▶ アンドゥリル・インダストリーズ・インコーポレーテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023015381
(43)【公開日】2023-01-31
(54)【発明の名称】衝撃に強い自律型ヘリコプタプラットフォーム
(51)【国際特許分類】
B64C 13/18 20060101AFI20230124BHJP
B64C 39/02 20060101ALI20230124BHJP
B64D 47/08 20060101ALI20230124BHJP
【ＦＩ】
B64C13/18 Z
B64C39/02
B64D47/08
【審査請求】有
【請求項の数】22
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022187205
(22)【出願日】2022-11-24
(62)【分割の表示】P 2021515499の分割
【原出願日】2018-11-29
(31)【優先権主張番号】16/165,470
(32)【優先日】2018-10-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】520441626
【氏名又は名称】アンドゥリル・インダストリーズ・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＮＤＵＲＩＬ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ラッキー・パーマー・エフ．
(72)【発明者】
【氏名】レビン・ジェイソン
(72)【発明者】
【氏名】ハマーシュタイン・ジュリアン
(72)【発明者】
【氏名】チェン・ジョセフ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】衝撃に強い自律型ヘリコプタプラットフォームを提供する。
【解決手段】人ヘリコプタプラットフォームは、胴体、尾部、胴体と連結されたペイロードレール、および胴体と連結されたメインロータアセンブリを含む。尾部は、テールロータおよびテールロータモータを含む。メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータ、およびメインロータモータを含む。ペイロードレールは、ペイロードを胴体に機械的に接続し、ペイロードの重心が回転軸と位置合わせできるようにペイロードの位置決めを可能にする。無人ヘリコプタを制御するためのシステムは、プロセッサ、およびプロセッサに命令を与えるためのメモリを含む。プロセッサはタスクを受信し、タスクのルートを動的に決定し、ルートの少なくとも一部に沿って飛行することを含むタスクを自律的に実行することができる。ルートは、タスク、地理、および地形に基づく。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】人ヘリコプタプラットフォームは、胴体、尾部、胴体と連結されたペイロードレール、および胴体と連結されたメインロータアセンブリを含む。尾部は、テールロータおよびテールロータモータを含む。メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータ、およびメインロータモータを含む。ペイロードレールは、ペイロードを胴体に機械的に接続し、ペイロードの重心が回転軸と位置合わせできるようにペイロードの位置決めを可能にする。無人ヘリコプタを制御するためのシステムは、プロセッサ、およびプロセッサに命令を与えるためのメモリを含む。プロセッサはタスクを受信し、タスクのルートを動的に決定し、ルートの少なくとも一部に沿って飛行することを含むタスクを自律的に実行することができる。ルートは、タスク、地理、および地形に基づく。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無人ヘリコプタプラットフォームであって、
飛行制御電子機器を収容する胴体と、
前記胴体と連結した尾部であって、前記尾部は、テールロータとテールロータモータとを含む尾部と、
前記胴体と前記飛行制御電子機器とに連結されたメインロータアセンブリであって、前記メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータと、メインロータモータと、を含むメインロータアセンブリと、
前記胴体と連結し前記胴体に沿って延在するペイロードレールであって、前記ペイロードレールは、前記胴体に複数のペイロードの機械的接続を可能にし、前記ペイロードレールは、前記複数のペイロードの重心が前記メインロータの前記回転軸と並ぶ位置に配置可能なように、前記ペイロードレールに接続した前記複数のペイロードの位置決めが可能であるペイロードレールと、
を備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
飛行制御電子機器を収容する胴体と、
前記胴体と連結した尾部であって、前記尾部は、テールロータとテールロータモータとを含む尾部と、
前記胴体と前記飛行制御電子機器とに連結されたメインロータアセンブリであって、前記メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータと、メインロータモータと、を含むメインロータアセンブリと、
前記胴体と連結し前記胴体に沿って延在するペイロードレールであって、前記ペイロードレールは、前記胴体に複数のペイロードの機械的接続を可能にし、前記ペイロードレールは、前記複数のペイロードの重心が前記メインロータの前記回転軸と並ぶ位置に配置可能なように、前記ペイロードレールに接続した前記複数のペイロードの位置決めが可能であるペイロードレールと、
を備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項2】
請求項１に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記メインロータアセンブリは、
回転部分と固定部分とを含む閉鎖型スワッシュアセンブリであって、前記回転部分は前記メインロータの中心部分を囲んで、前記胴体に対して回転可能であり、前記固定部分は前記胴体と連結されている閉鎖型スワッシュアセンブリ、をさらに含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
回転部分と固定部分とを含む閉鎖型スワッシュアセンブリであって、前記回転部分は前記メインロータの中心部分を囲んで、前記胴体に対して回転可能であり、前記固定部分は前記胴体と連結されている閉鎖型スワッシュアセンブリ、をさらに含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項3】
請求項２に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードレールは、前記胴体の前方部分から前記胴体の後方部分まで延在する無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項4】
請求項１に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記尾部は前記胴体に着脱自在に連結し、前記胴体は胴体カップリング部を含み、前記尾部は、前記胴体カップリング部と嵌合するように構成されるテールカップリング部を含み、前記テールカップリング部および前記胴体カップリング部は、前記胴体と前記尾部との間に機械的接続部、データ接続部および電力接続部を提供している無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項5】
請求項１に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードのうちの少なくとも１つは、前記メインロータモータに電力を供給するためのバッテリペイロードである無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項6】
請求項１に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードのうち少なくとも１つは、コンピュータペイロードである無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項7】
請求項１に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記複数のペイロードは、レーザ高度計モジュール、カメラモジュール、ライダモジュール、レーダモジュール、メガフォン、熱センサモジュール、および／または全地球測位モジュールのうちの少なくとも１つを含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項8】
請求項１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、
前記胴体に接続された通信アセンブリをさらに備え、前記通信アセンブリは、外部電源から第１の複数の信号を受け入れ、前記無人ヘリコプタプラットフォームから外部受信機に第２の複数の信号を提供する無人ヘリコプタプラットフォーム。
前記胴体に接続された通信アセンブリをさらに備え、前記通信アセンブリは、外部電源から第１の複数の信号を受け入れ、前記無人ヘリコプタプラットフォームから外部受信機に第２の複数の信号を提供する無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項9】
請求項８に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記通信アセンブリはメッシュ無線機を含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項10】
請求項１に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記胴体と連結された少なくとも１つの降着装置をさらに備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項11】
請求項１０に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記少なくとも１つの降着装置は、
前記胴体に接続している第１の部分、第２の部分、および前記第１の部分と前記第２の部分との間のヒンジと、
前記ヒンジ周辺で前記第１の部分に関して前記第２の部分を自動的に回転させるための降着装置モータと、
をさらに含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
前記胴体に接続している第１の部分、第２の部分、および前記第１の部分と前記第２の部分との間のヒンジと、
前記ヒンジ周辺で前記第１の部分に関して前記第２の部分を自動的に回転させるための降着装置モータと、
をさらに含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項12】
請求項１に記載の無人ヘリコプタプラットフォームであって、
前記胴体と連結された全地球測位ユニットと、
前記全地球測位ユニットに全地球測位データを提供するために前記胴体と連結した少なくとも１つの全地球測位アンテナと、
をさらに備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
前記胴体と連結された全地球測位ユニットと、
前記全地球測位ユニットに全地球測位データを提供するために前記胴体と連結した少なくとも１つの全地球測位アンテナと、
をさらに備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
【請求項13】
無人ヘリコプタを制御するシステムであって、
前記システムは、
タスクを受信し、
前記タスクのための前記無人ヘリコプタのルートであって前記タスクに基づく前記ルートと、前記ルートの地理と、前記ルートに沿った地形と、を動的に決定することであって、前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、動的な決定を行い、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを自律的に実行する、
ように構成されるプロセッサと、
前記プロセッサに連結されたメモリであって、前記ルートを決定して、前記タスクを実行するための命令を前記プロセッサに提供するように構成されるメモリと、を含む、システム。
前記システムは、
タスクを受信し、
前記タスクのための前記無人ヘリコプタのルートであって前記タスクに基づく前記ルートと、前記ルートの地理と、前記ルートに沿った地形と、を動的に決定することであって、前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、動的な決定を行い、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを自律的に実行する、
ように構成されるプロセッサと、
前記プロセッサに連結されたメモリであって、前記ルートを決定して、前記タスクを実行するための命令を前記プロセッサに提供するように構成されるメモリと、を含む、システム。
【請求項14】
請求項１３に記載のシステムであって、前記プロセッサは、追加の入力に基づいて前記ルートを動的に決定する、システム。
【請求項15】
請求項１４に記載のシステムであって、前記追加の入力は、前記無人ヘリコプタ上のシステムセンサからの第１の気象状態と、外部センサ、全地球測位データ、および／またはタスクデータからの第２の気象状態と、のうちの少なくとも１つを含む、システム。
【請求項16】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは、対象物に対するあらかじめ定められた地理的領域を探索することであり、
前記システムは、
前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記対象物に基づいて前記無人ヘリコプタのスタンドオフ距離およびスタンドオフ角度を決定し、
前記地形、前記対象物、風向、風速、前記スタンドオフ距離、前記スタンドオフ角度、およびルート完了時間に基づく前記ルートのらせん状経路およびローンモーワ経路のうち１つを選択し、
前記ルートに沿って前記撮像システムにより取り込まれた複数の画像を分析して前記対象物を認識し、
前記対象物が前記複数の画像のうちの１つで認識されることに応じて、外部受信機への伝送のために前記外部通信モジュールに通知を提供する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、
前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記対象物に基づいて前記無人ヘリコプタのスタンドオフ距離およびスタンドオフ角度を決定し、
前記地形、前記対象物、風向、風速、前記スタンドオフ距離、前記スタンドオフ角度、およびルート完了時間に基づく前記ルートのらせん状経路およびローンモーワ経路のうち１つを選択し、
前記ルートに沿って前記撮像システムにより取り込まれた複数の画像を分析して前記対象物を認識し、
前記対象物が前記複数の画像のうちの１つで認識されることに応じて、外部受信機への伝送のために前記外部通信モジュールに通知を提供する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項17】
請求項１６に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、
前記対象物が見つけられていることに応じて、前記複数の画像に基づいて前記対象物の次の位置を動的に予測し、
前記次の位置が撮像システムの視界内にあるように前記ルートを更新し、
前記視界から前記対象物が失われることに応じて、前記らせん状経路および前記ローンモーワ経路のうちの１つを前記ルートとして再選択し、ユーザに伝送するために前記外部通信モジュールに対象物のロスト通知を提供するように、さらに構成される、システム。
前記プロセッサは、
前記対象物が見つけられていることに応じて、前記複数の画像に基づいて前記対象物の次の位置を動的に予測し、
前記次の位置が撮像システムの視界内にあるように前記ルートを更新し、
前記視界から前記対象物が失われることに応じて、前記らせん状経路および前記ローンモーワ経路のうちの１つを前記ルートとして再選択し、ユーザに伝送するために前記外部通信モジュールに対象物のロスト通知を提供するように、さらに構成される、システム。
【請求項18】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは発進位置に戻ることであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記発進位置を記録し、
前記タスクの受信に応じて、現在位置から前記発進位置までの最低安全高度を有する前記ルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記発進位置からのあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する、
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記発進位置を記録し、
前記タスクの受信に応じて、現在位置から前記発進位置までの最低安全高度を有する前記ルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記発進位置からのあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する、
ようにさらに構成される、システム。
【請求項19】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは位置を見ることであり、
前記システムは、
前記タスクと、前記位置に近接した追加のアセットの位置データと、を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサに連結された外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムが地形データを用いるための、前記位置から少なくとも１つの利用可能な有利な地点までの、レイトレーシングであって、前記レイトレーシングは前記少なくとも１つの有利な地点と前記位置との間の障害物の数および大きさを示す、レイトレーシングを実行し、
最適な数および最適な大きさの障害物を有する有利な地点を、前記少なくとも１つの利用可能な有利な地点から、選択し、
現在位置から前記有利な地点までの前記ルートであって、追加のアセットの位置を含まない前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、
前記タスクと、前記位置に近接した追加のアセットの位置データと、を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサに連結された外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムが地形データを用いるための、前記位置から少なくとも１つの利用可能な有利な地点までの、レイトレーシングであって、前記レイトレーシングは前記少なくとも１つの有利な地点と前記位置との間の障害物の数および大きさを示す、レイトレーシングを実行し、
最適な数および最適な大きさの障害物を有する有利な地点を、前記少なくとも１つの利用可能な有利な地点から、選択し、
現在位置から前記有利な地点までの前記ルートであって、追加のアセットの位置を含まない前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項20】
請求項１９に記載のシステムであって、前記プロセッサは、少なくとも１つのあらかじめ定められた領域が前記ルートから除外されるように前記ルートを決定するようにも構成される、システム。
【請求項21】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは対象物を追跡することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムからの入力に基づいてリアルタイムで前記対象物の位置を動的に推定し、
前記撮像システムの視界内に前記位置がい続けるように前記ルートを動的に決定し、
前記対象物が前記撮像システムの前記視界から出るのに応じて、前記対象物が前記撮像システムの視界内にあった最後に認知された位置を含む領域を、探索する
ように構成される、システム。
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムからの入力に基づいてリアルタイムで前記対象物の位置を動的に推定し、
前記撮像システムの視界内に前記位置がい続けるように前記ルートを動的に決定し、
前記対象物が前記撮像システムの前記視界から出るのに応じて、前記対象物が前記撮像システムの視界内にあった最後に認知された位置を含む領域を、探索する
ように構成される、システム。
【請求項22】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは領域を回避することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、前記ルートが前記領域を含まないように前記ルートを決定するように構成される、システム。
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、前記ルートが前記領域を含まないように前記ルートを決定するように構成される、システム。
【請求項23】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは全地球測位位置を発信する対象物を追跡することであり、
前記システムは、前記全地球測位位置を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記全地球測位位置を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記全地球測位位置から特定の距離内にい続けるように前記ルートを動的に更新する
ように構成される、システム。
前記システムは、前記全地球測位位置を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記全地球測位位置を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記全地球測位位置から特定の距離内にい続けるように前記ルートを動的に更新する
ように構成される、システム。
【請求項24】
請求項１３に記載のシステムであって、追加タスクは、音響的に検知不可能な状態を維持することであり、前記システムは、
人間の観察者を含む少なくとも１つの区域を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタの音紋、風向、および風速に基づいて音響検知距離を決定し、
前記少なくとも１つの区域と、前記少なくとも１つの区域の各々の周りの音響検知距離と、を含む領域を含まない前記ルートを決定する
ように、さらに構成される、システム。
人間の観察者を含む少なくとも１つの区域を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタの音紋、風向、および風速に基づいて音響検知距離を決定し、
前記少なくとも１つの区域と、前記少なくとも１つの区域の各々の周りの音響検知距離と、を含む領域を含まない前記ルートを決定する
ように、さらに構成される、システム。
【請求項25】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは、複数の終点を有する経路を巡回することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記複数の終点の間の経路を移動し、前記複数の終点の各々において方向を反転させるルートを決定し、
注目する対象物を検知すると伝送のための信号を前記外部通信モジュールに提供し、
帰還のための最小エネルギーレベルに達すると、現在位置からホーム位置への前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記複数の終点の間の経路を移動し、前記複数の終点の各々において方向を反転させるルートを決定し、
注目する対象物を検知すると伝送のための信号を前記外部通信モジュールに提供し、
帰還のための最小エネルギーレベルに達すると、現在位置からホーム位置への前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
【請求項26】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは引き継ぎであり、
前記システムは、
追加の無人機または他のメッシュネットワーク化されたデバイスに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
バッテリと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記バッテリのバッテリレベルが閾値を下回っているかどうかを判定し、
バッテリレベルが閾値を下回っていることに応じて、前記無人機に伝送するために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
前記追加の無人機が前記無人ヘリコプタから閾値距離内にあった後に、少なくとも特定の時間間隔で、現在位置からホーム位置までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
前記システムは、
追加の無人機または他のメッシュネットワーク化されたデバイスに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
バッテリと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記バッテリのバッテリレベルが閾値を下回っているかどうかを判定し、
