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特許7355873マルチロータUAVシステム及び通信方法
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(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】2023-09-25
(45)【発行日】2023-10-03
(54)【発明の名称】マルチロータUAVシステム及び通信方法
(51)【国際特許分類】
   H04B 7/08 20060101AFI20230926BHJP
   H04B 7/0413 20170101ALI20230926BHJP
   H04B 7/06 20060101ALI20230926BHJP
   G01S 19/14 20100101ALI20230926BHJP
   B64C 27/08 20230101ALI20230926BHJP
   B64C 39/02 20060101ALI20230926BHJP
   B64C 13/20 20060101ALI20230926BHJP
   B64F 1/12 20060101ALI20230926BHJP
   B64F 1/36 20170101ALI20230926BHJP
【FI】
H04B7/08 600
H04B7/0413
H04B7/08 022
H04B7/06 040
G01S19/14
B64C27/08
B64C39/02
B64C13/20 Z
B64F1/12
B64F1/36
【請求項の数】 17
(21)【出願番号】P 2022047499
(22)【出願日】2022-03-23
(62)【分割の表示】P 2019092343の分割
【原出願日】2014-12-31
(65)【公開番号】P2022095709
(43)【公開日】2022-06-28
【審査請求日】2022-03-23
(73)【特許権者】
【識別番号】513068816
【氏名又は名称】エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】SZ DJI TECHNOLOGY CO.,LTD
【住所又は居所原語表記】6F,HKUST SZ IER Bldg.NO.9 Yuexing 1st Rd.Hi-Tech Park(South),Nanshan District Shenzhen,Guangdong 518057 China
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】フ モン
(72)【発明者】
【氏名】シェ ポン
(72)【発明者】
【氏名】ジャオ タオ
(72)【発明者】
【氏名】ウェイ ジャンピン
【審査官】谷岡 佳彦
(56)【参考文献】
【文献】特開2003-032739(JP,A)
【文献】特開平07-321534(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2012/0155562(US,A1)
【文献】特開2009-182403(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04B 7/08
H04B 7/0413
H04B 7/06
G01S 19/14
B64C 27/08
B64C 39/02
B64C 13/20
B64F 1/12
B64F 1/36
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
マルチローター無人航空機(UAV)システムであって、
リモートコントローラとマルチローターUAVとを備え、
前記リモートコントローラは、
2つの第1の無線アンテナと、
前記リモートコントローラの現在の端末位置情報を検出する端末測位センサと、
前記2つの第1の無線アンテナ及び前記端末測位センサに結合され、前記端末測位センサから現在の端末位置情報を受信し、前記2つの第1の無線アンテナを介して現在の端末位置情報を送信する端末コントローラと、
を備え、
前記UAVは、
2つの着陸脚であって、各着陸脚は2つの無線アンテナが配置された、2つの着陸と、
前記2つの着陸脚に配置された4つの無線アンテナから選択される2つの第2の無線アンテナであって、前記2つの第1の無線アンテナと2×2マルチ入力マルチ出力(MIMO)通信リンクを確立し、前記2×2MIMO通信リンクを介して前記現在の端末位置情報を受信する、第2の無線アンテナと、
現在のUAVの位置情報を取得する測位センサと、
UAVコントローラであって、
前記2つの第2無線アンテナに結合され、
前記2つの第2の無線アンテナから前記現在の端末位置情報を受信し、
前記現在のUAV位置情報を受信し、
前記現在の端末位置情報及び現在のUAV位置情報に従って、前記UAVに対するリモートコントローラの現在のリモートコントローラ相対位置情報を決定し、
前記リモートコントローラの相対位置情報に従って、前記2つの第2の無線アンテナを選択する、UAVコントローラと、
を備え、
前記UAVは、現在のUAVの姿勢情報を取得する姿勢センサをさらに含み、
前記UAVコントローラは、
前記現在のUAVの姿勢情報を受信し、
前記UAVに対する前記2つの第2の無線アンテナの現在のアンテナ相対位置情報を、前記現在のUAV姿勢情報と前記UAVに対する前記2つの第2の無線アンテナのプリセットアンテナ姿勢情報とに基づいて決定し、
前記現在のリモートコントローラ相対位置情報と前記現在のアンテナ相対位置情報とに従って、前記2つの第2の無線アンテナを選択する、
マルチローターUAVシステム。
【請求項2】
前記2×2MIMO通信リンクは、見通し内ポイントツーポイント通信リンクである、
請求項1に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項3】
前記2つの第1の無線アンテナ及び前記2つの第2の無線アンテナの各々は、WiFiアンテナ、WiMAX(worldwide interoperability for microwave access)アンテナ、又はCOFDM(coded orthogonal frequency-division multiplexing)アンテナを含む、
請求項1記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項4】
前記4つの無線アンテナは、前記UAVと前記リモートコントローラとの間の通信に現在使用されていない2つの予備の無線アンテナを含む、
請求項1に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項5】
記UAVコントローラは、前記4つの無線アンテナのうちの2つを前記第2の無線アンテナとして選択し、前記4つの無線アンテナのうちの選択されていない2つを前記2つの予備の無線アンテナとする、
請求項4に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項6】
前記UAVコントローラは、さらに、
前記現在のリモートコントローラ相対位置情報が切り替え準則を満たすか否かを判定することと、
前記切り替え準則に従って、前記2×2MIMO通信リンクを確立するために、前記4つの無線アンテナのうちの2つを選択することと、
によって、前記4つの無線アンテナのうちの2つを選択する、
請求項に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項7】
前記UAVコントローラは、前記4つの無線アンテナのうちの2つを前記第2の無線アンテナとして選択し、
前記4つの無線アンテナのうちの選択されていない2つは、前記UAVと前記リモートコントローラとの間の通信で現在使用されていない2つの予備の無線アンテナである、
請求項に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項8】
前記UAVコントローラは、さらに、
前記現在のリモートコントローラ相対位置情報及び前記現在のアンテナ相対位置情報が切り替え準則を満たすか否かを判定し、前記切り替え準則に従って、前記2×2MIMO通信リンクを確立するために前記4つの無線アンテナのうちの2つを選択することで、前記4つの無線アンテナのうちの2つを選択する、
請求項に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項9】
前記UAVコントローラは、前記現在のリモートコントローラ相対位置情報及び前記現在のアンテナ相対位置情報が前記切り替え準則を満たすか否かを、
前記現在のアンテナ相対位置情報に従って複数の位置範囲を構築すること、及び
前記複数の位置範囲のうち少なくとも1つが前記現在のリモートコントローラ相対位置情報を含んでいるか否かを判定すること、
によって判定する、
請求項に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項10】
前記UAVコントローラは、前記4つの無線アンテナのうち、前記現在のリモートコントローラ相対位置情報を含む前記少なくとも1つの位置範囲のうちの1つに対応する2つを選択する、
請求項に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項11】
前記UAVコントローラは、座標範囲を構築することによって前記位置範囲を構築し、
前記座標範囲の1つの端点は、前記UAVに対する前記4つの無線アンテナのうちの1つの現在の位置情報に対応し、
前記座標範囲の他の1つの端点は、前記UAVに対する前記4つの無線アンテナのうちの他の1つの現在の位置情報に対応する、
請求項に記載のマルチローターUAVシステム。
【請求項12】
通信方法であって、
リモートコントローラから現在の端末位置情報を受信することであって、
前記現在の端末位置情報は、前記リモートコントローラの端末測位センサによって検出され、前記リモートコントローラの2つの第1の無線アンテナを介して送信され、前記2つの第1の無線アンテナと、マルチローターUAVの2つの着陸脚に2つずつ配置された4つの無線アンテナから選択される2つの第2の無線アンテナとの間に確立された2×2マルチ入力マルチ出力(MIMO)通信リンクを通じて、前記UAVの前記2つの第2の無線アンテナによって受信される、
信することと、
前記UAVの測位センサによって取得された現在のUAVの位置情報を受信することとと、
前記現在の端末位置情報及び前記現在のUAV位置情報に従って、UAVに対する前記リモートコントローラの現在のリモートコントローラ相対位置情報を決定することと、
前記現在のリモートコントローラ相対位置情報に従って、前記2つの第2の無線アンテナを選択することと、
を含み、
前記UAVの姿勢センサによって取得された現在のUAV姿勢情報を受信することと、
前記UAVに対する前記2つの第2の無線アンテナの現在のアンテナ相対位置情報を、前記現在のUAV姿勢情報と前記UAVに対する前記2つの第2の無線アンテナのプリセットアンテナ姿勢情報とに基づいて決定することと、を更に含み、
前記2つの第2の無線アンテナを選択することは、
前記現在のリモートコントローラ相対位置情報及び前記現在のアンテナ相対位置情報に従って、前記2つの第2の無線アンテナを選択することを含む、
方法。
【請求項13】
前記2×2MIMO通信リンクは、見通し内ポイントツーポイント通信リンクである、
請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記UAVの4つの無線アンテナのうちの2つを前記第2の無線アンテナとして選択すること、を更に含み、
前記4つの無線アンテナのうちの選択されていない2つは、前記UAVと前記リモートコントローラとの間の通信で現在使用されていない2つの予備の無線アンテナである、
請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記4つの無線アンテナのうちの2つを選択することは、
前記現在のリモートコントローラ相対位置情報及び現在のアンテナ相対位置情報が切り替え準則を満たすか否かを判定することと、
前記切り替え準則に従って、前記2×2MIMO通信リンクを確立するために前記4つの無線アンテナのうちの2つを選択することと、を含む
請求項14に記載の方法。
【請求項16】
前記現在のリモートコントローラ相対位置情報及び前記現在のアンテナ相対位置情報が前記切り替え準則を満たすか否かを判定することは、
前記現在のアンテナ相対位置情報に従って複数の位置範囲を構築することと、
前記複数の位置範囲のうちの少なくとも1つが前記現在のリモートコントローラ相対位置情報を含んでいるか否かを判定することと、を含む、
請求項15に記載の方法。
【請求項17】
