ホーム > 特許ランキング > ソニーグループ株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-09-18
(54)【発明の名称】無人航空機（ＵＡＶ）スウォーム制御
(51)【国際特許分類】
G08G 5/00 20060101AFI20240910BHJP
B64C 19/02 20060101ALI20240910BHJP
B64U 10/13 20230101ALI20240910BHJP
B64U 20/87 20230101ALI20240910BHJP
B64F 1/36 20240101ALI20240910BHJP
G05D 1/46 20240101ALI20240910BHJP
G05D 1/225 20240101ALI20240910BHJP
G05D 1/695 20240101ALI20240910BHJP
B64U 101/15 20230101ALN20240910BHJP
B64U 101/30 20230101ALN20240910BHJP
【ＦＩ】
G08G5/00 A
B64C19/02
B64U10/13
B64U20/87
B64F1/36
G05D1/46
G05D1/225
G05D1/695
B64U101:15
B64U101:30
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024510512
(86)(22)【出願日】2022-08-10
(85)【翻訳文提出日】2024-02-20
(86)【国際出願番号】 IB2022057479
(87)【国際公開番号】W WO2023021376
(87)【国際公開日】2023-02-23
(31)【優先権主張番号】17/407,613
(32)【優先日】2021-08-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
２．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
３．ＷＣＤＭＡ
(71)【出願人】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100092093
【弁理士】
【氏名又は名称】辻居 幸一
(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】
【識別番号】100141553
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 信彦
(72)【発明者】
【氏名】チェン ジャンフェイ マックス
(72)【発明者】
【氏名】ウィンター エドワード セオドア
(72)【発明者】
【氏名】ファウスト ブレント
【テーマコード（参考）】
5H181
5H301
【Ｆターム（参考）】
5H181AA26
5H181BB04
5H181BB05
5H181FF04
5H181FF05
5H181FF13
5H301AA06
5H301BB10
5H301CC04
5H301CC07
5H301CC10
5H301DD07
5H301DD17
5H301GG07
5H301GG09
5H301GG16
5H301KK02
5H301KK04
5H301KK08
5H301KK19
5H301QQ08
(57)【要約】
無人航空機（ＵＡＶ）スウォーム制御のための方法及びシステムを提供する。このシステムは、リーダーＵＡＶと、前記リーダーＵＡＶと通信可能に結合される複数のフォロワＵＡＶとを含む複数のＵＡＶを含む。前記システムは、地上制御局（ＧＣＳ）を更に含む。前記ＧＣＳは、前記リーダーＵＡＶのジオロケーションを決定し、前記ジオロケーションに基づいて編隊情報を決定する。前記編隊情報は、前記リーダーＵＡＶに対する各フォロワＵＡＶの相対位置を示す。前記ＧＣＳは、更に、前記リーダーＵＡＶ及び前記複数のフォロワＵＡＶの各々に、前記編隊情報を直接送信する。各フォロワＵＡＶは、前記編隊情報を受け取り、前記編隊情報に基づいて位置を調整する。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
システムであって、リーダーＵＡＶと、前記リーダーＵＡＶと通信可能に結合される複数のフォロワＵＡＶとを含む複数の無人航空機（ＵＡＶ）と、
回路を含む地上制御局（ＧＣＳ）と、
を含み、
前記回路は、
前記リーダーＵＡＶのジオロケーションを決定することと、
前記リーダーＵＡＶの前記決定されたジオロケーションに基づいて編隊情報を決定することであって、前記編隊情報は、前記リーダーＵＡＶに対する前記複数のフォロワＵＡＶの各々の相対位置を少なくとも示す、ことと、
前記リーダーＵＡＶ及び前記複数のフォロワＵＡＶの各々に、前記決定された編隊情報を直接送信することであって、前記複数のフォロワＵＡＶの各々は、
前記送信された編隊情報を受け取り、
前記受け取った編隊情報に基づいて位置を調整する、
ように更に構成される、ことと、
を行うように構成される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項2】
前記回路は、編隊要求及び前記リーダーＵＡＶの前記決定されたジオロケーションに基づいて、前記複数のフォロワＵＡＶの各々の前記編隊情報を動的に決定し、
前記リーダーＵＡＶ及び前記複数のフォロワＵＡＶの各々に、前記決定された編隊情報を送信する、
ように更に構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記編隊情報は、地理的始点、地理的終点、飛行経路に沿った前記複数のＵＡＶの１又は２以上の高度位置、前記飛行経路内の一連の中間地理的位置又は中間地点、前記複数のＵＡＶのうちの隣接するＵＡＶ間の離間距離、又は対応する中間地点における前記複数のＵＡＶの１又は２以上の速さ又は速度についての情報、のうちの少なくとも１つを更に示すことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記複数のＵＡＶのうちの前記リーダーＵＡＶは、自動車を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記回路は、所定の周波数において、前記複数のフォロワＵＡＶの各々及び前記リーダーＵＡＶに前記編隊情報を送信するように更に構成されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記回路は、前記リーダーＵＡＶから慣性計測装置（ＩＭＵ）データを受け取ることと、
前記受け取ったＩＭＵデータに基づいて前記編隊情報を決定することであって、前記決定された編隊情報は、前記リーダーＵＡＶ及び前記複数のフォロワＵＡＶの各々の方向の変化を更に示す、ことと、
を行うように更に構成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
前記複数のＵＡＶの各々は、画像取り込みデバイスを含み、前記画像取り込みデバイスは、画像又はビデオストリームを取り込み、前記取り込まれた画像又はビデオストリームを前記地上制御局（ＧＣＳ）に送信するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記回路は、前記リーダーＵＡＶから目標情報を受け取ることであって、前記目標情報は、取り込むべき目標の位置を示す、ことと、
前記受け取った目標情報に基づいて、前記編隊情報を決定することと、
前記複数のフォロワＵＡＶの各々に、前記決定された編隊情報を送信することであって、前記複数のフォロワＵＡＶの各々は、受け取った前記編隊情報において前記目標情報に基づいて、前記画像取り込みデバイスを制御するように構成される、ことと、
を行うように更に構成される、
ことを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
地上制御局（ＧＣＳ）であって、回路を含み、
前記回路は、
リーダーＵＡＶと複数のフォロワＵＡＶとを含む複数の無人航空機（ＵＡＶ）に対するユーザ要求を受け取ることと、
前記リーダーＵＡＶのジオロケーションを決定することと、
前記リーダーＵＡＶの前記決定されたジオロケーションと、前記受け取ったユーザ要求とに基づいて、編隊情報を決定することであって、前記編隊情報は、前記リーダーＵＡＶに対する前記複数のフォロワＵＡＶの各々の相対位置を少なくとも示す、ことと、
前記複数のフォロワＵＡＶの各々に、前記決定された編隊情報を直接送信することであって、前記複数のフォロワＵＡＶの各々は、更に、
前記送信された編隊情報を受け取り、
前記受け取った編隊情報に基づいて位置を調整する、
ことと、
を行うように構成される、
ことを特徴とする地上制御局（ＧＣＳ）。
【請求項10】
前記編隊情報は、地理的始点、地理的終点、飛行経路に沿った前記複数のＵＡＶの１又は２以上の高度位置、前記飛行経路内の一連の中間地理的位置又は中間地点、前記複数のＵＡＶのうちの隣接するＵＡＶ間の離間距離、又は対応する中間地点における前記複数のＵＡＶの１又は２以上の速さ又は速度についての情報、のうちの少なくとも１つを更に示すことを特徴とする、請求項９に記載の地上制御局（ＧＣＳ）。
【請求項11】
前記回路は、前記リーダーＵＡＶから慣性計測装置（ＩＭＵ）データを受け取ることと、
前記受け取ったＩＭＵデータに基づいて前記編隊情報を決定することであって、前記決定された編隊情報は、前記リーダーＵＡＶ及び前記複数のフォロワＵＡＶの各々の方向の変化を更に示す、ことと、
を行うように更に構成される、
ことを特徴とする、請求項９に記載の地上制御局（ＧＣＳ）。
【請求項12】
前記地上制御局（ＧＣＳ）は、前記リーダーＵＡＶと一体化されることを特徴とする、請求項９に記載の地上制御局（ＧＣＳ）。
【請求項13】
前記回路は、前記リーダーＵＡＶから目標情報を受け取ることであって、前記目標情報は、取り込むべき目標の位置を示す、ことと、
前記受け取った目標情報に基づいて、前記編隊情報を決定することと、
前記複数のフォロワＵＡＶの各々に、前記決定された編隊情報を送信することであって、前記複数のフォロワＵＡＶの各々は、受け取った前記編隊情報において前記目標情報に基づいて、画像取り込みデバイスを制御するように構成される、ことと、
を行うように更に構成される、
ことを特徴とする、請求項９に記載の地上制御局（ＧＣＳ）。
【請求項14】
方法であって、地上制御局（ＧＣＳ）において、
リーダーＵＡＶと複数のフォロワＵＡＶとを含む複数の無人航空機（ＵＡＶ）に対するユーザ要求を受け取るステップと、
前記リーダーＵＡＶのジオロケーションを決定するステップと、
前記リーダーＵＡＶの前記決定されたジオロケーションと、前記受け取ったユーザ要求とに基づいて、編隊情報を決定するステップであって、前記編隊情報は、前記リーダーＵＡＶに対する前記複数のフォロワＵＡＶの各々の相対位置を少なくとも示す、ステップと、
前記複数のフォロワＵＡＶの各々に、前記決定された編隊情報を直接送信するステップであって、前記複数のフォロワＵＡＶの各々は、更に、
前記送信された編隊情報を受け取り、
前記受け取った編隊情報に基づいて位置を調整する、
ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項15】
前記編隊情報は、地理的始点、地理的終点、飛行経路に沿った前記複数のＵＡＶの１又は２以上の高度位置、前記飛行経路内の一連の中間地理的位置又は中間地点、前記複数のＵＡＶのうちの隣接するＵＡＶ間の離間距離、又は対応する中間地点における前記複数のＵＡＶの１又は２以上の速さ又は速度についての情報、のうちの少なくとも１つを更に示すことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記リーダーＵＡＶから慣性計測装置（ＩＭＵ）データを受け取るステップと、前記受け取ったＩＭＵデータに基づいて前記編隊情報を決定するステップであって、前記決定された編隊情報は、前記リーダーＵＡＶ及び前記複数のフォロワＵＡＶの各々の方向の変化を更に示す、ステップと、
を更に含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
【請求項17】
電子デバイスであって、回路を含み、
前記回路は、
取り込むべき目標の位置を示す目標情報を決定することであって、前記目標の前記位置は、前記電子デバイスの位置からオフセット距離のところにある、ことと、
複数のフォロワ無人航空機（ＵＡＶ）の編隊情報を決定することであって、前記編隊情報は、前記電子デバイスに対する前記複数のフォロワＵＡＶの各々の相対位置を少なくとも示す、ことと、
前記複数のフォロワＵＡＶの各々に、前記決定された編隊情報及び前記目標情報を直接送信することであって、前記複数のフォロワＵＡＶの各々は、更に、
前記送信された編隊情報及び前記目標情報を受け取り、
前記受け取った編隊情報及び前記目標情報に基づいて位置を調整する、
ことと、
を行うように構成される、
ことを特徴とする電子デバイス。
【請求項18】
前記複数のフォロワＵＡＶの各々は、画像取り込みデバイスを含み、前記画像取り込みデバイスの視野（ＦＯＶ）は、前記受け取られた目標情報に基づいて制御されることを特徴とする、請求項１７に記載の電子デバイス。
【請求項19】
前記電子デバイスは、ウェアラブルデバイスを含むことを特徴とする、請求項１７に記載の電子デバイス。
【請求項20】
前記電子デバイスは、自動車、ポータブル電子デバイス、又はウェアラブルデバイスに組み込まれることを特徴とする、請求項１７に記載の電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
〔関連出願への相互参照／引用による組み込み〕
本出願は、２０２１年８月２０日に米国特許庁に出願された米国特許出願第１７／４０７，６１３号の優先権の利益を主張するものである。上記出願の各々は、その全体が引用により本明細書に組み入れられる。
本出願は、２０２１年８月２０日に米国特許庁に出願された米国特許出願第１７／４０７，６１３号の優先権の利益を主張するものである。上記出願の各々は、その全体が引用により本明細書に組み入れられる。
【0002】
本開示の様々な実施形態は、無人航空機に関する。より具体的には、本開示の様々な実施形態は、無人航空機（ＵＡＶ）スウォームの制御に関する。
【背景技術】
【0003】
エレクトロニクス、推進システム及び情報技術の分野の進歩とともに、無人航空機（ＵＡＶ）は、より高性能になり、より安価になった。ＵＡＶの能力の成長及びコストの低減は、以下に限定されるわけではないが、監視、防衛、動画産業、採鉱、海港、石油・ガス、倉庫、及びその他の産業施設などの様々な産業及び応用分野でＵＡＶベースの解決策の使用及び採用をもたらしている。特定のＵＡＶベースの解決策では、複数のＵＡＶを、ＵＡＶグループ又はスウォームとして一緒に使用して、複数の位置及び／又は角度から目標の写真及び／又はビデオを取り込むことができる。ＵＡＶスウォームにおけるＵＡＶの制御のための従来の方法は、ＵＡＶのための予め定められた任務又は経路計画を含み得る技術に基づく場合がある。しかしながら、ＵＡＶの動的制御は、目標の移動と関連付けられる予測不能性に起因して、かつまたＵＡＶスウォーム内で特定の編隊を維持する必要に起因して、難題である場合がある。
【0004】
当業者には、説明したシステムと、本出願の残り部分において図面を参照しながら示す本開示のいくつかの態様とを比較することにより、従来の慣習的方法の更なる制限及び不利点が明らかになるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
少なくとも１つの図に実質的に示し、及び／又はこれらの図に関連して説明し、特許請求の範囲に更に完全に示す、無人航空機（ＵＡＶ）スウォーム制御のためのシステム及び方法を提供する。
【0006】
