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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】2023-11-17
(45)【発行日】2023-11-28
(54)【発明の名称】光学画像を表示するためのシステム
(51)【国際特許分類】
   G05D 1/02 20200101AFI20231120BHJP
   B64C 39/02 20060101ALI20231120BHJP
   B64D 47/00 20060101ALI20231120BHJP
   G05D 1/10 20060101ALI20231120BHJP
【FI】
G05D1/02 H
B64C39/02
B64D47/00
G05D1/10
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2020565388
(86)(22)【出願日】2019-05-15
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-09-13
(86)【国際出願番号】 AT2019060163
(87)【国際公開番号】W WO2019222775
(87)【国際公開日】2019-11-28
【審査請求日】2022-04-08
(31)【優先権主張番号】GM50099/2018
(32)【優先日】2018-05-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】AT
(73)【特許権者】
【識別番号】519290611
【氏名又は名称】アルス エレクトロニカ リンツ ゲーエムベーハー ウント コー カーゲー
(74)【代理人】
【識別番号】100131451
【弁理士】
【氏名又は名称】津田 理
(74)【代理人】
【識別番号】100167933
【弁理士】
【氏名又は名称】松野 知紘
(74)【代理人】
【識別番号】100174137
【弁理士】
【氏名又は名称】酒谷 誠一
(74)【代理人】
【識別番号】100184181
【弁理士】
【氏名又は名称】野本 裕史
(72)【発明者】
【氏名】ホルトナー,ホルスト
(72)【発明者】
【氏名】小川 秀明
(72)【発明者】
【氏名】ホルツコルン,ペーター
【審査官】田中 友章
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第2011/0304633(US,A1)
【文献】ALONSO-MORA, Javier et al.,"Image and animation display with multiple mobile robots",The International Journal of Robotics Reseach,2012年05月09日,Vol.31, No.6,p.753-773,DOI: 10.1177/0278364912442095
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G05D 1/02
B64C 39/02
B64D 47/00
G05D 1/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
無人自律輸送機によって光学画像(2)を表示するためのシステム(1)であって、
各輸送機が、格納または送信された画像情報によって前記画像(2)の少なくとも一部を表示するためのディスプレイ、ならびに制御ユニット(9)を有し、前記制御ユニット(9)が、前記画像情報を制御し、格納または送信された位置情報によって駆動ユニット(11)を使用して前記輸送機を移動させるように構成され、
少なくとも2つの輸送機が、ランドクラフト(5)として構成され、動作位置における前記ランドクラフト(5)の前記ディスプレイ(3)が、実質的に水平な画像面(6)と平行に向けられ、人間が接近できるディスプレイ(3)として構成され
少なくとも1つのランドクラフト(5)、好ましくはすべてのランドクラフト(5)が、前記ディスプレイ(3)の方位を前記画像面(6)に合わせるための方位手段を有することを特徴とするシステム(1)。
【請求項2】
前記ランドクラフト(5)の前記ディスプレイ(3)が、等辺多角形の幾何形状を有し、前記ランドクラフト(5)および前記制御ユニット(9)によって、少なくとも1つの実質的にシームレスに寄せ木張りされたステージアセンブリ(10)へと移動され得、前記ステージアセンブリ(10)において、前記ディスプレイ(3)が、少なくとも1つの接近可能なおよび/または歩行可能なステージ(7)を形成する、請求項1に記載のシステム(1)。
