５０４は、センサーデータ５０１における位置情報５２０を生成する。位置情報５２０は、例えば、緯度、経度および高度を含んでいてもよい。また、全地球測位システムユニット５０４により、時刻情報５２２も生成されてもよい。

【0064】

気象センサー５０６は、気象条件の識別に用いてもよいセンサーデータ５０１における気象データ５２４を生成する。例えば、気象センサー５０６は、風速、圧力、風向き、湿度、気温についての情報および／またはその他適切な情報を生成してもよい。

【0065】

動き検出器５０８は、センサーデータ５０１における動きデータ５２６を生成する。動き検出器５０８により監視される領域において動きが検出されると、動き検出器５０８が動きデータ５２６を生成する。

【0066】

ここで図６に注目して、有利な実施形態に係る充電ステーションのブロック図を描写する。充電ステーション６００は、図２におけるある数の充電ステーション２０８内のある充電ステーションに対する実施構成の一例である。

【0067】

充電ステーション６００は、インダクティブ充電システム６０２とコンダクティブ充電システム６０４とのうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。インダクティブ充電システム６０２は、磁界６０６を生成する。磁界６０６は、充電されている装置内に位置するコイルに別の磁界を生じさせてもよい。このようにして、インダクティブ充電システム６０２と装置との間の接触なしに充電されている装置内で電流を流してもよい。

【0068】

コンダクティブ充電システム６０４は、接点６０８を含む。接点６０８は、充電されている装置上の接点と物理的に接触して設置されていてもよい。この接触により、コンダクティブ充電システム６０４から充電ステーション６００により充電されている装置へと電流６１０が流れる。このようにして、装置は、充電および／または再充電されて、追加の動作または任務を行ってもよい。

【0069】

ここで図７に注目して、有利な実施形態に係る無人機のブロック図を描写する。無人機７００は、図２におけるある数の無人機２１４の一実施構成の例である。いくつかの実施形態において、該無人機は、有人機または航空輸送手段以外の輸送手段、例えば、車、トラック、戦車などの地上輸送手段を含んでいてもよい。

【0070】

本説明例において、無人機７００は、ある数の形態を取っていてもよい。例えば、無人機７００は、例えば限定はされないが、飛行機７０２、ヘリコプター７０４、羽ばたき機７０６またはその他何らかの適切な種類の航空機であってもよい。

【0071】

説明しているように、無人機７００は、ボディー７０８、推進システム７１０、電池７１２、充電システム７１４、プロセッサユニット７１６、記憶装置７１８、無線通信装置７２０およびある数のセンサー７２２を含む。ボディー７０８は、無人機７００の種々の構成部品を互いに関連付けることができる構造を提供する。例えば限定はされないが、ボディー７０８は、胴体であってもよい。さらに、ボディー７０８は、翼またはその他の種類の表面といった空気力学的表面を含んでいてもよい。

【0072】

推進システム７１０は、空中で無人機７００を移動させるよう構成されている。推進システム７１０は、例えば限定はされないが、プロペラまたはその他の種類の羽根を回転させるよう構成されている電気モーターであってもよい。その他の有利な実施形態において、推進システム７１０は、無人機７００が羽ばたき機７０６の形態を取っているとき、ボディー７０８上の翼を動かすよう構成されていてもよい。電池７１２は、無人機７００用の電気エネルギーを供給する。

【0073】

充電システム７１４は、電池７１２と接続されており、かつ、電池７１２を充電ステーションにおいて再充電可能とする。充電システム７１４は、インダクティブ充電システムのためのインダクティブコイル、または、コンダクティブ充電システムのためのコンダクティブ接点を含んでいてもよい。いくつかの有利な実施形態において、充電システム７１４はまた、データの転送に用いられてもよい。一説明例として、充電システム７１４は、搬送周波数として変調された電荷をもたらしてもよい。この変調電荷は、電力の供給に加えてデータの転送を可能とする。

【0074】

別の説明例として、充電システム７１４におけるコンダクティブ接点を用いて、データを転送してもよい。その他の有利な実施形態において、マイクロ波またはレーザを用いる充電システム７１４により無線で電力を供給してもよい。

