特許 6556847 移動物体およびそのアンテナ自動アライメント方法

(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】6556847

(24)【登録日】2019年7月19日

(45)【発行日】2019年8月7日

(54)【発明の名称】移動物体およびそのアンテナ自動アライメント方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 7/08 20060101AFI20190729BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20190729BHJP

   H04W 16/28 20090101ALI20190729BHJP

   H04B 7/06 20060101ALI20190729BHJP

【ＦＩ】

   H04B7/08 052C

   B64C39/02

   H04W16/28 150

   H04B7/06 020

【請求項の数】26

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2017-534770(P2017-534770)

(86)(22)【出願日】2014年12月31日

(65)【公表番号】特表2018-507589(P2018-507589A)

(43)【公表日】2018年3月15日

(86)【国際出願番号】CN2014095757

(87)【国際公開番号】WO2016106622

(87)【国際公開日】20160707

【審査請求日】2017年6月28日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】513068816

【氏名又は名称】エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＺ ＤＪＩ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＣＯ．，ＬＴＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】フ モン

(72)【発明者】

【氏名】シェ ポン

(72)【発明者】

【氏名】ジャオ タオ

(72)【発明者】

【氏名】ウェイ ジャンピン

【審査官】 川口 貴裕

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０７−３２１５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０６２６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／１０４１５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２３５６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１１２７３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／０２ − ７／１２

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｈ０４Ｗ １６／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無線端末との通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメント方法であって、
予備アンテナを含む前記複数のアンテナの現在の特徴情報であって、前記移動物体上の所定の位置を基準とした各アンテナの相対的な位置情報を含む特徴情報をリアルタイムに取得するステップと、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報を用いて求めた前記無線端末に対する前記各アンテナの相対位置情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップと、
を含み、
前記無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報と、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報と、を含み、
前記アンテナを選択するステップは、
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築するステップと、
前記複数の位置範囲が前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算するステップと、
前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含む位置範囲に対応する２つのアンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するステップと、
を含み、
前記位置範囲は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含むことを特徴とする、
移動物体のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項2】

前記移動物体は、無人航空機であることを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項3】

前記無線端末は、地上無線端末、空中無線端末のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項4】

前記アンテナは、ＷｉＦｉアンテナ、ＷｉＭＡＸアンテナ、ＣＯＦＤＭアンテナのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項5】

前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップは、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するステップと、
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップと、
を含むことを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項6】

前記切り替え準則は、前記複数のアンテナの前記現在の特徴情報が閾値範囲を満たしているアンテナを選択することを含むことを特徴とする、
請求項５に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項7】

前記アンテナを選択するステップは、前記現在の特徴情報を元に求めた前記移動物体上の所定の位置を基準とした各アンテナの方向と前記無線端末の方向との関係又は前記無線端末と各アンテナとの距離に基づいてアンテナの選択を行う、
請求項１に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項8】

前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するステップは、
前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報を取得するステップと、
前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報に基づき、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を計算するステップと、
を含むことを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項9】

前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するステップは、
前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するステップと、
前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、
請求項８に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項10】

前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するステップは、
前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するステップと、
前記移動物体の起点の位置情報および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、
請求項８に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項11】

前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップは、
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報または前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するステップと、
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップと、
を含むことを特徴とする、
請求項９または１０に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項12】

前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップは、
前記複数のアンテナの現在の位置と前記無線端末の位置との間の間隔をそれぞれ計算するステップと、
前記間隔が比較的短い部分の前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するステップと、
を含むことを特徴とする、
請求項１に記載のアンテナ自動アライメント方法。

【請求項13】

無線端末との通信リンクを確立するための、予備アンテナを含む複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報であって、移動物体上の所定の位置を基準とした各アンテナの相対的な位置情報を含む特徴情報をリアルタイムに取得するための特徴情報取得装置と、
前記複数のアンテナおよび前記特徴情報取得装置に通信接続し、前記複数のアンテナの現在の特徴情報を用いて求めた前記無線端末に対する前記各アンテナの相対位置情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのコントローラと、
を含み、
前記無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報と、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報と、を含み、
前記コントローラは、
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築し、
前記複数の位置範囲が前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算し、
前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含む位置範囲に対応する２つのアンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択し、
前記位置範囲は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含むことを特徴とする、
移動物体。

【請求項14】

無人航空機であることを特徴とする、
請求項１３に記載の移動物体。

【請求項15】

前記無線端末は、地上無線端末、空中無線端末のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、
請求項１３に記載の移動物体。

【請求項16】

前記アンテナは、ＷｉＦｉアンテナ、ＷｉＭＡＸアンテナ、ＣＯＦＤＭアンテナのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする、
請求項１３に記載の移動物体。

【請求項17】

前記コントローラと前記複数のアンテナとの間に電気的に接続された制御スイッチをさらに含み、前記コントローラは、前記複数のアンテナの現在の特徴情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、前記制御スイッチによって、現在の通信に用いられるアンテナを選択するために用いられることを特徴とする、
請求項１３に記載の移動物体。

【請求項18】

前記切り替え準則は、前記複数のアンテナの前記現在の特徴情報が閾値範囲を満たしているアンテナを選択することを含むことを特徴とする、
請求項１７に記載の移動物体。

【請求項19】

前記コントローラは、前記現在の特徴情報を元に求めた前記移動物体上の所定の位置を基準とした各アンテナの方向と前記無線端末の方向との関係又は前記無線端末と各アンテナとの距離に基づいてアンテナの選択を行う、
請求項１３に記載の移動物体。

【請求項20】

前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報を記憶するためのメモリをさらに含み、前記特徴情報取得装置は、前記移動物体の現在の姿勢情報を取得するための姿勢センサを含み、
前記コントローラは、前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報に基づき、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を計算することを特徴とする、
請求項１３に記載の移動物体。

【請求項21】

前記特徴情報取得装置は、前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサをさらに含み、
前記コントローラは、前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算することを特徴とする、
請求項２０に記載の移動物体。

