特許 7611659 航空機をナビゲートするための飛行経路を生成するためのシステムと方法

(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】2024-12-26

(45)【発行日】2025-01-10

(54)【発明の名称】航空機をナビゲートするための飛行経路を生成するためのシステムと方法

(51)【国際特許分類】

   G08G 5/80 20250101AFI20241227BHJP

   G01C 21/20 20060101ALI20241227BHJP

   B64D 45/00 20060101ALI20241227BHJP

【ＦＩ】

G08G5/04 A

G01C21/20

B64D45/00 A

【請求項の数】 15

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020126893

(22)【出願日】2020-07-27

(65)【公開番号】P2021039744

(43)【公開日】2021-03-11

【審査請求日】2023-07-26

(31)【優先権主張番号】16/524,901

(32)【優先日】2019-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500461860

【氏名又は名称】オーロラ フライト サイエンシズ コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ソーンダーズ， ジェフリー

(72)【発明者】

【氏名】ラングフォード， ジョン エフ．

(72)【発明者】

【氏名】ジュエル， ジェイソン ティー．

【審査官】西畑 智道

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２７１４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０９５２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０３７４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００１１９３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－２７２５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１５６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２１３５１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０８Ｇ １／００－９９／００

Ｇ０１Ｃ ２１／００－２１／３６

Ｇ０１Ｃ ２３／００－２５／００

Ｂ６４Ｄ ４５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

航空機（１００）をナビゲートするための飛行経路を生成する方法であって、
（７０２）前記航空機（１００）を、前記航空機（１００）の第１の軌道（４１０）の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点（４０８）で空中停止させること、
（７０４）前記航空機（１００）に付属する一又は複数のセンサによって、前記第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンすること、
（７０６）前記一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物（４０２）が、前記第１の離陸ウェイポイントで始まる前記第１の軌道（４１０）の前記第１の飛行経路を遮っていると決定すること、
（７０８）前記障害物（４０２）が前記第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、
（ｉ）前記センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイント（４２４）で始まるように前記第１の飛行経路を割り当てることを含む、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定すること、及び
（ｉｉ）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）と整列するように前記飛行経路を並行移動させること及び前記障害物（４０２）が前記飛行経路を遮ることを回避するように前記飛行経路を回転させることによって、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）に従って前記第１の軌道（４１０）の前記第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を生成すること、並びに
（７１０）前記航空機（１００）に、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）から前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を辿らせること
を含む方法。

【請求項2】

（７０８）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
（７１２）前記センサデータを使用して、（ｉ）候補となる第２の離陸ウェイポイント、（ｉｉ）前記候補となる第２の離陸ウェイポイントで始まる飛行経路、及び（ｉｉｉ）前記航空機（１００）のサイズに関連付けられるクリアランスゾーンによって規定されるエリア（４３２）に含まれる障害物（４０２）の部分が実質的にないと決定すること、並びに
（７１４）前記エリア（４３２）内に含まれる前記障害物（４０２）の部分が実質的にないと決定することに基づいて、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）として前記候補となる第２の離陸ウェイポイントを選択すること
を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第２の軌道（４２６）が、第１の飛行経路選択プロトコルに従って決定された離陸軌道であり、前記方法が、
（７１６）前記航空機（１００）に、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）から前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を辿らせた後で、前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路の終端で巡航ウェイポイントに到達させること、及び
（７１８）前記巡航ウェイポイントにおいて、前記第１の飛行経路選択プロトコルとは異なる第２の飛行経路選択プロトコルに従って巡航軌道のための飛行経路を選択すること
を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

（７２４）降下ウェイポイントに到達するまで前記巡航軌道のための前記飛行経路を辿ること、及び
（７２６）前記降下ウェイポイントにおいて、前記第１の飛行経路選択プロトコル及び前記第２の飛行経路選択プロトコルとは異なる第３の飛行経路選択プロトコルに従って降下軌道のための飛行経路を選択すること
を更に含む、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記第２の軌道が、一組の制約内で利用可能な一組の飛行経路から選択することを含む第１の飛行経路選択プロトコルに従って決定される離陸軌道（４２６）であり、前記方法が、
（７３０）前記航空機（１００）に前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）から前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を辿らせた後で、トリガイベントを検出すること、及び
（７３２）前記トリガイベントを検出することに応じて、ＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）を使用して後続の飛行経路を生成及び選択することを含む第２の飛行経路選択プロトコルへと移行すること
を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項6】

（７３４）前記第１の軌道（４１０）を決定することを更に含み、（７３４）前記第１の軌道（４１０）を決定することが、
（７３６）複数の航空機の離陸の間に取られた複数の過去の軌道を示す情報を受け取ること、
（７３８）前記複数の過去の軌道に共通の特徴を決定すること、及び
（７４０）前記共通の特徴に基づいて前記第１の軌道（４１０）を生成すること
を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記障害物（４０２）が前記第１の軌道（４１０）の前記第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、
（７４２）前記航空機に、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）に対応する第２のホバリング地点で空中停止させること、
（７４４）前記航空機の環境を２回目にスキャンすること、及び
（７４６）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）からの前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を遮っている障害物がないと決定すること
を更に含み、
（７１０）前記航空機に、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）から前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を辿らせることが、（７４８）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）からの前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を遮っている障害物がないと決定することに応じて、前記航空機に、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）から前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を辿らせることを含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

（７０８）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、（７５０）一組の所定の公称配向のうちのいずれかの所定の公称配向が前記障害物（４０２）を回避するかどうかを決定するために、前記所定のホバリング地点（４０８）で前記一組の所定の公称配向を通して前記第１の飛行経路を回転させることを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

（７０８）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
（７５２）前記障害物（４０２）を回避する所定の公称配向に到達するまで、前記所定のホバリング地点（４０８）で前記一組の所定の公称配向を通して前記第１の飛行経路を回転させること
を更に含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

（７０８）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
（７５４）前記一組の所定の公称配向の中に前記障害物（４０２）を回避する所定の公称配向がないと決定すること、
（７５６）前記第１の飛行経路を所定の公称ホバリング地点へと並行移動させること、及び
（７５８）前記障害物（４０２）を回避する所定の公称配向に到達するまで、前記所定の公称ホバリング地点で第２の組の所定の公称配向を通して前記第１の飛行経路を回転させること
を更に含む、請求項８に記載の方法。

【請求項11】

航空機（１００）をナビゲートするための飛行経路を生成するためのシステムであって、
一又は複数のセンサと、
プロセッサ（１０４）及び前記プロセッサ（１０４）により実行可能な命令（１０８）を記憶するメモリ（１０６）を有するコンピューティング装置（１０２）と
を含む航空機（１００）を含み、前記命令が、
前記航空機（１００）を、前記航空機（１００）の第１の軌道（４１０）の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点（４０８）で空中停止させ、
前記航空機（１００）に付属する一又は複数のセンサによって、前記第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンさせ、
前記一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物（４０２）が、前記第１の離陸ウェイポイントで始まる前記第１の軌道（４１０）の前記第１の飛行経路を遮っていると決定させ、
前記障害物（４０２）が前記第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、
（ｉ）前記センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイント（４２４）で始まるように前記第１の飛行経路を割り当てることを含む、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定すること、並びに
（ｉｉ）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）と整列するように前記第１の飛行経路を並行移動させること及び前記障害物（４０２）が前記第１の飛行経路を遮ることを回避するように前記第１の飛行経路を回転させることによって、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）に従って前記第１の軌道（４１０）の前記第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を生成すること
を行わせ、且つ
前記航空機（１００）に、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）から前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を辿らせる、
システム。

【請求項12】

前記一又は複数のセンサが光検知測距（ＬＩＤＡＲ）装置（１２２）を含み、前記センサデータが、前記ＬＩＤＡＲ装置（１２２）によって検出される三次元（３Ｄ）点群のデータを含む、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

ユーザインターフェース（１１０）を更に含み、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
前記障害物（４０２）を回避する候補となる複数の第２の離陸ウェイポイントを決定すること、
前記ユーザインターフェース（１１０）によって、前記障害物（４０２）を回避する前記候補となる複数の第２の離陸ウェイポイントの各々において選択可能なオプションを提供すること、及び
前記ユーザインターフェース（１１０）によって、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）に対応する、選択された候補となる第２の離陸ウェイポイントの表示を受け取ること
を含む、請求項１１又は１２に記載のシステム。

【請求項14】

地上管制システムを更に含み、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
前記地上管制システムから、前記航空機（１００）の離陸のための許容可能な高さ及び配向の範囲を受け取ること、並びに
前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）が前記許容可能な高さ及び配向の範囲内に含まれると決定すること
を含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項15】

命令を記憶する非一過性のコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、コンピューティング装置（１０２）の一又は複数のプロセッサによって実行されると、前記コンピューティング装置（１０２）に、
航空機（１００）を、前記航空機（１００）の第１の軌道（４１０）の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点（４０８）で空中停止させること、
前記航空機（１００）に付属する一又は複数のセンサによって、前記第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンすること、
前記一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物（４０２）が、前記第１の離陸ウェイポイントで始まる前記第１の軌道（４１０）の前記第１の飛行経路を遮っていると決定すること、
前記障害物（４０２）が前記第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、
（ｉ）前記センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイント（４２４）で始まるように前記第１の飛行経路を割り当てることを含む、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定すること、及び
（ｉｉ）前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）と整列するように前記第１の飛行経路を並行移動させること及び前記障害物（４０２）が前記第１の飛行経路を遮ることを回避するように前記第１の飛行経路を回転させることによって、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）に従って前記第１の軌道（４１０）の前記第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を生成すること、並びに
前記航空機（１００）に、前記第２の離陸ウェイポイント（４２４）から前記第２の軌道（４２６）の前記第２の飛行経路を辿らせること
を含む機能を実施させる、非一過性のコンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