【0075】

プロセッサユニット７１６は、これらの説明例において、任務のためのある数のプログラムを走らせる。記憶装置７１８は、センサー７２２により生成されるセンサーデータ７２４を保存してもよい。また、記憶装置７１８は、プロセッサユニット７１６により実行または走らされる任務７２６を保存してもよい。任務７２６は、例えば限定はされないが、プログラム、目的物の識別および／またはその他適切な種類の情報であってもよい。

【0076】

無線通信装置７２０は、無人機７００と図２における無人機ベースステーション２００または遠隔地２４０のような遠隔地との間の通信を提供するよう構成されている。これらの説明例において、ある数のセンサー７２２は、例えば、可視光カメラ７２８、赤外線光カメラ７３０、動き検出器７３２、および／または、プロセッサユニット７１６による処理のためのセンサーデータ７２４の生成に用いられるその他適切な種類のセンサーのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。

【0077】

図２〜図６における無人機ベースステーション２００およびその構成要素ならびに図７における無人機７００の説明は、種々の有利な実施形態を実施可能な手法に対する物理的または構造上の限定を暗示することを意図しているのではない。説明したものに加えて、かつ／または、これに代えてその他の構成要素を用いてもよい。いくつかの有利な実施形態では、いくつかの構成要素が不要であることもある。また、いくつかの機能的構成要素を示すために、ブロックが提示されている。種々の有利な実施形態において実施される際は、これらのブロックのうちの１つ以上を組み合わせ、かつ／または、種々のブロックに分割してもよい。

【0078】

例えば、いくつかの実施形態において、無人機ベースステーション２００は、可動カバーシステム２１８を含んでいなくてもよい。その代わりに、ベイ２１６は、可動部品なしで環境２２４からの保護を提供するよう構成されていてもよい。例えば、ベイ２１６は、ある数の無人機２１４を環境２２４から保護するよう構成された開口を有するプラットフォーム２０２内の空洞であってもよい。また、いくつかの実施形態において、無人機７００は、無線通信装置７２０を有していなくてもよい。その代わりに、有線接点を用いて、無人機７００がプラットフォーム２０２上に着陸するときに、無人機７００から無人機ベースステーション２００へとデータを転送してもよい。

【0079】

いくつかの実施形態において、輸送手段ベースステーション８００は、輸送手段から電源、例えば、電池を自動的に取り外し、かつ／または、交換するためのアセンブリを含むよう適合されていてもよい。ここに説明する実施形態において、（１つまたは複数の）電源は、輸送手段上の電池受け部に選択可能に取り付けることができるモジュール式の台部９００を含んでいてもよい。さらに、輸送手段ベースステーション８００は、輸送手段から取り外された電池を再充電するよう適合されていてもよい。

【0080】

自動化電池保守のための輸送手段ベースステーション８００の一実施形態は、図８Ａ〜図８Ｃにおいて理解可能である。改良クワッドローターのような輸送手段は、傾斜着陸板８１２を含むプラットフォーム８１０上に設置されてもよく、かつ、１本以上の係止アーム８１４によりしっかりと下方に係止される。いくつかの実施形態において、プラットフォーム８１０の傾斜着陸板８１２は、重力により輸送手段がプラットフォーム上の所定の地点に位置付けられるように起伏がつけられている。輸送手段ベースステーション８００は、第１電池ベイ８２０および第２電池ベイ８４０を有する。いくつかの実施形態において、電池ベイ８２０、８４０が存在し、これらの各々は、単一の電池を運搬および再充電できる４つの電池レセプタクルを有する回転ドラムを含む。輸送手段ベースステーション８００は、人間の操作者の介入を必要とせずに電池を自動的に取替えて充電できる能力を提供する。

【0081】

図８Ａ〜図８Ｃおよび図９Ａ〜図９Ｃは、展開された電池保守システムの３つのハードウェア構成要素、すなわち、電池台部（図９Ａ）、電池受け部（図９Ｂ）および二重ドラム取替えステーション（図８Ａ〜図８Ｃ）の模式図である。以下のセクションにおいて、これらの構成要素の各々をさらに詳細に取り上げる。

