特許 7668214 車両データ転送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-04-16

(45)【発行日】2025-04-24

(54)【発明の名称】車両データ転送システム

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/114 20130101AFI20250417BHJP

   A63G 7/00 20060101ALI20250417BHJP

【ＦＩ】

H04B10/114

A63G7/00

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2021531820

(86)(22)【出願日】2019-12-03

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-27

(86)【国際出願番号】 US2019064247

(87)【国際公開番号】W WO2020117812

(87)【国際公開日】2020-06-11

【審査請求日】2022-12-02

(31)【優先権主張番号】62/776,013

(32)【優先日】2018-12-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/597,426

(32)【優先日】2019-10-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】511077292

【氏名又は名称】ユニバーサル シティ スタジオズ リミテッド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100196612

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 慎也

(72)【発明者】

【氏名】グリーン トレイシー

(72)【発明者】

【氏名】フィッツパトリック ショーン

【審査官】後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０３６７９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２４３３３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７７８５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ １０／１１４

Ａ６３Ｇ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは車両に関連する電子データを表し、
前記機械可読媒体は、前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータのうちの１つとして、前記ＦＳＯ伝送に適用すべき複数の減衰フィルタのうちの特定の１つ又は２つ以上を識別すること、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、機械可読媒体。

【請求項2】

前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータのうちの１つとして、伝送源電力レベルを識別すること、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、請求項１に記載の機械可読媒体。

【請求項3】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは電子データを表し、
前記機械可読媒体は、前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記位置情報として前記短距離ＦＳＯ送信機と前記ＦＳＯ受信機との間の距離を識別することと、
前記短距離ＦＳＯ送信機と前記ＦＳＯ受信機との間の距離に基づいて前記１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含み、
前記機械可読媒体は、前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータのうちの１つとして、前記ＦＳＯ伝送に適用すべき複数の減衰フィルタのうちの特定の１つ又は２つ以上を識別すること、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、機械可読媒体。

【請求項4】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは電子データを表し、
前記機械可読媒体は、前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記位置情報として、前記ＦＳＯ受信機の向きを識別することと、
前記ＦＳＯ受信機の向きに基づいて前記１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、機械可読媒体。

【請求項5】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは電子データを表し、
前記機械可読媒体は、前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記ＦＳＯ受信機が取り付けられた車両から、前記車両の向きを受け取ることと、
前記車両の向きに基づいて前記ＦＳＯ受信機の向きを識別することと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、機械可読媒体。

【請求項6】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは電子データを表し、
前記機械可読媒体は、前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記ＦＳＯ受信機が取り付けられた車両の向きを識別することと、
前記車両の向きに基づいて前記ＦＳＯ受信機の向きを識別することと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、機械可読媒体。

【請求項7】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは電子データを表し、
前記機械可読媒体は、前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記ＦＳＯ受信機が取り付けられた車両の向きを受け取ることと、
前記車両の向きに基づいて前記ＦＳＯ受信機の向きを識別することと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、機械可読媒体。

【請求項8】

前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
複数の利用可能なＦＳＯ受信機のうちの、前記ＦＳＯ伝送を提供するためのターゲットとすべき、前記ＦＳＯ受信機を含む特定のＦＳＯ受信機のインジケーションを受け取ることと、
前記インジケーションに基づいて前記ＦＳＯ受信機を選択することと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、請求項７に記載の機械可読媒体。

【請求項9】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは電子データを表し、
前記電子データは車両に提供され、
前記車両は、娯楽用乗り物の乗り物車両を含み、
前記電子データは、
前記乗り物車両の基本輸送システムから独立した前記乗り物車両の客室内の動きを作動させるためのコマンドデータ、
前記乗り物車両からの照明、オーディオ、ビデオ若しくは同様のものの提示を容易にするためのコマンドデータ、若しくは、
双方向的特徴の提供を容易にするためのコマンドデータ、又は、
これらのいずれかの組み合わせ、
を含む、機械可読媒体。

【請求項10】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは電子データを表し、
前記電子データは車両に提供され、
前記車両は自動車を含み、
前記電子データは、
前記自動車へのファームウェアアップデート、若しくは、
前記自動車への全地球測位システムマップアップデート、又は、
これらのいずれかの組み合わせ、
を含む、機械可読媒体。

【請求項11】

機械可読命令を含む有形の非一時的機械可読媒体であって、前記機械可読命令は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を識別することと、
前記位置情報に基づいて、前記ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータを識別することと、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータを使用して前記ＦＳＯ受信機に対して直接ＦＳＯ伝送を行うことと、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせ、前記ＦＳＯ伝送は、見通し線に沿って前記ＦＳＯ受信機に送信される光ビームを含み、前記光ビームは電子データを表し、
前記電子データは車両に提供され、
前記電子データは、
前記車両の動作を調整するためのコマンドデータ、
前記車両の輸送機能を調整するためのコマンドデータ、又は、
これらのいずれかの組み合わせ、
を含む、機械可読媒体。