バッテリレベルが閾値を下回っていることに応じて、前記無人機に伝送するために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
前記追加の無人機が前記無人ヘリコプタから閾値距離内にあった後に、少なくとも特定の時間間隔で、現在位置からホーム位置までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
【請求項27】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは故障への応答であり、
前記システムは、ユーザに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
バッテリシステム、電力システム、推進システム、飛行制御システム、および通信システムのうちの少なくとも１つの故障を検出し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であるかどうか判定し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であることに応じて、伝送のために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
現在位置から、ホーム位置と最寄りの安全着陸位置とのうちの一方までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
前記システムは、ユーザに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
バッテリシステム、電力システム、推進システム、飛行制御システム、および通信システムのうちの少なくとも１つの故障を検出し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であるかどうか判定し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であることに応じて、伝送のために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
現在位置から、ホーム位置と最寄りの安全着陸位置とのうちの一方までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
【請求項28】
請求項１３に記載のシステムであって、追加タスクは、視覚的に検知不可能な状態を維持することであり、
前記システムは、前記無人ヘリコプタの全地球測位位置を受信する全地球測位モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
全地球測位データに基づいて時間および太陽の位置を決定し、
前記太陽の位置と注目する対象物とを結ぶ線を決定し、
前記無人ヘリコプタが前記線上に位置するような、前記対象物からの高度および方向を含む、前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、前記無人ヘリコプタの全地球測位位置を受信する全地球測位モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
全地球測位データに基づいて時間および太陽の位置を決定し、
前記太陽の位置と注目する対象物とを結ぶ線を決定し、
前記無人ヘリコプタが前記線上に位置するような、前記対象物からの高度および方向を含む、前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項29】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは、対象物に関して静止位置を見つけることであり、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタが対象物の視界外にい続けるかどうかを判定し、
前記無人ヘリコプタが前記対象物の前記視界外に留まることが決定されたことに応じて、前記視界外にある着陸地点の位置を決め、
現在位置から前記着陸地点までのルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する
ようにさらに構成される、システム。
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタが対象物の視界外にい続けるかどうかを判定し、
前記無人ヘリコプタが前記対象物の前記視界外に留まることが決定されたことに応じて、前記視界外にある着陸地点の位置を決め、
現在位置から前記着陸地点までのルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項30】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは自律的に着陸することであり、
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
利用可能な着陸地点にカメラを向け、前記外部通信モジュールを介して、利用可能な着陸地点を含む画像をユーザに提供し、
ユーザが選択した着陸地点を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するよう制御する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
利用可能な着陸地点にカメラを向け、前記外部通信モジュールを介して、利用可能な着陸地点を含む画像をユーザに提供し、
ユーザが選択した着陸地点を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するよう制御する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項31】
請求項１３に記載のシステムであって、前記タスクは、注目区域を画像の中央に配することであり、
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記外部通信モジュールを介して画像をユーザに提供し、
前記外部通信モジュールを介して前記画像に含まれている注目区域を受信し、
注目区域が少なくとも１つの後続の画像の各々にて実質的に中心にあるように、前記カメラおよび前記無人ヘリコプタの方向を制御する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記外部通信モジュールを介して画像をユーザに提供し、
前記外部通信モジュールを介して前記画像に含まれている注目区域を受信し、
注目区域が少なくとも１つの後続の画像の各々にて実質的に中心にあるように、前記カメラおよび前記無人ヘリコプタの方向を制御する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項32】
請求項１３に記載のシステムであって、追加タスクは、少なくとも１つの対象物から視覚的に検知不可能な状態を維持することであり、
前記システムは、少なくとも１つのカメラをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの対象物用の背景を決定し、
前記少なくとも１つのカメラを制御して前記背景の画像を取り込み、
前記無人ヘリコプタに対応する部分に、前記背景に対応する前記画像を表示する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、少なくとも１つのカメラをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの対象物用の背景を決定し、
前記少なくとも１つのカメラを制御して前記背景の画像を取り込み、
前記無人ヘリコプタに対応する部分に、前記背景に対応する前記画像を表示する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項33】
無人ヘリコプタを制御する方法であり、
タスクを受信することと、
プロセッサを使用して、前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
を含む方法。
タスクを受信することと、
プロセッサを使用して、前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
を含む方法。
【請求項34】
無人ヘリコプタを制御するためのコンピュータプログラム製品であり、
前記コンピュータプログラム製品は、非一時的なコンピュータ可読の記憶媒体に実施され、
タスクを受信することと、
前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
のためのコンピュータ命令を含むコンピュータプログラム製品。
前記コンピュータプログラム製品は、非一時的なコンピュータ可読の記憶媒体に実施され、
タスクを受信することと、
前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
のためのコンピュータ命令を含むコンピュータプログラム製品。
【請求項35】
無人ヘリコプタに荷積みする方法であって、
前記無人ヘリコプタを空中に配することと、
前記無人ヘリコプタが真上に配されるように、少なくとも１つのペイロードレールに沿って複数のペイロードを位置決めすることと、を備え、
前記無人ヘリコプタは、胴体、尾部、メインロータアセンブリおよび少なくとも１つのペイロードレールを含み、
前記胴体は、飛行制御電子機器を収容し、
前記尾部は、前記胴体に連結し、かつテールロータおよびテールロータモータを含み、
前記メインロータアセンブリは、前記胴体と連結し、
前記メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータと、メインロータモータと、を含み、
前記少なくとも１つのペイロードレールは、前記胴体と接続され前記胴体に沿って延在し、
前記少なくとも１つのペイロードレールは、複数のペイロードを前記胴体に機械的に接続することを可能にし、
前記無人ヘリコプタは前記メインロータの前記回転軸から空中に配され、
前記複数のペイロードは、前記複数のペイロードの重心が前記メインロータの回転軸と並ぶ位置に配置されるように、前記少なくとも１つのペイロードレールに沿って配置される、方法。
前記無人ヘリコプタを空中に配することと、
前記無人ヘリコプタが真上に配されるように、少なくとも１つのペイロードレールに沿って複数のペイロードを位置決めすることと、を備え、
前記無人ヘリコプタは、胴体、尾部、メインロータアセンブリおよび少なくとも１つのペイロードレールを含み、
前記胴体は、飛行制御電子機器を収容し、
前記尾部は、前記胴体に連結し、かつテールロータおよびテールロータモータを含み、
前記メインロータアセンブリは、前記胴体と連結し、
前記メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータと、メインロータモータと、を含み、
前記少なくとも１つのペイロードレールは、前記胴体と接続され前記胴体に沿って延在し、
前記少なくとも１つのペイロードレールは、複数のペイロードを前記胴体に機械的に接続することを可能にし、
前記無人ヘリコプタは前記メインロータの前記回転軸から空中に配され、
前記複数のペイロードは、前記複数のペイロードの重心が前記メインロータの回転軸と並ぶ位置に配置されるように、前記少なくとも１つのペイロードレールに沿って配置される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
従来の無人航空機（ＵＡＶ）または無人機（ドローン）は、多くのタスクを実行するのに有用である。このような無人機は、監視、商業用荷物の輸送もしくは兵器の運搬、遠く離れたもしくは荒涼とした領域の地図作成、および／または他の任務を実行し得る。このような無人機は有用ではあるが、いくつかの欠点がある。例えば、無人機は、通常は遠隔操縦されるため、信頼性に欠け、所望よりも遅く、範囲が限定され、および／または性能に悪影響を及ぼす他の問題を有し得る。それゆえに、無人機の研究が進行中である。
【発明の概要】
【0002】
本発明の種々の実施形態は、以下の詳細な説明および添付の図面に開示される。
【図面の簡単な説明】
【0003】
【0004】
【0005】
【0006】
【0007】
【0008】
【0009】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
本発明は、プロセス、装置、システム、問題の構成、コンピュータ可読の記憶媒体上に実現されるコンピュータプログラム製品、ならびに／またはプロセッサ、例えば、プロセッサに接続されたメモリに保存され、および／もしくはメモリにより提供される命令を実行するように構成されたプロセッサとして含む非常に多くの方法で実施することができる。本明細書では、これらの実施態様、または本発明がとり得る他のいかなる形態も、技術と呼び得る。一般に、開示されたプロセスのステップの順序は、本発明の範囲内で変更し得る。特に明記しない限り、タスクを実行するように構成されていると記載されているプロセッサまたはメモリなどの構成要素は、所与の時間でタスクを実行するように一時的に構成される一般の構成要素、またはタスクを実行するために製造される特定の構成要素として実装され得る。本明細書において、用語「プロセッサ」は、コンピュータプログラム命令などのデータを処理するように構成された１つまたは複数の装置、回路、および／または処理コアを指す。
【0029】
本発明の１つまたは複数の実施形態の詳細な説明は、本発明の原理を例示する添付の図面と共に以下でなされる。本発明はそのような実施形態に関連して説明されるが、本発明はいかなる実施形態にも限定されない。本発明の範囲は特許請求の範囲によってのみ限定され、本発明は非常に多くの代替物、変形物および均等物を包含する。本発明を完全に理解するために、以下の説明では、非常に多くの具体的な詳細を述べる。これらの詳細は例示の目的のために提供され、本発明はこれらの特定の詳細の一部または全てを伴わずに、特許請求の範囲に従って実施され得る。明確にするために、本発明に関連する技術分野において公知の技術的材料は、本発明が不必要に不明瞭にならないように詳述していない。
【0030】
一態様では、無人ヘリコプタプラットフォームを説明する。無人ヘリコプタプラットフォームは、飛行制御電子機器を格納する胴体、胴体と接続した尾部、胴体および飛行制御電子機器と接続したメインロータアセンブリ、ならびに胴体と接続し胴体に沿って延びるペイロードレールを含む。尾部は、テールロータおよびテールロータモータを含む。メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータ、およびメインロータモータを含む。ペイロードレールは、胴体に複数のペイロードの機械的接続を可能にする。ペイロードレールにより、複数のペイロードの重心がメインロータの回転軸と並ぶ位置に配置可能なように、ペイロードレールに接続した複数のペイロードの位置決めが可能になる。
【0031】
別の態様では、無人ヘリコプタを制御するシステムが例示されている。
無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体、胴体と接続した尾部、胴体と接続したメインロータアセンブリ、および胴体と接続したペイロードレールを含む。該システムは、プロセッサ、およびプロセッサに接続したメモリを含む。該プロセッサはタスクを受信し、そのタスクのために無人ヘリコプタのルートを動的に決定するように構成される。該ルートは、タスク、ルートの地理、およびルートに沿った地形に基づく。プロセッサはまた、ルートの少なくとも一部に沿って飛行することを含むタスクを、自律的に実行するように構成される。メモリは、ルートを決定し、タスクを実行するための命令をプロセッサに提供するように構成される。
無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体、胴体と接続した尾部、胴体と接続したメインロータアセンブリ、および胴体と接続したペイロードレールを含む。該システムは、プロセッサ、およびプロセッサに接続したメモリを含む。該プロセッサはタスクを受信し、そのタスクのために無人ヘリコプタのルートを動的に決定するように構成される。該ルートは、タスク、ルートの地理、およびルートに沿った地形に基づく。プロセッサはまた、ルートの少なくとも一部に沿って飛行することを含むタスクを、自律的に実行するように構成される。メモリは、ルートを決定し、タスクを実行するための命令をプロセッサに提供するように構成される。
【0032】
別の態様では、無人ヘリコプタを制御する方法が説明される。無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体、胴体と接続した尾部、胴体と接続したメインロータアセンブリ、および胴体と接続したペイロードレールを含む。この方法は、タスクを受信することと、プロセッサを使用して、タスクを実行する際に無人ヘリコプタが使用するルートを動的に決定することを含む。該ルートは、タスク、ルートの地理、およびルートに沿った地形に基づく。この方法はまた、ルートの少なくとも一部に沿って飛行することを含むタスクを自律的に実行することを含む。
【0033】
別の態様では、無人ヘリコプタを制御するコンピュータプログラム製品が説明される。無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体、胴体と接続した尾部、胴体と接続したメインロータアセンブリ、および胴体と接続したペイロードレールを含む。このコンピュータプログラム製品は非一時的なコンピュータ可読の記憶媒体で実現し得て、タスクを受信し、タスクのために無人ヘリコプタのルートを動的に決定するためのコンピュータ命令を含む。該ルートは、タスク、ルートの地理、およびルートに沿った地形に基づく。このコンピュータプログラム製品はまた、ルートの少なくとも一部に沿って飛行することを含むタスクを自律的に実行するコンピュータ命令を含む。
【0034】
別の態様では、無人ヘリコプタを搭載する方法が例示されている。この無人ヘリコプタは、胴体、尾部、メインロータアセンブリ、および少なくとも１つのペイロードレールを含む。胴体には飛行制御電子機器が収容されている。尾部は胴体と接続され、テールロータおよびテールロータモータを含む。メインロータアセンブリは、胴体と接続されている。メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータ、およびメインロータモータを含む。少なくとも１つのペイロードレールは、胴体と接続されており、胴体に沿って延びている。少なくとも１つのペイロードレールは、複数のペイロードを胴体に機械的に接続することを可能にする。この方法は、無人ヘリコプタをメインロータの回転軸から空中に配することを含む。また、この方法は、無人ヘリコプタが真上に配されるように、少なくとも１つのペイロードレールに沿って複数のペイロードを位置決めする。複数のペイロードは、複数のペイロードの重心がメインロータの回転軸と位置を合わせられるように、少なくとも１つのペイロードレールに沿って配置される。
【0035】
図１Ａ～１Ｄは、無人ヘリコプタプラットフォーム１００の例示的な実施形態の様々な図を表す。明確にするために、図１Ａ～１Ｄは縮尺通りではなく、いくつかの構成要素は省略され、および／またはそれぞれの図において符号を付され得ない。図１Ａは、無人ヘリコプタ１００の一実施形態のブロック図である。図１Ｂ～１Ｄは、無人ヘリコプタ１００の特定の実施形態の一部の側面部分、斜視部分、および正面部分を表す。
【0036】
無人ヘリコプタ１００は、胴体１１０、ペイロードレール１２０、尾部１３０、メインロータアセンブリ１４０、および外部通信モジュール１５０を含む。胴体１１０は無人ヘリコプタ１００に構造および安定性を提供し、飛行制御電子機器１１２、ならびにメインロータアセンブリ１４０用の駆動系の一部を収容する。したがって、胴体１１０は、無人ヘリコプタ１００の飛行上重要な構成要素の一部または全部を収容し得る。胴体はアルミニウム、例えば、曲げられた金属薄板から形成される。しかしながら、胴体を形成する他の材料および／または方法も使用し得る。
【0037】
飛行制御電子機器１１２はタスクを受信し、タスクを達成するために無人ヘリコプタ１００が飛行するためのルートを動的に決定し、タスクを実行するためにルートの少なくとも一部に沿って自律的に飛行することができる。ルートの決定には、タスクに基づいてルートを選択するだけでなく、ルートの地理、ルートに沿った地形、ならびに追加のタスク、気象条件、利用可能なバッテリ（例えば、バッテリが飛行および通信に利用可能なローカル電力を格納する場合）、ならびに他の内部および／または外部考慮事項などの任意に他の要因を選択することも含まれる。いくつかの実施形態では、人工知能コア１１４がこれらのルート選択および誘導タスクを実行する。飛行制御電子機器には、飛行制御装置、ロータモータ１４６のモータ制御装置、およびバッテリ（図１Ａ～１Ｄには示されていない）からの電圧を調整する電源も含まれている。飛行制御電子機器１１２は、メインロータアセンブリ１４０、尾部１３０、および外部通信モジュール１５０などの無人ヘリコプタ１００の他の部分とも通信する。
【0038】
外部通信モジュール１５０は、無人ヘリコプタ１００に対して外部のシステムから入力を受け取り、外部のシステムに出力を送る。例えば、外部通信モジュール１５０は、メッシュ無線機を含む。メッシュ無線機の使用により、インターネットプロトコルを利用する携帯電話、ラップトップ、および他のコンピューティングデバイスのようなクライアントとの通信が可能となる。通信モジュール１５０を通して、無人ヘリコプタ１００Ａは、相互接続されたメッシュデバイスのネットワークの一部となり得る。ネットワークは、他の無人機、センサステーション、ユーザのコンピューティングデバイス、または無人ヘリコプタ１００Ａ、メッシュネットワークを用いる無人ヘリコプタ１００Ａおよび他のいかなるデバイスを制御するために使用される他の装置のようなデバイスを含み得る。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａは、様々な他のデバイスと直接情報を交換することができる。メッシュネットワークへの参加は、無人ヘリコプタ１００Ａによって実行される様々な自律運転を容易にし得る。いくつかの実施形態では、ルータまたは他の類似の通信システムがメッシュ無線機の代わりに、またはメッシュ無線機に加えて組み込まれる。
【0039】
いくつかの実施形態では、全地球測位ユニット１５２も存在する。いくつかの実施形態では、全地球測位ユニット１５２が外部ソースから全地球測位信号を受信し、したがって、外部通信モジュール１５０の一部とみなされる。ここに示した例では、飛行制御電子機器１１２が胴体１１０の前方部分にあり、一方、外部通信モジュール１５０は胴体１１０の後方部分にある。これは、外部通信モジュール１５０から駆動系の電気的にノイズの多い構成要素の物理的分離を考慮している。これにより、外部通信モジュール１５０の性能が向上する。
【0040】
尾部１３０は、胴体１１０と接続されている。尾部１３０は、尾セクション１３２、テールロータ１３４およびテールモータ１３６を含む。尾部１３０は硬く、例えば、炭素繊維チューブから形成され得る。テールモータ１３６は、テールロータ１３４を駆動する。図１Ａ～１Ｄには明示的には示されていないが、テールモータ１３６は飛行電子機器１１２に接続され、飛行電子機器１１２はテールモータ１３６を制御する。したがって、尾部１３０の駆動機構は電気的であり、他の駆動系から独立している。いくつかの実施形態では、尾部１３０は実際はモジュール式であり、胴体１１０に取り外し可能に接続し得る。
【0041】
メインロータアセンブリ１４０は、胴体１１０と接続され、飛行制御電子機器１１２に接続されている。メインロータアセンブリ１４０は、シャフト１４４およびロータモータ１４６と接続されたメインロータ１４２を含む。メインロータ１４０は、スワッシュサーボリンク１６２を含むスワッシュプレートアセンブリ１６０およびモータ１４６に接続されているベルト駆動部１６４も含む。メインロータ１４２は、回転軸１４８を中心に回転する。回転軸１４８は、シャフト１４４を通って延びる破線によって示されている。ロータモータ１４６は、飛行制御電子機器１１２によって制御され、メインロータ１４２を駆動する。
【0042】
ペイロードレール１２０は、胴体１１０と接続される。例えば、ペイロードレール１２０は、胴体１１０に接続される。ここに示した例では、ペイロードレール１２０が胴体１１０の実質的に全長に沿って延在する。いくつかの実施形態では、ペイロードレール１２０が胴体１１０に沿って部分的にのみ延在する。無人ヘリコプタ１００に対して、ペイロードレール１２０が１本だけ示されている。いくつかの実施形態では、複数のペイロードレール１２０を使用し得る。例えば、単一のペイロードレール１２０に代えて、２本以上のレールが胴体１１０の底部に沿って平行に延在する。いくつかの実施形態では、第１のレールが、飛行制御電子機器１１２に近接して、胴体１１０の前方部分に沿ってのみ延在し、一方で、別のレールが胴体１１０の後方部分に沿って延在する。ペイロードレールは、胴体１１０の底部に接続したペイロードレール１２０の代わりに、またはそれに加えて、胴体１１０の側面に接続される。他の構成も可能である。しかしながら、ペイロードレール１２０は、ペイロードの重心がメインロータ１４２の回転軸１４８に位置合わせできるように、ペイロードレール１２０に接続された複数のペイロードが位置決めできるように構成される。
【0043】
