JP2014122019A - 樹木計測システム - Google Patents

Abstract

【課題】樹木群の任意の数の直径を確認するための方法及び装置を提供する。
【解決手段】無人航空機７００は、無人航空機に関連付けられたセンサシステム７０８により樹木群７０２の任意の数の直径の測定を可能にするように構成された高さで樹木群を通る経路を移動する。無人航空機に関連付けられたセンサシステム７０８、７１０を使用して、樹木群の任意の数の直径について情報が生成される。
【選択図】図７

Description

本発明は、概して、森林の計測に関し、具体的には、森林の樹冠下方の森林の測定を行うことに関する。さらに具体的には、本発明は、センサシステムを使用して、樹木の測定を行う方法及び装置に関する。

森林経営は、多くの異なる側面を含む林学の一部門である。これらの側面は、森林経営の環境的、経済的、行政的、法的及び社会的側面を含む。森林経営は、木材伐採、植樹、樹木の植え替え、森林を通る道路及び歩道の切削、森林火災の防止、森林の状態維持、及び他の適する活動など、種々の技術からなる。

森林経営に関するこれらの工程及び他の工程を実行するときには、望ましい森林についての情報を収集するために森林調査が実行される。森林調査は、評価又は解析のための森林についての情報の確認である。

たとえば、森林についての森林調査は、実行される工程を確認するだけではなく、森林の状態を解析する能力を提供する。この情報は、樹木の種類、樹木の高さ、樹齢、樹木の値、及び森林の樹木に関する他の適する情報などを確認するために使用される。例えば、１エーカー当たりの樹木の数が、森林調査を介して確認される。さらにまた、森林調査は、森林内部の植物、野生動物、又はそれら両方など、他の情報を確認するためにも使用される。

森林調査を使用して実行されるこれらの工程は、例えば、樹木の植え替え、樹木の伐採、樹木の剪定及び処置などの用材林改善活動の実行、害虫駆除の実行、潜在的火災状態の警告の生成、及び他の適する工程のうちの少なくとも一つを含む。本明細書において、「〜のうちの少なくとも一つ」という表現が列挙された要素と共に使用される場合、当該列挙された要素の一つ以上の各種組み合わせが可能であることを意味し、かつ、当該列挙された各要素のうちの一つだけあればよいことを意味する。例えば、「要素Ａ、要素Ｂ、及び要素Ｃのうちの少なくとも一つ」は、例えば、限定しないが、「要素Ａ」、若しくは「要素Ａ及び要素Ｂ」を含む。この例は、「要素Ａ、要素Ｂ、及び要素Ｃ」、若しくは「要素Ｂ及び要素Ｃ」も含む。他の例として、「〜のうちの少なくとも一つ」は、例えば、限定しないが、「二つの要素Ａ、一つの要素Ｂ及び十の要素Ｃ」、「四つの要素Ｂ及び七つの要素Ｃ」、並びに他の適する組み合わせを含む。

森林調査の一部として森林について情報が得られる方法は、航空測量を実行することである。有人航空機又は無人航空機の使用は森林についての情報を提供するが、この種の森林の測定は、期待するほど多くの情報を提供しない。航空測量は、従来、樹冠下方の森林部分についての情報を生成することはできない。森林の樹冠は、森林の最上部の群葉である。樹冠は、森林の樹木の樹冠により形成される。樹木の高さ及び樹木の計数などの情報は、航空測量を使用して実行される。しかしながら、樹木の直径、樹木の先細り、樹木の欠陥、樹木の損傷のような他の情報は、航空測量を使用して容易には測定できない。

現在、樹冠下方の樹木部分について、他の測定だけではなく、樹木の直径の測定を実行するために、人員が森林に派遣されている。人員を使って森林の樹木すべてについての情報を収集することは、時間及びさまざまな地形上の樹木に到達する難しさの点から、非常にコストがかかり抑制される。その結果、森林の樹木の見本を生成するために、いくつかの樹木についてのみ測定が行われる。地面のサンプルから推量することにより、又は航空測量から測定されるように樹齢及び樹木の高さに対して経験的回帰モデルを使用することにより、他の樹木の直径が推定される。

樹木の直径を測定するために原野に人員を派遣することは、時間及び費用の浪費になりかねない。樹木の高さ情報を使用して樹木の直径を推定すると、誤差を招くかもしれない。これらの誤差により、伐採目的又は維持目的で森林の樹木の値で質を評価するために所望レベルの情報が提供できないかもしれない。

いくつかの実施例では、人間オペレーターにより操作される陸上の光検出及び測距システムを用いた地上から実行される陸上測量を使用して、より高い樹木の見本がとられる。この種のシステムは、光検出及び測距システムから測定される樹木までの見通し線を必要とする見通し線システムである。その結果、人員は、測定を行うために、さらに原野に入り森林を歩き回らなければならない。この種の測定は、さらにかなりの時間を必要とし、所望の質の樹木についての情報を得るのに予想以上に費用が掛かる。

したがって、少なくとも上記の問題点の幾つかと、起こりうる他の問題点を考慮する方法及び装置を有することが望ましい。

一つの実施形態では、装置は、無人航空機、センサシステム、及びコントローラを備える。センサシステムは無人航空機と関連付けられて、障害物情報及び樹木測定情報を生成するように構成される。コントローラは、樹木群の樹木測定情報を生成し、無人航空機の移動を、障害物を避けるように制御するために、無人航空機が樹木群を通過するときに、センサシステムにより生成された障害物情報から障害物を確認するように構成される。

別の実施形態では、樹木計測システムは、無人航空機、カメラシステム、光検出及び測距システム、及びコントローラを備える。カメラシステムは無人航空機に関連付けられて、画像を生成するように構成される。光検出及び測距システムは、無人航空機に関連付けられる。光検出及び測距システムは、無人航空機から樹木群のポイントまでの距離測定を生成するように構成される。コントローラは、無人航空機が樹木群の直径情報を生成するために樹木群を通過するときに、カメラシステムにより生成される画像から障害物を確認するように構成される。コントローラは、光検出及び測距システムが直径情報を生成する間に障害物を避けるように樹木群を通って無人航空機の移動を制御するようにさらに構成される。

さらに別の実施形態では、樹木群の任意の数の直径を確認するための方法が提供される。無人航空機は、無人航空機に関連付けられたセンサシステムによる樹木群の任意の数の直径の測定を可能にするように構成された高さで樹木群を通る経路を移動する。無人航空機に関連付けられたセンサシステムを使用して、樹木群の任意の数の直径についての情報が生成される。

上述の特徴および機能は、本発明の様々な実施形態で独立に実現可能であるか、またはさらなる別の実施形態で組み合わせることが可能である。さらなる別の実施形態の詳細は以下の説明および図面を参照すると理解できる。

実施形態の特徴と考えられる新規のフィーチャは、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、実施形態、好適な使用モード、さらにはその目的及び特徴は、添付図面とともに本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるだろう。

実施形態による樹木計測環境の図である。 実施形態による樹木計測環境のブロック図である。 実施形態による無人航空機のブロック図である。 実施形態による無人航空機のセンサシステムのセンサのブロック図である。 実施形態による無人航空機の異なる大きさの図である。 実施形態による樹木測定情報を生成する無人航空機の図である。 実施形態による測定を行う無人航空機の図である。 実施形態による樹木の行間を飛行する無人航空機の図である。 実施形態による無人航空機の図である。 実施形態による樹木測定情報を生成するプロセスのフローチャートである。 実施形態による直径を判定するために画像を解析するプロセスのフローチャートである。 実施形態による樹木の直径を判定するプロセスのフローチャートである。 実施形態によるカメラ校正行列の図である。 実施形態によるデータ処理システムのブロック図である。

実施形態は、一又は複数の異なる検討事項を認識し考慮する。例えば、無人航空機は、樹冠下方の樹木を通過し樹木の直径を確認する調査を実行するために使用されることを、実施形態は認識し考慮する。また、航空測量及び陸上測量の両方に使用される光検出及び測距システムの多くは、樹木の樹冠上空とは対照的に樹木間を飛行するために使用される無人飛行機での使用に望まれるよりも重いものであるということを、実施形態は認識し考慮する。樹木について生成された情報の所望レベルの質をさらに可能にする方法で、光検出及び測距システムのサイズ及び重量が削減されることを、実施形態は認識し考慮する。

一つの実施例では、装置は、無人飛行機、センサシステム、及びコントローラを備える。センサシステムは、無人航空機に関連付けられる。センサシステムは、障害物情報及び樹木測定情報を生成するように構成される。コントローラは、樹木群の直径情報を生成し、無人航空機の移動を、障害物を避けるように制御するために、無人航空機が樹木群に対してあるレベルで飛行するときに、センサシステムにより生成された障害物情報から障害物を確認するように構成される。

これらの実施例では、樹木についての直径情報が生成される方法で、センサシステムのサイズが縮小される。

ここで図１を参照すると、樹木計測環境の図が、実施形態に従って示される。実施例において、樹木計測環境１００は、樹木群１０４を含む。樹木計測システム１２２は、樹木群１０４の測定を実行するために使用される。この示された例では、樹木計測システム１２２は、無人航空機１０２及び測定コントローラ１２４を含む。

図示されたように、無人航空機１０２は、樹木群１０４の一又は複数の樹木についての情報を生成するために、樹木群１０４を通過するように構成される。ここで使用されるように、要素を参照するのに使用されるときの「〜群」は、一又は複数の要素を意味する。例えば、樹木群１０４は、一又は複数の樹木である。

この例では、無人航空機１０２は、無人航空機１０６及び無人航空機１０８を含む。この具体的な例では、無人航空機１０２は、樹木計測を実行するように構成される。要するに、無人航空機１０２は、樹木群１０４の樹冠下方の樹木群１０４を通過するときに、樹木群１０４の測定を行うように構成される。

これらの実施例では、無人航空機１０６は、センサシステム１１４を含み、無人航空機１０８は、センサシステム１１６を含む。

図示されたように、センサシステム１１４は、レーザービーム１１８で樹木１１０を走査するように構成される。レーザービーム１１８の走査の応答は、センサシステム１１４により検出される。また、センサシステム１１４は、画像を生成するように構成される。レーザービーム１１８及び画像から検出される応答は、実施形態では、樹木１１０の直径の測定を生成するために使用される。さらに、樹木先細りなど他の測定も、レーザービーム１１８から検出される画像及び応答のうちの少なくとも一つを使用して生成される。

