無人航空機(UAV)等の無人機は、無人機の飛行の安全を改善する安全システムに従って動作し得る。本明細書におけるUAVに関するいかなる記載も、任意のタイプの無人機(例えば、航空機、地上輸送機、船舶、または宇宙船)に適用され得る。UAVの使用状況の監視及び制御を支援し得る、飛行制御と認証システム及び方法を提供し得る。本システムは、通信している様々な当事者(例えば、ユーザー、リモートコントローラ、UAV、ジオフェンシング装置)を、一意的に識別し得る。場合によっては、認証処理が行われてもよく、かつ許諾された当事者のみがUAVを動作させることを許可されてもよい。UAVの動作に飛行規制が課されてもよく、またユーザーの手動制御を無効にしてもよい。ジオフェンシング装置を用いて、飛行規制に関する情報の提供、または飛行規制処理に役立てることができる。ジオフェンシング装置は、飛行規制の対応するセットに関連付けられ得る1つ以上のジオフェンシング境界の物理的な参照を提供し得る。
UAV使用中の飛行安全の取り組みは、いくつかの異なる形で生じる可能性がある。例えば、従来より、UAVの飛行は制限されていない(例えば、UAVが禁止されるべき場所の上空を飛行する場合がある)。また、例えば、UAVは、機密領域(例えば、空港、軍事拠点)に許諾なしに飛行する場合がある。さらに、UAVは、他の航空機のコース内を許諾なしに飛行することがある。UAVは、企業または個人の占有地に許諾なしに飛行して、騒音公害、身体の負傷及び物的損害を引き起こすことがある。場合によっては、UAVは、公共の領域に許諾なしに飛行することがあり、身体の負傷及び物的損害を引き起こすことがある。本明細書で提供されたシステム及び方法は、UAVに、必要な制限を課し得る飛行規制のセットを提供し得る。これは、地理、時間またはアクティビティの少なくとも1つに基づき得る。UAVは、ユーザーからの入力を要することなく、飛行規制を自動的に遵守できる。場合によっては、ユーザーからの手動入力を無効にし得る飛行規制に基づいて、UAVの制御が生成され得る。
UAVの飛行は、1つ以上のリモートコントローラの支援により、ユーザーによって制御され得る。場合によっては、飛行のハイジャックが起こり得る危険がある。ハイジャッカーは、許諾されたユーザーからのUAVへの命令を妨害する恐れがある。UAVは、偽の命令を受信して受容した場合、制御不能なタスクを実行して、不都合な結果をもたらす恐れがある。本明細書で提供されたシステム及び方法は、ハイジャックが生じているときに識別し得る。本システム及び方法は、ハイジャックが生じたときにユーザーに警報を発し得る。さらに、本システム及び方法は、検出されたハイジャックに対応して、UAVに行動を起こさせることができ、またハイジャッカーの制御を無効にできる。
UAVは、データを取得するために用いられ得る、様々なオンボードのセンサを支持できる。ハッカーは、取得されたデータを盗み出そうと試みる場合がある。例えば、UAVのデータが傍受される可能性、または、遠隔無線リンクを通して地上に送信されたデータが監視される可能性がある。本明細書で提供されたシステム及び方法は、暗号化及び認証を提供することができ、それによって、許諾されたユーザーのみがデータを受信できる。
UAVの飛行安全の課題の別の事例では、UAVが乱用されることがある。従来には、特にUAVオペレータがUAVを故意に乱用している場合の警告措置、識別措置、または違反に対する停止措置がなかった。例えば、UAVは、不法な広告、未許諾の攻撃、またはプライバシーの侵害(例えば、未許諾のスナップ撮影)に用いられる恐れがある。本明細書で提供されるシステム及び方法は、使用方法を監視することができ、UAVの乱用が行われた場合の識別を支援できる。データをさらに用いて、乱用または何らかの関連データに関与する当事者を犯罪科学的に追跡してもよい。乱用が行われているときのユーザーまたは他の存在への警告、または、乱用を可能にしているあらゆる制御の無効、の少なくとも一方を可能にする、システム及び方法がさらに提供され得る。
動作中、UAVはデータを無線で送信または受信できる。場合によっては、UAVは、無線資源または空中資源の少なくとも一方を乱用することがあり、結果として公共資源の浪費となる恐れがある。例えば、UAVは、許諾された通信を妨害するか、または他の通信から帯域を盗み取る場合がある。本明細書で提供されたシステム及び方法は、そのようなアクティビティが生じた場合を識別でき、かつ警報を発するか、またはかかる妨害が生じることを防止できる。
一般に、UAVの動作を監督することが課題である。様々なタイプの使用法に向けて、様々なタイプのUAVがさらに普及してきているので、以前から、UAVの飛行用の許諾システムが存在しない。以下の少なくとも1つが困難である。異常飛行と通常飛行の差別化、小型のUAVの検出、夜間飛行中のUAVの視覚的な検出、身元不明の飛行の追跡及び処罰、UAVの飛行とそのユーザーまたは所有者との否定しようがない方法による関連付け。本明細書に記載されたシステム及び方法は、これらの目的の1つ以上を実行できる。識別データを収集でき、1つ以上の識別子の認証を生じさせ得る。従来は、以下のうち1つ以上の欠如に対する安全な制御の提供は困難であった可能性がある。すなわち、監督者とUAVの所有者またはユーザーの間の安全なチャネル、直接的な警告または警報メカニズム、監督者が制御を引き継ぐための法的メカニズム、UAVが監督者とハイジャッカーを差別化するためのメカニズム、及びUAVの不法な挙動を強制停止させる措置。しかしながら、本明細書で提供されたシステム及び方法は、これらの機能の1つ以上を提供できる。
同様に、UAVの性能、積載量及び許可の評価または評定のメカニズムが必要である。UAVユーザーの操作能力及び記録の評価または審査のメカニズムがさらに必要性である。本明細書で提供されるシステム及び方法は、有利なことに、そのようなタイプの評価を提供できる。任意に、飛行規制を、評価に従って発生及び施行させてもよい。
上述のように、従来のUAVシステムは、UAVの飛行安全に関するセキュリティメカニズムを有していない。例えば、飛行の安全の警告メカニズムがなく、飛行環境のための情報共有メカニズムがなく、または緊急救助メカニズムがない。記載された飛行の安全システム及び方法は、前述の機能の1つ以上を実行できる。
システム概要
図1は、1人以上のユーザー110a、110b、110cと、1つ以上のUAV120a、120b、120cとの間の通信の例を示す。ユーザーは、リモートコントローラ115a、115b、115cの支援によって、UAVと通信できる。認証システムは、ユーザー、リモートコントローラまたはUAVの少なくとも1つに関する情報を記憶し得る記憶装置130を含み得る。
ユーザー110a、110b、110cは、UAVに関連付けられた個人でよい。ユーザーは、UAVのオペレータでもよい。ユーザーは、UAVの操作を許諾された個人であり得る。ユーザーは、入力を与えてUAVを制御できる。ユーザーは、リモートコントローラ115a、115b、115cによって、UAVを制御する入力を与え得る。ユーザーは、以下を制御するユーザー入力を与え得る。UAVの飛行、UAVの搭載物の動作、UAVに対する搭載物の状態、UAVの1つ以上のセンサの動作、UAV通信の操作、またはUAVの他の機能。ユーザーは、UAVからデータを受信できる。UAVの1つ以上のセンサを用いて取得されたデータは、ユーザー、任意にリモートコントローラを介して、ユーザーに提供される。ユーザーは、UAVの所有者でよい。ユーザーは、UAVの登録された所有者でよい。ユーザーは、UAVの操作を許諾されている旨を登録されていてもよい。ユーザーは、人間のオペレータでもよい。ユーザーは、大人または子どもでもよい。ユーザーは、UAVを操作している間、UAVとの視線を有していてもよく、または有していなくてもよい。ユーザーは、リモートコントローラを用いてUAVと直接通信できる。あるいは、ユーザーは、ネットワークを経由して、UAVと(任意に、リモートコントローラを用いて)間接的に通信できる。
ユーザーは、ユーザーを識別するユーザー識別子(例えば、ユーザーID1、ユーザーID2、ユーザーID3…)を有してもよい。ユーザー識別子は、ユーザーに固有でよい。他のユーザーが、ユーザーとは異なる識別子を有してもよい。ユーザー識別子は、ユーザーを他の個人から一意的に差別化または区別の少なくとも一方を行ってもよい。各ユーザーは、単一のユーザー識別子のみを割り当てられてもよい。あるいは、ユーザーは、複数のユーザー識別子の登録が可能であり得る。場合によっては、単一のユーザー識別子が、単一のユーザーのみに割り当てられてもよい。代替的に、単一のユーザー識別子が、複数のユーザーによって共有されてもよい。好ましい実施形態では、ユーザーと、対応するユーザー識別子の間に、一対一の対応が提供されてもよい。
任意に、ユーザーは、ユーザー識別子について許諾されたユーザーとして認証されてもよい。認証処理は、ユーザーの識別情報の検証を含んでよい。認証処理の例は、本明細書の他の部分によりさらに詳細に記載される。
UAV120a、120b、120cは、電源をオンにすると動作可能になり得る。UAVは、飛行中でもよく、または着陸状態でもよい。UAVは、1つ以上のセンサ(任意に、搭載物がセンサでよい)を用いて、データを収集できる。UAVは、ユーザーからの制御(例えば、リモートコントローラを通じて手動による)に応答して、自立的に(例えば、ユーザー入力を必要としない)、または半自立的に(例えば、いくつかのユーザー入力を含むが、ユーザー入力に依存しない態様を含んでよい)動作してもよい。UAVは、リモートコントローラ115a、115b、115cからのコマンドに応答可能であり得る。リモートコントローラは、UAVに接続されていなくてもよく、リモートコントローラは、UAVと離れたところから無線通信してもよい。リモートコントローラは、ユーザー入力の受容、または検出の少なくとも一方が可能である。UAVは、予めプログラムされた命令のセットに従うことが可能であり得る。場合によっては、UAVは、リモートコントローラからの1つ以上のコマンドに応答することによって、半自立的に動作してもよく、そうでなければ自立的に動作してもよい。例えば、リモートコントローラからの1つ以上のコマンドは、1つ以上のパラメータに従って、UAVによる一連の自立的または半自立的な行動を起こすことができる。UAVは、手動、自立的または半自立的の少なくとも1つの操作間で切り換えできる。場合によっては、UAVのアクティビティは、1つ以上の飛行規制のセットによって統制されてもよい。
UAVは、1つ以上のセンサを有し得る。UAVは、1つ以上の視覚センサ、例えば画像センサを含み得る。例えば、画像センサは、単眼カメラ、立体視カメラ、レーダ、ソナー、または赤外線カメラであり得る。UAVは、UAVの位置を判定に用いられ得る他のセンサをさらに含み得る。例えば、慣性センサ、ライダ、超音波センサ、音響センサ、WiFiセンサ。これらは、全地球測位システム(GPS)センサ、慣性測定ユニット(IMU)(例えば、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計)の一部として、または、全地球測位システム(GPS)センサ、慣性測定ユニット(IMU)から分離して用いられ得る。センサの様々な例は、以下を含んでよいが、これらに限定されない。位置センサ(例えば、全地球測位システム(GPS)センサ、位置の三角測量を可能にするモバイル装置送信機)、視覚センサ(例えば、カメラ等の可視光線、赤外線、または紫外線の検出を可能にする撮像装置)、近接センサまたは範囲センサ(例えば、超音波センサ、ライダ、飛行時間または深さカメラ)、慣性センサ(例えば、加速度計、ジャイロスコープ、慣性測定ユニット(IMU))、高度センサ、姿勢センサ(例えば、コンパス)、圧力センサ(例えば、気圧計)、音声センサ(例えば、マイクロフォン)または電界センサ(例えば、磁力計、電磁センサ)。任意の好適な数のセンサ及びそれらの組み合わせは、例えば1つ、2台、3台、4台、5台、またはそれ以上のセンサを用い得る。
任意に、異なるタイプ(例えば、2台、3台、4台、5台、またはそれより多いタイプ)のセンサからデータを受信できる。異なるタイプのセンサは、以下の少なくとも一方を利用し得る。異なるタイプの信号または情報(例えば、位置、向き、速度、加速度、近接、圧力等)の測定、または、データを得るために異なるタイプの測定手法。例えば、センサは、能動的センサ(例えば、それ自体のエネルギー源からエネルギーを生成及び測定するセンサ)、及び受動的センサ(例えば、利用可能なエネルギーを検出するセンサ)の任意の好適な組み合わせを含み得る。別の例として、あるセンサは、グローバル座標系の観点から提供される絶対測定データ(例えば、GPSセンサによって提供される位置データ、コンパスまたは磁力計によって提供される姿勢データ)を生成し得る。一方で他のセンサは、ローカル座標系の観点から提供される相対測定データ(例えば、ジャイロスコープによって提供される相対角速度、加速度計によって提供される相対並進加速度、視覚センサによって提供される相対姿勢情報、超音波センサ、ライダ、または飛行時間カメラによって提供される相対距離情報)を生成し得る。UAVにオンボードかまたはオフボードのセンサは、UAVの位置、他の物体の位置、UAVの向き、または環境情報等の情報を収集してもよい。単一のセンサが、ある環境下での完全な情報一式の収集が可能であり得、または一群のセンサが協働して、ある環境下での完全な情報一式を収集し得る。センサは、位置のマッピング、位置間のナビゲーション、障害物の検出、または目標の検出に用いられ得る。センサは、ある環境または対象物の見張りに用いられ得る。センサは、目標物を認識するために用いられてもよい。目標物は、その環境下の他の物体とは区別され得る。
UAVは、航空機であり得る。UAVは、空中で動き回ることを可能にし得る1つ以上の推進ユニットを有し得る。1つ以上の推進ユニットは、UAVが1以上、2以上、3以上、4以上、5以上、6以上の自由度で動き回ることを可能にし得る。場合によっては、UAVは、1つ、2つ、3つまたはそれ以上の回転軸を中心として回転し得る。回転軸は、互いに直交し得る。回転軸は、UAVの飛行コース全体にわたって、互いに直交したままであり得る。回転軸は、ピッチ軸、ロール軸、またはヨー軸の少なくとも1つを含み得る。UAVは、1以上の次元に沿って移動可能であり得る。例えば、UAVは、1枚以上のロータによって生成された揚力によって上向きに移動可能であり得る。場合によっては、UAVは、Z軸(UAVの向きに対して上向きでよい)、X軸またはY軸の少なくとも一方(横向きでよい)に沿って移動可能であり得る。UAVは、互いに直交し得る1つ、2つ、または3つの軸に沿って移動可能であり得る。
UAVは、回転翼機でよい。場合によっては、UAVは、複数のロータを含み得る多回転翼機でよい。複数のロータは、回転してUAVに対する揚力の生成が可能であり得る。ロータは、UAVが空中を自由に動き回ることを可能にし得る推進ユニットでよい。ロータは、同じ速度での回転、同量の揚力または推力の生成の少なくとも一方をしてもよい。ロータは、任意に変化する速度で回転してもよく、異なる量の揚力または推力の生成、またはUAVの回転を可能にすること、の少なくとも一方が可能である。場合によっては、UAVに1枚、2枚、3枚、4枚、5枚、6枚、7枚、8枚、9枚、10枚、またはそれ以上のロータが設けられ得る。ロータは、それらの回転軸が互いに平行であるように配置され得る。場合によっては、ロータは、UAVの運動に影響を及ぼし得る、互いに対して任意の角度である回転軸を有していてもよい。
図示されるUAVは、複数のロータを有し得る。ロータは、制御ユニット、1つ以上のセンサ、プロセッサ、及び電源を有し得る、UAVの本体に接続できる。センサは、視覚センサまたはUAV環境に関する情報を収集できる他のセンサの少なくとも一方を含み得る。センサからの情報を用いて、UAVの位置を判定できる。ロータは、本体の中心部から分岐できる1つ以上のアームまたは延長部を介して、本体に接続され得る。例えば、1つ以上のアームは、UAVの中心体から放射状に延びてもよく、またアームの端部に、またはその近くにロータを有し得る。別の事例では、UAVは、1つ以上のさらなる支持部材を含み得る1つ以上のアームを含んでよく、これらは自身に取り付けられた1枚、2枚、3枚またはそれ以上のロータを有し得る。例えば、Tバー構造を用いて、ロータを支持できる。
UAVの縦位置または速度の少なくとも一方は、UAVの1つ以上の推進ユニットへの出力を維持または調整の少なくとも一方によって制御できる。例えば、UAVの1つ以上のロータの回転速度を増大させると、UAVの高度を上昇させること、または高度をより速い速度で上昇させることを支援できる。1つ以上のロータの回転速度を増大させると、ロータの推力を増大させ得る。UAVの1つ以上のロータの回転速度を低減させると、UAVに高度を低下させること、または高度をより速い速度で低下させることを支援できる。1つ以上のロータの回転速度を低減させると、1枚以上のロータの推力を低減させ得る。UAVが離陸するとき、推進ユニットに与えられ得る出力は、先の着陸状態から増加され得る。UAVが着陸するとき、推進ユニットに与えられ出力は、先の飛行状態から低減され得る。UAVは、ほぼ垂直に離陸または着陸の少なくとも一方が可能である。
UAVの横位置または速度の少なくとも一方は、UAVの1つ以上の推進ユニットへの出力の維持または調整の少なくとも一方によって制御できる。UAVの高度と、UAVの1つ以上のロータの回転速度は、UAVの横移動に影響を及ぼし得る。例えば、UAVは、特定の方向に傾斜して、その方向に移動できる。また、UAVのロータの速度は、横移動速度または移動の軌道の少なくとも一方に影響を及ぼすことがある。UAVの横位置または速度の少なくとも一方は、UAVの1枚以上のロータの回転速度を変化させるかまたは維持することによって制御され得る。
UAVは、小さな寸法でよい。UAVは、人間によって持ち上げられ、または支持されることが可能であり得る。UAVは、片手で支持されることが可能であり得る。
UAVは、100cmを超えない最大寸法(例えば、長さ、幅、高さ、対角、直径)を有してもよい。場合によっては、最大寸法は、1mm以下、5mm以下、1cm以下、3cm以下、5cm以下、10cm以下、12cm以下、15cm以下、20cm以下、25cm以下、30cm以下、35cm以下、40cm以下、45cm以下、50cm以下、55cm以下、60cm以下、65cm以下、70cm以下、75cm以下、80cm以下、85cm以下、90cm以下、95cm以下、100cm以下、110cm以下、120cm以下、130cm以下、140cm以下、150cm以下、160cm以下、170cm以下、180cm以下、190cm以下、200cm以下、220cm以下、250cm以下、または300cm以下でよい。任意に、UAVの最大寸法は、本明細書に記載された値のいずれか2つ以上でよい。UAVは、本明細書に記載された値のいずれか2つの間の範囲内に入る最大寸法を有してもよい。
UAVは、軽量でよい。例えば、UAVは、1mg以下、5mg以下、10mg以下、50mg以下、100mg以下、500mg以下、1g以下、2g以下、3g以下、5g以下、7g以下、10g以下、12g以下、15g以下、20g以下、25g以下、30g以下、35g以下、40g以下、45g以下、50g以下、60g以下、70g以下、80g以下、90g以下、100g以下、120g以下、150g以下、200g以下、250g以下、300g以下、350g以下、400g以下、450g以下、500g以下、600g以下、700g以下、800g以下、900g以下、1kg以下、1.1kg以下、1.2kg以下、1.3kg以下、1.4kg以下、1.5kg以下、1.7kg以下、2kg以下、2.2kg以下、2.5kg以下、3kg以下、3.5kg以下、4kg以下、4.5kg以下、5kg以下、5.5kg以下、6kg以下、6.5kg以下、7kg以下、7.5kg以下、8kg以下、8.5kg以下、9kg以下、9.5kg以下、10kg以下、11kg以下、12kg以下、13kg以下、14kg以下、15kg以下、17kg以下、または20kg以下でよい。UAVは、本明細書に記載されたいずれかの値以上である重量を有し得る。UAVは、本明細書に記載された値のいずれか2つの間の範囲内に入る重量を有し得る。
UAVは、UAVを識別するUAV識別子(例えば、UAVID1、UAVID2、UAVID3、・・・)を有してもよい。UAV識別子は、UAVに固有でよい。当該UAVとは異なる識別子を、他のUAVが有してもよい。UAV識別子は、当該UAVを他のUAVから一意的に差別化または区別の少なくとも一方が可能である。各UAVに、単一のUAV識別子のみが割り当てられてもよい。あるいは、単一のUAVに対して、複数のUAV識別子が登録されてもよい。場合によっては、単一のUAVに、単一のUAV識別子のみが割り当てられてもよい。代替的に、複数のUAVによって、単一のUAV識別子が共有されてもよい。好ましい実施形態では、UAVと、対応するUAV識別子との間には、一対一の対応が設けられ得る。
任意に、UAVは、UAV識別子に関して許諾されたUAVであるとして認証され得る。認証処理が、UAVの識別情報の検証を含んでよい。認証処理の例は、本明細書の他の部分により詳細に記載される。
ある実施形態では、リモートコントローラは、リモートコントローラを識別するリモートコントローラ識別子を有し得る。リモートコントローラ識別子は、リモートコントローラに固有でよい。当該リモートコントローラとは異なる識別子を、他のリモートコントローラが有してもよい。リモートコントローラ識別子は、当該リモートコントローラを他のリモートコントローラから一意的に差別化または区別の少なくとも一方が可能である。各リモートコントローラに、単一のリモートコントローラ識別子のみが割り当てられ得る。あるいは、単一のリモートコントローラに対して、複数のリモートコントローラ識別子が登録され得る。場合によっては、単一のリモートコントローラに、単一のリモートコントローラ識別子のみが割り当てられてもよい。代替的に、複数のリモートコントローラによって、単一のリモートコントローラ識別子が共有されてもよい。好ましい実施形態では、リモートコントローラと、対応するリモートコントローラ識別子との間に、一対一の対応が設けられ得る。リモートコントローラ識別子は、対応するユーザー識別子に関連付けられてもよく、または関連付けなくてもよい。
任意に、リモートコントローラは、リモートコントローラ識別子に関して許諾されたリモートコントローラであるとして認証され得る。認証処理が、リモートコントローラの識別情報の検証を含み得る。認証処理の例は、本明細書の他の部分により詳細に記載される。
リモートコントローラは、任意のタイプの装置でよい。本装置は、コンピュータ(例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバ)、モバイル装置(例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット、携帯情報端末)、または任意の他のタイプの装置でよい。本装置は、ネットワークを経由して通信可能であるネットワーク装置でよい。装置は、本明細書の他の部分に記載された1つ以上のステップを行うためのコード、論理または命令を記憶し得る非一時コンピュータ可読媒体でよい1つ以上の記憶装置ユニットを含む。本装置は、本明細書に記載されたように、非一時コンピュータ可読媒体のコード、論理、または命令に従って、1つ以上のステップを個々にまたは一括して実行できる1つ以上のプロセッサを含み得る。リモートコントローラは、ハンドヘルドでよい。リモートコントローラは、任意のユーザーインタラクティブメカニズムを介して、ユーザーからの入力を受容できる。一例では、本装置は、ユーザーが画面をタッチするか、または画面をスワイプすると、ユーザー入力を登録できる、タッチスクリーンを有し得る。本装置は、任意の他のタイプのユーザーインタラクティブ部品を有し得る。例えばボタン、マウス、ジョイスティック、トラックボール、タッチパッド、ペン、慣性センサ、撮像装置、モーションキャプチャ装置、またはマイクロフォン。本装置が傾くと、UAVの動作に影響を及ぼす恐れがある。本装置は、それを検出できる。リモートコントローラは、本明細書の他の部分に記載された、リモートコントローラの様々な機能を行う単一のピースでよい。あるいは、リモートコントローラは、本明細書の他の部品に記載された、リモートコントローラ様々な機能を個々にまたは一括して行うことができる、複数のピースまたは部品として設けられ得る。
認証システムは、ユーザー、リモートコントローラ、またはUAVの少なくとも1つに関する情報を記憶し得る記憶装置130を含んでよい。記憶装置は、1つ以上の記憶装置ユニットを含んでよい。1つ以上の記憶装置ユニットをまとめて設けてもよく、またはネットワーク上、または異なる場所の少なくとも一方に分散させてもよい。場合によっては、記憶装置は、クラウドストレージシステムでよい。記憶装置は、情報を記憶する1つ以上のデータベースを含んでよい。
情報は、ユーザー、リモートコントローラ、またはUAVの少なくとも1つに関する識別情報を含んでよい。例えば、識別は、ユーザー識別子(例えば、ユーザーID1、ユーザーID2、ユーザーID3、・・・)またはUAV識別子(例えば、UAVID1、UAVID2、UAVID3、・・・)の少なくとも一方を含んでよい。任意に、リモートコントローラ識別子がさらに記憶されてもよい。情報は、長期記憶装置に記憶されてもよく、または短期間記憶されるのみでもよい。情報は、受信されてバッファされてもよい。
図1は、様々なユーザー110a、110b、110cが、対応するUAV120a、120b、120cを制御できる場合を示す。例えば、第1のユーザー110aは、リモートコントローラの支援によって、第1のUAV120aを制御できる。第2のユーザー110bは、リモートコントローラの支援によって、第2のUAV120bを制御できる。第3のユーザー110cは、リモートコントローラの支援によって、第3のUAV120cを制御できる。これらのユーザーは、互いに離れていてもよい。あるいは、これらのユーザーが、同じ領域内のUAVを操作できる。これらのユーザーは、ユーザーに対応するUAVを同時に操作してもよく、または異なる時に操作してもよい。また、使用の時が重複してもよい。ユーザー及びUAVは、各ユーザーからの命令が、対応するUAVによってのみ受容され得、他のUAVによっては受容され得ないように、個別に認識可能であり得る。これにより、多数のUAVが同時に動作している場合に、信号が干渉する可能性を低減させ得る。
各ユーザーは、対応するユーザーのUAVを制御できる。ユーザーは、UAVと共に事前登録されて、許諾されたユーザーのみが対応するUAVを制御可能にし得る。UAVは、許諾されたUAVのみを制御できるように、事前登録されてもよい。ユーザーとUAVの間の関係または関連の少なくとも一方が認識され得る。任意に、UAVとの関係または関連の少なくとも一方は、記憶装置130に記憶され得る。ユーザー識別子は、対応するUAVのUAV識別子に関連付けられ得る。
記憶装置ユニットは、ユーザーからのUAVへのコマンドを追跡できる。記憶されたコマンドは、ユーザーの対応するユーザー識別子またはUAVのUAV識別子の少なくとも一方に関連付けられ得る。任意に、対応するリモートコントローラの識別子が同様に記憶され得る。
UAVの動作に関与する装置または当事者の識別が、認証され得る。例えば、ユーザーの識別情報が認証され得る。ユーザーは、ユーザー識別子に関連付けられたユーザーとして検証され得る。UAVの識別情報が認証され得る。UAVは、UAV識別子に関連付けられたUAVとして検証され得る。任意に、リモートコントローラの識別情報が認証され得る。リモートコントローラは、リモートコントローラ識別子に関連付けられたリモートコントローラとして検証され得る。
図2は、本発明の実施形態による認証システムの例を示す。認証システムは、UAV安全システムであってもよく、またはUAV安全システムの一部として動作できる。認証システムは、改善されたUAVの安全を提供し得る。認証システムは、ユーザー、UAV、リモートコントローラ、またはジオフェンシング装置の少なくとも1つを認証できる。
認証システムは、識別(ID)登録データベース210を含んでよい。ID登録データベースは、認証センター220と通信し得る。認証システムは、飛行監督モジュール240、飛行規制モジュール242、交通管理モジュール244、ユーザーアクセス制御モジュール246、及びUAVアクセス制御モジュール248を含み得る航空制御システム230と通信できる。
ID登録データベース210は、ユーザー250a、250b、250c及びUAV260a、260b、260cについての識別情報を保持できる。ID登録データベースは、各ユーザー及び各UAVに固有の識別子を割り当てられる(連結1)。任意に、固有の識別子は、(1)ランダムに生成された英数字列、あるいは、(2)ユーザーと他のユーザーまたはUAVと他のUAVを一意的に識別し得る、任意の他のタイプの識別子でよい。固有の識別子は、ID登録データベースによって生成されてもよく、または、まだ割り当てられずに残っている可能な識別子のリストから選択されてもよい。任意に、ID登録データベースは、(1)ジオフェンシング装置またはリモートコントローラの少なくとも一方、あるいは(2)UAV安全システムに関与し得る任意の他の装置に対して固有の識別子を割り当てられる。識別子を用いて、ユーザー、UAV、またはその他の装置の少なくとも1つを認証し得る。ID登録データベースは、1人以上のユーザー、または1つ以上のUAVと通信してもよく、または通信しなくてもよい。
認証センター220は、ユーザー250a、250b、250cまたはUAV260a、260b、260cの識別情報の認証を提供できる。任意に、認証センターは、(1)ジオフェンシング装置またはリモートコントローラの少なくとも一方、あるいは(2)UAV安全システムに関与し得る、任意の他の装置の識別情報を認証してもよい。認証センターは、ID登録データベース210から、ユーザー及びUAV(またはUAV安全システムに関与する任意の他の装置の少なくとも1つ)に関する情報を得られる(連結2)。認証処理に関するさらなる詳細は、本明細書の他の部分に記載されている。
航空制御システム230は、認証センター220と通信できる。航空制御システムは、認証センターから、ユーザー及びUAV(またはUAV安全システムに関与する任意の他の装置の少なくとも1つ)に関する情報を得られる(連結4)。この情報は、ユーザー識別子及びUAV識別子を含んでよい。この情報は、ユーザーまたはUAV識別情報の少なくとも一方の確認または識別に関してもよい。航空制御システムは、1つ以上のサブシステムを含み得る管理クラスタでよい。例えば、飛行監督モジュール240、飛行規制モジュール242、交通管理モジュール244、ユーザーアクセス制御モジュール246、及びUAVアクセス制御モジュール248。1つ以上のサブシステムは、飛行制御、航空交通制御、該当する許諾、ユーザー及びUAVアクセス管理、及び他の機能のために用いられ得る。
一例では、飛行監督モジュール/サブシステム240を用いて、割り当て空域内でUAVの飛行を監視できる。飛行監督モジュールは、1つ以上のUAVが所定のコースから逸脱した場合を検出できる。飛行監督モジュールは、1つ以上のUAVが、未許諾の行動か、またはユーザーによって入力されていない行動をした場合を検出できる。また、飛行監督モジュールは、1つ以上の未許諾のUAVが割り当て空域に入った場合を検出できる。飛行監督モジュールは、未許諾のUAVに対して、警告または警報を発してもよい。この警報は、未許諾のUAVを操作しているユーザーのリモートコントローラに対して与えられ得る。この警報は、視覚的な方法、聴覚的な方法、または触覚的な方法で発し得る。
飛行監督モジュールは、UAVにオンボードの1つ以上のセンサによって収集されたデータを利用し得る。飛行監督モジュールは、UAVにオフボードの1つ以上のセンサによって収集されたデータを利用し得る。データは、割り当て空域内でのUAVまたは他のアクティビティを監視できるレーダ、光電センサ、または音響センサによって収集され得る。データは、1つ以上の基地局、ドック、バッテリステーション、ジオフェンシング装置、またはネットワークによって収集されてもよい。データは、定置型装置によって収集され得る。定置型装置は、UAVと物理的に通信されてもよく、または通信されなくてもよい(例えば、UAVへのエネルギーを回復させるか、UAVからの配信を受容するか、またはUAVに修理を提供する)。データは、有線または無線通信から提供され得る。
航空制御システムは、飛行規制モジュール/サブシステム242をさらに含み得る。飛行規制モジュールは、1つ以上の飛行規制のセットを生成し記憶できる。航空交通管理は、飛行規制のセットに基づいて規制され得る。飛行規制の生成は、飛行規制を一から作成することを含んでもよく、または複数の飛行規制のセットから1つ以上の飛行規制のセットの選択を含み得る。飛行規制の生成は、選択された飛行規制のセットを組み合わせることを含み得る。
UAVは、飛行規制が課された1つ以上のセットに従って動作できる。飛行規制は、UAVの動作の任意の側面を規制できる(例えば、飛行、センサ、通信、搭載物、航法、電気使用量、支持されているアイテム)。例えば、飛行規制は、UAVが飛行してもよいか、または、飛行してはいけない場所を指図できる。飛行規制は、特定の領域で、いつUAVが飛行しても良いか、または、いつ飛行してはいけないかを指図できる。飛行規制は、UAVにオンボードの1つ以上のセンサによって、データが収集、送信、または記録の少なくとも1つを行われ得るときを指図できる。飛行規制は、搭載物が運用可能であり得るときを指図できる。例えば、搭載物は、撮像装置であってもよく、また飛行規制は、撮像装置が画像の撮影、送信、または記憶の少なくとも1つを行えるときを指図できる。また、飛行規制は、どのようにして通信を行えるか(例えば、用いられ得るチャネルまたは方法)、またはどのタイプの通信を行えるかを指図できる。
飛行規制モジュールは、飛行規制に関する情報を記憶している1つ以上のデータベースを含み得る。例えば、1つ以上のデータベースは、UAVの飛行が制限されている1つ以上の場所を記憶できる。飛行規制モジュールは、多数のタイプのUAVの飛行規制のセットを記憶してもよく、また飛行規制のセットは、特定のUAVに関連付けられ得る。複数のタイプのUAVのうち特定のタイプのUAVに関連付けられた飛行規制のセットにアクセス可能であり得る。
飛行規制モジュールは、UAVの1つ以上の飛行計画を承認または拒絶し得る。場合によっては、UAVに対して予定された飛行経路を含む飛行計画が立案されてもよい。飛行経路は、UAVまたは環境の少なくとも一方に関連して設けられてもよい。飛行経路は、完全に定められるか(経路に沿った全てのポイントが定められる)、半ば定められるか(例えば、1つ以上の航路定点を含み得るが、航路定点に到達するための経路が可変でよい)、またはあまり定められていない(例えば、最終的な目的地または他のパラメータを含み得るが、そこに到達するための経路が定義されていなくてもよい)ものでよい。飛行規制モジュールは、飛行計画を受信でき、飛行計画を承認または拒絶できる。飛行規制モジュールは、飛行計画が、UAVに対する飛行規制のセットに反している場合には、それを拒絶してもよい。飛行規制モジュールは、飛行計画に対して、飛行規制のセットを順守させる変更を提案してもよい。飛行規制モジュールは、飛行規制のセットに準拠し得る、UAV用の飛行計画のセットを生成または提案できる。ユーザーは、UAVの任務のための1つ以上のパラメータまたは到着地を入力でき、飛行規制モジュールは、1つ以上のパラメータに適合すると同時に飛行規制のセットに適合し得る飛行計画のセットを生成または提案できる。UAVの任務のためのパラメータまたは到着地の例は、目的地、1つ以上の航路定点、タイミング要件(例えば、全体的な制限時間、ある場所にいるべき時間)、最高速度、最大加速度、収集されるデータタイプ、撮影される画像のタイプ、任意の他のパラメータまたは到着地を含み得る。
航空制御システムには、交通管理モジュール/サブシステム244が設けられ得る。交通管理モジュールは、ユーザーからの資源に対する要求を受信できる。資源の例は、以下を含み得るが、これらに限定されない。無線資源(例えば、帯域幅、通信装置へのアクセス)、位置または空間(例えば、飛行計画のための)、時間(例えば、飛行計画のための)、基地局へのアクセス、ドッキングステーションへのアクセス、バッテリステーションへのアクセス、デリバリポイントまたはピックアップポイントへのアクセス、または任意の他のタイプの資源。交通管理モジュールは、要求に応じて、UAVの飛行コースを計画できる。飛行コースは、割り当てられた資源を活用してもよい。交通管理モジュールは、UAVの任務を計画してもよく、任意に飛行コースに加えて、UAVにオンボードの任意のセンサまたは他の装置の動作を含み得る。この任務は、割り当てられた資源のいずれかを利用できる。
交通管理モジュールは、割り当て空域内で検出された状態に基づいて、任務を調整してもよい。例えば、交通管理モジュールは、検出された状態に基づいて、所定の飛行経路を調整できる。飛行経路の調整は、所定の飛行経路の完全な調整、半ば定められた飛行経路の定点の調整、または飛行経路の目的地の調整を含んでよい。検出される状態は、気候、利用可能な空域の変更、事故、ジオフェンシング装置の確立、または飛行規制の変更を含み得る。交通管理モジュールは、ユーザーに、任務に対する調整、例えば飛行経路の調整を知らせ得る。
ユーザー250a、250b、250cは、UAV260a、260b、260cに関連付けられた個人(例えばUAVのオペレータ)でよい。ユーザー及びUAVの例は、本明細書の他の部分に記載されている。通信チャネルが、ユーザーと対応するUAVとの間に設けられ得、そのユーザーは、UAVの動作を制御し得る(連結3)。UAVの動作の制御は、UAVの飛行、または本明細書の他の部分に記載されたUAVの任意の他の部分の制御を含み得る。
通信チャネル(連結5)が、UAVと航空制御システムとの間に設けられることができ、これによって航空制御システムは、(1)状況を識別し、(2)当該状況に関してユーザーに警告、または(3)UAVを引き継ぐこと、うちの少なくとも1つで状況を改善できる。また、通信チャネルは、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が認証処理中であるときに、識別情報認証のために有用でよい。任意に、通信チャネルは、航空制御システムと、ユーザーのリモートコントローラとの間に確立されてもよく、また同様の機能性のいくつかを提供してもよい。ジオフェンシング装置を含むシステムでは、識別/認証または状況識別の少なくとも一方、警報またはテイクオーバーの少なくとも一方のために、ジオフェンシング装置間に通信チャネルが設けられ得る。
通信チャネル(連結6)が、ユーザーと航空制御システムとの間に設けられることができ、これによって航空制御システムは、(1)状況の識別し、(2)当該状況に関してユーザーに警告、または(3)UAVを引き継ぐこと、の少なくとも1つを行い、状況を改善できる。また、通信チャネルは、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が認証処理中であるときに、識別情報認証のために有用でよい。
任意に、連結1は、論理チャネルでよい。連結2及び連結4は、ネットワーク接続でよい。例えば、連結2及び連結4は、ロケーションエリアネットワーク(LAN)、インターネット等のワイドエリアネットワーク(WAN)、電気通信ネットワーク、データネットワーク、セルラネットワーク、または任意の他のタイプのネットワークを経由して設けられ得る。連結2及び連結4は、間接通信を通して(例えば、ネットワークを経由して)設けられ得る。あるいは、これらは、直接通信チャネルを通して設けられ得る。連結3、連結5、及び連結6は、リモートコントローラまたは地上局を介して設けられたネットワーク接続、モバイルアクセスネットワーク接続、または任意の他のタイプの接続でよい。これらは、間接通信チャネルまたは直接通信チャネルを介して設けられ得る。
許諾された第3者(例えば航空制御システム、ジオフェンシングシステム等)は、認証センターを通して、UAV識別子(ID)に従って、対応するUAVを識別して、関連する情報(例えば、UAVの構成、積載量レベル及びセキュリティレベル)を得られる。セキュリティシステムは、異なるタイプのUAVを取り扱うことが可能であり得る。異なるタイプのUAVは、異なる物理的特性(例えば、型、形状、サイズ、エンジン出力、範囲、バッテリ寿命、センサ、性能、搭載物、搭載物の定格または積載量)を有していてもよく、または、異なる任務(例えば、見張り、動画撮影、通信、配信)を行うように用いられ得る。異なるタイプのUAVが、異なるセキュリティレベルまたは優先度を有し得る。例えば、異なるタイプのUAVは、異なるアクティビティを行うことを許諾され得る。例えば、第1の許諾タイプのUAVは、第2の許諾タイプのUAVが入ることを未許諾の可能性がある範囲に、入ることを許諾され得る。UAVのタイプは、同じ製造者または設計者によって、または異なる製造者または設計者によって作成された、異なるUAVのタイプを含み得る。
許諾された第3者(例えば航空制御システム、ジオフェンシングシステム等)は、認証センターを通して、ユーザー識別子(ID)に従って、対応するユーザーを識別して、関連する情報を得られる。セキュリティシステムは、異なるタイプのユーザーを取り扱い可能であり得る。異なるタイプのユーザーは、異なる習熟度、経験量、異なるタイプのUAVとの関連性、許諾レベル、または異なる人口統計情報を有し得る。例えば、異なる習熟度を有するユーザーは、異なるタイプのユーザーとみなされ得る。ユーザーは、ユーザーの習熟度を検証するために、証明または試験を受けてもよい。1人以上の他のユーザーが、ユーザーの習熟度を保証または検証してもよい。例えば、ユーザーの指導者が、ユーザーの習熟度を検証してもよい。あるいは、ユーザーは、習熟度を自分で特定してもよい。異なる経験度を有するユーザーは、異なるタイプのユーザーとみなされ得る。例えば、ユーザーは、一定の時間数のUAVの操作、またはUAVを用いて飛行させた任務の一定の数の記録を取るか、または証明できる。ユーザーの経験度を他のユーザーが検証するかまたは保証できる。ユーザーは、ユーザーに関する経験量を自分で特定できる。ユーザータイプは、ユーザーの訓練のレベルを示してもよい。ユーザーの習熟度または経験の少なくとも一方は、UAV全般向けでよい。代替的に、ユーザーの習熟度または経験の少なくとも一方は、UAVタイプに特有でよい。例えば、ユーザーは、第1のタイプのUAVについて、高い習熟度または多くの経験量を有すると同時に、第2のタイプのUAVについて、低い習熟度またはあまり多くない経験量を有してもよい。異なるタイプの異なるユーザーは、異なる許諾タイプのユーザーを含んでよい。異なる許諾タイプは、異なる飛行規制のセットが異なるユーザーに課されてもよいことを意味し得る。場合によっては、何人かのユーザーは、他のユーザーよりも高いセキュリティレベルを有していてもよく、より少ない飛行規制または制限が設定されることを意味し得る。場合によっては、一般のユーザーは、一般のユーザーから制御を引き継ぐことが可能であり得る管理ユーザーと差別化され得る。一般のユーザーは、制御主体ユーザー(例えば、政府機関職員、救急サービスのメンバー、法執行機関等)とは差別化され得る。ある実施形態では、管理ユーザーは、制御主体ユーザーであってもよく、または制御主体ユーザーとは差別化されてもよい。別の事例では、親がその子どもから飛行制御を引き継ぐことが可能であり得、またはインストラクタが生徒から飛行制御を引き継ぐことが可能であり得る。ユーザータイプは、1つ以上のタイプのUAVを操作中のユーザーのクラスまたはカテゴリを示してもよい。他のユーザータイプ情報が、ユーザーの人口統計(例えば、場所、年齢等)に基づいてもよい。
同様に、安全システムに関与する任意の他の装置または当事者が、独自のタイプを有してもよい。例えば、ジオフェンシング識別子が、ジオフェンシング装置タイプを示してもよく、またはリモートコントローラ識別子が、リモートコントローラタイプを示してもよい。
安全システムの範囲内で動作中のUAVには、UAVID及びキーが付与され得る。ID及びキーは、ID登録データベースから付与され得る。ID及びキーは、グローバルに一意であってもよく、また任意に、コピーすることができない。安全システムの範囲内でUAVを操作しているユーザーには、ユーザーID及びキーが付与され得る。ID及びキーは、ID登録データベースから付与され得る。ID及びキーは、グローバルに一意であってもよく、また任意に、コピーすることができない。
UAV及び航空制御システムは、ID及びキーを用いた相互認証を有し、それによってUAVの操作を可能にし得る。場合によっては、認証は、制限された領域内での飛行許可を得ることを含み得る。ユーザー及び航空制御システムは、ID及びキーを用いた相互認証を有し、それによってユーザーがUAVの操作を可能にし得る。
キーは、様々な形式で提供され得る。ある実施形態では、UAVキーは、UAVから切り離すことができない場合がある。キーは、キーの盗難を防止するように設計され得る。キーは、外部から読み出し可能ではない一度のみ書き込めるメモリ(例えば、暗号化されたチップ)によって、またはセキュア汎用加入者識別モジュール(USIM)によって、実装され得る。場合によっては、ユーザーキーまたはリモートコントローラキーは、ユーザーのリモートコントローラから切り離し不可能であり得る。キーは、認証センターによって用いられ、UAV、ユーザー、または任意の他の装置の少なくとも1つを認証できる。
本明細書に記載されるように、認証システムは、識別登録データベース、認証センターと航空制御システムを含み得る。識別登録データベースは、UAVを互いに対して一意的に識別する1つ以上のUAV識別子と、ユーザーを互いに対して一意的に識別する1つ以上のユーザー識別子を記憶する。認証センターは、UAVの識別情報と、ユーザーの識別情報を認証する。航空制御システムは、認証されたUAVのUAV識別子と、認証されたユーザーのユーザー識別子とを受信し、認証されたUAV識別子及び認証されたユーザー識別子のうち少なくとも1つに基づいて、飛行規制のセットを提供する。
認証システムは、当技術分野で周知であるかまたは後に開発される、任意のハードウェア構成または設定を用いて実現され得る。例えば、ID登録データベース、認証センター、または航空制御システムの少なくとも1つは、1つ以上のサーバを用いて、個々にまたは一括して可動させてもよい。航空制御システムの1つ以上のサブシステム(例えば飛行監督モジュール、飛行規制モジュール、交通管理モジュール、ユーザーアクセス制御モジュール、UAVアクセス制御モジュールまたは任意の他のモジュール)は、1つ以上のサーバを用いて、個々にまたは一括して実現されてもよい。サーバのいかなる記載も、任意の他のタイプの装置に適用し得る。本装置は、コンピュータ(例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバ)、モバイル装置(例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット、携帯情報端末)、または任意の他のタイプの装置でよい。本装置は、ネットワークを経由して通信可能であるネットワーク装置でよい。本装置は、1つ以上の記憶装置ユニットを含んでよい。1つ以上の記憶装置ユニットは、本明細書の他の部分に記載された1つ以上のステップを行うためのコード、論理または命令を記憶できる非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。本装置は、1つ以上のプロセッサを含んでよい。1つ以上のプロセッサは、本明細書に記載されたような、非一時的コンピュータ可読媒体のコード、論理、または命令に従って、1つ以上のステップを個々にまたは一括して実行できる。
様々な部品(例えばID登録データベース、認証センターまたは航空制御システムの少なくとも1つ)は、同じ地点においてハードウェア上に実現されてもよく、または異なる地点において実現され得る。認証システム部品は、同じ装置または複数の装置を用いて実現され得る。場合によっては、クラウドコンピューティングインフラストラクチャが、認証システムの設置に組み込まれ得る。任意に、ピアツーピア(P2P)関係が、認証システムによって使用され得る。
UAVにオフボードの部品、UAVにオンボードの部品、またはそれらの組み合わせが設けられ得る。リモートコントローラにオフボードの部品、リモートコントローラにUAVにオンボードの部品、またはそれらの組み合わせが設けられ得る。ある好ましい実施形態では、上記部品は、UAVにオフボード、かつリモートコントローラにオフボードで設けられてもよく、UAV(または他のUAVの少なくとも一方)とリモートコントローラ(または他のリモートコントローラの少なくとも一方)と通信し得る。上記部品は、UAVと直接または間接的に通信し得る。場合によっては、別の装置を介して、通信が中継され得る。他の装置は、リモートコントローラ、または別のUAVでよい。
飛行規制
UAVのアクティビティは、飛行規制のセットに従って統制されてもよい。飛行規制のセットは、1つ以上の飛行規制を含み得る。飛行規制の様々なタイプ及び例が、本明細書に記載される。
飛行規制は、UAVの物理的配置を統制できる。例えば、飛行規制は、UAVの飛行、UAVの離陸、またはUAVの着陸の少なくとも一方を統制できる。飛行規制は、UAVが飛行してもよい地上の領域、または飛行していけない地上の領域、あるいはUAVが飛行してもよい空間のボリューム、または飛行してはいけない空間のボリュームを示してもよい。飛行規制は、UAVの位置(例えば、UAVが、空間において、またはその下の面の上に位置する位置)またはUAVの向きの少なくとも一方に関係してもよい。ある例では、飛行規制は、UAVが、割り当てボリューム(例えば、空域)内で、または割り当て領域(例えば、下の地面または水)の少なくとも一方での飛行を防止し得る。飛行規制は、1つ以上の境界のセットを含む。前記1つ以上の境界セットの内側では、UAVが飛行を許可されていない。他の例では、飛行規制は、割り当てボリューム内の飛行、または割り当て領域にわたる飛行の少なくとも一方のみを許可してもよい。飛行規制は、1つ以上の境界のセットを含む。前記1つ以上の境界セットの内側では、UAVが飛行を許可されている。任意に、飛行規制は、UAVが、固定または可変でよい高度上限を上回る飛行を防止し得る。別の事例では、飛行規制は、UAVが、固定または可変でよい高度下限を下回る飛行を防止できる。UAVは、高度下限と高度上限の間の高度での飛行を要求される場合がある。別の事例では、UAVは、1つ以上の高度範囲内での飛行が可能であり得る。例えば、飛行規制は、UAVの一定の向きの範囲のみを許可してもよく、またはUAVの一定の向きの範囲を許可しなくてもよい。UAVの向きの範囲は、1軸、2軸、または3軸に対してでよい。この軸は、直交軸(例えばヨー軸、ピッチ軸、またはロール軸)でよい。
飛行規制は、UAVの動作を統制できる。例えば、飛行規制は、UAVの並進速度、UAVの並進加速度、UAVの角速度(例えば、1軸、2軸、または3軸を中心として)、またはUAVの角加速度(例えば、1軸、2軸、または3軸を中心として)を統制できる。飛行規制は、UAV並進速度、UAV並進加速度、UAV角速度、またはUAV角加速度について最大限度を設定できる。このように、飛行規制のセットは、UAVの飛行速度または飛行加速度の少なくとも一方の制限を含んでよい。飛行規制は、UAV並進速度、UAV並進加速度、UAV角速度、またはUAV角加速度について最小閾値を設定できる。飛行規制は、UAVが最小閾値と最大限度の間で動くことを要求できる。あるいは、飛行規制は、UAVが1つ以上の並進速度範囲、並進加速度範囲、角速度範囲、または角加速度範囲内で動くことを防止できる。一例では、UAVは、指定された空域内でのホバリングを許可されない場合がある。UAVは、最小並進速度0mphを上回る飛行を要求される場合がある。別の事例では、UAVは、急速過ぎる飛行(例えば、最高制限速度40mphを下回る飛行)を許可されない場合がある。UAVの動作は、割り当てボリュームに対する統制、または割り当て領域にわたる統制、の少なくとも一方が実行され得る。
飛行規制は、UAVについての離陸または着陸手順の少なくとも一方を統制できる。例えば、UAVは、割り当て領域内での飛行を許可されているが、着陸を許可されていない場合がある。別の事例では、UAVは、割り当て領域から一定の方法で、または一定の速度でのみ、離陸が可能であり得る。別の事例では、手動での離陸または着陸が許可されていない場合があり、かつ割り当て領域で自律的な着陸または離陸処理を用いなければならない。飛行規制は、離陸が許されているかどうか、着陸が許されているかどうか、離陸または着陸が順守しなければならない全ての規則(例えば、速度、加速度、方向、向き、飛行モード)について統制できる。ある実施形態では、手動での着陸または離陸が許可されずに、離陸または着陸の少なくとも一方のための自動化されたシーケンスのみが許可され、逆もまた同様である。UAVの離陸または着陸手順の少なくとも一方は、割り当てボリュームに関する統制、または、割り当て領域にわたる統制の少なくとも一方が実行され得る。
場合によっては、飛行規制は、UAVの搭載物の動作を統制してもよい。UAVの搭載物は、センサ、エミッタ、またはUAVによって支持され得る任意の他のものでよい。搭載物は、電源がオンでも、またはオフでもよい。搭載物は、操作可能(例えば、電源オン)または操作不可能(例えば、電源オフ)でよい。飛行規制は、UAVが搭載物を動作することを許可されない状態を含み得る。例えば、割り当て空域では、飛行規制は、搭載物の電源をオフにすることを要求してもよい。搭載物は、信号を発してもよく、また飛行規制は、信号の性質、信号の大きさ、信号の範囲、信号の方向、または任意の動作のモードを統制してもよい。例えば、搭載物が光源である場合、飛行規制は、割り当て空域内で、光が閾値強度よりも明るくないことを要求できる。別の事例では、搭載物が、音を放射するためのスピーカである場合、飛行規制は、割り当て空域外で、スピーカが、いかなるノイズも発信しないことを要求できる。搭載物は、情報を収集するセンサであってもよく、また飛行規制は、情報が収集されるモード、どのようにして情報が前処理または処理されるかに関するモード、情報が収集される感度限界、情報が収集される周波数またはサンプリングレート、情報が収集される範囲、または情報が収集される方向を統制できる。例えば、搭載物は、撮像装置でよい。撮像装置は、静止画像(例えば、スチール写真)または動画(例えば、ビデオ)の撮影が可能であり得る。飛行規制は、以下を統制できる。撮像装置のズーム、撮像装置によって撮影された画像の解像度、撮像装置のサンプリングレート、撮像装置のシャッタースピード、撮像装置の口径、フラッシュが用いられているか、撮像装置のモード(例えば、照明モード、カラーモード、スチール対ビデオモード)、または撮像装置のフォーカス。一例では、カメラは、割り当て領域にわたる画像の撮影を許可されない場合がある。別の事例では、カメラは、画像の撮影を許可され得るが、割り当て領域にわたる音の取り込みを許可されない場合がある。別の事例では、カメラは、割り当て領域で、高解像度の写真の撮影のみを許可され、割り当て領域外で低解像度の写真の撮影のみを許可される場合がある。別の事例では、搭載物は、音声キャプチャ装置でよい。飛行規制は、以下を統制できる。音声キャプチャ装置の電源をオンにすることが許可されているか、音声キャプチャ装置の感度、音声キャプチャ装置がピックアップ可能であるデシベル範囲、音声キャプチャ装置の指向性(例えば、放物面マイクロフォンに対して)、または音声キャプチャ装置の任意の他の特質。一例では、音声キャプチャ装置は、割り当て領域で、音声を取り込むことが許可されてもよく、または許可されなくてもよい。別の事例では、音声キャプチャ装置は、割り当て領域にある間、特定の周波数範囲内で音声を取り込むことのみを許可される場合がある。搭載物の動作は、割り当てボリュームに関する統制、または割り当て領域にわたる統制が行われ得る。
飛行規制は、搭載物が情報を送信できるか、または、記憶できるかを統制できる。例えば、搭載物が撮像装置である場合、飛行規制は、画像(スチールまたは動画)が記録されているかを統制できる。飛行規制は、撮像装置にオンボードのメモリまたはUAVオンボードのメモリ内に記録できるかを統制できる。例えば、撮像装置は、電源をオンにして、ローカルディスプレイ上に撮影された画像の表示を許可されてもよいが、画像のいずれも記録を許可されていない場合がある。飛行規制は、撮像装置とオフボード、またはUAVとオフボードで、画像がストリーミングされ得るかを統制できる。例えば、飛行規制は、UAVが割り当て空域内にある間、UAVにオンボードの撮像装置が、UAVにオフボードの端末まで、ビデオのストリーミングを許可されてもよく、割り当て空域外の場合は、ビデオのストリーミングが可能ではない場合がある。同様に、搭載物が音声キャプチャ装置である場合、飛行規制は、音声キャプチャ装置のオンボードメモリまたはUAVにオンボードのメモリに、音を記録できるかを統制できる。例えば、音声キャプチャ装置は、電源をオンにして、取り込まれた音をローカルスピーカで再生することが許可されていてもよいが、音のいずれも記録が許可されていない場合がある。飛行規制は、画像が、音声キャプチャ装置または任意の他の搭載物とはオフボードでストリーミングされ得るかを統制できる。収集されたデータの記憶または送信の少なくとも一方は、割り当てボリュームに関する統制、または割り当て領域にわたる統制のいずれかあるいは両方を成され得る。
場合によっては、搭載物は、UAVによって支持されるアイテムであってもよく、また飛行規制は、搭載物の特性を決定付けできる。搭載物の特性の例は、搭載物の寸法(例えば、高さ、幅、長さ、直径、対角線)、搭載物の重量、搭載物の安定性、搭載物の材料、搭載物の脆性、または搭載物のタイプを含み得る。例えば、飛行規制は、割り当て領域にわたる飛行の間、UAVが3ポンドを越えないパッケージを支持し得ることを指図できる。別の事例では、飛行規制は、UAVが、割り当てボリューム範囲内のみで、1フィートを超える寸法を有するパッケージの支持を許可できる。別の飛行規制は、割り当てボリューム範囲内で1ポンド以上のパッケージを支持しているとき、UAVの5分間のみの飛行を許可でき、5分以内で割り当てボリュームを離れなかった場合、UAVを自動的に着陸させ得る。搭載物自体のタイプに制限が設けられ得る。例えば、不安定な、または爆発の可能性がある搭載物は、UAVによって支持されない場合がある。飛行制限は、UAVが脆弱な物体を支持することを防止できる。搭載物の特性は、割り当てボリュームに関する規制、または割り当て領域にわたる規制の少なくとも一方が可能である。
また、飛行規制は、UAVによって支持されたアイテムに関して行われ得るアクティビティを規制できる。例えば、飛行規制は、割り当て領域でアイテムが降ろされてもよいかを指図できる。同様に飛行規制は、割り当て領域から、アイテムが取り上げられてもよいかを指図できる。UAVは、ロボットアーム、またはアイテムを降ろしたり取り上げたりすることを支援し得る他の機械構造を有してもよい。UAVは、UAVがアイテムを支持することを可能にし得る支持用コンパートメントを有してもよい。搭載物に関係するアクティビティは、割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方に関して規制され得る。
UAVに対する搭載物の位置付けは、飛行規制によって統制されてもよい。UAVに対する搭載物の位置は、調整可能であり得る。UAVに対する搭載物の並進位置またはUAVに対する搭載物の向きの少なくとも一方は、調整可能であり得る。並進位置は、1、2、または3の直交軸に対して調整可能であり得る。搭載物の向きは、1、2、または3直交軸(例えば、ピッチ軸、ヨー軸、またはロール軸)に対して調整可能であり得る。ある実施形態では、搭載物は、UAVに対する搭載物の位置付けを制御し得る支持機構を有するUAVに接続されてもよい。支持機構は、UAV上の搭載物の重量を支え得る。任意に、支持機構は、UAVに対する、1軸、2軸、または3軸に対する搭載物の回転を可能にし得るジンバル式プラットフォームでよい。搭載物の位置付けの調整を行うことができる1つ以上のフレーム部品及び1つ以上のアクチュエータが備えられてもよい。飛行規制は、支持機構、またはUAVに対する搭載物の位置を調整する任意の他のメカニズムを制御できる。一例では、飛行規制は、割り当て領域にわたって飛行している間、搭載物を下向きにすることを許可しない場合がある。例えば、当該領域が、搭載物を取り込むことが望ましくない可能性がある機密データを有している場合がある。別の事例では、飛行規制は、割り当て空域内にある場合、搭載物を、UAVに対して下向きに並進移動させることができ、パノラマ画像キャプチャ等のより広い視野を可能にし得る。搭載物の位置付けは、割り当てボリュームに関する統制、または割り当て領域にわたる統制の少なくとも一方が行われ得る。
飛行規制は、無人航空機の1つ以上のセンサを統制できる。例えば、飛行規制は、(1)センサがオンであるかオフであるか(またはどのセンサがオンまたはオフであるか)、(2)情報が収集されるモード、(3)どのようにして情報が前処理または処理されるかに関するモード、(4)情報が収集される感度限界、(5)情報が収集される周波数またはサンプリングレート、(6)情報が収集される範囲、または(6)情報が収集される方向、を統制できる。飛行規制は、センサが情報を記憶または送信をできるかを統制できる。一例では、UAVが割り当てボリューム内にある間、GPSセンサはオフにされ得るが、一方で視覚センサまたは慣性センサは、ナビゲーションのためにオンにされる。別の事例では、割り当て領域にわたって飛行している間、UAVの音声センサはオフにされてもよい。1つ以上のセンサの動作は、割り当てボリュームに関する統制、または割り当て領域にわたる統制の少なくとも一方が行われ得る。
UAVの通信が、1つ以上の飛行規制に従って制御され得る。例えば、UAVは、1つ以上の遠隔装置と遠隔通信が可能であり得る。遠隔装置の例は、以下を含み得る。UAVの動作を制御し得るリモートコントローラ、搭載物、支持機構、センサ、またはUAVの任意の他の部品、UAVによって受信された情報を示し得る表示端末、UAVから情報を収集できるデータベース、または任意の他の外部装置。遠隔通信は、無線通信でよい。通信は、UAVと遠隔装置の間の直接通信でよい。直接通信の例は、WiFi、WiMax、無線周波数、赤外線、可視、または他のタイプの直接通信を含み得る。通信は、UAVと、1つ以上の中間装置またはネットワークを含み得る遠隔装置との間の直接通信でよい。間接通信の例は、3G、4G、LTE、衛星、または他のタイプの通信を含み得る。飛行規制は、遠隔通信がオンであるかまたはオフであるかを指図できる。飛行規制は、1つ以上の無線状態下でUAVが通信が許可されない条件を含むことができる。例えば、通信は、UAVが割り当て空間のボリューム内にある間は許可されない場合がある。飛行規制は、許可され得るかまたは許可され得ない通信モードを指図できる。例えば、飛行規制は、直接通信モードが許可されているか、間接通信モードが許可されているか、または直接通信モードと間接通信モードとの間で優先順位が確立されているかを指図できる。一例では、割り当てボリューム内で直接通信のみが許可される。別の事例では、利用可能である限りは、割り当て領域にわたって直接通信に対する優先順位が確立されてもよく、そうでなければ間接通信が用いられてもよく、一方で割り当て領域外である間は通信は許可されない。飛行規制は、通信の特性(例えば使用される帯域幅、使用される周波数、使用されるプロトコル、使用される暗号化、使用され得る通信を支援する装置)を決定付けできる。例えば、飛行規制は、UAVが所定のボリューム内にある場合、既存のネットワークが通信に利用されることのみを許可できる。飛行規制は、割り当てボリュームに関するUAVの通信、または割り当て領域にわたるUAVの通信の少なくとも一方を統制し得る。
UAVの他の機能、例えばナビゲーション、電力使用及び監視は、飛行規制に従って統制されてもよい。電力使用及び監視の例は、バッテリ及び電力使用情報に基づく残り飛行時間量、バッテリの充電状況、またはバッテリ及び電力使用情報に基づく残り推定距離量を含んでよい。例えば、飛行規制は、割り当てボリューム内で動作中のUAVが、残りのバッテリ寿命を少なくとも3時間有することを必要とし得る。別の事例では、飛行規制は、割り当て領域外の場合、UAVが少なくとも50%の充電状態であることを必要とし得る。かかる付加機能は、飛行規制によって、割り当てボリュームに関する統制、または割り当て領域にわたる統制の少なくとも一方が行われ得る。
割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方は、飛行規制のセットに対して静的でよい。例えば、割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方についての境界は、飛行規制のセットについて長期間同じままでよい。あるいは、該境界は、時間と共に変更してもよい。例えば、割り当て領域は学校であってもよく、かつ割り当て領域についての境界は、就学時間中の学校を包含してもよい。就学時間後、境界が縮小されてもよく、または割り当て領域が除去されてもよい。放課後の時間中は、割り当て領域を、子どもたちが放課後の活動に参加する近所の公園に設置してもよい。割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方に関する規則は、飛行規制のセットについて、長期間同じままであってもよく、または時間と共に変更してもよい。変更は、時刻、曜日、月の週、月、四半期、季節、年、または任意の他の時間に関する要因によって決定付けられてもよい。時刻、日にち、または他の時間に関する情報を提供し得る時計からの情報を、境界または規則の変更を行う際に用いてもよい。飛行規制のセットは、時間に加えて、他の要因に対応する動的な部品を有してもよい。他の要因の例は、以下を含み得る。気候、温度、検出された光レベル、検出された個人または機械の存在、環境の複雑度、物理的交通(例えば、地上交通、歩行者の通行、航空機交通)、無線またはネットワークトラフィック、検出されたノイズの度合い、検出された動作、検出された熱特性、または任意の他の要因。
割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方は、ジオフェンシング装置に関連付けられてもよく、または関連付けられなくてもよい。ジオフェンシング装置は、割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方のための参照点でよい。本明細書の他の部分に記載されるように、割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方の位置は、ジオフェンシング装置の位置に基づいて設けられ得る。あるいは、割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方は、ジオフェンシング装置の存在を必要とせずに設けられ得る。例えば、空港に対して周知の座標が設けられて、空港において物理的なジオフェンシング装置を必要とせず、割り当てボリュームまたは割り当て領域の参照の少なくとも一方として用いられ得る。ジオフェンシング装置に依拠してもよく、依拠しなくてもよい、割り当てボリュームまたは割り当て領域の少なくとも一方の、任意の組み合わせが設けられてもよい。
飛行規制は、UAVによる任意のタイプの飛行応答措置を導き出し得る。例えば、UAVは、コースを変更できる。UAVは、マニュアルモードから自律または半自律飛行制御モードに自動的に入ることができるか、または一定のユーザー入力に応答しなくてもよい。UAVは、他のユーザーがUAVの制御を引き継ぐことを許可してもよい。UAVは、自動的に着陸または離陸できる。UAVは、ユーザーに警報を送ることができる。UAVは、自動的に減速または加速できる。UAVは、搭載物、支持機構、センサ、通信ユニット、ナビゲーションユニット、電源調整ユニットの動作を調整できる(動作の中断または動作パラメータの変更を含み得る)。飛行応答措置は、瞬時に発生してもよく、またはある期間(例えば、1分、3分、5分、10分、15分、30分)の後に行われてもよい。ある期間は、飛行応答措置が始まる前に、ユーザーがUAVに対する何らかの制御に反応して行使するための猶予期間でよい。例えば、ユーザーが飛行制限されたゾーンに接近している場合、ユーザーは警報を受けることができ、かつUAVのコースを変更して、飛行制限されたゾーンを出られる。ユーザーが猶予期間内に応答しない場合、UAVを、飛行制限されたゾーン内に自動的に着陸させ得る。UAVは、遠隔ユーザーによって操作されたリモートコントローラからの1つ以上の飛行コマンドに従って、正常に動作できる。飛行応答措置は、飛行規制のセットと1つ以上の飛行コマンドとが矛盾する場合、1つ以上の飛行コマンドを無効にできる。例えば、ユーザーが、UAVに飛行禁止ゾーンに入るように指示した場合、UAVは自動的にコースを変えて、飛行禁止ゾーンを避け得る。
飛行規制のセットは、以下の1つ以上に関する情報を含み得る。(1)飛行規制のセットが適用され得る割り当てボリュームまたは領域の少なくとも一方、(2)1つ以上の規則(例えば、UAV、搭載物、支持機構、センサ、通信モジュール、ナビゲーションユニット、電源ユニットの動作)、(3)UAVを規則に準拠させるための1つ以上の飛行応答措置(例えば、UAV、搭載物、支持機構、センサ、通信モジュール、ナビゲーションユニット、電源ユニットによる応答)、または(4)割り当てボリュームまたは領域の少なくとも一方、規則、または飛行応答措置に影響を及ぼし得る時間または任意の他の要因。飛行規制のセットは、単一の飛行規制を含み得、(1)、(2)、(3)、または(4)の少なくとも1つに関する情報を含むことができる。飛行規制のセットは、(1)、(2)、(3)、または(4)の少なくとも1つに関する情報を各々含み得る、複数の飛行規制を含むことができる。任意のタイプの飛行規制を組み合わせてもよく、また、飛行規制に従って、飛行応答措置の任意の組み合わせが行われ得る。飛行規制のセットに対して、1つ以上の割り当てボリュームまたは領域の少なくとも一方が設けられ得る。例えば、UAVに対して、飛行規制のセットが設けられ得る。飛行規制のセットは、UAVが第1の割り当てボリューム内での飛行を許可せず、UAVが高度上限の下で、第2の割り当てボリューム内での飛行を許可する。しかし、UAVにオンボードのカメラの動作を許可せず、UAVが第3の割り当てボリューム内で音声データを記録することのみを許可する。UAVは、UAVを飛行規制に準拠させ得る飛行応答措置を有して得る。手動によるUAVの操作を無効にさせて、UAVを飛行規制の規則に準拠させ得る。1つ以上の飛行応答措置を自動的に実行させて、ユーザーによる手動入力を無効にし得る。
飛行規制のセットは、UAVに対して生成され得る。飛行規制のセットの生成は、飛行規制の一からの作成を含み得る。飛行規制のセットの生成は、複数の使用可能な飛行規制のセットから、飛行規制のセットの選択を含み得る。飛行規制のセットの生成は、1つ以上の飛行規制のセットの特徴のを組み合わせることを含み得る。例えば、飛行規制のセットの生成は、以下の少なくとも1つの要素の判定を含み得る。割り当てボリュームまたは領域の少なくとも一方の判定、1つ以上の規則の判定、1つ以上の飛行応答措置の判定、任意の要素を動的にさせ得る何らかの要因の判定等。これらの要素は、一から生成されてもよく、または1つ以上の既存の要素の選択肢から選択され得る。場合によっては、飛行規制は、ユーザーによって手動で選択され得る。あるいは、飛行規制は、人間が介在することを必要とせず、1つ以上のプロセッサの支援によって自動的に選択されてもよい。場合によっては、何らかのユーザー入力が与えられてもよいが、飛行規制の最終判定は、ユーザー入力に応じて、1つ以上のプロセッサが行い得る。
図3は、飛行規制のセットの生成に入り得る1つ以上の要因の例を示す。例えば、ユーザー情報310、UAV情報320、またはジオフェンシング装置情報330の少なくとも1つは、飛行規制のセットの生成340に入り得る。場合によっては、(1)ユーザー情報のみが考慮され、(2)UAV情報のみが考慮され、(3)ジオフェンシング情報のみが考慮され、(4)リモートコントロール情報のみが考慮され、または(5)これらの要因のうち任意の数のまたは組み合わせが、飛行規制のセットの生成において考慮される。
さらなる要因が、飛行規制のセットの生成において考慮され得る。これらは、ローカル環境(例えば、環境の複雑度、都市対田舎、交通情報、気候情報)に関する情報、1つ以上の第3者のソース(例えば、FAA(米連邦航空局)等の政府筋)からの情報、時間に関する情報、ユーザー入力による優先権、または任意の他の要因を含み得る。
ある実施形態では、特定の地勢(例えば、割り当てボリューム、割り当て領域)に関する飛行規制のセットは、ユーザー情報、UAV情報、ジオフェンシング装置情報、または任意の他の情報に関わらず、同じでよい。例えば、全てのユーザーが、同じ飛行規制のセットを受信し得る。別の事例では、全てのUAVが、同じ飛行規制のセットを受信し得る。
あるいは、特定の地勢(例えば、割り当てボリューム、割り当て領域)に関する飛行規制のセットは、ユーザー情報、UAV情報、またはジオフェンシング装置情報の少なくとも1つに基づいて、異なってもよい。本明細書の他の部分に記載されるように、ユーザー情報は、個々のユーザーに特定の情報(例えば、ユーザー飛行履歴、以前のユーザーの飛行の記録)または、ユーザータイプ(例えば、ユーザーの技術カテゴリ、ユーザーの経験カテゴリ)の少なくとも一方を含み得る。本明細書の他の部分に記載されるように、UAV情報は、個々のUAVに特定の情報(例えば、UAV飛行履歴、保守または事故の記録、固有のシリアルナンバー)またはUAVタイプ(例えば、UAVの型、特性)の少なくとも一方を含み得る。
飛行規制のセットは、ユーザータイプを示すユーザー識別子に基づいて生成され得る。無人航空機(UAV)を制御するシステムが提供され得る。当該システムは、第1の通信モジュールと1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、第1の通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)第1の通信モジュールまたは第2の通信モジュールを用いて、ユーザータイプを示すユーザー識別子を受信し、(2)ユーザー識別子に基づいて、UAVの飛行規制のセットを生成し、(3)第1の通信モジュールまたは第2の通信モジュールを用いて、UAVに飛行規制のセットを送信する。
無人航空機(UAV)を制御する方法は、(1)ユーザータイプを示すユーザー識別子を受信するステップと、(2)1つ以上のプロセッサの支援によって、ユーザー識別子に基づいて、UAVの飛行規制のセットを生成するステップと、(3)通信モジュールの支援によって、UAVに飛行規制のセットを送信するステップとを含み得る。同様に、無人航空機(UAV)を制御するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体が提供されてもよく、当該コンピュータ可読媒体は、(1)ユーザータイプを示すユーザー識別子を受信するプログラム命令と、(2)ユーザー識別子に基づいて、UAVの飛行規制のセットを生成するプログラム命令と、(3)通信モジュールの支援によって、UAVに飛行規制のセットを送信する信号を生成するプログラム命令を含む。
UAVは、(1)UAVの飛行を実行する1つ以上の推進ユニットと、(2)遠隔ユーザーから1つ以上の飛行コマンドを受信する通信モジュールと、(3)1つ以上の推進ユニットに伝達される飛行制御信号を生成する飛行制御ユニットと、を含み得る。飛行制御信号は、UAVに対する飛行規制のセットに従って生成され、飛行規制は、遠隔ユーザーのユーザータイプを示すユーザー識別子に基づいて生成される。
本明細書の他の部分に記載されるように、ユーザータイプは、任意の特性を有してもよい。例えば、ユーザータイプは、UAVの操作におけるユーザーの経験レベル、UAVを操作におけるユーザーの訓練のレベルまたは認証、または1つ以上のタイプのUAVを操作におけるユーザーの部類を示してもよい。ユーザー識別子は、ユーザーを他のユーザーから一意的に識別できる。ユーザー識別子は、UAVに対して遠隔であるリモートコントローラから受信され得る。
飛行規制のセットは、ユーザー識別子に基づいて、複数の飛行規制のセットから1つの飛行規制のセットを選択することによって生成される。飛行規制のセットは、UAVにオフボードの航空制御システムによって生成される。UAVは、直接通信チャネルを介して、航空制御システムと通信できる。UAVは、ユーザーまたはユーザーによって操作されたリモートコントローラを通して中継されることによって、航空制御システムと通信できる。UAVは、1つ以上の他のUAVを通して中継されることによって、航空制御システムと通信できる。
飛行規制のセットは、UAVタイプを示すUAV識別子に基づいて生成され得る。無人航空機(UAV)を制御するシステムが提供され得る。当該システムは、第1の通信モジュールと1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、第1の通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)第1の通信モジュールまたは第2の通信モジュールを用いて、UAVタイプを示すUAV識別子を受信し、(2)UAV識別子に基づいて、UAVの飛行規制のセットを生成し、(3)第1の通信モジュールまたは第2の通信モジュールを用いて、UAVに飛行規制のセットを送信する。
ある実施形態では、無人航空機(UAV)を制御する方法は、(1)UAVタイプを示すUAV識別子を受信するステップと、(2)1つ以上のプロセッサの支援によって、UAV識別子に基づいて、UAVの飛行規制のセットを生成するステップと、(3)通信モジュールの支援によって、UAVに飛行規制のセットを送信するステップと、を含み得る。同様に、無人航空機(UAV)を制御するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体は、(1)UAVタイプを示すUAV識別子を受信するプログラム命令と、(2)UAV識別子に基づいて、UAVの飛行規制のセットを生成するプログラム命令と、(3)通信モジュールの支援によって、UAVに飛行規制のセットを送信する信号を生成するプログラム命令を含む。
1つ以上の推進ユニットと、通信モジュールと、飛行制御ユニットを含む、無人航空機(UAV)が提供され得る。1つ以上の推進ユニットは、UAVの飛行を実行する。通信モジュールは、遠隔ユーザーから1つ以上の飛行コマンドを受信する。飛行制御ユニットは、1つ以上の推進ユニットに伝達される飛行制御信号を生成する。また、飛行制御信号は、UAVの飛行規制のセットに従って生成され、飛行規制は、遠隔ユーザーのUAVタイプを示すUAV識別子に基づいて生成される。
本明細書の他の部分に記載されるように、UAVタイプは、任意の特性を有し得る。例えば、UAVタイプは、UAVの型、UAVの性能、またはUAVの搭載物を示し得る。UAV識別子は、UAVを他のUAVから一意的に識別できる。ユーザー識別子は、UAVに対して遠隔であるリモートコントローラから受信され得る。
飛行規制のセットは、例えば本明細書の他の部分に記載されているような、1つ以上の付加的な要因を包含することに基づいて生成され得る。例えば、環境条件が考慮され得る。例えば、環境の複雑度が高い場合は、さらに制限されてもよく、一方で環境の複雑度が低い場合は、より少なく制限されてもよい。人口密度が高い場合は、さらに制限されてもよく、一方で事人口密度が低い場合は、より少なく制限がされてもよい。交通(例えば、航空交通または地表上を走る交通)の程度が高い場合は、さらに制限されてもよい。一方で交通の程度が低い場合は、より少なく制限されてもよい。ある実施形態では、(1)環境気候が極端な温度であるか、強風であるか、降雨を含むか、または雷の可能性がある場合は、(2)環境気候がより穏やかな温度であるか、風がより少ないか、降雨がないか、または雷の可能性が少ないかまたは無い場合よりも、さらに制限されてもよい。
飛行規制のセットは、UAV識別子に基づいて、複数の飛行規制のセットから飛行規制のセットを選択することによって生成される。飛行規制のセットは、UAVにオフボードの航空制御システムによって生成される。UAVは、直接通信チャネルを介して、航空制御システムと通信できる。UAVは、ユーザーまたはユーザーによって操作されたリモートコントローラを通して中継されることによって、航空制御システムと通信できる。UAVは、1つ以上の他のUAVを通して中継されることによって、航空制御システムと通信できる。
前述のように、飛行規制のセットには、様々なタイプの飛行規制が設けられ得る。飛行規制は、UAVまたはユーザーに特定的であってもよく、またはUAVまたはユーザーの少なくとも一方に特定的である必要はない。
図7は、複数のタイプの飛行規制を合体する場合の図を示す。様々な領域が設けられ得る。領域を画定するために、境界が設けられてもよい。飛行規制のセットは、1つ以上の領域(例えば、二次元表面の領域上の空域、または空域ボリューム)に影響し得る。飛行規制のセットは、1つ以上のゾーンに関連付けられた1つ以上の規則を含んでよい。
一例では、飛行規制ゾーン710が設けられてもよく、通信規制ゾーン720が設けられてもよく、搭載物規制ゾーン730が設けられてもよい。搭載物及び通信規制ゾーン750、非規制ゾーン760が設けられてもよい。ゾーンは、任意の形状または寸法の境界を有してもよい。例えば、ゾーンは、規則的な形状(例えば円形、長円、楕円、正方形、矩形、任意のタイプの四辺形、三角形、五角形、六角形、八角形、帯形、湾曲等)を有してもよい。ゾーンは、不規則な形状を有していてもよく、凸状または凹状の部分が含まれてもよい。
飛行規制ゾーン710は、UAV配置または動作に関する1つ以上の規則を課すことができる。飛行規制ゾーンは、UAVの飛行に影響を及ぼし得る飛行応答措置を課すことができる。例えば、UAVは、飛行規制ゾーン内である間は高度下限と高度上限との間の高度での飛行のみが可能であり得、一方で飛行制限は飛行規制ゾーン外で課される。
搭載物規制ゾーン730は、UAVの搭載物の動作または位置付けに関する1つ以上の規則を課すことができる。搭載物規制ゾーンは、UAVの搭載物に影響を及ぼし得る飛行応答措置を課すことができる。例えば、UAVは、撮像装置搭載物を用いて、搭載物規制ゾーン内である間は画像の撮影ができない可能性があり、一方で搭載物規制ゾーン外では搭載物制限は課されない。
通信規制ゾーン720は、UAVの通信ユニットの動作に関する1つ以上の規則を課すことができる。通信制御ゾーンは、UAVの通信ユニットの動作に影響を及ぼす飛行応答措置を課すことができる。例えば、UAVは、通信規制ゾーン内である間は画像を撮影できない可能性があるが、飛行制御信号を受信でき、一方で搭載物規制ゾーン外では搭載物制限は課されない。
搭載物及び通信規制ゾーン750は、UAVの搭載物と、UAVの通信ユニットの動作/位置付けに関する1つ以上の規則を課すことができる。例えば、UAVは、搭載物及び通信規制範囲内である間は、UAVにオンボードの撮像装置搭載物によって撮影された画像を記憶できない可能性があり、UAVにオフボードの画像をストリーミングまたは送信できない可能性がある。しかし、一方で搭載物及び通信規制範囲外では搭載物制限は課されない。
1つ以上の非規制ゾーンが設けられてもよい。非規制ゾーンは、1つ以上の境界外であってもよく、または1つ以上の境界内でよい。非規制ゾーン内である間、ユーザーは、1つ以上の飛行応答措置を自動起動させることなく、UAVに対する制御を維持できる。ユーザーは、UAVの物理的制限内で、UAVを自由に操作可能であり得る。
