特表 2024-544898 無人航空機を使用する輪郭スキャン

(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】2024-12-05

(54)【発明の名称】無人航空機を使用する輪郭スキャン

(51)【国際特許分類】

   G01C 21/20 20060101AFI20241128BHJP

   G08G 5/00 20060101ALI20241128BHJP

   B64U 10/14 20230101ALI20241128BHJP

   B64U 20/87 20230101ALI20241128BHJP

   B64U 101/30 20230101ALN20241128BHJP

【ＦＩ】

G01C21/20

G08G5/00 A

B64U10/14

B64U20/87

B64U101:30

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024527391

(86)(22)【出願日】2021-11-10

(85)【翻訳文提出日】2024-05-21

(86)【国際出願番号】 US2021058690

(87)【国際公開番号】W WO2023086078

(87)【国際公開日】2023-05-19

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520297148

【氏名又は名称】スカイディオ，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＳＫＹＤＩＯ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】110002365

【氏名又は名称】弁理士法人サンネクスト国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ヘンリー， ピーター ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】マルチロシャン， ハイク

(72)【発明者】

【氏名】デレピン， クエンティン アレン ワウ イェン

(72)【発明者】

【氏名】モンダル， ヒメル

(72)【発明者】

【氏名】バクラック， エイブラハム ガルトン

【テーマコード（参考）】

2F129

5H181

【Ｆターム（参考）】

2F129AA11

2F129BB03

2F129DD40

2F129EE52

2F129FF02

2F129FF20

2F129FF32

2F129GG17

2F129HH12

2F129HH24

5H181AA26

5H181BB04

5H181CC04

(57)【要約】

いくつかの例では、システムは、第１のユーザから、第１のユーザに関連付けられたフォルダからチームフォルダを作成することの要求を受信してもよい。この要求は、チームフォルダに関連付けるために、チームフォルダストレージプールからの要求されたストレージ割り当てを示してもよい。システムは、要求されたストレージ割り当てが、第１のユーザに関連付けられたチームフォルダ作成用のプロファイルに対応するしきい値量を下回るかどうかを判定してもよい。要求されたストレージ割り当てがしきい値量を下回る場合、システムは、チームフォルダ用の共有ファイルシステムを自動的に作成し、要求されたストレージ割り当てに基づいて、ある量のストレージをチームフォルダストレージプールから共有ファイルシステムに割り当ててもよい。代替的に、要求されたストレージ割り当てがしきい値量を超える場合、システムは、管理者への通信を生成し、チームフォルダの作成に関する承認を要求してもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人航空機（ＵＡＶ）であって、
前記ＵＡＶに取り付けられた第１のカメラと、
実行可能な命令によって動作を実行するように構成された１つまたは複数のプロセッサとを備え、前記動作は、
スキャンされるスキャン対象の表面を決定することと、
前記スキャン対象の前記表面からの距離を、画像を取得することに関連付けられた選択された距離として決定することと、
前記表面の少なくとも第１の部分に関連付けられた照明に少なくとも基づいて、および前記選択された距離に基づいて、前記表面の少なくとも前記第１の部分をトラバースするための最大速度を決定することと、
前記スキャン対象の前記表面の少なくとも前記第１の部分の画像を取得しながら、前記選択された距離に基づいて前記スキャン対象の前記表面の少なくとも前記第１の部分に相対的に、前記決定された最大速度に少なくとも基づく速度でＵＡＶをナビゲートすることとを含む、無人航空機（ＵＡＶ）。

【請求項2】

前記動作は、
前記最大速度以下で飛行しながら、前記スキャン対象の前記表面の前記第１の部分の前記画像を取得することと、
前記スキャン対象の前記表面の第２の部分に関連付けられた照明が、前記表面の前記第１の部分に関連付けられた前記照明と異なるということを決定することと、
前記表面の前記第２の部分に関連付けられた前記照明に少なくとも基づいて、および前記選択された距離に基づいて、前記表面の前記第１の部分をトラバースするために決定された前記最大速度と異なる前記表面の前記第２の部分をトラバースするための最大速度を決定することと
をさらに含む、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項3】

前記最大速度を決定する前記動作は、前記取得された画像に対して許容できると決定された被写体ぶれのしきい値レベルにさらに基づく、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項4】

前記動作は、
前記スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定することであって、各輪郭経路が、前記選択された距離に基づいて前記スキャン対象の前記表面から離れて間隔を空けられる、複数の輪郭経路を決定することと、
輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定することであって、各画像取得位置が、前記スキャン対象の前記表面の各画像が取得されるべきである各位置を示す、複数の画像取得位置を決定することと
をさらに含み、
前記スキャン対象の前記表面の少なくとも前記第１の部分の画像を取得しながら、前記選択された距離に基づいて前記スキャン対象の前記表面の少なくとも前記第１の部分に相対的に、前記決定された最大速度に基づく速度で、前記ＵＡＶをナビゲートすることは、前記画像取得位置に基づいて前記スキャン対象の前記表面の前記画像を取得しながら、決定された速度で前記輪郭経路のうちの前記１つまたは複数に沿って前記ＵＡＶをナビゲートすることを含む、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項5】

前記動作は、
前記スキャン対象の構成に少なくとも基づいて座標系を前記スキャン対象に関連付けることであって、前記座標系が前記少なくとも１つの軸を含む、前記スキャン対象に関連付けることと、
前記少なくとも１つの軸に沿って、前記スキャン対象の前記表面の各輪郭に少なくとも基づいて、間隔を空けられた前記複数の輪郭経路を決定することと
をさらに含む、請求項５に記載のＵＡＶ。

【請求項6】

前記動作は、
コンピューティング装置から、前記スキャン対象のインジケーションを受信することと、
前記スキャン対象の前記インジケーションに基づいて、前記ＵＡＶに取り付けられた１つまたは複数の第２のカメラの１つまたは複数の視野をそれぞれ向けるための１つまたは複数の位置を前記ＵＡＶにとらせることと、
前記１つまたは複数の第２のカメラを使用して、前記１つまたは複数の位置から少なくとも１つの画像を取得することと、
前記少なくとも１つの画像に基づいて決定された前記スキャン対象の１つまたは複数の表面までの距離に基づいて３Ｄモデルを決定することであって、前記３Ｄモデルが、前記スキャン対象の前記表面に対応する複数の点を含む、３Ｄモデルを決定することと
をさらに含む、請求項１に記載のＵＡＶ。

【請求項7】

無人航空機（ＵＡＶ）の１つまたは複数のプロセッサによって、スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定することであって、各輪郭経路が、選択された距離に基づいて前記スキャン対象の表面から離れて間隔を空けられる、複数の輪郭経路を決定することと、
輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定することであって、各画像取得位置が、前記スキャン対象の表面の各画像が取得されるべきである各位置を示す、複数の画像取得位置を決定することと、
前記画像取得位置に基づいて前記スキャン対象の前記表面の画像を取得しながら、決定された速度で前記複数の輪郭経路に沿って前記ＵＡＶをナビゲートすることと
を含む、方法。

【請求項8】

前記表面に関連付けられた照明および前記選択された距離に少なくとも基づいて、前記複数の輪郭経路の少なくとも一部をトラバースするための最大速度を決定することと、
前記最大速度以下で前記複数の輪郭経路の少なくとも前記一部をトラバースすることによって、前記決定された速度で前記複数の輪郭経路に沿って前記ＵＡＶをナビゲートすることと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記最大速度を決定することは、前記取得された画像に対して許容できると決定された被写体ぶれのしきい値レベルにさらに基づく、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記スキャン対象の前記表面の少なくとも一部に関連付けられた照明の変化を決定することと、
前記照明の前記変化を決定することに少なくとも部分的に基づいて前記ＵＡＶの前記速度を変更することと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項11】

前記表面の前記画像の重複を決定することと、
前記重複、前記選択された距離、および前記表面の前記画像を取得するために使用されるカメラの視野に少なくとも基づいて、前記各輪郭経路の隣接する画像取得位置間の距離を決定することと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項12】

前記表面の前記画像間のサイドラップを決定することと、
前記サイドラップ、前記選択された距離、および前記表面の前記画像を取得するために使用されるカメラの視野に少なくとも基づいて、隣接する輪郭経路間の距離を決定することと
をさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項13】

前記スキャン対象の構成に少なくとも基づいて座標系を前記スキャン対象に関連付けることをさらに含み、前記座標系が前記少なくとも１つの軸を含み、前記座標系は、
前記少なくとも１つの軸を前記スキャン対象の最長のエッジまたは前記スキャン対象の最長の要素のうちの少なくとも１つに揃えること
のうちの少なくとも１つに少なくとも基づいて前記スキャン対象に関連付けられる、請求項７に記載の方法。

【請求項14】

規則的間隔に基づいて前記表面の前記画像を取得しながら、一定速度に基づいて前記複数の輪郭経路の少なくとも一部に沿って前記ＵＡＶをナビゲートすることをさらに含む、請求項７に記載の方法。

【請求項15】

無人航空機（ＵＡＶ）であって、
推進メカニズムを含んでいるＵＡＶ本体と、
前記ＵＡＶ本体に取り付けられたカメラと、
実行可能な命令によって動作を実行するように構成された１つまたは複数のプロセッサとを備え、前記動作は、
スキャン対象のインジケーションを受信することと、
前記スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定することであって、各輪郭経路が、選択された距離に基づいて前記スキャン対象の表面から離れて間隔を空けられる、複数の輪郭経路を決定することと、
輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定することであって、各画像取得位置が、前記スキャン対象の表面の画像が取得されるべきである位置を示す、複数の画像取得位置を決定することと、
前記複数の輪郭経路の前記複数の画像取得位置をトラバースするための最大速度を決定することであって、前記最大速度が、前記選択された距離および前記表面に関連付けられた照明に少なくとも部分的に基づく、最大速度を決定することと、
前記輪郭経路のうちの各輪郭経路の前記画像取得位置に基づいて、前記カメラを使用して前記スキャン対象の前記表面の画像を取得しながら、前記最大速度に少なくとも部分的に基づく速度で前記複数の輪郭経路に沿って前記ＵＡＶをナビゲートするように前記推進メカニズムを操作することと
を含む、無人航空機（ＵＡＶ）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無人航空機の技術分野に関する。

【背景技術】

【0002】

「ドローン」と称されることがある無人航空機（ＵＡＶ）は、典型的には、飛行中に物体の画像を取得するための１つまたは複数のカメラを含む。例えば、このようなＵＡＶは、普通なら到達することが困難であるはずの見晴らしの良い地点から画像を取得するために使用され得る。従来、ＵＡＶは、所望の対象の画像を取得するために、地上のパイロットによって制御されていた。しかし、表面からの所望の距離で、ならびに被覆の所望の解像度および精度で、対象物体の表面の画像を取得することは、人間のパイロットにとって退屈な作業であることがある。

【発明の概要】

【0003】

いくつかの実装形態は、スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸で互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定できるＵＡＶを含む。例えば、各輪郭経路は、選択された距離に基づいてスキャン対象の表面から離れて間隔を空けられてもよい。ＵＡＶは、輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定してもよい。画像取得位置は、スキャン対象の表面の画像が取得されるべきである位置を示してもよい。ＵＡＶは、画像取得位置に基づいてスキャン対象の表面の画像を取得しながら、決定された速度に基づいて複数の輪郭経路に沿ってナビゲートしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0004】

詳細な説明は添付の図を参照して示される。図において、参照番号の最左の桁は、参照番号が最初に現れる図を識別する。異なる図における同じ参照番号の使用は、同様のまたは同一の項目または特徴を示す。

【図1】いくつかの実装形態による画像を取得することができる無人航空機（ＵＡＶ）を含んでいる例示のシステムを示す図である。

【図2】いくつかの実装形態によるスキャン対象のスライスの輪郭経路およびウェイポイントを決定する例を示す図である。

【図3A】いくつかの実装形態によるスキャン対象の輪郭経路を決定する例を示す図である。

【図3B】いくつかの実装形態によるスキャン対象の輪郭経路を決定する例を示す図である。

【図4A】いくつかの実装形態によるスキャン対象の輪郭経路を決定する例を示す図である。

【図4B】いくつかの実装形態によるスキャン対象の輪郭経路を決定する例を示す図である。

【図5】いくつかの実装形態によるスキャン対象をスキャンするための例示のプロセスを示すフロー図である。

【図6】いくつかの実装形態によるスキャン対象の３Ｄモデルを生成するための例示のプロセスを示すフロー図である。

【図7】いくつかの実装形態によるＵＡＶの上側の例示の構成を示す図である。

【図8】いくつかの実装形態によるＵＡＶの底部側の例示の構成を示す図である。

【図9】いくつかの実装形態による例示のＵＡＶの抜粋したコンポーネントを示す図である。

【図10】いくつかの実装形態によるコンピューティング装置を含んでいるコントローラの例示の構成を示す図である。

【図11】いくつかの実装形態による例示のコントローラの抜粋したコンポーネントを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0005】

本明細書のいくつかの実装形態は、操作者によってスキャン対象として指定され得る構造、建物、橋、パイプライン、設備、現場、光景、地理的特徴、または任意の他の物体などの、３次元（３Ｄ）スキャン対象をスキャンするようにＵＡＶを構成するための技法および配置を対象にする。例えば、ＵＡＶは、スキャン対象の最初のインジケーションに基づいて自律的にスキャン対象をスキャンするように構成可能であってもよい。スキャンは、表面からの所望の距離で示されたスキャン対象の表面の一連の画像を取得することを含んでもよい。ＵＡＶは、完全で繰り返し可能なやり方で、スキャン対象の一連のスライスに沿って画像を自律的に取得してもよい。ＵＡＶは、凹所、でこぼこして傾いた表面および特徴、開口部、非対称な幾何学的形状などを含むスキャン対象などの、複雑な幾何学的形状を有しているスキャン対象を取得することができる。場合によっては、取得された画像は、スキャン対象の３Ｄモデルを生成するため、またはさまざまな他の最終使用のいずれかために使用されてもよい。

【0006】

１つの例として、ＵＡＶは、スキャン対象の表面からの選択された距離（本明細書ではベースライン距離と称されることもある）で、スキャン対象の周囲の複数の仮想的輪郭に対応する経路をトラバースするように構成されてもよい。ＵＡＶは、スキャン対象を、スキャン対象の軸を横切って取得された一連のスライスに分割することによって、仮想的輪郭を決定してもよい。１つの例として、ＵＡＶは、座標系（ｘ、ｙ、ｚ座標系など）をスキャン対象に関連付けてもよく、スキャン対象を、座標系の少なくとも１つの軸を横切る複数のスライスに分割してもよい。ＵＡＶは、スキャン対象の表面（ゼロ輪郭としても知られている）の選択された距離および検出された位置に基づいて、スライスごとに輪郭を決定してもよい。さらに、ＵＡＶは、輪郭ごとにウェイポイントおよび注視点を決定してもよい。各ウェイポイントは、ＵＡＶがスキャン対象の表面の画像を取得する画像取得位置であってもよい。ＵＡＶは、最初のスライスの最初の輪郭に沿って画像を取得し、次に、次の隣接するスライスに移動し、そのスライスに対して決定された輪郭に沿って画像を取得し、スキャン対象のすべての所望の部分が取得されるまで、次の隣接するスライスに移動し続けることによるなどの、整然とした連続的な方法で、スキャン対象に対して決定された複数の輪郭に沿って移動することによって、整然とした方法でスキャン対象の画像を取得してもよい。

【0007】

各スライスは、その特定のスライスの空間内の位置での平面内の２次元（２Ｄ）輪郭に等しくてもよい。ＵＡＶは、スライスの位置に対応するスキャン対象の表面の画像を取得するために、カメラをスキャン対象に向けて、その輪郭を移動経路としてトラバースしてもよい。例えば輪郭は、基本的に、そのスライスの空間内の位置でのスキャン対象の表面の形状に従ってもよく、ＵＡＶがスキャン対象の表面の画像を取得しながらスキャン対象の表面からの選択された距離でトラバースするための経路を形成してもよい。ＵＡＶは、ＵＡＶが規則的間隔で画像を取得しながら一定速度で最適に移動することを可能にする、輪郭をトラバースするためのパターンを選択してもよい。

【0008】

スライス間の距離は、画像を取得するために使用されるＵＡＶに搭載されたカメラの視野に加えて、スキャン対象の表面からの移動経路の選択された距離、および取得される画像の隣接するスライス間のサイドオーバーラップ（サイドラップ）の望ましいレベルに少なくとも基づいて決定されてもよい。スキャン対象の表面からのカメラの距離は、ＵＡＶ上のカメラの能力および取得される画像の所望の詳細度に少なくとも基づいて選択されてもよい。例えば、解像度、鮮明さ、露光時間などの所望の詳細度は、取得された画像のその後の使用目的に少なくとも部分的に依存してもよい。