ペイロードレール１２０は、固定部分１２２、および固定部分１２２に沿って摺動する可動クランプ（例えば、可動クランプ１２４）を含む。図１Ｄで分かるように、固定部分１２２の断面は、示される実施形態においてダブテール設計である。固定部分１２２は、押出し成形されたアルミニウムで形成され、胴体１１０に接続されている。しかしながら、他の材料、形成方法、および胴体１１０に取り付けるための機構も使用し得る。ペイロード（１つまたは複数）は、クランプ（例えば、可動クランプ１２４）を介して固定部分１２２に接続され得る。４つのクランプが示されているが、簡略化のために１つだけが符号を付されている。クランプは、ペイロードレール１２０にペイロード（１つまたは複数）を機械的に接続する。電気的接続は、コネクタ（図示せず）および／または配線（図示せず）を介して、無人ヘリコプタ１００上の構成要素とペイロード（１つまたは複数）との間で行われる。クランプは固定部分１２２に沿って摺動することができるので、ペイロードはそれらの重心が回転軸１４８と位置合わせされる／実質的に直下に位置合わせされるように、均衡を保ち得る。いくつかの実施形態では、２つのより少量のペイロードは後部領域の１つまたは複数のクランプ（例えば、クランプ１２４）を介して接続され得て、一方、単一のより大きなペイロードは胴体１１０の後部領域の下方に固定して取り付けられ得る。３つのペイロード（または他のいかなる数のペイロードも）の重心を、各ペイロードをレールに沿って移動させ、次いでペイロードを適所に固定することによって、回転軸１４８より下になるように調整することができる。
【0044】
ペイロードレール１２０により、無人ヘリコプタ１００が使用する非飛行の重要なシステムの大部分を取り付けることが可能になる。例えば、いくつかの実施形態では、エネルギー源（例えば、バッテリ、発電機、および／または燃料電池）は、胴体１１０内に存在しない。代わりに、エネルギー源は、ペイロードレール１２０を介して機械的に接続され、飛行制御電子機器１１２ならびにモータ１４６およびモータ１３６などの構成要素に電気的に接続したペイロード（１つまたは複数）として搬送される。ペイロードレール１２０に接続された他のペイロードは、コンピュータ（１つまたは複数）、レーザ高度計などのセンサ、１つまたは複数のカメラモジュール、ライダモジュール（１つまたは複数）、レーダモジュール（１つまたは複数）、メガフォン（１つまたは複数）、熱センサモジュール（１つまたは複数）、全地球測位モジュール（１つまたは複数）、および／または無人ヘリコプタ１００Ａが輸送に要求される他のいかなるペイロードも含み得るが、これらに限定されない。
【0045】
無人ヘリコプタ１００は、性能と信頼性が向上している。後述するように、無人ヘリコプタ１００は、ルートの決定およびルートに沿った誘導を含む様々なタスクを自律的に実行することができる。その結果、人間のパイロットは、無人機の操作の少なくとも一部には不要であり得る。無人機に使用される材料によっては、無人機が頑丈となり、大きなペイロードを運搬できるようにする。無人ヘリコプタ１００もまた、実際にはモジュール式である。バッテリはペイロードとして運搬されるので、バッテリを、選択されたタスクに対して所望のエネルギープロファイルを提供するように構成し得る。例えば、バッテリは、より高速度かつ高性能およびより短い飛行時間、またはより低速度かつ低性能およびより長い飛行時間に対して選択され得る。このように、無人ヘリコプタ１００の性能は、所望の任務に合わせて調整される。尾部駆動システムに故障がある場合、尾部１３０を胴体１１０から分離し得る。その場合、尾部１３０を交換し得る。同様に、放電されると、ペイロードとして運ばれるバッテリ（図１Ａ～１Ｄには示されていない）を、新しいバッテリと交換し得る。このように、無人ヘリコプタ１００のモジュール式構成要素のうち１つまたは複数の故障部を取り替え得る。したがって、無人ヘリコプタ１００は、保守に費やす時間がより少なくなり得る。また、無人ヘリコプタ１００は、小型であり得る。いくつかの実施形態では、例えば、図１Ｂおよび図１Ｄにおける無人ヘリコプタ１００の高さｈ１は、２２０から２６０ミリメートルであり、図１Ｂおよび図１Ｄにおける胴体１１０の高さｈ２は、１００から２００ミリメートルであり、図１Ｂにおける無人ヘリコプタ１００の長さｌ１は、？？？から？？？ミリメートルであり、図１Ｄにおける胴体１１０の幅ｗ１は、５０から８０ミリメートルであり、図１Ｄにおけるレール１２０の固定部分１２２の幅ｗ２は、３０から５０ミリメートルである。他の実施形態では、他の寸法も可能である。図１Ｄで分かるように、いくつかの実施形態では、胴体１１０および無人ヘリコプタ１００のプロファイルは小さい。その結果、無人ヘリコプタ１００は、空力が改善し得て、視覚的に検知することがより困難になり得る。したがって、無人ヘリコプタ１００の性能、信頼性、および実用性が向上し得る。
【0046】
図２Ａ～図２Ｂは、ペイロードの有無を示す無人ヘリコプタ１００Ａの別の例示的な実施形態を表す。明確にするために、全ての構成要素が描写または符号が付されているわけではなく、図２Ａおよび図２Ｂは縮尺通りではない。無人ヘリコプタ１００Ａは、図１Ａ～図１Ｄに表される無人ヘリコプタ１００に類似している。無人ヘリコプタ１００Ａは、飛行電子機器１１２を収容する胴体１１０と、固定部分１２２および１つまたは複数のクランプ（例えば、クランプ１２４）を含むペイロードレール１２０と、尾セクション１３２、テールロータ１３４、およびテールモータ１３６を含む尾部１３０と、メインロータ１４２、ロータシャフト１４４、その回転軸１４８を有するメインモータ１４６を含むメインロータアセンブリ１４０と、無人ヘリコプタ１００に対してこれらに類似する外部通信モジュール１５０および全地球測位ユニット１５２とを含む。また、無人ヘリコプタ１００Ａは、降着装置１７０および降着装置１７２を含む。降着装置１７０は胴体１１０に接続されている。側面図には１つの降着装置１７０のみが示されているが、通常、降着装置１７０は胴体の両側にある。降着装置１７２は、尾部１３０と接続されている。
【0047】
図２Ｂには、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８５、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９も示されている。いくつかの実施形態では、ペイロード１８５は、尾部１３０に接続したアンテナである。いくつかの実施形態では、ペイロード１８５は尾セクション１３２に固定され、他の実施形態では、ペイロード１８５は尾セクション１３２に着脱可能に取り付けられる。いくつかの実施形態では、ペイロード１８５に搭載されたアンテナが、外部通信モジュール１５０によって使用される。例えば、アンテナは、メッシュ無線アンテナおよび／またはいかなる他の適切なアンテナも備える。
【0048】
ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８５、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９は、胴体１１０に着脱可能に取り付けられている。いくつかの実施形態では、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８５、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９は、ペイロードレール１２０に接続されている。いくつかの実施形態では、無人ヘリコプタ１００Ａは、ペイロード１８２のための前部マウント部を含む。ここに示した例では、ペイロード１８２は、１つまたは複数のカメラを含む。ペイロード１８４は、少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを含むコンピュータペイロードである。いくつかの実施形態では、コンピュータペイロードは、胴体１１０を通過する配線を介して１つまたは複数のカメラに接続されている。いくつかの実施形態では、画像処理、画像認識、および１つまたは複数のカメラによって捕捉されたデータに関連する他のタスクは、コンピュータペイロードによって実行される。１つまたは複数のカメラからのデータは、無人ヘリコプタ１００Ａを自律的に誘導する際に使用される。
【0049】
いくつかの実施形態では、ペイロード１８６およびペイロード１８８は、無人ヘリコプタ１００Ａにエネルギーを供給するバッテリである。バッテリによってモータ１４６およびモータ１３６ならびに他の構成要素に供給される電力は、飛行電子機器１１２によって制御される。バッテリのエネルギープロファイルは、無人ヘリコプタ１００Ａの所望の性能が達成されるように選択することができる。ここに示した例では、電力がペイロードとして運搬されるバッテリを介してのみ提供される。いくつかの実施形態では、胴体内に運搬されたバッテリは、無人ヘリコプタ１００Ａに何らかの電力を提供する－例えば、そのようなバッテリは通信に十分な予備電力を運搬する。さらに、電気的なバッテリの一方または両方を、ガスを利用したエネルギー源のような別の動力源に置き換え得る。このような動力源は、無人ヘリコプタ１００Ａに異なるエネルギープロファイルを提供し得る。また、１つまたは複数のセンサを含み得るペイロード１８９も示されている。例えば、ペイロード１８９は、レーザ高度計であり得る。レーザ高度計からの信号は、配線（図示せず）を介して、または別の方法で、飛行電子機器１１２に供給され得る。
【0050】
ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８５、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９の少なくとも一部は、ペイロードレール１２０、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８５、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９を介して接続されるため、それらの重心が回転軸１４８と実質的に位置を合わせられるように位置決めされる。本明細書で使用されるように、回転軸１４８と「位置合わせ」させることは、回転軸１４８と関連する交差軸だけでなく、回転軸１４８を取り囲む小さな領域も含み得る。ペイロード１８２がペイロードレール１２０を介して胴体１１０に接続されていない場合であっても、残りのペイロード（例えば、ペイロード１８４、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９）は、レール１２０に沿って移動可能であり、すべてのペイロード（例えば、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９）の重心が、回転軸１４８と位置を合わせられるように位置決めされ得ることに留意されたい。特定の構成を有する特定のペイロード（例えば、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９）が図２Ｂに示されているが、異なる構成を有する他のペイロードおよび／または追加のペイロードが存在し得る。しかしながら、ペイロードレール１２０を使用することにより、さらに、ペイロードの重心を回転軸１４８と位置合わせさせることができ得る。
【0051】
無人ヘリコプタ１００Ａは、性能、適応性、および信頼性が向上している。無人ヘリコプタ１００Ａは、ペイロードレール１２０に搭載されたペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９を介して設けられている追加ツールを利用して、自律的にタスクを実行する。無人ヘリコプタ１００Ａによって実行される任務のタイプおよび数は、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、ペイロード１８８、および／またはペイロード１８９を変更することによって拡張され得る。また、バッテリペイロードの構成により、無人ヘリコプタ１００Ａの性能を所望の任務に合わせることを可能にする。例えば、速度は、飛行時間を犠牲にして増加され得て、逆もまた同様である。無人ヘリコプタ１００Ａのペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、ペイロード１８８、およびペイロード１８９のモジュール式の性質は、一般に、故障した構成要素の交換がより容易にでき得るので、無人ヘリコプタ１００Ａの信頼性を向上させ得る。上述したように、無人ヘリコプタ１００Ａはまた、小さなプロファイルを有し、空力を改善し、視認性を低下させている。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａの性能、信頼性、および実用性が向上している。
【0052】
図３Ａ～３Ｂは、無人ヘリコプタ１００および／または無人ヘリコプタ１００Ａなどの無人ヘリコプタで使用可能な閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａの例示的な実施形態の様々な斜視図および側面図を表す図である。明確にするために、すべての構成要素が描写または符号が付されているわけではなく、図３Ａおよび図３Ｂは縮尺通りではない。また、図３Ａ～３Ｂには、ロータモータ１４６およびロータ１４２の一部が示されている。閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａは、他の構成要素の中で、スワッシュサーボリンク１６２およびベルト駆動部１６４（時にはベルト駆動アセンブリとして知られる）を含む。
ここで示した例では、スワッシュアセンブリ１６０Ａは、回転エンクロージャ１６６および固定エンクロージャ１６８も含む。その名称が意味するように、回転エンクロージャ１６６は閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａの一部を取り囲み、回転軸１４８を中心に回転する。言い換えると、回転エンクロージャは、胴体１１０に対して回転する。固定エンクロージャ１６８は、胴体１１０（図３Ａ～３Ｂには図示せず）に対して変化しない位置に留まる。
ここで示した例では、スワッシュアセンブリ１６０Ａは、回転エンクロージャ１６６および固定エンクロージャ１６８も含む。その名称が意味するように、回転エンクロージャ１６６は閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａの一部を取り囲み、回転軸１４８を中心に回転する。言い換えると、回転エンクロージャは、胴体１１０に対して回転する。固定エンクロージャ１６８は、胴体１１０（図３Ａ～３Ｂには図示せず）に対して変化しない位置に留まる。
【0053】
閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａは、無人ヘリコプタ１００Ａの信頼性および有用性を向上させる。一般に、閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａの構成要素は複雑であり、破片を引き寄せる傾向がある。特に過酷な環境では、ヘリコプタスワッシュアセンブリの構成要素が故障しやすく、および／または修理を必要とする。エンクロージャ（例えば、回転エンクロージャ１６６および固定エンクロージャ１６８）は、閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａの構成要素を汚染物質から保護する。言い換えると、閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａは、水、ほこり、またはスワッシュプレートの機構に損傷を与える可能性がある他の異物の進入から保護する。したがって、無人ヘリコプタ内の複雑で機械的な構成要素は、環境にさらされることが少なく、故障しにくく、および／または整備を必要としない。したがって、閉鎖型スワッシュアセンブリ１６０Ａを採用した無人ヘリコプタの性能が向上する。
【0054】
図４Ａ～４Ｄは、無人ヘリコプタのモジュール式テールカップリングの例示的な実施形態を表す図である。いくつかの実施形態では、無人ヘリコプタ１００および／または１００Ａのモジュール式テールカップリングを実装するために、モジュール式テールカップリングが使用される。明確にするために、すべての構成要素が描写または符号が付されているわけではなく、図４Ａ～４Ｄは縮尺通りではない。図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、雄型カップリング１９０Ａおよび雌型カップリング１９０Ｂが互いに嵌合し、モジュール式カップリング（例えば、図４Ｃおよび図４Ｄのモジュール式カップリング１９０）を形成する。図４Ｃおよび４Ｄは、使用中である尾部１３０Ａのモジュール式カップリング１９０を表す。尾部１３０Ａは、無人ヘリコプタ１００および／または無人ヘリコプタ１００Ａの尾部１３０の代わりに使用される。雄型カップリング１９０Ａは、アライメント機構１９２Ａ、電力接続部１９４Ａ、データ接続部１９６Ａ、およびラッチ１９８Ａを含む。雌カップリング１９０Ｂは、アライメント機構１９２Ｂ、電力接続部１９４Ｂ、データ接続部１９６Ｂ、およびラッチ１９８Ｂを含む。アライメント機構１９２Ａは、アライメント機構１９２Ｂと位置合わせして、嵌合するように構成されている。同様に、電力接続部１９４Ａおよび電力接続部１９４Ｂ、ならびにデータ接続部１９６Ａおよびデータ接続部１９６Ｂは、データおよび電力を尾部１３０に送るように嵌合する。したがって、テールモータ１３６Ａおよびテールロータ１３４Ａを制御し得る。ラッチ１９８Ａおよびラッチ１９８Ｂは協働して、尾セクション１３２Ａおよび尾セクション１３２Ｂを共に保持する。モジュール式テールカップリング１９０は尾部１３０Ａの中央付近に示されているが、いくつかの実施形態では、モジュール式テールカップリング１９０を胴体（図４Ａ～図４Ｄには示されていない）のより近くに位置させるか、胴体に位置させるか、またはテールロータ１３４Ａのより近くに位置させ得る。したがって、モジュール式テールカップリング１９０を用いて、尾部１３０Ａの一部または全部を、胴体１１０に着脱自在に接続し得る。
【0055】
図５は、モジュール式テールカップリング１９０の実施形態を採用する無人ヘリコプタ１００Ｂの例示的な実施形態を表す。明確にするために、すべての構成要素が描写または符号が付されているわけではなく、図５は縮尺通りではない。無人ヘリコプタ１００Ｂは、図１Ａ～図１Ｄおよび図２Ａ～図２Ｂに表される無人ヘリコプタ１００および無人ヘリコプタ１００Ａに類似している。無人ヘリコプタ１００Ｂは、飛行電子機器を収容する胴体１１０Ｂ、ペイロードレール（明示せず）、尾部１３０Ａ、回転軸４８を有するメインロータ１４２を含むメインロータアセンブリ１４０、メインモータ１４６、および無人ヘリコプタ１００および無人ヘリコプタ１００Ａ用のこれらに類似する外部通信モジュールを含む。また、無人ヘリコプタ１００Ｂは降着装置１７０Ｂおよび降着装置１７２Ｂも含み、これらは、それぞれ降着装置１７０および降着装置１７２とは異なるように構成されている。降着装置１７０Ｂは、さらに胴体１１０に接続している。側面図には１つの降着装置１７０Ｂのみが示されているが、通常、降着装置１７０Ｂは胴体の両側面に存在する。降着装置１７２Ｂは、尾部１３０Ａに接続している。また、尾部１３０Ａにはアンテナ９８５およびアンテナ９８６が接続され、これはメッシュ無線アンテナであり得る。図５から分かるように、モジュール式カップリング１９０は、尾セクション１３２Ａを尾セクション１３２Ｂから切り離して取り替えることが可能である。モジュール式カップリング１９０に加えて、またはその代わりに、尾部１３０Ａには係止可能なヒンジが含まれ得る。このようなヒンジによって、尾部１３０Ａは、例えば輸送の間、折りたたむことが可能である。いくつかの実施形態では、ヒンジは、ヒンジを動かすときに、尾部１３０Ａを通過する電気ワイヤの移動を制御するための機構を含む。このような機構はヒンジでの相互接続の必要性を取り除き、ヒンジの動作中に電気ワイヤを損傷するのを防止し得る。無人ヘリコプタ１００Ｂが展開されるときには、尾部１３０Ａが延長され、ヒンジが所定の位置に係止され得る。
【0056】
カップリング１９０および着脱可能な尾部１３０Ａは、無人ヘリコプタの性能および信頼性を向上させ得る。尾部１３０Ａは、実際にはモジュール式である。したがって、尾部１３０Ａのセクション１３２Ａで故障が検出されることに応じて、この部分を無人ヘリコプタから取り外し得る。例えば、損傷を受けているモータ１３６Ａまたはテールロータ１３４Ａに応じて、それらは、容易に無人ヘリコプタから取り外し得て、新しい部分と取り替え得る。同様に、アップグレードされるか、または変更されることが望ましいテールロータ１３４Ａの性能に応じて、カップリング１９０は、この尾部１３０Ａの部分的な交換を可能にする。したがって、尾部１３０Ａの構成要素は、任務に合わせて変更させ得る。さらに、尾セクション１３２Ａは、輸送をよりコンパクトにするために取り外し得る。したがって、着脱可能な尾部１３０Ａを採用した無人ヘリコプタの性能が向上する。
【0057】
図６Ａ～６Ｂは、引込脚１７０Ｃを有する無人ヘリコプタ１００Ｃの一部の例示的な実施形態を表す。明確にするために、すべての構成要素が描写または符号が付されているわけではなく、図６Ａ～６Ｂは縮尺通りではない。図６Ａは展開された降着装置１７０Ｃを示す無人ヘリコプタ１００Ｃの一部を表し、一方で、図６Ｂは降着装置１７０Ｃを引っ込めた無人ヘリコプタ１００Ｃを示す。無人ヘリコプタ１００Ｃは、図１Ａ～図１Ｄ、図２Ａ～図２Ｂおよび図５に表す無人ヘリコプタ１００、無人ヘリコプタ１００Ａ、無人ヘリコプタ１００Ｂに類似している。無人ヘリコプタ１００Ｃは、無人ヘリコプタ１００、無人ヘリコプタ１００Ａ、および／または無人ヘリコプタ１００Ｂ用のこれらに類似する、飛行電子機器を収容する胴体１１０Ｃ、ペイロードレール１２０、尾部（明示的には示さず）、メインロータアセンブリ（図示せず）を含む。他の構成要素は、無人ヘリコプタ１００Ｃに含まれ得るが、明確にするために示されていない。無人ヘリコプタ１００Ｃは、降着装置１７０Ｃも含む。降着装置１７０Ｃは、さらに胴体１１０Ｃに接続されている。しかし、別の実施形態では、降着装置１７０Ｃは、尾部（図示せず）または無人ヘリコプタ１００Ｃの別の部分に接続され得る。
【0058】
降着装置１７０Ｃは、ヒンジ１７５を介して接続された第１の部分１７４および第２の部分１７６を含む。また、部分１７６に電気的に接続される降着装置モータ１７８も示されている。第１の部分１７４は固定されている。いくつかの実施態様では、第１の部分１７４は、胴体１１０Ｃまたは他の構成要素にボルト固定されている。第２の構成要素１７６は、無人ヘリコプタ１００Ｃが着陸するときに、地面または他の外部表面に接触するように展開され得る。飛行中、モータ１７８は、第２の構成要素１７６を展開および引き込ませる。したがって、モータ１７８および関連する機械的な構成要素（図示せず）は、無人ヘリコプタ１００Ｃが着陸するときに、ヒンジ１７５の周囲で第２の構成要素１７６を回転させて、構成要素１７６を胴体１１０Ｃから離して広げる。この状況を図６Ａに示す。無人ヘリコプタ１００Ｃが飛行しているときに、モータ１７８は、ヒンジ１７５の周りで部分１７６を回転させて引き込ませ得る。いくつかの実施形態では、セクション１７６は、降着装置１７０Ｃが展開されない場合、胴体１１１０Ａに対して実質的に同一平面上にある。モータ１７８は、飛行制御電子機器（図６Ａ～６Ｂには示さず）、コンピュータペイロード、および／または他の制御機構によって制御され得る。したがって、降着装置１７０Ｃは、実行されている現在のタスク（１つまたは複数）に基づいて、自動的に展開または引き込ませ得る。
【0059】
引込脚１７０Ｃを使用すると、無人ヘリコプタ１００Ｃの性能が向上し得る。降着装置１７０Ｃが展開可能なため、無人ヘリコプタ１００Ｃは、損傷なしにより良好に着陸し得る。降着装置１７０Ｃは引き込められるため、降着装置１７０Ｃは、ペイロードレール１２０に連結されたペイロードを隠し得ない。例えば、非常に大きなカメラは、ペイロードレール１２０の中央、回転軸または回転軸の近傍に接続されることが望まれ得る。展開されると、降着装置１７０Ｃは、カメラの視野の一部を隠し得る。その結果、降着装置１７０Ｃを引き込ませることによって、カメラは視野がより大きくなり、所望の機能をより良好に実行する。さらに、降着装置１７０Ｃを引き込ませることによって、断念したヘリコプタの空力を改善し得る。したがって、引込み脚１７０Ｃを採用した無人ヘリコプタ１００Ｃの動作および信頼性が向上する。
【0060】
図７は、無人ヘリコプタを搭載する方法２００の例示的な実施形態を表す。様々な実施形態において、方法２００は、無人ヘリコプタ１００、無人ヘリコプタ１００Ａ、無人ヘリコプタ１００Ｂ、および／または無人ヘリコプタ１００Ｃを搭載するために使用される。簡単にするために、方法２００は、図２Ａ～２Ｂに表される無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。
【0061】
２０２において、無人ヘリコプタ１００Ａが空中に配される。懸垂点は、回転軸１４８に沿っていることが望ましい。例えば、無人ヘリコプタ１００Ａは、ロータ１４２の中心から吊り下げられ得る。
【0062】
運搬されることが望まれるペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、およびペイロード１８８は、２０４を介して、ペイロードレール１２０に連結される。２０４は、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、および／またはペイロード１８８にクランプ（例えば、クランプ１２４）を取り付けることを含み得る。クランプはまた、固定レール１２２と連結されるが、固定レール１２２に沿って自由に摺動することができる。また、２０４において、ペイロードは、複数のペイロード（例えば、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、およびペイロード１８８）の重心がメインロータ１４２の回転軸１４８と位置が合うように、ペイロードレール１２０に沿って位置決めされる。２０２では、無人ヘリコプタ１００Ａが空中で停止しているため、これは、無人ヘリコプタ１００Ａが実質的に真上に位置している（回転軸１４８が実質的に垂直である）ことに相当する。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａは、前方、後方、またはいずれかの側方に大きく傾くことはない。
【0063】
ペイロード（例えば、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、およびペイロード１８８）は、２０６において適所にクランプされる。したがって、ペイロード（例えば、ペイロード１８２、ペイロード１８４、ペイロード１８６、およびペイロード１８８）の位置は固定される。
