特許 7266607 無人航空機の発射方法およびシステム

(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】

(24)【登録日】2023-04-20

(45)【発行日】2023-04-28

(54)【発明の名称】無人航空機の発射方法およびシステム

(51)【国際特許分類】

   B64U 50/19 20230101AFI20230421BHJP

   B64C 39/02 20060101ALI20230421BHJP

   B64D 27/24 20060101ALI20230421BHJP

   B64U 10/25 20230101ALI20230421BHJP

   B64F 1/04 20060101ALI20230421BHJP

【ＦＩ】

B64U50/19

B64C39/02

B64D27/24

B64U10/25

B64F1/04

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020537541

(86)(22)【出願日】2019-01-08

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-05-06

(86)【国際出願番号】 CN2019070909

(87)【国際公開番号】W WO2019134713

(87)【国際公開日】2019-07-11

【審査請求日】2021-12-09

(31)【優先権主張番号】62/614,925

(32)【優先日】2018-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】517416237

【氏名又は名称】經緯航太科技股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＧＥＯＳＡＴ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】１２Ｆ．， Ｎｏ．２５３， Ｓｅｃ． ３， Ｄｏｎｇｍｅｎ Ｒｄ．， Ｅａｓｔ Ｄｉｓｔ．， Ｔａｉｎａｎ Ｃｉｔｙ， Ｔａｉｗａｎ

(74)【代理人】

【識別番号】100125450

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 広明

(72)【発明者】

【氏名】シ、 ルンシュン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン、 フーカイ

(72)【発明者】

【氏名】チェン、 イーフェン

(72)【発明者】

【氏名】フー、 チャオウェン

(72)【発明者】

【氏名】シェン、 メンヤン

【審査官】川村 健一

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０１９７７３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００５７６３５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－０６５４６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０４３９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０６７３９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６４Ｆ １／０４

Ｂ６４Ｃ ３９／０２

Ｂ６４Ｄ ２７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人航空機（ＵＡＶ）を発射する方法であって、前記方法が、
発射モードに入ることを前記ＵＡＶに通知するように構成された信号を取得することと、
前記発射モードでの前記ＵＡＶの加速度を検出することと、
前記ＵＡＶの前記加速度が前記発射モードの閾値以上であるかどうかを決定することと、
前記ＵＡＶの前記加速度が前記発射モードの前記閾値以上であるという決定に応答して前記ＵＡＶのモータをオンにすることと、を含み、
前記閾値加速度は、重力加速度の４倍である、
方法。

【請求項2】

前記ＵＡＶの前記モータをオンにした後、前記ＵＡＶの姿勢を安定させることをさらに含む、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

無人航空機（ＵＡＶ）を発射するためのシステムであって、前記システムが、
発射モードでの前記ＵＡＶの加速度を検出するように構成された検出器と、
命令を記憶するメモリと、
前記発射モードに入ることを前記ＵＡＶに通知するように構成された信号を取得し、前記ＵＡＶの前記加速度が前記発射モードの閾値加速度に対応する条件を満たすかどうかを決定し、前記ＵＡＶの前記加速度が前記条件を満たしているという決定に応答して前記ＵＡＶのモータをオンにすることを前記システムに行わせる前記命令を実行するように構成されたプロセッサと、を含み、
前記閾値加速度は、重力加速度の４倍である、
システム。

【請求項4】

前記条件は、前記ＵＡＶの前記加速度が前記閾値加速度以上であるときに満たされる、
請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記プロセッサが、前記システムに前記ＵＡＶの前記モータをフルスロットルでオンにさせるために、前記命令を実行するように構成されている、
請求項３に記載のシステム。

【請求項6】

前記プロセッサは、前記システムが前記ＵＡＶの前記モータをオンにした後に前記ＵＡＶの姿勢を安定させるように、前記命令を実行するようにさらに構成されている、
請求項３に記載のシステム。

【請求項7】

前記プロセッサは、前記ＵＡＶの姿勢を安定させるために、前記システムに前記ＵＡＶの仰角を制御させるように前記命令を実行するように構成されている、
請求項６に記載のシステム。

【請求項8】

前記仰角が３０度以上である、
請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記プロセッサは、前記ＵＡＶの姿勢を安定させるために、前記システムに前記ＵＡＶの２つの補助翼を調整させるように前記命令を実行するように構成されている、
請求項７に記載のシステム。

【請求項10】

前記プロセッサは、前記ＵＡＶがロック解除角度を超えて上に傾けられているかどうかを検出し、前記ＵＡＶが前記ロック解除角度を超えて上に傾けられているという決定に応答して、前記発射モードに入ること、または、地上制御システムから前記発射モードに入る信号を受信して、前記発射モードに入ることによって前記発射モードに入ることを前記ＵＡＶに通知するように構成された信号を前記システムに取得させるために、前記命令を実行するように構成されている、
請求項３に記載のシステム。