全体を通じて同じ要素を同じ参照符号によって示す添付図面を参照しながら本開示の以下の詳細な説明を検討することにより、本開示のこれらの及びその他の特徴及び利点を理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本開示の実施形態による、無人航空機スウォームの制御のための例示的なネットワーク環境を示す図である。
【図4】本開示の実施形態による、無人航空機スウォーム制御のための例示的な処理パイプライン動作を示すブロック図である。
【図5A】本開示の実施形態による、無人航空機スウォーム制御の例示的なシナリオを示す図である。
【図5B】本開示の実施形態による、無人航空機スウォーム制御の例示的なシナリオを示す図である。
【図5C】本開示の実施形態による、無人航空機スウォーム制御の例示的なシナリオを示す図である。
【図6A】本開示の実施形態による、電子デバイスを使用する無人航空機スウォーム制御のための例示的なシナリオを示す図である。
【図6B】本開示の実施形態による、電子デバイスを使用する無人航空機スウォーム制御のための例示的なシナリオを示す図である。
【図6C】本開示の実施形態による、電子デバイスを使用する無人航空機スウォーム制御のための例示的なシナリオを示す図である。
【図7】本開示の実施形態による、無人航空機スウォーム制御のための例示的な方法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】
【0008】
以下で説明する実装は、無人航空機（ＵＡＶ）スウォーム制御のための開示されるシステム及び方法に見出すことができる。システムは、グループ（又はスウォーム配置）を形成するように構成できる複数の無人航空機（ＵＡＶ）を含むことができる。複数のＵＡＶは、リーダーＵＡＶと、複数のフォロワＵＡＶとを含むことができる。複数のフォロワＵＡＶは、リーダーＵＡＶと通信可能に結合されることができる。システムは、リーダーＵＡＶのジオロケーション（すなわち現在位置）を決定するように構成される回路を含むことができる地上制御局（ＧＣＳ）を更に含むことができる。ＧＣＳの回路は、リーダーＵＡＶの決定されたジオロケーションに基づいて、及び／又はＧＣＳにおいて受け取ることができる編隊に対する要求（限定するわけではないが、ユーザ要求など）に基づいて、編隊情報を決定するように更に構成することができる。ＧＣＳの回路によって決定される編隊情報は、リーダーＵＡＶに対する複数のフォロワＵＡＶの各々の相対位置を少なくとも示すことができる。ＧＣＳは、リーダーＵＡＶ及び複数のフォロワＵＡＶの各々に、決定された編隊情報を直接送信するように更に構成することができる。複数のフォロワＵＡＶの各々は、ＧＣＳから送信された編隊情報を受け取り、受け取った編隊情報に基づいて、対応するフォロワＵＡＶの位置を調整するように更に構成することができる。ある実施形態では、ＧＣＳは、リーダーＵＡＶと一体化されることができる。
【0009】
別の実施形態では、以下で説明する実装は、無人航空機（ＵＡＶ）スウォーム制御のための電子デバイスに見出すことができる。電子デバイスは、リーダーＵＡＶ又はＧＣＳの１又は２以上の機能を含むリーダーデバイス（例えば、以下に限定されるわけではないが、コントローラ、コンピュータデバイス、地上局コントローラ、又はウェアラブルデバイス）として働くことができる。電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶによって取り込むべき目標の位置を示すことができる目標情報を決定するように構成することができる。目標は、複数のフォロワＵＡＶのうちの１又は２以上と一体化される画像取り込みデバイス（例えばカメラ）によって取り込まれるべき生物又は無生物とすることができる。目標の位置は、電子デバイスの位置からオフセット距離のところにあるとすることができる。電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶの編隊情報を決定するように更に構成することができる。決定された編隊情報は、電子デバイスに対する又は取り込むべき目標に対する複数のフォロワＵＡＶの各々の相対位置を少なくとも示すことができる。電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶのうちの各フォロワＵＡＶに、決定された編隊情報及び目標情報を直接送信するように更に構成することができる。複数のフォロワＵＡＶのうちの各フォロワＵＡＶは、送信された編隊情報及び目標情報を受け取ることができ、更に、受け取った編隊情報及び目標情報に基づいて、対応するフォロワＵＡＶの位置を調整して、電子デバイス又は目標の移動のいかなる変化、又は各フォロワＵＡＶに対する電子デバイス（又は目標）の距離（角度又は向き）のいかなる変化にもかかわらず、フォロワＵＡＶと電子デバイス又は目標との間の相対距離を維持することができる。
【0010】
開示されるＧＣＳ及び／又は開示される電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶ及び／又はリーダーＵＡＶとの決定された編隊情報の直接通信に基づいて、複数のフォロワＵＡＶ及び／又はリーダーＵＡＶの位置を直接制御することができる。編隊情報は、以下に限定されるわけではないが、複数のフォロワＵＡＶの各々及び／又はリーダーＵＡＶの位置を調整するための命令を含むことができる。更に、電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶに、目標情報を送信することもできる。目標情報は、取り込むべき目標の位置を示すことができ、一方、電子デバイス自体は、目標からオフセット距離のところに存在することができる。複数のフォロワＵＡＶの移動（又は角度又は向き）は、複数のＵＡＶの設定された編隊を維持しながら（すなわち、複雑なコンピュータビジョン技術を必要とせずに）、編隊情報及び／又は目標情報を使用して、リーダーＵＡＶ及び／又は目標のいずれかの移動に基づいて、自動的に制御することができる。複数のフォロワＵＡＶの移動の自動制御は、複数のフォロワＵＡＶの各々の個別の手動制御の必要をなくすことができる。これにより、複数のＵＡＶの制御と関連付けられるコスト及び手動労力を更に低減することができる。自動制御は、複数のフォロワＵＡＶがリーダーＵＡＶに対して所望の編隊を維持できること、及び／又は動いている場合がある目標を正確に取り込むことを確実にすることもできる。自動制御は、相互、リーダーＵＡＶ、及び目標に対する複数のフォロワＵＡＶの正確かつ動的な位置決めに起因して、各フォロワＵＡＶによって取り込まれる画像／ビデオの品質を向上させることもできる。
【0011】
図１は、本開示の実施形態による、無人航空機スウォームの制御のための例示的なネットワーク環境を示す図である。図１を参照すると、システム１００を含むネットワーク環境が示されている。システム１００は、地上制御局（ＧＣＳ）１０２と、リーダー無人航空機（ＵＡＶ）１０４と、複数のフォロワＵＡＶ１０６（例えば、フォロワＵＡＶ－１ １０６Ａ、フォロワＵＡＶ－２ １０６Ｂ、…、及びフォロワＵＡＶ－Ｎ １０６Ｎ）とを含むことができる。ＧＣＳ１０２は、通信ネットワーク１０８を介して、リーダー無人航空機（ＵＡＶ）１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６と通信可能に結合されることができる。ＧＣＳ１０２は、通信ネットワーク１０８を介して、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々と直接通信することができる。リーダーＵＡＶ１０４は、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々と直接に通信することができる。リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６は、グループ（又はスウォーム配置）を形成するように構成することができる。
【0012】
図１に示すＮ個の複数のフォロワＵＡＶ１０６は、一例として示すものにすぎない。複数のフォロワＵＡＶ１０６は、本開示の範囲から逸脱することなく、ＵＡＶスウォーム制御のために、２のみ又はＮよりも多いフォロワＵＡＶを含むことができる。簡潔さのために、図１には、Ｎ個のフォロワＵＡＶのみを示した。しかしながら、いくつかの実施形態では、本開示の範囲を限定することなく、Ｎよりも多いフォロワＵＡＶが存在することができる。
【0013】
ＧＣＳ１０２は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々と通信するように構成できる好適なロジック、回路、インターフェイス、及び／又はコードを含むことができる。ＧＣＳ１０２は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々と直接通信することができる。ＧＣＳ１０２は、（リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６を含む）複数のＵＡＶの制御に対するユーザ要求を受け取ることができる。ＧＣＳ１０２は、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションを決定し、決定されたジオロケーション及び／又は（ユーザ入力を含む）ユーザ要求に基づいて、編隊情報を決定することができる。編隊情報は、リーダーＵＡＶ１０４に対する複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の相対位置を少なくとも示すことができる。ＧＣＳ１０２は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６に、決定された編隊情報を送信して、（リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６を含む）複数のＵＡＶの編隊を制御することができる。ある実施形態では、ＧＣＳ１０２は、編隊制御ソフトウェア（ＦＣＳ）又は編隊情報を決定するためのアプリケーションを含むことができる。ＧＣＳ１０２の例としては、以下に限定されるわけではないが、局通信システム、通信デバイス、ＵＡＶコントローラ、ポータブルコンピュータデバイス、コントローラシステム、スマートフォン、セルラー電話、移動電話、ゲームデバイス、メインフレームマシン、分散コンピューティングシステム（例えば、エッジコンピューティングシステム）、コンピュータワークステーション、及び／又は民生用電子（ＣＥ）デバイスを挙げることができる。
【0014】
ある実施形態では、ＧＣＳ１０２は、ユーザ入力に基づいて、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６を含む複数のＵＡＶの編隊情報を決定するように構成できるサーバを含むことができる。ＧＣＳ１０２のサーバは、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々に、決定された編隊情報を送信するように構成することができる。ＧＣＳ１０２のサーバは、クラウドサーバとして実装することができ、ウェブアプリケーション、クラウドアプリケーション、ＨＴＴＰ要求、リポジトリ動作、ファイル転送などを通じて動作を実行することができる。サーバの他の例示的な実装は、以下に限定されるわけではないが、データベースサーバ、ファイルサーバ、ウェブサーバ、メディアサーバ、アプリケーションサーバ、メインフレームサーバ、又はクラウドコンピューティングサーバを含むことができる。別の実施形態では、ＧＣＳ１０２は、当業者に周知であるいくつかの技術を使用して、複数の分散クラウドベースのリソースとして実装することができる。
【0015】
システム１００の複数のＵＡＶは、リーダーＵＡＶ１０４と、複数のフォロワＵＡＶ１０６とを含むことができる。複数のＵＡＶは、リモートシステム（例えば、ＧＣＳ１０２）を通じてリモートパイロットによって制御されるか又は自律飛行が可能な無人航空機又はシステムに相当することができる好適なロジック、回路、及び／又はインターフェイスを含むことができる。通常、複数のＵＡＶは、地上ベースのコントローラと、ＵＡＶとの通信システムとを追加的に含むことができる無人航空機システム（ＵＡＳ：ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｉｒｃｒａｆｔ ｓｙｓｔｅｍ）の構成要素とすることができる。本質的に、ＵＡＶは、遠隔で制御することができるか、又はオンボードセンサ及びＧＰＳ（図示せず）及び／又は複雑な動的自動化システムに関連して、埋め込みシステムにおけるソフトウェア制御の飛行計画を通じて自律的に飛行することができる飛行ロボットとして定義することができる。ＵＡＶは、通常、日常的な作業から超危険な作業までの範囲のタスクを実行することを意図することができる。ある実施形態では、ロボットＵＡＶは、パイロットを搭載せずに、要件に基づいて異なるレベルの自律性で動作することができる。複数のＵＡＶの各々は、１又は２以上のオンボード画像取り込みデバイス（例えば、図３に示す画像取り込みデバイス３０８）を含み、異なる角度又は位置から目標の画像又はビデオを取り込むことができる。複数のＵＡＶの例としては、以下に限定されるわけではないが、ドローン、スマートプレーン、又は予めプログラムされた飛行計画及び／又は自動化システム（例えばＧＣＳ１０２）によって制御することができる他のこのような航空機を挙げることができる。フレームタイプ及びモータの数に従って、複数のＵＡＶの様々な例としては、以下に限定されるわけではないが、３つのアーム及び１つのモータを含むトリコプター、４つのアーム及び１つのモータを含むクワッドコプター、６つのアーム及び１つのモータを含むヘキサコプター、６つのアーム及び６つのモータを含むＹ６コプター、８つのアーム及び１つのモータを含むオクトコプター、及び／又は８つのアーム及び８つのモータを含むＸ８を挙げることができる。
【0016】
通信ネットワーク１０８は、ＧＣＳ１０２及び複数のＵＡＶが互いに通信できるようにする通信媒体を含むことができる。通信ネットワーク１０８は、有線接続又は無線接続又はこれらの組み合わせのうちの１つとすることができる。通信ネットワーク１０８の例としては、以下に限定されるわけではないが、インターネット、クラウドネットワーク、セルラー又はワイヤレスモバイルネットワーク（Ｌｏｎｇ－Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ及び５Ｇ Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏなど）、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ－Ｆｉ）ネットワーク、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、又はメトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）を挙げることができる。システム１００を含むネットワーク環境内の様々なデバイスは、様々な有線及び無線通信プロトコル又は有線プロトコル及び無線プロトコルの両方を含むプロトコルの組み合わせに従って、通信ネットワーク１０８に接続するように構成することができる。このような有線及び無線通信プロトコルの例としては、以下に限定されるわけではないが、伝送制御プロトコル及びインターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）、ＺｉｇＢｅｅ、ＥＤＧＥ、ＩＥＥＥ ８０２．１１、ライトフィデリティ（Ｌｉ－Ｆｉ）、８０２．１６、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｓ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ、マルチホップ通信、無線アクセスポイント（ＡＰ）、装置間通信、セルラー通信プロトコル、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（ＢＴ）通信プロトコルのうちの少なくとも１つを含むことができる。