1つ以上のゾーンが重複してもよい。例えば、飛行規制ゾーンは、通信規制ゾーンと重複してもよい(715)。別の事例では、通信規制ゾーンは、搭載物規制ゾーンと重複してもよい(725)。別の事例では、飛行規制ゾーンは、搭載物規制ゾーンと重複してもよい(735)。場合によっては、飛行規制ゾーン、通信規制ゾーン、及び搭載物規制ゾーンが、全て重複となってもよい(740)。
多数のゾーンが重複している場合、多数のゾーンからの規則は、適所に存続できる。例えば、飛行制限及び通信制限の両方が、重複するゾーン内の適所に存続してもよい。場合によっては、多数のゾーンからの規則は、互いに競合しない限り、適所に存続できる。
この規則間の競合がある場合、様々な規則応答が課される場合がある。例えば、最も限定的な規則のセットが適用され得る。例えば、第1のゾーンが、UAVが高度400フィートより下を飛行することを要求し、第2のゾーンが、UAVが高度200フィートより下を飛行することを要求する場合、重複するゾーンでは、高度200フィートより下を飛行することに関する規則が適用される場合がある。このことは、規則のセットを併用及び適合させて、最も限定的なセットを形成することを含み得る。例えば、第1のゾーンが、UAVが100フィートより上で400フィートより下を飛行することを要求し、第2のゾーンが、UAVが50フィートより上で200フィートより下を飛行することを要求する場合、UAVは、第1のゾーンから飛行下限を、第2のゾーンから飛行上限を利用して、重複するゾーンにある間は100フィートと200フィートとの間で飛行できる。
別の事例では、ゾーンに階層が設けられ得る。該階層内でより高いゾーンからの規則は、該階層内でより低いゾーン内の規則よりも多少限定的であるかに関わらず、優先適用され得る。規制のタイプに従って該階層に命令できる。例えば、UAVの位置的飛行規制は、搭載物規制よりも高くランク付けされ得る通信規制よりも高くランク付けされ得る。他の例では、UAVが特定のゾーン内での飛行が許可されていないかに関する規則は、そのゾーンに対する他の規制に勝る場合がある。該階層を予め選択するか、または該階層に予め入ってよい。場合によっては、ゾーンに対する規則のセットを設けるユーザーは、該階層においてどのゾーンが他のゾーンよりも高いかを示し得る。例えば、第1のゾーンは、UAVが400フィートより下を飛行し、搭載物をオフにすることを要求する場合がある。第2のゾーンは、UAVが200フィートより下を飛行し、搭載物制限がないことを要求する場合がある。第1のゾーンが該階層内でより高い場合、第2のゾーンからのいかなる規則も課されることなく、第1のゾーンからの規則が課されてもよい。例えば、UAVは、400フィートより下を飛行し、搭載物をオフさせ得る。第2のゾーンが該階層内でより高い場合、規則第1のゾーンからのあらゆる規則が課されることなく、第2のゾーンからの規則が課されてもよい。例えば、UAVは、200フィートより下を飛行し、搭載物制限を何ら有しなくてもよい。
前述のように、飛行規制のセットは、UAVがゾーン内にある間、UAVに異なるタイプの規則を課し得る。このことは、UAVの位置に基づいて、搭載物の使用を制約すること、またはUAVの位置に基づいて、無線通信を制約することを含み得る。
本発明の態様は、UAVの搭載物制御システムを対象とし得る。UAVの搭載物制御システムは、第1の通信モジュールと1つ以上のプロセッサを含む。1つ以上のプロセッサは、第1の通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)第1の通信モジュールまたは第2の通信モジュールを用いて、位置に依存した搭載物使用パラメータを示す信号を受信し、(2)搭載物使用パラメータに応じた搭載物の操作を実行する1つ以上のUAV動作信号を生成する。
UAVに対してUAVの搭載物の使用を制約する方法である。前記方法は、(1)位置に依存した搭載物使用パラメータを示す信号を受信するステップと、(2)1つ以上のプロセッサの支援によって、搭載物使用パラメータに従って搭載物の操作を実行する1つ以上のUAV動作信号を生成するステップを含む。同様に、UAVに対して搭載物の使用を制約するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体が提供され得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)位置に依存した搭載物使用パラメータを示す信号を受信するプログラム命令と、(2)搭載物使用パラメータに従った搭載物の操作を実行する1つ以上のUAV動作信号を生成するプログラム命令を含む。
本システムの実施形態によれば、UAVは、搭載物と、通信モジュールと飛行制御ユニットを含み得る。通信モジュールは、遠隔ユーザーから1つ以上の搭載物コマンドを受信する。飛行制御ユニットは、搭載物または搭載物を支援する支持機構に伝達される搭載物制御信号を生成する。また、搭載物制御信号は、1つ以上のUAV動作信号に従って生成され、UAV動作信号は、位置に依存した搭載物使用パラメータに基づいて生成される。
搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所での搭載物の使用を制限できる。前述のように、搭載物は、撮像装置であってもよく、また搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所での撮像装置を制限が可能である。搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所において、撮像装置を用いた1つ以上の画像の記録を制限できる。搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所において、撮像装置を用いた1つ以上の画像の送信を制限できる。他の実施形態では、搭載物は、音声キャプチャ装置であってもよく、かつ搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所での音声キャプチャ装置の動作を制限する。
代替的にまたは組み合わせで、搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所での搭載物の使用を許可できる。搭載物が撮像装置である場合、搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所での撮像装置の操作を許可し得る。搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所において、撮像装置を用いた1つ以上の画像の記録を許可できる。搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所において、撮像装置を用いた1つ以上の画像の送信を許可できる。搭載物は、音声キャプチャ装置であってもよく、また搭載物使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所での音声キャプチャ装置の動作を許可できる。
さらに、1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して、(1)第1の通信モジュールまたは第2の通信モジュールを用いて、UAVの位置を示す信号を受信し、(2)UAVの位置を、位置に依存した搭載物使用パラメータと比較して、(3)UAVが搭載物の動作を制限するかまたは許可する場所に位置しているかを判定してもよい。この場所は、飛行制限されたゾーンでよい。飛行制限されたゾーンは、レギュレータによって判定され得る。飛行制限されたゾーンは、空港、公共の集会所、国の所有物、軍所有物、学校、民家、発電所、または飛行制限されたゾーンとして指定され得る任意の他の領域からの所定の距離内でよい。この場所は、長期間固定されたままであってもよく、または時間と共に変化してもよい。
位置に依存した搭載物使用パラメータを示す信号は、制御主体から受信され得る。制御主体は、レギュレータ、国際組織、または法人、もしくは本明細書の他の部分に記載されたような任意の他のタイプの制御主体である。制御主体は、本明細書の他の部分に記載された任意の機関及び組織のような、グローバル機関でよい。制御主体は、UAVにオフボードか、または、オンボードのソースでよい。制御主体は、UAVにオフボードの航空制御システムか、またはUAVにオフボードの認証システムの任意の他の部分でよい。制御主体は、データベースであってもよく、UAVのメモリに記憶されるか、またはUAVにオフボードで記憶されてもよい。データベースは、更新可能であり得る。制御主体は、搭載物の動作が制限されているか、または許可されている場所に位置付けられる送信装置でよい。場合によっては、制御主体は、本明細書の他の部分に記載されるように、ジオフェンシング装置でよい。ある実施形態では、前記UAVのユーザーを示すユーザー識別子、または前記UAVタイプを示すUAV識別子に基づく信号の少なくとも一方が送信され得る。
本発明の態様は、UAV通信制御システムを対象とし得る。UAV通信制御システムは、第1の通信モジュールと、1つ以上のプロセッサを含む。1つ以上のプロセッサは、第1の通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)第1の通信モジュールまたは第2の通信モジュールを用いて、位置に依存した通信使用パラメータを示す信号を受信し、(2)通信使用パラメータに応じてUAV通信ユニットの操作を実行する1つ以上のUAV動作信号を生成する。
さらに、UAVに対する無線通信を制約するための方法が提供される。前記方法は(1)位置に依存した通信使用パラメータを示す信号を受信するステップと、(2)1つ以上のプロセッサの支援によって、通信使用パラメータに応じた通信ユニットの操作を実行する1つ以上のUAV動作信号を生成するステップを含む。同様に、無人航空機(UAV)に対する無線通信を制約するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体を提供し得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)位置に依存した通信使用パラメータを示す信号を受信するステップと、(2)通信使用パラメータに従った通信ユニットの操作を実行する1つ以上のUAV動作信号を生成するプログラム命令を生成するステップを含む。
さらなる本発明の態様は、通信ユニットと飛行制御ユニットを備えるUAVを含み得る。通信ユニットは、無線通信を受信または送信する。飛行制御ユニットは、通信ユニットに伝達されて、通信ユニットの動作を生じさせる通信制御信号を生成される。通信制御信号は、1つ以上のUAV動作信号に従って生成され、UAV動作信号は、位置に依存した通信使用パラメータに基づいて生成される。
通信使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所での無線通信の使用を制限できる。無線通信は、直接通信でよい。無線通信は、無線周波数通信、WiFi通信、Bluetooth(登録商標)通信、または赤外線通信を含み得る。無線通信は、間接通信でよい。無線通信は、3G、4G、またはLTE通信を含み得る。上記通信の使用は、あらゆる無線通信を許可しないことによって制限されてもよい。上記通信は、選択された周波数帯域内のみでの無線通信の使用を許可することによって制限されてもよい。上記通信の使用は、より高い優先度の通信と干渉しない場合のみ、無線通信の使用を許可することによって制限されてもよい。場合によっては、他の全ての既存の無線通信が、UAV通信よりも高い優先度でよい。例えば、UAVが近傍範囲内を飛行している場合、近傍範囲内で行われている様々な無線通信がより高い優先度であるとみなされ得る。場合によっては、あるタイプの通信が、より高い特性の通信(例えば、緊急サービス通信、政府または公式の通信、医療装置またはサービス通信等)であるとみなされ得る。代替的にまたは組み合わせで、通信使用パラメータは、1箇所以上の所定の場所での無線通信の使用を許可する場合がある。例えば、特定の範囲内で、間接通信が許可され得る一方で、直接通信は許可されない。
さらに、1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して、(1)第1の通信モジュールまたは第2の通信モジュールを用いて、UAVの位置を示す信号を受信し、(2)UAVの位置を、位置に依存した通信使用パラメータと比較して、(3)UAVが通信ユニットの操作を制限するかまたは許可する場所に位置しているかを判定してもよい。この場所は、通信制限されたゾーンでよい。通信制限されたゾーンは、レギュレータによって、または一個人によって判定されてもよい。飛行制限されたゾーンは、空港、公共の集会所、国の所有物、軍所有物、学校、発電所、または飛行制限されたゾーンとして指定され得る任意の他の領域からの所定の距離内でよい。この場所は、長期間固定されたままであってもよく、または時間と共に変化してもよい。
この場所は、ある範囲内の既存の無線通信に依存し得る。例えば、通信ユニットの動作が、特定の範囲内の1つ以上の既存の無線通信と干渉する場合、当該範囲は、通信制限された範囲として識別され得る。通信使用パラメータに準拠したUAV通信ユニットの動作は、電磁干渉または音声的な干渉を低減させ得る。例えば、周辺にある電子機器が用いられている場合、UAV通信ユニットの一定の動作が、電子機器と干渉する場合がある。例えば電子機器の無線信号と干渉する。通信使用パラメータに従ったUAV通信ユニットの動作は、干渉を低減させるかまたは除去できる。例えば、限られた周波数帯域内でのUAV通信ユニットの動作は、周辺の電子装置の動作または通信と干渉する恐れがない。別の事例では、ある範囲内でUAV通信ユニットの動作を停止させることで、周辺の電子装置の動作または通信との干渉を防止できる。
位置に依存した通信使用パラメータを示す信号は、制御主体から受信され得る。制御主体は、レギュレータ、国際組織、または法人、もしくは本明細書の他の部分に記載されたような任意の他のタイプの制御主体である。制御主体は、グローバル機関(例えば本明細書の他の部分に記載された機関または組織のいずれか)でよい。制御主体は、UAVにオフボードか、または、オンボードのソースでよい。制御主体は、UAVにオフボードの航空制御システムか、またはUAVにオフボードの認証システムの任意の他の部分でよい。制御主体は、データベースであってもよく、UAVのメモリに記憶されるか、またはUAVにオフボードで記憶されてもよい。データベースは、更新可能であり得る。制御主体は、搭載物の動作が制限されているか、または許可されている場所に位置付けられる送信装置でよい。場合によっては、制御主体は、本明細書の他の部分に記載されるような、ジオフェンシング装置でよい。ある実施形態では、前記UAVのユーザーを示すユーザー識別子、または前記UAVタイプを示すUAV識別子少なくとも一方に基づく信号が送信され得る。
識別モジュール
UAVは、UAVを推進させ得る1つ以上の推進ユニットを含んでよい。場合によっては、推進ユニットは、ロータアセンブリを含んでもよく、1つ以上の動翼の回転を駆動する1つ以上のモータを含んでよい。UAVは、複数のロータアセンブリを含み得るマルチモータUAVでよい。動翼は、回転時に、UAVに推進力(例えば揚力)を提供できる。UAVの様々な動翼が、同じ速度で、または異なる速度で回転してもよい。動翼の動作を用いて、UAVの飛行を制御できる。動翼の動作を用いて、UAVの離陸または着陸の少なくとも一方を制御できる。動翼の動作を用いて、空域内でのUAVの操縦を制御できる。
UAVは、飛行制御ユニットを含み得る。飛行制御ユニットは、ロータアセンブリの動作を制御できる1つ以上の信号を生成できる。飛行制御ユニットは、ロータアセンブリの1つ以上のモータの動作を制御する1つ以上の信号を生成でき、次いで動翼の回転速度に影響を及ぼし得る。飛行制御ユニットは、1つ以上のセンサからデータを受信できる。センサからのデータを用いて、ロータアセンブリに対して、1つ以上の飛行制御信号を生成できる。センサの例は、GPSユニット、慣性センサ、視覚センサ、超音波センサ、熱センサ、磁力計、または他のタイプセンサを含み得るが、これらに限定されない。飛行制御ユニットは、通信ユニットからデータを受信できる。通信ユニットからのデータは、ユーザーからのコマンドを含み得る。ユーザーからのコマンドは、リモートコントローラを介して入力され得、UAVに送信され得る。通信ユニットまたはセンサの少なくとも一方からのデータは、ジオフェンシング装置またはジオフェンシング装置から送信された情報の検出を含み得る。通信ユニットからのデータを用いて、ロータアセンブリに対して、1つ以上の飛行制御信号を生成できる。
ある実施形態では、飛行制御ユニットは、飛行の代替として、または飛行に加えて、UAVの他の機能を制御できる。飛行制御ユニットは、UAVにオンボードの搭載物の動作を制御し得る。例えば、搭載物は、撮像装置であってもよく、また飛行制御ユニットは、撮像装置の動作を制御してもよい。飛行制御ユニットは、UAVにオンボードの搭載物の位置付けを制御できる。例えば、支持機構は、搭載物(例えば撮像装置)を支持できる。飛行制御ユニットは、支持機構の動作を制御して、搭載物の位置付けを制御できる。飛行制御ユニットは、UAVにオンボードの1つ以上のセンサの動作を制御できる。このことは、本明細書の他の部分に記載された任意のセンサを含み得る。飛行制御ユニットは、UAVの通信、UAVのナビゲーション、UAVの電力使用、またはUAVにオンボードの任意の他の機能を制御できる。
図4は、本発明の実施形態による飛行制御ユニットの一例を示す。飛行制御ユニット400は、識別モジュール410、1つ以上のプロセッサ420、1つ以上の通信モジュール430を含み得る。ある実施形態では、UAVの飛行制御ユニットは、1枚以上のチップ、例えば1枚以上の識別チップ、1枚以上のプロセッサチップ、または、1つ以上の通信チップ、の少なくとも1つを含み得る回路基板を含むことができる。
識別モジュール410は、UAVに固有でよい。識別モジュールは、UAVを他のUAVから一意的に識別及び差別化し得る。識別情報モジュールは、UAV識別子及びUAVのキーを含み得る。
識別モジュールに記憶されたUAV識別子は、変更されない可能性がある。UAV識別子は、変更不可能な状態で識別モジュールに記憶され得る。識別モジュールは、ユーザーが固有の識別子の変更を防ぐ方法で、UAVに対して固有のUAV識別子を記憶するハードウェア部品でよい。
UAVキーは、UAVの認証の検証を提供し得る。UAVキーは、UAVに固有でよい。UAVキーは、UAVに固有であり得る英数字列であってもよく、かつ識別モジュールに記憶されてもよい。UAVキーは、ランダムに生成されてもよい。
UAV識別子及びUAVキーを組み合わせて用いて、UAVを認証し、UAVの動作を許可し得る。UAV識別子及びUAVキーは、認証センターを用いて認証され得る。認証センターは、UAVにオフボードでよい。認証センターは、本明細書の他の部分に記載されるような認証システムの一部(例えば、図2の認証センター220)でよい。
UAV識別子及びUAVキーは、本明細書の他の部分に記載されるようなID登録データベース(例えば、図2のID登録データベース210)によって発行され得る。ID登録データベースは、UAVにオフボードでよい。識別モジュールは、UAV識別子及びUAVキーをいったん受信し、初期受信後はいずれも変更しなくてもよい。このように、UAV識別子及びUAVキーは、いったん決定されると変更不可能であり得る。他の例では、UAV識別子及びキーは、受信されると固定されてもよく、かつ再度書き込まれることがなくてもよい。あるいは、UAV識別子及びUAVキーは、許諾された当事者によってのみ改変され得る。UAVの一般のオペレータは、識別モジュール内のUAV識別子及びUAVキーの変更または改変が可能ではなくてもよい。
場合によっては、ID登録データベースは、UAVに製造され得る識別モジュール自体を発行してもよい。ID登録データベースは、UAVの製造に先立って、またはUAVの製造と並行して識別子を発行できる。ID登録データベースは、UAVが販売されるかまたは流通する前に、識別子を発行できる。
識別モジュールは、USIMとして実現され得る。識別モジュールは、一度のみ書き込めるメモリでよい。任意に、識別モジュールは、外部読み出し不可能であり得る。
識別モジュール410は、飛行制御ユニット400から切り離すことができない場合がある。識別モジュールは、飛行制御ユニットの機能を損なうことなく、飛行制御ユニットの他の部分から取り外され得ない。識別モジュールは、支援なしの手作業によって飛行制御ユニットの他の部分から取り外され得ない。個人が、飛行制御ユニットから識別モジュールを手動で取り外すことはできない。
UAVは、UAVの動作を制御する飛行制御ユニットと、前記飛行制御ユニットに組み込まれた識別モジュールを含んでもよい。識別モジュールは、UAVを他のUAVから一意的に識別する。UAVを識別する方法が提供され得る。前記方法は、(1)飛行制御ユニットを用いて、UAVの動作を制御するステップと、(2)前記飛行制御ユニットに組み込まれた識別モジュールを用いて、UAVを他のUAVから一意的に識別するステップを含む。
識別モジュールは、飛行制御ユニットに物理的に接合または取り付けられ得る。識別モジュールは、飛行制御ユニットに組み込まれ得る。例えば、識別モジュールは、飛行制御ユニットの回路基板上に溶着されたチップでよい。様々な物理的技術を使用して、飛行制御ユニットの他の部分から識別モジュールが切り離されることを防止し得る。
システムインパッケージ(SIP)技術を使用してもよい。例えば(プロセッサ、通信モジュール、または識別モジュールの少なくとも1つを含む)複数機能性チップが、一つのパッケージに組み込まれ得る。それによって完全な機能を行ってもよい。識別モジュールが分割される場合、パッケージの他のモジュールが破壊されて、結果としてUAVが使用不可能になる。
図5は、本発明の実施形態による、飛行制御ユニット500のさらなる例を示す。SIP技術を利用した、可能な構成が図示される。識別モジュール510及びプロセッサ520は、同じチップにパッケージされ得る。識別モジュールは、プロセッサから切り離されることはなく、また識別モジュールを取り外そうとするいかなる試みも、結果としてプロセッサを取り外すかまたは破損することになり、飛行制御ユニットを破損する結果となり得る。識別モジュールは、同じチップの1つのパッケージ内の、飛行制御ユニットの1つ以上の他の部品と一体化されてもよい。他の例では、識別モジュールは、通信モジュール530と同じチップにパッケージされ得る。場合によっては、識別モジュール、プロセッサ、及び通信モジュールは、全て1つのチップ内にパッケージされてもよい。
チップオンボード(COB)パッケージを使用し得る。導電性または非導電性の接着剤を用いて、配線基板にむき出しのチップを接着できる。そして、ワイヤボンディングを行って、ソフトカプセル化としても周知である、それらの電気接続を達成できる。識別モジュールは、飛行制御ユニットの回路基板上に溶着され得る。COBのパッケージング後、識別モジュールは、いったん回路基板上に溶着されると、全体を取り出すことができない。識別モジュールを物理的に取り外そうとする試みは、回路基板、または飛行制御ユニットの他の部分を破損する結果となる。
ソフトウェアを用いて、識別モジュールがUAVの飛行制御ユニットの他の部分から切り離し不可能なことを確かめ得る。例えば、各UAVには、その識別モジュールに対応するソフトウェアのバージョンが実装され得る。言い換えると、ソフトウェアのバージョンと識別モジュールの間には、一対一の対応があり得る。ソフトウェアのバージョンは、UAVに対して固有または実質的に固有でよい。ソフトウェアの通常動作には、識別モジュールに記憶されたUAVキーの取得が要求され得る。ソフトウェアのバージョンは、対応するUAVキーなしには動作し得ない。識別モジュールが変更または取り外された場合、UAVのソフトウェアはその後正しく動作できない。
ある実施形態では、識別モジュールは、制御主体によって発行され得る。制御主体は、UAVを識別するための、またはUAVに対する何らかの形式の権限を行使する主体でよい。場合によっては、制御主体は、政府機関か、または政府によって許諾されたオペレータでよい。政府は、中央政府、州政府、市役所、またはあらゆる形式の地方政府でよい。制御主体は、政府機関、例えば連邦航空局(FAA)、連邦取引委員会(FTC)、連邦通信委員会(FCC)、電気通信情報局(NTIA)、運輸省(DoT)、または国防総省(DoD)でよい。制御主体は、レギュレータでよい。制御主体は、国内組織または国際組織、もしくは法人でよい。制御主体は、UAVの製造者またはUAVの販売者でよい。
図6は、本発明の実施形態による、飛行制御ユニット上のチップの識別を追跡する飛行制御ユニットの例を示す。飛行制御ユニット600は、識別モジュール610と、1枚以上の他のチップ(例えば、チップ1 620、チップ2 630、・・・)とを有し得る。識別モジュールは、固有のUAV識別子612、初期チップ記録614、及び1つ以上のプロセッサ616を有し得る。
識別モジュール610は、飛行制御ユニット600の他の部分から切り離し不可能であり得る。あるいは、識別モジュールは、飛行制御ユニットから取り外すことが可能であり得る。識別モジュールは、固有のUAV識別子612を通して、UAVを他のUAVから一意的に識別できる。
識別モジュールは1枚以上の周囲のチップ620、630の記録を記憶し得るチップ記録614を含み得る。他のチップの例は、1枚以上の処理チップ、通信チップ、または任意の他のタイプのチップを含み得る。このチップ記録は、1枚以上の周囲のチップに関する任意のタイプのデータを記憶できる。例えば周囲のチップのタイプ(例えば、モデル)、チップ製造者に関する情報、チップのシリアルナンバー、チップの性能特性、またはチップに関する任意の他のデータ。この記録は、以下の少なくとも1つが可能である。(1)特定のチップに固有である、(2)固有のチップのタイプに固有である、あるいは(3)チップまたはチップのタイプに必ずしも固有ではないパラメータを含む。チップ記録は、メモリユニットでよい。
UAVが始動されると、識別モジュールは自己試験を始めることができ、周囲のチップに関する情報を集めて、集められた情報をチップ記録に記憶された情報と比較できる。識別モジュールの1つ以上のプロセッサ616を用いて、比較を行い得る。識別モジュールは、周囲のチップが内部チップ記録と一致しているか否かを調べることができ、それによって、移植されたかを区別する。例えば、自己試験中、現在収集された情報が初期チップ記録と合致すれば、その場合は、識別モジュールが移植されていない可能性が高い。自己試験手順中、現在収集された情報が初期チップ記録と合致しなければ、その場合は、識別モジュールが移植された可能性が高い。識別モジュールが移植されたかの表示、または移植が行われた可能性の表示が、ユーザーまたは別の装置に提供され得る。例えば、自己試験時に初期チップ記録が周囲のチップ情報と合致しないとき、ユーザー装置に、または制御主体に警報を送ることができる。
ある実施形態では、チップ記録情報を変更できない。チップ記録情報は、一度のみ書き込めるメモリでよい。チップ記録は、UAVがオンにされて初めて収集された、周囲の1枚以上のチップに関する情報を含み得る。周囲のチップに関する情報は、チップ記録に物理的に組み込まれ得る。周囲のチップに関する情報は、製造者によって提供され、チップ記録に組み込まれ得る。場合によっては、チップ記録は、外部読み出し不可能であり得る。
代替の実施形態では、チップ記録情報を変更できる。チップ記録情報は、自己試験手順が行われる度に更新され得る。例えば、周囲のチップに関する情報を用いて、周囲のチップに関する既存の記録を置き換えるかまたは補足できる。初期チップ記録と、自己試験中に集められたチップ情報との間で、比較が行われ得る。変更が検出されなければ、その場合は、識別モジュールが移植されていない可能性が高い。変更が検出されれば、その場合は、識別モジュールが移植された可能性が高い。同様に、移植が行われたかの表示が提供され得る。
例えば、初期チップ記録は、2つの周囲のチップ、一方はシリアルナンバーABCD123のモデルX、もう一方はシリアルナンバーDCBA321のモデルYを示す記録を含み得る。自己試験手順が行われてもよい。自己試験手順中、2つのチップ(一方はシリアルナンバー12345FGのモデルX、もう一方はシリアルナンバーHIJK987のモデルS)を示し得る、周囲のチップに関して情報が集められてもよい。データが合致しないので、識別モジュールが移植された高い可能性が提供され得る。チップ記録に、シリアルナンバー12345FGのモデルX及びシリアルナンバーHIJK987のモデルSを記録している初期識別モジュールは、取り外されてもよい。初期識別モジュールは、異なるUAVから取り出された新しい識別モジュールと置き換えられた可能性がある。この場合、異なるUAVの飛行制御ユニットが、シリアルナンバーABCD123のモデルX、シリアルナンバーDCBA321のモデルYのチップを有している。初期チップ記録は、初期製造者またはUAVの構成に由来して、あるいはUAVの前の動作に由来して、UAVからの周囲のチップの記録を含んでよい。いずれにしても、初期製造者または構成に起因して、もしくは以前の動作に起因して、識別モジュールがそのUAVに移植されたことを示し得る。
したがって、UAVの動作を制御する飛行制御ユニットを含むUAVを提供できる。飛行制御ユニットは、識別モジュール及びチップを含む。識別モジュールは、(1)UAVを他のUAVから一意的に識別し、(2)チップの初期記録を含み、(3)チップの初期記録を含むことに続いてチップに関する情報を集める。識別モジュールは、チップに関して集められた情報を、チップの初期記録と比較する自己試験手順を経て、識別モジュールは、チップに関して集められた情報が、チップの初期記録と一致しない場合に、警報を提供する。
UAVを識別する方法は、(1)識別モジュール及びチップを含む飛行制御ユニットを用いてUAVの動作を制御するステップと、(2)チップの初期記録を含む識別モジュールを用いて、UAVを他のUAVから一意的に識別するステップと、(3)チップの初期記録を包含することに続いてチップに関する情報を集めるステップと、(4)識別モジュールを用いて、チップに関して集められた情報を、チップの初期記録と比較することによって、自己試験手順を経るステップと、(5)チップに関して集められた情報が、チップの初期記録と一致しない場合に、警報を提供するステップを含み得る。
チップ記録は、識別モジュールの一体化した一部であり得る。チップ記録は、識別モジュールの他の部分から切り離し不可能であり得る。場合によっては、チップ記録は、識別モジュールまたは飛行制御ユニットの他の部分の少なくとも一方を破損することなく、識別モジュールから取り外されることができない。
自己試験は、いかなるユーザー入力もなしに、自動的に行われ得る。自己試験手順は、UAVが電源がオンされたときに、自動的に開始され得る。例えば、いったんUAVがオンにされると、自己試験手順が行われ得る。自己試験手順は、UAVが飛行を始めたときに、自動的に開始され得る。自己試験手順は、UAVの電源を落としているときに、自動的に行われ得る。自己試験手順は、UAVの動作中に周期的に(例えば、規則的または不規則な時間間隔で)自動的に行われ得る。また、自己試験手順は、検出された事象に応答して、またはユーザー入力に応答して行われ得る。
ある実施形態では、認証システムが、識別モジュールの発行に関与してもよい。認証システムは、物理的識別モジュール、または識別モジュールに提供され得るデータを発行できる。ID登録モジュールまたは認証センターの少なくとも一方は、識別モジュールの発行に関与し得る。制御エージェンシーは、認証システムの履行に関与し得る。制御主体は、識別モジュールの発行に関与し得る。制御主体は、特定の政府機関または政府によって許諾されたオペレータ、または本明細書の他の部分に記載されたような任意の他のタイプの制御主体でよい。
UAVが不法な再装備を(例えば、新規の識別モジュールまたは新規の識別子によって)されることを防止するために、認証システム(例えば、認証センター)は、UAVが定期的に審査されることを要求できる。いったんUAVが適格とされて、改ざんが検出されなかった場合、認証処理を継続できる。認証処理は、UAVを一意的に識別し、UAVが識別子によって識別された実際のUAVであることを確認できる。
操作の識別
UAVのユーザーは、一意的に識別され得る。ユーザーは、ユーザー識別子の支援によって、一意的に識別され得る。ユーザー識別子は、ユーザーを一意的に識別し、ユーザーを他のユーザーから差別化できる。ユーザーは、UAVのオペレータでよい。ユーザーは、UAVを制御する個人でよい。ユーザーは、(1)UAVの飛行を制御してもよく、(2)搭載物の動作またはUAVの配置の少なくとも一方を制御してもよく、(3)UAVの通信を制御してもよく、(4)UAVの1つ以上のセンサを制御してもよく、(5)UAVのナビゲーションを制御してもよく、(6)UAVの電力使用を制御してもよく、または(7)UAVの任意の他の機能を制御してもよい。
UAVは、一意的に識別されてもよい。UAVは、UAV識別子の支援によって識別されてもよい。UAV識別子は、UAVを一意的に識別し、UAVを他のUAVから差別化できる。
場合によっては、ユーザーは、UAVの操作を許諾され得る。1人以上の個人ユーザーは、UAVの操作が可能になる前に識別されることが必要とされ得る。場合によっては、全てのユーザーが、識別されたときにUAVの操作を許諾され得る。任意に、ユーザーの選択されたグループのみが、識別されたときにUAVの操作を許諾され得る。何人かのユーザーは、UAVの操作を許諾されなくてもよい。
図8は、ユーザーによるUAVの操作を許可する前に、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかを考慮するプロセスを示す。プロセスは、ユーザー識別子を受信すること(810)、及びUAV識別子を受信すること(820)を含み得る。ユーザーがUAVの操作を許諾されているかについて判定がなされ得る(830)。ユーザーはUAVの操作を許諾されていない場合、UAVの操作を許可されない(840)。ユーザーがUAVの操作を許諾されている場合、ユーザーは、UAVの操作を許可される(850)。
ユーザー識別子が受信され得る(810)。ユーザー識別子は、リモートコントローラから受信され得る。ユーザー識別子は、ユーザー入力から受信され得る。ユーザー識別子は、ユーザー入力に基づいて、メモリから引き出され得る。任意に、ユーザー入力は、リモートコントローラ、または別の装置に提供され得る。ユーザーは、ユーザー識別子の提供において、ログインするかまたは任意の認証手順を経てもよい。ユーザーは、ユーザー識別子を手入力してもよい。ユーザー識別子は、ユーザー装置に記憶されてもよい。ユーザー識別子は、ユーザーがユーザー識別子を手動で入力する必要なく、メモリから記憶され得る。
UAV識別子が受信され得る(820)。ユーザー識別子は、UAVから受信され得る。UAV識別子は、ユーザー入力から受信され得る。UAV識別子は、ユーザー入力に基づいて、メモリから引き出され得る。任意に、ユーザー入力は、リモートコントローラ、または別の装置に提供され得る。ユーザーは、UAV識別子の提供において、認証手順を経てもよい。あるいは、UAVは、自動的に自己識別または自己認証手順を経てもよい。UAV識別子は、UAVに、またはユーザー装置に記憶され得る。UAV識別子は、ユーザーがUAV識別子を手入力することを要することなく、メモリから記憶され得る。UAV識別子は、UAVの識別モジュールに記憶され得る。任意に、UAVのためのUAV識別子は、変更不可能であり得る。
UAVは、動作中にUAV識別子をブロードキャストし得る。UAV識別子は、継続的にブロードキャストされ得る。あるいは、UAV識別子は、要求に応じてブロードキャストされ得る。UAV識別子は、UAVにオフボードの航空制御システム、UAVにオフボードの認証システム、または任意の他の装置の要求に応じてブロードキャストされ得る。UAV識別子は、UAVと航空制御システムとの間の通信が暗号化されるかまたは認証され得る場合にブロードキャストされ得る。場合によっては、UAV識別子は、ある事象に応答してブロードキャストされ得る。例えば、UAVがオンにされた時に、UAV識別子が自動的にブロードキャストされ得る。UAV識別子は、初期化手順の間にブロードキャストされ得る。UAV識別子は、認証手順の間にブロードキャストされ得る。任意に、UAV識別子は、ワイヤレス信号(例えば、無線信号、光信号、または音響信号)を介してブロードキャストされ得る。識別子は、直接通信を用いてブロードキャストされ得る。あるいは、識別子は、間接通信用いてブロードキャストされ得る。
ユーザー識別子またはUAV識別子の少なくとも一方は、認証システムによって受信され得る。ユーザー識別子またはUAV識別子の少なくとも一方は、認証システムの認証センターまたは航空制御システムで受信され得る。ユーザー識別子またはUAV識別子の少なくとも一方は、UAVまたはUAVのリモートコントローラの少なくとも一方によって受信され得る。ユーザー識別子またはUAV識別子の少なくとも一方は、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかを判定し得る1つ以上のプロセッサで受信され得る。
1つ以上のプロセッサの支援によって、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定(830)が成されてもよい。UAVにオンボードで、またはUAVにオフボードで判定が成されてもよい。ユーザーのリモートコントローラにオンボードで、またはユーザーのリモートコントローラにオフボードで判定が成されてもよい。UAVまたはリモートコントローラの少なくとも一方とは別個の装置において、判定が成されてもよい。場合によっては、認証システムの部品において、判定が成されてもよい。認証システムの認証センター(例えば、図2に図示された認証センター220)、または認証システムの航空制御システム(例えば、図2に図示された航空制御システム230)において、判定がなされ得る。
1つ以上の飛行規制のセットを生成し得る装置またはシステムにおいて、判定が成されてもよい。例えば、UAVが操作される1つ以上の飛行規制のセットを生成し得る航空制御システムにおいて、判定が成されてもよい。1つ以上の飛行規制のセットは、UAVの位置またはUAVに関する任意の他の要因に依存し得る。1つ以上の飛行規制のセットは、ユーザー識別子またはUAV識別子の少なくとも一方に基づいて生成され得る。
ユーザーがUAVの操作を許諾されているかを判定するときに、ユーザー識別子及びUAV識別子が考慮され得る。場合によっては、ユーザー識別子及びUAV識別子だけが考慮され得る。あるいは、さらなる情報が考慮され得る。ユーザーに関する情報が、ユーザー識別子に関連付けられ得る。例えば、ユーザータイプ(例えば、習熟度、経験レベル、認証、ライセンス、訓練)に関する情報は、ユーザー識別子に関連付けられ得る。ユーザーの飛行履歴(例えば、ユーザーが飛行したことのある場所、ユーザーが飛行したことのあるUAVのタイプ、ユーザーが何らかの事故に遭ったか)は、ユーザー識別子に関連付けられ得る。UAVに関する情報は、UAV識別子に関連付けられ得る。例えば、UAVタイプに関する情報(例えば、モデル、製造者、特性、性能パラメータ、操作難易度)は、UAV識別子に関連付けられ得る。UAVの飛行履歴(例えば、UAVが飛行したことのある位置、過去にUAVと通信したことのあるユーザー)は、UAV識別子に関連付けられ得る。ユーザー識別子またはUAV識別子の少なくとも一方に関連付けられた情報は、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定に際して考慮され得る。場合によっては、さらなる要因(例えば地理的要因、時間的要因、環境的要因、または任意の他のタイプの要因)が考慮され得る。
任意に、単一のユーザーのみが、対応するUAVの操作を許諾される。許諾されたユーザーと、対応するUAVとの間には、一対一の対応が設けられ得る。あるいは、複数のユーザーが、UAVの操作を許諾され得る。許諾されたユーザーと、対応するUAVとの間に、多対一の対応が設けられ得る。ユーザーは、単一の対応するUAVの操作のみを許諾され得る。代替的に、ユーザーは、多数のUAVの操作を許諾され得る。許諾されたユーザーと、複数の対応するUAVとの間に、一対多の対応が設けられ得る。複数のユーザーが、複数の対応するUAVの操作を許諾され得る。許諾されたユーザーと、多数の対応するUAVとの間には、多対多の対応が設けられ得る。
場合によっては、ユーザーは、UAVの操作を事前登録され得る。例えば、UAVの操作を事前登録されたユーザーのみが、UAVの操作を許諾され得る。ユーザーは、登録されたUAVの所有者でよい。ユーザーがUAVを購入または受け取るとき、ユーザーは、所有者またはUAVのオペレータの少なくとも一方として登録され得る。場合によっては、複数のユーザーが、所有者またはUAVのオペレータの少なくとも一方として登録され得る可能性がある。あるいは、単一のユーザーのみが、所有者またはUAVのオペレータの少なくとも一方として登録され得る可能性がある。単一のユーザーは、UAVの操作を許可された1人以上の他のユーザーを指定し得る可能性がある。場合によっては、UAVの操作を登録されているユーザー識別子を有するユーザーのみが、UAVの操作を許諾され得る。1つ以上の登録データベースが、UAVの操作を許可された登録ユーザーに関する情報を記憶し得る。登録データベースは、UAVにオンボードか、またはUAVにオフボードでよい。ユーザー識別子は、登録データベース内の情報と比較されてもよく、ユーザーは、ユーザー識別子が、登録データベース内のUAVに関連付けられたユーザー識別子と合致した場合、UAVの操作のみを許可され得る。登録データベースは、UAVに特定的でよい。例えば、第1のユーザーは、UAV1の操作を事前登録され得るが、UAV2の操作を事前登録されない場合がある。そして、ユーザーは、UAV1の操作を許可され得るが、UAV2の操作を事前登録されない場合がある。場合によっては、登録データベースは、UAVのタイプ(例えば、特定のモデルの全UAV)に特定的でよい。
他の例では、登録データベースは、UAVに関わらず、開放されていてもよい。例えば、ユーザーは、UAVのオペレータとして事前登録され得る。ユーザーは、それら特定のUAVが、許諾のための任意の他の要件を有していない限り、いかなるUAVの飛行も許可され得る。
あるいは、UAVは、全てのユーザーにUAVの操作を許可することをデフォルトとしてもよい。全てのユーザーが、UAVの操作を許諾されてもよい。場合によっては、「ブラックリスト」に載っていない全てのユーザーが、UAVの操作を許諾されてもよい。このように、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかを判定するとき、ユーザーがブラックリストに載っていない限り、ユーザーは、UAVの操作を許諾され得る。1つ以上のブラックリストデータベースは、UAVの操作を許可されていないユーザーに関する情報を記憶できる。ブラックリストデータベースは、UAVの操作を許可されていないユーザーのユーザー識別子を記憶できる。ブラックリストデータベースは、UAVにオンボードか、またはUAVにオフボードでよい。ユーザー識別子は、ブラックリストデータベース内の情報と比較されてもよく、ユーザー識別子がブラックリストデータベース内のユーザー識別子と合致しない場合、ユーザーは、UAVの操作のみを許可されてもよい。ブラックリスト登録は、UAVまたはUAVのタイプに特有でよい。例えば、ユーザーは、第1のUAVの飛行のブラックリストに載せられ得るが、第2のUAVのブラックリストには載せられない場合がある。ブラックリスト登録は、UAVタイプに特有でよい。例えば、ユーザーは、特定のモジュールのUAVの飛行を許可されない可能性があるが、一方でユーザーは、他のモデルのUAVの飛行を許可される。あるいは、ブラックリスト登録は、UAVまたはUAVタイプに特有である必要はない。ブラックリスト登録は、全てのUAVに適用可能であり得る。例えば、ユーザーが、あらゆるUAVの操作を禁止されている場合、ユーザーは、UAV識別情報またはタイプに関わらず、UAVの操作を許諾されない可能性があり、UAVの操作が許可されない可能性がある。
事前登録またはブラックリスト登録は、UAVまたはUAVタイプに加えて、他の要因にさらに適用され得る。例えば、事前登録またはブラックリスト登録は、特定の場所または管轄区域に適用され得る。例えば、ユーザーは、第1の管轄区域内でUAVの操作を事前登録されているが、一方で、第2の管轄区域内でUAVの操作を事前登録されていない場合がある。このことは、UAV自体の識別情報またはタイプに依存してもよく、または依存しなくてもよい。別の事例では、事前登録またはブラックリスト登録は、特定の気候条件に適用し得る。例えば、ユーザーは、風速が時速30マイルを超えた場合、UAVの操作からはブラックリストに載せられてもよい。別の事例では、他の環境条件、例えば環境の複雑度、人口密度、または航空交通が考慮されてもよい。
ユーザーがUAVの操作を許諾されているかについてのさらなる考慮は、ユーザータイプに依存してもよい。例えば、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定に際して、ユーザーの技量または経験レベルが考慮されてもよい。ユーザーに関する情報(例えばユーザータイプ)は、ユーザー識別子に関連付けできる。ユーザーは、UAVの操作を許諾されているかを考慮するとき、ユーザーに関する情報(例えばユーザータイプ)が考慮されてもよい。一例では、ユーザーが閾値の習熟度を満たしている場合のみ、ユーザーは、UAVの操作を許諾され得る。例えば、ユーザーは、UAV飛行のための訓練を経ている場合、UAVの操作を許諾され得る。別の事例では、ユーザーが一定の飛行技能を有することの証明をユーザーが経ている場合、ユーザーは、UAVの操作を許諾され得る。別の事例では、ユーザーが閾値の経験レベルを満たしている場合のみ、ユーザーは、UAVの操作を許諾され得る。例えば、ユーザーは、飛行について少なくとも一定の閾値単位時間数に達している場合、UAVの操作を許諾され得る。場合によっては、閾値数は、あらゆるUAV、またはUAVに合致するタイプのUAVのみに対する飛行についての時間単位に適用してもよい。ユーザーに関する情報は、ユーザーに関する人口統計情報を含んでよい。例えば、ユーザーは、閾値の年齢に達している(例えば、大人である)場合のみ、UAVの操作を許諾されてもよい。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方に関する情報は、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定に際して、1つ以上のプロセッサの支援によって引き出されて考慮されてもよい。ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定に際して、非一時的コンピュータ可読媒体に従って1つ以上の考慮が成されてもよい。
前述のように、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定に際して、さらなる要因(例えば地理的要因、時間要因、または環境的要因)が考慮され得る。例えば、何人かのユーザーのみが、夜間にUAVを操作するとして許諾され得るが、他のユーザーは、日中のみUAVの操作を許諾されてもよい。一例では、夜間飛行訓練を経ているユーザーが、日中及び夜間の両方にUAVの操作を許諾されてもよく、一方で夜間飛行訓練を経ていないことを示すユーザーは、日中のみUAVの操作を許諾されてもよい。
場合によっては、異なるモードのUAV許諾が提供され得る。例えば、事前登録モードにおいて、事前登録されたユーザーのみが、UAVの飛行を許諾され得る。オープンモードでは、全てのユーザーが、UAVの飛行を許諾され得る。技能に応じたモードでは、一定の習熟度または経験を示しているユーザーのみが、UAVの飛行を許可され得る。場合によっては、ユーザー許諾に対して、単一のモードが設けられ得る。他の例では、ユーザーは、ユーザー操作のモード間を切り替えることになり得る。例えば、UAVの所有者は、UAVが機能する許諾モードを切り替え得る。場合によっては、他の要因(例えばUAVの位置、時間、航空交通レベル、環境条件)が、UAVが機能する許諾モードを決定し得る。例えば、環境条件が、非常に風が強いかまたは飛行が困難である場合、UAVは、技能モードで許諾されたユーザーのみに、UAVの飛行を自動的に許可し得る。
ユーザーが、UAVの操作を許諾されていない場合、ユーザーは、UAVの操作を許可されない(840)。場合によっては、このことは、結果として、UAVがユーザーまたはユーザーのリモートコントローラの少なくとも一方からのコマンドに応答しない場合がある。ユーザーは、UAVの飛行ができないか、またはUAVの飛行を制御できない場合がある。ユーザーは、UAVの任意の他の部品(例えば搭載物、支持機構、センサ、通信ユニット、ナビゲーションユニット、または電源ユニット)を制御できない場合がある。ユーザーは、UAVの電源をオンにすることが可能であってもよく、または可能でなくてもよい。場合によっては、ユーザーは、UAVの電源をオンにできるが、UAVがユーザーに応答しない場合がある。ユーザーが許諾されていない場合、任意に、UAVがそれ自体で電源オフしてもよい。場合によっては、ユーザーに、ユーザーがUAVの操作を許諾されていない旨の警報またはメッセージが提供されてもよい。ユーザーが許諾されていない理由が提供されてもよく、または提供されなくてもよい。任意に、第2のユーザーに、ユーザーがUAVの操作を許諾されていない旨、またはユーザーによってUAVの操作が試みられた旨の警報またはメッセージが提供され得る。第2のユーザーは、所有者またはUAVのオペレータでよい。第2のユーザーは、UAVの操作を許諾された個人でよい。第2のユーザーは、UAVの制御を行使する個人でよい。
ある代替の実施形態では、ユーザーが、UAVの操作を許諾されていない場合、ユーザーは、制限された方法でのみUAVの操作を許可され得る。このことは、地理的制限、時間制限、速度制限、1つ以上のさらなる部品(例えば、搭載物、支持機構、センサ、通信ユニット、ナビゲーションユニット、電源ユニット等)の使用制限を含んでよい。このことは、動作のモードを含んでよい。一例では、ユーザーはUAVの操作を許諾されていない場合、選択された場所でUAVを操作できない。別の事例では、ユーザーはUAVの操作を許諾されていない場合、選択された場所でのみUAVを操作できる。
ユーザーがUAVの操作を許諾されている場合、ユーザーは、UAVの操作を許可され得る(850)。UAVは、ユーザーまたはユーザーのリモートコントローラからのコマンドの少なくとも一方に応答してもよい。ユーザーは、UAVの飛行、またはUAVの任意の他の部品を制御可能であり得る。ユーザーは、リモートコントローラを介したユーザー入力を通して、UAVを手動制御できる。場合によっては、UAVは、飛行規制のセットに準拠するように、ユーザー入力を自動的に無効にできる。飛行規制のセットは、前もって定められてもよく、または飛行中に受信されてもよい。場合によっては、飛行規制のセットの設定または提供に、1つ以上のジオフェンシング装置が用いられ得る。
本発明の態様は、UAVを操作する方法を対象とし得る。本方法は、(1)UAVを他のUAVから一意的に識別するUAV識別子を受信するステップと、(2)ユーザーを他のユーザーから一意的に識別するユーザー識別子を受信するステップと、(3)1つ以上のプロセッサの支援によって、ユーザー識別子によって識別されたユーザーが、UAV識別子によって識別されたUAVの操作を許諾されているかを査定するステップと、(4)ユーザーがUAVの操作を許諾されている場合、ユーザーによるUAVの操作が許可されるステップとを含み得る。同様に、UAVを操作するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体が提供され得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)UAVを他のUAVから一意的に識別するUAV識別子を受信するプログラム命令と、(2)ユーザーを他のユーザーから一意的に識別するユーザー識別子を受信するプログラム命令と、(3)ユーザー識別子によって識別されたユーザーがUAV識別子によって識別されたUAVの操作を許諾されているかを査定するプログラム命令と、(4)ユーザーがUAVの操作を許諾されている場合、ユーザーによるUAVの操作を許可するプログラム命令を含む。
さらに、UAV許諾システムが提供され得る。UAV許諾システムは、第1の通信モジュールと、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、第1の通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)UAVを他のUAVから一意的に識別するUAV識別子を受信し、(2)ユーザーを他のユーザーから一意的に識別するユーザー識別子を受信し、(3)ユーザー識別子によって識別されたユーザーが、UAV識別子によって識別されたUAVの操作を許諾されているかを査定し、(4)ユーザーがUAVの操作を許諾されている場合、ユーザーによるUAVの操作を許可する信号を送信する。無人航空機(UAV)許諾モジュールは、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して、(1)UAVを他のUAVから一意的に識別するUAV識別子を受信し、(2)ユーザーを他のユーザーから一意的に識別するユーザー識別子を受信し、(3)ユーザー識別子によって識別されたユーザーが、UAV識別子によって識別されたUAVの操作を許諾されているかを査定し、(4)ユーザーがUAVの操作を許諾されている場合、ユーザーによるUAVの操作を許可する信号を送信する。
第2のユーザーは、第1のユーザーからUAVの制御を引き継ぐことが可能であり得る。場合によっては、第1のユーザー及び第2のユーザーの両方が、UAVの操作を許諾され得る。あるいは、第2のユーザーのみが、UAVの操作を許諾される。第1のユーザーは、第2のユーザーよりも制限された方法でUAVの操作を許諾され得る。第2のユーザーは、第1のユーザーよりも制限が少ない方法でUAVの操作を許諾され得る。1段階以上の操作レベルが設けられてもよい。より高い操作レベルは、ユーザーが機体を操作し得る優先度を示してもよい。例えば、より高い操作レベルのユーザーは、UAVの操作においてより低い操作レベルのユーザーよりも優先度を有し得る。より高い操作レベルのユーザーは、より低い操作レベルのユーザーから、UAVの制御を引き継ぐことが可能であり得る。場合によっては、第2のユーザーは、第1のユーザーよりも高い操作レベルでよい。任意に、より高い操作レベルのユーザーは、より低い操作レベルのユーザーよりも制限が少ない方法でUAVの操作を許諾されてもよい。任意に、より低い操作レベルのユーザーは、より高い操作レベルのユーザーよりも制限された方法でUAVの操作を許諾され得る。UAVを操作することを許諾され、かつ第1のユーザーよりも高い操作レベルである場合、UAVの操作は第2のユーザーによって第1のユーザーから引き継がれてもよい。
第2のユーザーによるUAVの操作は、UAVが、UAVを操作するための第2のユーザーの特権を認証したときに許可され得る。第2のユーザーの識別情報を検証するデジタル署名またはデジタル証明書の少なくとも一方の支援によって、認証が行われてもよい。第2のユーザーまたは第1のユーザーの認証の少なくとも一方は、本明細書の他の部分に記載されたような任意の認証手順を用いて行われ得る。
ある実施形態では、制御を引き継ぐことができる第2のユーザーは、緊急サービスの一員でよい。例えば、第2のユーザーは、法執行機関、消防機関、医療機関、または災害救助機関の一員でよい。第2のユーザーは、電子警察でよい。場合によっては、第2のユーザーは、政府機関(例えば航空交通または他のタイプの交通を規制できる機関の)一員でよい。第2のユーザーは、航空制御システムのオペレータでよい。ユーザーは、認証システムのメンバーまたは管理者でよい。第2のユーザーは、防衛軍隊または準防衛軍隊のメンバーでよい。例えば、第2のユーザーは、空軍、沿岸警備隊、国家警備隊、中国人民武装警察部隊(CAPF)、または世界の任意の管轄区域における任意の他のタイプの防衛軍隊または同等組織のメンバーでよい。
第1のユーザーは、第2のユーザーが制御を引き継いだ時に通知され得る。例えば、第1のユーザーに、警報またはメッセージが提供され得る。警報またはメッセージは、第1のユーザーのリモートコントローラを介して提供され得る。警報は、視覚的に表示されてもよく、または可聴的もしくは触覚的に認識可能であり得る。ある実施形態では、第2のユーザーは、第1のユーザーからUAVの制御を引き継ぐ要求をし得る。第1のユーザーは、要求の受容かまたは拒否することを選択できる。あるいは、第2のユーザーは、第1のユーザーからの受容または許可を要することなく、制御を引き継ぐことが可能であり得る。ある実施形態では、第1のユーザーが、第2のユーザーが制御を引き継いでいることの警報を受けるときと、第2のユーザーが制御を引き継ぐときの間に、時間のずれがあり得る。あるいは、時間のずれが少ないかまたは全く設けられず、そのため第2のユーザーが瞬時に引き継ぐことが可能であり得る。第2のユーザーは、制御を引き継ぐための試みを行う1分、30秒、15秒、10秒、5秒、3秒、2秒、1秒、0.5秒、0.1秒、0.05秒、または0.01秒未満以内に、制御を引き継ぐことが可能であり得る。
第2のユーザーは、任意の場合に応答して、第1のユーザーから制御を引き継ぐことができる。ある実施形態では、第2のユーザーは、UAVが制限された領域に入ったときに、制御を引き継ぐことができる。UAVが制限された領域から出たとき、第1のユーザーに制御を戻してもよい。第2のユーザーは、UAVが制限された領域内にある間、UAVを操作できる。別の事例では、第2のユーザーは、任意の時に、UAVの制御を引き継ぐことが可能であり得る。場合によっては、安全またはセキュリティ脅威が確認されたときに、第2のユーザーは、UAVの制御を引き継ぐことが可能であり得る。例えば、UAVが航空機と衝突するコースに進路を向けていることが検出された場合、第2のユーザーは、航空機と衝突することを避けるために制御を引き継ぐことが可能であり得る。
認証
UAVのユーザーは、認証され得る。ユーザーは、ユーザー識別子の支援によって、一意的に識別され得る。ユーザー識別子は、認証され、ユーザーが実際に、ユーザー識別子に関連付けられたユーザーであることを検証できる。例えばユーザーが、ボブ・スミスに関連付けられたユーザー識別子を用いて自己識別すると、ユーザーは認証され、実際にボブ・スミスであることを確認できる。
UAVは、認証され得る。UAVは、UAV識別子の支援によって、一意的に識別され得る。UAV識別子は、認証し、UAVが実際に、UAV識別子に関連付けられたUAVであることを検証できる。例えばUAVが、UAV ABCD1234に関連付けられたユーザー識別子を用いて自己識別すると、UAVは、認証され、実際にUAV ABCD1234であることを確認できる。
場合によっては、ユーザーは、UAVの操作を許諾され得る。1人以上の個人ユーザーは、UAVの操作が可能になる前に識別されることが必要であり得る。ユーザーがUAVの操作を許可するために、ユーザーの識別情報は、ユーザーが主張するその個人であると認証される必要があってもよい。ユーザー識別情報は、まず認証されて、ユーザーがUAVの操作を許可される前に、認証された識別情報がUAVの操作を許諾されたことを確認する必要がある。
図9は、本発明の実施形態に従って、ユーザーによるUAVの操作を許可するかを判定するプロセスを示す。プロセスは、ユーザーを認証すること(910)及びUAVを認証すること(920)を含み得る。ユーザーが認証処理をパスしないと、ユーザーは、UAVの操作を許可されない場合がある(940)。UAVが認証処理をパスしないと、ユーザーは、UAVの操作を許可されない場合がある(940)。ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定が成されてもよい(930)。ユーザーがUAVの操作を許諾されていないと、ユーザーはその後、UAVの操作を許可されない場合がある(940)。ユーザーが認証処理をパスすると、ユーザーは、UAVの操作を許可され得る(950)。UAVが認証処理をパスすると、ユーザーは、UAVの操作を許可され得る(950)。ユーザーがUAVの操作を許諾されると、ユーザーは、UAVの操作を許可され得る(950)。場合によっては、ユーザーがUAVの操作を許可される前に、ユーザー及びUAVの両方が、認証処理をパスしなければならない(950)。任意に、ユーザー及びUAVは、両方とも認証処理をパスしなければならず、ユーザーは、UAVの操作を許可される前に、UAVの操作を許諾されなければならない(950)。
場合によっては、UAVを操作するための許可は、いかなる状況にも与えられ得、または1つ以上の割り当てボリュームまたは割り当て領域内でのみ与えられ得る。例えば、ユーザー/UAVは、UAVを操作するための認証をとにかくパスする必要があり得る。他の例では、ユーザーは、通常UAVを操作可能であり得るが、選択された空域(例えば制限された範囲)内でUAVの操作を認証される必要があり得る。
本発明の態様は、UAVを操作する方法を対象とし得る。前記方法は、(1)他のUAVから一意的に区別可能であるUAVの識別情報を認識するステップと、(2)他のユーザーから一意的に区別可能であるユーザーの識別情報を認証するステップと、(3)1つ以上のプロセッサの支援によって、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかを査定するステップと、(4)ユーザーがUAVの操作を許諾され、UAV及びユーザーの両方が認証されている時に、ユーザーによるUAVの操作を許可するステップを含む。同様に、UAVを操作するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体が提供され得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)他のUAVから一意的に区別可能であるUAVの識別情報を認識するプログラム命令と、(2)他のユーザーから一意的に区別可能であるユーザーの識別情報を認証するプログラム命令と、(3)1つ以上のプロセッサの支援によって、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかを査定するプログラム命令と、(4)ユーザーがUAVの操作を許諾され、UAV及びユーザーの両方が認証されている時に、ユーザーによるUAVの操作を許可するプログラム命令を含む。
また、本明細書で提供されるシステム及び方法は、UAV認証システムを含み得る。UAV認証システムは、第1の通信モジュールと、1つ以上のプロセッサを含む。1つ以上のプロセッサは、第1の通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)他のUAVから一意的に区別可能であるUAVの識別情報を認証し、(2)他のユーザーから一意的に区別可能であるユーザーの識別情報を認証し、(3)ユーザーがUAVの操作を許諾されているかを査定し、(4)ユーザーがUAVの操作を許諾され、UAV及びユーザーの両方が認証された時に、ユーザーによるUAVの操作を許可する信号を送信する。UAV認証モジュールは、個々にまたは一括して、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、(1)他のUAVから一意的に区別可能であるUAVの識別情報を認証し、(2)ユーザーの識別情報が他のユーザーから一意的に区別可能であるユーザーの識別情報を認証し、(3)ユーザーがUAVの操作を許諾されるかどうかを評価し、(4)ユーザーがUAVの操作を認証され、UAV及びユーザーの両方が認証された時に、ユーザーによるUAVの操作を許可する信号を送信する。
ユーザー識別子またはUAV識別子の少なくとも一方は、本明細書の他の部分に記載されたような任意の方法で集められ得る。例えば、UAVは、飛行中に、その識別情報を継続的な方法でまたは必要に応じてブロードキャストできる。例えば、航空制御システム(例えば、警察官)から監督指示を受信するか、またはUAVと航空制御システムとの間の通信が暗号化されるか及び認証される場合、UAVは、ユーザー識別子をブロードキャストできる。識別情報のブロードキャストは、様々な方法(例えば、無線信号、光信号、音響信号、または、本明細書の他の部分に記載されたような任意の他のタイプの直接通信方法または間接通信方法)で実施できる。
ユーザーまたはUAVの少なくとも一方は、当技術分野で周知であるかまたは後に開発された任意の技術を用いて認証され得る。ユーザーまたはUAV認証の少なくとも一方のさらなる詳細及び例が、本明細書の他の部分に記載される。
UAV
UAVは、UAVのキーの支援によって認証され得る。UAVは、固有のUAV識別子を有し得る。UAVは、UAV識別子の支援によって、さらに認証され得る。UAV識別子及びUAVキー情報を組み合わせて用いて、UAVを認証し得る。UAV識別子またはUAVキーの少なくとも一方は、UAVにオンボードで提供され得る。UAV識別子またはキーは、UAVの識別モジュールの一部でよい。識別モジュールは、UAVの飛行制御ユニットの一部でよい。識別モジュールは、本明細書の他の部分に記載されたように、飛行制御ユニットから着脱可能であり得る。UAV識別子またはUAVキーの少なくとも一方は、UAVから着脱可能でなくてもよい。UAVは、UAVにオンボードのUAV識別子及びUAVキーから切り離されなくてもよい。好ましい実施形態では、UAV識別子またはUAVキーの少なくとも一方は、消去または変更されなくてもよい。
UAV認証のさらなる記載が、本明細書の他の部分に記載される。UAV識別子またはキーの少なくとも一方を用いて、どのようにUAV認証を行い得るかについてのさらなる詳細が、本明細書の別の部分により詳細に記載される。
本発明のある実施形態に従って、UAV識別子及びUAVキーを有していないあらゆるUAVは、認証センターによって認証されることができない。UAV識別子またはUAVキーを紛失した場合、UAVは、うまく航空制御システムにアクセスできず、飛行制限された領域内であらゆるアクティビティを行うことができない。場合によっては、ユーザーは、UAV識別情報が認証されていない場合、UAVの操作を全く許可されない場合がある。あるいは、ユーザーは、制限された空域内でUAVの操作を許可されない可能性があるが、他の領域ではUAVの操作を許可され得る。かかるUAVのあらゆる不法なアクティビティは、阻止されて罰される場合がある。
ある特定の状況下では、UAV及びユーザーは、認証なしに直接飛行任務を開始させてもよい。例えば、UAV、ユーザー及び認証センターの間で通信接続が確立できない場合、ユーザーは、それでも任務の開始を許可され得る。場合によっては、任務中、通信接続が確立されると、ユーザーまたはUAVの認証の少なくとも一方が行われ得る。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が認証をパスしない場合、その後応答措置を取り得る。例えば、UAVは、所定の期間後に着陸できる。別の事例では、UAVは、飛行の開始点に戻ってもよい。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が認証をパスした場合、ユーザーはその後、UAVの動作を間断なく継続させることが可能であり得る。場合によっては、通信接続が任務中に確立されたとしても、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方の認証は行われない。
任務が認証なしに既に開始されている場合、認証は、任務の後で行われてもよい。認証をパスしているかに依存して、飛行応答措置が取られてもよく、または取られなくてもよい。あるいは、認証の実行が可能になったとき、任務の後で認証が行われない。任務中に、任意の数の要因に基づいて、認証を進めるかどうかの判定が成されてもよい。例えば、1つ以上の環境条件が考慮されてもよい。例えば、環境的気候、地形、人口密度、航空交通または地表面交通、環境の複雑度、または任意の他の環境条件が考慮されてもよい。例えば、UAVは、都市部または郊外に位置していることを(例えば、GPS及び地図の支援によって)判定可能であってもよく、また郊外にある場合は、認証が必要とされなくてもよい。このように、人口密度が高い場合には、認証が必要とされもよく、人口密度が低いときには必要とされなくてもよい。人口密度が人口密度閾値を超えるときは、認証が必要とされてもよい。別の事例では、高い航空交通密度であるときには、認証が必要とされてもよく、低い航空交通密度であるときには、必要とされなくてもよい。航空交通密度が閾値を超えるときには、認証が必要とされてもよい。同様に、環境の複雑度(例えば、より多くの数の周囲物体、またはより高密度の周囲物体)が高いときには、認証が必要とされてもよく、環境の複雑度が低いときには、必要とされなくてもよい。環境の複雑度が閾値を超えるときには、認証が必要とされてもよい。認証が必要とされるかの判定に際して、他のタイプの要因(例えば地理、時間、及び本明細書の他の部分に記載された任意の他の要因)が考慮されてもよい。
UAVが認証なしに飛行する場合、その飛行能力が制限されてもよい。UAVの飛行は、飛行規制のセットに従って制限されてもよい。飛行規制のセットは、UAVの動作に影響を及ぼし得る1つ以上の規則を含んでよい。ある実施形態では、UAVが認証なく飛行している場合、UAVは、飛行規制に従ってのみ制限されてもよい。そうでなければ、UAVが認証される場合、いずれの飛行規制のセットも課されない。あるいは、UAVは、通常動作中に飛行規制のセットに従って制限されてもよく、UAVが認証されない場合、さらなる飛行規制のセットが課されてもよい。ある実施形態では、UAVの動作は、UAVが認証されたか否かに関わらず、飛行規制のセットに従って制限されてもよいが、飛行規制のセットは、UAVが認証されたか否かに基づいて、異なる規則を要求してもよい。場合によっては、UAVが認証されない場合、規則はより制限的でよい。全体として、UAVを認証しないことは、結果としてUAVのオペレータが、UAVの任意の態様(例えば、飛行、搭載物の動作または位置付け、支持機構、センサ、通信、ナビゲーション、電力使用、または任意の他の態様)によってUAVを制御する自由度が低くなる場合がある。
制限され得るUAVの飛行能力のタイプの例は、以下の1つ以上を含んでもよく、または本明細書の他の部分に記載されたような、UAVに対する他のタイプの制限を含んでよい。例えば、UAVの飛行距離が制限されることがある(ユーザーの目に見える範囲内である必要がある等)。飛行高度または飛行速度が制限されてもよい。任意に、UAVに支持された機器(例えば、カメラまたは他のタイプの搭載物)が、一時的に動作を中断することが必要とされ得る。
ユーザーのレベルに従って、異なる制限を適用してもよい。例えば、より経験のあるユーザーには、より少ない制限を適用してもよい。例えば、経験がより豊富であるかまたは習熟度がより高いユーザーは、初心者のユーザーには許可され得ない機能の実行が許可され得る。経験がより豊富であるかまたは習熟度がより高いユーザーは、初心者のユーザーが飛行を許可され得ない領域または場所での飛行を許可され得る。本明細書の他の部分に記載されたように、UAVに対する飛行規制のセットは、ユーザータイプまたはUAVタイプの少なくとも一方に合わせられ得る。
UAVは、認証システムと通信できる。ある例では、認証システムは、本明細書の他の部分(例、図2)に記載された1つ以上の特性を有し得る。UAVは、認証システムの航空制御システムと通信できる。本明細書における、UAVと航空制御システムの間の通信のいかなる記載も、UAVと認証システムの任意の他の部分との間のあらゆる通信に適用し得る。本明細書における、UAVと航空制御システムの間の通信のいかなる記載も、UAVと、UAVの飛行の安全、セキュリティ、または規制の支援となり得る任意の他の外部装置またはシステムの間の通信に適用し得る。
UAVは、航空制御システムと任意の方法で通信できる。例えばUAVは、航空制御システムとの直接通信チャネルを形成してもよい。直接通信チャネルの例は、無線接続、WiFi、WiMax、赤外線、Bluetooth(登録商標)、または任意の他のタイプの直接通信を含み得る。UAVは、航空制御システムとの間接通信チャネルを形成してもよい。1つ以上の中間装置を介して、通信が中継されてもよい。一例では、ユーザーまたはユーザー装置の少なくとも一方(例えばリモートコントローラを介して)通信が中継できる。代替的に、または加えて、単一のUAVまたは多数の他のUAVを介して、通信を中継してもよい。地上局、ルータ、塔、または衛星を介して、通信を中継してもよい。UAVは、本明細書に記載された1つの方法または多くの方法を用いて通信できる。あらゆる通信の方法を組み合わせてもよい。場合によっては、異なるモードの通信を同時に用いてもよい。代替的にまたは加えて、UAVが、異なるモードの通信間で切り替え得る。
UAV(場合によってはユーザーと一緒)の、認証センター(または認証システムの任意の部分)との相互認証の後、航空制御システムとの安全な通信接続を得ることができる。UAVとユーザーとの間の安全な通信接続も得ることが可能である。UAVは、交通監視サーバ、または、航空制御システムの1つ以上のジオフェンシング装置、のうちの少なくとも一方と直接通信できる。また、UAVは、ユーザーと通信でき、ユーザーを介して中継されて、認証センターまたは航空制御システムに到達もできる。ある実施形態では、UAVまたはユーザーの少なくとも一方の認証が行われた後にのみ、交通監視サーバまたは1つ以上のジオフェンシング装置の少なくとも一方との直接通信ができる。あるいは、認証が行われていないとしても、直接通信ができる。ある実施形態では、UAVとユーザーの間の通信は、UAVまたはユーザーの少なくとも一方の認証後にのみ行われてもよい。代替的に、UAVまたはユーザーの認証の少なくとも一方が行われていないとしても、UAVとユーザーの間の通信が行われてもよい。
ある実施形態では、UAVの飛行計画は、航空制御システムに事前登録され得る。例えば、ユーザーは、計画された場所または飛行のタイミングの少なくとも一方を特定する必要があり得る。航空制御システムは、UAVが飛行計画に従って飛行を許可されているかを判定し得る。飛行計画は、綿密であってもよく、または大まかでよい。飛行中、UAVは、飛行計画に従って飛行するために、自律制御されるか、または半自律制御されてもよい。あるいは、ユーザーは、UAVを手動制御するための自由度を有してもよいが、飛行計画の推定範囲内に留まることが要求される。場合によっては、UAVの飛行は監視されてもよく、また手動制御が飛行計画案から相当大幅に逸脱している場合、UAVを強制的に飛行応答措置に従属させてもよい。飛行応答措置は、UAVを強制的にコースに戻すこと(例えば、コンピュータまたは別の個人による飛行のテイクオーバー)、UAVの強制的な着陸、UAVの強制的なホバリング、またはUAVを強制的に出発地点まで戻すことを含み得る。場合によっては、航空制御システムは、以下に基づいて、UAVが飛行計画に従って飛行を許可されているかどうかを判定できる。他のUAVの飛行計画、現在監視されている航空交通、環境条件、領域または時間の少なくとも一方における任意の飛行制限、または任意の他の要因。代替の実施形態では、飛行計画の事前登録が必要でなくてもよい。
安全なリンクが確立された後、UAVは、航空制御システムの交通管理モジュールに、資源(例えば、航空路及び期間、または本明細書の他の部分に記載された任意の他の資源)を申請できる。交通管理モジュールは、乗入れ権を管理してもよい。UAVは、飛行時に飛行規制(例えば、距離、高度、速度、または本明細書の他の部分に記載された任意の他のタイプの飛行規制)のセットを受容できる。UAVは、許可を受けた場合のみ離陸できる。飛行計画は、交通管理において記録され得る。
飛行中、UAVは、その状態を航空制御システムの交通監視サブシステムに定期的に報告してもよい。UAVの状態は、任意の技術を用いて、交通監視サブシステムに伝達できる。直接または間接通信、例えば本明細書の他の部分に記載されたものを用いてもよい。UAVの状態の判定、及び交通監視サブシステムへの状態情報の伝達に際して、外部センサのデータが用いられてもよく、または用いられなくてもよい。ある例では、UAV状態情報は、ブロードキャストされてもよく、または交通管理サブシステムまで、地上局または他の中間装置によって中継されてもよい。UAVは、交通管理サブシステムの監督を受けてもよい。交通管理サブシステムは、直接または間接通信方法(例えば本明細書の他の部分に記載されたものを用いて)UAVと通信できる。予定された飛行が変更される場合、UAVは、交通管理サブシステムに申請を提出してもよい。申請は、UAVの飛行開始前に提出されてもよく、またはUAVが飛行を始めた後に行われてもよい。UAVが飛行している間に申請が成されてもよい。交通管理は、UAVの飛行を監視する能力を有し得る。交通管理サブシステムは、UAVからの情報またはUAVの外部の1つ以上のセンサからの情報の少なくとも一方によって、UAVの飛行を監視できる。
UAVは、飛行中に他の装置(他のUAVまたはジオフェンシング装置を含むが、これらに限定されない)と通信できる。また、UAVは、飛行中に認証(デジタル署名+デジタル証明書を含むが、これらに限定されない)または応答(例えば、認証されたジオフェンシング装置への応答)の少なくとも一方が可能であり得る。
UAVは、飛行中に、本明細書の他の部分により詳細に記載されたような、より高いレベルのユーザー(例えば、航空制御システムまたは電子警察)からの制御テイクオーバーを受容できる。より高いレベルのユーザーは、UAVによって特権が認証された場合に、制御を引き継ぐことができる。
飛行後に、UAVは、利用された資源を開放できる。交通管理サブシステムに対する応答がタイムアウトになった場合、申請された資源も開放され得る。例えば、資源は、計画されたUAVの飛行の位置またはタイミングの少なくとも一方でよい。飛行が完了したとき、UAVは、交通管理サブシステムに信号を送って、資源を開放できる。あるいは、交通管理サブシステムは、資源の開放を自己始動させ得る。UAVが所定の期間後に交通管理サブシステムの通信を停止させた場合、交通管理サブシステムは、資源の開放を自己始動させ得る。場合によっては、申請された期間が終了すると(例えば、UAVが、その任務のために午後3:00〜4:00の期間に遮断され、かつ4:00を過ぎると)、交通管理サブシステムが資源の開放を自己始動させ得る。
UAVは、認証要求または識別情報検査要求の少なくとも一方に応答できる。要求は、認証システムからもたらされ得る。場合によっては、要求は、交通監視サーバからもたらされ得る。UAVの電源がオンのときに、要求が行われ得る。UAVが資源を要求したときに、要求が行われ得る。UAVの飛行の前に、要求がもたらされ得る。あるいは、UAVの飛行中に、要求がもたらされ得る。ある実施形態では、セキュリティ機能を有するUAVは、交通監視サーバからの認証要求または識別情報検査要求の少なくとも一方に応答する。ある実施形態では、あらゆる状況下で応答が成されることができ、認証失敗を含み得る。
飛行中、UAVと航空制御システムとの間の通信が遮られる、または接続が失われるうちの少なくとも一方の場合、UAVは、比較的に制限された権限の飛行状態に素早く復帰し、かつ迅速に帰還可能であり得る。このように、UAVと航空制御システムの間の通信が遮られると、飛行応答措置を取り得る。場合によっては、飛行応答措置は、UAVの出発点への自動帰還でよい。飛行応答措置は、UAVのユーザーの位置へのUAVの自動飛行でよい。飛行応答措置は、ホームロケーションへのUAVの自動帰還であってもよく、UAVの飛行の出発点であってもよく、または出発点でなくてもよい。飛行応答措置は、自動的に着陸できる。飛行応答措置は、UAVが事前登録された飛行計画に従って飛行している場合、自動的に自律飛行モードに入り得る。
ユーザー
ユーザーは、UAVのオペレータでよい。ユーザーは、ユーザータイプによって分類できる。一例では、ユーザーは、その技能または経験レベルの少なくとも一方によって分類できる。認証システムは、ユーザーについての識別情報を発行できる。例えば、認証センターは、ユーザーに証明書を発行すること、対応するユーザー識別子またはユーザーキーの少なくとも一方を付与することを担い得る。場合によっては、ID登録データベースは、機能の1つ以上を行い得る。例えば、ID登録データベースは、ユーザー識別子またはユーザーキーの少なくとも一方を供給し得る。
ユーザーは、認証され得る。ユーザー認証は、当技術分野で周知であるかまたは後に開発される任意の技術を用いて行われ得る。ユーザー認証技術は、UAV認証技術に類似していてよく、またはUAV認証技術とは異なってもよい。
一例では、ユーザーは、ユーザーによって供給された情報に基づいて認証され得る。ユーザーは、有し得る知識に基づいて認証され得る。場合によっては、この知識は、当該ユーザーにのみ知られており、他のユーザーには広く知られていなくてもよい。例えば、ユーザーは、正確なユーザー名及びパスワードを提供することによって認証されてもよい。ユーザーは、パスワード、パスフレーズ、タイピングまたはスワイピングの動き、署名、またはユーザーによる任意の他のタイプの情報を提出することによって認証されてもよい。ユーザーは、システムによる1つ以上の問い合わせに正しく応答することによって認証されてもよい。ある実施形態では、ユーザーは、認証センターからのログイン名またはパスワードの少なくとも一方を申請できる。ユーザーは、前記ログイン名及びパスワードによってログインすることが可能であり得る。
ユーザーは、ユーザーの物理的特性に基づいて認証され得る。UAVに関する生体情報を用いて、ユーザーを認証し得る。例えば、ユーザーは、生体情報を提出することによって認証され得る。例えば、ユーザーは、指紋スキャン、掌紋スキャン、虹彩スキャン、網膜スキャン、またはユーザーの身体の任意の他の部分のスキャンを経てもよい。ユーザーは、分析されてユーザーを識別し得る物理的試料(例えばだ液、血液、切り取った爪、または切り取った毛髪)を提供し得る。場合によっては、ユーザーからの試料のDNA分析が行われ得る。ユーザーは、顔認識または歩行認識によって認証されてもよい。ユーザーは、声紋を提出することによって認証され得る。ユーザーは、分析のために、ユーザーの身長または体重の少なくとも一方を提出し得る。
ユーザーは、ユーザーの所有でよい装置に基づいて認証され得る。ユーザーは、メモリユニットまたはユーザーの所有でよいメモリユニットの情報少なくとも一方に基づいて認証され得る。例えば、ユーザーは、認証センター、認証システムの他の部分、または任意の他のソースによって発行されたメモリ装置を有し得る。メモリ装置は、Uディスク(例えば、USBドライブ)等の外部メモリ装置、外部ハードドライブ、または任意の他のタイプのメモリ装置でよい。ある実施形態では、外部装置は、ユーザーリモートコントローラと接続され得る。例えば、Uディスク等の外部装置は、リモートコントローラに物理的に接続(例えば、リモートコントローラに挿入/プラグ接続)されてもよく、またはリモートコントローラと通信(例えば、リモートコントローラによってピックアップされ得る信号を送信)し得る。この装置は、物理的なメモリ記憶装置でよい。