類似の方法では、センサシステム１１６は、レーザービーム１２０で樹木群１０４の樹木１１０についての情報を生成するように構成される。無人航空機１０８が樹木群１０４の樹木１１０を通過するときに、レーザービーム１２０は樹木１１０を走査する。レーザービーム１２０への応答は、センサシステム１１６により検出される。さらに、センサシステム１１６は、樹木１１０の画像１０６を生成するように構成される。レーザービーム１２０への応答及び画像は、樹木１１０の直径の測定を生成するために使用される。

さらに、無人航空機１０６のセンサシステム１１４及び無人航空機１０８のセンサシステム１１６は、樹木群１０４を通過する間に障害物を避けるための情報を生成するために使用される。具体的には、障害物は、可能な他の種類の障害物だけではなく樹木群１０４も含む。たとえば、他の障害物は、建物、照明用ポール、樹木伐採用具、及び他の種類の物体を含む。画像及びレーザービームへの応答の少なくとも一つは、障害物を避ける樹木群１０４を通る軌道に沿って無人航空機１０２を方向付けるために使用される。

これらの実施例では、生成された情報は、樹木群１０４についての直径情報を生成するために無人航空機１０２により処理される。次いで、この情報は、制御ステーション１２６に配置される測定コントローラ１２４に送信される。この実施例では、直径情報は、制御ステーション１２６への無線通信リンク１２８による無人航空機１０６及び無線通信リンク１３０による無人航空機１０８により送信される。

いくつかの実施例では、応答及び画像は、制御ステーション１２６の測定コントローラ１２４に送信される直径情報である。測定コントローラ１２４は、次いで、樹木群１０４の任意の数の直径を生成するためにこの直径情報を使用する。

さらに、無人航空機１０６のセンサシステム１１４及び無人航空機１０８のセンサシステム１１６は、樹木群１０４の直径情報に加え又はその代わりに他の種類の情報を生成するために使用される。この情報は、集合的に樹木測定情報と言われる。

ここで図２を参照すると、樹木計測環境のブロック図が実施形態に従って示される。この実施例では、図１の樹木計測環境１００は、図２の樹木計測環境２００を実施する一例である。この実施例では、樹木計測システム２０２は、樹木群２０６についての樹木測定情報２０４を生成するために使用される。

これらの実施例では、樹木群２０６は、種々の形態をとることができる。たとえば、樹木群２０６は、天然林、人工再生林、樹木農地、リンゴ園、松林、公園、山、若しくは一又は複数の樹木が存在する他の適する場所などの場所にみられる樹木群である。

無人航空機フリート２１８の一又は複数の無人航空機が樹木群２０６を通ってうまく移動するように、樹木群２０６の樹木が間隔を有する任意の場所に配置される。間隔には、パターンがある。このパターンは、行と列に配列された樹木である。間隔は、行と列によらない他の規則的パターンを有してもよい。さらに別の実施例では、空間は、ランダムであっても不規則であってもよい。

これらの実施例では、樹木群２０６について、樹木測定情報２０４が生成される。樹木測定情報２０４は、樹木群２０６の解析を実行するために使用される。この解析は、樹木群２０６で種々の活動を実行するために使用される。たとえば、刈取り、樹木伐採、植林、害虫駆除、及び他の適する行動が、樹木測定情報２０４の解析に基づき実行される。

これらの実施例では、樹木計測システム２０２は、測定コントローラ２１６及び無人航空機フリート２１８を備える。測定コントローラ２１６は、無人航空機フリート２１８の動作、樹木測定情報２０４の処理、及び他の適する動作のうちの少なくとも一つを実行するように構成される。

図示されるように、測定コントローラ２１６は、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれら二つの組み合わせを使用して実施される。実施例において、ハードウェアは回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス、または任意の数の操作を実行するよう構成された何らかの他の適切な種類のハードウェアの形態を取り得る。プログラム可能論理デバイスにより、デバイスは任意の数の工程を実施するように構成される。当該デバイスは後から再構成してもよいし、前記任意の数の操作を実行するよう永続的に構成することもできる。プログラマブル論理デバイスの例としては、たとえば、プログラマブル論理アレイ、プログラマブルアレイ論理、フィールドプログラマブル論理アレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、および他の適切なハードウェアデバイスが挙げられる。加えて、これらのプロセスは無機的なコンポーネントと統合された有機的なコンポーネント内で実行されてよく、及び／又はこれらのプロセスは人間以外の有機的なコンポーネントで全体的に構成されてよい。たとえば、これらのプロセスは有機的半導体の回路として実施可能である。

この実施例では、測定コントローラ２１６は、コンピュータシステムで実施される。コンピュータシステム２２０は、一又は複数のコンピュータである。複数のコンピュータがコンピュータシステム２２０内に存在する場合は、これらのコンピュータはネットワーク等の通信媒体を介して相互に通信できる。

これらの実施例では、コンピュータシステム２００の測定コントローラ２１６は、制御ステーション２２２のような単一の場所にある。制御ステーション２２２は、地上の建物、航空機、船舶、地上車、又は別の適する場所に配置される。

これらの実施例では、測定コントローラ２１６は、樹木群２０６を通って移動するために、無人航空機フリート２１８を制御する。樹木群２０６のいくつか又はすべての樹木測定情報２０４を生成するために、この移動が制御される。たとえば、測定コントローラ２１６は、樹木群２０６を通過するために、無人航空機フリート２１８による使用のために任意の数の経路２３８を生成する。

さらにまた、測定コントローラ２１６は、樹木測定情報２０４を受信し、樹木測定情報２０４を処理する。これらの実施例では、樹木測定情報２０４の処理は、レポート２４０を生成するために使用される。レポート２４０は、直径、先細り情報、樹木密度、樹木の種類、樹木の間隔、及び樹木群２０６に適する他の情報を含む。レポート２４０は、任意の数の異なる形態を取ることができる。たとえば、レポート２４０は、チャート、グラフィックス、テキスト、画像、及び他の適する種類の情報を含む。

また、レポート２４０は、推奨を含むこともできる。これらの推奨には、追加の植林が必要かどうか、樹木が間引きされるべきかどうか、樹木の伐採を行うべきかどうか、及び他の適する種類の推奨が含まれる。

図示されたように、測定コントローラ２１６は、知能レベル２２６を有する。いくつかの実施例では、知能レベル２２６は、人間オペレーターからの入力が不要となる。たとえば、人工知能システム及び他の適する種類のプロセッサは、測定コントローラ２１６の知能レベル２２６の所望の知能レベルを提供する。特に、人工知能システムは、エキスパートシステム、ニューラルネットワーク、簡単な経験則、ファジー論理、ベイジアンネットワーク、又は測定コントローラ２１６の知能レベル２２６の所望の知能レベルを提供する別の適する種類のシステムを含む。

この実施例では、無人航空機フリート２１８は、任意の数の無人航空機２２４を備える。ここで使用されているように、要素を参照するのに使用されるときの「任意の数の」は、一又は複数の要素を意味する。たとえば、任意の数の無人航空機２２４は、一又は複数の無人航空機である。

図示されたように、任意の数の無人航空機２２４は、自動無人航空機群２２８であってもよく、又はそれらを含んでもよい。この実施例では、独立した無人航空機群２２８は、これらの実施例の集合体２３０又は集合体群２３２として動作するように構成される。

別の実施例では、測定コントローラ２１６は、異なる場所に分配することさえできる。たとえば、測定コントローラ２１６は、無人航空機フリート２１８の任意の数の無人航空機２２４の一又は複数に分配することができる。さらに別の実施例では、測定コントローラ２１６は、特定の実施次第で、任意の数の無人航空機２２４及び制御ステーション２２２に分配される。いくつかの実施例では、測定コントローラ２１６は、人間オペレーターからの入力を受信し、人間オペレーターに出力するコンピュータプログラムでもよい。

これらの実施例では、無人航空機フリート２１８の任意の数の無人航空機２２４の一又は複数は、樹木測定情報２０４を生成するように構成される。樹木測定情報２０４は、通信リンク２３４により測定コントローラ２１６に送信される。これらの実施例では、樹木測定情報２０４は、通信リンク２３４により測定コントローラ２１６に送信される。測定コントローラ２１６が、例えば制御ステーション２２２など、無人航空機フリート２１８に対して遠い場所にあるときには、通信リンク２３４は、無線通信リンクとする。樹木測定情報２０４が無人航空機２２４の無人航空機２３６により生成されているときには、樹木測定情報２０４は、周期的に送信されてもよく、略リアルタイムで送信されてもよい。

別の実施例では、通信リンク２３４は、無人航空機２３６が樹木測定情報２０４を生成するために測定の実行を完了すると確立される有線通信リンクである。この場合、無人航空機２３６は、制御ステーション２２２に戻る。通信リンク２３４は、ネットワークケーブル、無線通信リンク、ユニバーサルシリアルバスケーブル、光ケーブル、又は通信リンク２３４を確立するための別の適する媒体とする。これらの実施例では、測定コントローラ２１６は、無人航空機フリート２１８の無人航空機２２４の一又は複数の無人航空機から樹木測定情報２０４を受信するように構成される。これらの実施例では、測定コントローラ２１６は、無人航空機２３６から樹木測定情報２０４を受信する。

ここで図３を参照すると、無人航空機のブロックが実施形態に従って示される。この例では、無人航空機３００は、図２の無人航空機フリート２１８の任意の数の無人航空機２２４の無人航空機を実施する一例である。無人航空機３００は、図１の無人航空機１０６及び無人航空機１０８を実施するために使用される。

この実施例では、無人航空機３００は、任意の数の異なるコンポーネントを含む。例えば、無人航空機３００は、機体３０２、推進システム３０４、センサシステム３０６、通信システム３０８、コントローラ３１０、及び電源３１２を含む。

機体３０２は、無人航空機３００の他のコンポーネントの物理的サポートの構造を提供する。機体３０２は、胴体、翼、安定板及びこれらの種類の構造に適する他の構造とする。また、機体３０２は、補助翼、方向舵、昇降舵、又は他の種類の制御面などの制御面を含む。

推進システム３０４は機体３０２と関連付けられて、無人航空機３００を移動させるように構成される。一つのコンポーネントが別のコンポーネントと「関連付けられる」ときには、関連付けは、これらの例においては物理的な関連付けである。