【0009】

下でさらに説明されるように、スキャンターゲットの構成に一部分においてに応じて、ＵＡＶは、さまざまなパターンのいずれかを使用してスキャン対象の周囲で決定された仮想的輪郭をトラバースするように構成されてもよい。１つの例として、ＵＡＶは、芝刈り機パターンを使用して１つのスライスでの輪郭から次のスライスでの輪郭に移動してもよく、往復パターンで、各交互のスライスで反対方向に移動してもよい。別の例として、ＵＡＶは、スキャン対象の軌道を実行してもよく、最初のスライスの終点に達し、次の隣接するスライスの始点の位置に移動するときに、（例えば、どの軸でスライスが取得されるかに応じて）次の隣接するスライスの上／下または左／右に移動してもよい。例えば、ＵＡＶは、最初のスライスの位置で最初の軌道を作り、次のスライスの位置に移動し、そのスライスに対して決定された輪郭に沿ってスキャン対象の別の軌道を作ることなどによって、スキャン対象の周囲で複数の軌道（例えば、円形、楕円など）としてスライスをトラバースしてもよい。さらに別の例として、ＵＡＶは、例えば、スキャン対象の最初の垂直方向のスライスでスキャン対象の長さに沿って垂直方向に移動し、隣接するスライスに移動し、別の垂直方向の柱としてそのスライスに沿って移動するなど、一連の隣接する垂直方向の柱としてスライスをトラバースしてもよい。

【0010】

さらに、いくつかの例では、スキャン対象の構成に応じて、スキャン対象の追加の画像を取得するために、（例えば、第１の軸と直角な）第２の軸に沿って追加のスライスが決定されてもよい。例えば、スキャン対象の側面の画像を取得するために、ｚ軸を横切ってスキャン対象をスライスすることによって、スキャン対象の第１の一連のスライスが取得されると仮定する。スキャン対象は、スキャン対象の上部および／または下部の画像を取得するなどのために、ｘ軸またはｙ軸を横切ってさらにスライスされてもよい。さらに、必要に応じて、第３の軸または軸の何らかの組み合わせを横切って追加のスライスが取得されてもよい。さらに、本明細書において説明された例は、複数の最適なスライス技法およびスライスパターンについて説明するが、特定のスキャン対象をスライスすること、およびスライスに対して決定された輪郭をトラバースするための可能なパターンを選択することにおける多数の変形が、本明細書の開示の利益を有する当業者にとって明らかであろう。

【0011】

本明細書のいくつかの実装形態では、ＵＡＶは、規則的間隔で画像を取得し、規則的に間隔を空けられた画像を取得しながら、一定速度などでトラバースされ得る、構造化された連続的経路を決定してもよい。速度は、場合によっては、撮影された画像の被写体ぶれの許容できるしきい値量に基づいて決定されてもよく、これはさらにまた、撮影された画像の使用目的および必要とされる詳細さのレベルに一部分において依存してもよい。例えば、スキャン対象の表面からより遠くで画像が取得されるほど、輪郭移動経路に沿って移動するときに表面の連続的画像を取得しながら、ＵＡＶの速度がより速くなることができる。一方、表面の詳細な近接画像が望ましい場合、ＵＡＶは、被写体ぶれがなくなるように、減速するか、または停止して画像を取得してもよい。

【0012】

説明の目的で、スキャン対象を自律的にスキャンしてスキャン対象の画像を取得するようにＵＡＶを構成するための、いくつかの例示の実装形態が説明される。しかし、本明細書の実装形態は、提供された特定の例に限定されず、本明細書の開示に照らすと当業者に明らかになるように、他の種類のスキャン対象、他の種類の車両、他の種類の飛行経路計画技法、他の種類のスキャン、他の種類の画像取得などに拡張されてもよい。

【0013】

図１は、いくつかの実装形態に従って、画像を取得することができる無人航空機（ＵＡＶ）１０２を含んでいる例示のシステム１００を示している。この例では、ＵＡＶ１０２は、コントローラ１０４と通信することができる。コントローラ１０４は、場合によっては、コンピューティング装置を含んでもよい。１つの例として、コントローラ１０４は、直接的に、または代替としてネットワークなどの別の装置を介して間接的に、ＵＡＶ１０２と無線で通信することができる携帯電話、タブレットコンピューティング装置、ウェアラブル装置、ラップトップコンピュータなどの、モバイル装置を含んでもよい。

【0014】

ＵＡＶ１０２に搭載された１つまたは複数のプロセッサ（図１に示されていない）は、ＵＡＶ１０２に取り付けられた少なくとも１つのカメラから画像を受信するように実行可能な命令によって構成されてもよい。示された例では、ＵＡＶ１０２は、第１のカメラ１０６および複数の第２のカメラ１０８などの、複数のカメラを含む。例えば、第１のカメラ１０６は、より長い焦点距離を有するレンズを含んでもよく、第２のカメラ１０８より高解像度の画像センサを含んでもよい。第２のカメラ１０８は、第１のカメラ１０６より短い焦点距離、より広い視野（ＦＯＶ）、およびより低解像度の画像センサを有してもよい。第１のカメラ１０６が、この例ではスキャン対象１１１などの所望の対象物体または他のスキャン対象に向けられることを可能にするために、第１のカメラ１０６は、ジンバル１１０に取り付けられてもよい。場合によっては、第２のカメラ１０８は、ＵＡＶ１０２がナビゲーション、位置決定、距離決定、ステレオ撮像、障害物回避、追跡などのさまざまな目的に使用することができる画像を提供してもよい。

【0015】

ＵＡＶ１０２は、無線通信などを介してコントローラ１０４と通信することができる。コントローラ１０４は、ユーザ１１２によって制御されてもよく、さまざまな種類の無線通信技術のいずれかによって、ＵＡＶ１０２との双方向通信用に構成されてもよい。複数の例として、コントローラ１０４は、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）無線リンク、セルラー無線、直接ＩＳＭバンド通信、または任意の他の適切な無線通信を介するなどの、さまざまな種類の無線プロトコルおよび周波数を介して通信してもよい。例えば、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５．８ＧＨｚが、ＵＡＶとの双方向通信に使用される最も一般的な無線周波数であるが、本明細書の実装形態は、いかなる特定の通信の種類、周波数、またはプロトコルにも限定されない。

【0016】

さらに、または代替的に、ＵＡＶ１０２は、前述の無線通信の種類のいずれか、または任意の他の種類の無線通信技術などを介して、１つまたは複数のネットワーク１１３と通信してもよい。１つの例として、ネットワーク１１３は、ＵＡＶ１０２が１つまたは複数のネットワーク１１３と接続し、１つまたは複数のネットワーク１１３を経由して通信できるようにするために、無線アクセスポイント、セルラー無線タワーまたは他のセルラートランシーバ、短距離無線トランシーバなどを含んでもよい。

【0017】

ＵＡＶ１０２は、本体１１４および１つまたは複数の推進装置１１６を含む。この例では、第２のカメラ１０８の第１のセットが本体１１４の上側に取り付けられ、第２のセットが本体１１４の下側に取り付けられる。さらに、第１のカメラ１０６は、固定焦点レンズを含んでもよく、または代替的に、光学ズーム可能なレンズを含んでもよい。ジンバル１１０は、ＵＡＶ１０２を回転させて所望の対象に直接向けることを必要とせずに、第１のカメラ１０６を対象に向けて焦点を合わせることを可能にする。ＵＡＶ１０２は、第１のカメラ１０６によって画像を取得してもよく、取得された画像の少なくとも一部を画像１１８としてコントローラ１０４に送信してもよい。さらに、いくつかの実装形態では、第２のカメラ１０８によって取得された画像の少なくとも一部が画像１１８の一部として送信されてもよい。いくつかの例では、送信される画像１１８は、コントローラ１０４などへのより高速な無線送信を可能にするために、ＵＡＶ１０２によって取得される画像の解像度と比較して、より低解像度の画像であってもよい。

【0018】

場合によっては、ＵＡＶ１０２は、ＵＡＶ１０２によって取得された画像を使用して、ＵＡＶ１０２に搭載される３Ｄモデル情報を生成してもよく、３Ｄモデル情報の少なくとも一部が、モデル情報１２０としてコントローラ１０４に送信されてもよい。コントローラ１０４は、無線通信リンクを介してＵＡＶ１０２から画像１１８（ビデオまたは静止画像を含んでもよい）を受信してもよい。受信された画像１１８に基づいて、ユーザ１１２は、コントローラ１０４に関連付けられたディスプレイ１２４を使用して、ＵＡＶ１０２によって取得された視野を見ること、および／またはＵＡＶ１０２によって少なくとも部分的に生成されて３Ｄモデル情報１２０として提供され得るスキャン対象１１１の３Ｄモデルを見ることができる。

【0019】

いくつかの例では、ユーザ１１２は、スキャン対象１１１のスキャンを実行するようにＵＡＶ１０２に指示するために、コントローラ１０４を使用してスキャン対象１１１を選択してもよい。さらに、ユーザ１１２は、コントローラ１０４に含まれている、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）に提示された１つまたは複数の仮想コントロール、および／またはジョイスティック、ボタンなどの１つまたは複数の物理的コントロールなどを介して、コントローラ１０４を使用して、他の従来のコマンド、例えば、「離陸」、「着陸」、「追従」をＵＡＶ１０２発行してもよい（図１に示されていない）。したがってコントローラ１０４は、ユーザ１１２が、ＵＡＶ１０２を手動で制御するため、および／または自律的に動作するようにＵＡＶ１０２に指示するために、手動制御入力を行うことを可能にしてもよい。例示のコントローラ１０４が、図１０および１１に関して下でさらに示され、説明される。

【0020】

いくつかの例では、コントローラ１０４および／またはＵＡＶ１０２は、１つまたは複数のネットワーク１１３を経由して、１つまたは複数のサービスコンピューティング装置１２６、または他のユーザコンピューティング装置などの他の適切なコンピューティング装置と、通信することができてもよい。１つまたは複数のネットワーク１１３は、インターネットなどのワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、イントラネットなどのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、セルラーネットワークまたは他の無線通信などの無線ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉなどのローカル無線ネットワーク、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）などの近距離無線通信、光ファイバおよびイーサネットを含む有線ネットワーク、これらの任意の組み合わせ、あるいは任意の他の適切な通信ネットワークまたは他の通信技術を含む、任意の適切なネットワークまたは他の通信技術を含むことができる。

【0021】

場合によっては、サービスコンピューティング装置１２６は、クラウドコンピューティングの位置、データセンター、サーバファームなどに位置するなど、コントローラ１０４および／またはＵＡＶ１０２から遠隔に位置してもよい。サービスコンピューティング装置１２６は、データベース１３０に格納する画像１３２を受信するためなど、コントローラ１０４および／またはＵＡＶ１０２と通信するために実行され得る管理プログラム１２８を含んでもよい。画像１３２は、前述の画像１１８を含んでもよく、および／またはスキャン対象１１１のスキャン中にＵＡＶ１０２によって取得されたスキャン対象１１１の画像の完全なセットを含んでもよい。例えば、指定された解像度での画像の完全なセットは、ＵＡＶ１０２がスキャン対象１１１のスキャンを完了した後などに、時間をかけてサービスコンピューティング装置１２６にアップロードされてもよい。さらに、データベース１３０は、３Ｄモデル情報１３４を含んでもよい。例えば、３Ｄモデル情報は、ＵＡＶ１０２によって送信された３Ｄモデル情報１２０を含んでもよい。さらに、または代替的に、管理プログラム１２８は、取得された画像を使用してテクスチャ処理され得るスキャン対象１１１の高解像度３Ｄモデルを生成するために、ＵＡＶ１０２から受信された画像１３２および受信された関連する位置情報を使用して、１つまたは複数の３Ｄモデリングプログラムを実行してもよい。

【0022】

加えて、管理プログラム１２８は、コントローラ１０４から、および／またはＵＡＶ１０２から受信された画像１３２および他の情報を管理するために、他の機能を実行してもよい。場合によっては、サービスコンピューティング装置１２６は、コントローラ１０４に関連付けられたユーザ１１２がデータベース１３０内の画像１３２、３Ｄモデル情報１３４、および／またはＵＡＶ１０２に関連する他の情報などにアクセスできるようにする、ウェブアプリケーション（図１に示されていない）を含んでもよい。

【0023】

いくつかの例では、ＵＡＶ１０２に搭載された１つまたは複数のプロセッサは、本明細書に記載された自律的動作を実行するように、プログラムコードまたは他の実行可能な命令によって構成されてもよい。例えば、１つまたは複数のプロセッサは、スキャン対象１１１の最初のより低解像度のモデルを生成するか、またはこのモデルにアクセスすること、最初のモデルに基づいてスキャン対象１１１の複数のスライスを決定すること、各スライスの輪郭を決定すること、およびスキャン対象１１１の表面の画像を取得するためのウェイポイントを決定することなどの、本明細書に記載された他の動作も実行しながら、ＵＡＶ１０２を制御し、意図された飛行経路に沿ってナビゲートしてもよい。ＵＡＶ１０２は、障害物も回避しながら、規則的間隔で規則的に間隔を空けられた画像を取得するために、一定速度でなどの、複数の輪郭経路に沿ってＵＡＶ１０２をナビゲートするためのスキャン計画を決定してもよい。

【0024】

スキャン対象１１１の最初のモデルは、スキャン中にＵＡＶ１０２によって取得された追加の画像情報に基づいて、スキャン中にリアルタイムで更新されてもよい。さらに、または代替的に、場合によっては、ＵＡＶ１０２から遠隔にあり、ＵＡＶ１０２と通信するコントローラ１０４またはサービスコンピューティング装置１２６は、前述の動作のうちの１つまたは複数を支援または管理するなどのために、命令をＵＡＶ１０２に搭載されたプロセッサに提供してもよい。例えば、ＵＡＶに、距離決定を使用してスキャン対象の最初のモデルを作成させるのではなく、最初のモデルは、ＵＡＶ１０２によって、コントローラ１０４またはサービスコンピューティング装置１２６から受信されてもよい。

【0025】

スキャンを開始するために、ユーザ１１２は、入力情報をＵＡＶ１０２に提供できるコントローラ１０４または他のコンピューティング装置に提示されたユーザインターフェースへの１つまたは複数の入力を行うことなどによって、スキャン対象１１１またはスキャン対象１１１の一部を最初に示してもよい。１つの例として、ユーザ１１２は、スキャン対象の画像を取得するために、ＵＡＶ１０２を手動でナビゲートしてもよく、ユーザ１１２は、ユーザインターフェースに提示されたスキャン対象の画像上に多角形または他の２Ｄ形状を作成し、スキャン対象を示してもよい。代替的に、ユーザは、ユーザインターフェース内のスキャン対象の画像の周囲に境界ボリュームを指定してもよく、３つ以上の基準点（例えば、「柱」）などに基づいて、境界エリアを指定してもよく、または複数の他の技法のいずれかを使用してＵＡＶ１０２に対してスキャン対象を指定してもよい。例えば、ユーザは、スキャン対象の形状、望ましいスキャンの種類、スキャンされるのが望ましい対象の部分などに応じるなどの、最も効果的であると決定されたスキャン対象を指定するための技法を採用してもよい。

【0026】

スキャン対象１１１の受信されたインジケーションに基づいて、ＵＡＶ１０２は、グローバル座標系、ナビゲーション座標系との相関性などに基づいて、またはさまざまな他の技法によって、スキャン対象１１１のインジケーションを空間内の１つまたは複数の位置と相関させてもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、例えば、範囲センサなどを使用して最初のスキャンを実行して、３Ｄ空間内のスキャン対象の表面の位置を決定することによって、スキャン対象１１１の最初の粗いスキャンを自律的に実行してもよい。１つの例として、範囲センサは、画像センサをそれぞれ含んでいる第２のカメラ１０８のうちの１つまたは複数によって提供されてもよい。例えば、第２のカメラ１０８のうちの２つ以上のアレイが、立体撮像用に構成されてもよく、ＵＡＶ１０２からスキャン対象１１１の表面上のさまざまな点までの距離を決定するために使用されてもよい。第２のカメラ１０８は、自律的ナビゲーションを可能にするためにＵＡＶ１０２によって使用されてもよく、ＵＡＶ１０２からスキャン対象１１１の表面までの距離を決定するために使用され得る１つまたは複数の（例えば、第１のカメラ１０６の高解像度画像センサから受信された画像と比較して）低解像度の画像を提供してもよい。第２のカメラ１０８が１つまたは複数のステレオ撮像対を含む場合、ＵＡＶ１０２は、ＵＡＶ１０２からスキャン対象１１１の表面上の１つまたは複数の点までの相対距離を決定するために、第２のカメラ１０８からの入力を使用して、同じ表面の２つの関連する画像間の視差を決定してもよい。代替的に、ＵＡＶ１０２の既知の位置に相対的になど、３Ｄ空間内のスキャン対象の表面の位置を決定するために、異なる角度から撮られた１つまたは複数の単眼視の第２のカメラ１０８からの画像が使用されてもよく、および／またはさまざまな他の距離センシングおよび３Ｄ再構成技法が使用されてもよい。