【0064】
方法２００を使用して、複数のペイロードを無人ヘリコプタに取り付け、簡単かつ容易にバランスをとり得る。その結果、無人ヘリコプタ１００Ａは、異なる重量を有する複数のペイロードを運搬することができる。
【0065】
前述のように、無人ヘリコプタ１００、無人ヘリコプタ１００Ａ、無人ヘリコプタ１００Ｂ、および無人ヘリコプタ１００Ｃも自律的である。図８は、無人ヘリコプタ１００、無人ヘリコプタ１００Ａ、無人ヘリコプタ１００Ｂ、および／または自律機能を促進する無人ヘリコプタ１００Ｃなどの無人ヘリコプタ用の制御システム３００の例示的な実施形態を表すブロック図である。簡単にするために、制御システム３００もまた、無人ヘリコプタ１００Ａの文脈において説明される。制御システム３００は、プロセッサ（１つまたは複数）３０２、メモリ３０８を含み、センサ／入力３０４、外部通信モジュール３０６、および撮像システム３１０を含むことができる。制御システム３００の構成要素のいくつかは、胴体内に存在する。他の構成要素は、ペイロードとして運搬されるか、または胴体に接続され得る。例えば、プロセッサ（１つまたは複数）３０２およびメモリ３０８の一部または全部は、人工知能コア内に存在し得る。あるいは、プロセッサ３０２（１つまたは複数）およびメモリ３０８の一部または全部は、コンピュータペイロード内にあり得る。外部通信モジュール３０６は、外部通信モジュール内のメッシュ無線機、全地球測位ユニット、および／またはデータおよびコマンドを送信または受信するための他の機構を含み得る。センサ／入力３０４は、胴体に固定されるか、またはペイロードとして運搬され得る。例えば、レーザ高度計は、無人ヘリコプタ１００Ａに示されるようなペイロードであるか、または胴体に直接接続され得る。音声データ、他の視覚データ、風データ、他の気象データ、レーダデータ、および／または熱／温度データなどの他のタイプの入力は、センサ／入力３０４、他のペイロード、および／または無人ヘリコプタ１００Ａに取り付けられていない他のセンサステーションから届き得る。撮像システム３１０は、ペイロードおよび／または他の視覚センサ（１つまたは複数）として搭載されたカメラを含み得る。
【0066】
システム３００を使用して、無人ヘリコプタは、パイロットの必要性または無人ヘリコプタの操作上の細かい制御を不要にして、様々なタスクを自律的に実行し得る。いくつかの実施形態では、無人ヘリコプタは、遠隔操縦のためのいかなる機構も含み得ない。その代わりに、無人ヘリコプタはタスクベースで制御される。
【0067】
例えば、図９は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いてタスクを自律的に実行する方法４００の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法４００は、システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、別の実施形態では、他の制御システムおよび無人ヘリコプタを使用し得る。
【0068】
無人ヘリコプタ１００Ａ用のプロセッサ３０２（１つまたは複数）は、４０２を介してタスクを受信する。タスクは、無人ヘリコプタ１００Ａが展開される前に（例えば、無人ヘリコプタ１００Ａがまだその開始位置にいるときに）受信され得る。タスクは、無人ヘリコプタ１００Ａが任務上で飛行中である間も受信され得る。さらに、複数のタスクは、プロセッサ（１つまたは複数）３０２および無人ヘリコプタ１００Ａによって受信され、実行され得る。受信され得るタスクの例には、対象物に対する領域を探索すること、対象物を追跡すること、領域を回避すること、特定の位置へ飛行すること、帰還すること、安全地帯に着陸すること、特定の位置の画像を捕捉すること、故障を検出して原因を示すこと、音響的に検出不可能な状態を維持すること（例えば、無人ヘリコプタが特定の場所に位置する人／動物から聞こえないように、特定の位置から十分に離れた距離で飛行すること）、領域を巡回すること、別の無人機に自動的に引き継ぐこと、太陽の位置に基づいて視覚的に検出不可能な状態を維持すること（例えば、無人ヘリコプタが、特定の位置にいる人／動物に対して、特定の場所と空中の太陽の位置との間に位置決めすることによって、特定の位置にいる人／動物から視覚的に検知できないように飛行すること）、領域の上の地形の地図を作成すること、無人ヘリコプタが停止状態から監視を続けるために着陸することができる位置を見つけること、着陸のためにカメラの狙いを定めること、ユーザにより選択された領域上の画像を再度センタリングすること、光学迷彩を採用すること、または、上記のタスクおよび／もしくは他の任務のうち一つまたは複数のいくつかの他の適切な組合せが含まれるが、これに限定されるものではない。上記の非包括的なリストの項目によって示されるように、タスクのいくつかは、音響的および視覚的に検知できない状態を維持する間に、対象物を追跡するなど、当然組み合わされる。しかしながら、何も、他の組合せを妨げない。相互に排他的なタスクの受信に応じて、エラーメッセージが提供され、ユーザが１つまたは複数のタスクを選択／削除するように促され得る。４０２で受信されるタスクは、例えば、メニューからタスク（１つまたは複数）を選択したり、領域（１つまたは複数）を定めて探索または回避したり、またはタスクベースの方法で制御システムと通信したりすることによって、ユーザにより提供され得る。言い換えると、４０２で受信されるタスクは、ユーザの遠隔操縦無人ヘリコプタ１００Ａによって提供されない。さらに、４０４で受信されたコマンド（１つまたは複数）は、単にスマートフォン、携帯型コンピュータ、または他のＩＰ対応デバイスを用いて提供され得る。
【0069】
タスクのために無人ヘリコプタ１００Ａが移動するルートが４０４で決定される。ステップ４０４におけるルートの決定は、４０２において受信されたタスク（１つまたは複数）、可能なルートの地理、および可能なルートに沿った地形を考慮している。例えば、４０２で受信されるタスクが、人または車両など、移動することができる対象物を探索することに応じて、４０４で決定されたルートは、静的対象物の探索、またはある領域にわたって地形の地図を作成するタスクとは異なり得る。また、選択されるルートは、高層建築物などの障害物を回避し得る。ルートを決定する際に、他の要因も考慮に入れ得る。例えば、風速や風向などの気象状況もルートの選択に組み込み得る。このような場合には、選択されるルートは、予想される向かい風が最小化され、予想される追い風が最大化されるようなものであり得る。利用可能なバッテリ電力量、タスクの完了に要する時間、または他の要因も考慮され得る。これらの状態は、無人ヘリコプタ１００Ａ上のセンサ３０４、例えば風または他のセンサ、領域内にセンサを有する追加のアセット、全地球測位データ、および／または内部または外部ソースからの他のデータから取得し得る。これらおよび他のデータは、無人ヘリコプタ１００Ａが外部通信モジュール／メッシュ無線機１５０を介して接続されているメッシュネットワーク内の他のアセットから受信し得る。
【0070】
４０４において、上記の要因に基づいて、いくつかの可能なルートを決定し得る。各要因は、所定の目標に基づいて重みを与えられ得る。コスト関数および標的となる目標を提供し得る。各ルートの予想コストを決定し得て、最小コストのルートを最適ルートとして選択し得る。他の実施形態では、他の機構を使用してルートを選択し得る。
【0071】
次に、タスクは、４０６を介して、ルートの少なくとも一部に沿って飛行することを含み、無人ヘリコプタ１００Ａによって自律的に実行される。必要に応じて、センサ／入力３０４、プロセッサ（１つまたは複数）３０２、および撮像システム３１０を使用して、飛行制御電子機器はルートを自律的に移動し、所望のタスクを実行する。
【0072】
方法４００および制御システム３００を使用して、無人ヘリコプタ１００Ａは、ルート選択およびルートに沿った飛行を含む様々なタスクを自律的に実行することができる。その結果、方法４００は、無人ヘリコプタによって飛行させる任務の少なくとも一部分に対して、それに必要なパイロットが不要となり得る。したがって、無人ヘリコプタを操縦するのに必要な技能と、パイロットと無人ヘリコプタとの間の実質的に恒常的な交信とが不要になり得る。さらに、単一のユーザが、複数の無人ヘリコプタを監視し、制御することが可能であり得る。その結果、方法４００を実施する無人ヘリコプタの適応性および使いやすさが向上する。
【0073】
図１０Ａ～１０Ｂは、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて、領域を自律的に探索する方法４２０の例示的な実施形態のフローチャートを表す。方法４２０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示され得る。簡単にするために、方法４２０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法４２０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0074】
４２２を介して、特定の領域を探索するコマンドを受信する。領域は、ユーザが地図をクリックして、矩形や円などの所定の形状のポリゴンを選択することによって決定され得る。あるいは、ユーザが所望の形状を決定することができ得る。いくつかの実施形態では、無人ヘリコプタ１００Ａが探索している対象物も決定される。例えば、探索は、人、車両、特定の地理的特徴、構造、または他の対象物に対するものであり得る。あるいは、探索を単に、領域を探索または地図作成するための要求とみなし得る。そのような場合、画像または地形は、単に出力として提供され得る。
【0075】
いくつかの実施形態では、４２４において、探索されている対象物の所望のスタンドオフ距離および角度がプロセッサ３０２（１つまたは複数）によって決定される。例えば、探索された対象物が構造物または車両であることに応じて、ヘリコプタが探索する距離はさらに離れ得て、角度は９０度（対象物から垂直）により近づき得る。対照的に、探索された対象物が人または動物であることに応じて、スタンドオフ距離はより短く、角度は０度（物体から水平）に近づき得る。４２６において、地理的領域に関連する情報も受信される。例えば、風向および風速は、他のアセットから測定または受信され得る。地形は、領域の既知の地図および／またはレーザ高度計に基づいて決定され得る。
【0076】
４２８において、所望のルートを決定し得る。選択されるルートは、風や地形などの外部条件、ならびに探索が行われる対象物に基づき得る。同様の形状を有する可能なルートを分析し得て、対象物、地形、風向、および選択された領域全体の探索を完了するための時間など、所望の考慮事項のために最適化されたルートを選択し得る。異なる形状の最適化されたルートを比較して、４２８で選択されたルートを決定することもし得る。例えば、図１１Ａ～図１１Ｄは、４０２で提供される単一のポリゴン４５２に対して選択され得る様々なルート４５６Ａ、ルート４５６Ｂ、ルート４５６Ｃ、およびルート４５６Ｄを表す。特定のルートが示されているが、これらは説明の目的のためである。他の実施形態では、他の形状を有するルートを使用し得る。ルート４５６Ａおよびルート４５６Ｃは、探索を実行するために使用され得るローンモーワ（芝刈り機）パターンである。ルート４５６Ａおよびルート４５６Ｃの方向は、それぞれ、少なくとも部分的に、卓越風４５４および卓越風４５４Ｃの方向に基づいて最適化されている。ルート４５６Ａおよびルート４５６Ｃは、無人ヘリコプタ１００Ａの逆風飛行時間を減らすために使用され得る。ルート４５６Ｂおよびルート４５６Ｄは、同じ卓越風に対して選択され得る異なるらせん状ルートである。ルート４５６Ｂは、ポリゴン４５２の中央領域で始まり、周辺付近で終了する。ルート４５６Ｄは、多角形の周辺部で始まり、中心付近で終了する。選択されたルート４５６Ａ、ルート４５６Ｂ、ルート４５６Ｃ、およびルート４５６Ｄも、対象物に基づいて決定し得る。例えば、ルート４５６Ａおよびルート４５６Ｃは、静的対象物を探索するときに好ましいことがあり得る。ルート４５６Ｂおよびルート４５６Ｄは、移動物体を探索するときに好ましいことがあり得る。
しかしながら、他の考慮事項がルート選択において使用され得る。さらに、ルート４５６Ａ、ルート４５６Ｂ、ルート４５６Ｃ、およびルート４５６Ｄの区間の距離は概して等しいものとして示されているが、ルートがポリゴンの領域に向かって重み付けされることを妨げるものは何もない。同様に、ルート４５６Ａ、ルート４５６Ｂ、ルート４５６Ｃ、およびルート４５６Ｄは、ポリゴン４５２の縁部または中心付近で終端するものとして描かれているが、代替の実施形態では、ルートが他の領域で開始するか、または終了し得る。
しかしながら、他の考慮事項がルート選択において使用され得る。さらに、ルート４５６Ａ、ルート４５６Ｂ、ルート４５６Ｃ、およびルート４５６Ｄの区間の距離は概して等しいものとして示されているが、ルートがポリゴンの領域に向かって重み付けされることを妨げるものは何もない。同様に、ルート４５６Ａ、ルート４５６Ｂ、ルート４５６Ｃ、およびルート４５６Ｄは、ポリゴン４５２の縁部または中心付近で終端するものとして描かれているが、代替の実施形態では、ルートが他の領域で開始するか、または終了し得る。
【0077】
ルート選択後、無人ヘリコプタ１００Ａは、４３０を介して、画像を捕捉しながら、選択されたルートを自律的に飛行するように制御される。探索が単に領域の地図を作成するために行われるのに応じて、方法４２０は４３０が完了し、地図作成データが返信された後に終了し得る。しかしながら、探索されている特定の対象物（１つまたは複数）に応じて、同時に無人ヘリコプタ１００Ａがルートを移動すると、４３２を介して、４３０で捕捉された画像を分析して対象物を見つけ得る。４３２は、コンピュータペイロードおよび／または人工知能コアによって実行され得る。いくつかの実施形態では、画像解析は遠隔で実行され、結果は無人ヘリコプタ１００Ａに返信される。
【0078】
４３４を介して、所望の目標物が確認されたかどうかが判定される。
確認されていないことに応じて、無人ヘリコプタ１００Ａは４３２でその探索を継続する。しかしながら、その対象物が確認されるかまたは発見されるのに応じて、４３６では、外部通信モジュール１５０を介して通知を提供し得る。対象物を発見することに対する他の応答もまた、４３６において実行され得る。いくつかの実施形態では、方法４２０は終了し得て、または無人ヘリコプタ１００Ａは４３６が実行された後に、他の同様の対象物を探索し得る。いくつかの実施形態では、無人ヘリコプタ１００Ａは対象物を追跡することが望ましい。その結果、画像解析は、対象物が移動したかどうかを判定し続ける。対象物が移動していないことに応じて、無人ヘリコプタ１００Ａは、所定の位置に留まり得る。対象物が移動したことに応じて、続いて４４０を介して対象物の次の位置が動的に予測される。４４０は、対象物の速度および方向を判定するために以前の画像を分析することを含み得る。したがって、４４０は、制御システム３００への入力に基づいてリアルタイムで対象物の位置を推定する。
確認されていないことに応じて、無人ヘリコプタ１００Ａは４３２でその探索を継続する。しかしながら、その対象物が確認されるかまたは発見されるのに応じて、４３６では、外部通信モジュール１５０を介して通知を提供し得る。対象物を発見することに対する他の応答もまた、４３６において実行され得る。いくつかの実施形態では、方法４２０は終了し得て、または無人ヘリコプタ１００Ａは４３６が実行された後に、他の同様の対象物を探索し得る。いくつかの実施形態では、無人ヘリコプタ１００Ａは対象物を追跡することが望ましい。その結果、画像解析は、対象物が移動したかどうかを判定し続ける。対象物が移動していないことに応じて、無人ヘリコプタ１００Ａは、所定の位置に留まり得る。対象物が移動したことに応じて、続いて４４０を介して対象物の次の位置が動的に予測される。４４０は、対象物の速度および方向を判定するために以前の画像を分析することを含み得る。したがって、４４０は、制御システム３００への入力に基づいてリアルタイムで対象物の位置を推定する。
【0079】
予測された位置に基づいて、４４２では、ルートは制御システム３００によって動的に更新される。ルートの更新は、対象物を追跡するために使用されているカメラまたは他のセンサの視野内に対象物を保持することを確保する。
続いて、無人ヘリコプタ１００は、４４４では、新しい更新されたルートを移動する。このプロセスは、対象物が見える状態が続く限り継続する。対象物が４４６で視野から失われたと判断されたことに応じて、４４８を介して探索を再開し得る。例えば、現在地からルートを再開し得る。言い換えると、無人ヘリコプタ１００Ａは、現在地からローンモーワまたはらせん状ルートを再開し得る。他のルートも選択し得る。そのほか、対象物が見失われ、対象物が最後に認知された位置を示す通知が、外部通信モジュール１５０を介してユーザに提供され得る。
続いて、無人ヘリコプタ１００は、４４４では、新しい更新されたルートを移動する。このプロセスは、対象物が見える状態が続く限り継続する。対象物が４４６で視野から失われたと判断されたことに応じて、４４８を介して探索を再開し得る。例えば、現在地からルートを再開し得る。言い換えると、無人ヘリコプタ１００Ａは、現在地からローンモーワまたはらせん状ルートを再開し得る。他のルートも選択し得る。そのほか、対象物が見失われ、対象物が最後に認知された位置を示す通知が、外部通信モジュール１５０を介してユーザに提供され得る。
【0080】
方法４２０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａは、対象物の探索を容易に指示させることができる。それから、探索は遠隔操縦を必要とせずに、自律的に実行される。その結果、極めて熟達したユーザを必要とせずに、比較的複雑なタスクを実行し得る。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａの適応性、有用性および使いやすさが向上する。
【0081】
図１２は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて自律的に帰還する方法４６０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法４６０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示され得る。簡単にするために、方法４６０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法４６０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0082】
発進時に、無人ヘリコプタ１００Ａは、４６２にて、発進位置を記録する。これは、発進位置に関する全地球測位データを記録することを含み得る。このデータは、発進位置のための地形データ、発進位置で提供され得るホーミングビーコン、または無人ヘリコプタ１００Ａ用の基地の他の指標を含むが、これらに限定されない他のデータによって補足され得る。
【0083】
続いて、無人ヘリコプタ１００Ａを発進して、所望の任務（１つまたは複数）を実行し得る。その後しばらくして、制御システム３００は、４６４にて、発進位置への即時復帰という追加のタスクを受信する。例えば、ユーザはメニューからこのタスクを選択し、コマンドが無人ヘリコプタ１００Ａに送信されることを確実にし得る。タスクは、外部通信モジュール１５０を介してプロセッサ（１つまたは複数）３０２によって受信される。
【0084】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、４６６にて、現在位置から発進位置へのルートを決定する。現在位置は、全地球測位データおよび／またはプロセッサ（１つまたは複数）３０２に利用可能な他の情報に基づいて決定され得る。いくつかの実施形態では、これは無人ヘリコプタ１００Ａがルートの全ホームを移動することができる最低安全高度を決定することを含む。いくつかの実施形態では、決定されるルートは現在位置と発進位置との間の最短ルートである。いくつかの実施形態では、無人ヘリコプタ１００Ａが回避するように指示された領域などの要因、大きな地理的特徴、卓越風、不利なアセットの位置、または他の考慮事項を、ルートを決定する際に考慮され得る。続いて、無人ヘリコプタ１００Ａは、４６８にて、自律的にルートを移動し、４７０で発進位置の閾値距離内に着陸する。方法４８０および６５０と同様に、４７０での着陸は、着陸位置の安全性および好ましさを確認するために、複数ステップならびにユーザとの通信を含み得る。
【0085】
方法４６０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａに、単に帰還するように指示できる。これに応じて、無人ヘリコプタ１００Ａは、パイロットを必要とせずに帰還できる。したがって、単一のユーザは、複数の無人ヘリコプタを実質的に同時に呼び戻し得る。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａの適応性、有用性、および使いやすさを改善し得る。
【0086】
図１３は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を自律的に着陸させる方法４８０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法４８０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示され得る。簡単にするために、方法４８０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法４８０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0087】
制御システム３００は、４８２にて、選択された位置に着陸するタスクを受信する。例えば、ユーザはメニューからこのタスクを選択し、地図上の選択した位置をクリックし、そのコマンドが無人ヘリコプタ１００Ａに確実に発信されるようにし得る。タスクは、外部通信モジュール１５０を介してプロセッサ（１つまたは複数）３０２によって受信される。選択された位置は、無人ヘリコプタの１００Ａの現在位置の近くの位置であり得て、ホームベース／発進位置または別の位置であり得る。
【0088】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、４８４にて現在位置から選択された位置へのルートを決定する。現在位置は、全地球測位データおよび／またはプロセッサ（１つまたは複数）３０２に利用可能な他の情報に基づいて決定され得る。全地球測位データを、現在位置を選択された位置と一致させるために地図上の座標に変換し得る。同様に、選択された位置は、選択された地図座標を、着陸のためのコマンドと共に送信された全地球測位座標に変換することによって決定され得る。いくつかの実施形態では、４８４におけるルート選択は、無人ヘリコプタ１００Ａがルート全体を移動し得る最低安全高度を決定することを含み得る。いくつかの実施形態では、決定されるルートは、現在位置と選択された位置との間の最短ルートである。他の実施形態では、ルートを決定する際に、要因を考慮に入れ得る。その次に、無人ヘリコプタ１００Ａは、４８６においてルートを自律的に移動する。
【0089】
無人ヘリコプタ１００Ａが選択された位置に到達するか、または選択された位置から特定の距離内にあることに応じて、４８８では、選択された位置の少なくとも１つの画像が取り込まれる。４８８は、カメラを下方に向けるように制御するプロセッサ（１つまたは複数）３０２を含み得る。いくつかの実施形態では、４８８で提供される画像（１つまたは複数）は、その位置のビデオストリームである。その画像（１つまたは複数）は、ユーザに提供される。その次に、ユーザは、画像内の特定の位置を無人ヘリコプタ１００Ａの着陸地帯として選択し得る。この選択は、４９０において、プロセッサ（１つまたは複数）３０２によって受信される。その次に、無人ヘリコプタ１００Ａは、４９２にて、着陸地帯に、またはできるだけ着陸地帯に近接して自律的に着陸する。
【0090】
方法４８０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａには、指定された位置に着陸するように簡単に指示することができる。地理の登録でのエラーを考慮するために、着陸地帯は、４８８～４９０においてライブビデオ／画像ストリームを介してユーザによって確認される。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａには、選択された位置に実質的に自律して着陸するように比較的容易に指示し得る。
【0091】
図１４は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて他のタスクを実行すると共に、選択領域（１つまたは複数）を自律的に回避する方法５００の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法５００は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示され得る。簡単にするために、方法５００は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法５００は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。さらに、方法５００で説明されるタスクは、典型的には、対象物の探索または追跡などの他のタスクと併せて使用される。
【0092】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、５０２にて、選択された位置（１つまたは複数）を回避するためのコマンドを受信する。例えば、ユーザは、無人ヘリコプタ１００Ａが回避することが望ましいポリゴンを、所定の領域から選択するか、または定め得る。このコマンドは、発進前または発進後に受信され得る。タスクを実行するためのルート（１つまたは複数）を計算するとき、プロセッサ（１つまたは複数）は、５０４を介して、ルートが選択された位置を確実に除外するようにする。