たとえば、第一のコンポーネント、つまり推進システム３０４は、第二のコンポーネントである機体３０２に固定され、第二のコンポーネントに結合され、第二のコンポーネントに取り付けられ、第二のコンポーネントに溶接され、第二のコンポーネントに留められ、及び/又は別の適する方法で第二のコンポーネントに連結されることにより、第二のコンポーネントと関連付けられると考えられる。また、第１コンポーネントは、第３コンポーネントを使用して、第２コンポーネントに接続されてもよい。さらに、第１コンポーネントは、第２コンポーネントの一部として及び／又は第２コンポーネントの延長として形成されることにより、第２コンポーネントに関連付けられるとみなされることがある。

推進システム３０４は、様々な形態を取ることができる。例えば、推進システム３０４は、任意の数のエンジン及び任意の数のプロペラのうちの少なくとも一つを含む。任意の数のエンジンは、ブラシレスモーターなどの電気エンジンとする。また、任意の数のエンジンは、灯油などの燃料を使用してもよい。さらに他の実施例では、推進システム３０４は、ジェットエンジン、ターボジェットエンジン、又は他の適する種類の無人航空機３００を移動させる推進システムとする。

センサシステム３０６は、機体３０２に関連付けられたシステムである。センサシステム３０６は、無人航空機３００周囲の環境についての情報を生成するように構成される。センサシステム３０６は、無人航空機３００周囲の環境についての情報を生成するように構成された一又は複数の異なる種類のセンサを含む。たとえば、センサシステム３０６は、障害物情報３３２及び図２の樹木測定情報２０４のうちの少なくとも一つを生成する。これらの実施例では、センサシステム３０６は、多くの異なる種類のセンサを使用して実施される。例えば、センサシステム３０６は、光ベースの能動型センサシステム、光検出及び測距システム、カメラシステム、レーザー高度計、飛行時間型のカメラシステム、オールフォーカス画像カメラ、ステレオグラフィックカメラ、及び他の適する種類のセンサのうちの少なくとも一つを使用して実施される。

障害物情報３３２は、障害物の確認、障害物までの距離、障害物の場所、及び他の適する種類の情報を含む。障害物は、樹木、樹木の枝、壁、つる植物、人工構造物、車両、及び無人航空機３００の移動に対して潜在的に危険である他の適する種類の物体である。

これらの実施例では、樹木測定情報３３４は、図２の樹木測定情報２０４の一例である。この実施例において、この例の樹木測定情報２０４は、直径情報３３６、先細り情報３３８、及び領域２０８の樹木群２０６の他の適する種類の情報のうちの少なくとも一つを含む。

これらの実施例では、直径情報３３６は、樹木群２０６について測定される直径を含む。先細り情報３３８は、樹木群２０６の直径の先細りを示す。他の実施例では、樹木測定情報２０４は、胸高直径、茎の数、分岐の存在、冠／根集合体（ｃｒｏｗｎ／ｒｏｏｔ ｍｅｍｂｅｒｓｈｉｐ）、樹木サイズにおける他の不規則性、腐敗分類、他の損傷、樹木下部の土壌の状態、火災損害、又は他の適する種類の情報を表示するために使用される。いくつかの実施例の情報は、樹木群２０６の値に影響を与える任意の情報である。これらの種類の情報により、樹木のサイズ、樹木の状態、又は樹木のサイズ及び状態の両方が領域２０８の樹木群２０６で実行される他の動作をもたらすかどうかについて、判定が行われる。もちろん、他の適する種類の情報も、特定の実施次第では測定される。

これらの実施例では、センサシステム３０６は、任意の数のセンサモジュール３１４を含む、又は備えることができる。この例において、任意の数のセンサモジュール３１４のセンサモジュールは、取り外し可能である。要するに、一つのセンサモジュールは、無人航空機３００のセンサシステム３０６の任意の数のセンサモジュール３１４の別のセンサモジュールと交換可能である。

このように、クリエーターバーサティリティーが無人航空機３００に提供される。具体的には、任意の数のセンサモジュール３１４のセンサモジュールは、無人航空機３００に割り当てられるミッション又はタスク次第では無人航空機３００による使用のために選択される。さらに、任意の数のセンサモジュール３１４の使用により、無人航空機３００の重量は、特定のミッション又はタスクに必要とされるもののみにセンサシステム３０６の任意の数のセンサを削減することにより、削減される。

例えば、センサモジュール３１６は、任意の数のセンサ３１８からなる。任意の数のセンサ３１８の構成物は、実行される特定の種類のミッション又はタスクのために選択される。

通信システム３０８は、機体３０２に関連付けられる。図示されるように、通信システム３０８は、無人航空機３００と別のデバイスとの間で通信を提供するように構成される。例えば、他の装置は、測定コントローラ２１６、無人航空機フリート２１８の任意の数の無人航空機２２４、ナビゲーションコントローラ、及び図２に示される他の適するコンポーネントである。これらの実施例では、通信は、無線通信である。場合によっては、有線通信インターフェースがあってもよい。

ナビゲーションコントローラへの通信により、無人航空機３００は、ナビゲーションコントローラに無線で情報を送信するために通信システム３０８を使用し、ナビゲーションコントローラは、未加工情報を処理し、処理された場所及びナビゲーション情報を無人航空機３００に無線で返す。情報が無人航空機３００から場外処理のための他の装置へ伝達されるように、通信システム３０８は構成される。この場合、場内情報処理装置の重量を削減すること、処理装置を使用して場内情報処理の電力要求を削減すること、又はそれらの組み合わせにより、無人航空機３００の重量は削減される。

電源３１２は、機体３０２に関連付けられる。電源３１２は、無人航空機３００の他のコンポーネントへ電力を供給するように構成される。電源３１２は、任意の数の異なる形態をとることができる。たとえば、電源３１２は、少なくともエネルギーシステム３２０及び環境発電システム３２２を含む。

この実施例では、エネルギーシステム３２０は、一又は複数のバッテリーを含む。これらのバッテリーは、モジュール式でもよく、取り換え可能でもよい。他の例では、エネルギーシステム３２０は、燃料電池、燃料タンクの燃料、及び他の適する種類のエネルギーシステムのうちの少なくとも一つである。

環境発電システム３２２は、無人航空機３００周囲の環境から無人航空機３００のコンポーネントの電力を生成するように構成される。例えば、環境発電システム３２２は、太陽電池、小型風力タービン生成機、及び無人航空機３００周囲の環境から電力を生成する他の適する種類の環境発電システムのうちの少なくとも一つを含む。

この例では、コントローラ３１０は、機体３０２と関連付けられる。図示されたように、コントローラ３１０は、ハードウェアの形態をとり、ソフトウェアを含むことができる。

コントローラ３１０は、無人航空機３００の動作を制御するように構成される。コントローラ３１０は、知能レベル３２４を提供する。知能レベル３２４は、無人航空機３００の具体的な実施によっては変更することができる。いくつかの実施例では、コントローラ３１０は、図２の測定コントローラ２１６の一部とみなされる。

場合によっては、知能レベル３２４は、コントローラ３１０が特定の命令を受信するためのものである。これらの命令は、例えば限定されないが、進行方向、中間地点、センサシステム３０６を使用して図２の樹木測定情報２０４をいつ生成するか、及び他の類似の命令を含む。

別の例では、知能レベル３２４は、無人航空機３００がタスクを受信できるほどさらに高いとする。これらの例では、タスクは、実行される仕事とする。タスクは、ミッションの一部でもよい。これらの例では、タスクは仕事のために実行される動作からなる。例えば、タスクは、図２の樹木群２０６の特定の場所を走査することとする。別のタスクは、樹木群２０６の特定の場所に進行することとする。

コントローラ３１０は、タスクを実行するための動作を確認する。このタスクは、センサシステム３０６を使用して樹木測定情報２０４を生成するために、無人航空機３００が特定領域の経路を進むような固定されたタスクである。

他の例では、一又は複数のタスクの実行を調整するために無人航空機３００が他の無人航空機と通信するように構成されるほど、知能レベル３２４をさらに高くすることができる。たとえば、コントローラ３１０は、回路、コンピュータプログラム、人工知能システム、及び知能レベル３２４に所望のレベルを提供する他の適する種類のプロセスを含む。

これらの例では、知能システム３２８は、知能レベル３２４を提供する。知能システム３２８は、エキスパートシステム、ニューラルネットワーク、ファジー論理、又は知能レベル３２４を提供するための他の適する種類のシステムを使用する。

コントローラ３１０の知能レベル３２４は、動的経路計画などの機能を可能にする。このように、障害物は、経路に沿って確認され、ゆえに避けられる。この障害物の確認及び回避は、リアルタイムで実行される。これらの障害物は、例えば限定されないが、別の無人航空機、山腹、樹木、及び他の障害物を含む。障害物の回避は、センサシステム３０６により生成される障害物情報３３２を使用して実行される。

また、コントローラ３１０は、無人航空機３００の種々のシステムの状態を監視することができる。たとえば、コントローラ３１０は、電源３１２に供給される又はとどまるエネルギーレベルを監視する。電源３１２がエネルギーシステム３２０のバッテリーを含むのみであれば、コントローラ３１０は、バッテリーの充電又は交換のためにベースに戻るよう無人航空機３００を方向付ける。

これらの実施例では、無人航空機３００に使用される無人航空機の種類は、そのペイロード、センサ能力、樹木群２０６に存在する障害物、飛行パラメータ、利用可能な資源、又はそれらの組み合わせに基づき選択される。障害物回避及びナビゲーションアルゴリズムは、樹木群２０６の樹木の種類及び／又は樹木群２０６に存在する障害物のための所望の実行レベルで障害物を避ける又は無人航空機の種類を選択するために、障害物情報３３２を使用するように構成される。

一例として、樹木間に一貫した隙間のない自然林では、より小さな無人航空機が選択される。他の実施例では、無人航空機３００が独立した無人航空機群２２８の集合体２３０と使用されると、コントローラ３１０の知能レベル３２４は、コントローラ３１０が、集合体２３０の小さな無人航空機を樹木間の空間が少ない樹木群２０６の領域に方向付ける一方で、集合体２３０の大きな無人航空機は樹木群２０６の他の領域に方向付けられる。このように、集合体２３０の種々のサイズの無人航空機は、樹木群２０６についての情報を生成するために一体となって働く。