【0082】

電池の迅速な取替えを可能とするために、電池台部９００は、図９Ａに示すように設計されてきた。台部９００は、電池を収容可能な矩形角柱形フレーム９２０である。電力接点は、Ｔ字形レール９１２の両側の湾曲した銅製帯状片９１０を通じて設けられる。ギアラック９１４は、台部の底面に内臓されており、これにより、プラットフォーム８００に見受けられるピニオンギアと噛合したときに直線運動が可能となる。

【0083】

図９Ｂは、実施形態にかかる電池受け部の模式図である。図９Ｂを参照して、いくつかの実施形態において、電池受け部９４０は、輸送手段に据え付けられていてもよい基部９４４を有するフレーム９４２を含む。フレームは、図９Ｃにおいて説明するように、電池台部を電池受け部に固定するために電池台部上のＴ字形レール９１２とかみ合う経路９４６を規定している。

【0084】

いくつかの実施形態において、電池取替え／充電プロセスは、搭載されているマイクロコントローラとコンピュータとの組み合わせを介して制御されてもよい。ステーション８００は、ベイ内のベイピニオンモーターを制御するために各ドラムに対して１つ、両ドラムの充電プロセスを監視および制御するために充電ユニットに対して２つ、ならびに、内部および外部通信を管理し、かつ、中央モーター、係止アーム８１４および両ドラム回転を制御する１つの中央ユニットの合計５つのマイクロコントローラを含む。

【0085】

中央の着陸プラットフォーム８１０は、２つの電池ベイ８２０と８４０との間に置かれており、該電池ベイの各々は、回転ドラムとして実施されている。ドラムは、適切に同心上に位置合わせするために共通の金属軸の回りを回転する。２つのステッピングモーターは、着陸プラットフォーム８１０および電池受け部とのドラムの精密制御位置合わせのために用いられる。二重ドラム構造により、放電電池の除去と充電済み電池の装着とを同時に行うことが可能となる。

【0086】

各電池ベイ８２０、８４０は、プリント配線基板（ＰＣＢ）およびマイクロコントローラを含む。レセプタクルの内外への電池台部の直線運動は、ギアラック９１４にはめ込まれたピニオンモーターにより実現される。ベイの内側への台部の適切な設置のフィードバックは、各ベイに据え付けられたスイッチによりもたらされる。これらのスイッチから得られたフィードバックは、電池が正しく位置付けられたときに、ピニオンモーターを止めるために用いてもよい。これに加えて、電池を連続して充電し、かつ、電池電圧レベルを測定するために、電気的接続が設けられる。

【0087】

中央部分は、図８Ｃに示すように、傾斜着陸板８１２を収容している。電池受け部９４０の４本の脚部は、クワッドローターをその適切なｘ、ｙおよびｚ位置に支持する４つのドッキング点と一致する。これに加えて、サーボモーターにより駆動される銅製の上面を有する２本の独立した係止アーム８１４、８１６が、着陸したクワッドローターを把持し、その適切な位置合わせが確実に行われるようにし、クワッドローターをステーションにしっかりと係止し、電池交換の際にクワッドローターに陸電を供給する。着陸板の２つの端部上の２つの赤外線エミッタ／検出器センサーは、クワッドローターの下に電池台部が適切に位置合わせされると起動される。このフィードバックはまた、電池の取替え中に生じる可能性のあるピニオンモーター故障の検出にも用いられる。

【0088】

輸送手段ベースステーションの例のさまざまな構造的構成要素を説明してきたが、そのようなベースステーションを用いる方法をここで説明する。いくつかの実施形態において、ここに説明する輸送手段ベースステーションは、輸送手段上の電池を交換する方法を実施するために用いられてもよく、これを図１０を参照しつつ説明する。

【0089】

使用において、ハウジングのプラットフォーム上に輸送手段を位置付ける（動作１０１０）。ＵＡＶまたはＭＡＶのような飛行輸送手段の場合、該飛行輸送手段は、プラットフォーム上に直接着陸させてもよい。あるいは、該飛行輸送手段は、別の場所に着陸させて、プラットフォーム上に手作業で位置付けられてもよい。地上輸送手段の場合、該輸送手段は、プラットフォーム上へ直接運転されても、プラットフォーム付近で運転され、次いで、プラットフォーム上に手作業で位置付けられてもよい。