【請求項12】

前記１又は２以上のプロセッサによって実行されたときに、
前記１又は２以上の動的伝送パラメータのうちの１つとして、前記ＦＳＯ伝送に適用すべき特定のビームステアリングを識別すること、
を前記短距離ＦＳＯ送信機に行わせる命令を含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の機械可読媒体。

【請求項13】

動的短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機であって、
前記動的短距離ＦＳＯ送信機とターゲットＦＳＯ受信機との間の距離範囲を識別するように構成された範囲検出回路と、
前記距離範囲に基づいて１又は２以上の伝送パラメータを調整するように構成された伝送調整回路と、
前記ターゲットＦＳＯ受信機に送信すべき車両に関連するデータを識別し、
前記１又は２以上の伝送パラメータに従って、前記車両に関連するデータを表すＦＳＯ伝送を生成して見通し線に沿って前記ターゲットＦＳＯ受信機に直接送信する、
ように構成された伝送生成回路と、
を含み、前記ＦＳＯ伝送は、電子データを表す光ビームを含み、
前記伝送調整回路は、前記ＦＳＯ伝送が前記データの品質表示を提供するのに十分な強度でありながら前記ターゲットＦＳＯ受信機を飽和させないように、前記距離範囲に基づいて減衰フィルタを選択して前記伝送生成回路に適用するように構成された減衰フィルタ調整回路を含む、
動的短距離ＦＳＯ送信機。

【請求項14】

前記伝送調整回路は、前記ＦＳＯ伝送が前記データの品質表示を提供するのに十分な強度でありながら前記ターゲットＦＳＯ受信機を飽和させないように、前記伝送生成回路に供給される電力の量を前記距離範囲に基づいて調整するように構成された電力調整回路を含む、
請求項１３に記載の動的短距離ＦＳＯ送信機。

【請求項15】

動的短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機であって、
前記動的短距離ＦＳＯ送信機とターゲットＦＳＯ受信機との間の距離範囲を識別するように構成された範囲検出回路と、
前記距離範囲に基づいて１又は２以上の伝送パラメータを調整するように構成された伝送調整回路と、
前記ターゲットＦＳＯ受信機に送信すべきデータを識別し、
前記１又は２以上の伝送パラメータに従って、前記データを表すＦＳＯ伝送を生成して見通し線に沿って前記ターゲットＦＳＯ受信機に直接送信する、
ように構成された伝送生成回路と、
を含み、前記ＦＳＯ伝送は、電子データを表す光ビームを含み、
前記伝送調整回路は、前記ＦＳＯ伝送の向きを調整するように構成されたビームステアリング回路を含む、
動的短距離ＦＳＯ送信機。

【請求項16】

前記ビームステアリング回路は、前記向きをもたらす複数のＦＳＯ伝送源のうちの１つ又は２つ以上を選択するように構成される、
請求項１５に記載の動的短距離ＦＳＯ送信機。

【請求項17】

動的短距離ＦＳＯ受信機であって、
それぞれが異なる方向に向けられて短距離ＦＳＯ送信機からの自由空間光（ＦＳＯ）伝送を複数の向きから見通し線に沿って直接受け取ることを可能にする複数のセンサであって、前記ＦＳＯ伝送は、車両に関連する電子データを表す光ビームを含む、複数のセンサと、
制御システムであって、
前記制御システムは、前記短距離ＦＳＯ送信機から前記データを含む前記ＦＳＯ伝送を受け取るように構成され、前記ＦＳＯ伝送は前記動的短距離ＦＳＯ受信機に関連する位置情報に基づき、
前記制御システムは、前記ＦＳＯ伝送によって表されるデータを識別して、前記動的短距離ＦＳＯ受信機に通信的に結合される有形の非一時的機械可読媒体に記憶するように構成される、
制御システムと、
を含む、動的短距離ＦＳＯ受信機。

【請求項18】

前記複数のセンサは、ベースによって支持された統合受信装置に形成される、請求項１７に記載の動的短距離ＦＳＯ受信機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１８年１２月６日に出願された「車両データ転送システム（ＶＥＨＩＣＬＥ ＤＡＴＡ ＴＲＡＮＳＦＥＲ ＳＹＳＴＥＭ）」という名称の米国仮特許出願第６２／７７６，０１３号の利益を主張するものであり、この文献はその全体が全ての目的で引用により本明細書に組み入れられる。

