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特許7418612サービス・イネーブラ・アーキテクチャ・レイヤ(SEAL)アーキテクチャにおける無人航空機(UAV)及び無人航空機コントローラ(UAV-C)のペアのグループ作成の方法及び装置
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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】2024-01-11
(45)【発行日】2024-01-19
(54)【発明の名称】サービス・イネーブラ・アーキテクチャ・レイヤ(SEAL)アーキテクチャにおける無人航空機(UAV)及び無人航空機コントローラ(UAV-C)のペアのグループ作成の方法及び装置
(51)【国際特許分類】
   H04W 4/08 20090101AFI20240112BHJP
   B64C 13/20 20060101ALI20240112BHJP
   H04W 84/06 20090101ALI20240112BHJP
   H04W 72/54 20230101ALI20240112BHJP
【FI】
H04W4/08
B64C13/20 Z
H04W84/06
H04W72/54
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2022567372
(86)(22)【出願日】2022-05-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-13
(86)【国際出願番号】 US2022072411
(87)【国際公開番号】W WO2022246431
(87)【国際公開日】2022-11-24
【審査請求日】2022-11-04
(31)【優先権主張番号】63/190,682
(32)【優先日】2021-05-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/746,720
(32)【優先日】2022-05-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】520353802
【氏名又は名称】テンセント・アメリカ・エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】ジャオ,シュアイ
(72)【発明者】
【氏名】ウェンガー,ステファン
(72)【発明者】
【氏名】リウ,シャン
【審査官】望月 章俊
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2021/041214(WO,A1)
【文献】特表2022-545043(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04W4/00-H04W99/00
H04B7/24-H04B7/26
B64C13/20
3GPP TSG RAN WG1-4
SA WG1-4
CT WG1、4
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
サービス・イネーブラ・アーキテクチャ・レイヤ(SEAL)アーキテクチャにおける無人航空機(UAV)及び無人航空機コントローラ(UAV-C)のペアのグループ作成の方法であって、
無人航空システムアプリケーションイネーブラ(UAE)サーバによって、前記SEALアーキテクチャにおける前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアを決定するステップと、
前記UAEサーバによって、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアについて、前記SEALアーキテクチャで提供されるサービスの情報を含むグループ作成要求を生成し、前記グループ作成要求を前記SEALアーキテクチャのSEALグループ管理(GM)サーバへ送信するステップと、
前記UAEサーバによって、前記グループ作成要求に応答して前記SEAL GMサーバから、前記サービスに対応するグループ情報を含む第1応答メッセージを受信するステップと、
前記第1応答メッセージに基づき前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアを含むグループを作成するステップであり、前記グループは、クオリティ・オブ・サービス(QoS)管理のために使用される、前記作成するステップと
を有し、
前記グループ作成要求は、
前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアに対応するUAEクライアントの識別と、
前記UAVの識別と、
前記UAV-Cの識別と
を含む、方法。
【請求項2】
前記グループ作成要求は、前記UAVの民間航空局(CAA)レベルの識別を更に含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記グループ作成要求は、
前記グループ作成要求が前記SEAL GMサーバへ送信された後に前記SEAL GMサーバからの前記第1応答メッセージを待つ待機時間限界を定義するタイムアウト期間を更に含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記タイムアウト期間内に前記第1応答メッセージが前記UAEサーバに割り当てられない場合に、他のグループ作成要求を送信するステップを更に有する、
請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記第1応答メッセージは、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアについて前記グループの作成に成功したかどうかを示すグループ作成結果を更に含む、
請求項1に記載の方法。
【請求項6】
前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアについて前記グループの作成に成功したことを示す前記グループ作成結果に応答して、前記第1応答メッセージは、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアに割り当てられているグループ識別(ID)を含む、
請求項5に記載の方法。
【請求項7】
前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアについて前記グループの作成に成功したことを示す前記グループ作成結果に応答して、前記第1応答メッセージは、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアに関連した複数のサブグループIDを含む、
請求項5に記載の方法。
【請求項8】
前記UAEサーバによって、前記割り当てられているグループIDに基づき、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアに対して前記QoS管理を実行するステップを更に有する、
請求項6に記載の方法。
【請求項9】
前記QoS管理を実行するステップは、
最初に割り当てられているネットワークQoSセットアップを用いて、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアの直接コマンド・アンド・コントロール(C2)通信を確立するステップであり、前記UAV及び前記UAV-Cはネットワークに登録される、前記確立するステップと、
前記UAEサーバによって、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアからのフィードバック情報に基づき、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアの現在のネットワーク条件をモニタするステップと、
前記直接C2通信が予め定義されたQoS要件を満足することができないことに応答して、前記UAEサーバによって、QoS適応要求をSEALネットワークリソース管理(NRM)サーバへ送信するステップと、