【請求項22】

前記メモリは、前記移動物体の起点的位置情報を記憶するためにさらに用いられ、
前記特徴情報取得装置は、前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサをさらに含み、
前記コントローラは、前記移動物体の起点の位置情報および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算することを特徴とする、
請求項２０に記載の移動物体。

【請求項23】

前記コントローラと前記複数のアンテナとの間に電気的に接続された制御スイッチをさらに含み、
前記コントローラは、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報または前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、前記制御スイッチによって、現在の通信に用いられるアンテナを選択することを特徴とする、
請求項２１または２２に記載の移動物体。

【請求項24】

前記コントローラは、前記複数のアンテナの現在の位置と前記無線端末の位置との間の間隔をそれぞれ計算し、前記間隔が比較的短い部分の前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するために用いられることを特徴とする、
請求項１３に記載の移動物体。

【請求項25】

無線端末との間で通信リンクを確立するために用いられる、予備アンテナを含む、移動物体の複数のアンテナを制御するためのコントローラであって、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するよう配置され、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報は、前記移動物体上の所定の位置を基準とした各アンテナの相対的な位置情報を含む特徴情報であり、
前記アンテナの選択は、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報を用いて求めた前記無線端末に対する前記各アンテナの相対位置情報に基づき、前記現在の通信に用いられるアンテナを選択し、
前記無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報と、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報と、を含み、
前記アンテナの選択は、
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築し、
前記複数の位置範囲が前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算し、
前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含む位置範囲に対応する２つのアンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択し、
前記位置範囲は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含むことを特徴とする、
コントローラ。

【請求項26】

前記移動物体は、無人航空機であることを特徴とする、
請求項２５に記載のコントローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アンテナアライメント方法に関し、特に移動物体およびそのアンテナ自動アライメント方法、システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来の一般商用無人航空機の制御およびデータ伝送は、主にポイントツーポイント伝送方式であり、地上側と航空機側に分けられる。地上側は、主に、航空機の遠隔操作、航空機側が返信するデータの受信および処理などの作業を行い、航空機側は、主に、地上側のコマンドに基づき飛行し、地上側のコマンドに基づき、対応するデータを地上側に送信する。地上側および航空機側は、ポイントツーポイントの通信リンクを形成し、通信リンクの安定性および信頼性は、航空機の安全な正常飛行およびデータ返信にとって、重要な意義を有する。

【0003】

通信リンクの安定性および信頼性を高めるため、両者の間の通信システム利得をできる限り高くし、システム利得の安定性を維持する必要性がある。システム利得ＧＳＹＳの計算式は、ＧＳＹＳ＝ＰＴ＋ＧＴ＋ＧＲ−ＰＳＥＮであり、式中、ＰＴは送信電力、ＧＴは送信アンテナの利得、ＧＲは受信アンテナの利得、ＰＳＥＮは受信側の受信感度である。

【0004】

無人航空機の両端において、送信電力および受信感度は、基本的に変わらず保たれ、安定性は比較的高い。しかしながら、送受信アンテナの実際の相対利得は、両者の間の相対的な位置および方位に伴い変化が生じる。前記システム利得ＧＳＹＳの計算式から、システム利得の安定性を維持するには、送受信アンテナが、いずれも相手側の最大利得方向にあることをできる限り保証する必要があることがわかる。

【0005】

現在、送受信アンテナのアライメントを保証するため、通常、サーボマウントの方式を用いて、相手側の方位または受信信号強度に基づきアンテナの位置を動的に調整しており、中国国内外にもこの方面の特許があり、例えば、特許番号ＣＮ ２０２２５７２８３ Ｕ号明細書、発明の名称を「自動追跡アンテナ装置および移動端末」とする中国特許である。この中国特許は、サーボマウントおよび電子ジャイロスコープの基礎の上で、自動的に、車載ＧＰＳに類似したアンテナを衛星にアライメントさせるものである。しかしながら、この中国特許の自動追跡アンテナ装置の構造は、比較的複雑であり、体積は比較的大きく、無人航空機分野における無線通信に適していない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

これに鑑み、本発明は、アンテナの構造を簡略化し、体積を小型化するのに便利な、移動物体のアンテナ自動アライメント方法を提供する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

無線端末との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメント方法であって、
予備アンテナを含む前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するステップと、
前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップと、
を含む移動物体のアンテナ自動アライメント方法。

【0008】

前記アンテナ自動アライメント方法は、移動物体上に、予備アンテナを含む複数のアンテナが設けられ、リアルタイムに取得した前記複数のアンテナの現在の特徴的情報によって、通信に用いるアンテナを切り替え、送受信アンテナが阻害されないよう常に保つことにより、通信の安定性および信頼性を維持する。前記アンテナ自動アライメント方法では、体積が比較的大きいサーボマウントを用いる必要がなく、アンテナの体積を小さくし、重量を軽くすることができ、構造面でも比較的簡単であり、移動物体に非常に適している。

【0009】

また、前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、アンテナ自動アライメントシステムをさらに提供する。

【0010】

無線端末との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメントシステムであって、
予備アンテナを含む前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するための特徴的情報取得モジュールと、
前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのアンテナ選択モジュールと、
を含むことを特徴とするアンテナ自動アライメントシステム。

【0011】

また、本発明は、前記アンテナ自動アライメント方法を用いた移動物体をさらに提供する。

【0012】

無線端末との間の通信リンクを確立するための、予備アンテナを含む複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するための特徴的情報取得装置と、
前記複数のアンテナおよび前記特徴的情報取得装置に通信接続し、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのコントローラと、
を含む移動物体。

【0013】

前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、前記アンテナ自動アライメント方法における計算、判断、選択などのステップを実行するためのコントローラをさらに提供する。

【0014】

無線端末との間で通信リンクを確立するために用いられる、予備アンテナを含む、移動物体の複数のアンテナを制御するためのコントローラであって、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するよう配置されるコントローラ。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態のアンテナ自動アライメント方法の概略図である。