【0090】

輸送手段がプラットフォーム上に位置付けられると、位置合わせアセンブリを起動して、プラットフォーム上で輸送手段を位置合わせしてもよい。図８Ａ〜図８Ｃにおいて描写されている実施形態において、１つ以上の係止アーム８１４を起動して、プラットフォーム上で輸送手段を位置付け、かつ、固定してもよい。いくつかの実施形態において、係止アーム８１４は、輸送手段がプラットフォーム上にドッキングされたとき、輸送手段に電力を供給するために電源と結合されており、その結果、電池入れ替えプロセス中に輸送手段が連続的に電力供給される（動作１０１５）。

【0091】

動作１０２０において、第１電池ドッキングステーションを輸送手段と結合されている電池受け部と位置合わせし、動作１０２５において、第２電池ドッキングステーションを電池受け部と位置合わせする。図８Ａ〜図８Ｃにおいて描写した実施形態において、充電済み電池が受け部と位置合わせされるように、第１電池ベイを前方へ移動させてもよく、かつ、空のドッキングステーションが受け部と位置合わせされるように、第２電池ベイを前方へ移動させてもよい。

【0092】

動作１０３０において、第１電池ベイ内のドッキングステーションから受け部内へと電池を摺動させる。図９Ａ〜図９Ｃを参照しつつ説明したように電池が電池台部内に収容されている実施形態において、電池交換アセンブリは、第１電池ベイから電池受け部における位置内へ電池台部を摺動させる。第１電池ベイからの電池台部は、電池受け部内の電池台部を変位させ、これにより、台部において固定されていた電池を第２電池ベイにおける台部の外へ、かつ、空の電池ドッキングステーション内へ摺動させる（動作１０３５）。

【0093】

図および本文では、一側面において、輸送手段が位置付けられていてもよいプラットフォームと、プラットフォームの第１の側に位置している第１電池ベイ８２０と、輸送手段から電池７１２を取り除き、電池７１２を新たな電池７１２と交換する電池交換アセンブリと、輸送手段がプラットフォーム上に位置付けられている間に輸送手段に電力を供給するよう適合されている電源と、を含む輸送手段ベースステーションが開示されている。一変形例において、輸送手段ベースステーションは、第１の側とは反対のプラットフォームの第２の側に位置している第２電池ベイ８４０をさらに含む。別の変形例において、輸送手段ベースステーションは、電池交換アセンブリが、第１電池ベイ８２０から輸送手段に結合されている電池受け部９４０上へと電池７１２を摺動させ、輸送手段に結合されている電池受け部９４０から第２電池ベイ８４０上へと電池７１２を摺動させることを含む。さらに別の変形例において、輸送手段ベースステーションは、重力により輸送手段がプラットフォーム上の所定の地点に位置付けられるようにプラットフォームに起伏が付いていることを含む。

【0094】

一例において、輸送手段ベースステーションは、輸送手段をプラットフォームに係止する少なくとも１本の係止アーム８１４、８１６をさらに含み、該少なくとも１本の係止アーム８１４、８１６は、電源から輸送手段へと電力を供給する少なくとも１つの電力接点を含む。別の例において、第１電池ベイ８２０および第２電池ベイ８４０は、各々が、電池７１２を収容するための回転ドラムを含む。

【0095】

一側面において、輸送手段に据え付け可能な基部９４４および基部９４４に結合されている経路を有する第１フレーム９４２を含む電池受け部９４０と、１つ以上の電池を保持することができる第２フレーム９４２、第２フレーム９４２上に据え付けられており、かつ、電池受け部フレーム９４２の基部９４４に結合されている経路にはめ込まれるよう適合されているレール９１２を含む電池台部９００と、輸送手段を位置付けてもよいプラットフォーム、プラットフォームの第１の側に位置している第１電池ベイ８２０、第１の側とは反対のプラットフォームの第２の側に位置している第２電池ベイ８４０、輸送手段から電池７１２を取り除き、電池７１２を新たな電池７１２と交換する電池交換アセンブリ、および、輸送手段をプラットフォーム上に位置付けている間に輸送手段に電力を供給するよう適合されている電源を含む輸送手段ベースステーションと、を含むシステムが開示されている。