背景
本開示は、概して航空機の運航に関し、更に詳細には、航空機をナビゲートするための飛行経路を生成するためのシステムと方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ヘリコプター又は垂直及び／又は短距離離着陸（Ｖ／ＳＴＯＬ）航空機といった定位置でホバリングすることのできる航空機は、滑走路を使用する航空機とは異なる方式で離陸及び着陸にアプローチすることができる。特に、そのような航空機は、滑走路に関連付けられる経路に縛られず、離陸又は着陸の前にホバリング及び回転することができる。これにより、これら航空機は、複数の障害物を有する制限的環境において離陸及び／又は着陸することができる。

【0003】

定位置でホバリングすることのできる航空機を用いた有人飛行は、パイロットの経験及び直観に依存し、このような飛行の自動化は、特に離陸及び着陸の状況において、課題を提示する。例えば、システムは、航空機の安定性と滑らかな飛行経路とを維持して乗員の快適性を守りながら障害物を避け、また異なる飛行状況においてそれを行うことが期待される。自動化飛行経路計画のための既存のシステムと方法は、適合性、快適性、及び一貫性においてこれらのニーズを克服するために苦労すると思われる。

【0004】

求められているのは、特に離陸及び着陸の状況において、航空機をナビゲートするための飛行経路を自動的に生成するためのシステムである。

【発明の概要】

【0005】

一実施例において、航空機をナビゲートするための飛行経路を生成する方法が記載される。この方法は、航空機の第１の軌道の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点で航空機を空中停止させることを含む。方法は、航空機に付属する一又は複数のセンサにより、第１の軌道の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンすることを含む。方法は、一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物が、第１の軌道の第１の飛行経路を遮っていると決定することを含み、ここで第１の飛行経路は第１の離陸ウェイポイントで始まっている。方法は、障害物が第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイントで始まるように第１の飛行経路を割り当てることを含む第２の離陸ウェイポイントを決定することと、第２の離陸ウェイポイントと整列するように第１の飛行経路を並行移動させること及び障害物が第１の飛行経路を遮ることを回避するように第１の飛行経路を回転させることにより、第２の離陸ウェイポイントに従って第１の軌道の第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道の第２の飛行経路を形成することとを含む。方法は、航空機に、第２の離陸ウェイポイントから第２の軌道の第２の飛行経路を辿らせることを含む。

【0006】

別の実施例では、航空機をナビゲートするための飛行経路を生成するためのシステムが記載される。このシステムは航空機を含む。航空機は、一又は複数のセンサと、プロセッサ、及び機能を実施するようにプロセッサにより実行可能な命令を記憶するメモリを有するコンピューティング装置とを含む。命令は、所定のホバリング地点で航空機を空中停止させるようにプロセッサにより実行可能であり、所定のホバリング地点は航空機の第１の軌道の第１の離陸ウェイポイントに対応する。命令は、航空機に付属する一又は複数のセンサにより第１の軌道の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンするように、プロセッサにより実行可能である。命令は、一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物が、第１の軌道の第１の飛行経路を遮っていると決定するようにプロセッサにより実行可能であり、ここで第１の飛行経路は第１の離陸ウェイポイントで始まっている。命令は、障害物が第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイントで始まるように第１の飛行経路を割り当てることを含む第２の離陸ウェイポイントを決定することと、第２の離陸ウェイポイントと整列するように第１の飛行経路を並行移動させること及び障害物が第１の飛行経路を遮ることを回避するように第１の飛行経路を回転させることにより、第２の離陸ウェイポイントに従って第１の軌道の第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道の第２の経路を形成することとを行うように、プロセッサにより実行可能である。命令は、航空機に、第２の離陸ウェイポイントから第２の軌道の第２の飛行経路を辿らせるように、プロセッサにより実行可能である。

【0007】

別の実施例では、コンピューティング装置の一又は複数のプロセッサによって実行されるとコンピューティング装置に機能を実施させる命令を記憶する、非一過性のコンピュータ可読媒体が記載される。この機能は、航空機の第１の軌道の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点で航空機を空中停止させることを含む。機能は、航空機に付属する一又は複数のセンサにより、第１の軌道の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンすることを含む。機能は、一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物が、第１の軌道の第１の飛行経路を遮っていると決定することを含み、ここで第１の飛行経路は第１の離陸ウェイポイントで始まっている。機能は、障害物が第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、（ｉ）センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイントで始まるように第１の飛行経路を割り当てることとを含む第２の離陸ウェイポイントを決定することと、（ｉｉ）第２の離陸ウェイポイントと整列するように第１の飛行経路を並行移動させること及び障害物が第１の飛行経路を遮ることを回避するように第１の飛行経路を回転させることにより、第２の離陸ウェイポイントに従って第１の軌道の第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道の第２の飛行経路を形成することとを含む。機能は、航空機に、第２の離陸ウェイポイントから第１の軌道の飛行経路を辿らせることを含む。

【0008】

上述の特徴、機能、及び利点は、様々な実施例において独立して実現可能であるか、又は他の実施例において組み合わせ可能である。実施例の更なる詳細は、下記の説明及び添付図面を参照することによって理解することができる。

【0009】

実施例の特性と考えられる新規の特徴は、特許請求の範囲に明記される。しかしながら、実施例、並びに好ましい使用モード、それらの更なる目的及び説明は、添付図面と併せて、本開示の実施例についての以下の詳細な説明を参照「することによって最もよく理解されるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1A】例示的一実装態様による航空機のブロック図である。

【図1B】例示的一実装態様による、航空機の軌道生成モジュールのフロー図である。

【図2】例示的一実装態様による、離陸状況にある航空機を示している。

【図3】例示的一実装態様による、着陸状況にある航空機を示している。

【図4A】例示的一実装態様による、別の離陸状況にある航空機の側面図である。

【図4B】例示的一実装態様による、別の離陸状況にある航空機の上面図である。

【図5】例示的一実装態様による、別の着陸状況にある航空機を示している。

【図6】例示的一実装態様による、別の着陸状況にある航空機を示している。

【図7】例示的一実装態様による、離陸航空機をナビゲートするための飛行経路を生成する方法のフロー図である。

【図8】例示的一実装態様による、図７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図9】例示的一実装態様による、図７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図10】例示的一実装態様による、図５及び図９に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図11】例示的一実装態様による、図７及び図９に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図12】例示的一実装態様による、図７及び図９に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図13】例示的一実装態様による、図７、図９、及び図１２に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図14】例示的一実装態様による、図７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図15】例示的一実装態様による、図７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図16】例示的一実装態様による、図７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図17】例示的一実装態様による、図７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図18】例示的一実装態様による、図７及び１７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【図19】例示的一実装態様による、図７及び１７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

これより、添付図面を参照して、開示される実施例についてより網羅的に説明する。添付図面に示されているのは、開示される実施例の一部であってすべてではない。実際に、複数の異なる実施例が記載されており、これらはここに明記される実施例に限定されると解釈すべきではない。むしろ、これら実施例は、本開示が包括的で完全であるように、且つ本開示の範囲が当業者に十分に理解されるように記載される。

【0012】

実施例には、航空機をナビゲートするための飛行経路を生成するためのシステムと方法が記載される。更に詳細には、それを自動的に行うための方法とシステムが記載される。以下の記載の目的のために、用語「自動的に」又は「自律的に」は、ユーザ入力及び／又は命令なしで、センサデータ、記憶された情報、機械学習技法等に基づき、プログラムコードによって機能を実行することを含み得る。このような状況では、機能は、ユーザアクションによりなんらかの地点で促された場合、依然として自動的または自律的と称される。

【0013】

実施例において、航空機は離陸のための所定の軌道を使用する。所定の軌道は、巡航高度に向かう航空機の上昇を、予測可能に、確実に、且つ快適に促進することができる。換言すれば、所定の軌道は、人間のパイロットの軌道と類似している。しかしながら、離陸時に、航空機、特に滑走路を使用しない航空機は、木、丘、構造物等といった種々の障害物に遭遇し得る。このような障害物を認識して回避することにより、航空機はこのような対象物に衝突することなく上昇することができる。しかしながら、これを自動的に行うことは、航空機に不安定又は不均一な経路を取らせることになり、それにより航空機内のアイテムが移動して乗員の快適性が低下する。更に、所定の軌道の飛行経路を変更することによりこれら障害物を回避することは、障害物によっては、飛行経路が未試験の又は予測可能性の低いものになり得る。したがって、実施例において、航空機は離陸に関連付けられるウェイポイントを変更し得るが、そうでない場合は所定の軌道の飛行経路を維持することができる。このように、快適性又は信頼性を犠牲にせずに航空機が離陸することを可能にする実施例が記載される。