【0002】

本開示は、一般にデータ転送に関し、具体的には、動的短距離自由空間光伝送システムを介して車両への高帯域幅短距離データ伝送を提供するシステムに関する。

【背景技術】

【0003】

一般に、車両は、人々及び／又は品物を輸送するために使用される物体である。車両がますます高機能になるにつれ、ますます増える車両の機能を支援するために複雑なデータ依存性が存在し得るようになる。例えば、１つのタイプの車両は、車線変更又は与えられた目的地までの完全自動運転などのいくつかの運転機能を自己統制できる自律／部分的自律走行車とすることができる。理解できるように、自律機能はデータに大きく依存し、その動作を容易にするために最新の運転規則及び／又は道路状況の提供に依拠することができる。

【0004】

別の例では、遊園地スタイルの乗り物が、例えば軌道によって定められた乗り物経路に沿って乗客を運ぶ乗り物車両(ride vehicles)を含むことができる。乗り物車両は、乗り物のコース全体を通じて、乗り物車両の基本輸送システム(underlying transport system)から独立した乗り物車両の客室(cabin)内の動きを作動させることなどの様々な効果を実行する任務を負うことができる。さらに、乗り物車両は、照明、オーディオ又はビデオなどの提示をトリガする任務を負うこともでき、及び／又は電子ゲームなどの相互作用機能を提供することなどの他の動作の任務を負うこともできる。理解できるように、これらの乗り物車両の機能は、乗り物車両に提供される電子データに大きく依拠することができる。

【0005】

残念ながら、車両のデータ依存機能が増加するにつれ、車両が依存するデータの量も増加し得るようになる。さらに、これらの車両にデータを提供するための従来の機構は多大な手間と時間を必要とする。例えば、配線接続（例えば、ユニバーサルシリアスバス（ＵＳＢ）又はその他の物理的接続）及び／又は機械可読媒体（ＵＳＢドライブ、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）など）に依拠するシステムでは、データ転送に複雑なロボットの介入及び／又は人間の介入が必要となる場合があり、このことが極めて厄介となり得る。さらに、短距離を介してデータを送信するために使用される従来の無線技術（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなど）は、車両の増加するデータ負荷要件にとって十分な帯域幅に欠けていることがある。

【発明の概要】

【0006】

以下、当初の特許請求の範囲の主題と同一範囲のいくつかの実施形態を要約する。これらの実施形態は、特許請求する主題の範囲を限定するものではなく、むしろ本主題の可能な形態の概要を示すものにすぎない。実際には、本主題は、以下に示す実施形態と類似し得る又は異なり得る様々な形態を含むことができる。

【0007】

乗り物車両への高帯域幅短距離データ伝送を容易にするために、動的短距離自由空間光(free-space optical)（ＦＳＯ）通信システムを提供する。動的短距離(dynamic short range)ＦＳＯ通信システムは、短距離範囲（例えば、０～５０メートル）内に存在する動的に移動するターゲットにおいて使用されるように特別に設計される。動的短距離ＦＳＯ通信システムは、特別に設計された送信機及び／又は受信機を使用して高帯域幅通信を容易にしながら、多少予測し難い車両の動きに役立つことができる複数の見通し線整列オプション(line of sight alignment options)を可能にすることができる。

【0008】

ある実施形態では、有形の非一時的機械可読媒体が機械可読命令を含み、この機械可読命令が、短距離自由空間光（ＦＳＯ）送信機の１又は２以上のプロセッサによって実行された時に、ＦＳＯ受信機に関連する位置情報を短距離ＦＳＯ送信機に識別させる。送信機は、位置データに基づいて、ＦＳＯ受信機の位置に適用可能な１又は２以上の動的伝送パラメータ(dynamic transmission parameters)を識別し、実装された１又は２以上の動的伝送パラメータを使用してＦＳＯ伝送(FSO transmission)を行うことができる。

【0009】

別の実施形態では、動的短距離自由範囲光（ＦＳＯ）送信機が、短距離ＦＳＯ送信機とターゲットＦＳＯ受信機との間の距離範囲を識別する範囲検出回路を含む。送信機の伝送調整回路が、距離範囲に基づいて１又は２以上の伝送パラメータを調整する。伝送生成回路が、ターゲットＦＳＯ受信機に送信すべきデータを識別し、１又は２以上の伝送パラメータに従って、データを表すＦＳＯ伝送を生成して送信する。

【0010】

さらに別の実施形態では、動的短距離ＦＳＯ受信機が、それぞれが異なる方向に向けられて(oriented)短距離ＦＳＯ送信機からの自由空間光（ＦＳＯ）伝送を複数の向き(orientation)から受け取ることを可能にする複数のセンサを含む。受信機は、短距離ＦＳＯ送信機からのＦＳＯ伝送を受け取り、ＦＳＯ伝送によって表されるデータを識別して、記動的短距離ＦＳＯ受信機に通信可能に結合された有形の非一時的機械可読媒体に記憶する制御システムをさらに含む。