図３の無人航空機３００の図は、無人航空機３００が実施される方法を制限することを意図していない。他の実施例では、無人航空機３００は、図示されたコンポーネントに加え又はその代わりに他のコンポーネントを含んでもよい。

ここで図４を参照すると、無人航空機のセンサシステムのセンサのブロック図が、実施形態に従って示される。この図では、無人航空機３００のセンサシステム３０６で実施されるセンサの例が示される。図示されたように、センサシステム３０６は、カメラシステム４００及び光ベースの能動型センサシステム４０２を備える。

示されたように、カメラシステム４００は、可視光線カメラ４２４を備える。いくつかの実施例では、カメラシステム４００は、マルチスペクトルカメラ、ハイパースペクトルカメラ、飛行時間型カメラ、又は別の適する種類のカメラから選択された、他の形態をとることができる。他の例では、カメラシステム４００は、多重カメラアレイを含む。

これらの実施例では、カメラシステム４００は、所望の解像度を有する任意の数の画像４０６を生成するように構成される。画像４０６は、静止画像、動画画像、深度情報を含む画像、又は別の適する種類の画像とである。この実施例では、画像４０６は、障害物情報３３２、及び樹木測定情報３３４として使用される。要するに、画像４０６は、障害物を避けるための情報及び樹木についての情報の両方を生成するために使用される。

この実施例では、光ベースの能動型センサシステム４０２は、光検出及び測距システム４１６の形態をとる。この実施例では、光検出及び測距システム４１６は、物体の異なるポイントへの距離測定４１８を生成する。これらのポイントは、樹木上のポイントである。

光検出及び測距システム４１６は、距離測定４１８を生成するために光を送信し光への応答を受信する。具体的には、光は、これらの実施例では、レーザービームの形態とることができる。

距離測定４１８で、３次元の場所が、ポイントクラウドで使用されるこれらのポイント又は他の適する目的のために生成される。本実施例では、種々のポイントへの距離測定４１８は、樹木群の樹木の直径又は先細りを確認するために画像４０６の画素で使用される。直径は、距離に基づき、画素幅を真の幅に変換する非線形関数を使用して計算される。別の方法では、樹木の直径は、画素幅と真の幅の間の変換を物体への距離の関数として示す変換テーブルを使用して計算される。

このように、距離測定４１８は、障害物情報３３２及び樹木測定情報３３４の両方に使用される。画像４０６と距離測定４１８との組み合わせにより、直径情報３３６などの情報は、樹木測定情報３３４のために生成される。異なるレベルでの多数の直径は、図３の先細り情報３３８を形成するために確認される。

さらに、画像４０６により、無人航空機３００は、樹木間をナビゲートし、他の障害物のみならず樹木への遭遇も避けることができる。また、画像４０６と相関があるときには、距離測定４１８は、無人航空機３００が木などの障害物間にうまく合うかどうかを判定する能力も提供することができる。

これらの実施例では、光検出及び測距システム４１６は、単一面の光検出及び測距システム４３０である。要するに、レーザー又は他の光は、３つの軸により画定される多重面を介するよりむしろ２つの軸により画定される平面について走査するにすぎない。異なるレベルについての測定は、実施例の無人航空機３００の高さを調節することにより行われる。

この種の光検出及び測距システムにより、この種の光検出及び測距システムの複雑さが減るので、センサシステム３０６の重量は減少する。さらに、単一面の光検出及び測距システム４３０は、これらの例では、低周波の光検出及び測距システムとすることもできる。低周波の光検出及び測距システムは、約１０ヘルツから４０ヘルツまでの速度で走査する。低周波の光検出及び測距システムは、大きな光検出及び測距システムよりも重量及び消費電力を削減するために使用される。その結果、小さな無人航空機は、無人航空機３００に使用され、ゆえに、無人航空機３００は、これらの実施例において、樹木群を介してより容易にナビゲートすることができる。

別の実施例では、単一平面の光検出及び測距システム４３０は、高周波の光検出及び測距システムとする。高周波の光検出及び測距システムは、無人航空機３００が重い航空機であるときに使用される。これらの実施例では、高周波の光検出及び測距システムは、約４０ヘルツから１００キロヘルツの走査速度を有する。高周波の光検出及び測距システムの使用により、無人航空機３００のシステムを作動させるためにより多くの電力が必要とされる。

別の実施例では、カメラシステム４００は、ステレオグラフィックカメラ４２６を備える。この種の実施により、光ベースの能動的センサシステム４０２は、センサシステム３０６から省略されてもよい。ステレオグラフィックカメラ４２６により生成された画像４０６は、これらの実施例の障害物情報３３２及び樹木測定情報３３４の両方に使用される。

ステレオグラフィックカメラ４２６は、３次元画像を形成し、画像の深度及びポイントの場所を確認するために使用される。要するに、光ベースの能動型センサシステム４０２を使用せずに樹木測定情報３３４の確認を可能にする方法で、ステレオグラフィックカメラ４２６は、画像４０６を生成する。他の実施例では、センサシステム３０６は、具体的な実施によっては、レーザー高度計又は他の適するコンポーネントを含む。

他の実施例では、カメラシステム４００は、飛行時間型のカメラシステムとする。カメラシステム４００が飛行時間型カメラシステムであるときには、光検出及び測距システムで用いられるようにレーザービームでポイントごとに走査するのとは対照的に、カメラシステム４００は、各レーザー又はレーザーパルスでシーン全体の画像４０６内の深度情報を取り込む。さらに別の実施例では、カメラシステム４００は、オールフォーカス画像カメラ、又は所望の重量を有しかつ画像４０６の所望レベルの粒度を作成する他の適する種類の画像システムとする。

これらの実施例では、全地球測位システム受信機４２０は、センサシステム３０６に選択的に含まれる別のセンサの一例である。全地球測位システム受信機４２０は、３次元で無人航空機３００の場所を確認しながら、場所情報４３２を生成する。例えば、全地球測位システム受信機４２０は、無人航空機３００の緯度、経度、及び高度などの情報を生成する。

いくつかの実施例では、全地球測位システム受信機４２０は、省略されてもよく、又は樹木群の樹冠下方で期待されるように機能しなくてもよい。この場合、樹冠は、全地球測位信号を減衰させる又は取り除く。その結果、同時場所特定地図作成（ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｐｐｉｎｇ）と呼ばれるプロセスが、無人航空機３００により使用される。

同時場所特定地図作成により、全地球測位システム受信機からの位置情報が、同時場所特定地図作成システムからの場所情報と結合される。この同時場所特定地図作成システムは、可視光線カメラ４２４、ステレオグラフィックカメラ４２６、光検出及び測距システム４１６、及び／又は無人航空機３００の他のセンサからの他のセンサ情報からセンサ情報を結合し、位置推定を維持する又は全地球測位情報を改善する。

これらの実施例では、音響センサシステム４２１のセンサは、無人航空機３００の異なる方向付けに配置される。図示されたように、音響センサシステム４２１は、超音波センサシステム４２２を使用して実施される。もちろん、任意の他の種類の音声ベースのシステムも使用できる。超音波センサシステム４２２は、無人航空機３００の高さについての高さ情報を提供する。さらに、超音波センサシステム４２２は、距離情報４３４も生成する。距離情報４３４は、無人航空機３００を捜査するために、無人航空機３００から樹木及び他の障害物までの距離を確認する。

具体的な例が述べられたが、センサシステム３０６は、樹木測定情報３３４及び障害物情報３３２を生成するためにこれらのセンサの任意の組み合わせを含むことができる。

センサシステム３０６で使用されるセンサの組み合わせの例は、可視光線カメラ４２４及び光検出及び測距システム４１６を含んでもよい。別の実施例では、光検出及び測距システム４１６は、それ自体により使用されてもよい。さらに別の例では、センサシステム３０６は、ステレオグラフィックカメラ４２６を含むのみとすることができる。もちろん、これらの組み合わせは例に過ぎず、他の実施は、少なくとも樹木測定情報３３４又は障害物情報３３２を生成するのに適した他の適する種類のセンサのみならず、図４のセンサシステム３０６のために示されたセンサの他の組み合わせを含んでもよい。たとえば、実施形態はセンサシステム３０６に含まれる光検出及び測距システム４１６及び超音波センサシステム４２２の両方を有して示されているが、光検出及び測距システム４１６及び超音波センサシステム４２２のどちらか一方のみが、これらの実施例の樹木測定情報３３４及び障害物情報３３２を生成するのに必要とされてもよい。

樹木計測環境２００及び図２〜４の樹木計測システム２０２の種々のコンポーネントは、物理的又は構造的制限を実施形態が実施される方法に示唆することを意図していない。図示されたコンポーネントに加えて又は代えて、他のコンポーネントを使用してもよい。幾つかのコンポーネントは、不要としてもよい。また、幾つかの機能コンポーネントを示すためにブロックが提示される実施形態で実施されるときには、一又は複数のこれらのブロックは、結合されてもよく、分割されてもよく、又は種々のブロックに結合及び分割されてもよい。

例えば、いくつかの実施例では、異なる種類の無人航空機は、樹木測定情報２０４を生成するために使用される。たとえば、固定翼無人航空機及び無人回転翼航空機は、樹木群２０６の樹木測定情報２０４を生成するために、無人航空機フリート２１８により使用される。さらに他の実施例では、樹木測定情報２０４は、樹木の種類、樹木の高さ、及び樹木群２０６についての他の適する種類の情報など、他の種類の情報も含むことができる。

いくつかの実施例では、測定コントローラ２１６は、任意の数の経路２３８を生成するために使用されなくてもよい。その代わりに、オペレーターは、樹木間の方向の無人航空機２３６を示す。無人航空機２３６は、次いで、障害物を避けながら測定を生成するために、その方向に進行する。

ここで図５を参照すると、無人航空機の種々のサイズの図が、実施形態に従って図示される。この例では、樹木群５００は、図２のブロック図に示される樹木群２０６を実施する別の例である。

樹木群５００は、行５０２及び行５０４を有する。樹木群５００のこの配列は、樹木農場などの環境にみられる。特に、行５０２及び行５０４は、これらの実施例では、松林の一部である。