【0027】

１つの例として、ＵＡＶ１０２は、第２のカメラ１０８のステレオ対および／または第２のカメラ１０８の広域ベースライン多視点ステレオ（ＭＶＳ）対からの範囲画像を、複数の点を含んでいる表面位置推定値を提供できる符号付き距離関数のボリューム（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ Ｓｉｇｎｅｄ Ｄｉｓｔａｎｃｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＳＤＦ））に融合してもよい。例えば、最初に占有マップが決定されてもよく、その後、スキャン対象１１１に対して、３Ｄ空間内の複数の点の位置を含んでいる完全なＳＤＦモデルが決定されてもよい。複数の点は、スキャン対象１１１の表面１３６上のさまざまな点の位置を示してもよい。

【0028】

別の代替策として、ＵＡＶ１０２は、表面１３６での輪郭に関してスキャン対象１１１の表面１３６をサンプリングしてもよく、各ゼロ輪郭の法線の関数に基づいて、これらのゼロ輪郭を拡張してもよく、この拡張は、ゼロ輪郭（すなわち、スキャン対象１１１の表面）からの選択された距離で輪郭経路を決定するための平滑化ステップを含んでもよい。スプライン適合は、この代替技法のための１つの技法であってもよい。さらに、スキャン対象１１１の表面１３６からより大きい距離で最初のサンプリングを実行すると、スキャン対象１１１の全体的により低解像度の３Ｄモデルを素早く生成するため、より効率的であることができるが、スキャン対象１１１のより小さい表面の輪郭の詳細が制限されることがあり、傾いた表面が存在するなどの場合に、スキャン対象１１１の詳細なスキャン中に不十分な画像取得をもたらすことがある。

【0029】

前述したように、最初のＳＤＦモデルは、典型的には、スキャン対象１１１の表面１３６上の一部の点の位置を示す３Ｄ空間内の複数の点を含んでいる低解像度３Ｄモデルであってもよく、典型的には、３Ｄ空間内のスキャン対象１１１の主要なエッジ１３８の位置を含んでもよい。ＳＤＦモデルは、スキャン対象１１１がまだ撮像されていないか、またはそうでなければより高い精度のための十分に多様な視点および／または十分に近い距離からスキャンされていないため、より低い精度を有するより低解像度の３Ｄモデルと称されることがある。例えば、ＵＡＶ１０２がステレオ対の範囲画像をモデルに融合し続けるときに、ＵＡＶ１０２が表面のより近くを飛行するほど、ＳＤＦモデルにおける表面の位置および表面の形状の推定がより正確になる。

【0030】

スキャン対象の低解像度３Ｄモデルを生成するために、ＵＡＶ１０２によって最初のスキャンが実行されてもよい。最初のスキャン中に、ＵＡＶ１０２は、スキャン対象１１１の１つまたは複数の表面を自律的に撮像してもよい。ＵＡＶ１０２は、最初のスキャン中に、または後でスキャン対象１１１の完全なスキャンを実行するときに、スキャン対象１１１に近接して飛行し、追加の画像を取得しながら、より低解像度の３Ｄモデルの完全性および／または解像度をリアルタイムで動的に改善してもよい。例えば、より低解像度の３Ｄモデルは、３Ｄ空間内の複数の点のセットを含んでもよく、点の位置は、距離の測定に基づいて決定されたスキャン対象１１１の表面に対応する。

【0031】

ＵＡＶ１０２は、より低解像度の３Ｄモデルを使用して、スキャン対象１１１のスキャン（すなわち、高解像度画像の取得）を実行するためのスキャン計画を生成してもよい。例えば、スキャンは、所望の解像度、詳細、重複などの画像を取得するために、ＵＡＶ１０２とスキャン対象１１１の間の選択された距離（例えば、選択された地上分解能）からスキャン対象１１１の表面１３６一連の画像を取得することを含んでもよい。例えば、スキャン計画を決定することは、下でさらに説明されるように、選択された軸、スキャン対象の中心線、スキャン対象の本体などに沿って、スキャン対象１１１を複数のスライス１４０にスライスすることを含んでもよい。示された例では、下でさらに説明されるように、ＵＡＶ１０２が、スキャン対象１１１を、スキャン対象１１１に対して決定された座標系１４２のＺ軸に沿って取得された複数のスライス１４０（１）～１４０（１４）に分割したと仮定する。

【0032】

さらに、ＵＡＶ１０２は、ベースライン距離として使用するために、スキャン対象１１１の表面１３６からの距離Ｄを選択してもよい。場合によっては、距離Ｄは、取得される画像の所望の詳細さのレベル、スキャン結果の使用目的などに基づいて、実行される特定の種類のスキャンに対して指定された、所定のデフォルト値であってもよい。さらに、または代替的に、距離Ｄはユーザ１１２によって指定されてもよい。

【0033】

加えて、ＵＡＶ１０２は、スキャン中に取得される画像に対して、重複の割合Ｏおよびサイドラップの割合Ｓを決定してもよい。例えば、重複Ｏは、スキャン中に画像を取得しているときの、ＵＡＶの移動方向での取得される連続する画像の重複の割合であってもよい。サイドラップ（横方向の重複またはサイドオーバーラップとしても知られている）は、隣接する輪郭スライス１４０の画像間の重複量、すなわち、第２のスライス１４０（２）に沿って取得される画像と、第２のスライス１４０（２）に隣接する第１のスライス１４０（１）に沿って取得される画像との間に設けるサイドオーバーラップの量のことを指してもよい。場合によっては、重複およびサイドラップは、特定の種類のスキャンを実行するためにあらかじめ決定されたデフォルト値であってもよい、および／またはユーザ１１２によって指定されてもよい、などである。

【0034】

スキャン中に画像を取得するために使用されるカメラのカメラＦＯＶ（例えば、図１の例における第１のカメラ１０６のＦＯＶ）に基づいて、ＵＡＶ１０２は、距離Ｄおよび重複Ｏからウェイポイントベースライン（ｗａｙｐｏｉｎｔ ｂａｓｅｌｉｎｅ）Ｂｗを決定してもよい。例えば、ウェイポイントベースラインＢｗは、（例えば、ＦＯＶ、カメラから表面までの距離Ｄ、および重複Ｏの割合を考慮して）１つの画像が取得される位置と次の画像が取得される位置の間でＵＡＶ１０２が移動する、スライスの輪郭に沿った距離であってもよい。例えば、ＦＯＶおよび距離Ｄに基づいて、各画像によって覆われる表面積が計算されてもよい。さらに、２つの画像の指定された重複を確実に達成するために、画像が取得されるウェイポイントから次の画像が取得される次のウェイポイントに移動するときに、ＵＡＶ１０２の（例えば、図１の例におけるＺ軸の周りの）回転が追跡されて制御されてもよい。例えば、ジンバル１１０は、輪郭経路をトラバースしながら、カメラ１０６を次の注視点に向けて、ＵＡＶ１０２の回転を打ち消すように制御されてもよい。

【0035】

ＵＡＶ１０２は、距離ＤおよびサイドラップＳからスライスベースライン（ｓｌｉｃｅ ｂａｓｅｌｉｎｅ）Ｂｓを決定してもよい。例えば、スライスベースライン距離Ｂｓは、スライスと隣接するスライスの間の距離であってもよい。例えば、カメラ１０６から表面１３６までの距離Ｄに基づいて、ＦＯＶによって覆われる表面の面積が決定されることが可能であり、次に、サイドラップＳの指定された割合に基づいて、ＵＡＶ１０２は、スライス１４０間の間隔（すなわち、スライスベースライン距離Ｂｓ）を決定してもよい。

【0036】

スライスベースラインＢｓが決定された後に、スライスベースラインＢｓが、隣接するスライス間の許容できる距離を指定するため、ＵＡＶ１０２は、スキャン対象１１１に適用するスライス１４０の数を決定してもよい。１つの例として、ＵＡＶは、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標系１４２をスキャン対象１１１に関連付けてもよい。座標系１４２をスキャン対象１１１に関連付ける方法を決定するために、さまざまな技法が使用されてもよい。１つの例として、座標系１４２の向きは、ＳＤＦモデルから決定されたスキャン対象１１１の検出された形状に少なくとも部分的に基づいてもよい。例えば、図１の例では、スキャン対象１１１が上に垂直に伸びる細長い構造であるため、ＵＡＶ１０２は、この場合はＺ軸などの、軸のうちの１つをスキャン対象１１１の最長の垂直部分（例えば、主要なエッジ１３８）に関連付けてもよく、他の軸のうちの少なくとも１つ、すなわちＸ軸および／またはＹ軸を、他の検出された主要なエッジ１４４および／またはスキャン対象１１１の他の目立つ構造に関連付けようとしてもよい。別の代替策として、ＵＡＶ１０２は、境界楕円をスキャン対象に適合させてもよく、この例ではＺ軸などの、座標系の１つの軸を楕円の長軸に関連付け、Ｘ軸またはＹ軸のうちの１つを楕円の短軸に関連付けてもよい。さらに別の代替策として、ＵＡＶ１０２は、境界矩形をスキャン対象に適合させてもよく、座標系１４２の１つの軸を境界矩形の長軸に割り当て、座標系１４２の別の軸を境界矩形の短軸に割り当ててもよい。さらに別の代替策として、ユーザは、座標系１４２をスキャン対象に関連付ける方法を決定してもよい。さらに別の代替策として、ＵＡＶ１０２は、スキャン対象へのＸ、Ｙ、Ｚ軸の最適な割り当てを決定するために、機械学習モデルを採用してもよい。例えば、機械学習モデルは、座標系の軸をさまざまな形状および構造に割り当てるように機械学習モデルをトレーニングするために座標系に関連付けられた複数の異なる構造に対して、トレーニングされてもよい。

【0037】

座標系１４２がスキャン対象１１１に関連付けられた後に、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標系１４２の軸Ａごとに、コンピューティング装置は、例えば、Ａ＝床＋ｎ＊ＢｓになるようなＢｓのステップでの連続的順序（例えば、昇順または降順）で、選択された軸Ａに沿ってＳＤＦスライス（ＳＤＦ ｓｌｉｃｅｓ）をサンプリングしてもよい。スキャン対象モデルが、選択された軸Ａに沿って互いに距離Ｂｓ離れて複数のスライス１４０に分割された後に、スライスごとに、ＵＡＶ１０２は、そのスライスに沿ってＤの輪郭を決定してもよい。輪郭は、特定のスライスに対応する２Ｄ平面内の（例えば、１つのウェイポイントから隣接するウェイポイントまでの）１Ｄ経路のセットとして表されてもよい。

【0038】

ＵＡＶ１０２は、各スライスの２Ｄ平面内の輪郭経路に沿った１つのウェイポイントから次の隣接するウェイポイントまでの輪郭ステップごとに、ウェイポイントベースラインＢｗに基づいてウェイポイントの位置をさらに決定してもよい。各ウェイポイントは、スキャン対象１１１の表面の画像を取得するために第１のカメラが操作され得る画像取得位置である。さらに、スライス内の選択されたウェイポイントごとに、ＵＡＶは、ＳＤＦ勾配およびスライス平面の関数として、スキャン対象１１１の表面上の注視点を選択してもよい。例えば、注視点は、ＵＡＶ１０２が対応する選択されたウェイポイントに位置付けられたときに、表面の画像を取得するために第１のカメラ１０６の焦点が向けられるスキャン対象１１１の表面上の点であってもよい。ＵＡＶ１０２が１つのウェイポイントから次のウェイポイントに移動するときに、第１のカメラを現在のウェイポイントに対して指定された注視点に向けるように、ジンバル１１０の回転およびＵＡＶ１０２の回転が制御されてもよい。

【0039】

加えて、ＵＡＶ１０２は、最適な方法で各スライス内のウェイポイントを順序付けてもよい。１つの例として、ＵＡＶ１０２は、ウェイポイントの平均位置間で巡回セールスマン問題アルゴリズムを実行してもよい。これによって、ウェイポイントの順序付けられたセットを含んでいる輪郭の順序付けられたセットを含んでいるスライスの順序付けられたセットを形成する。座標系１４２の３つの軸Ｘ、Ｙ、およびＺの各々について、ウェイポイントの順序付けられたセットを含んでいる輪郭の順序付けられたセットを含んでいるスライスの順序付けられたセットを形成するために、他の２つの軸の各々について、このプロセスが繰り返されてもよい。

【0040】

一部の例では、ＵＡＶ１０２は、第１の選択された軸ではすべてのウェイポイントを画像取得のために維持し、次に、増分被覆指標（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｃｏｖｅｒａｇｅ ｍｅｔｒｉｃ）へのある程度の近接性に基づいて、第２および第３の軸からウェイポイントを取り除くことを優先する、Ｚ、Ｘ、Ｙなどの好ましい軸の順序付けを適用してもよい。例えば、選択された軸が、スキャンされるのが望ましいスキャン対象のすべてのエリアの完全な被覆をもたらす場合、他の２つの軸に沿ったスキャンは、全く実行されなくてもよい。しかし、第１の選択された軸が部分的な被覆しかもたらさない場合、ＵＡＶ１０２は、第１の選択された軸のスライスによって覆われずに残っているエリアの被覆をもたらす残りの軸のうちの１つを選択してもよい。トラバースされる軸およびスライスの選択に続いて、ＵＡＶ１０２は、第１の選択された軸の１つの端部から開始することなどによって、スキャン中の不必要な移動距離を最小限に抑えることに基づいて、開始位置を選択してもよい。スキャン対象およびスライスの構成に応じて、ＵＡＶ１０２は、スキャン対象の連続する軌道の軌道パターンを実行してもよく、芝刈り機パターンを実行してもよく、柱パターンを実行してもよく、またはこれらのパターンの組み合わせを実行してもよい。ＵＡＶ１０２は、軸の第１の端部から開始して他の端部に移動するなど、軸のうちの選択された１つを輪郭ごとに順番に（順次に）トラバースしてもよい。例えば、示された例では、ＵＡＶ１０２は、スライス１４０（１）から開始し、スライスごとに順次に上へ、例えば、１４０（２）、１４０（３）などへ移動してもよく、またはこれとは逆に、スライス１４０（１４）から開始し、スライスごとに順次に下へ、例えば、１４０（１３）、１４０（１２）などへ移動してもよい。

【0041】

加えて、ＵＡＶ１０２は、輪郭経路をトラバースするときに選択された一定速度で移動するように構成されてもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、選択された距離Ｄ、カメラの露光時間設定、現在の照明条件、および取得された画像の使用目的にとって許容できる被写体ぶれの量に基づいて、トラバース速度を決定してもよい。被写体ぶれは、露光が開始する時間と露光が終了する時間の間に、カメラの画像センサでスキャン対象の表面上の点が移動する（ピクセル単位の）距離に基づいて決定されてもよい。例えば、画像の所望の鮮明さに応じて、許容できる被写体ぶれのしきい値レベルが確立されてもよい。許容できる被写体ぶれのしきい値レベル、（例えば、第１のカメラ１０６に対してあらかじめ経験的に決定されたカメラのモデルに基づいて決定されたか、またはカメラ製造業者によって提供された）第１のカメラ１０６の能力、例えば第１のカメラ１０６に関連付けられた光センサによって決定された、現在の照明条件、および距離Ｄに基づいて、ＵＡＶ１０２は、スライスの輪郭経路をトラバースするための最大トラバース速度を決定してもよく、各ウェイポイントで減速することも停止することも必要とせずに、規則的間隔でのウェイポイントで画像を取得しながら、例えば最大トラバース速度に基づく一定速度で、輪郭経路をトラバースしてもよい。