前記UAEサーバによって、前記SEAL NRMサーバから、更新されたQoS要件を受信するステップと
を更に有し、
前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアの前記フィードバック情報は、
前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアに割り当てられている前記グループIDと、
要求されているC2通信リソースを示すネットワークリソース要件と
を含む、
請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記モニタするステップは、
前記UAEサーバによって、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアに割り当てられている前記グループID及びサブグループIDの一方に基づき、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアの前記現在のネットワーク条件をモニタするステップを更に有する、
請求項9に記載の方法。
【請求項11】
前記更新されたQoS要件に基づき前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアの前記直接C2通信を調整するステップを更に有する、
請求項9に記載の方法。
【請求項12】
前記現在のネットワーク条件について前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアの前記フィードバック情報を受信することに応答して、前記UAEサーバによって、第2応答メッセージを前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアへ供給するステップを更に有し、
前記第2応答メッセージは、前記UAV及び前記UAV-Cの前記ペアの前記直接C2通信が前記予め定義されたQoS要件を満足するかどうかを示すQoS結果を含む、
請求項9に記載の方法。
【請求項13】
コンピュータ可読命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、
前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と通信可能に結合され、前記非一時的なコンピュータ可読記憶媒体に記憶されている前記コンピュータ可読命令を実行するよう構成される処理回路とを有し、
前記コンピュータ可読命令は、前記処理回路によって実行される場合に、前記処理回路に、請求項1乃至12のうちいずれか一項に記載の方法を実行させる、
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[参照による援用]
本特許出願は、2021年5月19日付けで「Unmanned Aerial System Communication」との発明の名称で出願された米国特許仮出願第63/190682号の優先権の利益を主張して2022年5月17日付けで「METHOD AND APPARATUS FOR UAV AND UAV CONTROLLER PAIRING AND COMMAND AND CONTROL (C2) QUALITY OF SERVICE PROVISIONING」との発明の名称で出願された米国特許出願第17/746720号の優先権の利益を主張するものである。先願の開示は、それらの全文を参照により本願に援用される。
【0002】
[技術分野]
本開示は、無人航空システム通信に関する。
【背景技術】
【0003】
ここで与えられている背景の説明は、本開示の事情を一般的に提示することを目的としている。現在指名されている発明者の研究は、この背景で説明されている範囲で、また、出願時に先行技術としてさもなければ認められない可能性がある説明の側面は、本開示に対する先行技術として明示的にも暗黙的にも認められるものではない。
【0004】
無人航空機(unmanned aerial vehicle,UAV)又は乗組員のいない航空機(uncrewed aerial vehicle)は、人間のパイロット、乗組員、乗客が搭乗していない航空機を含むことができる。UAVは、無人航空機システム(unmanned aircraft system,UAS)の構成要素である。UASは、地上コントローラ及びUAVとの通信のシステムを更に含むことができる。無人航空機システムのコネクティビティニーズをサポートする通信システムが開発中である。
【発明の概要】
【0005】
本開示の態様は、グループIDに基づきUAV及びUAV-Cをペアリングし、グループIDを使用することによって3GPPネットワーク下のC2 QoSプロビジョニングを実施する方法及び装置を提供する。いくつかの例において、UAV及びUAV-Cをペアリングする装置は、受信回路及び処理回路を含む。
【0006】
グループ作成の方法は、サービス・イネーブラ・アーキテクチャ・レイヤ(service enabler architecture layer,SEAL)アーキテクチャにおける無人航空機(unmanned aerial vehicle,UAV)及び無人航空機コントローラ(unmanned aerial vehicle-controller,UAV-C)のペアのために提供され得る。方法において、UAV及びUAV-Cのペアは、SEALアーキテクチャ内の無人航空システムアプリケーションイネーブラ(unmanned aerial system application enabler,UAE)サーバによって決定され得る。UAV及びUAV-Cのペアについてのグループ作成要求が、UAEサーバによって、SEALアーキテクチャのSEALグループ管理(group management,GM)サーバへ送信され得る。第1応答メッセージが、UAEサーバによって、グループ作成要求に応答してSEAL GMサーバから受信され得る。UAV及びUAV-Cのペアを含むグループが、第1応答メッセージに基づき作成され得る。グループは、クオリティ・オブ・サービス(quality-of-service,QoS)管理のために使用される。グループ作成要求は、UAV及びUAV-Cのペアに対応するUAEクライアントの識別と、UAVの識別と、UAV-Cの識別とを含むことができる。
【0007】
いくつかの実施形態において、グループ作成要求は、UAVの民間航空局(civil aviation authority,CAA)レベルの識別を更に含むことができる。
【0008】
いくつかの実施形態において、グループ作成要求は、グループ作成要求がSEAL GMサーバへ送信された後にSEAL GMサーバからの第1応答メッセージを待つ待機時間限界を定義するタイムアウト期間を更に含むことができる。
【0009】
方法において、タイムアウト期間内に第1応答メッセージがUAEサーバに割り当てられない場合に、他のグループ作成要求が送信され得る。
【0010】
いくつかの実施形態において、第1応答メッセージは、UAV及びUAV-Cのペアについてグループの作成に成功したかどうかを示すグループ作成結果を更に含むことができる。
【0011】
実施形態において、UAV及びUAV-Cのペアについてグループの作成に成功したことを示すグループ作成結果に応答して、第1応答メッセージは、UAV及びUAV-Cのペアに割り当てられているグループ識別(identity,ID)を含むことができる。
【0012】
他の実施形態においては、UAV及びUAV-Cのペアについてグループの作成に成功したことを示すグループ作成結果に応答して、第1応答メッセージは、UAV及びUAV-Cのペアに関連した複数のサブグループIDを含むことができる。
【0013】
方法において、QoS管理は、UAEサーバによって、割り当てられているグループIDに基づき、UAV及びUAV-Cのペアに対して実行され得る。
【0014】