【0011】

全体を通じて同じ部分を同じ符号によって示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、本開示のこれらの及びその他の特徴、態様及び利点がより良く理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の実施形態による、自由空間光（ＦＳＯ）受信機の様々な位置に基づいて様々な伝送を行っている動的短距離ＦＳＯシステムを示す概略図である。

【図2】本開示の実施形態による、図１の短距離ＦＳＯシステムを使用する乗り物システムの概略図である。

【図3A】本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯデータ伝送に役立つ短距離ＦＳＯ受信機構成を示す概略図である。

【図3B】本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯデータ伝送に役立つ短距離ＦＳＯ受信機構成を示す概略図である。

【図4】本開示の実施形態による、短距離ＦＳＯシステムを使用する自動車システムを示す概略図である。

【図5】本開示の実施形態による、図４の自動車のうちの１つのヘッドユニットの概略図である。

【図6】本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯ送信機を介した動的データ伝送プロセスを示すフローチャートである。

【図7】本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯ送信機の動的電力調整プロセスを示すフローチャートである。

【図8】本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯ送信機の動的減衰プロセスを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の１又は２以上の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、本明細書では実施の特徴を全て説明していない場合もある。あらゆる工学又は設計プロジェクトにおいて見られるようなあらゆるこのような実施の開発においては、実施によって異なり得るシステム関連及びビジネス関連の制約の順守などの開発者の個別の目的を達成するために、数多くの実施固有の決定を行わなければならないと理解されたい。さらに、このような開発努力は複雑かつ時間の掛かるものとなり得るが、本開示の恩恵を受ける当業者にとっては設計、製作及び製造という日常的な取り組みであると理解されたい。

【0014】

以下の説明は、一般に乗り物車両を確保して収容できるキャリッジの動きを駆動する複数の閉ループ又は開ループ滑車システムを含むことができる遊園地スタイルの乗り物の文脈で行うが、本明細書に開示する実施形態は、このような娯楽の文脈に限定されるものではないと理解されたい。実際に、このような娯楽用途における実施例及び説明の提供は、実際の実装及び用途の例を提供することによって説明を容易にするためのものである。従って、本明細書に開示する実施形態は、いくつかの例を挙げれば、輸送システム（例えば、列車システム、建物及び床面接続システム）、エレベータシステム、及び／又はその他の工業用、商業用及び／又はレクレーション用人間輸送システムなどの他の用途においても役立つことができると理解されたい。

【0015】

上記の内容を念頭に置き、本実施形態は、短距離自由空間光（ＦＳＯ）通信を介して車両に電子データを送信するシステム及び方法を含む。本明細書では、開示する実施形態のいくつかの特徴のみを図示し説明するが、当業者には多くの修正及び変更が思い浮かぶであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本開示の実際の趣旨に該当する全てのこのような修正及び変更を含むものであると理解されたい。

【0016】

最初に動的短距離ＦＳＯシステムのコンポーネントの概観を参照すると、図１は、本開示の実施形態による、自由空間光（ＦＳＯ）受信機の様々な位置に基づいて様々な伝送を行っている動的短距離ＦＳＯシステム１００を示す概略図である。動的短距離ＦＳＯシステム１００は、システム１００の受信機１０４に見通し線を介して光を提供することによってデータを送信する送信機１０２を含む。図示のように、受信機１０４は（例えば、位置１０６から位置１０８に）動的に位置を変更することができる。例えば、図示のように、受信機１０４は、送信機１０２から相対的に短い距離の位置１０６から相対的に長い距離の位置１０８に移動する。

【0017】

短距離ＦＳＯ伝送では、伝送距離が重要な要因である。受信機１０４は、送信機１０２に近すぎると、光を電子データ伝送として解釈不能にする光の過飽和を受けることがある。これとは逆に、受信機１０４は、送信機１０２から遠すぎると、光を電子データ伝送として解釈できるほど十分な光を受け取らないことがある。従って、送信機１０２は、内包する範囲検出回路１１０及び伝送調整回路１１２を使用してこれらの問題を緩和することができる。