【0042】

いくつかの例では、スキャン対象の異なる側面での速度は、異なってもよい。例えば、他の側面が明るい日差しの中にある間に、スキャン対象１１１の１つの側面が陰になっている場合、ＵＡＶ１０２は、影側ではより遅い一定速度で移動し、日に照らされた側ではより速い一定速度で移動してもよい。代替的に、別の例として、ＵＡＶ１０２は、最低の光レベルを有するスキャン対象１１１の部分に対して最大一定速度を決定してもよく、その速度をスキャン全体の一定の画像取得速度として使用してもよい。多くの他の変形が、本明細書の開示の利益を有する当業者にとって明らかであろう。

【0043】

スライス１４０（１）～１４０（１４）に対応する輪郭経路（図１に示されていない）をトラバースしているときなどの、スキャン対象１１１のスキャン中に、ＵＡＶ１０２は、スキャンするべきスキャン対象の追加の輪郭または他の表面を識別してもよい。例えば、ＵＡＶ１０２がスキャンを実行しているときに、ＵＡＶ１０２は、スキャン計画の再計画をリアルタイムで実行してもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、もともと決定されたスライスを維持してもよく、現在の輪郭および新しい輪郭がほぼ同じ平面上にある場合（例えば、スライスベースラインＢｓのサイズ未満の差の範囲内にある場合）、現在の輪郭を新しい輪郭に接合してもよい。他の例では、これまで発見されていない表面が発見された場合、ＵＡＶ１０２は、現在のスキャンを中断し、スキャン対象の周囲およびより遠い距離を飛行して、新しいエリアを含んでいるスキャン対象のメッシュ３Ｄモデルを生成することなどによって、調査動作を実行し、より良い視覚化および効果的な時間推定を取得し、追加のスライスを含む新しいスキャン計画を決定してもよい。

【0044】

いくつかの例では、ＵＡＶ１０２がスキャン対象１１１のすべての所望のエリアのスキャンを確実に実行するために、被覆指標が採用されてもよい。１つの例として、複数のスライスの複数の輪郭経路のウェイポイントから最初の被覆メッシュが作成されてもよい。ＵＡＶ１０２は、不完全なエリアを決定してもよく、スキャン中に第２のカメラ１０８を使用して画像を取得することによって追加の点の位置を３Ｄモデルに統合することに基づいてスキャン中に決定されて更新された３Ｄモデルとの、最初の被覆メッシュの比較に基づいて、画像を取得することによって、これらのエリアを埋めてもよい。比較に基づいて識別された不完全なエリアごとに、ＵＡＶ１０２は、その位置で表面の法線を決定してもよく、その位置に移動して、表面から距離Ｄで表面の１つまたは複数の画像を取得してもよい。

【0045】

一部の例では、ＳＤＦモデルの勾配に基づいて注視点が決定されてもよい。Ｚスライスが地面の近くに位置する場合、スライス平面内のＳＤＦの勾配のみが使用されてもよく、これによって、そのスライスに対するジンバル１１０のレベルを維持し、そうしなければ勾配がカメラを地面に向けることを引き起こす状況を、防ぐことができる。加えて、芝刈り機パターンを使用してトラバースされ得るスライスの場合、ＵＡＶ１０２が、一連の各スライスで反対方向に移動して、芝刈り機パターンの行を往復してトラバースするときに、距離に相対的に小さい傾いた表面を取得するために輪郭に沿ってカメラ１０６が傾けられるように、ジンバル１１０が制御されてもよい。前方にゆがめられた注視点を含む交互のスライスで軌道の方向を反転することによって、軌道パターンの場合に同様の効果が実現されてもよい。

【0046】

スライスをトラバースするために決定されたスキャン計画に基づいて、ＵＡＶ１０２は、前述したような整然とした方法で、場合によっては、一定の速度で画像を取得する一定速度で、スライスごとに輪郭をトラバースしてもよい。さらに、いくつかの例では、ＵＡＶ１０２が第１のカメラ１０６を使用して画像を取得しているときに、ＵＡＶ１０２は、第２のカメラ１０８からの画像を使用して３Ｄモデルを更新し、３Ｄモデルの精度を改善してもよい。ＵＡＶ１０２は、自律的にナビゲートし、スキャン計画に基づいてスキャン対象の画像を取得してもよい。例えば、スキャン計画に基づいて、ＵＡＶ１０２が、存在することがある障害物との衝突を回避しながら１つの輪郭から次の輪郭へ連続して飛行している間に、すき間のない画像が取得されてもよい。

【0047】

スキャン計画に基づくスキャン対象のスキャン中に、ＵＡＶ１０２は、３Ｄ再構成技法を使用して、表面の点までの新たに検出された距離などに少なくとも部分的に基づいて、スキャン対象の３Ｄモデルのより高解像度のバージョンをリアルタイムで生成してもよい。本明細書の例では、「リアルタイム」は、「ほぼリアルタイム」を含んでもよく、例えば、ＵＡＶ１０２が１つまたは複数の画像の取得後にまだ飛行中である間に、および／またはＵＡＶ１０２がスキャンを実行している、ウェイポイント間を移動している、などの間に、処理能力が利用可能になるときに、過度の遅延なしで言及された処理または他の動作を実行することを指してもよい。本明細書におけるリアルタイム処理の実際の時間量は、ＵＡＶ１０２の搭載プロセッサおよび他のコンポーネントの処理能力に基づいて変化してもよい。例えば、本明細書におけるＵＡＶ１０２は、３Ｄモデルを更新すること、スキャン計画を更新することなどの、複数の異なる処理動作のいずれかをリアルタイムで実行してもよい。

【0048】

いくつかの例では、スキャンおよび３Ｄ再構成は、最初のスキャン計画に従うスキャン対象１１１のスキャン中に、スキャン対象の表面を代表するさらなる点または他の情報を３Ｄモデルに追加し、３Ｄモデルに追加された情報に基づいて最初のスキャン計画を動的に更新することなどによって、反復的に実行されてもよい。したがって、ＵＡＶ１０２がスキャン計画をナビゲートし、追加の表面が発見され得るため、３Ｄモデルの表面情報の品質が改善され続けてもよい。場合によっては、３Ｄモデルの精度、被覆などが反復的に改善されるため、スキャン計画は、これまで含まれていなかった新しい点を覆うこと、またはこれまで識別されなかった障害物を回避することなどのために、動的に更新されてもよい。

【0049】

例えば、ＵＡＶ１０２がスキャン対象のスキャンを完了したか、またはスキャンの少なくとも一部を完了した後に、スキャン中に取得されたより高解像度の３Ｄモデルおよび画像が、ネットワーク１１３などを経由して、ＵＡＶ１０２からサービスコンピューティング装置１２６にエクスポートされてもよい。いくつかの例では、スキャン対象１１１のスキャンが行われているときに、取得された画像および／または３Ｄモデル情報が、コントローラ１０４および／またはサービスコンピューティング装置１２６に無線で送信されてもよい。場合によっては、スキャン対象１１１を見ること、スキャン対象１１１の高解像度検査、またはそのような高解像度３Ｄモデルおよび高解像度画像を使用して実行され得るさまざまな他の観測、コンピュータグラフィック、もしくはコンピュータモデリング動作のいずれかを実行することなどのために、スキャン対象のテクスチャ処理された３Ｄモデルの作成を可能にするために、画像は、３Ｄモデル上の点と相関関係があってもよい。

【0050】

図２は、いくつかの実装形態に従ってスキャン対象２０２のスライスの輪郭経路およびウェイポイントを決定する例２００を示している。この例では、図に示されているように、スキャン対象２０２が星形断面を有すると仮定する。さらに、座標系２０４によって示されているように、Ｚ軸が上を向いた状態で、断面がＸ－Ｙ平面を示し、図１に関して上で説明されたスライス１４０と同様にＺ軸を横切って取得されたスライス２０６を表すと仮定する。当然ながら、他の例では、スライス２０６は、Ｘ軸またはＹ軸を横切って取得されてもよい。

【0051】

場合によっては、各スライスは、座標系の１つの軸を一定に保つことなどによって、スライスの位置でＳＤＦモデルの２Ｄ平面に沿ってサンプリングされた等高線を決定するために使用されてもよい。例えば、ゼロ輪郭、すなわち、スキャン対象の表面からの所望の距離で、２Ｄ等高線が決定されてもよい。スライスは、任意の平面内で取得されてもよく、計算を簡略化するために、第３の軸を一定に保つことによって、軸のうちの２つに揃えられてもよい。例えば、Ｚ＝１に保つと、Ｘ－Ｙ平面内のＺの断面を得ることができる。（例えば、スライスベースライン距離Ｂｓに基づいて）指定された間隔でスライスを取得することによって、複数のスライスが決定されてもよい。スライスごとに、１Ｄ輪郭経路を取得するために、表面からの距離Ｄでの輪郭がサンプリングされてもよい。次に、指定された重複に関連する間隔、すなわち、ウェイポイントベースライン距離Ｂｗで、輪郭経路に沿ってウェイポイントがサンプリングされてもよい。ＵＡＶ１０２は、規則的間隔で画像を取得しながら、輪郭経路に沿って移動してもよく、通常は、符号付き距離の法線または輪郭形状の何らかの派生情報に沿って、内側を見ている。場合によっては、トラバースパターン、例えば、芝刈り機、軌道、柱などが、情景形状および選択されたスライス寸法の特定の事例に対応することがある。

【0052】

前述したように、ＵＡＶ１０２は、スキャンのための画像を取得するときに、第１のカメラ１０６と表面２０７の間のベースライン距離として使用するために、スキャン対象２０２の表面２０７からの距離Ｄを決定してもよい。場合によっては、距離Ｄは、取得される画像の所望の詳細さのレベル、スキャン結果の使用目的などに基づいて、実行される特定の種類のスキャンに対して指定された、所定のデフォルト値であってもよい。さらに、または代替的に、距離Ｄは、ユーザが、指定されたスキャン対象２０２のスキャンを実行するようにＵＡＶ１０２に指示するときに、ユーザ１１２によって指定されてもよい。同様に、ユーザ１１２は、スキャンに対して重複ＯおよびサイドラップＳを指定してもよく、ならびに／またはＯおよびＳは、特定の種類のスキャン、特定の種類のスキャン対象などのデフォルト値であってもよい。

【0053】

ＵＡＶ１０２は、距離Ｄに基づいて、表面２０７に相対的にＵＡＶ１０２がトラバースするための輪郭経路２０８を決定してもよい。加えて、ＵＡＶ１０２は、スキャンのための画像を取得するために使用される距離Ｄ、所望の重複Ｏ、および第１のカメラ１０６のＦＯＶに基づいて、ウェイポイントベースラインＢｗを決定してもよい。例えば、ウェイポイントベースラインＢｗは、例えば、第１のウェイポイント２１０（１）で第１の画像が取得される位置と、第２のウェイポイント２１０（２）で次の画像が取得されるときの位置の間の、ＵＡＶ１０２が移動するスライスの輪郭経路２０８に沿った距離であってもよい。例えば、ＦＯＶおよび距離Ｄに基づいて、各画像取得によって覆われる表面積が計算されてもよい。さらに、ウェイポイントベースラインＢｗに従ってウェイポイントの間隔を均等に空けることによって、いくつかの例では、ＵＡＶ１０２は、規則的間隔で表面２０７の画像を取得しながら、一定速度で輪郭経路２０８をトラバースするように構成されてもよい。この配置は、スキャン対象２０２の完全な整然とした被覆も保証しながら、画像を取得しているときのＵＡＶ１０２の動作を最適化することができる。

【0054】

さらに、スキャン対象２０２の表面２０７上の注視点２１２の位置が決定されてもよい。各注視点２１２は、ウェイポイント２１０のうちの１つに対応してもよく、対応するウェイポイント２１０で画像を取得するときのスキャン対象２０２の表面２０７上の第１のカメラ１０６の焦点であってもよい。例えば、第１の注視点２１２（１）は第１のウェイポイント２１０（１）に対応してもよく、第２の注視点２１２（２）は第２のウェイポイント２１０（２）に対応してもよく、第３の注視点２１２（３）は第３のウェイポイント２１０（３）に対応してもよい、などである。場合によっては、注視点間の距離（図２に示されていない）を決定するために、ウェイポイントベースライン距離Ｂｗが使用されてもよい。次に、場合によっては、注視点２１２に基づいてウェイポイント２１０の位置が決定されてもよい。

【0055】

さらに、２つの画像の指定された重複を確実に達成するために、画像が取得される１つのウェイポイント２１０から次の画像が取得される次のウェイポイント２１０に移動するときなどに、ＵＡＶ１０２の、例えば、Ｚ軸の周りの回転が追跡されて制御されてもよい。例えば、ＵＡＶ１０２が正しい注視点２２２に対応するウェイポイント２１０に達するときに、カメラが表面２０７上の正しい注視点２２２に確実に向けられるように、第１のカメラ１０６のジンバル１１０が制御されてもよい。例えば、ジンバルは、カメラ１０６を回転させて、１つのウェイポイント２１０から次のウェイポイント２１０へ輪郭経路２０８をトラバースしているときに発生することがあるＵＡＶ１０２の本体の回転を打ち消すように、ＵＡＶ１０２によって制御されてもよい。したがって、ウェイポイントベースライン距離Ｂｗに基づいて、ＵＡＶ１０２は、輪郭経路２０８に沿って複数の間隔を空けられたウェイポイント２１０を決定してもよい。前述したように、このプロセスは、スキャン対象のスライスごとに繰り返されてもよい。ウェイポイントの決定に続いて、ウェイポイントを効率的にトラバースするためのスキャンパターンが決定されてもよい。

【0056】

図３Ａおよび３Ｂは、いくつかの実装形態に従ってスキャン対象の輪郭経路を決定する例を示している。図３Ａは、いくつかの実装形態に従ってスキャン対象３０２のスライスを決定する例３００を示している。この例では、ＵＡＶ１０２が座標系３０４をスキャン対象３０２に関連付けており、座標系３０４のＹ軸をスキャン対象３０２の最長の主要なエッジ３０６に揃えており、Ｘ軸を別のエッジ３０８に揃えていると仮定する。さらに、ＵＡＶ１０２は、Ｙ軸を横切ってスキャン対象３０２をスライスして、スライスベースライン距離Ｂｓだけ間隔を空けられた複数のスライスを生成しており、スキャン対象３０２の表面から距離Ｄの間隔を空けられた複数の対応する輪郭経路３１０を決定している。さらに、ＵＡＶ１０２が、輪郭経路３１０がスキャンされるべきすべての表面の被覆をもたらすということを決定していると仮定する。したがって、ＵＡＶ１０２は、輪郭３１０の各々に対してウェイポイントの位置を決定してもよく、芝刈り機パターンなどの、スキャンを実行するためのパターンを選択してもよい。例えば、スキャン対象３０２をスキャンするために、輪郭経路３１０の左端または右端で開始し、反対端に達するまで、連続的に隣接する輪郭経路３１０に沿って往復して飛行することによって、芝刈り機パターンが実行されてもよい。

【0057】

図３Ｂは、いくつかの実装形態に従ってスキャン対象３２２のスライスを決定する例３２０を示している。この例では、スキャン対象３２２は、立方体形であり、ＵＡＶ１０２は、座標系３２２を立方体の水平方向および垂直方向のエッジに揃えている。さらに、ＵＡＶ１０２は、Ｚ軸のスライスに対応する、スキャン対象３２２の側面３２８から距離Ｄで間隔を空けられ、スキャンベースライン距離（ｓｃａｎ ｂａｓｅｌｉｎｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ）Ｂｓだけ互いに離れて間隔を空けられた、対応する複数の第１の輪郭経路３２６を決定するために、Ｚ軸に沿って第１の複数のスライスを決定している。

【0058】

加えて、ＵＡＶ１０２は、スキャン対象３２２の上面３３２から距離Ｄの間隔を空けられ、スキャンベースライン距離Ｂｓだけ互いに離れて間隔を空けられた、対応する第２の複数の輪郭経路３３０を決定するために、Ｙ軸を横切って取得された第２の複数のスライスを決定している。ＵＡＶ１０２は、輪郭３２６、３３０ごとに複数のウェイポイントを決定してもよい。さらに、ウェイポイントがスキャン対象３２２の表面の被覆において重複することがある場合、ＵＡＶ１０２は、それらのウェイポイントの一部を除去し、スキャン対象３２２の同じ表面上の画像取得の重複を防いでもよい。例えば、この例では、スキャン対象３２２の側面３２８の画像を取得するためのＹ軸のウェイポイントが、スキャン対象３２２をスキャンするために実行されるスキャン計画から取り除かれよい。さらに、スキャン対象３２２をスキャンするためのスキャン計画を決定する場合、ＵＡＶは、スキャン対象３２２の下部または上部から開始することなどによって、第１の複数の輪郭経路３２６をトラバースして、側面３２８をスキャンするために、軌道パターンを実行してもよく、その後、第２の複数の輪郭経路３３０をトラバースして、スキャン対象３２２の上面３３２をスキャンするために、芝刈り機パターンを適用してもよい。さらに、本明細書では、さまざまな種類のスキャン対象に対して輪郭経路を決定する複数の例が説明されるが、多くの変形が、本明細書の開示の利益を有する当業者にとって明らかであろう。