【図2】図１で示されるアンテナ自動アライメント方法の原理概略図である。

【図3】本発明の実施形態１のアンテナ自動アライメント方法のフロー図である。

【図4】図３で示されるアンテナ自動アライメント方法のステップＳ１ａの一実施形態のフロー図である。

【図5】図３で示されるアンテナ自動アライメント方法のステップＳ１ａの別の実施形態のフロー図である。

【図6】図３で示されるアンテナ自動アライメント方法のステップＳ２ａの一実施形態のフロー図である。

【図7】図６で示されるアンテナ自動アライメント方法の具体的なフロー図である。

【図8】図７で示されるアンテナ自動アライメント方法のステップＳ２１ａおよびステップＳ２２ａの具体的なフロー図である。

【図9】本発明の実施形態２のアンテナ自動アライメント方法の第１のステップの一実施形態のフロー図である。

【図10】図９で示されるアンテナ自動アライメント方法の第１のステップの別の実施形態のフロー図である。

【図11】本発明の実施形態２のアンテナ自動アライメント方法の第２のステップの一実施形態のフロー図である。

【図12】本発明の実施形態３のアンテナ自動アライメント方法の具体的なフロー図である。

【図13】本発明の実施形態１のアンテナ自動アライメントシステムのブロック図である。

【図14】図１３で示されるアンテナ自動アライメントシステムの特徴的情報取得モジュールの一実施形態のブロック図である。

【図15】図１３で示されるアンテナ自動アライメントシステムのアンテナ選択モジュール的の一実施形態のブロック図である。

【図16】本発明の実施形態２のアンテナ自動アライメントシステムのアンテナ選択モジュールの具体的なブロック図である。

【図17】本発明の実施形態３のアンテナ自動アライメントシステムの具体的なブロック図である。

【図18】本発明の実施形態の移動物体の回路原理図である。

【図19】図１８で示される移動物体に通信接続される移動端末の回路原理図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態における図面と合わせ、本発明の実施形態における技術手法について、明確かつ完全に記述するが、記述する実施形態は、本発明の一部の実施形態に過ぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。本発明における実施形態に基づき、当業者が進歩性を有する作業を行わない前提の下で得たその他すべての実施形態は、いずれも本発明の保護する範囲に属す。

【0017】

説明が必要なことは、アセンブリが別のアセンブリに「固定」されているという場合、別のアセンブリ上に直接あっても、そのうちのアセンブリに存在していてもよいことである。アセンブリが別のアセンブリに「接続」されているという場合、別のアセンブリに直接接続されていても、そのうちのアセンブリに同時に存在していてもよい。本文で使用する用語「垂直な」、「水平な」、「左」、「右」および類似の表現は、説明の目的のためのものに過ぎない。

【0018】

別段の定義がある場合を除き、本文で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明の技術分野の当業者が通常理解する意味と同じである。本文中の本発明の明細書において使用される用語は、具体的な実施形態を記述する目的のためのものに過ぎず、本発明を限定することを意図したものではない。本文で使用する用語「および／または」は、一つまたは複数個の列記された関連する項目のあらゆる組み合わせを含む。

【0019】

本発明の実施形態は、予備アンテナを含む、無線端末との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメント方法を提供する。前記方法は、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得することにより、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択する。例えば、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の無線端末をアライメントするアンテナを選択し、現在の通信のアンテナとすることができる。

【0020】

一部の実施形態において、前記移動物体は、例えば、地上遠隔操作戦車などの地上移動物体としても、例えば、無人航空機などの空中移動物体としてもよい。無人航空機は、固定翼ドローン、回転翼ドローンなどとしてもよい。前記無線端末は、例えば、ＵＡＶ地上局、リモートコントローラなどの地上無線端末としても、例えば、ＵＡＶ空中局、他の航空機などの空中無線端末としてもよい。

【0021】

一部の実施形態において、前記アンテナは、ＷｉＦｉアンテナ、ＷｉＭＡＸアンテナ、ＣＯＦＤＭアンテナなどとしてもよい。

【0022】

一部の実施形態において、前記現在の特徴的情報は、例えば、前記アンテナの信号電力、前記アンテナの信号強度、前記アンテナの信号品質などの前記アンテナの信号ステータス情報としても、例えば、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報などの前記無線端末に対する前記アンテナの相対位置情報としてもよい。

【0023】

前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、移動物体のアンテナアライメントシステムをさらに提供する。

【0024】

前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、移動物体をさらに提供する。前記移動物体は、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するための特徴的情報取得装置と、前記無線回路モジュールおよび前記特徴的情報取得装置に通信接続し、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのコントローラとを含む。

【0025】

一部の実施形態において、特徴的情報取得装置は、前記移動物体の現在の姿勢情報を取得する姿勢センサ、前記移動物体または／および前記移動端末の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサ、前記複数のアンテナの信号電力を走査するための無線回路モジュールのうち少なくとも１つを含む。

【0026】

以下、図面と合わせ、本発明の実施方式について詳細に説明する。抵触しない場合、下記の実施形態および実施形態における特徴は、互いに組み合わせてもよい。

【0027】

図１に示すように、本発明の実施形態１のアンテナ自動アライメント方法を移動物体１０に用い、移動物体１０は、無線端末２０との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナ１１を含む。

【0028】

移動物体１０は、空中移動物体、地上移動物体などとしてもよい。無線端末２０は、地上無線端末、空中無線端末などとしてもよく、アンテナ１１は、ＷｉＦｉアンテナ、ＷｉＭＡＸアンテナ、ＣＯＦＤＭアンテナなどとしてもよい。下記実施形態において、移動物体１０は、無人航空機を例として説明し、無線端末２０は、リモートコントローラを例として説明し、通信リンクは、ＭＩＭＯ通信リンクを例として説明する。

【0029】

図３に示すように、前記アンテナ自動アライメント方法は、ステップＳ１ａ〜Ｓ２ａを含む。

【0030】

ステップＳ１ａ：予備アンテナを含む複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報をリアルタイムに取得する。

【0031】

現在の特徴的情報は、アンテナ１１の信号ステータス情報、無線端末２０に対するアンテナ１１の相対位置情報のうち少なくとも１つを含む。現在の特徴的情報は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報などを含んでもよい。信号ステータス情報は、アンテナ１１の信号電力、アンテナ１１の信号強度、アンテナ１１の信号品質などとしてもよい。