【0018】

範囲検出回路１１０は、電子データ伝送からのターゲット（例えば、受信機１０４）の範囲を検出することができる。例えば、範囲検出回路１１０は、送信機１０２の伝送システム１１４（例えば、発光体）と受信機１０４との間の距離及び／又は位置の変化を検出するカメラ及び／又はその他の回路を含むことができる。例えば、範囲検出回路１１０は、受信機１０４が存在する位置１０６及び／又は位置１０８を検出することができる。伝送システム１１４からの範囲及び／又は位置偏差を計算して、伝送調整回路１１２での使用のために提供することができる。伝送調整回路１１２は、範囲検出回路１１０によって識別された決定範囲に基づいて、伝送システム１１４によって提供された伝送の特性を調整することができる。例えば、特性は、伝送システム１１４への電力供給、伝送システム１１４から出力される光の大きさ、放射光の光ビーム位置などを含むことができる。この実施形態では、位置１０８における受信機１０８の方が位置１０６よりも相対的に離れた距離に存在する。従って、位置１０８では受信機１０８が離れた距離に存在するため、伝送システム１１４がさらなる強度の光を提供することができる。いくつかの実施形態では、伝送システム１１４に入力される電力量を増加させることによってこれを行うことができる。他の実施形態では、伝送システム１１４に供給される電力から独立して光強度を制御することができる。

【0019】

これに加えて及び／又はこれに代えて、伝送ビーム位置を動的に変更することもできる。例えば、この実施形態では、受信機１０４が位置１０８に存在する場合、この位置は位置１０４の北側である。伝送システム１１４は、受信機１０４の位置に基づいて伝送ビーム１１６を向けることができる。従って、受信機は、受信機１０４が位置１０８に存在する時には光ビーム１１６を北に向けることができる。これとは逆に、伝送システムは、受信機１０４が位置１０６に存在する時には伝送ビームを南に向けることができる。伝送特性は、伝送中に調整することができる。すなわち、伝送ビーム１１６の提供中に受信機１０４が移動した場合、伝送調整回路１１２は、受信機１０４の移動中に伝送ビーム１１６を動的に調整することができる。

【0020】

次に具体的な実施形態を参照すると、図２は、本開示の実施形態による、図１の短距離ＦＳＯシステム１００を使用する乗り物システム２００の概略図である。図示のように、動的短距離ＦＳＯ送信機１０２が構造物２０２に取り付けられる。送信機１０２は、ＦＳＯ通信を介して乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂに乗り物車両データを送信する任務を負う。乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂの各々は、乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂの移動を容易にする輸送システム２０６を含む。乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂは、乗り物中に乗り物参加者(ride participate)が収容される客室２０８も含む。いくつかの実施形態では、客室２０８が、イベントのトリガ時に客室効果作動装置２１０を介して客室の動きなどの乗り物特徴を提供することができる。例えば、地震の乗り物特徴時には、客室効果作動装置２１０が客室を振動又は移動させることができる。客室効果作動装置２１０のプログラミング（例えば、条件）は、送信機１０２からビーム伝送１１６を介して送信データを受け取る動的短距離ＦＳＯ受信機１０４によって受け取ることができる。例えば、客室効果作動装置２１０をプログラムするために使用されるデータは、受信機１０４に光ビーム伝送１１６を提供することによって送信機１０２から乗り物車両２０６Ａ及び２０６Ｂに提供することができる。受信機１０４は、ビーム伝送１１６を受け取り、ビーム伝送１１６によって表される電子データを決定することができる。電子データは、乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂの制御システム２１４に記憶して、制御システム２１４が電子データを自己インストールすることを可能にすることができる。自己インストールされた電子データは、客室を動かすことなどの客室効果作動装置２１０の特徴を作動させるための特定の条件を定めることができる。いくつかの実施形態では、送信機１０２が、客室効果作動装置２１０に基づいて実行される特定の乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂ及び／又は客室２０８の動きを認識することができる。このような実施形態では、送信機が、これらの既知の変化に基づいて伝送特性を調整することができる。例えば、送信機１０２は、一定期間に客室２０８が５度左に傾斜することによって、対応する受信機１０４の動きが生じる可能性があると認識することができる。従って、送信機１０２は、客室の動きについての事前知識に基づいて、客室２０８の動きを考慮するように積極的にビームステアリング(beam steering)を行うことができる。

【0021】

乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂには、他のデータを提供することもできる。いくつかの実施形態では、乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂ内に双方向的特徴２１２（例えば、ビデオゲーム機／ディスプレイ）が配置される。双方向的特徴２１２のプログラミングは、送信機１０２が提供することもできる。例えば、双方向的特徴２１２がビデオゲーム機／ディスプレイである場合には、送信機１０２を介してビデオゲームデータ及び／又はビデオゲームコード自体を乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂに提供することができる。

【0022】

ＦＳＯ通信は高帯域幅（例えば、１～１０ギガビット／秒）であるため、乗り物車両データの伝送は、従来の無線通信技術を介して比較的迅速に完了することができる。しかしながら、上述したように、ＦＳＯ通信は送信機１０２と受信機１０４との間の整列した見通し線経路に依拠するので、送信機は、本明細書で説明したように乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂの様々な位置を考慮するように伝送を調整することができる。送信機１０２は、伝送を調整することによって、乗り物車両の位置の分散（例えば、位置１０６対位置１０８）にもかかわらず良質なＦＳＯ伝送を促すことができる。

