JP2016165215A - 無人式空中移動体を係留して充電するシステム及び方法 - Google Patents

無人式空中移動体を係留して充電するシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

【課題】無人空中移動体に対する係留及び充電箇所を提供する充電ステーションを提供する【解決手段】、無人式空中移動体用の充電システムは、光源ソケットに対して結合されるべく構成された光源ソケット用コネクタと、光源ソケット用コネクタに対して電気的に結合された電力回路と、電力回路に対して電気的に結合された一つ以上の電気接触領域を有する充電ステーション胴体と、を有する無人式空中移動体用の充電ステーション含む。【選択図】図１

Description

本明細書は概略的に、無人式空中移動体(unmanned aerial vehicle)を充電する方法及びシステムに関し、更に詳細には、施設において遍く配置された無人式空中移動体用充電ステーションに関する。
無人式空中移動体は、測量及び観測の如き、屋外及び屋内における種々の空中機能を実施すべく使用され得る。無人式空中移動体としては、自律的な空中移動体、及び、遠隔操縦される空中移動体が挙げられる。更に、無人式空中移動体は、電気的に動力供給され得ると共に、該無人式空中移動体のバッテリ及び動力システムを充電する充電機構を必要とし得る。
従って、無人式空中移動体に対する係留／充電箇所を提供するためには、無人式空中移動体用充電ステーションが所望され得る。
一実施例において、無人式空中移動体用の充電ステーションは、光源ソケットに対して結合されるべく構成された光源ソケット用コネクタと、上記光源ソケット用コネクタに対して電気的に結合された電力回路と、上記電力回路に対して電気的に結合された一つ以上の電気接触領域を有する充電ステーション胴体と、を含む。上記一つ以上の電気接触領域は、一台以上の無人式空中移動体と電気的に係合可能である。
別実施例において、無人式空中移動体用の充電システムは、無人式空中移動体、及び、無人式空中移動体用の充電ステーションを含む。上記無人式空中移動体用の充電ステーションは、電力回路に対して電気的に結合された光源ソケット用コネクタであって、光源ソケットに対して電気的に結合されるべく構成されたという光源ソケット用コネクタと、上記無人式空中移動体と無線通信すべく構成された通信モジュールと、上記電力回路に対して電気的に結合された一つ以上の電気接触領域を有する充電ステーションと、を含む。上記一つ以上の電気接触領域は、上記無人式空中移動体に対して電気的に係合可能である。
更なる別実施例において、無人式空中移動体用の充電システムは、電力回路と、一つ以上の電気接触領域と、一つ以上の検出センサと、一つ以上の起動可能な磁気係合部分と、を有する無人式空中移動体用の充電ステーションを含む。上記一つ以上の電気接触領域は、上記電力回路に対して電気的に結合される。上記一つ以上の電気接触領域は、一台以上の無人式空中移動体に対し、導電的充電、誘導的充電、または、両方を提供すべく構成される。上記一つ以上の検出センサが、上記無人式空中移動体用の充電ステーションからスレッショルド距離内に一台以上の無人式空中移動体を検出したとき、上記一つ以上の起動可能な磁気係合部分が磁界を生成する如く、上記一つ以上の起動可能な磁気係合部分は磁界を生成すべく構成され、且つ、上記一つ以上の検出センサは上記一つ以上の起動可能な磁気係合部分に対して通信的に結合される。
本明細書中に記述された実施例により提供されるこれらの及び付加的な特徴は、図面と併せて以下の詳細な説明を考慮すれば更に十分に理解されよう。
図面中に示された実施例は、本質的に例証的かつ例示的であり、各請求項により定義された主題を制限することは意図されない。代表的実施例に関する以下の詳細な説明は、同様の構造が同様の参照番号で表される以下の図面と併せて読破されたときに理解され得る。
本明細書中に示されて記述された一つ以上の実施例に係る、無人式空中移動体用の充電システムの概略図である。 本明細書中に示されて記述された一つ以上の実施例に係る、施設内に配置された一台以上の無人式空中移動体及び複数の無人式空中移動体用充電ステーションを含む、無人式空中移動体用の充電システムの概略図である。 本明細書中に示されて記述された一つ以上の実施例に係る、環状部分を含む無人式空中移動体用充電ステーションの概略図である。 本明細書中に示されて記述された一つ以上の実施例に係る、取付けフックを含む無人式空中移動体用充電ステーションの別実施例の概略図である。 本明細書中に示されて記述された一つ以上の実施例に係る、係合表面を含む無人式空中移動体用充電ステーションの別実施例の概略図である。 本明細書中に示されて記述された一つ以上の実施例に係る、無人式空中移動体用格納庫を含む無人式空中移動体用充電ステーションの別実施例の概略図である。
本開示内容の各実施例は、施設において遍く配置されてUAVを充電すべく配置された複数のUAV充電ステーションを含む無人式空中移動体(UAV)用の充電システムに関する。上記UAV充電ステーションは、上記施設内に配置された光源ソケットに対して電気的かつ物理的に係合すべく構成された光源ソケット用コネクタを含み得る。これにより、各光源ソケットは、上記UAV充電ステーションに対して電気を提供することが許容される。上記UAV充電ステーションは更に、上記光源ソケット用コネクタに対して電気的に結合され且つ上記UAVに対して電気的に係合可能な一つ以上の電気接触領域を含んでいる。上記UAVが上記電気接触領域に対して電気的に結合されたとき、上記UAV充電ステーションは、上記UAVを導電的及び／または誘導的に充電し得る。光源ソケットに対して電気的に係合することにより、上記UAV充電ステーションは、施設において既に遍く配置された光源ソケットを利用して、壁部または天井の如き上記施設の開放的な箇所において、上記UAVに対する充電／係留箇所を提供する。