ユーザーは、ユーザーの所有でよいメモリに記憶可能であり得る情報に基づいて認証され得る。別個の物理メモリ装置が用いられてもよく、または用いられなくてもよい。例えば、デジタル化されたトークン等のトークンが、ユーザーの所有でよい。デジタル化されたトークンは、Uディスク、ハードドライブまたは他の形式のメモリに記憶され得る。デジタル化されたトークンは、リモートコントローラのメモリに記憶され得る。例えば、デジタル化されたトークンは、認証センター、ID登録データベース、または任意の他のソースから、リモートコントローラによって受信され得る。ある実施形態では、デジタル化されたトークンは、リモートコントローラのメモリから外部読み出し可能であり得る。デジタル化されたトークンは、リモートコントローラのメモリ上で変更可能であってもよく、または変更可能でなくてもよい。
ユーザーは、リモートコントローラに備えられ得る識別モジュールの支援によって認証され得る。識別モジュールは、ユーザーに関連付けできる。識別モジュールは、ユーザー識別子を含み得る。ある実施形態では、識別モジュールは、ユーザーキー情報を含み得る。識別モジュールに記憶されたデータは、外部読み出し可能であってもよく、または外部読み出し可能でなくてもよい。識別モジュールに記憶されたデータは、任意に変更可能でなくてもよい。任意に、識別モジュールは、リモートコントローラから切り離し可能でなくてもよい。任意に、識別は、飛行コントローラを破損することなく、リモートコントローラから取り外せない。任意に、識別モジュールは、リモートコントローラに一体化され得る。識別モジュール内の情報は、認証センターを介して記録に残され得る。例えば、認証センターは、リモートコントローラの識別モジュールからの情報を記録し続け得る。一例では、ユーザー識別子またはユーザーキーの少なくとも一方は、認証センターによって記録に残され得る。
ユーザーは、相互認証処理を経ることによって認証され得る。場合によっては、相互認証処理は、認証及びキー一致(AKA)プロセスに類似し得る。ユーザーは、UAVと通信するためにユーザーによって用いられるユーザー端末にオンボードのキーの支援によって、認証され得る。任意に、端末は、UAVに1つ以上のコマンド信号を送信できるリモートコントローラでよい。端末は、UAVから受信されたデータに基づいて、情報を示し得る表示装置でよい。任意に、キーは、ユーザー端末の識別モジュールの一部であってもよく、かつユーザー端末に組み込まれていてもよい。キーは、リモートコントローラの識別モジュールの一部であってもよく、かつリモートコントローラに組み込まれ得る。キーは、認証システム(例えば、認証システムのID登録データベース)によって供給され得る。ユーザーの相互認証のさらなる例及び詳細は、本明細書の他の部分により詳細に記載され得る。
ある実施形態では、ユーザーは、UAVを操作するためのソフトウェアまたはアプリケーションを有する必要があり得る。ソフトウェアまたはアプリケーションは、それ自体がユーザー認証処理の一部として許諾され得る。一例では、ユーザーは、UAVを操作するために用いられ得るスマートフォンアプリを有し得る。スマートフォンアプリは、それ自体が直接許諾され得る。ユーザーによって用いられるスマートフォンアプリが認証されている場合、ユーザー認証がさらに用いられてもよく、または用いられなくてもよい。場合によっては、スマートフォンの許諾は、本明細書の他の部分に詳述されるように、さらなるユーザー認証ステップと接続され得る。場合によっては、スマートフォンアプリの許諾は、ユーザーを認証するのに十分であり得る。
ユーザーは、認証システムの支援によって認証され得る。場合によっては、ユーザーは、認証システムの認証センター(例えば、図2に図示されるような認証センター220)、または認証システムの任意の他の部品によって認証され得る。
ユーザー認証は、任意の時点で行われてもよい。ある実施形態では、ユーザー認証は、UAVがオンにされたときに、自動的に行われ得る。ユーザー認証は、リモートコントローラがオンにされたときに自動的に行われてもよい。ユーザー認証は、リモートコントローラ及びUAVが通信チャネルを形成したときに行われてもよい。ユーザー認証は、リモートコントローラまたはUAVの少なくとも一方が、認証システムとの通信チャネルを形成したときに行われてもよい。ユーザー認証は、ユーザーからの入力に応答して行われてもよい。例えば、ユーザー認証は、ユーザーがログインを試みるか、またはユーザーに関する情報(例えば、ユーザー名、パスワード、生体情報)を供給したときに行われてもよい。別の事例では、ユーザー認証は、メモリ装置(例えば、Uディスク)からの情報が認証システムに供給されたとき、または情報(例えば、デジタル化されたトークンまたはキー)が認証システムに供給されたときに行われ得る。認証処理は、ユーザーまたはユーザー装置から推し進められてもよい。別の事例では、ユーザー認証は、認証が認証システムまたは別の外部ソースから要求されたときに行われ得る。認証システムの認証センターまたは航空制御システムは、ユーザーの認証を要求できる。認証センターまたは航空制御システムは、一度または複数回ユーザーから認証を要求され得る。認証は、UAVの飛行前またはUAVの飛行中の少なくとも一方に行われてもよい。場合によっては、ユーザーは、UAVを用いて飛行権限を行使する前に認証され得る。ユーザーは、飛行計画が承認され得る前に認証され得る。ユーザーは、UAVに対する制御を行うことが可能になる前に認証され得る。ユーザーは、UAVの離陸が許可され得る前に認証され得る。ユーザーは、認証システムとの接続が失われた後か、または再確立された後、の少なくとも一方に認証され得る。ユーザーは、1つ以上の事象または状況(例えば、UAVによる普通ではない飛行パターン)が検出されたときに認証され得る。ユーザーは、中断された未許諾のUAVテイクオーバーが生じたときに認証され得る。ユーザーは、UAVの中断された通信干渉が生じたときに認証され得る。ユーザーは、想定された飛行計画からUAVが逸脱しているときに認証され得る。
同様に、UAV認証は、任意の時、例えばユーザー認証に関して上述されたときに行われてもよい。ユーザー認証及びUAV認証は、ほぼ同時に(例えば、互いに5分以下、4分以下、3分以下、2分以下、1分以下、30秒以下、15秒以下、10秒以下、5秒以下、3秒以下、1秒以下、0.5秒以下、または0.1秒以下を超えない範囲で)行われてもよい。ユーザー及びUAV認証は、同様の条件または内容で行われてもよい。あるいは、それらは異なる時間、または異なる条件もしくは内容の少なくとも1つで応答して行われてもよい。
ユーザーに関する情報は、ユーザーが認証された後に収集され得る。ユーザーに関する情報は、本明細書の他の部分に記載されたあらゆる情報を含み得る。例えば、この」情報は、ユーザータイプを含み得る。ユーザータイプは、ユーザーの技能または経験レベルの少なくとも一方を含み得る。この情報は、ユーザーの過去の飛行データを含み得る。
認証センター
本発明の実施形態による認証システムが提供され得る。認証システムは、認証センターを含み得る。本明細書における認証センターのいかなる記載も、認証システムの任意の部品に適用してもよい。本明細書における認証システムのいかなる記載も、外部装置または主体に適用してもよく、または認証システムの1つ以上の機能は、UAVにオンボードまたはリモートコントローラにオンボードの少なくとも一方で行われてもよい。
認証センターは、1人以上のユーザーまたはUAVの少なくとも一方に関連するデータへの責任を負うことができる。データは、対応付けられたユーザー識別子、対応付けられたユーザーキー、対応付けられたUAV識別子、または対応付けられたUAVキーの少なくとも1つを含み得る。認証センターは、ユーザーの識別情報またはUAVの識別情報の少なくとも一方を受信できる。ある実施形態では、認証システムは、1人以上のユーザー及びUAVに関連する全てのデータへの責任を負うことができる。あるいは、認証システムは、1人以上のユーザー及びUAVに関連する全てのデータのサブセットへの責任を負うことができる。
UAVのコントローラ(例えば、ユーザーのリモートコントローラ)及びUAVは、航空制御システムにログイン要求を発信できる。コントローラまたはUAVの少なくとも一方は、UAVの飛行前に、ログイン要求を発信できる。コントローラまたはUAV少なくとも一方は、UAVの飛行が許可される前に、ログイン要求を送信できる。コントローラまたはUAV少なくとも一方は、コントローラまたはUAV少なくとも一方がオンにされたときに、ログイン要求を発信できる。コントローラまたはUAV少なくとも一方は、(1)コントローラとUAVとの間の接続が確立されたときに、または(2)コントローラと外部装置の間の接続が確立されたときに、もしくは(3)UAVと外部装置との間の接続が確立されたときに、ログイン要求を発信できる。コントローラまたはUAV少なくとも一方は、検出された事象または状況に応答して、ログイン要求を発信できる。コントローラまたはUAV少なくとも一方は、認証命令が提供されたときに、ログイン要求を発信できる。コントローラまたはUAV少なくとも一方は、外部ソース(例えば、認証センター)から認証命令が提供されたときに、ログイン要求を発信できる。コントローラまたはUAV少なくとも一方は、ログイン要求を起動させることができる。またはログイン要求は、外部のコントローラまたはUAV少なくとも一方からの始動に応答して提供され得る。コントローラまたはUAV少なくとも一方は、UAVセッション中の単一の時点でログインに対する要求を行い得る。あるいは、コントローラまたはUAV少なくとも一方は、UAVセッション中の多数の時点でログインに対する要求を行い得る。
コントローラ及びUAVは、実質的に同時に(例えば、互いに対して5分未満、3分未満、2分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、1秒未満、0.5秒未満、0.1秒未満以内に)ログインに対する要求を行い得る。あるいは、コントローラ及びUAVは、異なる時間にログインに対する要求を行い得る。コントローラ及びUAVは、同じ事象または状況の検出によって、ログインに対する要求を行い得る。例えば、コントローラとUAVの間の接続が確立されたときに、コントローラ及びUAVの両方がログイン要求を行い得る。あるいは、コントローラ及びUAVは、異なる事象または状況によって、ログインに対する要求を行い得る。このように、コントローラ及びUAVは、互いに独立してログインに対する要求を行い得る。例えば、コントローラは、電源がオンのときに、ログインに対する要求を行うことができる。一方でUAVは、電源がオンのときに、ログインに対する要求を行うことができる。これらの事象は、互いに独立した時間で行い得る。
ログイン要求のいかなる記載も、本明細書の他の部分に記載されたような、いかなるタイプの認証にも適用できる。例えば、ログイン要求のいかなる記載も、ユーザー名及びパスワードの提供に適用できる。別の事例では、ログイン要求のいかなる記載も、AKAプロトコルの始動に適用できる。別の事例では、ログイン要求のいかなる記載も、ユーザーの物理的特性の提供に適用できる。ログイン要求は、認証処理、または認証の要求の開始でよい。
UAVのユーザーまたはUAVの少なくとも一方からログイン要求を受信した後、認証システムは、認証処理を開始させ得る。場合によっては、航空制御システムは、ログイン要求を受信でき、認証センターを用いて認証処理を開始させ得る。あるいは、認証センターは、ログイン要求を受信し、単独で認証処理を開始させることができる。ログイン要求情報が認証センターに送信でき、認証センターは、識別情報を認証できる。場合によっては、ログイン要求情報は、ユーザー名またはパスワードの少なくとも一方を含んでよい。ある実施形態では、ログイン情報は、ユーザー識別子、ユーザーキー、UAV識別子またはUAVキーの少なくとも1つを含み得る。
航空制御システムと認証センターの間の通信接続は、安全かつ信頼性が高いものでよい。任意に、航空制御システム及び認証センターは、同じプロセッサまたは記憶装置ユニットの少なくとも一方の、同じセットの1つ以上を利用できる。あるいは、これらはそうでなくてもよい。航空制御システム及び認証センターは、ハードウェアの同じセットを利用してもよく、または利用しなくてもよい。航空制御システム及び認証センターは、同じ場所に設けられてもよく、または設けられなくてもよい。場合によっては、航空制御システムと認証センターの間に、有線接続が設けられ得る。あるいは、航空制御システムと認証センターの間に、無線通信が設けられ得る。航空制御システムと認証センターの間に、直接通信が設けられ得る。あるいは、航空制御システムと認証センターの間に、間接通信が設けられ得る。航空制御システムと認証センターの間の通信は、ネットワークを横断してもよく、または横断しなくてもよい。接続航空制御システムと認証センターの間の通信は、暗号化されてもよい。
認証センターでのユーザーまたはUAVの少なくとも一方の認証の後、UAVと航空制御システムの間の通信接続が確立される。ある実施形態では、ユーザー及びUAVの両方の認証が要求される場合がある。あるいは、ユーザーの認証またはUAVの認証で十分でよい。任意に、リモートコントローラと航空制御システムの間の通信接続が確立されてもよい。代替的にまたは加えて、リモートコントローラとUAVの間の通信接続が確立されてもよい。通信接続(例えば本明細書に記載された接続)が確立された後に、さらなる認証が行われてもよく、または行われなくてもよい。
UAVは、直接通信チャネルを介して、航空制御システムと通信できる。あるいは、UAVは、間接通信チャネルを介して、航空制御システムと通信できる。UAVは、ユーザーまたはユーザーによって操作されたリモートコントローラを通して中継されることによって、航空制御システムと通信できる。UAVは、1つ以上の他のUAVを通して中継されることによって、航空制御システムと通信できる。任意の他のタイプの通信(例えば本明細書の他の部分に記載されたもの)が提供され得る。
ユーザーのリモートコントローラは、直接通信チャネルを介して、航空制御システムと通信できる。あるいは、リモートコントローラは、間接通信チャネルを介して、航空制御システムと通信できる。リモートコントローラは、ユーザーによって操作されたUAVを通して中継されることによって、航空制御システムと通信できる。リモートコントローラは、1つ以上の他のUAVを通して中継されることによって、航空制御システムと通信できる。任意の他のタイプの通信(例えば本明細書の他の部分に記載されたもの)が備えられてもよい。場合によっては、リモートコントローラと航空制御システムの間の通信接続が備えられてもよい。場合によっては、リモートコントローラとUAVの間の通信接続で十分でよい。リモートコントローラとUAVの間に任意のタイプの通信(例えば本明細書の他の部分に記載されたもの)が備えられてもよい。
ユーザーまたはUAVの少なくとも一方の認証の後、UAVは航空制御システムの交通管理モジュールよる資源の申請を許可され得る。ある実施形態では、ユーザー及びUAV両方の認証が必要とされ得る。あるいは、ユーザーの認証またはUAVの認証で十分でよい。
資源は、航空路または期間の少なくとも一方を含み得る。資源は、飛行計画に従って用いられてもよい。資源は、以下の1つ以上を含み得る。補助の検出及び回避、1つ以上のジオフェンシング装置へのアクセス、バッテリステーションへのアクセス、燃料補給所へのアクセス、あるいは基地局またはドックの少なくとも一方へのアクセス。本明細書の他の部分に記載されたような任意の他の資源が提供され得る。
航空制御システムの交通管理モジュールは、UAVの1つ以上の飛行計画を記録できる。UAVは、UAVの予定された飛行における修正の申請が許可され得る。UAVは、飛行計画を始める前に、UAVの飛行計画の修正を許可され得る。UAVは飛行計画の実行中に、UAVの飛行計画の修正を許可され得る。交通管理モジュールは、UAVが要求された修正を許可されるかの判定を行い得る。UAVが要求された修正を許可される場合、飛行計画は、更新され、要求された修正を含み得る。UAVが要求された修正を許可されない場合、飛行計画は変更されなくてもよい。UAVは、当初の飛行計画に準拠することを要求され得る。UAVが飛行計画(当初のもの、または更新されたもののいずれでも)から著しく逸脱する場合、UAVに飛行応答措置が課され得る。
ある実施形態では、認証センターでのユーザーまたはUAV少なくとも一方の認証の後、UAVと1つ以上のジオフェンシング装置の間の通信接続が確立され得る。ジオフェンシング装置に関するさらなる詳細は、本明細書の他の部分に記載される。
認証センターでのユーザーまたはUAVの少なくとも一方の認証の後、UAVと1つ以上の認証された中間物体の間の通信接続が確立され得る。認証された中間物体は、別の認証されたUAV、または認証されたジオフェンシング装置でよい。認証された中間物体は、基地局、または通信を中継し得る局または装置でよい。認証された中間物体は、任意のタイプの認証処理(例えば本明細書の他の部分に記載されたもの)を経てもよい。例えば、認証された中間物体は、AKAプロセスを用いた認証をパスできる。
ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定をできる。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方を認証する前に、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方を認証することと同時に、またはユーザーあるいはUAVの少なくとも一方を認証した後に、判定が成されてもよい。ユーザーはUAVの操作を許諾されていない場合、UAVの操作を許可されない場合がある。ユーザーはUAVの操作を許諾されていない場合、UAVを制限された方法での操作のみが可能であり得る。ユーザーは、UAVの操作を許諾されていないとき、選択された場所でのUAVの操作のみを許可される場合がある。UAVの操作を許諾されていないユーザーに、1つ以上の飛行規制(例えば本明細書の他の部分に記載されたもの)が課せられ得る。ある実施形態では、ユーザーがUAVの操作を許諾されていないときに課せられる飛行規制のセットは、ユーザーがUAVの操作を許諾されているときにユーザーに課せられ得る規制よりもより制限的または厳格なものでよい。ユーザーがUAVの操作を許諾されているとき、飛行規制のセットがユーザーに課せられてもよく、または課せられなくてもよい。ユーザーがUAVの操作を許諾されているとき、ユーザーに課せられる飛行規制のセットは、ヌル値を含み得る。ユーザーがUAVの操作を許諾されているとき、ユーザーは、制限されていない方法でUAVを操作可能であり得る。あるいは、ある制限が適用されてもよいが、ユーザーがUAVの操作を許諾されていないときに適用され得る制限のように厳格でなくてもよく、またはその制限とは異なってもよい。
飛行規制のセットは、UAVの識別情報またはユーザーの識別情報の少なくとも一方に依存し得る。場合によっては、飛行規制のセットは、UAVの識別情報またはユーザーの識別情報の少なくとも一方に依存して、変えられてもよい。UAVの飛行制限は、UAVの識別情報に基づいて、調整または維持されてもよい。UAVの飛行制限は、ユーザーの識別情報に基づいて、調整または維持され得る。ある実施形態では、UAVの飛行制限のデフォルトセットが設けられ得る。デフォルトは、UAVの認証または識別の少なくとも一方の前に導入され得る。デフォルトは、ユーザーの認証または識別の少なくとも一方の前に導入され得る。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方の認証された識別情報に依存して、デフォルトが維持または調整され得る。場合によっては、デフォルトは、より制限の少ない飛行規制のセットに調整され得る。他の例では、デフォルトは、より制限的な飛行規制のセットに調整され得る。
ある実施形態では、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が識別されて認証された場合、ユーザーは、UAVの操作を許諾され得る。場合によっては、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が識別されて認証されたとしても、ユーザーは、UAVの操作を許諾されない場合がある。ユーザーがUAVの操作を許諾されているかは、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が認証されているかとは無関係であり得る。場合によっては、確認されたユーザーが確認されたUAVの操作を許諾されているかの判定をする前にユーザーまたはUAVの少なくとも一方を確認するために、ユーザーが許諾されているかの判定の前に、識別または認証の少なくとも一方が行われ得る。
場合によっては、単一のユーザーのみが、UAVの操作を許諾される。あるいは、複数のユーザーが、UAVの操作を許諾され得る。
UAVは、離陸を許可される前に認証されてもよい。ユーザーは、UAVが離陸を許可される前に認証されてもよい。ユーザーは、UAVに対する制御の行使を許可する前に認証されてもよい。ユーザーは、ユーザーリモートコントローラを介して、UAVに1つ以上の操作コマンドの送信を許可する前に認証されてもよい。
認証度合
認証は異なる度合で行われてもよい。場合によっては、異なる認証処理、例えば本明細書の他の部分に記載されたものが行われてもよい。場合によっては、より高い度合の認証が行われてもよく、また他の例では、より低い度合の認証が行われてもよい。ある実施形態では、受ける認証処理の度合またはタイプについて判定が成されてもよい。
本発明の態様は、無人航空機(UAV)の操作の認証のレベルを判定する方法を提供し得る。前記方法は、UAVに関する状況情報を受信するステップと、1つ以上のプロセッサを用いて、状況情報に基づいて、UAVまたはUAVのユーザーの認証度合を査定するステップと、認証度合によって、UAVまたはユーザーの認証を実行するステップと、その認証度合が完了したとき、ユーザーによるUAVの操作を許可するステップを含む。同様に、無人航空機(UAV)を操作する認証のレベルと判定するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体を提供し得る。前記コンピュータ可読媒体は、UAVに関する状況情報を受けるためのプログラム命令と、状況情報に基づいて、UAVまたはUAVのユーザーの認証度合を査定するプログラム命令と、認証度合に従って、UAVまたはユーザーの認証を実行するプログラム命令と、その認証度合が完了したとき、ユーザーによるUAVの操作を許可する信号を提供するプログラム命令を含む。
無人航空機(UAV)認証システムは、通信モジュールと、1つ以上のプロセッサとを含み得る。1つ以上のプロセッサは、通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)UAVに関する状況情報を受信し、(2)状況情報に基づいて、UAVまたはUAVのユーザーの認証度合を査定し、(3)その認証度合に従って、UAVまたはユーザーの認証を実行する。無人航空機(UAV)認証モジュールは、1つ以上のプロセッサを含む。1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して、(1)UAVに関する状況情報を受信し、(2)状況情報に基づいて、UAVまたはUAVのユーザーの認証度合を査定し、(3)その認証度合に従って、UAVまたはユーザーの認証を実行する。
ユーザーまたはUAVの少なくとも一方に対する認証度合が提供され得る。場合によっては、ユーザーに対する認証度合は、可変でよい。あるいは、ユーザーに対する認証度合は、固定されていてもよい。UAVに対する認証度合は、可変でよい。代替的に、UAVに対する認証度合は、固定されていてもよい。ある実施形態では、ユーザー及びUAVに対する認証度合は、両方とも可変でよい。任意に、ユーザー及びUAVに対する認証度合は、両方とも固定されていてもよい。代替的に、ユーザーに対する認証度合が可変であってもよく、一方でUAVに対する認証が固定されていてもよく、またはユーザーに対する認証度合が固定されていてもよく、一方でUAVに対する認証が可変でよい。
認証度合は、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方に対するあらゆる認証を必要としない場合もある。例えば、認証度合はゼロであり得る。このように、認証度合は、UAVまたはユーザーの認証を含まない場合がある。認証度合は、UAV及びユーザー両方の認証を含み得る。認証度合は、ユーザーの認証を必要とせずUAVの認証を含んでもよく、またはUAVの認証を必要とせずユーザーの認証を含み得る。
認証度合は、UAVまたはユーザーの少なくとも一方の認証度合向けの複数の選択肢から選択され得る。例えば、UAVまたはユーザーの少なくとも一方の認証度合向けに、3つの選択肢(例えば、高い度合の認証、中程度の認証、または低い度合の認証)が設けられ得る。認証度合向けに、任意の数の選択肢(例えば、2以上、3以上、4以上、5以上、6以上、7以上、8以上、9以上、10以上、12以上、15以上、20以上、25以上の選択肢)が設けられ得る。場合によっては、認証度合は、1つ以上の所定の選択肢から選択されることなく、生成または決定の少なくとも一方が成されてもよい。認証度合は、即時生成されてもよい。
より高い度合の認証は、より低い度合の認証と比較して、ユーザーが識別されるべきユーザーであることか、またはUAVが識別されるべきUAVであることについて、より高いレベルの確信性を提供し得る。より高い度合の認証は、より低い度合の認証と比較して、ユーザー識別子が実際のユーザーと合致することか、またはUAV識別子が実際のUAVと合致することについて、より高いレベルの確信性を提供し得る。より高い度合の認証は、より低い度合の認証よりもさらに厳密な認証処理でよい。より高い度合の認証は、より低い度合の認証の認証処理に加えて、さらなる認証処理を含んでよい。例えば、より低い度合の認証は、ユーザー名/パスワードの組み合わせのみを含んでもよく、一方でより高い度合の認証は、ユーザー名/パスワードの組み合わせに加えて、AKA認証処理を含んでよい。任意に、より高い度合の認証は、さらなる資源または演算能力を要し得る。任意に、より高い度合の認証は、より多くの時間を要し得る。
本明細書における、認証度合のいかなる記載も、認証タイプに適用できる。例えば、使用する認証タイプは、複数の異なる選択肢から選択され得る。認証タイプは、より高い度合の認証を示してもよく、または示さなくてもよい。状況情報に依存して、異なるタイプの認証処理が選択され得る。例えば、状況情報に基づいて、ユーザー名/パスワードの組み合わせが認証に用いられてもよく、または生体データが認証に用いられ得る。状況情報に依存して、AKA認証処理に加えて、生体データ認証が行われてもよく、またはユーザー名/パスワードに加えて、生体試料データ認証が行われ得る。また、本明細書における、認証度合の選択のいかなる記載も、認証タイプの選択に適用できる。
状況情報を用いて、認証度合を査定できる。状況情報は、ユーザー、UAV、リモートコントローラ、ジオフェンシング装置、環境条件、地理的条件、タイミング条件、通信またはネットワーク条件、任務に対する危険性(例えば、企てられたテイクオーバーまたは干渉の危険)に関する任意の情報、または任務に関係し得る任意の他のタイプの情報を含んでよい。状況情報は、ユーザー、リモートコントローラ、UAV、ジオフェンシング装置、認証システム、外部装置(例えば、外部センサ、外部データソース)または任意の他の装置によって提供される情報を含み得る。
一例では、状況情報は、環境条件を含み得る。例えば、状況情報は、UAVが操作される環境を含み得る。環境は、環境タイプ(例えば農村部、郊外地区、または都市部)でよい。UAVが都市部領域にあるときは、UAVが農村部にあるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。UAVが都市部領域にあるときは、UAVが郊外地区にあるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。UAVが郊外領域にあるときは、UAVが農村部内にあるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。
環境条件は、環境の人口密度を含み得る。UAVがより高い人口密度を有する環境にあるときは、UAVがより低い人口密度を有する環境にあるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。UAVが、人口閾値を満たすかまたは超える人口密度を有する環境にあるときは、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。また、UAVが、人口閾値を超えないかまたは下回る度合の人口を有する環境にあるときは、より低い度合の認証が必要とされ得る。任意の数の人口閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を決定し得る。例えば、各閾値を満たすこと、または超えること、の少なくとも一方のために、認証度合を増加させることが必要とされ得る場合、3つの人口閾値が設けられ得る。
環境条件は、環境内での交通の度合を含み得る。交通は、航空交通または地表上の交通の少なくとも一方の交通を含み得る。地表上の交通は、環境における地上輸送機または船舶の少なくとも一方を含み得る。UAVがより高い交通の度合を有する環境にあるときは、UAVがより少ない交通の度合を有する環境よりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。UAVが交通閾値を満たすかまたは超える交通の度合を有する環境にあるときは、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。UAVが交通閾値を超えないかまたは交通閾値を下回る交通の度合を有する環境にあるときは、より低い度合の認証が必要とされ得る。任意の数の交通閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定してもよい。例えば、各閾値を満たすこと、または超えることの少なくとも一方のために認証度合を増加させることが必要とされ得る場合、5つの交通閾値が設けられ得る。
環境条件は、環境における環境の複雑度を含み得る。環境の複雑度は、環境内での障害物または起こり得る安全上の問題の少なくとも一方を示し得る。環境複雑度を用いて、環境が障害物によって占められている程度を表し得る。環境複雑度は、量的または性質上の尺度でよい。ある実施形態では、環境複雑度は、以下のうち1つ以上に基づいて判定され得る。障害物の数、障害物によって占められる空間のボリュームまたは割合、障害物によって占められる、UAVに対する一定の近接内の空間のボリュームまたは割合、障害物によって妨げられていない空間のボリュームまたは割合、障害物によって妨げられていない、UAVに対する一定の近接内の空間のボリュームまたは割合、UAVに対する障害物の近接、障害密度(例えば、単位空間あたりの障害物の数)、障害物のタイプ(例えば、静止または可動)、障害物の空間的配置(例えば、位置、向き)、障害物の動き(例えば、速度、加速度)等。例えば、比較的高い障害密度を有する環境は、高い環境複雑度(例えば、室内の環境、都市部の環境)に関連付けられる。これに対し、比較的低い障害密度を有する環境は、低い環境の複雑度(例えば、高度が高い環境)に関連付けられる。別の例として、空間の多くの割合が障害物によって占められる環境は、より高い複雑度を有する。これに対し、妨げられない空間が多くの割合を占める環境は、低い複雑度を有する。そこで、環境の複雑度は、生成された環境的表現に基づいて演算され得る。環境の複雑度は、センサデータを用いて生成された環境の三次元デジタル表現に基づいて判定され得る。三次元デジタル表現は、三次元点群または占有率格子を含み得る。UAVがさらなる環境の複雑度を有する環境にあるときは、UAVがより低い環境の複雑度を有する環境にあるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。また、UAVが環境の複雑度閾値を満たすかまたは超える環境の複雑度を有する環境にあるときは、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。UAVが環境の複雑度閾値を超えないかまたは下回る環境の複雑度の度合を有する環境にある時は、より低い度合の認証が必要とされ得る。任意の数の環境の複雑度閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定してもよい。例えば、各閾値が満たすこと、または超えることの少なくとも一方のために認証度合を増加させることが必要とされ得る場合、2つの環境の複雑度閾値が設けられ得る。
環境条件は、環境的気候条件を含み得る。気候条件の例は、温度、降雨量、風速または方向、または任意の他の気候条件を含み得るが、これらに限定されない。UAVがより厳しいかまたは有害である可能性のある気候条件を有する環境にあるときは、UAVがあまり厳しくないか、または、あまり有害でない気候条件を有する環境にあるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。UAVが気候閾値を満たすかまたは超える環境にあるときは、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。また、UAVが気候閾値を超えないかまたは下回る環境にあるときは、より低い度合の認証が必要とされてもよい。任意の数の気候閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定してもよい。例えば、各閾値を満たすこと、または超えることの少なくとも一方のために認証度合を増加させることが必要とされ得る場合、多数の気候閾値が設けられてもよい。
状況情報は、地理的情報を含んでよい。例えば、状況情報は、UAVの位置を含んでよい。状況情報は、UAVの位置についての地理的飛行制限を含んでよい。ある位置は、機密性のある場所として分類される場合がある。ある例では、当該位置は、空港、学校、大学構内、病院、軍事領域、セキュリティ保護されたゾーン、研究施設、司法上のランドマーク、発電所、民家、ショッピングモール、集会所、または任意の他のタイプの場所を含んでよい。場合によっては、位置は、その「機密性」レベルを示し得る1つ以上のカテゴリに分けられてもよい。UAVがより高い度合の機密性を有する場所にあるときは、UAVがより少ない度合の機密性を有する場所にあるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。例えば、UAVがセキュリティ保護された軍事施設にあるときは、ユーザーがショッピングモールにいるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。UAVがその場所の機密性閾値を満たすかまたは超える度合の機密性を有する場所にあるときは、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。また、UAVがその場所の機密性閾値を超えないかまたは下回る度合の機密性を有する場所にあるときは、より低い度合の認証が必要とされてもよい。任意の数の場所機密性閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定してもよい。例えば、各閾値が満たすこと、または超えることの少なくとも一方のために認証度合を増加させることが必要とされ得る場合、ある場所機密性閾値が設けられてもよい。
状況情報は、時間基準の情報を含み得る。時間基準の情報は、時刻、曜日、日、月、四半期、季節、年、または任意の他の時間基準の情報を含み得る。ある期間に、他の期間よりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。例えば、過去に交通がより多かった曜日には、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。過去に交通または事故がより多かった時刻には、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。より厳しい環境的気候を有する季節には、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。時間が1つ以上の特定の時間範囲内であるときには、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。任意の数の特定の時間範囲が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定し得る。例えば、各時間範囲に要求される異なる度合またはタイプの認証を有する、10の時間範囲が設けられ得る。場合によっては、認証度合の際に、複数のタイプの時間範囲が同時に比較検討され得る。例えば、時刻及び曜日が考慮されてもよく、認証度合を判定するために比較検討され得る。
状況情報は、ユーザーに関する情報を含み得る。状況情報は、ユーザーの識別情報を含み得る。ユーザーの識別情報は、ユーザータイプを示し得る。状況情報は、ユーザータイプを含み得る。ユーザータイプの例は、ユーザーの習熟度または経験の少なくとも一方を含み得る。本明細書の他の部分に記載されるような、任意の他のユーザー情報が、状況情報として用いられ得る。ユーザーがより低い技能または経験を有しているときは、ユーザーがより高い技能または経験を有しているときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。ユーザーが技能または経験閾値を満たすかまたは超える技能または経験レベルを有している場合、より低い度合の認証が必要とされてもよい。また、ユーザーが技能または経験閾値に満たないかまたは技能または経験閾値に等しい技能または経験レベルを有している場合、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。任意の数の技能または経験閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定してもよい。例えば、3つの技能または経験閾値が設けられてもよく、各閾値を満たすこと、または超えることの少なくとも一方の低減された認証度合が必要とされ得る。
状況情報は、UAVに関する情報を含み得る。状況情報は、UAVの識別情報を含み得る。UAVの識別情報は、UAVタイプを示し得る。状況情報は、UAVタイプを含み得る。UAVタイプの例は、UAVのモデルを含み得る。本明細書の他の部分に記載されるような、任意の他のUAV情報が、状況情報として用いられ得る。UAVモデルがより複雑であるかまたは操縦が難しいモデルであるときは、UAVモデルがより単純であるかまたは操縦が容易であるモデルであるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。UAVモデルの複雑度または困難さが、複雑度または困難閾値を満たすかまたは超える場合、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。また、UAVモデル複雑度または難しさが、複雑度または困難閾値に満たないかまたはそれに等しい場合、より低い度合の認証が必要とされ得る。任意の数の複雑度または困難閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定し得る。例えば、4つの複雑度または困難閾値が設けられてもよく、各閾値が満たすこと、または超えることの少なくとも一方の増加した認証度合が必要とされ得る。
状況情報は、UAVによって行われるタスクの複雑度を含み得る。UAVは、任務中に1つ以上のタスクの実行を含み得る。タスクは、飛行経路に沿う飛行を含み得る。タスクは、UAV環境に関するデータの収集を含んでよい。タスクは、UAVからデータの送信を含み得る。タスクは、搭載物のピックアップ、支持、または置くことの少なくとも1つを含み得る。タスクは、UAVにオンボードの電力の管理を含み得る。任務は、見張りまたは写真撮影の任務を含んでよい。場合によっては、タスクを完了する際に、UAVにオンボードのより多くの演算または処理資源が用いられる場合、タスク複雑度がより高くなる場合がある。一例では、移動する標的を検出して、UAVが移動する標的を追うタスクは、UAVのスピーカから、予め録音された音楽を再生するタスクよりも、より複雑であり得る。UAVタスクがより複雑であるときは、UAVタスクがより単純であるときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。UAVタスク複雑度がタスク複雑度閾値を満たすかまたは超えるときは、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。また、UAVタスク複雑度がタスク複雑度閾値に満たないかまたはそれに等しいときは、より低い度合の認証が必要とされてもよい。任意の数のタスク複雑度閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定してもよい。例えば、各閾値が満たすこと、または超えることの少なくとも一方のために認証度合を増加させることが必要とされ得る場合、多数のタスク複雑度閾値が設けられ得る。
状況情報は、周囲の通信システムに関する情報を含み得る。例えば、環境内での無線信号の有無が、状況情報の例であり得る。場合によっては、1つ以上の周囲の無線信号に影響する可能性が、状況情報として提供され得る。環境における無線信号の数は、1つ以上の周囲の無線信号に影響する可能性に影響を及ぼす可能性、または及ぼさない可能性がある。より多くの信号が提供された場合、それらのうち少なくも1つが影響を受け得る可能性が高くなり得る。環境内での無線信号のセキュリティレベルは、1つ以上の周囲の無線信号に影響する可能性に影響を及ぼす可能性、または及ぼさない可能性がある。例えば、無線信号が何らかのセキュリティを有するほど、それらが影響される見込みがより低くなる。1つ以上の周囲の無線信号に影響する可能性がより高いときには、1つ以上の周囲の無線信号に影響する可能性がより低いときよりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。1つ以上の周囲の無線信号に影響する可能性が、通信閾値を満たすかまたは超えるときに、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。また、1つ以上の周囲の無線信号に影響する可能性が、通信閾値に満たないかまたは通信閾値に等しいときに、より低い度合の認証が必要とされ得る。任意の数の通信閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定し得る。例えば、複数の通信閾値が設けられてもよく、各閾値を満たすこと、または超えることの少なくとも一方と、増加した認証度合が必要とされ得る。
UAVの動作に対する干渉の危険性は、状況情報の例でよい。状況情報は、UAVのハッキング/ハイジャックの危険性に関する情報を含んでよい。他のユーザーが、未許諾の方法でUAVの制御を乗っ取る試みをする場合がある。ハッキング/ハイジャックの危険性がより高い場合は、ハッキング/ハイジャックの危険性がより低い場合よりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。ハッキング/ハイジャックの危険性が危険性閾値を満たすかまたは超える場合、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。また、ハッキング/ハイジャックの危険性が危険性閾値に満たないかまたはそれに等しい場合、より低い度合の認証が必要とされてもよい。任意の数の危険性閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定してもよい。例えば、複数の危険性閾値が設けられてもよく、そこで各閾値を満たすこと、または超えることの少なくとも一方の、増加した認証度合が必要とされ得る。
状況情報は、UAVの通信に対する干渉の危険性に関する情報を含み得る。例えば、別の許諾されていないユーザーが、許諾されたユーザーのUAVとの通信に、未許諾の方法で干渉し得る。許諾されていないユーザーは、許諾されたユーザーからのUAVに対するコマンドに干渉し得る。これはUAVの制御に影響を及ぼす恐れがある。許諾されていないユーザーは、許諾されたユーザーの装置に対する、UAVからのデータに干渉し得る。UAV通信に対する干渉の危険性がより高い場合、UAV通信に対する干渉の危険性がより低い場合よりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。UAV通信に対する干渉の危険性が危険性閾値を満たすかまたは超える場合、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。また、UAV通信に対する干渉の危険性が危険性閾値に満たないかまたはそれに等しい場合、より低い度合の認証が必要とされてもよい。任意の数の危険性閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定し得る。例えば、多数の危険性閾値が設けられてもよく、各閾値を満たすこと、または超えることの少なくとも一方の、増加した認証度合が必要とされ得る。
状況情報は、1つ以上の飛行規制のセットに関する情報を含み得る。状況情報は、1つの領域内の飛行制限の度合に関する情報を含み得る。これは、現在の飛行制限または過去の飛行制限に基づき得る。飛行制限は、制御主体によって課され得る。その領域内での飛行制限の度合がより高い場合、その領域内での飛行制限がより少ない場合よりも、さらに高い度合の認証が必要とされ得る。その領域内での飛行制限の度合が、制限閾値を満たすかまたは超える場合、さらに高い度合の認証が必要とされてもよい。また、その領域内での飛行制限の度合が、制限閾値に満たないかまたは制限閾値に等しい場合、より低い度合の認証が必要とされ得る。任意の数の制限閾値が設けられてもよく、これを用いて認証度合を判定してもよい。例えば、多数の制限閾値が設けられてもよく、そこで各閾値を満たすこと、または超えることの少なくとも一方の、増加した認証度合が必要とされ得る。
ユーザーまたはUAVの少なくとも一方に対する認証度合を判定する際に、任意のタイプの状況情報を単独で、または組み合わせて用い得る。使用される状況情報のタイプは、時間経過と共に同じままであってもよく、または変更され得る。多数のタイプの状況情報が査定されるとき、認証度合の判定に関しては、それらはほぼ同時に査定され得る。複数のタイプの状況情報が、同等の要因として考慮されてもよい。あるいは、複数のタイプの状況情報が重み付けされてもよく、必ずしも同等の要因である必要はない。より重み付けされた状況情報のタイプは、判定される認証度合とより関係があってもよい。
認証度合の判定は、UAVにオンボードで成されてもよい。UAVは、使用される状況情報を受信または生成の少なくとも一方ができる。UAVの1つ以上のプロセッサは、外部データソース(例えば、認証システム)か、あるいはUAVにオンボードのデータソース(例えば、センサ、時計)のいずれかから、状況情報を受信できる。ある実施形態では、1つ以上のプロセッサは、UAVにオフボードの航空制御システムから、情報を受信してもよい。航空制御システムからの情報を査定して、認証度合を判定できる。航空制御システムからの情報は、状況情報であってもよく、または本明細書の他の部分に記載された状況情報のタイプに付加されてもよい。1つ以上のプロセッサは、受信された状況情報を用いて判定を行い得る。
認証度合の判定は、UAVにオフボードで成されてもよい。例えば、認証システムによって判定が成されてもよい。場合によっては、UAVにオフボードの航空制御システムまたは認証センターは、認証度合に関する判定を行い得る。認証システムの1つ以上のプロセッサは、外部データソース(例えば、UAV、外部センサ、リモートコントローラ)か、あるいは認証システムにオンボードのデータソース(例えば、時計、他のUAVに関する情報)のいずれかから、状況情報を受信できる。ある実施形態では、1つ以上のプロセッサは、UAV、リモートコントローラ、リモートセンサ、または認証システムにオフボードの他の外部装置から情報を受信できる。1つ以上のプロセッサは、受信された状況情報を用いて判定を行い得る。
別の事例では、ユーザーのリモートコントローラにオンボードで判定が成され得る。リモートコントローラは、使用される状況情報の受信または生成の少なくとも一方が可能である。リモートコントローラの1つ以上のプロセッサは、外部データソース(例えば、認証システム)か、あるいはリモートコントローラにオンボードのデータソース(例えば、メモリ、時計)のいずれかから、状況情報を受信できる。ある実施形態では、1つ以上のプロセッサは、リモートコントローラにオフボードの航空制御システムから、情報を受信してもよい。航空制御システムからの情報を査定して、認証度合を判定できる。航空制御システムからの情報は、状況情報であってもよく、または本明細書の他の部分に記載された状況情報のタイプに付加されてもよい。1つ以上のプロセッサは、受信された状況情報を用いて判定を行い得る。
状況情報に基づいて認証度合の判定を行う際に、任意の他の外部装置を用い得る。単一の外部装置を用いてもよく、または複数の外部装置を共に用いてもよい。他の外部装置は、オンボード、またはオフボードのソースから状況情報を受信してもよい。その他の外部装置は、判定を行うために受信された状況情報を用い得る1つ以上のプロセッサを含み得る。
図10は、本発明の実施形態による、飛行規制のレベルが認証度合によって影響される図を示す。UAVの動作に影響を及ぼし得る飛行規制のセットが生成され得る。飛行規制のセットは、認証度合に基づいて生成されてもよい。飛行規制のセットは、完了した認証度合に基づいて生成されてもよい。認証をパスすることに成功したかが考慮されてもよい。認証度合は、システムの任意の部分(例えばUAV認証、ユーザー認証、リモートコントローラ認証、ジオフェンシング装置認証、または任意の他のタイプの認証の少なくとも1つ)に適用できる。
ある実施形態では、認証度合1010が増加すると、飛行規制1020のレベルが低下し得る。より高い認証度合が形成されると、飛行制限の懸念及び必要性が低く成り得る。認証度合及び飛行規制のレベルは、反比例し得る。認証度合及び飛行規制のレベルは、線形比例(例えば、線形反比例)し得る。認証度合及び飛行規制のレベルは、指数的に比例(例えば、指数的に反比例)し得る。認証度合と飛行規制のレベルとの間に、任意の他の逆の関係が設けられ得る。代替の実施形態では、関係は、正比例でよい。関係は、線形の正比例、指数的な正比例、または任意の他の関係でよい。飛行規制のレベルは、行われる認証度合に依存し得る。代替的な実施形態では、飛行規制のレベルは、認証度合とは無関係でよい。飛行規制のレベルは、認証度合に関して選択されてもよく、または選択されなくてもよい。認証度合がより低い場合、さらに制限的な飛行規制が生成されてもよい。認証度合がより高い場合、あまり制限的でない飛行規制のセットが生成されてもよい。飛行規制のセットは、認証度合に基づいて生成されてもよく、または生成されなくてもよい。
本発明の態様は、UAVの操作の飛行規制のレベルを判定する方法を対象と得る。前記方法は、(1)1つ以上のプロセッサを用いて、UAVまたはUAVのユーザーの認証度合を査定するステップと、(2)認証度合に従って、UAVまたはユーザーの認証を実行するステップと、(3)認証度合に基づいて、飛行規制のセットを生成するステップと、(4)飛行規制のセットに従って、UAVを操作するステップを含む。同様に、本発明の実施形態は、UAVの飛行規制のレベルを判定するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体を対象とし得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)UAVまたはUAVのユーザーの認証度合を査定するプログラム命令と、(2)認証度合によって、UAVまたはユーザーの認証を実行するプログラム命令と、(3)認証度合に基づいて、飛行規制のセットを生成するプログラム命令と、(4)飛行規制のセットに従って、UAVの操作を許可する信号を提供するプログラム命令を含む。
UAV認証システムが提供され得る。UAV認証システムは、通信モジュールと、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)UAVまたはUAVのユーザーの認証度合を査定し、(2)認証度合によって、UAVまたはユーザーの認証を実行し、(3)認証度合に基づいて、飛行規制のセットを生成する。UAV認証モジュールは、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して、(1)UAVまたはUAVのユーザーの認証度合を査定し、(2)認証度合によって、UAVまたはユーザーの認証を実行し、(3)認証度合に基づいて、飛行規制のセットを生成する。
本明細書の他の部分に記載されたように、認証度合は、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方に対するいかなる認証をも必要としなくてよい。例えば、認証度合はゼロであってもよい。このように、認証度合は、UAVまたはユーザーの認証がなくてもよい。認証度合は、UAV及びユーザーの両方の認証を含み得る。認証度合は、ユーザーの認証を必要とせずUAVの認証を含んでもよく、またはUAVの認証を必要とせずユーザーの認証を含み得る。
認証度合は、UAVまたはユーザーの少なくとも一方に対する認証度合の複数の選択肢から選択され得る。例えば、UAVまたはユーザーの少なくとも一方の認証の3つの選択肢(例えば、高い認証度合、中間の認証度合、または低い認証度合)が設けられ得る。認証度合に対して、任意の数の選択肢(例えば、2以上、3以上、4以上、5以上、6以上、7以上、8以上、9以上、10以上、12以上、15以上、20以上、25以上の選択肢)が設けられ得る。場合によっては、認証度合は、1つ以上の所定の選択肢から選択することなく、生成または決定の少なくとも一方が成され得る。認証度合は、即時に生成され得る。UAVまたはユーザーの少なくとも一方は、認証度合によって認証され得る。UAVまたはユーザーの少なくとも一方は、もし認証処理をパスすると、あるいは認証処理をパスしたとき、認証されると考えられ得る。UAVまたはユーザーの少なくとも一方は、認証処理を経るがパスしていない場合、認証されないと考えられ得る。例えば、識別子/キーの不一致は、認証をパスしない場合の例であり得る。提供された生体データが記録上の生体データと一致しないことは、認証をパスしない場合の別の例であり得る。認証処理をパスしない場合のさらなる例では、正しくないログインユーザー名/パスワードの組み合わせを提供する。
認証度合に関する情報は、行われた認証のレベルまたはカテゴリを含み得る。カテゴリのレベルは、性質上または量的の少なくとも一方でよい。認証度合に関する情報は、行われた認証の1つ以上のタイプを含み得る。認証度合に関する情報は、認証中に収集されたデータを含み得る(例えば、認証が生体データの処理を含んでいる場合、生体データ自体が提供され得る)。
飛行規制のセットは、認証度合に基づいて生成され得る。本明細書における認証度合のいかなる記載も、認証のタイプにさらに適用され得る。飛行規制のセットは、本明細書の他の部分に記載されたような任意の技術に従って生成され得る。例えば、飛行規制のセットは、複数のセットの規制から飛行規制のセットの選択によって生成される。別の事例では、飛行規制のセットは、一から生成され得る。飛行規制のセットは、ユーザーからの入力の支援によって生成され得る。
飛行規制のセットは、1つ以上のプロセッサの支援によって生成され得る。飛行規制のセットの生成は、UAVにオンボードで行われ得る。UAVは、使用される認証度合の受信または生成の少なくとも一方を行い得る。UAVの1つ以上のプロセッサは、外部データソースまたはUAVにオンボードのデータソースから、認証度合に関連する情報を受信できる。ある実施形態では、1つ以上のプロセッサは、UAVにオフボードの航空制御システムから情報を受信し得る。航空制御システムからの情報が査定されて、飛行規制のセットを生成し得る。1つ以上のプロセッサは、受信された認証度合に関連する情報を用いて判定を行い得る。
飛行規制のセットの生成は、UAVにオフボードで行われ得る。例えば、飛行規制のセットの生成は、認証システムによって行われ得る。場合によっては、UAVにオフボードの航空制御システムまたは認証センターが、飛行規制のセットを生成できる。認証システムの1つ以上のプロセッサは、外部データソースか、あるいは認証システムにオンボードのデータソースのいずれかから、認証度合に関連する情報を受信できる。ある実施形態では、1つ以上のプロセッサは、UAV、リモートコントローラ、リモートセンサ、または認証システムにオフボードの他の外部装置から、情報を受信できる。1つ以上のプロセッサは、受信された認証度合に関連する情報を用いて判定を行い得る。
別の事例では、飛行規制のセットの生成は、ユーザーのリモートコントローラにオンボードで行われ得る。リモートコントローラは、使用される認証度合の受信または生成の少なくとも一方を行い得る。リモートコントローラの1つ以上のプロセッサは、外部データソースか、あるいはリモートコントロールにオンボードのデータソースのいずれかから、認証度合に関連する情報を受信できる。ある実施形態では、1つ以上のプロセッサは、リモートコントローラにオフボードの航空制御システムから情報を受信できる。航空制御システムからの情報を査定して、飛行規制のセットを生成できる。1つ以上のプロセッサは、認証度合に関する情報を用いて判定を行い得る。
認証度合に基づいた飛行規制のセットの生成の際に、任意の他の外部装置を用いてもよい。単一の外部装置を用いてもよく、または複数の外部装置を共に用い得る。他の外部装置は、オフボードまたはオンボードのソースから、認証度合に関する情報を受信できる。他の外部装置は、受信された認証度合に関する情報を用いて判定を行い得る1つ以上のプロセッサを含み得る。
UAVは、飛行規制のセットに従って操作され得る。UAVのユーザーは、UAVの操作を実行する1つ以上のコマンドを発行できる。コマンドは、リモートコントローラの支援によって発行され得る。UAVの操作は、飛行規制のセットに準拠して実行させ得る。1つ以上のコマンドが飛行規制のセットに準拠していない場合、UAVが引き続き飛行規制のセットに準拠するように、コマンドを無効にできる。コマンドが飛行規制のセットに準拠しているとき、コマンドを無効にする必要はなく、干渉なくUAVの制御が可能であり得る。
装置識別記憶部
図11は、本発明の実施形態による、メモリに記憶され得る装置情報の例を示す。記憶装置1110が提供され得る。1人以上のユーザー1115a、1115b、1つ以上のユーザー端末1120a、1120b、または1つ以上のUAV1130a、1130bの少なくとも1つからの情報が提供され得る。この情報は、1つ以上のコマンド、対応付けられたユーザー識別子、対応付けられたUAV識別子、対応付けられたタイミング情報、及び任意の他の対応付けられた情報を含み得る。1つ以上の情報のセット1140が記憶され得る。
記憶装置1110は、1つ以上の記憶装置ユニットを含み得る。記憶装置は、本明細書に記載された情報を記憶し得る1つ以上のデータベースを含み得る。記憶装置は、コンピュータ可読媒体を含み得る。例えばメモリ(例えば、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ)またはハードディスク等の、1つ以上の電子メモリユニットが設けられ得る。「記憶」タイプの媒体は、コンピュータ、プロセッサ等の実体的メモリ、またはそれらの対応付けられたモジュール(例えば様々な半導体メモリ、テープ装置、ディスクドライブ等)のいずれかまたは全てを含むことができる。これらは、ソフトウェアプログラミングにいつでも非一時記憶部を提供し得る。ある実施形態では、不揮発性記憶媒体は、例えば、光ディスクまたは磁気ディスク(例えばデータベースの実施に使用できるような、任意のコンピュータ(複数可)等の記憶装置のいずれか)を含む。揮発性記憶媒体は、動的なメモリ、例えばそのようなコンピュータプラットフォームのメインメモリを含む。実体的な伝送媒体は、同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含む(例えば、コンピュータシステム内部のバスを含むワイヤ)。搬送波の伝送媒体は、電気信号または電磁信号、または音響波または光波(例えば無線周波数(RF)及び赤外線(IR)データ通信の間に生成されたもの)の形式を取り得る。したがって、コンピュータ可読媒体の一般的な形式は、以下を含む。例えばフロッピー(登録商標)ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、CD−ROM、DVDまたはDVD−ROM、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを有する任意の他の物理的記憶媒体、RAM、ROM、PROM及びEPROM、フラッシュEPROM、任意の他のメモリチップまたはカートリッジ、データまたは命令を伝送する搬送波、かかる搬送波を伝送するケーブルまたはリンク、あるいはコンピュータがプログラミングコードまたはデータの少なくとも一方を読み出し得る任意の他の媒体。コンピュータ可読媒体のこれらの形式の多くが、実行のために、プロセッサに1つ以上の命令の1つ以上のシーケンスを搬送することに関与し得る。
記憶装置は、単一の場所に設けられてもよく、または複数の場所に分散させてもよい。ある実施形態では、記憶装置は、単一の記憶装置ユニット、または複数の記憶装置ユニットを含み得る。クラウドコンピュータインフラストラクチャが設けられ得る。場合によっては、ピアツーピア(P2P)記憶装置が設けられ得る。
記憶装置は、UAVにオフボードで設けられ得る。記憶装置は、UAV外部装置に設けられ得る。記憶装置は、リモートコントローラにオフボードで設けられ得る。記憶装置は、リモートコントローラの外部装置に設けられ得る。記憶装置は、UAV及びリモートコントローラにオフボードでもよい。記憶装置は、認証システムの一部でよい。記憶装置は、航空制御システムの一部でよい。記憶装置は、認証システム(例えば航空制御システム)の1つ以上のメモリユニットであり得る、1つ以上のメモリユニットを含み得る。あるいは、記憶装置は、認証システムから切り離され得る。記憶装置は、認証システムと同じ実体によって所有または運用の少なくとも一方が行われ得る。代替的に、記憶装置は、認証システムとは異なる実体によって所有または運用の少なくとも一方が行われ得る。
通信システムは、1つ以上の記録装置を含み得る。1つ以上の記録装置は、通信システムの任意の装置からデータを受信できる。例えば、1つ以上の記録装置は、1つ以上のUAVからデータを受信できる。1つ以上の記録装置は、1人以上のユーザーまたはリモートコントローラの少なくとも一方からデータを受信できる。1つ以上の記憶装置ユニットは、1つ以上の記録装置を経由して設けられ得る。例えば、1つ以上の記憶装置ユニットは、UAV、ユーザー、またはリモートコントローラの少なくとも1つから1つ以上のメッセージを受信する1つ以上の記録装置を経由して設けられる。1つ以上の記録装置は、情報を受信する限られた範囲を有していてもよく、または有さなくてもよい。例えば、記録装置は、記録装置と同じ物理的領域内にある装置からデータを受信してもよい。例えば、第1の記録装置は、UAVが第1のゾーンにあるときに、UAVから情報を受信できる。また、第2の記録装置は、UAVが第2のゾーンにあるときに、UAVから情報を受信できる。あるいは、記録装置は限られた範囲を有しておらず、装置の位置に関わらず、装置(例えば、UAV、リモートコントローラ)から情報を受信できる。記録装置は、記録装置ユニットであること、または、記録装置ユニットに集められた情報を伝達すること、の少なくとも一方が可能である。
1人以上のユーザー1115a、1115bからの情報は、記憶装置に記憶され得る。この情報は、ユーザー識別情報を含み得る。ユーザー識別情報の例は、ユーザー識別子(例えば、ユーザーID1、ユーザーID2、ユーザーID3、・・・)を含み得る。ユーザー識別子は、ユーザーに固有でよい。場合によっては、ユーザーからの情報は、ユーザーの識別または認証の少なくとも一方に有用な情報を含み得る。1人以上のユーザーからの情報は、ユーザーに関する情報を含み得る。1人以上のユーザーからの情報は、ユーザーからの1つ以上のコマンド(例えば、コマンド1、コマンド2、コマンド3、コマンド4、コマンド5、コマンド6、・・・)を含み得る。1つ以上のコマンドは、UAVの操作を実行するコマンドを含み得る。1つ以上のコマンドを用いて、以下の少なくとも1つを制御できる。UAVの飛行、UAVの離陸、UAVの着陸、UAVの搭載物の動作、UAVの支持機構の動作、UAVにオンボードの1つ以上のセンサの動作、UAVの1つ以上の通信ユニット、UAVの1つ以上の電源ユニット、UAVの1つ以上のナビゲーションユニット、またはUAVの任意の機能。任意の他のタイプの情報が、1人以上のユーザーから提供されてもよく、記憶装置に記憶され得る。
ある実施形態では、全てのユーザー入力が、記憶装置に記憶され得る。あるいは、選択されたユーザー入力のみが、記憶装置に記憶され得る。場合によっては、ある特定のタイプのユーザー入力のみが、記憶装置に記憶され得る。例えば、ある実施形態では、ユーザー識別入力またはコマンド情報の少なくとも一方のみが、記憶装置に記憶される。
任意に、ユーザーは、1つ以上のユーザー端末1120a、1120bの支援によって、記憶装置に情報を提供できる。ユーザー端末は、ユーザーと通信できる装置でよい。ユーザー端末は、UAVとの通信が可能であり得る。ユーザー端末は、UAVに1つ以上の動作コマンドを送信するリモートコントローラでよい。ユーザー端末は、UAVから受信された情報に基づいて、データを示す表示装置でよい。ユーザー端末は、UAVへの情報の送信、UAVからの情報の受信の両方が可能であり得る。
ユーザーは、任意の他のタイプの装置の支援によって、記憶装置に情報を提供できる。例えば、1つ以上のコンピュータ、またはユーザー入力を受信可能な他の装置が設けられ得る。本装置は、メモリ記憶装置にユーザー入力を通信可能であり得る。本装置は、UAVと通信しない場合がある。
ユーザー端末1120a、1120bは、記憶装置に情報を提供できる。ユーザー端末は、ユーザーに関する情報、ユーザーコマンド、または任意の他のタイプの情報を提供できる。ユーザー端末は、ユーザー端末自体に関する情報を提供できる。例えば、ユーザー端末識別が提供され得る。場合によっては、ユーザー識別子またはユーザー端末識別子の少なくとも一方が提供され得る。任意にユーザーキーまたはユーザー端末キーの少なくとも一方が提供され得る。ある例では、ユーザーは、ユーザーキーに関するいかなる入力も提供しないが、ユーザーキー情報は、ユーザー端末に記憶され得るか、またはユーザー端末によってアクセス可能であり得る。場合によっては、ユーザーキー情報は、ユーザー端末の物理的メモリ上に記憶されてもよい。あるいは、ユーザーキー情報は、オフボードで(例えば、クラウド上で)記憶されてもよく、かつユーザー端末によってアクセス可能であり得る。ある実施形態では、ユーザー端末は、ユーザー識別子または対応付けられたコマンドの少なくとも一方を伝達できる。
UAV1130a、1130bは、記憶装置に情報を提供できる。UAVは、UAVに関する情報を提供できる。例えば、UAV識別情報が提供されてもよい。UAV識別情報の例は、UAV識別子(例えば、UAVID1、UAVID2、UAVID3、・・・)を含み得る。UAV識別子は、UAVに固有でよい。場合によっては、UAVからの情報は、UAVの識別または認証の少なくとも一方に有用な情報を含み得る。1つ以上のUAVからの情報は、UAVに関する情報を含み得る。1つ以上のUAVからの情報は、UAVによって受信された1つ以上のコマンド(例えば、コマンド1、コマンド2、コマンド3、コマンド4、コマンド5、コマンド6、・・・)を含み得る。1つ以上のコマンドは、UAVの操作を実行するコマンドを含み得る。1つ以上のコマンドを用いて、以下の少なくとも1つを制御できる。UAVの飛行、UAVの離陸、UAVの着陸、UAVの搭載物の動作、UAVの支持機構の動作、UAVにオンボードの1つ以上のセンサの動作、UAVの1つ以上の通信ユニット、UAVの1つ以上の電源ユニット、UAVの1つ以上のナビゲーションユニット、またはUAVの任意の機能。任意の他のタイプの情報が、1つ以上のUAVから提供されてもよく、記憶装置に記憶され得る。
ある実施形態では、ユーザーは、ユーザー関連情報が記憶装置に記憶される前に認証され得る。例えば、ユーザーは、ユーザー識別子が得られる前、または記憶装置によって記憶される前の少なくとも一方で認証され得る。このように、ある実施形態では、認証されたユーザー識別子のみが、記憶装置に記憶される。あるいは、ユーザーは認証される必要はなく、ユーザー識別子と称するものが、認証に先立って記憶装置に記憶される場合がある。認証をパスした場合、ユーザー識別子が検証されたという表示がなされ得る。認証がパスされない場合、ユーザー識別子が疑わしいアクティビティについてフラグを立てられたか、またはユーザー識別子を用いた認証における試みが失敗したという表示が成されてもよい。
任意に、UAVは、UAV関連情報が記憶装置に記憶される前に認証され得る。例えば、UAVは、UAV識別子が得られる前、または記憶装置によって記憶される前の少なくとも一方で認証され得る。このように、ある実施形態では、認証されたUAV識別子のみが、記憶装置に記憶される。あるいは、UAVは認証される必要はなく、UAV識別子と称するものが、認証に先立って記憶装置に記憶される場合がある。認証がパスされた場合、UAV識別子が検証されたという表示がなされ得る。認証がパスされない場合、UAV識別子が疑わしいアクティビティについてフラグを立てられたか、またはUAV識別子を用いた認証における試みが失敗したという表示が成され得る。
ある実施形態では、ユーザーがUAVの操作を許諾されている場合のみ、1つ以上の飛行コマンドが許可される。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方は、ユーザーがUAVの操作を許諾されているかの判定に先立って認証されてもよく、または認証されなくてもよい。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方は、ユーザーがUAVの操作を許される前に認証されてもよい。場合によっては、記憶装置内のコマンドは、ユーザーがUAVの操作を許諾されている場合のみ記憶され得る。記憶装置内のコマンドは、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が認証された場合のみ記憶され得る。
記憶装置ユニットは、1つ以上の情報のセット1140を記憶できる。情報のセットは、ユーザー、ユーザー端末、またはUAVの少なくとも1つからの情報を含み得る。情報のセットは、1つ以上のコマンド、ユーザー識別子、UAV識別子、または対応付けられた時間の少なくとも1つを含み得る。ユーザー識別子は、コマンドを発行したユーザーに関連付けられ得る。UAVは、コマンドの受信、またはコマンドの実行の少なくとも一方を行ったUAVに関連付けられ得る。この時間は、コマンドの発行またはコマンドの受信の少なくとも一方を行われた時間でよい。この時間は、コマンドがメモリに記憶された時間でよい。この時間は、UAVがコマンドを実行した時間でよい。場合によっては、単一のコマンドが単一の情報のセットに提供され得る。あるいは、複数のコマンドが単一の情報のセットに提供され得る。複数のコマンドは、ユーザーによって発行されたコマンドと、UAVによって受信された対応するコマンドとの両方を含み得る。代替的に、単一のコマンドが提供されてもよく、ユーザーから発行されたとして記録されてもよく、あるいはUAVによって受信、またはUAVによって実行の少なくとも一方を行われたとして記録され得る。
このように、複数の情報のセットは、関連するコマンドを備え得る。例えば、第1の情報のセットは、コマンドがユーザーによって発行されたときに記憶され得る。第1の情報のセットについての時間は、コマンドがユーザーによって発行されたときか、または情報のセットが記憶装置に記憶されたときを反映し得る。任意に、リモートコントローラからのデータを用いて、第1の情報のセットを提供し得る。第2の情報のセットは、コマンドがUAVによって受信されたときに記憶され得る。第2の情報のセットについての時間は、コマンドがUAVによって受信されたときか、または情報のセットが記憶装置に記憶されたときを反映し得る。任意に、UAVからのデータを用いて、関連するコマンドに基づいて第2の情報のセットを提供できる。コマンドがUAVによって実行されたとき、第3の情報のセットは記憶できる。第3の情報のセットについての時間は、コマンドがUAVによって実行されたとき、または情報のセットが記憶装置に記憶されたときを反映し得る。任意に、UAVからのデータを用いて、関連するコマンドに基づいて第3の情報のセットを提供し得る。
記憶装置は、第1のユーザーと第1のUAVの間の特定の通信に関する情報のセットを記憶できる。例えば、複数のコマンドが、第1のユーザーと第1のUAVの間の通信中に発行され得る。通信は、任務の実行でよい。場合によっては、記憶装置ユニットは、特定の通信に関連する情報のみを記憶し得る。あるいは、記憶装置は、第1のユーザーと第1のUAVとの間の複数の通信(例えば、複数の任務)に関連する情報でよい。任意に、記憶装置は、ユーザー識別子による情報を記憶し得る。第1のユーザーに結びつけられたデータが共に記憶され得る。代替的に、記憶装置ユニットは、UAV識別子による情報を記憶できる。第1のUAVに結びつけられたデータが共に記憶され得る。記憶装置ユニットは、ユーザーとUAVとの通信に従って情報を記憶し得る。例えば、第1のUAV及び第1のユーザーに結びつけられたデータが、共に記憶されてもよい。場合によっては、ユーザー、UAV、またはユーザー及びUAVの組み合わせに関する情報のみが、記憶装置ユニットに記憶され得る。
あるいは、記憶装置は、複数のユーザー間またはUAV間の少なくとも一方の通信に関連する情報のセットを記憶し得る。記憶装置は、複数のユーザーまたはUAVの少なくとも一方から情報を収集するデータリポジトリでよい。記憶装置は、複数の任務から情報を記憶でき、様々なユーザー、様々なUAV、または様々なユーザー及びUAVの組み合わせの少なくとも1つを含み得る。場合によっては、記憶装置内の情報セットは、検索可能または索引付け可能であり得る。情報セットは、任意のパラメータ(例えばユーザー識別情報、UAV識別情報、時間、ユーザー及びUAVの組み合わせ、コマンドのタイプ、位置、または任意の他の情報)に従って見つけられるか、または索引を付けられ得る。情報セットは、任意のパラメータに従って記憶され得る。
場合によっては、記憶装置内の情報が分析され得る。情報セットを分析して、1つ以上の挙動パターンを検出できる。情報セットを分析して、事故または望ましくない状況に関連し得る1つ以上の特性を検出できる。例えば、特定のユーザーが、特定のモデルのUAVを頻繁に墜落させている場合、このデータを抽出できる。別の事例では、他のユーザーに、飛行規制のセットに従って飛行が許可されていない範囲内でUAVの飛行を試みる傾向がある場合、かかる情報を抽出できる。記憶装置ユニット内の情報セットに、統計分析を行い得る。そのような統計分析は、動向または相関する要因を識別するために有用であり得る。例えば、一定のUAVモデルが、他のUAVモデルよりも全体として高い事故率を有する恐れがあることが通告されてもよい。情報セットを分析して、環境での温度が5℃を下回るときに、UAVの誤作動率が全般的により高くなり得ると判定できる。このように、記憶装置内の情報を全般的に分析して、UAVの動作に関する情報を集め得る。かかる全般的な分析は、特定の事象または場合に応じている必要はない。
記憶装置からの情報は、特定の事象または場合に応答して分析され得る。例えば、UAVの墜落が生じた場合、UAVに関連付けられた情報を分析して、墜落に関する法的情報をさらに提供できる。任務中にUAVの墜落が生じた場合、任務中に収集された情報セットが共に引き出されて分析され得る。例えば、発行されたコマンドと受信されたコマンドとの間の不一致を特定し得る。墜落の時間における環境条件を分析し得る。当該範囲内での他のUAVまたは障害物の有無を分析し得る。ある実施形態では、UAVの情報セットが、他の任務からさらに引き出され得る。例えば、他の任務において、いくらかのニアミスまたは誤作動があったことが検出され得る。墜落原因または墜落後に取られる必要のある任意のアクションの少なくとも1つを判定する際に、かかる情報が有用であり得る。
情報セット内の情報を用いて、個別化されたUAVアクティビティを追跡できる。例えば、1つ以上のコマンド、対応付けられたユーザー識別子(複数可)、対応付けられたUAV識別子(複数可)を用いて、個別化されたUAVアクティビティを追跡できる。
情報セットは、コマンド、ユーザー情報、UAV情報、タイミング情報、位置情報、環境条件情報、飛行規制情報、または任意の検出された状況を記憶してもよい。任意の情報が、コマンドに対応してもよい。例えば、地理情報は、コマンドが発行された時のUAVまたはリモートコントローラの少なくとも一方の位置を含んでよい。また、地理情報は、飛行規制を検討する目的で、UAVがゾーンに入ったかを示してもよい。環境条件は、当該領域の1つ以上の環境条件を含んでよい。例えば、コマンドが発行されるかまたは受信されたとき、UAVの周辺領域の環境の複雑度が考慮されてもよい。コマンドが発行されたときにUAVが経験している気候が考慮されてもよい。コマンドは、ある時点で行われてもよい。
記憶装置は、リアルタイムで更新され得る。例えば、コマンドが発行、受信または実行の少なくとも1つが行われると、それらは情報セットからの任意の他の情報と共に、記憶装置に記録できる。これは、リアルタイムで行われ得る。情報セット内のコマンド及び任意の関連する情報が、コマンドの発行、受信または実行の少なくとも1つから、10分未満、5分未満、3分未満、2分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、1秒未満、0.5秒未満、または0.1秒未満以内に記憶できる。情報セットは、任意の方法で、記憶装置に記憶または記録できる。これらは、他のパラメータ、(例えばユーザー識別情報、UAV識別情報、またはユーザー及びUAVの組み合わせ)に関連することなく入ったものとして記録ができる。あるいは、これらは他のパラメータに関連して記録されてもよい。例えば、同じユーザーに関する全ての情報セットが共に記憶されてもよい。全ての情報セットが共に記憶されないとしても、これらは対応付けられた情報を見つけるために、検索または索引付けの少なくとも一方が可能であり得る。例えば、特定のユーザーに関する情報セットが、異なる時点で入り、他のユーザーからの情報セットと共に記録された場合、情報セットは、ユーザーに関連付けられた全ての情報セットを見つけるために検索可能であり得る。
代替の実施形態では、記憶装置は、リアルタイムで更新される必要がなくてもよい。記憶装置は、規則的または不規則な時間間隔で、定期的に更新されてもよい。例えば、記憶装置は、毎週、毎日、数時間毎に、毎時、30分毎に、15分毎に、10分毎に、5分毎に、3分毎に、1分毎に、30秒毎に、15秒毎に、10秒毎に、5秒毎に、または1秒毎に更新されてもよい。場合によっては、更新スケジュールが設けられてもよく、規則的または不規則な更新時間を含んでよい。更新スケジュールは、固定されていてもよく、または変更可能でもよい。場合によっては、更新スケジュールは、記憶装置のオペレータまたは管理者によって変更されてもよい。更新スケジュールは、認証システムのオペレータまたは管理者によって変更されてもよい。UAVのユーザーは、更新スケジュールを変更可能であってもよく、または変更可能でなくてもよい。UAVのユーザーは、ユーザーに関連付けられたUAVの更新スケジュールを変更可能であり得る。ユーザーは、操作を許諾されたUAVに関する更新スケジュールを変更可能であり得る。
記憶装置は、検出された事象または状況に応じて更新され得る。例えば、記憶装置は、記憶装置のオペレータが情報を要求したときに、1つ以上の外部ソース(例えば、リモートコントローラ、UAV、ユーザー)から情報セットを要求または引き出すことができる。別の事例では、記憶装置は、検出された状況(例えば検出された墜落)が生じたとき、情報セットを要求または引き出すことが可能であり得る。場合によっては、1つ以上の外部ソース(例えば、リモートコントローラ、UAV、ユーザー)は、記憶装置に情報セットをプッシュできる。例えば、UAVが飛行制限されたゾーンに接近していることをUAVが検出した場合、UAVは、記憶装置に情報セットをプッシュできる。別の事例では、リモートコントローラまたはUAVがある干渉している無線信号があることを認識した場合、記憶装置ユニットに情報セットをプッシュできる。
本発明の態様は、無人航空機(UAV)の挙動を記録する方法を対象とし得る。前記方法は、(1)UAVを他のUAVから一意的に識別するUAV識別子を識別するステップと、(2)リモートコントローラを介して、UAVの操作を実行するための1つ以上のコマンドを提供するユーザーを、他のユーザーから一意的に識別するユーザー識別子を受信するステップと、(3)1つ以上の記憶装置ユニットに、1つ以上のコマンドと、1つ以上のコマンドに関連づけられたユーザー識別子と、1つ以上のコマンドに関連づけられたUAV識別子とを記録するステップを含む。同様に、本発明の実施形態による、無人航空機(UAV)の挙動を記録するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体が提供され得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)ユーザーを他のユーザーから一意的に識別するユーザー識別子を、リモートコントローラを介して、UAVの操作を実行するための1つ以上のコマンドを提供するユーザーからの1つ以上のコマンドに関連付けるためのプログラム命令と、(2)UAVを他のUAVから一意的に識別するUAV識別子を1つ以上のコマンドに関連付けるプログラム命令と、(3)1つ以上の記憶装置ユニットに、1つ以上のコマンド、ユーザー識別子に関連付けられた1つ以上のコマンド、UAV識別子に関連付けられた1つ以上のコマンドを記録するプログラム命令を含む。
本発明の実施形態による、無人航空機(UAV)挙動記録システムが提供され得る。本システムは、1つ以上の記憶装置ユニットと、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、1つ以上の記憶装置ユニットに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)UAVを他のUAVから一意的に識別するUAV識別子を受信し、(2)リモートコントローラを介して、UAVの操作を実行するための1つ以上のコマンドを提供するユーザーを、他のユーザーから一意的に識別するユーザー識別子を受信し、(3)1つ以上の記憶装置ユニットに、1つ以上のコマンド、1つ以上のコマンドに関連付けられたユーザ識別子、1つ以上のコマンドに関連付けられたUAV識別子を記録する。