【0093】
方法５００を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａには、特定の領域を回避するように簡単に指示することができる。無人ヘリコプタ１００Ａは、その後、様々なタスクを実行するルートを決定するときに、そのルートがこれらの位置を確実に含まないようにする。したがって、パイロットは無人ヘリコプタ１００Ａがこれらの位置の周辺で操縦されることを回避し、かつ確実にするために、更新された位置を知る必要はない。その結果、無人ヘリコプタ１００Ａの使用を容易にし得る。
【0094】
図１５は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて対象物の画像を自律的に取り込む方法５１０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法５１０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示され得る。簡単にするために、方法５１０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法５１０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0095】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、５１２にて、特定の位置を表示するコマンドを受信する。例えば、ユーザは地図上の位置を選択し、メニューから「表示位置」を選択し得る。このコマンドは、通信モジュール１５０によって送信および受信されて、プロセッサ（１つまたは複数）３０２に提供される。
【0096】
いくつかの実施形態では、５１４を介して、回避すべき位置および領域を監視する追加のアセットの位置（１つまたは複数）が受信される。追加のアセットの位置（１つまたは複数）によって、プロセッサ（１つまたは複数）が他の利用可能なアセットによって未だカバーされていない位置に対して最適な有利な地点を選択すること、ならびにアセットと交差しないルートを計画することを可能にし得る。
【0097】
レイトレーシングは選択された位置から、５１６を介して、カメラなどの撮像システムの使用可能な有利な地点まで実行される。５１６は、地形データならびに他の視覚的な障害物に関する情報を利用する。したがって、５１６のレイトレーシングは、使用可能な有利な地点（１つまたは複数）と位置との間の障害物の数および大きさを示唆する。また、識別または利用可能な有利な地点には、その位置のための所望のスタンドオフ距離および角度を決定することが含まれ得る。無人ヘリコプタ１００Ａが検知されない状態が維持されることが望ましいことも、利用可能な有利な地点を決定する際の考慮事項である。
【0098】
５１８を介して、無人ヘリコプタ１００Ａの検知可能性のような他の制限が与えられた場合、最適な数および最適な大きさの障害物を有する有利な地点が、選択される。その次に、５２０では、現在位置から有利な地点までのルートが決定される。５２０で選択されたルートは、回避されることが望まれる位置、他のアセットの位置、気象状況、ルートを移動する時間、および特定され得る他の要因を考慮し得る。その次に、無人ヘリコプタ１００Ａは、５２４にて、このルートを有利な地点まで飛行させ、有利な地点からの位置の画像を取り込むように自律的に制御される。取り込まれた画像（１つまたは複数）は、静止画、ライブビデオフィード、または他の監視データであり得る。いくつかの実施形態では、画像の取り込みは、可視スペクトル外のレーダまたは他の放射線を使用し得る。
【0099】
方法５１０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａには、特定の位置を表示するように容易に指示できる。その次に、監視が自律的に実行される。その結果、極めて熟達したユーザを必要とせずに、比較的複雑なタスクを実行し得る。さらに、ユーザは、同じ位置を表示するように複数の無人ヘリコプタ１００Ａに指示し得る。無人ヘリコプタ１００Ａは、領域内の他のアセットを認識しているので、それらは異なる画像データを提供し得る。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａの適応性、性能、および使いやすさを改善し得る。
【0100】
図１６は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて信号を発信する対象物を自律的に追跡する方法５３０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法５３０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示され得る。簡単にするために、方法５３０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法５３０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。ここに示した例では、方法５３０は、信号を発する特定の対象物を追跡するコマンドがプロセッサ（１つまたは複数）３０２によって受信された後に開始する。方法５３０はまた、対象物の追跡中に、間隔をおいて、または実質的に連続的に繰り返されるものとして表示され得る。
【0101】
位置データは、５３２では、対象物から受信される。例えば、特定の電話機から発せられた全地球測位信号は、５３２にて受信され得る。他の実施形態では、対象物によって発せられた他の位置データが、全地球測位データの代わりに、または全地球測位データに加えて受信され得る。プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、無人ヘリコプタ１００Ａが５３４において信号の特定の距離内に留まるように、リアルタイムでルートを動的に更新する。例えば、５３４は、以前の全地球測位データを用いて計算された速度および方向に基づいて、対象物の次の位置を推定することを含み得る。その次に、無人ヘリコプタ１００Ａは、５３６を介して、プロセッサ（１つまたは複数）３０２によって自律的に制御されてルートを飛行し得る。
【0102】
方法５３０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａには、特定の信号に追従するように指示できる。その次に、無人ヘリコプタ１００Ａは、ユーザの介入を必要とせずに信号に自律的に追従し得る。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａの適応性、性能、および使いやすさを改善し得る。
【0103】
図１７は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて、自律して音響的に検知不可能な状態を維持する方法５４０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法５４０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示し得る。簡単にするために、方法５４０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法５３０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0104】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、５４２を介して、人間の監視者を含む少なくとも１つの領域を示すコマンドを受信し、その無人ヘリコプタ１００Ａは、その領域内の人間の監視者には音響的に検知不可能な状態を維持する。ユーザは５４２のための事前に決められた領域を選択し得て、または別の方法で領域を定め得る。例えば、ユーザは地図上にポリゴンを定めて、無人ヘリコプタ１００Ａがこの領域内の人々に音響的に検知不可能な状態を維持することを指示し得る。
【0105】
５４４では、音響データを受信し得る。例えば、定められた領域内の風速などの気象状況、無人ヘリコプタ１００Ａの音響プロファイル、および音響検知に関連する他のデータを５４４にて受信し得る。プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、５４６にて、無人ヘリコプタ１００Ａの音紋、ならびに風向および風速などの気象状況に基づいて、音響検知距離を決定する。無人ヘリコプタ１００Ａの高度などの他の要因も、音響検知距離を決定する際に考慮し得る。音響検知距離とは、無人ヘリコプタ１００Ａが検知を回避するために動かないことが望ましい区域から離れた距離である。この距離には、（地形の表面に沿った）水平成分と垂直成分が含まれ得る。
【0106】
ルートは、５４８を介して自動的に決定される。ルートは、ユーザにより確認される区域（１つまたは複数）、および各区域の周辺の音響検知距離を含む領域を除外する。プロセッサ（１つまたは複数）３０２／飛行制御電子機器１１２は、５５０を介して、無人ヘリコプタ１００Ａを制御して、ルートを自律的に飛行させる。
【0107】
方法５４０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａは、音響的に検知不可能な状態を維持すると共にルートを移動することができる。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａは被験者の知識なしに、および操縦を必要とせずに、監視を実行することができる。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａの性能が向上し得る。
【0108】
図１８は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いてルートを自律的に巡回する方法５６０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法５６０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示し得る。簡単にするために、方法５６０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法５６０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0109】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、５６２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａが特定のルートを巡回することを指示するコマンドを受信する。巡回は、道もしくは跡に沿って、周辺部を巡って、または別の領域を包含することが望ましいことがあり得る。ユーザは、移動する道または周辺部のセグメントを選択し得る。例えば、ユーザは、道または周辺部に対応する地図または一連の線分上にポリゴンを定め得る。周辺部または線分／道の終点も指示し得る。この情報は、外部通信モジュール１５０に発信される。
【0110】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、５６４を介して、複数の終点の間または周辺部を巡る経路を移動するルートを決定する。ルートは、複数の終点の各々において方向が反転されること、または終点に到達すると即座に周辺部を巡るルートが再開されることを示唆する。プロセッサ（１つまたは複数）３０２／飛行電子機器１１２は、５６６を介して、無人ヘリコプタ１００Ａを制御して、ルートを自律的に移動する。ルートが終点を有する一連の線分であることに応じて、無人ヘリコプタ１００Ａは、各終点に到達すると即座に方向を変える。その次に、ルートが周辺部のような閉じた線であることに応じて、始点／終点に到達すると即座に、ルートが再開される。したがって、所望のルートが自律的に巡回される。
【0111】
注目する対象物が検知されたことに応じて、５６８では、外部通信モジュール１５０を介して信号が送られる。５６８において、追加の行動を指定し、開始することもし得る。例えば、侵入者検知に応じて、ユーザは通信モジュール１５０を介して通知され、侵入者はメガフォンまたは他の類似のペイロードを使用して警告される。したがって、ユーザは、巡回されている経路に沿って、いかなる侵入者または他の問題も気づけるようになる。いくつかの実施形態では、バッテリレベルが方法５６０の一部としても監視し得る。このような実施形態では、ユーザがバッテリ１８６およびバッテリ１８８が最低エネルギーレベルに達すると即座に警告されて、５６９にて帰還し得る。この一部として、プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、現在位置からホーム位置へのルートを再決定し得る。その結果、無人ヘリコプタ１００Ａは、巡回から戻ることができる。いくつかの実施形態では、後述するように、無人ヘリコプタ１００Ａは継続的な監視を提供するために、巡回任務を別の無人機に引き渡すこともし得る。
【0112】
方法５６０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａは所望の領域を自律的に巡回することができ、いかなる問題もユーザに警告し、バッテリが切れる前に戻る。その結果、人間は、自ら巡回する必要も、無人機を操縦することによって巡回する必要もない。その代わりに、無人ヘリコプタ１００Ａは、これらの任務を実行することができる。
【0113】
図１９は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて故障に自律的に応じる方法５７０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法５７０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施形態として表示され得る。簡単にするために、方法５７０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法５７０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。いくつかの実施形態では、システム障害に応じる方法５７０によって実行されるタスクが常に実施される。その結果、ユーザからプロセッサ（１つまたは複数）３０２へタスクを受信する必要はない。あるいは、このタスクを実行するために、ユーザからの受信を必要とされ得る。
【0114】
制御システム３００は、５７２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａの構成要素の故障を探索する。例えば、１つまたは複数のバッテリシステム（例えば、バッテリ１８６およびバッテリ１８８）、バッテリ１８６およびバッテリ１８８からの電力を調整する電力システム、推進システム（例えば、モータ１３６およびモータ１４６、ならびにロータ１３４およびロータ１４２）、飛行制御システム１１２、ならびに通信システム１５０における故障が検知され得る。
【0115】
このような故障が検知されたことに応じて、５７４では、故障がミッションクリティカルであるかどうかが判定される。ミッションクリティカルな故障は、現在の任務（１つまたは複数）の完了を妨げ得るいかなる故障も含み得る。このような故障は、無人ヘリコプタ１００Ａによって実行されるあらゆる活動に影響を与えるバッテリまたは飛行制御システムの破局故障を含み得る。あるいは、ミッションクリティカルな故障は実行されている任務（１つまたは複数）に特有のものであり得る。探索任務にとっては、このような故障には、カメラまたは他の検出構成要素の故障が含まれ得る。
【0116】
検知される故障がミッションクリティカルでないことに応じて、その場合、動作が継続する。いくつかの実施形態では、故障の通知が送られる。しかしながら、飛行がミッションクリティカルである場合、５７６において警報が送られる。例えば、警報は、外部通信モジュール１５０の一部であるメッシュ無線機を介して送信され得る。その結果、重大な故障が発生したことが操作者に通知される。方法５９０について以下に説明するように、無人ヘリコプタ１００Ａを置き換えるために、追加の無人機を呼び出し得る。
【0117】
５７８では、無人ヘリコプタ１００Ａの現在位置とホーム／発進位置との間のルートが、プロセッサ３０２（１つまたは複数）によって自動的に決定される。その次に、無人ヘリコプタ１００Ａは、５８０にて、帰還するルートに沿って自律的に飛行する。
【0118】
方法５７０および無人ヘリコプタ１００Ａの制御システム３００を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａは、動作中に故障がないか自動的に点検され、現存するまたは検出されているミッションクリティカルな故障に応答して帰還し得る。その結果、無人ヘリコプタ１００Ａの信頼性が向上し得る。
【0119】
図２０は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて別の無人機に任務を自律的に引き渡す方法５９０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法５９０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示し得る。簡単にするために、方法５９０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法５９０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0120】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、５９２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａが他の無人機（１つまたは複数）に任務を自律的に引き渡すことを指示するコマンドを受信する。無人ヘリコプタ１００Ａは、コマンドを受信する第１のヘリコプタであり得る。コマンドを受信する第１のヘリコプタであることに応じて、タスクはユーザによってヘリコプタに提供され得る。無人ヘリコプタ１００Ａが第１でないことに応じて、無人ヘリコプタ１００Ａは別のヘリコプタからタスクを受信し得る。このような場合、無人ヘリコプタ１００Ａは、方法５９０の開始時に別のヘリコプタを解放する。
【0121】
無人ヘリコプタ１００Ａは、所望のタスク（１つまたは複数）を実行する。例えば、無人ヘリコプタ１００Ａは、方法５６０について説明したように巡回し、方法５３０のように信号を発する対象物に追従し、方法４２０のように探索を実行し、および／または他の任務を実行し得る。動作中、バッテリーレベル（１つまたは複数）は５９４を介して点検される。したがって、バッテリ１８６および／またはバッテリ１８８の蓄積電荷が監視される。
【0122】
バッテリレベルが、５９６にて、特定の閾値にあるか、またはそれを下回るかを判定する。この閾値は、基地に戻るための最小バッテリレベルであっても、別のレベルであり得る。バッテリが閾値を超えたことに応じて、その次に、５９４にて監視が継続される。バッテリが閾値以下であることに応じて、その次に、５９８を介して無人機（１つまたは複数）を交替するように警告が送信される。５９８では、無人ヘリコプタ１００Ａは、中枢基地と通信し得て、中枢基地は利用できる無人機に警告する。あるいは、警報が、無人ヘリコプタ１００Ａから代替機（１つまたは複数）に直接提供され得る。例えば、代替の無人機および無人ヘリコプタ１００Ａは、同じメッシュネットワークの一部であり得る。代替機（１つまたは複数）は、メッシュネットワークを介して直接通知され得る。５９８で得られた代替機は、無人ヘリコプタ１００Ａと実質的に同じであるか、または別の無人機であり得る。
【0123】
代替機が到着するまで動作を継続する。現在位置からの帰還ルートは、６００にて、代替機が現場に出た後にプロセッサ（１つまたは複数）３０２によって決定される。いくつかの実施形態では、代替機は、６００でのルートの再計算の前に、所定時間の間、無人ヘリコプタ１００Ａに追従する。６００におけるルートの決定は、使用されたバッテリの電力を最適化することを含み得る。例えば、ルートは最低安全高度を使用して、および／または速度に対する制限が与えられた飛行時間を最小にし得る。
【0124】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２／飛行電子機器１１２は、６０２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａを制御して、ルートを自律的に移動する。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａは、その任務を別の無人機に首尾良く引き渡している。
【0125】
方法５９０および制御システム３００を用いて、無人機間で自動的に任務を引き継ぎ得る。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａの中断されないカバレージまたは機能を提供し得る。その結果、方法５９０を実施する無人ヘリコプタ１００Ａの性能を改善し得る。
【0126】
図２１は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて対象物を監視すると共に、太陽によって見えにくくなる状態を自律的に維持する方法６１０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法６１０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示し得る。簡単にするために、方法６１０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法６１０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0127】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、６１２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａが太陽を使用して視覚的に検知不可能な状態を維持することを指示するコマンドを受信する。プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、方法５１０における位置を監視すること、および／または方法５４０を用いて音響的に検知不能な状態を維持することなど、別の任務と共にこのコマンドを受信し得る。
【0128】
６１４を介して、現在位置に関する全地球測位データおよび／または類似データが受信される。６１４で受信されたデータは、地理的位置および時間を表し得る。また、無人ヘリコプタ１００Ａが視覚的に見えにくくなることが望まれる対象物（１つまたは複数）および／または領域を設け得る。６１４にて提供されたデータに基づいて、６１６では太陽の現在時刻および位置が判定される。
【0129】
６１８を介して、無人ヘリコプタ１００Ａが見えにくくなることが望まれる対象物および／または領域の間のレイトレーシングが実行される。その結果、無人ヘリコプタ１００Ａが太陽によって見えにくくなると共に飛行可能な領域を決定できる。太陽が無人ヘリコプタ１００Ａを見えにくくする能力は、無人ヘリコプタ１００Ａの大きさ、ならびに注目する対象物／領域からの距離に依存する。言い換えると、無人ヘリコプタ１００Ａが太陽によって見えにくくなる能力は、無人ヘリコプタ１００Ａによって弧に対する立体角に依存する。無人ヘリコプタ１００Ａの比較的小さなプロファイルは、図１Ｄに示されるように、小さな立体角を維持するのを助ける。
【0130】
その次に、６２０では、ルートが決定される。ルートは、無人ヘリコプタ１００Ａが太陽および対象物／領域との間の線上に配置できる、対象物／領域からの高度および方向を有する有利な地点を含む。有利な地点へのルートは、移動中の無人ヘリコプタ１００Ａの視認性を低減させるように選択され得る。プロセッサ（１つまたは複数）３０２／飛行電子機器１１２は、６２２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａを制御して、有利な地点に至るまでのルートを自律的に移動する。その次に、６２４では、注目する対象物／領域の画像を有利な地点から取り込み得る。
【0131】
いくつかの実施形態では、対象物が方法６１０の間に移動し得る。そのような実施形態では、太陽の位置、対象物の位置、有利な地点、および現在位置から新しい有利な地点までのルートがリアルタイムで動的に更新され得る。場合によっては、対象物が方法６１０の間に移動しないが、太陽は移動し得る。このような場合、太陽の位置、有利な地点、および現在の有利な地点から新しい有利な地点へのルートがリアルタイムで動的に更新される。したがって、方法６１０を使用して、任務の大部分またはすべてにわたって無人ヘリコプタ１００Ａが太陽で見えない状態を保ち続ける。
【0132】
方法６１０および制御システム３００を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａは、他のタスクを実行している間、見えにくくなる状態を自律的に維持し得る。その結果、方法６１０により、無人ヘリコプタ１００Ａは、対象物（１つまたは複数）を監視、探索、または追跡するといった任務をより良好に達成し得る。その結果、方法６１０を実施する無人ヘリコプタ１００Ａの性能を改善し得る。
【0133】