【0032】

図４に示すように、一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の相対位置情報であり、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含んでもよい。これに対応し、ステップＳ１ａは、具体的には次のステップを含む。

【0033】

ステップＳ１１ａ：移動物体１０の現在の姿勢情報および移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の所定の姿勢情報を取得する。

【0034】

図２に示すように、具体的に図示されている実施形態において、無人航空機の飛行中に、真北の方向と機首との夾角を方位角α、時計回りを正、反時計回りを負、方位角αの範囲を−１８０°〜１８０°とする。

【0035】

無人航空機を座標系とし、すなわち、それぞれ機首機体後部線をＸ軸とし、無人航空機の左側と右側を結ぶ線をＹ軸とし、水平座標系を確立する（図示せず）。無人航空機上の４セットのアンテナ１１は、それぞれＡ１〜Ａ４とし、θ１、θ２、θ３、θ４は、それぞれ無人航空機上の４つのアンテナＡ１〜Ａ４と無人航空機の機首方向の水平夾角である。具体的には、４つのアンテナＡ１〜Ａ４は、それぞれ無人航空機上の４５°、１３５°、２２５°および３１５°の４つの角度に取り付けられている。４つのアンテナＡ１〜Ａ４は無人航空機の４つの角度に位置するため、無人航空機がいかなる姿勢および方向にあるときでも、２つのアンテナ１１は常に機体によって阻害されることがなく、無線端末２０と見通し内通信を形成することが保証される。

【0036】

ステップＳ１２ａ：移動物体１０の現在の姿勢情報および移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の所定の姿勢情報に基づき、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報を計算して得る。

【0037】

具体的に図示されている実施形態において、無人航空機の幾何学的中心を原点とし、南北方向をＸ軸（北を正の方向とする）、東西方向をＹ軸（西を正の方向とする）とし、座標系を確立する。無人航空機の４つのアンテナＡ１〜Ａ４が所在する位置および無線端末２０の位置は、この平面座標系上の４つのベクトル点に等しい。この座標系において、４つのアンテナＡ１〜Ａ４とＸ軸の夾角は、それぞれα＋θ１、α＋θ２、α＋θ３およびα＋θ４である。

【0038】

例えば、無線端末２０上にＧＮＳＳなどの測位センサが設けられており、無線端末２０の現在の位置情報をリアルタイムに取得することができる場合、ステップＳ１ａのステップは、具体的に次のステップをさらに含む。

【0039】

ステップＳ１３ａ：無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得する。

【0040】

具体的に図示されている実施形態において、無人航空機の飛行中に、無線端末２０の絶対位置をＧｐ、無線端末２０の絶対位置をＵｐとし、これらの絶対位置は、いずれも測位センサによって取得する。

【0041】

ステップＳ１４ａ：無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を計算して得る。

【0042】

具体的に図示されている実施形態において、無人航空機の幾何学的中心を原点とし、南北方向をＸ軸（北を正の方向とする）、東西方向をＹ軸（西を正の方向とする）とした座標系内で、無線端末２０が所在する位置のベクトルとＸ軸の夾角をβとする。

【0043】

図５に示すように、無線端末２０の現在の位置情報をリアルタイムに取得できない場合、ステップＳ１ａは、具体的に次のステップをさらに含む。

【0044】

ステップＳ１３’ａ：移動物体１０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得する。

【0045】

ステップＳ１４’ａ：移動物体１０の起点の位置情報および移動物体１０の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を計算して得る。

【0046】

説明が必要なことは、移動物体１０が無人航空機である場合、移動物体１０の起点は、無人航空機の離陸点であることである。

【0047】

ステップＳ２ａ：複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択する。

【0048】

図６に示すように、ステップＳ２ａは、具体的には次のステップを含む。

【0049】

ステップＳ２１：複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算する。

【0050】

切り替え準則は、複数のアンテナ１１における現在の特徴的情報の数値が比較的大きいアンテナ１１を選択すること、複数のアンテナ１１における現在の特徴的情報の数値が比較的小さいアンテナ１１を選択すること、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が閾値範囲を満たしているアンテナ１１を選択することのうち少なくとも１つを含む。

【0051】

各々の現在の特徴的情報が１つの切り替え準則に対応しているか、または、複数の現在の特徴的情報が同じ切り替え準則に対応している。複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が、対応する切り替え準則を満たしているか否かを計算する。この切り替え準則は、複数のアンテナ１１において無線端末２０にアライメントするアンテナ１１の現在の特徴的情報の規則に基づき設定することができる。

【0052】

ステップＳ２２：切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択する。

【0053】

具体的には、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が対応する切り替え準則を満たしているか否かの計算結果に基づき、現在の特徴的情報が対応する切り替え準則を満たしているアンテナ１１を選択し、現在の通信アンテナとする。

【0054】

一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の相対位置情報であり、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含んでもよい。図７に示すように、前記特徴的情報に対応し、ステップＳ２ａは、具体的には次のステップを含む。

【0055】

ステップＳ２１ａ：移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報および移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算する。

【0056】

図８に示すように、一実施形態において、ステップＳ２１ａのステップは、具体的には次のステップを含む。

【0057】

ステップＳ２１１ａ：移動物体に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築する。

【0058】

具体的に図示されている実施形態において、無人航空機に対する４つのアンテナＡ１〜Ａ４の現在の角度位置α＋θ１、α＋θ２、α＋θ３およびα＋θ４に基づき、（α＋θ１＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ３＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ４＋３６０）ｍｏｄ ３６０の４つの閾値範囲を構築する（式中、ｍｏｄは余りを求める関数である）。

【0059】

ステップＳ２１２ａ：複数の位置範囲が移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算する。

【0060】

具体的には、前記切り替え準則は、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含む位置範囲に対応するアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１とする。

【0061】

前記切り替え準則に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報が、複数のアンテナ１１の現在の位置情報によって構築された複数の位置範囲内にあるか否かを計算する。

【0062】

具体的に図示されている実施形態において、移動物体１０に対する無線端末の相対角度βが（α＋θ１＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ３＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ４＋３６０）ｍｏｄ ３６０の４つの閾値範囲のどれに入るかを計算する。