記憶装置は、任意の期間、情報セットを記憶できる。場合によっては、情報セットは、消去されるまで、永久的に記憶できる。情報セットの消去は、許可されてもよく、または許可されなくてもよい。場合によっては、記憶装置のオペレータまたは管理者のみが、記憶装置に記憶されたデータとの通信が許可され得る。場合によっては、認証システム(例えば、航空制御システム、認証センター)のオペレータのみが、記憶装置に記憶されたデータとの通信が許可され得る。
任意に、情報セットは、一定期間の後自動的に消去されてもよい。当該期間は、予め予め定めされていてもよい。例えば、情報セットは、所定の期間を超えた後、自動的に削除されてもよい。所定の期間の例は、20年、15年、12年、10年、7年、5年、4年、3年、2年、1年、9ヶ月、6ヶ月、3ヶ月、2ヶ月、1ヶ月、4週間、3週間、2週間、1週間、4日、3日、2日、1日、18時間、12時間、6時間、3時間、1時間、30分、または10分を含み得るが、これらに限定されない。場合によっては、情報セットは、所定の期間が経過した後のみ、手動で消去されてもよい。
制御テイクオーバー
ある実施形態では、UAVの動作は、危険にさらされる場合がある。一例では、ユーザーが、UAVを操作できる。他のユーザー(例えば、ハイジャッカー)は、未許諾の方法で、UAVの制御を引き継ぐことを試みる場合がある。本明細書に記載されたシステム及び方法は、かかる試みの検出を可能にし得る。また、本明細書に記載されたシステム及び方法は、かかるハイジャックの試みに対する応答を提供し得る。ある実施形態では、記憶装置に収集された情報を分析して、ハイジャックを検出できる。
図12は、本発明の実施形態による、ハイジャッカーがUAVの制御を乗っ取ることを試みている場合の図を示す。ユーザー1210は、ユーザーリモートコントローラ1215を用いて、UAV1220にユーザーコマンドを発行できる。ハイジャッカー1230は、ハイジャッカーリモートコントローラ1235を用いて、UAV1220にハイジャッカーコマンドを発行し得る。ハイジャッカーコマンドは、ユーザーコマンドを干渉する場合がある。
ある実施形態では、ユーザー1210は、UAV1220の許諾されたユーザーでよい。ユーザーは、UAVと共に初期関係を有してもよい。任意に、ユーザーは、UAVと共に事前登録されてもよい。ユーザーは、ハイジャッカーがUAVの制御を乗っ取ることを試みる前に、UAVの操作が可能である。場合によっては、ユーザーがUAVの許諾されたユーザーである場合、ユーザーはUAVを操作できる。ユーザーがUAVの許諾されたユーザーではない場合、ユーザーはUAVの操作を許可されない可能性があるか、またはより制限された方法でUAVを操作し得る。
ユーザー識別情報が認証されてもよい。場合によっては、ユーザー識別情報は、ユーザーがUAVを操作する前に認証されてもよい。ユーザーは、許諾されたUAVのユーザーであるかを判定する前に、判定と同時に、または判定に続いて認証されてもよい。ユーザーが認証されている場合、ユーザーはUAVを操作できる。ユーザーが認証されていない場合、ユーザーはUAVの操作を許可されない場合があるか、またはより制限された方法でUAVを操作する場合がある。
ユーザー1210は、ユーザーリモートコントローラ1215を用いて、UAV1220の動作を制御できる。リモートコントローラは、ユーザー入力を得られる。リモートコントローラは、UAVにユーザーコマンドを送信できる。ユーザーコマンドは、ユーザー入力に基づいて生成され得る。ユーザーコマンドは、UAVの動作を制御できる。例えば、ユーザーコマンドは、UAVの飛行(例えば、飛行経路、離陸、着陸)を制御できる。ユーザーコマンドは、以下の少なくとも1つを制御できる。1つ以上の搭載物の動作、1つ以上の搭載物の位置、1つ以上の支持機構の動作、1つ以上のセンサの動作、1つ以上の通信ユニットの動作、1つ以上のナビゲーションユニットの動作、または1つ以上の電源ユニットの動作。
場合によっては、ユーザーコマンドは、UAVに継続的に送信され得る。ユーザーがある時点で入力を能動的に提供しないとしても、現状を維持するために、またはユーザーによって提供される最新の入力に基づいて、UAVにコマンドを送信できる。例えば、ユーザー入力がジョイスティックの動作を含み、かつユーザーがジョイスティックを特定の角度に維持している場合、前の動作からわかるジョイスティックの角度に基づいて、UAVに飛行コマンドを送ってもよい。場合によっては、ユーザーが能動的に動いていないかまたは物理的には何も変化していないとしても、ユーザー入力がリモートコントローラに継続的に提供されてもよい。例えば、ユーザー入力がリモートコントローラを特定の姿勢に傾けることを含み、ユーザーが確立された姿勢を調整しない場合、リモートコントローラの恒常的に測定された姿勢に基づいて、ユーザー入力が恒常的に提供されてもよい。例えば、リモートコントローラが、延長された期間中、角度Aである場合、その期間中、ユーザー入力は、リモートコントローラの姿勢が角度Aであるとして理解できる。リモートコントローラに応答した飛行コマンドが角度Aであることを示す飛行コマンドがUAVに送信されてもよい。UAVに対するユーザーコマンドは、リアルタイムで更新されてもよい。ユーザーコマンドは、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、2秒未満、1秒未満、0.5秒未満、0.1秒未満、0.05秒未満、または0.01秒未満以内でユーザー入力を反映できる。
任意に、ユーザーコマンドは、UAVに継続的に送信される必要はない。ユーザーコマンドは、規則的または不規則な期間送信されてもよい。例えば、ユーザーコマンドは、毎時、30分毎、15分毎、10分毎、5分毎、3分毎、1分毎、30秒毎、15秒毎、10秒毎、5秒毎、3秒毎、2秒毎、1秒毎、0.5秒毎、または0.1秒毎以下で送信されてもよい。ユーザーコマンドは、スケジュールに従って送信されてもよい。スケジュールは、変更可能であってもよく、または変更可能でなくてもよい。ユーザーコマンドは、1つ以上の検出された事象または状況に応答して送信できる。
ユーザーコマンドは、UAV1220によって受信され得る。UAVにおいて受信されたユーザーコマンドが、ユーザーリモートコントローラ1215から送信されたユーザーコマンドに一致する場合、UAVは、ユーザーからのコマンドに従って動作可能であり得る。発行されたコマンドと受信されたコマンドとが一致した場合、UAVとリモートコントローラとの間の通信リンクは動作可能であり得る。発行されたコマンドと受信されたコマンドとが一致した場合、コマンドがドロップされていなかった可能性がある。ある実施形態では、発行されたコマンドと受信されたコマンドとが一致しない場合、コマンドがドロップされた可能性があり(例えば、リモートコントローラとUAVとの間の通信リンクがドロップされた可能性があり)、または干渉するコマンドが発行された可能性がある。
ハイジャッカー1230は、ハイジャッカーリモートコントローラ1235を用いて、UAVの動作1220を制御する可能性がある。リモートコントローラは、ハイジャッカー入力を得られる。リモートコントローラは、UAVにハイジャッカーコマンド送信できる。ハイジャッカーコマンドは、ハイジャッカー入力に基づいて生成され得る。ハイジャッカーコマンドは、UAVの動作を制御し得る。例えば、ハイジャッカーコマンドは、UAVの飛行制御(例えば、飛行経路、離陸、着陸)を行い得る。ハイジャッカーコマンドは、以下の少なくとも1つを制御し得る。1つ以上の搭載物の動作、1つ以上の搭載物の位置、1つ以上の支持機構の動作、1つ以上のセンサの動作、1つ以上の通信ユニットの動作、1つ以上のナビゲーションユニットの動作、または1つ以上の電源ユニットの動作。
場合によっては、ハイジャッカーコマンドは、UAVに継続的に送信され得る。これは、ユーザーコマンドがUAVに継続的に送信される方法と同様の方法で行われ得る。あるいは、ハイジャッカーコマンドは、UAVに継続的に送信される必要はない。これは、ユーザーコマンドがUAVに継続的に送られる方法と同様の方法で行われ得る。ハイジャッカーコマンドは、規則的または不規則な期間送信され得る。ハイジャッカーコマンドは、スケジュールに従って送信され得る。ハイジャッカーコマンドは、1つ以上の検出された事象または状況に応答して送信され得る。
ハイジャッカーコマンドは、UAV1220によって受信され得る。UAVで受信されたハイジャッカーコマンドが、ハイジャッカーリモートコントローラ1235から送信されたハイジャッカーコマンドと一致するとき、UAVは、ハイジャッカーからのコマンドに従って動作可能であり得る。発行されたコマンドと受信されたコマンドが一致したとき、UAVとハイジャッカーリモートコントローラとの間の通信リンクが動作可能であり得る。UAVによって受信されたコマンドが、ハイジャッカー受信コントローラから発行されたコマンドと一致したとき、ハイジャッカーがUAVの制御を乗っ取ることに成功した可能性がある。場合によっては、UAVがハイジャッカーコマンドに従って1つ以上の動作を行ったとき、ハイジャッカーがUAVの制御を乗っ取ることに成功した可能性がある。UAVがユーザーコマンドに従って1つ以上の動作を実行しないとき、ハイジャッカーがUAVの制御を乗っ取ることに成功した可能性がある。
ハイジャッカーコマンドがUAVで受信された場合、UAVもまたユーザーコマンドを受信するか、または受信しない場合がある。1つのタイプのハイジャックでは、UAVとハイジャッカーリモートコントローラとの間の通信リンクは、UAVとユーザーリモートコントローラとの間の通信リンクを干渉することがある。これは、ユーザーコマンドがUAVに到達することを防止し得るか、またはユーザーコマンドが不確かな状態でのみUAVによって受信し得る。ハイジャッカーコマンドは、UAVによって受信される場合があるか、または受信されない場合がある。ある実施形態では、ハイジャッカーがUAVの制御を乗っ取るためのコマンドを発行したとき、ハイジャッカー接続がユーザー接続に干渉することがある。UAVは、この場合においてハイジャッカーコマンドのみを受信し得る。UAVは、ハイジャッカーコマンドに従って動作し得る。別の実施形態では、ハイジャッカーが必ずしもUAVにコマンドを送らなくても、ハイジャッカー接続がユーザー接続に干渉することがある。この信号の干渉は、UAVのユーザー操作のハイジャックまたはハッキングが成立するために十分であり得る。任意に、UAVは、いかなるコマンドも受信しない場合がある(例えば、これまでに入ってきたユーザーコマンドの受信を止めてもよい)。UAVは、ユーザーとの通信が失われたときに行われる1つ以上のデフォルト動作を有してもよい。例えば、UAVは、適所でホバリングできる。別の事例では、UAVは、任務の出発点に戻ることができる。
別のタイプのハイジャックでは、UAVは、ユーザーコマンド及びハイジャッカーコマンドの両方を受信し得る。UAVとハイジャッカーリモートコントローラの間の通信リンクは、必ずしもUAVとユーザーリモートコントローラとの間の通信リンクを干渉するとは限らない。UAVは、ハイジャッカーコマンドに従って動作し得る。UAVは、ハイジャッカーコマンドに従って動作することを選ぶと同時に、ユーザーコマンドを無視し得る。あるいは、多数のコマンドのセットがUAVによって受信されたとき、UAVは、1つ以上のデフォルトの動作を取り得る。例えば、UAVは、適所でホバリングできる。別の事例では、UAVは、任務の出発点に戻ることができる。
ハイジャッカーは、UAVの操作を許諾されていない個人であり得る。ハイジャッカーは、UAVと共に事前登録されていない個人であり得る。ハイジャッカーは、ユーザーから制御を引き継いで、UAVの操作を許諾されていない個人であり得る。別の場合では、ハイジャッカーは、UAVの操作を許諾されている可能性がある。しかし、ユーザーが既にUAVを操作しているときは、ハイジャッカーは、ユーザーの操作に干渉することを許諾されていない場合がある。
本明細書に記載されたシステム及び方法は、ユーザーからの1つ以上のコマンドとの干渉の検出を含み得る。これは、UAVのハイジャックを含み得る。ユーザーコマンドは、UAVに到達していないときに干渉され得る。ユーザーコマンドは、UAVとハイジャッカーとの間の通信接続に起因して干渉され得る。場合によっては、ハイジャッカーは、ユーザーとUAVの間の信号の妨害を試みる場合がある。信号妨害は、UAVとハイジャッカーの通信に応答して行われる場合がある。あるいは、ハイジャッカーは、ユーザーとUAVの間の信号を妨害するために、UAVと通信している必要はない。例えば、ハイジャッカー装置がいかなるハイジャッカーコマンドも発行していないとしても、ハイジャッカーの装置は、UAVとユーザーの通信を干渉し得る信号をブロードキャストし得る。ユーザーコマンドがUAVに到達するとしても、ユーザーコマンドは干渉され得る。UAVがユーザーコマンドに従った動作を行わない場合、ユーザーコマンドは干渉され得る。例えば、UAVは、ユーザーコマンドの代わりに、ハイジャッカーコマンドに従って動作を行うことを選ぶ可能性がある。または、UAVは、デフォルトの動作を取るか、あるいはユーザーコマンドの代わりにアクションを起こさないことを選ぶ可能性がある。
ハイジャッカーコマンドは、ユーザーコマンドとは相反する可能性、または相反しない可能性がある。未許諾の通信は、UAVに相反するコマンドを提供して、ユーザーからの1つ以上のコマンドと干渉し得る。一例では、ユーザーコマンドは、UAVの飛行を実行でき、ハイジャッカーコマンドは、異なる方法で飛行を実行できる。例えば、ユーザーコマンドは、UAVに右に曲がるよう命令する可能性があり、一方でハイジャッカーコマンドはUAVに前進するよう命令する可能性がある。ユーザーコマンドは、UAVにピッチ軸を中心として回転するよう命令する可能性があり、一方でハイジャッカーコマンドは、UAVにヨー軸を中心として回転するよう命令する可能性がある。
干渉を検出することに加えて、本明細書におけるシステム及び方法は、ユーザーからの1つ以上のコマンドとの検出された干渉に応答して、アクションを取ることを可能にし得る。アクションは、ユーザーに干渉に関して警報を発することを含み得る。アクションは、1人以上の他の当事者(例えば、認証システムのオペレータまたは管理者)に、干渉に関して警報を発することを含み得る。アクションは、UAVによる1つ以上のデフォルトの動作(例えば、着陸、適所でのホバリング、出発点への帰還)を含み得る。
本発明の態様は、UAVの動作が危険にさらされたときに、ユーザーに警報を発する方法を対象とする。前記方法は、(1)UAVの操作を実行するために、ユーザーを認証するステップと(2)ユーザー入力を受信してUAVの操作を実行するリモートコントローラから、1つ以上のコマンドを受信するステップと(3)ユーザーからの1つ以上のコマンドと干渉する未許諾の通信を検出するステップと(4)リモートコントローラを介して、未許諾の通信に関してユーザーに警報を発するステップを含む。同様の点において、UAVの動作が危険にさらされたときにユーザーに警報を発するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体が提供され得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)UAVの操作を実行するためにユーザーを認証するプログラム命令と、(2)ユーザー入力を受信してUAVの操作を実行するリモートコントローラから、1つ以上のコマンドを受信するプログラム命令と、(3)ユーザーからの1つ以上のコマンドと干渉する、検出された未許諾の通信に関して、リモートコントローラを介してユーザーに提供される警報を生成するプログラム命令と、を含み得る。
本発明の実施形態によるUAV警報システムを提供し得る。前記UAV警報システムは、通信モジュールと、1つ以上のプロセッサを含む。1つ以上のプロセッサは、通信モジュールと動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)UAVの操作を実行するためにユーザーを認証し、(2)ユーザー入力を受信してUAVの操作を実行するリモートコントローラから、1つ以上のコマンドを受信し、(3)ユーザーからの1つ以上のコマンドと干渉する未許諾の通信を検出し、(4)未許諾の通信に関して、リモートコントローラを介してユーザーに警報を発するための信号を生成する。UAV警報モジュールは、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して、(1)UAVの操作を実行するためにユーザーを認証し、(2)ユーザー入力を受信してUAVの操作を実行するリモートコントローラから1つ以上のコマンドを受信し、(3)ユーザーから1つ以上のコマンドと干渉する未許諾の通信を検出し、(4)未許諾の通信に関して、リモートコントローラを介してユーザーに警報を発するための信号を生成する。
未許諾の通信は、ハイジャッカーコマンドを含み得る。未許諾の通信は、許諾されていないユーザーによるハイジャックの試みを示す場合がある。ハイジャッカーコマンドは、任意には、UAVの動作を制御する1つ以上のコマンドを含み得る。未許諾の通信は、許諾されていないユーザーによる信号妨害の試みを示す場合がある。信号妨害を引き起こす未許諾の通信は、UAVの動作を制御するハイジャッカーコマンドを含む必要はない。
警報が、未許諾の通信に関して生成され得る。警報は、別の個人(例えば、オペレータまたは認証システムの管理者の少なくとも一方、法執行機関の個人、緊急サービスの個人)に対して、または制御主体の少なくとも一方に対して、UAVの操作を試みているユーザーに提供され得る。
警報は、視覚的、可聴的、または触覚的の少なくとも1つに提供され得る。例えば、警報は、ユーザーリモートコントローラのディスプレイ画面上に提供され得る。例えば、未許諾の通信を示す文字または画像が提供され得る。ユーザーコマンドとの干渉が生じたことを示す文字または画像が提供され得る。別の事例では、警報は、ユーザーリモートコントローラを介して可聴的に提供され得る。ユーザーリモートコントローラは、音を出し得るスピーカを有し得る。音は、未許諾の通信を示し得る。音は、ユーザーコマンドとの干渉を示し得る。警報は、リモートコントローラを介して、触覚的に提供され得る。ユーザーリモートコントローラは、振動またはパルスしてもよい。あるいは、ユーザーリモートコントローラは、痙動するか、温かくまたは冷たくなるか、穏やかな電気ショックを伝えるか、または任意の他の触覚的な表示を提供し得る。触覚効果は、未許諾の通信を示し得る。触覚効果は、ユーザーコマンドとの干渉を示し得る。
警報は、未許諾の通信のタイプを示し得る。未許諾の通信のタイプは、未許諾の通信の1つ以上のカテゴリから選択され得る。例えば、未許諾の通信は、競合する飛行コマンド、信号妨害通信、競合する搭載物動作コマンド、または競合する通信(例えば、データ送信)コマンドであり得る。警報は、異なるタイプの未許諾の通信を、視覚的に差別化できる。例えば、異なる文字または画像の少なくとも一方が提供されてもよい。警報は、異なるタイプの未許諾の通信を可聴的に差別化できる。例えば、異なる音が提供され得る。異なる音は、異なる単語または異なる音調でよい。警報は、異なるタイプの未許諾の通信を、触覚的に差別化できる。例えば、異なる振動またはパルスが用いられ得る。
未許諾の通信を検出する様々な方法を実施できる。例えば、未許諾の通信に関連付けられたユーザー識別子が認証されないか、またはUAVとの通信が許可されているユーザーを示していない場合に、未許諾の通信を検出できる。例えば、ハイジャッカーは、ユーザーとして認証されない可能性がある。場合によっては、別個のハイジャッカー識別子が抽出される可能性がある。ハイジャッカー識別子は、UAVの操作を許諾された個人ではないか、またはユーザーから操作の制御を引き継ぐことを許諾された個人ではないことを判断し得る。場合によっては、キー情報を、ハイジャッカーを識別するためにも用い得る。例えば、ハイジャッカーキーに関する情報は、識別または認証処理の少なくとも一方を経ている中で抽出され得る。ハイジャッカーキーは、ユーザーキーに合致しない場合がある。ハイジャッカーは、ユーザーのキーへのアクセスを有していない可能性がある。ハイジャッカーは、ユーザーではないとして識別され得る。ハイジャッカー通信は、ユーザー通信ではないとして識別され得る。場合によっては、ハイジャッカーは、ユーザー識別子またはユーザーキーの少なくとも一方の作成が可能ではない場合がある。
リモートコントローラから発行されたユーザーコマンド間、またはUAVで受信されたコマンド間、の少なくとも一方で比較されるときに、未許諾の通信が検出され得る。ユーザーコマンドがUAVで受信されない場合、1つ以上の干渉する未許諾の通信が行われた可能性がある。未許諾の通信がユーザーリモートコントローラとUAVの間の通信チャネルの効率を低減させる場合、未許諾の通信が検出される場合がある。未許諾の通信に基づいて、1つ以上の両立しないコマンドがUAVに提供されることがあり、または提供されないこともある。例えば、1つ以上の両立しないコマンドは、ユーザーコマンドとは両立し得ないハイジャッカー飛行コマンドである可能性がある。UAVが両立しないコマンドを受信したことが検出されてもよい。他の場合では、UAVで両立しないコマンドが受信されておらず、また両立しないコマンドがUAVによって検出されない可能性がある。ユーザーから発行されたコマンドの受信がないことは、未許諾の通信がユーザーコマンドと干渉していたことを示すために十分であり得る。
リモートコントローラから発行されたユーザーコマンドと、UAVによって行われた動作との間で比較されるとき、未許諾の通信が検出され得る。UAVがユーザーコマンドに従って作動しない場合、1つ以上の干渉する未許諾の通信が行われた可能性がある。これは、ユーザーリモートコントローラとUAVとの間で通信が行われ得る第1の段階で発生し得る。これは、UAVがコマンドを受信し、UAVがコマンドを実行する際の間、第2の段階で発生し得る。第1の段階における未許諾の通信のタイプの例が上述されている。第2の段階での未許諾の通信の間に、UAVによってユーザーコマンドが受信され得る。しかし、代替の両立しないコマンドもまた、UAVによって受信され得る。UAVは、代替の両立しないコマンドに従って動作し得る。ユーザーが発行したコマンドと、UAVの動作との間の不一致が、未許諾の通信を示す場合がある。別の事例では、UAVは、ユーザーコマンドと代替の両立しないコマンドを受信し得るが、行動を起こさないか、または相反するコマンドの本質に起因してデフォルトの動作を起こす可能性がある。行動またはデフォルトの動作の欠如は、ユーザーコマンドとUAVの動作との間の不一致をもたらし得る。
場合によっては、記憶装置(例えば、図11に図示されたような記憶装置)からのデータを分析して、未許諾の通信を検出できる。1つ以上の情報セットからのデータを分析し得る。ある実施形態では、情報セットに記憶されたコマンドを比較できる。例えば、複数の情報セットが記憶され、ユーザーとUAVとの間の特定の通信に関連付けられ得る。複数の情報セットは、リモートコントローラによって発行されたコマンド、UAVによって受信されたコマンド、またはUAVによって実行されたコマンドの少なくとも1つを含み得る。リモートコントローラによって発行されたコマンドが、UAVによって受信されたコマンドと一致する場合、その時はユーザーリモートコントローラとUAVとの間の通信に干渉の危険がほとんどないか、または全くない。リモートコントローラによって発行されたコマンドが、UAVによって受信されたコマンドと一致しない場合、その時はリモートコントローラとUAVの間の通信に干渉がある危険性が高い。異なるコマンドがUAVによって受信された場合か、またはUAVによってコマンドが受信されなかった場合、コマンドは一致しないことがある。リモートコントローラによって発行されたコマンドが、UAVによって実行されたコマンドと一致する場合、その時は、ユーザーコマンドと干渉する未許諾の通信の危険がほとんどないかまたは全くない。リモートコントローラによって発行されたコマンドが、UAVの動作と一致しない場合、その時は、ユーザーコマンドとの未許諾の干渉の危険性が高い。場合によっては、ハイジャッカーの干渉なしに、UAVの動作にエラーが生じる場合がある。例えば、UAVはユーザーコマンドを受信し得るが、コマンドに従った実行ができない場合がある。記憶装置からのコマンドまたは他のデータが比較されて、ユーザーコマンドとの干渉を検出できる。
場合によっては、データ(例えばコマンドデータ)は、別個の装置から引き出されてもよく、記憶装置に存在する必要はない。例えば、リモートコントローラからユーザーコマンドデータが引き出されること、またはUAVからコマンドデータが引き出されること、の少なくとも一方が可能であり、かつ比較が成されてもよい。
ハイジャッカーは、ユーザーからUAVの制御を引き継ぐことを許諾されていない個人であり得る。しかし、他の例では、本明細書の他の部分に記載されるように、制御のテイクオーバーが許可され得る。例えば、より高い優先度レベルまたはより高い操作レベルを有するユーザーが、制御を引き継ぐことができ得る。ユーザーは、管理ユーザーであり得る。ユーザーは、法執行機関の一員、または緊急サービスの一員であり得る。ユーザーは、本明細書の他の部分に記載されるような、任意の特性を有し得る。ユーザーが、当初のユーザーから制御を引き継ぐことを許諾される場合、UAVは、異なる反応を示し得る。本明細書における、許諾されたユーザーのいかなる記載も、ユーザーからUAVの制御を引き継ぐことができる自律または半自律システムにも適用し得る。例えば、コンピュータが、一定の状況においてUAVの制御を引き継ぐことができ、1つ以上のコード、論理、または命令のセットに従って、UAVを操作できる。コンピュータは、飛行規制のセットに従って、UAVを操作できる。
システムは、未許諾のテイクオーバーと、許諾されたテイクオーバーとの間で区別可能であり得る。テイクオーバーが許諾されている場合、許諾されたユーザーは、UAVの制御を引き続き引き継ぐことを許可され得る。テイクオーバーが未許諾の場合、UAVと当初のユーザーの間の通信がその後再度確立すること、UAVと許諾されていないユーザーの間の通信を遮断すること、1人以上の個人に警告を提供すること、UAVが1つ以上のデフォルトの飛行対応を取ること、または許諾された主体がUAVの制御を引き継ぐこと、のうち少なくとも1つが可能である。
本明細書において、許諾されたテイクオーバーが行われ得る場合の一例を述べる。UAVは、署名を含むメッセージを発信できる。メッセージは、飛行制御コマンド、UAVのGPS位置、または時間情報、の少なくとも1つを含む様々なタイプの情報を含み得る。UAVまたはUAVの動作に関連する任意の他の情報を送信できる(例えば、UAVの搭載物に関する情報、UAVの搭載物の位置付けに関する情報、搭載物を用いて収集されたデータに関する情報、UAVの1つ以上のセンサに関する情報、1つ以上のセンサを用いて収集されたデータに関する情報、UAVの通信に関する情報、UAVのナビゲーションに関する情報、UAVの電力使用に関する情報、または任意の他の情報を送信できる)。場合によっては、航空制御システムによってメッセージが受信され得る。
UAVによって送信された(例えば、ブロードキャストされた)情報から、航空制御システムが、UAVが制限された領域内に進入したことを認知した場合、航空制御システムは、UAVに警告するか、またはUAVが前記領域内でのアクティビティの継続を止めさせることができる。制限された領域は、本明細書の他の部分に記載されるような、ジオフェンシング装置の支援によって判定されてもよく、または判定されなくてもよい。任意には、制限された領域は、割り当て領域上の割り当てボリュームまたは割り当て空間でよい。ユーザーは、UAVの制限された領域内での飛行を許諾されていない場合がある。UAVは、制限された領域への進入を許諾されていない場合がある。ある実施形態では、いずれのUAVも、制限された領域への進入を許諾されない。代替的に、あるUAVが、制限された領域への進入を許諾されてもよいが、その領域は、ユーザーによって制御されたUAVに限られることがある。
航空制御システムとユーザーの間の通信接続を介して、ユーザーに警告を送ることができる。例えば、ユーザーが通信しているユーザーのリモートコントローラに、警告が送られてもよい。ユーザーは、UAVが制限された領域に進入したときにUAVを操作している個人であり得る。任意には、警告はまた、まずUAVに送られてもよく、その後UAVとユーザーの間の通信接続を介してユーザーに送られる。警告は、中間装置またはネットワークを用いて、ユーザーに中継されてもよい。ユーザーが、それに従って未許諾のUAVの飛行を遮らなかった場合、航空制御システムが前記UAVを引き継ぐことがある。UAVには、UAVが制限された領域から退去を可能にする期間が与えられる場合がある。UAVが当該期間内に制限された領域から退去しなかった場合、航空制御システムが、UAVの動作の制御を引き継ぐことができる。UAVが制限された領域にさらに侵入することを継続し、方向転換を始めなかった場合、航空制御システムは、UAVの動作の制御を引き継ぐことができる。本明細書における、制限された範囲に進入するUAVのあらゆる記載は、UAVに対する飛行規制のセットの下で未許諾のUAVの任意の他のアクティビティに適用され得る。例えば、これは、UAVが写真撮影を許可されていない領域内にあるときにカメラで画像を収集するUAVを含み得る。同様に、警告がUAVに発行され得る。UAVは、航空制御システムを引き継ぐ前に、警告に従うための時間がいくらか与えられてもよく、または与えられてなくてもよい。
制御を引き継ぐためのプロセスを開始した後、航空制御システムは、デジタル署名を用いて、UAVに遠隔制御コマンドを発信できる。かかる遠隔制御コマンドは、航空制御システムの高信頼のデジタル署名及びデジタル証明書を持つことができ、偽物の制御コマンドから保護できる。航空制御システムのデジタル署名及びデジタル証明書は、偽物であることはできない。
UAVの飛行制御ユニットは、航空制御システムからの遠隔制御コマンドを認識できる。航空制御システムの遠隔制御コマンドの優先度は、ユーザーからのコマンドよりも高くなるように設定されてもよい。このように、航空制御システムは、ユーザーよりも高い操作レベルにできる。航空制御システムからのこれらのコマンドは、認証センターによって記録され得る。また、UAVの当初のユーザーも、航空制御システムからのコマンドを通知されてもよい。当初のユーザーは、航空制御システムが引き継いでいることを通知され得る。当初のユーザーは、どのようにして航空制御システムがUAVを制御しているかの詳細を知ることができてもよく、またはできなくてもよい。ある実施形態では、ユーザーリモートコントローラは、どのようにして航空制御システムがUAVを制御しているかについての情報を示し得る。例えば、航空制御システムがUAVを制御している間、UAVの位置付け等のデータが、リアルタイムでリモートコントローラ上に示されてもよい。航空制御システムからのコマンドは、航空制御システムのオペレータから提供されてもよい。例えば、航空制御システムは、UAVの制御を引き継ぐ能力を有する1人以上の管理ユーザーを利用してもよい。他の例では、航空制御システムからのコマンドは、人間の関与を必要とせず、1つ以上のプロセッサの支援によって自動的に提供され得る。コマンドは、1つ以上のプロセッサの支援によって、1つ以上のパラメータに従って生成されてもよい。例えば、UAVが進入を許諾されていない制限された領域にUAVが進入した場合、航空制御システムの1つ以上のプロセッサは、制限された領域を退去するために、UAVに対して帰航を生成できる。別の事例では、航空制御システムは、UAVに対して着陸を開始させるための経路を生成できる。
航空制御システムが、制限された領域を退去するようにUAVを案内できる。その後、制御の権限が、当初のユーザーに戻されてもよい。あるいは、航空制御システムは、UAVを適切に着陸させ得る。このように、許諾されたテイクオーバーを、様々な場合で可能とできる。反対に、未許諾のテイクオーバーが検出され得る。本明細書の他の部分に記載されるように、未許諾のテイクオーバーに対し、1つ以上の応答が成されてもよい。例えば、許諾された主体が、許諾されていないハイジャッカーから、UAVの制御を引き継ぐことができる。航空制御システムは、許諾されていないハイジャッカーよりも高い操作レベルでよい。航空制御システムは、許諾されていないハイジャッカーから、UAVの制御を引き継ぐことが可能であり得る。ある実施形態では、航空制御システムは、より高い操作レベルを付与され得る。あるいは、航空制御システムが、高い操作レベルを付与されてもよく、一方で1つ以上の政府機関が、より高い操作レベルを有し得る。航空制御システムは、全ての民間ユーザーよりも高い操作レベルを有し得る。
UAVの挙動の逸脱が検出され得る。UAVの挙動の逸脱は、1人以上のハイジャッカーのアクティビティに起因して生じ得る。UAVの挙動の逸脱は、UAVまたはユーザーのリモートコントローラの少なくとも一方の誤作動に起因して生じ得る。一例では、UAVの挙動は、飛行を含み得る。本明細書における、UAVの飛行の逸脱のあらゆる記載は、任意の他のタイプのUAVの挙動の逸脱(例えば搭載物の挙動、搭載物の位置付け、支持機構動作、センサ動作、通信、ナビゲーション、または電力使用の逸脱の少なくとも1つ)に適用し得る。
図13は、本発明の実施形態による、UAVの飛行の逸脱の一例を示す。UAV1300は、進行する予測経路1310を有し得る。しかし、実際のUAVの経路1320は、予測経路とは異なり得る。ある時点において、UAVの予測される位置1330を決定できる。しかし、実際のUAVの位置1340は、異なり得る。ある実施形態では、予測される位置と実際の位置との間の距離dが判定され得る。
UAVの進行の予測経路1310を判定できる。ユーザーリモートコントローラからのデータを用いて、予測経路に関する情報を判定できる。例えば、ユーザーは、リモートコントローラへの入力を提供することができ、リモートコントローラは、ユーザー入力に基づいて、UAVの1つ以上の飛行コマンドを提供できる。リモートコントローラからの飛行コマンドは、UAVの飛行制御ユニットによって受信でき、飛行制御ユニットは、UAV推進ユニットに1つ以上の制御信号を送り、前記飛行コマンドを生じ得る。ある実施形態では、リモートコントローラによって送信された1つ以上の飛行コマンドを用いて、UAVの予測経路を決定できる。例えば、飛行コマンドが、UAVに前に向かって直進することを命令する場合、予測経路がまっすぐ前に続くことを予測できる。予測経路の算出の際に、UAVの姿勢/向きが考慮され得る。飛行コマンドは、結果としてUAVの向きを維持または調整し、飛行経路に影響を及ぼすために用いられ得る。
任意の所与の時点において、予測経路に基づいて、UAVについて予測される位置1330を決定できる。予測される位置の算出の際に、UAVの予測される動作(例えば予測される速度または予測される加速の少なくとも一方)が考慮されてもよい。例えば、予測経路がまっすぐに前向きであり、UAVの速度が一定のままであることが判定された場合、予測される位置を算出できる。
UAVの進行の実際の経路1320を判定できる。1つ以上のセンサからのデータを用いて、実際の経路に関する情報を判定できる。例えば、UAVは、その座標をリアルタイムで判定するために用いられ得る、オンボードの1つ以上のGPSセンサを有し得る。別の事例では、UAVは、ナビゲーションを提供するための1つ以上の慣性センサ、視覚センサ、または超音波センサの少なくとも1つを用い得る。UAVの位置を判定するためのマルチセンサフュージョンが組み込まれ得る。任意の所与の時点において、UAVの実際の位置1340は、センサデータに基づいて判定され得る。UAVは、1つ以上のセンサ(例えば本明細書の他の部分に記載されるもの)を支持できる。1つ以上のセンサは、本明細書の他の部分に記載されるセンサのいずれかでよい。場合によっては、オンボードのセンサからのデータを用いて、実際の経路またはUAVの位置の少なくとも一方を判定してもよい。場合によっては、1つ以上のオフボードのセンサを用いて、実際の経路またはUAVの位置の少なくとも一方を判定し得る。例えば、多数のカメラを既知の位置に設けてもよく、かつUAVの画像を撮影できる。画像を分析して、UAVの位置を検出できる。場合によっては、UAVにオンボードのセンサとUAVにオフボードのセンサとの組み合わせを用いて、UAVの実際の経路または場所の少なくとも一方を判定してもよい。1つ以上のセンサは、UAVから独立して動作してもよく、任意には、ユーザーによって制御可能でなくてもよい。1つ以上のセンサは、UAVにオンボードまたはUAVにオフボードであってもよく、それでもUAVから独立して動作してもよい。例えば、UAVは、ユーザーが制御可能ではない可能性があるGPS追跡装置を有し得る。
UAVの予測される位置と実際のUAVの位置の間の差dを判定できる。場合によっては、距離dは、1つ以上のプロセッサの支援によって、算出され得る。UAVの予測される位置とUAVの実際の位置との間の座標の差を算出できる。座標は、グローバル座標として提供され得る。あるいは、座標は、ローカル座標として提供されてもよく、グローバル座標系への、または同じローカル座標系への1つ以上の変換が行われ得る。
この差の判定に用いられる1つ以上のプロセッサは、UAVにオンボードであっても、リモートコントローラにオンボードであってもよく、またはUAV及びリモートコントローラに外付けされていてもよい。場合によっては、1つ以上のプロセッサは、航空制御システムの一部、または認証システムの任意の他の部分でよい。ある実施形態では、1つ以上のプロセッサは、飛行監督モジュール、飛行規制モジュール、または交通管理モジュールの一部でよい。
一例では、リモートコントローラからのコマンドは、UAVに伝達でき、また航空制御システムによって検出できる。航空制御システムは、リモートコントローラから直接、または1つ以上の中間装置またはネットワークを介して、コマンドを受信できる。記憶装置(例えば、図11の記憶装置)がコマンドを受信できる。記憶装置は、航空制御システムの一部であってもよく、または航空制御システムによってアクセスされてもよい。センサ(UAVにオンボードまたはオフボードの少なくとも一方)からのデータは、航空制御システムによって受信できる。航空制御システムは、センサから直接、UAVを介して、あるいは任意の他の中間装置またはネットワークを介して、センサデータを受信し得る。記憶装置は、センサデータを受信できてもよく、または受信できなくてもよい。
ある実施形態では、UAVの予測経路と実際の経路との間に、ある自然な逸脱があり得る。しかし、逸脱が大きい場合、ハイジャックまたは誤作動、あるいはUAVに対する任意の他の危殆化に起因する逸脱の可能性が高い。これは、UAVの任意のタイプの挙動の逸脱に適用してもよく、飛行に限られる必要はない。場合によっては、距離dを審査して、ハイジャックまたは誤作動の危険、あるいはUAVに対する任意の他の危殆化を判断できる。危険の表示は、距離に基づいて判定されてもよい。場合によっては、危険の表示は、危険の2進表示(例えば、危険が存在するかまたは存在しないか)でよい。例えば、距離が所定の値を下回ったままである場合、危険の表示が提供されない場合がある。距離が所定の値を超えている場合、ハイジャックまたは誤作動の危険の表示が提供され得る。他の場合では、危険の表示は、1つ以上のカテゴリまたはレベルとして提供され得る。例えば、距離が第1の閾値を満たすかまたは超える場合、高レベルの危険を示し得る。距離が第1の閾値と、より低い第2の閾値との間の場合、中間レベルの危険を示し得る。距離が第2の閾値を下回っている場合、低レベルの危険を示し得る。場合によっては、危険のレベルは、実質的に連続的であってもよく、または非常に多くのカテゴリを有してもよい。例えば、危険表示は、定量的でよい。距離に基づいて、危険のパーセンテージが提供され得る。例えば、逸脱に基づいて、ハイジャックまたは誤作動の危険性74%が提供され得る。
場合によっては、逸脱は、危険の表示が提供される唯一の要因であり得る。他の実施形態では、他の要因を逸脱と組み合わせて用いて、提示すべき危険の表示を決定できる。例えば、第1の環境条件のセットの下、特定の距離の逸脱が、UAVが危険にさらされるリスクが高いこと(例えば、ハイジャック、誤作動)を示すことができる。一方で第2の環境条件のセットの下、同じ特定の距離が、UAVが危険にさらされるリスクが低いことを示すことができる。例えば、静穏な日の、予測される位置からの10メートルの逸脱は、何らかの形式のハイジャックまたは誤作動が生じたことを示し得る。しかし、強風の日の10メートルの逸脱は、風によって飛行経路での逸脱がより生じやすくなるため、ハイジャックまたは誤作動のリスクが低いことを表し得る。
危険の表示を判断する際に考慮され得る要因は、環境条件(例えば、環境的気候(風、降雨量、温度)、交通、環境の複雑度、障害物)、UAVの動作(例えば、速度、加速度)、通信条件(例えば、信号の強度、信号がドロップアウトする可能性または干渉する信号が存在する可能性)、UAVタイプの感度(例えば、コーナリング、安定性)、または任意の他の要因を含み得る。
UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険の表示を提供できる。このことは、UAVがさらされる危険の度合を含み得る。これは、飛行動作、搭載物動作、支持機構動作、センサ動作、通信、ナビゲーション、電力使用、または本明細書に記載される任意の他のタイプのUAVの動作を含んでよい。UAVの挙動のより大きな逸脱は、UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険の度合がより高いことに対応し得る。ある実施形態では、UAVの挙動の逸脱のタイプを査定して、危険の度合を決定できる。例えば、UAVの飛行の逸脱は、搭載物のアクティビティにおける逸脱とは異なる扱いを受けてもよい。ある実施形態では、UAVの位置における逸脱は、UAVの速度における逸脱とは異なる扱いを受けてもよい。
本発明の態様は、UAVの飛行の逸脱を検出する方法を対象とし得る。前記方法は、(1)ユーザーによってリモートコントローラから提供される1つ以上の飛行コマンドを受信するステップと、(2)1つ以上のプロセッサの支援によって、1つ以上の飛行コマンドに基づいて、UAVの予測される位置を算出するステップと、(3)1つ以上のセンサの支援によって、UAVの実際の位置を検出するステップと、(4)UAVの挙動の逸脱を判定するために、予測される位置を実際の位置と比較するステップと、(5)UAVの挙動の逸脱に基づいて、UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険を表示するステップを含む。さらに、UAVの飛行の逸脱を検出するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体が提供され得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)ユーザーによってリモートコントローラから提供される1つ以上の飛行コマンドに基づいて、UAVの予測される位置を算出するプログラム命令と、(2)1つ以上のセンサの支援によって、UAVの実際の位置を検出するプログラム命令と、(3)UAVの挙動の逸脱を判定するために、予測される位置を実際の位置と比較するプログラム命令と、(4)UAVの挙動の逸脱に基づいて、UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険を表示するプログラム命令を含む。
本発明の実施形態によるUAVの飛行逸脱検出システムが提供され得る。飛行逸脱検出システムは、通信モジュールと、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)ユーザーによってリモートコントローラから提供される1つ以上の飛行コマンドを受信し、(2)1つ以上の飛行コマンドに基づいて、UAVの予測される位置を算出し、(3)1つ以上のセンサの支援によって、UAVの実際の位置を検出し、(4)UAVの挙動の逸脱を判定するために、予測される位置を実際の位置と比較し、(5)UAVの挙動の逸脱に基づいて、UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険を表示するための信号を生成する。UAVの飛行逸脱検出モジュールは、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して、(1)ユーザーによってリモートコントローラから提供される1つ以上の飛行コマンドを受信し、(2)1つ以上の飛行コマンドに基づいて、UAVの予測される位置を算出し、(3)1つ以上のセンサの支援によって、UAVの実際の位置を検出し、(4)UAVの挙動の逸脱を判断するために、予測される位置を実際の位置と比較し、(5)UAVの挙動の逸脱に基づいて、UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険を表示するための信号を生成する。
危険の表示が、警報として提供される。警報は、ユーザーのリモートコントローラを介して、ユーザーに提供され得る。ユーザーは、危険の表示に依存して行動をとるための選択ができ得る。危険の表示は、リモートコントローラ及びUAVとは別個の航空制御システムに提供される。航空制御システムは、危険の表示に依存して、行動をとるかを決定可能であり得る。例えば、航空制御システムは、UAVの制御を引き継ぐことができる。航空制御システムは、UAVの制御を引き継ぐかを決定する前に、ユーザーが依然としてUAVを制御しているかを確認するためにユーザーに尋ねることができる。例えば、ユーザーが、UAVがユーザーのコマンドに従って動作していると確認した場合、航空制御システムは、UAVの制御を引き継がないと決定し得る。ユーザーが、UAVがユーザーのコマンドに従って動作していると確認しなかった場合、航空制御システムが、UAVの制御を引き継いでもよい。
ある実施形態では、危険の表示は、UAV自体に提示され得る。UAVは、UAVからの1つ以上のデフォルト飛行応答を起こさせ得る、1つ以上のオンボードのプロトコルを適所に有し得る。例えば、UAVがその飛行制御が危険にさらされる報告を受信した場合、着陸シーケンスを自動的に開始させてもよく、適所で自動的にホバリングするか待機経路で飛行してもよく、任務の出発点に自動的に戻ってもよく、または指定された「ホーム」の場所に自動的に飛行してもよい。ある実施形態では、任務の出発点は、UAVがそこから離陸した場所でよい。「ホーム」の場所は、UAVのメモリに記憶され得る座標の所定のセットでよい。場合によっては、任務の出発点は、ホームの場所に設定されてもよい。場合によっては、ホームの場所は、ユーザーまたはユーザーのリモートコントローラの場所でよい。ユーザーが動き回ったとしても、リモートコントローラのホームの場所は更新されることができ、かつUAVがリモートコントローラを発見し得る。場合によっては、ユーザーは、ホームの座標を手入力するか、または所在地住所をホームとして指定してもよい。UAVは、デフォルト飛行応答手順を経ている間、外部ソースからのコマンドを遮断し得る。場合によっては、UAVは、デフォルト飛行応答手順を経ている間、民間ユーザーからのコマンドを遮断し得る。UAVは、デフォルト飛行応答手順を経ている間、航空制御システムまたは制御主体からのコマンドを遮断できてもよく、または遮断できなくてもよい。
UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険の表示は、UAVの危殆化のタイプの情報を含み得る。例えば、UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険の表示は、UAVがハイジャックされているという危険の表示を含み得る。別の事例では、UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険の表示は、リモートコントローラからの信号が妨害されているという危険の表示を含み得る。別の事例では、UAVが1つ以上の飛行コマンドに従って動作していないという危険の表示は、UAVにオンボードで誤作動が生じたという危険の表示を含み得る。警報によって、UAVの危殆化のタイプに関する情報を伝達してもよい。警報によって、危険の度合に関する情報が伝達されてもよい。警報によって、様々なタイプのUAVの危殆化についての危険の度合に関する情報が伝達されてもよい。例えば、警報によって、何らかの形式の危殆化の可能性が90%であること、ハイジャックによる危殆化の確率が85%、通信妨害による危殆化の確率が15%、UAVにオンボードの誤作動による危殆化の確率が0%であることを示し得る。
UAVによって受信されたコマンドが、リモートコントローラを通して発行されたコマンドとは異なる場合、ハイジャックの危険がより高い可能性がある。UAVによって受信されたコマンドが、リモートコントローラを通して発行されたコマンドから欠落しているコマンドである場合、通信妨害の危険がより高い可能性がある。UAVによって受信されたコマンドが、リモートコントローラを通して発行されたコマンドとは一致するが、UAVの動作が、受信されたコマンドに従っていない場合、オンボードの誤作動の危険がより高い可能性がある。
本明細書におけるハイジャックのいかなる記載も、ハッキングに適用もされ得る。ハッカーは、UAVに向かうかまたはUAVから発された1つ以上の通信を傍受する場合がある。ハッカーは、UAVによって収集されたデータを傍受する場合がある。ハッカーは、UAV1つ以上のセンサまたは搭載物からのデータを傍受する場合がある。例えば、ハッカーは、UAVにオンボードの撮像装置からのデータを傍受する場合がある。このように、ハッカーは、取得されたデータを盗み取ろうと試みる可能性がある。また、このように、ハッカーは、UAVのオペレータのプライバシーを侵害する恐れがある。ハッカーはUAVに向かう通信を傍受する場合もある。例えば、ハッカーは、ユーザーリモートコントローラからUAVへの1つ以上のコマンドを傍受する場合がある。ハッカーは、コマンドを傍受して、UAVがどのように動作するかを判断することがある。ハッカーは、傍受したコマンドを用いて、そうでなければ明らかにはなり得ないUAVの場所、またはUAV他のアクティビティを判断できる。
ハッカーによる通信(アップリンクまたはダウンリンク)の傍受は、通信の他の部分を妨げることはない可能性がある。例えば、ハッカーが、UAVからストリーミングされている画像を傍受する時、対象とする画像受信者は、それでも画像を受信できる。さもなければ、対象とする受信者は、傍受が行われたことが分からない可能性がある。あるいは、通信傍受は、通信の他の部分を妨げることがある。例えば、対象とする画像受信者は、画像が傍受されたときに画像を受信できない。本明細書に記載されるシステム及び方法は、ハッキング検出または防止の少なくとも一方を支援できる。
例えば、装置は、UAVシステムの様々な部品とのいかなる通信に携わる前にも、認証される必要があり得る。例えば、装置は、UAVまたはリモートコントローラの少なくとも一方からの通信を受信する前に、認証される必要があり得る。装置が通信の受信を許諾された場合にのみ、装置は通信を受信できる。ハッカーは、通信の受信を許諾されない場合があり、そのため通信を受信できない可能性がある。同様に、万一ハッカーが虚偽の置き換えの通信を試し、かつ発した場合、ハッカーの識別情報は、許諾されたユーザーに該当し得ず、ハッカーが虚偽の通信を発することを防止できる。同様に、許諾されていないユーザーから虚偽の通信が発されるか、または虚偽の通信の試みられる場合、許諾されたユーザーに警報を提供できる。ある実施形態では、通信の暗号化が行われ得る。場合によっては、許諾されたユーザー、または、認証されたユーザーの少なくとも一方のみが、暗号化された通信を復号化できる可能性がある。例えば、ハッカーが通信を傍受したとしても、通信を復号化して解読できない可能性がある。ある実施形態では、復号化には、ユーザーに、許諾された装置のみの物理メモリに記憶され得るキーを要求する場合がある。このように、ハッカーには、キーのコピーを得ようとすること、または、許諾されたユーザーであると偽ろうとすることの少なくとも一方が困難であり得る。
個別化された評価
ユーザーまたはUAVのアクティビティの少なくとも一方を評価できる。例えば、UAVのユーザーのアクティビティを評価できる。ユーザーは一意的に識別でき得るので、ユーザーのアクティビティを、固有のユーザー識別情報に結びつけられ得る。このように、同じユーザーによって行われたアクティビティは、ユーザーに関連付けができる。一例では、ユーザーのアクティビティは、ユーザーによる以前の飛行任務に関連し得る。様々な試験、証明、または訓練実習もまた、ユーザーに関連付けできる。また、ユーザーのアクティビティが、(1)任務に参加するためのユーザーによるあらゆる不成功の試み、(2)他のユーザーのUAVの動作との干渉、または(3)他のユーザーのUAVとの通信の傍受、の少なくとも1つを指し得る。ある実施形態では、ユーザーは、アクティビティをユーザー識別子と関連付ける前に認証され得る。
UAVのアクティビティを評価できる。UAVもまた一意的に識別可能であり、UAVのアクティビティを固有のUAV識別情報に結びつけることができる。このように、同じUAVによって行われたアクティビティは、そのUAVに関連付けられ得る。一例では、UAVのアクティビティは、UAVによる以前の飛行任務に関し得る。様々な保守アクティビティ、診断、または証明もまた、UAVに関連付けできる。また、UAVのアクティビティは、いかなるエラー、誤作動、または事故をも含み得る。ある実施形態では、UAVは、アクティビティをUAV識別子と関連付ける前に認証され得る。
1人以上のユーザーまたはUAVのアクティビティの少なくとも一方を評価できる。場合によっては、評価は、定性評価を提供し得る。例えば、ユーザーのアクティビティまたはUAVのいずれかに関連する1つ以上の注釈が、ユーザーまたはUAV、あるいは、対応するユーザーのアクティビティまたはUAVの少なくとも一方に関連付けできる。例えば、UAVが事故に関与した場合、事故に関する注釈、事故がどのようにして起こったか、過失責任が誰に割り当てられるかがUAVに関連付けられ得る。別の事例では、ユーザーが高風速で多くの任務飛行をし、異なる地帯をうまく航行している場合、これらの達成に関する注釈が提供されてもよい。1つ以上の評価カテゴリが、ユーザーまたは対応するユーザーのアクティビティの少なくとも一方に関連付けできる。例えば、ユーザーが多くの異なる任務を完了した場合、ユーザーは、ユーザーに関連付けられた「熟練ユーザー」の評価を入手できる。UAVは多くの誤作動及びエラーを経ている場合、UAVに関連付けられた「誤作動の高い危険性」の評価を有する可能性がある。
場合によっては、評価は、定量評価を提供できる。例えば、ユーザーまたはUAVアクティビティの少なくとも一方は、評価(例えば文字による成績、または数字による評価)を受け得る。評価は、ユーザーまたはUAVのアクティビティのいずれかにに関連してもよく、ユーザーまたはUAV、あるいは、対応するユーザーまたはUAVのアクティビティ、の少なくとも一方に関連付けできる。例えば、ユーザーは、任務を完了したとき、任務中にユーザーがどのように遂行したかに関して評価を受けるか、またはスコアを付けることができる。例えば、ユーザーは、第1の任務について評価7.5、第2の任務について評価9.8を受ける場合がある。これは、ユーザーが第2の任務中により上手く業務遂行した可能性があることを示している。他の要因(例えば任務の難易度)が関与してもよい。場合によっては、ユーザーは、より困難な任務を完了することに成功したために、より高い評価を受けることができる。別の事例では、ユーザーは、技能試験または証明試験を経てもよく、どのように遂行したかを示す、数字による評価を受けてもよい。UAVは、任務完了がどのように進んだかに依存して、評価を受けてもよい。例えば、任務中にUAVが誤作動を起こした場合、UAVは、任務中にUAVが誤作動を起こさなかった場合よりも低い評価を受け得る。UAVが保守点検を受けている場合、UAV評価は、UAVが保守点検を受けていない場合よりも高くなり得る。
ユーザーまたはUAVの少なくとも一方が肯定的な方法でアクティビティを完了することに成功したとき、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方は、全体的により高い評価を有し得る。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方がアクティビティの完了に成功しないか、または不審である可能性がある挙動に携わっているとき、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方は、全体的により低い評価を有することがある。このように、ユーザまたはUAVの少なくとも一方は、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方のアクティビティに基づいて、評価スコアを有し得る。
ある実施形態では、評価システムは、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方に評価のセットを提供できる。評価は、人間の通信を必要とせず、1つ以上のプロセッサの支援によって自動的に評価(例えば、定性評価または定量評価の少なくとも一方)を判定してもよい。評価は、1つ以上のパラメータまたはアルゴリズム、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方のアクティビティに関するデータ、に従って判定され得る。例えば、完了が成功した各任務は、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方の評価を、より肯定的な結果へと自動的に引き上げる可能性がある。不成功の各任務または墜落は、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方の評価を、より否定的な結果へと自動的に引き下げる可能性がある。したがって、評価は客観的であり得る。
代替的にまたは加えて、1人以上の人間のユーザーによって評価が提供され得る。例えば、ユーザーは、自分自身を評価できる。ユーザーは、飛行させたUAVを評価できる。他の例では、ユーザーの仲間が、ユーザーを評価できる。この仲間は、ユーザーが飛行させたUAVを評価できる。例えば、第1のユーザーは、第1のUAVを動作できる。第2のユーザーは、第1のユーザーを観察して、第1のユーザーが正しくない飛行挙動(例えば、第2のユーザーのUAVに向かって急降下すること、または第2のユーザーを脅かすこと)に携わっていることを通知できる。第2のユーザーは、第1のユーザーの否定的な評価を提供できる。別の事例では、第2のユーザーは、第1のユーザーが肯定的な飛行挙動(例えば、難しい操縦を実行すること、第2のユーザーを助けること)に携わっていることを観察可能であり、かつ第1のユーザーの肯定的な評価を提供できる。
ユーザーまたはUAVの少なくとも一方の評価は、他のユーザーによって閲覧されてもよい。例えば、第1のユーザーは、第2のユーザーの全体的な評価を閲覧することができ、逆もまた同様である。ユーザーは、ユーザー自身の評価を閲覧できる。ユーザーは、評価を向上させようとするための手段を講じてもよい。ある実施形態では、システムは、ユーザー評価が閾値レベルに到達した場合にのみ、ユーザーによるアクティビティを許可し得る。例えば、ユーザー評価が閾値レベルに到達した場合、ユーザーは一定の領域内でのみ動作できる。ユーザー評価が7.0またはそれ以上である場合、ユーザーは、一定の領域内でのみ飛行できる。飛行制限のレベルは、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方の評価に依存し得る。場合によっては、ユーザーまたはUAVの少なくとも一方の評価は、ユーザータイプまたはUAVタイプ少なくとも一方を示すことがあり、逆もまた同様である。ユーザーがより高いユーザー評価を有する場合には、より低いレベルの飛行制限を提供できる。ユーザーがより低いユーザー評価を有する場合には、より高いレベルの飛行制限を提供できる。ユーザーが低いユーザー評価を有する場合には、ユーザーに対する飛行規制のセットはより厳格であってもよい。ユーザーがより高いユーザー評価を有する場合には、ユーザーに対する飛行規制のセットは、あまり厳格でなくてもよい。UAVがより高いUAV評価である場合には、より低いレベルの飛行制限が提供され得る。UAVがより低いUAV評価である場合には、より高いレベルの飛行制限が提供され得る。UAVが低いUAV評価である場合には、UAVに対する飛行規制のセットはより厳格であってもよい。UAVがより高いUAV評価である場合には、UAVに対する飛行規制のセットは、あまり厳格でなくてもよい。
飛行監視
航空制御システムがUAVの位置を認識していることが望ましいことがある。UAVは、航空制御システムに位置情報を送信できる。場合によっては、UAVが、セキュリティまたは安全の少なくとも一方を目的として、位置情報を報告することが好ましい場合がある。UAVは、航空制御システムに、その現在位置及びコースを定期的かつ能動的に報告してもよい。しかし、場合によっては、UAVは、報告に準拠しない場合がある。これは、UAVと航空制御システムとの間の通信が失われたときに生じることがあり、あるいはUAVは、悪意をもって故意に情報を保留するか、または虚偽の(すなわち偽の)情報を提供する場合がある。航空制御システムは、その管理領域内に記録装置を配備して、UAVの状態を監視できる。1つ以上の記録装置を配備して、UAVのアクティビティを監視できる。
図14は、本発明の実施形態による、1つ以上の記録装置を用いた監視システムの一例を示す。UAV1410は、ある環境内部に設けられ得る。当該環境は、航空制御システムによって管理された領域内部でよい。1つ以上の記録装置(例えば、記録装置A1420a、記録装置B1420b、記録装置C1420c、・・・)が、航空制御システムによって管理された領域内部に設けられてもよい。監視装置またはシステム1430は、1つ以上の記録装置から収集された情報を受信できる。ある実施形態では、監視システムは、航空制御システムでよい。
ある実施形態では、航空制御システムを用いて、全UAVの飛行システムを管理できる。航空制御システムによって管理される領域は、全世界でよい。他の例では、航空制御システムによって管理される領域は、制限されていてもよい。航空制御システムによって管理される領域は、管轄区域に基づいてもよい。例えば、航空制御システムは、全管轄区域(例えば、国、州/県、地方、都市部、町、郡、または任意の他の管轄区域)内部でUAVの飛行システムを管理できる。異なる航空制御システムは、異なる領域を管理できる。領域の規模は、同等であってもよく、または異なっていてもよい。
UAV1410は、1つ以上のメッセージを送信でき、1つ以上の記録装置1420a、1420b、1420cによって監視され得る。UAVからのメッセージは、署名を含み得る。場合によっては、UAVからのメッセージは、UAVに固有の識別情報(例えば、UAV識別子またはUAVキー情報の少なくとも一方)を含み得る。識別情報は、UAVを他のUAVから一意的に識別及び差別化できる。UAVからのメッセージは、任意の他の情報を含み得る。例えば飛行制御コマンド、UAVのGPS位置(またはUAVに関する他の位置情報)に関する情報、または時間情報の少なくとも1つ。この情報は、UAVに関する位置情報(例えば、GPS情報)を含み得る。時間情報は、メッセージが策定または送信された時間の少なくとも一方を含み得る。時間は、UAVのクロックに従って設けられ得る。
記録装置1420a、1420b、1420cから得られた信号は、タイムスタンプが付加されて、航空制御システム1430に集められる。記録装置からのデータは、記憶装置に記憶され得る。記憶装置は、航空制御システムの一部であってもよく、または航空制御システムによってアクセス可能であり得る。航空制御システムは、データ記録装置からの情報を分析できる。このように、航空制御システムは、UAVの過去の制御情報、飛行情報、UAVのアサートされたGPS飛行経路を収集が可能であり得る。航空制御システムは、UAVに関連する動作データを収集可能であり得る。これは、UAVに送信されたコマンド、UAVによって受信されたコマンド、UAVによって実行された行動、UAVに関する情報(例えば異なる時点におけるUAVの位置)を含み得る。
ある実施形態では、UAVは、航空制御システムと直接通信、または記憶装置に情報を直接提供、の少なくとも一方が可能である。あるいは、UAVは、1つ以上の記録装置と直接通信できる。1つ以上の記録装置は、航空制御システムまたは記憶装置の少なくとも一方と通信可能である。場合によっては、UAVに関する情報は、1つ以上の記録装置を介して、航空制御システムに中継されてもよい。場合によっては、記録装置は、航空制御システムに、UAVに対する情報に関連付けられた、さらなるデータを提供し得る。
航空制御システムは、時間データを分析して、UAVの位置を判断できる。本発明の態様は、UAVの位置を判断するための方法を対象とし得る。前記方法は、(1)複数の記録装置において、UAVからの1つ以上のメッセージを受信するステップと、(2)複数の記録装置において、UAVからの1つ以上のメッセージにタイムスタンプを付加するステップと、(3)1つ以上のプロセッサの支援によって、1つ以上のメッセージのタイムスタンプ付加に基づいて、UAVの位置を算出するステップを含む。UAVの位置を判断するプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体が提供され得る。前記コンピュータ可読媒体は、(1)複数の記録装置において、UAVからの1つ以上のメッセージを受信するプログラム命令と、(2)複数の記録装置において、UAVからの1つ以上のメッセージにタイムスタンプを付加するプログラム命令と、(3)1つ以上のメッセージのタイムスタンプ付加に基づいて、UAVの位置を算出するプログラム命令を含む。UAV通信位置システムは、通信モジュール、1つ以上のプロセッサを含む。1つ以上のプロセッサは、通信モジュールに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、UAVから送信され、かつUAVに対して遠隔した複数の記録装置において受信された1つ以上のメッセージのタイムスタンプに基づいて、UAVの位置を算出する。
時間データに基づいてUAVの位置を分析する一例では、同じUAVから同じメッセージを収集した、異なる記録装置から送信された信号の時間差を用いて、UAVの大まかな位置を判定できる。例えば、2つの記録装置が共にある特定の1つのUAVから送信された信号を受信した場合、記録装置が信号を受信するときの時間差に従って、UAVが、前記2つの記録装置の時間差判断及び位置によって形成される双曲線上にあることが分かり得る。2つ、3つ以上の記録装置を用いて、双曲線を形成してもよい。このように、大まかなUAVの位置は、双曲線に沿ってアサートされ得る。タイムスタンプは、信号がUAVを出たときに取られてもよく、信号が記録装置に到着したときに取られてもよい。かかる情報を用いて、時間差を算出できる。
別の事例では、多数の記録装置は、UAVからの信号を受信でき、時間差を判断できる。時間差の一例は、信号がUAVによって送信されたときと、記録装置が信号を受信したときとの間の時間差でよい。場合によっては、UAVは、信号が1つ以上の記録装置に送信されたときに、信号にタイムスタンプしてもよい。1つ以上の記録装置は、信号が受信されたときにタイムスタンプを付加できる。2つのタイムスタンプ間の時間の差は、信号が記録装置に到達する進行時間を示し得る。進行時間は、UAVから記録装置までの大まかな距離と相互関係があり得る。例えば、進行時間がより短ければ、UAVは、進行時間がより長いときよりも記録装置に近接している可能性がある。複数の記録装置が異なる進行時間を示している場合、UAVは、より少ない進行時間を示す記録装置に近接している可能性がある。例えば、UAVが記録装置からさらに離れている場合、信号についての進行時間はより長くなると予期され得る。進行時間は、時間の小単位でよい。例えば、進行時間は、秒、ミリ秒、マイクロ秒、またはナノ秒台でよい。UAVまたは記録装置の少なくとも一方に対するタイムスタンプは、高精度で(例えば、秒、ミリ秒、マイクロ秒、またはナノ秒の少なくとも1つのオーダーで)提供され得る。UAVまたは記録装置の少なくとも一方のクロックは、同期していてもよい。クロックを用いて、タイムスタンプを提供できる。場合によっては、UAVまたは記録装置の少なくとも一方の1つ以上のクロック間に、オフセットがあり得るが、オフセットは周知であり、補償され得る。三角測量手法または他の類似した手法を用いて、UAVから1つ以上の記録装置までの距離に基づいて、大まかなUAVの位置を判断できる。
UAVの位置の分析のさらなる例では、1つ以上の記録装置はまた、受信信号強度指示(RSSI)を通して、UAVと記録装置の間の距離を大まかに判断できる。RSSIは、記録装置で受信された信号(例えば、無線信号)に存在する電力の測定でよい。より高いRSSI測定値は、より強い信号を示し得る。ある実施形態では、無線信号は、長距離にわたって減衰し得る。このように、より強い信号は、より近い距離と相互に関係づけられてもよく、一方でより弱い信号は、より遠い距離と相互に関係づけられてもよい。UAVの記録装置に対する大まかな距離は、RSSIに基づいて確認できる。場合によっては、複数の記録装置のRSSIを比較して、大まかなUAVの位置を判断できる。例えば、2つの記録装置が設けられている場合、UAVがある可能性がある位置が双曲線として提供され得る。3台以上の記録装置が設けられている場合、三角測量手法を用いて、大まかなUAVの位置を判断できる。複数の記録装置が異なるRSSI値を示している場合、UAVは、より弱いRSSI値を示す記録装置と比較して、より強いRSSI値を示す記録装置に近接であり得る。
複数の受信チャネルを有する1つ以上の記録装置を備える、さらなる例が提供され得る。記録装置は、複数の信号を受信し得る1つ以上のアンテナを有してもよい。例えば、受信アンテナは、複数の受信チャネルを有してもよい。複数の受信チャネルを通して受信された複数の信号を処理して、UAVの相対方向を得られる。航空制御システム、認証センター、または認証システムの他の部分は、ビーム形成を受けることによって、受信アンテナからの複数の信号を処理できる。これは、航空制御システムまたは他の主体によって、記録装置に対するUAVの相対方向及び位置を大まかに取得することを可能にする。ビーム形成は、信号が到来する方向を検出でき、記録装置を基準としたUAVの方向を検出するために用い得る。複数の記録装置を用いて、UAVの予期される方向が交差する位置を見ることによって、UAVの位置を絞り込むことができる。
別の事例では、記録装置は、センサ、(例えば視覚センサ、超音波センサ、または他のタイプのセンサ)を含み得る。記録装置は、記録装置を取り巻く環境の記録が可能であり得る。記録装置は、環境内でのUAVの存在または動作を記録できる。例えば、記録装置は、環境内で飛行するUAVをビデオテープに録画できる。記録装置からのデータを用いて、UAVを検出し、記録装置を基準としたUAVの位置を分析できる。例えば、以下の少なくとも一方が可能である。記録装置を基準としたUAVの距離が、画像中のUAVのサイズに基づいて判定される、または方向が、センサの方向が分かったときに判定され得る。
記録装置の位置は、分かっていてもよい。記録装置のグローバル座標が分かっていてもよい。あるいは、記録装置は、ローカル座標を有していてもよく、記録装置のローカル座標は、共通座標系に変換され得る。ある実施形態では、記録装置は、所定の位置を有してもよい。他の例では、記録装置は、動き回ってよく、またはその時々で設置されてもよい。記録装置は、記録装置の位置を示す信号を送信できる。例えば、各記録装置は、GPSユニットを有していてもよく、記録装置にグローバル座標を提供できる。記録装置の座標は、送信され得る。航空制御システム、または認証システムの任意の他の部分が、記録装置の位置を認識していてもよい。航空制御システム、または認証システムの任意の他の部分が、記録装置の位置を示す記録装置からの信号を受信してもよい。このように、記録装置が動き回っても、航空制御システムは、記録装置の位置に関する更新されたデータを入手できる。場合によっては、記録装置は、取り上げたり移動させたりできる小型の装置でよい。記録装置は、自己推進型であってもよく、または自己推進型でなくてもよい。記録装置は、人間によって手で持たれるか、または支持されることが可能であり得る。あるいは、記録装置は、永久的または半永久的にデータの位置を提供できるかなり大型の装置でよい。
領域内部に任意の数の記録装置が設けられ得る。1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、またはそれ以上の記録装置が設けられ得る。場合によっては、UAVからの信号は、限られた範囲を有し得る。場合によっては、UAVの近傍の範囲内の記録装置のみが、信号を受信してもよい。信号を受信した記録装置は、受信した信号に関する情報を記録でき、認証システム(例えば、認証システムの航空制御システム)に情報を提供できる。UAVから信号を受信しているより多くの記録装置が、大まかなUAVの位置に、より高い確実性または精度を提供できる。ある実施形態では、記録装置を特定の領域内により高密度で、またはより数多く設けることによって、相当に多くの記録装置がUAVから信号を受信する可能性を高めることができる。場合によっては、記録装置を、以下の密度で、領域内に分散させてもよい。少なくとも1平方マイルにつき1つの記録装置、1平方マイルにつき3つの記録装置、1平方マイルにつき5つの記録装置、1平方マイルにつき10個の記録装置、1平方マイルにつき15個の記録装置、1平方マイルにつき20個の記録装置、1平方マイルにつき30個の記録装置、1平方マイルにつき40個の記録装置、1平方マイルにつき50個の記録装置、1平方マイルにつき70個の記録装置、1平方マイルにつき100個の記録装置、1平方マイルにつき150個の記録装置、1平方マイルにつき200個の記録装置、1平方マイルにつき300個の記録装置、1平方マイルにつき500個の記録装置、または1平方マイルにつき1000個の記録装置。
記録装置は、広い領域にわたって分散させてもよい。例えば、複数の記録装置を、約50平方メートル、100平方メートル、300平方メートル、500平方メートル、750平方メートル、1000平方メートル、1500平方メートル、2000平方メートル、3000平方メートル、5000平方メートル、7000平方メートル、10000平方メートル、15000平方メートル、20000平方メートルまたは50000平方メートルよりも広い領域にわたって分散させてもよい。広い領域を有することは、記録装置によって収集される進行時間、信号強度または他のデータにおける相違の検出に有用であり得る。記録装置が狭い領域内のみにある場合、信号の進行時間も少なくなり、記録装置ごとに識別または差別化することが困難になる場合がある。記録装置は、互いから離れて分散させてもよい。例えば、複数の記録装置のうち少なくとも2つが、少なくとも互いに1メートル離れて、互いに5メートル離れて、互いに10メートル離れて、互いに20メートル離れて、互いに30メートル離れて、互いに50メートル離れて、互いに75メートル離れて、互いに100メートル離れて、互いに150メートル離れて、互いに200メートル離れて、互いに300メートル離れて、互いに500メートル離れて、互いに750メートル離れて、互いに1000メートル離れて、互いに1250メートル離れて、互いに1500メートル離れて、互いに1750メートル離れて、互いに2000メートル離れて、互いに2500メートル離れて、互いに3000メートル離れて、互いに5000メートル離れて、または互いに10000メートル離れて位置する。離れて分散させてもよい記録装置を有することは、記録装置によって収集される進行時間、信号強度、または他のデータにおける相違の検出に有用であり得る。記録装置が互いに近接しすぎている場合、信号の進行時間が少なくなる可能性があり、記録装置ごとに識別または差別化することが困難になる場合がある。
認証センター、航空制御システム、または認証システムの任意の他の部分は、記録装置から受信されたデータに基づいて、大まかなUAVの位置を算出できる。1つ以上のプロセッサを用いて、記録装置からのデータに基づいて、大まかなUAVの位置を算出できる。記録装置からのデータは、タイムスタンプデータ、信号強度データ、センサデータ、または本明細書の他の部分に記載された任意の他のタイプのデータを含み得る。
認証センター、航空制御システム、または認証システムの任意の他の部分は、タイミング情報に基づいて、大まかな位置情報に対して、UAVによってアサートされた位置をチェックして、アサートされた位置と大まかな位置の間にかなり大きな差があるか否かを判断できる。より大きな逸脱によって、UAVに対する何らかの形式の危殆化のリスクがより高いことを示し得る。例えば、より大きな逸脱によって、UAVによって不正に報告された位置の危険がより高いことを示し得る。UAVから不正に報告された位置によって、悪意があるかまたは不正に関連する行為(例えば、センサ不正使用、または偽物の位置データの報告)を示し得る。不正に報告された位置は、UAVのナビゲーションシステムのエラーまたは誤作動(例えば、GPSセンサの故障、UAVの位置を判断するために用いられる1つ以上のセンサのエラー)を示し得る。UAVのナビゲーションシステムのエラーまたは誤作動は、悪意がある必要はないが、UAVの位置が正確に追跡されていないのではないかという懸念を生じさせる場合もある。場合によっては、UAVによってアサートされた/報告された位置は、算出されたUAVの位置と比較されてもよく、算出された位置とアサートされた位置との間の相違が閾値を超えた場合、アラートが出されてもよい。場合によっては、不正行為の危険を判断する際に、位置間の相違のみが考慮される。あるいは、他の要因(例えば環境条件、無線通信条件、UAVモデルパラメータ、または本明細書の他の部分に記載されたような任意の他の要因)が考慮され得る。
記録装置は、航空交通監視システムとして存在してもよく、監視されている飛行任務の履歴を記録できる。航空制御システムは、UAVによって能動的に報告された飛行情報を、同じUAV向けの1つ以上の記録装置によって得られた飛行情報と比較し、UAVによって報告されたデータが真であるか否かを迅速に決定できる。UAVに対する何らかの形式の危殆化のリスクがある場合、警報を提供することがある。警報はUAVのオペレータ、航空制御システム、または任意の他の主体に提供されてもよい。警報は、推定された危険のレベルを示しもよく、または示さなくてもよい。警報は、危殆化のタイプ(例えば、悪意がある改ざんまたは偽造の可能性、センサ誤作動の可能性)を示してもよく、または示さでなくてもよい。
ユーザーの認証処理
認証センターは、多くのプロセスのいずれかを用いて、UAVを飛行させているユーザーの識別情報を認証できる。例えば、認証センターは(例えば、ユーザーの識別情報及びパスワードを、ユーザーと関連して記憶された認証情報の比較することによる)簡易な認証処理を用い得る。他のプロセスでは、ユーザーの識別情報は、ユーザーの声紋、指紋、または虹彩情報の少なくとも1つを得て、得られた情報を記憶されたユーザー情報と比較することによって認証され得る。あるいは、ユーザー識別情報は、ユーザーに関連付けられたモバイル装置に送信されたショートメッセージ信号(SMS)検証を用いて、検証され得る。システムは、トークンまたはリモートコントローラに内蔵の識別情報モジュールの少なくとも一方を利用して、リモートコントローラに関連付けられたユーザーを認証し得る。
さらなる例では、ユーザー認証処理は、上記で列挙された認証を複合した形態を含み得る。例えば、ユーザーは、ユーザーにパスワードと共に識別情報(例えばユーザー名)を入力することを要求し、その後ユーザーに、ユーザーのモバイル装置で受信された文字を検証することによって認証の第2ステップを提示することを求める、二段階のプロセスを用いて認証され得る。
認証の実行に成功した後、認証センターは、データベースからユーザーに関する情報を取得できる。取得された情報は、航空制御システムに送信でき、ユーザーが飛行を許可されているかを判断できる。
UAVの認証処理
ユーザーの認証がユーザー生来の個人情報(例えば、声紋、指紋)を用いて行われ得る。一方で、UAVの認証は、UAV内部に記憶された装置情報(例えば装置内に符号化されたキー)を利用してもよい。このように、UAVの認証は、UAV識別子とUAV内部に記憶されたキーとの組み合わせに基づいてもよい。さらに、UAVの認証は、認証及びキー一致(AKA)を用いて実施されてもよい。AKAは、双方向認証プロトコルである。ある例では、AKAを用いている間、認証センターは、UAVの妥当性を認証することができ、UAVは、認証センターの妥当性を認証できる。AKAに基づく認証の一例が、図15に述べられる。
図15は、本発明の実施形態による、UAVと認証センターの間の双方向認証の図1500を示す。特に、図15は、UAVが航空制御システムと通信し、次いで航空制御システムが認証センターと通信する方法を示す。
UAVと認証センターの間のAKA認証は、汎用加入者識別モジュール(USIM)に基づいて行われ得る。特に、UAVは、国際移動電話加入者識別情報(IMSI)及びキーを含むオンボードのUSIMモジュールを有し得る。ある例では、キーは、製造されるときにUAVに焼き付けられる。キーは、製造されるときに、永久的に刻印されるかまたはUAVに一体形成され得る。このように、キーは保護されて、読み出される可能性がない。さらに、キーは、認証センター、または認証システムの任意の他の部分(例えば、図2に図示されたような認証センター220)と共有される。USIMを破ることは極めて困難である。本技術において、AKAは、高度なセキュリティを有する認証システムとして認識される。このように、認証センターは、ユーザーのIMSI、キー、及びカウンタSQNの保護を拡張する、高度なセキュリティ及び信頼性を有し得る。
ステップ1505に見られるように、UAVは、航空制御システムに認証要求及びIMSIを与え得る。UAVは、そのIMSIを能動的に(ブロードキャスト)または受動的に(応答)送信できる。いったん認証要求及びIMSIが航空制御システムで受信されると、航空制御システムは、ステップ1510で、認証センターに認証データ要求を送信できる。認証データ要求は、UAVに関する情報(例えばUAVのIMSI)を含み得る。
ステップ1515において、認証センターは、IMSIを受信し、対応するキーについて問い合わせ、乱数を生成し、所定のアルゴリズムに従って認証ベクトル(AV)を算定できる。アルゴリズムf1、f2、f3、f4及びf5は、一般的なユニバーサル移動体通信システム(UMTS)セキュリティプロトコルで記載される。AVは、5つの要素を包含し得る。例えば、RAND(乱数)、XRES(予期される応答)、CK(暗号化キー)、IK(統合チェックキー)及びAUTN(認証トークン)。あるいは、認証ベクトルは、本例の要素のうち、少なくとも1つの要素を含む1つ以上の要素(異なる要素を含む)を包含し得る。本例では、AUTNは、隠しカウンタSQN、AMF(認証管理フィールド)、MAC(メッセージ認証コード)からなる。
AUTN:=SQN(+)AK||AMF||MAC