【0059】

図４Ａおよび４Ｂは、いくつかの実装形態に従ってスキャン対象の輪郭経路を決定する例を示している。図４Ａは、いくつかの実装形態に従ってスキャン対象４０２に対して垂直方向の柱の輪郭経路を決定する例４００を示している。この例では、ＵＡＶ１０２が座標系４０４をスキャン対象４０２に関連付けており、座標系４０４のＺ軸をスキャン対象４０２の最長の主要なエッジ４０６に揃えていると仮定する。さらに、ＵＡＶ１０２は、Ｙ軸を横切ってスキャン対象４０２をスライスして、Ｘ－Ｚ平面内の複数のスライスを決定し、それぞれ複数の垂直方向の柱の輪郭経路４０８を取得している。輪郭経路４０８は、スライスベースライン距離Ｂｓ以下の距離だけ、互いに離れて間隔を空けられている。ＵＡＶ１０２が、輪郭経路４０８に沿ってウェイポイントの位置を決定した後に、ＵＡＶ１０２は、第１の輪郭経路４０８の下部から開始し、上に移動してから、輪郭経路４０８の反対側を逆向きに下に移動し、次の隣接する輪郭経路４０８に移動し、すべての輪郭経路４０８がトラバースされるまで繰り返すことによって、垂直方向の柱の輪郭経路４０８をトラバースしてもよい。

【0060】

図４Ｂは、いくつかの実装形態に従ってスキャン対象４２２のスライスに対して複数の輪郭経路を決定する例４２０を示している。この例では、図に示されているように、スキャン対象４２２が三角形断面を有すると仮定する。さらに、座標系４２４によって示されているように、Ｚ軸が上を向いた状態で、断面がＸ－Ｙ平面を示し、Ｚ軸を横切って取得されたスライス４２６を表すと仮定する。この例では、ＵＡＶ１０２が、スキャン対象４２２の表面４２８からの３つの異なる距離Ｄ１、Ｄ２、およびＤ３で、スキャン対象の３つのスキャンをそれぞれ実行するように指示されていると仮定する。したがって、ＵＡＶ１０２は、３つの異なる距離に対応する３つの等高線経路、すなわち、表面４２８からの距離Ｄ１に位置する第１の輪郭経路４３０、表面４２８からの距離Ｄ２に位置する第２の輪郭経路４３２、および表面４２８からの距離Ｄ３に位置する第３の輪郭経路４３４を決定してもよい。１つの例として、ＵＡＶ１０２は、距離Ｄ３のすべての輪郭経路をトラバースし、次に、距離Ｄ２のすべての輪郭経路をトラバースし、その後、距離Ｄ１のすべての輪郭経路をトラバースしてもよい。別の例として、ＵＡＶ１０２は、次の隣接するスライスへＺ軸を上または下に移動する前に、スライス４２６ごとにＤ３、Ｄ２、およびＤ１で３つの輪郭経路をトラバースしてもよい。いくつかの例では、ＵＡＶ１０２が各輪郭経路４３０、４３２、および４３４をトラバースする速度は、異なってもよい。例えば、表面４２８により近い輪郭経路４３０で取得された画像に発生することがある被写体ぶれの量を減らし、より詳細な画像の取得を可能にするなどのために、輪郭経路４３４のトラバース速度は、輪郭経路４３２のトラバース速度より高速であってもよく、輪郭経路４３２のトラバース速度は、輪郭経路４３０のトラバース速度より高速であってもよい。

【0061】

図５および６は、いくつかの実装形態に従って例示のプロセスを示すフロー図を含んでいる。これらのプロセスは、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせにおいて一部またはすべてが実施され得る一連の動作を表す、論理フロー図内のブロックの集合として示されている。ソフトウェアの文脈において、ブロックは、１つまたは複数のプロセッサによって実行された場合に列挙された動作を実行するようにプロセッサをプログラムする、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に格納されたコンピュータ実行可能命令を表してもよい。通常、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を実行するか、または特定のデータ型を実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。ブロックが記述される順序は、制限と解釈されるべきでない。プロセスまたは代替のプロセスを実施するために、任意の数の記述されたブロックが、任意の順序で、および／または並列に組み合わせられることが可能であり、ブロックのすべてが実行される必要があるわけではない。説明の目的で、本明細書の例において説明された環境、システム、および装置を参照してプロセスが説明されるが、プロセスは、多種多様な他の環境、システム、および装置において実施されてもよい。

【0062】

図５は、いくつかの実装形態に従ってスキャン対象をスキャンするための例示のプロセス５００を示すフロー図である。いくつかの例では、プロセス５００の少なくとも一部は、スキャンプログラムおよび車両制御プログラムを実行することなどによって、ＵＡＶ１０２によって実行されてもよい。代替的に、いくつかの例では、プロセス５００の少なくとも一部は、コントローラ１０４および／またはサービスコンピューティング装置１２６などの、ＵＡＶ１０２から遠隔にあるコンピューティング装置によって実行されてもよい。

【0063】

５０２で、ＵＡＶ１０２は、スキャン対象のインジケーションを受信してもよい。いくつかの例では、ＵＡＶ１０２は、コントローラ１０４を介して行われた１つまたは複数のユーザ入力などに基づいて、コントローラ１０４からスキャン対象のインジケーションを受信してもよい。代替的に、別の例として、ＵＡＶ１０２は、サービスコンピューティング装置１２６から、またはＵＡＶ１０２と通信することができる任意の他のコンピューティング装置から、スキャン対象のインジケーションを受信してもよい。

【0064】

５０４で、ＵＡＶ１０２は、要求されたスキャンに使用するための距離Ｄ、重複Ｏ、およびサイドラップＳを決定してもよい。場合によっては、距離Ｄ、重複Ｏ、および／またはサイドラップＳは、取得される画像の所望の詳細さのレベル、スキャン結果の使用目的などに基づいて、実行される特定の種類のスキャンに対して指定された、所定のデフォルト値であってもよい。さらに、または代替的に、ユーザ１１２によって、これらの値のうちの１つまたは複数が指定されてもよい。

【0065】

５０６で、ＵＡＶ１０２は、示されたスキャン対象の１つまたは複数の表面の位置を表している３Ｄ空間内の複数の点を含んでいるモデルにアクセスしてもよい。１つの例として、ＵＡＶ１０２は、図６に関して下でさらに説明されるように、スキャン対象の受信されたインジケーションに応答して、スキャン対象の複数の最初の画像を取得することに基づいて３Ｄ ＳＤＦモデルを生成してもよい。他の例では、ＵＡＶ１０２は、コントローラ１０４、サービスコンピューティング装置１２６、または他のリモートコンピューティング装置から、スキャン対象の既存の３Ｄモデルを受信してもよい。

【0066】

５０８で、ＵＡＶ１０２は、スキャンのためのウェイポイントベースライン距離Ｂｗおよびスライスベースライン距離Ｂｓを決定してもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、第１のカメラ１０６のＦＯＶ、距離Ｄ、および重複Ｏに基づいてウェイポイントベースライン距離Ｂｗを決定してもよい。ウェイポイントベースラインＢｗは、所望の重複を維持しながら、１つの画像が取得される位置と次の画像が取得される位置の間でＵＡＶ１０２が移動する、スライスの輪郭に沿った距離であってもよい。同様に、ＵＡＶは、第１のカメラ１０６のＦＯＶ、距離Ｄ、およびサイドラップＳに基づいてスライスベースライン距離Ｂｓを決定してもよい。例えば、スライスベースライン距離Ｂｓは、スライスと隣接するスライスの間の距離であってもよい。

【0067】

５１０で、ＵＡＶ１０２は、座標系をスキャン対象に関連付けてもよい。１つの例として、ＵＡＶ１０２は、座標系の軸のうちの１つをスキャン対象の最長のエッジまたは要素に関連付けてもよく、他の軸を、他の主要なエッジなどのスキャン対象の他の部分に関連付けようとしてもよい。

【0068】

５１２で、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）座標系の軸Ａごとに、ＵＡＶ１０２は、軸Ａを横切る、スライスベースライン距離Ｂｓだけ軸Ａ上で間隔を空けられた、１つまたは複数のスライスを決定してもよい。例えば、動作が３Ｄ ＳＤＦモデルに対して実行されている場合、スライスは、座標系の３つの軸の各々に沿ってＳＤＦモデルに対して決定されてもよい。

【0069】

５１４で、ＵＡＶ１０２は、スライスごとに、距離Ｄの輪郭を決定してもよい。１つの例として、輪郭は、各スライスの２Ｄ平面内の複数の１Ｄ経路のセットとして決定されてもよい。複数の１Ｄ経路は、共に、スキャン対象の表面からの距離Ｄに位置する３Ｄ空間内の輪郭経路を含んでもよい。

【0070】

５１６で、輪郭ごとに、ＵＡＶ１０２は、輪郭に沿って進み、ウェイポイントベースライン距離Ｂｗ以下の距離だけ間隔を空けられたウェイポイントの位置を決定してもよい。

【0071】

５１８で、ウェイポイントごとに、ＵＡＶ１０２は、ＵＡＶ１０２がその各ウェイポイントにあるときにカメラが焦点を合わせる注視点を決定してもよい。１つの例として、注視点は、各ウェイポイントに対して、スライス平面のＳＤＦ勾配の関数として決定されてもよい。

【0072】

５２０で、ＵＡＶ１０２は、各スライス内の輪郭を順序付けてもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、輪郭の各平均位置に基づいて輪郭を順序付けるために、巡回セールスマン問題（ＴＳＰ）アルゴリズムを使用してもよい。座標系の軸ごとにブロック５１２～５２０を繰り返して、座標系の軸ごとに、ウェイポイントの順序付けられたセットを含んでいる輪郭の順序付けられたセットを含んでいるスライスの順序付けられたセットを得ることができる。

【0073】

５２２で、ＵＡＶ１０２は、スキャンを実行するためのスキャン計画を決定してもよい。１つの例として、ＵＡＶ１０２は、Ｚ軸を選択してから、Ｘ軸を選択し、その後、Ｙ軸を選択するなどの、好ましい軸の順序付けを使用してもよい。代替的に、別の例として、ＵＡＶ１０２は、最も多くのスライスを含む軸を選択してもよい。次に、ＵＡＶ１０２は、近接性指標、増分被覆指標などに基づいて、他の２つの軸からスライスおよび／またはウェイポイントを取り除いてもよい。例えば、スキャン対象の表面のエリアが、選択された軸のウェイポイントによってすでに覆われている場合、そのエリアの他の２つの軸のウェイポイントは、取り除かれるか、またはそうでなければ使用されなくてもよい。

【0074】

５２４で、ＵＡＶ１０２は、スキャン計画を実行するための効率的なパターンを決定してもよい。例えば、輪郭経路がスキャン対象を包含している場合、ＵＡＶ１０２は、輪郭経路をトラバースするために、最初に軌道パターンを適用しようとしてもよい。代替的に、軌道パターンが適用され得ない輪郭経路の場合、ＵＡＶ１０２は、第１の輪郭経路のトラバースに続いて１つの輪郭経路から隣接するスライスの隣接する輪郭経路への移動を可能にする、芝刈り機パターンまたは他の効率的なパターンを適用しようとしてもよい。

【0075】

５２６で、ＵＡＶ１０２は、スキャン計画において各輪郭経路をトラバースする速度を決定してもよい。１つの例として、ＵＡＶ１０２は、時間および／または空間の規則的間隔でスキャン対象の表面の画像を取得するために、一定速度で輪郭経路の少なくとも一部をトラバースするように構成されてもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、選択された距離Ｄ、カメラの露光時間設定、スキャン対象の表面での現在の照明条件、および取得された画像の使用目的にとって許容できる被写体ぶれの量に基づいて、トラバース速度を決定してもよい。場合によっては、画像の所望の鮮明さに応じて、許容できる被写体ぶれのしきい値レベルが確立されてもよい。許容できる被写体ぶれのしきい値レベル、第１のカメラ１０６の能力、例えば第１のカメラ１０６に関連付けられた光センサによって決定された、現在の照明条件、および距離Ｄに基づいて、ＵＡＶ１０２は、スキャン計画の少なくとも一部の輪郭経路をトラバースするための一定のトラバース速度を決定してもよい。

【0076】

いくつかの例では、スキャン計画の異なる部分での速度は、異なってもよい。例えば、別の部分が明るく照らされている間に、スキャン対象の１つの部分が日陰になっている場合、ＵＡＶ１０２は、日陰になっている部分ではより遅い一定速度で移動し、明るく照らされている部分に関してはより速い一定速度で移動してもよい。代替的に、別の例として、ＵＡＶ１０２は、最低の光レベルを有するスキャン対象の部分に対して最大一定速度を決定してもよく、その速度をスキャン計画全体の一定の画像取得速度として使用してもよい。多くの他の変形が、本明細書の開示の利益を有する当業者にとって明らかであろう。

【0077】

５２８で、ＵＡＶ１０２は、可能な限り決定された一定速度で移動し、輪郭経路の連続的な構造化され性質によって少なくとも部分的に可能にされる時間および／または空間の規則的間隔で画像を取得することによって、スキャン計画を実行してもよい。

【0078】

図６は、いくつかの実装形態に従ってキャン対象の３Ｄモデルを生成するための例示のプロセス６００を示すフロー図である。いくつかの例では、下でさらに説明されるように、プロセス６００の少なくとも一部は、スキャンプログラムおよび車両制御プログラムを実行することなどによって、ＵＡＶ１０２によって実行されてもよい。代替的に、いくつかの例では、プロセス６００の少なくとも一部は、コントローラ１０４および／またはサービスコンピューティング装置１２６などの、ＵＡＶ１０２から遠隔にあるコンピューティング装置によって実行されてもよい。

【0079】

６０２で、ＵＡＶ１０２は、スキャン対象のインジケーションを受信してもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、コントローラ１０４を介して行われた１つまたは複数のユーザ入力などに基づいて、コントローラ１０４からスキャン対象のインジケーションを受信してもよい。代替的に、別の例として、ＵＡＶ１０２は、サービスコンピューティング装置１２６から、またはＵＡＶ１０２と通信することができる任意の他のコンピューティング装置から、スキャン対象のインジケーションを受信してもよい。

【0080】

６０４で、ＵＡＶ１０２は、示されたスキャン対象に対応する表面の画像を取得するための１つまたは複数の姿勢を決定してもよい。例えば、スキャン対象を指定するために境界エリアまたは境界ボリュームが使用される場合、ＵＡＶ１０２は、境界エリアまたは境界ボリューム内の任意の表面の画像を取得するために、境界エリアまたは境界ボリュームを現実世界の位置と相関させることに基づいて、示されたスキャン対象の画像を取得する１つまたは複数の位置および視野を決定してもよい。

【0081】

６０６で、ＵＡＶ１０２は、各姿勢で画像を取得するために、決定された１つまたは複数の姿勢へ飛行するようにＵＡＶ１０２の推進メカニズム１１６を制御してもよい。１つの例として、ＵＡＶは、第２のカメラ１０８が立体視レンジファインダとして機能し、スキャン対象の表面上のさまざまな点までの距離を決定することを可能にするように、第２のカメラ１０８のうちの２つ以上と同時に画像を取得してもよい。

【0082】

６０８で、ＵＡＶ１０２は、関連する画像内の点間の視差を決定することなどに基づいて、ＵＡＶから画像に取得された表面までの距離を決定してもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、スキャン対象の表面上の各点の各距離を決定するために、複数の画像の多視点ステレオ分析を採用してもよい。

【0083】

６１０で、ＵＡＶ１０２は、３Ｄ空間内の複数の点の位置を含んでいる３Ｄ ＳＤＦモデルを生成するために、カメラ１０８からの画像を使用してもよい。３Ｄモデルは、最初は、粗い低解像度の３Ｄモデルであってもよく、ＵＡＶ１０２によってスキャン対象の追加の画像が取得されるにつれて、精度が改善されてもよい。例えば、より低解像度の３Ｄ ＳＤＦモデルは、複数の点を含んでもよく、３Ｄ空間内のそれらの点の位置は、ＵＡＶ１０２で複数の画像センサを使用して取得された点の２つ以上の画像間の視差または他の差を決定することなどの、画像分析に基づいて決定されてもよい。