【0017】
図１に関連する動作時に、ＧＣＳ１０２は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６を含む複数のＵＡＶに対するユーザ要求を受け取るように構成することができる。ユーザ要求は、ＧＣＳ１０２と関連付けられるユーザ又は人間によるコントローラからのユーザ入力に基づいて、受け取ることができる。ユーザ入力は、リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）として複数のＵＡＶからのＵＡＶの選択と、複数のフォロワＵＡＶ（例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６）として（すなわち、複数のＵＡＶからの）残りのＵＡＶの選択とを示すことができる。ユーザ入力は、複数のＵＡＶの所望の又は必要なタイプの編隊を更に示すことができる。ＧＣＳ１０２は、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーション（すなわち現在位置）を決定するように更に構成することができる。ＧＣＳ１０２は、リーダーＵＡＶ１０４の決定されたジオロケーション及び／又は受け取ったユーザ要求に基づいて、編隊情報を決定するように更に構成することができる。決定された編隊情報は、特定のスウォーム配置における複数のＵＡＶの編隊についての情報を示すことができる。複数のＵＡＶの編隊の特定の例については、例えば図５Ａ～図５Ｃ及び図６Ａ～図６Ｃにおいて説明する。ある実施形態では、決定された編隊情報は、リーダーＵＡＶ１０４又は目標（図６Ａ～図６Ｃに示す）に対する複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の相対位置を少なくとも示すことができる。編隊情報は、以下に限定されるわけではないが、地理的始点、地理的終点、又は飛行経路に沿った複数のＵＡＶ（又はＵＡＶグループ）の１又は２以上の高度位置などの情報を含むことができる。更に、編隊情報は、以下に限定されるわけではないが、複数のＵＡＶの飛行経路内の一連の中間地理的位置又は中間地点、複数のＵＡＶのうちの隣接するＵＡＶ間の離間距離、又は対応する中間地点における複数のＵＡＶの１又は２以上の速さ又は速度についての情報などの情報を示すこともできる。
【0018】
ＧＣＳ１０２は、ＵＡＶグループ又はスウォームにおいて、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々に、決定された編隊情報を直接送信するように更に構成することができる。システム１００の複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々は、ＧＣＳ１０２から（すなわち、リーダーＵＡＶ１０４を介さずに）送信された編隊情報を直接受け取るように更に構成することができる。各フォロワＵＡＶは、ＧＣＳ１０２から受け取った編隊情報に基づいて、リーダーＵＡＶ１０４に対する対応するＵＡＶの位置（又は角度又は向き）を調整するように更に構成することができる。
【0019】
ある実施形態では、ＧＣＳ１０２は、リーダーＵＡＶ１０４と一体化されることができる。このような場合、リーダーＵＡＶ１０４は、編隊制御ソフトウェア（ＦＣＳ）又は編隊情報を決定するためのアプリケーションを含むことができる。別の実施形態では、リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）は、以下に限定されるわけではないが、（例えば図６Ａで説明するような）自動車、及び／又は（例えば図６Ｂ及び図６Ｃで説明するような）ポータブル電子デバイス、及び／又は（例えば図６Ｃで説明するような）ウェアラブルデバイスなどの電子デバイスとすることができる。ある実施形態では、電子デバイス（すなわち、ＧＣＳ１０２及び／又はリーダーＵＡＶの１又は２以上の機能を含む）は、取り込むべき目標（すなわち生物又は無生物）の位置を示すことができる目標情報を決定するように構成することができる。目標の位置は、電子デバイスの位置からオフセット距離のところにあるとすることができる。電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶ１０６の編隊情報を決定するように構成することができる。決定された編隊情報は、電子デバイス又は目標に対する複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の相対位置を少なくとも示すことができる。電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶ１０６のうちの各フォロワＵＡＶに、決定された編隊情報及び目標情報を直接送信するように構成することができる。複数のフォロワＵＡＶ１０６のうちの各フォロワＵＡＶは、送信された編隊情報及び目標情報を受け取ることができ、更に、受け取った編隊情報及び目標情報に基づいて、対応するフォロワＵＡＶの位置を調整することができる。電子デバイスの詳細については、例えば図６Ａ～図６Ｃに更に示す。
【0020】
開示されるＧＣＳ１０２及び／又は開示される電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶ１０６及び／又はリーダーＵＡＶ１０４との決定された編隊情報の直接通信に基づいて、複数のフォロワＵＡＶ１０６及び／又はリーダーＵＡＶ１０４の位置を制御することができる。編隊情報は、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々及び／又はリーダーＵＡＶ１０４の位置（又は一体化された画像取り込みデバイスの向き又は視野）を調整するための命令を含むことができる。更に、電子デバイスは、複数のフォロワＵＡＶ１０６に、目標情報を送信することもできる。目標情報は、取り込むべき目標の位置を示すことができ、一方、電子デバイス自体は、目標（すなわち、電子デバイスに近接する目標）からオフセット距離のところに存在することができる。複数のフォロワＵＡＶ１０６の移動は、編隊情報及び／又は目標情報を使用して、リーダーＵＡＶ１０４及び／又は目標の移動に基づいて、自動的に制御することができる。リーダーＵＡＶ１０４及び／又は目標の最近の位置又は移動に基づく編隊情報及び／又は目標情報の動的計算は、複数のフォロワＵＡＶ１０６の動的制御を提供して、所望のスウォーム配置を形成する（又はそれに修正する）ことができる。複数のフォロワＵＡＶ１０６の移動の自動及び動的制御は、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の個別の手動制御の必要をなくすことができる。これにより、複数のＵＡＶの制御と関連付けられるコスト及び労力を更に低減することができる。自動制御は、複数のフォロワＵＡＶがリーダーＵＡＶ１０４に対して所望の編隊を維持して、動いている場合がある目標を取り込むことができることを確実にすることもできる。自動制御は、相互、リーダーＵＡＶ１０４、及び目標に対する複数のフォロワＵＡＶ１０６の正確かつ動的な位置決めに起因して、各フォロワＵＡＶによって取り込まれる画像／ビデオの品質を向上させる又は達成することもできる。
【0021】
図２は、本開示の実施形態による、図１の例示的な地上制御局のブロック図である。図２の説明は、図１の要素に関連して行う。図２を参照すると、地上制御局（ＧＣＳ）２０２（例えば、図１のＧＣＳ１０２）のブロック図２００が示されている。ＧＣＳ２０２は、回路２０４と、メモリ２０６と、入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイス２０８と、ネットワークインターフェイス２１０とを含むことができる。ネットワークインターフェイス２１０は、通信ネットワーク１０８（図１）に接続することができる。回路２０４は、メモリ２０６、Ｉ／Ｏデバイス２０８、及びネットワークインターフェイス２１０に通信可能に結合することができる。
【0022】
回路２０４は、ＧＣＳ２０２によって実行されるべき異なる動作と関連付けられるプログラム命令を実行するように構成できる好適なロジック、回路、及び／又はインターフェイスを含むことができる。例えば、このような動作のうちの１又は２以上は、ＵＡＶグループからリーダーＵＡＶを動的に決定して、ＵＡＶグループ内の他のＵＡＶをフォロワＵＡＶとして割り当てることとすることができる。リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）及び複数のフォロワＵＡＶ（例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６）の決定は、ユーザ（図示せず）から受け取られる入力に基づくことができる。１又は２以上の動作は、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションを決定することと、ユーザ入力及び／又はリーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションに基づいて編隊情報を決定することと、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６に編隊情報を送信することと、を更に含むことができる。回路２０４は、１又は２以上の専用処理ユニットを含むことができ、１又は２以上の専用処理ユニットは、別個のプロセッサとして実装することができる。ある実施形態では、１又は２以上の専用処理ユニットは、１又は２以上の専用処理ユニットの機能を共同で実行する統合プロセッサ又はプロセッサ群として実装することができる。回路２０４は、当技術分野で公知のいくつかのプロセッサ技術に基づいて実装することができる。回路２０４の実装の例は、Ｘ８６ベースのプロセッサ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）プロセッサ、複合命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）プロセッサ、マイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、その他の制御回路及び／又はこれらの組み合わせとすることができる。
【0023】
メモリ２０６は、回路２０４によって実行可能なプログラム命令を記憶するように構成できる好適なロジック、回路、及び／又はインターフェイスを含むことができる。メモリ２０６は、以下に限定されるわけではないが、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーション、決定された編隊情報、複数のＵＡＶの飛行経路、及び／又は目標情報などの情報を記憶するように更に構成することができる。メモリ２０６の実装例としては、以下に限定されるわけではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ＣＰＵキャッシュ、及び／又はセキュアデジタル（ＳＤ）カードを挙げることができる。当技術分野で公知であり本明細書に挙げられていない他の形態のメモリデバイスも、本開示の実施形態の範囲内に包含することができる。
【0024】
Ｉ／Ｏデバイス２０８は、入力を受け取り、受け取った入力に基づいて出力を提供するように構成できる好適なロジック、回路、及びインターフェイスを含むことができる。Ｉ／Ｏデバイス２０８は、様々な入力及び出力デバイスを含むことができ、これらは、回路２０４と通信するように構成することができる。例えば、Ｉ／Ｏデバイス２０８は、ユーザから、システム１００の複数のＵＡＶと関連付けられるユーザ入力を受け取ることができる。例えば、ユーザ入力は、複数のフォロワＵＡＶ１０６によって特定の編隊を作成することであるか、又はユーザ入力は、複数のＵＡＶの各々によって辿るべき特定の飛行経路を示すことができる。例えば、Ｉ／Ｏデバイス２０８は、システム１００の複数のＵＡＶによって取り込まれる画像のセットと関連付けられる出力をレンダリングすることができる。Ｉ／Ｏデバイス２０８の例としては、以下に限定されるわけではないが、タッチスクリーン、キーボード、マウス、ジョイスティック、マイクロフォン、ディスプレイデバイス、及びスピーカを挙げることができる。
【0025】
ネットワークインターフェイス２１０は、通信ネットワーク１０８を介したＧＣＳ１０２と複数のＵＡＶのうちの各ＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６）との間の通信を容易にするように構成できる好適なロジック、回路、インターフェイス、及び／又はコードを含むことができる。ネットワークインターフェイス２１０は、有線又は無線通信をサポートする公知技術を実装するように構成することができる。ネットワークインターフェイス２１０は、以下に限定されるわけではないが、アンテナ、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ、１又は２以上の増幅器、チューナ、１又は２以上の発振器、デジタルシグナルプロセッサ、コーダ・デコーダ（ＣＯＤＥＣ）チップセット、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、及び／又はローカルバッファを含むことができる。
【0026】
ネットワークインターフェイス２１０は、インターネット、イントラネット、及び／又はセルラー電話ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、パーソナルエリアネットワーク、及び／又はメトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）などの無線ネットワークなどのネットワークと無線通信を介して通信するように構成することができる。無線通信は、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）、広帯域符号分割多元接続（Ｗ－ＣＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、ＬＴＥ、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ワイヤレスフィデリティ（Ｗｉ－Ｆｉ）（ＩＥＥＥ ８０２．１１、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、及び／又は他の任意のＩＥＥＥ ８０２．１１プロトコルなど）、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）、Ｗｉ－ＭＡＸ、モノのインターネット（ＩｏＴ）技術、マシン型通信（ＭＴＣ）技術、電子メール用プロトコル、インスタントメッセージング、及び／又はショートメッセージサービス（ＳＭＳ）などの複数の通信規格、プロトコル及び技術のうちのいずれかを使用することができる。
【0027】
図１で説明したようなＧＣＳ１０２によって実行される機能又は動作は、ＧＣＳ２０２の回路２０４によって実行することができる。回路２０４によって実行される動作については、例えば図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃで詳細に説明する。
【0028】
図３は、本開示の実施形態による、図１の例示的な無人航空機（ＵＡＶ）のブロック図である。図３の説明は、図１及び図２の要素に関連して行う。図３を参照すると、例示的なＵＡＶ３０２（例えば、リーダーＵＡＶ１０４又は複数のフォロワＵＡＶ１０６のうちの１つ）を含む図３００が示されている。ＵＡＶ３０２は、回路３０４と、メモリ３０６と、画像取り込みデバイス３０８と、ネットワークインターフェイス３１０と、電源ユニット３１２と、推進システム３１４と、位置センサ３１６と、慣性計測装置（ＩＭＵ）３１８とを含むことができる。ネットワークインターフェイス３１０は、通信ネットワーク１０８（図１）に接続することができる。回路３０４は、メモリ３０６、画像取り込みデバイス３０８、ネットワークインターフェイス３１０、電源ユニット３１２、推進システム３１４、位置センサ３１６、及びＩＭＵ３１８に通信可能に結合することができる。