【0014】

さらなる実施例では、飛行経路選択のプロトコルは、航空機の飛行状況に応じて変化し得る。例えば、航空機は、離陸のために第１のプロトコルを、巡航の間に第２のプロトコルを、着陸の間に第３のプロトコルを、それぞれ使用することができる。例えば、離陸の間に、航空機は、一組の制約（例えば、計算リソースを節約するための）内において一組の可能な飛行経路からの選択を行う飛行経路の生成及び選択への強行アプローチを使用することができ、巡航の間に、航空機は、飛行経路の生成及び選択のためのＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）を使用することができ、着陸の間に、航空機は、強行アプローチとＲＲＴアプローチとの組み合わせを使用することができる。このように、それぞれの所与の状況に特に適したプロトコルを使用するロバストな飛行経路ソリューションを可能にする実施例が記載されている。

【0015】

ここで図面を参照すると、図１Ａは、例示的な一実装態様による、航空機１００のブロック図を示している。航空機１００は、コンピューティング装置１０２、ナビゲーションシステム１１２、障害物検出システム１２０、軌道生成システム１２８、及びステアリング／ホバリング機構１３２を含む。他の装置、システム、装置、モジュール、ソフトウエア、データ記憶部等も含めることができる。更に、実施例では、図１Ａを参照して記載される種々の構成要素は、単一のコンピューティング装置又はシステムに統合することができるか、更に別個の構成要素に分割することができるか、又はそうでない場合はここに記載されるものと同様の機能性を達成するように構成することができる。更に、種々のシステム、装置、及び機構は、ソフトウエア又はハードウエアに実装することができる。

【0016】

コンピューティング装置１０２は、一又は複数のプロセッサ１０４、メモリ１０６、命令１０８、及びユーザインターフェース１１０を含む。一又は複数のプロセッサ１０４は、汎用プロセッサ又は特殊用途向けプロセッサ（例えば、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路等）であってよい。一又は複数のプロセッサ１０４は、メモリ１０６に記憶された、コンピューティング装置１０２と、ここに記載される関連のシステム及び方法との機能性を提供するように実行可能な命令１０８（例えば、コンピュータ可読プログラム命令）を実行するように構成することができる。

【0017】

メモリ１０６は、プロセッサ（複数可）１０４によって読み取り又はアクセス可能な一又は複数のコンピュータ可読記憶媒体の形態を含む又はとることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、揮発性及び／又は不揮発性ストレージ構成要素、例えば光メモリ、磁気メモリ、有機メモリ若しくはその他のメモリ、又はディスク記憶装置を含むことができ、この構成要素の全部又は一部をプロセッサ（複数可）１０４に統合することができる。メモリ１０６は、非一過性のコンピュータ可読媒体と考えられる。いくつかの実施例では、メモリ１０６は、単一の物理的装置（例えば、一つの光メモリ、磁気メモリ、有機メモリ、若しくは他のメモリ又はディスク記憶ユニット）を用いて実現可能であり、他の実施例では、メモリ１０６は二つ以上の物理的装置を用いて実現することができる。このように、メモリ１０６は非一過性のコンピュータ可読記憶媒体であり、プロセッサ１０４によって実行可能な命令１０８はメモリ１０６に記憶される。命令１０８は、コンピュータ可読コードを含み、ここに記載される機能性を達成するためにプロセッサ１０４によって実行することができる。

【0018】

ユーザインターフェース１１０は、マウス、キーボード、タッチスクリーン、マイク、ジェスチャ認識システム、これらの組み合わせ、又はユーザ入力を受け取る他のいずれかの手段を含み得る。特に、ユーザインターフェース１１０は、例えば、航空機１００のパイロット、又は航空機１００の遠隔技術者から、入力を受け取るように構成することができる。

【0019】

図１Ａに示されるように、コンピューティング装置１０２は、ナビゲーションシステム１１２、障害物検出システム１２０、軌道生成システム１２８、及びステアリング／ホバリング機構１３２と通信可能に連結される。図１Ａには示されていないが、航空機１００のこれら構成要素の各々は、上記の一又は複数のプロセッサ１０４、メモリ１０６、及び命令１０８と同様に構成されたプロセッサ（複数可）、メモリ、及び命令を含んでもよいが、各々が別個の機能性を達成するように実行可能な命令を含んでもよい。更に、これら構成要素は図では直接通信するように示されていないが（むしろ、コンピューティング装置１０２を介して通信するように示されている）、これら構成要素の各々は、互いに直接通信することができるか、又は互いから通信を受け取ることなく独立して動作することができる。

【0020】

ナビゲーションシステム１１２は、全地球測位システム（ＧＰＳ）１１４、慣性ナビゲーションシステム（ＩＮＳ）１１６、及び慣性測定ユニット（ＩＭＵ）１１８を含む。ナビゲーションシステム１１２及び／又はその構成要素のうちの一又は複数は、空機１００の位置、配向、及び高度を決定するように構成される。更に詳細には、ＧＰＳ１１４、ＩＮＳ１１６、及びＩＭＵ１１８のうちの一又は複数は、航空機１００の位置、配向、及び高度を示すセンサデータを取得することができる（図示されていないが、例えば高度計も含まれてよい）。この情報は、未処理のセンサデータの形態で、又は航空機１００の位置、配向、及び高度を表す標的情報として、コンピューティング装置１０２に送信され得る。例えば、ナビゲーションシステム１１２は、簡略化された表現のセンサデータを送信することができる。後述するように、航空機１００のコンピューティング装置１０２及び／又は一又は複数の追加的構成要素は、航空機１００の飛行経路を生成及び選択するうえでこの情報を使用することができる。

【0021】

障害物検出システム１２０は、光検知測距（ＬＩＤＡＲ）装置１２２、画像取得装置１２４（例えば、カメラ、光センサアレイ、又は別のイメージング装置若しくはシステム）、及びレーダ装置１２６を含む。他の装置も含まれてよい。障害物検出システム１２０及び／又はその構成要素のうちの一又は複数は、航空機１００の環境を示すセンサデータを取得するように構成される。例えば、ＬＩＤＡＲ装置、画像取得装置、及びレーダ装置１２６のうちの一又は複数は、航空機１００を取り囲むエリア、例えば計画された飛行経路に対応するエリアを周期的にスキャンし、その環境内のいずれかの対象物又はその不在を示すデータを取得することができる。センサデータは、三次元（３Ｄ）点群データ、画像データ、又は対象物（例えば、障害物）が存在するかどうかを示す他のデータを含むことができる。未処理のセンサデータの形態の、又は航空機１００を取り囲む環境を示す標的情報としてのこの情報は、コンピューティング装置１０２に送信され得る。例えば、障害物検出システムは、簡略化された表現のセンサデータ、例えば検出された障害物の相対座標を送信することができる。後述するように、航空機１００のコンピューティング装置１０２及び／又は一又は複数の追加的構成要素は、航空機１００の飛行経路を生成及び選択するうえでこの情報を使用することができる。

【0022】

軌道生成システム１２８は、軌道決定モジュール１３０を含む。生成システムは、航空機が辿る飛行経路を含む軌道を決定するために、ナビゲーションシステム１１２から、及びコンピューティング装置１０２から、情報を受け取ることができる。軌道生成システム１２８は、独立型のコンピューティング装置とすることができるか、又は代替的にコンピューティング装置１０２、ナビゲーションシステム１１２、又は航空機１００の他のいずれかの構成要素の一部として含まれ得る。軌道生成システム１２８及び軌道決定モジュール１３０に関する更なる詳細は、図１Ｂを参照して後述される。

【0023】

ステアリング／ホバリング機構１３２は、航空機１００の一又は複数の回転翼、スラスタ、安定板、エルロン、エレベータ、又はその他の制御可能な操作装置を含み得る。コンピューティング装置１０２は、航空機１００の決定された軌道及び／又は飛行経路の態様を有効にするために、ステアリング／ホバリング機構１３２に制御信号を送ることができる。

【0024】

図１Ｂは、例示的一実装態様による、航空機１００の軌道決定モジュール１３０のフロー図である。特に、図１Ｂは、軌道決定モジュール１３０を使用して軌道を決定するための簡略化された方法を記載する論理図である。軌道決定モジュール１３０は、軌道生成システム１２８上のメモリに記憶されて、図１Ｂに示される機能性を実施するように実行可能な命令を有するソフトウエアプログラムとすることができる。この機能性の態様を表すフロー図は、ブロック１３４－１５０を含む。

【0025】

ブロック１３４において、機能は、ナビゲーションシステム１１２から受け取られた航空機１００の位置、配向、及び高度のうちの一又は複数、又はコンピューティング装置１０２から受け取られた命令を示す情報を使用して、航空機１００の飛行状況を決定することを含む。

【0026】

図１Ｂは、離陸状況、巡航状況、又は着陸状況を示しているが、他の種類の状況も可能である。例えば、軌道の生成及び選択の方法を決定するための別個の状況を有するというよりは、そのような決定はアナログでもよく、高度、速度、回転速度、ユーザ入力、及び／又は他の因子といった様々な因子に種々の重みを適用して、軌道の生成及び選択プロトコルの種類を決定することができる。実施例では、これには、所与の各軌道から生じる最小回転ジャーク及び／又は線形ジャークの所望の出力を有する様々な軌道ソリューションを互いに対して評価するコスト関数が含まれる。