【0096】

一変形例において、該システムは、電池台部９００が、レール上に少なくとも１つの電気接点を含み、かつ、経路が、電池台部９００が電池受け部９４０にはめ込まれているときにレール９１２上の電気接点と結合するよう位置決めされている電気接点を含むことを含む。別の変形例において、該システムは、電池交換アセンブリが、第１電池ベイ８２０から輸送手段に結合されている電池受け部９４０上へと第１電池７１２を摺動させ、輸送手段に結合されている電池受け部９４０から第２電池ベイ８４０上へと第２電池７１２を摺動させることを含む。さらに別の変形例において、該システムは、電池交換アセンブリが、第１電池ベイ８２０から電池受け部９４０内へと第１電池７１２を収容する第１電池台部９００を駆動し、かつ、第１電池台部９００が、第２電池台部９００を変位させることを含む。

【0097】

一例において、該システムは、第１電池７１２が電池受け部９４０から切断される前に、第２電池７１２が輸送手段に電力を供給することを含む。別の例において、該システムは、輸送手段をプラットフォームに係止する少なくとも１本の係止アーム８１４、８１６をさらに含み、係止アーム８１４、８１６が、電源から輸送手段へと電力を供給する少なくとも１つの電力接点を含む。さらに別の例において、該システムは、第１電池ベイ８２０および第２電池ベイ８４０は、各々が、複数の電池を保持することができる回転ドラムを含むことを含む。さらに別の例において、該システムは、第１電池ベイ８２０および第２電池ベイ８４０内に保存されている１つ以上の電池を充電するために電力を供給する、第１電池ベイ８２０および第２電池ベイ８４０に結合されている電源をさらに含む。

【0098】

一側面において、輸送手段ベースステーションのプラットフォーム上に輸送手段を位置付けること、輸送手段が輸送手段ベースステーション上に位置付けられている間に輸送手段に連続的に電力を供給すること、充電済み電池７１２を含む第１電池ベイ８２０を輸送手段に結合されている電池受け部９４０の第１の側に位置合わせすること、空の第２電池ベイ８４０を第１の側と反対の電池受け部９４０の第２の側に位置合わせすること、第１電池ベイ８２０から輸送手段に結合されている電池受け部９４０上へと第１電池７１２を摺動させること、および、輸送手段に結合されている電池受け部９４０から第２電池ベイ８４０上へと第２電池７１２を摺動させること、を含む、輸送手段上の電池７１２を交換する方法を開示する。

【0099】

一変形例において、該方法には、第１電池ドッキングステーションから輸送手段に結合されている電池受け部９４０上へと第１電池７１２を摺動させることが、第１電池台部９００が第２電池７１２を収容している第２電池７１２台部を変位させるように、第１電池ベイ８２０から電池受け部９４０内へと第１電池を収容している第１電池台部を摺動させることを含むことが挙げられる。別の変形例において、該方法は、第１電池７１２を電池受け部９４０から切断する前に、第２電池７１２が輸送手段に電力を供給することを含む。

【0100】

さらに別の変形例において、該方法は、輸送手段が輸送手段ベースステーション上に位置付けられている間に輸送手段に連続的に電力を供給することが、輸送手段を係止する少なくとも１本の係止アーム８１４、８１６をプラットフォームに結合させることを含み、係止アーム８１４、８１６が輸送手段に電力を供給する少なくとも１つの電力接点を含むことを含む。一例において、該方法は、第１電池ベイ８２０および第２電池ベイ８４０は、各々が、複数の電池を保持することができる回転ドラムを含み、かつ、第１電池ベイ８２０および第２電池ベイ８４０を電池受け部９４０と位置合わせするために回転ドラムを回転させることを含む。

【0101】

したがって、ここに説明したのは、輸送手段装着ステーションおよび輸送手段装着ステーションを用いるための関連した方法の例示的な実施形態である。いくつかの実施形態において、該輸送手段装着ステーションは、ペイロードを運搬している輸送手段を位置付けてもよい少なくとも１つのプラットフォームを規定するハウジングを含む。輸送手段ドッキングアセンブリは、プラットフォーム上の輸送手段をドッキングおよび固定する。電池交換アセンブリは、輸送手段からペイロードを取り除き、新たなペイロードと交換する。