ステップ1520において、認証センターは、航空制御システムに認証データ応答を送信でき、次いで、航空制御システムは、ステップ1525において、UAVにAUTN及びRANDを含む認証応答を提供できる。特に、AUTN及びRANDは、UAVのセキュリティモジュールAに送信できる。ステップ1530において、セキュリティモジュールAは、AUTNを検証できる。セキュリティモジュールAは、RAND及びキーに従って、AKを算出できる。いったんAKが算出されると、SQNは、AUTNに従って算出及び回収され得る。そして、XMAC(予期される認証コード)、RES(乱数に対する応答)、CK(暗号化キー)、IK(統合チェックキー)が算出され得る。セキュリティモジュールAは、MAC及びXMACを比較できる。MAC及びXMACが異なる場合、UAVは、リモートコントローラ及び認証センターに、認証拒否メッセージを送信でき、これに応答して認証が終了する。あるいは、MAC及びXMACが同一である場合、セキュリティモジュールは、受信されたSQNが適正範囲内に入っているかを確かめてもよい。具体的には、セキュリティモジュールAは、受信されたうちで最大のSQNを記録でき、それによってSQNのみが増大され得る。SQNが正常でない場合、UAVは、同期失敗メッセージを送信でき、その結果認証が終了され得る。あるいは、SQNが適正範囲内に入っている場合、セキュリティモジュールAは、AUTNの信憑性を検証でき、認証センターにコンピュータRESを提供できる。
図15に見られるように、セキュリティモジュールは、ステップ1535において、航空制御システムにRESを送信できる。また、航空制御システムは、ステップ1540において、認証センターにRESを提供できる。あるいは、UAVは、認証センターにRESを直接提供してもよい。
いったん認証センターがRESを受信すると、認証センターは、ステップ1545において、XRES(乱数に対して予期される応答)及びRESを比較できる。XRES及びRESが一致しないと判明する場合、認証は失敗する。あるいは、XRES及びRESが同一であると判明する場合、相互認証が成功する。
相互認証の後、UAV及び航空制御システムは、一致したCK及びIKの使用によって、セキュリティ保護された通信を行い得る。具体的には、相互認証の後、ステップ1550において、認証センターは、航空制御システムに、一致したCK及びIKを送信できる。さらに、ステップ1555において、UAVは、一致したCK及びIKを算出できる。いったん航空制御システムが認証センターから一致したCK及びIKを受信すると、ステップ1560において、UAVと航空制御システムとの間に、セキュリティ保護された通信を確立できる。
航空制御システム
航空制御システムは、ユーザー及びUAVアクセスサブシステム、航空状況監視サブシステム、乗入れ権管理サブシステム、及びジオフェンシングサブシステムを含み得る。航空制御システムは、いくつかの機能が実行できる(例えば、UAVアクティビティのリアルタイムでの航空状況監視及び記録を含む)。また、航空制御システムは、制限された空域内での乗入れ権を割り当てられる。さらに、航空制御システムは、ジオフェンシング装置の申請を受容でき、またジオフェンシング装置の性質を検査して判断できる。
また、航空制御システムは、ユーザー及び航空機認証に必要な承認を行い得る。さらに、航空制御システムは、非準拠の航空機を監視できる。航空制御システムは、非準拠の挙動または非準拠に近い挙動を認識でき、かかる挙動に対して警告できる。さらに、航空制御システムは、非準拠を続ける航空機に対する対策(例えば航空状況監視、乗入れ権監理、認証センターとの安全インターフェイス、ジオフェンシング、他の形式の非準拠対策)を施し得る。また、航空制御システムは、各事象の記録機能を保有し得る。また、航空制御システムは、航空状況情報への階層的アクセスを提供できる。
航空制御システムは、航空状況監視サブシステムを含み得る。航空状況監視サブシステムは、割り当て空域内でのリアルタイムの飛行(例えばUAVの飛行)の状況の監視を担い得る。具体的には、航空状況監視サブシステムは、許諾された航空機が所定のコースに沿って飛行しているかを監視できる。また、航空状況監視サブシステムは、許諾された航空機の正常でない挙動の発見を担い得る。発見された正常でない挙動に基づいて、航空状況監視サブシステムは、非準拠対策システムに警告できる。さらに、航空状況監視サブシステムは、未許諾の航空機の存在を監視でき、未許諾の航空機の検出に基づいて、非準拠対策システムに警告できる。空域監視の例は、レーダ、光電式、音響検出と共に、他の例を含み得る。
また、航空状況監視サブシステムは、航空機識別情報の認証を能動的に行うこともでき、航空機から受信された認証要求に応答できる。さらに、航空状況監視システムは、特定の航空機の飛行状態に関する情報を能動的に得られる。監視されている航空機は、監視されているときに三次元的に位置付けられ得る。例えば、航空状況監視システムは、航空機の航跡を辿り、計画されたコースと比較して正常でない挙動を認識できる。正常でない挙動は、所定の許容閾値(例えば、飛行中に所定の飛行計画から外れるか、または閾値高度を下回る閾値)を超える挙動として認識され得る。さらに、監視ポイントは、散在してもよく、または集中してもよい。
航空状況監視サブシステムは、空域を監視するための一次手段を有し得る。それは、許諾された(または準拠している)航空機によって、監視された空域内での当該航空機に関してリアルタイムでブロードキャストされる(直接受信されるか、または受信して転送された)飛行情報をリアルタイムで受信して解読する。リアルタイム飛行情報は、アクティブな航空監理者の問い合わせ及び航空機による応答によって得られ得る。さらに、航空状況監視サブシステムは、(例えば、音響レーダ及び光電レーダ等の)空域を監視するための補助手段を有し得る。ある例では、認証されたユーザーは、航空状況のステータスに関して、空域監視サブシステムに問い合わせることを許され得る。
また、航空制御システムは、乗入れ権管理サブシステムを含み得る。乗入れ権管理システムは、コースリソースのための最初の申請及びコース変更のための申請の受容を担ってもよく、飛行コースを計画し、申請者に対し、申請に対して決定された応答に関するフィードバックを送信できる。決定された応答に備えられた情報の例は、計画された飛行コース、途中の監視ポイント、時間対応ウィンドウを含む。さらに、乗入れ権管理システムは、現在の空域または他の空域の少なくとも一方の条件である場合、所定の飛行コースの調整を担い得る。所定の飛行コースは、以下の理由で調整され得るが、これらに限定されない。例えば、気候、利用可能空域リソースの変更、事故、ジオフェンシング装置の確立、それらの性質(空間的範囲、期間、及び制限的階層等)に対する調整。また、乗入れ権管理システムは、申請者またはユーザーに、当初の飛行コースが調整されることを通知してもよい。さらに、認証されたユーザーは、許諾された航空コースの割り当てに関して、乗入れ権管理サブシステムに問い合わせることを許され得る。
また、航空制御システムは、認証センターサブシステムとの安全インターフェイスを含み得る。認証センターサブシステムとの安全インターフェイスは、認証センターとの安全な通信を担い得る。具体的には、航空制御システムは、認証を目的として、または航空機及びユーザーの特性問い合わせを目的として、認証センターと通信できる。
ある例では、ユーザーは、航空制御システムを通して、同じ範囲内の他のユーザーを認識し得る。ユーザーは、他のユーザーと情報(例えばユーザーの飛行経路を共有すること)を選択できる。また、ユーザーは、ユーザーの装置によって取り込まれたコンテンツを共有できる。例えば、ユーザーは、ユーザーのUAV上の、またはその内部のカメラから取り込まれたコンテンツを共有できる。さらに、ユーザーは、互いにインスタントメッセージを送信し合うことができる。
UAVの飛行システムは、1つ以上のジオフェンシング装置を備えるジオフェンシングサブシステムを含み得る。UAVは、ジオフェンシング装置を検出可能であってもよく、または逆もまた同様である。ジオフェンシング装置は、UAVに、飛行規制のセットに従って行動させることができる。ジオフェンシングサブシステムの例は、本願において、より詳細に後述される。
UAVの認証のみに依存した飛行プロセス
ある用途では、UAVが離陸可能になる前に、航空制御システムは、UAVに対する認証を行うことのみを必要とする場合がある。これらの用途では、ユーザーに対する認証を行う必要はない。航空制御システムがUAVに対する認証を行うプロセスは、図15で説明したように、AKAによって示され得る。認証の後、UAV及び航空制御システムは、図15のステップ1550及び1555に記載されたように、CK及びIKを得て、互いに通信できる。CKはデータ暗号化のために用いられてもよく、IKはデータ完全性保護のために用いられてもよい。
認証の後、ユーザーは、セキュリティ保護されたチャネルを介して、最終的に認証処理中に作成されたキー(CK、IK)を得ることができ、ユーザーとUAVの間の通信データが、キーを用いた暗号化によって保護されて、ハイジャックされるかまたは誤って制御されることを回避できる。このように、後続のデータメッセージ(MSG)は、UAVに関する情報(例えばUAVの位置、UAVの速度等)を含み得る。このようにして、UAVは、包括的な保護を施して、IKによって試験され得る。送信された情報は以下の通りである。
式1:MSG1||((HASH(MSG1)||CRC()+SCR(IK))||IMSI
ここで、MSG1=MSG||RAND||TIMESTAMP||GPSである。
上記の式1において、CRC()は、情報に関する周期的チェックサムであることができ、SCR(IK)は、IKから引き出されたデータマスクであり得る。さらに、本記載では、MSGは当初メッセージであり、HASH()は、ハッシュ関数であり、RANDは乱数であり、タイムスタンプは現在のタイムスタンプであり、GPSは、リプレイアタックを回避するための現在の位置である。
図16は、本発明の実施形態による、暗号化署名を有するメッセージを送信するためのプロセス1600を示す。第1のステップ1610において、メッセージが構成される。先の記載で述べられたように、メッセージは、「MSG」として表現され得る。メッセージが構成された後、ステップ1620において、メッセージの送信者は、ハッシュ関数を用いて、メッセージの文字からメッセージのダイジェストを生成できる。ダイジェストは、単にメッセージ自体(MSG)のハッシュであってもよく、または修正されたメッセージ(例えば上記のようなMSG1のハッシュ)でよい。具体的には、MSG1は、情報のコンパイルを含み得る。例えば当初のメッセージ(MSG)、乱数(RAND)、現在タイムスタンプ(TIMESTAMP)、現在の位置(GPS)。他の例では、修正されたメッセージは、代替の情報を含み得る。
いったんメッセージ(MSG)の、または修正されたメッセージ(MSG1)のダイジェストが生成されると、ステップ1630において、送信者は、パーソナルキーを用いて、ダイジェストを暗号化できる。具体的には、ダイジェストは、送信者の公開キーを用いて暗号化されることができ、暗号化されたダイジェストが、送信されたメッセージのためのパーソナル署名の役割を果たし得る。このようにして、ステップ1630では、この暗号化されたダイジェストが、その後メッセージと共にメッセージのデジタル署名として受信者に送信され得る。
図17は、本発明の実施形態による、署名を復号化することによってメッセージを検証するプロセス1700を示す。ステップ1710に見られるように、受信者はメッセージ及び暗号化されたダイジェスト(例えば図16で述べられたメッセージ及び暗号化されたダイジェスト)を受信する。ステップ1720において、受信者は、送信者と同じハッシュ関数を用いて、受信された当初のメッセージからメッセージのダイジェストを算出できる。さらに、ステップ1730において、受信者は、送信者の公開キーを用いて、メッセージに添付されたデジタル署名を復号化できる。メッセージに添付されたデジタル署名がいったん復号化されると、ステップ1740において、受信者はダイジェストを比較できる。これら2つのダイジェストが同一である場合、受信者は、デジタル署名が送信者から送信されたことを確認できる。
このように、他の相手先がこの情報を受信して、認証センターにアップロードすると、デジタル署名として扱われ得る。すなわち、かかる無線情報の存在は、このUAVの存在に等しい場合がある。このプロセスは、UAVの認証処理を簡易化できる。すなわち、初期認証が完了した後、UAVは、毎回複雑な初期認証処理を始めなければならないことに代えて、前述のプロセスを実行することにより、UAVが明らかに存在することを正しくアナウンスできる。
UAV及びユーザーの認証に依存した飛行プロセス
ある用途では、UAVは、UAV及びユーザーの両方に認証が行われた後のみに離陸できる。
ユーザーに対する認証は、電子キーに基づくことができる。UAVが製造されるときに、製造者は、電子キーを組み込んでもよい。電子キーは、内蔵USIMカードを有していてもよく、認証センターと共有されたIMSI−U(ユーザーに関連付けられたIMSI)及びK−U(ユーザーに関連付けられたキー)を包含する。これは、唯一のユーザー個人識別でもあり、USIMが製造されたときに一度のみ書き込まれる。このように、USIMカードは、複製または偽造されることが可能ではない。また、USIMのセキュリティメカニズムによって保護され、読み出されることができない。したがって、USIMを復号化することは極めて困難である。電子装置としての電子キーは、リモートコントローラに挿入されるか、リモートコントローラに組み込まれるか、または従来の手段(例えばBluetooth(登録商標)、WIFI、USB、音声、光通信等)を介して、リモートコントローラと通信できる。リモートコントローラは、電子キーの基本的情報を取得でき、対応する認証について認証センターと通信できる。
ユーザーに対する認証は、様々な他の手段(例えばユーザー生来の特徴)によって達成されてもよい。特に、ユーザーの認証は、声紋、指紋、虹彩情報等によって達成されてもよい。
UAVに対する認証は、オンボードのセキュリティモジュールに基づいており、CH(チャネル)を介して認証センターにより認証される。一例では、UAVにオンボードのセキュリティモジュールは、IMSI−M(例えば、製造者によって提供されるような、UAVに関連付けられたIMSI)及びK−M(例えば、製造者によって提供されるようなUAVに関連付けられたキー)を包含するUSIMを含む。K−Mは、UAV及び認証センター間で共有されるが、USIMが製造されるときに一度のみ書き込まれる。また、USIMのセキュリティメカニズムによって保護され、読み出される可能性がない。したがって、USIMを復号化することは極めて困難である。
UAVのオンボードセキュリティモジュール及び認証センターは、認証及びキー一致のメカニズム、すなわちAKAの使用による、UTMSの双方向認証と同様のプロセスを用いて、双方向で認証され得る。AKAは、双方向認証の一致である。すなわち、認証センターがUAVまたは電子キーの妥当性の検証を必要とするだけでなく、UAVまたは電子キーが、同じようにサービスを提供する認証センターの妥当性の検証を必要とする。このプロセスは、上述の、図15に示されたようなUAV及び認証センターとの間のAKA認証処理によって例証される。
飛行タスクを行う前に、UAV及び電子キーは、認証処理を実行する必要があり得る。一例では、両者は連続してまたは並行して認証センターに認証され、基本認証処理が行われる。特に、(IMSI−M、K−M)は、UAVの認証に使用でき、(IMSI−U、K−U)は、電子キーの認証に使用できる。以下の説明は、一般的なものである。セキュリティモジュールは、UAVまたは電子キーを示す。
認証センターによるUAVの認証が完了した後、認証センターは、データベースを通してUAVの多くの特性を判断できる。例えば、認証センターは、UAVのタイプ、UAVの容量、UAVの所有権、UAVの健全性/稼働状態、UAVの保守の必要性、UAVの過去の飛行の記録等を判断し得る。さらに、認証センターによる電子キーの認証が完了した後、認証センターは、電子キーに対応するユーザーの個人情報、操作許可、飛行履歴等を判断できる。
前述の認証が完了した後、コントローラは、一致している数個の重要なパスワードを取得する。すなわちCK−U(ユーザーに関連付けられたCK)、IK−U(ユーザーに関連付けられたIK)、CK−M(UAVに関連付けられたCK)、及びIK−M(UAVに関連付けられたIK)。前述の基本認証処理及び結果は、UAVとの関連で柔軟に用いられ得る。
電子キーは、暗号化されたチャネルを介して、飛行タスクに関して認証センターと交渉できる。認証センターは、ユーザーとUAVの性質とに基づいて、飛行タスクに関する修正を承認するか、拒絶するか、あるいは、関連する示唆または指示を与え得る。飛行中プロセス、認証は、様々なパスワードを用いて、UAV及びリモートコントローラとの通信を維持し、飛行パラメータ(例えば位置、速度等)を得て、飛行におけるUAVまたはユーザーの許可を管理及び制御できる。
UAVとリモートコントローラとの間の無線通信リンクでは、UAV及び電子キーの二重の署名が使用される。メッセージが送信されるとき、送信者は、ハッシュ関数を用いてメッセージの文字からメッセージのダイジェストを生成し、その後パーソナルキーを用いてダイジェストを暗号化する。この暗号化されたダイジェストは、メッセージのデジタル署名として、メッセージと共に受信者に送信される。受信者はまず、送信者と同じハッシュ関数を用いて、受信された当初のメッセージからメッセージのダイジェストを算出し、その後送信者の公開キーを用いて、メッセージに添付されたデジタル署名を復号化する。これら2つのダイジェストが同一であれば、受信者は、デジタル署名が送信者から送信されたことを確認できる。
具体的には、後続のデータメッセージ(MSG)は、遠隔制御コマンド、位置報告、速度報告等であってもよく、完全性保護を施して、IK−U及びIK−Mによって試験され得る。送信された情報は、以下の通りである。
MSG1||(HASH(MSG||RAND)||CRC)(+)SCR1(IK−M)(+)SCR2(IK−U))||IMSI−U||IMSI−M
ここで、MSG1=MSG||RAND||TIMESTAMP||GPSである。
上記の式では、CRC(+)は、情報に関する周期的チェックサムであり、SCR1(IK)及びSCR2(IK)は、IKから引き出されたデータマスクである。SCR1()及びSCR2()は、一般的パスワード生成部であり得る。さらに、HASH()はハッシュ関数であり、RANDは乱数であり、TIMESTAMPは現在のタイムスタンプであり、GPSは、リプレイアタックを回避するための現在の位置である。
かかる情報は、認証センターアップロードされると、デジタル署名として扱われ得る。すなわち、そのような無線情報の存在は、このUAV及びユーザーの存在に等しい場合がある。このプロセスは、UAVの認証処理を簡易化できる。すなわち、初期認証が完了した後、UAVは、毎回複雑な初期認証処理を始めなければならないことに代えて、前述のプロセスの実行により、UAVが明らかに存在することを正しくアナウンスできる。
安全性を高めるために、前述のIKは、有効期限を付与され得る。認証センターは、UAV及び電子キーによるAKAプロセスを継続的に行い得る。飛行プロセスの間、UAVは、ユーザー切り替えのプログラムを受けられる。
認証センターは、UAVの識別情報、登録されたUAV飛行タスク、その実際の飛行履歴を保有し得る。さらに、対応するユーザーの情報を保有し得る。また、双方向検証の結果に基づいて、認証センターは、ユーザーの安全に関する様々なサービス及び情報をさらに提供できる。認証センターは、UAVをある程度引き継ぐこともできる。例えば、認証センターは、UAVのいくつかの機能を引き継いでもよい。このように、管理機関によるUAVの監理及び規制が強化され得る。
監理プロセス
航空制御システムは、ピア通信機構Bを介して、UAVにIMSIクエリコマンドを送信できる。UAVがそのIMSIによってIMSIクエリに応答した後、管理者は航空制御システムにおいて、先述のコマンド認証を開始して、UAVがIMSIを合法的に保有しているとして識別し得る。いったんUAVがIMSIを合法的に保有していることが立証されると、一致したCK及びIKを用いて、UAVと航空制御システムとの間で相互的な信号の通信がさらに行われ得る。例えば、UAVは、履歴情報またはタスク計画立案を報告できる。さらに、航空制御システムは、UAVに一定の行動を行うよう要求できる。このように、航空制御システムは、UAVのいくつかの行動を引き継ぐことができる。この認証処理を使用によって、航空制御システムは、偽物の危険なく正確な識別を保証できる。
別の事例では、航空制御システムが、UAVにIMSIクエリコマンドを送信し、応答を受信しない場合、誤り応答、または誤り認証を受信する場合、航空制御システムは、UAVが非準拠であると考えられ得る。他の例では、UAVシステムは、UAVに、航空交通制御から指示される必要なしに、自身のIMSIを定期的にブロードキャストすることを要求できる。航空制御システムは、ブロードキャストされたIMSIを受信すると、UAVで前述の認証処理を開始することを選択し得る。
ジオフェンシング概要
UAVの飛行システムは、1つ以上のジオフェンシング装置を含み得る。UAVは、ジオフェンシング装置を検出可能であってもよく、または逆もまた同様である。ジオフェンシング装置は、UAVに、飛行規制のセットに従って行動させ得る。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の位置に関連し得る地理的部品を含み得る。例えば、ジオフェンシング装置は、ある場所を提供でき、1つ以上のジオフェンシング境界をアサートできる。UAVのアクティビティは、ジオフェンシング境界内部に規制されてもよい。代替的にまたは加えて、UAVのアクティビティは、ジオフェンシング境界の外側に規制され得る。場合によっては、UAVに課せられる規則は、ジオフェンシング境界内部と、ジオフェンシング境界外部で異なり得る。
図18は、本発明の実施形態による、UAV及びジオフェンシング装置の一例を示す。ジオフェンシング装置1810は、ジオフェンシング境界1820をアサートできる。UAV1830は、ジオフェンシング装置に直面し得る。
UAV1830は、飛行規制のセットに従って動作できる。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置に基づいて生成されてもよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の境界を考慮に入れてもよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の範囲内のジオフェンシング境界に関連付けできる。
ジオフェンシング装置1810は、ある場所に提供され得る。ジオフェンシング装置は、1つ以上のジオフェンシング境界の判定を支援するために用いられてもよく、1つ以上の飛行規制のセットに用いられ得る任意の装置でよい。ジオフェンシング装置は、信号を送信してもよく、または送信しなくてもよい。信号は、UAVによって検出可能であってもよく、または検出可能でなくてもよい。UAVは、信号によって、または信号なしでジオフェンシング装置を検出可能である。ジオフェンシング装置は、UAVを検出可能であってもよく、または検出可能でなくてもよい。UAVは、信号を送信してもよく、または送信しなくてもよい。信号は、ジオフェンシング装置によって検出可能であってもよく、または検出可能でなくてもよい。1つ以上の中間装置は、UAVまたはジオフェンシング装置の少なくとも一方から信号を検出可能であり得る。例えば、中間装置は、UAVから信号を受信でき、UAVに関するデータをジオフェンシング装置に送信できる。中間装置は、ジオフェンシング装置から信号を受信でき、ジオフェンシング装置に関するデータをUAVに送信できる。本明細書の他の部分により詳細に記載された検出と通信との様々な組み合わせが行われてもよい。
ジオフェンシング装置は、1つ以上のジオフェンシング境界1820の基準として用いられ得る。ジオフェンシング境界は、二次元的な範囲を示してもよい。二次元的な範囲の上方または下方の全てのものが、ジオフェンシング境界内であり得る。二次元的な範囲の上方または下方の全てのものが、ジオフェンシング境界の範囲外であり得る。別の事例では、ジオフェンシング境界は、三次元ボリュームを示し得る。三次元ボリューム内の空間は、ジオフェンシング境界内であり得る。三次元ボリューム外の空間は、ジオフェンシング境界の境界外であり得る。
ジオフェンシング装置の境界は、開放されていてもよいし、閉鎖されていてもよい。閉鎖されたジオフェンシング装置の境界は、ジオフェンシング装置の境界内の範囲を全体的に囲い込みできる。閉鎖されたジオフェンシング装置の境界は、同じ地点で始まりかつ終わることができる。ある実施形態では、閉鎖されたジオフェンシング境界は、始まり、または終わりを有していない場合がある。閉鎖されたジオフェンシング境界の例は、円形、正方形、または任意の他の多角体でよい。開放されたジオフェンシング境界は、異なる始まりと終わりとを有してもよい。ジオフェンシング壁は、直線または曲線である境界を有してもよい。閉鎖されたジオフェンシング境界は、ある範囲を囲い込みできる。例えば、閉鎖された境界は、飛行制限されたゾーンを画定するために有用であり得る。開放されたジオフェンシング境界は、バリヤを形成できる。バリヤは、自然な物理的境界におけるジオフェンシング境界を形成するために有用であり得る。物理的境界の例は、管轄区域境界(例えば、国、地域、州、県、町、都市、町との間の境界、または土地境界線)、自然発生した境界(例えば、河川、小川、細流、崖、渓谷、峡谷)、人工の境界(例えば、壁、通り、橋、ダム、扉、通路)、または任意の他のタイプの境界を含んでよい。
ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング境界を基準とした位置を有してもよい。ジオフェンシング装置の位置を用いて、判断するジオフェンシング境界の位置を判断できる。ジオフェンシング装置の位置は、ジオフェンシング境界の基準として機能し得る。例えば、ジオフェンシング境界がジオフェンシング装置を取り囲む円形である場合、ジオフェンシング装置は、円の中心である可能性がある。このように、ジオフェンシング装置の位置に依存して、ジオフェンシング境界は、その中心にジオフェンシング装置を有し、所定の半径を有する、ジオフェンシング装置を取り囲む円形であると判断され得る。ジオフェンシング装置は、円形の中心である必要はない。例えば、ジオフェンシング装置の境界は、ジオフェンシング装置を基準としてオフセットされた円形となるように設けられてもよい。ジオフェンシング装置自体は、ジオフェンシング装置の境界内でよい。代替の実施形態では、ジオフェンシング装置の境界は、ジオフェンシング装置がジオフェンシング装置の境界の外にあり得る。しかし、ジオフェンシング装置の境界は、ジオフェンシング装置の位置に基づいて決定されてもよい。ジオフェンシング装置の境界の場所もまた、ジオフェンシング境界のタイプ(例えば、ジオフェンシング境界の形状、サイズ)に基づいても決定されてよい。例えば、ジオフェンシング境界のタイプが、中心がジオフェンシング装置の場所に有り、半径30メートルを有する半球形の境界として認識される場合、ジオフェンシング装置はグローバル座標X、Y、Zを有するとして認識され、その後ジオフェンシング境界の位置をグローバル座標に従って算出できる。
UAVは、ジオフェンシング装置に接近できる。ジオフェンシング装置の境界の認識は、UAVによって提供され得る。UAVは、ジオフェンシング装置の境界の第1の側にあるか、またはジオフェンシング装置の境界の第2の側にあるかに基づいて、異なる規則を有し得る飛行規制に従って飛行できる。
一例では、UAVは、ジオフェンシング装置の境界内で飛行を許可されない場合がある。このように、UAVがジオフェンシング装置に接近すると、ジオフェンシング境界が近接していること、またはUAVがジオフェンシング境界を横断したことが検出され得る。UAVによって検出がされてもよい。例えば、UAVは、UAVの位置及びジオフェンシング境界を認知できる。別の事例では、航空制御システムによって検出されてもよい。航空制御システムは、UAVの位置またはジオフェンシング装置の位置の少なくとも一方に関するデータを受信できる。UAVは、ジオフェンシング装置の場所を認知できるか、または認知できない場合がある。飛行規制は、UAVが境界内で飛行を許可されないようにできる。UAVによって飛行応答措置が取られてもよい。例えば、UAVのコースを変えて、UAVをジオフェンシング境界の範囲内に進入させないことができ、またはUAVが進入してしまった場合にUAVをジオフェンシング境界の範囲内から退出させることができる。任意の他のタイプの飛行応答措置が取られてもよく、UAVのユーザーまたは航空制御システムに警報を発することができる。飛行応答措置は、UAVにオンボードで開始されてもよく、または航空制御システムから開始されてもよい。
場合によっては、UAVは、ジオフェンシング装置に接近できる。UAVは(例えば、GPSユニット、任意の他のセンサ、または本明細書の他の部分に記載された任意の他の技術を用いて)UAV自体の位置を認知できる。UAVは、ジオフェンシング装置の場所を認知できる。UAVは、ジオフェンシング装置を直接検出できる。ジオフェンシング装置は、UAVを検出でき、かつUAVにジオフェンシング装置の位置を示す信号を送信できる。UAVは、航空制御システムから、ジオフェンシング装置の表示を受信できる。ジオフェンシング装置の位置に基づいて、UAVは、ジオフェンシング境界の位置を認知できる。UAVは、認識されたジオフェンシング装置の位置に基づいて、ジオフェンシング境界の位置の算出が可能であり得る。他の例では、ジオフェンシング装置の位置の算出は、UAVにオフボードで成されてもよく、またジオフェンシング境界の場所は、UAVに送信されてもよい。例えば、ジオフェンシング装置は、それ自体の位置及び境界のタイプ(例えば、装置の位置を基準とした境界の空間的配置)を認識できる。ジオフェンシング装置は、それ自体のジオフェンシング境界の位置を算出して、UAVに境界情報を送信できる。境界情報は、ジオフェンシング装置からUAVに直接、またはもう一つの中間物(例えば、航空制御システム)を介して送信されてもよい。別の事例では、航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置を認識できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置から、またはUAVから、ジオフェンシング装置の位置を受信できる。航空制御システムは、境界のタイプを認識できる。航空制御システムは、ジオフェンシング境界の位置を算出でき、UAVに境界情報を送信できる。境界情報は、航空制御システムからUAVに直接送信されてもよい。境界情報は、航空制御システムからUAVに直接、または1つ以上の中間物を介して送信されてもよい。ジオフェンシング境界の位置がUAVに認識されている場合、UAVは、ジオフェンシング装置の位置に対して自身の位置を比較できる。
この比較に基づいて、1つ以上の飛行応答措置が取られてもよい。UAVは、飛行応答措置を取る自己始動が可能であり得る。UAVは、UAVにオンボードで記憶された飛行規制のセットを有していてもよく、飛行規制に準拠した飛行応答措置を開始させることが可能であり得る。あるいは、飛行規制は、UAVにオフボードで記憶されてもよいが、UAVによって取られるべき飛行応答措置をUAVが判断するために、UAVによってアクセス可能であり得る。別の事例では、UAVは、飛行応答を自己始動しないが、外部ソースからの飛行応答指示を受信できる。場所の比較に基づいて、UAVは飛行応答措置を要するかを外部ソースに尋ねることができ、外部ソースは、必要であれば飛行応答措置の指示を提供できる。例えば、航空制御システムは、位置の比較を参照して、飛行応答措置を要するかを判断できる。かかる場合、航空制御システムは、UAVに指図を与えることができる。例えば、ジオフェンシング境界内への進入を回避するために、UAVの飛行経路をずらす必要がある場合、飛行経路を変更するコマンドを提供できる。
別の事例では、UAVは、ジオフェンシング装置に接近できる。UAVは、(例えば、GPSユニット、任意の他のセンサ、または本明細書の他の部分に記載された任意の他の技術を用いて)UAV自体の位置を認知できる。任意には、UAVはジオフェンシング装置の位置を認知しない。UAVは、外部装置に、UAVの位置に関する情報を提供できる。一例では、外部装置は、ジオフェンシング装置である。ジオフェンシング装置は、それ自体の位置を認知できる。ジオフェンシング装置は、UAVから提供された情報から、UAVの位置を認知できる。代替の実施形態では、ジオフェンシング装置は、UAVを検出し、検出されたデータに基づいて、UAVの位置を判断できる。ジオフェンシング装置は、さらなるソース(例えば航空制御システム)からUAVの位置に関する情報の受信が可能であり得る。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング境界の位置を認知し得る。ジオフェンシング装置は、認識されたジオフェンシング装置の位置に基づいて、ジオフェンシング境界の位置の算出が可能であり得る。さらに、境界の位置の算出は、境界のタイプ(例えば、装置の場所を基準とした境界の空間的配置)に基づいてもよい。ジオフェンシング境界の位置が認識されている場合、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置の位置に対してUAVの位置を比較できる。
別の事例では、外部装置は、航空制御システムである。航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置を認知できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置をジオフェンシング装置から直接、または1つ以上の中間装置を介して受信できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置を検出して、検出されたデータに基づいて、ジオフェンシング装置の位置を判断できる。場合によっては、1つ以上の記録装置からの情報を用いて、ジオフェンシング装置の位置を判断できる。航空制御システムは、さらなるソース(例えばUAV)からジオフェンシング装置の位置を受信することが可能であり得る。航空制御システムは、UAVから提供された情報から、UAVの位置を認知できる。代替の実施形態では、航空制御システム装置は、UAVを検出して、検出されたデータに基づいてUAVの位置を判断できる。場合によっては、1つ以上の記録装置からの情報を用いて、UAVの位置を判断できる。ジオフェンシング装置は、さらなるソース(例えばジオフェンシング装置)からUAVの位置に関する情報の受信が可能であり得る。航空制御システムは、ジオフェンシング境界の位置を認知できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置または別のソースから、ジオフェンシング装置の境界の位置を受信できる。航空制御システムは、認識されたジオフェンシング装置の位置に基づいて、ジオフェンシング境界の位置の算出が可能であり得る。境界の位置の算出は、(例えば、装置の場所を基準とした境界の空間的配置)に基づいてもよい。ジオフェンシング境界の位置が認識されている場合、航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置に対してUAVの位置を比較できる。
この比較に基づいて、1つ以上の飛行応答措置が取られ得る。ジオフェンシング装置、または航空制御システムは、UAVとの比較に関する情報を提供可能であり得る。UAVは、飛行応答措置を取る自己始動が可能であり得る。UAVは、UAVにオンボードで記憶された飛行規制のセットを有していてもよく、飛行規制に準拠した飛行応答措置を開始させることが可能であり得る。あるいは、飛行規制は、UAVにオフボードで記憶されてもよいが、UAVによって取られるべき飛行応答措置をUAVが判断するために、UAVによってアクセス可能であり得る。
別の事例では、UAVは、飛行応答を自己始動しないが、外部ソースからの飛行応答指示を受信できる。外部ソースは、ジオフェンシング装置または航空制御システムでよい。位置の比較に基づいて、外部ソースは、必要であれば飛行応答措置についての指示を提供できる。例えば、航空制御システムは、位置の比較を参照して、飛行応答措置を要するかを判断できる。かかる場合、航空制御システムは、UAVに指図を与え得る。例えば、ジオフェンシング境界内への侵入を回避するために、UAVの飛行経路をずらす必要がある場合、飛行経路を変更するコマンドを提供できる。
飛行規制について先に提供されたあらゆる記載を、本明細書において適用できる。ジオフェンシング装置は、飛行規制に関わる可能性がある場所の境界を確立できる。本明細書の他の部分に記載された、様々なタイプの飛行規制を課すことができる。ジオフェンシング装置を用いて、異なるタイプの飛行規制についての境界を確立してもよく、以下の少なくとも1つを含み得る。UAVの飛行に影響を及ぼし得る規制(例えば、飛行経路、離陸、着陸)、UAVの搭載物の動作、UAVの搭載物の位置付け、UAVの支持機構の動作、UAVの1つ以上のセンサの動作または配置、UAVの1つ以上の通信ユニットの動作、UAVのナビゲーションの動作、UAVの電力分配、またはUAVの任意の他の動作。
図19は、本発明の実施形態による、ジオフェンシング装置、ジオフェンシング境界、及びUAVの側面図を示す。ジオフェンシング装置1910は、あらゆる場所に設け得る。例えば、ジオフェンシング装置は、物体1905上に、または表面1925上に設けられ得る。ジオフェンシング装置は、1つ以上のジオフェンシング境界1920の基準として用いられ得る。UAV1930は、ジオフェンシング装置またはジオフェンシング境界の少なくとも一方に接近することがある。
ジオフェンシング装置1910は、ある場所に確立できる。場合によっては、ジオフェンシング装置は、永久的または半永久的な方法で設けられ得る。ジオフェンシング装置は、実質的に移動不可能であり得る。ジオフェンシング装置は、ツールの支援なしに手動で移動できない可能性がある。ジオフェンシング装置は、同じ場所に留まっていてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、物体1905に固着されるか、または取り付けられ得る。ジオフェンシング装置は、物体に内蔵されてもよい。
あるいは、ジオフェンシング装置は、容易に移動、または持ち運びの少なくとも一方が可能であり得る。ジオフェンシング装置は、ツールを必要とせず手動で移動させ得る。ジオフェンシング装置は、一つの場所から別の場所へと移動させ得る。ジオフェンシング装置は、物体に着脱可能に取り付けられるか、または支持されてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、ハンドヘルドデバイスでよい。ジオフェンシング装置は、人間によって取り上げられ、支持され得る。ジオフェンシング装置は、人間によって、一方の手で取り上げられて支持され得る。ジオフェンシング装置は、容易に輸送可能であり得る。ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、約500kg以下、400kg以下、300kg以下、200kg以下、150kg以下、100kg以下、75kg以下、50kg以下、40kg以下、30kg以下、25kg以下、20kg以下、15kg以下、12kg以下、10kg以下、9kg以下、8kg以下、7kg以下、6kg以下、5kg以下、4kg以下、3kg以下、2kg以下、1.5kg以下、1kg以下、750g以下、500g以下、300g以下、200g以下、100g以下、75g以下、50g以下、30g以下、20g以下、15g以下、10g以下、5g以下、3g以下、2g以下、1g以下、500mg以下、100mg以下、50mg以下、10mg以下、5mg以下、または1mg以下の重量でよい。ジオフェンシング装置は、約5m3以下、3m3以下、2m3以下、1m3以下、0.5m3以下、0.1m3以下、0.05m3以下、0.01m3以下、0.005m3以下、0.001m3以下、500cm3以下、300cm3以下、100cm3以下、75cm3以下、50cm3以下、30cm3以下、20cm3以下、10cm3以下、5cm3以下、3cm3以下、1cm3以下、0.1cm以下3、または0.01cm3以下の体積を有してもよい。ジオフェンシング装置は、個人に着用されてもよい。ジオフェンシング装置は、ポケット、バッグ、ポーチ、財布、リュックサック、または任意の他の個人の物品の内で支持されてもよい。
ジオフェンシング装置は、個人の支援によって一つの場所から別の場所へと移動させ得る。例えば、ユーザーは、ジオフェンシング装置を取り上げて別の場所へ移動させ、降ろし得る。任意には、ユーザーは、ジオフェンシング装置を既存の物体から外し、その後ジオフェンシング装置を取り上げて別の場所へ移動させ、新しい場所に取り付ける必要があり得る。あるいは、ジオフェンシング装置は、自己推進型でよい。ジオフェンシング装置は、可動型でよい。例えば、ジオフェンシング装置は、別のUAVであってもよく、または別の機体(例えば、地上輸送機、水上輸送機、航空輸送機、宇宙空間における輸送機)でよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、UAVまたは他の機体に取り付けられるか、または支持されてもよい。ジオフェンシング装置の場所は、移動したときの更新、または追跡の少なくとも一方が可能である。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、使用中は実質的に静止し得る。ジオフェンシング装置は、物体1905上に、または表面1925上に設けられ得る。物体は、自然発生した物体または人工の物体でよい。自然発生した物体の例は、木、藪、石、丘、山、または任意の他の自然発生した物体を含み得る。人工の物体の例は、構造物(例えば、ビル、橋、電柱、フェンス、壁、防波堤、ブイ)または任意の他の人工の物体を含み得る。一例では、ジオフェンシング装置は、構造物の上に(例えばビルの屋根)に設けられてもよい。この表面は、自然発生した表面であってもよく、または人工の表面でよい。表面の例は、地面(例えば、土地、土、砂利、アスファルト、街路、フローリング)、または水中の面(例えば、湖、海、河川、小川)を含み得る。
任意には、ジオフェンシング装置は、UAVドッキングステーションでよい。ジオフェンシング装置は、UAVドッキングステーションに固着され得る。ジオフェンシング装置は、UAVドッキングステーション上に置かれてもよく、またはUAVドッキングステーションによって支持され得る。ジオフェンシング装置は、UAVドッキングステーションの一部であってもよく、またはUAVドッキングステーションに一体形成されてもよい。UAVドッキングステーションは、1つ以上のUAVがドッキングステーション上に着陸するか、またはドッキングステーションによって支持されることを許可できる。UAVドッキングステーションは、UAVの重量を支えるように用いられ得る1つ以上の着陸ゾーンを含んでよい。UAVドッキングステーションは、UAVに電力供給できる。場合によっては、UAVドッキングステーションを用いて、UAVにオンボードの1つ以上の電源ユニット(例えば、バッテリ)を充電できる。UAVドッキングステーションを用いて、UAVから電源ユニットを外して、新しい電源ユニットと取り換え得る。新しい電源ユニットは、より高いエネルギー容量または充電状態を有してもよい。UAVドッキングステーションは、UAVの修理を行うか、またはUAVに予備部品を供給可能であり得る。UAVドッキングステーションは、UAVによって支持されたアイテムを受容するか、またはUAVによって支持されるために取り上げられ得るアイテムを格納できる。
ジオフェンシング装置は、任意のタイプの装置でよい。本装置は、コンピュータ(例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバ)、モバイル装置(例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット、携帯情報端末)、または任意の他のタイプの装置でよい。本装置は、ネットワークを経由して通信可能なネットワーク装置でよい。本装置は、本明細書の他の部分に記載される1つ以上の記憶装置ユニットを含む。1つ以上の記憶装置ユニットは、1つ以上のステップを行うためのコード、論理または命令を記憶できる非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。本装置は、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、本明細書に記載される、非一時的コンピュータ可読媒体のコード、論理、または命令に従って1つ以上のステップを個々にまたは一括して実行し得る。
装置が飛行規制のセットに関連付けられた境界のセットに対して基準点を提供する場合、本装置はジオフェンシング装置となり得る。場合によっては、装置の位置を、飛行規制のセットに関連付けられた境界のセットに対する基準点として提供し得る装置上で、ソフトウェアまたはアプリケーションが動作している場合、本装置は、ジオフェンシング装置であり得る。例えば、ユーザーは、さらなる機能を行う装置(例えばスマートフォン)を有し得る。アプリケーションが、航空制御システム、認証システムの別の部品、または任意の他のシステムと通信し得るスマートフォンにダウンロードされ得る。アプリケーションは、航空制御システムにスマートフォンの位置を提供し、スマートフォンがジオフェンシング装置であることを示し得る。このように、スマートフォンの位置は、把握されてもよく、制限に関連付けられた境界を判断に用いられ得る。本装置は、既に位置入力装置を有していてもよく、または装置の位置の判断をするために位置入力装置システムを用い得る。例えば、スマートフォンまたはタブレットの少なくとも一方、あるいは他のモバイル装置の位置が判断され得る。モバイル装置の位置を利用して、ジオフェンシング装置としての基準点を提供できる。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、屋外環境に設けられるように設計され得る。ジオフェンシング装置は、様々な気候に耐えるように設計され得る。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置の1つ以上の部品を部分的にまたは完全に囲い込みできる筐体を有してもよい。筐体は、風、埃、または降水(例えば、雨、雪、ひょう、氷)から1つ以上の部品を保護できる。ジオフェンシング装置の筐体は、気密でも気密でなくてもよく、防水性でも防水性でなくてもよい。ジオフェンシング装置の筐体は、ジオフェンシング装置の1つ以上のプロセッサを囲い込みできる。ジオフェンシング装置の筐体は、ジオフェンシング装置の1つ以上の記憶装置ユニットを囲い込みできる。ジオフェンシング装置の筐体は、ジオフェンシング装置の位置入力装置を囲い込みできる。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、ユーザー入力を受信するリモートコントローラでよい。リモートコントローラは、UAVの動作を制御できる。これは、ジオフェンシング境界を用いて、ジオフェンシング境界内でのUAVの動作を許可するが、ジオフェンシング境界外でのUAVの動作を制限するときに有用であり得る。例えば、UAVは、ジオフェンシング境界内の飛行のみを許可される場合がある。UAVが境界に接近するか、または境界から退出した場合、UAVの飛行経路を変更して、UAVをジオフェンシング境界内に維持できる。UAVがジオフェンシング境界内の飛行のみを許可された場合、これによって、UAVはリモートコントローラの規定された近傍範囲内に維持され得る。これは、ユーザーがUAVをより容易に監視する助けとなり得る。また、これは、UAVが所望の範囲外を飛行して道に迷うことを防止し得る。ジオフェンシング装置がリモートコントローラである場合、ユーザーが歩き回ることが可能であってもよく、ジオフェンシング装置の境界は、リモートコントローラと共に移動してもよい。このように、ユーザーは、UAVがユーザーに相関して所望の境界内に留まっている間、ある領域を自由に横断する、ある程度の自由を有してもよい。
ジオフェンシング境界は、1つ以上の横方向境界を含んでよい。例えば、ジオフェンシング境界は、ジオフェンシング境界内の空間及びジオフェンシング境界外の空間の横方向寸法を画定し得る二次元的な範囲でよい。ジオフェンシング境界は、高度境界を含んでもよく、または含まなくてもよい。ジオフェンシング境界は、三次元ボリュームを画定できる。
図19は、ジオフェンシング境界1920が横方向アスペクト及び高度アスペクトを含み得る場合の図示を提供する。例えば1つ以上の横方向境界が設けられ得る。高度の上限または下限の少なくとも一方が設けられ得る。例えば、高度上限は、境界の最上部を画定し得る。高度下限は、境界の最低部を画定し得る。境界は、ほぼ平らであってよく、または湾曲しているか、傾斜していてもよく、または任意の他の形状を有してもよい。ある境界は、円筒形、角柱形、円錐形、球形、半球形、すり鉢形、ドーナツ形、四面体形状、または任意の他の形状を有してもよい。一つの例示説明では、UAVは、ジオフェンシング境界内の飛行を許可されない場合がある。UAVは、ジオフェンシング境界外を自由に飛行し得る。このように、UAVは、図19に示された高度上限を上回って飛行できる。
ある実施形態では、ジオフェンシングシステムが設けられ得る。ジオフェンシングシステムは、航空制御システムのサブシステムでよい。場合によっては、航空制御システムは、本明細書に記載される1つ以上の例を行い得るジオフェンシングモジュールを含んでよい。本明細書におけるジオフェンシングシステムのいかなる記載も、航空制御システムの一部であり得るジオフェンシングモジュールに適用され得る。ジオフェンシングモジュールは、認証システムの一部でよい。あるいは、ジオフェンシングシステムは、認証システムまたは航空制御システムとは別個、または独立の少なくとも一方を行い得る。
ジオフェンシングシステムは、ジオフェンシング装置の確立のための申請を受容できる。例えば、ジオフェンシング装置がUAVシステムの一部である場合、これらは識別または追跡の少なくとも一方が行われ得る。ジオフェンシング装置は、固有の識別情報を有してもよい。例えば、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置を他のジオフェンシング装置から一意的に識別または差別化の少なくとも一方を行い得る固有のジオフェンシング識別子を有してもよい。ジオフェンシング装置に関する識別情報が集められてもよい。かかる情報は、ジオフェンシング装置のタイプに関する情報を含んでよい。ジオフェンシング装置識別子を用いて、ジオフェンシング装置のタイプを確かめ得る。ジオフェンシング装置のタイプに関するさらなる記載が、本明細書の他の部分に提供され得る。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置識別子は、ID登録データベースから提供され得る。また、ID登録データベースは、ユーザー識別子またはUAV識別子の少なくとも一方も提供できる(例えば、図2に図示されたID登録データベース210)。あるいは、ジオフェンシング装置は、UAVまたはユーザーの少なくとも一方とは別個のID登録データベースを用い得る。このように、ジオフェンシング装置が識別され得る。ジオフェンシング装置が、ジオフェンシングシステムを通して、確立のための申請を受けている場合、ジオフェンシング装置が識別され得る。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、認証中でよい。ジオフェンシング装置の認証は、ジオフェンシング装置識別子によって示されたジオフェンシング装置であることを確認し得る。任意の認証技術を用いて、ジオフェンシング装置を認証できる。UAVまたはユーザーの少なくとも一方を認証するために用いられた任意の手法は、ジオフェンシング装置の認証に用いられ得る。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置キーを有し得る。ジオフェンシング装置キーは、認証処理中に用いられ得る。場合によっては、AKAプロセスは、ジオフェンシング装置の認証を支援するために用いられ得る。さらに、ジオフェンシング装置を認証するために可能なプロセスが、本明細書の他の部分により詳細に記載される。ジオフェンシングシステムは、ジオフェンシング装置が複製されることを防止できる。ジオフェンシングシステムは、複製されたジオフェンシング装置が、監視システム(例えば、航空制御システム)及びUAVによる認証を防止できる。認証されたジオフェンシング装置は、航空制御システムによって用いられてもよく、UAVと通信できる。
ジオフェンシングシステムは、ジオフェンシング装置システムの登録プロセスを経た、ジオフェンシング装置の識別情報を追跡できる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置システムによって登録が成功する前に認証され得る。場合によっては、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置サブシステムによって一回で登録される。あるいは、登録は複数回行われてもよい。ジオフェンシング装置は、電源をオンする度に識別、または認証の少なくとも一方を行われてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、使用中は電源がオンのままでよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、電源を落とされてもよい。ジオフェンシング装置は、電源を落とされた後に再度電源がオンされる場合、システム内で確立されるための識別または認証処理の少なくとも一方が行われ得る。場合によっては、現在オンであるジオフェンシング装置のみが、システムによって追跡される。いったん確立されたが、現在は電源がオンではないジオフェンシング装置に関連するデータが、システムによって記憶され得る。装置は、電源を落とされると、追跡される必要がある。
ジオフェンシングシステムは、ジオフェンシング装置の有効な空間範囲、存続期間、または制限階層の少なくとも1つを検査して判断できる。例えば、ジオフェンシング装置の位置を追跡できる。場合によっては、ジオフェンシング装置は、その位置を自己報告できる。また、場合によっては、ジオフェンシング装置は、位置追跡装置(例えばGPSユニット、または1つ以上のセンサ)を有し得る。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシングシステムに、ジオフェンシング装置の位置に関する情報を送信できる。この位置は、ジオフェンシング装置の座標(例えばグローバル座標またはローカル座標)を含み得る。
ジオフェンシングシステムは、各ジオフェンシング装置についてのジオフェンシング境界を常時監視できる。ジオフェンシング装置は、同じタイプの境界を有していてもよく、または異なるタイプの境界を有してもよい。例えば、この境界は、装置ごとに異なり得る。ジオフェンシングシステムは、境界のタイプ及びジオフェンシング装置の場所を常時監視できる。このように、ジオフェンシングシステムは、ジオフェンシング装置の場所の境界の判断が可能であり得る。ジオフェンシング装置の有効空間範囲は、システムによって認識され得る。
ジオフェンシング装置の境界の存続期間は、認識され得る。ある実施形態では、ジオフェンシング境界は、長時間不変のままでよい。これらは、ジオフェンシング装置の電源がオンされている限り、オンのままでよい。他の例では、ジオフェンシング境界は、時間と共に変化してもよい。ジオフェンシング装置の電源がオンされている場合であっても、ジオフェンシング境界は、同じ範囲を有してもよいが、有効であっても有効でなくてもよい。例えば、毎日午後2時から午後5時まで、ジオフェンシング境界が設けられてもよく、一方で残りの時間の間は、ジオフェンシング境界が有効ではない。ジオフェンシング境界の形状またはサイズの少なくとも一方は、時間と共に変化してもよい。ジオフェンシング境界の変化は、時刻、曜日、日、週、月、四半期、季節、年、または任意の他の時間に関連する要因に基づいてもよい。変化は、規則的または周期的でもよい。あるいは、変化は不規則でもよい。場合によっては、ジオフェンシング境界の変化に従い得るスケジュールが提供されてもよい。さらに、変化するジオフェンシング境界の例及び説明が、本明細書の他の部分により詳細に提供される。
ジオフェンシング装置の階層は、ジオフェンシングサブシステムによって認識されてもよい。様々な飛行規制の階層についての先の記載は、ジオフェンシング装置の階層に適用され得る。例えば、複数のジオフェンシング装置が重複する空間範囲を有する場合、重複する範囲は、階層に従って扱われ得る。例えば、より高い階層を有するジオフェンシング装置に関連する飛行規制は、重複する範囲に適用できる。あるいは、より制限的な飛行規制が、重複する範囲で用いられ得る。
ジオフェンシングシステムは、どのようにしてジオフェンシング装置が公表され得るかを決定できる。場合によっては、ジオフェンシング装置は、信号を発し得る。信号を用いて、ジオフェンシング装置を検出できる。UAVは、ジオフェンシング装置からの信号を検出して、ジオフェンシング装置を検出することが可能であり得る。あるいは、UAVは、ジオフェンシング装置を直接検出できない場合があるが、ジオフェンシングシステムは、ジオフェンシング装置を検出し得る。記録装置(例えば本明細書の他の部分に記載された記録装置)は、ジオフェンシング装置の検出が可能であり得る。航空制御システムは、ジオフェンシング装置の検出が可能であり得る。ジオフェンシング装置は、任意の方法で公表され得る。例えば、ジオフェンシング装置は、電磁信号、または音響光学信号を用いて公表され得る。ジオフェンシング装置からの信号は、視覚センサ、赤外線センサ、紫外線センサ、音センサ、磁力計、無線受信機、WiFi受信機、あるいは任意の他のタイプのセンサまたは受信機の支援によって検出され得る。ジオフェンシングシステムは、ジオフェンシング装置に、どのタイプの信号を用いているかを追跡できる。ジオフェンシングシステムは、1つ以上の他の装置またはシステム(例えば、UAV)に、どのタイプの信号がジオフェンシング装置によって提供されるかを通知でき、それによって、正しいセンサを用いて、ジオフェンシング装置を検出できる。また、ジオフェンシング情報は、信号を送信する際に用いられる周波数範囲、帯域幅、またはプロトコルの少なくとも1つ等の情報を追跡できる。
ジオフェンシングシステムは、ジオフェンシング装置からの情報に基づいて、UAV飛行のためのリソースプールを管理できる。ジオフェンシング装置は、UAVの動作に1つ以上の規制を課し得る。例えば、UAVの飛行は、ジオフェンシング装置に基づいて制限され得る。リソースの一例は、使用可能空域でよい。使用可能空域は、ジオフェンシング装置の位置または境界の少なくとも一方に基づいて、制限されてもよい。使用可能空域情報は、航空制御システムによって、UAVにリソースを割り当てる際に用いられ得る。使用可能空域は、リアルタイムで更新されてもよい。例えば、ジオフェンシング装置は、オンまたはオフにされてもよく、付加されるか取り外されてもよく、移動させてもよく、またはジオフェンシング装置の境界が時間と共に変化してもよい。このように、使用可能空域は、時間と共に変化してもよい。使用可能空域は、リアルタイムで更新されてもよい。使用可能空域は、継続的にまたは周期的ベースで更新されてもよい。使用可能空域は、規則的または不規則な時間間隔で、またはスケジュールに従って更新されてもよい。使用可能空域は、事象(例えばリソースに対する要求)に応答して更新されてもよい。場合によっては、使用可能空域は、長時間にわたって予測されてもよい。例えば、ジオフェンシング装置のスケジュールが前もって知られている場合、空域内での複数の変更が予測可能であり得る。このように、ユーザーが、今後のために(空域等の)リソースを要求するとき、予測される使用可能空域を査定できる。ある実施形態では、異なるレベルが設けられ得る。例えば、異なる操作レベルのユーザーが規定されてもよい。ユーザーの操作レベルに基づいて、ユーザーは異なるリソースを使用可能であり得る。例えば、複数のジオフェンシング制限を一定のユーザーのみに適用し、一方で他のユーザーには適用しなくてもよい。ユーザータイプは、使用可能なリソースに影響を及ぼし得る。レベルの別の例は、UAVタイプを含み得る。UAVタイプは、使用可能リソースに影響を及ぼし得る。例えば、複数のジオフェンシング制限を一定のモデルのみに適用し、一方で他のモデルのUAVには適用しなくてもよい。
ユーザーがUAVの操作を希望する場合、1つ以上のリソースに対して要求が成され得る。場合によっては、リソースは、一定期間、いくらかの空間を含み得る。リソースは、(例えば本明細書の他の部分に記載された装置等の)装置を含み得る。使用可能リソースに基づいて、飛行計画を受容するか、または拒絶し得る。場合によっては、使用可能リソースに適合させるために、飛行計画に変更が成されてもよい。ジオフェンシング装置情報は、リソースの利用可能性を判断する際に用いられ得る。ジオフェンシング装置情報は、提案される飛行計画を受容するか、拒絶するか、または変更するかを判断する際に有用であり得る。
ユーザーは、ジオフェンシングシステムと通信できる。ユーザーは、リソースの割り当てについてジオフェンシングシステムに問い合わせができる。例えば、ユーザーは、使用可能空域または他のリソースのステータスの割り当てを求め得る。ユーザーはユーザーのレベル(例えば、操作レベル、ユーザータイプ)に対応する使用可能空域のステータスの割り当てについて尋ね得る。ユーザーは、UAVタイプまたは他の特性に対応する使用可能空域のステータスの割り当てを求め得る。場合によっては、ユーザーは、リソースの割り当てについて、ジオフェンシングシステムから返された情報を受信できる。場合によっては、情報は、グラフィカルな形式で提示されてもよい。例えば、使用可能空域を示すマップが提供されてもよい。マップは、ユーザーが問い合わせを行ったときに、現時点での使用可能空域を示すことができ、またはユーザーが尋ねている未来のある時点での使用可能空域を投影できる。マップは、ジオフェンシング装置の場所または境界の少なくとも一方を示し得る。ジオフェンシング装置または使用可能リソースの少なくとも一方を示し得るユーザーインターフェイスのさらなる記載が、本明細書の他の部分により詳細に提供され得る(例えば、図35)。
ある実施形態では、非準拠対策システムが設けられ得る。非準拠対策システムは、航空制御システムのサブシステムでよい。航空制御システムは、本明細書に記載される行動の1つ以上を行い得る非準拠対策モジュールを含んでよい。本明細書における非準拠対策システムのあらゆる記載は、航空制御システムの一部であり得る、非準拠対策モジュールに適用してもよい。非準拠対策モジュールは、認証システムの一部でよい。あるいは、非準拠対策システムは、認証システムまたは航空制御システムとは別個、または独立の少なくとも一方を行い得る。
非準拠対策システムは、UAVのアクティビティを追跡できる。例えば、UAVの場所を追跡できる。UAVの場所は、UAVの向きを含み得る。また、UAVの場所の追跡は、追跡UAVの動作(例えば、並進速度、並進加速度、角速度、角加速度)を含んでよい。UAVの他の動作(例えば、搭載物の動作、搭載物の位置付け、支持機構の動作、1つ以上のUAVセンサの動作、通信ユニットの動作、ナビゲーションユニットの動作、電力散逸、または任意の他のUAVのアクティビティ)を追跡できる。非準拠対策システムは、UAVが異常な動作をしているときを検出できる。非準拠対策システムは、UAVが飛行規制のセットに準拠していない挙動に関わっているときを検出できる。ユーザー識別情報またはUAV識別情報の少なくとも一方が、UAVが飛行規制のセットに準拠しているかまたは準拠していないかを判断する際に考慮されてもよい。ジオフェンシングデータが、UAVが飛行規制のセットに準拠しているかまたは準拠していないかを判断する際に考慮されてもよい。例えば、非準拠対策システムは、未許諾のUAVが制限された空域内に出現したときを検出できる。制限された空域は、ジオフェンシング装置の境界内に設けられてもよい。ユーザーまたはUAVの少なくとも一方は、制限された空域への進入を許諾されない場合がある。しかし、制限された空域に接近しているか、または進入しているUAVの存在が検出され得る。UAVアクティビティは、リアルタイムで追跡されてもよい。UAVアクティビティは、周期的に追跡されても、スケジュールに従って追跡されても、または検出された事象または状況に応答して追跡されてもよい。
非準拠対策システムは、UAVが、UAVの飛行規制のセットに準拠しないアクティビティに関わろうとしているときに、警告を発信できる。例えば、未許諾のUAVが制限された空域に進入しようとしている場合、警告を与えることができる。警告は、任意の方法で与えることができる。場合によっては、警告は、電磁的または音響光学的な警告でよい。UAVのユーザーに警報が提供されてもよい。警報は、ユーザー端末(例えばリモートコントローラを介して)提供されてもよい。警告は、航空制御システムまたはUAVの少なくとも一方に提供されてもよい。ユーザーは、UAVを飛行規制に準拠させてUAVの挙動を変える機会を与えられてもよい。例えば、UAVが制限された空域に接近している場合、ユーザーは、制限された空域を回避して、UAVの経路を変更する時間を有してもよい。あるいは、ユーザーは、UAVの挙動を変える機会を与えられなくてもよい。
非準拠対策システムは、UAVによって飛行応答措置を達成させ得る。飛行応答措置を発効させて、UAVを飛行規制のセットに準拠させ得る。例えば、UAVが制限された範囲に進入した場合、UAVの飛行経路を変更して、UAVを制限された範囲から速やかに退出させるか、またはUAVを着陸させ得る。飛行応答措置は、1人以上のユーザー入力を無効にできる強制的な手段でよい。飛行応答措置は、機械的、電磁的、または音響光学的な手段、またはUAVの制御のテイクオーバーでよい。警告が無効力である場合、この手段によってUAVを追い払ったり、捕獲させたり、またさらには破壊させたりする場合がある。例えば、この手段は、UAVの飛行経路を自動的に変更させ得る。この手段は、UAVを自動的に着陸させ得る。この手段は、UAVを電源オフまたは自己破壊させ得る。任意の他の飛行応答措置(例えば本明細書の他の部分に記載されたもの)が使用され得る。
非準拠対策システムは、UAVアクティビティに関する情報を記録して追跡できる。UAVに関する様々なタイプの情報が、記録、または記憶の少なくとも一方が成され得る。ある実施形態では、この情報は、記憶装置に記憶され得る。UAVアクティビティに関連する全ての情報が記憶され得る。あるいは、UAVアクティビティに関連する情報のサブセットが記憶され得る。場合によっては、記録された情報を用いて、事後の検討を容易にできる。記録された情報は、法的な目的のために用いられ得る。場合によっては、記録された情報は、懲戒処分のために用いられ得る。例えば、ある事象が生じることがある。この事象に関連する記録された情報が検討されてもよい。情報を用いて、どのようにして、または何故事象が発生したかの詳細を判断できる。この事象が事故である場合、情報を用いて、事故の原因を判定できる。情報を用いて、事故の過失を割り当てられる。例えば、当事者が事故に関して責任がある場合、情報を用いて、当事者に責任があることを判断できる。当事者に責任がある場合は、懲戒処分が行われ得る。場合によっては、複数の当事者が、様々な度合の過失を共に負うことがある。懲戒処分は、記録された情報に依存して割り当てられ得る。別の事例では、この事象は、飛行規制のセットに準拠していないUAVによる行動であり得る。例えば、UAVは、写真撮影が許可されていない範囲を通って飛行し得る。しかし、UAVは、カメラを用いて画像を撮影した場合もある。UAVは、警告が発行された後に、どういうわけか画像の撮影を継続していた場合がある。情報を分析して、どのぐらいの間UAVが画像を撮影していたか、または撮影された画像のタイプを判断できる。この事象は、UAVによって呈された正常でない挙動であり得る。UAVが正常でない挙動を呈した場合、情報を分析して、正常でない挙動の原因を判断できる。例えば、UAVが、ユーザーリモートコントローラから発行されたコマンドに一致しなかった行動をした場合、情報を分析して、どのようにして、または何故UAVがその行動をしたかを判断できる。
ある実施形態では、記録された情報は、変更できない場合がある。任意には、個人ユーザーは、記録された情報を変更できない場合がある。場合によっては、記憶装置または非準拠対策システムの少なくとも一方のオペレータあるいは管理者のみが、記録された情報にアクセス可能であり得る。
通信タイプ
UAV及びジオフェンシング装置は、UAVシステム内で通信できる。ジオフェンシング装置は、1つ以上のジオフェンシング境界を提供できる。1つ以上のジオフェンシング境界は、(1)UAVの使用可能空域、あるいは、(2)空域内で行うことができるか、または行うことができないアクティビティ、の少なくとも一方に影響を及ぼし得る。
図39は、本発明の実施形態による、UAVとジオフェンシング装置の間の異なるタイプの通信を示す。ジオフェンシング装置は、オンラインであってもよく(3910)、またはオフラインであり得る(3920)。ジオフェンシング装置は、UAVからの信号の受信のみができるか(3930)、UAVに信号の送信のみができるか(3940)、またはUAVからの信号の送受信の双方を行ってもよい(3950)。
ジオフェンシング装置が認証センターに接続され(例えば、通信して)いるとき、ジオフェンシング装置はオンラインであり得る(3910)。ジオフェンシング装置が認証システムの任意の部分に接続され(例えば、通信して)いるとき、ジオフェンシング装置はオンラインであり得る。ジオフェンシング装置が航空制御システムまたはそのモジュール(例えば、ジオフェンシングモジュール、非準拠対策モジュール)に接続され(通信して)いるとき、ジオフェンシングシステムはオンラインであり得る。ジオフェンシング装置がネットワークに接続されているとき、ジオフェンシング装置はオンラインであり得る。ジオフェンシング装置が別の装置に直接接続されているとき、ジオフェンシング装置はオンラインであり得る。ジオフェンシング装置が別の装置またはシステムと通信可能である場合、ジオフェンシング装置はオンラインであり得る。
ジオフェンシング装置が認証センターに接続され(例えば、通信して)いないとき、ジオフェンシング装置はオフラインであり得る(3920)。ジオフェンシング装置が認証システムの任意の部分に接続されて(例えば、通信して)いないとき、ジオフェンシング装置はオフラインであり得る。ジオフェンシング装置が航空制御システムまたはそのモジュール(例えば、ジオフェンシングモジュール、非準拠対策モジュール)に接続されて(通信して)いないとき、ジオフェンシングシステムはオフラインであり得る。ジオフェンシング装置がネットワークに接続されていないとき、ジオフェンシング装置はオフラインであり得る。ジオフェンシング装置が別の装置に直接接続されていないとき、ジオフェンシング装置はオフラインであり得る。ジオフェンシング装置が別の装置またはシステムと通信できない場合、ジオフェンシング装置はオフラインであり得る。
ジオフェンシング装置は、UAVと通信できる。ジオフェンシング装置とUAVの間の通信は、様々な方法で行われ得る。例えば、通信は、チャネル、信号システム、多重アクセスモード、信号フォーマット、または信号伝達フォーマットを介して行われ得る。ジオフェンシング装置とUAVの間の通信は、直接であってもよく、または間接であってもよい。場合によっては、直接通信のみが使用されてもよく、間接通信のみが使用されてもよく、または直接及び間接通信の両方が使用されてもよい。本明細書の他の部分には、直接及び間接通信に関連するさらなる例及び詳細が記載されている。
ジオフェンシング装置がUAVから信号を受信するのみである場合(3930)、間接通信を用い得る。ジオフェンシング装置がオンラインであるとき、間接通信はUAVへの信号を含み得る。例えば、ネットワークを使用して、ジオフェンシング装置からUAVに信号を伝達してもよい。ジオフェンシング装置がオフラインであるとき、間接通信は、UAVの存在記録を含み得る。ジオフェンシング装置は、UAVの存在を検出するか、またはUAVの存在の間接通信を受信が可能であり得る。
ジオフェンシング装置がUAVに信号を送るのみである場合(3940)、直接通信が用いられ得る。直接通信は、ジオフェンシング装置がオンラインであるかまたはオフラインであるかに関わらず用いられ得る。ジオフェンシング装置が認証システムまたはその部品と通信していないとしても、ジオフェンシング装置は、UAVと直接通信可能であり得る。ジオフェンシング装置は、UAVに直接通信して送信できる。ジオフェンシング装置は、無線信号を介して直接通信を提供できる。直接通信は、電磁信号、光音響信号または任意の他のタイプの信号でよい。
ジオフェンシング装置が、UAVによって信号を送受信の双方を行う(例えば、双方向通信に関わっている)場合、直接通信または間接通信を用い得る(3950)。場合によっては、直接通信及び間接通信を同時に用いてもよい。ジオフェンシング装置とUAVは、直接通信の使用及び間接通信の使用の間で切り替えを行ってもよい。ジオフェンシング装置がオンラインであるかオフラインであるかに関わらず、直接通信または間接通信を用いてもよい。ある実施形態では、直接通信は、ジオフェンシング装置からUAVへの双方向通信の一部に使用されてもよく、一方で間接通信は、UAVからジオフェンシング装置への双方向通信の一部に使用されてもよい。UAVからジオフェンシング装置への双方向通信の一部について、間接通信は、ジオフェンシング装置がオンラインであるときにはUAVへの信号を含むことができ、ジオフェンシング装置がオフラインであるときにはUAVの記録された存在を含み得る。あるいは、直接通信及び間接通信は、方向に関係なく置き換え可能に用いられ得る。
任意には、通信規則は、ジオフェンシング装置にオンボードのメモリに記憶されてもよい。任意には、1つ以上の飛行規制のセットに関連する1つ以上の規則が、ジオフェンシング装置にオンボードで記憶されてもよい。ジオフェンシング装置は、ネットワーク(例えばインターネット、任意の他のWAN、LAN、電気通信ネットワーク、またはデータネットワーク)に接続できてもよく、または接続できなくてもよい。ジオフェンシング装置をネットワークに接続できる場合、ジオフェンシング装置は、メモリ内に規則を記憶している必要がない。例えば、通信規則は、ジオフェンシング装置にオンボードで記憶される必要はない。あるいは、1つ以上の飛行規制のセットに関連する1つ以上の規則は、ジオフェンシング装置にオンボードで記憶される必要はない。ジオフェンシング装置は、ネットワークを通して、別個の装置またはメモリに記憶された規則にアクセスできる。
ジオフェンシング装置メモリは、ジオフェンス識別または認証情報の少なくとも一方を記憶できる。例えば、ジオフェンシング装置メモリは、ジオフェンシング装置識別子を記憶できる。メモリは、ジオフェンシング装置キーを記憶できる。関連するアルゴリズムが記憶されてもよい。ジオフェンシング装置識別子またはキーの少なくとも一方は、変更されない場合がある。任意には、ジオフェンシング装置識別子またはキーの少なくとも一方は、外部読み出し可能でない場合がある。ジオフェンシング装置識別子またはキーの少なくとも一方は、ジオフェンシング装置から分離不可能なモジュールに記憶され得る。モジュールは、ジオフェンシング装置の機能を損なうことなく、ジオフェンシング装置から取り外しができない。場合によっては、ジオフェンシング識別または認証情報の少なくとも一方は、ジオフェンシング装置がネットワークにアクセスし得るかとは無関係に、ジオフェンシング装置にオンボードで記憶され得る。
ジオフェンシング装置は、通信ユニットと、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、ジオフェンシング装置の任意のステップまたは機能を個々にまたは一括して行うことができる。通信ユニットは、直接通信、間接通信、または間接通信及び直接通信の両方を可能にし得る。通信ユニット及び1つ以上のプロセッサは、ジオフェンシング装置がネットワークにアクセスし得るかとは無関係に、ジオフェンシング装置に設けられ得る。
ある実施形態では、UAVは、オフラインまたはオンラインであり得る。UAVは、オフライン(例えば、認証システムに接続されていない)でよい。オフラインのとき、UAVは、認証システムのいかなる部品とも通信し得ない。例えば、認証センター、航空制御システム、または航空制御システムのモジュール(例えば、ジオフェンシングモジュール、非準拠対策モジュール)。UAVがネットワークに接続されていないとき、UAVはオフラインであり得る。UAVが別の装置に直接接続されていないとき、UAVはオフラインであり得る。UAVが別の装置またはシステムと通信できない場合、UAVはオフラインであり得る。
UAVがオフラインであり得るとき、通信においてデジタル署名方法を用い得る。通信のために、証明書の発行及び使用が用いられ得る。かかる方法は、UAVとの通信に対する、ある程度のセキュリティを提供し得る。このようなセキュリティは、UAVが認証システムとの通信を必要とせず提供され得る。
UAVが認証システムの任意の部品に接続されて(例えば、通信して)いるとき、UAVはオンラインであり得る。例えば、認証センター、航空制御システム、または認証センターの任意のモジュール(例えば、ジオフェンシングモジュール、非準拠対策モジュール)。UAVが別の装置に直接接続されているとき、UAVはオンラインであり得る。ジオフェンシング装置が別の装置またはシステムと通信可能である場合、UAVはオンラインであり得る。
UAVがオンラインであるとき、様々な通信方法または手法を使用できる。例えば、UAVまたはユーザーの少なくとも一方は、ジオフェンシング信号を受信でき、認証システムの認証センターにおいて、認証が行われ得る。ジオフェンシング装置に対して認証が行われてもよく、ジオフェンシング装置が真正であり、かつ許諾されていることを確認できる。場合によっては、ジオフェンシング装置が法的基準に準拠しているという確認が成されてもよい。場合によっては、認証されたジオフェンシング装置は、UAVまたはユーザーの少なくとも一方に、1つ以上の飛行規制のセットに関して通知できる。航空制御システムは、認証されたジオフェンシング装置に応答して課せられた1つ以上の飛行規制のセットに関して、UAVまたはユーザーの少なくとも一方に通知できる。
図20は、本発明の実施形態による、ジオフェンシング装置がUAVに情報を直接送信するシステムを示す。ジオフェンシング装置2010は、UAV2030によって受信され得る信号2015を送信できる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング境界2020を有し得る。ジオフェンシング装置は、通信ユニット2040、メモリユニット2042、検出器2044、1つ以上のプロセッサ2046を含み得る。通信を用いて、信号を送信できる。検出器を用いて、UAV2030の存在を検出できる。
ジオフェンシング装置2010は、無線信号2015をブロードキャストできる。ブロードキャストは継続的に行われ得る。ブロードキャストは、いかなる検出された状態とも無関係に行われてもよい。有利には、このブロードキャストモードは、簡易であり得る。あるいは、信号のブロードキャストは、接近しているUAV2030が検出されたときに行われてもよい。また他の時には、ブロードキャストを行う必要がない。これによって、有利には無線リソースを使わなくてもよい。ジオフェンシング装置は、UAVが検出されるまで隠れたままでよい。
本発明の態様は、ジオフェンシング装置2010を対象とし得る。ジオフェンシング装置2010は、(1)ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内で情報を送信する通信ユニット2040と、(2)ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲に関する1つ以上の飛行規制のセットを記憶または受信する1つ以上のメモリユニット2042を含む。通信ユニットは、UAVがジオフェンシング装置の所定の地理的範囲に進入したときに、UAVに、1つ以上の飛行規制のセットからの飛行規制のセットを送る。UAVに飛行規制のセットを付与する方法を提供し得る。前記方法は、(1)ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲に対して、ジオフェンシング装置の1つ以上のメモリユニットのうち、1つ以上の飛行規制のセットを記憶または受信するステップと、(2)UAVがジオフェンシング装置の所定の地理的範囲に進入したときに、ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内で情報を送信する通信ユニットの支援によって、UAVに、1つ以上の飛行規制のセットからの飛行規制のセットを送信するステップを含む。
ジオフェンシング装置2010は、UAV2030の存在を検出できる。任意には、ジオフェンシング装置の検出器2044が、UAVの存在の検出を支援し得る。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、視覚情報を介してUAVを識別することによって、UAVを検出できる。例えば、ジオフェンシング装置は、UAVの存在を視覚的に検出または識別の少なくとも一方が可能である。場合によっては、UAVの検出器として、カメラまたは他の形式の視覚センサが設けられ得る。カメラは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内に達したときに、UAVの検出が可能であり得る。場合によっては、ジオフェンシング装置の検出器は、複数のカメラまたは視覚センサを含み得る。複数のカメラまたは視覚センサは、異なる視野を有し得る。カメラは、UAVの画像を撮影できる。画像を分析して、UAVを検出できる。場合によっては、画像を分析して、UAVの有無を検出できる。画像を分析して、ジオフェンシング装置からのUAVの推定距離を判定できる。画像を分析して、UAVのタイプを検出できる。例えば、異なるモデルのUAVを識別できる。
任意の部分からの電磁スペクトルの情報が、UAVを識別する際に使用され得る。例えば、可視スペクトルに加えて、UAVからの他のスペクトルを分析して、UAVの存在を検出または識別の少なくとも一方が可能である。場合によっては、検出器は、赤外線検出器、紫外線検出器、マイクロ波検出器、レーダ、または電磁信号を検出し得る任意の他のタイプの装置でよい。検出器は、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内に達したときに、UAVの検出が可能であり得る。場合によっては、複数のセンサを設け得る。複数のセンサは、異なる視野を有し得る。場合によっては、UAVの電磁画像または署名が検出され得る。画像または署名を分析して、UAVの有無を検出できる。画像または署名を分析して、ジオフェンシング装置からのUAVの距離を推定できる。画像または署名を分析して、UAVのタイプを検出できる。例えば、異なるモデルのUAVを識別できる。一例では、第1のUAVモデルタイプは、第2のUAVモデルタイプとは異なる熱特性を有し得る。