【請求項3】
前記画像面(6)における前記ディスプレイ(3)が、正六角形(3b)、正三角形(3a)、および/または菱形(3c)の幾何形状を有する、請求項1または2に記載のシステム(1)。
【請求項4】
前記システム(1)が制御ステーション(14)を有し、前記制御ステーション(14)が、前記輸送機を移動させ、および/または前記画像情報を制御するように構成され、前記制御ユニット(9)および/または前記制御ステーション(14)が、関連付けられた輸送機の前記位置情報に基づいて、および/またはさらなる輸送機の前記位置情報に基づいて前記画像情報を制御するように構成される、請求項1から3のいずれかに記載のシステム(1)。
【請求項5】
前記位置情報および前記画像情報が、時間的に可変の情報であり、前記制御ユニット(9)および/または前記制御ステーション(14)が、前記位置情報の変化を介して前記画像情報を実質的に実時間で制御するように構成される、請求項4に記載のシステム(1)。
【請求項6】
前記ディスプレイ(3)が、前記ランドクラフト(5)のハウジング(14)の一体部分であり、および/または耐候性であるように構成される、請求項1から5のいずれかに記載のシステム(1)。
【請求項7】
少なくとも1つのランドクラフト(5)、好ましくはすべてのランドクラフト(5)が、ロボット輸送機として、および/またはメカナムホイール(17)を有するように構成される、請求項1から6のいずれかに記載のシステム(1)。
【請求項8】
少なくとも1つの輸送機が、無人航空機、特に、UAV(8)/ドローン、気球、または飛行船として構成され、および/または少なくとも1つの輸送機が、無人ウォータークラフト、特に、ウォータードローン、潜水艦ドローン、または海洋ブイとして構成される
、請求項1からのいずれかに記載のシステム(1)。
【請求項9】
前記輸送機が、少なくとも1つの編隊飛行形態を形成し、前記制御ユニット(9)および/または前記制御ステーション(14)が、特に前記輸送機の編隊飛行形態制御ユニットによって、編隊飛行形態で前記輸送機を移動させるように構成される、請求項4からのいずれかに記載のシステム(1)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無人自律輸送機(unmanned autonomous vehicle)によって光学画像を表示するためのシステムに関し、各輸送機は、格納または送信された画像情報によって画像の少なくとも一部を表示するためのディスプレイ、ならびに制御ユニットを有し、制御ユニットは、画像情報を制御し、格納または送信された位置情報によって駆動ユニットを使用して輸送機を移動させるように構成される。
【背景技術】
【0002】
先行技術から、「無人航空機(UAV:Unmanned Aerial Vehicle)」とも呼ばれるいわゆる「ドローン」によって空域で画像を提示できるようにする既知のシステムが存在している。そのような画像の提示は、スポーツイベント、または同等の公的もしくは私的なイベント中において特に興味深い。
【0003】
米国特許第9415869B1号は、複数のUAVを有するシステムを開示しており、各UAVは、動作位置において垂直に向けられたディスプレイを支持し、これらのディスプレイの協調された編成によって、組み合わされたより大きいディスプレイを形成することができる。UAVの可搬重量は低いので、ディスプレイならびにその支持構造は、特に軽量で、その結果、繊細でなければならない。このシステムの欠点は、ディスプレイが、例えば、スポーツスタジアムにおいて同時に片側からしか見ることができないことと、このシステムは、人、例えばアーティストや発表者と、かなり限られた方法でしか対話することができないことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、光学画像を表示するためのシステムを提供するという課題に基づいており、上述の欠点および/または制限を少なくとも低減する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明によれば、この課題は、少なくとも2つの輸送機が、ランドクラフト(land craft)として構成され、動作位置におけるランドクラフトのディスプレイが、実質的に水平の画像面と平行に向けられ、人間が接近できるディスプレイとして構成されるシステムによって解決される。
【0006】