【請求項11】

無人航空機（ＵＡＶ）を発射する方法を装置に行わせるために、前記装置の１つまたは複数のプロセッサによって実行可能である命令のセットを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
前記方法が、
発射モードに入ることを前記ＵＡＶに通知するように構成された信号を取得することと、
前記発射モードでの前記ＵＡＶの加速度を検出することと、
前記ＵＡＶの前記加速度が前記発射モードの閾値加速度に対応する条件を満たすかどうかを決定することと、
前記ＵＡＶの前記加速度が前記条件を満たしているという決定に応答して前記ＵＡＶのモータをオンにすることと、を含み、
前記閾値加速度は、重力加速度の４倍である、
非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項12】

前記条件は、前記ＵＡＶの前記加速度が前記閾値加速度以上であるときに満たされる、
請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項13】

前記ＵＡＶの前記モータをオンにすることが、フルスロットルで前記ＵＡＶの前記モータをオンにすること、を含む、
請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項14】

前記方法が、
前記ＵＡＶの前記モータをオンにした後に前記ＵＡＶの姿勢を安定させることをさらに含む、
請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項15】

前記ＵＡＶの姿勢を安定させることが、前記ＵＡＶの仰角を制御すること、を含む、
請求項１４に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項16】

前記仰角が３０度以上である、
請求項１５に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項17】

前記ＵＡＶの姿勢を安定させることが、前記ＵＡＶの２つの補助翼を調整すること、を含む、
請求項１４に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【請求項18】

前記発射モードに入ることを前記ＵＡＶに通知するように構成された前記信号を取得することが、
前記ＵＡＶがロック解除角度を超えて上に傾けられているかどうかを検出し、前記ＵＡＶが前記ロック解除角度を超えて上に傾けられているという決定に応答して前記発射モードに入ること、または
地上制御システムから前記発射モードに入る信号を受信し、前記発射モードに入ること、を含む、
請求項１１に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１８年１月８日に提出された米国仮出願第６２／６１４９２５号の優先権の利益を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本出願は、無人航空機（ＵＡＶ）に関し、より詳細には、ＵＡＶを発射するための方法およびシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

従来のＵＡＶでは、ＵＡＶを発射する前にＵＡＶのモータをオンにする必要があり得る。モータは離陸のためにプロペラを特定の速度まで回転させることができる。しかしながら、ユーザがＵＡＶを発射するときに、回転するプロペラはユーザにとって危険であり得る。例えば、ユーザがＵＡＶを手で発射する場合、回転するプロペラがユーザを傷つける可能性がある。安全な方法でＵＡＶを発射するための新しい方法とシステムが望まれる。

【発明の概要】

【0004】

本開示の実施形態は、ＵＡＶを発射するための改善された方法およびシステムを提供する。

【0005】

少なくとも一実施形態では、ＵＡＶを発射するためのシステムは、発射モードでのＵＡＶの加速度を検出するように構成された検出器を含む。例示的なシステムはまた、命令を記憶するメモリと、発射モードに入ることをＵＡＶに通知するように構成された信号を取得し、ＵＡＶの加速度が発射モードの閾値加速度に対応する条件を満たすかどうかを決定し、ＵＡＶの加速度が条件を満たしているという決定に応答してＵＡＶのモータをオンにすることをシステムに行わせる命令を実行するように構成されたプロセッサとを含む。

【0006】

本開示に一致する実施形態は、ＵＡＶを発射する方法を装置に行わせるために装置の１つまたは複数のプロセッサによって実行可能である命令のセットを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。例示的な方法の少なくとも１つは、発射モードに入ることをＵＡＶに通知するように構成された信号を取得するステップと、発射モードでのＵＡＶの加速度を検出するステップと、ＵＡＶの加速度が発射モードの閾値加速度に対応する条件を満たすかどうかを決定するステップと、ＵＡＶの加速度が条件を満たしているという決定に応答してＵＡＶのモータをオンにするステップとを含む。

【0007】

本明細書では、無人航空機（ＵＡＶ）を発射する方法も開示されている。例示的な方法は、発射モードに入ることをＵＡＶに通知するように構成された信号を取得することと、発射モードでのＵＡＶの加速度を検出することと、ＵＡＶの加速度が発射モードの閾値以上であるかどうかを決定することと、ＵＡＶの加速度が発射モードの閾値以上であるという決定に応答してＵＡＶのモータをオンにすることとを含む。

【0008】

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明は、例示および説明のみを目的としており、特許請求される本発明を限定するものではないことを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

次に、本明細書で開示される本発明の例示的な実施形態を示す添付の図面を参照する。図面において、

【0010】

【図1】本開示のいくつかの実施形態による、ＵＡＶをロック解除して発射モードに入るための例示的な方法の概略図を示す。

【0011】

【図2】本開示のいくつかの実施形態による、発射ラックからＵＡＶを発射するための例示的な方法の概略図である。

【0012】

【図3】本開示のいくつかの実施形態による、ＵＡＶを手で発射するための例示的な方法の概略図である。

【0013】

【図4】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なＵＡＶ、例示的な地上制御システム（ＧＣＳ）、およびＵＡＶを制御するための例示的なリモートコントローラの概略図である。