【0023】

図３Ａに、本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯデータ伝送に役立つ短距離ＦＳＯ受信機１０４の第１の構成３００を示す。受信機１０４は、図２の乗り物車両２０４Ａ及び２０４Ｂなどの車両に取り付けることができる。図３Ａの実施形態では、個々のセンサ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ及び３０２Ｅがソフトウェア制御システム３０４にそれぞれ通信可能に結合される。センサ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ、３０２Ｄ及び３０２Ｅの各々は、その時々に動的に向きを変化させることができる車両に役立つことができる様々な異なる向きで送信機１０２が受信機１０４に接触することを可能にする異なる向きを含む。センサ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ及び３０２Ｄは、送信機１０２からセンサ３０２Ａ、３０２Ｂ、３０２Ｃ及び３０２Ｄへの十分な伝送ビーム１１６の接触を提供する角度で向けられる。センサ３０２Ｅは、送信機１０２が受信機１０４の頭上にある時に使用されるように向けられる。受信機１０４では、あらゆる数のセンサを使用することができる。例えば、伝送範囲内に存在している間に限られた数の向き（例えば、前向き、横向き、上向き、又は後向き方向）にあると予想される車両では、これよりも少ない数のセンサを使用することができる。このようなシナリオでは、送信機１０２からの伝送を受け取る可能性が高いセンサのみが受信機１０４内に存在することができ、他のセンサは構成３００から除外することができる。

【0024】

図３Ｂには、本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯデータ伝送に役立つ短距離ＦＳＯ受信機１０４の第２の構成３５０を示す。この実施形態では、センサ３５２Ａ、３５２Ｂ、３５２Ｃ、３５２Ｄ及び３５２Ｅが全て結合し、共通受信機１０４の一部である。共通受信機１０４は、全ての所望の向きから送信機１０２に見える車両の部分に配置することができる。図３Ａの受信機１０４と同様に、センサ３５２Ａ、３５２Ｂ、３５２Ｃ、３５２Ｄ及び３５２Ｅの各々は、その時々に動的に向きを変化させることができる車両に役立つことができる様々な異なる向きで送信機１０２が受信機１０４に接触することを可能にする異なる向きを含む。センサ３５２Ａ、３５２Ｂ、３５２Ｃ及び３５２Ｄは、送信機１０２からセンサ３５２Ａ、３５２Ｂ、３５２Ｃ及び３５２Ｄへの十分な伝送ビーム１１６の接触を提供する角度で向けられる。センサ３５２Ｅは、送信機１０２が受信機１０４の頭上にある時に使用されるように向けられる。受信機１０４では、あらゆる数のセンサを使用することができる。例えば、伝送範囲内に存在している間に限られた数の向き（例えば、前向き、横向き、上向き、又は後向き方向）にあると予想される車両では、これよりも少ない数のセンサを使用することができる。このようなシナリオでは、送信機１０２からの伝送を受け取る可能性が高いセンサのみが受信機１０４内に存在することができ、他のセンサは構成３００から除外することができる。図３Ｂに示すように、図３Ａのセンサとは異なり、センサ３５２Ａ、３５２Ｂ、３５２Ｃ、３５２Ｄ及び３５２Ｅの各々は共通センサ装置３５４の一部である。いくつかの例では、図３Ａの実施形態で行われるように個々のセンサを配置するよりも共通センサ装置３５４を配置する方が容易な場合もある。