本発明によるシステムは、有利には、光学画像をディスプレイによって地面の近くで実質的に水平に提示することができ、それによって、例えば、画像は、スポーツスタジアムの競技場において同時にすべての側から見ることができ、観客席から明確により良好に見ることができる。さらに、人が、例えば、アーティストまたは発表者が、ディスプレイに接近することができ、それにより、これらの人々との対話の改善および増加が可能になる。
【0007】
好ましい実施形態では、ランドクラフトのディスプレイは、等辺多角形の幾何形状を有し、ランドクラフトおよび制御ユニットによって、少なくとも1つの実質的にシームレスに寄せ木張りされた(parquet)ステージアセンブリへと移動させることができ、そのステージアセンブリにおいて、ディスプレイは、少なくとも1つの接近可能なおよび/または歩行可能な(walk-on)ステージを形成する。したがって、有利には、人およびアーティストが接近し歩行することができる1つまたはいくつかの移動可能で変更可能な対話式ステージを提供することができる。
【0008】
ディスプレイは、有益には、画像面に、正六角形、正三角形、および/または菱形の幾何形状を有する。これらの幾何形状は、良好で単純なシームレスの寄せ木張りを可能にする。
【0009】
「寄せ木張り」という用語は、当業者には「タイル張り」、「舗装」、または「スクラップフリーブランキング」として知られている。
【0010】
さらなる好ましい実施形態では、システムは、輸送機を移動させ、および/または画像情報を制御するように構成された制御ステーションを有し、制御ユニットおよび/または制御ステーションは、関連付けられた輸送機の位置情報に基づいて、および/またはさらなる輸送機の位置情報に基づいて画像情報を制御するように構成される。したがって、ディスプレイによって表示される画像情報は、それぞれの位置またはそれぞれの輸送機の画像位置に適合させることができる。
【0011】
位置情報および画像情報は、好ましくは、時間的に可変の情報であり、制御ユニットおよび/または制御ステーションは、位置情報の変化を介して画像情報を実質的に実時間で制御するように構成される。このようにして、一方では、映画および/またはアニメーションをディスプレイによって表示することができ、他方では、この画像情報は、例えば、輸送機が追従する事前定義の経路を介して予定の方法で、または例えば、輸送機が障害物回避操作を実行しなければならない場合、予定外の方法で、輸送機の現在位置に実質的に実時間で適合させることができる。
【0012】
ディスプレイは、有益には、ランドクラフトのハウジングの一体部分として、および/または耐候性となるように構成される。
【0013】
1つのランドクラフト、好ましくはすべてのランドクラフトは、有益には、ロボット輸送機として、および/またはメカナムホイールを用いて構成される。
【0014】
少なくとも1つのランドクラフト、好ましくはすべてのランドクラフトは、有益には、ディスプレイの方位を表示面に合わせるための方位手段を有する。
【0015】
好ましい実施形態では、少なくとも1つの輸送機は、無人航空機、特に、UAV/ドローン、気球、または飛行船として構成され、および/または少なくとも1つの輸送機は、無人ウォータークラフト、特に、ウォータードローン、潜水艦ドローン、海洋ブイとして構成される。
【0016】
さらなる好ましい実施形態では、輸送機は、少なくとも1つの編隊飛行形態(swarm flight formation)を形成し、制御ユニットおよび/または制御ステーションは、特に、輸送機の編隊飛行形態制御ユニットによって、編隊飛行形態で輸送機を移動させるように構成される。
【0017】
本発明のさらなる例示的な実施形態が、概略図の以下の図によって説明される。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】第1の例示的な実施形態による発明のシステムを示す図である。
図2図1によるシステムの発明のランドクラフトを示す図である。
図3】本発明によるシステムを用いたシームレス寄せ木張りを有するステージアセンブリの例の鳥瞰図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