【0014】

【図5】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なＵＡＶの概略図である。

【0015】

【図6】本開示のいくつかの実施形態による、ＵＡＶを制御するための例示的な飛行制御システム（ＦＣＳ）の概略図である。

【0016】

【図7】本開示のいくつかの実施形態による、例示的なＧＣＳの概略図である。

【0017】

【図8】本開示のいくつかの実施形態による、ＵＡＶを発射するための例示的な方法の概略図である。

【0018】

【図9】 図９Ａ～図９Ｃ 本開示のいくつかの実施形態による、スロットル状態、ＵＡＶの加速度、ならびに発射モードおよび仰角モードを通じてＵＡＶを発射するためのピッチコマンドを示す例示的な図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

次に、例示的な実施形態を詳細に参照し、それらの例は添付の図面に示されている。以下の説明では添付の図面を参照し、異なる図面の同じ番号は、別段の記載がない限り、同じまたは類似の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明に記載されている実装は、本発明に一致するすべての実装を表すものではない。代わりに、それらは添付の特許請求の範囲に記載されている本発明に関連する態様に一致する装置および方法の単なる例である。

【0020】

図１は、本開示のいくつかの実施形態による、ＵＡＶ１００をロック解除して発射モードに入るための例示的な方法の概略図を示す。ユーザは、離陸モード、すなわち発射モードでＵＡＶ１００を起動するために、φ度を超えてＵＡＶ１００を上に傾けることにより、ＵＡＶ１００のモータをロック解除してもよい。すなわち、ユーザがφ度を超えてＵＡＶ１００を上に傾けると、ＵＡＶ１００は、発射モードに入ることをＵＡＶ１００に通知するように構成された信号を受信するとこの操作を検出する。あるいは、ユーザは、ＵＡＶ１００のモータをそれに通信可能に接続しているＧＣＳシステムからロック解除して、ＵＡＶ１００を離陸モードで起動することができる。例えば、ユーザは、離陸の準備をするためにＧＣＳに命令を入力してもよい。ＧＣＳは、離陸のための信号をＵＡＶ１００に送信して、離陸モードでＵＡＶ１００を起動してもよい。離陸のための信号は、発射モードに入ることをＵＡＶ１００に通知するように構成されている。

【0021】

図７に示すように、ＵＡＶ１００を発射するためのシステムは、命令を記憶するメモリと、発射モードに入ることをＵＡＶに通知するように構成された信号をシステムに取得させる命令を実行するように構成されたプロセッサとを含む。例えば、システムのプロセッサは、ロック解除角度を超えてＵＡＶ１００が上に傾けられているかどうか、すなわち、ＵＡＶ１００がφ度を超えて上に傾けられているかどうかをシステムに検出させる命令を実行するように構成することができる。ＵＡＶ１００がロック解除角度を超えて上に傾けられているという決定に応答して、システムのプロセッサは、発射モードに入ることをＵＡＶ１００に通知するように構成された信号を受信するとシステムが発射モードに入る命令を実行するように構成される。

【0022】

あるいは、システムのプロセッサは、ＧＣＳシステムからの離陸のための信号をシステムに受信させる命令を実行するように構成され、信号は、発射モードに入ることをＵＡＶ１００に通知するように構成されている。したがって、システムのプロセッサは、システムを発射モードに入らせる命令を実行するように構成されている。

【0023】

φ度は、例えば、５０～９０度であり得る。φ度は、ユーザがＵＡＶを容易にロック解除できるように、複数の候補の中でより低く設定することができる。例えば、φ度は５０度に設定することができる。あるいは、φ度は、ＵＡＶ１００をロック解除する偶発的な操作を避けるために、複数の候補の間でより大きく設定することができる。例えば、φ度は９０度に設定することができる。

【0024】

対照的に、ユーザは、別の角度を超えてＵＡＶ１００を下に傾けることによってＵＡＶ１００のモータをロックして、ＵＡＶ１００の離陸モード（すなわち、発射モード）を無効にしてもよい。角度は、例えば、５０～９０度であり得る。ＵＡＶ１００が離陸モードでも発射モードでもない場合、ＵＡＶ１００は発射できない。

【0025】

ＵＡＶ１００が離陸モード（すなわち、発射モード）のとき、ＵＡＶ１００は発射の準備ができている。発射モードのＵＡＶ１００は、手で、または発射ラックからの射出によって発射することができる。ユーザの安全のため、ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ１００のプロペラを回転させるＵＡＶ１００のモータをオンにすることはできない。したがって、ユーザは、ＵＡＶ１００の回転するプロペラについて心配する必要はなく、安全な方法で、手で、または発射ラックからＵＡＶ１００を発射する準備をすることができる。

【0026】

図２は、本開示のいくつかの実施形態による、発射ラック２００からＵＡＶ１００を発射するための例示的な方法の概略図である。図２に示すように、ユーザは、発射ラック２００によってＵＡＶ１００を発射する準備をする。ユーザは、ＵＡＶ１００をある度数、例えば３０度を超えて上に傾けることにより、ＵＡＶ１００のモータをロック解除して、ＵＡＶ１００を発射モードで起動することができる。ユーザは、ＵＡＶ１００を発射ラック２００に載せ、発射ラック２００からＵＡＶ１００を発射する準備をすることができる。発射モードのＵＡＶ１００は発射の準備ができている。ユーザの安全のために、ＵＡＶ１００はこの時点では、ＵＡＶ１００のプロペラを回転させるＵＡＶ１００のモータをオンにしないように構成されてもよい。したがって、ユーザは、ＵＡＶ１００の回転するプロペラについて心配する必要がなく、安全な方法で発射ラック２００からＵＡＶ１００を発射する準備をすることができる。