図示されたように、回転翼航空機５０６、回転翼航空機５０８、及び回転翼航空機５１０は、樹木群５００の行５０２と行５０４との間に示される。これらの回転翼航空機は、これらの実施例において縮小して描かれる。

回転翼航空機５０６、回転翼航空機５０８、及び回転翼航空機５１０は、図３の無人航空機３００及び図２の無人航空機フリート２１８の無人航空機を実施する例である。具体的には、回転翼航空機５０６、回転翼航空機５０８、及び回転翼航空機５１０は、無人航空機３００について選択される異なるサイズの例である。

回転翼航空機５０６、回転翼航空機５０８、及び回転翼航空機５１０は、これらの実施例において異なるサイズである。無人航空機３００に使用される回転翼航空機の種類は、行５０２及び行５０４の樹木群５００のパラメータ次第である。例えば、行５０２及び行５０４の樹木群５００が剪定された樹木であれば、大きな回転翼航空機が使用される。他の実施例では、行５０２及び行５０４の樹木群が剪定されていない樹木であれば、小さな回転翼航空機が使用される。

これらの実施例では、無人航空機３００に使用される回転翼航空機のサイズは、樹木群５００が剪定されているか剪定されていないか以外の異なるパラメータ次第とすることもできる。たとえば、無人航空機３００の選択は、ペイロードのサイズ、樹木の行間の距離、所望の飛行時間、所望の飛行範囲、又は別の適するパラメータ次第とすることができる。

これらの実施例では、樹木群５００の行５０２及び行５０４は、距離５０９離れて植えられる。距離５０９は、これらの実施例では、約９フィートである。もちろん、樹木群５００の行５０２及び行５０４は、具体的な実施によっては、８フィート、１０フィート、１５フィート、又は他の適する距離だけ離れて植えられてもよい。本実施例において、無人航空機３００に選択された回転翼航空機は、回転翼航空機が行５０２と行５０４との間で９フィート以内の樹木群５００の枝などの障害物を介してナビゲートするように、選択される。

図示されたように、回転翼航空機５０６は、回転翼航空機５０８及び回転翼航空機５１０より大きい。回転翼航空機５０６は、幅５１１を有する。本実施例では、幅５１１は、約５．７フィートである。幅５１１は、回転翼航空機５０６の完全に延ばされた状態の回転翼間で測定されるような航空機の幅である。回転翼航空機５０６は、約８００グラムまでの平均ペイロードを有することができる。回転翼航空機５０６は、これらの実施例では、約８８分の飛行又は約４９マイルの飛行の範囲を有することができる。

回転翼航空機５０８は、回転翼航空機５１０よりも大きい。本実施例では、回転翼航空機５０８は、幅５１５を有し、約１０００グラムから約２０００グラムまでの平均ペイロードを有する。幅５１５は、本実施例では約３．７フィートである。幅５１５は、回転翼航空機５０８の完全に延ばされた状態の回転翼間で測定されるような航空機の幅である。回転翼航空機５０８は、これらの実施例では、約１７分から約２５分の飛行又は約９マイルから約１５マイルの飛行の範囲を有する。

図示されるように、回転翼航空機５１０は、これらの実施例において示される最も小さな回転翼航空機である。回転翼航空機５１０は、幅５１７を有し、約２００−３００グラムの平均ペイロードを有する。本実施例では、幅５１７は、約２．６フィートとする。幅５１７は、回転翼航空機５１０の完全に延ばされた状態の回転翼間で測定されるような航空機の幅である。回転翼航空機５１０は、これらの実施例では、約２５分から約３０分の飛行又は約９マイルから約１４マイルの飛行の範囲を有する。

樹木群５００の行５０２は、ライン５０５まで延びる枝５１３を有する。ライン５０５は、行５０２からの距離５１８である。距離５１８は、これらの実施例では約２フィートである。同様に、行５０４は、ライン５０７まで延びる枝５１２を有する。ライン５０７は、行５０４からの距離５１４である。また、距離５１４は、これらの実施例においては約２フィートとすることができる。

無人航空機３００の所望の動作は、枝５１３と無人航空機３００との間に緩衝材を必要とする。この緩衝材は、枝５１３の端部からの距離５２０である。距離５２０は、これらの実施例では約１フィートである。同様に、無人航空機３００の所望の動作は、枝５１２と無人航空機３００との間に緩衝材を必要とする。この緩衝材は、距離５１６である。

一つの実施例では、距離５１６は、これらの実施例では、約１フィートである。もちろん、距離５１６及び距離５２０は、特定の実施次第では、小さくても大きくてもよい。

この具体的な例では、枝５１３、枝５１２、並びに枝５１３及び枝５１２と無人航空機３００との間の緩衝材により、経路５２２は、無人航空機３００の所望の経路である。この経路は、幅５２４を有する。一つの実施例では、幅５２４は、本実施例において約３フィートである。もちろん、所望のパラメータ次第では、枝５１３及び枝５１２の存在、及び枝５１３及び枝５１２の長さ、経路５２２は、いくつかの実施形態では、小さくても大きくてもよい。

さらに、他の実施例では、樹木群５００は、等しい間隔の樹木又は行を有するように構成されなくてもよい。この場合、回転翼航空機５０６は、樹木及び樹木の枝からの最小距離の維持を試みる動的経路を飛行する。

図示されたように、経路５２２を３フィートとすると、回転翼航空機５０６及び回転翼航空機５０８は、大きすぎるので樹木群５００の行５０２と行５０４との間を飛行する際に望まれるように動作することができない。この例では、回転翼飛行機５１０は、無人航空機３００の所望のサイズとする。

他の実施例では、枝５１３及び枝５１２は、存在しなくてもよい。この場合、他のサイズの回転翼航空機は、含まれる機能性次第では、樹木群５００をナビゲートするために使用される。

さらに別の実施例では、距離５２０の所望の値及び枝５１３と枝５１２との間の緩衝材の距離５１６は、それぞれ１フィート未満とする。この場合、回転翼飛行機５０８は、無人航空機３００にとって望ましい。

ここで図６を参照すると、樹木測定情報を生成する無人航空機の図が本実施形態に従って図示される。この示された例では、回転翼航空機６００は、樹木群６０２の測定を行うために使用される無人航空機の例である。樹木群６０２は、図２の樹木群２０６が配置される方法の一例である。

回転翼航空機６００は、無人航空機３００を実施する一例であり、無人航空機フリート２１８の無人航空機の実施である。この実施例では、回転翼航空機６００は、クアドロコプターの形態をとる。この例では、樹木群６０２は、図２のブロック図に示される樹木群２０６を実施する別の例である。

図示されたように、樹木群６０２は、行６０４及び列６０６に配置される。樹木群６０２のこの配列は、松林など、樹木農地のような環境にみられる。

この実施例では、回転翼航空機６００は、列６０６間を飛行し、樹木の測定を生成するように構成される。図示されたように、回転翼航空機６００は、回転翼航空機６００が列間を飛行するときには、樹木の二つの列の樹木情報を生成するように構成される。この例では、回転翼航空機６００は、樹木群６０２の列６０８と列６１０との間を飛行する。回転翼航空機６００は、これら二つの列の間を飛行しているときには、樹木測定情報を生成するように構成される。

これらの例では、回転翼航空機６００は、樹木群６０２の測定を行うために樹木群６０２を通って経路６１２を進むように構成される。経路６１２は、図２の測定コントローラ２１６により生成される。

この実施例では、回転翼航空機６００は、おおよそ経路６１２を進む。要するに、回転翼航空機６００は、その軌道を調節して経路６１２から変更する。この変更は、任意の数の異なる理由で行われる。

例えば、経路６１２からの変更は、障害物を避けるために行われる。別の実施例では、経路６１２からの変更は、回転翼航空機６００を列６０８及び列６１０のような樹木の列間の中央に維持するために行われる。たとえば、列６０８内の樹木は、列６０８と列６１０全域で列６１０の樹木から完全に同一の間隔をあけなくてもよい。その結果、回転翼航空機６００は、経路６１２に沿って飛行を略維持している一方で、それの軌道を調節することができる。

図６の樹木群６０２を通る回転翼航空機６００の経路指定の図は、種々の実施形態が実施される方法を制限することを意図していない。たとえば、樹木群６０２は、図６に示されるように、行及び列に配置されなくてもよい。その代わりに、よりランダムな分配が、図１の樹木計測環境１００に示されるように、樹木群１０４などとして存在してもよい。

さらに別の実施例では、回転翼航空機６００に加えて一又は複数の追加の回転翼航空機が、樹木群６０２についての樹木測定情報を生成するために使用される。

ここで図７を参照すると、測定を行う回転翼航空機の図が、実施形態に従って示される。回転翼航空機７００は、図３の無人航空機３００及び図２の無人航空機２２４の無人航空機を実施する一例である。

この図示された例において、回転翼航空機７００は、軌道７０３で樹木群７０２を通って進行する。具体的には、回転翼航空機７００は、樹木群７０２の列７０４と列７０６との間を飛行する。

この例では、回転翼航空機７００は、光検出及び測距システム７０８を含む。光検出及び測距システム７０８は、回転翼航空機７００から樹木群７０２の列７０４及び列７０６内の樹木までの距離の測定を生成するためにレーザービーム７０９を走査する。

また、いくつかの実施例では、回転翼航空機７００は、カメラ７１０を含む。カメラ７１０は、樹木群７０２の画像を生成する可視光線カメラである。

この方法では、樹木の画像は、樹木の端部を確認するために処理される。画像で確認される木の端部は、例えば、樹木７１７の端部７１２及び端部７１４、樹木７２２の端部７１８及び端部７２０、並びに樹木７２８の端部７２４及び端部７２７を含む。

これらの実施例では、二つの端部間の距離は、画像の端部間の任意の数の画素を数えることにより確認される。画像の端部間で数えられた任意の数の画素の値は、画素幅である。カメラシステムが画像を撮影した際に画像を撮影したカメラから物体までの距離が分かれば、画像における物体の二つの端部間の画素幅を真の幅に変換できる。これらの実施例では、真の幅とは、樹木群７０２の樹木の実際の幅である。

光検出及び測距システムにより行われる樹木までの距離測定は、画像の端部間の画素幅から樹木群７０２の樹木の真の幅までの調節を行うために使用される。画素幅と真の幅との間でこの変更を行うために、カメラ７１０は、既知の校正行列を使用して構成される。このようにして、樹木７１７、樹木７２２、及び樹木７２８の直径は、確認される。さらに、樹木の異なる高さについてのこれらの樹木の直径は、画像及びポイントから確認される。異なる高さで行われる直径測定を使用して、木の先細りが確認される。