ジオフェンシング装置は、音響情報(例えば、音)を介してUAVを識別することによって、UAVを検出できる。例えば、ジオフェンシング装置は、UAVの存在を音響的に検出または識別の少なくとも一方が可能である。場合によっては、検出器は、マイクロフォン、ソナー、超音波センサ、振動センサ、または任意の他のタイプの音響センサを含み得る。検出器は、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内に達したときに、UAVを検出可能である。検出器は、複数のセンサを含んでよい。複数のセンサは、異なる視野を有し得る。センサは、UAVの音響特性を取り込み得る。音響特性を分析して、UAVを検出できる。音響特性を分析して、UAVの有無を検出できる。音響特性を分析して、ジオフェンシング装置からのUAVの推定された距離を判断できる。音響特性を分析して、UAVのタイプを検出できる。例えば、異なるモデルのUAVを識別できる。一例では、第1のUAVモデルタイプは、第2のUAモデルタイプとは異なる音響特性を有し得る。
ジオフェンシング装置は、UAVからの1つ以上の無線信号の監視によって、接近しているUAVを識別できる。任意には、UAVは、範囲内に達したときにジオフェンシング装置によって検出可能であり得る無線信号をブロードキャストし得る。UAVの検出器は、UAVからの無線信号の受信機でよい。検出器は、任意には、UAVの通信ユニットでよい。同じ通信ユニットを用いて、信号を送信し、UAVからの無線通信を検出できる。あるいは、異なる通信ユニットを用いて、信号を送信し、UAVからの無線通信を検出できる。検出器によって取り込まれた無線データを分析して、UAVの有無を検出できる。無線データを分析して、ジオフェンシング装置からのUAVの距離を推定できる。例えば、時間差または信号強度を分析して、ジオフェンシング装置からのUAVの距離を推定できる。無線データを分析して、UAVタイプを検出できる。場合によっては、無線データは、UAVに関するデータ(例えばUAV識別子またはUAVタイプの少なくとも一方)を識別し得る。
場合によっては、ジオフェンシング装置は、航空制御システム、または認証システムの任意の他の部品からの情報に基づいて、UAVを検出できる。例えば、航空制御システムは、UAVの位置を追跡でき、航空制御システムが、UAVがジオフェンシング装置の近くにあることを検出したときに、ジオフェンシング装置に信号を送信できる。他の例では、航空制御システムは、ジオフェンシング装置に、UAVに関する位置情報を送信でき、ジオフェンシング装置は、UAVがジオフェンシング装置の近くにあることを判断できる。ある実施形態では、検出器は、航空制御システムからのデータを受信し得る通信ユニットでよい。
UAVは、UAV2030に関するいかなる情報を送信してもよく、または送信しなくてもよい。場合によっては、UAVは、無線通信を発信できる。無線通信は、ジオフェンシング装置にオンボードの検出器によって検出され得る。無線通信は、UAVによる情報のブロードキャストを含み得る。UAVによるブロードキャストされた情報は、UAVの存在を公表できる。UAV識別に関するさらなる情報が提供されてもよく、または提供されなくてもよい。ある実施形態では、UAV識別に関する情報は、UAV識別子を含み得る。情報は、UAVタイプに関する情報を含み得る。情報は、UAVに関する位置情報を含み得る。例えば、UAVは、その現在のグローバル座標をブロードキャストできる。UAVは、任意の他の属性(例えばUAVのパラメータまたはUAVタイプ)をブロードキャストできる。
ある実施形態では、UAVは、ジオフェンシング装置との通信を確立でき、情報の交換が行われ得る。通信は、一方向通信または双方向通信を含み得る。通信は、以下の少なくとも1つの情報を含み得る。UAV識別に関する情報、ジオフェンシング装置識別情報、UAVタイプ、ジオフェンシング装置のタイプ、UAVの位置、ジオフェンシング装置の位置、ジオフェンシング装置の境界のタイプ、飛行規制、または任意の他のタイプの情報。
ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置にオンボードの検出器を通して、UAVの存在を認知できる。ジオフェンシング装置は、他の装置からの情報を通して、UAVの存在を認知できる。例えば、航空制御システム(例えば、ジオフェンシングモジュール、非準拠対策モジュール)、認証センター、別のジオフェンシング装置、別のUAVが、ジオフェンシング装置に、UAVの存在に関する情報を提供できる。
ジオフェンシング装置の検出器は、ジオフェンシング装置の所定の範囲内のUAVの存在を検出し得る。ある実施形態では、検出器は、所定の範囲外のUAVの存在を検出し得る。検出器は、UAVが所定の範囲内にあるときに、UAVの存在を検出する可能性が非常に高い場合がある。UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内にあるときに、検出器は、80%の可能性、90%の可能性、95%の可能性、97%の可能性、99%の可能性、99.5%の可能性、99.7%の可能性、99.9%の可能性、または99.99%の可能性を上回ってUAVを検出し得る。ジオフェンシング装置の所定の範囲は、UAVジオフェンシング装置の所定の距離内であり得る。ジオフェンシング装置の所定の範囲は、ジオフェンシング装置を基準として円形、円筒形、半球形、または球形を有し得る。あるいは、所定の範囲は、ジオフェンシング装置を基準として任意の形状を有し得る。ジオフェンシング装置は、所定の範囲の中心に設けられてもよい。代替的に、ジオフェンシング装置は、所定の範囲の中心からオフセットされ得る。
ジオフェンシング装置の所定の範囲は、任意の程度の距離を含んでよい。例えば、ジオフェンシング装置の所定の範囲は、1メートル以内、3メートル以内、5メートル以内、10メートル以内、15メートル以内、20メートル以内、25メートル以内、30メートル以内、40メートル以内、50メートル以内、70メートル以内、100メートル以内、120メートル以内、150メートル以内、200メートル以内、300メートル以内、500メートル以内、750メートル以内、1000メートル以内、1500メートル以内、2000メートル以内、2500メートル以内、3000メートル以内、4000メートル以内、5000メートル以内、7000メートル以内、または10000メートル以内でよい。
ジオフェンシング装置の通信ユニットは、ジオフェンシング装置の所定の範囲内でUAVに情報を送信できる。通信ユニットは、情報を継続的に送信するか、情報を周期的に送信するか、スケジュールに従って情報を送信するか、または事象または状況の検出に関する情報を送信してもよい。送信された情報は、UAVによって受信され得るようにブロードキャストできる。他の装置が所定の範囲内にある場合、同様に情報を受信し得る。あるいは、範囲内にある場合であっても、選択された装置のみが、情報を受信してもよい。ある実施形態では、通信ユニットは、場合によっては、所定の範囲外でUAVに情報を送信できる。通信ユニットは、UAVが所定の範囲内にあるときに、通信をUAVに到達させる可能性が非常に高くあり得る。通信ユニットは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内にあるときに、80%の可能性、90%の可能性、95%の可能性、97%の可能性、99%の可能性、99.5%の可能性、99.7%の可能性、99.9%の可能性、または99.99%の可能性を上回って、UAVに情報を送信することに成功できる。
ジオフェンシング装置の通信ユニットは、UAVの存在を検出したときに、ジオフェンシング装置の所定の範囲内で情報を送信してもよい。UAVの存在の検出は、ジオフェンシング装置からの情報の送信を開始し得る事象または条件でよい。情報は一回で、またはUAVの存在の検出後継続的に送信され得る。場合によっては、ジオフェンシング装置の所定の範囲に留まる間、情報がUAVに継続的にまたは周期的に送信されてもよい。
ある実施形態では、UAVに送信された情報は、飛行規制のセットを含んでよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置で生成されてもよい。飛行規制のセットは、複数の飛行規制のセットから選択されることによって生成されてもよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置で一から生成されてもよい。飛行規制のセットは、ユーザー入力の支援によって生成されてもよい。飛行規制のセットは、複数の飛行規制のセットからの特色を組み合わせてもよい。
飛行規制のセットは、UAVに関する情報に基づいて生成されてもよい。例えば、飛行規制のセットは、UAVタイプに基づいて生成されてもよい。飛行規制のセットは、UAVタイプに基づいて、複数の飛行規制のセットから選択されてもよい。飛行規制のセットは、UAV識別子に基づいて生成されてもよい。1つの飛行規制のセットは、UAV識別子に基づいて、複数の飛行規制のセットから選択されてもよい。飛行規制のセットは、ユーザーに関する情報に基づいて生成されてもよい。例えば、飛行規制のセットは、ユーザータイプに基づいて生成されてもよい。飛行規制のセットは、ユーザータイプに基づいて、複数の飛行規制のセットから選択されてもよい。飛行規制のセットは、ユーザー識別子に基づいて生成されてもよい。複数の飛行規制は、ユーザー識別子に基づいて、複数の飛行規制のセットから選択されてもよい。任意の他のタイプの飛行規制生成技術を利用してもよい。
ジオフェンシング装置は、UAV識別子またはユーザー識別子の少なくとも一方を受信し得る。UAV識別子は、UAVを他のUAVから一意的に識別できる。ユーザー識別子は、ユーザーを他のユーザーから一意的に識別できる。UAV識別情報またはユーザー識別情報の少なくとも一方は、認証されていてもよい。ジオフェンシング装置の通信ユニットは、UAV識別子またはユーザー識別子の少なくとも一方を受信できる。
通信ユニットは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲に進入するときに、通信モードを変更可能であり得る。通信ユニットは、ジオフェンシング装置の通信ユニットでよい。あるいは、通信ユニットは、UAVの通信ユニットでよい。通信ユニットは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲に進入する前に、第1の通信モード下で動作できる。通信ユニットは、UAVジオフェンシング装置の所定の範囲に進入したときに、第2の通信モードに切り替えできる。ある実施形態では、第1の通信モードは間接通信モードであり、第2の通信モードは直接通信モードである。例えば、UAVは、ジオフェンシング装置の所定の範囲内にあるとき、直接通信モードを介してジオフェンシング装置と通信できる。UAVは、ジオフェンシング装置の所定の範囲外にあるとき、間接通信モードを介してジオフェンシング装置と通信できる。ある実施形態では、UAVとジオフェンシング装置との間で、双方向通信を確立できる。任意には、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内にあるとき、双方向通信を確立できる。通信ユニットは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内にあるとき、かつ、任意にはUAVがジオフェンシング装置の所定の範囲外にないときに、ジオフェンシング装置の所定の範囲内で情報を送信できる。通信ユニットは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内にあるとき、かつ、任意にはUAVがジオフェンシング装置の所定の範囲外にないときに、ジオフェンシング装置の所定の範囲内で情報を受信できる。
ジオフェンシング装置の1つ以上のプロセッサ2046は、個々にまたは一括して、飛行規制のセットを生成できる。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置にオンボードで記憶され得る飛行規制のセットに関する情報を用いて生成できる。プロセッサは、飛行規制のセットを生成でき、1つ以上のメモリユニット2042に記憶された複数の飛行規制のセットから飛行規制のセットを選択できる。プロセッサは、1つ以上のメモリユニットに記憶された複数の飛行規制のセットからの飛行規制を組み合わせることによって、飛行規制のセットを生成できる。あるいは、プロセッサは、ジオフェンシング装置にオフボードで記憶され得る飛行規制のセットに関する情報を用いて、飛行規制のセットを生成できる。場合によっては、ジオフェンシング装置にオフボードの情報が引き出されて、ジオフェンシング装置で受信されてもよい。ジオフェンシング装置は、引き出された情報を、永久的にまたは一時的に記憶できる。引き出された情報は、短期記憶メモリに記憶されてもよい。場合によっては、引き出された情報は、受信された情報をバッファリングすることによって、一時的に記憶されてもよい。
ジオフェンシング装置は、UAVによって検出可能であってもよく、または検出可能でなくてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、UAVによって検出可能であるインジケータを含んでよい。インジケータは、可視的マーカ、赤外線マーカ、紫外線マーカ、音響マーカ、無線信号、またはUAVによって検出可能であり得る任意の他のタイプのマーカでよい。UAVによるジオフェンシング装置の検出のさらなる詳細は、本明細書の他の部分により詳細に記載され得る。UAVは、ジオフェンシング装置を検出することなく、飛行規制のセットを受信可能でもよい。ジオフェンシング装置は、UAVを検出でき、かつ、UAVがジオフェンシング装置の検出を必要とせず、UAVに飛行規制のセットまたは任意の他のジオフェンシングデータをプッシュできる。
飛行規制のセットは、1つ以上のジオフェンシング境界のセットを含み得る。ジオフェンシング境界を用いて、UAVを収容するか、またはUAVを排除できる。例えば、飛行規制のセットは、1つ以上の境界のセットを含む。前記1つ以上の境界セットの内側では、UAVが飛行を許可されている。UAVは、任意には、境界外で飛行を許可されないことがある。あるいは、飛行規制のセットは、1つ以上の境界のセットを含み得る。前記1つ以上の境界セットの内側では、UAVが飛行を許可されいない。飛行規制のセットは、任意の高度制限を課し得るか、または課し得ない。ある実施形態では、飛行規制のセットは、高度上限を含み得る。UAVは高度上限より高い飛行を許可されない。飛行規制のセットは、高度下限を含み得る。UAVは高度下限より低い飛行を許可されない。
飛行規制のセットは、UAVがその搭載物を動作させることを許可されない条件を含むことがある。UAVの搭載物は、撮像装置であってもよく、飛行規制は、UAVが画像の撮影を許可されない条件を含み得る。条件は、UAVがジオフェンシング境界内にあるかまたはその外にあるかに基づく条件でよい。飛行規制のセットは、UAVが1つ以上の無線条件下で通信を許可されない条件を含み得る。この無線条件は、1つ以上の選択された周波数、帯域幅、プロトコルを含み得る。この条件は、UAVがジオフェンシング境界内にあるか、またはその外にあるかに基づいてもよい。
飛行規制のセットはUAVが支持する物品に対する1つ以上の制限を含み得る。例えば、物品の数、物品の寸法、物品の重量、または物品のタイプに制限がかけられてもよい。この状況は、UAVがジオフェンシング境界内にあるか、またはその外側にあるかに基づいてもよい。
飛行規制のセットは、UAVの操作のための最少のバッテリ残量を含み得る。バッテリ容量は、充電状態、残りの飛行時間、残りの飛行距離、エネルギー効率、または任意の他の要因を含み得る。この条件は、UAVがジオフェンシング境界内にあるか、またはその外側にあるかに基づいてもよい。
飛行規制のセットは、UAVの着陸に対する1つ以上の制限を含み得る。この制限は、UAVによって実施され得る着陸手順、またはUAVが本当に着陸し得るかを含んでよい。この条件は、UAVがジオフェンシング境界内にあるか、またはその外側にあるかに基づいてもよい。
本明細書の他の部分により詳細に記載されるように、任意の他のタイプの飛行規制が設けられてもよい。1つ以上の飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の所定の範囲に関連付けできる。1つ以上の飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の所定の範囲内の1つ以上のジオフェンシング境界に関連付けられる。ある実施形態では、所定の範囲は、UAVの検出の範囲またはUAVとの通信の範囲の少なくとも一方を示し得る。ジオフェンシング境界は、UAVによって許可されてもよく、または許可されなくてもよい異なる動作を画成し得る境界を示すことができる。ジオフェンシング境界の内外で異なる規則が適用されてもよい。場合によっては、所定の範囲は、動作を画成するためには用いない。ジオフェンシング境界は、所定の範囲で終わってもよい。あるいは、ジオフェンシング境界は、所定の範囲とは異なってもよい。ジオフェンシング境界は、所定の範囲内に含まれてもよい。場合によっては、所定の範囲とジオフェンシング境界との間に、ある緩衝領域が設けられてもよい。この緩衝領域は、確実にUAVが境界に到達する前に飛行規制のセットを受信できる。
一例では、UAVは、ジオフェンシング装置の所定の範囲内にあるときに、飛行規制のセットを受信できる。UAVは、飛行規制のセットから、装置のためのジオフェンシング境界が近づいており、UAVがジオフェンシング境界内への進入を許可されていないことを判断できる。UAVは、ジオフェンシング境界に到達する前に、UAVがジオフェンシング境界を横切ったときに、またはUAVがジオフェンシング境界を横切った直後に、この判断を行うことができる。UAVに送信された飛行規制のセットは、UAVを1つ以上のジオフェンシング境界に進入させないための命令を含み得る。UAVは、飛行応答措置を取り得る。例えば、UAVの飛行経路は、1つ以上のジオフェンシング境界を回避するよう自動的に制御されてもよい。UAVは、1つ以上のジオフェンシング境界に進入すると、自動的に着陸させられることがある。UAVが1つ以上のジオフェンシング境界に進入すると、UAVの飛行経路は、1つ以上のジオフェンシング境界によって囲い込まれた範囲からUAVを退出させるよう自動的に制御されることがある。
図21は、航空制御システムが、ジオフェンシング装置またはUAVの少なくとも一方と通信できるシステムを示す。ジオフェンシング装置2110及びUAV2120は、システム内に設けられ得る。航空制御システム2130がさらに設けられ得る。ジオフェンシング装置は、1つ以上のジオフェンシング境界2115に空間的な基準を提供し得る。ジオフェンシング装置は、通信ユニット2140及び検出器2142を含み得る。航空制御システムは、1つ以上のプロセッサ2150及びメモリユニット2152を含み得る。
UAV2120は、ジオフェンシング装置の検出器2142によって検出され得る。UAVは、本明細書の他の部分に記載されるような、任意の技術を用いて検出され得る。UAVは、所定の範囲に進入したときに検出され得る。UAVは、所定の範囲に進入したときに、検出される可能性が高い。場合によっては、UAVは所定の範囲に進入する前に検出される可能性がある。UAVが所定の範囲に進入するとき、UAVに飛行規制のセットを提供してもよい。
飛行規制のセットは、航空制御システム2130で生成され得る。飛行規制のセットは、複数の使用可能な飛行規制のセットから、UAVに対する飛行規制のセットの選択によって生成され得る。複数の飛行規制のセットは、メモリユニット2152内に記憶されてもよい。航空制御システムの1つ以上のプロセッサ2150は、複数の飛行規制のセットから飛行規制のセットを選択できる。任意の他の飛行規制生成技術(他の部分に記載されるものを含む)が、航空制御システムによって使用されてもよい。
場合によっては、ジオフェンシング装置2110は、航空制御システム2130に、航空制御システムでの飛行規制のセットの生成をトリガし得る信号を送信できる。ジオフェンシング装置の通信ユニット2140の支援によって、この信号を送信できる。UAVが所定の範囲内であることをジオフェンシング装置が検出したとき、ジオフェンシング装置は、航空制御システムに信号を送信できる。所定の範囲内に入るUAVの検出によって、ジオフェンシング装置から航空制御システムに、UAVに対する飛行規制のセットを生成するための命令をトリガできる。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、UAVまたはユーザーの少なくとも一方に関する情報の検出が可能であり得る。ジオフェンシングは、UAV識別子またはユーザー識別子の少なくとも一方の検出が可能であり得る。ジオフェンシング装置は、UAVタイプまたはユーザータイプの判断が可能であり得る。ジオフェンシング装置は、航空制御システムに、UAVまたはユーザーの少なくとも一方に関する情報を伝達できる。例えば、ジオフェンシング装置は、航空制御システムに、UAVタイプまたはユーザータイプに関する情報を伝達できる。ジオフェンシング装置は、航空制御システムに、UAV識別子またはユーザー識別子の少なくとも一方を伝達できる。ジオフェンシング装置は、航空制御システムに、さらなる情報(例えば環境条件、またはジオフェンシング装置によって取り込まれるか、または受信された任意の他のデータ)を伝達できる。
航空制御システムは、任意には、飛行規制のセットの生成を支援するために、ジオフェンシング装置からの情報を用い得る。例えば、航空制御システムは、UAVまたはユーザー情報に基づいて、飛行規制のセットを生成できる。航空制御システムは、UAVタイプまたはユーザータイプに基づいて、飛行規制のセットを生成できる。航空制御システムは、UAV識別子またはユーザー識別子に基づいて、飛行規制のセットを生成できる。ジオフェンシング装置からのさらなるデータ(例えば環境条件)が飛行規制のセットの生成の際に航空制御システムから用いられ得る。例えば、飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置によって検出されるかまたは伝達された環境条件のセットに基づいて生成されてもよい。ジオフェンシング装置は、1つ以上の環境条件の検出を可能にし得る、1つ以上のオンボードのセンサを有してもよい。場合によっては、航空制御システムは、ジオフェンシング装置とは異なる追加のデータソースからのデータを受信してもよい。場合によっては、航空制御システムは、複数のジオフェンシング装置からのデータを受信してもよい。航空制御システムは、複数のデータソース(例えば複数のジオフェンシング装置、外部センサ、またはサードパーティのデータソース)から、環境条件に関する情報を受信してもよい。ジオフェンシング装置または他のデータソースからのいかなるデータも、UAVの飛行規制のセットの生成の際に用い得る。飛行規制のセットは、下記の1つ以上に基づいて生成されてもよい。すなわち、ユーザー情報、UAV情報、ジオフェンシング装置からのさらなるデータ、または他のデータソースからのさらなる情報。
UAVは、航空制御システムに直接通信を送信してもよく、または送信しなくてもよい。ある実施形態では、UAVは、航空制御システムに、UAVまたはユーザーデータの少なくとも一方を送信できる。あるいは、UAVは、航空制御システムに、UAVまたはユーザーデータの少なくとも一方を送信しない。
航空制御システムがUAVの飛行規制のセットを生成すると、航空制御システムは、UAVに飛行規制のセットを伝達し得る。航空制御システムは、飛行規制のセットを付与する際に、UAVと直接的または間接的に通信できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置を介して、UAVに飛行規制のセットを伝達できる。例えば、航空制御システムは、飛行規制のセットを生成して、ジオフェンシング装置に飛行規制のセットを通信でき、ジオフェンシング装置はUAVに飛行規制のセットを送信し得る。
UAVは、飛行規制のセットを迅速に受信してもよい。UAVは、ジオフェンシング装置の所定の範囲に進入する前に、進入と同時に、または進入した後に、飛行規制のセットを受信してもよい。UAVは、ジオフェンシング装置のジオフェンシング境界を通過する前に、通過と同時に、または通過した後に、飛行規制のセットを受信してもよい。ある実施形態では、UAVは、ジオフェンシング装置の検出器による検出の約10分未満、5分未満、3分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、2秒未満、1秒未満、0.5秒未満、または0.1秒未満以内に、飛行規制のセットを受信できる。UAVは、ジオフェンシング装置の所定の範囲への進入の約10分未満、5分未満、3分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、2秒未満、1秒未満、0.5秒未満、または0.1秒未満以内に、飛行規制のセットを受信できる。
図22は、本発明の実施形態による、UAVがジオフェンシング装置を検出するシステムを示す。ジオフェンシング装置2210は、UAV2220によって検出可能であり得る。UAVは、メモリユニット2230、通信ユニット2232、飛行コントローラ2234、または1つ以上のセンサ2236の少なくとも1つを有し得る。
ジオフェンシング装置2210は、インジケータを含んでよい。ジオフェンシング装置のインジケータは、UAV2220によって検出可能であり得る。インジケータは、UAVにオンボードの1つ以上のセンサ2236によって識別可能であり得るマーカでよい。インジケータは、UAVが飛行中、UAVによって検出可能であり得る。インジケータは、UAVが飛行中、UAVにオンボードの1つ以上のセンサによって検出可能であり得る。インジケータは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内に達する前に、または達した時に、UAVによって検出可能であり得る。インジケータは、UAVがジオフェンシング装置のジオフェンシング境界に進入する前に、UAVによって検出可能であり得る。インジケータは、UAVがジオフェンシング装置のジオフェンシング境界に進入した時に、UAVによって検出可能であり得る。
インジケータは、無線信号でよい。ジオフェンシング装置は、無線信号を継続的にブロードキャストできる。ジオフェンシング装置は、無線信号を周期的に(例えば、規則的または不規則な期間)ブロードキャストできる。例えば、ジオフェンシング装置は、約0.01秒に一度、0.05秒に一度、0.1秒に一度、0.5秒に一度、毎秒一度、2秒に一度、3秒に一度、5秒に一度、10秒に一度、15秒に一度、30秒に一度、毎分一度、3分に一度、5分に一度、10分に一度、または15分に一度以下で、周期的に無線信号をブロードキャストできる。ジオフェンシング装置は、スケジュールに従って、無線信号をブロードキャストできる。ジオフェンシング装置は、事象または条件に応じて、無線信号をブロードキャストできる。例えば、ジオフェンシング装置は、検出されたUAVの存在に応じて、無線信号をブロードキャストできる。ジオフェンシング装置は、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内を横断したことの検出に応答して、無線信号をブロードキャストできる。ジオフェンシング装置は、UAVが所定の範囲に入る前に、UAVが所定の範囲に入っているときに、またはUAVが所定の範囲に入った後に、UAVを検出することに応答して、無線信号をブロードキャストできる。ジオフェンシング装置は、UAVがジオフェンシング装置のジオフェンシング境界を横断する前に、UAVに無線信号をブロードキャストできる。
インジケータは、任意のタイプの無線信号を提供できる。例えば、無線信号は、ラジオ信号、Bluetooth(登録商標)信号、赤外線信号、UV信号、可視または光信号、WiFiまたはWiMax信号、または任意の他のタイプの無線信号でよい。無線信号は、領域内の任意の装置が無線信号を受信または検出の少なくとも一方が可能であるようにブロードキャストされてもよい。場合によっては、無線信号は、UAVだけをターゲットとしてもよい。無線信号は、無線受信機、またはUAVにオンボードのセンサによって検出可能であり得る。ある実施形態では、無線受信機またはセンサは、通信ユニットでよい。同じ通信ユニットを用いて、インジケータを検出したり、UAVと他の装置(例えばユーザー端末)との間の通信を提供したりできる。あるいは、異なる通信ユニットを用いて、インジケータを検出したり、UAVと他の装置(例えばユーザー端末)との間の通信を提供したりできる。
インジケータは、可視的マーカでよい。可視マーカは、UAVの1つ以上の視覚センサによって検出可能であり得る。可視マーカは、カメラによって撮影された画像上に視覚的に表現され得る。可視マーカは、画像を含んでよい。可視マーカは静的であってもよく、時間と共に変化しない静止画像を含んでよい。静止画像は、文字、数字、アイコン、図形、シンボル、画像、1D、2D、または3Dバーコード、クイックレスポンス(QR)コード、あるいは任意の他のタイプの画像を含んでよい。可視マーカは動的であってもよく、時間と共に変化し得る画像を含んでよい。可視マーカは、継続的に、周期的に、スケジュールに従って、あるいは検出された事象または状況に応答して、変化させてもよい。視覚マーカは、静的に維持されてもよいか、または表示されたマーカを時間と共に変化させ得る画像上に表示されてもよい。視覚マーカは、ジオフェンシング装置の表面上に設けられ得るステッカでよい。視覚マーカは、1つ以上のライトを含んでよい。ライトの空間的配置またはライトの点滅パターンの少なくとも一方を、視覚マーカの一部として用いてもよい。視覚マーカは、色を有してもよい。動的なマーカのさらなる記載が、本明細書の他の部分により詳細に記載されている。視覚マーカは、遠くから視覚的に識別可能であり得る。UAVは、ジオフェンシング装置の所定の範囲に進入した時に、視覚マーカを視覚的に識別可能であり得る。UAVは、ジオフェンシング装置の所定の範囲に進入する前に、視覚マーカを視覚的に識別可能であり得る。UAVは、ジオフェンシング装置のジオフェンシング境界に進入する前に、視覚マーカを視覚的に識別可能であり得る。
インジケータは、音響マーカでよい。音響マーカは、音、振動、または他の識別可能な音響効果を発し得る。音響マーカは、UAVにオンボードの音響センサ(例えばマイクロフォン、または他のタイプの音響検出器)によって検出可能であり得る。音響マーカは、異なる音調、音高、周波数、調波、音量、あるいは音のパターンまたは振動を発し得る。音響マーカは、人間の裸耳によって検出可能であってもよく、または検出可能でなくてもよい。音響マーカは、一般的な哺乳動物の耳によって検出可能であってもよく、または検出可能でなくてもよい。
インジケータは、ジオフェンシング装置の存在を示し得る。UAVがインジケータを検出すると、UAVは、ジオフェンシング装置が存在し得ることを認知できる。場合によっては、インジケータは、ジオフェンシング装置を一意的に識別できる。例えば、各ジオフェンシング装置が、ジオフェンシング装置を他のジオフェンシング装置から区別するためにUAVによって検出可能であり得る、異なるインジケータを有してもよい。場合によっては、飛行規制のセットが、一意的に識別されたジオフェンシング装置に基づいて生成されてもよい。飛行規制のセットは、一意的に識別されたジオフェンシング装置に関連付けできる。
場合によっては、インジケータは、ジオフェンシング装置のタイプを示してもよい。インジケータは、特定のジオフェンシング装置に固有である必要はないが、特定のジオフェンシング装置のタイプに固有でよい。場合によっては、異なるタイプのジオフェンシング装置が、異なる物理的特性(例えば、モデル、形状、サイズ、電源出力、範囲、バッテリ寿命、センサ、性能)を有してもよい。または、異なるジオフェンシング機能(例えば、UAVを領域外に維持すること、UAVの飛行に影響を及ぼすこと、UAVの搭載物の動作に影響を及ぼすこと、UAVの通信に影響を及ぼすこと、UAVにオンボードのセンサに影響を及ぼすこと、UAVのナビゲーションに影響を及ぼすこと、UAVの電力使用に影響を及ぼすこと)を行うために用いられてもよい。異なるタイプのジオフェンシング装置が、異なるセキュリティレベルまたは優先度を有してもよい。例えば、第1のレベルのジオフェンシング装置によって課せられた規則は、第2のレベルのジオフェンシング装置によって課せられた規則よりも重要であり得る。ジオフェンシング装置のタイプは、同じ製造者または設計者によって、あるいは異なる製造者または設計者によって作成された、異なるジオフェンシング装置のタイプを含んでよい。場合によっては、飛行規制のセットは、識別されたジオフェンシング装置のタイプに基づいて生成されてもよい。飛行規制のセットは、識別されたジオフェンシング装置のタイプに関連付けできる。
インジケータは、ジオフェンシング装置に永久的に固着されてもよい。インジケータは、ジオフェンシング装置に一体化していてもよい。場合によっては、インジケータは、ジオフェンシング装置を破損することなく、ジオフェンシング装置から取り外すことができない。あるいは、インジケータは、ジオフェンシング装置から着脱可能であり得る。インジケータは、ジオフェンシング装置を破損することなく、ジオフェンシング装置から取り外され得る。ある実施形態では、インジケータは、ジオフェンシング装置自体の本体または外郭でよい。ジオフェンシング装置の本体または外郭は、UAVによって認識可能であり得る。例えば、UAVは、ジオフェンシング装置の画像を撮影することができ、ジオフェンシング装置をその本体またはシェルから認識できるカメラを含んでよい。
UAV2220は、ジオフェンシング装置検出可能でもよい。UAVは、ジオフェンシング装置のインジケータを検出できる。UAVは、(1)ジオフェンシング装置のインジケータを検出するセンサと、(2)検出されたジオフェンシング装置のインジケータに基づいて生成された飛行規制のセットに従ってUAVを動作させる1つ以上の信号を生成する飛行制御モジュールを含み得る。UAVを操作する方法は、(1)UAVにオンボードのセンサの支援によって、ジオフェンシング装置のインジケータを検出するステップと、(2)飛行制御モジュールを用いて、検出されたジオフェンシング装置のインジケータに基づいて生成された飛行規制のセットに従ってUAVを動作させる1つ以上の信号を生成するステップを含み得る。
UAVは、センサ2236の支援によって、インジケータを検出できる。UAVは、1つ以上のタイプのセンサを支持できる。場合によっては、UAVは、異なるタイプのインジケータを検出可能であってもよい。例えば、UAVは、可視マーカを有するジオフェンシング装置、及び、インジケータとして無線信号を備える別のジオフェンシング装置に遭遇することがある。UAVは、両方のタイプのインジケータを検出可能であってもよい。あるいは、UAVは、特定のタイプのインジケータを見張ること(例えば、ジオフェンシング装置のインジケータとしての視覚マーカのみを認識すること)ができる。UAVは、1つ以上のタイプのセンサ(例えば本明細書の他の部分に記載されるものを載せていてもよく、またインジケータのセンサとしても機能し得る通信ユニット2232)を有してもよい。
UAVがジオフェンシング装置を検出すると、UAVは、飛行規制のセットを生成または受信できる。その後、UAVは、飛行規制のセットに従って動作できる。様々なタイプの飛行規制が設けられてもよい(例えば本明細書の他の部分にさらに詳細に記載される飛行規制)。飛行規制のセットは、ジオフェンシング境界及び場所、並びにジオフェンシング境界内またはジオフェンシング境界外で許可されたかまたは許可されていない、UAVのオペレータのタイプに関する情報を含み得る。飛行規制のセットは、規則または制限を適用するタイミング、または規制に準拠するためにUAVによって取られる任意の飛行応答の少なくとも一方を含み得る。
飛行規制のセットは、UAVにオンボードで生成され得る。UAVは、飛行規制のセットを生成するためのステップを実行し得る、1つ以上のプロセッサを含み得る。UAVは、飛行規制のセットを生成するために用いられ得る情報を記憶できるメモリ2230を含んでよい。一例では、飛行規制のセットは、複数の飛行規制のセットから1つの飛行規制のセットを選択することによって生成され得る。複数の飛行規制のセットは、UAVにオンボードのメモリ内に記憶されてもよい。
UAVは、ジオフェンシング装置の存在を検出できる。飛行規制のセットは、検出されたジオフェンシング装置の存在に基づいて生成されてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置の存在は、飛行規制のセットを生成するために十分であり得る。UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方が、UAVで提供されてもよい。場合によっては、UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方は、飛行規制のセットを生成する際に用いられ得る。例えば、飛行規制のセットは、UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方(例えば、UAV識別子、UAVタイプ、ユーザー識別子、またはユーザータイプの少なくとも1つ)に基づいて生成されてもよい。
UAVは、ジオフェンシング装置に関する他の情報(例えばジオフェンシング装置のタイプまたはジオフェンシング装置に固有の識別子)を受信できる。ジオフェンシング装置に関する情報は、ジオフェンシング装置のインジケータに基づいて判断されてもよい。あるいは、他のチャネルによって、ジオフェンシング装置に関する情報を送信してもよい。ジオフェンシング装置情報は、飛行規制のセットの生成の支援に使用できる。例えば、飛行規制のセットは、ジオフェンシング情報(例えば、ジオフェンシング装置識別子、ジオフェンシング装置のタイプ)に基づいて生成されてもよい。例えば、異なるタイプのジオフェンシング装置は、異なるサイズまたは形状の境界を有してもよい。異なるタイプのジオフェンシング装置は、UAVに課せられる異なる動作規則または制約を有してもよい。場合によっては、同じタイプの異なるジオフェンシング装置が、同じ形状またはサイズの境界、または同じタイプの課せられた動作規則の少なくとも一方を有してもよい。代替的に、同じジオフェンシング装置のタイプ内であっても、異なる飛行規制が課せられてもよい。
UAVは、飛行規制のセットを生成するために用いられ得る他の情報を集めるかまたは受信できる。例えば、UAVは、環境条件に関する情報を受信できる。環境条件に関する情報は、ジオフェンシング装置、航空制御システム、1つ以上の外部センサ、UAVにオンボードの1つ以上のセンサ、または任意の他のソースから受信されてもよい。飛行規制のセットは、その他の情報(例えば環境条件)に基づいて生成されてもよい。
飛行規制のセットは、UAVにオフボードで生成されてもよい。例えば、飛行規制のセットは、UAVにオフボードの航空制御システムで生成されてもよい。航空制御システムは、飛行規制のセットを生成するためのステップを実行し得る、1つ以上のプロセッサを含んでよい。航空制御システムは、飛行規制のセットを生成するために用いられ得る情報を記憶できるメモリを含んでよい。一例では、飛行規制のセットは、複数の飛行規制のセットから1つの飛行規制のセット選択することによって生成され得る。複数の飛行規制のセットは、航空制御システムのメモリ内に記憶されてもよい。
UAVは、ジオフェンシング装置の存在を検出できる。ジオフェンシング装置の検出に応答して、UAVは、航空制御システムに、飛行規制のセットの要求を送信できる。飛行規制のセットは、検出されたジオフェンシング装置の存在に基づいて、航空制御システムで生成されてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置の存在は、飛行規制のセットを生成するために十分であり得る。UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方は、UAVから、またはシステムの任意の他の部品から、航空制御システムに提供され得る。場合によっては、UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方は、飛行規制のセットの生成を支援するために用いられ得る。例えば、飛行規制のセットは、UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方(例えば、UAV識別子、UAVタイプ、ユーザー識別子、またはユーザータイプの少なくとも1つ)に基づいて生成されてもよい。
航空制御システムは、ジオフェンシング装置に関する他の情報(例えばジオフェンシング装置のタイプまたはジオフェンシング装置に固有の識別子)を受信できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置のインジケータに基づいて情報を判断したUAVからの情報を受信してもよい。あるいは、他のチャネルによって、ジオフェンシング装置に関する情報を配信してもよい。例えば、航空制御システムは、ジオフェンシング装置から直接情報を受信してもよい。航空制御システムは、UAVの場所とジオフェンシング装置の場所とを比較して、UAVがどのジオフェンシング装置(複数可)を検出したかを判断可能であり得る。ジオフェンシング装置情報は、飛行規制のセットの生成の支援に使用できる。例えば、飛行規制のセットは、ジオフェンシング情報(例えば、ジオフェンシング装置識別子、ジオフェンシング装置のタイプ)に基づいて生成されてもよい。例えば、異なるタイプのジオフェンシング装置は、異なるサイズまたは形状の境界を有してもよい。異なるタイプのジオフェンシング装置は、UAVに課せられる異なる動作規則または制約を有してもよい。場合によっては、同じタイプの異なるジオフェンシング装置が、同じ形状またはサイズの境界、あるいは課せられた同じタイプの動作規則、の少なくとも一方を有してもよい。代替的に、同じジオフェンシング装置のタイプ内であっても、異なる飛行規制が課せられてもよい。
航空制御システムは、飛行規制のセットを生成するために用いられ得る他の情報を集めるかまたは受信できる。例えば、航空制御システムは、環境条件に関する情報を受信できる。環境条件に関する情報は、ジオフェンシング装置、1つ以上の外部センサ、UAVにオンボードの1つ以上のセンサ、または任意の他のソースから受信されてもよい。飛行規制のセットは、その他の情報(例えば環境条件)に基づいて生成されてもよい。
別の事例では、飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置にオンボードで生成されてもよい。ジオフェンシング装置は、飛行規制のセットを生成するためのステップを実行し得る、1つ以上のプロセッサを含んでよい。ジオフェンシング装置は、飛行規制のセットを生成するために用いられ得る情報を記憶できるメモリを含んでよい。一例では、飛行規制のセットは、複数の飛行規制のセットから1つの飛行規制のセットを選択することによって生成され得る。複数の飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置のメモリ内に記憶されてもよい。
UAVは、ジオフェンシング装置の存在を検出できる。ジオフェンシング装置の検出に応答して、UAVは、ジオフェンシング装置に、飛行規制のセットの要求を送信できる。飛行規制のセットは、UAVからの要求に応答して、ジオフェンシング装置で生成されてもよい。UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方が、UAVから、またはシステムの任意の他の部品から、ジオフェンシング装置に提供され得る。場合によっては、UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方は、飛行規制のセットの生成を支援するために用いられ得る。例えば、飛行規制のセットはUAVまたはユーザー情報の少なくとも一方(例えば、UAV識別子、UAVタイプ、ユーザー識別子、またはユーザータイプの少なくとも1つ)に基づいて生成されてもよい。
ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置に関する情報(例えばジオフェンシング装置のタイプまたはジオフェンシング装置に固有の識別子)を使用できる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置にオンボードで、ジオフェンシング装置に関する情報を記憶できる。ジオフェンシング装置情報は、飛行規制のセットの生成の支援に使用できる。例えば、飛行規制のセットは、ジオフェンシング情報(例えば、ジオフェンシング装置識別子、ジオフェンシング装置のタイプ)に基づいて生成されてもよい。例えば、異なるタイプのジオフェンシング装置は、異なるサイズまたは形状の境界を有してもよい。異なるタイプのジオフェンシング装置は、UAVに課せられる異なる動作規則または制約を有してもよい。場合によっては、同じタイプの異なるジオフェンシング装置が、同じ形状またはサイズの境界、または課せられた同じタイプの動作規則の少なくとも一方を有してもよい。あるいは、同じジオフェンシング装置のタイプ内であっても、異なる飛行規制が課せられてもよい。
ジオフェンシング装置は、飛行規制のセットを生成に使用され得る他の情報を集めるかまたは受信できる。例えば、ジオフェンシング装置は、環境条件に関する情報を受信できる。環境条件に関する情報は、他のジオフェンシング装置、1つ以上の外部センサ、ジオフェンシング装置にオンボードの1つ以上のセンサ、UAV、または任意の他のソースから受信されてもよい。飛行規制のセットは、その他の情報(例えば環境条件)に基づいて生成されてもよい。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、(1)飛行規制のセットを決定するために有用なデータを受信する受信機と、(2)個々にまたは一括して、受信機によって受信されたデータに基づいて、飛行規制のセットを決定する1つ以上のプロセッサと、(3)UAVを飛行規制のセットに従って飛行させる信号を伝達する1つ以上の送信機を含み得る。本発明の態様は、UAVの飛行を制御するための方法を対象とし得る。前記方法は、(1)ジオフェンシング装置のユーザー受信機を用いて、飛行規制のセットを決定するために有用なデータを受信するステップと、(2)受信機によって受信されたデータに基づいて、1つ以上のプロセッサの支援によって、飛行規制のセットを決定するステップと、(3)ジオフェンシング装置の1つ以上の送信機の支援によって、UAVを飛行規制のセットに従って飛行させる信号を伝達するステップを含む。受信機は、データを収集する入力要素でよい。送信機は、UAVに信号を出力する出力要素でよい。
ある実施形態では、受信機はセンサでよい。受信器によって受信されたデータは、ジオフェンシング装置の1つ以上の環境条件を示す、検出されたデータでよい。ジオフェンシング装置は、任意のタイプのセンサを含んでよい。例えば視覚センサ、GPSセンサ、IMUセンサ、磁力計、音響センサ、赤外線センサ、超音波センサ、あるいは、本明細書の他の部分に記載される、または任意の他のタイプのセンサ(UAVによって支持されることとの関連で記載された他のセンサを含む)。1つ以上の環境条件は、任意のタイプの環境条件(例えば本明細書の他の部分に記載されるもの)を含み得る。このセンサは、環境的気候(例えば、温度、風、降雨量、日照、湿度)、環境の複雑度、人口密度、または交通(例えば、ジオフェンシング装置の近傍の地表面交通または航空交通)に関するデータの検出が可能であり得る。飛行規制のセットを生成するときに、環境条件が考慮されてもよい。例えば、雨が降っているときと降っていないときとを対比した場合、飛行規制が異なっていてもよい。このセンサは、ジオフェンシング装置周囲の多くの動作(例えば、高い交通量)を検出した場合と、動作がないことを検出した場合とを対比すると、飛行規制が異なっていてもよい。
受信器によって受信されたデータは、ジオフェンシング装置の1つ以上の無線または通信条件を示す、検出されたデータでよい。例えば、ジオフェンシング装置は、異なる無線ネットワークまたはホットスポットによって囲まれていてもよい。飛行規制のセットを生成するときに、無線または通信条件が考慮されてもよい。
受信機は、UAVの存在を検出する検出器でよい。受信器によって受信されたデータは、UAVの存在を示し得る。検出器は、環境内にあり得る他の物体と比較して、当該UAVを1つのUAVとして認識可能であり得る。検出器は、UAV識別情報またはUAVタイプの少なくとも一方を検出可能であり得る。場合によっては、受信器によって受信されたデータは、UAVのタイプまたはUAVの識別子の少なくとも一方を示し得る。検出器は、UAVの場所を検出可能であり得る。検出器は、検出器に対するUAVの距離を検出可能であり得る。検出器は、検出器に対するUAVの方向を検出可能であり得る。検出器は、UAVの向きの判断が可能であり得る。検出器は、検出器に対するUAVの位置、またはグローバルな環境に対するUAVの位置、の少なくとも一方を検出可能であり得る。
受信機は、無線信号を受信する通信モジュールでよい。通信モジュールによって受信されたデータは、ユーザー入力でよい。ユーザーは、データを直接通信モジュールに手入力できる。あるいはユーザーは、通信モジュールにユーザー入力を示す信号を送信できる、遠隔したユーザー端末と通信できる。データは、1つ以上の周囲のジオフェンシング装置からの情報を含み得る。ジオフェンシング装置は、互いに通信して、情報を共有できる。データは、航空制御システムまたは認証システムの任意の他の部分からの情報を含み得る。
飛行規制のセットは、受信器によって受信されたデータに基づいて決定されてもよい。飛行規制のセットは、1つ以上の飛行制限のための1つ以上のジオフェンシング境界を含み得る。ジオフェンシング境界は、受信器によって受信されたデータに基づいて決定されてもよい。このように、同じジオフェンシング装置に対して、異なる状況下で異なるジオフェンシング境界が設けられてもよい。例えば、ジオフェンシング装置は、第1のタイプのUAVが検出されたときには、第1の境界のセットを発生でき、ジオフェンシング装置は、第2のタイプのUAVが検出されたときには、第2の境界のセットを発生できる。第1のタイプのUAV及び第2のタイプのUAVの両方が、同時にジオフェンシング装置の範囲内にあってもよく、各々が異なる境界を課せられてもよい。別の事例では、ジオフェンシング装置は、環境条件が高風速を示しているときには、第1の境界のセットを発生でき、環境条件が低風速を示しているときには、第2の境界のセット発生できる。ジオフェンシング境界は、受信器によって受信された、UAV情報、ユーザー情報、環境情報、共有された情報を含むが、これらに限定されない任意のデータに基づいて決定され得る。
飛行規制のセットは、1つ以上のタイプの飛行制限を含み得る。飛行制限は、ジオフェンシング境界の範囲内または範囲外の領域に適用され得る。飛行制限はUAVの動作の1つ以上の側面(例えば、飛行、離陸、着陸、搭載物の動作、搭載物の位置付け、支持の機構動作、UAVによって支持され得る物体、通信、センサ、ナビゲーション、または電力使用の少なくとも1つ)に制約を課し得る。場合によっては、ジオフェンシング境界内のみで飛行制限が課せられてもよい。あるいは、ジオフェンシング境界外のみで制限が課せられてもよい。ある制限は、境界内及び境界外の両方で設け得る。境界内の全体的な制限のセットは、境界外の全体的な制限のセットとは異なっていてもよい。受信器によって受信されたデータに基づいて、飛行制限が決定されてもよい。このように、同じジオフェンシング装置に対して、異なる条件下で異なる制限を設け得る。例えば、ジオフェンシング装置は、第1のタイプのUAVが検出されたときに、第1の飛行制限のセットを発生させることができる。また、ジオフェンシング装置は、第2のタイプのUAVが検出されたときに、第2の制限のセットを発生させることができる。第1のタイプのUAV及び第2のタイプのUAVの両方が、同時にジオフェンシング装置の範囲内にあってもよく、各々がそれらに異なる制限のセットを課せられてもよい。別の事例では、ジオフェンシング装置が領域内で多くの無線ホットスポットを検出したときに、ジオフェンシング装置は第1の飛行制限のセットを発生できる。また、ジオフェンシング装置が多くの無線ホットスポットを検出しなかった場合、第2の飛行規制のセットを発生できる。
ジオフェンシング装置は、UAVを飛行規制のセットに従って飛行させる信号を送信し得る。この信号は、飛行規制のセット自体を含み得る。ジオフェンシング装置は、飛行規制のセットを局所的に決定し、その後UAVに飛行規制のセットを送信できる。飛行規制のセットは、UAVに直接送信されてもよく、またはUAVへの飛行規制のセットを中継し得る航空制御システムに送信されてもよい。この信号は、UAVに直接、または別の外部装置に送信できる。
ある実施形態では、この信号は、外部装置にUAVへ飛行規制のセットを送信させるトリガを含み得る。一例では、上記外部装置は、別のジオフェンシング装置、航空制御システム、または任意の他の外部装置でよい。場合によっては、上記外部装置は、複数の実行可能な飛行規制のセット、または飛行規制のセットを生成するために用いられ得る部品を記憶してもよい。ジオフェンシング装置は、上記外部装置に、ジオフェンシング装置による判断に従って飛行規制のセットを生成させることができる信号を送信できる。上記外部装置は、そこでUAVに、生成された飛行規制のセットを伝達できる。上記信号は、外部装置に直接送られてもよい。
この信号は、UAVに、決定された飛行規制のセットをUAVのメモリから選択させる識別子を含み得る。UAVは、ジオフェンシング装置からの信号に基づいて、飛行規制のセットを生成できる。例えば、UAVは、1つ以上の飛行規制のセットまたは飛行規制の部品を、UAVのメモリに記憶できる。ジオフェンシング装置は、UAVに、ジオフェンシング装置による決定に従って飛行規制のセットを生成させることができる信号を送信できる。一例では、この信号は、飛行規制のセットの生成を決定させ得る識別子を含んでよい。この識別子は、特定の飛行規制のセットに固有の識別子でよい。そこで、UAVは、生成された飛行規制のセットに準拠して動作し得る。
図23は、UAV及びジオフェンシング装置とが互いに直接通信する必要がない場合のUAVのシステムの一例を示す。場合によっては、UAVは、ジオフェンシング装置の存在を検出でき、逆もまた同様である。
UAVシステムは、ジオフェンシング装置2310、UAV2320、または外部装置2340の少なくとも1つを含み得る。UAVは、メモリユニット2330、センサ2332、飛行コントローラ2334、または通信ユニット2336の少なくとも1つを含み得る。
外部装置2340は、航空制御システム、認証センター、または認証システムの任意の他の部分でよい。外部装置は、別のUAVまたは別のジオフェンシング装置でよい。外部装置は、本明細書で述べられた、その他のタイプの装置とは別個の装置でよい。場合によっては、外部装置は、1つ以上の物理的装置を含んでよい。複数の物理的装置は、互いに通信できる。外部装置は、分散型アーキテクチャを備えていてもよい。場合によっては、外部装置は、クラウドコンピューティングインフラストラクチャを有してもよい。外部装置は、P2Pアーキテクチャを有してもよい。外部装置は、UAV2320と通信でき、かつ、ジオフェンシング装置2310と単独で通信できる。
一つの実施では、ジオフェンシング装置2310は、UAVの存在を検出可能であり得る。ジオフェンシング装置は、UAVがジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内にあるときにUAVの存在を検出し得る検出器を含んでよい。検出器は(本明細書の他の部分に記載されるもの等の)任意のタイプの検出器でよい。例えば、検出器は、視覚センサ、レーダ、または本明細書の他の部分に記載されるような任意の他の検出機構を用い得る。検出器は、1つ以上の外部装置の支援によってUAVを検出してもよい。例えば、環境内に、さらなるセンサを別個に設けてもよい。別個のセンサは、UAVを検出できるか、あるいはジオフェンシング装置の検出器がUAVを検出する際か、またはUAVに関する情報を収集する際に支援できる。例えば、別個のセンサは、ジオフェンシング装置によって占有された環境全体にわたって拡散させ得る視覚センサ、音響センサ、赤外線センサ、または無線受信機を含み得る。本明細書の他の部分に記載されるように、検出器は、UAVが所定の範囲に進入する前にUAVを検出でき、またはUAVが所定の範囲内にあるときにUAVを検出する可能性が非常に高くあり得る。検出器は、UAVがジオフェンシング装置の境界に到達する前に、UAVを検出できる。
検出器は、UAVまたはユーザーの少なくとも一方に関するいかなる情報も検出可能であり得る。検出器は、UAVまたはユーザータイプを検出できる。検出器は、UAV識別子またはユーザー識別子の少なくとも一方の判断が可能であり得る。ある実施形態では、検出器は、通信モジュールでよい。通信モジュールは、UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方を示す、UAVまたは外部装置からの通信を受信してもよい。UAVは、その存在を検出するために検出器によって受信され得る情報をブロードキャストできる。ブロードキャストされる情報は、UAVに関する情報(例えばUAVの識別情報、UAVタイプ、UAVの位置、またはUAVの属性)を含み得る。
ジオフェンシング装置は、UAVへ飛行規制のセットの送信をトリガする信号を送信できる通信モジュールを含み得る。通信モジュールは、UAVがジオフェンシング装置の所定の地理的範囲に進入したときに、信号を送信できる。通信モジュールは、UAVがジオフェンシング装置によって検出されたときに、信号を送信できる。通信モジュールは、UAVが進入するジオフェンシング装置の境界に進入する前に、信号を送信できる。
本発明の態様は、ジオフェンシング装置を含み得る。ジオフェンシング装置は、(1)ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内のUAVの存在を検出する検出器と、(2)UAVがジオフェンシング装置の所定の地理的範囲に進入したときに、飛行規制のセットの送信をトリガする信号をUAVに送信する通信モジュールを含む。さらなる態様は、UAVに飛行規制のセットを付与する方法を対象とし得る。前記方法は、(1)ジオフェンシング装置の検出器の支援によって、ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内のUAVの存在を検出するステップと、(2)UAVがジオフェンシング装置の所定の地理的範囲に進入したときに、ジオフェンシング装置の通信モジュールの支援によって、UAVへの飛行規制のセットをトリガする信号を送信するステップを含む。
通信モジュールからの信号は、ジオフェンシング装置にオフボードである任意の装置に送信できる。例えば、信号は、外部装置2340に送信できる。前述したように、信号が航空制御システム、認証センター、他のジオフェンシング装置、または他のUAVに送信できる。場合によっては、UAV自体に信号が送信できる。外部装置は信号を受信でき、UAV2320に飛行規制のセットを送信できる。外部装置が信号を受信すると、外部装置は、飛行規制のセットを生成できる。外部装置は、飛行規制のセットが生成された後に、UAVに飛行規制のセットを送信できる。
ある代替の実施形態では、通信モジュールは、ジオフェンシング装置にオンボードの部品に信号を与え得る。例えば、ジオフェンシング装置のメモリから飛行規制のセットを取り出して、UAVに飛行規制のセットを送信できる、ジオフェンシング装置の1つ以上のプロセッサに信号を与え得る。双方向通信が、ジオフェンシング装置とUAVとの間に設けられ得る。
通信モジュールは、ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内で情報を送信し得る。通信モジュールは、少なくともジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内で装置に到達してもよい。通信モジュールは、ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲を超えて、装置に到達可能であり得る。通信モジュールは、限られた範囲を有し得る直接通信を発行できる。場合によっては、通信モジュールは、間接的に通信してもよく、1つ以上の中間装置またはネットワークを利用できる。
通信モジュールは、情報を継続的に送信し得る。通信モジュールは、情報を周期的に(例えば、規則的または不規則な間隔で)送信するか、スケジュールに従って情報を送信するか、またはある事象または状況の際、情報を送信できる。例えば、通信モジュールは、UAVの存在を検出したとき、情報を送信できる。通信モジュールは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内にあることを検出したとき、情報を送信できる。通信モジュールは、UAVがジオフェンシング境界に近づいていることを検出したとき、情報を送信できる。通信モジュールは(本明細書の他の部分に記載されたもの等)の任意の状態が検出されたとき、情報を送信できる。
ジオフェンシング装置2310は、ジオフェンシング装置の位置を提供する位置入力装置を含み得る。場合によっては、位置入力装置は、GPSユニットでよい。位置入力装置は、ジオフェンシング装置のグローバル座標を提供し得る。位置入力装置は、1つ以上のセンサを用いて、ジオフェンシング装置の位置を判断できる。位置入力装置は、ジオフェンシング装置のローカル座標を提供できる。ジオフェンシング装置の位置は、飛行規制のセットの送信をトリガする信号に含まれてもよい。一例では、外部装置は、ジオフェンシング装置の位置を受信してもよい。外部装置は、領域内でのジオフェンシング装置または任意の他のジオフェンシング装置の少なくとも一方の位置の追跡が可能であり得る。
ある実施形態では、飛行規制のセットは、外部装置で生成され得る。飛行規制のセットは、UAVまたはユーザー情報の少なくとも一方に基づいて生成されてもよい。例えば、UAV識別情報、UAVタイプ、ユーザー識別情報、またはユーザータイプの少なくとも1つを用いて、飛行規制のセットを生成できる。ジオフェンシング装置に関する情報を用いて、飛行規制のセットを生成できる。例えば、ジオフェンシング装置の識別情報、タイプ、または場所を用いてもよい。飛行規制のセットは、本明細書に記載された任意のタイプの情報に基づいて、複数の飛行規制のセットから選択されてもよい。
飛行規制のセットは、本明細書の他の部分に記載されたような任意の特性を含んでよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング境界を含んでよい。飛行規制のセットは、UAVの動作に対する1つ以上の制限を含んでよい。
飛行規制のセットは、外部装置からUAVに送信できる。場合によっては、飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置からUAVに送信できる。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置からUAVに、直接または外部装置を経由して送信できる。
別の実施形態では、UAVは、ジオフェンシング装置の位置に関する情報を受信してもよい。UAVは、(1)ジオフェンシング装置の位置を受信する通信ユニットと、(2)UAVをジオフェンシング装置の位置に基づいて生成された飛行規制のセットに従って動作させる1つ以上の信号を生成する飛行制御モジュールとを含み得る。本発明の態様は、UAVを操作する方法を含み得る。前記方法は、(1)UAVの通信ユニットの支援によって、ジオフェンシング装置の位置を受信するステップと、(2)飛行制御モジュールの支援によって、UAVをジオフェンシング装置の位置に基づいて生成された飛行規制のセットに従って動作させる1つ以上の信号を生成するステップを含む。
UAVは、飛行中のジオフェンシング装置の位置付けに関する情報を受信できる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置にオンボードの位置入力装置を有し得る。例えば、位置入力装置は、ジオフェンシング装置にグローバル座標を提供するGPSユニットでよい。本明細書の他の部分に記載されたような、任意の他の位置入力装置が、ジオフェンシング装置に設けられ得る。
UAVは、ジオフェンシング装置の位置付けに関する情報を、UAVの通信ユニットで受信してもよい。通信ユニットは、ジオフェンシング装置の位置を、ジオフェンシング装置から直接受信してよい。通信ユニットは、1つ以上の中間装置(すなわち、外部装置)からジオフェンシング装置の位置を受信してもよい。1つ以上の中間装置は、UAVにオフボードの航空制御システムでよい。
飛行規制のセットは、UAVにオンボードで生成されてもよい。UAVは、そのオンボードメモリで飛行規制のセットの生成に用いられ得る情報を記憶できる。例えば、UAVのオンボードメモリは、複数の飛行規制のセットを記憶できる。UAVは、ジオフェンシング装置に関連する受信された情報を用いて、飛行規制のセットを生成できる。ジオフェンシング装置の検出は、飛行規制のセットの生成をトリガできる。ジオフェンシング装置の情報は、飛行規制のセットの生成に影響を及ぼすことがあるか、または影響を及ぼさない。そして、UAVは、飛行規制のセットの生成されたセットに従って動作できる。
飛行規制のセットは、航空制御システムで、またはUAVにオフボードの他の外部装置で生成されてもよい。外部装置は、そのオンボードメモリで飛行規制のセットを生成に用いられ得る情報を記憶できる。例えば、外部装置のオンボードメモリは、複数の飛行規制のセットを記憶できる。外部装置は、ジオフェンシング装置に関連する受信された情報を用いて、飛行規制のセットを生成できる。ジオフェンシング装置の検出は、飛行規制のセットの生成をトリガできる。ジオフェンシング装置の情報は、飛行規制のセットの生成に影響を及ぼすことがあるか、または影響を及ぼさないことがある。場合によっては、飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の位置に基づいて生成されてもよい。外部装置は、UAVに、生成された飛行規制のセットを送信できる。飛行規制のセットは、直接的にまたは間接的に送信できる。UAVは、外部装置から飛行規制のセットを受信し得る、通信ユニットを有し得る。
外部装置(例えば航空制御システムまたは認証システムの他の部分)は、UAVとジオフェンシング装置の間の通信を管理する際の援助できる。本明細書における、いかなる記載も、任意のタイプの外部装置に適用し得る。航空制御システムは、複数のUAV及び複数のジオフェンシング装置からの情報を受信できる。航空制御システムは、複数のソースからの情報を収集し、UAVの飛行を管理する際に援助できる。航空制御システムは、様々なUAVに対して動的なルート情報をプッシュできる。航空制御システムは、他のUAVまたはジオフェンシング装置の少なくとも一方に関する情報に基づいてUAVの予定されたルートを受容するか、拒絶するか、または変更できる。航空制御システムは、受容するか、拒絶するか、またはUAVの予定されたルートを変更するために、様々なジオフェンシング装置の位置情報を用い得る。航空制御システムは、ナビゲーションサービスを提供できる。航空制御システムは、UAVの環境内での航行を助ける際に支援できる。航空制御システムは、UAVが、1つ以上のジオフェンシング装置を有し得る環境の航行を助け得る。
図41は、本発明の実施形態による、航空制御システムが複数のUAV及び複数のジオフェンシング装置と通信するUAVのシステムの一例を示す。航空制御システム4110は、1つ以上のジオフェンシング装置4120a、4120b、4120c、4120dと通信できる。航空制御システムは、1つ以上のUAV4130a、4130b、4130c、4130dと通信できる。
ある実施形態では、航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置を認識していてもよい。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置の位置を判断し得る位置入力装置を有してもよい。位置入力装置からの情報を、航空制御システムに伝達できる。ジオフェンシング装置の位置は、変更された場合には更新されてもよい。
航空制御システムは、UAVの位置を認識し得る。UAVは、その位置を判断する位置入力装置を有してもよい。例えば、UAVは、GPSユニットを有していてもよく、または他のセンサを用いて、UAVの位置を判断できる。UAVの位置に関する情報を、航空制御システムに伝達できる。UAVの位置は、変更された場合には更新されてもよい。
航空制御システムは、ジオフェンシング装置及びUAVの位置を認知できる。ジオフェンシング装置及びUAVの位置は、リアルタイムで、または、高い頻度で検索され得る。航空制御システムは、有利には、複数のジオフェンシング装置及び複数のUAVからの情報を収集できる。このように、航空制御システムは、領域内の装置を好適に概観することが可能であり得る。航空制御システムは、ジオフェンシング装置及びUAVの位置を認知でき、ジオフェンシング装置がUAVの検出を必要としないか、または逆もまた同様である。場合によっては、ジオフェンシング装置とUAVの間で検出が行われ得る。UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲に進入した場合に、航空制御システムが検出可能であり得る。UAVがジオフェンシング装置のジオフェンシング境界に近づいている場合に、航空制御システムが検出可能であり得る。航空制御システムは、UAVまたはジオフェンシング装置の少なくとも一方に、UAVがジオフェンシング装置に接近していることの警報を発することが可能であり得る。あるいは、警報は、提供されなくてもよい。
航空制御システムが、UAVがジオフェンシング装置に接近していることを検出すると、航空制御システムは、UAVに対する飛行規制のセットを生成し、UAVに飛行規制のセットを送信できる。航空制御システムは、UAVの位置データをジオフェンシング装置の位置データと比較することによって、UAVがジオフェンシング装置に接近していることを検出できる。リアルタイムでのUAVの位置を、リアルタイムでのジオフェンシング装置の位置と比較できる。UAVの座標を、ジオフェンシング装置の座標と比較できる。UAVの位置及びジオフェンシング装置を比較でき、ジオフェンシング装置によってUAVの検出を必要とせず、または逆もまた同様である。飛行規制のセットは、UAVが近づいているジオフェンシング装置に合わせて調整されるか、またはそれに基づいて生成されてもよい。UAVは、飛行規制のセットを受信して、飛行規制のセットに従って動作してもよい。
代替の実施形態では、UAVは、ジオフェンシング装置がUAVがジオフェンシング装置に接近しているという表示を、航空制御システムに提供できることを検出できる。航空制御システムは、UAVに対する飛行規制のセットを生成し、UAVに飛行規制のセットを送信できる。ジオフェンシング装置は、検出されるべき位置を提供できるが、他の機能性を有する必要はない。場合によっては、ジオフェンシング装置は、あるいはタイプによって一意的に識別可能であってもよく、タイプは、生成される飛行規制のタイプに何らかの関係があり得る。ジオフェンシング装置は、何らかの行動を自力でする必要はない。あるいは、ジオフェンシング装置は、UAVが接近していることを検出でき、航空制御システムに、UAVがジオフェンシング装置に接近しているという表示を提供できる。航空制御システムは、UAVに対する飛行規制のセットを生成して、UAVに飛行規制のセットを送信できる。ジオフェンシング装置は、UAVによって検出されるべき位置を提供できるが、他の機能性を有する必要はない。場合によっては、ジオフェンシング装置は、特定の場所に設けられてもよく、かつタイプによって一意的に識別されるかまたは識別可能であってもよい。タイプは、生成される飛行規制のタイプに何らかの関係があり得る。ジオフェンシング装置は、付加的な行動を自力でする必要はない。このように、ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、有利には比較的単純であるか、または費用対効果が高い装置でよい。
さらに代替の実施形態では、航空制御システムにオンボードで飛行規制のセットを生成することに代えて、航空制御システムは、UAVに飛行規制のセットを生成させ得る信号を、UAVに与える。航空制御システムからの信号は、どの飛行規制のセットが生成されるべきかを決定し得る。航空制御システムからの信号は、単一の飛行規制のセットに対応し得る。UAVが飛行規制のセットを生成するとき、UAVはその後、飛行規制のセットに従って行動し得る。別の事例では、航空制御システムにオンボードで飛行規制のセットを生成することに代えて、航空制御システムは、ジオフェンシング装置に飛行規制のセットを生成させ得る信号を、ジオフェンシング装置に与えることができる。航空制御システムからの信号は、どの飛行規制のセットが生成されるべきかを決定できる。航空制御システムからの信号は、単一の飛行規制のセットに対応し得る。ジオフェンシング装置は、UAVに、生成された飛行規制のセットを送信できる。UAVが飛行規制のセットを受信するとき、UAVはその後、飛行規制のセットに従って行動できる。同様に、航空制御システムは、さらなる装置に飛行規制のセットを生成させる任意の他のタイプの信号を与えることができる。さらなる装置は、UAVに、生成された飛行規制のセットを送信でき、UAVは飛行規制のセットに従って動作できる。
前述したように、UAVシステムの部品間での様々なタイプの通信によって、飛行規制を生成すること、UAVの動作を飛行規制に準拠させることを可能にできる。飛行規制は、ジオフェンシング装置の境界によって画定された1つ以上の領域に関係し得る。場合によっては、以下の少なくとも1つの様々な部品が互いに通信できるか、または互いに検出可能であり得る。例えばUAV、ユーザー端末(例えば、リモートコントローラ)、ジオフェンシング装置、外部記憶ユニット、または航空制御システム(または他の外部装置)。
ある実施形態では、任意の2つの部品間に、プッシュ通信が設けられてもよい。プッシュ通信は、第1の部品から第2の部品に送信される通信を含んでもよく、第1の部品が通信を開始させる。第2の部品からの通信に対するあらゆる要求なしに、第1の部品から第2の部品に通信が送られ得る。例えば、航空制御システムは、UAVに至るまで通信をプッシュできる。航空制御システムは、UAVが飛行規制のセットを求めることなしに、UAVに飛行規制のセットを送信できる。
必要に応じて、任意の2つの部品間に、プル通信が設けられてもよい。プル通信は、第1の部品から第2の部品に送信された通信を含んでもよく、第2の部品が通信を開始させる。第2の部品からの通信に対する要求に応答して、第1の部品から第2の部品に通信が送られてもよい。例えば、航空制御システムは、UAVが飛行規制のセットの更新を要求したときに、UAVに飛行規制のセットを送信できる。
任意の2つの部品間の通信は、自動でよい。ユーザーからのいかなる命令または入力をも必要とせず、通信が行われてもよい。スケジュール、または検出された事象または状況に応答して、自動的に通信が行われてもよい。1つ以上のプロセッサは、データを受信でき、受信データに基づいて、通信に対する命令を自動的に生成できる。例えば、航空制御システムは、UAVに、ローカルなナビゲーションマップの更新を自動的に送信できる。
任意の2つの部品間の1つ以上の通信は、手動によるものでよい。ユーザーからの命令時または入力時に、通信が行われてもよい。ユーザーは、通信を開始できる。ユーザーは、通信の1つ以上の側面(例えばコンテンツまたは配信)を制御できる。例えば、ユーザーは、UAVに、航空制御システムからのローカルなナビゲーションマップの更新の要求を命令できる。
通信は、リアルタイムで継続的に行われてもよく、ルーチンに従って(例えば、規則的なまたは不規則な時間間隔を有する周期ベースで、またはスケジュールに従って)、またはルーチン化していない方法で(例えば、検出された事象または状況に応答して)行われてもよい。第1の部品は、第2の部品に、ルーチンに従って、またはルーチン化していない方法で、通信を継続的に送信できる。例えば、ジオフェンシング装置は、航空制御システムにジオフェンシング装置の位置に関する情報を継続的に送信できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置をリアルタイムで認知できる。あるいはジオフェンシング装置は、ルーチン化した方法で、ジオフェンシング装置の位置に関する情報を送信できる。例えば、ジオフェンシング装置は、その位置について、航空制御システムを毎分更新できる。別の事例では、ジオフェンシング装置は、その位置に関する更新を、スケジュールに従って、航空制御システムに送信できる。スケジュールは、更新されてもよい。例えば、ジオフェンシング装置は、月曜日にその位置に関する更新を毎分送ることができ、一方で火曜日には、ジオフェンシング装置は、その位置に関する更新を5分毎に送ることができる。別の事例では、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置の位置に関する情報を、ルーチン化していない方法で送信してもよい。例えば、UAVが装置に接近していることを装置が検出したときに、ジオフェンシング装置は、航空制御システムに、ジオフェンシング装置の位置に関する情報を送信できる。
任意の2つの部品間の通信は、直接的または間接的でよい。あらゆる中間物を必要とせず、第1の部品から第2の部品に、通信が直接提供されてもよい。例えば、リモートコントローラは、UAVの受信機によって直接受信された、送信機からの無線信号を送信できる。中間物を通して中継されることによって、第1の部品から第2の部品に間接的に通信が与えられてもよい。中間物は、1つ以上の中間装置またはネットワークでよい。例えば、リモートコントローラは、1つ以上の電気通信塔を介して経路設定されることを含み得る電気通信ネットワークを通して、UAVの動作を制御する信号を送信できる。別の事例では、飛行規制情報は、UAVに直接送られ、その後ユーザー端末に間接的に(例えば、UAVを介して)送信でき、またはユーザー端末に直接送られ、その後UAVに間接的に(例えば、ユーザー端末を介して)送信できる。
任意の部品間に、任意のタイプの通信を(例えば本明細書に記載されたような様々な方法で)設けることができる。通信は、位置情報、識別情報、認証のための情報、環境条件に関する情報、または飛行規制に関連する情報を含んでよい。例えば、プッシュまたはプル通信、自動または手動通信、リアルタイムで継続的にルーチンに従って、またはルーチン化された方法で生じる通信、あるいは、直接または間接行われ得る通信でよい通信を介して、1つ以上の飛行規制のセットを提供してもよい。
ジオフェンス装置で決定された規制
ジオフェンシング装置は、境界を有してもよい。境界は、飛行規制のセットを適用し得る範囲を画定できる。範囲は、ジオフェンシング境界内でよい。範囲は、ジオフェンシング境界外でよい。境界は、飛行規制のセットの生成の際に決定されてもよい。境界は、飛行規制のセットの他の部分の生成とは無関係に決定されてもよい。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、飛行規制のセットを生成できる。ジオフェンシング装置によって生成された飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の境界の表示をさらに含み得る。あるいは、ジオフェンシング装置は、飛行規制のセットを生成するのか、あるいは異なる装置が飛行規制のセットを生成するのかとは無関係に、ジオフェンシング装置の境界を決定できる。
あるいは、航空制御システムが、飛行規制のセットを生成してもよい。航空制御システムによって生成された飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の境界の表示をさらに含み得る。代替的に、航空制御システムは、飛行規制のセットを生成するのか、あるいは異なる装置が飛行規制のセットを生成するのかとは無関係に、ジオフェンシング装置の境界を決定できる。本明細書における、ジオフェンシング装置による飛行規制またはジオフェンシング装置の境界の決定のいかなる記載も、航空制御システムによる、飛行規制またはジオフェンシング装置の境界の決定にも適用できる。
さらなる例では、UAVが、飛行規制のセットを生成してもよい。UAVによって生成された飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の境界の表示をさらに含み得る。あるいは、UAVは、飛行規制のセットを生成するのか、あるいは異なる装置が飛行規制のセットを生成するのかとは無関係に、ジオフェンシング装置の境界を決定できる。本明細書における、ジオフェンシング装置による、飛行規制またはジオフェンシング装置の境界の決定のいかなる記載も、UAVによる飛行規制またはジオフェンシング装置の境界の決定にも適用できる。
ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置に適用可能な飛行規制のセット、またはジオフェンシング装置の境界の少なくとも一方を自己決定できる。飛行規制のセット(または境界の少なくとも一方)は、以下の少なくとも1つに基づいてもよい。航空交通制御システムからの情報、ユーザー入力、環境条件情報(例えば、環境的気候、環境の複雑度、人口密度、交通)、航空路状態(例えば、航空交通状態)、周囲のジオフェンシング装置からの情報、または1つ以上のUAVからの情報。任意の飛行規制も、記載された要因のいずれか、または記載されたソースのいずれかからの情報に応答して、修正または更新され得る。更新または変更は、リアルタイムで成されてもよく、周期的に(例えば、規則的または不規則な時間間隔で)、スケジュールに従って、または検出された事象または状況に応じて成されてもよい。
制限のタイプ
前述したように、UAVの動作に、任意のタイプの飛行規制が課せられてもよい。前述したように、任意のタイプの飛行規制は、ジオフェンシング装置の存在に応じて課せられてもよい。ジオフェンシング装置は、飛行規制のセットに関連付けられ得る1つ以上のジオフェンシング境界を有してもよい。
飛行規制のセットは、UAVの挙動に対する制限を含んでよい。例えば、ジオフェンシング境界によって境界線を付けられた範囲へのUAVの進入が制限され得る。他の制限の例は、以下を含み得るが、これらに限定されない。存在を制限すること、存在を許可すること、高度制限、線速度制限、角速度制限、線加速度制限、角加速度制限、時間制限、搭載物使用の制限、空中写真の制限、センサの動作への制限(例えば、特定のセンサのオン/オフ、データを用いてセンサを収集しないこと、センサからのデータを記録しないこと、センサからのデータを送信しないこと)、任務の制限(例えば、可視ライト、赤外線、または紫外線を含み得る特定の電磁スペクトルで発行すること、音または振動の制限)、UAVの外観の変化に対する制限(例えば、UAVの変形への制限)、無線信号に関する制限(例えば、帯域、周波数、プロトコル)、用いられる通信または通信の変化に対する制限、UAVによって支持される物品への制限(例えば、物品のタイプ、物品の重量、物品の寸法、物品の材料)、物品に対してまたは物品によって行われるアクションに対する制限(例えば、物品の降下または送り届け、物品のピックアップ)、UAVの支持機構の動作に対する制限、電力使用または管理に対する制限(例えば、十分なバッテリ残量を要すること)、着陸に対する制限、離陸に対する制限、またはUAVの任意の他の使用に対する制限。飛行規制に関して本明細書の他の部分に挙げられた例の全てが、ジオフェンシング装置の存在と結び付けられて、可能な制限としてUAVに適用され得る。