【0027】

あるいは、ユーザは、ＧＣＳシステムからＵＡＶ１００のモータをロック解除して、発射モードでＵＡＶ１００を起動することができる。例えば、ユーザは最初にＵＡＶ１００を発射ラック２００に載せ、発射ラック２００からＵＡＶ１００を発射する準備をすることができる。次に、ユーザはＧＣＳに命令を入力して、離陸の準備をする。ＧＣＳは、離陸のための信号をＵＡＶ１００に送信して、発射モードに入ることをＵＡＶ１００に通知するように構成される。

【0028】

いくつかの実施形態では、ユーザはまた、リモートコントローラによってＧＣＳシステムからＵＡＶ１００のモータをロック解除することができる。例えば、ユーザは、リモートコントローラに命令を入力してもよく、リモートコントローラは、離陸のための信号をＵＡＶ１００に送信して、発射モードでＵＡＶ１００を起動してもよい。ＵＡＶ１００が発射モードに入った後、ＵＡＶ１００を発射ラック２００から発射することができる。ユーザの安全のため、ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ１００のプロペラを回転させるＵＡＶ１００のモータをオンにすることはできない。

【0029】

図３は、本開示のいくつかの実施形態による、ＵＡＶを手で発射するための例示的な方法の概略図である。例えば、ユーザ３００は、ＵＡＶ１００のモータをロック解除した後、ＵＡＶ１００を手で発射してもよい。図３に示すように、ユーザ３００は、ＵＡＶ１００を発射するためにＵＡＶ１００を上空に投げる。ＵＡＶ１００を発射するためのシステムは、発射モードでのＵＡＶ１００の加速度を検出するように構成された検出器を含み得る。例えば、ユーザ３００がＵＡＶ１００を上空に投げると、システムの検出器は、ｘ、ｙ、およびｚ軸におけるＵＡＶ１００の加速度を検出するように構成される。ＵＡＶ１００の加速度は、Ａｃｃ＝{（ａ _ｘ ） ^２ ＋（ａ _ｙ ） ^２ ＋（ａ _ｚ ） ^２ } ^１／２ によって計算することができ、式中、Ａｃｃはｘ、ｙ、ｚ軸におけるＵＡＶ１００の加速度の合計であり、ａ _ｘ 、a _ｙ 、ａ _ｚ はそれぞれｘ、ｙ、ｚ軸におけるＵＡＶ１００の加速度である。システムの検出器は、例えば、異なる軸または方向の加速度を測定する複数の加速度計を含み得る。

【0030】

システムのプロセッサは、ＵＡＶ１００の加速度が発射モードにおける閾値加速度に対応する条件を満たすかどうかをシステムに決定させる命令を実行するように構成され得る。例えば、ＵＡＶ１００の加速度が閾値加速度以上である場合、システムは、条件が満たされていると決定するように構成される。閾値加速度は、例えば、重力加速度（ｇ）の４倍、５倍、または６倍であり得る。Ａｃｃ≧５ｇである場合、システムのプロセッサは、ＵＡＶ１００の加速度が発射モードの条件を満たしているとシステムに決定させる命令を実行するように構成される。

【0031】

ＵＡＶ１００の加速度が条件を満たしているという決定に応答して、システムのプロセッサは、システムにＵＡＶ１００のモータをオンにさせる命令を実行するように構成される。次に、ＵＡＶ１００のモータがＵＡＶ１００のプロペラを回転させて離陸する。システムのプロセッサは、システムにＵＡＶ１００のモータをフルスロットルでオンにして離陸させる命令を実行するように構成され得る。あるいは、システムのプロセッサは、ＵＡＶ１００が軽いペイロードを担持する場合に、システムにＵＡＶ１００のモータを８０％スロットルでオンにして離陸させる命令を実行するように構成されてもよい。

【0032】

いくつかの実施形態では、システムのプロセッサはさらに、システムがＵＡＶのモータをオンにした後にＵＡＶ１００の姿勢を安定させるように、命令を実行するように構成される。例えば、システムのプロセッサは、システムにＵＡＶ１００の２つの補助翼を調整させて、上向きに上昇するための仰角でバランスをとるようにＵＡＶ１００の姿勢を安定させる命令を実行するように構成される。仰角は、例えば、３０～４５度であり得る。言い換えれば、離陸のための仰角は、例えば３０度以上であってもよい。

【0033】

システムのプロセッサは、ＵＡＶ１００のバランスをとるために同じ量の伸長で、またＵＡＶ１００の仰角を増減するために伸長の量を増減してＵＡＶ１００の２つの補助翼をシステムに調整させるために、命令を実行するように構成することができる。