前記位置範囲を構築することは、座標範囲を構築することを含み、
前記座標範囲の1つの端点は、前記UAVに対する前記4つの無線アンテナのうちの1つの現在の位置情報に対応し、
前記座標範囲の他の1つの端点は、前記UAVに対する前記4つの無線アンテナのうちの他の1つの現在の位置情報に対応する、
請求項16に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アンテナアライメント方法に関し、特に移動物体およびそのアンテナ自動アライメント方法、システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の一般商用無人航空機の制御およびデータ伝送は、主にポイントツーポイント伝送方式であり、地上側と航空機側に分けられる。地上側は、主に、航空機の遠隔操作、航空機側が返信するデータの受信および処理などの作業を行い、航空機側は、主に、地上側のコマンドに基づき飛行し、地上側のコマンドに基づき、対応するデータを地上側に送信する。地上側および航空機側は、ポイントツーポイントの通信リンクを形成し、通信リンクの安定性および信頼性は、航空機の安全な正常飛行およびデータ返信にとって、重要な意義を有する。
【0003】
通信リンクの安定性および信頼性を高めるため、両者の間の通信システム利得をできる限り高くし、システム利得の安定性を維持する必要性がある。システム利得GSYSの計算式は、GSYS=PT+GT+GR-PSENであり、式中、PTは送信電力、GTは送信アンテナの利得、GRは受信アンテナの利得、PSENは受信側の受信感度である。
【0004】
無人航空機の両端において、送信電力および受信感度は、基本的に変わらず保たれ、安定性は比較的高い。しかしながら、送受信アンテナの実際の相対利得は、両者の間の相対的な位置および方位に伴い変化が生じる。前記システム利得GSYSの計算式から、システム利得の安定性を維持するには、送受信アンテナが、いずれも相手側の最大利得方向にあることをできる限り保証する必要があることがわかる。
【0005】
現在、送受信アンテナのアライメントを保証するため、通常、サーボマウントの方式を用いて、相手側の方位または受信信号強度に基づきアンテナの位置を動的に調整しており、中国国内外にもこの方面の特許があり、例えば、特許番号CN 202257283 U号明細書、発明の名称を「自動追跡アンテナ装置および移動端末」とする中国特許である。この中国特許は、サーボマウントおよび電子ジャイロスコープの基礎の上で、自動的に、車載GPSに類似したアンテナを衛星にアライメントさせるものである。しかしながら、この中国特許の自動追跡アンテナ装置の構造は、比較的複雑であり、体積は比較的大きく、無人航空機分野における無線通信に適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
これに鑑み、本発明は、アンテナの構造を簡略化し、体積を小型化するのに便利な、移動物体のアンテナ自動アライメント方法を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
無線端末との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメント方法であって、
予備アンテナを含む前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するステップと、
前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップと、
を含む移動物体のアンテナ自動アライメント方法。
【0008】
前記アンテナ自動アライメント方法は、移動物体上に、予備アンテナを含む複数のアンテナが設けられ、リアルタイムに取得した前記複数のアンテナの現在の特徴的情報によって、通信に用いるアンテナを切り替え、送受信アンテナが阻害されないよう常に保つことにより、通信の安定性および信頼性を維持する。前記アンテナ自動アライメント方法では、体積が比較的大きいサーボマウントを用いる必要がなく、アンテナの体積を小さくし、
重量を軽くすることができ、構造面でも比較的簡単であり、移動物体に非常に適している。
【0009】
また、前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、アンテナ自動アライメントシステムをさらに提供する。
【0010】
無線端末との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメントシステムであって、
予備アンテナを含む前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するための特徴的情報取得モジュールと、
前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのアンテナ選択モジュールと、
を含むことを特徴とするアンテナ自動アライメントシステム。
【0011】
また、本発明は、前記アンテナ自動アライメント方法を用いた移動物体をさらに提供する。
【0012】
無線端末との間の通信リンクを確立するための、予備アンテナを含む複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するための特徴的情報取得装置と、
前記複数のアンテナおよび前記特徴的情報取得装置に通信接続し、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのコントローラと、
を含む移動物体。
【0013】
前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、前記アンテナ自動アライメント方法における計算、判断、選択などのステップを実行するためのコントローラをさらに提供する。
【0014】
無線端末との間で通信リンクを確立するために用いられる、予備アンテナを含む、移動物体の複数のアンテナを制御するためのコントローラであって、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するよう配置されるコントローラ。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明の実施形態のアンテナ自動アライメント方法の概略図である。
図2図1で示されるアンテナ自動アライメント方法の原理概略図である。
図3】本発明の実施形態1のアンテナ自動アライメント方法のフロー図である。
図4図3で示されるアンテナ自動アライメント方法のステップS1aの一実施形態のフロー図である。
図5図3で示されるアンテナ自動アライメント方法のステップS1aの別の実施形態のフロー図である。
図6図3で示されるアンテナ自動アライメント方法のステップS2aの一実施形態のフロー図である。
図7図6で示されるアンテナ自動アライメント方法の具体的なフロー図である。
図8図7で示されるアンテナ自動アライメント方法のステップS21aおよびステップS22aの具体的なフロー図である。
図9】本発明の実施形態2のアンテナ自動アライメント方法の第1のステップの一実施形態のフロー図である。
図10図9で示されるアンテナ自動アライメント方法の第1のステップの別の実施形態のフロー図である。
図11】本発明の実施形態2のアンテナ自動アライメント方法の第2のステップの一実施形態のフロー図である。
図12】本発明の実施形態3のアンテナ自動アライメント方法の具体的なフロー図である。
図13】本発明の実施形態1のアンテナ自動アライメントシステムのブロック図である。
図14図13で示されるアンテナ自動アライメントシステムの特徴的情報取得モジュールの一実施形態のブロック図である。
図15図13で示されるアンテナ自動アライメントシステムのアンテナ選択モジュール的の一実施形態のブロック図である。
図16】本発明の実施形態2のアンテナ自動アライメントシステムのアンテナ選択モジュールの具体的なブロック図である。
図17】本発明の実施形態3のアンテナ自動アライメントシステムの具体的なブロック図である。
図18】本発明の実施形態の移動物体の回路原理図である。
図19図18で示される移動物体に通信接続される移動端末の回路原理図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態における図面と合わせ、本発明の実施形態における技術手法について、明確かつ完全に記述するが、記述する実施形態は、本発明の一部の実施形態に過ぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。本発明における実施形態に基づき、当業者が進歩性を有する作業を行わない前提の下で得たその他すべての実施形態は、いずれも本発明の保護する範囲に属す。
【0017】
説明が必要なことは、アセンブリが別のアセンブリに「固定」されているという場合、
別のアセンブリ上に直接あっても、そのうちのアセンブリに存在していてもよいことである。アセンブリが別のアセンブリに「接続」されているという場合、別のアセンブリに直接接続されていても、そのうちのアセンブリに同時に存在していてもよい。本文で使用する用語「垂直な」、「水平な」、「左」、「右」および類似の表現は、説明の目的のためのものに過ぎない。
【0018】
別段の定義がある場合を除き、本文で使用されるすべての技術用語および科学用語は、
本発明の技術分野の当業者が通常理解する意味と同じである。本文中の本発明の明細書において使用される用語は、具体的な実施形態を記述する目的のためのものに過ぎず、本発明を限定することを意図したものではない。本文で使用する用語「および/または」は、
一つまたは複数個の列記された関連する項目のあらゆる組み合わせを含む。
【0019】
本発明の実施形態は、予備アンテナを含む、無線端末との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメント方法を提供する。前記方法は、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得することにより、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択する。例えば、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の無線端末をアライメントするアンテナを選択し、現在の通信のアンテナとすることができる。
【0020】
一部の実施形態において、前記移動物体は、例えば、地上遠隔操作戦車などの地上移動物体としても、例えば、無人航空機などの空中移動物体としてもよい。無人航空機は、固定翼ドローン、回転翼ドローンなどとしてもよい。前記無線端末は、例えば、UAV地上局、リモートコントローラなどの地上無線端末としても、例えば、UAV空中局、他の航空機などの空中無線端末としてもよい。
【0021】
一部の実施形態において、前記アンテナは、WiFiアンテナ、WiMAXアンテナ、
COFDMアンテナなどとしてもよい。
【0022】
一部の実施形態において、前記現在の特徴的情報は、例えば、前記アンテナの信号電力、前記アンテナの信号強度、前記アンテナの信号品質などの前記アンテナの信号ステータス情報としても、例えば、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報、
前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報などの前記無線端末に対する前記アンテナの相対位置情報としてもよい。
【0023】
前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、移動物体のアンテナアライメントシステムをさらに提供する。
【0024】
前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、移動物体をさらに提供する。
前記移動物体は、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するための特徴的情報取得装置と、前記無線回路モジュールおよび前記特徴的情報取得装置に通信接続し、前記複数のアンテナの現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのコントローラとを含む。
【0025】
一部の実施形態において、特徴的情報取得装置は、前記移動物体の現在の姿勢情報を取得する姿勢センサ、前記移動物体または/および前記移動端末の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサ、前記複数のアンテナの信号電力を走査するための無線回路モジュールのうち少なくとも1つを含む。
【0026】