図２２は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて静止位置から任務の一部を実行する方法６３０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法６３０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示し得る。簡単にするために、方法６３０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法６３０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0134】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、６３２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａが監視を継続するために静止位置を見つけるよう指示するコマンドを受信する。プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、別の任務と共にこのコマンドを受信し得る。例えば、無人ヘリコプタ１００Ａが、方法４２０にて対象物を探索し追跡すること、または方法５４０を用いて音響的に検知不可能な状態を維持すると共に、方法５１０にて位置を監視すること、および／または方法６１０を用いて太陽で見えなくなることであり得る。コマンドは、６３２にて、外部通信モジュール１５０を介して、または着陸が望ましくあり得るという内部の指示に応じて、操作者から受信し得る。着陸は例えば、観察された対象物が特定の時間の間静止した状態を維持することに応じて、または故障に起因して、バッテリ電力を節約するために望ましい。
【0135】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、６３４において、無人ヘリコプタ１００Ａが対象物／領域の現在の視界の外側に留まるべきかどうかを判定する。この判定は、任務パラメータに基づいてなされ得る。例えば、無人ヘリコプタ１００Ａが太陽で見えなくなる方向を既に受信し、偽装を維持し、および／または音響的に検知不可能な状態を維持することに応じて、６３４では、無人ヘリコプタ１００Ａが、対象物／位置の視界の外側に留まることが判定され得る。また、操作者は、無人ヘリコプタ１００Ａが例えば６３２で受信されたタスクにおいて、視界の外側／隠れた状態に留まるべきかどうかを指定し得る。
【0136】
視界の外側に留まらないことを必要とする無人ヘリコプタ１００Ａに応じて、着陸のためのいかなる適切な位置も、６３６を介して、見つけ得る。無人ヘリコプタ１００Ａが視界／隠れた領域の外側に留まっていることに応じて、６３８では、対象物または位置の視界の外側の適切な位置（１つまたは複数）を決定してもよい。例えば、位置は、対象物または位置から比較的遠く、垂直方向にオフセットされ、および／または部分的に見えにくくなり得る。いくつかの実施形態では、６３６および６３８は、複数の可能な着陸地点を操作者に提供すること、および操作者から所望の着陸地点の選択対象を受信することを含む。
【0137】
その次に、６４０にて、着陸地点へのルートが決定される。着陸地点へのルートは、移動中の無人ヘリコプタ１００Ａの視認性を低減させるように選択され得る。プロセッサ（１つまたは複数）３０２／飛行電子機器１１２は、６４２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａを制御して、有利な地点に至るまでのルートを自律的に移動する。無人ヘリコプタ１００Ａは、６４４を介して、選択された着陸地点から所定の距離内に着陸する。６４４では、例えば方法６５０を用いて着陸地点を更新し得て、無人ヘリコプタ１００Ａが着陸する。その次に、６４６では、無人ヘリコプタ１００Ａが静止している間、任務を継続し得る。例えば、無人ヘリコプタは、特定の目標のビデオまたは音声監視を継続し得る。
【0138】
方法６５０および制御システム３００を用いて、追跡されている対象物が静止した状態を維持すると共に、無人ヘリコプタ１００Ａは静止位置から監視を自律的に継続し得るか、または単に電力を節約し得る。これにより、無人ヘリコプタ１００Ａは、任務がより長時間継続し得るように、バッテリ電力を節約できる。また、無人ヘリコプタ１００Ａが、バッテリの電力が低下しているか、または非ミッションクリティカルな故障が検知されていることに応じても、任務に留まることを可能にし得る。図２２には示されていないが、対象物が移動し始めるのに応じて、無人ヘリコプタ１００Ａは離陸し、物体に追跡し続けるか、さもなければ動作を継続し得る。その結果、方法６３０により、無人ヘリコプタ１００Ａは対象物を監視、探索、または追跡するといった任務をより良好に完了し得る。その結果、方法６３０を実施する無人ヘリコプタ１００Ａの性能を改善し得る。
【0139】
図２３は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いてユーザが選択した位置に自律的に着陸する方法６５０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法６５０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示し得る。簡単にするために、方法６５０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法６５０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。方法６５０は、無人ヘリコプタ１００Ａが着陸するときに開始する。例えば、方法６５０は、方法４６０、４８０、５７０、５９０、および／または６４０のうちの１つまたは複数に関連して用いられ得る。
【0140】
６５２では、無人ヘリコプタ１００Ａを搭載された１つまたは複数のカメラが地面に向けられる。この動作は、無人ヘリコプタ１００Ａが選択された着陸地点に到達するか、または選択された着陸地点から特定の距離内にあることに応じて実行され得る。カメラは、胴体１１０のような無人ヘリコプタ１００Ａの一部に対して動かされる。例えば、カメラは、胴体１１０に対してカメラの方向を制御する一つまたは複数の電動化されたジンバルに接続し得る。プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、無人ヘリコプタ１００Ａが着陸することが望ましい領域にカメラを向けるためにモータを制御する。また、６５２では、着陸地点の周辺領域の画像（１つまたは複数）が取り込まれる。いくつかの実施形態では、その領域の地形を評価し得るように、無人ヘリコプタ１００Ａ下の領域の広角視界を捉える。
【0141】
画像（１つまたは複数）は、６５４を介して操作者に提供される。いくつかの実施形態では、６５４で提供される画像（１つまたは複数）は、リアルタイムのビデオストリームである。画像は、外部通信モジュール１５０を用いて送信され得る。その次に、操作者は、無人ヘリコプタ１００Ａの着陸地帯として特定の位置を選択し得る。例えば、操作者はディスプレイ上の位置にポインタを動かし、クリックすることによって、画像（１つまたは複数）内の特定の位置を選択し得る。この選択は、６５６において、プロセッサ（１つまたは複数）３０２によって受信される。その選択を外部通信モジュール１０５で受信し得て、プロセッサ（１つまたは複数）３０２に提供され得る。その次に、無人ヘリコプタ１００Ａは、６５８にて、着陸地帯に、またはできるだけ着陸地帯に近接して自律的に着陸する。
【0142】
方法６５０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａは、指定された領域に着陸できる。着陸地点は、６５４で提供された画像を介して操作者によって確認される。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａには、選択された位置に実質的に自律して着陸するように比較的容易に指示し得る。
【0143】
図２４は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて画像の注目領域を自律的にセンタリングする方法６６０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法６６０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示し得る。簡単にするために、方法６６０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法６６０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。方法６６０は、典型的には無人ヘリコプタ１００Ａが任務中に、例えば、方法４２０において対象物を探索するか、または方法５３０において対象物を追跡している間に実行される。
【0144】
６６２では、画像が操作者に提供される。例えば、画像は、外部通信モジュール１５０を介して、操作者のコンピューティングデバイスに送られ得て、コンピューティングデバイスがディスプレイ上に画像をレンダリングする。６６２で提供される画像は、ビデオフィードであり得る。しかしながら、静止画像がユーザに提供されるのを妨げるものは何もない。
【0145】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、６６４にて、画像の特定の部分に注目することを指示するコマンドを受信する。そのコマンドは、６６４にて、外部通信モジュール１５０を介して受信され得る。操作者は、コンピュータデバイスのディスプレイ上に示される画像上の特定の位置にポインタを動かし、クリックすることによって、コマンドを開始し得る。この位置の指示は、無人ヘリコプタ１００Ａに提供される。
【0146】
無人ヘリコプタ１００Ａは、６６６を介して、その使用によって選択された位置が、ディスプレイ上で実質的に中心になるように自律的に制御される。これは、画像を取り込むカメラ（１つまたは複数）と無人ヘリコプタ１００Ａの飛行との両方の制御を含み得る。ペイロード１８２を用いて運搬されるようなカメラは、選択された位置が実質的にカメラの視界の中心に位置するような点に移動し得る。６６６では、プロセッサ（１つまたは複数）３０２はまた、無人ヘリコプタ１００Ａの飛行を制御して、カメラを安定化させ、および／または、操作者によって選択された位置が操作者に提供される画像の視界内の実質的に中心に確実になるように補助し得る。
【0147】
方法６６０を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａによって提供される視界を、ユーザによって容易に制御できる。したがって、無人ヘリコプタ１００Ａの性能および有用性が向上し得る。
【0148】
図２５は、無人ヘリコプタの例示的な実施形態を用いて光学迷彩を自律的に採用する方法６７０の例示的な実施形態を表すフローチャートである。方法６７０は、特定のタスク用の方法４００の特定の実施態様として表示し得る。簡単にするために、方法６７０は、制御システム３００および無人ヘリコプタ１００Ａの文脈で説明される。しかしながら、方法６７０は、他の制御システムおよび他の自律的な無人ヘリコプタによって使用され得る。
【0149】
プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、６７２を介して、無人ヘリコプタ１００Ａが光学迷彩を使用することを指示するコマンドを受信する。プロセッサ（１つまたは複数）３０２は、方法４２０における対象物の探索および追跡、方法５１０における位置の監視、方法５３０における対象物の追跡、方法５６０における巡回、および／または方法５４０を用いた音響的に検知不能な状態を維持することなど、別の任務と共にこのコマンドを受信し得る。あるいは、タスクを開始する前に受信し得る。いずれにせよ、ステップ６７２で受信したタスクは、別の任務の一部であり得る。いくつかの実施形態では、受信したタスクは、単に視覚的に検知不可能な状態を維持し得る。そのような実施形態では、無人ヘリコプタ１００Ａは、方法６７０、ならびに方法５４０および６１０などの他の望ましい方法を実行し得る。
【0150】
６７４では、無人ヘリコプタ１００Ａを通じて、対象物から背景までの見通し線を決定するためのレイトレーシングまたは他の機構が実行される。その背景は、無人ヘリコプタ１００Ａが存在しないことに応じて、対象物が見ることになるものである。６７４では、背景が何であるか、ならびに無人ヘリコプタ１００Ａのどの部分が背景の代わりに対象物に見え得るかが判定される。
【0151】
６７６では、背景の画像が取り込まれる。取り込まれた画像は、実質的にリアルタイムのビデオである。背景の画像は、背景の代わりに対象物に見え得る無人ヘリコプタ１００Ａの領域上に、実質的にリアルタイムで表示される。
【0152】
方法６７０および制御システム３００を用いて、無人ヘリコプタ１００Ａは、他のタスクを実行している間、見えにくくなる状態を自律的に維持し得る。その結果、方法６６０により、無人ヘリコプタ１００Ａは、対象物（１つまたは複数）を監視、探索、または追跡するといった任務をより良好に達成し得る。方法６６０を実施する無人ヘリコプタ１００Ａの性能を向上し得る。
【0153】
このように、無人ヘリコプタによって実行される様々なタスク、ならびに無人ヘリコプタ１００、無人ヘリコプタ１００Ａ、無人ヘリコプタ１００Ｂ、無人ヘリコプタ１００Ｃで用いられる構成要素が説明されている。当業者は、構成要素および／または方法が、本明細書に明示的に記載されていない方法で組み合わされ得ることを容易に分かるであろう。
【0154】
前述の実施形態は、理解を明確にするためにある程度詳細に説明されてきたが、本発明は提供されるその詳細に限定されない。本発明を実施する多くの別の方法がある。開示された実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではない。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【手続補正書】
【提出日】2022-11-24
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無人ヘリコプタを制御するシステムであって、
前記システムは、
タスクを受信し、
前記タスクのための前記無人ヘリコプタのルートであって前記タスクに基づく前記ルートと、前記ルートの地理と、前記ルートに沿った地形と、を動的に決定することであって、前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、動的な決定を行い、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを自律的に実行する、
ように構成されるプロセッサと、
前記プロセッサに連結されたメモリであって、前記ルートを決定して、前記タスクを実行するための命令を前記プロセッサに提供するように構成されるメモリと、を含む、システム。
前記システムは、
タスクを受信し、
前記タスクのための前記無人ヘリコプタのルートであって前記タスクに基づく前記ルートと、前記ルートの地理と、前記ルートに沿った地形と、を動的に決定することであって、前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、動的な決定を行い、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを自律的に実行する、
ように構成されるプロセッサと、
前記プロセッサに連結されたメモリであって、前記ルートを決定して、前記タスクを実行するための命令を前記プロセッサに提供するように構成されるメモリと、を含む、システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、前記プロセッサは、追加の入力に基づいて前記ルートを動的に決定する、システム。
【請求項3】
請求項２に記載のシステムであって、前記追加の入力は、前記無人ヘリコプタ上のシステムセンサからの第１の気象状態と、外部センサ、全地球測位データ、および／またはタスクデータからの第２の気象状態と、のうちの少なくとも１つを含む、システム。
【請求項4】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは、対象物に対するあらかじめ定められた地理的領域を探索することであり、
前記システムは、
前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記対象物に基づいて前記無人ヘリコプタのスタンドオフ距離およびスタンドオフ角度を決定し、
前記地形、前記対象物、風向、風速、前記スタンドオフ距離、前記スタンドオフ角度、およびルート完了時間に基づく前記ルートのらせん状経路およびローンモーワ経路のうち１つを選択し、
前記ルートに沿って前記撮像システムにより取り込まれた複数の画像を分析して前記対象物を認識し、
前記対象物が前記複数の画像のうちの１つで認識されることに応じて、外部受信機への伝送のために前記外部通信モジュールに通知を提供する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、
前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記対象物に基づいて前記無人ヘリコプタのスタンドオフ距離およびスタンドオフ角度を決定し、
前記地形、前記対象物、風向、風速、前記スタンドオフ距離、前記スタンドオフ角度、およびルート完了時間に基づく前記ルートのらせん状経路およびローンモーワ経路のうち１つを選択し、
前記ルートに沿って前記撮像システムにより取り込まれた複数の画像を分析して前記対象物を認識し、
前記対象物が前記複数の画像のうちの１つで認識されることに応じて、外部受信機への伝送のために前記外部通信モジュールに通知を提供する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項5】
請求項４に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、
前記対象物が見つけられていることに応じて、前記複数の画像に基づいて前記対象物の次の位置を動的に予測し、
前記次の位置が撮像システムの視界内にあるように前記ルートを更新し、
前記視界から前記対象物が失われることに応じて、前記らせん状経路および前記ローンモーワ経路のうちの１つを前記ルートとして再選択し、ユーザに伝送するために前記外部通信モジュールに対象物のロスト通知を提供するように、さらに構成される、システム。
前記プロセッサは、
前記対象物が見つけられていることに応じて、前記複数の画像に基づいて前記対象物の次の位置を動的に予測し、
前記次の位置が撮像システムの視界内にあるように前記ルートを更新し、
前記視界から前記対象物が失われることに応じて、前記らせん状経路および前記ローンモーワ経路のうちの１つを前記ルートとして再選択し、ユーザに伝送するために前記外部通信モジュールに対象物のロスト通知を提供するように、さらに構成される、システム。
【請求項6】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは発進位置に戻ることであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記発進位置を記録し、
前記タスクの受信に応じて、現在位置から前記発進位置までの最低安全高度を有する前記ルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記発進位置からのあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する、
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記発進位置を記録し、
前記タスクの受信に応じて、現在位置から前記発進位置までの最低安全高度を有する前記ルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記発進位置からのあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する、
ようにさらに構成される、システム。
【請求項7】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは位置を見ることであり、
前記システムは、
前記タスクと、前記位置に近接した追加のアセットの位置データと、を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサに連結された外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムが地形データを用いるための、前記位置から少なくとも１つの利用可能な有利な地点までの、レイトレーシングであって、前記レイトレーシングは前記少なくとも１つの有利な地点と前記位置との間の障害物の数および大きさを示す、レイトレーシングを実行し、
最適な数および最適な大きさの障害物を有する有利な地点を、前記少なくとも１つの利用可能な有利な地点から、選択し、
現在位置から前記有利な地点までの前記ルートであって、追加のアセットの位置を含まない前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、
前記タスクと、前記位置に近接した追加のアセットの位置データと、を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサに連結された外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムが地形データを用いるための、前記位置から少なくとも１つの利用可能な有利な地点までの、レイトレーシングであって、前記レイトレーシングは前記少なくとも１つの有利な地点と前記位置との間の障害物の数および大きさを示す、レイトレーシングを実行し、
最適な数および最適な大きさの障害物を有する有利な地点を、前記少なくとも１つの利用可能な有利な地点から、選択し、
現在位置から前記有利な地点までの前記ルートであって、追加のアセットの位置を含まない前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項8】
請求項７に記載のシステムであって、前記プロセッサは、少なくとも１つのあらかじめ定められた領域が前記ルートから除外されるように前記ルートを決定するようにも構成される、システム。
【請求項9】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは対象物を追跡することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムからの入力に基づいてリアルタイムで前記対象物の位置を動的に推定し、
前記撮像システムの視界内に前記位置がい続けるように前記ルートを動的に決定し、
前記対象物が前記撮像システムの前記視界から出るのに応じて、前記対象物が前記撮像システムの視界内にあった最後に認知された位置を含む領域を、探索する
ように構成される、システム。
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムからの入力に基づいてリアルタイムで前記対象物の位置を動的に推定し、
前記撮像システムの視界内に前記位置がい続けるように前記ルートを動的に決定し、
前記対象物が前記撮像システムの前記視界から出るのに応じて、前記対象物が前記撮像システムの視界内にあった最後に認知された位置を含む領域を、探索する
ように構成される、システム。
【請求項10】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは領域を回避することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、前記ルートが前記領域を含まないように前記ルートを決定するように構成される、システム。
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、前記ルートが前記領域を含まないように前記ルートを決定するように構成される、システム。
【請求項11】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは全地球測位位置を発信する対象物を追跡することであり、
前記システムは、前記全地球測位位置を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記全地球測位位置を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記全地球測位位置から特定の距離内にい続けるように前記ルートを動的に更新する
ように構成される、システム。
前記システムは、前記全地球測位位置を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記全地球測位位置を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記全地球測位位置から特定の距離内にい続けるように前記ルートを動的に更新する
ように構成される、システム。
【請求項12】
請求項１に記載のシステムであって、追加タスクは、音響的に検知不可能な状態を維持することであり、前記システムは、
人間の観察者を含む少なくとも１つの区域を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタの音紋、風向、および風速に基づいて音響検知距離を決定し、
前記少なくとも１つの区域と、前記少なくとも１つの区域の各々の周りの音響検知距離と、を含む領域を含まない前記ルートを決定する
ように、さらに構成される、システム。
人間の観察者を含む少なくとも１つの区域を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタの音紋、風向、および風速に基づいて音響検知距離を決定し、
前記少なくとも１つの区域と、前記少なくとも１つの区域の各々の周りの音響検知距離と、を含む領域を含まない前記ルートを決定する
ように、さらに構成される、システム。
【請求項13】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは、複数の終点を有する経路を巡回することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記複数の終点の間の経路を移動し、前記複数の終点の各々において方向を反転させるルートを決定し、