【0034】

図４は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なＵＡＶ１００、例示的な地上制御システム（ＧＣＳ）７００、およびＵＡＶ１００を制御するための例示的なリモートコントローラ７３１の概略図である。ＵＡＶ１００が正常に発射された後、ユーザ３００はＧＣＳ７００またはリモートコントローラ７３１を介してＵＡＶ１００を制御してもよい。ＧＣＳ７００は、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、またはスマートフォンで実行できる。ユーザ３００は、ＧＣＳ７００に命令を入力して、ＵＡＶ１００のパラメータを制御または設定できる。ＧＣＳ７００は、命令を受信した後、アンテナ７４６を介してＵＡＶ１００に信号を送信してもよい。

【0035】

あるいは、ユーザ３００は、リモートコントローラ７３１を使用して、ＵＡＶ１００を手動で制御することができる。例えば、ユーザ３００は、リモートコントローラ７３１に命令を入力して、ＵＡＶ１００上のパラメータを制御または設定してもよい。リモートコントローラ７３１は、命令を受信した後、アンテナ７４６を介してＵＡＶ１００に信号を送る。リモートコントローラ７３１は、ＧＣＳ７００と相互作用し、かつそれに応じてＵＡＶ１００を制御するための直接的で応答性の高い入力方法をユーザ３００に提供する。

【0036】

図５は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なＵＡＶ１００の概略図である。ＵＡＶ１００は、ＵＡＶ本体アセンブリ１１０、飛行制御システム（ＦＣＳ）１２０、ペイロード１４０、左翼１７１および右翼１７２、左補助翼１７３および右補助翼１７４、左小翼１６１および右小翼１６２、左補助翼コントローラ１０１および右補助翼コントローラ１０２、モータ１５０、ならびにプロペラ１３０を含む。ペイロード１４０は、カメラ、マルチスペクトルカメラ、熱赤外線カメラ、または同様の機能を有する他のカメラを含み得る。ＦＣＳ１２０は、ＵＡＶ本体アセンブリ１１０に結合されている。モータ１５０は、一端でＵＡＶ本体アセンブリ１１０に結合され、他端でプロペラ１３０に結合されている。ＦＣＳ１２０は、モータ１５０に通信可能に接続されている。ＦＣＳ１２０は、左補助翼コントローラ１０１および右補助翼コントローラ１０２にそれぞれ接続されたサーボモータによって、左補助翼１７３および右補助翼１７４を制御するように構成され得る。

【0037】

図６は、本開示のいくつかの実施形態による、ＵＡＶ１００を制御するための例示的なＦＣＳ１２０の概略図である。図６に示すように、本開示のいくつかの実施形態によれば、ＦＣＳ１２０は、ＵＡＶ１００を制御するための飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）１２２、姿勢および方位基準システム（ＡＨＲＳ）１２４、通信ユニット１２６、ならびにアンテナ１２５を含む。ＡＨＲＳ１２５は、検出器１２３を含む。

【0038】

ＦＣＣ１２２は、プロセッサ１２２－１と、命令を記憶するメモリ１２２－２とを含み得る。ＦＣＣ１２２は、発射のためにＵＡＶ１００を制御するように構成される。例えば、ＦＣＣ１２２のプロセッサ１２２－１は、ＵＡＶ１００の発射に関して図１～図４について上記で説明したシステムまたはＵＡＶ１００のプロセッサであり得る。メモリ１２２－２は、ＵＡＶ１００の発射について上記図１および図３で説明したシステムのメモリとして構成することもできる。

【0039】

さらに、ＦＣＣ１２２は、ＵＡＶ１００を加速または減速するためにモータ１５０を制御するように構成され得る。例えば、プロセッサ１２２－１は、メモリ１２２－２に記憶された命令を実行して、ＦＣＣ１２２にフルスロットルまたはスピードアップでモータ１５０を制御させるように構成される。別の例として、プロセッサ１２２－１は、メモリ１２２－２に記憶された命令を実行して、ＦＣＣ１２２に補助翼１７３および１７４を制御させて、ＵＡＶ１００をピッチ、ロール、またはヨーにするように構成することができる。

【0040】

ＡＨＲＳ１２４は、ロール、ピッチ、およびヨーを含むＵＡＶ１００の姿勢情報を提供する３軸上の検出器またはセンサを含む。図６に示すように、ＡＨＲＳ１２４の検出器１２３は、ＵＡＶ１００の姿勢情報を提供する１つまたは複数のセンサを含み得る。これらのセンサは、磁気、角速度および重力（ＭＡＲＧ）センサと呼ばれることがあり、固体または微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）ジャイロスコープ、加速度計、および磁力計のいずれかを含む。

【0041】

例えば、検出器１２３は、図３について上述したように、ｘ、ｙ、およびｚ軸でのＵＡＶ１００の加速度ａ _ｘ 、a _ｙ 、ａ _ｚ を測定する１つまたは複数の加速度計を含むことができる。検出器１２３は、測定された加速度ａ _ｘ 、a _ｙ 、ａ _ｚ をＦＣＣ１２２に送信するように構成され得る。プロセッサ１２２－１は、Ａｃｃ≧５ｇであるかどうかを決定するための命令を実行するように構成される。Ａｃｃ≧５ｇである場合、プロセッサ１２２－１は、ＵＡＶ１００の加速度が発射モードの条件を満たすことをＦＣＣ１２２に決定させる命令を実行するように構成される。次に、プロセッサ１２２－１は、ＦＣＣ１２２に離陸のためにフルスロットルでモータ１５０をオンにさせる命令を実行するように構成される。