【0027】

図１Ｂに戻ると、ブロック１３６において、機能は、離陸状況において、障害物が存在するかどうかを決定することを含む。これには、障害物検出システム１２０からセンサデータを受け取ること、又はコンピューティング装置１０２から命令を受け取ることが含まれる。障害物が検出されていない場合、ブロック１４４で所定の離陸軌道が維持され得る（即ち変更なし）。障害物が検出されている場合、強行アプローチ１４２を使用して離陸のための更新ウェイポイントを決定することができる。本開示の文脈では、所定の離陸軌道は、第１の飛行経路を有する第１の軌道とすることができ、更新ウェイポイントに従って飛行経路を変更することは、第２の軌道の第２の飛行経路を形成することと言うことができる。第２の飛行経路が形成されても、障害物を回避しながら離陸の間の安定性と快適性を維持するために、この飛行経路と第１の飛行経路との相違は一部の点のみとすることができる。例えば、第２の飛行経路は、以下に更に記載されるように、第１の飛行経路を回転及び／又は並行移動させたバージョンであり得る。本開示の文脈では、強行アプローチは、一組の制約内で利用可能な各飛行経路からの選択を指し得る。例えば、離陸状況における一組の制約には、離陸のための所定のホバリング地点、離陸のための所定の軌道の飛行経路、及び航空機１００のサイズに関連付けられるクリアランスゾーンが含まれる。

【0028】

一部の状況下では、利用可能な各飛行経路からの選択は、計算上タキシングであり得る。しかしながら、適当な制約を伴う離陸状況では、これはある程度改善される。例えば、利用可能な飛行経路は、最初、下方への飛行経路を妨げる地表により制約を受ける。候補となる飛行経路を、例えば、航空機１００の所定の軌道の飛行経路を取り囲むゾーンにおいて利用可能な飛行経路のサブセットに更に制限することにより、計算上の制約を低減し、飛行経路ソリューションを高速化することができる。

【0029】

ブロック１３８では、機能は、巡航状況において、障害物が存在するかどうかを決定することを含む。これは、障害物検出システム１２０からセンサデータを受け取ること、又はコンピューティング装置１０２から命令を受け取ることを含み得る。障害物が検出されていない場合、又は障害物が検出されている場合、軌道決定モジュール１３０は、ＲＲＴアプローチ１４６を使用して飛行経路を生成及び選択することができる。実施例では、これには、航空機１００の前方の使用可能なスペースのランダム選択を使用することが含まれる。この文脈において、使用可能とは、航空機１００の現在の飛行経路を取り囲む、障害物のないスペースを指し得る。実施例では、様々な種類のアプローチ、例えばＲＲＴ＊アルゴリズム、Ｐａｒｔｉ－ｇａｍｅ指向ＲＲＴ（ＰＤＲＲＴ）、閉ループ速探索ツリー（ＣＬ－ＲＲＴ）、速探索ランダムグラフ（ＲＲＧ）、ヴォロノイ図式、可視グラフ、Ｒｅｃｅｄｉｎｇ Ｈｏｒｉｚｏｎ運動計画、又は経路生成及び／又は選択のための他のアルゴリズムを使用することができる。このようなアプローチは、飛行経路の多数（例えば数千）の使用可能なオプションが存在するオープンスペースを通して飛行経路を素早く選択するために適している。

【0030】

ブロック１４０では、機能は、着陸状況において、障害物が存在するかどうかを決定することを含む。これには、障害物検出システム１２０からセンサデータを受け取ること、又はコンピューティング装置１０２から命令を受け取ることが含まれる。障害物が検出されていない場合、ブロック１５０で所定の着陸軌道が維持される（即ち変更なし）。障害物が検出されている場合、ブロック１４８では、機能は、離陸のための更新ウェイポイントを決定することを含む。例えば、強行アプローチは、第１に又は最初に、軌道を生成及び選択するために使用することができ、ブロック１４８においては、強行アプローチを使用して継続する（ブロック１５２）か、又は特定の状況で強行アプローチを改良するか又は無効にするＲＲＴアプローチに切り替える（ブロック１５４）という意思決定を行うことができる。

【0031】

このような状況と、軌道の生成及び選択のさらなる説明を以下に記載する。以下の開示の目的のために、軌道は、航空機１００の速度と航空機１００の経路とに関し、対応する飛行経路を規定するスプラインを形成するように接続される複数の地点を使用して規定され得る。飛行経路に沿った特定の地点には、飛行状況を変更する前に航空機１００が到達する目標を表すウェイポイントが含まれ得る。例えば、航空機１００のミッションには、航空機１００が離陸を開始する離陸ウェイポイント、所定の離陸軌道の終端の巡航ウェイポイント、航空機が着陸への移行を開始する降下ウェイポイント、及び所定の着陸軌道の終端の着陸ウェイポイントが含まれる。これらについては図２、３、４Ａ、４Ｂ、５、及び６に関連して以下で更に言及する。

【0032】

図２は、例示的一実装態様による、離陸状況２００にある航空機１００を示している。特に、図２は、航空機１００が障害物に遭遇しない例示的シナリオを示す。離陸状況２００では、航空機は、最初は地表２０２に位置し、所定の離陸軌道２１０が始まる所定のホバリング地点２０８へのアプローチを開始する。離陸地点２０４から、航空機１００は、その位置が並行移動して所定のホバリング地点２０８に到達する並行移動経路２０６を辿る。所定のホバリング地点２０８は、航空機１００の離陸ウェイポイントに対応する。所定のホバリング地点２０８において、又はその前で、航空機１００は回転して所定の離陸軌道２１０の飛行経路の方向と整列することができる。所定のホバリング地点に到達すると、障害物検出システム１２０は、所定の離陸軌道２１０の方向（例えば、部分的には航空機１００のサイズによって規定される航空機１００の前方のエリア）か、又は更に一般的には、航空機１００を取り囲む環境内をスキャンして、障害物の一部分が航空機１００による所定の離陸軌道２１０の飛行経路の使用を遮るかどうかを決定することができる。

【0033】

本例示的シナリオでは、障害物は検出されず、航空機１００は所定の離陸軌道２１０に沿って進み続ける。換言すれば、航空機１００は所定の離陸軌道２１０を維持する。上述のように、軌道は、集合して所定の離陸軌道２１０を描くスプラインを形成するスペース内の複数地点における、一又は複数の地点（例えば、地点２１２及び２１４）により規定される。

【0034】

実施例では、所定の離陸軌道２１０を形成することは、航空機１００及び／又は他の航空機の有人飛行を使用して訓練される機械学習アルゴリズムに従って決定することができる。他の実施例では、所定の離陸軌道２１０は、航空機１００の複数の過去の飛行を合成することにより決定することができる。また別の実施例では、所定の離陸軌道２１０は、一又は複数の飛行パラメータ、例えば離陸の間の線形ジャークを最小化するためにシミュレートされた力データを使用して決定され得る（例えば、離陸の間に一定又はほぼ一定の加速度等を目指して）。更なる実施例では、所定の離陸軌道２１０は、ユーザインターフェース１１０を介してユーザにより設定され得る。所定の軌道を形成する他の方法も可能である。

【0035】

図３は、例示的一実装態様による、着陸状況３００にある航空機１００を示している。特に、図３は、航空機１００が障害物に遭遇しない例示的シナリオを示す。着陸状況３００では、航空機１００は、ベクトル３０４及び３０６により規定され、着陸ウェイポイント３０６で終了する所定の着陸軌道３０２を辿る。着陸ウェイポイント３０８では、航空機１００は、航空機１００が地表２０２と接触する着陸地点３１２まで並行移動経路３１０を辿る。所定の着陸軌道３０２を辿る間に、障害物検出システム１２０は周期的に障害物をスキャンする。この例示的シナリオでは障害物は検出されていないので、航空機１００は所定の着陸軌道３０２を維持する。

【0036】

実施例では、所定の着陸軌道３０２を形成することは、図２を参照して上述した所定の離陸軌道２１０の形成と同じようにして形成され得る。特に、所定の着陸軌道は、一定又はほぼ一定のレートで減速するように形成することができる。

【0037】

図４Ａは、例示的一実装態様による、別の離陸状況４００にある航空機１００の側面図である。特に、図４Ａは、航空機１００が障害物４０２を検出する例示的シナリオを示している。本実施例では、航空機１００は、離陸地点４０４から地表２０２を出発する。航空機１００は所定のホバリング地点４０８まで並行移動経路４０６を辿る。本実施例では、航空機１００は、所定のホバリング地点４０８における障害物をスキャンし、図では樹木として表されている障害物４０２を検出する。障害物４０２は地点４１２及び４１４によって規定される第１の軌道４１０と交差し、したがって、離陸ウェイポイントと対応するホバリング地点を変更するべきであることが決定される。

【0038】

離陸ウェイポイントを変更するために、航空機１００は、一連の公称ホバリング地点及び配向を、そのようなホバリング地点及び／又は配向が障害物を回避するとみなされるまで反復し、それらのいずれかが障害物を回避するかどうかを決定することができる。例えば、これには、所定の増分（例えば、５度の増分）で、所定の範囲の配向（例えば第１の軌道４１０のいずれかの側へ１５度）内で回転することが含まれる。この状況では、所定の離陸軌道（例えば、第１の軌道４１０）は、障害物を回避する公称配向と一致するように軌道を回転及び／又は並行移動させずに維持され得る。このようにして、いずれの飛行経路が考慮及び／又は選択されるかを制限する離陸軌道生成への強行アプローチ。実施例では、これには、航空機１００を物理的に回転及び並行移動させること、及び航空機１００を回転及び並行移動させながら、各公称地点において環境をスキャンすることが含まれる。他の実施例では、このような回転及び／又は並行移動は、障害物検出システム１２０によって得られたセンサデータを実際に使用して実施することができる。