さらに、回転翼航空機７００が樹木群７０２を通って移動すると、回転軸航空機７００は、異なる視点から所定の樹木の多数の画像をとることができる。端部検出、距離測定、及び幅変換の同じ技術を適合することにより、直径及び先細りの種々の推定値が改善される。例えば、直径測定を改善するために、異なる画像による測定が平均化される。このようにして、直径及び先細り測定は、所望レベルの精度を有することができる。具体的には、所望レベルの精度は、重すぎるので回転翼航空機７００のような小さな無人航空機に適合できない大きく重い高周波の光検出及び測距スキャナにより実現可能なレベルの精度に略類似とされる。

さらに他の実施例では、回転翼航空機７００は、ステレオグラフィックカメラを含むだけでもよく、光検出及び測距システムを必要としなくてもよい。ステレオグラフィックカメラは、画像から樹木の異なるポイント間の深度及び距離の確認を可能にする異なる視点から情報を生成する。

図７の樹木群を走査する回転翼航空機７００の図は、情報が樹木群７０２から生成される方法への制限を示唆することを意図していない。例えば、他の実施例では、回転翼航空機７００は、樹木群７０２の列７０４及び列７０６間を複数回通過してもよい。樹木群７０２の樹木について複数の情報又は複数の正確な情報を生成するために、複数の通過が行われる。

ここで図８を参照すると、樹木の行間で飛行する無人航空機の図が実施形態に従って示される。この例では、樹木群８００は、図２のブロック図に示される樹木群２０６を実施する別の例である。

樹木群８００は、行８０２及び行８０４を有する。樹木群８００のこの配列は、樹木農場などの環境にみられる。特に、行８０２及び行８０４は、これらの実施例では松林の一部である。

行８０２及び行８０４の樹木群８００は、剪定されていない樹木である。行８０２は枝８０６を有し、行８０４は枝８０８を有する。これらの実施例では、枝８０６及び枝８０８は、それぞれ行８０２及び行８０４から約２フィート延在する。

図示されたように、図５の回転翼航空機５１０が、樹木群８００の行８０２と行８０４との間に示される。回転翼航空機５１０は、樹木群８００の測定を受けるために、行８０２と行８０４との間の矢印８１２の方向に飛行する。方向は、簡単な形式のベクトル形式をとる経路の例である。

回転翼航空機５１０は、枝８０６と枝８０８との間を飛行する。この例では、回転翼航空機５１０は、幅８１４を有する経路を有する。幅８１４は、これらの例では、枝８０６と枝８０８の間の距離である。

他の実施例では、行８０２及び行８０４は、剪定された樹木である。この場合、回転翼航空機５１０は、樹木群８００の障害物周囲をナビゲートするためにより多くの空間を有する。例えば、回転翼航空機５１０は、樹木群８００が剪定された樹木であるときには、幅８１５を有する経路を有する。この場合、幅８１５は、行８０２の樹木の幹と行８０４の樹木の幹との間の距離である。

ここで図９を参照すると、無人航空機の図が実施形態に従って示される。この実施例では、回転翼航空機９００は、図３のブロック図に示される無人航空機３００を実施する一例である。さらに、回転翼航空機９００は、図５の回転翼航空機５１０の一例である。

例えば、回転翼航空機９００は、機体９０２、推進システム９０４、センサシステム９０６、通信システム９０８、コントローラ９１０、及び電源９１２を有する。機体９０２は、回転翼航空機９００の他のコンポーネントの物理的サポートの構造を提供する。

推進システム９０４は、機体９０２と関連付けられて、回転翼航空機９００を移動させるように構成される。この例示的な実施例では、推進システム９０４は、プロペラ９１４である。プロペラ９１４は、本実施例では長さが約１０インチである。もちろん、プロペラ９１４は、特定の実施次第では、１０インチよりも長くても短くてもよい。

図示されたように、プロペラ９１４を有する推進システム９０４は、モーター９１６である。このような実施例では、モーター９１６は、ブラシレスモーターとする。この実施例では、ブラシレスモーターは、直流電源により充電される同期モーターである。

これらの実施例では、センサシステム９０６は、機体９０２と関連付けられたシステムである。センサシステム９０６は、回転翼航空機９００周囲の環境についての情報を生成するように構成される。

センサシステム９０６は、回転翼航空機９００周囲の環境について情報を生成するように構成された一又は複数の異なる種類のセンサを含む。例えば、センサシステム９０６は、図３の障害物情報などの障害物情報、及び図２の樹木測定情報２０４などの樹木測定情報を生成する。

図示のように、センサシステム９０６は、カメラ９２０及びカメラ９２２を含む。これらの実施例において、カメラ９２０はステレオグラフィックカメラであり、カメラ９２２は可視光線カメラである。カメラ９２０及びカメラ９２２は、それぞれ図４のステレオグラフィックカメラ４２６及び可視光線カメラ４２４を実施する例である。また、センサシステム９０６は、光ベースの能動型センサシステムを含み、この例では全地球測位システム受信機（図示せず）を選択的に含むことができる。

通信システム９０８は、機体９０２に関連付けられる。図示されるように、通信システム９０８は、回転翼航空機９００と別の装置との間での通信を提供するように構成される。これらの実施例では、通信は、無線通信である。

コントローラ９１０は、機体９０２に関連付けられる。コントローラ９１０は、回転翼航空機９００の他のコンポーネントの動作を制御する。コントローラ９１０は、回転翼航空機９００の動作に役立つ所望レベルの知能を有する。

コントローラ９１０は、これらの実施例においてプロセッサユニット及びオートパイロット特性を有する。コントローラ９１０は、コントローラ９１０の知能レベル次第で、命令、タスク、又は他の種類の情報を受信する。さらに、コントローラ９１０は、いくつかの実施例では、何らかの種類のナビゲーションソフトウェアを使用して回転翼航空機９００を操作する。

電源９１２は、機体９０２に関連付けられる。電源９１２は、回転翼航空機９００の他のコンポーネントへ電力を供給するように構成される。電源９１２は、バッテリー９１８とされる。バッテリー９１８は、リチウムポリマーバッテリー、燃料電池、リチウム―空気バッテリー、亜鉛―空気バッテリー、又は別の適する種類のバッテリーの一つから選択される。

また、バッテリー９１８は、回転翼航空機９００の非一時的飛行を可能にするために走査可能である。バッテリー９１８が走査可能なときには、回転翼航空機９００が電力を使用する一方で、少なくとも一つの他のバッテリーがバッテリー９１８の代わりに置かれる。

回転翼航空機９００は、樹木群についての情報を収集するために樹木群間を経路に沿って進行する。図２の樹木測定情報２０４は、樹木の種類、樹木の高さ、及び他の適する種類の情報などの情報を含むことができる。

図１及び図５〜図１０に示される種々のコンポーネントを、図２〜図４のコンポーネントと組み合わせるか、図２〜図４のコンポーネントと使用するか、又はそれら２つを組み合わせることができる。加えて、図１及び図５〜図１０のコンポーネントの一部は、図２及び図４のブロック図に示されたコンポーネントをどのようにして物理的構造として実施できるかの実施例である。

ここで図１０を参照すると、樹木測定情報を生成するためのプロセスのフローチャートが実施形態に従って示される。図１０に示されるプロセスは、図２の樹木計測システム２０２を使用して実施される。

工程は、樹木群を通る経路上で無人航空機を移動させることにより開始する（工程１０００）。工程１０００では、経路は、無人航空機に関連付けられたセンサシステムによる樹木群の任意の数の直径を確認するために測定が行われるように構成される高さを有する。

これらの実施例では、経路は、種々の形態をとることができる。たとえば、経路は、樹木測定情報が樹木群のすべての樹木について生成されるような方法で無人航空機を移動させるための順序及び変更を有する。いくつかの実施例では、経路は、ちょうど樹木群の樹木の列間の方向の軌道とする。

無人航空機が樹木群を通って経路に沿って飛行する間に樹木測定情報が生成され（工程１００２）、その後、プロセスは終了する。この実施例では、測定情報は、樹木の直径など、パラメータの測定を生成するために使用される情報である。他の実施例では、樹木測定情報は、実際は、樹木の直径である。

ここで図１１を参照すると、直径を判定する画像を解析するためのプロセスのフローチャートが実施形態に従って示される。図１１に示されるプロセスは、図２の樹木計測システム２０２を使用して実施される。また、図１１に示されるプロセスは、樹木計測システム２０２を使用して、樹木の先細り及び他の種類の樹木測定情報２０４を確認するために実施される。

プロセスは、カメラシステムで、樹木群間の経路に沿って障害物を検出することにより開始する（工程１１００）。これらの実施例では、カメラシステムは、解像度デジタルカメラとする。さらに、カメラシステムは、重量、生成される画像の質、又は重量及び生成される画像の質の両方に基づき選択される。カメラシステムは、図９の回転翼航空機９００などの無人航空機に配置される。

次に、プロセスは、無人航空機を樹木群の樹木の行間で中央に揃える（工程１１０２）。工程１１０２では、無人航空機は、光検出及び測距システム及びコントローラを使用して中央に揃えられる。光検出及び測距システムは、樹木の各行に樹木を調節するために距離を測定する。無人航空機のコントローラは、これらの測定を使用して樹木の行に対する無人航空機の距離を計算し、行間の無人航空機を中央に揃えるために補正を行う。無人航空機は、無人航空機と樹木、枝、又はこれらの何らかの組み合わせとの間で無人航空機の片側に所望の緩衝材を有する。

樹木の画像は、無人航空機のカメラシステムを使用して生成される（動作１１０４）。次いで、プロセスは、樹木群の樹木の直径を判定するために画像を解析し（工程１１０６）、その後、プロセスは終了する。直径は、樹木群の樹木の種々の高さに関して確認される。場合によっては、枝の直径、樹木の先細り、樹木の分岐点、又は他の種類の樹木測定情報などの追加情報は、特定の実施次第で確認されることもある。

ここで図１２を参照すると、樹木の直径を判定するプロセスのフローチャートの図が、実施形態に従って示される。図１２に示されるプロセスは、図１１の工程１１０６において図２の樹木計測システム２０２を使用して実施される。