【0042】

ＡＨＲＳ１２４はまた、姿勢および方位情報を提供する搭載処理システムを含むことができる。いくつかの実施形態では、ＡＨＲＳ１２４は、ＵＡＶ１００の姿勢決定を提供し、ＵＡＶ１００の慣性航法システムの一部を形成してもよい。

【0043】

通信ユニット１２６は、アンテナ１２５を介して無線周波数信号を送受信し、かつＧＣＳ７００と通信するためのモデムを含み得る。通信ユニット１２６は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、第５世代（５Ｇ）無線システム、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、および／または汎ヨーロッパデジタル移動通信システム（ＧＳＭ：Global
System for Mobile Communication）通信モジュールを含む、１つまたは複数のセルラ通信モジュールを含み得る。ＵＡＶ１００は、通信ユニット１２６およびアンテナ１２５を介してＧＣＳ７００と通信するように構成することができる。通信ユニット１２６はまた、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機を含み得る。したがって、ＵＡＶ１００は、通信ユニット１２６のＧＰＳ受信機を介して測位情報を受信することができる。

【0044】

通信ユニット１２６は、集積回路およびフィールドプログラマブルゲートアレイなどの任意の適切なタイプのハードウェア、あるいは命令セット、サブルーチン、またはプロセッサもしくはコントローラ上で実行可能な機能（すなわち機能プログラム）などのソフトウェアを含み、以下の通信動作を実行してもよい。通信ユニット１２６は、データ送受信のために電気信号または無線信号を変調および復調する変調および復調サブユニット（すなわちモデム）を含む。例えば、通信ユニット１２６は、Ｗｉ－Ｆｉダイレクト技術を介してＧＣＳ７００との間でデータを送受信するＷｉ－Ｆｉモデムを含み得る。別の例として、通信ユニット１２６は、ＬＴＥデバイスツーデバイス技術を介してＧＣＳ７００との間でデータを送受信するロングタームエボリューション（ＬＴＥ）モデムを含む。特定の用途では、通信ユニット１２６は、赤外線技術を使用することがある。

【0045】

図７は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的なＧＣＳ７００の概略図である。ＧＣＳ７００は、メモリ７１０、プロセッサ７２０、Ｉ／Ｏインターフェース７３０、および飛行制御モジュール７４０を含む。図７に示すように、飛行制御モジュール７４０は、コントローラ７４２、通信ユニット７４４、およびアンテナ７４６を含むが、これは単なる例示的な一実施形態である。コントローラ７４２、通信ユニット７４４、およびアンテナ７４６のうちの１つまたは複数は、ＧＣＳ７００に存在してもよいが、飛行制御モジュール７４０の一部ではない。これらのユニットは、データを転送し、相互間で命令を送受信するように構成され得る。

【0046】

プロセッサ７２０は、任意の適切なタイプの汎用または専用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、またはマイクロコントローラを含む。プロセッサ７２０は、コンピュータ内のプロセッサの１つであり得る。メモリ７１０は、プロセッサ７２０が処理する必要があり得る任意のタイプの情報を記憶するために提供される任意の適切なタイプのストレージを含み得る。メモリ７１０は、揮発性または不揮発性、磁気、半導体、テープ、光学式、取外し可能、取外し不能、または他のタイプのストレージデバイスまたは有形（例えば、非一時的）コンピュータ可読媒体であってもよく、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックＲＡＭを含むがこれらに限定されない。本明細書で開示されるように、メモリ７１０は、ＵＡＶ１００を制御するためにプロセッサ７２０によって実行される１つまたは複数のプログラムまたは命令を記憶するように構成され得る。プロセッサ７２０は、図１～図４について上述したＧＣＳとしてＧＣＳ７００を行わせるように構成することができる。

【0047】

メモリ７１０は、プロセッサ７２０によって使用される情報およびデータを記憶するようにさらに構成され得る。例えば、メモリ７１０は、ホームポイント、着陸ポイント、以前の経路、以前の任務、写真、および写真に関連する位置情報を記憶するように構成され得る。

【0048】

Ｉ／Ｏインターフェース７３０は、他の装置と通信するように構成され得る。例えば、Ｉ／Ｏインターフェース７３０は、ＧＣＳ７００用のシステム構成を含む別の装置（例えば、コンピュータ）から信号を受信してもよい。Ｉ／Ｏインターフェース７３０はまた、飛行経路および写真のデータを出力してもよい。

【0049】

コントローラ７４２は、任意の適切なタイプの汎用または専用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、またはマイクロコントローラを含む。コントローラ７４２は、飛行制御モジュール７４０に通信ユニット７４４およびアンテナ７４６を介してＦＣＳ１２０と通信させる命令を実行するように構成される。