QoS管理を実行するために、直接コマンド・アンド・コントロール(command and control,C2)通信が、最初に割り当てられているネットワークQoSセットアップを用いて、UAV及びUAV-Cのペアのために確立され得、UAV及びUAV-Cはネットワークに登録され得る。UAV及びUAV-Cのペアの現在のネットワーク条件が、UAEサーバによって、UAV及びUAV-Cのペアからのフィードバック情報に基づきモニタされ得る。直接C2通信が予め定義されたQoS要件を満足することができないことに応答して、QoS適応要求が、UAEサーバによって、SEALネットワークリソース管理(network resource management,NRM)サーバへ送信され得る。更新されたQoS要件が、UAEサーバによって、SEAL NRMサーバから受信され得る。UAV及びUAV-Cのペアのフィードバック情報は、UAV及びUAV-Cのペアに割り当てられているグループIDと、要求されているC2通信リソースを示すネットワークリソース要件とを含むことができる。
【0015】
いくつかの実施形態において、UAV及びUAV-Cのペアの現在のネットワーク条件は、UAEサーバによって、UAV及びUAV-Cのペアに割り当てられているグループID及びサブグループIDの一方に基づき、モニタされ得る。
【0016】
方法において、UAV及びUAV-CのペアのC2通信は、更新されたQoS要件に基づき調整され得る。
【0017】
いくつかの実施形態において、現在のネットワーク条件についてUAV及びUAV-Cのペアのフィードバック情報を受信することに応答して、第2応答メッセージが、UAEサーバによって、UAV及びUAV-Cのペアへ供給され得、第2応答メッセージは、UAV及びUAV-Cのペアの直接C2通信が予め定義されたQoS要件を満足するかどうかを示すQoS結果を含むことができる。
【0018】
本開示の他の態様に従って、装置が提供される。装置は処理回路を有する。処理回路は、上記の方法のいずれかを実行するよう構成され得る。
【0019】
本開示の態様はまた、コンピュータによって実行される場合にコンピュータに上記の方法のいずれかを実行させる命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体も提供する。
【0020】
開示されている対象の更なる特徴、性質、及び様々な利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面からより明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【0021】
図1】実施形態に従う無人航空システム(100)の概略図である。
図2】実施形態に従うサービス・イネーブラ・アーキテクチャ・レイヤ(SEAL)のためのオンネットワーク機能モデル(200)である。
図3】実施形態に従うグループ作成プロセス(300)を示す。
図4】実施形態に従うグループに基づいた直接コマンド・アンド・コントロール(C2)クオリティ・オブ・サービス(QoS)プロビジョニングのプロセス(400)を示す。
図5】本開示のいくつかの実施形態に従うグループ作成プロセスを説明するフローチャートを示す。
図6】実施形態に従うコンピュータシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
図1を参照すると、無人航空システム(unmanned aerial system,UAS)(100)は無人航空機(UAV)(101)及びコントローラ(102)を含むことができる。コントローラ(102)は、データリンク(103)を使用して、制御コマンドをコントローラ(102)からUAV(101)へ送ることができる。コントローラ(102)は、超短波(very high frequency,VHF)及び/又は極超短波(ultra-high frequency,UHF)、かつ/あるいは、アナログ及び/又はデジタル無線通信が可能な他の無線技術により、データリンク(103)を通じて通信を提供するよう構成される少なくとも1つの通信回路を含んでよい。コントローラ(102)は、UAV(101)の1つ以上のモータ及び/又はエンジンなどの推進装置(114)及び/又は模型航空機(図示せず。)の操縦面の電力レベルを制御し得る。ヘリコプター及び/又は航空機のものに類似した、ピッチ、ヨー、及びロールのような、より抽象的なコマンドも使用可能である。経験豊富なパイロットは、UAV(101)内での制御信号の高度なオンボード処理に依存せずに、基本制御によりUAV(101)を操作することができる。UAV(101)は、ヘリコプター及び/又は任意の他の航空機の形をとることができる。
【0023】
オンボード電子設計の進歩により、人間のオペレータ(又はユーザ)113からUAV(101)自体への特定のタスクのオフロードが可能になる。UAV(101)などの多くのUAVは、UAVの姿勢及び加速を検知するためのオンボード制御回路(105)へ結合されているセンサ(104)を含むことができる。オンボード制御回路(105)は、ユーザインターフェースが縮小されるか及び/又は存在しないコンピュータシステムであることができる。センサ(104)によって取得された情報は、コントローラ(102)からデータリンク(103)を通じて受信された制御入力とともに、肯定的な制御入力がコントローラ(102)から得られない限り、UAV(101)が安定したままであることを可能にする。
【0024】
UAV(101)は、米国によって操作されるグローバル・ポジショニング・システム(Global Positioning System,GPS)などのグローバル・ナビゲーション・サテライト・システム(Global Navigation Satellite Systems,GNSS)の1つのための受信器(106)を含むことができる。図1は、GNSSを表すよう、通信信号(107)を供給することができる単一の衛星(108)を表す。なお、UAV(101)の受信器(106)は、空間におけるUAV(101)の位置を三角測量するために、3つ以上の、典型的には4つ以上の可観測(line-of-sight)衛星を含むGNSSからの通信を受信し得る。受信器(106)などのGNSS受信器は、空間及び時間におけるUAV(101)の位置をかなりの精度で決定することができる。UAV(101)において、GNSSは、ソフトランディングを可能にするために、多くの場合に、最も重要な垂直(例えば、Z)軸に関して、UAV(101)の追加のセンサ(例えば、超音波及び/又はLiDARセンサ)によって補強され得る。GNSS機能を含むUAV(101)は、ユーザに“フライ・ホーム”(fly home)及び“自動着陸”(auto-land)機能を提供することができる。このように、UAV(101)は、コントローラ(102)からの簡単なコマンド(例えば、単一のボタンのプッシュ)があると、あるいは、コントローラからのデータリンク(103)の喪失又は有意味な制御入力の他のタイムアウトの場合に、ホーム位置として定義された場所へ飛行することができる。
【0025】
UAV(101)はまた、1つ以上のカメラ(109)も含むことができる。いくつかの場合に、UAV(101)は、カメラ(109)の1つとしてジンバル搭載カメラを含むことができる。ジンバル搭載カメラは、UAV(101)のユーザ(113)にとって十分な品質の、例えば、高精細テレビジョン解像度でのピクチャ及び/又はビデオを記録するために使用可能である。UAV(101)は、動作の一部又は全部の軸をカバーする他のカメラ(110)を含むことができる。他のカメラ(110)の信号に基づいたオンボード信号処理は、UAV(101)が固定された物体及び動いている物体の両方と衝突することを防ぐために使用可能である。
【0026】
いくつかの場合に、UAV(101)は、カメラ(109)の1つとして“メイン”カメラを含むことができる。“メイン”カメラの信号は、人間のユーザ(例えば、ユーザ(113))に向けてリアルタイムでデータリンク(111)を介して通信され、コントローラ(102)に含まれるか、取り付けられるか、かつ/あるいはそれから分離している表示デバイス(112)で表示され得る。データリンク(111)は、データリンク(103)と同じであっても又は異なってもよい。従って、UAV(101)は、“一人称視点”(First Person View,FPV)として知られている技術を用いて、人間のパイロットの視界からうまく飛ばすことができる。
【0027】