【0029】
回路３０４は、ＵＡＶ３０２によって実行されるべき異なる動作と関連付けられるプログラム命令を実行するように構成できる好適なロジック、回路、及びインターフェイスを含むことができる。例えば、このような動作のうちの１又は２以上は、ＧＣＳ２０２（図２に示す）から編隊情報を受け取り、複数のＵＡＶからのＵＡＶを、リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）として割り当て、複数のＵＡＶのうちの他のＵＡＶを、フォロワＵＡＶ（例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６）として割り当てることとすることができる。１又は２以上の動作は、受け取った編隊情報に基づいて、ＵＡＶ３０２の飛行経路、位置、高度、速さ、又は向きを制御することを更に含むことができる。回路３０４は、ＵＡＶ３０２の電源ユニット３１２を制御し、電源ユニット３１２と関連付けられるバッテリ充電が特定の閾値よりも小さくなった時にユーザに通知するように更に構成することができる。ある実施形態では、回路３０４は、当技術分野で公知のいくつかのプロセッサ技術に基づいて実装することができる。回路３０４の実装の例は、Ｘ８６ベースのプロセッサ、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）プロセッサ、複合命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）プロセッサ、マイクロコントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）、その他の制御回路及び／又はこれらの組み合わせとすることができる。
【0030】
メモリ３０６は、回路３０４によって実行可能なプログラム命令を記憶するように構成できる好適なロジック、回路、及び／又はインターフェイスを含むことができる。ある実施形態では、メモリ３０６は、受け取られた編隊情報及び／又は目標情報を記憶するように構成することができる。メモリ３０６の実装例としては、以下に限定されるわけではないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ＣＰＵキャッシュ、及び／又はセキュアデジタル（ＳＤ）カードを挙げることができる。
【0031】
画像取り込みデバイス３０８は、目標対象物（図３には示さず）の複数の画像又はビデオストリームを取り込むように構成できる好適なロジック、回路、及びインターフェイスを含むことができる。ある実施形態では、画像取り込みデバイス３０８は、目標対象物の画像／ビデオの取り込みのために、ＧＣＳ２０２によって又はリーダーＵＡＶ１０４によって作動させることができる。ある実施形態では、画像取り込みデバイス３０８は、目標対象物の画像／ビデオの取り込みのためのユーザ入力に基づいて作動させることができる。画像取り込みデバイス３０８の例としては、以下に限定されるわけではないが、画像センサ、広角カメラ、３６０度カメラ、アクションカメラ、有線テレビ（ＣＣＴＶ）カメラ、カムコーダ、デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話、飛行時間カメラ（ＴｏＦカメラ）、暗視カメラ、及び／又はその他の画像取り込みデバイスを挙げることができる。
【0032】
ネットワークインターフェイス３１０は、ＵＡＶ３０２、ＧＣＳ２０２、及び／又は複数のＵＡＶのうちの他のＵＡＶの間の通信を容易にするように構成できる好適なロジック、回路、インターフェイス、及び／又はコードを含むことができる。ネットワークインターフェイス３１０は、有線又は無線通信をサポートする公知技術を実装するように構成することができる。ネットワークインターフェイス３１０は、以下に限定されるわけではないが、アンテナ、無線周波数（ＲＦ）トランシーバ、１又は２以上の増幅器、チューナ、１又は２以上の発振器、デジタルシグナルプロセッサ、コーダ・デコーダ（ＣＯＤＥＣ）チップセット、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、及び／又はローカルバッファを含むことができる。ネットワークインターフェイス３１０の機能は、例えば図２で説明したネットワークインターフェイス２１０の機能と同じとすることができる。したがって、ネットワークインターフェイス３１０の説明は、簡潔さのために本開示から省略する。
【0033】
電源ユニット３１２は、ＵＡＶ３０２によって実行されるべき異なる動作と関連付けられるプログラム命令を実行するように構成できる好適なロジック、回路、及びインターフェイスを含むことができる。電源ユニット３１２は、ＵＡＶ３０２に取り付けられる可燃性エネルギー源又はソーラーパネルを使用して、ＵＡＶ３０２に電力を供給することができる。ある実施形態では、電源ユニット３１２は、燃料電池を使用することができ、燃料電池は、水素を使用して、推進システム３１４と関連付けられるモータに電力供給するために使用することができる電流を発生させることができる。可燃性エネルギー源及びソーラー電源は、当業者に周知であり、したがって、本開示の実施形態の説明からは省略する。電源ユニット３１２は、ＵＡＶ３０２全体に電力供給して、ＵＡＶ３０２の様々な構成要素の動作を可能にすることができる。ある実施形態では、異なるエネルギー源の組み合わせを使用して、ＵＡＶ３０２に電力供給することができる。電力供給源の選択は、（例えば、ＵＡＶ３０２の重量、ペイロード容量、寸法、及び翼型に基づいて）ＵＡＶ３０２のタイプに依存することができる。ある実施形態では、電源ユニット３１２は、エネルギー源により発生するエネルギーを蓄積するためのバッテリを含むことができる。バッテリは、ＵＡＶ３０２の１又は２以上の電気回路のための電力源とすることができる。例えば、バッテリは、回路３０４、メモリ３０６、画像取り込みデバイス３０８、ネットワークインターフェイス３１０、推進システム３１４、位置センサ３１６、及びＩＭＵ３１８への電力源とすることができる。バッテリは、充電式バッテリとすることができる。バッテリは、ＵＡＶ３０２の移動を開始又は制御するための電力源とすることができる。いくつかの実施形態では、バッテリは、複数のバッテリ群を有することができるバッテリパックに相当することができる。バッテリの例としては、以下に限定されるわけではないが、鉛酸バッテリ、ニッケルカドミウムバッテリ、ニッケル－金属水素バッテリ、リチウムイオンバッテリ、及びその他の充電式バッテリを挙げることができる。
【0034】
推進システム３１４は、飛行中にＵＡＶ３０２を上方／下方に及び／又は前方／後方に押すための推力を発生させる機械的及び電気的構成要素のセットである。推進システム３１４は、回路３０４又はＧＣＳ２０２から受け取られる１又は２以上の制御命令に基づいて、ＵＡＶ３０２の移動を制御することができる。推進システム３１４は、以下に限定されるわけではないが、モータ、プロペラ、及び電子スピードコントローラ（ＥＳＣ）を更に含むことができる。
【0035】
モータは、コイルがモータのアウターケーシング又はインナーケーシングのいずれかに固定され、磁石が回転するように構成されるブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モータとすることができる。ブラシレスＤＣモータは、所与の電圧に対する回転速度に基づいて、インランナー、アウトランナー、又はハイブリッドランナーモータのうちの１つとすることができる。プロペラは、予め指定された直径を有し、予め構成された速さで回転してＵＡＶ３０２のための最小推力を発生させるロータブレードを含むことができる。予め指定された直径に加えて、プロペラは、ロータブレードの形状、迎え角、ピッチ、及び表面積と更に関連付けられることができる。プロペラは、射出成形プラスチック、繊維強化ポリマー、又は天然材料（例えば木材）などの異なる材料を使用して製造することができる。ＥＳＣは、モータの速さ及び方向を制御し、それに応じて、ＵＡＶ３０２の移動の速さ及び方向を制御するように構成できる好適なロジック、回路、インターフェイス、及び／又はコードを含むことができる。ＥＳＣは、ＧＣＳ２０２又は回路３０４から１又は２以上の制御命令を受け取って、ＵＡＶ３０２の速さ及び方向を制御するように構成することができる。
【0036】
位置センサ３１６は、ＵＡＶ３０２の現在のジオロケーションを決定するように構成できる好適なロジック、回路、及び／又はインターフェイスを含むことができる。位置センサ３１６は、ＵＡＶ３０２の回路３０４及びＧＣＳ２０２に、現在のジオロケーションを通信するように構成することができる。位置センサ３１６の例としては、以下に限定されるわけではないが、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＮＳＳ）ベースのセンサを挙げることができる。ＧＮＳＳベースのセンサの例としては、以下に限定されるわけではないが、全地球測位センサ（ＧＰＳ）、全地球ナビゲーション衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、又はその他の地域ナビゲーションシステム又はセンサを挙げることができる。別の実施形態では、位置センサ３１６は、リアルタイムキネマティクス（ＲＴＫ）測位に基づいて、ジオロケーションについての情報を提供することができる。
【0037】
ＩＭＵ３１８は、ＵＡＶ３０２の現在の向きを検出し、回路３０４又はＧＣＳ２０２に、ＩＭＵデータとして、検出された現在の向きを提供するように構成できる好適なロジック、回路、及び／又はインターフェイスを含むことができる。ＩＭＵデータに基づいて、ＧＣＳ２０２は、ＵＡＶ３０２の現在の向きと関連付けられる編隊情報を決定し、回路３０４又は他のＵＡＶに、決定された編隊情報を送信することができる。回路３０４は、ＵＡＶ３０２の現在の向きに基づいてＧＣＳ２０２によって決定された、受け取った編隊情報に基づいて、ＵＡＶ３０２の向きを更に制御することができる。ＩＭＵ３１８の例としては、以下に限定されるわけではないが、モーションセンサ、チルトセンサ、加速度計、又はジャイロセンサを挙げることができる。
【0038】
図３のＵＡＶ３０２は、一例として示すものにすぎず、本開示を限定するものと解釈すべきではないことに留意されたい。本開示は、無人航空機システム（ＵＡＳ）などの他のタイプの無人機にも適用可能とすることができる。当業者であれば、ＵＡＶ３０２は、本開示の機能及び動作を説明するために本明細書に示した構成要素又はシステムに加えて、他の好適な構成要素又はシステムを含むこともできると理解するであろう。ＵＡＶ３０２の他の構成要素又はシステムに関する詳細な説明については、簡潔さのために本開示からは省略する。
【0039】
図４は、本開示の実施形態による、無人航空機スウォーム制御のための例示的な処理パイプラインを示すブロック図である。図４の説明は、図１、図２及び図３の要素に関連して行う。図４を参照すると、動作４０２～４１０の例示的な処理パイプライン４００が示されている。処理パイプライン４００の動作４０２～４１０は、任意のコンピュータシステム、装置又はデバイスによって、例えば図１のシステム１００又は図２のＧＣＳ２０２によって実行することができる。
【0040】
４０２において、リーダーＵＡＶのジオロケーションを決定することができる。ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、複数のＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６）からのリーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）のジオロケーションを決定するように構成することができる。ジオロケーションの決定の前に、回路２０４は、ＧＣＳ２０２と関連付けられるユーザ又は人間によるコントローラからユーザ要求を受け取ることができる。ユーザ要求は、複数のＵＡＶのうちのＵＡＶへの役割（例えば、リーダーＵＡＶの役割又はフォロワＵＡＶの役割）の割り当てを示すユーザ入力を含むことができる。ユーザ入力は、複数のＵＡＶのうちのリーダーＵＡＶに対する特定の編隊におけるフォロワＵＡＶの所望の位置合わせ又は位置を更に示すことができる。位置は、ＸＹＺ平面内の異なる座標に対応することができ、位置合わせは、リーダーＵＡＶ又は取り込むべき目標に対するＵＡＶの異なる角度又は向きに対応することができる。ある実施形態では、回路２０４は、ユーザ要求におけるユーザ入力に基づいて、特定のＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）にリーダーＵＡＶの役割を割り当て、複数のＵＡＶのうちの残りのＵＡＶ（例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６）にフォロワＵＡＶの役割を割り当てることができる。代替の実施形態では、複数のＵＡＶにおける様々なＵＡＶへのリーダーＵＡＶ及びフォロワＵＡＶの役割の割り当ては、予め定めることができる。ある実施形態では、回路２０４は、複数のＵＡＶに、対応するＵＡＶに割り当てられる役割と関連付けられる情報を送信することができる。ＵＡＶによって受け取られる役割と関連付けられる情報に基づいて、対応するＵＡＶは、複数のＵＡＶにおいて役割を割り当てることができる。例えば、役割と関連付けられる情報に基づいて、ＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）は、複数のＵＡＶにおいてリーダーの役割を割り当てることができる。同様に、ＵＡＶ（例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６のうちのＵＡＶ）は、複数のＵＡＶにおいてフォロワの役割を割り当てることができる。ある実施形態では、ユーザ入力は、以下に限定されるわけではないが、地理的始点、地理的終点、地理的始点と地理的終点との間で複数のＵＡＶがとるべき特定の飛行経路、飛行経路に沿って複数のＵＡＶがとるべき１又は２以上の高度位置、又は飛行経路内の一連の中間地理的位置又は中間地点についての情報を更に含むことができる。
【0041】
ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、複数のＵＡＶにおいてリーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）の役割が割り当てられるＵＡＶに、ジオロケーション要求を送信することができる。リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）によるジオロケーション要求の受け取りに基づいて、リーダーＵＡＶは、リーダーＵＡＶのジオロケーションを更に決定し、ＧＣＳ２０２の回路２０４に、リーダーＵＡＶの決定されたジオロケーションを更に送信することができる。例えば、リーダーＵＡＶ１０４は、オンボード位置センサ（例えば、位置センサ３１６）を使用して、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションを決定し、ＧＣＳ２０２の回路２０４に、決定されたジオロケーションと関連付けられる情報を送信することができる。リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションと関連付けられる情報の受け取りに基づいて、回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションを決定することができる。ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションを周期的に受け取って、ＧＣＳ２０２が、リーダーＵＡＶ１０４の現在位置についてリアルタイムベースで認識できるようにすることができる。