【0050】

通信ユニット７４４は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、第５世代（５Ｇ）無線システム、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、および／または汎ヨーロッパデジタル移動通信システム（ＧＳＭ）通信モジュールを含む、１つまたは複数のセルラ通信モジュールを含み得る。ＧＣＳ７００は、通信ユニット７４４およびアンテナ７４６を介してＵＡＶ１００と通信することができる。通信ユニット７４４は、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機も含み得る。したがって、ＧＣＳ７００は、通信ユニット７４４のＧＰＳ受信機を介して測位情報を受信することができる。

【0051】

図８は、本開示のいくつかの実施形態による、ＵＡＶ１００を発射するための例示的な方法８００の概略図である。方法８００は、例えば、ＵＡＶ１００のＦＣＣ１２２によって行われ得る。ＦＣＣ１２２のプロセッサ１２２－１は、以下に示すように、方法８００を行うための命令を実行するように構成され得る。方法８００は、発射モードに入ることをＵＡＶに通知するように構成された信号を取得すること（ステップ８２０）と、発射モードでのＵＡＶの加速度を検出すること（ステップ８４０）と、ＵＡＶの加速度が発射モードの閾値以上であるかどうかを決定すること（ステップ８５０）と、ＵＡＶの加速度が閾値以上であるという決定に応答してＵＡＶ１００のモータをオンにすること（ステップ８６０）とを含む。方法８００はまた、発射のためにＵＡＶ１００のモータをオンにした後に、ＵＡＶの姿勢を安定させることを含んでもよい（ステップ８８０）。

【0052】

ステップ８２０は、発射モードに入ることをＵＡＶに通知するように構成された信号を取得することを含む。例えば、図１および図２に示され、それらの説明に示されるように、ユーザは、ＵＡＶ１００のモータをロック解除して、角度φを超えて上に傾けるか、またはＧＣＳから離陸のための信号を送信することにより、ＵＡＶ１００を発射モード（すなわち離陸モード）で起動してもよい。この信号は、発射モードに入ることをＵＡＶ１００に通知するように構成されている。

【0053】

ステップ８４０は、発射モードにおけるＵＡＶの加速度を検出することを含む。例えば、ユーザは、ユーザがＵＡＶ１００を空中に投げる前に、ＵＡＶ１００のモータ１５０をロック解除してもよい。ＵＡＶ１００が空中に投げ込まれた後、ＡＨＲＳ１２４の検出器１２３は、ＵＡＶ１００の加速度を検出または測定し、図５について上述したように、ＵＡＶ１００の検出された加速度をＦＣＣ１２２に送信するように構成される。

【0054】

ステップ８５０は、ＵＡＶの加速度が発射モードにおいて閾値以上であるかどうかを決定することを含む。例えば、ＦＣＣ１２２は、ＡＨＲＳ１２４からＵＡＶ１００の検出された加速度を受信し、ＵＡＶ１００の受信された加速度が、重力加速度（ｇ）の３、４、５倍などの閾値以上であるかどうかを決定するように構成され得る。一例として、閾値が５倍の重力加速度（すなわち５ｇ）として設定され、ＦＣＣ１２２がＡＨＲＳ１２４の検出器１２３から６倍の重力加速度（すなわち６ｇ）を受信する場合、ＦＣＣ１２２は、ＵＡＶ１００の加速度が閾値を超えていることを決定するように構成される。

【0055】

対照的に、閾値が重力加速度の５倍（すなわち５ｇ）として設定され、ＦＣＣ１２２がＡＨＲＳ１２４の検出器１２３から重力加速度の３倍（すなわち３ｇ）を受信する場合、ＦＣＣ１２２は、ＵＡＶ１００の加速度が閾値以上ではないことを決定するように構成される。

【0056】

ステップ８６０は、ＵＡＶの加速度が閾値以上であるという決定に応答して、ＵＡＶのモータをオンにすることを含む。例えば、ＦＣＣ１２２がＵＡＶ１００の加速度が閾値を超えていると決定する場合、ＦＣＣ１２２は、ＵＡＶ１００のモータ１５０をオンにしてプロペラ１３０を回転させるように構成される。回転するプロペラ１３０は、ＵＡＶ１００が飛行するための推力を生み出すことができる。いくつかの実施形態では、ＦＣＣ１２２は、ＵＡＶ１００のモータ１５０をオンにして、プロペラ１３０をフルスロットルで回転させるように構成される。例えば、ＵＡＶ１００が発射されると、ＦＣＣ１２２は、ＵＡＶ１００のモータ１５０をオンにして、プロペラ１３０をフルスロットルで回転させるように構成される。

【0057】

ステップ８８０は、ＵＡＶの姿勢を安定させることを含む。例えば、ＦＣＣ１２２は、発射のためにＵＡＶ１００のモータ１５０をオンにした後、ＵＡＶ１００の姿勢を安定させるように構成される。ＦＣＣ１２２は、ＵＡＶ１００の仰角を、例えば３０度の角度で制御して、空のより高い位置まで上昇するように構成することができる。ＦＣＣ１２２はまた、図３について上述したように、ＵＡＶ１００の２つの補助翼１７３および１７４を調整することにより、ＵＡＶ１００の仰角を制御するように構成することができる。いくつかの実施形態では、ＦＣＣ１２２は、図３について上述したように、ＵＡＶ１００の２つの補助翼１７３および１７４を調整することによってＵＡＶ１００のバランスをとるように構成される。