以下、図面と合わせ、本発明の実施方式について詳細に説明する。抵触しない場合、下記の実施形態および実施形態における特徴は、互いに組み合わせてもよい。
【0027】
図1に示すように、本発明の実施形態1のアンテナ自動アライメント方法を移動物体10に用い、移動物体10は、無線端末20との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナ11を含む。
【0028】
移動物体10は、空中移動物体、地上移動物体などとしてもよい。無線端末20は、地上無線端末、空中無線端末などとしてもよく、アンテナ11は、WiFiアンテナ、WiMAXアンテナ、COFDMアンテナなどとしてもよい。下記実施形態において、移動物体10は、無人航空機を例として説明し、無線端末20は、リモートコントローラを例として説明し、通信リンクは、MIMO通信リンクを例として説明する。
【0029】
図3に示すように、前記アンテナ自動アライメント方法は、ステップS1a~S2aを含む。
【0030】
ステップS1a:予備アンテナを含む複数のアンテナ11の現在の特徴的情報をリアルタイムに取得する。
【0031】
現在の特徴的情報は、アンテナ11の信号ステータス情報、無線端末20に対するアンテナ11の相対位置情報のうち少なくとも1つを含む。現在の特徴的情報は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報などを含んでもよい。信号ステータス情報は、アンテナ11の信号電力、
アンテナ11の信号強度、アンテナ11の信号品質などとしてもよい。
【0032】
図4に示すように、一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末20に対する複数のアンテナ11の相対位置情報であり、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含んでもよい。
これに対応し、ステップS1aは、具体的には次のステップを含む。
【0033】
ステップS11a:移動物体10の現在の姿勢情報および移動物体10に対する複数のアンテナ11の所定の姿勢情報を取得する。
【0034】
図2に示すように、具体的に図示されている実施形態において、無人航空機の飛行中に、真北の方向と機首との夾角を方位角α、時計回りを正、反時計回りを負、方位角αの範囲を-180°~180°とする。
【0035】
無人航空機を座標系とし、すなわち、それぞれ機首機体後部線をX軸とし、無人航空機の左側と右側を結ぶ線をY軸とし、水平座標系を確立する(図示せず)。無人航空機上の4セットのアンテナ11は、それぞれA1~A4とし、θ1、θ2、θ3、θ4は、それぞれ無人航空機上の4つのアンテナA1~A4と無人航空機の機首方向の水平夾角である。具体的には、4つのアンテナA1~A4は、それぞれ無人航空機上の45°、135°、225°および315°の4つの角度に取り付けられている。4つのアンテナA1~A4は無人航空機の4つの角度に位置するため、無人航空機がいかなる姿勢および方向にあるときでも、2つのアンテナ11は常に機体によって阻害されることがなく、無線端末20と見通し内通信を形成することが保証される。
【0036】
ステップS12a:移動物体10の現在の姿勢情報および移動物体10に対する複数のアンテナ11の所定の姿勢情報に基づき、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報を計算して得る。
【0037】
具体的に図示されている実施形態において、無人航空機の幾何学的中心を原点とし、南北方向をX軸(北を正の方向とする)、東西方向をY軸(西を正の方向とする)とし、座標系を確立する。無人航空機の4つのアンテナA1~A4が所在する位置および無線端末20の位置は、この平面座標系上の4つのベクトル点に等しい。この座標系において、4つのアンテナA1~A4とX軸の夾角は、それぞれα+θ1、α+θ2、α+θ3およびα+θ4である。
【0038】
例えば、無線端末20上にGNSSなどの測位センサが設けられており、無線端末20の現在の位置情報をリアルタイムに取得することができる場合、ステップS1aのステップは、具体的に次のステップをさらに含む。
【0039】
ステップS13a:無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得する。
【0040】
具体的に図示されている実施形態において、無人航空機の飛行中に、無線端末20の絶対位置をGp、無線端末20の絶対位置をUpとし、これらの絶対位置は、いずれも測位センサによって取得する。
【0041】
ステップS14a:無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を計算して得る。
【0042】
具体的に図示されている実施形態において、無人航空機の幾何学的中心を原点とし、南北方向をX軸(北を正の方向とする)、東西方向をY軸(西を正の方向とする)とした座標系内で、無線端末20が所在する位置のベクトルとX軸の夾角をβとする。
【0043】
図5に示すように、無線端末20の現在の位置情報をリアルタイムに取得できない場合、ステップS1aは、具体的に次のステップをさらに含む。
【0044】
ステップS13’a:移動物体10の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得する。
【0045】
ステップS14’a:移動物体10の起点の位置情報および移動物体10の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を計算して得る。
【0046】
説明が必要なことは、移動物体10が無人航空機である場合、移動物体10の起点は、
無人航空機の離陸点であることである。
【0047】
ステップS2a:複数のアンテナ11の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択する。
【0048】
図6に示すように、ステップS2aは、具体的には次のステップを含む。
【0049】
ステップS21:複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算する。
【0050】
切り替え準則は、複数のアンテナ11における現在の特徴的情報の数値が比較的大きいアンテナ11を選択すること、複数のアンテナ11における現在の特徴的情報の数値が比較的小さいアンテナ11を選択すること、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が閾値範囲を満たしているアンテナ11を選択することのうち少なくとも1つを含む。
【0051】
各々の現在の特徴的情報が1つの切り替え準則に対応しているか、または、複数の現在の特徴的情報が同じ切り替え準則に対応している。複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が、対応する切り替え準則を満たしているか否かを計算する。この切り替え準則は、複数のアンテナ11において無線端末20にアライメントするアンテナ11の現在の特徴的情報の規則に基づき設定することができる。
【0052】
ステップS22:切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択する。
【0053】
具体的には、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が対応する切り替え準則を満たしているか否かの計算結果に基づき、現在の特徴的情報が対応する切り替え準則を満たしているアンテナ11を選択し、現在の通信アンテナとする。
【0054】
一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末20に対する複数のアンテナ11の相対位置情報であり、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含んでもよい。図7に示すように、
前記特徴的情報に対応し、ステップS2aは、具体的には次のステップを含む。
【0055】
ステップS21a:移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報および移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算する。
【0056】
図8に示すように、一実施形態において、ステップS21aのステップは、具体的には次のステップを含む。
【0057】
ステップS211a:移動物体に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報に基づき、
複数の位置範囲を構築する。
【0058】
具体的に図示されている実施形態において、無人航空機に対する4つのアンテナA1~A4の現在の角度位置α+θ1、α+θ2、α+θ3およびα+θ4に基づき、(α+θ1+360)mod 360、(α+θ2+360)mod 360、(α+θ3+360)mod 360、(α+θ4+360)mod 360の4つの閾値範囲を構築する
(式中、modは余りを求める関数である)。
【0059】
ステップS212a:複数の位置範囲が移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算する。
【0060】
具体的には、前記切り替え準則は、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含む位置範囲に対応するアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11とする。
【0061】
前記切り替え準則に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報が、
複数のアンテナ11の現在の位置情報によって構築された複数の位置範囲内にあるか否かを計算する。
【0062】
具体的に図示されている実施形態において、移動物体10に対する無線端末の相対角度βが(α+θ1+360)mod 360、(α+θ2+360)mod 360、(α+θ3+360)mod 360、(α+θ4+360)mod 360の4つの閾値範囲のどれに入るかを計算する。
【0063】
ステップS22a:切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択する。
【0064】
具体的には、切り替え準則に基づき、ステップS22aは、具体的には次のステップを含む。
【0065】
ステップS221a:移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含む位置範囲に対応するアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択する。
【0066】
具体的に図示されている実施形態において、相対角度βが(α+θ1+360)mod
360、(α+θ2+360)mod 360、(α+θ3+360)mod 360、(α+θ4+360)mod 360の4つの閾値範囲に入るか否かの関係に基づき、
無線端末20をアライメントするアンテナ11を選択する。例えば、
(1)(α+θ1+360)mod 360<β≦(α+θ2+360)mod 360のとき、アンテナA1、A2を選択し、
(2)(α+θ2+360)mod 360<β≦(α+θ3+360)mod 360のとき、アンテナA2、A3を選択し、
(3)(α+θ3+360)mod 360<β≦(α+θ4+360)mod 360のとき、アンテナA3、A4を選択し、
(4)(α+θ4+360)mod 360<β≦0または0<β≦(α+θ1+360)mod 360のとき、アンテナA4、A1を選択する。
【0067】
さらに、位置範囲は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含む。前記所定の保護範囲は、前記複数のアンテナ11が、アンテナの端点の座標位置において頻繁に切り替わり、通信が中断しやすくなることを防止するために用いられる。
【0068】
具体的に図示されている実施形態において、境界において頻繁に切り替わる問題を回避するため、境界において死角保護角γを設け、例えば、死角保護角γを10°とし、前記角度が死角保護角を超えた場合にのみアンテナの切り替えを行うようにする必要がある。
【0069】
例えば、ある時点では、アンテナA1およびA2を用いる。次いで、航空機の動きに伴い、次の時点では、方位角αと相対角度βの関係は、(α+θ1+360)mod 360<β≦(α+θ2+360)mod 360+γとなる。
【0070】