次に図１を参照すると、UAV充電システムの好適実施例100が概略的に示される。UAV充電システム100は分離して描かれるが、該UAV充電システム100は、UAV140内に、及び／または、例えば、UAV充電ステーション250(図２及び図４)、UAV充電ステーション350(図２及び図５)、及び、UAV充電ステーション450(図２及び図６)などの、UAV充電ステーション150内に、部分的にまたは完全に位置決めされ得ることを銘記されたい。更に、UAV充電ステーション150に対する一切の参照は、本明細書中に記述されるUAV充電ステーションの各実施例(150、250、350、450)の内の任意のものに対して適用され得ることを理解すべきである。
依然として図１を参照すると、UAV充電システム100は、一つ以上のプロセッサ102を含み得る。各プロセッサ102は、一つ以上のUAV充電ステーション150内、各UAV140内、及び／または、例えば、別体的な演算ステーション内の如き、別体的箇所内に位置される。一つ以上のプロセッサ102の各々は、機械可読命令を実行し得る任意のデバイスであり得る。従って、一つ以上のプロセッサ102は、コントローラ、集積回路、マイクロチップ、コンピュータ、または、他の任意の演算デバイスであり得る。一つ以上のプロセッサ102は、UAV充電システム100の種々の構成要素間の信号の相互接続性を提供する通信経路104に対して結合される。従って、通信経路104は、任意の個数のプロセッサ102を通信的に結合し得ると共に、該通信経路104に対して結合された各構成要素が分散演算環境にて動作することを許容し得る。特に、上記構成要素の各々は、データを送信及び／または受信し得るノードとして動作し得る。本明細書中で用いられる如く、“通信的に結合された”という語句は、結合された各構成要素が、例えば、導電媒体を介して電気信号を、または、空気を介して電磁的信号を、または、光学的導波路を介して光信号を交換するなど、相互にデータ信号を交換し得ることを意味する。
従って、通信経路104は、例えば導電ワイヤ、導電トレース線、光学的導波路などの如き、信号を伝達し得る任意の媒体から形成され得る。幾つかの実施例において、通信経路104は、WiFi、ブルートゥース(Bluetooth（登録商標）)などの如き無線信号の伝達を促進し得る。更に、通信経路104は、信号を伝達し得る複数の媒体の組み合わせから形成され得る。一実施例において、通信経路104は、プロセッサ、メモリ、センサ、入力デバイス、出力デバイス、及び、通信デバイスの如き構成要素に対する電気的データ信号の伝達を許容すべく協働する導電トレース線、導電ワイヤ、コネクタ、及び、バスの組み合わせを備える。従って、通信経路104は、例えば、LINバス、CANバス、VANバスなどの如き車両用バスを備え得る。付加的に、“信号”という語句は、媒体を通り進行し得るDC、AC、正弦波、三角波、方形波、振動などの如き(例えば、電気的、光学的、磁気的、機械的もしくは電磁的な)波形を意味することを銘記されたい。
UAV充電システム100は、通信経路104に対して結合された一つ以上のメモリ・モジュール106を含み得る。各メモリ・モジュール106は、一つ以上のUAV充電ステーション150内、各UAV140内、及び／または、例えば、別体的な演算デバイス内の如き、別体的箇所内に位置決めされる。一つ以上のメモリ・モジュール106は、RAM、ROM、フラッシュ・メモリ、ハード・ドライブ、または、機械可読命令が一つ以上のプロセッサ102によりアクセスされ得る如く機械可読命令を記憶し得る任意のデバイスを備え得る。上記機械可読命令は、例えば、プロセッサにより直接的に実行され得る機械語、または、機械可読命令へとコンパイルまたはアセンブルされて一つ以上のメモリ・モジュール106上に記憶され得るアセンブリ言語、オブジェクト指向プログラミング(OOP)言語、スクリプト言語、マイクロコードなどの如き、(例えば、1GL、2GL、3GL、4GLまたは5GLなどの)任意の世代の任意のプログラミング言語で記述された単一もしくは複数の論理またはアルゴリズムを備え得る。代替的に、上記機械可読命令は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)構成または特定用途集積回路(ASIC)、または、それらの均等物のいずれかを介して実現されたロジックの如き、ハードウェア記述言語(HDL)で記述され得る。上記機械可読命令は、UAV充電システム100の種々の充電機能に対する命令を提供する充電ロジックを備え得る。従って、本明細書中に記述される方法は、任意の習用のコンピュータ・プログラミング言語により、事前プログラムされたハードウェア要素として、または、ハードウェア及びソフトウェアの構成要素の組み合わせとして、実現され得る。
UAV充電システム100は、通信経路104が当該衛星アンテナ114を、UAV140及び／またはUAV充電ステーション150を含むUAV充電システム100に対して通信的に結合する如く、通信経路104に対して結合された衛星アンテナ114を含み得る。該衛星アンテナ114は、全地球測位システム衛星から信号を受信すべく構成される。特に、一実施例において、衛星アンテナ114は、全地球測位システム衛星により送信された電磁信号と相互作用する一つ以上の導電要素を含む。受信された信号は、一つ以上のプロセッサ102により、衛星アンテナ114、または、該衛星アンテナ114の近傍に位置された物体の箇所(例えば、緯度及び経度)を表すデータ信号へと変換される。付加的に、衛星アンテナ114は、一つ以上のプロセッサ102及び一つ以上のメモリ・モジュール106の内の少なくとも一つを含み得ることを銘記されたい。幾つかの実施例において、UAV充電システム100は、衛星アンテナ114を含まない。