【0039】

本実施例では、航空機１００は、所定のホバリング地点４０８における一連の公称配向を通して回転するが、公称配向のいずれもが障害物４０２を回避しない。このプロセスは、地点４２０及び４２２によって規定される公称軌道４１８に従い第２のホバリング地点４１６において、更に地点４２８及び４３０によって規定される第２の軌道４２６に従い第３のホバリング地点４２４において、繰り返される。本実施例では、第３のホバリング地点４２４において、及び航空機１００の公称配向で、障害物を回避する離陸ウェイポイントが決定される。したがって、航空機１００は、ホバリング地点４２４から第２の軌道４２６を辿る。

【0040】

図４Ｂは、例示的一実装態様による、別の離陸状況４００にある航空機１００の上面図である。特に、図４Ｂは、障害物４０２の回避を可能にする離陸ウェイポイントを決定するために、航空機１００がどのように公称配向を通して回転するかを表している。図４Ｂに示されるように、本実施例では、地点４１２及び４１４によって規定される第１の軌道４１０と、地点４２０及び４２２によって規定される公称軌道４１８とは、航空機１００を障害物４０２と交差させる。しかしながら、地点４２８及び４３０によって規定される第２の軌道４２６に対応するホバリング地点４２４は交差せず、したがって離陸のための離陸ウェイポイントとして選択される。

【0041】

障害物が航空機１００を遮らないと決定することには、航空機１００の現在位置と障害物４０２の検出位置とを比較することと、候補となる離陸ウェイポイント（例えば、ホバリング地点４２４）、候補となる離陸ウェイポイントで始まる飛行経路（例えば、第２の軌道４２６に対応する飛行経路）、及び航空機のサイズに関連付けられるクリアランスゾーンによって規定されるエリア４３２内部に含まれる障害物の部分は実質的にないと決定することとを含む。例えば、航空機１００の回転翼は２５メートルであり、クリアランスゾーンは更なるクリアランス（例えば５メートル）を含む。このように、離陸ウェイポイントを選択することは、航空機１００のクリアランスゾーンに従って決定することができる。

【0042】

図５は、例示的一実装態様による、別の着陸状況５００にある航空機１００を示している。特に、図５は、着陸への強行アプローチを使用する航空機１００を示す。図５に示されるように、航空機１００は、地点５１６、５１８、及び５２０によって規定される所定の軌道５１４上で開始し、着陸ウェイポイントに対応するホバリング地点５１０で終了する。しかしながら、降下の間に、航空機１００は、所定の軌道５１４を遮る障害物４０２を検出する。着陸状況５００において、航空機１００は、飛行経路選択プロトコルを使用して、異なる軌道を生成及び選択することができる。特に、着陸状況５００に対応するプロトコルは、最初に強行アプローチを使用すること、及び強行アプローチが満足のゆく軌道を提供できない場合に、次いでＲＲＴアプローチを使用することを含む。このプロトコルの他の実施例では、強行アプローチ又はＲＲＴを同時に使用してそれらを比較し、どちらがより望ましいかを決定することができる。例えば、航空機１００を浮揚状態に保つことに関連付けられる更なる制約（例えば速度及びノーズ角）内で、各予測軌道に対応する地点を、低線形ジャークと低回転ジャークを優先するように重み付けされるコスト関数に入力することができる。他の実施例では、それぞれの軌道の各々は、訓練済みの機械学習モデルを使用して評価されてもよい。

【0043】

定性的に、障害物の上を通過する時には強行アプローチの方が通常ＲＲＴより性能が高く、障害物の周囲を通過する時にはＲＲＴアプローチの方が強行アプローチより性能が高い。したがって、実施例の目的のために、着陸シナリオ５００では、地点５０４、５０６、及び５０８によって規定される着陸軌道５０２が生成及び選択される。このように、実施例では、航空機１００、及び更に詳細にはコンピューティング装置１０２は、障害物検出システム１２０を使用して、障害物が現状航空機１００の底部より下にあると決定し、これに応じて新規の軌道を生成するために（例えば、軌道を一時的に平坦にするために）強行アプローチを選択することができる。反対に、コンピューティング装置１０２は、障害物検出システム１２０を使用して、障害物が現状航空機１００の前部の正面にあると決定し、これに応じて新規の軌道を生成するために（例えば一次的に軌道を側方に移動させる）ＲＲＴアプローチを選択することができる。着陸状況用のプロトコルを操作する他の実施例が可能である。

【0044】

図６は、例示的一実装態様による、別の着陸状況６００にある航空機１００を示している。特に、図６は、障害物４０２を側方に回避する航空機１００の上面図を示している。本実施例では、ホバリング地点６１６に続く地点６２０、６２２、６２４、６２６、６２８、及び６３０によって規定される所定の軌道６１８は、障害物４０２と交差する。本実施例では、障害物４０２は航空機１００の真正面にあり（即ち、航空機１００の底部の下でなく）、そのためＲＲＴアプローチに従う側方への移動が適切であると決定される。特に、ＲＲＴアプローチは、地点６０４、６０６、６０、６１０、６１２、及び６１４によって規定され、ホバリング地点６１６で終了する着陸軌道６０２を生成する。着陸軌道プロトコルに従って強行アプローチに優先してＲＲＴアプローチを選択することは、図５を参照して上述したように実行することができる。

【0045】

図７は、例示的一実装態様による、航空機１００をナビゲートするための離陸飛行経路を生成する方法７００のフロー図である。図７に示される方法７００は、図１Ａに示される航空機１００、又は図１Ａを参照して記載されたコンピューティング装置１０２等の航空機１００の構成要素に使用され得る方法の一実施例を提示している。更に、装置又はシステムは、図７に提示される論理的機能を実施するように使用又は構成され得る。場合によっては、装置及び／又はシステムの構成要素は機能を実施するように構成され、それらはそのような実施を可能にするように（ハードウエハ及び／又はソフトウエアを用いて）実際に構成及び構築される。他の実施例では、特定の方式で操作される時などには、装置及び／又はシステムの構成要素は、この機能の実施に適合するように、同実施が可能であるように、又は同実施に適するように、構成され得る。方法７００は、ブロック７０２～２０４のうちの一又は複数により図解されているように、一又は複数の操作、機能、又は動作を含み得る。これらブロックは、順番に示されているが、平行して実行されてもよく、及び／又はここに記載されている順序とは異なる順序で実行されてもよい。更に、種々のブロックは、所望の実装態様に基づいて、組み合わせてブロックの数を減らしたり、分割してブロックを追加したり、省いたりすることができる。

【0046】

ここに開示されるこのプロセス及び方法、並びに他のプロセス及び方法について、フロー図は本実施例の可能な一実装態様の機能性及び操作を示していることを理解されたい。これに関して、各ブロック又は各ブロックの一部分は、プロセスにおいて特定の論理的機能又はステップを実装するためのプロセッサによって実行可能な一又は複数の命令を含む、プログラムコードのモジュール、セグメント、又は一部分を表し得る。プログラムコードは、例えば、ディスクドライブ又はハードドライブを含む記憶デバイスといった、任意のタイプのコンピュータ可読媒体又はデータ記憶装置に記憶されてよい。更に、プログラムコードは、機械可読形式でコンピュータ可読記憶媒体に、又は他の非一過性媒体若しくは製造品に符号化することができる。コンピュータ可読媒体は、例えば、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなデータを短期間記憶するコンピュータ可読媒体などの、非一過性のコンピュータ可読媒体又はメモリを含み得る。コンピュータ可読媒体は、例えば、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、光学又は磁気ディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）のような二次的又は永続的な長期的記憶装置などの、非一過性媒体も更に含み得る。コンピュータ可読媒体は、任意の他の揮発性又は非揮発性のストレージシステムであってもよい。コンピュータ可読媒体は、例えば、有形のコンピュータ可読記憶媒体と考えることができる。

【0047】

加えて、図７の各ブロック又は各ブロックの一部分、及びここに開示される他のプロセス及び方法における各ブロック又は各ブロックの一部分は、プロセス内で特定の論理的機能を実施するために、有線の回路を表している。本開示の実施例の範囲内には代替的な実装態様が含まれ、これら実施例においては、当業者であれば理解するように、関連する機能性に応じて、図示又は説明される順序とは異なる順序（ほぼ同時または逆順を含む）で、機能が実行され得る。

【0048】

ブロック７０２では、この方法７００は、航空機の第１の軌道４１０の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点４０８に航空機１００を空中停止させることを含む。これは、図４Ａ及び４Ｂの例示と、対応する記載に従って実施することができる。

【0049】

ブロック７０４では、方法７００は、航空機１００に付属する一又は複数のセンサにより、第１の軌道４１０の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンすることを含む。例えば、第１の飛行経路の一部分をスキャンすることは、例えば、図１Ａを参照して上述したように、障害物検出システム１２０によって実施することができる。