このときには、依然としてアンテナA1およびA2を用いており、(α+θ2+360)mod 360+γ<β≦(α+θ3+360)mod 360のときにのみ、アンテナA2およびA3に切り替わる。
【0071】
次いで、次の時点では、(α+θ2+360)mod 360-γ<β≦(α+θ3+360)mod 360の場合、依然としてアンテナA2およびA3を用いる。(α+θ1+360)mod 360<β≦(α+θ2+360)mod 360-γのときにのみ、アンテナA1およびA2に再び戻る。
【0072】
システム全体の運用中に、一定の時間間隔tで、無線端末20と無人航空機の相対角度β角および方位角αを計算した後、計算結果に基づき、対応するアンテナ11を切り替える必要がある。時間間隔tの確定は、無線端末20と無人航空機のタイムスロット割当方法、測位センサの位置更新率および無人航空機自体の姿勢の変化状況などに基づき総合的に確定される。かつ、アンテナ11の切り替え時間は、無線通信送受信データのタイムスロットの中に入ってはならず、入った場合、通信エラーをもたらすことがある。
【0073】
M×Nの無線通信の場合、アンテナ11の取付方式および切り替えメカニズムは、前記内容に類似している。アンテナ11の間の配列間隔角度は360°/Nとすることができ、アンテナ11切り替えの組み合わせはNセットとなる。
【0074】
本発明の実施形態2のアンテナ自動アライメント方法は、実施形態1と基本的には同じであり、異なる箇所は、実施形態2のアンテナ自動アライメント方法における現在の特徴的情報が、複数のアンテナ11の現在の位置情報、および無線端末20の位置情報であることである。
【0075】
図9に示すように、無線端末20に対する複数のアンテナ11の現在の特徴的情報を取得するステップは、具体的には次のステップを含む。
【0076】
ステップS11b:移動物体10の現在の姿勢情報および移動物体10に対する複数のアンテナ11の所定の姿勢情報を取得する。
【0077】
ステップS12b:移動物体10の現在の姿勢情報および移動物体10に対する複数のアンテナ11の所定の姿勢情報に基づき、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報を計算して得る。
【0078】
例えば、無線端末20上にGPSなどの測位センサが設けられており、無線端末20の現在の位置情報をリアルタイムに取得することができる場合、移動物体10の測位センサが無線端末20の現在の位置情報をリアルタイムに取得し、ステップS1bは、具体的には次のステップをさらに含む。
【0079】
ステップS13b:無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得する。
【0080】
ステップS14b:無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を計算して得る。
【0081】
図10に示すように、無線端末20の現在の位置情報をリアルタイムに取得できない場合、無線端末20に対する複数のアンテナ11の現在の特徴的情報を取得するステップは、具体的には次のステップをさらに含む。
【0082】
ステップS13’b:移動物体10の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得する。
【0083】
ステップS14’b:移動物体10の起点の位置情報および移動物体10の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を計算して得る。
【0084】
説明が必要なことは、移動物体10が無人航空機である場合、移動物体10の起点は、
無人航空機の離陸点であることである。
【0085】
図11に示すように、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択するステップは、具体的には次のステップを含む。
【0086】
ステップS21b:複数のアンテナ11の現在の位置と無線端末20の位置との間の間隔をそれぞれ計算する。
【0087】
複数のアンテナ11の現在の位置情報と無線端末20の位置情報を取得することにより、複数のアンテナ11の現在の位置と無線端末20の位置との間の間隔を計算して得ることができる。
【0088】
ステップS22b:間隔が比較的短い部分のアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択する。
【0089】
具体的には、本実施形態において、前記切り替え準則は、無線端末20とアライメントするアンテナ11の現在の位置と無線端末20の現在の位置との間の間隔が比較的短いアンテナ11である。
【0090】
前記切り替え準則に基づき、間隔が比較的短い部分のアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択する。
【0091】
本発明の実施形態3のアンテナ自動アライメント方法は、実施形態1と基本的には同じであり、異なる箇所は、実施形態3のアンテナ自動アライメント方法における現在の特徴的情報が、アンテナ11の信号ステータス情報であることである。
【0092】
信号ステータス情報は、アンテナ11の信号電力、アンテナ11の信号強度、アンテナ11の信号品質などとしてもよい。以下、アンテナ11の信号電力を例として、アンテナ11の信号ステータス情報について説明する。
【0093】
図12に示すように、無線端末20に対する複数のアンテナ11の現在の特徴的情報を取得するステップは、具体的には次のとおりである。
【0094】
ステップS11c:所定の時間内に複数のアンテナ11の信号電力を走査する。
【0095】
複数のアンテナ11の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択するステップは、具体的には次のステップを含む。
【0096】
ステップS21c:所定の時間内の各々のアンテナ11の信号電力の積分を計算し、複数のアンテナ11の現在の信号電力とする。
【0097】
ステップS22c:現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つのアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択し、現在の通信のアンテナとする。
【0098】
複数のアンテナの現在の信号電力を取得することにより、前記切り替え準則に基づき、
無線端末20をアライメントするアンテナ11を得ることができる。
【0099】
図13に示すように、本発明の実施形態1のアンテナ自動アライメントシステム100を移動物体10に用い、前記移動物体10は、無線端末20との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナ11を含む。
【0100】
前記移動物体10は、例えば、回転翼ドローン、固定翼ドローンなどの無人航空機としてもよい。無線端末20は、例えば、リモートコントローラ、UAV地上局などの地上無線端末としてもよく、無線端末20は、例えば、他の航空機、UAV空中局などの空中無線端末としてもよい。
【0101】
前記アンテナ11は、WiFiアンテナ、WiMAXアンテナCOFDMアンテナなどとしてもよい。前記複数のアンテナ11と無線端末20との間の通信リンクの確立は、いかなるポイントツーポイントの通信リンクとしてもよく、例えば、通信リンクは、MIMO通信リンクとしてもよい。
【0102】
アンテナ自動アライメントシステム100は、特徴的情報取得モジュール101、およびアンテナ選択モジュール102を含む。特徴的情報取得モジュール101は、予備アンテナを含む複数のアンテナ11の現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するために用いられる。アンテナ選択モジュール102は、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択するために用いられる。
【0103】
現在の特徴的情報は、アンテナ11の信号ステータス情報、無線端末20に対するアンテナ11の相対位置情報のうち少なくとも1つを含んでもよい。信号ステータス情報は、
アンテナ11の信号電力、アンテナ11の信号強度、アンテナ11の信号品質などとしてもよい。無線端末20に対するアンテナ11の相対位置情報は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報などを含んでもよい。
【0104】
一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末20に対する複数のアンテナ11の相対位置情報である。具体的には、現在の特徴的情報は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報、および移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含む。図14に示すように、これに対応して、特徴的情報取得モジュール101は、具体的には、
移動物体10の現在の姿勢情報および移動物体10に対する複数のアンテナ11の所定の姿勢情報を取得するための姿勢情報取得モジュール110、
移動物体10の現在の姿勢情報および移動物体10に対する複数のアンテナ11の所定の姿勢情報に基づき、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報を計算して得るためのアンテナ位置情報計算モジュール120、
を含む。
【0105】
移動物体10が無線端末20の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得することができるとき、特徴的情報取得モジュール101は、具体的には、
無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための絶対位置情報取得モジュール130、
無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を計算して得るための無線端末20の位置情報計算モジュール140、
をさらに含む。
【0106】
図14に示すように、移動物体10が無線端末20の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得することができないとき、特徴的情報取得モジュール101は、具体的には、
移動物体10の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための移動物体絶対位置情報取得モジュール130a、
移動物体10の起点の位置情報および移動物体10の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を計算して得るための起点位置情報計算モジュール140a、
を含む。
【0107】
説明が必要なことは、移動物体10が無人航空機である場合、移動物体10の起点は、
無人航空機の離陸点であることである。
【0108】
アンテナ選択モジュール102は、具体的には、準則モジュール150、および切り替えモジュール160を含む。準則モジュール150は、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するために用いられる。切り替えモジュール160は、切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択するために用いられる。
【0109】
切り替え準則は、複数のアンテナ11における現在の特徴的情報の数値が比較的大きいアンテナ11を選択すること、複数のアンテナ11における現在の特徴的情報の数値が比較的小さいアンテナ11を選択すること、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が閾値範囲を満たしているアンテナ11を選択することのうち少なくとも1つを含んでもよい。
【0110】
図15に示すように、これに対応して、アンテナ選択モジュール102は、具体的には、
移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報および移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するための位置準則モジュール150a、
切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択するための位置切り替えモジュール160a、
を含む。
【0111】
位置準則モジュール150aは、具体的には、
移動物体に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築するための位置範囲モジュール151a、