【0042】
４０４において、リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）と関連付けられるＩＭＵデータを決定することができる。ある実施形態では、回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４と関連付けられるＩＭＵデータを決定することができる。回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４に、ＩＭＵデータ要求を送信することができる。ＩＭＵデータ要求の受け取りに基づいて、リーダーＵＡＶ１０４は、オンボード向きセンサ（例えば、ＩＭＵ３１８）を使用して、ＩＭＵデータを決定することができる。リーダーＵＡＶ１０４は、ＧＣＳ２０２の回路２０４に、決定されたＩＭＵデータを更に送信することができる。ある実施形態では、リーダーＵＡＶ１０４は、ＧＣＳ２０２へのＩＭＵデータの送信の前に、ＩＭＵデータに含まれるセンサの読み取り値を平滑化するように構成することができる。例えば、カルマンフィルタを使用して、センサの読み取り値を平滑化することができる。ＩＭＵデータにおける平滑化されたセンサの読み取り値は、ＩＭＵデータに基づくリーダーＵＡＶ１０４の方向の変化の予測を向上させることができる。ＧＣＳ２０２の回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４から、決定されたＩＭＵデータを受け取るように構成することができる。ある実施形態では、ＩＭＵデータは、以下に限定されるわけではないが、リーダーＵＡＶ１０４と関連付けられる動き情報、チルト情報、ヨー回転情報、ピッチ回転情報、ロール回転情報、速さ情報、加速度情報、又はジャイロスコープ測定などの情報を含むことができる。ジオロケーションの送信に加えて、リーダーＵＡＶ１０４に関連するＩＭＵデータは、ＧＣＳ２０２に、リーダーＵＡＶ１０４の正確な位置及び／又は向きに関連する正確な詳細を提供することができる。ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４のＩＭＵデータを周期的に受け取って、ＧＣＳ２０２が、リーダーＵＡＶ１０４の現在の向き（又は加速度又は方向の変化）についてリアルタイムベースで認識できるようにすることができる。いくつかの実施形態では、ＩＭＵ３１８は、電子デバイス及び／又は目標（すなわち、図６Ａ～図６Ｃで説明するもの）に組み込まれて、方向、チルト、向き又は加速度の変化を検出することができる。
【0043】
４０６において、目標情報を決定することができる。ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、目標情報を決定するように構成することができる。目標情報は、以下に限定されるわけではないが、目標の識別、又は取り込むべき目標の位置、のうちの少なくとも１つを示すことができる。ある実施形態では、目標の位置は、ＧＣＳ２０２（例えば、図６Ａ～図６Ｃで説明するような電子デバイス）からオフセット距離のところにあることができる。別の実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４に、目標情報に対する要求を送信することができる。ＧＣＳ２０２から受け取られる目標情報に対する要求に基づいて、リーダーＵＡＶ１０４は、取り込むべき目標の位置を示すことができる目標情報を決定することができる。ＧＣＳ２０２の回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４から、決定された目標情報を更に受け取ることができる。別の実施形態では、目標情報（例えば、目標の識別及び／又は位置）は、ＧＣＳ２０２と関連付けられるユーザ又は人間によるコントローラから受け取られるユーザ入力に基づいて、回路２０４によって決定することができる。目標情報に基づいて、（リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６を含む）複数のＵＡＶにおけるＵＡＶは、目標を追って、目標の画像及び／又はビデオを取り込むように構成することができる。一例では、目標は、特定の編隊における複数のＵＡＶによって追うことができる、動いている目標とすることができる。編隊は、編隊情報に基づいて決定することができる。目標情報の詳細については、例えば図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに更に示す。
【0044】
４０８において、編隊情報を決定することができる。ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、複数のＵＡＶの編隊情報を決定するように構成することができる。ある実施形態では、リーダーＵＡＶ１０４の決定されたジオロケーションに基づいて、編隊情報を決定することができる。ある実施形態では、編隊情報の決定は、（複数のＵＡＶの編隊についてのユーザ入力を含む）受け取られたユーザ要求に更に基づくことができる。換言すれば、ＧＣＳ２０２のユーザ又は人間によるコントローラによって提供されるユーザ入力の受け取りに基づいて、編隊情報を決定することができる。編隊情報は、リーダーＵＡＶ１０４の位置と、リーダーＵＡＶ１０４又は目標（図６Ａ～図６Ｃに示す）に対するフォロワＵＡＶ１０６Ａ～１０６Ｎの各々の相対位置との詳細を含むことができる。例えば、編隊情報は、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の位置を示して、特定のスウォーム配置を形成することができる。複数のＵＡＶの各々の位置は、明示的なＸＹＺ位置、又はリーダーＵＡＶ１０４に関連する現在位置に対する相対位置、ジオロケーション、及び／又はＩＭＵデータとすることができる。例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６の編隊情報は、以下に限定されるわけではないが、リーダーＵＡＶ１０４又は目標の位置及び／又は向きに対する距離、角度、又は向きを示すことができる。例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の距離は、リーダーＵＡＶ１０４から同じとすることができて、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々が、リーダーＵＡＶ１０４の位置から等距離とすることができるようにする。編隊情報によって示される角度は、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々とリーダーＵＡＶ１０４との間の角度に相当することができる。したがって、リーダーＵＡＶ１０４又は目標の位置／ＩＭＵデータのリアルタイムの変化に基づいて、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、編隊情報において、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々のＸＹＺ位置、角度及び／又は向きを自動的に決定又は更新することができて、複数のＵＡＶの形成されたスウォーム配置が同じままであることができるか、又は複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々とリーダーＵＡＶ１０４との間の距離（又は各フォロワＵＡＶとリーダーＵＡＶとの間の角度）が固定されたままであることができるようにする。これにより、リーダーＵＡＶ１０４又は複数のＵＡＶによって取り込まれる目標のいかなる動き（又は角度又は向きの変化）にもかかわらず、又はいかなる人間の介入もなしに、定められた飛行経路中に複数のＵＡＶによる一貫したスウォーム配置を更に達成することができる。編隊情報の決定及び特定のスウォーム配置の更なる詳細については、例えば図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示す。
【0045】
４１０において、決定された編隊情報を送信することができる。ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々に、決定された編隊情報を直接送信するように構成することができる。送信された編隊情報は、相対位置、例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々とリーダーＵＡＶ１０４（又は目標）との間の距離、リーダーＵＡＶ１０４（又は目標）に対する複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の高度、リーダーＵＡＶ１０４（又は目標）に対する複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の向きを含むことができる。複数のＵＡＶにおける各ＵＡＶによって受け取られる編隊情報に基づいて、ユーザによって又は任意の異なる目的（例えば、以下に限定されるわけではないが、娯楽関連、監視関連、スポーツ関連、教育関連、又は健康関連）のために必要とされるように、目標の画像／ビデオの取り込みのために、目標の周りに、複数のＵＡＶの必要な編隊（又はスウォーム配置）を作成することができる。（内蔵画像取り込みデバイスを使用する）複数のＵＡＶの各々は、予め定められた目標の画像又はビデオストリームを取り込み、取り込んだ画像又はビデオストリームをＧＣＳ１０２に送信するように構成することができる。
【0046】
ある実施形態では、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々は、ＧＣＳ１０２から（すなわち、リーダーＵＡＶ１０４を介さずに）送信された編隊情報を直接受け取るように構成することができる。特定の従来の解決策では、フォロワＵＡＶは、リーダーＵＡＶ又は関連するデバイスを介して、地上制御局（ＧＣＳ）から編隊情報を受け取ることができ、これは、ＧＣＳとフォロワＵＡＶとの間の編隊情報又は他の命令の送信の時間遅延を招く場合がある。これに対して、開示されるＧＣＳ２０２は、通信ネットワーク１０８（すなわち、図１に示す）を介して、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々に、決定された編隊情報を直接送信して、ＧＣＳ２０２と複数のフォロワＵＡＶ１０６との間のいかなる送信遅延を最小にすることができる。このような送信遅延の最小化は、リーダーＵＡＶ１０４（又は目標）のいかなる変化にも基づいて、又は複数のＵＡＶの特定のスウォーム又はパターンを形成する予め定められたいかなる要件にも基づいて、複数のフォロワＵＡＶ１０６のより低いレイテンシ及びより良好な及び／又はリアルタイムの制御を更に提供することができる。
【0047】
ある実施形態では、編隊情報の受け取りに基づいて、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々は、受け取った編隊情報に基づいて、複数のフォロワＵＡＶ１０６のうちの対応するフォロワＵＡＶの位置を更に調整することができる。複数のフォロワＵＡＶ１０６の位置（すなわち、ＸＹＺ位置）の調整を実行して、リーダーＵＡＶ１０４の位置（又はジオロケーション）又は角度／向きのいかなる変化にも照らして、スウォーム配置を動的に形成又は調整することができる。編隊情報に基づくＵＡＶ（例えば、フォロワＵＡＶ）の位置（又は角度又は向き）の調整については、例えば図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃにおいて更に説明する。ある実施形態では、決定された編隊情報は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の方向の変化を更に示すことができる。リーダーＵＡＶ１０４の方向又は向きの正確な変化は、リーダーＵＡＶ１０４において、ＩＭＵデータによって（すなわち、ＩＭＵ３１８を使用して）決定することができる。リーダーＵＡＶ１０４から受け取られるＩＭＵデータに基づいて、編隊情報は、予め定められたスウォーム配置、飛行経路、又は取り込むべき目標に従って、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の方向又は向きの変化に関連する情報を含むことができる。例えば、編隊情報は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６が、例えば図５Ａに示すように直線状になるべきであることを示すことができる。動作４０２～４１０のうちのいくつかを自動的に繰り返して、複数のＵＡＶ（すなわち、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６）によって形成されるべきスウォーム（又はパターン）に関するユーザ入力の変化に基づいて、又はリーダーＵＡＶ１０４又は目標の移動に基づいて、選択された目標の周りの複数のＵＡＶの編隊を変更することができることに留意されたい。ユーザ入力は、ＧＣＳ２０２のユーザ又は人間によるコントローラ又は複数のＵＡＶによって提供される編隊要求（又はユーザ要求）に含まれることができる。
【0048】
【0049】
図５Ａを参照すると、例示的な第１のシナリオ５００Ａが示されている。第１のシナリオ５００Ａは、リーダーＵＡＶ５０２と、特定の編隊における複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄとを含むことができる複数のＵＡＶを含む。ＧＣＳ（例えば、図２に示すＧＣＳ２０２）は、リーダーＵＡＶ５０２のジオロケーション（又は現在位置）を決定するように構成することができ、リーダーＵＡＶ５０２の決定されたジオロケーションに基づいて編隊情報を決定するように更に構成することができる。編隊情報は、リーダーＵＡＶ５０２に対する複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの各々の相対位置を少なくとも示すことができる。ＧＣＳ２０２は、リーダーＵＡＶ５０２及び複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの各々に、決定された編隊情報を直接送信するように更に構成することができる。複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの各々は、送信された編隊情報を受け取り、受け取った編隊情報に基づいて、対応するＵＡＶの位置を調整するように更に構成することができる。例えば、図５Ａに示すように、最初は、複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの各々は、リーダーＵＡＶ５０２から同じ距離のところに存在して（例えば、リーダーＵＡＶ５０２の周りに円弧状の編隊を形成する）ことができる。リーダーＵＡＶ５０２のジオロケーションに基づいて、及び／又はユーザ要求に基づいて、編隊情報を更新して、リーダーＵＡＶ５０２及びフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄを含む複数のＵＡＶが、例えば図５Ａに示すように直線状の編隊を形成するようにすることができる。リーダーＵＡＶ５０２及び複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの各々によるこのような編隊情報の受け取りに基づいて、リーダーＵＡＶ５０２及び複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄのうちの１又は２以上は、それらの位置を調整することができる。複数のＵＡＶのうちの１又は２以上のＵＡＶの位置の調整を実行して、複数のＵＡＶが所望の編隊を達成できるようにすることができる。例えば、複数のＵＡＶは、ＧＣＳ２０２のユーザから受け取られるユーザ入力によって予め定めるか又は示すことができる所望の編隊として、直線状の編隊を達成することができる。換言すれば、フォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの各々のＸＹＺ位置及びリーダーＵＡＶ５０２の位置は、例えば図５Ａに示すようなリーダーＵＡＶ５０２に対するフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの位置の調整の後に、直線上にあることができる。このような直線状の編隊では、複数のＵＡＶのうちの隣接するＵＡＶ間の距離は、所望の編隊に従って同じとすることができる。更に、リーダーＵＡＶ５０２の位置（ジオロケーション）のいかなる変化にも基づいて、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの編隊情報を動的に変更して、複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄの各々の位置を調整して、（リーダーＵＡＶ５０２及び複数のフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄを含む）複数のＵＡＶの直線状の編隊又はスウォーム配置を維持することができる。なお、図５Ａに示す４つのフォロワＵＡＶ及び直線状の編隊は一例として示すものにすぎない。編隊は、本開示の範囲から逸脱することなく、要件に従ってリーダーＵＡＶに照らして、異なる編隊パターンを形成するために、Ｎ個のフォロワＵＡＶを含むことができる。