【0063】

ステップＳ２２ａ：切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択する。

【0064】

具体的には、切り替え準則に基づき、ステップＳ２２ａは、具体的には次のステップを含む。

【0065】

ステップＳ２２１ａ：移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含む位置範囲に対応するアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択する。

【0066】

具体的に図示されている実施形態において、相対角度βが（α＋θ１＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ３＋３６０）ｍｏｄ ３６０、（α＋θ４＋３６０）ｍｏｄ ３６０の４つの閾値範囲に入るか否かの関係に基づき、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１を選択する。例えば、
（１）（α＋θ１＋３６０）ｍｏｄ ３６０＜β≦（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０のとき、アンテナＡ１、Ａ２を選択し、
（２）（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０＜β≦（α＋θ３＋３６０）ｍｏｄ ３６０のとき、アンテナＡ２、Ａ３を選択し、
（３）（α＋θ３＋３６０）ｍｏｄ ３６０＜β≦（α＋θ４＋３６０）ｍｏｄ ３６０のとき、アンテナＡ３、Ａ４を選択し、
（４）（α＋θ４＋３６０）ｍｏｄ ３６０＜β≦０または０＜β≦（α＋θ１＋３６０）ｍｏｄ ３６０のとき、アンテナＡ４、Ａ１を選択する。

【0067】

さらに、位置範囲は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含む。前記所定の保護範囲は、前記複数のアンテナ１１が、アンテナの端点の座標位置において頻繁に切り替わり、通信が中断しやすくなることを防止するために用いられる。

【0068】

具体的に図示されている実施形態において、境界において頻繁に切り替わる問題を回避するため、境界において死角保護角γを設け、例えば、死角保護角γを１０°とし、前記角度が死角保護角を超えた場合にのみアンテナの切り替えを行うようにする必要がある。

【0069】

例えば、ある時点では、アンテナＡ１およびＡ２を用いる。次いで、航空機の動きに伴い、次の時点では、方位角αと相対角度βの関係は、
（α＋θ１＋３６０）ｍｏｄ ３６０＜β≦（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０＋γ
となる。

【0070】

このときには、依然としてアンテナＡ１およびＡ２を用いており、（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０＋γ＜β≦（α＋θ３＋３６０）ｍｏｄ ３６０のときにのみ、アンテナＡ２およびＡ３に切り替わる。

【0071】

次いで、次の時点では、（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０−γ＜β≦（α＋θ３＋３６０）ｍｏｄ ３６０の場合、依然としてアンテナＡ２およびＡ３を用いる。（α＋θ１＋３６０）ｍｏｄ ３６０＜β≦（α＋θ２＋３６０）ｍｏｄ ３６０−γのときにのみ、アンテナＡ１およびＡ２に再び戻る。

【0072】

システム全体の運用中に、一定の時間間隔ｔで、無線端末２０と無人航空機の相対角度β角および方位角αを計算した後、計算結果に基づき、対応するアンテナ１１を切り替える必要がある。時間間隔ｔの確定は、無線端末２０と無人航空機のタイムスロット割当方法、測位センサの位置更新率および無人航空機自体の姿勢の変化状況などに基づき総合的に確定される。かつ、アンテナ１１の切り替え時間は、無線通信送受信データのタイムスロットの中に入ってはならず、入った場合、通信エラーをもたらすことがある。

【0073】

Ｍ×Ｎの無線通信の場合、アンテナ１１の取付方式および切り替えメカニズムは、前記内容に類似している。アンテナ１１の間の配列間隔角度は３６０°／Ｎとすることができ、アンテナ１１切り替えの組み合わせはＮセットとなる。

【0074】

本発明の実施形態２のアンテナ自動アライメント方法は、実施形態１と基本的には同じであり、異なる箇所は、実施形態２のアンテナ自動アライメント方法における現在の特徴的情報が、複数のアンテナ１１の現在の位置情報、および無線端末２０の位置情報であることである。

【0075】

図９に示すように、無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報を取得するステップは、具体的には次のステップを含む。

【0076】

ステップＳ１１ｂ：移動物体１０の現在の姿勢情報および移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の所定の姿勢情報を取得する。

【0077】

ステップＳ１２ｂ：移動物体１０の現在の姿勢情報および移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の所定の姿勢情報に基づき、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報を計算して得る。

【0078】

例えば、無線端末２０上にＧＰＳなどの測位センサが設けられており、無線端末２０の現在の位置情報をリアルタイムに取得することができる場合、移動物体１０の測位センサが無線端末２０の現在の位置情報をリアルタイムに取得し、ステップＳ１ｂは、具体的には次のステップをさらに含む。

【0079】

ステップＳ１３ｂ：無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得する。

【0080】

ステップＳ１４ｂ：無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を計算して得る。

【0081】

図１０に示すように、無線端末２０の現在の位置情報をリアルタイムに取得できない場合、無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報を取得するステップは、具体的には次のステップをさらに含む。

【0082】

ステップＳ１３’ｂ：移動物体１０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得する。

【0083】

ステップＳ１４’ｂ：移動物体１０の起点の位置情報および移動物体１０の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を計算して得る。

【0084】

説明が必要なことは、移動物体１０が無人航空機である場合、移動物体１０の起点は、無人航空機の離陸点であることである。

【0085】

図１１に示すように、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択するステップは、具体的には次のステップを含む。

【0086】

ステップＳ２１ｂ：複数のアンテナ１１の現在の位置と無線端末２０の位置との間の間隔をそれぞれ計算する。

【0087】

複数のアンテナ１１の現在の位置情報と無線端末２０の位置情報を取得することにより、複数のアンテナ１１の現在の位置と無線端末２０の位置との間の間隔を計算して得ることができる。

【0088】

ステップＳ２２ｂ：間隔が比較的短い部分のアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択する。

【0089】

具体的には、本実施形態において、前記切り替え準則は、無線端末２０とアライメントするアンテナ１１の現在の位置と無線端末２０の現在の位置との間の間隔が比較的短いアンテナ１１である。

【0090】

前記切り替え準則に基づき、間隔が比較的短い部分のアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択する。