複数の位置範囲が移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算するための位置判断モジュール153a、
を含む。
【0112】
位置切り替えモジュール160aは、具体的には、
移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含む位置範囲に対応するアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択するための位置範囲切り替えモジュール161a、
を含む。
【0113】
さらに、移動物体10が、アンテナ11が所在する位置において頻繁に切り替わり、正常な通信に影響を及ぼすことを防止するため、位置範囲は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含む。
【0114】
図16に示すように、本発明の実施形態2のアンテナ自動アライメントシステム200は、実施形態1のアンテナ自動アライメントシステム100に基本的に似ており、異なる箇所は、アンテナ自動アライメントシステム200のアンテナ選択モジュール202は、
具体的には、距離計算モジュール210、および距離切り替えモジュール220を含むことである。
【0115】
距離計算モジュール210は、複数のアンテナ11の現在の位置と無線端末20の現在の位置との間の間隔をそれぞれ計算するために用いられる。
【0116】
距離切り替えモジュール220は、間隔が比較的短い部分のアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択するために用いられる。
【0117】
本発明の実施形態3のアンテナ自動アライメントシステム300は、実施形態1のアンテナ自動アライメントシステム100に基本的に似ており、異なる箇所は、現在の特徴的情報が、アンテナ11の信号ステータス情報であることである。信号ステータス情報は、
アンテナ11の信号電力、アンテナ11の信号強度、アンテナ11の信号品質などとしてもよい。
【0118】
図17に示すように、これに対応して、特徴的情報取得モジュール301は、具体的には、
所定の時間内に複数のアンテナ11の信号電力を走査するための電力走査モジュール310a、
を含む。
【0119】
アンテナ選択モジュール302は、具体的には、
所定の時間内の各々のアンテナ11の信号電力の積分を計算し、複数のアンテナ11の現在の信号電力とするための電力計算モジュール320a、
現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つのアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択し、現在の通信のアンテナとするための電力切り替えモジュール360a、
を含む。
【0120】
前記アンテナアライメント方法に基づき、本発明は、前記アンテナアライメント方法を用いた移動物体10をさらに提供する。前記移動物体10は、例えば、地上遠隔操作戦車などの地上移動物体としても、例えば、無人航空機などの空中移動物体としてもよい。下記の実施形態において、無人航空機を例として移動物体10の具体的な構造について説明する。
【0121】
図1、2および18に示すように、本実施形態の移動物体10は、複数のアンテナ11と、特徴的情報取得装置12と、無線回路モジュール13と、コントローラ14とを含む。
【0122】
複数のアンテナ11は、無線端末20との間の通信リンクを確立するために用いられ、
前記複数のアンテナ11は、予備アンテナを含む。通信リンクは、ポイントツーポイントの通信リンクであり、例えば、前記通信リンクは、MIMO通信リンクとしてもよい。アンテナ11は、WiFiアンテナ、WiMAXアンテナ、COFDMアンテナなどとしてもよい。
【0123】
複数のアンテナ11の予備アンテナおよび現在の通信アンテナの数は、実際の必要に応じて設計することができ、例えば、図示した実施形態において、予備アンテナの数は、現在の通信アンテナの数に等しい。具体的には、予備アンテナおよび現在の通信アンテナの数は、いずれも2つである。
【0124】
現在の特徴的情報は、アンテナ11の信号ステータス情報、無線端末20に対するアンテナ11の相対位置情報のうち少なくとも1つを含んでもよい。信号ステータス情報は、
アンテナ11の信号電力、アンテナ11の信号強度、アンテナ11の信号品質などとしてもよい。無線端末20に対する複数のアンテナ11の相対位置情報は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含んでもよい。
【0125】
特徴的情報取得装置12は、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報をリアルタイムに取得するために用いられる。
【0126】
特徴的情報取得装置12の具体的な構造は、現在の特徴的情報に基づき設計することができる。例えば、一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末20に対する複数のアンテナ11の相対位置情報であり、これに対応し、特徴的情報取得装置12は、移動物体10の現在の姿勢情報を取得するための姿勢センサ12a、ならびに無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサ12bを含む。
【0127】
他の実施形態において、現在の特徴的情報は、アンテナ11の信号電力であり、これに対応し、特徴的情報取得装置12は、所定の時間内に複数のアンテナ11の信号電力を走査するための無線回路モジュール13を含む。具体的には、コントローラ14は、無線回路モジュール13を介して複数のアンテナ11に通信接続し、無線回路モジュール13を介して無線信号を送受信する。
【0128】
コントローラ14は、アンテナ11および特徴的情報取得装置12に通信接続し、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択するために用いられる。
【0129】
具体的には、前記移動物体10は、無線回路モジュール13と複数のアンテナ11との間に電気的に接続された制御スイッチ15をさらに含み、コントローラ14は、具体的には、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、切り替え準則に基づき、制御スイッチ15によって、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択するために用いられる。
【0130】
切り替え準則は、複数のアンテナ11における現在の特徴的情報の数値が比較的大きいアンテナ11を選択すること、複数のアンテナ11における現在の特徴的情報の数値が比較的小さいアンテナ11を選択すること、複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が閾値範囲を満たしているアンテナ11を選択することのうち少なくとも1つを含む。
【0131】
前記コントローラ14の機能は、アンテナ11の現在の特徴的情報に基づき設計することができ、例えば、一実施形態において、現在の特徴的情報は、無線端末20に対する複数のアンテナ11の相対位置情報であり、前記移動物体10は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の所定の姿勢情報を記憶するためのメモリ16をさらに含み、特徴的情報取得装置12は、移動物体10の現在の姿勢情報を取得するための姿勢センサ12a、
無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサ12bを含む。コントローラ14は、移動物体10の現在の姿勢情報および移動物体10に対する複数のアンテナ11の所定の姿勢情報に基づき、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報を計算して得る。また、
コントローラ14は、無線端末20の現在の絶対位置情報、および移動物体10の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を計算して得る。
【0132】
移動物体10の測位センサ12bが、無線端末20の情報を取得することが難しい場合、メモリ16は、移動物体10の起点の位置情報を記憶するためにさらに用いられ、コントローラ14は、移動物体10の起点の位置情報および移動物体10の現在の絶対位置情報に基づき、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を計算して得る。
【0133】
説明が必要なことは、移動物体10が無人航空機である場合、移動物体10の起点は、
無人航空機の離陸点であることである。
【0134】
コントローラ14は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報および移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、制御スイッチ15によって、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択する。
【0135】
コントローラ14が複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算する機能は、実際の必要に応じて設計することができ、例えば、具体的に図示されている実施形態において、コントローラ14は、移動物体に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築し、複数の位置範囲が、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算し、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報および移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを判断するために用いられる。
【0136】
コントローラ14が切り替え準則に基づき無線端末20をアライメントするアンテナ11を選択する機能は、実際の必要に応じて設計することができ、例えば、具体的に図示されている実施形態において、コントローラ14は、移動物体10に対する無線端末20の現在の位置情報を含む位置範囲に対応するアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択するためにさらに用いられる。
【0137】
さらに、移動物体10が、アンテナ11の所在座標位置において頻繁に切り替わることを防止するため、前記位置範囲は、移動物体10に対する複数のアンテナ11の現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含む。
【0138】
他の実施形態において、切り替え準則が、アンテナ11の現在の位置と無線端末20の位置との間の間隔である場合、コントローラ14が複数のアンテナ11の現在の特徴的情報が切り替え準則を満たしているかを計算する機能は、コントローラ14が、複数のアンテナ11の現在の位置と無線端末20の位置との間の間隔をそれぞれ計算し、間隔が比較的短い部分のアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択するよう設計することができる。
【0139】
他の実施形態において、現在の特徴的情報がアンテナ11の信号ステータス情報である場合、コントローラ14の機能は、コントローラ14が、複数のアンテナ11の信号ステータス情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナ11を選択することに用いられるよう設計する。
【0140】
例えば、信号ステータス情報は、アンテナ11の信号電力としてもよく、移動物体10は、所定の時間内に複数のアンテナ11の信号電力を走査するための無線回路モジュール13をさらに含み、コントローラ14は、所定の時間内の各々のアンテナ11の信号電力の積分を計算し、複数のアンテナ11の現在の信号電力とする。コントローラ14は、現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つのアンテナ11を、無線端末20をアライメントするアンテナ11として選択し、現在の通信のアンテナとする。
【0141】
前記無線端末20は、地上無線端末、UAV地上局、リモートコントローラなどとしても、例えば、UAV空中局、他の航空機などの空中無線端末としてもよい。本実施形態において、リモートコントローラを例として説明する。