図1は、光学画像2を提供するための本発明の第1の例示的な実施形態によるシステム1の概略図を示す。画像2は、格納または送信された画像情報を介してディスプレイ3によって提示される。ディスプレイ3は、多数の画像点/ピクセルから成ることができ、以下の技術、すなわち、LCD、LED、OLED、量子ドット、「イン-ガラス(In-Glass)」のうちの少なくとも1つに基づくことができる。各ディスプレイ/すべてのディスプレイ3は、画像2の全体を提示することができ、それは、すべてのディスプレイ3が同じもの、すなわち、画像2を提示することを意味する。代替として、すべてのディスプレイ3は、例えば、各ディスプレイ3が画像2の特定の部分を提示することによって、一緒に画像2を提示することができ、すべての部分、すなわち、すべてのディスプレイ3の総計が、画像2の全体を形成する。代替としておよび/または追加として、2つまたはいくつかのディスプレイ3は、画像2の特定の部分および/または異なる画像2を提示することができる。
【0020】
さらに、画像2の一部は、図1に一例として示されたように、加えて、光要素4によって、例えば光源(LED、レーザ)により半透過性スクリーンを照らすことで提示されてもよい。
【0021】
本発明の意図における画像の提示の上述の/さらなる可能性は、当業者には知られている。
【0022】
ディスプレイ3および光要素4は、無人自律輸送機によってサポートされ、格納または送信された位置情報データを介して空間内で位置づけられる、および/または移動される。図1によるシステム1は、3つの無人自律輸送機を有し、それらはランドクラフト5として構成される。そのようなランドクラフト5は、図2に図式的に詳述される。ランドクラフト5のディスプレイ3は、動作位置において、実質的に水平な画像平面6と平行に向けられる。さらに、ランドクラフト5のディスプレイ3は、人間が歩行することができ、それによって、各ディスプレイ3またはいくつかのディスプレイ3のステージアセンブリ20は、接近可能なおよび/または歩行可能なステージ7を形成することができる。ディスプレイ3は、ランドクラフト5のハウジング14の一体部分として、および/または耐候性となるように構成することができる。ランドクラフト5は、自律的駆動のロボット輸送機として、および/またはメカナムホイール17を用いて構成することができ、それによって、ロボット輸送機は、「旋回円」を考慮に入れる必要なしに、自律的に全方向に移動することができる。ランドクラフト5は、ディスプレイ3の方位を画像平面6に合わせるために、方位手段、例えば、昇降用の空気圧ピストン(図示せず)をさらに有することができ、それによって、例えば、傾斜した地面を補償することができる。
【0023】
さらに、図1によるシステム1は3つの無人自律航空機、いわゆる、UAV8を有する。UAV8は、マルチコプター(例えば、8つのロータユニットを有する「オプトコプター」)または4つのロータユニットを有する「クワッドコプター」とすることができ、実質的に任意の数ロータユニットが可能である。代替としてまたは追加として、システム1は、以下のリストからの少なくとも1つのさらなる輸送機を有することができる。無人航空機、特に気球もしくは飛行船、または無人ウォータークラフト、特にウォータードローン、潜水艦ドローン、もしくは海洋ブイ。システム1のすべてのこれらの異なる輸送機は、各々、システム1によって光学画像全体をサポートするために、1つまたはいくつかのディスプレイ、光要素、または他のユニットを有することができる。
【0024】
輸送機、すなわち、ランドクラフト5およびUAV8は、画像情報を制御し、位置情報データを介して駆動ユニット11、例えば電動モータを使用して輸送機を移動させるための制御ユニット9を含む。制御ユニット9は、いくつかの構成要素から成ることができ、各構成要素は機能を実行するように構成される。位置情報および/または画像情報を格納するために、輸送機および/または制御ユニット9は、ストレージユニット(図示せず)を有することができる。位置情報および/または画像情報を受信するために、輸送機および/または制御ユニット9は、通信ユニット12を有することができる。位置情報を決定および/または通信するために、輸送機および/または制御ユニット9は、少なくとも1つの位置センサ13を有することができる。
【0025】
少なくとも1つの位置センサ13は、以下のリストからの少なくとも1つとすることができる。経路、距離、および/または位置用の慣性測定ユニット、加速度センサ、位置センサ、経路、距離、および/または位置用の容量センサ、経路、距離、および/または位置用のレーザセンサ、経路、距離、および/または位置用の共焦点センサシステム、磁気誘導距離センサ、位置用のホール効果センサ、GPSレシーバまたは同等の衛星ベースナビゲーションシステム、例えば、Galileo、GLONASS、またはBeidou/Compass用のレシーバ。
【0026】