【0058】

一部の実施形態では、方法８００は、他のステップをさらに含むことができる。

【0059】

図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃは、本開示のいくつかの実施形態による、スロットル状態、例示的なＵＡＶ１００の加速度、ならびに発射モードおよび仰角モードを通じてＵＡＶ１００を発射するためのピッチコマンドを示す例示的な図である。図９Ａは、ＵＡＶ１００が発射されたときのスロットルの変化を示す。図９Ａに示すように、ＵＡＶ１００を発射するためのシステムが閾値以上のＵＡＶ１００の加速度を検出すると、システムは、フルスロットル、すなわち図９Ａに示す「１」でモータ１５０を制御するように構成される。その後、ＵＡＶ１００は仰角モードに入るように構成され、モータ１５０はまだ離陸のためにフルスロットルにある。

【0060】

図９Ｂは、ＵＡＶ１００の検出された加速度Ａｃｃを示す。例えば、ユーザ３００がＵＡＶ１００を上空に投げると、検出器１２３は、図９Ｂに示すようにＵＡＶの加速度を検出する。ＵＡＶ１００を発射するためのシステムが、加速度が閾値を超えていると決定すると、システムは、図９Ａに示すように、モータ１５０をフルスロットルで直ちに制御するように構成される。図９Ｃは、発射モードおよび仰角モードにわたって３０度の仰角でＵＡＶ１００に命令するためにピッチコマンドが維持されることを示す。

【0061】

図９Ｂに示すように、ＵＡＶ１００はｔ＝０で発射モードに設定される。ＵＡＶ１００の検出器１２３が起動してＵＡＶ１００の加速度を検出する。図３に示すようにユーザ３００がＵＡＶ１００を投げるか、またはＵＡＶ１００が発射ラック２００から射出されると、ＵＡＶ１００の加速度は短時間で非常に増加する。ｔ＝ｔ１で、ＵＡＶ１００の加速度はピーク値に達する。ピーク値が所定の閾値以上である場合、ＵＡＶ１００を発射するためのシステムは、モータ１５０を始動するように構成される。図９Ａに示すように、ｔ＝ｔ２のとき、モータ１５０はフルスロットルにある。

【0062】

図９Ａおよび図９Ｂに示すように、ｔ１＜ｔ＜ｔ２の間、手または発射ラック２００からの力はもはやＵＡＶ１００に及ばないため、ＵＡＶ１００の加速度は減少する。ｔ＝ｔ２のとき、モータ１５０はフルスロットルにあり、ＵＡＶ１００の最大推力を生み出す。したがって、ＵＡＶ１００の加速度は、０＜ｔ＜ｔ１の間よりも高いレベルまで増加する。ｔ≧ｔ２のとき、ＵＡＶ１００は仰角モードに入る。仰角モードでは、図９Ｃに示すように、ＵＡＶ１００を発射するシステムによって仰角が３０度に維持される。

【0063】

本開示は、ＵＡＶを発射するためのシステムも対象とする。例えば、例示的なシステムは、ＦＣＣ１２２、ＡＨＲＳ１２４、通信ユニット１２６、およびアンテナ１２５を含む。ＡＨＲＳ１２４の検出器１２３は、ＵＡＶの加速度を検出するように構成される。システムはまた、命令を記憶するメモリを含み得る。例えば、ＦＣＣ１２２のメモリ１２２－２は、方法８００に従って命令を記憶するように構成される。システムはまた、ＵＡＶの加速度が閾値以上であるかどうかを決定し、かつＵＡＶの加速度が閾値以上であるという決定に応答してＵＡＶのモータをオンにするための命令を実行するように構成されたプロセッサをさらに含むことができる。例えば、ＦＣＣ１２２のプロセッサ１２２－１は、ＵＡＶ１００の加速度が発射モードの閾値以上であるかどうかを決定するための命令を実行し、かつＵＡＶ１００の加速度が発射モードの閾値以上であるという決定に応答してＵＡＶ１００のモータ１５０をオンにするように構成される。いくつかの実施形態では、システムは、図８に示され、その説明に示されるように、方法８００のステップの１つまたは複数を実行するように構成される。あるいは、システムは、図１～図４で上述した１つまたは複数の動作を実行するように構成することもできる。

【0064】

本開示の別の態様は、上述のように、ＵＡＶを発射する方法を装置に行わせるために装置の１つまたは複数のプロセッサによって実行可能である命令のセットを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を対象とする。コンピュータ可読媒体は、揮発性または不揮発性、磁気、半導体、テープ、光学、取外し可能、取外し不能、または他のタイプのコンピュータ可読媒体またはコンピュータ可読記憶デバイスを含んでもよい。例えば、コンピュータ可読媒体は、開示されているように、コンピュータ命令が記憶されているストレージデバイスまたはメモリモジュールであってもよい。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ命令が記憶されているディスクまたはフラッシュドライブであってもよい。

【0065】

本開示は、上記で説明され、かつ添付の図面に示された正確な構成に限定されず、その範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を行うことができることが理解されよう。本出願の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきであることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】