依然として図１を参照すると、幾つかの実施例において、UAV充電システム100は、ネットワーク120に対して通信的に結合され得る。一実施例において、ネットワーク120は、ブルートゥース（登録商標）を利用して、UAV140及び／またはUAV充電ステーション150を含むUAV充電システム100に通信的に結合するパーソナル・エリア・ネットワークである。他の実施例において、ネットワーク120は、一つ以上のコンピュータ・ネットワーク(例えば、パーソナル・エリア・ネットワーク、ローカル・エリア・ネットワーク、または、ワイド・エリア・ネットワーク)、セル式ネットワーク、衛星ネットワーク、及び／または、全地球測位システム、及び、それらの組み合わせを含み得る。従って、UAV充電システム100は、配線を介し、ワイド・エリア・ネットワークを介し、ローカル・エリア・ネットワークを介し、パーソナル・エリア・ネットワークを介し、セル式ネットワークを介し、衛星ネットワークを介するなどして、ネットワーク120に対して通信的に結合され得る。適切なローカル・エリア・ネットワークとしては、イーサネット（登録商標）、及び／または、例えば、ワイヤレス・フィデリティ(WiFi)の如き無線技術が挙げられる。適切なパーソナル・エリア・ネットワークとしては、例えば、IrDA、ブルートゥース（登録商標）、無線USB、Z-Wave、ZigBee、及び／または、他の近距離通信プロトコルの如き無線技術が挙げられる。適切なパーソナル・エリア・ネットワークとしては、同様に、例えば、USB及びFireWire(ファイヤワイヤ)の如き、有線のコンピュータ・バスが挙げられる。適切なセル式ネットワークとしては、限定的なものとしてで無く、LTE、WiMax、UMTS、CDMA及びGSMの如き技術が挙げられる。
依然として図１を参照すると、UAV充電システム100は、該UAV充電システム100をUAV140及び／またはUAV充電ステーション150に対して通信的に結合するネットワーク・インタフェース・ハードウェア116を備え得る。該ネットワーク・インタフェース・ハードウェア116は、一つ以上のUAV充電ステーション150、各UAV140、及び／または、別体的箇所内に位置され得る。ネットワーク・インタフェース・ハードウェア116は、通信経路104に対して通信的に結合され得ると共に、該ハードウェアは、ネットワーク120を介してデータを送信及び／または受信し得る任意のデバイスであり得る。従って、ネットワーク・インタフェース・ハードウェア116は、任意の有線または無線の通信内容を送信及び／または受信する通信用送受信機を含み得る。例えば、ネットワーク・インタフェース・ハードウェア116は、アンテナ、モデム、LANポート、WiFiカード、WiMaxカード、移動通信ハードウェア、近距離通信ハードウェア、衛星通信ハードウェア、及び／または、他のネットワーク及び／またはデバイスと通信する任意の有線もしくは無線のハードウェアを含み得る。一実施例において、ネットワーク・インタフェース・ハードウェア116は、ブルートゥース（登録商標）無線通信プロトコルに従い動作すべく構成されたハードウェアを含む。別実施例において、ネットワーク・インタフェース・ハードウェア116は、例えば、UAV140とUAV充電ステーション150との間において、UAV140及び／またはUAV充電ステーション150に対して／から、ブルートゥース（登録商標）通信内容を送信及び受信するブルートゥース（登録商標）送信／受信モジュールを含み得る。幾つかの実施例は、ネットワーク・インタフェース・ハードウェア116を含まないこともある。
UAV140及びUAV充電ステーション150は、相互に、且つ、UAV充電システム100の一切の付加的な構成要素に対して通信するための有線及び／または無線の通信機能性を備えて構成されることを理解すべきである。例えば、UAV140及びUAV充電ステーション150は、各々、例えば、本明細書中に記述された方法の内の任意のものを用いて任意の有線もしくは無線の通信内容を送信及び／または受信するためのUAV通信モジュール148及びUAV充電ステーション通信モジュール172(図３及び図４)などの通信モジュールを含み得る。
依然として図１を参照すると、UAV充電システム100は、一台以上のカメラ118、一つ以上の近接センサ122などを含む一つ以上の検出センサを更に備え得る。例えば、通信経路104がカメラ118をUAV充電システム100の他の構成要素に対して通信的に結合する如く、通信経路104に対してはカメラ118が結合され得る。該カメラ118は、紫外波長帯域、可視光波長帯域、または、赤外波長帯域における放射線を検出し得る検知デバイス(例えば、ピクセル)の配列を有する任意のデバイスであり得る。カメラ118は、任意の分解能を有し得る。幾つかの実施例は、カメラ118を含まないこともある。幾つかの実施例は、複数台のカメラ118を含み得る。作動中、カメラ118はUAV140の存在を検出し得る。更に、カメラ118は、UAV140とUAV充電ステーション150との間の距離を決定し得る。幾つかの実施例において、カメラ118は、UAV140、UAV充電ステーション150、または、両方に対して取付けられ得る。幾つかの実施例において、カメラ118は、施設130内の、及び／または、その近傍の別の箇所に位置され得る。
依然として図１を参照すると、上記一つ以上の検出センサは、通信経路104が近接センサ122をUAV充電システム100の他の構成要素に対して通信的に結合する如く、通信経路104に対して結合された一つ以上の近接センサ122を含み得る。近接センサ122は、該近接センサ122に対する物体の近接性を表す近接性信号を出力し得る任意のデバイスであり得る。幾つかの実施例において、近接センサ122は、レーザ・センサ、容量性変位センサ、ドップラ効果センサ、渦電流センサ、超音波センサ、磁気センサ、光学的センサ、レーダ・センサ、ソナー・センサなどを含み得る。幾つかの実施例は、近接センサ122を含まないこともある。幾つかの実施例において、UAV充電システム100は、UAV140の存在を決定すべく構成され得る。更に、近接センサ122は、UAV140とUAV充電ステーション150との間の距離を決定し得る。幾つかの実施例において、近接センサ122は、UAV140、UAV充電ステーション150、または、両方に対して取付けられ得る。幾つかの実施例において、近接センサ122は、施設130内の、及び／または、その近傍の別の箇所に位置され得る。