【0050】
図５Ｂを参照すると、例示的な第２のシナリオ５００Ｂが示されている。第２のシナリオ５００Ｂは、リーダーＵＡＶ５０６と、特定の編隊（例えば、初期の又は現在の編隊として円弧状の編隊）における複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅとを含む複数のＵＡＶを含む。例えば図４及び図５Ａで説明したように、ＧＣＳ２０２は、リーダーＵＡＶ５０６のジオロケーションを決定し、決定されたジオロケーションに基づいて編隊情報を決定するように構成することができる。ＧＣＳ２０２は、編隊の変化を示すことができるユーザ入力に基づいて、複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅの編隊情報を決定することもできる。例えば、編隊情報は、リーダーＵＡＶ５０６及び複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅが、円形の編隊の中心にリーダーＵＡＶ５０６を含む円形の編隊（すなわち、ユーザ入力で示されるか、又はリーダーＵＡＶ５０６の現在位置に基づいて形成されるか、又は複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅ及びリーダーＵＡＶ５０６によって取り込むべき目標の特定の位置に基づいて形成される編隊）を形成すべきであることを示すことができる。ＧＣＳ２０２は、更に、リーダーＵＡＶ５０６及び複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅを含む複数のＵＡＶにおける各ＵＡＶに、編隊情報を直接送信することができる。編隊情報の受け取りに基づいて、複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅの各々は、リーダーＵＡＶ５０６に対する対応するＵＡＶの位置（又は角度又は向き）を調整するように構成することができる。位置の調整に基づいて、複数のＵＡＶは、例えば、円形の編隊を達成することができる。例えば、図５Ｂに示すように、円形の編隊における複数のＵＡＶは、円形の編隊の中心にリーダーＵＡＶ５０６を含み、中心の周りに存在することができる複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅを含むことができる。すなわち、複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅの各々は、リーダーＵＡＶ５０６に対する複数のフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅの位置の調整に基づいて、円形の編隊の中心に配置されるリーダーＵＡＶ５０６を含む円形の編隊の円周上に存在することができる。
【0051】
図５Ｃを参照すると、例示的な第３のシナリオ５００Ｃが示されている。第３のシナリオ５００Ｃは、リーダーＵＡＶ５１０と、特定の編隊（例えば、初期の又は現在の編隊として円弧状の編隊）における複数のフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄとを含むことができる複数のＵＡＶを含む。例えば図４及び図５Ａで説明したように、ＧＣＳ２０２は、リーダーＵＡＶ５１０のジオロケーションを決定し、決定されたジオロケーション及び／又は（編隊要求に含まれる）ユーザ入力に基づいて編隊情報を決定するように構成することができる。例えば、ユーザ入力に基づいて（すなわち、特定の編隊に特有のユーザ入力に基づいて、又は目標の位置に基づいて、又はリーダーＵＡＶ５１０の現在位置に基づいて）、ＧＣＳ２０２は、編隊情報を更新して、リーダーＵＡＶ５１０及び複数のフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄが、例えば図５Ｃに示すように、三角形の編隊を形成すべきであることを示すことができる。ＧＣＳ２０２は、更に、リーダーＵＡＶ５１０及び複数のフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄに、更新された編隊情報を直接送信することができる。編隊情報の受け取りに基づいて、複数のフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄの各々は、リーダーＵＡＶ５１０に対する対応するＵＡＶの位置を調整するように構成することができる。位置の調整に基づいて、複数のＵＡＶは、例えば、三角形の又は矢じり形の編隊を達成することができる。例えば、図５Ｃに示すように、三角形の又は矢じり形の編隊における複数のＵＡＶは、リーダーＵＡＶ５１０に対する複数のフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄの位置の調整に基づいて、矢じり形の編隊の頭の位置にリーダーＵＡＶ５１０と、矢じり形の編隊の両側の尾の位置に複数のフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄとを含むことができる。
【0052】
ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、編隊要求（すなわち、ユーザ入力）及び／又はリーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ５０２、又はリーダーＵＡＶ５０６、又はリーダーＵＡＶ５１０、それぞれ）の決定されたジオロケーション又はＩＭＵデータに基づいて、複数のフォロワＵＡＶ（例えば、フォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄ、又はフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅ、又はフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄ）の各々の編隊情報を動的に決定するように構成することができる。回路２０４は、リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ５０２、又はリーダーＵＡＶ５０６、又はリーダーＵＡＶ５１０）及び複数のフォロワＵＡＶ（例えば、フォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄ、又はフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅ、又はフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄ、それぞれ）の各々に、決定された編隊情報を直接送信するように更に構成することができる。
【0053】
ある実施形態では、複数のＵＡＶは、ユーザ入力に基づいて予め定めるか又は形成することができる特定の編隊を維持しながら、予め定められた経路を移動する必要がある場合がある。このような場合、編隊情報は、複数のＵＡＶの各々の地理的始点、複数のＵＡＶの各々の地理的終点、飛行経路に沿った複数のＵＡＶの各々の１又は２以上の高度位置、飛行経路内の一連の中間地理的位置又は中間地点、複数のＵＡＶのうちの隣接するＵＡＶ間の離間距離、又は対応する中間地点における複数のＵＡＶの１又は２以上の速さ又は速度についての情報、のうちの少なくとも１つを示すことができる。例えば、ＵＡＶの地理的始点は、ＵＡＶが飛行又は離陸を開始することができる位置又はジオロケーション（例えば、ＧＰＳ座標）を示すことができ、一方、地理的終点は、ＵＡＶが飛行を終了する（又は着陸する）か、又は特定の継続時間にわたって目標を取り込むために最終的に位置決めされる必要があり得る位置又はジオロケーションを示すことができる。ＵＡＶの１又は２以上の高度位置は、ＵＡＶが特定の飛行経路（又は飛行軌道）に沿って飛行する必要があり得る地上からの高さのセットを示すことができる。ＵＡＶの一連の中間地理的位置又は中間地点は、ＵＡＶの飛行経路において、ＵＡＶが到達する必要があり得るジオロケーション（例えば、ＧＰＳ座標）のセットを示すことができる。隣接するＵＡＶ間の離間距離は、飛行経路において、各ＵＡＶが他のＵＡＶ（例えば、近隣のＵＡＶ）から維持する必要があり得る最小距離とすることができる。これは、飛行経路中にＵＡＶ間の衝突を回避する必要があり得る。対応する中間地点における複数のＵＡＶの１又は２以上の速さ及び速度についての情報は、飛行経路内の異なるジオロケーション（又は中間地点）において各ＵＡＶによって維持すべき必要な速さ及び速度ベクトルの範囲を示すことができる。編隊情報における開始／終了位置、高度、中間地理的位置、及び速さ／速度についての異なる情報は、（すなわち、複雑なコンピュータビジョン技術を必要とせずに）飛行経路中に複数のＵＡＶによる一貫した編隊を維持することを確実にすることができる。ある実施形態では、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、所定の周波数において、複数のフォロワＵＡＶ（すなわち、フォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｄ、又はフォロワＵＡＶ５０８Ａ～５０８Ｅ、又はフォロワＵＡＶ５１２Ａ～５１２Ｄ）の各々及びリーダーＵＡＶ（すなわち、リーダーＵＡＶ５０２、又はリーダーＵＡＶ５０６、又はリーダーＵＡＶ５１０、それぞれ）に、編隊情報を直接送信するように更に構成される。例えば、所定の周波数は、以下に限定されるわけではないが、ミリ秒、秒、又は分単位とすることができる。所定の周波数に基づいて、ＧＣＳ２０２の回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４（又は目標）の位置又はＩＭＵデータの変化を決定し、それに応じて、複数のフォロワＵＡＶ１０６の編隊情報を決定又は更新することができる。ある実施形態では、所定の周波数は、以下に限定されるわけではないが、１０Ｈｚ又は２０Ｈｚとすることができる。
【0054】
ある実施形態では、ＧＣＳ２０２は、リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ５０２）から目標情報を受け取るように構成することができる。目標情報は、複数のＵＡＶによって取り込むべき目標の位置（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を示すことができる。一例では、リーダーＵＡＶは、ユーザ入力に基づいて、又はリーダーＵＡＶによって取り込まれる目標の画像のセットに適用される１又は２以上の機械学習及び画像処理技術のアプリケーションによって、目標情報を決定することができる。このような場合、目標は、目標の画像のセットに対する１又は２以上の機械学習及び画像処理技術のアプリケーションを使用してリーダーＵＡＶによって認識することができる対象物（例えば、以下に限定されるわけではないが、特定の人物、動物、イベント、車両、建物など）とすることができる。リーダーＵＡＶ１０４は、３次元現実空間において、認識された目標の現在位置（ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を更に決定し、目標情報に、目標の決定された位置（ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）を含ませて、ＧＣＳ２０２に目標情報を更に送信することができる。いくつかの実施形態では、ＧＣＳ２０２は、特定の目標を直接認識し、認識された目標の関連する位置を決定し、目標情報を生成するように構成することができる。ＧＣＳ２０２は、受け取られた又は決定された目標情報に基づいて、複数のＵＡＶの編隊情報を決定するように更に構成することができる。目標情報に基づいて決定される編隊情報は、取り込むべき目標の現在位置（又は姿勢）に基づいて、複数のＵＡＶの各々のＸＹＺ位置、角度、又は向きを示すことができる。複数のＵＡＶの編隊によって目標の適切な高品質の２Ｄ又は３Ｄ画像を取り込むことができるように、複数のＵＡＶの各々の編隊情報を決定することができる。ＧＣＳ２０２は、複数のフォロワＵＡＶ（例えば、フォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｎ）の各々に、決定された編隊情報を送信するように更に構成することができる。複数のフォロワＵＡＶの各々は、受け取られた編隊情報における目標情報に基づいて、内蔵画像取り込みデバイス（例えば、画像取り込みデバイス３０８）を制御するように構成することができる。例えば、複数のＵＡＶのうちのフォロワＵＡＶは、画像取り込みデバイスと関連付けられる１又は２以上のカメラパラメータ（例えば、以下に限定されるわけではないが、焦点距離、アパーチャ、ズーム、チルト、又は視野）を調整して、目標の画像又はビデオを更に取り込むことができる。このような１又は２以上のカメラパラメータは、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々及び／又はリーダーＵＡＶ１０４に対して決定される編隊情報に含めることができる。このようなカメラパラメータは、目標の位置と、リーダーＵＡＶ及び複数のフォロワＵＡＶに関連する現在位置又はＩＭＵデータとに基づいて決定することができる。
【0055】
ある実施形態では、リーダーＵＡＶ（例えば、図５Ａに示すリーダーＵＡＶ５０２）及び複数のフォロワＵＡＶ（例えば、図５Ａに示すフォロワＵＡＶ５０４Ａ～５０４Ｎ）は、対応するＵＡＶに割り当てられる特定のタスク（例えば、画像／ビデオ取り込みタスク）が完了するまで、又は代替的に新たなコマンド（例えば、更新された編隊情報）が、ＧＣＳ２０２からリーダーＵＡＶ及び／又は複数のフォロワＵＡＶによって受け取ることができるまで、それらの相対位置及び作成された編隊を維持するように構成することができる。別の実施形態では、リーダーＵＡＶ及び複数のフォロワＵＡＶは、目標又はリーダーＵＡＶに関連する位置（又はＩＭＵデータ）のいかなる変化からも独立して（すなわち、複雑なコンピュータビジョン技術を必要とせずに）、それらの相対位置及び作成された編隊を維持するように構成することができる。更に、新たなコマンドの受け取りに基づいて、リーダーＵＡＶ及び複数のフォロワＵＡＶは、更新された編隊情報に基づいて、編隊（すなわち、位置、角度、向き、又はカメラパラメータ）を動的に変更するように構成することができる。例えば、更新された編隊情報は、所定の周波数において、ＧＣＳ２０２によって、リーダーＵＡＶ及び複数のフォロワＵＡＶに送信することができる。したがって、複数のＵＡＶにおけるＵＡＶは、所定の周波数において受け取られる更新された編隊情報に基づいて、それらの位置（又は角度、又は向き、又は撮像パラメータ）を調整することができる。