【0084】

６１２で、ＵＡＶ１０２は、より低解像度の３Ｄモデルに関する情報をリモートコンピューティング装置に送信してもよい。例えば、３Ｄ ＳＤＦモデルに関するモデル情報は、ＵＡＶ１０２と連通することができる、ＵＡＶ１０２から遠隔にあるコントローラ１０４、サービスコンピューティング装置１２６、または他のコンピューティング装置に送信されてもよい。さらに、前述したように、３Ｄ ＳＤＦモデルは、図５に関して上で説明されたようにスキャン対象をスキャンするためのスキャン計画を決定するために使用されてもよい。加えて、スキャン対象の表面上の点の３Ｄ空間内の位置を決定するための１つの技法として符号付き距離関数が説明されたが、他の技法が、本明細書の開示の利益を有する当業者にとって明らかであろう。

【0085】

本明細書に記載された例示のプロセスは、説明の目的で提供されるプロセスの例にすぎない。本明細書の開示に照らすと、多くの他の変形が当業者にとって明らかであろう。さらに、本明細書の開示は、プロセスを実行するための適切なフレームワーク、アーキテクチャ、および環境の複数の例を示しているが、本明細書の実装形態は、示されて説明された特定の例に限定されない。さらに本開示は、説明され、図面に示されたように、さまざまな例示の実装形態を提供する。しかし、本開示は、本明細書において説明され、示された実装形態に限定されず、当業者に知られているように、または当業者に知られることになるように、他の実装形態に拡張することができる。

【0086】

図７は、いくつかの実装形態に従ってＵＡＶ１０２の上側の例示の構成を示している。この例では、ＵＡＶ１０２は、４つのモータ７０４およびプロペラ７０６を含んでいる推進装置１１６を含む。この例では、ＵＡＶ１０２は、クワッドコプタドローンとして示されているが、本明細書の実装形態は、そのようなクワッドコプタドローンに限定されない。

【0087】

ＵＡＶ１０２は、ＵＡＶ１０２の本体１１４に取り付けられた、場合によってはナビゲーションカメラとして使用され得る複数の第２のカメラ１０８を含む。ＵＡＶ１０２は、より広角のカメラ１０８の画像センサより高解像度の画像センサを含むことができる照準可能な第１のカメラ１０６をさらに含む。場合によっては、第１のカメラ１０６は、固定焦点距離レンズを含む。そうでない場合、第１のカメラ１０６は、機械的に制御可能な光学ズーム可能レンズを含んでもよい。第１のカメラ１０６はジンバル１１０に取り付けられ、ジンバル１１０は、約１８０度の半球エリア内の第１のカメラ１０６の照準を可能にし、安定したぶれの少ない画像取得および物体追跡をサポートする。例えば、第１のカメラ１０６は、対象物体の高解像度画像を取得すること、物体追跡ビデオを提供すること、またはさまざまな他の動作に使用されてもよい。

【0088】

この例では、３つの第２のカメラ１０８が、ＵＡＶ１０２の上側７０８に間隔を空けて配置され、広い視野をもたらし、立体コンピュータビジョンをサポートする各魚眼レンズによって覆われている。ＵＡＶ１０２の上側７０８にあるより広角のカメラ１０８に加えて、下で説明される底部側にあるより広角のカメラ１０８は、ＵＡＶ１０２の本体１１４への取り付けの後に、互いに対して正確に較正され得る。較正の結果として、各より広角のカメラによって取得された画像の各々のピクセルごとに、ＵＡＶを取り囲む仮想的球体に対する正確な対応する３次元（３Ｄ）の向きが、あらかじめ決定され得る。場合によっては、ＵＡＶ１０２の周りの球面空間全体を覆うために、十分に広いＦＯＶ（例えば、１８０度のＦＯＶ、２００度のＦＯＶなど）を有する６つのより広角のカメラ１０８が採用され、ＵＡＶ１０２の本体１１４に位置付けられる。

【0089】

図８は、いくつかの実装形態に従ってＵＡＶ１０２の底部側の例示の構成を示している。この透視図には、ＵＡＶ１０２の底部側８０２に配置された３つのさらなる第２のカメラ１０８が示されている。底部側８０２にある第２のカメラ１０８も、広い視野をもたらし、立体コンピュータビジョンをサポートする各魚眼レンズによって覆われていてもよい。第２のカメラ１０８のこの（例えば、ＵＡＶ１０２の上側の３つおよび底部側の３つの）アレイは、高解像度のローカリゼーションならびに障害物の検出および回避のための視覚慣性オドメトリ（ＶＩＯ）を可能にしてもよい。例えば、第２のカメラ１０８のアレイは、ＵＡＶ１０２の自律的ナビゲーション中に使用する、またはＵＡＶ１０２からの表面の距離を決定するなどのために、周囲のエリアをスキャンして範囲データを取得し、第２のカメラ１０８のＦＯＶ内で検出された物体までの距離を示す範囲マップを生成することに使用され得る画像情報を提供するために使用されてもよい。

【0090】

ＵＡＶ１０２は、電池の充電を可能にする導電接点８１２と共に、ＵＡＶ１０２の底部側８０２に取り付けられた電池パック８１０を含んでもよい。ＵＡＶ１０２は、１つまたは複数のプロセッサおよびコンピュータ可読媒体（図８に示されていない）を含んでいる内部処理装置に加えて、さまざまな他の電子コンポーネントおよび機械的コンポーネントも含む。例えば、ＵＡＶ１０２は、図６に関して下で説明されるように、ハードウェア構成を含んでもよい。

【0091】

図９は、いくつかの実装形態に従って例示のＵＡＶ１０２の抜粋したコンポーネントを示している。本明細書の例では、ＵＡＶ１０２は、「ドローン」と称されることがあり、人間のパイロットが乗らずに制御された飛行が可能である任意の種類のＵＡＶとして実装されてもよい。例えば、ＵＡＶ１０２は、１つまたは複数の実行可能なプログラムを実行する１つまたは複数の搭載プロセッサ９０２によって自律的に制御されてもよい。さらに、または代替的に、ＵＡＶ１０２は、人間のパイロットによって操作される、および／またはコントローラ１０４上でもしくはコントローラ１０４と連携して実行する実行可能なプログラムによって制御される、遠隔に位置するコントローラ１０４を介するなど、リモートコントローラを介して制御されてもよい。

【0092】

示された例では、ＵＡＶ１０２は、１つまたは複数のプロセッサ９０２および１つまたは複数のコンピュータ可読媒体９０４を含む。例えば、１つまたは複数の９０２は、飛行、ナビゲーション、画像取得、およびＵＡＶ１０２の他の機能を制御するために、ソフトウェア、実行可能な命令などを実行してもよい。各プロセッサ９０２は、単一の処理ユニットまたは複数の処理ユニットであってもよく、単一または複数のコンピューティングユニットあるいは複数の処理コアを含んでもよい。プロセッサ９０２は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、中央処理ユニット、グラフィックス処理ユニット、状態機械、論理回路、および／または動作命令に基づいて信号を操作する任意の装置として実装され得る。例えば、プロセッサ９０２は、本明細書に記載されたアルゴリズムおよびプロセスを実行するように特にプログラムされたか、または構成された任意の適切な種類の１つまたは複数のハードウェアプロセッサおよび／または論理回路であってもよい。プロセッサ９０２は、本明細書に記載された機能を実行するようにプロセッサ９０２をプログラムすることができる、コンピュータ可読媒体９０４に格納されたコンピュータ可読命令をフェッチして実行するように構成され得る。

【0093】

コンピュータ可読媒体９０４は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他の実行可能コードおよびデータなどの情報の格納のために任意の種類の技術で実装された、揮発性および不揮発性メモリならびに／または取り外し可能および取り外し不能な媒体を含んでもよい。そのようなコンピュータ可読媒体９０４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、光ストレージ、ソリッドステートストレージ、磁気ストレージ、あるいは所望の情報を格納するために使用されることが可能であり、コンピューティング装置によってアクセスされ得る任意の他の媒体を含んでもよいが、これらに限定されない。構成に応じて、コンピュータ可読媒体９０４は、本明細書に述べられるとき、非一時的なコンピュータ可読媒体が、エネルギー、搬送波信号、電磁波、および信号自体などの媒体を除外する限りにおいて、一種のコンピュータ可読媒体であってもよく、および／または有形的な非一時的媒体であってもよい。

【0094】

コンピュータ可読媒体９０４は、プロセッサ９０２によって実行可能な任意の数の機能要素を格納するために使用されてもよい。多くの実装形態では、これらの機能要素は、プロセッサ９０２によって実行可能であり、実行されたときに、ＵＡＶ１０２に起因する上記のアクションの少なくとも一部を実行するように１つまたは複数のプロセッサ９０２を特に構成する、命令またはプログラムを含む。コンピュータ可読媒体９０４に格納された機能要素は、ＵＡＶ１０２の自律的ナビゲーションを制御することに加えて、第１のカメラ１０６を対象に向け、対象の画像を取得するために第１のカメラ１０６を制御することのために実行され得る車両制御プログラム９０６を含んでもよい。機能要素は、本明細書に記載されたスキャン対象のスキャン機能の少なくとも一部を実行するために１つまたは複数のプロセッサによって実行され得るスキャンプログラム９０８をさらに含む。加えて、機能要素は、ＵＡＶ１０２の制御に使用するためにコントローラ１０４によってアクセスされ得るウェブアプリケーション９０９を含んでもよい。例えば、ウェブアプリケーション９０９は、ユーザがＵＡＶ１０２の現在の視点の画像を受信し、スキャン対象のスキャン中にＵＡＶ１０２のスキャン進行状況を見ながら、スキャンされた画像、３Ｄモデルなどを受信することを可能にするなどのために、コントローラ１０４に接続されたユーザ装置上のブラウザで実行してもよい。

【0095】

加えて、コンピュータ可読媒体９０４は、本明細書に記載されたナビゲーション動作およびスキャン動作を実行するために使用されるデータを格納してもよい。したがって、コンピュータ可読媒体４０４は、少なくとも一時的に、取得された画像９１０、センサデータ９１２、１つまたは複数の３Ｄモデル９１４、および１つまたは複数のスキャン計画９１６を格納してもよい。加えて、コンピュータ可読媒体は、１つまたは複数の命令に従ってＵＡＶ１０２をナビゲートするため、および撮像のための１つまたは複数の対象に関連する情報を提供するために使用され得るナビゲーション／追跡情報９１８を格納してもよい。加えて、ＵＡＶ１０２は、多くの他の論理、プログラム、および物理コンポーネントを含んでもよく、本明細書に記載された論理、プログラム、および物理コンポーネントは、本説明に関連する例にすぎない。

【0096】

ナビゲーションを支援するために、ＵＡＶ１０２は、ＵＡＶ１０２に搭載された全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）受信機または他の衛星測位システム受信機９２０を含んでもよい。ＧＮＳＳ受信機９２０は、全地球測位衛星（ＧＰＳ）システム、ロシアの全地球的航法衛星システム（ＧＬＯＮＡＳＳ）、中国の北斗衛星導航系統（ＢＤＳ）、欧州連合のガリレオシステム、日本の準天頂衛星システム（ＱＺＳＳ）、インド地域航法衛星システム（ＩＲＮＳＳ）などの、ＧＮＳＳの１つまたは複数の衛星から信号を受信することができてもよい。

【0097】

ＵＡＶ１０２は、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）９２２をさらに含んでもよい。いくつかの実施例では、ＩＭＵ９２２は、１つまたは複数の加速度計を使用して直線加速および重力を検出するように、および、１つまたは複数のジャイロスコープを使用して回転速度を検出するように、構成されてもよい。１つの例として、ＩＭＵ９２２は、加速度、姿勢などの出力を提供するためにジャイロスコープおよび加速度計からの入力を処理するための３軸ジャイロスコープ、３軸加速度計、および埋め込みプロセッサを有する自給式であってもよい。例えば、ＩＭＵ９２２は、ジャイロスコープおよび加速度計の組み合わせを使用することなどによって、ＵＡＶ１０２で速度、加速度、向き、および重力を測定してレポートしてもよい。加えて、ＵＡＶ１０２は、磁気計、気圧計、近接センサ、ライダー、レーダー、超音波、または当技術分野で知られているさまざまな他の種類のセンサのいずれかなどの、他のセンサ９２４を含んでもよい。

【0098】

さらに、ＵＡＶ１０２は、１つまたは複数の通信インターフェース９２６、１つまたは複数の飛行コントローラ９２８、１つまたは複数の推進装置１１６、および画像取得システム９３０を含んでもよい。画像取得システム９３０は、第２のカメラ１０８と、第１のカメラ１０６と、前述のジンバル１１０などの１つまたは複数の安定化および追跡装置９３４とを含んでもよい。

【0099】

加えて、ＵＡＶ１０２は、画像送信システム９３６、入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置９３８、および電力システム９４０を含んでもよい。ＵＡＶ１０２に含まれるコンポーネントは、１つまたは複数の通信バス、信号線（図示されていない）などを経由して、少なくとも１つまたは複数のプロセッサ９０２と通信することができてもよい。

【0100】

ＵＡＶ１０２は、図９の例に示されたコンポーネントより多いか、または少ないコンポーネントを含んでもよく、２つ以上のコンポーネントを機能ユニットとして結合してもよく、あるいはコンポーネントの異なる構成または配置を有してもよい。図９に示された例示のＵＡＶ１０２のさまざまなコンポーネントの一部は、１つまたは複数の信号処理および／または特定用途向け集積回路を含む、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの両方の組み合わせにおいて実装されてもよい。

【0101】

飛行コントローラ９２８は、車両制御プログラム９０６から入力データ（例えば、センサデータ、画像データ、生成された軌道、または他の命令）を受信し、データおよび／または命令を解釈し、制御信号をＵＡＶ１０２の推進装置１１６に出力するように構成されたハードウェアおよび／またはソフトウェアの組み合わせを含んでもよい。代替的に、またはさらに、飛行コントローラ９２８は、別のコンポーネントまたは装置（例えば、プロセッサ９０２および／またはコントローラ１０４）によって生成された制御コマンドを受信し、それらの制御コマンドを解釈し、ＵＡＶ１０２の推進装置１１６への制御信号を生成するように構成されてもよい。いくつかの実装形態では、ＵＡＶ１０２の前述した車両制御プログラム９０６は、飛行コントローラ９２８および／またはＵＡＶ１０２の他のコンポーネントのうちの任意の１つまたは複数を含んでもよい。代替的に、飛行コントローラ９２８は、車両制御プログラム９０６とは別のコンポーネントとして存在してもよい。

【0102】

通信インターフェース９２６は、例えば無線周波数（ＲＦ）送受信機を介して、通信信号の送信および受信を可能にしてもよい。いくつかの実装形態では、通信インターフェース９２６は、ＲＦ回路（図９に示されていない）を含んでもよい。そのような実装形態では、ＲＦ回路は、電気信号を電磁信号に／電磁信号から変換し、電磁信号を介して通信ネットワークおよび他の通信装置と通信してもよい。ＲＦ回路は、アンテナシステム、ＲＦ送受信機、１つまたは複数の増幅器、同調器、１つまたは複数の発振器、デジタル信号プロセッサ、ＣＯＤＥＣチップセット、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリなどを含むが、これらに限定されない、これらの機能を実行するための既知の回路を含んでもよい。ＲＦ回路は、通信ネットワーク（パブリック、プライベート、ローカル、およびワイドエリアを含む）を経由してデータの送信および受信を容易にしてもよい。例えば、通信は、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、またはインターネットなどのネットワークのネットワークを経由してもよい。

【0103】

通信インターフェース９２６は、１つまたは複数のネットワークなどを経由して、さまざまな他の装置との通信を可能にするための１つまたは複数のインターフェースおよびハードウェアコンポーネントを含んでもよい。例えば、通信インターフェース９２６は、本明細書の他の箇所にさらに列挙されるように、インターネット、ケーブルネットワーク、セルラーネットワーク、無線ネットワーク（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ）および有線ネットワーク（例えば、光ファイバおよびイーサネット）、ならびにＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）などの近距離無線通信などのうちの１つまたは複数を介して、通信を可能にしてもよい。例えば、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ、および５．８ＧＨｚが、ＵＡＶとの通信に使用される最も一般的な無線周波数であるが、本明細書の実装形態は、いかなる特定の周波数にも限定されない。