【0142】
図19に示すように、無線端末20は、複数の通信アンテナ21と、端末コントローラ22と、端末測位センサ23と、端末無線回路モジュール24と、端末メモリ25とを含む。
【0143】
通信アンテナ21の数は、必要に応じて設計することができ、例えば、図示した実施形態において、通信アンテナ21の数は2つであり、移動物体10のアンテナ11と2×2のMIMO通信リンクを構築する。
【0144】
端末コントローラ22は、端末無線回路モジュール24を介して通信アンテナ21に通信接続し、無線回路モジュール13を介して通信アンテナ21を制御し、データを送受信する。
【0145】
端末測位センサ23は、端末コントローラ22に通信接続し、無線端末20の現在の位置情報を感知するために用いられる。端末測位センサ23は、GPS、北斗衛星測位センサなどとしてもよい。
【0146】
端末メモリ25は、端末コントローラ22に接続し、データを記憶するために用いられ、例えば、移動物体10の現在の通信アンテナ21を介して無線端末20の通信アンテナ21と確立した通信リンクが伝送したデータなどを記憶するために用いられる。
【0147】
前記アンテナ自動アライメント方法に基づき、本発明は、前記アンテナ自動アライメント方法における計算、判断、選択などのステップを実行するためのコントローラをさらに提供する。
【0148】
本発明で提供するいくつかの実施形態において、開示されている関連装置および方法は、その他の方式によって実現してもよいことを理解すべきである。例えば、上述した装置の実施形態は、概略的なものに過ぎず、例えば、前記モジュールまたはユニットの区分は、論理的な機能の区分に過ぎず、実際の実現の際には、別の区分方式を有してもよく、例えば、複数のユニットまたはアセンブリを結合するか、または別のシステムに集積してもよく、または一部の特徴を省略しても、実行しなくてもよい。もう一点、示された、または考察された互いの間の結合または直接結合または通信接続は、いくつかのインターフェース、装置またはユニットの間接結合または通信接続としてもよく、電気的、機械またはその他の形式とすることができる。
【0149】
前記分離部材として説明したユニットは、物理的に分けられたものであっても、または分けられていないものであってもよく、ユニットとして示された部材は、物理的なユニットであっても、またはそうでなくてもよく、すなわち、一つの場所に位置していても、または複数のネットワークユニットに分布していてもよい。実際の必要に応じて、一部または全部のユニットを選択し、本実施形態の手法の目的を実現してもよい。
【0150】
また、本発明の各実施形態における各機能ユニットは、一つの処理ユニットの中に集積しても、各ユニットが単独で物理的に存在しても、複数のユニットを一つのユニットの中に集積してもよい。前記集積されたユニットは、ハードウェアの形式で実現しても、ソフトウェアの機能ユニットの形式で実現してもよい。
【0151】
前記集積されたユニットをソフトウェアの機能ユニットの形式で実現し、独立した製品として販売または使用する場合、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶してもよい。こうした理解に基づき、本発明の技術手法は、実質的に、あるいは従来技術に対して寄与する部分またはこの技術手法の全部もしくは一部に対して、ソフトウェア製品の形式で実現し、コンピュータプロセッサ(processor)に本発明の各実施形態の前記方法の全部または一部のステップを実行させる複数のコマンドを含むこのコンピュータソフトウェア製品を、記憶媒体に記憶してもよい。前記記憶媒体は、USBフラッシュドライブ、ポータブルハードディスクドライブ、リードオンリーメモリ(ROM,Read-Only Memory)、ランダムアクセスメモリ(RAM,Random Access Memory)、フロッピーディスクまたは光ディスクなどのプログラムコードを記憶可能な各種媒体を含む。
【0152】
上述したものは、本発明の実施形態に過ぎず、これによって本発明の特許請求の範囲を限定するものではなく、本発明の明細書および図面の内容を用いて行われたすべての同等の構造もしくは同等のフローの変更、またはその他の関連する技術分野に直接もしくは間接的に用いたものは、本発明の特許保護範囲内にいずれも含まれる。
【0153】
上述したものは、本発明の実施形態に過ぎず、これによって本発明の特許請求の範囲を限定するものではなく、本発明の明細書および図面の内容を用いて行われたすべての同等の構造もしくは同等のフローの変更、またはその他の関連する技術分野に直接もしくは間接的に用いたものは、本発明の特許保護範囲内にいずれも含まれる。
[項目1]
無線端末との通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメント方法であって、
予備アンテナを含む前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するステップと、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップと、
を含むことを特徴とする、
移動物体のアンテナ自動アライメント方法。
[項目2]
前記移動物体は、無人航空機であることを特徴とする、
項目1に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目3]
前記無線端末は、地上無線端末、空中無線端末のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目1に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目4]
前記通信リンクは、MIMO通信リンクであることを特徴とする、
項目1に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目5]
前記アンテナは、WiFiアンテナ、WiMAXアンテナ、COFDMアンテナのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目1に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目6]
前記現在の特徴情報は、前記アンテナの信号ステータス情報、前記無線端末に対する前記アンテナの相対位置情報のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目1に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目7]
前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップは、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するステップと、
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップと、
を含むことを特徴とする、
項目1に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目8]
前記切り替え準則は、前記複数のアンテナにおける前記現在の特徴情報の数値が比較的大きいアンテナを選択すること、前記複数のアンテナにおける前記現在の特徴情報の数値が比較的小さいアンテナを選択すること、前記複数のアンテナの前記現在の特徴情報が閾値範囲を満たしているアンテナを選択することのうち少なくとも1つかを含むことを特徴とする、
項目7に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目9]
前記現在の特徴情報は、無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報であることを特徴とする、
項目1に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目10]
無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報のうち少なくとも1つかを含むことを特徴とする、
項目9に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目11]
前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するステップは、
前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報を取得するステップと、
前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報に基づき、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を計算するステップと、
を含むことを特徴とする、
項目10に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目12]
前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するステップは、
前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するステップと、
前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、
項目11に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目13]
前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するステップは、
前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するステップと、
前記移動物体の起点の位置情報および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算するステップと、
をさらに含むことを特徴とする、
項目11に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目14]
前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップは、
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報および前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するステップと、
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップと、
を含むことを特徴とする、
項目12または13に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目15]
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報および前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するステップは、
移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築するステップと、
前記複数の位置範囲が前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算するステップと、
を含むことを特徴とする、
項目14に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目16]
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップは、
前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含む位置範囲に対応する前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択することを含むことを特徴とする、
項目15に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目17]
前記位置範囲は、移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含むことを特徴とする、
項目15に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目18]
前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップは、