ジオフェンシング装置は、異なるタイプでよい。場合によっては、異なるタイプのジオフェンシング装置には、異なるタイプの飛行制限が課せられてもよい。飛行制限タイプの例は、上記の任意の飛行制限、または本明細書の他の部分に記載された任意の飛行規制を含んでよい。場合によっては、異なるタイプの異なるジオフェンシング装置が、ジオフェンシング装置と相関して異なる境界(例えば、異なる形状、サイズ、変化状態)を有してもよい。
前述したように、UAV識別情報、ユーザー識別情報、またはジオフェンシング装置主体の少なくとも1つに基づいて、異なる制限が課せられてもよい。異なるUAVタイプ、異なるユーザータイプ、または異なるジオフェンシング装置のタイプの少なくとも1つに、異なる制限が課せられてもよい。異なる操作レベルのUAV、異なる操作レベルのユーザー、または異なる操作レベルのジオフェンシング装置の少なくとも1つに、異なる制限が付与されてもよい。
UAVが飛行規制のセットに準拠して行動していない場合、飛行応答措置が行われてもよい。ユーザーからUAVの制御が引き継がれる場合がある。UAV自体が、UAVにオンボードの命令に従って飛行応答措置を自動的に行うUAVか、航空制御システムにオンボードの命令に従って飛行応答措置を行うようにUAVに命令を送信できる航空制御システムか、または当初のUAVのユーザーより高い操作レベルの他のユーザーによって、制御が引き継がれる場合がある。UAVに対してリモートのソースから命令が提供されることができ、ソースは、当初のユーザーより高い権利を有する。航空制御システムに対して、テイクオーバーの報告をできる。UAVは、飛行応答措置を遂行できる。飛行応答措置は、UAVが準拠していない飛行制限に依存して提供され得る。
例えば、UAVが内部に居ることを許可されていない領域にある場合、UAVは、強制的に、範囲から退出して、出発点またはホームポイントに戻るか、または着陸させられる可能性がある。テイクオーバーが生じる前に、UAVは、ユーザーがUAVを範囲から退出させるための時間を与えられ得る。UAVが飛行を許可されるただ一つの領域からUAVが退去する場合、UAVは、その領域に戻るか、または着陸を要求されることがある。UAVは、制御のテイクオーバーの前に、ユーザーにUAVを領域に戻させるための時間を与え得る。UAVが搭載物を動作させることを許可されていない領域内でUAVが搭載物を動作させている場合、搭載物は、自動的にオフにされることがある。UAVがセンサによって情報を収集しており、領域内での情報の収集が許可されていない場合、センサがオフにされることがあるか、収集されているデータをセンサが記録することができないか、または収集されているデータをセンサが送信できない可能性がある。別の事例では、無線通信が領域内では許可されていない場合、UAVの通信ユニットがオフにされて、無線通信を防止することがある。UAVが領域内で着陸を許可されておらず、ユーザーが着陸命令を与えた場合、UAVは着陸しないが、ホバリングする場合がある。UAVが一定のレベルのバッテリ充電範囲内に維持されなければならず、充電レベルが所望のレベルを下回って低下した場合、UAVは自動的にバッテリ充電ステーションに誘導され得るか、領域の外側にナビゲートされ得るか、または強制的に着陸させられることがある。いずれの状況においても、ユーザーには、準拠するための時間を与えることができ、あるいは、飛行応答措置が直ちに効力を生じ得る。UAVを、適合しない飛行規制に準拠させることを可能にできる任意の他のタイプの飛行応答措置が付与されてもよい。
場合によっては、ジオフェンシング装置を用いて、飛行制限ゾーンを画定でき、1つ以上の飛行規制のセットを適用できる。ジオフェンシング境界は、飛行制限ゾーンの外周でよい。場合によっては、特定の任務を負う特定のUAVに対して、飛行制限ゾーン内部で、または飛行制限ゾーンの外側で、同じ飛行制限のセットを適用してもよい。
任意には、ジオフェンシング装置を用いて、複数の飛行制限ゾーンを画定してもよい。図24は、複数の飛行制限ゾーンを有し得るジオフェンシング装置の一例を示す。ジオフェンシング装置2410を用いて、第1の飛行制限ゾーン(例えば、ゾーン2420a)、第2の飛行制限ゾーン(例えば、ゾーンB2420b)を画定できる。任意には、第3の飛行制限ゾーン(例えば、ゾーンC2420c)が設けられてもよい。ジオフェンシング装置によって、任意の数の飛行制限ゾーンが画定されてもよい。例えば、ジオフェンシング装置によって、1以上、2以上、3以上、4以上、5以上、6以上、7以上、8以上、9以上、10以上、11以上、12以上、15以上、20以上、25以上、30以上、50以上、または100以上の飛行制限ゾーンが画定されてもよい。
ゾーンは、重複してもよく、または重複しなくてもよい。ある事例では、ゾーンA、ゾーンB、及びゾーンCは、重複しない別個のゾーンでよい。例えば、ゾーンAは、円形形状を有してもよい。ゾーンBは、ドーナッツ形でよい(例えば、ゾーンの外側境界Bの内側で、ゾーンの外側境界Aの外側でよい)。ゾーンCは、切欠き穴を有する矩形形状でよい(例えば、ゾーンの外側境界Cの内側で、ゾーンの外側境界Bの外側でよい)。ゾーンの外側境界は、境界が互いに交差しないように同心でよい。あるいは、ゾーンの外側境界は、互いに交差してもよい。場合によっては、ゾーンは重複してもよい。場合によっては、ゾーンは、完全に別のゾーンの内部にあってもよい。例えばゾーンAは、円でよい。ゾーンBは、穴のない円でよい。ゾーンAは、完全にゾーンBの内部にあってもよい。場合によっては、ゾーンが別のゾーンの内部にある場合、内側のゾーンは、外側のゾーンの全ての制限を有してもよい。
ゾーンは、任意のサイズまたは形状を有してもよい。ゾーンは、二次元の境界によって画定されてもよい。二次元の境界の上の空間、またはその下の空間は、ゾーンの一部でよい。例えばゾーンは、円形、楕円形、三角形、四角形、矩形、任意の四辺形形状、帯状形、五角形、六角形、八角形、半円形、ドーナッツ形、星形、または任意の他の規則的または不規則な形状を有する二次元の境界を有してもよい。この形状は、その内部に1つ以上の穴を含んでもよく、または含んでなくてもよい。ゾーンは、三次元の境界によって画定されてもよい。三次元境界の内側に囲い込まれた空間は、ゾーンの一部でよい。例えば、ゾーンは、球形、円筒形状角柱形(任意の形状にされた断面を有する)、半球形、ボウル形、ドーナッツ形、釣鐘形、壁状、円錐形、または任意の規則的または不規則な形状を有してもよい。ジオフェンシング装置によって画定された異なるゾーンは、同じ形状を有していてもよく、または異なる形状を有してもよい。ジオフェンシング装置によって画定された異なるゾーンは、異なるサイズを有してもよい。
場合によっては、ジオフェンシング装置は、全てのゾーンの外側境界の内側にあってもよい。あるいは、ジオフェンシング装置は、ゾーンの1つ以上の外側境界の外側にあってもよい。ゾーンは全て、間隔を置かれ、かつ独立していてもよい。しかし、ジオフェンシング装置の全てのゾーンは、ジオフェンシング装置を基準として位置し得る。ジオフェンシング装置を環境内部で移動させる場合、ジオフェンシング装置のゾーンを、装置に沿って移動させ得る。例えば、ジオフェンシング装置が、東に約10メートル移動した場合、それに対応してジオフェンシング装置のゾーンを、東に10メートル移動させることができる。ある実施形態では、ゾーンは、放射状に対称でよい。どのようにしてジオフェンシング装置を回転させるかに関わらず、ゾーンは同じままでよい。代替的に、ゾーンは、放射状に対称でなくてもよい。例えば、ジオフェンシング装置が回転する場合、それに従ってゾーンを回転させることができる。ゾーンは、ジオフェンシング装置を中心として回転させることができる。例えば、ジオフェンシング装置が時計回りに90度回転した場合、ゾーンは、ジオフェンシング装置の地点を中心として、時計回りに90度回転できる。場合によっては、ジオフェンシング装置の回転は、ゾーンの場所に影響を及ぼす可能性がある。
場合によっては、各飛行制限ゾーンは、独自の制限を有してもよい。飛行規制のセットは、異なる飛行制限ゾーン境界及び対応する制限に関連付けできる。例えば、飛行規制のセットは、ゾーンAの境界、ゾーンBの境界、ゾーンCの境界、ゾーンAの制限、ゾーンBの制限、またはゾーンCの制限の少なくとも1つを含んでよい。異なるゾーンは、異なる制限を有してもよい。一例では、ゾーンAは、飛行を制限して、どのUAVもゾーンAに進入できないようにしてもよい。ゾーンBは、飛行を許可する可能性があるが、UAVがゾーンB内でカメラを動作させることを防止し得る。ゾーンCは、飛行及びカメラの使用を許可する可能性があるが、UAVが高度下限の下で飛行を許可しないことがある。これらの異なる規制についての命令は、飛行規制のセットの中に設けられてもよい。異なるゾーンは、UAVの動作の異なる態様に対する制限を有してもよい。異なるゾーンは、UAVの動作の同じ態様に対する制限ではあるが、異なるレベルの制限を有してもよい。例えば、ゾーンA、ゾーンB、ゾーンCは、UAVの飛行を制限し得る。しかし、UAVの飛行は、異なるゾーン内で異なる方法によって制限され得る。例えば、ゾーンAでは、UAVは進入を全く許可されない可能性がある。ゾーンBでは、UAVは、高度下限を上回って飛行する可能性があるが、ゾーンAからの距離が増大するにつれて、高度下限はその高度が上昇する。ゾーンCでは、UAVは、十分なレベルの高度を維持できる、高度下限を下回って飛行できないことがあり、ゾーンCの高度下限は、ゾーンBの高度下限の最高点と適合する。
同様に、各ゾーンは、他のゾーンの境界と同じか、または異なる独自の境界のセットを有してもよい。各境界のセットは、異なる飛行規制のセットに対応し得る。各境界のセットは、異なる飛行制限のセットに対応し得る。場合によっては、各境界のセットについての飛行制限のタイプは、同じでよい。あるいは、各境界のセットについての飛行制限のタイプは、異なっていてもよい。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置に最も近いゾーンは、最も厳格な制限を有してもよい。ある実施形態では、ジオフェンシング装置に最も近いゾーンは、ジオフェンシング装置から離れているゾーンよりも厳格な制限を有してもよい。ジオフェンシング装置から離れているゾーンは、ジオフェンシング装置により近いゾーンよりも厳格ではない制限を有してもよい。例えば、ゾーンAでは、UAVは、進入を許可され得る。ゾーンBでは、UAVは、第1の高度下限の上での飛行を許可され得る。ゾーンCでは、UAVは、第1の高度下限よりも低い第2の高度下限の上での飛行を許可され得る。ある実施形態では、ジオフェンシング装置から離れているゾーン内での全ての制限が、ジオフェンシング装置により近い全てのゾーンに適用され得る。このように、ジオフェンシング装置により近いゾーンは、その他のゾーンの制限を加えられる場合がある。例えば、ゾーンCは、制限のセットを有してもよい。ゾーンBは、ゾーンCの制限の全てに加えて、ゾーンBの制限を付加的に有してもよい。ゾーンAは、ゾーンCの制限の全てと、ゾーンBの付加的な制限、ゾーンAからの制限を付加的に有してもよい。例えば、ゾーンCは、UAVがゾーン内をどこでも飛行し、UAVの搭載物の動作を許可するが、着陸を許可しない可能性がある。ゾーンBもまた、UAVが着陸を許可しない可能性があるが、UAV上の搭載物の動作を阻止することがあり、それでもUAVのいかなる飛行も許可し得る。ゾーンAは、UAVが着陸を許可しない可能性があり、搭載物の動作を阻止する可能性があり、UAVの高度下限の上での飛行を必要とし得る。
他の実施形態では、ゾーンは、互いに無関係に制限を有し得る。ジオフェンシング装置より近いゾーンは、その他のゾーンよりも制限的である必要はない。例えば、ゾーンAは、UAVが搭載物を動作させることを阻止し得るが、UAVがどこでも飛行する許可をする可能性がある。ゾーンBは、UAVが搭載物を動作させることを許可し得るが、UAVが高度上限の上での飛行を阻止する可能性がある。ゾーンCは、UAVからの無線通信を阻止する一方で、UAVがどこでも飛行し、搭載物を動作させることが可能であり得る。
UAVナビゲーション
1つ以上のUAVは、ある領域を航行できる。UAVは、飛行経路に沿って進むことができる。飛行経路は、予め決定されているか、予め半ば決定されていてもよく、またはリアルタイムで作成されてもよい。
例えば、飛行経路の全体が、予め決定されていてもよい。飛行経路に沿った場所は、各々予め決定されていてもよい。場合によっては、飛行経路は、領域内でのUAVの位置を含んでよい。場合によっては、飛行経路は、ある場所でのUAVの向きをさらに含んでよい。一例では、予め決定された飛行経路は、UAVの位置及び向きの両方を予め決定できる。あるいは、UAVの位置のみが予め決定されていてもよく、一方でUAVの向きは、予め決定されていなくてもよく、可変でよい。UAVの他の機能は、予め決定されている飛行経路の一部として予め決定されていてもよく、または予め決定されていなくてもよい。例えば、搭載物の使用は、飛行経路の一部として予め決定されていてもよい。例えば、UAVは、撮像装置を載せていてもよい。撮像装置がオンにされるかまたはオフにされる位置、ズーム、モード、または経路に沿った様々な場所での撮像装置の他の動作の特色は、予め決定されていてもよい。場合によっては、UAVに対する撮像装置の位置付け(例えば、向き)もまた、飛行経路の一部として予め決定されていてもよい。例えば、撮像装置は、第1の場所においてUAVに対する第1の向きを有していてもよく、その後第2の場所においてUAVに対する第2の向きに切り換えられてもよい。別の事例では、無線通信は、飛行経路の一部として予め決定されていてもよい。例えば、UAVが飛行経路の第1の部分で一定の通信周波数を用い、その後飛行経路の第2の部分で異なる通信周波数に切り換えることが予め決定され得る。UAVの任意の他の動作機能は、予め決定されている飛行経路の一部として、予め決定されていてもよい。ある実施形態では、飛行経路の一部として予め決定されているUAVの動作の態様は、可変でよい。ユーザーは、UAVが飛行経路を横断している間に、UAVの動作の1つ以上の可変の特徴を制御し得る入力を与えることが可能であり得る。ユーザーは、予め決定されている飛行経路の予め決定されている部分の変更が可能であってもよく、または可能でなくてもよい。
別の事例では、飛行経路は、予め半ば決定されていてもよい。飛行経路にいくつかの部分またはチェックポイントが設けられてもよく、予め決定されていてもよい。予め決定されていない部分は、ユーザーによって、可変または制御可能であり得る。例えば、一連の航路定点は、飛行経路に関して予め決定されていてもよい。航路定点間のUAV飛行経路は、可変でよい。しかし、航路定点間の経路が変動する可能性があっても、UAVは、各航路定点に案内され得る。場合によっては、最終目的地が、予め決定されていてもよい。最終目的地に達するまでの経路全体が、ユーザーによって、可変または制御可能であり得る。
別の事例では、経路は、リアルタイムで作成されてもよい。飛行全体がユーザーによって制御されてもよい。ユーザーは、あらゆるスケジュールまたは予め決定されている経路または到着地なしに、UAVを手動制御できる。ユーザーは、環境内でUAVを自由に飛行できる。UAVの飛行経路は、UAVが環境を横断するときに作成されてもよい。
領域内のジオフェンシング装置は、UAVの飛行経路に影響を及ぼし得る。場合によっては、環境内のジオフェンシング装置が考慮されてもよく、環境内で動作しているUAVの1つ以上の飛行規制のセットを課し得る。UAVの挙動は、ジオフェンシング装置によって変えられてもよく、または変えられなくてもよい。UAVの行動が飛行規制のセットに準拠していない場合、UAVの挙動を変更できる。UAVの行動が飛行規制のセットに準拠し手いる場合、UAVの挙動は、任意には変えられない場合がある。UAVが予め決定されている飛行経路、予め半ば決定されている飛行経路、またはリアルタイムの飛行経路を横断しているとき、ジオフェンシング装置が考慮され得る。
図42は、UAVが飛行経路を横断している可能性がある環境で、その環境内に1つ以上のジオフェンシング装置がある例を示す。1つ以上のUAV(例えば、UAV4210a、UAVB4210b)は、飛行経路に沿って環境を横断できる。飛行経路(例えば、経路A、経路B、経路C)は、予め決定されていてもよく、予め半ば決定されていてもよく、またはリアルタイムで決定されてもよい。UAVは、任意には目的地4220に向かって飛行していてもよい。目的地は、予め決定されている目的地であってもよく、またはリアルタイムで決定された目的地でよい。目的地は、最終目的地であってもよく、または経路に沿った航路定点でよい。目的地は、UAVの目的であり得る任意の場所でよい。1つ以上のジオフェンシング装置(例えば、GF1 4230a、GF2 4230b、GF3 4230c、GF4 4230d、またはGF5、4230e)は、環境内に設けられてもよい。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置の境界を有してもよい。
UAVは、1つ以上のジオフェンシング装置に関連付けられた飛行規制のセットに従って動作できる。UAVとジオフェンシング装置との間のあらゆる通信が、本明細書の他の部分に記載されたように提供され得る。航空制御システム(または他の外部装置あるいはシステム)と、UAVまたはジオフェンシング装置の少なくとも一方との間のあらゆる通信が、本明細書の他の部分に記載されたように提供され得る。通信の結果として、UAVに提供され得るか、またはUAVにオンボードで生成された飛行規制のセットを生成できる。飛行規制のセットは、領域内のジオフェンシング装置によって課せられた1つ以上の制限を含んでよい。
一例では、UAV4210aは、目的地4220に進路を向けていることがある。1つ以上のジオフェンシング装置4230a、4230bは、UAVと目的地との間に設けられ得る。ジオフェンシング装置は、UAVと目的地との間に位置し得る境界を有してもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置の境界は、その目的地に向かうUAVの経路を邪魔することがある。UAVは、任意には飛行軌道を有し得る。場合によっては、UAVが飛行軌道に沿って進み続けた場合、UAVは、目的地に向かう途中で、ジオフェンシング装置の境界に遭遇し得る。軌道は、UAV向けに、予め決定されている飛行経路、予め半ば決定されている飛行経路、またはリアルタイムの飛行経路に沿ったものでよい。
一例では、初めに計画された飛行経路は、ジオフェンシング装置の境界内の制限された領域と交差する場合がある。かかる場合、経路を、ジオフェンシング装置を回避して、UAVを制限された領域外に維持し得る別の経路(例えば、経路A)に変更できる。経路Aは、制限された領域を回避しながらも、UAVを目的地に到着させるように算出され得る。場合によっては、経路は、予め決定されている経路から比較的少ない逸脱でUAVを目的地に到着させるように選択され得る。起こり得る逸脱の最少量を算出できる。あるいは、逸脱量は、起こり得る逸脱の最少量の50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、5%以下、または1%以下でよい。例えば、GF1及びGF2が境界と重複しているため、UAVがジオフェンシング装置の間を通過し得ないと判断され得る。UAVは、GF2側またはGF1側を迂回する経路を取ることを選ぶことができる。GF2経路は、より短いか、または当初の経路からあまり逸脱していない可能性がある。このように、経路Aは、GF2側を迂回して進むように選択され得る。場合によっては、経路は、環境条件を考慮して選択されてもよい。強風が吹いている場合、UAVが制限された領域内に意図せずに吹き飛ばされることがないことをより確実に保証するように、UAVは、より広い経路を取って境界を回避できる。他の測定基準、例えばエネルギー効率が考慮されてもよい。UAVは、比較的高いレベルのエネルギー効率で、経路に向けられ得る。このように、UAVが飛行中に、予め決定されている経路が変更されて、ジオフェンシング装置を回避できる。
他の例では、予め決定されている経路は、ジオフェンシング装置を前もって回避するように算出されるかまたは生成され得る。例えば、ユーザーは、予定された経路、航路定点、または目的地に進入できる。ユーザーは、UAVを特定の目的地(航路定点でよい)に到達させることを所望していることを示すことができる。航空制御システム、または本明細書の他の部分に記載された任意の他のシステムは、領域内のジオフェンシング装置に関するデータを収集できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置または境界の少なくとも一方を検出できる。ユーザーは、任意には、目的地に到着するための飛行経路を予定できる。航空制御システムは、経路を受容するか、拒絶するが、または変更できる。場合によっては、航空制御システムが、制限された領域を回避しながらも、UAVを目的地に到達させることを可能にし得る経路(例えば、経路A)を提案してもよい。予定された経路は、ユーザーによって初めに予定された経路からあまり逸脱しないように選択できる。ユーザーは、予定された経路を受容するか、または拒絶することを選択できる。あるいは、航空制御システムによって予定された経路が自動的に実施されてもよい。このように、予め決定されているUAVの飛行経路が、既にジオフェンシング装置を考慮して、様々なジオフェンシング装置を通り過ぎてUAVを目的地に到着させるための経路を計画できる。ある実施形態では、ユーザーは、全経路を予定する必要はないが、1つ以上の目的地を予定してもよい。航空制御システムは、ジオフェンシング装置の情報を検討することができ、UAVが制限された領域に進入することなく目的地に到達することを可能にする、予め決定された飛行経路を生成できる。場合によっては、制限された領域を回避する、多数の実現可能な経路が考慮されてもよく、多数の経路から単一の経路が選択されてもよい。
別の事例では、予め半ば決定されている飛行経路は、ジオフェンシング装置の境界内の制限された領域と交差するような軌道上にUAVがあり得る。例えば、目的地が登録されており、UAVが目的地に向かって移動している場合がある。かかる場合、経路を、ジオフェンシング装置を回避して、UAVを制限された領域外に維持し得る別の経路(例えば、経路A)に変更できる。経路Aは、制限された領域を回避しながらも、UAVを目的地に到着させるように算出され得る。場合によっては、経路Aは、以前の軌道に基づいて、UAVを比較的少ない逸脱で目的地に到着させるように選択され得る。新しい経路は、環境条件または他の状態を考慮して選択され得る。このように、UAVが飛行中に、予め半ば決定されている経路が変更されて、ジオフェンシング装置を回避するが、依然としてUAVは目的地に到達することが可能であり得る。
場合によっては、予め半ば決定されている経路は、ジオフェンシング装置を前もって回避するように算出されるか、または生成され得る。例えば、ユーザーは、予定された目的地(例えば、最終目的地、航路定点)に進入できる。航空制御システム、または本明細書の他の部分に記載された任意の他のシステムは、領域内のジオフェンシング装置に関するデータを収集できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置または境界の少なくとも一方を検出できる。航空制御システムは、予定された目的地が制限された領域内であるかを判断することができ、ジオフェンシング装置の境界内である可能性がある。目的地が、制限された領域内ではない場合、予定された目的地を、その後受容さし得る。目的地が、UAVが進入を許可されていない制限された領域内である場合、航空制御システムは、その後目的地を拒絶することがある。場合によっては、航空制御システムは、制限された領域外であるが、当初の目的地であった場所に近い可能性がある別の目的地を提案する場合がある。新しく予定された目的地を生成する際に、1つ以上の要因(例えば当初の予定された目的地からの距離、新しい目的地に接近するための飛行経路の容易さ、または環境条件)が考慮されてもよい。
さらに、ユーザーは、UAVをリアルタイムで手動制御し得る。UAVは、ジオフェンシング装置の境界内の制限された領域に今にも進入しそうであることを示し得る軌道を有している可能性がある。かかる場合、経路を、ジオフェンシング装置を回避して、UAVを制限された領域外に維持し得る別の経路(例えば、経路A)に変更できる。場合によっては、ユーザーに対して、ユーザーが境界に接近していることの警告が発行されてもよく、任意には、ユーザーに、自己修正のために時間を与えることができる。ユーザーが割り当てられた時間内で自己修正を行わない場合、ユーザーから制御がテイクオーバーされることがある。あるいは、経路は、ユーザーに自己修正のための時間を与えることなく自動的に変更されてもよい。テイクオーバーによって、UAVは変更された経路(例えば、経路A)に沿って飛行し得る。経路Aは、制限された領域を回避しながらも、UAVを予定された目的地に到着させるように算出され得る。経路Aを策定するときに1つ以上の要因(例えば当初の軌道からの逸脱、エネルギー効率、または環境条件)が考慮されてもよい。このように、リアルタイムの経路は、UAVが飛行中にジオフェンシング装置を回避するように変更され得る。
ある実施形態では、UAVは、ローカルナビゲーションマップを備えることができる。UAVは、航空制御システム、または他の外部装置からローカルナビゲーションマップを受信できる。UAVは、ジオフェンシング装置からローカルナビゲーションマップを受信できる。ローカルナビゲーションマップは、1つ以上のジオフェンシング装置の位置を含んでよい。ローカルナビゲーションマップは、1つ以上のジオフェンシング装置の境界を含んでよい。ローカルナビゲーションマップは、様々な領域においてUAVに課せられ得る制限に関する情報を含んでよい。例えば、UAVがジオフェンシング装置の境界内での飛行を許可されていない場合、ローカルマップは、マップ上の範囲内での飛行制限を示し得る。別の事例では、UAVは、別のジオフェンシング装置の境界内で搭載物を動作させることを許可されておらず、ローカルマップは、マップ上の範囲内での搭載物の動作に対する制限を示し得る。UAVに関する1つ以上の飛行規制のセットは、ローカルナビゲーションマップに反映され得る。
UAVは、ローカルナビゲーションマップを用いて、範囲を航行できる。場合によっては、ローカルナビゲーションマップは、その中でグラフ化された予め決定されている経路を含んでよい。予め決定されている経路は、ジオフェンシング装置を既に考慮していてもよい。UAVは、予め決定されている経路に従うことができる可能性がある。UAVが予め決定されている経路から逸脱した場合、必要に応じて調整されてもよい。UAVの現在の場所は、UAVが在ると推定されるマップ上の位置と比較され得る。予め決定されている経路がジオフェンシング装置を考慮しておらず、制限された領域に進入するとみなされた場合、予め決定されている経路が更新されてもよく、この情報を反映するようにマップ情報が更新されてもよい。
ある実施形態では、ローカルナビゲーションマップは、予め半ば決定されている経路の一部として、UAVの1つ以上の目的地を含んでよい。目的地は、UAVの航路定点を含んでよい。目的地は、ジオフェンシング装置を既に考慮していてもよい。例えば、目的地は、制限された領域内ではない場所に選択されてもよい。UAVは、目的地から目的地へ進行することが可能であり得る。1つ以上の制限された領域に遭遇した場合、必要に応じて調整が成されてもよい。目的地が、ジオフェンシング装置を考慮しておらず、目的地の1つ以上が、制限された領域内にある場合、目的地が、制限された範囲外の領域に更新されてもよく、この情報を反映するようにマップ情報更新されてもよい。
あるいは、UAVは、リアルタイムの経路に沿って動作してもよい。ローカルナビゲーションマップは、1つ以上のジオフェンシング装置を基準としたUAVの位置を追跡できる。UAVが、飛行制限された範囲に接近しているとみなされた場合、UAV経路を変更するように、必要に応じて調整が成されてもよい。
場合によっては、ローカルナビゲーションマップは、UAVが環境を横断するときにUAVが近づいている環境に関する情報を反映するように更新されてもよい。例えば、UAVが環境の新しい部位に接近すると、UAVのローカルナビゲーションマップに、環境内の新しい部位に関する情報を反映できる。ある実施形態では、UAVが環境内のこれまでの部位を去る場合、ローカルナビゲーションマップは、環境内のこれまでの部位に関する情報をこれ以上は反映することがない。場合によっては、ローカルナビゲーションマップは、航空制御システムによって更新されてもよい。他の例では、1つ以上のジオフェンシング装置は、マップを更新できる。UAVがジオフェンシング装置に接近すると、ジオフェンシング装置は、UAVにローカルマップを更新するために用いられ得る情報を提供し得る。UAVがその任務中に異なるジオフェンシング装置に遭遇すると、UAVマップは、様々なジオフェンシング装置から、ジオフェンシング装置ローカルの情報で更新されてもよい。
ジオフェンシング装置は、UAVの動作に制限を課し得る。前述したように、一つの例は、UAVの飛行制限であり得る。例えば、UAVは、ジオフェンシング装置の境界(すなわち、飛行制限された領域)内の飛行を許可されない場合がある。ジオフェンシング装置によって課せられた飛行制限の他の例は、以下を含み得る。搭載物の動作制限、搭載物位置付け制限、支持機構の制限、支持される物体の制限、センサの制限、通信制限、ナビゲーションの制限、電力使用制限、または任意の他のタイプの制限。UAVは、制限に準拠しているアクティビティ、または準拠していないアクティビティに携わる場合がある。UAVの飛行経路は、異なるタイプの制限によって影響される場合がある。異なるタイプの飛行制限を運用する異なる方法が設けられてもよい。
UAV(例えば、UAVB4210b)は、目的地4220に進路を向けている場合がある。UAVが最も直接的な経路(例えば、経路B)に沿って進む場合、UAVは、ジオフェンシング装置の境界内の範囲(例えば、GF4 4230d)に進入するであろう。領域内の制限は、UAVの存在以外の要因に関連してもよい。例えば、制限は、高度下限でよい。UAVは、一定の高度での上を飛行を要求されてもよい。UAVがこの高度に達することが可能である場合、UAVは、経路Bに沿って目的地までの進行を許可され得る。しかし、UAVがこの高度に達することが可能ではない場合、またはこの高度に到達することで、当該領域を迂回して(例えば、経路Cに沿って)進むよりも、UAVの飛行経路からより大きな逸脱を生じる場合、UAVはその時には、当該領域を迂回して(例えば、経路Cに沿って)進行するように命令される場合がある。別の事例では、制限は、搭載物の動作(例えば、画像の撮影)であり得る。UAVがそのカメラをオフにすることが可能であるか、またはUAVのカメラを用いていかなる画像も撮影が可能ではない場合、UAVは、当該領域内にいる間はそのカメラをオフにした状態で、経路Bに沿って進行でき、その後当該領域を退去すると、UAVのカメラをオンにできる。しかし、UAVが(1)そのカメラをオフにすること、(2)画像の撮影を停止することが可能ではないか、あるいは(3)UAVにとってそのカメラをオフにすることが望ましくない場合、UAVは、経路Cに沿って、当該領域を迂回する場合がある。このように、当該領域内の制限に依存して、UAVは、当初の経路または方向を辿ることが可能であってもよく、または当該領域を迂回してもよい。UAVが当該領域内にある間に制限に準拠することが可能ではない場合、またはUAVにとって制限に準拠することが、当該領域を迂回するよりもさらに望ましくない場合、UAVは、当該領域を迂回し得る。UAVにとって、当該領域内にある間に制限に準拠することが望ましくないかを判断する際に、1つ以上の要因が考慮されてもよい。UAVが当該領域を迂回するべきか、または当該領域の制限に準拠すべきかを判断する際に(環境条件、ナビゲーション上の要望、エネルギー効率、安全、または任務の目標等の)要因が考慮されてもよい。
このことは、UAVが予め決定されている経路、予め半ば決定されている経路、またはリアルタイムの経路を飛行しているときに当てはまり得る。例えば、UAVが予め決定されている経路を飛行しており、かつ予め決定されている経路が当該領域を横断している場合、予め決定されている経路を続けるかまたは経路を変えるかといった、同様の判断ができる。UAVが目的地に向かって予め半ば決定されている経路を飛行しており、かつより直接的な経路または軌道が当該領域を横断する場合、直接的な経路/軌道に沿った経路を続けるか、または経路を変えるかといった、同様の判断をできる。UAVがユーザーからのリアルタイムの手動命令に従って飛行しており、かつユーザーがUAVをある領域に向かって案内している場合、ユーザーコマンドに従ってユーザーがUAVを当該領域内に案内することを可能にするか、または制御を引き継いで経路を変えるかといった、同様の判断をできる。
ジオフェンシングの識別
ジオフェンシング装置は、一意的に識別可能でよい。ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、それ自体の固有のジオフェンシング装置識別子を有し得る。ジオフェンス識別子は、ジオフェンシング装置を他のジオフェンシング装置から一意的に識別できる。ジオフェンシング装置は、それ自体のジオフェンス識別子によって、他のジオフェンシング装置から差別化できる。
図40は、各々が対応するジオフェンス識別子を有する、複数のジオフェンシング装置によるシステムの一例を示す。第1のジオフェンシング装置4010aは、第1のジオフェンス識別子(例えば、ジオフェンスID1)を有していてもよく、第2のジオフェンシング装置4010bは、第2のジオフェンス識別子(例えば、ジオフェンスID2)を有していてもよく、第3のジオフェンシング装置4010cは、第3のジオフェンス識別子(例えば、ジオフェンスID3)を有してもよい。1つ以上のUAV4020a、4020bはある環境内に在ることができ、環境内にはジオフェンシング装置が設けられ得る。ある実施形態では、航空制御システム4030または他の外部装置が設けられてもよく、飛行規制のセットを提供し得る。他の部分に記載されたような、任意の他のアーキテクチャが、飛行規制の生成のために設けられてもよい。例えば、飛行規制は、航空制御システム、1つ以上のUAV、または1つ以上のジオフェンシング装置で生成または記憶されてもよい。航空制御システムは、例示のみを目的として設けられ、限定するものではない。
ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置を識別するジオフェンス識別子(例えば、ジオフェンスID1、ジオフェンスID2、ジオフェンスID3、・・・)を有してもよい。ジオフェンス識別子は、ジオフェンシング装置に固有でよい。他のジオフェンシング装置が、ジオフェンシング装置とは異なる識別子を有してもよい。ジオフェンス識別子は、ジオフェンシング装置を、他の個体から一意的に差別化または区別の少なくとも一方が可能である。各ジオフェンシング装置には、単一のジオフェンス識別子のみが付与されてもよい。あるいは、ジオフェンシング装置は、複数のジオフェンス識別子の登録が可能であり得る。場合によっては、単一のジオフェンス識別子が単一のジオフェンシング装置のみに付与されてもよい。あるいは、単一のジオフェンス識別子は、複数のジオフェンシング装置によって共有されてもよい。好ましい実施形態では、ジオフェンシング装置と、対応するジオフェンス識別との間に、一対一の対応が設けられてもよい。
任意には、ジオフェンシング装置は、ジオフェンス識別子に対して許諾されたジオフェンシング装置であるとして認証されてもよい。認証処理は、ジオフェンシング装置の識別情報の検証を含んでよい。認証処理の例が、本明細書の他の部分により詳細に記載されている。
ある実施形態では、認証システムのID登録データベースは、ジオフェンシング装置に関する識別情報を管理できる。ID登録データベースは、各ジオフェンシング装置に固有の識別子を付与できる。任意には、固有の識別子は、ランダムに生成された英数字列、またはジオフェンシング装置を他のジオフェンシング装置から一意的に識別し得る任意の他のタイプの識別子でよい。固有の識別子がID登録データベースによって生成されてもよく、または付与されないままになっている可能な識別子のリストから選択されてもよい。識別子を用いて、ジオフェンシング装置を認証できる。ID登録データベースは、1つ以上のジオフェンシング装置と通信してもよく、または通信しなくてもよい。
ジオフェンシング装置に関連する飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置に関する情報に基づいて生成されてもよい。ジオフェンシング装置に関する情報は、ジオフェンシング装置に関する情報の識別を含んでよい。情報の識別は、ジオフェンス識別子、またはジオフェンシング装置のタイプを含んでよい。ある実施形態では、ジオフェンス識別子は、ジオフェンシング装置のタイプを示してもよい。
ジオフェンシング装置のタイプは、任意の特性を有し得る。例えば、ジオフェンシング装置のタイプは、以下のタイプを示し得る。ジオフェンシング装置のモデル、ジオフェンシング装置の性能、ジオフェンシング装置の範囲(例えば、検出または通信を目的として予め決定されたジオフェンシング装置の範囲)、ジオフェンシング装置の境界、ジオフェンシング装置の電源能力(例えば、バッテリ寿命)、ジオフェンシング装置の製造者、またはジオフェンシング装置によって課せられた制限。ジオフェンス識別子は、ジオフェンシングを他のジオフェンシング装置から一意的に識別できる。ジオフェンス識別子は、ジオフェンシング装置から受信され得る。場合によっては、ジオフェンシング装置は、識別モジュールを有してもよい。ジオフェンス識別子は、識別モジュールに記憶されてもよい。場合によっては、識別モジュールは、変更されることがないか、またはジオフェンシング装置から取り外されることがない。ジオフェンシング識別子は、改ざんを防止するか、または改ざんに耐性のあるものでよい。
本発明の態様は、ジオフェンシング装置を識別する方法を対象とし得る。前記方法は、(1)ジオフェンシング装置を他のジオフェンシング装置から一意的に識別するジオフェンス識別子を受信するステップと、(2)UAVに対する飛行規制のセットに基づいて、ジオフェンス識別子を生成するステップと、(3)飛行規制のセットに従ってUAVを動作させるステップを含む。ジオフェンシング装置識別システムが提供され得る。ジオフェンシング装置識別システムは、1つ以上のプロセッサを含む。1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して動作可能に、(1)ジオフェンシング装置を他のジオフェンシング装置から一意的に識別するジオフェンス識別子を受信し、(2)飛行規制のセットに従ったUAVの動作を許可するために、ジオフェンス識別子に基づいて、UAVに対する飛行規制のセットを生成する。システムは、1つ以上の通信モジュールをさらに含むことができ、1つ以上のプロセッサは、1つ以上の通信モジュールに動作可能に接続される。
図25は、本発明の実施形態による、飛行規制のセット生成するプロセスを示す。ジオフェンシング装置識別子が受信され得る(2510)。ジオフェンシング装置識別子に基づいて、飛行規制のセットを提供できる(2520)。
ジオフェンシング装置識別子は、飛行規制のセットを生成し得る装置またはシステムによって受信されてもよい。例えば、ジオフェンシング装置識別子は、航空制御システムによって受信されてもよい。あるいは、ジオフェンシング装置識別子は、UAV、ジオフェンシング装置の1つ以上のプロセッサ、ユーザー端末、記憶装置、または任意の他の部品またはシステムによって受信されてもよい。ジオフェンシング装置識別子は、任意の部品またはシステムの1つ以上のプロセッサによって受信されてもよい。同じ部品またはシステムが、飛行規制のセットを生成してもよい。例えば、航空制御システムの1つ以上のプロセッサ、UAV、ジオフェンシング装置、ユーザー端末、記憶装置、または任意の他の部品またはシステムが、ジオフェンシング装置識別子に基づいて、飛行規制のセットを生成してもよい。
飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の識別情報に基づいて生成されてもよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置のタイプに基づいて生成されてもよい。他の要因(例えばUAV情報、ユーザー情報、環境条件、またはタイミング)が、飛行規制のセットの生成に影響してもよい。
例えば本明細書の他の部分に記載されたような、任意のタイプの飛行規制が設けられてもよい。飛行規制は、UAVの動作の任意の態様に適用され得る。飛行規制は、ジオフェンシング装置の位置または境界の少なくとも一方に結びつけられてもよい。飛行規制のセットは、対応づけられる特定のジオフェンシング装置に適用され得る。別のジオフェンシング装置は、適用可能であり得る第2の飛行規制のセットを有してもよい。ある例では、飛行規制のセットは、UAVをジオフェンシング装置から少なくとも所定の距離を離れて維持することを決定するか、または飛行規制のセットは、UAVを少なくともジオフェンシング装置の所定の距離内に維持することを決定する。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置を基準として予め決定された場所にある間、飛行上限(UAVがその上を飛行することができない)か、または飛行下限(UAVがその下を飛行することができない)を含み得る。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の位置を基準としたUAVの位置に基づくUAVの搭載物の使用に対する制限を含むことができるか、または飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の位置を基準としたUAVの位置に基づくUAVの通信ユニットの使用に対する制限を含み得る。
飛行規制のセットは、各ジオフェンシング装置に対して生成されてもよい。例えば、航空制御システム4030は、様々なジオフェンシング装置に対して飛行規制のセットを生成、または提供の少なくとも一方が可能である。例えば、第1のジオフェンシング装置(例えば、ジオフェンスID14010a)に対する飛行規制のセットは、第1のジオフェンシング装置に接近するUAV4020aに提供され得る。UAVは、第1のジオフェンシング装置のための飛行規制のセットに準拠して動作できる。UAVは、航空制御システムと通信して、生成された飛行規制のセットを受信できる。場合によっては、UAVは、航空制御システムに、UAVが第1のジオフェンシング装置に接近していることを通知してもよい。あるいは、ジオフェンシング装置は、航空制御システムに、UAVがジオフェンシング装置に接近していることを通知してもよい。
第2のUAV4020bは、別のジオフェンシング装置(例えば、ジオフェンスID3 4010c)接近する場合がある。その他のジオフェンシング装置に対する第2の飛行規制のセットが、第2のUAVに提供され得る。UAVは、その他のジオフェンシング装置のための第2の飛行規制のセットに準拠して動作できる。UAVは、航空制御システムと通信して、生成された飛行規制のセットを受信できる。場合によっては、UAVは、航空制御システムに、UAVがその他のジオフェンシング装置に接近していることを通知してもよい。あるいは、その他のジオフェンシング装置は、航空制御システムに、UAVが他のジオフェンシング装置に接近していることを通知してもよい。
UAVは、UAVに適用可能である飛行規制のセットを受信できる。例えば、UAVが第1のジオフェンシング装置の範囲内にあるが、第2または第3のジオフェンシング装置の範囲内には無い場合、UAVは、第1のジオフェンシング装置のための飛行規制のセットのみを受信できる。場合によっては、UAVに対して、第1のジオフェンシング装置のための飛行規制のセットのみが生成されてもよい。同様に、第2のUAVが第3のジオフェンシング装置の範囲内にあるが、第1または第2のジオフェンシング装置の範囲にはない場合、第2のUAVは、第3のジオフェンシング装置のための飛行規制のセットのみを受信できる。場合によっては、第2のUAVに対して、第3のジオフェンシング装置のための飛行規制のセットのみが生成されてもよい。
ジオフェンシングの認証
ジオフェンシング装置の識別情報が認証され得る。ジオフェンシング装置の識別情報は、認証処理を経ることによって検証され得る。認証処理は、ジオフェンス識別子を用いて、ジオフェンシング装置が、ジオフェンス識別子が登録されているジオフェンシング装置と合致することを確認できる。
本発明の態様は、ジオフェンシング装置の認証方法を対象とし得る。前記方法は、(1)他のジオフェンシング装置から一意的に区別可能である、ジオフェンシング装置の識別情報を認証するステップと、(2)認証されたジオフェンシング装置の位置に関連する、飛行規制のセットをUAVに提供するステップと、(3)飛行規制のセットに従ってUAVを操作するステップを含む。ジオフェンシング装置認証システムは、1つ以上のプロセッサを含み得る。1つ以上のプロセッサは、個々にまたは一括して、(1)ジオフェンシング装置の識別情報が他のジオフェンシング装置から一意的に区別可能である、ジオフェンシング装置の識別情報を認証し、(2)飛行規制が認証されたジオフェンシング装置の位置に関連する、UAVに対する飛行規制のセットを生成して、飛行規制のセットに従ったUAVの動作を許可する。システムは、1つ以上の通信モジュールをさらに含むことができ、1つ以上のプロセッサは、1つ以上の通信モジュールに動作可能に接続される。
図26は、本発明の実施形態による、ジオフェンシング装置を認証するプロセスを示す。ジオフェンシング装置識別子が受信され得る(2610)。ジオフェンシング装置の識別情報が認証され得る(2620)。飛行規制のセットが提供され得る(2630)。
ジオフェンシング装置識別子は、飛行規制のセットを生成し得る装置またはシステムによって受信されてもよい。例えば、ジオフェンシング装置識別子は、航空制御システムによって受信されてもよい。あるいは、ジオフェンシング装置識別子は、UAV、ジオフェンシング装置の1つ以上のプロセッサ、ユーザー端末、記憶装置、または任意の他の部品またはシステムによって受信されてもよい。ジオフェンシング装置識別子は、任意の部品またはシステムの1つ以上のプロセッサによって受信されてもよい。同じ部品またはシステムが、飛行規制のセットを生成してもよい。例えば、航空制御システムの1つ以上のプロセッサ、UAV、ジオフェンシング装置、ユーザー端末、記憶装置、または任意の他の部品またはシステムが、ジオフェンシング装置識別子に基づいて飛行規制のセットを生成してもよい。
飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置識別子が受信された後に生成されてもよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の識別情報が認証された後に生成されてもよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置の識別情報に基づいて生成されてもよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置識別情報とは関係なく生成されてもよい。飛行規制のセットが生成される前に、ジオフェンシング装置識別情報の認証が要求されてもよい。あるいは、ジオフェンシング装置が認証されていないとしても、飛行規制のセットが生成されてもよい。ある実施形態では、ジオフェンシング装置が認証された場合、ジオフェンシング装置には第1の飛行規制のセットが付与される可能性があり、ジオフェンシング装置が認証されなかった場合、ジオフェンシングには第2の飛行規制のセットが付与される可能性がある。第1及び第2の飛行規制のセットは異なっていてもよい。ある実施形態では、第2の飛行規制のセットは、第1のセットよりも厳格であるかまたは制限的でよい。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置のタイプに基づいて生成されてもよい。他の要因(例えばUAV情報、ユーザー情報、環境条件、またはタイミング)が、飛行規制のセットの生成に影響してもよい。
任意の認証処理を用いて、ジオフェンシング装置を認証できる。本明細書の他の部分に記載された、他の装置を認証するための手法のいずれも、ジオフェンシング装置の認証に適用されてもよい。例えば、ユーザーまたはUAVの認証に用いられるプロセスを、ジオフェンシング装置に適用できる。一例では、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置にオンボードのキーの支援によって認証され得る。ジオフェンスキーは、ジオフェンシング装置から動かせなくてもよい。任意には、キーは、ジオフェンシング装置を破損することなく、ジオフェンシング装置から取り外されることができない。キーは、ジオフェンシング装置の識別モジュールに記憶されていてもよい。場合によっては、識別モジュールは、ジオフェンシング装置を破損することなく、ジオフェンシング装置から取り外されることができない。識別モジュールは、本明細書の他の部分に記載されたような、任意の他のタイプの識別モジュール(例えば、UAV識別モジュール)の任意の特性を有してもよい。
ジオフェンシングの認証
認証センターを介したジオフェンス
認証されたUAVは、無線リンクを介してその位置及びIMSIをブロードキャストすることができ、署名の内容を有する情報を有し得る。さらに、UAV及び認証センターが交渉して、SCS1(セキュリティ通信セット)として特徴づけられた、高信頼のCK1及びIK1のセットを作成できる。
ジオフェンシング装置は、認証センターによって同様に認証される。特に、UAVの許諾と同様に、ジオフェンシング装置及び認証センターが交渉して、SCS2として特徴づけられた高信頼のCK2及びIK2を作成できる。
ジオフェンシング装置とUAVとの間の通信のための無線チャネルは、多重アクセスアレンジメントのための様々なチャネルを多重化することによって、例えば時間分割、周波数分割、またはコード分割によって達成され得る。UAVによってまたはジオフェンシング装置によって送信された無線情報は(例えば図16に記載されるような)署名認証の形式で送信され得る。これによって、メッセージ(MSG)が送られる場合、以下の形式で情報が送信される。
数式1
MSG1||((HASH(MSG1)||SCR()(+)SCR(IK))||IMSI
ここで、MSG1=MSG||RAND||TIMESTAMP||GPSである。
上記の式1において、SCR()は、一般的なパスワード生成関数であることができ、SCR(IK)は、IKから抽出されたデータマスクであり得る。加えて、この説明では、MSGは当初のメッセージであり、ハッシュ()はハッシュ関数であり、RANDは乱数であり、タイムスタンプは現在時間スタンプであり、及びGPSはリプレイアタックを回避するための現在の場所である。
UAVの前述の情報を受信すると、ジオフェンシング装置は、認証センターとのネットワークリンクを確立して、UAVのIMSIに報告できる。認証センターは、UAVがこの範囲内に現れることを許可されているかについて問い合わせることができる。クエリが、UAVがこの範囲に進入を禁じられていることを示すか、または制限情報がUAVに送信される必要があることを示す場合、認証センターは、ネットワークを介してジオフェンシング装置に通知でき、及びジオフェンシング装置は、署名認証によって制限情報を送る。
ジオフェンシング装置によって送信された情報は、偽造される恐れがなく、認証センターによって制御され得る。ジオフェンシング装置によって送信された情報を受信した後、UAVは、リモートコントローラによって確立されたCK1で保護されたリンクまたは認証センターとの公共の通信ネットワークの少なくとも一方を介して、暗号化された送信を提供できる。このように、UAVは、認証のために、UAVによって受信されたジオフェンシング情報を認証センターに送信できる。ジオフェンシング情報が本物でありかつ信頼性があることを確認することに成功した後、UAVは、ジオフェンシング装置内のコンテンツを解釈できる。一方で、これは、リモートコントローラを介して、ユーザーに報告されてもよい。ある例では、ユーザーまたはUAV自体によって、飛行コースの修正がなされ得る。
飛行中、UAVは、その位置またはその目的地を公表できる。認証センターがかかる情報を通知されて、前記UAVが対応する範囲に進入できないことがわかった後、UAVに戻ることを要求する禁止情報を発信できる。上記のプロセスは、安全に達成されることができ、様々な攻撃に耐えることが可能である。UAVが制限された領域に進入し続けると、例えば、認証センターは、前記UAVの侵入を記録して、関連する監理部門に侵入を報告できる。
認証センター介する通過をしないこと
認証されたUAVは、関連情報(例えばそのID、その位置、そのコース)、及び、デジタル署名の特性を有する他のかかる情報を無線でブロードキャストし得る。ジオフェンシング装置は、UAVからの上記の情報を受信した後、ネットワークを介して航空制御システムに接続し、前記UAVのIMSIを報告し得る。そして、航空制御システムは、UAVがこの領域に存在するか否かを判断できる。前記UAVが前記領域に進入ができないか、またはUAVに何らかの制限情報を知らせる必要があると判断された場合、航空制御システムは、ネットワークを通してジオフェンシング装置に通知でき、ジオフェンシング装置は、署名認証によって制限情報を発信できる。ジオフェンシング装置によって送信された情報は、偽造される恐れがなく、認証センターによって制御され得る。認証センターからUAVまでの安全な情報チャネルを以下に記載する。
本発明の実施形態において、特定の公開キーアルゴリズムが使用されてもよい。公開キーアルゴリズムに従って、パスワードペアを選択できる。パスワードペアは、公開キー及び秘密キーからなる。このように、2つのパスワードペアが設けられる。ジオフェンシング装置及び認証センターはそれぞれ、各自が所有する秘密キーを各々制御する。ジオフェンシング装置によって制御されるジオフェンシング装置の秘密キーはKPと表示され、対応する公開キーはKOと表示される。認証センターによって制御される認証センター秘密キーはCAPと表示され、認証センターの対応する公開キーはCAOと表示される。
一例では、ジオフェンシング装置を登録する場合、パスワードペアKP(ジオフェンシング装置の秘密キー用)及びKO(ジオフェンシング装置の公開キー用)が、認証センターによって付与され、認証センターに対して報告され得る。ジオフェンシング装置の秘密キー(KP)は、読み出すことも複製されることもできない。さらに、認証センターは、認証センターの秘密キー(CAP)を用いて、ジオフェンシング装置の公開キー(KO)を暗号化し、証明書Cを生成できる。航空制御システムは、認証センターから証明書Cを得て、それをジオフェンシング装置に送信する。さらに、UAVに送信されるべきMSGは、まずハッシュ関数HASHにかけられて、ダイジェストDを生成できる。MSGは、その後暗号化されて、ジオフェンシング装置の秘密キー(KP)を用いて署名Sを形成できる。さらに、ジオフェンシング装置は、無線チャネルを通して、UAVにC、S、MSGを送信できる。
UAVがC、S、MSGを受信した後、認証装置の既知の公開キー(CAO)を用いてCを復号化し、ジオフェンシング装置の公開キー(KO)を得ることができ、KOを用いて署名Sを復号化し、復号化されたダイジェストD1を得ることもできる。さらに、UAVは、MSGでハッシュ関数HUSHを行い、ダイジェストDを得られる。UAVは、復号化されたダイジェストD1を、ダイジェストDと比較できる。両者が同一である場合、UAVは、ジオフェンシング装置によって送信されたMSGを認証できる。このように、前述の署名プロセスによって、UAV及び認証は、互いに安全に通信可能である。
飛行中、UAVは、その位置または目標を公表できる。UAVの位置を受信すると、認証センターは制限情報を送信でき、UAVが対応する空域に進入を禁じられていると判断された場合、UAVにコースを後戻りするよう要求できる。前述のプロセスは、安全に行われることができ、様々な攻撃に耐えることができる。UAVが進入を続けた場合、認証センターは、UAVの非準拠の進入を記録して、管理機関に報告できる。
これに代えて、ジオフェンシング装置は、制限情報を一方向にブロードキャストし続けることもできる。この情報の認証は、前述のプロセスと同様である。制限情報は、この領域内での様々なタイプのUAVの飛行許可を示すことができる。さらに、ジオフェンシング装置とUAVとの間の通信のための無線チャネルは(例えば時間分割、周波数分割、またはコード分割等の)チャネル多重化による多重アクセスにおいて配置され得る。
航空制御システムは情報を能動的にプッシュし得る。飛行準備されたUAV及び飛行しているUAVの位置と計画されたコースに従って、航空制御システムは、ジオフェンシングが影響を受ける可能性があることをリアルタイムで判断できる。この例では、航空制御システムは、各UAVに対して、回避するジオフェンシングのリストを準備できる。各UAVが回避すべきジオフェンスは、UAVのレベル、UAVのユーザー、飛行権限によって影響される場合がある。さらに、航空制御システムは、航空制御システムとUAVとの間の暗号化されたチャネルを通して、UAVに前記リスト送信でき、前記リストはその後ユーザーに転送される。
飛行前及び飛行中、電子マップを有するUAVは、航空制御システムによってプッシュされた情報を受容できる。また、UAVは、例えばUAVの位置、アクティビティの範囲、アクティビティの期間、及び、UAVのコースの近くのジオフェンシングに関する情報を受信できる。また、UAVは、航空制御システムに、明示的な受信確認を送り返すことができる。また、UAVは、そのコースに近い有効なジオフェンシング情報を能動的に得て更新し、航空制御システムにかかる情報を提供できる。かかる情報を能動的に提供するとき、UAVが航空制御システムに受信確認を送り返す必要はない場合がある。
航空制御システムが情報をプッシュしたとき、かつ、UAVが能動的に情報を得たとき、当該システムを用いて、情報を発信する主体が偽物ではなく、情報が改ざんされていないことを確実にできる。情報をプッシュして得るために認証処理中に確立されたセキュリティ保護された通信接続を用いて、通信セキュリティを保証できる。前記セキュリティ保護された通信接続及びセキュリティ制御の確立に関する詳細については、前項を参照されたい。
識別子と関連するデータストア
図27は、本発明の実施形態による、メモリに記憶され得る装置情報の別の例を示す。
記憶装置4710を設け得る。以下の少なくとも1つからのからの情報が提供され得る。1人以上のユーザー4715a、4715b、1つ以上のユーザー端末4720a、4720b、1つ以上のUAV4730a、4730bまたは1つ以上のジオフェンシング装置4750a、4750b。情報は以下の少なくとも1つを含んでよい。任意のタイプのデータ(例えば、1つ以上のコマンド、環境的データ)、データソース(例えば、データが作り出される装置の識別子)、関連する装置識別子(例えば、対応付けられたユーザー識別子、対応付けられたUAV識別子、対応付けられたジオフェンシング装置識別子)、あるいは任意の他の対応付けられたタイミング情報または他の対応付けられた情報。1つ以上の情報のセット4740が記憶されてもよい。
記憶装置4710は、1つ以上の記憶装置ユニットを含んでよい。記憶装置は、本明細書に記載された情報を記憶できる1つ以上のデータベースを含んでよい。記憶装置は、コンピュータ可読媒体を含んでよい。記憶装置は、本明細書に記載された任意の他の記憶装置(例えば、図11の記憶装置)の任意の特性を有してもよい。記憶装置は、一か所でデータを提供してもよく、または多数の場所にわたって分散されていてもよい。ある実施形態では、記憶装置は、単一の記憶装置ユニット、または多数の記憶装置ユニットを含んでよい。クラウドコンピュータインフラストラクチャが設けられてもよい。場合によっては、ピアツーピア(P2P)記憶装置が設けられてもよい。
記憶装置は、UAVにオフボードで設けられてもよい。記憶装置は、UAVに外付けの装置上に設けられてもよい。記憶装置は、リモートコントローラにオフボードで設けられてもよい。記憶装置は、リモートコントローラに外付けの装置上に設けられてもよい。記憶装置は、UAV及びリモートコントローラにオフボードでよい。記憶装置は、認証システムの一部でよい。記憶装置は、航空制御システムの一部でよい。記憶装置は、認証システム(例えば航空制御システム)の1つ以上のメモリユニットであり得る、1つ以上のメモリユニットを含んでよい。あるいは、記憶装置は、認証システムから分離していてもよい。記憶装置は、認証システムと同じ主体によって所有、または操作の少なくとも一方が成されてもよい。あるいは、記憶装置は、認証システムとは異なる主体によって所有され、または操作の少なくとも一方が成されてもよい。
通信システムは、1つ以上の記録装置を含んでよい。1つ以上の記録装置は、システムの任意の装置からのデータ通信を受信し得る。例えば、1つ以上の記録装置は、1つ以上のUAVからのデータを受信し得る。1つ以上の記録装置は、1人以上のユーザーまたは1つ以上のリモートコントローラの少なくとも一方からデータを受信し得る。1つ以上の記録装置上に1つ以上の記憶装置ユニットが設けられてもよい。例えば、1つ以上の記憶装置ユニットは、UAV、ユーザー、またはリモートコントローラの少なくとも1つから、1つ以上のメッセージを受信する1つ以上の記録装置上に設けられてもよい。1つ以上の記録装置は、情報を受信する限られた範囲を有していてもよく、または有していなくてもよい。例えば、記録装置は、記録装置と同じ物理的領域内にある装置からのデータを受信できる。例えば、UAVが第1のゾーンにあるとき、第1の記録装置はUAVからの情報を受信でき、UAVが第2のゾーンにあるとき、第2の記録装置はUAVからの情報を受信できる。あるいは、記録装置は限られた範囲を有さず、装置の場所に関わらず装置(例えば、UAV、リモートコントローラ、ジオフェンシング装置)からの情報を受信できる。記録装置は、記録装置ユニットであること、または、記録装置ユニットに集められた情報を伝達すること、の少なくとも一方が可能である。
1つ以上のデータソースからの情報は、メモリに記憶され得る。データソースは、記録されたデータのソースである任意の装置または主体でよい。例えば、データ1については、データソースは第1のUAV(例えば、UAV1)でよい。データ2については、データソースは第2のUAV(例えば、UAV2)でよい。データソースは、ユーザー、ユーザー端末(例えば、リモートコントローラ)、UAV、ジオフェンシング装置、記録装置、外部センサ、または任意の他のタイプの装置でよい。情報は、データソースに関してもよく、メモリ内に記憶されてもよい。
例えば、1人以上のユーザー4715a、4715bに関する情報を、記憶装置に記憶できる。ユーザー識別情報が情報に含まれてもよい。ユーザー識別情報の例は、ユーザー識別子(例えば、ユーザーID1、ユーザーID2、ユーザーID3、・・・)を含み得る。ユーザー識別子は、ユーザーに固有でよい。場合によっては、ユーザーからの情報は、ユーザーの識別または認証の少なくとも一方のために有用な情報を含み得る。1人以上のユーザーからの情報は、ユーザーに関する情報を含み得る。1人以上のユーザーからの情報は、ユーザーが作り出したデータを含んでよい。一例では、データは、ユーザーからの1つ以上のコマンドを含んでよい。1つ以上のコマンドは、UAVの操作を実行するコマンドを含んでよい。1人以上のユーザーから、任意の他のタイプの情報が提供されてもよく、記憶装置に記憶されてもよい。
ある実施形態では、全てのユーザー入力が、データとして記憶装置に記憶され得る。あるいは、選択されたユーザー入力のみが記憶装置に記憶されてもよい。場合によっては、一定のタイプのユーザー入力のみが、記憶装置に記憶される。例えば、ある実施形態では、ユーザー識別入力またはコマンド情報の少なくとも一方のみが、記憶装置に記憶される。
ユーザーは、任意には、1つ以上のユーザー端末4720a、4720bの支援によって、記憶装置に情報を提供し得る。ユーザー端末は、ユーザーと通信できる装置でよい。ユーザー端末は、UAVと通信が可能であり得る。ユーザー端末は、UAVに1つ以上の動作コマンドを送信するリモートコントローラでよい。ユーザー端末は、UAVから受信された情報に基づいてデータを示す表示装置でよい。ユーザー端末は、UAVへの情報の送信、UAVからの情報の受信の両方が可能であり得る。ある実施形態では、ユーザー端末は、記憶装置に記憶されたデータのためのデータソースでよい。例えば、リモートコントローラ1は、データ4のソースでよい。
ユーザーは、任意の他のタイプの装置の支援によって、記憶装置に情報を提供できる。例えば、ユーザー入力を受信可能であり得る、1つ以上のコンピュータまたは他の装置が設けられてもよい。装置は、メモリ記憶装置にユーザー入力を通信が可能であり得る。装置は、UAVと通信する必要はない。
ユーザー端末4720a、4720bは、記憶装置にデータを提供できる。ユーザー端末は、ユーザーに関する情報、ユーザーコマンド、または任意の他のタイプの情報を提供できる。ユーザー端末は、ユーザー端末自体に関する情報を提供できる。例えば、ユーザー端末識別が提供されてもよい。場合によっては、ユーザー識別子またはユーザー端末識別子の少なくとも一方が提供されてもよい。任意にはユーザーキーまたはユーザー端末キーの少なくとも一方が提供されてもよい。ある例では、ユーザーはユーザーキーに関連するいかなる入力も提供しないが、ユーザーキー情報はユーザー端末に記憶されてもよく、またはユーザー端末によってアクセス可能であり得る。場合によっては、ユーザーキー情報は、ユーザー端末の物理的メモリ上に記憶されてもよい。あるいは、ユーザーキー情報は、オフボードで(例えば、クラウド上で)記憶されてもよく、ユーザー端末によってアクセス可能であり得る。ある実施形態では、ユーザー端末は、ユーザー識別子または対応付けられたコマンドの少なくとも一方を伝達できる。
UAV4730a、4730bは、記憶装置に情報を提供できる。UAVは、UAVに関する情報を提供できる。例えば、UAV識別情報が提供されてもよい。UAV識別情報の例は、UAV識別子(例えば、UAVID1、UAVID2、UAVID3、・・・)を含み得る。UAV識別子は、UAVに固有でよい。場合によっては、UAVからの情報は、UAVの識別または認証の少なくとも一方のために有用な情報を含み得る。1つ以上のUAVからの情報は、UAVに関する情報を含み得る。1つ以上のUAVからの情報は、UAVによって受信された任意のデータ(例えば、データ1、データ2、データ3、・・・)を含み得る。データは、UAVの操作を実行するコマンドを含んでよい。1つ以上のUAVから、任意の他のタイプの情報が提供されてもよく、記憶装置に記憶されてもよい。
ジオフェンシング装置4750a、4750bは、記憶装置に情報を提供できる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置に関連する情報を提供できる。例えば、ジオフェンシング装置識別情報が提供されてもよい。ジオフェンシング装置識別情報の例は、ジオフェンシング装置識別子(例えば、ジオフェンシング装置1、ジオフェンシング装置2、・・・)を含み得る。ジオフェンシング装置識別子は、ジオフェンシング装置に固有でよい。場合によっては、ジオフェンシング装置からの情報は、ジオフェンシング装置の識別または認証の少なくとも一方のために有用な情報を含んでよい。1つ以上のジオフェンシング装置からの情報は、ジオフェンシング装置に関する情報を含み得る。1つ以上のUAVからの情報は、ジオフェンシング装置によって受信された任意のデータ(例えば、データ5、データ6、・・・)を含み得る。データは、ジオフェンシング装置の位置、UAVが検出された状態またはその存在、または飛行規制に関連する情報を含み得る。1つ以上のジオフェンシング装置から、任意の他のタイプの情報が提供されてもよく、記憶装置に記憶されてもよい。
本明細書に記載された装置の全てが、記憶装置内に装置関連情報を記憶する前に認証されてもよい。例えば、ユーザーは、ユーザー関連情報が記憶装置に記憶される前に認証されてもよい。例えば、ユーザー識別子が得られる前、または記憶装置によって記憶される前の少なくとも一方で、ユーザーが認証されてもよい。このように、ある実施形態では、認証されたユーザー識別子のみが記憶装置に記憶される。あるいは、ユーザーは認証される必要はなく、ユーザー識別子と称するものが、認証の前に記憶装置に記憶されてもよい。認証をパスした場合、ユーザー識別子が検証されたという表示が成されてもよい。認証をパスしなかった場合、ユーザー識別子が疑わしいアクティビティのためにフラグを立てられたか、またはユーザー識別子を用いて成された認証の試みが失敗したという表示が成されてもよい。
任意には、UAVは、UAV関連情報が記憶装置に記憶される前に認証されてもよい。例えば、UAV識別子が得られる前、または記憶装置によって記憶される前の少なくとも一方で、UAVが認証されてもよい。このように、ある実施形態では、認証されたUAV識別子のみが記憶装置に記憶される。あるいは、UAVは認証される必要はなく、UAV識別子と称するものが、認証の前に記憶装置に記憶されてもよい。認証をパスした場合、UAV識別子が検証されたという表示が成されてもよい。認証をパスしなかった場合、UAV識別子が疑わしいアクティビティのためにフラグを立てられたか、またはUAV識別子を用いて成された認証の試みが失敗したという表示が成されてもよい。
同様に、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置関連情報が記憶装置に記憶される前に認証されてもよい。例えば、ジオフェンシング装置識別子が得られる前、または記憶装置によって記憶される前に、ジオフェンシング装置が認証されてもよい。このように、ある実施形態では、認証されたジオフェンシング装置識別子のみが記憶装置に記憶される。あるいは、ジオフェンシング装置は認証される必要はなく、ジオフェンシング装置識別子と称するものが、認証の前に記憶装置に記憶されてもよい。認証をパスした場合、ジオフェンシング装置識別子が検証されたという表示が成されてもよい。認証をパスしなかった場合、ジオフェンシング装置識別子が疑わしいアクティビティのためにフラグを立てられたか、またはジオフェンシング装置識別子を用いて成された認証の試みが失敗したという表示が成されてもよい。
データソースに加えて、対応するデータに関連する関連装置情報が記憶されてもよい。例えば、コマンドが発行された場合、関連装置は、コマンドを発行した装置またはコマンドを受信した装置少なくとも一方を含み得る。データソースは、コマンドを発行した装置でよい。別の事例では、データは、UAVにオンボードのセンサによって収集され得る。データソースは、UAVでよい。UAVは、検出されたデータを、多数の装置に通信できる。これは、関連装置に関する情報を含むことができる、例えば、UAV1によってデータ3が検出でき、UAV1は、ユーザー(例えば、ユーザーID3)及びジオフェンシング装置(例えば、ジオフェンシング装置2)にデータを送信ができる。関連装置情報は、ユーザー、ユーザー端末(例えば、リモートコントローラ)、UAV、ジオフェンシング装置、記録装置、外部センサ、または任意の他のタイプの装置を含んでよい。
記憶装置ユニットは、1つ以上の情報のセット4740を記憶できる。情報のセットは、ユーザー、ユーザー端末、UAV、ジオフェンシング装置、記録装置、外部センサ、または任意の他のタイプの装置からの情報を含んでよい。情報のセットは、1つ以上のデータのセット、データソース、関連装置に関する情報を含んでよい。場合によっては、単一の情報のセットに、単一のデータ項目が設けられてもよい。あるいは、単一の情報のセットに、多数のデータ項目が設けられてもよい。
記憶装置は、2つの装置間の特定の通信に関する情報のセットを記憶できる。例えば、2つの装置間の通信の間に、多数のコマンドが発行されてもよい。通信は、任務の実行でよい。場合によっては、記憶装置ユニットは、特定の通信に関連する情報のみを記憶してもよい。あるいは、記憶装置は、2つの装置間の多数の通信に関連する情報を記憶できる。記憶装置は、任意には、特定の装置の識別子に従って情報を記憶し得る。同じ装置(例えば、同じUAV)に結びつけられたデータは、まとめて記憶されてもよい。あるいは、記憶装置ユニットは、装置識別子に従って情報を記憶できる。装置または装置の特定の組み合わせに結びつけられたデータは、まとめて記憶され得る。
あるいは、記憶装置は、多数の装置または装置のセット間の通信に関連する情報のセットを記憶できる。記憶装置は、多数のユーザー、ユーザー端末、UAV、ジオフェンシング装置、または他の装置からの情報を収集するデータリポジトリでよい。記憶装置は、複数の任務からの情報を記憶でき、様々なユーザー、様々なユーザー端末、様々なUAV、様々なジオフェンシング装置、またはそれらの様々な組み合わせの少なくとも一方を含み得る。場合によっては、記憶装置内の情報セットは、検索可能または索引付け可能であり得る。情報セットは、任意のパラメータ(例えばユーザー識別情報、ユーザー端末識別情報、UAV識別情報、ジオフェンシング装置識別情報、時間、装置の組み合わせ、データのタイプ、場所、または任意の他の情報)に従って、見つけられるかまたは索引付けされ得る。情報セットは、任意のパラメータに従って記憶され得る。
場合によっては、記憶装置内の情報を分析できる。情報セットを分析して、1つ以上の挙動パターンを検出できる。情報セットを分析して、事故または望ましくない状態に関連する可能性がある1つ以上の特性を検出できる。情報セットを用いて、航空交通を分析できる。統計分析は、記憶装置ユニット内の情報セットに対して行うことができる。かかる統計分析は、傾向または相関する要因の識別のために有用であり得る。例えば、あるUAVモデルが、他のUAVモデルよりも全体的に高い事故率を有する場合がある。このように、記憶装置内の情報を全体として分析して、UAVの動作に関する情報を集め得る。かかる全体的な分析は、特定の事象または場合に応答する必要はない。
記憶装置は、リアルタイムで更新されてもよい。例えば、データが送信されるかまたは受信されると、データに関連する情報は、任意の他の情報セットからの情報に沿って、記憶装置に記録され得る。このことは、リアルタイムで行われてもよい。データ及び情報セットの任意の関連情報は、コマンドの送信または受信の10分未満、5分未満、3分未満、2分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、1秒未満、0.5秒未満、または0.1秒未満で記憶され得る。
代替の実施形態では、記憶装置は、リアルタイムで更新される必要が無い場合がある。記憶装置は、規則的または不規則な時間間隔で周期的に更新されてもよい。場合によっては、更新するスケジュールが提供されてもよく、規則的または不規則な更新時間を含み得る。更新スケジュールは、固定されていてもよく、または変更可能であり得る。記憶装置は、検出された事象または状況に応答して更新されてもよい。
記憶装置は、任意の期間、情報セットを記憶できる。場合によっては、情報セットは、削除されるまで無期限に記憶され得る。情報セットの削除が許可されてもよく、または許可されなくてもよい。場合によっては、記憶装置のオペレータまたは管理者のみが、記憶装置に記憶されたデータとの通信を許可され得る。場合によっては、認証システム(例えば、航空制御システム、認証センター)のオペレータのみが、記憶装置に記憶されたデータとの通信を許可され得る。
任意には、情報セットは、一定期間後に自動的に削除されてもよい。当該期間は、予め定めされていてもよい。例えば、情報セットは、所定の期間を超えた後、自動的に削除されてもよい。所定の期間の例は、20年、15年、12年、10年、7年、5年、4年、3年、2年、1年、9ヶ月、6ヶ月、3ヶ月、2ヶ月、1ヶ月、4週間、3週間、2週間、1週間、4日、3日、2日、1日、18時間、12時間、6時間、3時間、1時間、30分、または10分を含み得るが、これらに限定されない。場合によっては、情報セットは、所定の期間が経過した後のみ手動で削除されてもよい。
識別情報に基づくジオフェンシングの制限
環境内の1つ以上の飛行規制のセットは、1つ以上のジオフェンシング装置に対応してもよい。各飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置に関連付けられ得る。ある実施形態では、単一の飛行規制のセットのみが、ジオフェンシング装置に関連付けられる。例えば、ジオフェンシング装置と通信し得るUAVの数またはタイプに関わらず、同じ飛行規制のセットを適用してもよい。あるいは、複数の飛行規制のセットが、ジオフェンシング装置に関連付けできる。このことは、複数のUAVがジオフェンシング装置と通信するときに行われてもよい。UAVの多数のセットは各々、それら自体の飛行規制のセットを有してもよい。例えば、第1のUAVは、第1の飛行規制のセットを有していてもよく、第2のUAVセットは、第2の飛行規制のセットを有してもよい。第1及び第2の飛行規制のセットによって提供される制限は、異なっていてもよい。場合によっては、UAVの識別情報に起因して異なっていてもよい(例えば、第1のUAV識別情報及び第2のUAV識別情報における相違)。ユーザーの識別情報に起因して異なっていてもよい(例えば、第1のUAVを操作している第1のユーザーと、第2のUAVを操作している第2のユーザーとの識別情報における相違)。任意の他の要因(例えば時間、環境条件、または任意の他の要因)に起因して異なっていてもよい。飛行規制のセットは、単一のジオフェンシング装置に関連付けできる。
図28は、異なる飛行制限のセットを異なる場合で提供し得るジオフェンシング装置2810を示す。異なる飛行制限のセットは、同じ境界を有していてもよく、または異なる境界2820a、2820bを有してもよい。異なるUAV2830a、2830b、2840a、2840bは、異なる飛行制限のセットを受信し得る。
ジオフェンシング装置2810は、環境内の場所に設けられ得る。飛行規制のセットは、環境内の当該場所の近くのUAVに提供され得る。複数のUAVが、環境内の場所の近くにある場合、これらは飛行規制のセットを各々受信できる。複数のUAV間の飛行規制のセットは、同じでよい。複数のUAV間の飛行規制のセットは、異なっていてもよい。一例では、飛行規制のセットにおける相違は、UAVの識別情報に基づいていてもよい。飛行規制のセットにおける相違は、UAVタイプに基づいていてもよい。例えば、第1のUAVのセット2830a、2830bは、第1のUAVタイプであってもよく、第2のUAVのセット2840a、2840bは、第2のUAVタイプでよい。第1及び第2のUAVのタイプは、異なっていてもよい。本明細書におけるUAVタイプに基づく飛行規制のセットの相違のいかなる記載も、例示のみを目的として提供され、かつ異なる飛行規制のセットを生じさせ得る任意の他のタイプの要因に適用されてもよい。これらは、ユーザー情報(例えば、ユーザー識別情報、ユーザータイプ)、環境条件、タイミング、他のUAV情報、または本明細書の他の部分に記載された任意の他のタイプの要因を含み得る。
第1のUAVのセットは、第1の飛行規制のセットを受信でき、第2のUAVのセットは、第2の飛行規制のセットを受信できる。第1及び第2の飛行規制のセットは、異なっていてもよい。例えば、第1のUAVのセット2830a、2830bは、第1の飛行規制のセットを受信でき、第2のUAVのセット2840a、2830bは、ジオフェンシング装置2810に対する第2の飛行規制のセットを受信できる。第1の飛行規制のセットと第2の飛行規制のセットとの間の境界は、異なっていてもよい。このように、同じジオフェンシング装置のために、複数の飛行規制のセットを通じて、多数の境界のセットが設けられてもよい。第1の飛行規制のセットは、第1の境界のセットを有していてもよく、第2の飛行規制のセットは、第2の境界のセットを有してもよい。場合によっては、単一の飛行規制のセットが、多数の境界のセットを有してもよい。例えば、単一のUAVが飛行規制のセットを受信したとしても、複数のゾーンか、異なる時間における異なるゾーンか、または異なる検出された状態の異なるゾーンか、または任意の他の要因を問わず、多数の境界のセットがあってもよい。第1の境界のセット2820aは、第1のUAVのセットに対する第1の規制のセットに設けられてもよく、第2の境界のセット2820bは、第2のUAVのセットに対する第2の規制セットに設けられてもよい。境界は、異なるサイズまたは形状を有してもよい。境界は重複していてもよい。
提供された例では、境界は、UAVの存在を制限できる。このことは、例示のみを目的として提供され、境界に対して任意の他のタイプの制限を適用できる。第1の飛行規制のセットは、第1の境界のセット2820aを有する領域から、第1のタイプのUAV2830a、2830bの存在を制限できる。このように、第1のタイプのUAVは、第1の境界のセットに進入できない。第2のタイプのUAV2840a、2840bは、第1の飛行規制のセットを受信しないことがあり、第1の飛行規制のセットからの制限によって制限されることがない。このように、第2のタイプのUAVは、第1の境界のセット内に進入し得る(例えば、UAV2840bは、第1の境界のセット2820a内に進入している)。
第2の飛行規制のセットは、第2の境界のセット2820bを有する領域から、第2のUAVのタイプ2840a、2840bの存在を制限できる。このように、第2のタイプのUAVは、第2の境界のセットに進入できない。第1のタイプのUAV2830a、2830bは、第2の飛行規制のセットを受信しないことがあり、第2の飛行規制のセットからの制限によって制限されないことがある。このように、第1のタイプのUAVは、第2の境界のセットに進入し得る(例えば、UAV2830bは、第2の境界のセット2820b内に進入している)。
このように、単一のジオフェンシング装置であっても、高い柔軟性を有し得る。ジオフェンシング装置は、異なる状況で、ジオフェンシング装置に接近し得る異なるUAVに対する異なる飛行規制のセットのための基準点を提供可能であり得る。これによって、ジオフェンシング装置自体に対するいかなる変更または更新をも必要とせず、ジオフェンシング装置の近傍でのアクティビティのタイプに対して、高度な制御を提供し得る。ある実施形態では、飛行規制のセットは、オフボードで生成されることができ、それによって、いかなる更新または特定の規則も、オフボードでジオフェンシング装置を対象にでき、ジオフェンシング装置自体にいかなる変更も必要とし得ない。場合によっては、ジオフェンシング装置自体が、飛行規制のセットをオンボードで生成してもよいが、飛行規制のセットを生成するために用いられるパラメータ、アルゴリズム、またはデータをクラウドから受信してもよい。ジオフェンシング装置は、その機能を行う際に、いかなる手動入力も受信する必要がない。あるいは、ユーザーは、個別の要求を与えるか、またはジオフェンシング装置に対する入力を与えるかを選択してもよい。
ジオフェンシング装置の経時変化