【0104】

入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置９３８は、ＵＡＶ１０２のある機能と対話するか、またはそうでなければそれらの機能を操作するために使用され得る、物理的ボタン（例えば、プッシュボタン、ロッカボタンなど）、ＬＥＤ、ダイアル、ディスプレイ、タッチ画面ディスプレイ、スピーカなどを含んでもよい。ＵＡＶ１０２は、さまざまなコンポーネントに電力を供給するための電力システム９４０も含む。電力システム９４０は、電力管理システム、１つまたは複数の電源（例えば、電池、交流電流など）、充電システム、停電検出回路、電力変換装置または変換器、電源状態表示器（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））、ならびにコンピュータ化装置における電力の生成、管理、および分散に関連付けられた任意の他のコンポーネントを含んでもよい。

【0105】

いくつかの実施例では、航空機と同様に、ＵＡＶ１０２は、揚力およびナビゲーションを実現するために１つまたは複数の推進装置１１６と共に固定翼または他の空気力学的表面を利用してもよい。代替的に、他の例では、ヘリコプタと同様に、ＵＡＶ１０２は、重力に逆らい、揚力およびナビゲーションを実現するために、１つまたは複数の推進装置１１６を直接使用してもよい。（ヘリコプタの場合のような）推進力による揚力は、固定された空気力学的表面を揚力に使用するＵＡＶと比較して、全ての軸に沿ってより制御された動きを可能にするため、いくつかの実装形態において利点をもたらすことができる。

【0106】

図１および７～９に示されたＵＡＶ１０２は、例示の目的で提供された例である。本開示に従うＵＡＶ１０２は、示されたコンポーネントより多いか、または少ないコンポーネントを含んでもよい。例えば、クワッドコプタが示されているが、ＵＡＶ１０２は、いかなる特定のＵＡＶの構成にも限定されず、本明細書の開示の利益を有する当業者にとって明らかであるように、ヘキサコプタ、オクトコプタ、固定翼航空機、または任意の他の種類の独立的に操縦可能な航空機を含んでもよい。さらに、本明細書では、スキャン対象のスキャンを実行するために自律ＵＡＶ１０２のナビゲーションを制御するための技法が説明されているが、説明された技法は、他の種類の車両（例えば、宇宙機、陸上車、船舶、水中船など）による案内ナビゲーションに同様に適用されてもよい。

【0107】

図１０は、いくつかの実装形態に従ってコンピューティング装置１００１を含んでいるコントローラ１０４の例示の構成を示している。コントローラ１０４は、ＵＡＶ１０２を制御し、ＵＡＶ１０２から受信された画像１１８を見るためのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）１００２を提示してもよい。コントローラ１０４は、図１に関して上で説明されたディスプレイ１２４に対応することができるタッチ画面１００４を含んでもよい。タッチ画面１００４は、ＵＡＶ１０２のステータスを制御し、見るための仮想制御およびステータスインジケータを提供してもよい。例えば、カメラ設定仮想制御１００８は、ユーザがＵＡＶ１０２上の少なくとも第１のカメラ１０６の解像度および他の設定を制御できるようにしてもよい。さらに、電池充電レベルインジケータ１０１０は、ＵＡＶ１０２上の電池の現在の状態を示す。信号強度インジケータ１０１２は、ＵＡＶ１０２との通信信号の現在の信号強度を示してもよい。設定仮想制御１０１４は、ユーザがコントローラ１０４の設定を制御できるようにしてもよい。さらに、マップ仮想制御１０１６は、ユーザがマップ上のＵＡＶ１０２の位置を見ることができるようにしてもよい。ホーム仮想制御１０１８は、ユーザがユーザインターフェース１００２のホーム画面に戻ることができるようにしてもよい。記録仮想制御１０２０は、ユーザが、現在、第１のカメラ１０６の視野内にある光景の記録の開始または停止を制御できるようにしてもよい。スキル仮想制御１０２２は、ユーザがＵＡＶ１０２のスキル設定を制御できるようにしてもよい。手動の仮想制御１０２４は、ユーザが、ＵＡＶ１０２を手動で操縦するか、またはＵＡＶ１０２が自律的にそれ自体を操縦することを許可するかを切り替えることができるようにしてもよい。

【0108】

加えて、ユーザインターフェースは、ＵＡＶ１０２の現在の視野の画像１０２６（例えば、ライブビデオ画像）を提示してもよい。この例では、タッチ画面１００４は、スマートフォン、タブレットコンピューティング装置、またはコントローラ付属品１０３４を使用してコントローラ１０４に取り付けられ得る他のコンピューティング装置などの、コンピューティング装置１００１の一部である。コントローラ１０４は、左ジョイスティック１０３８、右ジョイスティック１０４０、ホームボタン１０４２、発進／着陸ボタン１０４４、コントローラ１０４のステータスを示すＬＥＤステータスインジケータ１０４６、およびこの図では見えない他の物理的制御などの、ＵＡＶ１０２を手動で制御するために使用され得る複数の物理的制御を含むコントローラ本体１０３６をさらに含んでもよい。いくつかの例では、コントローラ１０４が、コンピューティング装置１００１単独で可能になることができる距離より長い距離のＵＡＶ１０２との通信のための通信範囲拡張能力を提供できるように、Ｗｉ－Ｆｉアンテナがコントローラ付属品１０３４に含まれてもよい。

【0109】

場合によっては、コンピューティング装置１００１（またはＵＡＶ１０２から遠隔にある別のコンピューティング装置）が、コンピューティング装置１００１のプロセッサ上でアプリケーションを実行してもよい。１つの例として、アプリケーションは、ＵＡＶ１０２によってコンピューティング装置１００１に供給されるか、またはそうでなければ提供され得るウェブアプリケーションを実行するブラウザを含んでもよい。例えば、ウェブアプリケーション（またはコンピューティング装置１００１上で実行される別のアプリケーション）は、前述のユーザインターフェース１００２を提供してもよく、ＵＡＶ１０２との通信を可能にすること、ＵＡＶ１０２の遠隔制御を可能にすることなどの、コンピューティング装置１００１に関して本明細書に記載された他の機能を提供してもよい。さらに、場合によっては、アプリケーションは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）無線、Ｗｉ－Ｆｉなどを介して、コントローラ１０４へのコンピューティング装置１００１の無線接続を可能にしてもよい。

【0110】

いくつかの実装形態では、通常はＵＡＶ１０２によって実行され得る処理の一部（例えば、画像処理機能および制御機能）が、ＵＡＶ１０２から遠隔にあるコンピューティング装置１００１のプロセッサ上で実行するアプリケーションによって代わりに実行されてもよい。さらに、いくつかの実施例では、処理時間の短縮を実現するなどのために、処理負荷が、ＵＡＶ１０２上のプロセッサとコンピューティング装置１００１上のプロセッサの間で分割されてもよい。多くの他の変形が、本明細書の開示の利益を有する当業者にとって明らかであろう。

【0111】

示された例では、ユーザが、図１に関して前述したようにスキャン対象１１１がスキャンされるべきであることをＵＡＶ１０２に示すために、コントローラ１０４を使用してスキャン対象１１１を選択していると仮定する。したがって、ユーザは、所望のスキャン対象１１１の取得された画像を選択してもよく、ＵＡＶ１０２に対してスキャン対象１１１を指定するために、ユーザインターフェース１００２を操作して、スキャン対象またはスキャン対象１１１の一部の周囲に多角形または他の２Ｄ形状１０５０を描いてもよい。このようにして、ユーザは、スキャン対象１１１をＵＡＶ１０２に示すために、ユーザインターフェース１００２でエリアを指定してもよい。例えば、ユーザは、指１０５２などを使用して、スキャン対象１１１の周囲に多角形の外周（すなわち、境界）を描くように、少なくとも３つの基準点、すなわちハンドル１０５４を制御してもよい。ＵＡＶ１０２は、指定された外周内のスキャン対象１１１を調査するように構成されてもよく、一部の例では、指定された外周に対応する検出されたスキャン対象の周囲にプリズムのボリュームを提示してもよい。例えば、ユーザは、ＵＡＶ１０２がスキャンを開始する前に、表面までの距離および他のスキャンパラメータを調整することができてもよい。

【0112】

さらに、図８の例では多角形が示されているが、他の例では、スキャン対象の周囲または上に外周を作成するために、任意の他の技法が使用されてもよい。例えば、ユーザは、ユーザインターフェース１００２で、スキャン対象の上または周囲に円形、楕円形、不規則な線などを描いてもよい。代替的に、他の例では、ユーザインターフェース１００２は、スキャン対象１１１をＵＡＶ１０２に示すために、境界エリアではなく境界ボリュームの操作を可能にしてもよい。さらに他の例では、ユーザは、スキャン対象をＵＡＶ１０２に示すために、ユーザインターフェース１００２でスキャン対象１１１の画像をタップするか、またはそうでなければ選択してもよい。いくつかの実施例では、ＵＡＶ１０２は、ユーザインターフェース１００２を介して受信されたインジケーションに基づいてスキャン対象１１１を認識するために、機械学習モデルを採用してもよい。別の例として、ユーザは、スキャン対象１１１の指定された緯度と経度の座標をＵＡＶ１０２に提供してもよく、ＵＡＶ１０２は、それ自体を指定された座標にナビゲートして、スキャン対象１１１の画像を取得してもよい。多くの他の変形が、本明細書の開示の利益を有する当業者にとって明らかであろう。

【0113】

図１１は、いくつかの実装形態に従って例示のコントローラ１０４の抜粋したコンポーネントを示している。コントローラ１０４は、この例では、少なくとも１つのプロセッサ１１０２、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体１１０４、１つまたは複数の通信インターフェース１１０６、および１つまたは複数の入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置１１０８などのコンポーネントを含んでもよい。例えば、プロセッサ１１０２、コンピュータ可読媒体、通信インターフェース１１０６、およびＩ／Ｏ装置１１０８の少なくとも一部は、コントローラ１０４に接続されるか、またはそうでなければコントローラ１０４と共に含まれるコンピューティング装置１００１（図１１では別々に示されていない）によって提供されてもよい。

【0114】

各プロセッサ１１０２自体は、１つまたは複数のプロセッサまたは処理コアを備えてもよい。例えば、プロセッサ１１０２は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、中央処理ユニット、状態機械、論理回路、および／または動作命令に基づいて信号を操作する任意の装置として実装され得る。場合によっては、プロセッサ１１０２は、本明細書に記載されたアルゴリズムおよびプロセスを実行するように特にプログラムされたか、または構成された任意の適切な種類の１つまたは複数のハードウェアプロセッサおよび／または論理回路であってもよい。プロセッサ１１０２は、コンピュータ可読媒体１１０４に格納されたコンピュータ可読プロセッサ実行可能命令をフェッチして実行するように構成され得る。

【0115】

コントローラ１０４の構成に応じて、コンピュータ可読媒体１１０４は、有形的な非一時的コンピュータ記憶媒体の例であってもよく、コンピュータ可読プロセッサ実行可能命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータなどの情報の格納のために任意の種類の技術で実装された、揮発性および不揮発性メモリならびに／または取り外し可能および取り外し不能な媒体を含んでもよい。コンピュータ可読媒体１１０４は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ソリッドステートストレージ、磁気ディスクストレージ、光ストレージ、および／または他のコンピュータ可読媒体技術を含んでもよいが、これらに限定されない。さらに、場合によっては、コントローラ１０４は、情報を格納するために使用されることが可能であり、直接、または別のコンピューティング装置もしくはネットワークを介してプロセッサ１１０２によってアクセスされ得る、ストレージシステム、ストレージアレイ、ネットワーク接続ストレージ、ストレージエリアネットワーク、クラウドストレージ、または任意の他の媒体などの、外部ストレージにアクセスしてもよい。したがって、コンピュータ可読媒体１１０４は、プロセッサ１１０２によって実行され得る命令、モジュール、またはコンポーネントを格納することができるコンピュータ記憶媒体であってもよい。さらに、非一時的コンピュータ可読媒体は、言及されるとき、エネルギー、搬送波信号、電磁波、および信号自体などの媒体を除外する。

【0116】

コンピュータ可読媒体１１０４は、プロセッサ１１０２によって実行可能な任意の数の機能要素を格納して維持するために使用されてもよい。いくつかの実装形態では、これらの機能要素は、プロセッサ１１０２によって実行可能であり、実行されたときに、コントローラ１０４に起因する上記のアクションおよびサービスを実行するための動作論理を実装する、命令またはプログラムを含む。コンピュータ可読媒体１１０４に格納されたコントローラ１０４の機能要素は、前述したように、ユーザがコントローラを使用してＵＡＶ１０２を遠隔に制御できるようにし得るユーザアプリケーション１１０８を含んでもよい。いくつかの例では、ユーザアプリケーション１１０８は、ＵＡＶ１０２上のウェブアプリケーションにアクセスしてもよいが、他の例では、ユーザアプリケーション１１０８は、スタンドアロンコントローラアプリケーション（ｓｔａｎｄａｌｏｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）であってもよい。

【0117】

加えて、コンピュータ可読媒体１１０４は、機能要素によって使用されるデータ、データ構造などを格納してもよい。例えば、コンピュータ可読媒体１１０４は、ＵＡＶ１０２から受信された画像１１８を少なくとも一時的に格納してもよく、いくつかの例では、ＵＡＶ１０２から受信された３Ｄモデル情報１２０を格納してもよい。コントローラ１０４の種類に応じて、コンピュータ可読媒体１１０４は、アプリケーション、プログラム、ドライバなど、および機能要素によって使用または生成されるデータを含むことができる他のプログラムおよびデータ１１１０などの、他の機能要素およびデータを、任意選択的に含んでもよい。さらに、コントローラ１０４は、多くの他の論理、プログラム、および物理コンポーネントを含んでもよく、説明された論理、プログラム、および物理コンポーネントは、本明細書の説明に関連する例にすぎない。

【0118】

通信インターフェース１１０６は、ネットワーク１１３を経由するか、または直接的になどの、さまざまな他の装置との通信を可能にするための１つまたは複数のインターフェースおよびハードウェアコンポーネントを含んでもよい。例えば、通信インターフェース１１０６は、本明細書の他の箇所でさらに説明されるように、インターネット、ケーブルネットワーク、セルラーネットワーク、無線ネットワーク（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ）および有線ネットワーク、一方向または双方向無線送信、ならびにＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）などの近距離通信などのうちの１つまたは複数を介して、通信を可能にしてもよい。

【0119】

加えて、コントローラ１０４は、図１０に関して上で説明されたタッチ画面１００４含むことができるディスプレイ１２４を含んでもよい。コントローラ１０４は、図１０に関して上で説明されたような複数の他のＩ／Ｏ装置１１１２をさらに含んでもよい。

【0120】

第１項。無人航空機（ＵＡＶ）であって、ＵＡＶに取り付けられた第１のカメラと、実行可能な命令によって動作を実行するように構成された１つまたは複数のプロセッサとを備え、動作は、スキャンされるスキャン対象の表面を決定することと、スキャン対象の表面からの距離を、画像を取得することに関連付けられた選択された距離として決定することと、表面の少なくとも第１の部分に関連付けられた照明に少なくとも基づいて、および選択された距離に基づいて、表面の少なくとも第１の部分をトラバースするための最大速度を決定することと、スキャン対象の表面の少なくとも第１の部分の画像を取得しながら、選択された距離に基づいてスキャン対象の表面の少なくとも第１の部分に相対的に、決定された最大速度に少なくとも基づく速度でＵＡＶをナビゲートすることと、を含む、無人航空機（ＵＡＶ）。

【0121】

第２項。動作は、最大速度以下で飛行しながら、スキャン対象の表面の第１の部分の画像を取得することと、スキャン対象の表面の第２の部分に関連付けられた照明が、表面の第１の部分に関連付けられた照明と異なるということを決定することと、表面の第２の部分に関連付けられた照明に少なくとも基づいて、および選択された距離に基づいて、表面の第１の部分をトラバースするために決定された最大速度と異なる表面の第２の部分をトラバースするための最大速度を決定することとをさらに含む、第１項に記載のＵＡＶ。