【0025】

上述したように、動的短距離ＦＳＯ伝送は、動的に移動するターゲットにデータを送信するために使用することができる。さらなる説明のために、図４は、本開示の実施形態による、短距離ＦＳＯ送信機４０２を使用して自動車４０４Ａ、４０４Ｂ及び４０４Ｃにデータを送信する自動車システム４００を示す概略図である。図示のように、動的短距離ＦＳＯ送信機４０２は、送信機がそれぞれの自動車４０４Ａ、４０４Ｂ及び４０４Ｃの動的短距離ＦＳＯ受信機４０８Ａ、４０８Ｂ及び４０８Ｃとの見通し線接触を有することを可能にするベース４０６上に配置される。図示のように、自動車４０４Ａは後向きであり、すなわち自動車４０４Ａは指定場所（例えば、駐車場）にバックで進入している。動的短距離ＦＳＯ送信機４０２及び／又は受信機４０８Ａの位置に起因して、送信機４０２は受信機４０８Ａとの見通し線を維持することができ、従ってデータ伝送４１０Ａを行うことができる。自動車４０４Ｂは前向きであり、すなわち指定場所（例えば、駐車場）に正面から引き込まれている。さらに、受信機４０８Ｂは、自動車４０４Ｂの前部に位置する。従って、送信機４０２は、受信機４０８Ｂに伝送データ４１０Ｂを提供することができる。図３Ａ及び図３Ｂに関して上述したように、いくつかの例では、受信機が複数のセンサを利用することができる。例えば、車両４０４Ｃは、前向きセンサ４１２及び後向きセンサ４１４を使用する受信機４０８Ｃを有する。このような例では、送信機４０２が、受信機４０８Ｃによって使用される一連のセンサから最も好適なセンサを識別することができる。例えば、最も好適なセンサは、送信機４０２に最も近いセンサ、相対的に最も広くて妨害のない表面積を有するセンサなどとすることができる。この実施形態では、２つのセンサ４１２及び４１４のうち、送信機４０２に最も近く、送信機４０２から見える表面積が最も広いという両方の理由でセンサ４１２が選択されている。従って、送信機は、受信機４０８Ｃのセンサ４１２に伝送データ４１０Ｃを提供することができる。

【0026】

送信機４０２は、伝送ビームを機械的に又は別様に調整することができる。例えば、送信機４０２内のモータがビーム源をターゲットセンサ／受信機の方に向けることができる。いくつかの実施形態では、複数のビーム源が存在することができる。複数のビーム源は、異なるように配置し、及び／又は（例えば、異なる角度で）異なるように向けることができる。送信機４０２は、複数のビーム源のうちの、ターゲットセンサ／受信機の方に向けられるビームを生成するのに最も適した１又は２以上のビーム源を選択することができる。ターゲット受信機は、車両センサ／受信機を認識する、送信機４０２の光学認識回路４１６（例えば、プロセッサ及びカメラ）によって識別することができる。これに加えて及び／又はこれに代えて、送信機４０２は、１又は２以上の車両（例えば、自動車４０８Ｃ）に通信可能に結合されて、ターゲットセンサ／受信機を選択するのに役立つ情報を１又は２以上の車両から受け取ることができるコントローラ４１８を含むこともできる。例えば、自動車４０８Ｃは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＷｉ－Ｆｉなどの無線通信技術を介してコントローラ４１８に通信可能に結合することができる。自動車４０８Ｃは、この通信可能な結合を通じて自動車４０８Ｃの位置、向きなどの情報を提供して、送信機４０２が短距離ＦＳＯ通信のためのセンサ４１２を選択することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、自動車４０８Ｃが、短距離ＦＳＯ通信のために送信機４０２がセンサ４１２をターゲットとすべきであることを識別するインジケーション(indication)を単純に送信機４０２に提供することができる。

【0027】

次に、動的短距離ＦＯＳ通信によって送信されるデータの説明に進むと、図５は、本開示の実施形態による、図４の自動車のうちの１つのヘッドユニット進行(head unit progression)５００の概略図である。上述したように、短距離ＦＳＯ通信は、多くの異なるタイプのデータを転送することができる。例えば、１つの実施形態では、車両のコンピュータシステムにソフトウェアアップデートを適用できるように、車両に車両ソフトウェアアップデート（例えば、ファームウェア、全地球測位システムマップなど）を転送することができる。ヘッドユニット進行５００の第１段階５０２には、図４の送信機４０２との間にＦＳＯリンクが確立されたことを示す通知５０４を示す。通知５０４は、ＦＳＯリンクが新たなソフトウェアのダウンロードを支援している旨のインジケーションも提供する。第２段階５０６では、ソフトウェアアップデートがダウンロードされて適用された後に、ソフトウェアがアップデートされたことを示す新たな通知５０８が提示される。

【0028】

図６は、本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯ送信機を介した動的データ伝送プロセス６００を示すフローチャートである。上述したように、ＦＯＳ受信機／センサの位置を特定する（ブロック６０２）。これは、図４に関して上述したような光学認識回路及び／又はコントローラを使用して行うことができる。例えば、光学認識回路は、カメラ及びプロセッサを使用して、ターゲットとする受信機を認識することができる。受信機は特別な識別特徴を含むことができ、これが受信機の識別を比較的容易にする。例えば、受信機は高反射性とすることができ、及び／又は光学認識回路が見分けることができる色で着色することができる。さらに、いくつかの実施形態では、コントローラが、ターゲット受信機の選択に役立つデータを提供するデータを（例えば、車両自体から）受け取ることができる。例えば、車両は、ターゲットとすべき特定の受信機／センサの位置の明確なインジケーションをコントローラに提供することができる。