プロセスは、画像の樹木群の樹木の端部を検出することにより開始する（工程１２００）。工程１２００では、端部検索ソフトウェアが、カメラシステムにより生成される画像の樹木の端部を検出するために使用される。

次に、プロセスは、カメラから画像の樹木群の各樹木のポイントまでの距離を測定する（工程１２０２）。この距離は、無人航空機３００に選択された回転翼航空機のパラメータにより判定される。工程１２０２では、超軽量の低パワーセンサが、無人航空機及び樹木のカメラからの距離を判定するために使用される。このセンサは、単一面に沿って距離を走査する光検出及び測距スキャナとする。

プロセスは、画像の樹木群の樹木の端部間の画素を確認する（工程１２０４）。工程は、次いで、カメラから樹木群の各樹木までの距離及び画像の樹木群の各樹木の端部間の任意の数の画素を使用して、樹木群の各樹木の直径を計算し（工程１２０６）、その後工程は終了する。この計算は、画素幅を距離に基づき真の幅に変換する非線形関数である。また、樹木の直径は、画素幅と真の幅の間の変換を物体への距離の関数として示す変換テーブルを使用して計算される。

ゆえに、樹木の直径は、無人航空機の距離及びカメラプロパティの両方を知ることにより判定される。例えば、カメラ校正行列は、校正を介して判定することができるカメラの固定プロパティである。カメラ行列はカメラレンズ及び光センサのプロパティ次第であり、どのように３次元のポイントが画像の中で２次元ポイントに変換されるかを記述する。カメラ校正行列は、カメラシステムで使用されるカメラまたはカメラレンズの種類ごとに異なる。

図示した異なる実施形態でのフローチャート及びブロック図は、実施形態で実施可能な装置及び方法の構造、機能性、及び作業を示している。これに関し、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、１つの工程又はステップのモジュール、セグメント、機能及び／又は一部を表わす。例えば、一又は複数のブロックは、ハードウェア内のプログラムコードとして、又はプログラムコードとハードウェアの組合せとして実施される。ハードウェアで実施されるときには、ハードウェアは、例えば、フローチャート又はブロック図の一又は複数の動作を実行するように製造又は構成された集積回路の形態をとることができる。

実施形態のいくつかの代替的な実施において、ブロックに記載された機能又は機能群は、図の中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、場合によっては、連続して示されている二つのブロックがほぼ同時に実行されてもよく、又は含まれる機能によっては、時にはブロックが逆の順番で実行されてもよい。また、フローチャート又はブロック図に描かれているブロックに加えて他のブロックが追加されることもありうる。

次に図１３を参照すると、カメラ校正行列の図が実施形態に従って示される。この図に示されるカメラ校正行列１３００は、樹木測定を計算するために図１２で示されるプロセスで使用される。

カメラ校正行列１３００は、特性間の任意の数の画素に基づき画像の特性間の実際の距離を確認するために使用される。特性は、例えば、樹木の端部である。樹木の端部間の距離を知ることにより、樹木の直径は、カメラ校正行列１３００を使用して計算することができる。

この実施例では、カメラ校正行列１３００は、校正を通して判定可能なカメラの固定プロパティである。カメラ校正行列１３００は、カメラのレンズプロパティ及び光学センサプロパティ次第であり、どのように地球上の３次元ポイントが画像の２次元ポイントに変換されるのかを記述する。これらのレンズプロパティは、この実施例においては、焦点距離とする。

カメラ校正行列１３００は、焦点距離１３０２及び焦点距離１３０４を含む。焦点距離１３０２及び焦点距離１３０４は、画素で測定され、ビームを焦点にもたらすように、カメラレンズが画像の軸ごとに光を集中又は分散させる強度レベルを記述する。

係数１３０６は、二つの軸の画像間のレンズの傾斜を構成する係数であり、光の行がカメラレンズにより回転される方法を記述する。カメラ校正行列１３００に取り込まれる定数は、カメラに固有のものであり、それらは変わらない。

また、値１３０８及び値１３１０は、カメラ校正行列１３００の入力としても使用される。示されたように、値１３０８及び値１３１０は、カメラの主点を画定する。この主点は、これらの実施例では、画像の主点である。他の実施例では、主点は、画像の中心点でなくてもよい。主点は、光学軸及び画面の交点として画定される。

カメラ校正行列１３００は、物体からの種々の既定の距離でカメラによりとられる試験物質の画像を使用することにより生成される。例えば、試験物質は、既知の寸法を有する立方体である。画像の画素は、カメラ校正行列１３００を生成するための情報を確認するために、立方体の端部など、特性間の既知の距離に適合される。

ここで図１４を参照すると、データ処理システムのブロック図が、実施形態に従って示される。データ処理システム１４００は、図２のコンピュータシステム２２０の一実施例である。この実施例では、データ処理システム１４００は、通信ファブリック１４０２を含み、これによりプロセッサユニット１４０４、メモリ１４０６、固定記憶域１４０８、通信ユニット１４１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット１４１２、及びディスプレー１４１４の間で通信が行われる。

プロセッサユニット１４０４は、メモリ１４０６に読み込まれるソフトウェアに対する命令を実行するよう機能する。プロセッサユニット１４０４は、特定の実施次第で、任意の数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は別の種類のプロセッサとすることができる。本明細書で要素に言及して「任意の数の」というとき、一又は複数の要素を意味する。さらに、プロセッサ装置１４０４は、単一チップ上でメインプロセッサが二次プロセッサと共存する異種プロセッサシステムを任意の個数だけ使用して実施することもできる。別の実施例として、プロセッサユニット１４０４は、同種のプロセッサを複数個含む対称型マルチプロセッサシステムとされる。

メモリ１４０６及び固定記憶域１４０８は、記憶デバイス１４１６の例である。記憶デバイスは、たとえば限定しないが、データ、機能的な形態のプログラムコード、及び／又は他の適切な情報等の情報を一時的に及び／又は永続的に格納できる、任意のハードウェアである。記憶デバイス１４１６は、これらの実施例ではコンピュータ可読記憶デバイスとされることもある。これらの実施例では、メモリ１４０６はたとえば、ランダムアクセスメモリまたは任意の他の適切な揮発性または不揮発性の記憶デバイスであってもよい。固定記憶域１４０８は、特定の実施次第で様々な形態をとることができる。

例えば、固定記憶域１４０８は、一又は複数のコンポーネント又はデバイスを含みうる。例えば、固定記憶域１４０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え型光ディスク、書換え型磁気テープ、又はそれらの何らかの組み合わせとすることができる。固定記憶域１４０８により使用される媒体は、取り外し可能なものでもよい。例えば、取り外し可能なハードドライブが、固定記憶域１４０８に使用されてもよい。

通信装置１４１０はこれらの例では、他のデータ処理システム又はデバイスとの通信を行う。このような実施例では、通信ユニット１４１０はネットワークインターフェースカードである。通信ユニット１４１０は、物理的及び無線の通信リンクのいずれか一方又は両方を使用することによって、通信を提供することができる。

入出力ユニット１４１２は、データ処理システム１４００に接続される他の装置とのデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット１４１２は、キーボード、マウス、及び／又は他の何らかの好適な入力デバイスを介してユーザ入力への接続を提供することができる。さらに、入出力ユニット１４１２は、プリンタに出力を送ることができる。ディスプレー１４１４は、ユーザに情報を表示する機構を提供する。

オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する命令は記憶デバイス１４１６上に配置可能で、この記憶デバイスは通信ファブリック１４０２を介してプロセッサユニット１４０４と通信を行う。これらの実施例では、命令は、固定記憶域１４０８の機能形態である。これらの命令は、プロセッサユニット１４０４により実行されるように、メモリ１４０６に読み込まれる。種々の実施形態のプロセスは、メモリ１４０６などのメモリに配置されうる命令を実施したコンピュータを使用して、プロセッサ装置１４０４によって実施することができる。

これらの命令は、プログラムコード、コンピュータ可用プログラムコード、又はコンピュータ可読プログラムコードと呼ばれ、プロセッサ装置１４０４内のプロセッサによって読取及び実行することができる。種々の実施形態におけるプログラムコードは、例えば、メモリ１４０６又は固定記憶域１４０８などの種々の物理媒体又はコンピュータ可読記憶媒体上で実施される。

プログラムコード１４１８は、選択的に着脱可能でコンピュータで読取可能な媒体１４２０上に機能的な形態で配置され、プロセッサ装置１４０４での実行用のデータ処理システム１４００に読込み又は転送することができる。プログラムコード１４１８及びコンピュータ可読媒体１４２０は、これらの実施例でコンピュータプログラム製品１４２２を形成する。一つの実施例では、コンピュータ可読媒体１４２０は、コンピュータ可読記憶媒体１４２４又はコンピュータ可読信号媒体１４２６とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体１４２４は、例えば、固定記憶域１４０８の一部であるハードディスクなどのように、記憶デバイス上に転送するための固定記憶域１４０８の一部であるドライブ又は他のデバイスに挿入又は配置される光ディスク又は磁気ディスクなどを含みうる。また、コンピュータ可読記憶媒体１４２４は、データ処理システム１４００に接続されているハードドライブ、サムドライブ、又はフラッシュメモリなどの固定記憶域の形態をとることができる。幾つかの例では、コンピュータ可読記憶媒体１４２４はデータ処理システム１４００から着脱可能でなくてもよい。これらの実施例では、コンピュータ可読記憶媒体１４２４は非一時的なコンピュータ可読記憶媒体である。

代替的には、プログラムコード１４１８は、コンピュータ可読信号媒体１４２６を使用してデータ処理システム１４００に転送することができる。コンピュータ可読信号媒体１４２６は、例えば、プログラムコード１４１８を含む伝播されたデータ信号であってもよい。例えば、コンピュータで読取可能な信号媒体１４２６は、電磁信号、光信号、及び／又は他の任意の好適な形式の信号である。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、有線、及び／又は他の任意の好適な形式の通信リンクなどの通信リンクによって伝送される。すなわち、実施例において、通信リンク及び／又は接続は、物理的なものであってもよく、又は無線であってもよい。