【0102】

明細書における「一実施形態」または「いくつかの実施形態」への言及は、該実施形態との関連において説明する特定の特徴、構造または特性が少なくとも１つの実施構成に含まれていることを意味する。明細書中のさまざまな箇所における「一実施形態において」という句の登場は、すべてが同じ実施形態に言及していても、していなくてもよい。

【0103】

実施形態は、構造的特徴および／または方法論的行為に特有の言語で説明してきたが、クレームされている主題は、説明した特定の特徴または行為に限定されてはならないことは理解されたい。むしろ、クレームされている主題を実施する形態の実例として特定の特徴および行為が開示されている。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
輸送手段に据え付け可能な基部（９４４）および基部（９４４）に結合されている経路を有する第１フレーム（９４２）
を含む電池受け部（９４０）と、
１つ以上の電池を保持することができる第２フレーム（９４２）、
第２フレーム（９４２）上に据え付けられており、かつ、電池受け部フレーム（９４２）の基部（９４４）に結合されている経路にはめ込まれるよう適合されているレール（９１２）
を含む電池台部（９００）と、
輸送手段を位置付けてもよいプラットフォーム、
プラットフォームの第１の側に位置している第１電池ベイ（８２０）、
第１の側とは反対のプラットフォームの第２の側に位置している第２電池ベイ（８４０）、
輸送手段から電池（７１２）を取り除き、電池（７１２）を新たな電池（７１２）と交換する電池交換アセンブリ、および、
輸送手段をプラットフォーム上に位置付けている間に輸送手段に電力を供給するよう適合されている電源
を含む輸送手段ベースステーションと、
を含むシステム。
（態様２）
電池台部（９００）が、レール上に少なくとも１つの電気接点を含み、かつ、
経路（９４６）が、電池台部（９００）が電池受け部（９４０）にはめ込まれているときにレール（９１２）上の電気接点と結合するよう位置決めされている電気接点を含む
態様１に記載のシステム。
（態様３）
電池交換アセンブリが、第１電池ベイ（８２０）から輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）上へと第１電池（７１２）を摺動させ、輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）から第２電池ベイ（８４０）上へと第２電池（７１２）を摺動させる
態様１または態様２のいずれか一項に記載のシステム。
（態様４）
電池交換アセンブリが、第１電池ベイ（８２０）から電池受け部（９４０）内へと第１電池（７１２）を収容する第１電池台部（９００）を駆動し、かつ、
第１電池台部（９００）が、第２電池台部（９００）を変位させる
態様３に記載のシステム。
（態様５）
第１電池（７１２）が電池受け部（９４０）から切断される前に、第２電池（７１２）が輸送手段に電力を供給する態様４に記載のシステム。
（態様６）
輸送手段をプラットフォームに係止する少なくとも１本の係止アーム（８１４、８１６）をさらに含み、係止アーム（８１４、８１６）が、電源から輸送手段へと電力を供給する少なくとも１つの電力接点を含む態様１に記載のシステム。
（態様７）
第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）は、各々が、複数の電池を保持することができる回転ドラムを含む
態様１に記載のシステム。
（態様８）
第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）内に保存されている１つ以上の電池を充電するために電力を供給する、第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）に結合されている電源をさらに含む態様７に記載のシステム。
（態様９）
輸送手段上の電池（７１２）を交換する方法であって、
輸送手段ベースステーションのプラットフォーム上に輸送手段を位置付けること、
輸送手段が輸送手段ベースステーション上に位置付けられている間に輸送手段に連続的に電力を供給すること、
充電済み電池（７１２）を含む第１電池ベイ（８２０）を輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）の第１の側に位置合わせすること、
空の第２電池ベイ（８４０）を第１の側と反対の電池受け部（９４０）の第２の側に位置合わせすること、
第１電池ベイ（８２０）から輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）上へと第１電池（７１２）を摺動させること、および、
輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）から第２電池ベイ（８４０）上へと第２電池（７１２）を摺動させること、
を含む方法。
（態様１０）
第１電池ドッキングステーションから輸送手段に結合されている電池受け部（９４０）上へと第１電池（７１２）を摺動させることが、第１電池台部（９００）が第２電池（７１２）を収容している第２電池台部を変位させるように、第１電池ベイ（８２０）から電池受け部（９４０）内へと第１電池（７１２）を収容している第１電池台部を摺動させることを含む態様９に記載の方法。
（態様１１）
第１電池（７１２）を電池受け部（９４０）から切断する前に、第２電池（７１２）が輸送手段に電力を供給する態様１０に記載の方法。
（態様１２）
輸送手段が輸送手段ベースステーション上に位置付けられている間に輸送手段に連続的に電力を供給することが、輸送手段を係止する少なくとも１本の係止アーム（８１４、８１６）をプラットフォームに結合させることを含み、係止アーム（８１４、８１６）が輸送手段に電力を供給する少なくとも１つの電力接点を含む態様９から態様１１のいずれか一項に記載の方法。
（態様１３）
第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）は、各々が、複数の電池を保持することができる回転ドラムを含み、かつ、第１電池ベイ（８２０）および第２電池ベイ（８４０）を電池受け部（９４０）と位置合わせするために回転ドラムを回転させる態様９から態様１２のいずれか一項に記載の方法。