【0050】

ブロック７０６では、方法７００は、一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物４０２が、第１の軌道４１０の第１の飛行経路を遮っていると決定することを含み、ここで第１の飛行経路は第１の離陸ウェイポイントで始まっている。障害物４０２が第１の飛行経路を遮っていると決定することは、航空機１００の現在位置と障害物４０２の検出位置とを比較すること、及び障害物４０２の少なくとも一部分が、航空機のサイズに関連付けられるクリアランスゾーン１００に対応するエリア４３２内部に含まれると決定することを含み得る。

【0051】

ブロック７０８では、方法７００は、障害物４０２が第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、（ｉ）センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイントで始まるように第１の飛行経路を割り当てることを含む、第１の軌道４１０の第２の離陸ウェイポイントを決定することと、（ｉｉ）第２の離陸ウェイポイントと整列するように第１の飛行経路を並行移動させること及び障害物４０２が第１の飛行経路を遮ることを回避するように第１の飛行経路を回転させることにより、第２の離陸ウェイポイントに従って第１の軌道の第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道４２６の第２の飛行経路を形成することとを含む。これは、図４Ａ及び４Ｂの例示と、対応する記載に従って実施することができる。例えば、第２の軌道４２６は、第２の離陸ウェイポイントから離陸するために第１の軌道４１０を回転及び／又は並行移動させることにより第１の軌道４１０の第１の飛行経路を変更することに対応し得る。上記のように、これには、それ以外の場合に、離陸の安定性及び快適性を守るために航空機１００の離陸のための所定の軌道を維持することが含まれ得る。

【0052】

ブロック７１０では、方法７００は、航空機１００に、第２の離陸ウェイポイント４２６から第２の軌道４２６の第２の飛行経路を辿らせることを含む。これは、図４Ａ及び４Ｂの例示と、対応する記載に従って実施することができる。

【0053】

図８は、例示的一実装態様による、図７に示される方法７００に使用される別の方法のフロー図である。特に、図８は、ブロック７０８に従って実施されるブロック７１２及び７１４を示している。ブロック７１２では、方法７００は、センサデータを使用して、（ｉ）候補となる第２の離陸ウェイポイント（例えば、図４Ｂに示されるホバリング地点４２４に対応するウェイポイント）、（ｉｉ）候補となる第２の離陸ウェイポイントで始まる飛行経路（例えば、図４Ｂに示される第２の軌道４２６に対応する飛行経路）、及び（ｉｉｉ）航空機のサイズに関連付けられるクリアランスゾーン（例えば、図４Ｂを参照して上述したエリア４３２）によって規定されるエリア内部に含まれる障害物４０２の部分が実質的にないと決定することを含む。例えば、これは、図４Ｂを参照して例示及び記載されるように実施することができる。ブロック７１４では、方法７００は、そのエリア内部に含まれる障害物４０２の部分が実質的にないと決定することに基づいて、第２の離陸ウェイポイントとして候補となる第２の離陸ウェイポイントを選択することを含む。例えば、これは、図４Ｂを参照して例示及び記載されるように実施することができる。

【0054】

図９は、例示的一実装態様による、図７に示される方法７００に使用される別の方法のフロー図である。特に、図９は、第２の軌道４２６が第１の飛行経路選択プロトコルに従って決定される離陸軌道である一実施例を示している。この文脈において、ブロック７１６では、方法７００は、航空機１００に、第２の離陸ウェイポイントから第２の軌道の第２の飛行経路を辿らせた後で、第２の軌道４２６の第２の飛行経路の終端で巡航ウェイポイントに到達させることを含む。例えば、巡航ウェイポイントは、図１Ｂに示されるように、巡航飛行状況の開始の合図となり得る。ブロック７１８では、方法７００は、巡航ウェイポイントにおいて、第１の飛行経路選択プロトコルとは異なる第２の飛行経路選択プロトコルに従って、巡航軌道のための飛行経路を選択することを更に含む。例えば、図１Ｂに示されるように、これには、巡航状況において軌道を生成及び選択するために強行アプローチからＲＲＴアプローチに切り替えることが含まれる。

【0055】

図１０は、例示的一実装態様による、図５及び図９に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。特に、図１０はブロック７２０を示す。ブロック７２０は、ブロック７１６に従って実施される。ブロック７１６では、方法７００は、所定のホバリング地点４０８、飛行経路、及び航空機のサイズに関連付けられるクリアランスゾーンを含む一組の制約内で利用可能な一組の飛行経路から選択することを含む。例えば、これは、図４Ｂ及びそれに対応する記載に従って実施され得る。

【0056】

図１１は、例示的一実装態様による、図７及び図９に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。特に、図１１はブロック７２２を示す。ブロック７２２は、ブロック７１８に従って実施される。ブロック７１８では、方法７００は、ＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）を使用して、巡航軌道のための飛行経路を生成及び選択することを含む。これは、例えば、図１Ｂ、５及び６を参照して上述したように実施することができる。

【0057】

図１２は、例示的一実装態様による、図７及び図９に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。特に、図１２はブロック７２４及び７２６を示す。ブロック７２４では、方法７００は、降下ウェイポイントに到達するまで、巡航軌道のための飛行経路を辿ることを含む。例えば、降下ウェイポイントは、着陸地点へのアプローチの合図となり得る。ブロック７２６では、方法７００は、降下ウェイポイントにおいて、第１の飛行経路選択プロトコル及び第２の飛行経路選択プロトコルとは異なる第３の飛行経路選択プロトコに従って、降下軌道のための飛行経路を選択することを含む。例えば、第３の飛行経路選択プロトコルは、着陸状況内で強行アプローチ及びＲＲＴアプローチの一方又は両方を使用することに対応し得る。これは、図５及び６と、それに対応する記載に従って実施することができる。

【0058】

図１３は、例示的一実装態様による、図７、図９、及び図１２に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。特に、図１３はブロック７２８を示す。ブロック７２８は、ブロック７２６に従って実施される。ブロック７２８では、方法７００は、一組の制約内で利用可能な一組の飛行経路から最初の降下経路を選択すること、及びＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）を使用して、障害物４０２が最初の降下経路内で検出される時に最初の降下経路を変更することを含む。例えば、強行アプローチは、図５に示されるように、障害物４０２が航空機１００の下方にある場合に実施することができ、ＲＲＴアプローチは、図６に示されるように、障害物４０２が航空機１００の真正面にあり、強行アプローチが障害物の周り又は上に経路を生成しない場合に実施することができる。実施例では、強行アプローチは降下中いつでも使用することができるが、強行アプローチが飛行経路を生成しない場合は、飛行経路生成はＲＲＴに切り替えることができる。他の実施例では、ＲＲＴは降下中障害物に遭遇した時にいつでも使用することができ、強行アプローチはそれ以外の場合に使用される。

【0059】

図１４は、例示的一実装態様による、図７に示される方法７００に使用される別の方法のフロー図である。特に、図１４はブロック７３０及び７３２を示す。ブロック７３０及び７３２は、第２の軌道４２６が、一組の制約内で利用可能な一組の飛行経路から選択することを含む第１の飛行経路選択プロトコルに従って決定された離陸軌道であるシナリオにおいて実施することができる。ブロック７３０では、方法７００は、航空機１００に、第２の離陸ウェイポイントから第２の軌道４２６の第２の飛行経路を辿らせた後で、トリガイベントを検出することを含む。例えば、トリガイベントは、他の可能性の中でも、閾値高度（例えば、地面からの高度（ＡＧＬ）６０メートル又は航空機の最大楕円体高（ＨＡＥ））に到達すること、航空機１００の軌道が水平になっていることを検出すること（例えば、航空機１００と地表２０２との配向の角度差が５％未満であると決定すること）、又は巡航ウェイポイントに到達することであり得る。ブロック７３２では、方法７００は、トリガイベントを検出することに応じて、ＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）を使用して後続の飛行経路を生成及び選択することを含む第２の飛行経路選択プロトコルに移行することを更に含む。例えば、これは、図１Ｂを参照して上述したように、航空機１００の巡航状況において実施され得る。

【0060】

図１５は、例示的一実装態様による、図７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。特に、図１５は、ブロック７３４、７３６、７３８、及び７４０を示す。ブロック７３４では、方法７００は、第１の軌道４１０を決定することを含む。ブロック７３６、７３８、及び７４０は、ブロック７３４に従って実施される。ブロック７３６では、方法７００は、複数の航空機の離陸の間に取られた複数の過去の軌道を示す情報を受け取ることを含む。例えば、この情報は、メモリ１０６、航空機１００のデータベース、又は遠隔データ記憶部に記憶させることができる。ブロック７３８では、方法７００は、複数の過去の軌道に共通の特徴を決定することを更に含む。例えば、これには、各軌道を正規化すること、軌道を規定するために使用される各地点の標準偏差を決定すること、及び低い標準偏差（例えば、２％未満）を有する地点の平均値を使用することが含まれ得る。低い標準偏差を有するこれら地点は、共通の特徴と考えることができる。これら特徴を抽出する他の方法が可能である。ブロック７４０では、方法７００は、共通の特徴に基づいて第１の軌道４１０を生成することを含む。例えば、これには、低い標準偏差を有する地点の平均値を決定すること、及びこれらを使用して第１の軌道４１０を規定することが含まれる。