【0056】
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃの第１のシナリオ５００Ａ、第２のシナリオ５００Ｂ及び第３のシナリオ５００Ｃは、一例として示すものにすぎず、本開示を限定するものと解釈すべきではないことに留意されたい。様々な他の編隊が可能であり、全てのこのような編隊は本開示の範囲に属する。簡潔さのために、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃには、５つのＵＡＶ又は６つのＵＡＶのみを示しており、当業者には、ＵＡＶの数は複数のＵＡＶによって実行することができるタスクのタイプに基づくことができることは明らかであるべきである。
【0057】
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、本開示の実施形態による、電子デバイスを使用する無人航空機スウォーム制御のための例示的なシナリオを示す図である。図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃの説明は、図１、図２、図３、図４、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃの要素に関連して行う。
【0058】
図６Ａを参照すると、例示的な第１のシナリオ６００Ａが示されている。第１のシナリオ６００Ａは、目標対象物６０２（すなわち、目標）と、自動車６０４と、複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎと、自動車６０４と関連付けられるか、その内部で使用されるか、又は自動車６０４に組み込まれる電子デバイス６０８とを含むことができる。例えば、図６Ａに示すように、目標対象物６０２は、人が乗っている自転車とすることができる。自動車６０４は、（例えば、自転車レースイベント中に）目標対象物６０２を追うか又はそれに近接することができ、電子デバイス６０８は、リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）として機能することができる。いくつかの実施形態では、自動車６０４は、リーダーＵＡＶ１０４の１又は２以上の機能を有することができる。このような場合、電子デバイス６０８は、自動車６０４の（電子制御デバイス（ＥＣＵ）のような）処理システムに組み込まれることができる。複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎは、電子デバイス６０８（及び／又は自動車６０４）に対して特定の編隊で電子デバイス６０８（及び／又は自動車６０４）を追って、目標対象物６０２の画像／ビデオを取り込むように構成することができる。目標対象物６０２の位置は、自動車６０４の位置から（又は電子デバイス６０８の位置から）オフセット距離（すなわち、図６Ａ～図６Ｃに示すような「Ｄ」）のところにあるとすることができる。ある実施形態では、オフセット距離は、以下に限定されるわけではないが、センチメートル、メートル、フィート、又はヤード単位とすることができる。
【0059】
ある実施形態では、電子デバイス６０８は、複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎの各々に通信可能に結合されることができる。電子デバイス６０８は、ＧＣＳ（例えば、ＧＣＳ１０２）及び／又はリーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）として動作することもできる。このような場合、電子デバイス６０８は、ＧＣＳ２０２及び／又はリーダーＵＡＶ１０４の１又は２以上の処理機能を含むことができる。電子デバイス６０８の例としては、以下に限定されるわけではないが、コンピュータデバイス、移動電話、オンボード処理集積回路（ＩＣ）、コンピュータワークステーション、コントローラシステム、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、セルラー電話、カメラデバイス、ゲームデバイス、サーバ、分散コンピューティングシステム、又は撮像、計算及び通信能力を有する任意の電気／電子デバイスを挙げることができる。ある実施形態では、電子デバイス６０８は、例えば図６Ｃで説明するようなウェアラブルデバイスとすることができる。
【0060】
電子デバイス６０８は、取り込むべき目標（例えば、目標対象物６０２）の位置を示すことができる目標情報を決定するように構成できる回路（図示せず）を含むことができる。目標対象物６０２の位置は、電子デバイス６０８の位置からオフセット距離のところにあることができる。ある実施形態では、目標情報を予め定めることができる。例えば、目標対象物６０２は、電子デバイス６０８から、又は電子デバイス６０８が配置されることができる自動車６０４から所定の距離（すなわち、特定のフィート、メートル、又はヤード単位）のところに存在することができる。別の実施形態では、電子デバイス６０８の回路は、目標対象物６０２の１又は２以上の画像を周期的に取り込んで、異なる画像処理技術に基づいて目標対象物６０２の位置（又は電子デバイス６０８からの距離）を決定して、リアルタイムベースで目標情報を更に決定することができる。したがって、目標情報において、目標対象物６０２の位置（又は目標対象物６０２と電子デバイス６０８との間の距離）のいかなるリアルタイムの変化も更新することができる。いくつかの実施形態では、電子デバイス６０８は、異なるイメージングデバイス（図示せず）から目標対象物６０２の取り込まれた画像を受け取ることができ、目標対象物６０２は、イメージングデバイスの視野（ＦＯＶ）に含まれることができる。
【0061】
電子デバイス６０８の回路は、複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎの編隊情報を決定するように更に構成することができる。編隊情報は、電子デバイス６０８の位置に対する又は目標対象物６０２の位置に対する複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎの各々の相対位置を少なくとも示すことができる。電子デバイス６０８の回路は、複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎの各々に、決定された編隊情報及び目標情報を直接送信するように更に構成することができる。複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎの各々は、送信された編隊情報及び目標情報を受け取るように更に構成することができる。受け取った編隊情報及び目標情報に基づいて、複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎの各々は、電子デバイス６０８又は目標対象物６０２に対する対応するＵＡＶの位置（又は角度又は向き又は内蔵イメージングデバイスの撮像パラメータ）を調整するように構成することができる。複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎの各々に送信される編隊情報は、以下に限定されるわけではないが、例えば図４及び図５Ａ～図５Ｃで説明したように、目標対象物６０２（又は電子デバイス６０８）に対する各ＵＡＶの相対ＸＹＺ位置、目標対象物６０２（又は電子デバイス６０８）に対する各ＵＡＶの角度又は向きについての情報、撮像パラメータ、飛行経路についての情報、開始／終了地理座標（ｇｅｏ－ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）を含むことができる。ある実施形態では、電子デバイス６０８は、目標対象物６０２に組み込まれて（又は配置されて）、目標対象物６０２及び電子デバイス６０８の位置が同じであるようにすることができる。
【0062】
ある実施形態では、複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎの各々は、画像取り込みデバイス（例えば、画像取り込みデバイス３０８）を含むことができる。画像取り込みデバイスの視野（ＦＯＶ）は、受け取られた目標情報に基づいて制御することができる。例えば、目標情報は、目標対象物６０２の位置及び／又は目標対象物６０２と電子デバイス６０８との間のオフセット距離と関連付けられる情報を含むことができる。位置及びオフセット距離と関連付けられる情報に基づいて、複数のフォロワＵＡＶ６０６Ａ～６０６Ｎからの各フォロワＵＡＶは、対応するフォロワＵＡＶと関連付けられる画像取り込みデバイス（例えば、画像取り込みデバイス３０８）のＦＯＶを調整して、目標対象物６０２の画像／ビデオを取り込むことができる。ＦＯＶについての情報は、各フォロワＵＡＶに関連する撮像パラメータのうちの１つとして、編隊情報又は目標情報に含まれることができる。ある実施形態では、電子デバイス（例えば、電子デバイス６０８）は、（例えば、図６Ａに示すように）自動車と関連付けられるか、（例えば、図６Ｂ及び図６Ｃに示すように）ポータブル電子デバイスとするか、又は（例えば、図６Ｃに示すように）ウェアラブルデバイスとすることができ、ウェアラブルデバイスは、衣類を含むこともできる。
【0063】
図６Ｂを参照すると、例示的な第２のシナリオ６００Ｂが示されている。第２のシナリオ６００Ｂは、１又は２以上の目標対象物６１２と、人６１４と、複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎと、人６１４と関連付けられる又は人６１４によって操作されるモバイルデバイス６１０とを含むことができる。例えば、図６Ｂに示すように、１又は２以上の目標対象物６１２は、レース（又はマラソン）の競技者とすることができるか、又は映画スタジオにいる特定の俳優とすることができる個人のグループとすることができる。人６１４は、１又は２以上の目標対象物６１２を追うことができ、モバイルデバイス６１０は、（図６Ａの）電子デバイス６０８として機能するか、又はリーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）又はＧＣＳ２０２の特定の機能と共に機能することができる。例えば、人６１４は、（１又は２以上の目標対象物６１２を含むことができる）映画のシーンの監督又はカメラマンとすることができ、人６１４は、１又は２以上の目標対象物６１２の移動の位置に基づいて、又は１又は２以上の目標対象物６１２に対する人６１４（又はモバイルデバイス６１０）の移動に基づいて、複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎによって、異なる角度又は視点から１又は２以上の目標対象物６１２の画像を取り込みたいと望むことができる。例えば、モバイルデバイス６１０を手に持っていることができる映画のシーンの監督又はカメラマンは、１又は２以上の目標対象物６１２の周りを移動して、それに応じて、複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎが移動（又はそれらの対応する角度又は向きを調整）して、異なる角度及び位置から画像／ビデオを取り込むことができるようにしたいと望むことができる。したがって、複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎは、モバイルデバイス６１０及び／又は人６１４に対して特定の編隊でモバイルデバイス６１０及び／又は人６１４を追って、１又は２以上の目標対象物６１２の画像／ビデオを取り込むように構成することができる。複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎ（及び内蔵イメージングデバイス）を制御して、モバイルデバイス６１０及び／又は人６１４に対して特定の編隊を形成し、例えば図６Ａで説明したのと同様の方法で、１又は２以上の目標対象物６１２の適切な画像／ビデオを取り込むことができる。人６１４（又はモバイルデバイス６１０）の位置、角度、又は向きのいかなる変化の場合でも、モバイルデバイス６１０は、人６１４（又はモバイルデバイス６１０）のリアルタイムの位置又はＩＭＵデータを（すなわち、内蔵ＧＰＳ又はＩＭＵセンサを使用して）測定し、更に、複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎの編隊情報及び／又は目標情報を更新し、複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎの各々に、更新された編隊情報を直接送信して、１又は２以上の目標対象物６１２の画像／ビデオを適切に取り込むことができる。したがって、モバイルデバイス６１０及び複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎを使用して、人６１４は、人６１４及び／又はモバイルデバイス６１０（すなわち、電子デバイス）に関連する位置及び／又はＩＭＵデータの変化に基づいて、リアルタイムベースで異なる角度又は位置からの１又は２以上の目標対象物６１２の取り込みを動的に制御することができる。したがって、人６１４は、１又は２以上の目標対象物６１２及び／又は人６１４の位置／角度／向きのいかなる変化の場合でも、複数のフォロワＵＡＶ６１６Ａ～６１６Ｎの位置及び／又は角度／向きを手動で制御する必要がない。
【0064】
図６Ｃを参照すると、例示的な第３のシナリオ６００Ｃが示されている。第３のシナリオ６００Ｃは、１又は２以上の目標対象物６１８と、人６２０と、複数のフォロワＵＡＶ６２２Ａ～６２２Ｎと、人６２０と関連付けられるか、人６２０によって装着されるか、又は人６２０によって操作されるウェアラブルデバイス６２４とを含むことができる。例えば、図６Ｃに示すように、人６２０は、（例えば図６Ｂで説明したような）１又は２以上の目標対象物６１８を追うことができ、ウェアラブルデバイス６２４（例えば、スマートウォッチ、携帯情報端末、電子ヘッドセット、ヘッドマウントデバイス、又はスマート衣類）は、電子デバイス６０８又はリーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）として機能することができる。複数のフォロワＵＡＶ６２２Ａ～６２２Ｎは、ウェアラブルデバイス６２４及び／又は人６２０に対して特定の編隊でウェアラブルデバイス６２４及び／又は人６２０を追って、１又は２以上の目標対象物６１８の画像／ビデオを取り込むように構成することができる。複数のフォロワＵＡＶ６２２Ａ～６２２Ｎを制御して、ウェアラブルデバイス６２４及び／又は人６２０に対して特定の編隊（又はスウォームパターン）を形成し、例えば図６Ａ及び図６Ｂで説明したのと同様の方法で、１又は２以上の目標対象物６１８の適切な画像／ビデオを取り込むことができる。
【0065】
なお、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃの第１のシナリオ６００Ａ、第２のシナリオ６００Ｂ及び第３のシナリオ６００Ｃは、一例として示すものにすぎず、本開示を限定するものと解釈すべきではない。様々な他の編隊が可能であり、全てのこのような編隊は本開示の範囲に属する。本開示の実施形態によれば、リーダーＵＡＶ（又は開示される電子デバイス）及び複数のフォロワＵＡＶを含む複数のＵＡＶは、編隊情報に基づいて、目標対象物（すなわち、目標）を追うことができ、いかなる人間の介入もなしに、（リーダーＵＡＶ、電子デバイス、又は目標対象物に関連する位置、ＩＭＵ、又はユーザ入力の）リアルタイムの変化に基づいて、編隊を動的に変更するように構成することができる。