前記複数のアンテナの現在の位置と前記無線端末の位置との間の間隔をそれぞれ計算するステップと、
前記間隔が比較的短い部分の前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するステップと、
を含むことを特徴とする、
項目10に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目19]
前記現在の特徴情報は、前記アンテナの信号ステータス情報であることを特徴とする、
項目1に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目20]
前記信号ステータス情報は、前記アンテナの信号電力、前記アンテナの信号強度、前記アンテナの信号品質のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目19に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目21]
前記信号ステータス情報は、前記アンテナの信号電力であり、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するステップは、
所定の時間内に前記複数のアンテナの信号電力を走査することを含むことを特徴とする、
項目20に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目22]
前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するステップは、
前記所定の時間内の各々の前記アンテナの信号電力の積分を計算し、前記複数のアンテナの現在の信号電力とするステップと、
現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つの前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択し、現在の通信のアンテナとするステップと、
を含むことを特徴とする、
項目21に記載のアンテナ自動アライメント方法。
[項目23]
無線端末との間で通信リンクを確立するための複数のアンテナを含む移動物体のアンテナ自動アライメントシステムであって、
予備アンテナを含む前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するための特徴情報取得モジュールと、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのアンテナ選択モジュールと、
を含むことを特徴とする、
アンテナ自動アライメントシステム。
[項目24]
前記移動物体は、無人航空機であることを特徴とする、
項目23に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目25]
前記無線端末は、地上無線端末、空中無線端末のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目23に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目26]
前記通信リンクは、MIMO通信リンクであることを特徴とする、
項目23に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目27]
前記アンテナは、WiFiアンテナ、WiMAXアンテナ、COFDMアンテナのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目23に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目28]
前記現在の特徴情報は、前記アンテナの信号ステータス情報、前記無線端末に対する前記アンテナの相対位置情報のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目23に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目29]
前記アンテナ選択モジュールは、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するための準則モジュールと、
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するための切り替えモジュールと、
を含むことを特徴とする、
項目23に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目30]
前記切り替え準則は、前記複数のアンテナにおける前記現在の特徴情報の数値が比較的大きいアンテナを選択すること、前記複数のアンテナにおける前記現在の特徴情報の数値が比較的小さいアンテナを選択すること、前記複数のアンテナの前記現在の特徴情報が閾値範囲を満たしているアンテナを選択することのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目29に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目31]
前記現在の特徴情報は、無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報であることを特徴とする、
項目23に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目32]
無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目31に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目33]
前記特徴情報取得モジュールは、
前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報を取得するための姿勢情報取得モジュールと、
前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報に基づき、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を計算するためのアンテナ位置情報計算モジュールと、
を含むことを特徴とする、
項目32に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目34]
前記特徴情報取得モジュールは、
前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための絶対位置情報取得モジュールと、
前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算するための無線端末位置情報計算モジュールと、
をさらに含むことを特徴とする、
項目33に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目35]
前記特徴情報取得モジュールは、
前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための移動物体絶対位置情報取得モジュールと、
前記移動物体の起点の位置情報および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算するための起点位置情報計算モジュールと、
をさらに含むことを特徴とする、
項目33に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目36]
前記アンテナ選択モジュールは、
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報および前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算するための位置準則モジュールと、
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するための位置切り替えモジュールと、
を含むことを特徴とする、
項目34または35に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目37]
前記位置準則モジュールは、
移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築するための位置範囲モジュールと、
前記複数の位置範囲が前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算するための位置判断モジュールと、
を含むことを特徴とする、
項目36に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目38]
前記位置切り替えモジュールは、
前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含む位置範囲に対応する前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するための位置範囲切り替えモジュールを含むことを特徴とする、
項目37に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目39]
前記位置範囲は、移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含むことを特徴とする、
項目37に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目40]
前記アンテナ選択モジュールは、
前記複数のアンテナの現在の位置と前記無線端末の現在の位置との間の間隔をそれぞれ計算するための距離計算モジュールと、
前記間隔が比較的短い部分の前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するための距離切り替えモジュールと、
を含むことを特徴とする、
項目32に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目41]
前記現在の特徴情報は、前記アンテナの信号ステータス情報であることを特徴とする、
項目23に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目42]
前記信号ステータス情報は、前記アンテナの信号電力、前記アンテナの信号強度、前記アンテナの信号品質のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目41に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目43]
前記信号ステータス情報は、前記アンテナの信号電力であり、前記特徴情報取得モジュールは、
所定の時間内に前記複数のアンテナの信号電力を走査するための電力走査モジュールを含むことを特徴とする、
項目42に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目44]
前記アンテナ選択モジュールは、
前記所定の時間内の各々の前記アンテナの信号電力の積分を計算し、前記複数のアンテナの現在の信号電力とするための電力計算モジュールと、
現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つの前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択し、現在の通信のアンテナとするための電力切り替えモジュールと、
を含むことを特徴とする、
項目43に記載のアンテナ自動アライメントシステム。
[項目45]
無線端末との通信リンクを確立するための、予備アンテナを含む複数のアンテナと、
前記複数のアンテナの現在の特徴情報をリアルタイムに取得するための特徴情報取得装置と、
前記複数のアンテナおよび前記特徴情報取得装置に通信接続し、前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するためのコントローラと、
を含むことを特徴とする、
移動物体。
[項目46]
無人航空機であることを特徴とする、
項目45に記載の移動物体。
[項目47]
前記無線端末は、地上無線端末、空中無線端末のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目45に記載の移動物体。
[項目48]
前記通信リンクは、MIMO通信リンクであることを特徴とする、
項目45に記載の移動物体。
[項目49]