【0061】

図１６は、例示的な一実装態様による、図７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。特に、図１６はブロック７４２－７４８を示す。ブロック７４２－７４８は、障害物４０２が第１の軌道４１０の第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて実施される。ブロック７４２では、方法７００は、航空機１００に、第２の離陸ウェイポイントに対応する第２のホバリング地点（例えば図４Ａ及び４Ｂに示される第３のホバリング地点４２４）で空中停止させることを含む。ブロック７４４では、方法７００は、航空機１００の環境を２回目にスキャンすることを含む。例えば、これは、障害物検出システム１２０によって実施され得る。ブロック７４６では、方法７００は、第２の離陸ウェイポイントからの第２の軌道４２６の第２の飛行経路を遮る障害物がないと決定することを含む。ブロック７４８は、ブロック７１０に従って実施される。ブロック７４８では、方法７００は、第２の離陸ウェイポイントからの第２の軌道４２６の第２の飛行経路を遮る障害物がないと決定することに応じて、航空機１００に、第２の離陸ウェイポイントから第２の軌道４２６の第２の飛行経路を辿らせることを含む。例えば、これは、図４Ａ及び４Ｂを参照して記載されたように実施することができる。

【0062】

図１７は、例示的一実装態様による、図７に示される方法７００に使用される別の方法のフロー図である。特に図１７はブロック７５０を示す。ブロック７５０は、ブロック７０８に従って実施される。ブロック７５０では、方法７００は、一組の公称配向のうちのいずれかの公称配向が障害物４０２を回避するかどうかを決定するために、所定のホバリング地点で一組の公称配向を通して第１の飛行経路を回転させることを含む。例えば、これは、図４Ａ及び４Ｂを参照して上述されたように実施することができる。

【0063】

図１８は、一実装態様による、図７及び１７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。特に図１８はブロック７５２を示す。ブロック７５０は、ブロック７０８に従って実施される。ブロック７５０では、方法７００は、障害物４０２を回避する公称配向に到達するまで、所定のホバリング地点で一組の公称配向を通して第１の飛行経路を回転させることを含む。図４Ｂに示される所定のホバリング地点４０８はこのシナリオを示していないが、実施例では、航空機１００は、所定のホバリング地点で回転し、公称配向のうちの一つが障害物４０２を回避すると決定することができる。

【0064】

図１９は、例示的一実装態様による、図７及び１７に示される方法に使用される別の方法のフロー図である。特に、図１９は、ブロック７５４、７５６、及び７５８を示す。ブロック７５４、７５６、及び７５８は、ブロック７０８に従って実施される。ブロック７５４では、方法７００は、一組の公称配向のなかで障害物４０２を回避する公称配向がないと決定することを含む。例えば、これは、図４Ａの第１のホバリング地点４０８を参照して図示及び記載されるように実施することができる。ブロック７５６では、方法は、公称ホバリング地点への第１の飛行経路を並行移動させることを含む。例えば、これは、図４Ａの第３のホバリング地点４２４を参照して図示及び記載されるように実施することができる。ブロック７５８では、方法７００は、障害物４０２を回避する公称配向に到達するまで、公称ホバリング地点で第２の組の公称配向を通して第１の飛行経路を回転させることを含む。実施例では、所定のホバリング地点及び所定の配向の一方又は両方を変更することは、公称ホバリング地点と一致する所定のホバリング地点を変更することと、障害物４０２を回避する公称配向と一致する所定の配向を変更することとを含む。

【0065】

方法７００の更なる実装態様において、ブロック７０８に従って、第２の離陸ウェイポイントを決定することは、障害物４０２を回避する、候補となる複数の第２の離陸ウェイポイントを決定することを含む。例えば、航空機１００は、障害物４０２を回避する複数の公称配向及び公称ホバリング地点を決定することができる。これら実施例では、機能は、ユーザインターフェース１１０により、障害物４０２を回避する候補となる複数の第２の離陸ウェイポイントの各々に対応する選択可能なオプションを提供することを更に含み得る。機能は、ユーザインターフェース１１０により、選択された候補となる第２の離陸ウェイポイントの表示を受け取ることを更に含み、ここで第２の離陸ウェイポイントは、選択された候補となる第２の離陸ウェイポイントに対応する。このような実施例では、コンピューティング装置１０２は、選択された候補となる第２の離陸ウェイポイントを第２の離陸ウェイポイントとして割り当てることができる。このようにして、ユーザは、離陸又は着陸プロセスの特定の態様をトリガすることができる。コンピューティング装置１０２は、例えば、機械学習モデルを訓練する目的でこのようなユーザ入力を使用することができる。

【0066】

方法７００の更なる実装形体では、システムは、航空機１００及び地上管制システム（図示しない）を含む。このような実施例では、ブロック７０８に従って、第２の離陸ウェイポイントを決定することは、地上管制システムから、航空機１００の離陸のために許容可能な高さ（例えば、１０－２５メートル）及び配向（例えば実質的に東又は実質的に南東）の範囲を受け取ることを含む。機能は、第２の離陸ウェイポイントが許容可能な高さ及び配向の範囲に含まれると決定することを含む。このような実施例では、第２の離陸ウェイポイントを選択することは、第２の離陸ウェイポイントが許容可能な高さ及び配向の範囲に含まれると決定することに応じて実施される。このようにして、航空機１００及び関連方法は、着陸及び離陸を管理する様々な規制、基準、又は規則を有する様々な着陸位置で自律的に実施することができる。

【0067】

ここに記載されるシステムと方法は、航空機の自律的な離陸及び着陸を可能にする機能性を提供する。状況に応じて複数の利用可能なプロトコルから選択することにより、これら機能を確実に且つ快適に実施することが可能となる。更に、実施例では、軌道の生成及び選択のためにシステムに掛かる計算の制約を低減するプロトコルが使用される。更なる実施例では、所定の軌道は、一貫した離陸及び着陸手順を保証するために実行可能な範囲に維持される。このように、上記のシステムと方法は、航空機の乗員のために、ロバストで一貫性のある快適な経験を提供する。

【0068】

ここで使用される「実質的に」、「同様に」、及び「約」という用語は、言及される特徴、パラメータ、又は値が正確に実現される必要はないが、例えば、許容範囲、測定誤差、測定精度限界、及び当業者に既知の他の要因を含む偏差又は変動が、特徴によってもたらされる影響を排除しない大きさで起こりうることを意味する。

【0069】

ここに開示されるシステム、装置、及び方法の種々の実施例は、多様な構成要素、特徴及び機能を含む。ここに開示されるシステム、装置、及び方法の種々の実施例は、ここに開示されるシステム、装置、及び方法の他の実施例のうちのいずれかの構成要素、特徴及び機能のいずれかを、任意の組み合わせにおいて、又は任意の部分的組み合わせにおいて含むことができ、このような可能性のすべては本開示の範囲に含まれることが意図されていることを理解されたい。

【0070】

更に、本開示は、以下の条項による実施形態を含む。

【0071】

条項１．航空機（１００）をナビゲートするための飛行経路を生成する方法であって、
（７０２）航空機（１００）を、航空機（１００）の第１の軌道（４１０）の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点（４０８）で空中停止させること、
（７０４）航空機（１００）に付属する一又は複数のセンサによって、第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンすること、
（７０６）一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物（４０２）が、第１の離陸ウェイポイントで始まる第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路を遮っていると決定すること、
（７０８）障害物（４０２）が第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、
（ｉ）センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイント（４２４）で始まるように第１の飛行経路を割り当てることを含む、第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定すること、及び
（ｉｉ）第２の離陸ウェイポイント（４２４）と整列するように飛行経路を並行移動させること及び障害物（４０２）が飛行経路を遮ることを回避するように飛行経路を回転させることによって、第２の離陸ウェイポイント（４２４）に従って第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を生成すること、並びに
（７１０）航空機（１００）に、第２の離陸ウェイポイント（４２４）から第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を辿らせること
を含む方法。

【0072】

条項２．（７０８）第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
（７１２）センサデータを使用して、（ｉ）候補となる第２の離陸ウェイポイント、（ｉｉ）候補となる第２の離陸ウェイポイントで始まる飛行経路、及び（ｉｉｉ）航空機（１００）のサイズに関連付けられるクリアランスゾーンによって規定されるエリア（４３２）に含まれる障害物（４０２）の部分が実質的にないと決定すること、並びに
（７１４）エリア（４３２）内に含まれる障害物（４０２）の部分が実質的にないと決定することに基づいて、第２の離陸ウェイポイント（４２４）として候補となる第２の離陸ウェイポイントを選択すること
を含む、条項１の方法。

【0073】

条項３．第２の軌道（４２６）が、第１の飛行経路選択プロトコルに従って決定された離陸軌道であり、方法が、
（７１６）航空機（１００）に、第２の離陸ウェイポイント（４２４）から第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を辿らせた後で、第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路の終端で巡航ウェイポイントに到達させること、及び
（７１８）巡航ウェイポイントにおいて、第１の飛行経路選択プロトコルとは異なる第２の飛行経路選択プロトコルに従って巡航軌道のための飛行経路を選択すること
を更に含む、条項１又は２の方法。

【0074】

条項４．第１の飛行経路選択プロトコルが、（７２０）所定のホバリング地点（４０８）、第１の飛行経路、及び航空機のサイズに関連付けられるクリアランスゾーンを含む一組の制約内で利用可能な一組の飛行経路から選択することを含む、条項３の方法。