次に図２を参照すると、施設130内に配置された一つ以上のUAV充電ステーション150(図３)、250(図４)、350(図５)、及び、450(図６)を含むUAV充電システム100が描かれる。施設130は、家屋、オフィス・ビル、倉庫、工場、屋外施設などの如き、一台以上のUAV140を収容し得る任意の施設であり得る。施設130は、該施設130の天井134及び／または一つ以上の壁部136上に配設された一つ以上の光源ソケット132を含む。幾つかの実施例において、施設130が屋外施設であるとき、各光源ソケット132は、例えば、街灯、テラス用光源などの内部に位置された光源ソケット132の如き、屋外用の光源ソケット132である。各光源ソケット132は、例えば、白熱灯用のソケット、ハロゲン灯用のソケット、蛍光灯用のソケットなどの如き、任意の代表的な光源ソケット132を備え得る。UAV充電ステーション150、250、350、450は、施設130内に配置された各光源ソケット132に対して物理的かつ電気的に結合されることで、一台以上のUAV140に対する充電箇所及び係留箇所を提供し得る。
同様に図３及び図４を参照すると、UAV充電ステーション150の近傍には複数のUAV140が描かれる。UAV140は、任意の例示的な空中移動体であり得ると共に、該UAVは、翼システム141、駆動システム143、UAV通信モジュール148、及び、一つ以上のプロペラ145、または、他の飛翔機構を備え得る。駆動システム143はまた、一つ以上のプロペラ145に対して結合された駆動モータも含み得る。更に、UAV140は、例えば、駆動システム143及びUAV通信モジュール148などの該UAV140の一つ以上のシステム及び構成要素に対して電気を提供すべく構成された一つ以上の充電可能なバッテリを備える充電システム146を備える。UAV140は任意の構成を取り得ること、及び、本明細書中に記述かつ図示された各UAV140は例示目的にすぎないことを理解すべきである。UAV通信モジュール148はUAV140に対し、上述された如きWiFi、ブルートゥース（登録商標）などの如き通信機能を提供することで、該UAV140を、UAV充電システム100のUAV充電ステーション150及び他の構成要素に対して通信的に結合する。例えば、UAV140は、UAV充電ステーション150により受信可能な信号を生成し得る。上記信号は、UAV140の存在、UAV充電ステーション150に対するUAV140の近接性を表すUAV140の一つ以上のステータス、及び／または、例えば、充電システム146の一つ以上の充電可能バッテリの充電レベルなどの如きUAV140に関する他の情報を含み得る。
依然として図３及び図４を参照すると、UAV140は、該UAV140がUAV充電ステーション150にて係留及び／または充電し得る如く、UAV充電ステーション150に対して電気的かつ物理的に係合すべく構成され得る。例えば、UAV140は、各々が一つ以上のエンド・エフェクタ144を備える一本以上の結合アーム142を備え得る。各エンド・エフェクタ144は、把持器、磁石、フック、ハーネスなどの如き任意の代表的な取付け機構を用いてUAV充電ステーション150に係合すべく構成され得る。幾つかの実施例において、各エンド・エフェクタ144は、UAV充電ステーション150に対して電気的に係合可能である。例えば、各エンド・エフェクタ144は、UAV充電ステーション150の電気接触領域154に電気的に係合すべく構成された電気接点、電気接触プレート、電気プラグ(例えば、USBプラグ)、電気的突起、電気継手などを備え得る。付加的に、各結合アーム142は、充電システム146から該結合アーム142を通り、エンド・エフェクタ144にて終端する銅線などの如き電気経路を含み得る。この電気経路は、UAV140の充電システム146がUAV充電ステーション150に対して電気的に結合されることを許容する。他の実施例において、UAV140は、エンド・エフェクタ144を用いて上記UAV充電ステーションに物理的に係合し得ると共に、別体的な構成要素を用いてUAV充電ステーション150に電気的に係合し得る。更に、幾つかの実施例において、UAV140は、結合アーム142またはエンド・エフェクタ144を含まないこともあり、且つ、任意の構成要素及び機構を用いてUAV充電ステーション150に対して電気的かつ物理的に係合し得る。本明細書中に記述されたUAV充電システム100においては、任意の代表的なUAV140が利用され得ることを理解すべきである。
次に図３を参照すると、例示的なUAV充電ステーション150が描かれる。例示的なUAV充電ステーション150は、例えば、エジソン・ネジ口金、バヨネット・マウント、バイポスト(bi-post)などの如き、光源ソケット132に物理的かつ電気的に係合すべく構成された螺条付き口金、キャップなどを備える光源ソケット用コネクタ152を含む。UAV充電ステーション150はまた、当該電力回路170に対する電源として作用し得る光源ソケット用コネクタ152に対して電気的に結合された電力回路170も含む。電力回路170はまた、UAV充電ステーション150の一つ以上の電気接触領域154に対しても電気的に結合される。電力回路170は、一つ以上の電気接触領域154に対して電気的に結合されて、一つ以上の電気接触領域154に対して電気的に結合された一台以上のUAV140に対する電力源を提供するインバータ及び／またはコンバータ回路として構成され得る。付加的に、電力回路170は、例えば、光源174、カメラ118、近接センサ122、磁気係合部分156、UAV充電ステーション通信モジュール172などの如き、UAV充電ステーション150の一つ以上の電動構成要素に対して電気的に結合され得る。幾つかの実施例において、UAV充電ステーション150は、例えば、光源ソケット用コネクタ152を含まない実施例においては、光源ソケット132に対する電気的な結合に加え、または、その代わりに、例えば、壁部に取付けられた電気プラグなどの代替的な電源に対して結合され得る。