図1によるシステム1は、通信ユニット15を有する地上ベース制御ステーション14を含む。制御ステーション14によって、輸送機、すなわち、ランドクラフト5およびUAV8を移動させることができ、ディスプレイ3のそれぞれの画像情報の提示を制御することができる。それによって、制御ステーション14は、通信ユニット12および15を介して制御ユニット9と通信する。制御ステーション14は、以下のリストからの少なくとも1つを含むことができる。PC、ラップトップ、タブレットコンピュータ、およびスマートフォン。制御ステーション14は、少なくとも1つのユーザインタフェースを有することができ、ユーザ(図示せず)は、ユーザインタフェースを介して輸送機および/または画像を制御することができる。
【0027】
ユーザは、例えば、ユーザインタフェースを介して、画像2の提示の実行を手動で開始することができる。続いて、画像2の提示の実行は自動的に達成される。位置情報および画像情報は、例えば、制御ユニット9および/または制御ステーション14によって、プログラムコードを介して自動的に処理される。
【0028】
制御ユニット9および/または制御ステーション14は、位置情報、例えば、図1のランドクラフト5の画像位置16aに従って輸送機を移動させ、それぞれの画像位置で、例えば、画像位置16aで、ディスプレイ3を介してそれぞれの画像情報を提示するように構成される。画像情報および位置情報は、制御ステーション14および/または制御ユニット9によって計算され、オプションとして、通信ユニット12および15を介して送信される。
【0029】
代替としてまたは追加として、画像情報および/または位置情報の一部または全体は、ストレージユニットに格納され、制御ユニット9で処理することができる。すべての画像情報および/または位置情報が輸送機のストレージユニットに格納される場合、オプションとして、制御ステーション14は必要とされない。
【0030】
図1において、画像位置、例えば、16aおよび16bは、3つの仮想空間軸X、Y、およびZに沿って定義される相対座標に基づく。これは、建物内の屋内用途の場合に特に有利である。輸送機は、位置情報に基づいて、制御ステーション14、制御ユニット9、および/または位置センサ13、例えば慣性測定ユニットによって計算される画像位置、例えば16aまたは16bに移動される。以下において、輸送機は、所定のルートまたは所定の「経路」に基づくことができる画像位置の空間的または時間的シーケンスに沿って移動することができる。
【0031】
代替として、位置情報は、例えば、「全地球測位システム」(GPS)ベースの座標、例えば、GPS交換フォーマット(GPX)のデータなどの絶対座標とすることができる。GPXフォーマットのデータは、ジオデータ、すなわち、地理座標の緯度、経度、および高度を含むことができる。代替として、データはまた、Galileo、GLONASS、Beidou/Compass、または任意の他の衛星ベースナビゲーションおよび/または時間システムに、あるいはローカルまたは建物ベースナビゲーションシステムに基づくことができる。この目的のために、輸送機は、輸送機の現在位置または画像位置を事前定義位置または画像位置と常に比較するために、上記のタイプの位置センサ13を使用することができる。
【0032】
画像位置は、空間的に静的とすることができ、それは、画像2の提示中、または輸送機が画像位置に達した後の位置情報が、それぞれ、静的情報のみを含むことを意味する。このようにして、輸送機は、画像2の全提示の間、画像位置を維持する。代替として、位置情報は、動的情報を有することができ、それは、1つ、いくつか、またはすべての画像位置が画像2の提示中に変わることを意味する。代替として、位置情報は、静的および動的情報を有することができる。
【0033】
画像情報は、静的情報のみを有することができ、それは、ディスプレイ3が、画像2の全提示の間、同じ画像2、例えばピクチャ、または画像2の同じ部分を表示することを意味する。代替として、画像2は、動的情報、例えば、ビデオ、アニメーションを有することができる。そのとき、ディスプレイ3は、例えば、特定の時点に、画像2の特定の部分、または特定のフレームを表示することができる。代替として、画像2は、1つまたはいくつかの画像と1つまたはいくつかのビデオの組合せとすることができる。
【0034】