【0091】

本発明の実施形態３のアンテナ自動アライメント方法は、実施形態１と基本的には同じであり、異なる箇所は、実施形態３のアンテナ自動アライメント方法における現在の特徴的情報が、アンテナ１１の信号ステータス情報であることである。

【0092】

信号ステータス情報は、アンテナ１１の信号電力、アンテナ１１の信号強度、アンテナ１１の信号品質などとしてもよい。以下、アンテナ１１の信号電力を例として、アンテナ１１の信号ステータス情報について説明する。

【0093】

図１２に示すように、無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報を取得するステップは、具体的には次のとおりである。

【0094】

ステップＳ１１ｃ：所定の時間内に複数のアンテナ１１の信号電力を走査する。

【0095】

複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択するステップは、具体的には次のステップを含む。

【0096】

ステップＳ２１ｃ：所定の時間内の各々のアンテナ１１の信号電力の積分を計算し、複数のアンテナ１１の現在の信号電力とする。

【0097】

ステップＳ２２ｃ：現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つのアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択し、現在の通信のアンテナとする。

【0098】

複数のアンテナの現在の信号電力を取得することにより、前記切り替え準則に基づき、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１を得ることができる。

【0099】

図１３に示すように、本発明の実施形態１のアンテナ自動アライメントシステム１００を移動物体１０に用い、前記移動物体１０は、無線端末２０との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナ１１を含む。

【0100】

前記移動物体１０は、例えば、回転翼ドローン、固定翼ドローンなどの無人航空機としてもよい。無線端末２０は、例えば、リモートコントローラ、ＵＡＶ地上局などの地上無線端末としてもよく、無線端末２０は、例えば、他の航空機、ＵＡＶ空中局などの空中無線端末としてもよい。

【0101】

前記アンテナ１１は、ＷｉＦｉアンテナ、ＷｉＭＡＸアンテナＣＯＦＤＭアンテナなどとしてもよい。前記複数のアンテナ１１と無線端末２０との間の通信リンクの確立は、いかなるポイントツーポイントの通信リンクとしてもよく、例えば、通信リンクは、ＭＩＭＯ通信リンクとしてもよい。

【0102】

アンテナ自動アライメントシステム１００は、特徴的情報取得モジュール１０１、およびアンテナ選択モジュール１０２を含む。特徴的情報取得モジュール１０１は、予備アンテナを含む複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するために用いられる。アンテナ選択モジュール１０２は、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択するために用いられる。

【0103】

現在の特徴的情報は、アンテナ１１の信号ステータス情報、無線端末２０に対するアンテナ１１の相対位置情報のうち少なくとも１つを含んでもよい。信号ステータス情報は、アンテナ１１の信号電力、アンテナ１１の信号強度、アンテナ１１の信号品質などとしてもよい。無線端末２０に対するアンテナ１１の相対位置情報は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報などを含んでもよい。

【0104】

一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の相対位置情報である。具体的には、現在の特徴的情報は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報、および移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含む。図１４に示すように、これに対応して、特徴的情報取得モジュール１０１は、具体的には、
移動物体１０の現在の姿勢情報および移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の所定の姿勢情報を取得するための姿勢情報取得モジュール１１０、
移動物体１０の現在の姿勢情報および移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の所定の姿勢情報に基づき、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報を計算して得るためのアンテナ位置情報計算モジュール１２０、
を含む。

【0105】

移動物体１０が無線端末２０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得することができるとき、特徴的情報取得モジュール１０１は、具体的には、
無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための絶対位置情報取得モジュール１３０、
無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を計算して得るための無線端末２０の位置情報計算モジュール１４０、
をさらに含む。

【0106】

図１４に示すように、移動物体１０が無線端末２０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得することができないとき、特徴的情報取得モジュール１０１は、具体的には、
移動物体１０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための移動物体絶対位置情報取得モジュール１３０ａ、
移動物体１０の起点の位置情報および移動物体１０の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を計算して得るための起点位置情報計算モジュール１４０ａ、
を含む。

【0107】

説明が必要なことは、移動物体１０が無人航空機である場合、移動物体１０の起点は、無人航空機の離陸点であることである。

【0108】

アンテナ選択モジュール１０２は、具体的には、準則モジュール１５０、および切り替えモジュール１６０を含む。準則モジュール１５０は、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するために用いられる。切り替えモジュール１６０は、切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択するために用いられる。

【0109】

切り替え準則は、複数のアンテナ１１における現在の特徴的情報の数値が比較的大きいアンテナ１１を選択すること、複数のアンテナ１１における現在の特徴的情報の数値が比較的小さいアンテナ１１を選択すること、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が閾値範囲を満たしているアンテナ１１を選択することのうち少なくとも１つを含んでもよい。

【0110】

図１５に示すように、これに対応して、アンテナ選択モジュール１０２は、具体的には、
移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報および移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するための位置準則モジュール１５０ａ、
切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択するための位置切り替えモジュール１６０ａ、
を含む。

【0111】

位置準則モジュール１５０ａは、具体的には、
移動物体に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築するための位置範囲モジュール１５１ａ、
複数の位置範囲が移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算するための位置判断モジュール１５３ａ、
を含む。

【0112】

位置切り替えモジュール１６０ａは、具体的には、
移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含む位置範囲に対応するアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択するための位置範囲切り替えモジュール１６１ａ、
を含む。

【0113】

さらに、移動物体１０が、アンテナ１１が所在する位置において頻繁に切り替わり、正常な通信に影響を及ぼすことを防止するため、位置範囲は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含む。

【0114】

図１６に示すように、本発明の実施形態２のアンテナ自動アライメントシステム２００は、実施形態１のアンテナ自動アライメントシステム１００に基本的に似ており、異なる箇所は、アンテナ自動アライメントシステム２００のアンテナ選択モジュール２０２は、具体的には、距離計算モジュール２１０、および距離切り替えモジュール２２０を含むことである。

【0115】

距離計算モジュール２１０は、複数のアンテナ１１の現在の位置と無線端末２０の現在の位置との間の間隔をそれぞれ計算するために用いられる。

【0116】

距離切り替えモジュール２２０は、間隔が比較的短い部分のアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択するために用いられる。