技術開発の結果として、UAV(101)などのUAVは、飛行することが相当に容易になり、その結果、プロのUAVパイロットや熱心で裕福な愛好家のみならず、一般大衆にも人気を博している。結果として、約15年前に販売された数千台の模型ヘリコプターと比較して、数百万ものUAVが現在毎年販売されている。同時に、ユーザコミュニティの知識、習熟度、及び関与は平均して低下している。
【0028】
サービス・イネーブラ・アーキテクチャ・レイヤ(SEAL)は、垂直アプリケーション(例えば、UAV及びビークル・ツー・エブリシング(vehicle to everything,V2X))をサポートすることができる。ユーザ装置(UE)及びサーバでのSEAL機能エンティティは、SEALクライアント及びSEALサーバに夫々グループ化され得る。SEALは、共通したサービスの組(例えば、グループ管理、位置管理)及び参照点を含むことができる。SEALは、それ自体のサービスを垂直アプリケーションレイヤ(vertical application layer,VAL)へ提供することができる。VALは、VALクライアント(例えば、UAV)及びVALサーバを含むことができる。
【0029】
図2は、サービス・イネーブラ・アーキテクチャ・レイヤ(SEAL)のための例示的なオンネットワーク機能モデル(200)を示す。モデル(200)は、ネットワークリソース管理のために使用され、垂直アプリケーション(例えば、UAV及びビークル・ツー・エブリシング(V2X)アプリケーション)をサポートするために、3GPPネットワークシステム(213)などの3GPP無線ネットワーク上で垂直アプリケーションレイヤ(VAL)(206)及びSEAL(207)を含むことができる。モデル(200)は、共通アプリケーションプレーン及びシグナリングプレーンエンティティを含むよう機能アーキテクチャとして表されている。モデル(200)の共通したサービスの組(例えば、グループ管理、コンフィグレーション管理、位置管理)は、垂直アプリケーションの間で共有され得る。
【0030】
図2に示されるように、VAL(206)は、VALクライアント(201)及びVALサーバ(203)を含むことができる。SEAL(207)は、SEALクライアント(202)及びSEALサーバ(204)を含むことができる。VALクライアント(201)及びSEALクライアント(202)は、ユーザ装置(212)を形成するよう互いに通信することができる。図2に示されるSEAL機能アーキテクチャは、ミッションクリティカルな及び他の垂直アプリケーションをサポートするために共通の機能を考慮に入れることができる。
【0031】
図2を参照すると、VALクライアント(201)は、VAL-UU(205)参照点を介してVALサーバ(203)と通信することができる。VAL-UU(205)は、ユニキャスト及びマルチキャストの両方の配信モデルをサポートすることができる。
【0032】
ユーザ装置(212)及びサーバでのSEAL機能エンティティは、SEALクライアント(202)及びSEALサーバに夫々グループ化され得る。SEAL(207)は、共通したサービスの組(例えば、グループ管理、位置管理)及び参照点を含むことができる。SEAL(207)は、サービスをVAL(206)へ供給することができる。
【0033】
SEALクライアント(202)は、SEAL-UU(209)参照点を介してSEALサーバ(204)と通信することができる。SEAL-UU(209)は、ユニキャスト及びマルチキャストの両方の配信モデルをサポートすることができる。SEALクライアント(202)は、SEAL-C参照点(208)を介してVALクライアント(201)へサービス・イネーブラ・レイヤサポート機能を提供することができる。VALサーバ(203)は、SEAL-S(211)参照点を介してSEALサーバ(204)と通信することができる。SEALサーバ(204)は、3GPPネットワークシステムによって指定された各々の3GPPインターフェース(例えば、210)を用いて、3GPPネットワークシステム(213)などの基礎をなす3GPPネットワークシステムと通信し得る。
【0034】
特定のSEALクライアント(202)及びSEALサーバ(204)は、それらの特定のSEAL-UU(209)参照点及び3GPPネットワークシステム(213)の特定のネットワークインターフェース(210)とともに、各SEALサービスについて各々のオンネットワーク機能モデルで提供される。
【0035】
VALクライアント(201)は、垂直アプリケーション(例えば、UAV、V2Xクライアント)に対応するクライアント側機能性を提供することができる。VALクライアント(201)は、SEALクライアント(202)とのインタラクションをサポートすることができる。
【0036】
VALサーバ(203)は、垂直アプリケーション(例えば、UAV、V2Xアプリケーションサーバ)に対応するサーバ側機能性を提供することができる。
【0037】
SEALクライアント(202)は、位置管理、グループ管理、コンフィグレーション管理、アイデンティティ管理、キー管理、及びネットワークリソース管理などの、特定のSEALサービスに対応するクライアント側機能性を提供することができる。SEALクライアントは、VALクライアント(201)とのインタラクションをサポートすることができる。SEALクライアントはまた、2つのUEの間の対応するSEALクライアントとのインタラクションもサポートすることができる。例えば、第1UE(例えば、UE(212))の第1SEALクライアント(例え、SEALクライアント(202))は、第2UE(図示せず。)の第2SEALクライアント(図示せず。)と相互作用することができる。
【0038】
SEALサーバ(204)は、位置管理、グループ管理、コンフィグレーション管理、アイデンティティ管理、キー管理、及びネットワークリソース管理などの、特定のSEALサービスに対応するサーバ側機能性を提供することができる。SEALサーバ(204)は、VALサーバ(203)とのインタラクションをサポートすることができる。
【0039】
例示的な3GPP 5G無線アーキテクチャで、SEAL(例えば、SEAL(207))は、3GPPシステム上での垂直アプリケーションの使用及びデプロイを確かにするために、3GPPシステム(例えば、213)上で垂直アプリケーションをサポートするようプロシージャ、情報フロー、及びアプリケーション・プログラム・インターフェース(Application Program Interfaces,AP)を提供することができる。
【0040】
SEALグループマネージャ(GM)(例えば、SEAL GMサーバ(304))は、上位アプリケーションレイヤに対するグループ管理動作を可能にすることができる。
【0041】
SEALネットワークリソースマネージャ(NRM)サーバ(例えば、SEAL NRMサーバ(404))は、上位アプリケーションレイヤに対するユニキャスト及びマルチキャストネットワークリソース管理のサポートを可能にすることができる。
【0042】
3つのC2(command and control)通信モード、すなわち、直接C2、ネットワーク支援C2、及びUASトラフィック管理(UTM)-ナビゲーションC2通信、が5G無線技術でサポート可能である。
【0043】
直接C2は、UAVコントローラ(例えば、UAV-C(301))とUAV(例えば、UAV(303))とが互いに通信することができるようにそれらの間に直接C2リンクを確立することができる。UAVコントローラ及びUAVは両方とも、直接C2通信のために無線ネットワークによって設定及びスケジューリングされた無線リソースを用いて、5Gネットワーク(例えば、無線ネットワークシステム213)などの無線ネットワークに登録され得る。
【0044】
ネットワーク支援C2通信では、UAVコントローラ及びUAVは、5Gネットワークなどの無線ネットワークに登録し、該無線ネットワークへの各々のユニキャストC2通信を確立して、ネットワークを介して互いと通信することができる。
【0045】
UTM-ナビゲーションC2通信では、UAVは、予めスケジューリングされたフライトプランを供給され得、UTMは、UAVのフライトステータスを定期的にモニタし、最新の動的な規制によりフライトステータスを確認し、ルート更新を供給し、必要な場合はいつでもUAVをナビゲートするために、UAVとのC2通信リンクを維持することができる。