前記アンテナは、WiFiアンテナ、WiMAXアンテナ、COFDMアンテナのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目45に記載の移動物体。
[項目50]
前記現在の特徴情報は、前記アンテナの信号ステータス情報、前記無線端末に対する前記アンテナの相対位置情報のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目45に記載の移動物体。
[項目51]
前記コントローラと前記複数のアンテナとの間に電気的に接続された制御スイッチをさらに含み、前記コントローラは、前記複数のアンテナの現在の特徴情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、前記制御スイッチによって、現在の通信に用いられるアンテナを選択するために用いられることを特徴とする、
項目45に記載の移動物体。
[項目52]
前記切り替え準則は、前記複数のアンテナにおける前記現在の特徴情報の数値が比較的大きいアンテナを選択すること、前記複数のアンテナにおける前記現在の特徴情報の数値が比較的小さいアンテナを選択すること、前記複数のアンテナの前記現在の特徴情報が閾値範囲を満たしているアンテナを選択することのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目51に記載の移動物体。
[項目53]
前記現在の特徴情報は、無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報であることを特徴とする、
項目45に記載の移動物体。
[項目54]
無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目53に記載の移動物体。
[項目55]
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報を記憶するためのメモリをさらに含み、前記特徴情報取得装置は、前記移動物体の現在の姿勢情報を取得するための姿勢センサを含み、
前記コントローラは、前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報に基づき、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を計算することを特徴とする、
項目54に記載の移動物体。
[項目56]
前記特徴情報取得装置は、前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサをさらに含み、
前記コントローラは、前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算することを特徴とする、
項目55に記載の移動物体。
[項目57]
前記メモリは、前記移動物体の起点的位置情報を記憶するためにさらに用いられ、前記特徴情報取得装置は、前記移動物体の現在の絶対位置情報をリアルタイムに取得するための測位センサをさらに含み、
前記コントローラは、前記移動物体の起点の位置情報および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算することを特徴とする、
項目55に記載の移動物体。
[項目58]
前記コントローラと前記複数のアンテナとの間に電気的に接続された制御スイッチをさらに含み、
前記コントローラは、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報および前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、前記制御スイッチによって、現在の通信に用いられるアンテナを選択することを特徴とする、
項目56または57に記載の移動物体。
[項目59]
前記コントローラは、移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築し、前記複数の位置範囲が、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算し、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報および前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを判断することを特徴とする、
項目58に記載の移動物体。
[項目60]
前記コントローラは、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含む位置範囲に対応する前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するためにさらに用いられることを特徴とする、
項目59に記載の移動物体。
[項目61]
前記位置範囲は、移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含むことを特徴とする、
項目59に記載の移動物体。
[項目62]
前記コントローラは、前記複数のアンテナの現在の位置と前記無線端末の位置との間の間隔をそれぞれ計算し、前記間隔が比較的短い部分の前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するために用いられることを特徴とする、
項目54に記載の移動物体。
[項目63]
前記現在の特徴情報は、前記アンテナの信号ステータス情報であることを特徴とする、
項目45に記載の移動物体。
[項目64]
前記信号ステータス情報は、前記アンテナの信号電力、前記アンテナの信号強度、前記アンテナの信号品質のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目63に記載の移動物体。
[項目65]
前記信号ステータス情報は、前記アンテナの信号電力であり、
前記移動物体は、所定の時間内に前記複数のアンテナの信号電力を走査するための無線回路モジュールをさらに含み、前記コントローラは、前記所定の時間内の各々の前記アンテナの信号電力の積分を計算し、前記複数のアンテナの現在の信号電力とし、現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つの前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択し、現在の通信のアンテナとすることを特徴とする、
項目64に記載の移動物体。
[項目66]
無線端末との間で通信リンクを確立するために用いられる、予備アンテナを含む、移動物体の複数のアンテナを制御するためのコントローラであって、前記複数のアンテナの現在の特徴情報に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するよう配置されることを特徴とする、
コントローラ。
[項目67]
前記移動物体は、無人航空機であることを特徴とする、
項目66に記載のコントローラ。
[項目68]
前記無線端末は、地上無線端末、空中無線端末のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目66に記載のコントローラ。
[項目69]
前記通信リンクは、MIMO通信リンクであることを特徴とする、
項目66に記載のコントローラ。
[項目70]
前記アンテナは、WiFiアンテナ、WiMAXアンテナ、COFDMアンテナのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目66に記載のコントローラ。
[項目71]
前記現在の特徴情報は、前記アンテナの信号ステータス情報、前記無線端末に対する前記アンテナの相対位置情報のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目66に記載のコントローラ。
[項目72]
前記複数のアンテナの現在の特徴情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するよう配置されることを特徴とする、
項目66に記載のコントローラ。
[項目73]
前記切り替え準則は、前記複数のアンテナにおける前記現在の特徴情報の数値が比較的大きいアンテナを選択すること、前記複数のアンテナにおける前記現在の特徴情報の数値が比較的小さいアンテナを選択すること、前記複数のアンテナの前記現在の特徴情報が閾値範囲を満たしているアンテナを選択することのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目72に記載のコントローラ。
[項目74]
前記現在の特徴情報は、無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報であることを特徴とする、
項目66に記載のコントローラ。
[項目75]
無線端末に対する前記複数のアンテナの相対位置情報は、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目74に記載のコントローラ。
[項目76]
前記移動物体の現在の姿勢情報および前記移動物体に対する前記複数のアンテナの所定の姿勢情報に基づき、前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を計算するよう配置されることを特徴とする、
項目75に記載のコントローラ。
[項目77]
前記無線端末の現在の絶対位置情報、および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算するよう配置されることを特徴とする、
項目76に記載のコントローラ。
[項目78]
前記移動物体の起点の位置情報および前記移動物体の現在の絶対位置情報に基づき、前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を計算するよう配置されることを特徴とする、
項目76に記載のコントローラ。
[項目79]
前記移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報および前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報が切り替え準則を満たしているか否かを計算し、
前記切り替え準則に基づき、現在の通信に用いられるアンテナを選択するよう配置されることを特徴とする、
項目77または78に記載のコントローラ。
[項目80]
移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報に基づき、複数の位置範囲を構築し、
前記複数の位置範囲が前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含んでいるか否かを計算するよう配置されることを特徴とする、
項目79に記載のコントローラ。
[項目81]
前記移動物体に対する前記無線端末の現在の位置情報を含む位置範囲に対応する前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するようさらに配置されることを特徴とする、
項目80に記載のコントローラ。
[項目82]
前記位置範囲は、移動物体に対する前記複数のアンテナの現在の位置情報を端点とする座標範囲および所定の保護範囲を含むことを特徴とする、
項目80に記載のコントローラ。
[項目83]
前記複数のアンテナの現在の位置と前記無線端末の位置との間の間隔をそれぞれ計算し、
前記間隔が比較的短い部分の前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択するよう配置されることを特徴とする、
項目75に記載のコントローラ。
[項目84]
前記現在の特徴情報は、前記アンテナの信号ステータス情報であることを特徴とする、
項目66に記載のコントローラ。
[項目85]
前記信号ステータス情報は、前記アンテナの信号電力、前記アンテナの信号強度、前記アンテナの信号品質のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする、
項目84に記載のコントローラ。
[項目86]
前記信号ステータス情報は、前記アンテナの信号電力であり、
前記所定の時間内の各々の前記アンテナの信号電力の積分を計算し、前記複数のアンテナの現在の信号電力とし、
現在の信号電力が比較的大きい少なくとも一つの前記アンテナを、前記無線端末をアライメントするアンテナとして選択し、現在の通信のアンテナとするよう配置されることを特徴とする、
項目85に記載のコントローラ。
図1
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