【0117】

本発明の実施形態３のアンテナ自動アライメントシステム３００は、実施形態１のアンテナ自動アライメントシステム１００に基本的に似ており、異なる箇所は、現在の特徴的情報が、アンテナ１１の信号ステータス情報であることである。信号ステータス情報は、アンテナ１１の信号電力、アンテナ１１の信号強度、アンテナ１１の信号品質などとしてもよい。

【0118】

図１７に示すように、これに対応して、特徴的情報取得モジュール３０１は、具体的には、
所定の時間内に複数のアンテナ１１の信号電力を走査するための電力走査モジュール３１０ａ、
を含む。

【0119】

アンテナ選択モジュール３０２は、具体的には、
所定の時間内の各々のアンテナ１１の信号電力の積分を計算し、複数のアンテナ１１の現在の信号電力とするための電力計算モジュール３２０ａ、
現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つのアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択し、現在の通信のアンテナとするための電力切り替えモジュール３６０ａ、
を含む。

【0120】

前記アンテナアライメント方法に基づき、本発明は、前記アンテナアライメント方法を用いた移動物体１０をさらに提供する。前記移動物体１０は、例えば、地上遠隔操作戦車などの地上移動物体としても、例えば、無人航空機などの空中移動物体としてもよい。下記の実施形態において、無人航空機を例として移動物体１０の具体的な構造について説明する。

【0121】

図１、２および１８に示すように、本実施形態の移動物体１０は、複数のアンテナ１１と、特徴的情報取得装置１２と、無線回路モジュール１３と、コントローラ１４とを含む。

【0122】

複数のアンテナ１１は、無線端末２０との間の通信リンクを確立するために用いられ、前記複数のアンテナ１１は、予備アンテナを含む。通信リンクは、ポイントツーポイントの通信リンクであり、例えば、前記通信リンクは、ＭＩＭＯ通信リンクとしてもよい。アンテナ１１は、ＷｉＦｉアンテナ、ＷｉＭＡＸアンテナ、ＣＯＦＤＭアンテナなどとしてもよい。

【0123】

複数のアンテナ１１の予備アンテナおよび現在の通信アンテナの数は、実際の必要に応じて設計することができ、例えば、図示した実施形態において、予備アンテナの数は、現在の通信アンテナの数に等しい。具体的には、予備アンテナおよび現在の通信アンテナの数は、いずれも２つである。

【0124】

現在の特徴的情報は、アンテナ１１の信号ステータス情報、無線端末２０に対するアンテナ１１の相対位置情報のうち少なくとも１つを含んでもよい。信号ステータス情報は、アンテナ１１の信号電力、アンテナ１１の信号強度、アンテナ１１の信号品質などとしてもよい。無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の相対位置情報は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含んでもよい。

【0125】

特徴的情報取得装置１２は、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するために用いられる。

【0126】

特徴的情報取得装置１２の具体的な構造は、現在の特徴的情報に基づき設計することができる。例えば、一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の相対位置情報であり、これに対応し、特徴的情報取得装置１２は、移動物体１０の現在の姿勢情報を取得するための姿勢センサ１２ａ、ならびに無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサ１２ｂを含む。

【0127】

他の実施形態において、現在の特徴的情報は、アンテナ１１の信号電力であり、これに対応し、特徴的情報取得装置１２は、所定の時間内に複数のアンテナ１１の信号電力を走査するための無線回路モジュール１３を含む。具体的には、コントローラ１４は、無線回路モジュール１３を介して複数のアンテナ１１に通信接続し、無線回路モジュール１３を介して無線信号を送受信する。

【0128】

コントローラ１４は、アンテナ１１および特徴的情報取得装置１２に通信接続し、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択するために用いられる。

【0129】

具体的には、前記移動物体１０は、無線回路モジュール１３と複数のアンテナ１１との間に電気的に接続された制御スイッチ１５をさらに含み、コントローラ１４は、具体的には、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、切り替え準則に基づき、制御スイッチ１５によって、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択するために用いられる。

【0130】

切り替え準則は、複数のアンテナ１１における現在の特徴的情報の数値が比較的大きいアンテナ１１を選択すること、複数のアンテナ１１における現在の特徴的情報の数値が比較的小さいアンテナ１１を選択すること、複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が閾値範囲を満たしているアンテナ１１を選択することのうち少なくとも１つを含む。

【0131】

前記コントローラ１４の機能は、アンテナ１１の現在の特徴的情報に基づき設計することができ、例えば、一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末２０に対する複数のアンテナ１１の相対位置情報であり、前記移動物体１０は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の所定の姿勢情報を記憶するためのメモリ１６をさらに含み、特徴的情報取得装置１２は、移動物体１０の現在の姿勢情報を取得するための姿勢センサ１２ａ、無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサ１２ｂを含む。コントローラ１４は、移動物体１０の現在の姿勢情報および移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の所定の姿勢情報に基づき、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報を計算して得る。また、コントローラ１４は、無線端末２０の現在の絶対位置情報、および移動物体１０の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を計算して得る。

【0132】

移動物体１０の測位センサ１２ｂが、無線端末２０の情報を取得することが難しい場合、メモリ１６は、移動物体１０の起点の位置情報を記憶するためにさらに用いられ、コントローラ１４は、移動物体１０の起点の位置情報および移動物体１０の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を計算して得る。

【0133】

説明が必要なことは、移動物体１０が無人航空機である場合、移動物体１０の起点は、無人航空機の離陸点であることである。

【0134】

コントローラ１４は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報および移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、制御スイッチ１５によって、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択する。

【0135】

コントローラ１４が複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算する機能は、実際の必要に応じて設計することができ、例えば、具体的に図示されている実施形態において、コントローラ１４は、移動物体に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築し、複数の位置範囲が、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算し、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報および移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを判断するために用いられる。

【0136】

コントローラ１４が切り替え準則に基づき無線端末２０をアライメントするアンテナ１１を選択する機能は、実際の必要に応じて設計することができ、例えば、具体的に図示されている実施形態において、コントローラ１４は、移動物体１０に対する無線端末２０の現在の位置情報を含む位置範囲に対応するアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択するためにさらに用いられる。