【0029】

ターゲット受信機／センサが識別されると、受信機の位置に適用可能な伝送パラメータを識別する（ブロック６０４）。例えば、送信機と受信機との間の範囲によっては伝送修正(transmission alteration)が有益となり得る。上述したように、伝送ビームが強すぎる場合には、受信機が過度に強力なビームによって飽和してしまうことがある。対照的に、伝送ビームが弱すぎる場合には、受信機がビームによって表される結果的なデータを取得するためにビームを解釈するのが困難になることがある。伝送ビームを調整するには、伝送源電力調整及び／又は特定の伝送フィルタを適用することができる。これらの調整は、特定の位置／範囲に合わせて伝送ビームを校正することができる。例えば、伝送源電力(transmission source power)を抑えると、伝送ビームを低下させることができる。図７は、本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯ送信機の動的電力調整プロセス７００を示すフローチャートである。上述したように、送信機と受信機との間の範囲／距離を識別する（ブロック７０２）。識別された範囲／距離に基づいて、電力調整選択を決定する（ブロック７０４）。例えば、範囲／距離に基づいてデータテーブルにインデックスを付けることができる。データテーブル内の追加データは、対応する範囲／距離に使用すべき特定の伝送源電力設定を示すことができる。電力調整選択が決定されると、識別された電力調整を使用して伝送を行うことができる（ブロック７０６）。

【0030】

再び図６を参照すると、いくつかの実施形態では、特定された位置の受信機が伝送ビームによって飽和しないようにフィルタが伝送ビームの一部を減衰させることができる。これに加えて及び／又はこれに代えて、伝送ビームステアリングを調整して、ビームを受信機に到達するように（例えば、特定の角度で）向けることもできる。図８は、本開示の実施形態による、動的短距離ＦＳＯ送信機の動的減衰プロセス８００を示すフローチャートである。上述したように、送信機と受信機との間の範囲／距離を識別する（ブロック８０２）。識別された範囲／距離に基づいて、減衰調整選択を決定する（ブロック８０４）。例えば、範囲／距離に基づいてデータテーブルにインデックスを付けることができる。データテーブル内の追加データは、複数の利用可能なフィルタのうちの対応する範囲／距離に使用すべき特定のフィルタを示すことができる。減衰調整選択が決定されると、識別された減衰調整を使用して伝送を行うことができる（ブロック８０６）。

【0031】

伝送パラメータが識別されると、送信機は、識別されたパラメータに基づいて伝送を生成／修正することができる（ブロック６０６）。例えば、送信機は、送信機に対する受信機の位置に適した識別された大きさにソース電力を調整することができる。いくつかの実施形態では、減衰フィルタを選択し、伝送源に適用して、伝送ビームの強度を変更することができる。さらに、上述したように、複数のソースのうちの正しい向きを有する１つを選択することによって、及び／又は伝送ビーム源及び／又は伝送ビーム自体の機械的作動を介して伝送ビームステアリングを適用することができる。

【0032】

識別されたパラメータが送信機に設定されると、短距離ＦＳＯ伝送を介して送信機から受信機にデータを提供することができる（ブロック６０８）。例えば、送信機（又は他のコンポーネント）は、データを表す光ビームを生成し、この光ビームを受信機に提供することができる。

【0033】

理解できるように、本技術は、静止位置を維持しない受信機への短距離データ伝送に幅広い利益を提供する。専門的なＦＳＯ伝送システム及び／又は受信機システムを設けることにより、車両などの非定常装置に高品質かつ高帯域幅のデータ伝送を提供することができる。受信機の特性に基づいて伝送設定を調整することにより、データ伝送中に体験される伝送エラーをはるかに少なくすることができる。伝送ストリームが特定の受信機に合わせてカスタマイズされ、受信機自体が受信を容易にする。

【0034】

本明細書に示して特許請求する技術は、本技術分野を確実に改善する、従って抽象的なもの、無形のもの又は純粋に理論的なものではない実際的性質の有形物及び具体例を参照し、これらに適用される。さらに、本明細書の最後に添付するいずれかの請求項が、「．．．［機能］を［実行］する手段」又は「．．．［機能］を［実行］するステップ」として指定されている１又は２以上の要素を含む場合、このような要素は米国特許法１１２条（ｆ）に従って解釈すべきである。一方で、他のいずれかの形で指定された要素を含むあらゆる請求項については、このような要素を米国特許法１１２条（ｆ）に従って解釈すべきではない。

【符号の説明】

【0035】

１００ 動的短距離ＦＳＯシステム
１０２ 動的短距離ＦＳＯ送信機
１０４ ＦＳＯ受信機
１０６ 位置
１０８ 位置
１１０ 範囲検出回路
１１２ 伝送調整回路
１１４ 伝送システム
１１６ 伝送ビーム

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】