幾つかの例示的な実施形態では、プログラムコード１４１８は、コンピュータで読取可能な信号媒体１４２６により、ネットワークを介して別のデバイス又はデータ処理システムから固定記憶域１４０８にダウンロードされて、データ処理システム１４００内で使用される。例えば、サーバデータ処理システムのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラムコードは、ネットワークを介してサーバからデータ処理システム１４００にダウンロードされる。プログラムコード１４１８を提供するデータ処理システムは、サーバーコンピュータ、クライアントコンピュータ、又はプログラムコード１４１８を保存及び転送することが可能な他の装置であってもよい。

データ処理システム１４００について説明した種々のコンポーネントは、種々の実施形態が実施される方法を構造的に限定することを意図するものではない。異なる例示的実施形態は、データ処理システム１４００に対して図解されているコンポーネントに対して追加的又は代替的なコンポーネントを含むデータ処理システム内で実施される。図１４に示した他のコンポーネントは、例示的な実施例と異なることがある。種々の実施形態は、プログラムコードを実行できる任意のハードウェア装置又はシステムを用いて実施することができる。一つの実施例として、データ処理システムは、無機コンポーネントと一体化した有機コンポーネントを含んでいてもよく、及び／又は人間を除く有機コンポーネント全体から構成されてもよい。例えば、記憶デバイスは、有機半導体から構成されてもよい。

別の実施例として、データ処理システム１４００の記憶デバイスは、データを保存できる任意のハードウェア装置である。メモリ１４０６、固定記憶域１４０８、及びコンピュータ可読媒体１４２０は、具体的な形態の記憶デバイスの例である。

別の実施例では、バスシステムは、通信ファブリック１４０２を実施するために使用することができ、システムバス又は入出力バスといった一又は複数のバスを含むことができる。言うまでもなく、バスシステムは、バスシステムに取り付けられた種々のコンポーネント又はデバイスの間でのデータ伝送を行う任意の適切な種類の構造を使用して実施することができる。加えて、通信ユニットは、モデム又はネットワークアダプタなどの、データの送受信に使用される一又は複数のデバイスを含むことができる。さらに、メモリは例えば、通信ファブリック１４０２に備わっている場合があるインターフェース及びメモリ制御装置ハブにみられるような、メモリ１４０６又はキャッシュであってもよい。

ゆえに、実施形態は、樹木群の任意の数の直径を確認するための方法及び装置を提供する。実施形態の使用により、無人航空機は、樹木群の任意の数の直径の測定を可能にするように構成されている高さで樹木群を通って経路を移動する。

樹木群の樹木の行間を飛行する無人航空機の使用は、手動サンプリングなどの現在使用される方法論よりも迅速かつコスト効率よく樹木群の任意の数の直径についての情報を生成する。さらに、無人航空機は森全体を飛行し各樹木の各直径をより迅速にかつ容易に測定することができるので、より正確な情報が森林マネージャーのために生成される。この情報は、他の測定方法によるよりも迅速かつ容易に森林工程についての判定を行うために、森林マネージャーにより使用される。

さらに、本発明は、以下の条項による実施形態を含む。

種々の例示的な実施形態の説明は、例示及び説明を目的とするものであり、完全な説明であること、又はこれらの実施形態を開示された形態に限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかだろう。さらに、異なる実施形態は、他の実施形態と比較した際、異なる機能を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最も好ましく説明するため、及び他の当業者に対し、考慮される特定の用途に適したものとして様々な修正例で種々の実施形態の開示の理解を促すために選択及び記述されている。

１００ 樹木計測環境
１０２、１０６、１０８ 無人航空機
１０４ 樹木群
１１０ 樹木
１１４、１１６ センサシステム
１１８、１２０ レーザービーム
１２２ 樹木計測システム
１２４ 測定コントローラ
１２６ 制御ステーション
５００ 樹木群
５０２、５０４ 行
５０５ ５０７ ライン
５０６、５０８、５１０ 回転翼航空機
５１１、５１５、５１７、５２４ 幅
５１２、５１３ 枝
５０９、５１４、５１６、５１８、５２０ 距離
５２２ 経路
６００ 回転翼航空機
６０２ 樹木群
６０４ 行
６０６、６０８、６１０ 列
６１２ 経路
７００ 回転翼航空機
７０２ 樹木群
７０３ 軌道
７０４、７０６ 列
７０８ 光検出及び測距システム
７０９ レーザービーム
７１０ カメラ
７１２、７１４、７１８、７２０、７２４、７２７ 端部
７１７、７２８ 樹木
８００ 樹木群
８０２、８０４ 行
８０６、８０８ 枝
８１２ 矢印
８１４、８１５ 幅
９００ 回転翼航空機
９０２ 機体
９０４ 推進システム
９０６ センサシステム
９０８ 通信システム
９１０ コントローラ
９１２ 電源
９１４ プロペラ
９１６ モーター
９１８ バッテリー
９２０、９２２ カメラ

Claims (15)

1. 無人航空機（２３６）、
   無人航空機（２３６）に関連付けられて、障害物情報（３３２）及び樹木測定情報（２０４）を生成するように構成されたセンサシステム（３０６）、及び
   樹木群（２０６）の樹木測定情報（２０４）を生成し、無人航空機（２３６）の移動を、障害物を避けるように制御するために、無人航空機（２３６）が樹木群（２０６）を通過するときに、センサシステム（３０６）により生成された障害物情報（３３２）から障害物を確認するように構成されたコントローラ（３１０）
   を備える装置。
2. コントローラ（３１０）は、樹木群（２０６）の樹木測定情報（２０４）を生成する間に、障害物を避けながら樹木群（２０６）を通る無人航空機（２３６）の移動を制御するように構成されている、請求項１に記載の装置。
3. 樹木測定情報（２０４）は、樹木群（２０６）の直径情報（３３６）であり、かつコントローラ（３１０）は、樹木群（２０６）の直径情報（３３６）を生成する間に、樹木群（２０６）の樹木間に配置された軌道（７０３）に沿って無人航空機（２３６）の移動を制御するように構成されている、請求項１に記載の装置。
4. 経路（５２２）は、樹木測定情報（２０４）を生成するために樹木群（２０６）の測定を可能にするよう構成されている、請求項１に記載の装置。
5. センサシステム（３０６）は、光検出及び測距システム（４１６）とカメラシステム（４００）とを備える、請求項１に記載の装置。
6. 光検出及び測距システム（４１６）は、樹木群（２０６）のポイントまでの距離を生成するように構成され、カメラシステム（４００）は、障害物の画像を生成するように構成され、かつコントローラ（３１０）は、光検出及び測距システム（４１６）を使用して樹木測定情報（２０４）を生成するように構成されている、請求項５に記載の装置。
7. コントローラ（３１０）は、障害物の画像及び距離情報（４３４）を使用して障害物を通る経路（５２２）を生成し、かつ樹木測定情報（２０４）から直径を生成するように構成されている、請求項６に記載の装置。
8. 樹木測定情報（２０４）は、直径情報（３３６）、先細り情報（３３８）、樹木密度、樹木種類、及び樹木間隔のうちの少なくとも一つから選択される、請求項１に記載の装置。
9. センサシステム（３０６）は、光ベースの能動型センサシステム（４０２）、光検出及び測距システム（４１６）、カメラシステム（４００）、レーザー高度計、飛行時間型カメラシステム（４００）、オールフォーカス画像カメラ、及びステレオグラフィックカメラのうちの少なくとも一つを備える、請求項１に記載の装置。
10. 樹木測定情報（２０４）を受信しかつ樹木測定情報（２０４）を解析するように構成された測定コントローラ（２１６）をさらに備える、請求項１に記載の装置。
11. 無人航空機（２３６）、
    無人航空機（２３６）に関連付けられて、画像を生成するように構成されたカメラシステム（４００）、
    無人航空機（２３６）に関連付けられて、無人航空機（２３６）から樹木群（２０６）のポイントまでの距離測定（４１８）を生成するように構成された光検出及び測距システム（４１６）、
    光検出及び測距システム（４１６）が直径情報（３３６）を生成する間に、樹木群（２０６）の直径情報（３３６）を生成するため、及び樹木群（２０６）を通る無人航空機（２３６）の移動を、障害物を避けるように制御するために、無人航空機（２３６）が樹木群（２０６）を通過するときに、カメラシステム（４００）により生成された画像から障害物を確認するように構成されたコントローラ（３１０）、及び
    直径情報（３３６）を受信しかつ直径情報（３３６）を解析するように構成された測定コントローラ（２１６）
    を備える樹木計測システム。
12. 樹木群（２０６）の任意の数の直径を確認するための方法であって、
    無人航空機（２３６）に関連付けられたセンサシステム（３０６）による樹木群（２０６）の任意の数の直径の測定を可能にするように構成された高さで、樹木群（２０６）を通る経路（５２２）上で無人航空機（２３６）を移動させること、
    無人航空機（２３６）に関連付けられたセンサシステム（３０６）を使用して、樹木群（２０６）の任意の数の直径についての情報を生成すること、
    任意の数の直径を受信すること、及び
    測定コントローラ（２１６）を使用して任意の数の直径を解析すること
    を含む方法。
13. 生成するステップは、
    センサシステム（３０６）のカメラシステム（４００）を使用して、樹木群（２０６）の任意の数の画像（４０６）を生成すること、
    センサシステム（３０６）の光ベースの能動型センサシステム（４０２）を使用して、樹木群（２０６）のポイントまでの距離を測定することであって、任意の数の画像（４０６）及び距離が、任意の数の直径についての情報を形成する、距離を測定すること、及び
    任意の数の画像（４０６）及び距離を使用して樹木群（２０６）の障害物を通る経路（５２２）を生成すること
    を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 画像の樹木群（２０６）の各樹木の端部間で任意の数の画素を確認すること、及び
    カメラシステム（４００）から樹木群（２０６）の各樹木までの距離と、画像の樹木群（２０６）の各樹木の端部間の任意の数の画素とを使用して、樹木群（２０６）の各樹木の直径を計算すること
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 無人航空機（２３６）は、無人航空機（２３６）群の一部であり、かつ当該方法が、
    任意の数の直径を受信する無人航空機（２３６）群と関連付けられた複数のセンサシステムを使用して、無人航空機（２３６）群が樹木群（２０６）の任意の数の直径についての情報を生成するように、集合体（２３０）の無人航空機（２３６）群を運転すること、及び
    測定コントローラ（２１６）を使用して、任意の数の直径を解析すること
    をさらに含む、請求項１２に記載の方法。

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