依然として図３を参照すると、UAV充電ステーション150は、光源ソケット用コネクタ152から延在するUAV充電ステーション胴体160を含む。該UAV充電ステーション胴体160は例えば、円形リング、楕円形リングなどの任意の環形状を備える環状部分162を含み得る。該環状部分162は、該環状部分162上に、及び／または、その内部に位置されて、例えば、該環状部分162のリングの回り完全にもしくは部分的に巻回され、且つ／又は、該環状部分162内に埋設された一つ以上の電気接触領域154を含む。各電気接触領域154は、電気接触プレート、電気プラグ(例えば、USBプラグ)、電気的突起、電気継手などを備え得る。各電気接触領域154は、正電荷経路及び負電荷経路も備え得る。幾つかの実施例において、個々の電気接触領域154は、該個々の電気接触領域154内に正電荷経路及び負電荷経路が位置される如く、一体化され得る。他の実施例において、電気接触領域154は各々、個別的な電荷経路を含み得る。例えば、一つ以上の電気接触領域154は、正電荷経路を備える個別的な正の電気接触領域、及び、負電荷経路を備える個別的な負の電気接触領域を含み得る。付加的に、幾つかの実施例において、一つ以上の電気接触領域154は、有線の通信経路を備え得る。
各電気接触領域154は、UAV140に電気的に係合すると共に、導電的充電及び／または誘導的充電を用いてUAV140を充電すべく構成され得る。例えば、UAV140の各エンド・エフェクタ144は、電気接触領域154に対して電気的に係合し得る。UAV140がUAV充電ステーション150に対して電気的に結合されたとき、電気接触領域154は、光源ソケット132とUAV140との間の電気経路を提供する。更に、UAV140は各電気接触領域154に対して機械的に係合し得るものであり、例えば、各エンド・エフェクタ144は、一つ以上の電気接触領域154に対して繋止、把持、掛止、締着などし得る。例えば、個別的なエンド・エフェクタ144は、負電荷を受容すべく構成され得ると共に、負の電気接触領域154を把持し得、且つ、別の個別的なエンド・エフェクタ144は、正電荷を受容すべく構成され得ると共に、正の電気接触領域154を把持し得る。図３は、電気接触領域154と接触する結合アーム142及びエンド・エフェクタ144を描いているが、各電気接触領域154は、UAV140と電気接触領域154との間における物理的接触なしで、UAV140に対する誘導的充電を提供し得ることを理解すべきである。更に、各電気接触領域154は、電荷を受容すべく構成されたUAV140の任意の構成要素に電気的に係合すべく構成され得る。
依然として図３を参照すると、UAV充電ステーション胴体160は、該UAV充電ステーション胴体160上に位置され、または、その内部に埋設された一つ以上の磁石を備える一つ以上の磁気係合部分156を更に備え得る。各磁気係合部分156は、例えば、各エンド・エフェクタ144、結合アーム142、及び／または、UAV140の任意の部分に対するなど、UAV140と磁気的に係合可能である。幾つかの実施例において、各磁気係合部分156は起動可能であり、例えば、各磁気係合部分156は、例えば、UAV140及び／またはUAV充電ステーション150により提供された信号などの受信信号に基づいて起動及び解除され得る。幾つかの実施例において、各磁気係合部分156は、電気接触領域154内に位置され、または、電気接触領域154の近傍に位置されることで、UAV140が電気接触領域154及び磁気係合部分156に対して同時的に結合されることを許容し得る。他の実施例において、各磁気係合部分156は、電気接触領域154から離間して位置される。
依然として図３を参照すると、UAV充電システム100は、UAV充電ステーション150に対して通信的に結合された一つ以上の検出センサを備え得る。上述された如く、各検出センサは、一つ以上の近接センサ122、カメラ118などを備え得る。幾つかの実施例において、各検出センサは、一台以上のUAV140の存在及び近接性を検出すべく構成され得ると共に、各電気接触領域154、各磁気係合部分156、及び、UAV充電システム100の他の構成要素に対して通信的に結合され得る。作動中において、各検出センサがUAV充電ステーション150からスレッショルド距離内にUAV140を検出したとき、各検出センサは、UAV充電ステーション150に対して信号を提供し、該UAV充電ステーション150に一つ以上の機能を実施させ得る。例えば、UAV140がUAV充電ステーション150からスレッショルド距離内であるとき、一つ以上の電気接触領域は、誘導的充電を行い得る。付加的に、UAV140がUAV充電ステーション150からスレッショルド距離内であるとき、一つ以上の磁気係合部分156は磁界を生成して、例えば、結合アーム142、エンド・エフェクタ144などのUAV140の構成要素を磁気的に引き付けて係合し得る。