注目する対象物を検知すると伝送のための信号を前記外部通信モジュールに提供し、
帰還のための最小エネルギーレベルに達すると、現在位置からホーム位置への前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記複数の終点の間の経路を移動し、前記複数の終点の各々において方向を反転させるルートを決定し、
注目する対象物を検知すると伝送のための信号を前記外部通信モジュールに提供し、
帰還のための最小エネルギーレベルに達すると、現在位置からホーム位置への前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
【請求項14】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは引き継ぎであり、
前記システムは、
追加の無人機または他のメッシュネットワーク化されたデバイスに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
バッテリと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記バッテリのバッテリレベルが閾値を下回っているかどうかを判定し、
バッテリレベルが閾値を下回っていることに応じて、前記無人機に伝送するために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
前記追加の無人機が前記無人ヘリコプタから閾値距離内にあった後に、少なくとも特定の時間間隔で、現在位置からホーム位置までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
前記システムは、
追加の無人機または他のメッシュネットワーク化されたデバイスに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
バッテリと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記バッテリのバッテリレベルが閾値を下回っているかどうかを判定し、
バッテリレベルが閾値を下回っていることに応じて、前記無人機に伝送するために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
前記追加の無人機が前記無人ヘリコプタから閾値距離内にあった後に、少なくとも特定の時間間隔で、現在位置からホーム位置までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
【請求項15】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは故障への応答であり、
前記システムは、ユーザに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
バッテリシステム、電力システム、推進システム、飛行制御システム、および通信システムのうちの少なくとも１つの故障を検出し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であるかどうか判定し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であることに応じて、伝送のために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
現在位置から、ホーム位置と最寄りの安全着陸位置とのうちの一方までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
前記システムは、ユーザに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
バッテリシステム、電力システム、推進システム、飛行制御システム、および通信システムのうちの少なくとも１つの故障を検出し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であるかどうか判定し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であることに応じて、伝送のために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
現在位置から、ホーム位置と最寄りの安全着陸位置とのうちの一方までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
【請求項16】
請求項１に記載のシステムであって、追加タスクは、視覚的に検知不可能な状態を維持することであり、
前記システムは、前記無人ヘリコプタの全地球測位位置を受信する全地球測位モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
全地球測位データに基づいて時間および太陽の位置を決定し、
前記太陽の位置と注目する対象物とを結ぶ線を決定し、
前記無人ヘリコプタが前記線上に位置するような、前記対象物からの高度および方向を含む、前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、前記無人ヘリコプタの全地球測位位置を受信する全地球測位モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
全地球測位データに基づいて時間および太陽の位置を決定し、
前記太陽の位置と注目する対象物とを結ぶ線を決定し、
前記無人ヘリコプタが前記線上に位置するような、前記対象物からの高度および方向を含む、前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項17】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは、対象物に関して静止位置を見つけることであり、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタが対象物の視界外にい続けるかどうかを判定し、
前記無人ヘリコプタが前記対象物の前記視界外に留まることが決定されたことに応じて、前記視界外にある着陸地点の位置を決め、
現在位置から前記着陸地点までのルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する
ようにさらに構成される、システム。
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタが対象物の視界外にい続けるかどうかを判定し、
前記無人ヘリコプタが前記対象物の前記視界外に留まることが決定されたことに応じて、前記視界外にある着陸地点の位置を決め、
現在位置から前記着陸地点までのルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項18】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは自律的に着陸することであり、
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
利用可能な着陸地点にカメラを向け、前記外部通信モジュールを介して、利用可能な着陸地点を含む画像をユーザに提供し、
ユーザが選択した着陸地点を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するよう制御する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
利用可能な着陸地点にカメラを向け、前記外部通信モジュールを介して、利用可能な着陸地点を含む画像をユーザに提供し、
ユーザが選択した着陸地点を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するよう制御する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項19】
請求項１に記載のシステムであって、前記タスクは、注目区域を画像の中央に配することであり、
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記外部通信モジュールを介して画像をユーザに提供し、
前記外部通信モジュールを介して前記画像に含まれている注目区域を受信し、
注目区域が少なくとも１つの後続の画像の各々にて実質的に中心にあるように、前記カメラおよび前記無人ヘリコプタの方向を制御する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記外部通信モジュールを介して画像をユーザに提供し、
前記外部通信モジュールを介して前記画像に含まれている注目区域を受信し、
注目区域が少なくとも１つの後続の画像の各々にて実質的に中心にあるように、前記カメラおよび前記無人ヘリコプタの方向を制御する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項20】
請求項１に記載のシステムであって、追加タスクは、少なくとも１つの対象物から視覚的に検知不可能な状態を維持することであり、
前記システムは、少なくとも１つのカメラをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの対象物用の背景を決定し、
前記少なくとも１つのカメラを制御して前記背景の画像を取り込み、
前記無人ヘリコプタに対応する部分に、前記背景に対応する前記画像を表示する
ようにさらに構成される、システム。
前記システムは、少なくとも１つのカメラをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの対象物用の背景を決定し、
前記少なくとも１つのカメラを制御して前記背景の画像を取り込み、
前記無人ヘリコプタに対応する部分に、前記背景に対応する前記画像を表示する
ようにさらに構成される、システム。
【請求項21】
無人ヘリコプタを制御する方法であり、
タスクを受信することと、
プロセッサを使用して、前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
を含む方法。
タスクを受信することと、
プロセッサを使用して、前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
を含む方法。
【請求項22】
無人ヘリコプタを制御するためのコンピュータプログラム製品であり、
前記コンピュータプログラム製品は、非一時的なコンピュータ可読の記憶媒体に実施され、
タスクを受信することと、
前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
のためのコンピュータ命令を含むコンピュータプログラム製品。
前記コンピュータプログラム製品は、非一時的なコンピュータ可読の記憶媒体に実施され、
タスクを受信することと、
前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
のためのコンピュータ命令を含むコンピュータプログラム製品。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0154】
前述の実施形態は、理解を明確にするためにある程度詳細に説明されてきたが、本発明は提供されるその詳細に限定されない。本発明を実施する多くの別の方法がある。開示された実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではない。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
無人ヘリコプタプラットフォームであって、
飛行制御電子機器を収容する胴体と、
前記胴体と連結した尾部であって、前記尾部は、テールロータとテールロータモータとを含む尾部と、
前記胴体と前記飛行制御電子機器とに連結されたメインロータアセンブリであって、前記メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータと、メインロータモータと、を含むメインロータアセンブリと、
前記胴体と連結し前記胴体に沿って延在するペイロードレールであって、前記ペイロードレールは、前記胴体に複数のペイロードの機械的接続を可能にし、前記ペイロードレールは、前記複数のペイロードの重心が前記メインロータの前記回転軸と並ぶ位置に配置可能なように、前記ペイロードレールに接続した前記複数のペイロードの位置決めが可能であるペイロードレールと、
を備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例２：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記メインロータアセンブリは、
回転部分と固定部分とを含む閉鎖型スワッシュアセンブリであって、前記回転部分は前記メインロータの中心部分を囲んで、前記胴体に対して回転可能であり、前記固定部分は前記胴体と連結されている閉鎖型スワッシュアセンブリ、をさらに含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例３：
適用例２の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードレールは、前記胴体の前方部分から前記胴体の後方部分まで延在する無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例４：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記尾部は前記胴体に着脱自在に連結し、前記胴体は胴体カップリング部を含み、前記尾部は、前記胴体カップリング部と嵌合するように構成されるテールカップリング部を含み、前記テールカップリング部および前記胴体カップリング部は、前記胴体と前記尾部との間に機械的接続部、データ接続部および電力接続部を提供している無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例５：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードのうちの少なくとも１つは、前記メインロータモータに電力を供給するためのバッテリペイロードである無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例６：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードのうち少なくとも１つは、コンピュータペイロードである無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例７：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記複数のペイロードは、レーザ高度計モジュール、カメラモジュール、ライダモジュール、レーダモジュール、メガフォン、熱センサモジュール、および／または全地球測位モジュールのうちの少なくとも１つを含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例８：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、
前記胴体に接続された通信アセンブリをさらに備え、前記通信アセンブリは、外部電源から第１の複数の信号を受け入れ、前記無人ヘリコプタプラットフォームから外部受信機に第２の複数の信号を提供する無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例９：
適用例８の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記通信アセンブリはメッシュ無線機を含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例１０：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記胴体と連結された少なくとも１つの降着装置をさらに備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例１１：
適用例１０の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記少なくとも１つの降着装置は、
前記胴体に接続している第１の部分、第２の部分、および前記第１の部分と前記第２の部分との間のヒンジと、
前記ヒンジ周辺で前記第１の部分に関して前記第２の部分を自動的に回転させるための降着装置モータと、
をさらに含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例１２：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、
前記胴体と連結された全地球測位ユニットと、
前記全地球測位ユニットに全地球測位データを提供するために前記胴体と連結した少なくとも１つの全地球測位アンテナと、
をさらに備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例１３：
無人ヘリコプタを制御するシステムであって、
前記システムは、
タスクを受信し、
前記タスクのための前記無人ヘリコプタのルートであって前記タスクに基づく前記ルートと、前記ルートの地理と、前記ルートに沿った地形と、を動的に決定することであって、前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、動的な決定を行い、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを自律的に実行する、
ように構成されるプロセッサと、
前記プロセッサに連結されたメモリであって、前記ルートを決定して、前記タスクを実行するための命令を前記プロセッサに提供するように構成されるメモリと、を含む、システム。
適用例１４：
適用例１３のシステムであって、前記プロセッサは、追加の入力に基づいて前記ルートを動的に決定する、システム。
適用例１５：
適用例１４のシステムであって、前記追加の入力は、前記無人ヘリコプタ上のシステムセンサからの第１の気象状態と、外部センサ、全地球測位データ、および／またはタスクデータからの第２の気象状態と、のうちの少なくとも１つを含む、システム。
適用例１６：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは、対象物に対するあらかじめ定められた地理的領域を探索することであり、
前記システムは、
前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記対象物に基づいて前記無人ヘリコプタのスタンドオフ距離およびスタンドオフ角度を決定し、
前記地形、前記対象物、風向、風速、前記スタンドオフ距離、前記スタンドオフ角度、およびルート完了時間に基づく前記ルートのらせん状経路およびローンモーワ経路のうち１つを選択し、
前記ルートに沿って前記撮像システムにより取り込まれた複数の画像を分析して前記対象物を認識し、
前記対象物が前記複数の画像のうちの１つで認識されることに応じて、外部受信機への伝送のために前記外部通信モジュールに通知を提供する
ようにさらに構成される、システム。
適用例１７：
適用例１６のシステムであって、
前記プロセッサは、
前記対象物が見つけられていることに応じて、前記複数の画像に基づいて前記対象物の次の位置を動的に予測し、
前記次の位置が撮像システムの視界内にあるように前記ルートを更新し、
前記視界から前記対象物が失われることに応じて、前記らせん状経路および前記ローンモーワ経路のうちの１つを前記ルートとして再選択し、ユーザに伝送するために前記外部通信モジュールに対象物のロスト通知を提供するように、さらに構成される、システム。
適用例１８：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは発進位置に戻ることであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記発進位置を記録し、
前記タスクの受信に応じて、現在位置から前記発進位置までの最低安全高度を有する前記ルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記発進位置からのあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する、
ようにさらに構成される、システム。
適用例１９：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは位置を見ることであり、
前記システムは、
前記タスクと、前記位置に近接した追加のアセットの位置データと、を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサに連結された外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムが地形データを用いるための、前記位置から少なくとも１つの利用可能な有利な地点までの、レイトレーシングであって、前記レイトレーシングは前記少なくとも１つの有利な地点と前記位置との間の障害物の数および大きさを示す、レイトレーシングを実行し、
最適な数および最適な大きさの障害物を有する有利な地点を、前記少なくとも１つの利用可能な有利な地点から、選択し、
現在位置から前記有利な地点までの前記ルートであって、追加のアセットの位置を含まない前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
適用例２０：
適用例１９のシステムであって、前記プロセッサは、少なくとも１つのあらかじめ定められた領域が前記ルートから除外されるように前記ルートを決定するようにも構成される、システム。
適用例２１：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは対象物を追跡することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムからの入力に基づいてリアルタイムで前記対象物の位置を動的に推定し、
前記撮像システムの視界内に前記位置がい続けるように前記ルートを動的に決定し、
前記対象物が前記撮像システムの前記視界から出るのに応じて、前記対象物が前記撮像システムの視界内にあった最後に認知された位置を含む領域を、探索する
ように構成される、システム。
適用例２２：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは領域を回避することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、前記ルートが前記領域を含まないように前記ルートを決定するように構成される、システム。
適用例２３：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは全地球測位位置を発信する対象物を追跡することであり、
前記システムは、前記全地球測位位置を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記全地球測位位置を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記全地球測位位置から特定の距離内にい続けるように前記ルートを動的に更新する
ように構成される、システム。
適用例２４：
適用例１３のシステムであって、追加タスクは、音響的に検知不可能な状態を維持することであり、前記システムは、
人間の観察者を含む少なくとも１つの区域を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタの音紋、風向、および風速に基づいて音響検知距離を決定し、
前記少なくとも１つの区域と、前記少なくとも１つの区域の各々の周りの音響検知距離と、を含む領域を含まない前記ルートを決定する
ように、さらに構成される、システム。
適用例２５：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは、複数の終点を有する経路を巡回することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記複数の終点の間の経路を移動し、前記複数の終点の各々において方向を反転させるルートを決定し、
注目する対象物を検知すると伝送のための信号を前記外部通信モジュールに提供し、
帰還のための最小エネルギーレベルに達すると、現在位置からホーム位置への前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
適用例２６：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは引き継ぎであり、
前記システムは、
追加の無人機または他のメッシュネットワーク化されたデバイスに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
バッテリと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記バッテリのバッテリレベルが閾値を下回っているかどうかを判定し、
バッテリレベルが閾値を下回っていることに応じて、前記無人機に伝送するために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
前記追加の無人機が前記無人ヘリコプタから閾値距離内にあった後に、少なくとも特定の時間間隔で、現在位置からホーム位置までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
適用例２７：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは故障への応答であり、