【0046】
本開示において、情報フロー及びデータ点は、UAV及びUAV-Cのペアリング並びにC2プロビジョニングを、UAV及びUAV-Cのグループ識別子を用いて可能にするために、提供され得る。C2プロビジョニングは、例えば、SEAMを使用している3GPPネットワーク下でのC2クオリティ・オブ・サービス(QoS)プロビジョニングを含むことができる。
【0047】
UAS発信のQoS(例えば、UASからネットワークへのアップリンク)及びUAS終端のQoS(例えば、ネットワークからUASへのダウンリンク)は、UASアプリケーションレイヤ動作のために維持され得る。QoSは、ネットワークバンド幅、レイテンシ、ジッタ、データ損失率、及び/又は同様のものを含むことができるが、これらに限られない。上述された3つのC2通信モードは、UASアプリケーションレイヤからの異なるネットワークリソースサポートを必要とする場合がある。
【0048】
直接C2通信に関して、SEALグループマネージャ(例えば、SEAL GMサーバ(304))は、例えば、特定のUAS IDコンフィグレーションに基づいて、UAV及びUAV-Cのペア間の一致を確かにするよう構成される必要がある。ネットワークQoSプロビジョニングは、UAV及びUAV-Cのペアに関連したグループIDに基づいて、SEAL NRMサーバ(例えば、SEAL NRMサーバ(404))によってトリガされ得る。いくつかの場合に、各々のサブグループは、アップリンク及びダウンリンクの夫々について別個のQoS制御を達成するために、UAV及びUAV-Cの夫々について作成され得る。従って、グループベースのアプローチを使用する直接C2 QoSプロビジョニングが提供され得る。QoSプロビジョニングの目標は、より決定論的なネットワーク動作を実現することであり、それにより、ネットワークによって運ばれる情報はより良く配信され得かつネットワークリソースはより良く利用され得る。
【0049】
図3を参照すると、UAV及びUAV-Cのペアのためのグループ作成のプロシージャ(300)が示され得る。まず第1に、ステップ(S305)で、UAV-C(301)及びUAV(303)の両方が、共通のUAS IDによりUASアプリケーションイネーブラ(UAE)サーバ(302)へ接続することに成功している。いくつかの実施形態において、各々の民間航空局(CAA)レベルのUAV IDがUAV-C(301)及び/又はUAV(303)に割り当てられている。よって、UAV-C(301)及び/又はUAV(303)は、各々のCAAレベルのUAV-Dに基づいてUAVサーバ(302)へ接続され得る。いくつかの実施形態において、UAV-C(301)及びUAV(303)は、図2のVALクライアント(201)などのVALクライアントとして動作することができる。
【0050】
ステップ(S306)で、UAEサーバ(302)は、UAV(303)及びUAV-C(301)のペアを認識することができる。例えば、UAEサーバ(302)は、UAV(303)及びUAV-C(301)のペアを、ペアの識別子に基づいて認識することができる。例えば、UAEサーバは、UAV(303)及びUAV-C(301)のペアを、UAV-C(301)及びUAV(303)に関連した各々の3GPP UE ID及び/又は各々のCAAレベルのUAV IDのどちらかによって認識することができる。いくつかの実施形態において、UAEサーバ(302)は、図2のVALサーバ(203)などのVALサーバとして動作することができる。
【0051】
ステップ(S307)で、UAEサーバ(302)は、GM-S参照リンクを用いてSEALグループ管理(GM)サーバ(304)へグループ作成要求を送信することができる。例えば、UAEサーバ(302)は、グループIDがUAV(303)及びUAV-C(301)のペアに割り当てられていない場合に、GM-S参照リンクを使用することによってグループ作成要求をSEAL GMサーバ(304)へ送信することができる。GM-S参照点は、VALサーバとグループ管理サーバとの間のグループ管理機能に関するインタラクションをサポートすることができる。例えば、GM-S参照点は、VALサービス(例えば、UAVサービス)に対応するグループ情報を取得するためにVALサーバ(例えば、UAEサーバ(302))をサポートする。GM-S参照点は、グループ管理に関連したシグナリングのトランスポート及びルーティングのためにHTTP-1/HTTP-2参照点を使用することができる。GM-S参照点は、サブスクリプション/通知関連シグナリングのためにSIP-2参照点を使用することができる。
【0052】
グループ作成要求は、グループ管理サーバへ送信され得る。例において、認証されたVALユーザ/UE/アドミニストレータのグループ管理クライアントが、グループ作成要求をグループ管理サーバへ送信する。ユーザ又はUEの識別は結合可能であり、グループに対して有効にされるVALサービスの情報はこのメッセージに含まれ得る。表1は、グループ管理クライアントがグループ作成要求をグループ管理サーバへ送信する場合のグループ管理クライアントからグループ管理サーバへの例示的なデータ点を示す。
【表1】
留意されるべきは、“M”は“Mandatory”(義務的)であることを表し、“O”は“Optional”(任意的)であることを表す点である。VALユーザは、1つ以上のVALサービスに参加するためにVAL UEを使用することができる認証されたユーザであることができる。例示的なVALユーザは、図1のユーザ113であることができる。実施形態において、VAL UE IDは、UAV(303)に関連したUE IDであることができる。VALサービスは、UAVサービス又はV2Xサービスに関連することができる。
【0053】
グループ作成は、1つ又は複数のVALサービスのための必要な通信を可能にするために個々のVALユーザへ専用のVALグループ(例えば、UAV(303)及びUAV-C(301)のペア)をもたらすことができる。これは、アドミニストレータによる又は認証されたユーザ/UEによる通常のグループ作成を含むことができる。グループ管理サーバは、SEALサーバがVALグループのメンバーUEのためのネットワークエクスポージャ機能(network exposure functions,NEF)サービスを消費することを可能にするためにVALグループ内の外部グループ識別子をサポートすることができる。
【0054】
いくつかの実施形態において、SEAL GMサーバ(304)は、SEALサーバとして、例えば、図2のSEALサーバ(204)として動作することができる。
【0055】
ステップ(S308)で、SEAL GMサーバ(304)は、グループ作成要求に応答し、UAV(303)及びUAV-C(301)のペアのためのグループIDを生成し得る。SEAL GMサーバ(304)は、3GPP TS 23.434で指定されているように、UAV(303)及びUAV-C(301)のペアのために1つのグループIDを生成することができる。例えば、グループ作成中、グループ管理サーバはグループの情報を生成及び記憶する。グループ管理サーバは、VALグループのVALグループメンバーの総数の上限などのようなポリシーに関するチェックを実行する。外部グループ識別子は、3GPPコアネットワークでのVALグループのメンバーUEを識別するものであり、新たに作成されたVALグループのコンフィグレーション情報に格納され得る。更に、グループIDはUAEサーバ(302)へ返され得る。UAV(303)及びUAV-C(301)のペアのグループIDはVALグループIDとして働くことができる。VALグループIDは、VALサービスに従ってVALユーザ又はVAL UEの組を表すVALサービス(例えば、UAV)内の一意の識別子であることができる。VALユーザの組は、同じ又は異なるVALグループIDサービスプロバイダに属し得る。VALグループIDは、グループが定義されるVALアプリケーションサーバ(例えば、UAEサーバ)を示すことができる。
【0056】