上記スレッショルド距離は、例えば、0.1ｍ、0.5ｍ、1ｍ、2ｍ、5ｍなどの、任意の距離を備え得る。幾つかの実施例において、上記スレッショルド距離は、例えばメモリ・モジュール106内など、UAV充電システム100内にプログラムされ得る。幾つかの実施例において、上記スレッショルド距離は、例えば、UAV140のサイズ及び機能性に基づいて調節可能である。付加的に、上記スレッショルド距離は、UAV充電システム100の特定の機能に依存し得る。例えば、UAV充電システム100は、誘導的充電に対するスレッショルド距離、一つ以上の磁気係合部分156を起動するためのスレッショルド距離、及び、起動可能な扉469(図６)を起動するためのスレッショルド距離を含み得る。付加的に、異なる形式のUAV140に対しては、異なるスレッショルド距離が関連付けられ得る。更に、先に記述された如く、UAV140の存在及び近接性は、UAV140により生成されてUAV充電ステーション150により受信された信号に基づいて決定され得る。
依然として図３を参照すると、UAV充電ステーション150は、UAV140が充電している間、及び、UAV140が充電していない間において、一台以上のUAV140に対する係留箇所も提供し得る。幾つかの実施例において、UAV140がUAV充電ステーション150にて係留されているとき、該UAV140は、幾つかのUAV機能を実施し得、例えば、UAV140は施設130を観察し得る。幾つかの実施例において、UAV充電ステーション150は、移動、ノイズなどの如き発動事象が施設130内で生ずるまで、UAV140が該UAV充電ステーション150に係留されたままである如く、UAV140に対する本拠箇所を提供する。幾つかの実施例において、上記発動事象は、例えば、カメラ118及び／または近接センサ122などの、UAV充電システム100の検出センサの内の一つ以上により検知され得る。他の実施例において、上記発動事象は、例えば、ホーム・セキュリティ・システム、テレプレゼンス・システムの一つ以上のセンサなどの、UAV充電システム100に対して通信的に結合された一つ以上の付加的なセンサにより検出され得る。付加的に、UAV充電ステーション150は、例えば、白熱灯、ハロゲン灯、蛍光灯、発光ダイオード(LED)、コンパクト蛍光灯(CFL)などの、一つ以上の光源174を含み得る。各光源174は、UAV充電ステーション150が光源ソケット132に対して結合されているときでさえも、施設130に対して光源ソケット132の近傍の光源を提供する。
次に図４を参照すると、UAV充電ステーション250を含むUAV充電システム100の別実施例が描かれている。UAV充電ステーション250は、先に記述された各光源ソケット用コネクタ152の内の任意のものを備え得る光源ソケット用コネクタ252、ならびに、UAV充電ステーション150に関して先に記述された電力回路170、UAV充電ステーション通信モジュール172、カメラ118、近接センサ122、及び、一つ以上の光源174を備える。UAV充電ステーション250は、一つ以上の取付けフック264を有するUAV充電ステーション胴体260を含む。各取付けフック264は、UAV140に電気的に係合してUAV充電ステーション250とUAV140との間に電気経路を提供する電気接触領域254を含み得る。幾つかの実施例において、UAV140は各取付けフック264に係合可能であり、例えば、UAV140のエンド・エフェクタ144または他の構成要素は、繋止、把持、掛止、締着などにより個々の取付けフック264に係合し得る。
依然として図４を参照すると、各取付けフック264は、一つ以上の磁気係合部分256も含み得る。幾つかの実施例において、各電気接触領域254及び各磁気係合部分256は同じ箇所に配置され、且つ、他の実施例において、各電気接触領域254及び各磁気係合部分256は別体的に位置決めされる。例えば、個別的な取付けフック264は電気接触領域254を含み得ると共に、別の個別な取付けフック264は磁気接触部分256を含み得る。この実施例において、各取付けフック264は、磁気的係合または充電に対して専用とされ得る。
次に図５を参照すると、UAV充電ステーション350を含むUAV充電システム100の別実施例が描かれる。UAV充電ステーション350は、先に記述された光源ソケット用コネクタ152の内の任意のものを備え得る光源ソケット用コネクタ352、ならびに、UAV充電ステーション150に関して先に記述された電力回路170、UAV充電ステーション通信モジュール172、カメラ118、近接センサ122、及び、一つ以上の光源174を備える。更に、UAV充電ステーション350は、係合表面385を有するUAV充電ステーション胴体360を備える。係合表面385は、同じ箇所に、隣接して、近傍になど配置された、一つ以上の磁気係合部分356及び一つ以上の電気接触領域354を含み得る。幾つかの実施例において、各磁気係合部分356は係合表面385全体に張りわたり得ると共に、各電気接触領域354は磁気係合部分356内に配設され得る。
依然として図５を参照すると、係合表面385は、光源ソケット用コネクタ352とは逆側に、UAV充電ステーション胴体360の下側面上に位置決めされ得る。代替的に、係合表面385は、例えば、一つ以上の側部表面などの、UAV充電ステーション350の任意の表面であり得る。更に、UAV充電ステーション胴体360は、複数の係合表面385を含み得る。作動中、係合表面385は、各磁気係合部分356を用いて一台以上のUAV140に磁気的に係合し、UAV140に対して係留箇所を提供し得る。更に、UAV140が係合表面385に対して磁気的に係合されたとき、UAV140は、一つ以上の電気接触領域354に対して同時に電気的に係合され得る。代替実施例において、係合表面285は、締結具、ラッチなどの如き他の方法を用いて一台以上のUAV140に係合し得る。