【0122】

第３項。最大速度を決定する動作は、取得された画像に対して許容できると決定された被写体ぶれのしきい値レベルにさらに基づく、第１項に記載のＵＡＶ。

【0123】

第４項。動作は、スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定することであって、各輪郭経路が、選択された距離に基づいてスキャン対象の表面から離れて間隔を空けられる、複数の輪郭経路を決定することと、輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定することであって、各画像取得位置が、スキャン対象の表面の各画像が取得されるべきである各位置を示す、複数の画像取得位置を決定することとをさらに含み、スキャン対象の表面の少なくとも第１の部分の画像を取得しながら、選択された距離に基づいてスキャン対象の表面の少なくとも第１の部分に相対的に、決定された最大速度に基づく速度で、ＵＡＶをナビゲートすることは、画像取得位置に基づいてスキャン対象の表面の画像を取得しながら、決定された速度で輪郭経路のうちの１つまたは複数に沿ってＵＡＶをナビゲートすることを含む、第１項に記載のＵＡＶ。

【0124】

第５項。動作は、スキャン対象の構成に少なくとも基づいて座標系をスキャン対象に関連付けることであって、座標系が少なくとも１つの軸を含む、スキャン対象に関連付けることと、少なくとも１つの軸に沿って、スキャン対象の表面の各輪郭に少なくとも基づいて、間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定することとをさらに含む、第５項に記載のＵＡＶ。

【0125】

第６項。動作は、コンピューティング装置から、スキャン対象のインジケーションを受信することと、スキャン対象のインジケーションに基づいて、ＵＡＶに取り付けられた１つまたは複数の第２のカメラの１つまたは複数の視野をそれぞれ向けるための１つまたは複数の位置をＵＡＶにとらせることと、１つまたは複数の第２のカメラを使用して、１つまたは複数の位置から少なくとも１つの画像を取得することと、少なくとも１つの画像に基づいて決定されたスキャン対象の１つまたは複数の表面までの距離に基づいて３Ｄモデルを決定することであって、３Ｄモデルが、スキャン対象の表面に対応する複数の点を含む、３Ｄモデルを決定することとをさらに含む、第１項に記載のＵＡＶ。

【0126】

第７項。無人航空機（ＵＡＶ）の１つまたは複数のプロセッサによって、スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定することであって、各輪郭経路が、選択された距離に基づいてスキャン対象の表面から離れて間隔を空けられる、複数の輪郭経路を決定することと、輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定することであって、各画像取得位置が、スキャン対象の表面の各画像が取得されるべきである各位置を示す、複数の画像取得位置を決定することと、画像取得位置に基づいてスキャン対象の表面の画像を取得しながら、決定された速度で複数の輪郭経路に沿ってＵＡＶをナビゲートすることとを含む、方法。

【0127】

第８項。表面に関連付けられた照明および選択された距離に少なくとも基づいて、複数の輪郭経路の少なくとも一部をトラバースするための最大速度を決定することと、最大速度以下で複数の輪郭経路の少なくとも一部をトラバースすることによって、決定された速度で複数の輪郭経路に沿ってＵＡＶをナビゲートすることとをさらに含む、第７項に記載の方法。

【0128】

第９項。最大速度を決定することは、取得された画像に対して許容できると決定された被写体ぶれのしきい値レベルにさらに基づく、第８項に記載の方法。

【0129】

第１０項。スキャン対象の表面の少なくとも一部に関連付けられた照明の変化を決定することと、照明の変化を決定することに少なくとも部分的に基づいてＵＡＶの速度を変更することとをさらに含む、第７項に記載の方法。

【0130】

第１１項。表面の画像の重複を決定することと、重複、選択された距離、および表面の画像を取得するために使用されるカメラの視野に少なくとも基づいて、各輪郭経路の隣接する画像取得位置間の距離を決定することとをさらに含む、第７項に記載の方法。

【0131】

第１２項。表面の画像間のサイドラップを決定することと、サイドラップ、選択された距離、および表面の画像を取得するために使用されるカメラの視野に少なくとも基づいて、隣接する輪郭経路間の距離を決定することとをさらに含む、第７項に記載の方法。

【0132】

第１３項。スキャン対象の構成に少なくとも基づいて座標系をスキャン対象に関連付けることをさらに含み、座標系が少なくとも１つの軸を含み、座標系は、少なくとも１つの軸をスキャン対象の最長のエッジまたはスキャン対象の最長の要素のうちの少なくとも１つに揃えることのうちの少なくとも１つに少なくとも基づいてスキャン対象に関連付けられる、第７項に記載の方法。

【0133】

第１４項。規則的間隔に基づいて表面の画像を取得しながら、一定速度に基づいて複数の輪郭経路の少なくとも一部に沿ってＵＡＶをナビゲートすることをさらに含む、第７項に記載の方法。

【0134】

第１５項。無人航空機（ＵＡＶ）であって、推進メカニズムを含んでいるＵＡＶ本体と、ＵＡＶ本体に取り付けられたカメラと、実行可能な命令によって動作を実行するように構成された１つまたは複数のプロセッサとを備え、動作は、スキャン対象のインジケーションを受信することと、スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定することであって、各輪郭経路が、選択された距離に基づいてスキャン対象の表面から離れて間隔を空けられる、複数の輪郭経路を決定することと、輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定することであって、各画像取得位置が、スキャン対象の表面の画像が取得されるべきである位置を示す、複数の画像取得位置を決定することと、複数の輪郭経路の複数の画像取得位置をトラバースするための最大速度を決定することであって、最大速度が、選択された距離および表面に関連付けられた照明に少なくとも部分的に基づく、最大速度を決定することと、輪郭経路のうちの各輪郭経路の画像取得位置に基づいて、カメラを使用してスキャン対象の表面の画像を取得しながら、最大速度に少なくとも部分的に基づく速度で複数の輪郭経路に沿ってＵＡＶをナビゲートするように推進メカニズムを操作することとを含む、無人航空機（ＵＡＶ）。

【0135】

第１６項。動作は、表面の画像の重複を決定することと、重複、選択された距離、および表面の画像を取得するために使用されるカメラの視野に少なくとも基づいて、各輪郭経路の隣接する画像取得位置間の距離を決定することとをさらに含む、第１５項に記載のＵＡＶ。

【0136】

第１７項。動作は、表面の画像間のサイドラップを決定することと、サイドラップ、選択された距離、および表面の画像を取得するために使用されるカメラの視野に少なくとも基づいて、隣接する輪郭経路間の距離を決定することとをさらに含む、第１５項に記載のＵＡＶ。

【0137】

第１８項。動作は、スキャン対象の表面の少なくとも一部に関連付けられた照明の変化を決定することと、照明の変化を決定することに少なくとも部分的に基づいてＵＡＶの速度を変更することとをさらに含む、第１５項に記載のＵＡＶ。

【0138】

第１９項。動作は、スキャン対象のインジケーションを受信することに応答して、ＵＡＶに相対的に、スキャン対象の１つまたは複数の画像に基づいて、スキャン対象の表面上の複数の点の位置を決定することと、複数の点から決定されたスキャン対象の構成に少なくとも基づいて、座標系をスキャン対象に関連付けることとをさらに含む、第１５項に記載のＵＡＶ。

【0139】

第２０項。動作は、座標系の選択された軸を、スキャン対象の最長のエッジ、またはスキャン対象の最長の要素のうちの少なくとも１つに関連付けることをさらに含む、第１９項に記載のＵＡＶ。

【0140】

本明細書に記載されたさまざまな命令、プロセス、および技法は、コンピュータ可読媒体に格納され、本明細書におけるプロセッサによって実行されるコンピュータプログラムおよびアプリケーションなどの、コンピュータ実行可能命令の一般的な文脈において考慮され得る。一般に、プログラムおよびアプリケーションという用語は、区別なく使用されてもよく、特定のタスクを実行するか、または特定のデータ型を実装するための命令、ルーチン、モジュール、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、実行可能コードなどを含んでもよい。これらのプログラム、アプリケーションなどは、ネイティブコードとして実行されてもよく、または仮想マシンもしくは他のジャストインタイムコンパイル実行環境などにダウンロードされて実行されてもよい。典型的には、プログラムおよびアプリケーションの機能は、さまざまな実装形態において、望ましいように組み合わせられるか、または分散されてもよい。これらのプログラム、アプリケーション、および技法の実装形態は、コンピュータ記憶媒体に格納されるか、または何らかの形態の通信媒体を経由して送信されてもよい。

【0141】

本主題は、構造的特徴および／または方法論的動作に固有の言語で説明されたが、添付の特許請求の範囲で定義され主題が必ずしも記載された特定の特徴または動作に限定されないことが、理解されるべきである。むしろ、特定の特徴および動作は、特許請求の範囲を実装する例示的な形態として開示されている。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2024-10-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

無人航空機（ＵＡＶ）であって、
推進メカニズムを含んでいるＵＡＶ本体と、
前記ＵＡＶ本体に取り付けられたカメラと、
実行可能な下記の命令によって構成された１つまたは複数のプロセッサと
スキャン対象のインジケーションを受信する、
前記スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定する、
輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定する、
前記複数の輪郭経路の前記複数の画像取得位置をトラバースするための最大速度を決定する、および、
前記輪郭経路のうちの各輪郭経路の前記画像取得位置に基づいて、前記カメラを使用して前記スキャン対象の前記表面の画像を取得しながら、前記最大速度に少なくとも部分的に基づく速度で前記複数の輪郭経路に沿って前記ＵＡＶをナビゲートするように前記推進メカニズムを操作する、
を含み、
各輪郭経路が、選択された距離に基づいて前記スキャン対象の表面から離れて間隔を空けられ、
各画像取得位置が、前記スキャン対象の表面の画像が取得されるべきである位置を示し、
前記最大速度が、前記選択された距離および前記表面に関連付けられた照明に少なくとも部分的に基づく、
無人航空機（ＵＡＶ）。

【請求項2】

無人航空機（ＵＡＶ）の１つまたは複数のプロセッサによって、スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定することと、
輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定することと、
前記複数の輪郭経路の少なくとも一部をトラバースする前に、前記表面に関連付けられた照明および前記選択された距離に少なくとも基づいて、前記複数の輪郭経路の前記少なくとも一部をトラバースする際に使用する速度を決定することと、
前記画像取得位置に基づいて前記スキャン対象の前記表面の画像を取得しながら、決定された速度で前記複数の輪郭経路の前記少なくとも一部に沿って前記ＵＡＶをナビゲートすることと
を含み、
各輪郭経路が、選択された距離に基づいて前記スキャン対象の表面から離れて間隔を空けられ、
各画像取得位置が、前記スキャン対象の表面の各画像が取得されるべきである各位置を示す、
方法。

【請求項3】

前記表面に関連付けられた前記照明および前記選択された距離に少なくとも基づいて、前記複数の輪郭経路の前記少なくとも一部をトラバースするための最大速度を決定することと、
前記最大速度以下で前記複数の輪郭経路の少なくとも前記一部をトラバースすることによって、前記決定された速度で前記複数の輪郭経路に沿って前記ＵＡＶをナビゲートすることと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記最大速度の決定は、前記取得された画像に対して許容できると決定された被写体ぶれのしきい値レベルにさらに基づく、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記スキャン対象の前記表面の少なくとも一部に関連付けられた照明の変化を決定することと、
前記照明の前記変化を決定することに少なくとも部分的に基づいて前記ＵＡＶの前記速度を変更することと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項6】

前記表面の前記画像の重複を決定することと、
前記重複、前記選択された距離、および前記表面の前記画像を取得するために使用されるカメラの視野に少なくとも基づいて、前記各輪郭経路の隣接する画像取得位置間の距離を決定することと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項7】

前記表面の前記画像間のサイドラップを決定することと、
前記サイドラップ、前記選択された距離、および前記表面の前記画像を取得するために使用されるカメラの視野に少なくとも基づいて、隣接する輪郭経路間の距離を決定することと
をさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項8】

前記スキャン対象の構成に少なくとも基づいて座標系を前記スキャン対象に関連付けることをさらに含み、
前記座標系が前記少なくとも１つの軸を含み、
前記座標系は、前記少なくとも１つの軸を前記スキャン対象の最長のエッジまたは前記スキャン対象の最長の要素のうちの少なくとも１つに揃えることに少なくとも基づいて、前記スキャン対象に関連付けられる、請求項２に記載の方法。

【請求項9】

規則的間隔に基づいて前記表面の前記画像を取得しながら、一定速度に基づいて前記複数の輪郭経路の少なくとも一部に沿って前記ＵＡＶをナビゲートすることをさらに含む、請求項２に記載の方法。

【請求項10】

無人航空機（ＵＡＶ）であって、
前記ＵＡＶに取り付けられた第１のカメラと、
実行可能な下記の命令によって構成された１つまたは複数のプロセッサと
スキャンされるスキャン対象の表面を決定する、
前記スキャン対象の前記表面からの距離を、画像を取得することに関連付けられた選択された距離として決定する、
前記表面の少なくとも第１の部分をトラバースする前に、前記表面の少なくとも前記第１の部分に関連付けられた照明に少なくとも基づいて、および前記選択された距離に基づいて、前記表面の少なくとも前記第１の部分をトラバースするための最大速度を決定する、および、
前記スキャン対象の前記表面の少なくとも前記第１の部分の画像を取得しながら、前記選択された距離に基づいて前記スキャン対象の前記表面の少なくとも前記第１の部分に相対的に、前記決定された最大速度に少なくとも基づく速度でＵＡＶをナビゲートする、を含む無人航空機（ＵＡＶ）。

【請求項11】

前記１つまたは複数のプロセッサは、実行可能な下記の命令によってさらに構成される、
前記最大速度以下で飛行しながら、前記スキャン対象の前記表面の前記第１の部分の前記画像を取得する、
前記スキャン対象の前記表面の第２の部分に関連付けられた照明が、前記表面の前記第１の部分に関連付けられた前記照明と異なるということを決定する、および、
前記表面の前記第２の部分に関連付けられた前記照明に少なくとも基づいて、および前記選択された距離に基づいて、前記表面の前記第１の部分をトラバースするために決定された前記最大速度と異なる前記表面の前記第２の部分をトラバースするための最大速度を決定する
請求項１０に記載のＵＡＶ。

【請求項12】

前記最大速度の決定は、前記取得された画像に対して許容できると決定された被写体ぶれのしきい値レベルにさらに基づく、請求項１０に記載のＵＡＶ。

【請求項13】

前記１つまたは複数のプロセッサは、実行可能な下記の命令によってさらに構成され、
前記スキャン対象に関連付けられた少なくとも１つの軸に沿って互いに離れて間隔を空けられた複数の輪郭経路を決定する、および、
輪郭経路ごとに複数の画像取得位置を決定する、
各輪郭経路が、前記選択された距離に基づいて前記スキャン対象の前記表面から離れて間隔を空けられ、
各画像取得位置が、前記スキャン対象の前記表面の各画像が取得されるべきである各位置を示す、
前記スキャン対象の前記表面の少なくとも前記第１の部分の画像を取得しながら、前記選択された距離に基づいて前記スキャン対象の前記表面の少なくとも前記第１の部分に相対的に、前記決定された最大速度に基づく速度で、前記ＵＡＶをナビゲートすることは、前記画像取得位置に基づいて前記スキャン対象の前記表面の前記画像を取得しながら、決定された速度で前記輪郭経路のうちの前記１つまたは複数に沿って前記ＵＡＶをナビゲートすることを含む、請求項１０に記載のＵＡＶ。

【請求項14】

前記１つまたは複数のプロセッサは、実行可能な下記の命令によってさらに構成される、
前記スキャン対象の構成に少なくとも基づいて、前記少なくとも１つの軸を含む座標系を前記スキャン対象に関連付ける、および、
前記少なくとも１つの軸に沿って、前記スキャン対象の前記表面の各輪郭に少なくとも基づいて、間隔を空けられた前記複数の輪郭経路を決定する、
請求項１３に記載のＵＡＶ。

【請求項15】

前記１つまたは複数のプロセッサは、実行可能な下記の命令によってさらに構成される、
コンピューティング装置から、前記スキャン対象のインジケーションを受信する、
前記スキャン対象の前記インジケーションに基づいて、前記ＵＡＶに取り付けられた１つまたは複数の第２のカメラの１つまたは複数の視野をそれぞれ向けるための１つまたは複数の位置を前記ＵＡＶにとらせる、
前記１つまたは複数の第２のカメラを使用して、前記１つまたは複数の位置から少なくとも１つの画像を取得する、および、
前記少なくとも１つの画像に基づいて決定された前記スキャン対象の１つまたは複数の表面までの距離に基づいて、前記スキャン対象の前記表面に対応する複数の点を含む３Ｄモデルを決定する、
請求項１０に記載のＵＡＶ。

【国際調査報告】