ステップ(S309)で、いくつかの場合に、サブグループも、UAV(303)及びUAV-C(301)のために夫々SEAL GMサーバ(304)によって作成されてよい。
【0057】
ステップ(S310)で、UAEサーバ(302)は、UAV(303)及びUAV-C(301)のペアのためにSEAL GMサーバ(304)によって作成されたグループIDのような、返されたグループIDをQoS管理のために使用してよい。サブグループがUAV(303)及びUAV-C(301)のために作成されることに応答して、UAEサーバ(302)は、UAV(303)及びUAV-C(301)のために別々にQoSを管理するためにサブグループIDを使用し得る。QoSは、ネットワーク上でパケット損失、レイテンシ、及び/又はジッタを減らすようデータトラフィックを管理する如何なる技術も指すことができる。QoSは、ネットワーク上の特定のタイプのデータについて特性をセットすることによって、ネットワークリソースを制御及び管理することができる。
【0058】
UAV(303)及びUAV-C(301)のためのグループ作成をサポートするために、データ点がUAEクライアント(例えば、UAV(303)及びUAV-C(301))とUAEサーバ(302)との間で提供され得る。例示的なデータ点は、表2で説明される要素を含むことができる。
【表2】
留意されるべきは、表2において、“M”は“Mandatory”(義務的)であることを表し、“O”は“Optional”(任意的)であることを表す点である。
【0059】
いくつかの実施形態において、データ点はステップ(S307)で提供可能であり、このとき、UAEサーバ(302)は、GM-S参照リンクを用いてSEAL GMサーバ(304)へグループ作成要求を送信することができる。表2のUAEクライアントは、UAV(303)及びUAV-C(301)に対応することができる。
【0060】
データ点は、応答として表3においてUAEサーバ(302)とUAEクライアントとの間で提供され得る。表3のデータ点は、SEAL GMサーバ(304)がグループ要求に応答し、ステップ(S308)でUAV(303)及びUAV-C(301)のためにグループIDを生成する場合に、取得され得る。
【表3】
【0061】
グループIDがSEAL GMサーバ(303)のようなSEALサーバによって割り当てられると、UAEサーバ(302)は、グループIDに基づいてQoSプロビジョニングを実行することができる。
【0062】
図4を参照すると、グループに基づいた直接C2 QoSプロビジョニングのハイレベルワークフロー(400)が与えられ得る。
【0063】
ステップ(S406)で、UAV-C(401)は、UAV(402)との直接C2通信のために、最初に割り当てられているネットワークQoSセットアップを使用してよい。いくつかの実施形態において、UAV(402)及びUAV-C(401)は両方とも夫々3GPP 5Gネットワークに登録されている。例えば、UAV(402)及びUAV-C(401)は両方とも、直接C2通信のために5Gネットワークによって設定及びスケジューリングされた無線リソースを用いて、5Gネットワークに登録され得る。直接C2は、UAV-C(401)とUAV(502)との間に、それらが互いと通信することができるように直接C2リンクを確立することができる。
【0064】
ステップ(S407)で、UAEサーバ(403)は、UAV(402)及びUAV-C(401)に関連したグループID又はサブグループIDを用いて、UAV(402)及びUAV-C(401)のQoSを周期的にモニタすることができる。グループID又はサブグループIDは、上述されたプロセスに基づいて生成され得る。QoSは、ネットワークバンド幅、レイテンシ、ジッタ、データ損失率、などを含むが、これらに限られない。
【0065】
ステップ(S408)で、直接C2通信が予め定義されたQoS要件を満足しない場合に、UAEサーバ(403)は、例えば、3GPP TS 23.434で指定されるように、NRM-S参照点を用いてSEAL NRMサーバ(405)へQoS適応要求を送信することを選択してよい。QoS適応要求は、グループ又はサブグループごとに送信可能であり、これは、図3に示されるグループ作成のようなグループ作成をUAEサーバ(403)がどのように処理するかに依存する。
【0066】
ステップ(S409)で、SEAL NRMサーバ(404)は、例えば、3GPP TS 23.434で指定されるように、ネットワークリソース適応を実行することができる。例において、VALサーバ(例えば、UAEサーバ(403))は、1つ以上のVALサービス(例えば、UASサービス、V2Xサービス)に属する1つ以上のユーザのためにNRMサーバ(例えば、NRMサーバ(404))へネットワークリソース適応要求を送信し、更新されたリソース要件を有することになる1つ以上のVAL UE(例えば、UAV-C(401)及びUAV(402))を有してよい。この要件は、対応するVAL UE又はVAL UEの組のためのバンド幅増大/低減の指示又は使用されるべき正確なリソース/リソースプールの形をとってよい。NRMサーバは、要求を処理し、VAL UEごとにリソース適応を適用/実施する。NRMサーバは、PDUセッションステータス(又はPDNコネクティビティティステータス)に対してイベントモニタリング能力を使用することによってUE IPアドレスを取り出し、各VAL UEについてPCCプロシージャを開始する。更に、NRMサーバは、ネットワークリソース適応応答をVALサーバへ供給して、ネットワークリソース適応要求の達成に関する情報を供給する。これは、VALサーバのネットワークリソース適応要求によって示されたVAL UEごと又はVAL UEの組ごとのどちらかの情報を含む。
【0067】
ステップ(S410)で、SEAL NRMサーバ(404)は、QoS更新をUAEサーバ(403)に通知することができる。このようにして、更新されたQoS割り当て(又は要件)がUAEサーバ(403)へ送信され得る。
【0068】
ステップ(S411)で、UASアプリケーションレイヤは、更新されたQoS割り当て(又は要件)(411)を適応させることができる。UASアプリケーションレイヤは、UAV-C(401)、UAEサーバ(403)、及びUAV(402)を含むことができる。従って、UAEクライアント(例えば、UAV及びUAV-C)及びUAEサーバは、更新されたQoS要件に基づいて通信を確立することができる。例えば、UAEクライアント及びUAEサーバは、更新されたQoS要件に基づいて通信を確立することができる。通信は、例えば、VALサービス通信確立でのリソース要求を用いて、確立され得る。例において、VALサーバ(例えば、UAEサーバ(403))は、リソースの要求をNRMサーバ(例えば、NRMサーバ(404))へ送信する。NRMサーバは、ネットワークリソースの必要性及びリソース共有の使用を評価する。NRMサーバは、リソースの要求を含むセッションプログレス要求を送信する。ポリシー及びチャージング制御(Policy and charging control,PCC)プロシージャは、SIPコアローカルインバウンド/アウトバウンドプロキシから開始される。セッション開始プロトコル(Session Initiation Protocol,SIP)コアローカルインバウンド/アウトバウンドプロキシは、合意メッセージをNRMサーバへ送信する。NRMサーバは、リソース応答をVALサーバへ送信する。更に、VALサービス通信が確立され、リソースが割り当てられている。
【0069】
図3のステップ(S308)で割り当てられ得る前の割り当てグループIDを使用するために、C2 QoSプロビジョニングについて、データ点がUAEクライアントとUAEサーバとの間で提供され得る。例示的なデータ点は、表4の要素を含むことができる。
【表4】
【0070】
いくつかの実施形態において、データ点はステップ(S407)で提供され得、このとき、UAEサーバ(403)は、UAV(402)及びUAV-C(401)に関連したグループID(若しくはUASグループID)又はサブグループIDを用いて、UAV(402)及びUAV-C(402)のQoSを周期的にモニタすることができる。UAEサーバ(403)は、バンド幅、レイテンシ、及び/又は同様のものなどのC2リソース要件(又は予め定義されたQoS要件)をQoSが満足するかどうかを確かめることができる。