【0066】
図７は、本開示の実施形態による、無人航空機スウォーム制御のための例示的な方法を示すフローチャートである。図７を参照すると、フローチャート７００が示されている。図７のフローチャート７００の説明は、図１、図２、図３、図４、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃの要素に関連して行う。フローチャート７００の動作は、システム１００、ＧＣＳ２０２、又は回路２０４などのコンピュータシステムによって実行することができる。動作は、７０２から開始して、７０４に進むことができる。
【0067】
７０４において、ＧＣＳ２０２において、ユーザ要求を受け取ることができる。ある実施形態では、回路２０４は、ＧＣＳ２０２においてユーザ要求を受け取るように構成することができる。ユーザ要求は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６を含む複数のＵＡＶに対するものとすることができる。ユーザ要求は、以下に限定されるわけではないが、複数のＵＡＶが特定の編隊を形成するための１又は２以上の命令、複数のＵＡＶが特定の編隊で特定の目標を追って目標の画像／ビデオを取り込むための１又は２以上の命令、又は複数のＵＡＶの予め定められた役割を含むことができる。入力がユーザ要求の形態で提供されるか又は自動的に形成されることができる異なる例示的な編隊については、例えば図４、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃにおいて説明している。
【0068】
７０６において、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションを決定することができる。ある実施形態では、回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションを決定するように構成することができる。ジオロケーションは、リーダーＵＡＶ１０４の地理的（例えば、緯度、経度、及び/又は高度）位置を指すことができる。リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションの決定については、例えば図４において更に説明している。いくつかの実施形態では、回路２０４は、目標対象物（図６Ａ～図６Ｃに示す）のジオロケーションを決定するように構成することができる。
【0069】
７０８において、リーダーＵＡＶ１０４の決定されたジオロケーション、受け取ったユーザ要求、又は目標対象物のジオロケーションに基づいて、編隊情報を決定することができる。ある実施形態では、回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーション、受け取ったユーザ要求、又は目標対象物に基づいて、編隊情報を決定するように構成することができる。編隊情報は、複数のＵＡＶにおいてリーダーＵＡＶ１０４に対する複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の相対位置を少なくとも示すことができる。ユーザによって提供される編隊要求（すなわち、ユーザ要求）、リーダーＵＡＶ１０４（又は取り込むべき目標）の決定されたジオロケーションに基づいて、又はリーダーＵＡＶ１０４及び目標対象物に対するＩＭＵデータの変化に基づいて、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の編隊情報を動的に決定又は更新することができる。編隊情報の決定については、例えば図４、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃにおいて説明している。
【0070】
７１０において、決定された編隊情報を送信することができる。ある実施形態では、回路２０４は、複数のＵＡＶにおいて複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々及びリーダーＵＡＶ１０４に、決定された編隊情報を直接送信するように構成することができる。編隊情報を送信して、例えば目標対象物の周りに、複数のＵＡＶの必要な編隊を作成することを開始することができる。ある実施形態では、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々は、ＧＣＳ２０２から編隊情報を直接受け取り、受け取った編隊情報に基づいて、リーダーＵＡＶ１０４に対する対応するフォロワＵＡＶの位置を調整するように構成することができる。したがって、編隊情報に基づいて、複数のＵＡＶの各々は、（例えば図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃで説明したような）編隊を自動的に編制することができ、定められた方向及び/又は方位に目標対象物を追うことができる。ある実施形態では、ユーザ要求に基づいて、又はリーダーＵＡＶ１０４（又は目標対象物）の位置／ＩＭＵデータの変化に基づいて、編隊情報が更新された場合、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６に、更新された編隊情報を直接送信することができる。更新された編隊情報に基づいて、複数のＵＡＶは、例えば図５Ａ～図５Ｃ及び図６Ａ～図６Ｃで説明したように、リアルタイムベースで新たな編隊に動的に再編制されるか、又は（同じ編隊を維持しながら）位置／角度／向きを変更することができる。制御は、終了に進むことができる。
【0071】
フローチャート７００は、７０４、７０６、７０８及び７１０などの個別の動作として示されているが、本開示はこれに限定されるものではない。したがって、特定の実施形態では、このような個別の動作は、開示する実施形態の本質を損なうことなく、特定の実装に応じて、追加の動作に更に分割したり、より少ない動作に組み合わせたり、又は削除したりすることができる。
【0072】
本開示の様々な実施形態は、機械及び／又はコンピュータ（例えば地上制御局２０２）によって実行可能な命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体及び／又は記憶媒体を提供することができる。これらの命令は、リーダーＵＡＶ（リーダーＵＡＶ１０４など）と複数のフォロワＵＡＶ（複数のフォロワＵＡＶ１０６など）とを含む複数の無人航空機（ＵＡＶ）に対するユーザ要求を受け取ることを含むことができる動作を機械及び／又はコンピュータに実行させることができる。動作は、リーダーＵＡＶのジオロケーションを決定することを更に含むことができる。動作は、リーダーＵＡＶの決定されたジオロケーションと、受け取ったユーザ要求とに基づいて、編隊情報を決定することを更に含むことができる。編隊情報は、リーダーＵＡＶに対する複数のフォロワＵＡＶの各々の相対位置を少なくとも示すことができる。動作は、複数のフォロワＵＡＶの各々に、決定された編隊情報を直接送信することを更に含むことができる。複数のフォロワＵＡＶの各々は、更に、送信された編隊情報を受け取り、受け取った編隊情報に基づいて位置を調整することができる。
【0073】
本開示の様々な実施形態は、ＵＡＶスウォーム制御のための例示的なシステム（例えば、システム１００）を提供することができる。システム１００は、リーダーＵＡＶ（例えば、リーダーＵＡＶ１０４）と、リーダーＵＡＶ１０４と通信可能に結合される複数のフォロワＵＡＶ（例えば、複数のフォロワＵＡＶ１０６）とを含む複数のＵＡＶを含むことができる。システム１００は、回路（例えば、回路２０４）を含むことができるＧＣＳ（例えば、ＧＣＳ２０２）を更に含むことができる。回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４のジオロケーションを決定するように構成することができる。回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４の決定されたジオロケーションに基づいて編隊情報を決定するように更に構成することができる。本明細書では、編隊情報は、複数のＵＡＶにおいてリーダーＵＡＶ１０４に対する複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の相対位置を少なくとも示すことができる。回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々に、決定された編隊情報を直接送信するように更に構成することができる。複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々は、送信された編隊情報を受け取り、受け取った編隊情報に基づいて位置を調整するように構成することができる。
【0074】
ある実施形態では、回路２０４は、編隊要求（すなわち、ユーザ要求）及びリーダーＵＡＶ１０４の決定されたジオロケーションに基づいて、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の編隊情報を動的に決定するように更に構成することができる。回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々に、決定された編隊情報を送信するように更に構成することができる。ある実施形態では、編隊情報は、以下に限定されるわけではないが、地理的始点、地理的終点、飛行経路に沿った複数のＵＡＶの１又は２以上の高度位置、飛行経路内の一連の中間地理的位置又は中間地点、複数のＵＡＶのうちの隣接するＵＡＶ間の離間距離、又は対応する中間地点における複数のＵＡＶの１又は２以上の速さ又は速度についての情報、のうちの少なくとも１つを更に示すことができる。
【0075】
ある実施形態では、複数のＵＡＶのうちのリーダーＵＡＶ１０４は、自動車を含むことができる。ある実施形態では、ＧＣＳ１０２又は回路２０４は、所定の周波数において、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々及びリーダーＵＡＶ１０４に編隊情報を送信するように更に構成することができる。
【0076】
ある実施形態では、ＧＣＳ１０２及び／又は回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４から慣性計測装置（ＩＭＵ）データを受け取るように更に構成することができる。ＧＣＳ１０２及び／又は回路２０４は、受け取ったＩＭＵデータに基づいて編隊情報を決定するように更に構成することができる。決定された編隊情報は、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々の方向の変化を更に示すことができる。
【0077】
ある実施形態では、リーダーＵＡＶ１０４及び複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々は、画像取り込みデバイス（例えば、図３の画像取り込みデバイス３０８）を含むことができる。複数のＵＡＶの各々の画像取り込みデバイス３０８は、特定された目標又は対象物の画像又はビデオストリームを取り込み、取り込まれた画像及び／又はビデオストリームを地上制御局（ＧＣＳ）２０２に送信するように構成することができる。
【0078】
ある実施形態では、ＧＣＳ１０２及び／又は回路２０４は、リーダーＵＡＶ１０４から目標情報を受け取るように更に構成することができ、目標情報は、取り込むべき目標の位置を示すことができる。目標の例は、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに示されている。ＧＣＳ１０２及び／又は回路２０４は、受け取った目標情報に基づいて編隊情報を決定し、複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々に、決定された編隊情報を送信するように更に構成することができる。複数のフォロワＵＡＶ１０６の各々は、受け取った編隊情報において目標情報に基づいて、画像取り込みデバイス３０８を制御するように構成することができる。
【0079】
本開示の様々な実施形態は、取り込むべき目標の位置を示すことができる目標情報を決定するように構成される回路を含むことができる電子デバイス（例えば、電子デバイス６０８）を提供することができる。目標の位置は、電子デバイス６０８の位置からオフセット距離のところにあることができる。ある実施形態では、電子デバイス６０８の回路は、複数のフォロワ無人航空機（ＵＡＶ）の編隊情報を決定するように構成することができる。編隊情報は、電子デバイス６０８に対する複数のフォロワＵＡＶの各々の相対位置を少なくとも示すことができる。更なる実施形態では、電子デバイス６０８は、複数のフォロワＵＡＶの各々に、決定された編隊情報及び目標情報を直接送信するように更に構成することができる。複数のフォロワＵＡＶの各々は、送信された編隊情報及び目標情報を受け取るように更に構成することができ、受け取った編隊情報及び目標情報に基づいて位置を更に調整することができる。
【0080】
ある実施形態では、複数のフォロワＵＡＶの各々は、画像取り込みデバイスを含むことができる。画像取り込みデバイスの視野（ＦＯＶ）は、受け取られた目標情報に基づいて制御されることができる。ある実施形態では、電子デバイスは、ウェアラブルデバイスとすることができる。ある実施形態では、電子デバイスは、自動車に組み込まれることができる。
【0081】
本開示は、ハードウェアの形で実現することも、又はハードウェアとソフトウェアの組み合わせの形で実現することもできる。本開示は、少なくとも１つのコンピュータシステム内で集中方式で実現することも、又は異なる要素を複数の相互接続されたコンピュータシステムにわたって分散できる分散方式で実現することもできる。本明細書で説明した方法を実行するように適合されたコンピュータシステム又はその他の装置が適することができる。ハードウェアとソフトウェアの組み合わせは、ロードされて実行された時に本明細書で説明した方法を実行するようにコンピュータシステムを制御することができるコンピュータプログラムを含む汎用コンピュータシステムとすることができる。本開示は、他の機能も実行する集積回路の一部を含むハードウェアの形で実現することができる。
【0082】
本開示は、本明細書で説明した方法の実装を可能にする全ての特徴を含み、コンピュータシステムにロードされた時にこれらの方法を実行できるコンピュータプログラム製品に組み込むこともできる。本文脈におけるコンピュータプログラムとは、情報処理能力を有するシステムに、特定の機能を直接的に、或いはａ）別の言語、コード又は表記法への変換、ｂ）異なる内容形態での複製、のいずれか又は両方を行った後に実行させるように意図された命令セットの、あらゆる言語、コード又は表記法におけるあらゆる表現を意味する。
【0083】
いくつかの実施形態を参照しながら本開示を説明したが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく様々な変更を行うことができ、同等物を代用することができると理解するであろう。また、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に特定の状況又は内容を適合させるための多くの変更を行うこともできる。したがって、本開示は、開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に該当する全ての実施形態を含むことが意図されている。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7】
【国際調査報告】