【0075】

条項５．第２の飛行経路選択プロトコルが、（７２２）ＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）を使用して巡航軌道のための飛行経路を生成及び選択することを含む、条項３又は４の方法。

【0076】

条項６．
（７２４）降下ウェイポイントに到達するまで巡航軌道のための飛行経路を辿ること、及び
（７２６）降下ウェイポイントにおいて、第１の飛行経路選択プロトコル及び第２の飛行経路選択プロトコルとは異なる第３の飛行経路選択プロトコルに従って降下軌道のための飛行経路を選択すること
を更に含む、条項３－５のいずれか一つの方法。

【0077】

条項７．第３の飛行経路選択プロトコルが、（７２８）一組の制約内で利用可能な一組の飛行経路から最初の降下経路を選択すること、及障害物（４０２）が最初の降下経路内に検出される時に、びＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）を使用して最初の降下経路を変更することを含む、条項６の方法。

【0078】

条項８．第２の軌道が、一組の制約内で利用可能な一組の飛行経路を選択することを含む第１の飛行経路選択プロトコルに従って決定される離陸軌道（４２６）であり、方法が、
（７３０）航空機（１００）に第２の離陸ウェイポイント（４２４）から第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を辿らせた後で、トリガイベントを検出すること、及び
（７３２）トリガイベントを検出することに応じて、ＲＲＴ（Ｒａｐｉｄｌｙ Ｅｘｐａｎｄｉｎｇ Ｒａｎｄｏｍ Ｔｒｅｅ）を使用して後続の飛行経路を生成及び選択することを含む第２の飛行経路選択プロトコルへと移行すること
を更に含む、条項１又は２の方法。

【0079】

条項９．（７３４）第１の軌道（４１０）を決定することを更に含み、（７３４）第１の軌道（４１０）を決定することが、
（７３６）複数の航空機の離陸の間に取られた複数の過去の軌道を示す情報を受け取ること、
（７３８）複数の過去の軌道に共通の特徴を決定すること、及び
（７４０）共通の特徴に基づいて第１の軌道（４１０）を生成すること
を含む、条項１－８のいずれか一つの方法。

【0080】

条項１０．障害物（４０２）が第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、
（７４２）航空機を、第２の離陸ウェイポイント（４２４）に対応する第２のホバリング地点で空中停止させること、
（７４４）航空機の環境を２回目にスキャンすること、及び
（７４６）第２の離陸ウェイポイント（４２４）からの第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を遮っている障害物がないと決定すること
を更に含み、
（７１０）航空機に、第２の離陸ウェイポイント（４２４）から第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を辿らせることが、（７４８）第２の離陸ウェイポイント（４２４）からの第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を遮っている障害物がないと決定することに応じて、航空機に、第２の離陸ウェイポイント（４２４）から第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を辿らせることを含む、
条項１－９のいずれか一つの方法。

【0081】

条項１１．（７０８）第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、（７５０）一組の公称配向のうちのいずれかの公称配向が障害物（４０２）を回避するかどうかを決定するために、所定のホバリング地点（４０８）で一組の公称配向を通して第１の飛行経路を回転させることを含む、条項１－１０のいずれか一つの方法。

【0082】

条項１２．（７０８）第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
（７５２）障害物（４０２）を回避する公称配向に到達するまで、所定のホバリング地点（４０８）で一組の公称配向を通して第１の飛行経路を回転させること
を更に含む、条項１１の方法。

【0083】

条項１３．（７０８）第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
（７５４）一組の公称配向の中に障害物（４０２）を回避する公称配向がないと決定すること、
（７５６）第１の飛行経路を公称ホバリング地点へと並行移動させること、及び
（７５８）障害物（４０２）を回避する公称配向に到達するまで、公称ホバリング地点で第２の組の公称配向を通して第１の飛行経路を回転させること
を更に含む、条項１１の方法。

【0084】

条項１４．航空機（１００）をナビゲートするための飛行経路を生成するためのシステムであって、
一又は複数のセンサと、
プロセッサ（１０４）及びプロセッサ（１０４）により実行可能な命令（１０８）を記憶するメモリ（１０６）を有するコンピューティング装置（１０２）と
を含む航空機（１００）を含み、前記命令が、
航空機（１００）を、航空機（１００）の第１の軌道（４１０）の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点（４０８）で空中停止させ、
航空機（１００）に付属する一又は複数のセンサによって、第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンさせ、
一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物（４０２）が、第１の離陸ウェイポイントで始まる第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路を遮っていると決定させ、
障害物（４０２）が第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、
（ｉ）センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイント（４２４）で始まるように第１の飛行経路を割り当てることを含む、第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定すること、及び
（ｉｉ）第２の離陸ウェイポイント（４２４）と整列するように第１の飛行経路を並行移動させること及び障害物（４０２）が第１の飛行経路を遮ることを回避するように第１の飛行経路を回転させることによって、第２の離陸ウェイポイント（４２４）に従って第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を生成すること
を行わせ、且つ
航空機（１００）に、第２の離陸ウェイポイント（４２４）から第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を辿らせる、
システム。

【0085】

条項１５．一又は複数のセンサが光検知測距（ＬＩＤＡＲ）装置（１２２）を含み、センサデータが、ＬＩＤＡＲ装置（１２２）によって検出される三次元（３Ｄ）点群のデータを含む、条項１４のシステム。

【0086】

条項１６．ユーザインターフェース（１１０）を更に含み、第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
障害物（４０２）を回避する候補となる複数の第２の離陸ウェイポイントを決定すること、
ユーザインターフェース（１１０）によって、障害物（４０２）を回避する候補となる複数の第２の離陸ウェイポイントの各々に対応する選択可能なオプションを提供すること、及び
ユーザインターフェース（１１０）によって、第２の離陸ウェイポイント（４２４）に対応する、選択された候補となる第２の離陸ウェイポイントの表示を受け取ること
を含む、条項１４又は１５のシステム。

【0087】

条項１７．地上管制システムを更に含み、第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定することが、
地上管制システムから、航空機（１００）の離陸のための許容可能な高さ及び配向の範囲を受け取ること、及び
第２の離陸ウェイポイント（４２４）が許容可能な高さ及び配向の範囲内に含まれると決定すること
を含む、条項１４－１６のいずれか一つのシステム。

【0088】

条項１８．命令を記憶する非一過性のコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、コンピューティング装置（１０２）の一又は複数のプロセッサによって実行されると、コンピューティング装置（１０２）に、
航空機（１００）を、航空機（１００）の第１の軌道（４１０）の第１の離陸ウェイポイントに対応する所定のホバリング地点（４０８）で空中停止させること、
航空機（１００）に付属する一又は複数のセンサによって、第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路の少なくとも一部分をスキャンすること、
一又は複数のセンサにより得られるセンサデータを使用して、障害物（４０２）が、第１の離陸ウェイポイントで始まる第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路を遮っていると決定すること、
障害物（４０２）が第１の飛行経路を遮っていると決定することに応じて、
（ｉ）センサデータを使用して、第２の離陸ウェイポイント（４２４）で始まるように第１の飛行経路を割り当てることを含む、第２の離陸ウェイポイント（４２４）を決定すること、及び
（ｉｉ）第２の離陸ウェイポイント（４２４）と整列するように第１の飛行経路を並行移動させること及び障害物（４０２）が第１の飛行経路を遮ることを回避するように第１の飛行経路を回転させることによって、第２の離陸ウェイポイント（４２４）に従って第１の軌道（４１０）の第１の飛行経路を変更し、それにより第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を生成すること、並びに
航空機（１００）に、第２の離陸ウェイポイント（４２４）から第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を辿らせること
を含む機能を実施させる、非一過性のコンピュータ可読媒体。

【0089】

条項１９．第２の軌道（４２６）が、第１の飛行経路選択プロトコルに従って決定された離陸軌道であり、機能が、
航空機（１００）に、第２の離陸ウェイポイント（４２４）から第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路を辿らせた後で、第２の軌道（４２６）の第２の飛行経路の終端で巡航ウェイポイントに到達させること、及び
巡航ウェイポイントにおいて、第１の飛行経路選択プロトコルとは異なる第２の飛行経路選択プロトコルに従って巡航軌道のための飛行経路を選択すること
を更に含む、条項１８の非一過性のコンピュータ可読媒体。

【0090】

条項２０．機能が、
降下ウェイポイントに到達するまで巡航軌道のための飛行経路を辿ること、及び
降下ウェイポイントにおいて、第１の飛行経路選択プロトコル及び第２の飛行経路選択プロトコルとは異なる第３の飛行経路選択プロトコルに従って降下軌道のための飛行経路を選択すること
を更に含む、条項１８又は１９の非一過性のコンピュータ可読媒体。

【0091】

種々の有利な構成の記載は、例示及び説明を目的として提示されており、完全であることを意図しておらず、又は開示された形態の実施例に限定されない。当業者には、多くの修正例及び変形例が自明であろう。更に、種々の有利な実施例は、他の有利な実施例と比べて異なる利点を説明し得る。選択された一又は複数の実施例は、それら実施例の原理、実践的応用を最もよく説明するため、及び他の当業者が、想定される特定の用途に適した様々な修正例と共に、様々な実施例の開示内容を理解することを可能にするために、選ばれ、説明されている。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】