【0071】
従って、UAEサーバ(403)は、データ点を応答としてUAEクライアント(例えば、UAV及びUAV-C)へ返すことができる。例示的なデータ点は、表5に示される要素を含むことができる。
【表5】
【0072】
図5は、SEALアーキテクチャにおけるUAV及びUAV-Cのペアのためのグループ作成のプロセス(500)を示す。図5に示されるように、プロセス(500)は(S501)から開始し、(S510)へ進むことができる。(S510)で、UAV及びUAV-Cのペアが、SEALアーキテクチャ内のUAEサーバによって決定され得る。
【0073】
(S520)で、UAV及びUAV-Cのペアのためのグループ作成要求は、UAEサーバによって、SEALアーキテクチャのSEAL GMサーバへ送信され得る。
【0074】
(S530)で、第1応答メッセージは、UAEサーバによって、グループ作成要求に応答してSEAL GMサーバから受信され得る。グループ作成要求は、UAV及びUAV-Cのペアに対応するUAEクライアントの識別、UAVの識別、及びUAV-Cの識別を含むことができる。
【0075】
(S540)で、UAV及びUAV-Cのペアを含むグループは、UAEサーバによって、第1応答メッセージに基づき作成され得る。グループは、クオリティ・オブ・サービス(QoS)管理のために使用され得る。
【0076】
いくつかの実施形態において、グループ作成要求は、UAVのCAAレベルの識別を更に含むことができる。
【0077】
いくつかの実施形態において、グループ作成要求は、グループ作成要求がSEAL GMサーバへ送信された後にSEAL GMサーバからの第1応答メッセージを待つ待機時間限界を定義するタイムアウト期間を更に含むことができる。
【0078】
プロセス(500)において、タイムアウト期間内に第1応答メッセージがUAEサーバに割り当てられない場合には、他のグループ作成要求が送信され得る。
【0079】
いくつかの実施形態において、第1応答メッセージは、グループの作成がUAV及びUAV-Cのペアのために成功したかどうかを示すグループ作成結果を更に含むことができる。
【0080】
実施形態において、グループの作成がUAV及びUAV-Cのペアのために成功したことをグループ作成結果が示すことに応答して、第1応答メッセージは、UAV及びUAV-Cのペアに割り当てられているグループIDを含むことができる。
【0081】
他の実施形態においては、グループの作成がUAV及びUAV-Cのペアのために成功したことをグループ作成結果が示すことに応答して、第1応答メッセージは、UAV及びUAV-Cのペアに関連した複数のサブグループIDを含むことができる。
【0082】
プロセス(500)において、QoS管理は、UAEサーバによって、割り当てられたグループIDに基づいてUAV及びUAV-Cのペアについて実行され得る。
【0083】
QoS管理を実行するために、直接C2通信が、最初に割り当てられているネットワークQoSセットアップを用いて、UAV及びUAV-Cのペアのために確立され得る。このとき、UAV及びUAV-Cはネットワークに登録され得る。UAV及びUAV-Cのペアの現在のネットワーク条件は、UAEサーバによって、UAV及びUAV-Cのペアからのフィードバック情報に基づいてモニタされ得る。直接C2通信が予め定義されたQoS要件を満足することができないことに応答して、QoS適応要求が、UAEサーバによって、SEAL NRMサーバへ送信され得る。更新されたQoS要件が、UAEサーバによって、SEAL NRMサーバから受信され得る。UAV及びUAV-Cのペアのフィードバック情報は、UAV及びUAV-Cのペアに割り当てられているグループIDと、要求されているC2通信リソースを示すネットワークリソース要件とを含むことができる。
【0084】
いくつかの実施形態において、UAV及びUAV-Cのペアの現在のネットワーク条件は、UAEサーバによって、UAV及びUAV-Cのペアに割り当てられているグループ及びサブグループIDの1つに基づいてモニタされ得る。
【0085】
プロセス(500)において、UAV及びUAV-CのペアのためのC2通信は、更新されたQoS要件に基づいて調整され得る。
【0086】
いくつかの実施形態において、現在のネットワーク条件についてのUAV及びUAV-Cのペアのフィードバック情報を受信することに応答して、第2応答メッセージが、UAEサーバによって、UAV及びUAV-Cのペアへ供給され得る。このとき、第2応答メッセージは、UAV及びUAV-Cのペアの直接C2通信が予め定義されたQoS要件を満足するかどうかを示すQoS結果を含むことができる。
【0087】
上述された無人航空システム通信のための技術は、コンピュータ読み出し可能な命令を用いてコンピュータソフトウェアとしてコントローラ及びUAVの両方で実装され、1つ以上の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体などの1つ以上のコンピュータ可読媒体で物理的に記憶され得る。例えば、図6は、開示される対象の特定の実施形態を実装するのに適したコンピュータシステム600を示す。
【0088】
コンピュータソフトウェアは、中央演算処理装置(CPU)、グラフィクス処理ユニット(GPU)などの処理回路によって、直接に、又は解釈、マイクロコード実行などを通じて、実行され得る命令を含むコードを生成するよう、アセンブリ、コンパイル、リンキング、又は同様のメカニズムに従い得る如何なる適切なマシンコード又はコンピュータ言語を用いてもコード化され得る。
【0089】
命令は、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレットコンピュータ、サーバ、スマートフォン、ゲーミングデバイス、インターネット・オブ・シングスデバイス、などを含む様々なタイプのコンピュータ及びそのコンポーネントで実行され得る。
【0090】
コンピュータシステム(600)のための図6に示されているコンポーネントは、当然ながら例示であり、本開示の実施形態を実装するコンピュータソフトウェアの使用又は機能の範囲に関して如何なる限定も示唆するよう意図されない。また、コンポーネントの構成は、コンピュータシステム(600)の例示的な実施形態で表されているコンポーネントのうちのいずれか1つ又は組み合わせに関する如何なる依存性又は要件も有するものとしても解釈されない。
【0091】
コンピュータシステム(600)は、特定のヒューマンインターフェース入力デバイスを含んでもよい。そのようなヒューマンインターフェース入力デバイスは、例えば、触覚入力(例えば、キーストローク、スワイプ、データグローブ動作)、音声入力(例えば、声、拍手)、視覚入力(例えば、ジェスチャ)、嗅覚入力(図示せず。)を通じて、1人以上のユーザによる入力に応答し得る。ヒューマンインターフェースデバイスはまた、音声(例えば、発話、音楽、周囲音)、画像(例えば、スキャン画像、静止画カメラから取得された写真画像)、映像(例えば、2次元映像、立体視映像を含む3次元映像)などの、人間による意識的入力に必ずしも直接には関係がない特定のメディアを捕捉するためにも使用され得る。
【0092】
ヒューマンインターフェース入力デバイスは、キーボード(601)、マウス(602)、トラックパッド(603)、タッチスクリーン(610)、データグローブ(図示せず。)、ジョイスティック(605)、マイク(606)、スキャナ(607)、カメラ(608)(夫々表されているものの1つのみ)のうちの1つ以上を含んでもよい
【0093】