次に図６を参照すると、UAV充電ステーション450を含むUAV充電システム100の別実施例が描かれている。UAV充電ステーション450は、先に記述された各光源ソケット用コネクタ152の内の任意のものを備え得る光源ソケット用コネクタ452、ならびに、UAV充電ステーション150に関して先に記述された電力回路170、UAV充電ステーション通信モジュール172、カメラ118、近接センサ122、及び、一つ以上の光源174を備える。光源ソケット用コネクタ452は、一台以上のUAV140を囲繞すべく構成されたUAV用格納庫468を備えるUAV充電ステーション胴体460から延在し得る。UAV用格納庫468は、一台以上のUAV140を囲繞する一つ以上の壁部、床部、天井を含む。UAV用格納庫468は、UAV140が該UAV用格納庫468内に位置されたときにUAV140に対して電気的に係合すべく構成された一つ以上の電気接触領域454を含み得る。UAV用格納庫468はまた、UAV140がUAV用格納庫468内に位置されたときにUAV140に対して磁気的に係合すべく構成された一つ以上の磁気係合部分456も含み得る。
依然として図６を参照すると、UAV用格納庫468は、開き位置と閉じ位置との間で起動可能であるという起動可能な扉469も含み得る。起動可能な扉469が開き位置に在るとき、一台以上のUAV140はUAV用格納庫468に進入及び退出し得る。起動可能な扉469が閉じ位置に在るとき、一台以上のUAV140はUAV用格納庫468内に保持され得る。上述の如く、UAV充電ステーション450は、一台以上のUAV140の存在及び近接性を検出すべく構成された一つ以上の検出センサを含み得る。各検出センサは、例えば、起動可能な扉469などの、UAV充電ステーション450の種々の構成要素に対して通信的に結合され得る。幾つかの実施例において、検出センサが、UAV140は起動可能な扉469からスレッショルド距離内であることを検出したとき、起動可能な扉469は開き位置に設定され得る。別の例として、検出センサが、UAV140はUAV用格納庫468内に位置されていることを検出したとき、起動可能な扉469は閉じ位置に設定され得る。従って、UAV充電ステーション450は、例えば、UAV140により送信された信号に基づくなどして、本明細書中に記述された方法の内の任意のものを用いて、UAV140の存在及び近接性を決定し得ることを理解すべきである。
尚、施設において遍く配置されてUAVを充電すべく配置された複数のUAV充電ステーションを含むUAV充電システムが企図されることを理解すべきである。各UAV充電ステーションは、上記施設内に配置された光源ソケットに対して電気的かつ物理的に係合すべく構成された光源ソケット用コネクタを含み得る。上記UAV充電ステーションは更に、上記光源ソケット用コネクタに対して電気的に結合されて上記UAVと電気的に係合可能な一つ以上の電気接触領域を含む。上記UAVが上記電気接触領域に対して電気的に結合されたとき、上記UAV充電ステーションは、上記UAVを導電的及び／または誘導的に充電し得る。更に、上記UAV充電ステーションは、上記UAVに対して磁気的に係合すべく構成された一つ以上の磁気係合部分と、上記UAVの存在及び近接性を検出すべく構成された一つ以上の検出センサと、上記UAVと通信すべく構成された通信モジュールとを含み得る。上記UAV充電ステーションは、種々のサイズ及び構成も有し得ると共に、環状部分、取付けフック、係合表面、及び、UAV用格納庫を含み得る。光源ソケットに対して電気的に係合することにより、上記UAV充電ステーションは、上記施設において既に遍く配置された光源ソケットを利用し、上記施設の開放的な箇所において、上記UAVに対する充電／係留箇所を提供する。
本明細書において、“実質的に”という語句は、任意の量的な比較、値、測定値、または、他の表現に起因し得る不確実さの本来的な程度を表すべく使用され得ることを銘記されたい。この語句はまた、本明細書において、問題となる主題の基本機能の変化に帰着することなく、述べられた参照事項から量的表現が変化し得る程度を表すためにも使用される。
本明細書においては、特定の実施例が図示かつ記述されたが、権利請求された主題の精神及び有効範囲から逸脱せずに、他の種々の変更及び改変が為され得ることを理解すべきである。更に、本明細書においては、権利請求された主題の種々の見地が記述されたが、斯かる見地は、組み合わせて利用される必要はない。故に、添付の各請求項は、権利請求された主題の有効範囲内である斯かる変更及び改変の全てを網羅することが意図される。

Claims (20)

  1. 光源ソケットに対して結合されるべく構成された光源ソケット用コネクタと、
    前記光源ソケット用コネクタに対して電気的に結合された電力回路と、
    前記電力回路に対して電気的に結合された一つ以上の電気接触領域であって、一台以上の無人式空中移動体に対して電気的に係合可能であるという一つ以上の電気接触領域を有する充電ステーション胴体と、
    を備える、無人式空中移動体用の充電ステーション。
  2. 前記一台以上の無人式空中移動体を検出すべく構成された一つ以上の検出センサを更に備える、請求項１に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  3. 前記一つ以上の検出センサは、一台以上のカメラ、一つ以上の近接センサ、または、それらの組み合わせを備える、請求項２に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  4. 前記一つ以上の検出センサは、一台以上の無人式空中移動体が前記無人式空中移動体用の充電ステーションからスレッショルド距離内に在るときに、前記前記無人式空中移動体用の充電ステーションに対して信号を提供すべく構成される、請求項２に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  5. 前記一つ以上の検出センサが、前記無人式空中移動体用の充電ステーションから前記スレッショルド距離内に一台以上の無人式空中移動体を検出したときに、前記一つ以上の電気接触領域が誘導的充電を行う如く、前記一つ以上の検出センサは、前記一つ以上の電気接触領域に対して通信的に結合される、請求項４に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  6. 前記充電ステーション胴体は、一台以上の無人式空中移動体に対して磁気的に係合すべく構成された一つ以上の磁気係合部分を更に備える、請求項１に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  7. 前記一つ以上の磁気係合部分は起動可能であり、