【符号の説明】

【0104】

１００ 無人機環境
１０２、１０４、１０６ 無人機ベースステーション
１０８ 屋上
１１０ 建物
１１２ 町
１１４ 輸送手段
１１６ 電力線
１１８、１２０、１２２、１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８ 無人機
１４０ 車道
２００ 無人機ベースステーション
２０２ プラットフォーム
２０４ 電池システム
２０６ 発電システム
２０８ ある数の充電ステーション
２１０ 制御装置
２１２ センサーシステム
２１４ ある数の無人機
２１６ ベイ
２１８ 可動カバーシステム
２２０ 開位置
２２２ 閉位置
２２４ 環境
２２６ 電気エネルギー
２３６ センサーデータ
２３８ 情報
２４０ 遠隔地
２４２ 任務
２４４ 液体燃料補給システム
２４６ 液体燃料タンク
２４８ ポンプ
２４８ センサーデータ
２５０ コマンド
３００ データ処理システム
３０２ 通信機構
３０４ プロセッサユニット
３０６ メモリ
３０８ 固定記憶域
３１０ 通信ユニット
３１２ 入出力ユニット
３１４ 表示部
３１６ 記憶装置
３１８ プログラムコード
３２０ コンピュータ読み取り可能な媒体
３２２ コンピュータプログラム製品
３２４ コンピュータ読み取り可能な記憶媒体
３２６ コンピュータ読み取り可能な信号媒体
４００ 発電システム
４０１ 電気エネルギー
４０２ エネルギーハーベスティングシステム
４０４ 太陽光発電ユニット
４０６ 誘導発電ユニット
４０８ 風力発電ユニット
４１０ 放射性同位元素熱電発電ユニット
４１２ 電力変換装置
４１６ 太陽エネルギーセル
５００ センサーシステム
５０１ センサーデータ
５０２ カメラシステム
５０４ 全地球測位システムユニット
５０６ 気象センサー
５０８ 動き検出器
５１０ ある数のカメラ
５１２ 可視光カメラ
５１４ 赤外線カメラ
５１８ 画像データ
５２０ 位置情報
５２２ 時刻情報
５２４ 気象データ
５２６ 動きデータ
６００ 充電ステーション
６０２ インダクティブ充電システム
６０４ コンダクティブ充電システム
６０６ 磁界
６０８ 接点
６１０ 電流
７００ 無人機
７０２ 飛行機
７０４ ヘリコプター
７０６ 羽ばたき機
７０８ ボディー
７１０ 推進システム
７１２ 電池
７１４ 充電システム
７１６ プロセッサユニット
７１８ 記憶装置
７２０ 無線通信装置
７２２ ある数のセンサー
７２４ センサーデータ
７２６ 任務
７２８ 可視光カメラ
７３０ 赤外線光カメラ
７３２ 動き検出器
８００ 輸送手段ベースステーション
８１０ プラットフォーム
８１２ 傾斜着陸板
８１４、８１６ 係止アーム
８２０ 第１電池ベイ
８４０ 第２電池ベイ
８７０ 電源
９００ 台部
９１０ 銅製帯状片
９１２ Ｔ字形レール
９１４ ギアラック
９２０ 矩形角柱形フレーム
９４０ 電池受け部
９４４ 基部
９４２ フレーム
９４６ 経路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】