コンピュータシステム(600)はまた、特定のヒューマンインターフェース出力デバイスも含んでもよい。そのようなヒューマンインターフェース出力デバイスは、例えば、触覚出力、音響、光、及び匂い/味を通じて、1人以上のユーザの感覚を刺激するものであってよい。そのようなヒューマンインターフェース出力デバイスは、触覚出力デバイス(例えば、タッチスクリーン(610)、データグローブ(図示せず。)、又はジョイスティック(605)による触覚フィードバックであるが、入力デバイスとして機能しない触覚フィードバックデバイスも存在し得る。)、音声出力デバイス(例えば、スピーカ(609)、ヘッドホン(図示せず。))、視覚出力デバイス(例えば、夫々タッチスクリーン入力能力を有しても有さなくてもよく、夫々触覚フィードバック能力を有しても有さなくてもよいCRTスクリーン、LCDスクリーン、プラズマスクリーン、OLEDスクリーンを含むスクリーン(610)(それらのうちの一部は、2次元視覚出力又は立体視出力などの手段を通じた3次元よりも大きい次元の出力を出力可能であってよい。)、仮想現実メガネ(図示せず。)、ホログラフィックディスプレイ及びスモークタンク(図示せず。))、並びにプリンタ(図示せず。)を含んでもよい。
【0094】
コンピュータシステム(600)はまた、人がアクセス可能な記憶デバイス及びそれらの関連する媒体、例えば、CD/DVDとともにCD/DVD ROM/RW(620)を含む光学媒体若しくは同様の媒体(621)、サムドライブ(622)、リムーバブルハードディスク若しくはソリッドステートドライブ(623)、テープ及びフロッピー(登録商標)ディスク(図示せず。)などのレガシー磁気媒体、セキュリティドングル(図示せず。)などの特殊化されたROM/ASIC/PLDベースのデバイス、なども含むことができる。
【0095】
当業者はまた、目下開示されている対象とともに使用されている「コンピュータ可読媒体」との用語が伝送媒体、搬送波、又は他の一時的な信号を含まないことも理解すべきである。
【0096】
コンピュータシステム(600)はまた、1つ以上の通信ネットワーク(655)へのインターフェース(654)も含むことができる。ネットワークは、例えば、無線、有線、光であることができる。ネットワークは更に、ローカル、ワイドエリア、メトロポリタン、車両及び産業、リアルタイム、遅延耐性、などであることができる。ネットワークの例は、GSM、3G、4G、5G、LTEなどを含めるようEthernet(登録商標)、無線LAN、セルラーネットワークのようなローカル・エリア・ネットワーク、ケーブルTV、衛星TV、及び地上放送TVを含めるようTV有線又は無線広域デジタルネットワーク、CANBusを含めるよう車両及び産業ネットワーク、などを含む。特定のネットワークは、一般的に、特定の汎用データポート又はペリフェラルバス(649)(例えば、コンピュータシステム(600)のUSBポート)に取り付けられている外部ネットワークインターフェースアダプタを必要とし、他は、一般的に、後述されるようなシステムバスへの取り付けによってコンピュータシステム(600)のコアに組み込まれる(例えば、PCコンピュータシステムへのEhternetインターフェース、又はスマートフォンコンピュータシステムへのセルラーネットワークインターフェース)。それらのネットワークのいずれかを用いて、コンピュータシステム(600)は他のエンティティと通信することができる。そのような通信は、例えば、ローカル又はワイドエリアデジタルネットワークを使用して他のコンピュータシステムに対して、一方向の受信専用(例えば、ブロードキャストTV)、一方向の送信専用(例えば、特定のCANbusデバイスへのCANbus)、又は双方向であることができる。特定のプロトコル及びプロトコルスタックが、上述されているそれらのネットワーク及びネットワークインターフェースの夫々で使用され得る。
【0097】
上記のヒューマンインターフェースデバイス、人がアクセス可能な記憶デバイス、及びネットワークインターフェースは、コンピュータシステム(600)のコア(640)へ取り付けられ得る。
【0098】
コア(640)は、1つ以上の中央演算処理装置(CPU)(641)、グラフィクス処理ユニット(GPU)(642)、フィールド・プログラマブル・ゲート・エリア(FPGA)(643)の形を取る特殊化されたプログラム可能な処理ユニット、特定のタスクのためのハードウェアアクセラレータ(644)、グラフィクスアダプタ(650)、などを含むことができる。これらのデバイスは、リード・オンリー・メモリ(ROM)(645)、ランダム・アクセス・メモリ(646)、内蔵非ユーザアクセス可能ハードドライブやSSDなどのような内蔵大容量記憶装置(647)とともに、システムバス(648)を通じて接続されてもよい。いくつかのコンピュータシステムで、システムバス(648)は、追加のCPU、GPU、などによる拡張を可能にするよう1つ以上の物理プラグの形でアクセス可能であることができる。周辺機器は、コアのシステムバス(648)へ直接に、あるいは、ペリフェラルバス(649)を通じて、取り付けられ得る。例において、スクリーン(610)がグラフィクスアダプタ(650)へ取り付けられ得る。ペリフェラルバスのためのアーキテクチャは、PCT、USB、などを含む。
【0099】
CPU(641)、GPU(642)、FPGA(643)、及びアクセラレータ(644)は、組み合わせて上記のコンピュータコードを構成することができる特定の命令を実行することができる。そのコンピュータコードはROM(645)又はRAM(646)に記憶され得る。過渡的データもRAM(646)に記憶され得る一方で、永続的なデータは、例えば、内蔵大容量記憶装置(647)に記憶され得る。メモリデバイスのいずれかへの高速な記憶及び読み出しは、1つ以上のCPU(641)、GPU(642)、大容量記憶装置(647)、ROM(645)、RAM(646)、などに密接に関連することができるキャッシュメモリの使用を通じて可能にされ得る。
【0100】
コンピュータ可読媒体は、様々なコンピュータ実装動作を実行するためにコンピュータコードを有することができる。媒体及びコンピュータコードは、本開示の目的のために特に設計及び構成されたものであることができ、あるいは、それらは、コンピュータソフトウェア分野の当業者によく知られており利用可能である種類のものであることができる。
【0101】
例として、限定としてではなく、アーキテクチャ(600)、具体的にはコア(640)を有するコンピュータシステムは、プロセッサ(CPU、GPU、FPGA、アクセラレータ、などを含む。)が1つ以上の有形なコンピュータ可読媒体で具現化されているソフトウェアを実行した結果として、機能を提供することができる。そのようなコンピュータ可読媒体は、コア内蔵大容量記憶装置(647)又はROM(645)のような、非一時的な性質のものであるコア(640)の特定の記憶装置とともに、上述されたような、ユーザによりアクセス可能な大容量記憶装置に関連した媒体であることができる。本開示の様々な実施形態を実装するソフトウェアは、そのようなデバイスに記憶され、コア(640)によって実行され得る。コンピュータ可読媒体は、特定のニーズに応じて、1つ以上のメモリデバイス又はチップを含むことができる。ソフトウェアは、コア(640)、具体的にはその中のプロセッサ(CPU、GPU、FPGA、などを含む。)に、RAM(646)に記憶されているデータ構造を定義すること、及びソフトウェアによって定義されたプロセスに従ってそのようなデータ構造を変更することを含め、本明細書で記載されている特定のプロセス又は特定のプロセスの特定の部分を実行させることができる。更には、あるいは、代案として、コンピュータシステムは、本明細書で記載されている特定のプロセス又は特定のプロセスの特定の部分を実行するようソフトウェアの代わりに又はそれとともに動作することができる、回路(例えば、アクセラレータ(644))内でハードワイヤード接続された又は別なふうに具現化されたロジックの結果として、機能を提供することができる。ソフトウェアへの言及は、必要に応じて、ロジックを包含することができ、その逆もしかりである。コンピュータ可読媒体への言及は、必要に応じて、実行されるソフトウェアを記憶する回路(例えば、集積回路(IC))、実行されるロジックを具現化する回路、又はその両方を含むことができる。本開示は、ハードウェアとソフトウェアとの如何なる適切な組み合わせも含む。
【0102】
本開示はいくつかの例示的な実施形態について記載してきたが、本開示の範囲内に入る代案、置換、及び様々な代替同等物がある。よって、当業者には当然ながら、本明細書で明示的に図示及び記載されていないとしても、本開示の原理を具現化し、よって、その精神及び範囲内にある多数のシステム及び方法に想到可能である。
図1
図2
図3
図4
図5
図6