    前記一つ以上の検出センサが、前記無人式空中移動体用の充電ステーションからスレッショルド距離内に一台以上の無人式空中移動体を検出したときに、前記一つ以上の磁気係合部分が磁界を生成する如く、前記一つ以上の検出センサは、前記一つ以上の磁気係合部分に対して通信的に結合される、請求項６に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  8. 前記充電ステーション胴体は環状部分を更に備え、前記一つ以上の電気接触領域は前記環状部分内に位置される、請求項１に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  9. 前記充電ステーション胴体は、一つ以上の取付けフックを更に備え、
    前記一つ以上の電気接触領域は、各取付けフック内に配設される、請求項１に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  10. 前記充電ステーション胴体は、係合表面と、一つ以上の磁気係合部分とを更に備え、
    前記一つ以上の電気接触領域及び前記一つ以上の磁気係合部分は、前記係合表面上に配設される、請求項１に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  11. 前記充電ステーション胴体は、当該無人式空中移動体用格納庫内に一台以上の無人式空中移動体を囲繞すべく寸法設定かつ構成された無人式空中移動体用格納庫を更に備える、請求項１に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  12. 一台以上の無人式空中移動体と無線通信すべく構成された通信モジュールを更に備える、請求項１に記載の無人式空中移動体用の充電ステーション。
  13. 無人式空中移動体と、
    無人式空中移動体用の充電ステーションであって、
    電力回路に対して電気的に結合された光源ソケット用コネクタであって、光源ソケットに対して電気的に結合されるべく構成されたという光源ソケット用コネクタと、
    前記無人式空中移動体と無線通信すべく構成された通信モジュールと、
    前記電力回路に対して電気的に結合された一つ以上の電気接触領域であって、前記無人式空中移動体に対して電気的に係合可能であるという一つ以上の電気接触領域を有する充電ステーション胴体と、
    を備える、という無人式空中移動体用の充電ステーションと、
    を備える、無人式空中移動体用の充電システム。
  14. 前記通信モジュールは、RF、WiFi、ブルートゥース（登録商標）、または、それらの組み合わせを用いて前記無人式空中移動体と無線通信する、請求項１３に記載の無人式空中移動体用の充電システム。
  15. 前記通信モジュールは、前記無人式空中移動体から、以下のものの内の一つ以上を表す該無人式空中移動体のステータスを伝える信号を無線受信すべく構成される、請求項１３に記載の無人式空中移動体用の充電システム：
    前記無人式空中移動体の充電可能バッテリの充電レベル、
    前記無人式空中移動体の存在、及び、
    前記無人式空中移動体と前記無人式空中移動体用の充電ステーションとの間の距離。
  16. 前記無人式空中移動体用の充電ステーションは、前記無人式空中移動体を検出すべく構成された一つ以上の検出センサを更に備える、請求項１３に記載の無人式空中移動体用の充電システム。
  17. 前記無人式空中移動体用の充電ステーションは、前記無人式空中移動体と磁気的に係合するための一つ以上の磁気係合部分を更に備える、請求項１３に記載の無人式空中移動体用の充電システム。
  18. 電力回路と、一つ以上の電気接触領域と、一つ以上の検出センサと、一つ以上の起動可能な磁気係合部分と、を備える無人式空中移動体用の充電ステーションであって、
    前記一つ以上の電気接触領域は、前記電力回路に対して電気的に結合され、
    前記一つ以上の電気接触領域は、一台以上の無人式空中移動体に対し、導電的充電、誘導的充電、または、両方を提供すべく構成され、
    前記一つ以上の起動可能な磁気係合部分は、磁界を生成すべく構成され、且つ、
    前記一つ以上の検出センサが、前記無人式空中移動体用の充電ステーションからスレッショルド距離内に一台以上の無人式空中移動体を検出したときに、前記一つ以上の起動可能な磁気係合部分が磁界を生成する如く、前記一つ以上の検出センサは、前記一つ以上の起動可能な磁気係合部分に対して通信的に結合される、
    という無人式空中移動体用の充電ステーションを備える、無人式空中移動体用の充電システム。
  19. 前記一つ以上の検出センサは、一台以上のカメラ、一つ以上の近接センサ、及び、それらの組み合わせを備える。請求項１８に記載の無人式空中移動体用の充電システム。
  20. 前記一台以上の無人式空中移動体が、前記一つ以上の起動可能な磁気係合部分に対して磁気的に結合されたときに、前記一台以上の無人式空中移動体は前記一つ以上の電気接触領域に対して電気的に結合される如く、前記一つ以上の電気接触領域及び前記一つ以上の起動可能な磁気係合部分は、各々、係合表面上に配設される、請求項１８に記載の無人式空中移動体用の充電システム。
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