【0137】

さらに、移動物体１０が、アンテナ１１の所在座標位置において頻繁に切り替わることを防止するため、前記位置範囲は、移動物体１０に対する複数のアンテナ１１の現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含む。

【0138】

他の実施形態において、切り替え準則が、アンテナ１１の現在の位置と無線端末２０の位置との間の間隔である場合、コントローラ１４が複数のアンテナ１１の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているかを計算する機能は、コントローラ１４が、複数のアンテナ１１の現在の位置と無線端末２０の位置との間の間隔をそれぞれ計算し、間隔が比較的短い部分のアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択するよう設計することができる。

【0139】

他の実施形態において、現在の特徴的情報がアンテナ１１の信号ステータス情報である場合、コントローラ１４の機能は、コントローラ１４が、複数のアンテナ１１の信号ステータス情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ１１を選択することに用いられるよう設計する。

【0140】

例えば、信号ステータス情報は、アンテナ１１の信号電力としてもよく、移動物体１０は、所定の時間内に複数のアンテナ１１の信号電力を走査するための無線回路モジュール１３をさらに含み、コントローラ１４は、所定の時間内の各々のアンテナ１１の信号電力の積分を計算し、複数のアンテナ１１の現在の信号電力とする。コントローラ１４は、現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つのアンテナ１１を、無線端末２０をアライメントするアンテナ１１として選択し、現在の通信のアンテナとする。

【0141】

前記無線端末２０は、地上無線端末、ＵＡＶ地上局、リモートコントローラなどとしても、例えば、ＵＡＶ空中局、他の航空機などの空中無線端末としてもよい。本実施形態において、リモートコントローラを例として説明する。

【0142】

図１９に示すように、無線端末２０は、複数の通信アンテナ２１と、端末コントローラ２２と、端末測位センサ２３と、端末無線回路モジュール２４と、端末メモリ２５とを含む。

【0143】

通信アンテナ２１の数は、必要に応じて設計することができ、例えば、図示した実施形態において、通信アンテナ２１の数は２つであり、移動物体１０のアンテナ１１と２×２のＭＩＭＯ通信リンクを構築する。

【0144】

端末コントローラ２２は、端末無線回路モジュール２４を介して通信アンテナ２１に通信接続し、無線回路モジュール１３を介して通信アンテナ２１を制御し、データを送受信する。

【0145】

端末測位センサ２３は、端末コントローラ２２に通信接続し、無線端末２０の現在の位置情報を感知するために用いられる。端末測位センサ２３は、ＧＰＳ、北斗衛星測位センサなどとしてもよい。

【0146】

端末メモリ２５は、端末コントローラ２２に接続し、データを記憶するために用いられ、例えば、移動物体１０の現在の通信アンテナ２１を介して無線端末２０の通信アンテナ２１と確立した通信リンクが伝送したデータなどを記憶するために用いられる。

【0147】

前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、前記アンテナ自動アライメント方法における計算、判断、選択などのステップを実行するためのコントローラをさらに提供する。

【0148】

本発明で提供するいくつかの実施形態において、開示されている関連装置および方法は、その他の方式によって実現してもよいことを理解すべきである。例えば、上述した装置の実施形態は、概略的なものに過ぎず、例えば、前記モジュールまたはユニットの区分は、論理的な機能の区分に過ぎず、実際の実現の際には、別の区分方式を有してもよく、例えば、複数のユニットまたはアセンブリを結合するか、または別のシステムに集積してもよく、または一部の特徴を省略しても、実行しなくてもよい。もう一点、示された、または考察された互いの間の結合または直接結合または通信接続は、いくつかのインターフェース、装置またはユニットの間接結合または通信接続としてもよく、電気的、機械またはその他の形式とすることができる。

【0149】

前記分離部材として説明したユニットは、物理的に分けられたものであっても、または分けられていないものであってもよく、ユニットとして示された部材は、物理的なユニットであっても、またはそうでなくてもよく、すなわち、一つの場所に位置していても、または複数のネットワークユニットに分布していてもよい。実際の必要に応じて、一部または全部のユニットを選択し、本実施形態の手法の目的を実現してもよい。

【0150】

また、本発明の各実施形態における各機能ユニットは、一つの処理ユニットの中に集積しても、各ユニットが単独で物理的に存在しても、複数のユニットを一つのユニットの中に集積してもよい。前記集積されたユニットは、ハードウェアの形式で実現しても、ソフトウェアの機能ユニットの形式で実現してもよい。

【0151】

前記集積されたユニットをソフトウェアの機能ユニットの形式で実現し、独立した製品として販売または使用する場合、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶してもよい。こうした理解に基づき、本発明の技術手法は、実質的に、あるいは従来技術に対して寄与する部分またはこの技術手法の全部もしくは一部に対して、ソフトウェア製品の形式で実現し、コンピュータプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）に本発明の各実施形態の前記方法の全部または一部のステップを実行させる複数のコマンドを含むこのコンピュータソフトウェア製品を、記憶媒体に記憶してもよい。前記記憶媒体は、ＵＳＢフラッシュドライブ、ポータブルハードディスクドライブ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ，Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ，Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フロッピーディスクまたは光ディスクなどのプログラムコードを記憶可能な各種媒体を含む。

【0152】

上述したものは、本発明の実施形態に過ぎず、これによって本発明の特許請求の範囲を限定するものではなく、本発明の明細書および図面の内容を用いて行われたすべての同等の構造もしくは同等のフローの変更、またはその他の関連する技術分野に直接もしくは間接的に用いたものは、本発明の特許保護範囲内にいずれも含まれる。

【0153】

上述したものは、本発明の実施形態に過ぎず、これによって本発明の特許請求の範囲を限定するものではなく、本発明の明細書および図面の内容を用いて行われたすべての同等の構造もしくは同等のフローの変更、またはその他の関連する技術分野に直接もしくは間接的に用いたものは、本発明の特許保護範囲内にいずれも含まれる。

【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】