1つ、いくつか、またはすべてのディスプレイ3の表示内容は、画像位置に依存することができ、または画像位置に合わせることができ、それ故に、ディスプレイ3の表示内容は、関連付けられた輸送機の位置情報および/またはシステム1のさらなる輸送機の位置情報に基づくことができる。例えば、1つ、いくつか、またはすべてのディスプレイ3の表示内容は、それぞれ、画像2の特定の部分のみとすることができ、ディスプレイ3によって表示されるこの特定の部分は、現在の画像位置に依存する。したがって、ランドクラフト5は、例えば、「画像を通じて移動する」ように見えてもよく、ランドクラフト5のディスプレイ3は、明らかに、「画像平面6を通じて移動し」、それぞれ、画像位置と現在関連している画像2のその部分を示す。
【0035】
画像情報および位置情報は、実質的に実時間で計算および/または送信することができ、それによって、円滑な通信が保証され、オプションとして、画像位置に関する情報および/または画像2の表示部分に関する情報は、例えば、画像位置の予定のまたは予定外の変化を介して、所与の時点に更新することができる。
【0036】
制御ステーション14および/または制御ユニット9は、追加として、画像情報および/または位置情報のタイムコード同期を実行するために、通信ユニット12および/または15を介してタイムコード信号を送信するように構成することができる。これは、画像情報および位置情報が動的な位置情報と動的な画像情報の組合せを含む場合に特に重要である。実際のタイムコード信号に基づいて、それぞれの制御ユニット9は、どの画像情報、例えば、ビデオデータのどのフレームがディスプレイ3で表示されることになるかを決定する。加えて、特に、制御ステーション14がない場合、個々の輸送機の間のタイムコード同期を実現することができる。代替として、タイムコード同期は、すべての輸送機で利用可能なグローバルタイムコード同期ソース、例えばGPSまたはDGPSからのタイムコードを読み取ることによって得ることができる。代替として、すべての輸送機が最初に手動で同期されることによってタイムコード同期を得ることができる。
【0037】
代替実施形態では、輸送機は、少なくとも1つの編隊飛行形態を形成する。この目的のために、輸送機は、編隊飛行形態制御ユニット(図示せず)と、位置センサ13、特に複数の距離センサとを有することができ、位置センサ13は、恒久的に、隣接する輸送機までの距離を実質的に実時間で検出する。これらの編隊飛行形態制御ユニットは、輸送機の制御ユニット9と通信することができ、または輸送機の制御ユニット9に統合されてもよい。次いで、制御ステーション14および/または制御ユニット9は、位置センサ13のフィードバックを介して位置情報および/または画像情報を実質的に実時間で更新することができ、編隊飛行形態インテリジェンスに従って輸送機を移動させることができる。当業者は、編隊飛行形態インテリジェンスの基本原理を知っているであろう。
【0038】
ランドクラフト5のディスプレイ3は、好ましくは、等辺多角形の幾何形状を有する。ランドクラフト5および制御ユニット9によって、これらのディスプレイ3の少なくとも2つは、1つのシームレスに寄せ木張りされたステージアセンブリ10へと移動することができ、そのステージアセンブリ10において、ディスプレイ3は、接近可能なおよび/または歩行可能なステージ7を形成する。本発明によるシステムのランドクラフト5を使用して得ることができるシームレスの寄せ木張りを有するそのようなステージアセンブリ10の例が、図3Aから図3Fに示される。それに関して、ディスプレイ3は、画像面6に、正三角形3a、正六角形3b、菱形3c、正方形3d、および/または長方形3eの幾何形状を有する。ディスプレイ3a、3b、3c、3d、および/または3eは、人が接近する/歩行することができ、実質的に水平に、そして画像面6と平行に向けられるステージ7を形成する。代替としてまたは追加として、いくつかの移動可能で変更可能な対話式ステージ7を形成することができ、そのステージは、例えば、人およびアーティストが接近するかまたは歩行することができ、画像2は人と対話し、例えば、画像2は人の動きに「反応する」。
【0039】
本発明によるシステムは、他の用途、例えば、救助任務にも使用できることにさらに留意されたい。無人ランドクラフト5および/またはUAV8は、危険にさらされているおよび/または負傷している人に信号を送るまたは情報を表示するためのディスプレイ3および/または光要素4によって構成されてもよい。無人ウォータービークル(図示せず)は、救助を求めるおよび/または負傷している人に一時的な浮遊救命いかだを提供するために、上述の説明に従って接近可能なプラットホームへと移動することができる本発明によるディスプレイ3によって、水上に救助プラットホームを形成することができる。
図1
図2
図3