前記システムは、ユーザに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
バッテリシステム、電力システム、推進システム、飛行制御システム、および通信システムのうちの少なくとも１つの故障を検出し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であるかどうか判定し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であることに応じて、伝送のために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
現在位置から、ホーム位置と最寄りの安全着陸位置とのうちの一方までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
適用例２８：
適用例１３のシステムであって、追加タスクは、視覚的に検知不可能な状態を維持することであり、
前記システムは、前記無人ヘリコプタの全地球測位位置を受信する全地球測位モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
全地球測位データに基づいて時間および太陽の位置を決定し、
前記太陽の位置と注目する対象物とを結ぶ線を決定し、
前記無人ヘリコプタが前記線上に位置するような、前記対象物からの高度および方向を含む、前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
適用例２９：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは、対象物に関して静止位置を見つけることであり、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタが対象物の視界外にい続けるかどうかを判定し、
前記無人ヘリコプタが前記対象物の前記視界外に留まることが決定されたことに応じて、前記視界外にある着陸地点の位置を決め、
現在位置から前記着陸地点までのルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する
ようにさらに構成される、システム。
適用例３０：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは自律的に着陸することであり、
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
利用可能な着陸地点にカメラを向け、前記外部通信モジュールを介して、利用可能な着陸地点を含む画像をユーザに提供し、
ユーザが選択した着陸地点を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するよう制御する
ようにさらに構成される、システム。
適用例３１：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは、注目区域を画像の中央に配することであり、
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記外部通信モジュールを介して画像をユーザに提供し、
前記外部通信モジュールを介して前記画像に含まれている注目区域を受信し、
注目区域が少なくとも１つの後続の画像の各々にて実質的に中心にあるように、前記カメラおよび前記無人ヘリコプタの方向を制御する
ようにさらに構成される、システム。
適用例３２：
適用例１３のシステムであって、追加タスクは、少なくとも１つの対象物から視覚的に検知不可能な状態を維持することであり、
前記システムは、少なくとも１つのカメラをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの対象物用の背景を決定し、
前記少なくとも１つのカメラを制御して前記背景の画像を取り込み、
前記無人ヘリコプタに対応する部分に、前記背景に対応する前記画像を表示する
ようにさらに構成される、システム。
適用例３３：
無人ヘリコプタを制御する方法であり、
タスクを受信することと、
プロセッサを使用して、前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
を含む方法。
適用例３４：
無人ヘリコプタを制御するためのコンピュータプログラム製品であり、
前記コンピュータプログラム製品は、非一時的なコンピュータ可読の記憶媒体に実施され、
タスクを受信することと、
前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
のためのコンピュータ命令を含むコンピュータプログラム製品。
適用例３５：
無人ヘリコプタに荷積みする方法であって、
前記無人ヘリコプタを空中に配することと、
前記無人ヘリコプタが真上に配されるように、少なくとも１つのペイロードレールに沿って複数のペイロードを位置決めすることと、を備え、
前記無人ヘリコプタは、胴体、尾部、メインロータアセンブリおよび少なくとも１つのペイロードレールを含み、
前記胴体は、飛行制御電子機器を収容し、
前記尾部は、前記胴体に連結し、かつテールロータおよびテールロータモータを含み、
前記メインロータアセンブリは、前記胴体と連結し、
前記メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータと、メインロータモータと、を含み、
前記少なくとも１つのペイロードレールは、前記胴体と接続され前記胴体に沿って延在し、
前記少なくとも１つのペイロードレールは、複数のペイロードを前記胴体に機械的に接続することを可能にし、
前記無人ヘリコプタは前記メインロータの前記回転軸から空中に配され、
前記複数のペイロードは、前記複数のペイロードの重心が前記メインロータの回転軸と並ぶ位置に配置されるように、前記少なくとも１つのペイロードレールに沿って配置される、方法。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
無人ヘリコプタプラットフォームであって、
飛行制御電子機器を収容する胴体と、
前記胴体と連結した尾部であって、前記尾部は、テールロータとテールロータモータとを含む尾部と、
前記胴体と前記飛行制御電子機器とに連結されたメインロータアセンブリであって、前記メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータと、メインロータモータと、を含むメインロータアセンブリと、
前記胴体と連結し前記胴体に沿って延在するペイロードレールであって、前記ペイロードレールは、前記胴体に複数のペイロードの機械的接続を可能にし、前記ペイロードレールは、前記複数のペイロードの重心が前記メインロータの前記回転軸と並ぶ位置に配置可能なように、前記ペイロードレールに接続した前記複数のペイロードの位置決めが可能であるペイロードレールと、
を備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例２：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記メインロータアセンブリは、
回転部分と固定部分とを含む閉鎖型スワッシュアセンブリであって、前記回転部分は前記メインロータの中心部分を囲んで、前記胴体に対して回転可能であり、前記固定部分は前記胴体と連結されている閉鎖型スワッシュアセンブリ、をさらに含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例３：
適用例２の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードレールは、前記胴体の前方部分から前記胴体の後方部分まで延在する無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例４：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記尾部は前記胴体に着脱自在に連結し、前記胴体は胴体カップリング部を含み、前記尾部は、前記胴体カップリング部と嵌合するように構成されるテールカップリング部を含み、前記テールカップリング部および前記胴体カップリング部は、前記胴体と前記尾部との間に機械的接続部、データ接続部および電力接続部を提供している無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例５：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードのうちの少なくとも１つは、前記メインロータモータに電力を供給するためのバッテリペイロードである無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例６：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記ペイロードのうち少なくとも１つは、コンピュータペイロードである無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例７：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記複数のペイロードは、レーザ高度計モジュール、カメラモジュール、ライダモジュール、レーダモジュール、メガフォン、熱センサモジュール、および／または全地球測位モジュールのうちの少なくとも１つを含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例８：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、
前記胴体に接続された通信アセンブリをさらに備え、前記通信アセンブリは、外部電源から第１の複数の信号を受け入れ、前記無人ヘリコプタプラットフォームから外部受信機に第２の複数の信号を提供する無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例９：
適用例８の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記通信アセンブリはメッシュ無線機を含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例１０：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記胴体と連結された少なくとも１つの降着装置をさらに備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例１１：
適用例１０の無人ヘリコプタプラットフォームであって、前記少なくとも１つの降着装置は、
前記胴体に接続している第１の部分、第２の部分、および前記第１の部分と前記第２の部分との間のヒンジと、
前記ヒンジ周辺で前記第１の部分に関して前記第２の部分を自動的に回転させるための降着装置モータと、
をさらに含む無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例１２：
適用例１の無人ヘリコプタプラットフォームであって、
前記胴体と連結された全地球測位ユニットと、
前記全地球測位ユニットに全地球測位データを提供するために前記胴体と連結した少なくとも１つの全地球測位アンテナと、
をさらに備える無人ヘリコプタプラットフォーム。
適用例１３：
無人ヘリコプタを制御するシステムであって、
前記システムは、
タスクを受信し、
前記タスクのための前記無人ヘリコプタのルートであって前記タスクに基づく前記ルートと、前記ルートの地理と、前記ルートに沿った地形と、を動的に決定することであって、前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、動的な決定を行い、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを自律的に実行する、
ように構成されるプロセッサと、
前記プロセッサに連結されたメモリであって、前記ルートを決定して、前記タスクを実行するための命令を前記プロセッサに提供するように構成されるメモリと、を含む、システム。
適用例１４：
適用例１３のシステムであって、前記プロセッサは、追加の入力に基づいて前記ルートを動的に決定する、システム。
適用例１５：
適用例１４のシステムであって、前記追加の入力は、前記無人ヘリコプタ上のシステムセンサからの第１の気象状態と、外部センサ、全地球測位データ、および／またはタスクデータからの第２の気象状態と、のうちの少なくとも１つを含む、システム。
適用例１６：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは、対象物に対するあらかじめ定められた地理的領域を探索することであり、
前記システムは、
前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記対象物に基づいて前記無人ヘリコプタのスタンドオフ距離およびスタンドオフ角度を決定し、
前記地形、前記対象物、風向、風速、前記スタンドオフ距離、前記スタンドオフ角度、およびルート完了時間に基づく前記ルートのらせん状経路およびローンモーワ経路のうち１つを選択し、
前記ルートに沿って前記撮像システムにより取り込まれた複数の画像を分析して前記対象物を認識し、
前記対象物が前記複数の画像のうちの１つで認識されることに応じて、外部受信機への伝送のために前記外部通信モジュールに通知を提供する
ようにさらに構成される、システム。
適用例１７：
適用例１６のシステムであって、
前記プロセッサは、
前記対象物が見つけられていることに応じて、前記複数の画像に基づいて前記対象物の次の位置を動的に予測し、
前記次の位置が撮像システムの視界内にあるように前記ルートを更新し、
前記視界から前記対象物が失われることに応じて、前記らせん状経路および前記ローンモーワ経路のうちの１つを前記ルートとして再選択し、ユーザに伝送するために前記外部通信モジュールに対象物のロスト通知を提供するように、さらに構成される、システム。
適用例１８：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは発進位置に戻ることであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記発進位置を記録し、
前記タスクの受信に応じて、現在位置から前記発進位置までの最低安全高度を有する前記ルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記発進位置からのあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する、
ようにさらに構成される、システム。
適用例１９：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは位置を見ることであり、
前記システムは、
前記タスクと、前記位置に近接した追加のアセットの位置データと、を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサに連結された外部通信モジュールと、
前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムが地形データを用いるための、前記位置から少なくとも１つの利用可能な有利な地点までの、レイトレーシングであって、前記レイトレーシングは前記少なくとも１つの有利な地点と前記位置との間の障害物の数および大きさを示す、レイトレーシングを実行し、
最適な数および最適な大きさの障害物を有する有利な地点を、前記少なくとも１つの利用可能な有利な地点から、選択し、
現在位置から前記有利な地点までの前記ルートであって、追加のアセットの位置を含まない前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
適用例２０：
適用例１９のシステムであって、前記プロセッサは、少なくとも１つのあらかじめ定められた領域が前記ルートから除外されるように前記ルートを決定するようにも構成される、システム。
適用例２１：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは対象物を追跡することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、前記プロセッサと連結した撮像システムと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記撮像システムからの入力に基づいてリアルタイムで前記対象物の位置を動的に推定し、
前記撮像システムの視界内に前記位置がい続けるように前記ルートを動的に決定し、
前記対象物が前記撮像システムの前記視界から出るのに応じて、前記対象物が前記撮像システムの視界内にあった最後に認知された位置を含む領域を、探索する
ように構成される、システム。
適用例２２：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは領域を回避することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、前記ルートが前記領域を含まないように前記ルートを決定するように構成される、システム。
適用例２３：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは全地球測位位置を発信する対象物を追跡することであり、
前記システムは、前記全地球測位位置を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記全地球測位位置を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記全地球測位位置から特定の距離内にい続けるように前記ルートを動的に更新する
ように構成される、システム。
適用例２４：
適用例１３のシステムであって、追加タスクは、音響的に検知不可能な状態を維持することであり、前記システムは、
人間の観察者を含む少なくとも１つの区域を受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタの音紋、風向、および風速に基づいて音響検知距離を決定し、
前記少なくとも１つの区域と、前記少なくとも１つの区域の各々の周りの音響検知距離と、を含む領域を含まない前記ルートを決定する
ように、さらに構成される、システム。
適用例２５：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは、複数の終点を有する経路を巡回することであり、
前記システムは、前記タスクを受信するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記複数の終点の間の経路を移動し、前記複数の終点の各々において方向を反転させるルートを決定し、
注目する対象物を検知すると伝送のための信号を前記外部通信モジュールに提供し、
帰還のための最小エネルギーレベルに達すると、現在位置からホーム位置への前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
適用例２６：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは引き継ぎであり、
前記システムは、
追加の無人機または他のメッシュネットワーク化されたデバイスに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールと、
バッテリと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記バッテリのバッテリレベルが閾値を下回っているかどうかを判定し、
バッテリレベルが閾値を下回っていることに応じて、前記無人機に伝送するために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
前記追加の無人機が前記無人ヘリコプタから閾値距離内にあった後に、少なくとも特定の時間間隔で、現在位置からホーム位置までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
適用例２７：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは故障への応答であり、
前記システムは、ユーザに警報を提供するための外部通信モジュールであって、前記プロセッサと連結した外部通信モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
バッテリシステム、電力システム、推進システム、飛行制御システム、および通信システムのうちの少なくとも１つの故障を検出し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であるかどうか判定し、
前記故障がミッションクリティカルな故障であることに応じて、伝送のために前記外部通信モジュールに前記警報を提供し、
現在位置から、ホーム位置と最寄りの安全着陸位置とのうちの一方までの前記ルートを再決定する
ように構成される、システム。
適用例２８：
適用例１３のシステムであって、追加タスクは、視覚的に検知不可能な状態を維持することであり、
前記システムは、前記無人ヘリコプタの全地球測位位置を受信する全地球測位モジュールをさらに含み、
前記プロセッサは、
全地球測位データに基づいて時間および太陽の位置を決定し、
前記太陽の位置と注目する対象物とを結ぶ線を決定し、
前記無人ヘリコプタが前記線上に位置するような、前記対象物からの高度および方向を含む、前記ルートを決定する
ようにさらに構成される、システム。
適用例２９：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは、対象物に関して静止位置を見つけることであり、
前記プロセッサは、
前記無人ヘリコプタが対象物の視界外にい続けるかどうかを判定し、
前記無人ヘリコプタが前記対象物の前記視界外に留まることが決定されたことに応じて、前記視界外にある着陸地点の位置を決め、
現在位置から前記着陸地点までのルートを決定し、
前記無人ヘリコプタが適合ルートを移動するように制御し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するように制御する
ようにさらに構成される、システム。
適用例３０：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは自律的に着陸することであり、
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
利用可能な着陸地点にカメラを向け、前記外部通信モジュールを介して、利用可能な着陸地点を含む画像をユーザに提供し、
ユーザが選択した着陸地点を受信し、
前記無人ヘリコプタが前記着陸地点のあらかじめ定められた距離内に着陸するよう制御する
ようにさらに構成される、システム。
適用例３１：
適用例１３のシステムであって、前記タスクは、注目区域を画像の中央に配することであり、
前記システムは、
カメラと、
外部通信モジュールと、をさらに含み、
前記プロセッサは、
前記外部通信モジュールを介して画像をユーザに提供し、
前記外部通信モジュールを介して前記画像に含まれている注目区域を受信し、
注目区域が少なくとも１つの後続の画像の各々にて実質的に中心にあるように、前記カメラおよび前記無人ヘリコプタの方向を制御する
ようにさらに構成される、システム。
適用例３２：
適用例１３のシステムであって、追加タスクは、少なくとも１つの対象物から視覚的に検知不可能な状態を維持することであり、
前記システムは、少なくとも１つのカメラをさらに含み、
前記プロセッサは、
前記少なくとも１つの対象物用の背景を決定し、
前記少なくとも１つのカメラを制御して前記背景の画像を取り込み、
前記無人ヘリコプタに対応する部分に、前記背景に対応する前記画像を表示する
ようにさらに構成される、システム。
適用例３３：
無人ヘリコプタを制御する方法であり、
タスクを受信することと、
プロセッサを使用して、前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
を含む方法。
適用例３４：
無人ヘリコプタを制御するためのコンピュータプログラム製品であり、
前記コンピュータプログラム製品は、非一時的なコンピュータ可読の記憶媒体に実施され、
タスクを受信することと、
前記タスクの無人ヘリコプタ用のルートを動的に決定することであって、
前記ルートは、前記タスク、前記ルートの地理、および前記ルートに沿った地形に基づいており、
前記無人ヘリコプタは、飛行電子機器を保持する胴体と、前記胴体と連結した尾部と、前記胴体と連結したメインロータアセンブリと、前記胴体と連結したペイロードレールと、を含む、ルートを動的に決定することと、
前記ルートのうち少なくとも一部に沿って飛行することを含む前記タスクを、自律的に実行することと、
のためのコンピュータ命令を含むコンピュータプログラム製品。
適用例３５：
無人ヘリコプタに荷積みする方法であって、
前記無人ヘリコプタを空中に配することと、
前記無人ヘリコプタが真上に配されるように、少なくとも１つのペイロードレールに沿って複数のペイロードを位置決めすることと、を備え、
前記無人ヘリコプタは、胴体、尾部、メインロータアセンブリおよび少なくとも１つのペイロードレールを含み、
前記胴体は、飛行制御電子機器を収容し、
前記尾部は、前記胴体に連結し、かつテールロータおよびテールロータモータを含み、
前記メインロータアセンブリは、前記胴体と連結し、
前記メインロータアセンブリは、回転軸を有するメインロータと、メインロータモータと、を含み、
前記少なくとも１つのペイロードレールは、前記胴体と接続され前記胴体に沿って延在し、
前記少なくとも１つのペイロードレールは、複数のペイロードを前記胴体に機械的に接続することを可能にし、
前記無人ヘリコプタは前記メインロータの前記回転軸から空中に配され、
前記複数のペイロードは、前記複数のペイロードの重心が前記メインロータの回転軸と並ぶ位置に配置されるように、前記少なくとも１つのペイロードレールに沿って配置される、方法。
【外国語明細書】