前述したように、飛行規制のセットは、時間と共に変化し得る。異なる時間でジオフェンシング装置に遭遇するUAVは、異なる飛行規制のセットを有してもよい。ある実施形態では、飛行規制のセットは、特定の遭遇または特定の時間に適用可能である。例えば、UAVが初めてジオフェンシング装置に接近した場合、UAVは、第1の飛行規制のセットを受信し得る。UAVが他の所に飛行し、その後戻って再度ジオフェンシング装置に遭遇した場合、UAVは、第2の飛行規制のセットを受信し得る。第1及び第2のセットは、同じでよい。あるいは、これらは異なっていてもよい。飛行規制のセットは、時間、または他の条件(例えば検出された環境条件)に基づいて変えられてもよい。このように、UAVは、条件(例えば、時間、環境条件)に依存して、異なる飛行条件のセットを与えられてもよい。飛行条件のセット自体は、いかなる条件も含む必要はない。他の実施形態では、飛行規制のセットは、タイミングを含む異なる状態を包含してもよい。例えば、UAVに与えられた飛行規制のセットは、午後3:00前に第1の境界のセット及び制限を適用し、午後3:00〜午後5:00の間に第2の境界のセット及び制限を適用し、午後5:00以降に第3の境界のセット及び制限を適用することを示し得る。このように、飛行制限のセットは、異なる条件(例えば、時間、環境条件等)に依存して、UAVに対する異なる境界のセット及び制限を含んでよい。
しかし、飛行規制のセットが提供されるが、UAVは時間等の条件または環境条件に依存して、ジオフェンシング装置に対する異なる制限を受ける場合がある。
図29は、時間と共に変化し得る飛行規制のセットを有するジオフェンシング装置の一例を示す。経時的な規制の変化は、例示のみを目的として提供され、任意の他のタイプの条件(例えば環境条件)に適用され得る。例えば、本例で第1の時間、第2の時間、第3の時間等での変化が説明されている場合、本例は、第1の環境条件のセット、第2の環境条件のセット、第3の環境条件のセット、または任意の他の条件のセット(例えば、第1の条件のセット、第2の条件のセット、第3の条件のセット)に適用し得る。
異なる時間(時間=A、B、C、またはD)におけるジオフェンシング装置2910が説明され得る。異なる時間で、または異なる時間の場所で、異なる条件が提供されてもよい。UAV2920は、ジオフェンシング装置の近傍に設けられてもよい。異なる時間で説明されたUAVは、同じUAVであってもよく、または異なるUAVでよい。ジオフェンシング装置は、境界のセット2930a、2930b、2930c、2930dを有してもよい。
境界は、時間と共に変化し得る。例えば、第1の時間(例えば、時間=A)における境界のセット2930aは、第2の時間(例えば、時間=B)における境界のセット2930bとは異なっている場合がある。この境界は、任意の方法で変えることができる。例えば、境界の横方向部分(例えば、時間=Aで境界2930a、及び時間=Cで境界2930c)、または境界の縦方向部分(例えば、時間=Aで境界2930a、及び時間=Bで境界2930b)の少なくとも一方を変えることができる。場合によっては、境界の横方向部分及び縦方向部分の両方を変えることができる(例えば、時間=Bで境界2930b、及び時間=Cで境界2930c)。境界のサイズまたは形状の少なくとも一方を変えてもよい。場合によっては、境界は、異なる時間で同じままでよい。例えば、第1の時間(例えば、時間=A)での境界のセット2930aは、第2の時間(例えば、時間=D)での境界のセット2930dと同じでよい。
この境界に関して課せられた制限のタイプは、時間と共に変化してもよい。この境界のセットが同じままであったとしても、制限のタイプが変わってもよい。例えば、第1の時間(例えば、時間=A)において、境界2930aは、第2の時間(例えば、時間=D)での境界2930dと同じでよい。しかし、第1の制限のセットは、第1の時間に適用されてもよく(例えば、時間=Aにおいて、UAV2920が境界2930a内に進入を許可されない可能性がある)、第2の制限のセットは、第2の時間に適用されてもよい(例えば、時間=Dにおいて、UAV2920は境界2930dに進入を許可される可能性があるが、任意には、動作搭載物を許可しないこと等の他の制限が課せられ得る)。この境界が同じままであったとしても、制限のタイプは異なっていてもよい。この境界が同じままであり、かつ制限のタイプが同じであったとしても、制限のレベルは異なっていてもよい(例えば、あらゆる無線通信の使用を許可されないことに対して、特定の周波数範囲内での無線通信の使用のみを許可されること)。
ある実施形態では、この境界が時間と共に変化する一方で、境界に関して課せられた制限のタイプは、同じでよい。例えば、第1の時間(例えば、時間=A)において、境界2930aは、第2の時間(例えば、時間=B)での境界2930bに対して変えることができる。第1の制限のセットは、第1の時間で適用することができ、第2の制限のセットは、第2の時間で適用できる。第1の制限のセットは、第2の制限のセットと同じでよい。例えば、時間=Aにおいて、UAV2920は境界2930a内に進入を許可され得る。時間=Bにおいて、UAVは、境界2930b内に進入を許可されない可能性があるが、境界が変わった可能性があると、以下の少なくとも一方が可能である。UAVがこれまで進入不可であった領域へ進入できること、またはUAVがこれまで進入可能であった領域に進入できないようにすること。UAV進入可能であり得る領域は、境界の変更と共に変えられてもよい。
あるいは、第1の制限のセットは、第2の制限のセットと同じでなくてもよい。例えば、時間=Bにおいて、UAVは境界2930bに進入を許可されない場合がある。時間=Cにおいて、UAVは、境界2930c内に進入が可能であり得るが、境界内にある間はいかなる無線通信も発することができない可能性がある。このように、境界及び制限のセットの両方を変え得る。制限のセットは、制限のタイプが変わるように変えられてもよい。制限のセットは、制限のタイプは同じであり得るが、制限のレベルが変わり得るように、変えられてもよい。
UAVは、様々な状況でジオフェンシング装置に遭遇することがある。異なる状況が、順番に設けられるか(UAVが多数の時点で、または多数の異なる条件下で、ジオフェンシング装置に遭遇する)、または代わりに設けられてもよい(例えば、UAVは、理論上は異なる時点で、または異なる状況のセット下で、初めてジオフェンシング装置に到達し得る)。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置がインジケータを有していることを必要とせず、飛行規制のセットの変更が行われてもよい。例えば、航空制御システムは、ジオフェンシング装置及びUAVの位置を認知できる。航空制御システムは、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内にあるときに検出できる。航空制御システムは、UAVがジオフェンシング装置に近接したときに、条件のセット(例えば、現在時間、環境条件、UAV識別情報またはタイプ、ユーザー識別情報またはタイプ等)を認知できる。条件に基づいて、航空制御システムは、UAVに飛行規制のセットを提供できる。UAVは、ジオフェンシング装置を検出する必要がなく、ジオフェンシング装置のインジケータを検出する必要もないが、本明細書の他の部分に記載されたように、UAVがそれらを行ってもよい。
別の事例では、ジオフェンシング装置は、UAVがジオフェンシング装置に接近したときに、UAVの存在を検出してもよい。ジオフェンシング装置は、UAVがジオフェンシング装置の所定の範囲内に達したときに、UAVを検出し得る。ジオフェンシング装置は、UAVがジオフェンシング装置に近接したときに、条件のセット(例えば、現在時間、環境条件、UAV識別情報またはタイプ、ユーザー識別情報またはタイプ等)を認知できる。上記条件に基づいて、ジオフェンシング装置は、UAVに飛行規制のセットを提供できる。UAVは、ジオフェンシング装置を検出する必要がなく、ジオフェンシング装置のインジケータを検出する必要もないが、本明細書の他の部分に記載されたように、UAVがそれらを行ってもよい。
さらに、UAVは、飛行規制のセットをオンボードで生成できる。UAVは、ジオフェンシング装置の存在を検出できる。あるいは、UAVがジオフェンシング装置に近いことに関して、航空制御システムまたはジオフェンシング装置からUAVに情報が提供されてもよい。UAVがジオフェンシング装置に近接したときに、UAVは、条件のセット(例えば、現在時間、環境条件、UAV識別情報またはタイプ、ユーザー識別情報またはタイプ等)を認知できる。上記条件に基づいて、UAVは、UAVにオンボードで飛行規制のセットを生成できる。UAVは、ジオフェンシング装置を検出する必要がなく、ジオフェンシング装置のインジケータを検出する必要もないが、本明細書の他の部分に記載されたように、UAVがそれらを行ってもよい。
他の実施形態では、ジオフェンシング装置2910は、インジケータ2940を含み得る。インジケータは、本明細書の他の部分に記載されたような、任意のタイプのインジケータでよい。例示のみを目的として視覚マーカが提供されていたが、任意の他のタイプのインジケータ(例えば無線信号、熱信号、音響信号、または任意の他のタイプのインジケータ)を用いてもよい。UAVは、ジオフェンシング装置のインジケータの検出が可能であり得る。UAVがジオフェンシング装置に近接した(例えば、ジオフェンシング装置の所定の範囲内に進入した)ときに、UAVは、インジケータを検出可能であり得る。
インジケータは、時間と共に変化し得る。インジケータの変更は、異なる条件を反映し得る。インジケータは、予め設定されたスケジュールに従って、または検出された事象または状況に応答して、周期的に(例えば、規則的または不規則な時間間隔)変えられてもよい。インジケータの変更は、ジオフェンシング装置によって自発的に行われてもよい。ジオフェンシング装置は、いずれの状況でインジケータを提供するかに関する命令のセットを有してもよい。この命令は、外部装置(例えば、クラウド、航空制御システム、UAV、他のジオフェンシング装置等)からの情報で更新されてもよい。場合によっては、インジケータに対する変更は、1つ以上の外部装置からのデータを組み込んでもよい。一例では、航空制御システムは、ジオフェンシング装置に命令して、インジケータを変えることができる。別の事例では、別の外部装置(例えばUAV、他のジオフェンシング装置、またはジオフェンシング装置のリモートコントローラ)は、ジオフェンシング装置に命令を与えて、インジケータを変えることができる。インジケータは、特性を変えることができる。特性は、UAVによって検出可能であり得る。例えば、視覚マーカに関しては、特性の変更は、インジケータの視覚的な外観の変更を含んでよい。別の事例では、音響信号に関しては、特性の変更は、インジケータの検出可能な音響特性の変更を含んでよい。無線信号に関しては、特性の変化は、インジケータによって送信された情報の変更を含んでよい。
例えば、インジケータは、周期的に変えることができる。一例では、インジケータは、毎時変えることができる。別の事例では、インジケータは、毎日変えることができる。ジオフェンシング装置は、時間を常時監視することを可能にし得るオンボードの時計を有してもよい。
インジケータは、予め設定されたスケジュールに従って変えることができる。例えば、スケジュールによって、インジケータが、月曜日の午前9:00に第1のインジケータ特性から第2のインジケータ特性に変えられ、月曜日の午後3:00に第2のインジケータ特性から第3の特性に変えられ、火曜日の午前1:00に第3の特性から第1の特性に戻し、火曜日の午前10:00に第1の特性から第2の特性に変えられるべきであること等を示し得る。スケジュールは変更可能であり得る。場合によっては、航空制御システムのオペレータは、スケジュールの変更が可能であり得る。別の事例では、ジオフェンシング装置の所有者またはオペレータは、スケジュールの変更が可能であり得る。ジオフェンシング装置の所有者またはオペレータの少なくとも一方は、ジオフェンシング装置と手動で通信することによって、または別個の装置からリモートで、スケジュールを入力するかまたは変更することが可能であってもよく、この結果として、ジオフェンシング装置のスケジュールを更新できる。
別の事例では、インジケータは、検出された事象または状況に応答して変えることができる。例えば、ジオフェンシング装置の周辺の航空交通量が、ある閾値に到達した場合、その後インジケータを変えることができる。ジオフェンシング装置の周辺の気候が変わった場合(雨が降り出すかまたは風速が上がる等)、その後インジケータを変えることができる。任意には、動的なインジケータは、検出されたUAVの存在に応答して変えることができる。例えば、UAVは、一意的に識別され得る。ジオフェンシング装置は、UAVを他のUAVから一意的に識別するUAV識別子を受信できる。インジケータのパラメータまたは特性は、UAV識別子に基づいて選択され得る。例えば、飛行規制のセットは、UAVの識別情報またはUAVタイプに依存し得る。別の事例では、インジケータのパラメータまたは特性は、ユーザー識別子に基づいて選択され得る。例えば、飛行規制のセットは、ユーザーの識別情報またはユーザータイプに依存し得る。
インジケータに対する変更は、飛行規制のセットに対する変更を反映してもよい。例えば、UAVは、インジケータの特性の変更を検出して、異なる制限のセットが設定されていることを認識可能であり得る。例えば、UAVは、インジケータが変わったときに、異なる飛行規制のセットを使用できる。あるいは、UAVは、同じ飛行規制のセットを使用できるが、異なるインジケータのための異なる制限または境界について、同じ飛行規制のセットを使用できる。
例えば、UAVが第1の特性のセット下のインジケータ2940(例えば、「X」で示す)を検出した場合、UAVは、第1の規制のセット(例えば、第1の境界のセット2930a、第1の制限のセット)が実施されていることを認識できる。UAVが第2の特性のセット下のインジケータ2940(例えば、「O」で示す)を検出した場合、UAVは、第2の規制のセット(例えば、第2の境界のセット2930b、第2の制限のセットが)が実施されていることを認識できる。UAVが第3の特性のセット下のインジケータ2940(例えば、「=」で示す)を検出した場合、UAVは、第3の規制のセット(例えば、第3の境界のセット2930c、第3の制限のセット)が実施されていることを認識できる。UAVが第4の特性のセット下のインジケータ2940(例えば、「+」で示す)を検出した場合、UAVは、第4の規制のセット(例えば、第4の境界のセット2930d、第4の制限のセット)が実施されていることを認識できる。
UAVは、UAVにオンボードのローカルメモリに基づいて、異なる規制がインジケータ特性に対応することを認識できる。UAVにオンボードのローカルメモリは、継続的に、周期的に、スケジュールに従って、または検出された事象または状況に応答して、更新されてもよく、または更新されなくてもよい。場合によっては、外部装置(例えば航空制御システム)が、異なるインジケータ特性に対応する異なる規制を認識できる。UAVは、外部装置に、検出されたインジケータ特性に関する情報を送信できる。外部装置は、飛行規制のセットを生成し、その後、それに応じてUAVに飛行規制のセットを提供できる。例えば本明細書の他の部分に記載されたような、任意の他の通信アーキテクチャを用いてもよい。
本発明の態様は、ジオフェンシング装置を対象とし得る。ジオフェンシング装置は、1つ以上の記憶装置ユニットと動的なインジケータを含む。1つ以上の記憶装置ユニットは、複数のインジケータパラメータを記憶する。動的なインジケータは(1)第1のインジケータパラメータに従うことから、前記複数のインジケータのうち第2のインジケータパラメータに従うように時間と共に変化し、(2)UAVによって(a)UAVの飛行中と、(b)UAVがジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内に進入したとき、を検出可能である。UAVに飛行規制のセットを提供するための方法を提供できる。前記方法は、ジオフェンシング装置の1つ以上の記憶装置ユニットに、複数のインジケータパラメータを記憶するステップと、動的なジオフェンシング装置のインジケータを、第1のインジケータパラメータに従うことから、前記複数のインジケータのうち第2のインジケータパラメータに従うように、時間と共に変化させるステップを含む。動的なインジケータは、UAVによって(a)UAVが飛行中と、(b)UAVがジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内に進入したとき、を検出可能である。
前述したように、インジケータは、動的なインジケータでよい。動的なインジケータは、1つ以上のパラメータ/特性を有してもよい。ある実施形態では、動的なインジケータは、時間と共に外観が変わる視覚マーカでよい。視覚マーカの第1の外観は、第1のインジケータパラメータに基づいて生成されてもよく、視覚マーカの第1の外観とは異なる視覚マーカの第2の外観は、第2のインジケータパラメータに基づいて生成されてもよい。別の事例では、動的なインジケータは、時間と共に特性が変わる無線信号でよい。無線信号の第1の特性は、第1のインジケータパラメータに基づいて生成されてもよく、無線信号の第1の特性とは異なる無線信号の第2の特性は、第2のインジケータパラメータに基づいて生成されてもよい。
動的なインジケータは、ジオフェンシング装置を一意的に識別でき、ジオフェンシング装置を他のジオフェンシング装置から区別する。例えば、異なるジオフェンシング装置は、異なるインジケータを有してもよい。異なる動的なインジケータは、互いに異なっていてもよい。こうして、UAVが動的なインジケータを検出した場合、UAVは、その条件下で実施されている飛行規制のセットだけでなく、ジオフェンシング装置の識別情報を認識できる。他の実施形態では、インジケータは、各ジオフェンシング装置に固有である必要はない。場合によっては、同じタイプのジオフェンシング装置に、同じインジケータが与えられてもよい。インジケータは、ジオフェンシング装置のタイプに固有でよい。UAVが動的なインジケータを検出した場合、UAVは、その条件下で設定されている飛行規制のセットことだけでなく、ジオフェンシング装置のタイプも認識できる。他の例では、インジケータは、装置に固有である必要はない。異なるタイプの異なるジオフェンシング装置が、同じインジケータを示してもよい。インジケータは、インジケータに対応する飛行規制のセットを反映することができ、UAVは、ジオフェンシング装置またはジオフェンシング装置のタイプを一意的に識別する必要はない。
動的なインジケータは、第1のインジケータパラメータに従っているときには第1の飛行規制のセットを示してもよく、第2のインジケータパラメータに従っているときには第2の飛行規制のセットを示してもよい。前述したように、飛行規制のセットは、UAVシステム内の任意の装置で生成または記憶の少なくとも一方が成されてもよい。UAVが飛行規制のセットに従って動作することを許可するように、任意の通信の組み合わせが行われてもよい。ある例では、第1の飛行規制のセット及び第2の飛行規制のセットは、UAVにオンボードで記憶されてもよく、第1の飛行規制のセット及び第2の飛行規制のセットは、UAVにオフボードの航空制御システムに記憶されてもよく、または第1の飛行規制のセット及び第2の飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置にオンボードで記憶されてもよい。
ジオフェンスの重複及び優先度
図30は、UAVが、複数のジオフェンシング装置が重複する領域内に設けられ得る場合を示す。複数のジオフェンシング装置3010a、3010bは、環境内に設けられ得る。ジオフェンシング装置は、対応する境界3020a、3020bを有してもよい。環境内に1つ以上のUAVが設けられてもよい。
UAV3030dは、第1のジオフェンシング装置3010a及び第2のジオフェンシング装置3010bの両方の境界の外にあってもよい。UAVは、任意には、第1のジオフェンシング装置あるいは第2のジオフェンシング装置からの制限のセット下にはなくてもよい。UAVは、UAVに適用された飛行規制のセットを有することなく、環境内で自由に動作できる。
UAV3030aは、第1のジオフェンシング装置3010aの境界の内側、及び、第2のジオフェンシング装置3010bの境界の外側にあってもよい。UAVは、第1のジオフェンシング装置からの制限のセット下にある可能性があるが、一方で第2のジオフェンシング装置からの制限のセット下にはない可能性がある。UAVは、第1のジオフェンシング装置に関連付けられた第1の飛行規制のセットに準拠して動作できる。
UAV3030cは、第2のジオフェンシング装置3010bの境界の内側、及び、第1のジオフェンシング装置3010aの境界の外側にあってもよい。UAVは、第2のジオフェンシング装置からの制限のセット下にある可能性があるが、第1のジオフェンシング装置からの制限のセット下にはない可能性がある。UAVは、第2のジオフェンシング装置に関連付けられた第2の飛行規制のセットに準拠して動作できる。
UAV3030dは、第1のジオフェンシング装置3010a、及び、第2のジオフェンシング装置3010bの両方の境界の外側にあってもよい。UAVは、飛行規制のセット下にあってもよい。複数のジオフェンシング装置の範囲内にあるUAVには、異なる選択肢があってもよい。本明細書において、重複する複数のゾーンを説明するときに、選択肢のいずれかが適用され得る。
例えば、1つ以上のゾーンが、異なるジオフェンシング装置によって提供されて、重複してもよい。例えば、第1のジオフェンシング装置の第1の境界のセット3020aの第1のゾーンは、第2のジオフェンシング装置の第2の境界のセット3020b内の第2のゾーンと重複し得る。
複数のゾーンが重複する場合、複数のゾーンからの規則を引き続き設定できる。例えば、第1のジオフェンシング装置に関連付けられた第1の飛行規制のセット、及び、第2のジオフェンシング装置に関連付けられた第2の飛行規制のセットの両方が、重複するゾーンで引き続き実施されてもよい。場合によっては、複数のゾーンからの規則は、それらが互いに相反することがない限り、引き続き実施されてもよい。例えば、UAVが第1のゾーン内にある間、第1のジオフェンシング装置は、UAVの搭載物の使用を許可しない可能性がある。UAVが第2のゾーン内にある間、第2のジオフェンシング装置は、UAVの通信の使用を許可しない可能性がある。UAV3030dが両方のゾーン内にある場合、UAVは、UAVの搭載物の動作を許可されない可能性があり、通信ユニットの使用を許可されない可能性がある。
規則間に競合がある場合、様々な規則応答が課せられてもよい。例えば、最も制限的な規則のセットを適用してもよい。例えば、第1のゾーンが、UAVが高度400フィートを下回る飛行を必要とし、第2のゾーンが、UAVが高度200フィートを下回る飛行を必要とした場合、重複するゾーンにおいては、UAVが重複するゾーン内にあるときには、高度200フィートを下回る飛行に関する規則を適用し得る。これにより、規則のセットを組み合わせて対応させ、最も制限的なセットを形成し得る。例えば、第1のゾーンが、UAVが100フィートを上回り400フィートを下回る飛行を必要とし、第2のゾーンが、UAVが50フィートを上回り200フィートを下回る飛行を必要とした場合、UAVは、重複するゾーンにある間は、第1のゾーンからの飛行下限と第2のゾーンからの飛行上限とを用いて、100フィート〜200フィートの間で飛行し得る。
別の事例では、ゾーンに階層が設けられてもよい。階層内に1つ以上の優先レベルが設けられてもよい。より高い優先レベルのジオフェンシング装置(例えば、より高い階層)は、より低い優先レベルのジオフェンシング装置(例えば、より低い階層)に有効である規則を有してもよい。これは、より高い優先度のジオフェンシング装置に関連付けられた規則が、より低い優先度のジオフェンシング装置の規則よりも多少制限的であるかを問わない。ジオフェンシング装置の優先レベルは、予め選択されるかまたは予め入力されてもよい。場合によっては、ゾーンに規則のセットを設けるユーザーは、どのジオフェンシング装置が、他のジオフェンシング装置よりも高い優先レベルを有しているかを示すことができる。場合によっては、ジオフェンシング装置の製造者は、ジオフェンシング装置の階層を予め選択できる。予め選択された優先度が変更されてもよく、または変更されなくてもよい。他の事例では、ジオフェンシング装置の所有者またはオペレータは、ジオフェンシング装置の階層レベルを入力できる。ジオフェンシング装置の所有者またはオペレータは、ジオフェンシング装置の優先レベルを変更可能であり得る。場合によっては、ジオフェンシング装置の優先度レベルは、外部装置(例えば航空制御システム、1つ以上のUAV、または他のジオフェンシング装置)によって決定されてもよい。場合によっては、航空制御システムのオペレータは、複数のジオフェンシング装置に関する情報を見て確認し、ジオフェンシング装置の優先レベルを入力または調整が可能であり得る。ある実施形態では、一部の優先レベルは、管轄区域で義務付けられてもよい。例えば、ある管轄区域は、政府の施設または緊急サービスのジオフェンシング装置が、私的に所有されるかまたは操作されるジオフェンシング装置よりも高いレベルの優先度を有する必要があり得る。
重複するゾーンにおけるUAVの、優先度推進タイプの規則セットの1つの実施形態では、第1のゾーンは、UAVが400フィートを下回って飛行し、搭載物の電源をオフにする必要があり得る。第2のゾーンは、UAVが200フィートを下回る飛行を必要とし、搭載物の制限がない場合がある。第1のゾーンがより高い優先度のジオフェンシング装置に関連付けられ得る場合、第2のゾーンからのいかなる規則も課すことなく、第1のゾーンからの規則を課すことができる。例えば、UAVは、400フィートを下回って飛行し、搭載物の電源をオフにする場合がある。第2のゾーンがより高い優先度のジオフェンシング装置に関連付けられている場合、第1のゾーンからのいかなる規則も課すことなく、第2のゾーンからの規則を課すことができる。例えば、UAVは、200フィートを下回って飛行し、搭載物の制限が無い場合がある。
ある事例において、複数のゾーンが重複している場合、複数の飛行規制のセットが設けられてもよい。飛行規制のマスタセットを設けてもよく、UAVはこれに準拠し得る。前述したように、飛行規制のマスタセットは、(1)競合が無い場合は、第1及び第2両方の飛行規制のセットを組み込んでもよく、(2)第1及び第2の飛行規制のセット間に、より制限的な飛行規制のセットを組み込んでもよく、(3)第1及び第2両方の飛行規制のセットの態様を最も制限的な形で組み込んでもよく、または(4)より高い優先度のジオフェンシング装置に関連付けられた飛行規制のセットを組み込んでもよい。
本発明の態様は、UAVを操作する方法を含み得る。前記方法は、(1)UAVの位置を判断するステップと、(2)各ジオフェンシング装置が、UAVの位置をカバーする領域内のUAVの飛行規制のセットを示す、複数のジオフェンシング装置を識別するステップと、(3)1つ以上のプロセッサの支援によって、複数のジオフェンシング装置の飛行規制のセットから選択された、UAVが従うべき飛行規制のマスタセットを優先させるステップと、(4)飛行規制のマスタセットに従ってUAVを動作させるステップを含む。同様に、UAVを動作させるためのプログラム命令を包含する非一時的コンピュータ可読媒体を提供できる。前記コンピュータ可読媒体は、(1)UAVの位置を判断するプログラム命令と、(2)各ジオフェンシング装置が、UAVの位置をカバーする領域内のUAVの飛行規制のセットを示す、複数のジオフェンシング装置を識別するプログラム命令と、(3)複数のジオフェンシング装置の飛行規制のセットから選択された、UAVが従うべき飛行規制のマスタセットを優先させて、飛行規制のマスタセットに従ったUAVの動作を許可するプログラム命令を含む。
さらに、UAVの飛行規制優先順位付けシステムは、個々にまたは一括して、(1)UAVの位置を判断し、(2)各ジオフェンシング装置が、UAVの位置をカバーする領域内のUAVの飛行規制のセットを示す、複数のジオフェンシング装置を識別し、(3)複数のジオフェンシング装置の飛行規制のセットから選択された、UAVが従うべき飛行規制のマスタセットを優先させて、飛行規制のマスタセットに従ったUAVの動作を許可する、1つ以上のプロセッサを含み得る。本システムは、1つ以上の通信モジュールをさらに含むことができ、1つ以上のプロセッサは、1つ以上の通信モジュールに動作可能に接続される。
図31は、本発明の態様に従った、異なるジオフェンシング装置の異なる規制の一例を示す。複数のジオフェンシング装置3110a、3110b、3110cは、優先レベルまたは1つ以上の規制のセットの、少なくとも一方を有し得る。規制のセットは、1つ以上のメトリックを含んでよい。1つ以上の規制値は、1つ以上のメトリックに関連付けできる。メトリックの一例は、制限のタイプを含み得る。例えば、(1)第1のメトリックが高度下限制限に適用されてもよく、(2)第2のメトリックが搭載物の動作制限に適用されてもよく、(3)第3のメトリックが無線通信制限に適用されてもよく、(4)第4のメトリックがバッテリ容量制限に適用されてもよく、(5)第5のメトリックが速度制限に適用されてもよく、(6)第6のメトリックが最大品目支持重量に適用されてもよい。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、異なる優先レベルを有してもよい。任意の数の優先レベルを設けてもよい。例えば、1以上の、2以上、3以上、4以上、5以上、6以上、7以上、8以上、9以上、10以上、15以上、20以上、25以上、30以上、40以上、50以上、または100以上の優先レベルが設けられてもよい。優先レベルは、性質上のもの、または量的なものでよい。例えば、優先レベルは、低、中、高に分けられてもよい。高い優先レベルを有するジオフェンシング装置は、中間優先レベルを有するジオフェンシング装置よりも高い階層にあってもよい。優先レベルに対して、任意のカテゴリ分けが成されてもよい。例えば、優先レベルA、優先レベルB、優先レベルC等が設けられてもよい。場合によっては、優先レベルは、数値を有してもよい。例えば、(1)ジオフェンシング装置A3110aは、優先レベル98を有していてもよく、(2)ジオフェンシング装置B3110bが優先レベル17を有していてもよく、(3)ジオフェンシング装置C3110cが優先レベル54を有してもよい。場合によっては、より高い数値の優先レベルが、より高い階層であり得る。
複数のジオフェンシング装置は、異なる優先レベルを有していてもよく、最も高い優先度を有するジオフェンシング装置からの飛行規制のセットが、飛行規制のマスタセットとして選択され得る。例えば、UAVがジオフェンシング装置A、B、Cの重複するゾーンの領域内にある場合、UAVは、ジオフェンシング装置Aに関連付けられた規制を用いる飛行規制のマスタセットを有してもよい。これはジオフェンシング装置Aが最も高い優先レベルを有しているためである。UAVがジオフェンシング装置B及びCの重複するゾーンの領域内にある場合、UAVは、ジオフェンシング装置Cに関連付けられた規制を用いる飛行規制のセットを有してもよい。これはジオフェンシング装置Cがジオフェンシング装置Bよりも高い優先レベルを有しているためである。このように、この場合では、UAVマスタセットは、メトリックAのためのAVAL3、メトリックBのためのBVAL3、メトリックEのためのEVAL3、メトリックFのためのFVAL3といった規制を含んでよい。場合によっては、異なるジオフェンシング装置が同じ優先レベルを有してもよい。UAVが同等の優先レベルのジオフェンシング装置と重複した場合、他の手法を用いて、UAVの飛行規制のマスタセットを判断してもよい。例えば、本明細書の他の部分に記載されたその他の任意の例を用いてもよい。
他の事例では、飛行規制のマスタセットは、飛行規制のセットから選択された最も厳格な規制を含み得る。例えば、UAVがジオフェンシング装置A、B、Cの重複するゾーンの範囲にある場合、各測定基準について、様々なジオフェンシング装置から最も制限的な値を選択できる。例えば、メトリックAについては、AVAL1、AVAL2、またはAVAL3のうち最も制限的な値を選択できる。例えば、メトリックAが高度下限制限であり、AVAL1=400フィート、AVAL2=250フィート、AVAL3=300フィートである場合、AVAL1を選択できる。これはAVAL1が最も制限的な高度下限を提供するためである。メトリックBについては、BVAL1またはBVAL3のうち最も制限的な値を選択できる。ジオフェンシング装置がメトリックBについてのいかなる制限も有していないため、ジオフェンシング装置Bは、元から最小限制限的である。メトリックBが搭載物の動作制限であり、かつBVAL1=搭載物の電源をオンにできるが任意の収集されたデータを記憶できない状態であり、BVAL3=搭載物の電源をオンにできない状態である場合、BVAL3が選択され得る。これはBVAL3がより制限的な搭載物の使用を提供するためである。メトリックDについては、ジオフェンシング装置Aもジオフェンシング装置Cも、いかなる制限も有してない場合がある。このように、DVAL2は、初期設定で最も制限的であるため、メトリックDに選択され得る。各メトリックについては、ジオフェンシング装置から最も制限的なメトリックを選択できる。
他の事例では、飛行規制のマスタセットは、全体的に最も厳格な飛行規制を有するジオフェンシング装置からの規制を含み得る。全体的には、ジオフェンシング装置Cはジオフェンシング装置A及びBと比較して最も厳格な規制を有する場合、マスタセットは、ジオフェンシング装置Cの規制を含み得る。測定基準の一部が、A及びBにおいてより厳格であったとしても、ジオフェンシング装置が全体的により制限的であれば、ジオフェンシング装置Dが選択され得る。
飛行規制のマスタセットは、単一の飛行規制のセットからの飛行規制を含み得る。例えば、飛行規制のマスタセットはジオフェンシング装置Aからの規制のみ、ジオフェンシング装置Bからの規制のみ、またはジオフェンシング装置Cからの規制のみを含んでよい。飛行規制のマスタセットは、複数の飛行規制のセットからの飛行規制を含む。例えばマスタセットは、ジオフェンシング装置A、B、Cのうち2台以上からの飛行規制を含んでよい。異なる測定基準のために、異なるジオフェンシング装置からの値を選択してもよい。
ある実施形態では、飛行規制のマスタセットは、UAV識別情報(例えば、UAV識別子またはUAVタイプ)に基づいて優先されてもよい。UAV識別子が受信されてもよい。UAV識別子は、UAVを他のUAVから一意的に識別できる。飛行規制のマスタセットは、固有のUAV識別情報に基づいてもよい。例えば、UAV識別情報によって、どのジオフェンシング装置規制のセットが用いられるか、またはどのジオフェンシング装置規制の組み合わせが用いられるかを判断できる。UAV識別情報によって、どの技術を用いてマスタセットに決定するかを判断できる。飛行規制のマスタセットは、UAVタイプに基づいてもよい。例えば、UAVタイプによって、どのジオフェンシング装置規制のセットが用いられるか、またはどのジオフェンシング装置規制の組み合わせが用いられるかを判断できる。UAVタイプによって、どの技術を用いてマスタセットに決定するかを判断できる。
ある実施形態では、飛行規制のマスタセットは、ユーザー識別情報(例えば、ユーザー識別子またはユーザータイプ)に基づいて優先されてもよい。ユーザー識別子が受信されてもよい。ユーザー識別子は、ユーザーを他のユーザーから一意的に識別できる。飛行規制のマスタセットは、固有のユーザー識別情報に基づいてもよい。例えば、ユーザー識別情報によって、どのジオフェンシング装置規制のセットが用いられるか、またはどのジオフェンシング装置規制の組み合わせが用いられるかを判断できる。ユーザー識別情報によって、どの技術を用いてマスタセットに決定するかを判断できる。飛行規制のマスタセットは、ユーザータイプに基づいてもよい。例えば、ユーザータイプによって、どのジオフェンシング装置規制のセットが用いられるか、またはどのジオフェンシング装置規制の組み合わせが用いられるかを判断できる。ユーザータイプによって、どの技術を用いてマスタセットに決定するかを判断できる。
重複する領域を有する複数のジオフェンシング装置は、固定型ジオフェンシング装置でよい。あるいは、これらは1つ以上の移動型ジオフェンシング装置を含んでよい。移動型ジオフェンシング装置が、固定型ジオフェンシング装置と接触すると、重複する範囲が作成されることがある。固定型ジオフェンシング装置が、時間と共に変化し得る境界を有している場合、重複する範囲が作成されることがあるか、または消滅することがある。
移動型ジオフェンシング
ジオフェンシング装置は、固定型または移動型でよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、同じ場所に留まってもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、個人によって動かされない限り、同じ場所に留まってもよい。ある環境内に、ほぼ固定型ジオフェンシング装置を設置してもよく、かつ自動推進されなくてもよい。固定型ジオフェンシング装置は、静止した構造物に固着されるか、または支持されてもよい。ユーザーは、固定型ジオフェンシング装置を、第1の場所から第2の場所に手動で移動させてもよい。
ジオフェンシング装置は、可動でよい。ジオフェンシング装置は、場所から場所へ移動させることができる。ジオフェンシング装置は、個人がジオフェンシング装置を移動させることを必要とせずに、動かすことができる。移動型ジオフェンシング装置は、自動推進されてもよい。移動型ジオフェンシング装置は、可動物体(例えば機体)に装着されるか、または支持されてもよい。移動型ジオフェンシング装置は、その上に、移動型ジオフェンシング装置を環境の周囲に移動させることを可能にし得る1つ以上の推進ユニットを有してもよい。移動型ジオフェンシング装置は、可動物体に取り付けられるか、または支持されてもよい。該可動物体は、移動型ジオフェンシング装置を有する環境の周囲に可動物体を移動させることを可能にし得る、1つ以上の推進ユニットを有してもよい。
図32は、本発明の実施形態による、移動型ジオフェンシング装置の一例を示す。移動型ジオフェンシング装置は、UAV3210a、3210bでよい。移動型ジオフェンシング装置は、航空機、地上輸送機、水上輸送機、または宇宙空間における輸送機、またはそれらの任意の組み合わせでよい。UAVは、例示のみを目的として提供され、本明細書におけるUAVのあらゆる記載が、任意の他の機体または可動物体に適用されてもよい。
移動型ジオフェンシング装置3210a、3210bは、時間と共に場所を変化し得る。移動型ジオフェンシング装置間に、距離dを設けることができる。移動型ジオフェンシング装置は、対応する境界3220a、3220bを有してもよい。この境界は、同じであってもよく、または時間と共に変化してもよい。本明細書の他の部分に記載されたように、この境界は、1つ以上の検出された条件に応答して変化してもよい。
移動型ジオフェンシング装置は、無線通信を発信できる。無線通信は、移動型ジオフェンシング装置に関する情報を含み得るメッセージでよい。識別用情報(例えばジオフェンシング装置識別子またはジオフェンシング装置のタイプ)が送信され得る。メッセージは、メッセージ署名を含んでよい。メッセージは、ジオフェンシング装置キー情報を含んでよい。メッセージは、移動型ジオフェンシング装置のための位置情報を含んでよい。例えば、メッセージは、ジオフェンシング装置のためのグローバル座標を含んでよい。移動型ジオフェンシング装置は、GPSユニット、または移動型ジオフェンシング装置の位置を提供し得る、他のオンボードの位置入力装置を有してもよい。メッセージは、ジオフェンシング装置の飛行計画またはコースに関する情報を含んでよい。メッセージは、時間情報(例えばメッセージが送られる時間)を含んでよい。時間は、移動型ジオフェンシング装置にオンボードの時計に従って提供されてもよい。メッセージは、飛行制御情報を含んでよい。例えば、メッセージは、受信された飛行コマンドまたは実行されている飛行コマンドの少なくとも一方に関する情報を含んでよい。
移動型ジオフェンシング装置がUAVである場合、メッセージは、互いに送受信されてもよい。例えば、第1の移動型ジオフェンシング装置3210aが、第2の移動型ジオフェンシング装置3210bに近接している場合、各々が、本明細書に記載された情報のいずれかを有するメッセージ発信できる。UAVは、送信されたメッセージに基づいて、互いに識別または検出の少なくとも一方が可能である。あるいは、本明細書の他の部分に記載されたような、他の検出または認識手法を用いてもよい。
UAVからのメッセージが継続的に発信されてもよい。例えば、メッセージは、継続的にブロードキャストされてもよい。UAVは、メッセージが互いに検出されたかに関わらず、メッセージを発信できる。UAVからのメッセージは、周期的に(例えば、規則的または不規則な時間間隔で)、スケジュールに従って、または検出された事象または状況に応答して、発信されてもよい。例えば、UAVがその他のUAVの存在を検出すると、メッセージを送信できる。別の事例では、UAVは、航空制御システムによってメッセージ発信するように命令されると、メッセージ発信できる。
場合によっては、UAVに対するメッセージは、ジオフェンシング半径を含んでよい。ジオフェンシング半径は、対応するUAVの操縦性または任務に関係してもよい。例えば、UAVの操縦性がより高い場合、より小さな半径を設け得る。UAVの操縦性がより低い場合、より大きな半径を設け得る。
例えば、第1のUAV3210aは、第1のジオフェンシング半径(例えば、RA)をブロードキャストできる。任意には、第2のUAV3210bは、第2のジオフェンシング半径(例えば、RB)をブロードキャストできる。第2のUAVは、第1のUAVから半径を受信すると、第1のUAVと第2のUAVとの間の距離dを算出できる。前記距離dがRAよりも小さいか、またはRBよりも小さい場合、第2のUAVは、コースを修正するか、またはその場でホバリングすることができ、その一方で、第1のUAVに衝突の可能性を通知できる。この場合、第1のUAVは、コースを修正するか、またはその場でホバリングしてもよい。
同様に、飛行過程において、第2のUAVは、第2のジオフェンシング半径(例えば、RB)を同時にブロードキャストできる。第1のUAVは、第2のUAVから半径を受信すると、第1のUAVと第2のUAVとの間の距離dを算出できる。前記距離dがRAよりも小さいか、またはRBよりも小さい場合、第1のUAVは、コースを修正するか、またはその場でホバリングすることができ、その一方で、第2のUAVに衝突の可能性を通知できる。この場合、第2のUAVは、コースを修正するか、またはその場でホバリングしてもよい。
両方のUAVが情報をブロードキャストする場合、両方のUAVが衝突の可能性を検出して、コース修正を施すことができる。場合によっては、あるUAVは、そのコースを継続してもよく、一方で他のUAVは、回避行動を取って、起こり得る衝突を回避できる。他の事例では、両方のUAVが何らかの形式の回避行動を取って、起こり得る衝突を回避できる。
ある実施形態では、UAV間に優先度の相違がある場合、あるUAVのみが回避行動を取ることができ、対して他のUAVはそうではない。例えば、より高い優先レベルのUAVは、回避行動を取ることを必要としない可能性があるが、一方でより低い優先レベルのUAVは、回避行動を取ることを余儀なくされることがある。別の事例では、どのUAVが回避行動を取ることがより容易であるかに関しての算出が行われ得る。例えば、第1のUAVが非常にすばやく動いており、第2のUAVが非常にゆっくりと動いている場合、第2のUAVが時間内にコースを外れることができないとすれば、第1のUAVのコースを修正することがより容易である可能性がある。別の事例では、第2のUAVが時間内にコースを外れることができ、それよりも第1のUAVが回避行動を取ることにより多くのエネルギーを費やし得る場合、第2のUAVのコースを修正し得る。
このように、UAVは、移動型ジオフェンシング装置として用いられてもよく、UAVの衝突回避の際の支援となり得る。衝突回避の用途のために、UAVは、他のUAVがUAVの境界内に進入することを制限できる。例えば、第1のUAVは、他のUAV(例えば第2のUAV)が、第1のUAVの境界に進入することを防止できる。同様に、第2のUAVは、第1のUAVが第2のUAVの境界に進入することを防止できる。あるUAVがその他のUAV境界に進入した場合、衝突を防止する際の支援となり得る飛行応答措置が行われてもよい。
同様の衝突回避用途では、固定型及び移動型ジオフェンシング装置をさらに設けてもよい。例えば、第1のジオフェンシング装置が(地上のビル等の)静止した物体上に設置された固定型ジオフェンシング装置である場合、第2の移動型ジオフェンシング装置(例えば、UAV)が、第1のジオフェンシング装置が設置されている静止した物体にぶつかることを防止するために役立つことがある。ジオフェンシング装置は、未許諾のUAVまたは他の移動型ジオフェンシング装置が境界内に進入することを防止し得る、実質上の「力場」を設け得る。
他の実施形態では、ジオフェンシング装置の境界内に、他の制限のタイプが設けられてもよい。例えば、搭載物の動作制限が設けられてもよい。ある事例では、両方のUAVが進行しており、各UAVが、画像を撮影できる対応する各自のカメラを有している。第1のUAVは、境界内での他のUAVによるカメラの操作を許可しない飛行制限を有し得る。第2のUAVは、境界内での他のUAVによるカメラの操作を許可するが、画像の記録を許可しない飛行制限を有し得る。このように、第2のUAVが第1のUAVの境界に進入すると、第2のUAVは、カメラの電源をオフにしなければならない場合がある。カメラの電源をオフにできない場合、回避行動を取って、第1のUAVの境界を回避することを余儀なくされる場合がある。第1のUAVは、第2のUAVの境界に進入すると、カメラはオンにしたままでよいが、記録を中断しなければならない。同様に、記録を中断できない場合、回避行動を取ることを余儀なくされる場合がある。この制限のタイプは、ジオフェンシング装置のアクティビティがカメラに記録されるかまたは撮影されることが望ましくない場合に有用である。例えば、他のUAVにとって、UAVが任務を遂行している間にUAVの画像を撮影することが望ましくないことがある。本明細書の他の部分に記載されたような、任意の他のタイプの制限を用いてもよい。
本発明の態様は、移動型ジオフェンシング装置を識別する方法を含み得る。前記方法は、UAVにおいて、(1)(a)移動型ジオフェンシング装置の位置と、(b)移動型ジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界とを示す、移動型ジオフェンシング装置からの信号を受信するステップと、(2)UAVと移動型ジオフェンシング装置との間の距離を算出するステップと、(3)UAVが移動型ジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界の範囲内にあるかを、距離に基づいて判断するステップと、(4)UAVが移動型ジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界の領域内にある場合、移動型ジオフェンシング装置に基づいて設けられた飛行規制のセット下でUAVを動作させるステップを含む。
UAVは、通信ユニットと、1つ以上のプロセッサと含み得る。通信ユニットは、移動型ジオフェンシング装置から、(1)移動型ジオフェンシング装置の位置と、(2)移動型ジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界を示す信号を受信する。1つ以上のプロセッサは、通信ユニットに動作可能に接続され、個々にまたは一括して、(1)UAVと移動型ジオフェンシング装置との間の距離を算出し、(2)UAVが移動型ジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界の領域内にあるかを、距離に基づいて判断し、(3)UAVが移動型ジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界の領域内にある場合、移動型ジオフェンシング装置に基づいて設けられた飛行規制のセット下でUAVの操作を実行する信号を生成する。
移動型ジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界は、ジオフェンシング装置を中心とした第1の半径を有する円形の境界でよい。UAVと移動型ジオフェンシング装置の間の距離は、第1の半径と比較されてもよい。また、UAVは、1つ以上のジオフェンシング境界の第2のセットを有するジオフェンシング装置でよい。UAVの1つ以上のジオフェンシング境界の第2のセットは、UAVを中心とした第2の半径を有する円形の境界でよい。UAVと移動型ジオフェンシング装置の間の距離は、第2の半径と比較されてもよい。移動型ジオフェンシング装置は、別のUAVでよい。
図33は、本発明の実施形態による、互いに接近している移動型ジオフェンシング装置の一例を示す。第1の移動型ジオフェンシング装置3310aは、第2の移動型ジオフェンシング装置3310bに接近している場合がある。第2の移動型ジオフェンシング装置は、第1の移動型ジオフェンシング装置に接近している場合がある。ジオフェンシング装置は、互いに接近している場合がある。移動型ジオフェンシング装置は、対応する境界のセット3320a、3320bを有してもよい。移動型ジオフェンシング装置は、対応する軌道3330a、3330bに沿って動いていてもよい。
ある実施形態では、移動型ジオフェンシング装置の軌道または境界の少なくとも一方を分析して、移動型ジオフェンシング装置が互いの境界を横切る可能性があるかを判断できる。場合によっては、移動型ジオフェンシング装置は、素早く移動していることがあり、そのため、装置が衝突に向かう進路上にあるかを早い段階で判断することが望ましい可能性がある。軌道を分析して、移動型ジオフェンシング装置の今後の場所を予測できる。境界を分析して、移動型ジオフェンシング装置が互いを回避するために有する必要があるバースを判断できる。例えば、境界がより大きければ、移動型ジオフェンシング装置は、結果として互いにより幅広いバースを保持する必要があり得る。境界がより小さければ、移動型ジオフェンシング装置は、結果として互いにより小さなバースを保持することが可能になり得る。
場合によっては、移動型ジオフェンシング装置が互いに直接接近するように、軌道が設けられてもよい。あるいは、1つ以上の軌道が外れていてもよい。また、回避行動を取るかを判断する際に、移動型ジオフェンシング装置の速度または加速度の少なくとも一方が考慮さてもよい。さらに、(1)いずれかの移動型ジオフェンシング装置が回避行動を取る必要があるか、(2)どの移動型ジオフェンシング装置が回避行動を取る必要があるか、または(3)両方の移動型ジオフェンシング装置が回避行動を取る必要があるかが判断される。同様に、回避行動のタイプ(コースを変更するか、速度を落とすか、スピードアップするか、ホバリングするか、または任意の他のジオフェンシング装置の動作パラメータを変更するか)が判断されてもよい。
図34は、本発明の実施形態による、移動型ジオフェンシング装置の別の例を示す。移動型ジオフェンシング装置3410は、可動物体であってもよく、または可動物体3420に固着されるか、または支持されてもよい。可動物体は、機体(例えば地上輸送機、水上輸送機、空中の輸送機、または宇宙空間の輸送機)でよい。移動型ジオフェンシング装置は、境界3430を有してもよい。境界は、移動型ジオフェンシング装置と共に移動できる。UAV3440は、ジオフェンシング装置の近くにあってもよい。
ジオフェンシング装置3410は、UAV3440に対応付けられた任意の飛行規制のセットを有してもよい。ある事例では、飛行規制は、UAVが移動型ジオフェンシング装置のジオフェンシング境界3430内に留まる必要があり得る。UAVは、ジオフェンシング境界によって囲まれた空域内を自由に飛行できる。移動型ジオフェンシング装置が移動すると、移動型ジオフェンシング装置と共に境界を移動させることができる。そして、UAVもまた、移動型ジオフェンシング装置と共に移動させることができる。この制限は、UAVが可動物体の後を追うことが望ましい可能性がある場合において有用であり得る。例えば、可動物体は、地上輸送機であってもよく、UAVが地上輸送機の上を飛行して、地上輸送機の上に表示され得る周囲の環境の画像を撮影することが望ましいことがある。UAVは、ユーザーがUAVを能動的に動作させることを必要とせず、地上輸送機の近くの範囲内に留まってもよい。UAVは、輸送機と共に移動する境界内に留まってもよく、輸送機の後を追ってもよい。
別の事例では、制限によって、UAVを境界の外側に維持させてもよい。制限によって、UAVが地上輸送機にぶつかるか、または衝突することを防止できる。UAVがユーザーによって手動で操作されたとしても、ユーザーがUAVを輸送機にぶつかるように命令を与えた場合、UAVは、輸送機に激突することを防止し得る飛行応答措置を取り得る。これは、飛行応答措置を取らなければ不注意で衝突を起こし得る、経験の浅いUAVユーザー、または輸送機に故意に激突させようと試みている可能性がある、悪意のあるUAVユーザーに用いられてもよい。移動型ジオフェンシング装置は、そうでなければUAVを付近の移動型ジオフェンシング装置に激突させ得る、悪意のあるユーザーから物体を保護できる。
さらなる事例は、搭載物制限に対するものである。例えば、UAVが移動型ジオフェンシング装置の境界内にある間に、UAVは環境の画像を撮影することを許可されない可能性がある。移動型ジオフェンシング装置が環境内を動き回る間であっても、UAVは、移動型ジオフェンシング装置及び可動物体の画像を撮影できないことがある。このことは、UAVが移動型ジオフェンシング装置または可動物体に関するデータ(例えば画像データ)を収集することを防止することが望ましい場合に有用であり得る。
別の事例では、制限によって、UAVが境界内にある間、UAVの無線通信を防止できる。ある例では、制限によって、無線通信を許可できるが、可動物体またはジオフェンシング装置の少なくとも一方の機能と干渉し得る通信を防止できる。移動型ジオフェンシング装置が移動している間、UAVは、ジオフェンシング装置または可動物体の少なくとも一方の無線通信と干渉し得る無線通信の使用が可能ではない場合がある。このことは、UAVが可動物体の近くに無作為に来て、可動物体または移動型ジオフェンシング装置の少なくとも一方の通信と干渉することを防止するために有用であり得る。
本明細書の他の部分に記載されたような、任意の他のタイプの制限を、移動型ジオフェンシング装置に適用してもよい。
ユーザーインターフェイス
表示装置上に、1つ以上のジオフェンシング装置に関する情報を示すことができる。本装置は、ユーザーによって視認可能なユーザー端末でよい。ユーザー端末は、UAVに1つ以上の動作コマンドを送信できるリモートコントローラとして機能することもできる。リモートコントローラは、UAVの操作を実行するユーザー入力を受容できる。ユーザーによって制御され得るUAVの動作の例は、飛行、搭載物の動作、搭載物の位置付け、支持機構の動作、センサの動作、無線通信、ナビゲーション、電力使用、物品の搬送、または任意の他のUAVの動作を含み得る。例えば、ユーザーは、リモートコントローラを介して、UAVの飛行制御できる。ユーザー端末は、UAVからのデータを受信できる。UAVは、1つ以上のセンサ(例えばカメラ)を用いて、データを取り込むことができる。カメラからの画像が、ユーザー端末に与えられてもよく、または任意の他のセンサからのデータが、ユーザー端末に与えられてもよい。また、ユーザー端末は、ジオフェンシング装置に1つ以上のコマンドを送信できるか、またはジオフェンシング装置の機能を変更できるリモートコントローラとして機能することもできる。本装置は、ジオフェンシング装置自体の上にある表示装置でよい。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置及び任意の周辺のジオフェンシング装置に関する情報を示すことができる。本装置は、航空制御システムのオペレータ(例えば、管理者)の表示装置でよい。本装置は、管轄主体のユーザー(例えば、政府職員、政府機関の被雇用者)または緊急サービスのユーザー(例えば、警察官等)の少なくとも一方の表示装置でよい。本装置は、UAVシステムに関与する任意の他の個人が見ることができる表示装置でよい。
表示装置は、画面か、または他のタイプのディスプレイを含んでよい。画面は、LCDスクリーン、CRTスクリーン、プラズマスクリーン、LEDスクリーン、タッチスクリーン、または当技術分野において周知であるかまたは後に示される、情報を示すための任意の他の技術の少なくとも1つを用いてもよい。
図35は、本発明の実施形態による、1つ以上のジオフェンシング装置に関する情報を示すユーザーインターフェイスの一例を示す。表示装置3510は、1つ以上のジオフェンシング装置に関する情報を示し得る、ユーザーインターフェイス3520を示すことができる、画面か、または他の部分を有してもよい。ある事例では、ジオフェンシング装置3530a、3530b、3530cのマップを表示できる。ユーザーインターフェイスは、互いに対するジオフェンシング装置の位置を示すことができる。ユーザーインターフェイスは、ジオフェンシング装置の対応する境界3540a、3540b、3540cを示すことができる。ジオフェンシング装置を基準としたUAVの位置3550を表示できる。
表示装置は、ユーザーがジオフェンシング装置情報を見ることを可能にするために用いられ得る遠隔装置でよい。ジオフェンシング装置の場所に関する情報は、1つ以上のジオフェンシング装置から集められることができる。遠隔装置は、1つ以上のジオフェンシング装置から直接情報を受信できる。例えば、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置の位置に関する信号を送信できる。あるいは、1つ以上のジオフェンシング装置からの情報は、表示装置に間接的に提供されてもよい。ある事例では、航空制御システム、認証システムの他の部分、または任意の他のシステムが、ジオフェンシング装置に関する情報を収集できる。例えば、航空制御システムは、ジオフェンシング装置の位置に関する情報を受信でき、遠隔装置にジオフェンシング装置に関する情報を伝達できる。
ジオフェンシング装置は、遠隔装置、または別の装置またはシステム(例えば航空制御システム)にジオフェンシング境界に関する情報を送信できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置からジオフェンシング境界に関する情報を受信でき、遠隔装置に情報を送信できる。他の実施形態では、ジオフェンシング装置は、位置情報のみを送信することができ、航空制御システムまたは他のシステムは、境界に関する情報を供給できる。例えば、ジオフェンシング装置は、航空制御システムにジオフェンシング装置の位置を送信でき、航空制御システムは、ジオフェンシング装置の境界を判断できる。そして、空気制御装置は、位置情報と共に、境界に関する情報を遠隔装置に送信できる。ある実施形態では、航空制御システムまたは他のシステムは、ジオフェンシング装置の位置に基づいて、境界を生成できる。境界の位置は、ジオフェンシング装置の位置と関連して決定されてもよい。航空制御システムは、ジオフェンシング境界を決定するときに、他の要因(例えばジオフェンシング装置の近傍のUAVまたはユーザーの少なくとも一方に関する情報、環境条件、タイミング、または任意の他の要因、の少なくとも1つ)を考慮してもよい。
ある実施形態では、遠隔装置は、UAVのリモートコントローラでよい。遠隔装置によって制御されているUAVは、1つ以上のジオフェンシング装置の近傍の範囲内にあってもよい。航空制御システムまたはジオフェンシング装置は、UAVがジオフェンシング装置の近傍の範囲内にあることを検出できる。UAVは、ジオフェンシング装置の近傍の範囲内にあることを判断できる。ジオフェンシング境界は、UAVまたはUAVを操作しているユーザーに関する情報に基づいて生成されてもよい。ジオフェンシング境界は、航空制御システム、ジオフェンシング装置、UAV、またはリモートコントローラの少なくとも1つにおいて生成されてもよい。遠隔装置は、ジオフェンシング装置の境界に関するディスプレイ情報を表示してもよく、UAVに特に合わせて調整されてもよく、または調整されなくてもよい。
ある事例では、境界が示されると、境界は、境界を表示する遠隔装置に合わせて調整され得る。境界は、UAVに関する情報(例えば、UAV識別子、UAVタイプ、UAVのアクティビティ)に基づいて調整されてもよく、遠隔装置に通信されてもよい。UAVの1つ以上の動作は、遠隔装置からのコマンドによって制御されてもよい。UAVは、遠隔装置に、UAVによって収集されたデータに関する情報を送信できる。例えば、UAVにオンボードの撮像装置によって撮影された画像は、遠隔装置まで送信され得る。
境界が遠隔装置に合わせて調整されると、他の遠隔装置は、遠隔装置と同じ境界を認識してもよく、または認識しなくてもよい。例えば、第1の遠隔装置は、1つ以上のジオフェンシング装置の近傍にある可能性がある第1のUAVと通信してもよい。第1の遠隔装置は、ジオフェンシング装置の位置または境界の少なくとも一方に関する情報を表示できる。第1のUAVの位置は、ジオフェンシング装置の位置または境界の少なくとも一方に関連して表示されてもよい。第2の遠隔装置は、1つ以上のジオフェンシング装置の近傍にある可能性がある第2のUAVと通信してもよい。第2の遠隔装置は、ジオフェンシング装置の位置または境界の少なくとも一方に関する情報をディスプレイ表示できる。第2のUAVの位置は、ジオフェンシング装置の位置または境界の少なくとも一方に関連して表示されてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置の位置に関する情報は、第1の遠隔装置と第2の遠隔装置との間で一致していてもよい。例えば、第1及び第2の遠隔装置の両方に表示された同じジオフェンシング装置には、同じ位置が与えられてもよい。ジオフェンシング装置に関する境界の情報は、第1の遠隔装置と第2の遠隔装置との間で一致していてもよく、または一致しなくてもよい。例えば、境界は、第1及び第2の遠隔装置上に、同じものとして示すことができる。あるいは、境界は、第1及び第2の遠隔装置上に、異なるものとして示すことができる。場合によっては、ジオフェンシング装置の境界は、UAVの識別情報に依存して変えることができる。ジオフェンシング装置の境界は、UAVタイプに依存して変えることができる。このように、第1の遠隔装置及び第2の遠隔装置は、同じジオフェンシング装置についての異なる境界を示すことができる。ジオフェンシング装置の全て、ジオフェンシング装置の一部、一台のジオフェンシング装置が、第1の遠隔装置及び第2の遠隔装置との間の異なる境界を示すことができるか、またはジオフェンシング装置のいずれもが示すことができない。
第1の遠隔装置は、第1のUAVの位置を示すことができ、第2の遠隔装置は、第2のUAVの位置を示すことができる。第1及び第2のUAVの位置は、互いに異なっていてもよい。第1の遠隔装置が、第2のUAVの位置を示してもよく、または示さなくてもよい。第2の遠隔装置が、第1のUAVの位置を示してもよく、または示さなくてもよい。遠隔装置は、遠隔装置が対応し得るUAVの位置を示すことができる。遠隔装置は、他のUAVの位置を示してもよく、または示さなくてもよい。
本発明の一態様は、UAVのためのジオフェンシング情報を表示する方法を対象とする。前記方法は、(1)(a)少なくとも1つのジオフェンシング装置の位置と、(b)少なくとも1つのジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界、を含むジオフェンシング装置データを受信するステップと、(2)ユーザーに情報を表示するディスプレイを設けるステップと、(3)ディスプレイ上に、(a)少なくとも1つのジオフェンシング装置の位置と、(b)少なくとも1つのジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界、を有するマップを示すステップを含む。表示装置は、通信ユニットとディスプレイを含み得る。通信ユニットは、(1)少なくとも1つのジオフェンシング装置の位置と、(2)少なくとも1つのジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界を含むジオフェンシング装置データを受信する。ディスプレイは、ユーザーに情報を表示し、(1)少なくとも1つのジオフェンシング装置の位置と、(2)少なくとも1つのジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界を有するマップを示す。
遠隔表示装置上に示された物体の位置は、リアルタイムで更新されてもよい。例えば、遠隔装置上に示されたUAVの位置は、リアルタイムで更新されてもよい。UAVの位置は、少なくとも1つのジオフェンシング装置に関連して示されてもよい。UAVの位置は、継続的に、周期的に(例えば、規則的または不規則な時間間隔)、スケジュールに応答して、または検出された事象または状況に応答して、更新されてもよい。場合によっては、画面上のUAVの位置は、UAVの移動の15分未満、10分未満、5分未満、3分未満、2分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、2秒未満、1秒未満、0.5秒未満、0.1秒未満、0.05秒未満、または0.01秒未満以内に更新されてもよい。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、固定型でよい。ジオフェンシング装置の位置は、更新される必要がないか、または継続的に、周期的に、スケジュールに従って、または検出された事象または状況に応答して、更新されてもよい。場合によっては、ユーザーが、固定型ジオフェンシング装置を移動させてもよい。例えば、ユーザーは、ジオフェンシング装置を持ち上げて、別の場所に移動させることができる。更新された位置は、遠隔装置上に示されてもよい。
あるいは、ジオフェンシング装置は、移動型でよい。ジオフェンシング装置の位置は、変えられてもよい。リモートディスプレイ上に示された1つ以上のジオフェンシング装置の位置は、リアルタイムで更新されてもよい。1つ以上のジオフェンシング装置の位置は、互いを基準とする、または、マップ上の他の特色を基準とする、うちの少なくとも一方で示されてもよい。ジオフェンシング装置の位置は、継続的に、周期的に(例えば、規則的または不規則な時間間隔)、スケジュールに応答して、または検出された事象または状況に応答して、更新されてもよい。場合によっては、画面上のジオフェンシング装置の位置は、ジオフェンシング装置の移動の15分未満、10分未満、5分未満、3分未満、2分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、2秒未満、1秒未満、0.5秒未満、0.1秒未満、0.05秒未満、または0.01秒未満以内に更新されてもよい。
ジオフェンシング装置の境界は、ほぼ固定型でよい。ほぼ固定型のジオフェンシング装置の境界の表示は、更新される必要がない。あるいは、境界は、継続的に、周期的に、スケジュールに従って、または検出された事象または状況に応答して、更新されてもよい。
任意には、ジオフェンシング装置の境界は、時間と共に変化してもよい。リモートディスプレイ上に示された境界の位置は、リアルタイムで更新されてもよい。1つ以上のジオフェンシング装置の境界の位置は、互いを基準とする、または、マップ上の他の特色を基準とする、うちの少なくとも一方で示されてもよい。ジオフェンシング装置の境界は、継続的に、周期的に(例えば、規則的または不規則な時間間隔)、スケジュールに応答して、または検出された事象または状況に応答して、更新されてもよい。場合によっては、画面上に示されたジオフェンシング装置の境界は、ジオフェンシング装置の境界の変更の15分未満、10分未満、5分未満、3分未満、2分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、2秒未満、1秒未満、0.5秒未満、0.1秒未満、0.05秒未満、または0.01秒未満以内に更新されてもよい。ジオフェンシング装置の境界は(例えば本明細書の他の部分に記載されるような)任意の数の要因に従って変えられてもよい。例えば、環境条件は、境界の変更を生じさせることがある。他の要因(例えばUAV情報、ユーザー情報、またはタイミング)が、境界の変化を生じさせることがある。
任意には、ユーザーインターフェイスは、少なくとも1つのジオフェンシング装置によって課せられた飛行規制のタイプの視覚的なインジケータを示してもよい。ジオフェンシング装置によって、異なるカテゴリの飛行規制が課せられてもよい。カテゴリの例は、飛行規制、搭載物規制、通信規制、電力使用/管理規制、支持されるアイテムに関する規制、ナビゲーション規制、センサ規制、または任意の他の規制を含んでよいが、これらに限定されない。視覚インジケータは、異なるタイプまたはカテゴリの飛行規制を視覚的に区別させることができる。視覚インジケータのタイプの例は、文字、数字、シンボル、アイコン、サイズ、画像、色、パターン、強調表示、または異なるタイプの飛行規制の区別を助け得る任意の他の視覚インジケータを含んでよいが、これらに限定されない。例えば、少なくとも1つのジオフェンシング装置によって課せられる異なるタイプの飛行規制には、異なる色が付けられてもよい。例えば、第1のジオフェンシング装置または境界は、第1の飛行規制のタイプ(例えば、高度上限)を示す第1の色(例えば、赤)を有していてもよく、一方で第2のジオフェンシング装置または境界は、第2の飛行規制のタイプ(例えば、搭載物の使用)を示す第2の色(例えば、緑)を有してもよい。場合によっては、単一のジオフェンシング装置が、複数の飛行規制のタイプを有してもよい。視覚インジケータは、カバーしている多数のタイプを示すことができる(例えば、境界上に赤い線及び緑色の線を示して、高度上限及び搭載物使用制限の両方の実施を示すことができる)。ある実施形態では、飛行規制を適用する境界内の領域は、影付きにされてもよく、または飛行規制タイプを示す色を有してもよい。場合によっては、境界外の1つ以上の制限に規制が適用された場合、境界外の領域は、影付きにされるか色を付けられてもよい。例えば、UAVは、ジオフェンシング装置の境界のセット内で搭載物を動作させることのみを許可される場合がある。そして、境界外の領域が影付きにされて、ジオフェンシング装置の境界外での搭載物の使用の制限を示すことができる。あるいは、境界内の領域が影付きにされて、規制のタイプが境界内のものであり、境界内での動作のみが許可されていることを示すことができる。
ある実施形態では、UAVは、飛行軌道または方向を有し得る。UAVの軌道または方向は、ユーザーインターフェイス上に示されてもよい。例えば、矢印またはベクトルは、UAVが進行している方向を指すことができる。UAVの方向または軌道の視覚インジケータは、UAVの速度または他の動作の要因を示してもよく、または示さなくてもよい。例えば、インジケータは、UAVがより高速で、またはより低速で進行しているかを視覚的に見分けさせることが可能であり得る。ある事例では、速度の数値が表示されてもよい。別の事例では、より長い矢印またはベクトルは、より短い矢印またはベクトルよりも早い速度に対応し得る。
ユーザーインターフェイス上に、UAVの飛行経路に関連する情報が表示されてもよい。任意には、過去のUAVの飛行経路に関する情報が表示されてもよい。例えば点線または経路の他のインジケータは、UAVが既に航行した場所を示すことができる。マップは、UAVが既に渡った経路の線または他のインジケータを表示できる。場合によっては、ユーザーインターフェイス上に、今後の飛行経路が表示されてもよい。場合によっては、UAVは、決定されたか、または半ば決定された飛行計画を有してもよい。飛行計画は、予測される今後の飛行経路を含んでよい。予測飛行経路は、ユーザーインターフェイス上に表示されてもよい。例えば、経路の線または他のインジケータによって、UAVが進行すると予測される場所を示してもよい。今後の飛行経路は、リアルタイムで変更されるかまたは更新されてもよい。今後の飛行経路は、継続的に、周期的に(例えば、規則的または不規則な間隔)、スケジュールに従って、更新または表示の少なくとも一方をしてもよい。場合によっては、画面上に示された今後の飛行経路は、今後の飛行経路の変更の15分未満、10分未満、5分未満、3分未満、2分未満、1分未満、30秒未満、15秒未満、10秒未満、5秒未満、3秒未満、2秒未満、1秒未満、0.5秒未満、0.1秒未満、0.05秒未満、または0.01秒未満以内に更新されてもよい。
ジオフェンシング装置の優先レベルは、ユーザーインターフェイス上に表示されてもよい。視覚インジケータは、ジオフェンシング装置のための異なるレベル間の優先度を視覚的に区別することを可能にできる。例えば、アイコンのサイズまたは形状が、ジオフェンシング装置の優先レベルを示し得る。アイコンの色が、ジオフェンシング装置の優先レベルを示し得る。標識(例えば文字または数値)が、ジオフェンシング装置によって提供されることができ、ジオフェンシング装置の優先レベルを示し得る。場合によっては、優先レベルは、視覚的には常に表示されない場合がある。しかし、ユーザーがジオフェンシング装置を選択するか、またはマウスをジオフェンシング装置の上に動かすと、情報を表示できる。
遠隔表示装置は、ユーザー入力を受信してよい。ある事例では、この表示装置は、ユーザーが画面をタッチするか、または画面をスワイプすると、ユーザー入力を記録できるタッチスクリーンを有してもよい。本装置は、任意の他のタイプのユーザーインタラクティブ部品(例えばボタン、マウス、ジョイスティック、トラックボール、タッチパッド、ペン、慣性センサ、撮像装置、モーションキャプチャ装置、またはマイクロフォン)を有してもよい。
ユーザー入力は、UAVまたはジオフェンシング装置の動作に影響を及ぼし得る。ユーザー入力によって影響され得るUAVの動作の事例は、UAVの電源のオンまたはオフ、UAVの飛行経路、UAVの離陸、UAVの着陸、UAVの目的地または航路定点、UAVの飛行モード(例えば、自律、半自律またはマニュアル、または所定の経路、半ば決定された経路、またはリアルタイムの経路に沿う)を含んでよい。
ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の動作に影響を及ぼし得る。ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の位置またはジオフェンシング装置の境界の少なくとも一方に影響を及ぼし得る。ユーザー入力は、ジオフェンシング装置に関連付けられた飛行規制のセットに影響を及ぼし得る。例えば、ユーザー入力は、ジオフェンシング装置によって課せられた1つ以上の制限に影響を及ぼし得る。ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の優先レベルに影響を及ぼし得る。
本発明の態様は、ジオフェンシング装置を制御する方法を対象とし得る。前記方法は、(1)少なくとも1つのジオフェンシング装置に関連するデータを受信するステップと、(2)少なくとも1つのジオフェンシング装置に関連する受信データに基づいて、ユーザーにジオフェンシング装置情報を示すディスプレイを設けるステップと、(3)ジオフェンシング装置の少なくとも1つの動作に影響するユーザー入力を受信するステップと、(4)送信機の支援によって、ユーザー入力に従って、ジオフェンシング装置の少なくとも1つの動作に影響する1つ以上の信号を伝達するステップを含む。表示装置は、(1)少なくとも1つのジオフェンシング装置に関連するデータを受信する受信機と、(2)少なくとも1つのジオフェンシング装置に関連する受信データに基づいて、ユーザーにジオフェンシング装置情報を示すディスプレイと、(3)個々にまたは一括して、ジオフェンシング装置の少なくとも1つの動作に影響するユーザー入力を受信する1つ以上のプロセッサと、(4)ユーザー入力に従って、ジオフェンシング装置の少なくとも1つの動作に影響する1つ以上の信号を伝達する送信機を含み得る。
図43は、本発明の実施形態による、1つ以上のジオフェンシング装置を制御するためのユーザー入力を受容できる装置の一例を提供する。システムは、1つ以上の遠隔装置4310を含むことができる。システムは、1つ以上のジオフェンシング装置4320a、4320b、4320cをさらに含むことができる。ジオフェンシング装置は、任意には、航空制御システム4330、認証システムの別の部分、または任意の他のシステムまたは装置と通信できる。あるいは、ジオフェンシング装置は、遠隔装置と直接通信できる。遠隔装置は、ディスプレイ4315上にユーザーインターフェイスを含んでよい。ユーザーインターフェイスは、ジオフェンシング装置に関連する情報を示すことができる。ある事例では、マップ4340は、ジオフェンシング装置に関連する位置の情報を示すことができる。任意には、リスト形式、チャート形式、または任意の他の形式が、本発明について提供されてもよい。ある実施形態では、1つ以上のさらなる領域4360が設けられてもよい。この領域は、1つ以上のジオフェンシング装置の制御に関連するツールまたはオプションを含んでよい。場合によっては、ユーザーは、ユーザーインターフェイスと直接通信して、ジオフェンシング装置を制御してもよい。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置と、航空制御システムまたは他のシステムとの間に、一方向または双方向通信が備えられてもよい。例えば、ジオフェンシング装置は、航空制御システムに、ジオフェンシング装置に関する位置情報または他の情報を提供できる。航空制御システムは、ジオフェンシング装置に、1つ以上の命令(例えば、位置が変わったか、境界が変わったか、優先度が変わったか、飛行制限が変わったか等に関する)を中継できる。航空制御システム、または他のシステムは、遠隔表示装置との一方向または双方向通信を有してもよい。ジオフェンシング装置に関する情報(例えば、ジオフェンシング装置の位置、境界)は、航空制御システムから遠隔表示装置に送信され得る。ある実施形態では、航空制御システムに、該表示装置への1人以上のユーザー入力に関する情報が提供され得る。例えば、ユーザーは、ジオフェンシング装置の動作に影響を及ぼす入力を与えることができ、航空制御システムに送信されることができ、続いて航空制御システムは、対応するジオフェンシング装置に命令を送信できる。他の実施形態では、ジオフェンシング装置と遠隔表示装置との間に、直接通信を備えることができる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置に関する情報を直接提供することができ、少なくともその一部は、遠隔表示装置上に表示され得る。遠隔表示装置は、ジオフェンシング装置の少なくとも1つの動作に影響するユーザー入力を受信でき、対応するジオフェンシング装置に、ジオフェンシング装置の少なくとも1つの動作に影響を及ぼす命令を伝達できる。
ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の動作に影響を及ぼし得る。ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の位置に影響を及ぼし得る。ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、移動型ジオフェンシング装置でよい。ユーザーは、ジオフェンシング装置の動作に影響を及ぼし得る入力を与えることができる。例えば、ユーザー入力は、移動型ジオフェンシング装置を新しい位置に移動させることになっていることを示すことができる。ユーザー入力は、現在は動いていないジオフェンシング装置に影響を及ぼし得る。あるいは、ユーザー入力は、ジオフェンシング装置が稼働中である間に、ジオフェンシング装置に影響を及ぼし得る。ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の目的地または航路定点を示してもよい。例えば、ユーザーは、ジオフェンシング装置の目的地または航路定点に対する座標を打ち出すことができる。別の事例では、ユーザーは、マップ上で、ジオフェンシング装置を現在の場所から所望の目的地にクリック及びドラッグできる。別の事例では、ユーザーは、指によるスワイプを用いて、ジオフェンシング装置をピックアップして、マップの新しい所望の場所に移動させることができる。ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の経路を示すことができる。ユーザーは、ユーザーの指によって、ジオフェンシング装置の所望の経路を引き出すことができる。ユーザーは、ジオフェンシング装置の経路の1つ以上のパラメータを入力できる(例えば、ジオフェンシング装置が所望の目的地までに可能な限りで最も短い経路を取るべきであることを指定したり、経路に対して何らかの制約(例えば高度制限、飛行不可ゾーン、ジオフェンシング装置が従うべき地上または水上のインフラストラクチャ)があるかを指定したりする)。ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の動作についての1つ以上のパラメータのセットでよい。例えば、ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の並進速度、角速度、並進加速度、または角加速度を示してもよい。任意の形式の最大または最少速度、あるいは最大または最少加速度が提供されてもよい。
ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の境界に影響を及ぼし得る。少なくとも1つのジオフェンシング装置の1つ以上のジオフェンシング境界が、ユーザー入力によって影響され得る。ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の境界のサイズまたは形状の少なくとも一方に影響を及ぼし得る。ある事例では、ユーザーは、所望のジオフェンシング装置の境界のための座標または幾何学的パラメータ(例えば、半径)の少なくとも一方のセットを打ち出すことができる。ユーザーは、ユーザーの指4350またはポインタを用いて、所望のジオフェンシング装置を引き出すことができる。境界引き出しは、フリーハンドでもよく、または1つ以上の形状テンプレートを用いてもよい。ユーザーは、既存の境界を選択して境界をドラッグアンドドロップし、境界のサイズを変更できる。ユーザーは、境界の一部をドラッグアンドドロップして、境界を引き延ばすか、または境界の形状を変更できる。更新されたジオフェンシング境界情報は、リアルタイムで示されてもよい。例えば、更新された境界情報は、ユーザー入力に基づいて、ディスプレイに示されてもよい。場合によっては、各ジオフェンシング装置が、初期設定の境界を有してもよい。あるいは、初めに、境界は画定されていなくてもよい。ユーザーは、初期設定の境界を変更するか、または画定されていない境界に対して、新しい境界を入力可能であり得る。
ユーザー入力は、ジオフェンシング装置に関連付けられた飛行規制のセットに影響を及ぼし得る。例えば、ユーザー入力は、ジオフェンシング装置によって課せられた1つ以上の制限に影響を及ぼし得る。場合によっては、ユーザーは、マップ4340と通信して、飛行制限を入力するか、変更できる。他の時例では、ユーザーは、1つ以上の他の範囲4360と通信して、飛行制限を入力するか、変更できる。ユーザーが飛行制限を入力するかまたは変更することを所望するジオフェンシング装置を選択できる。場合によっては、ユーザーは、選択されたジオフェンシング装置に対して、複数の使用可能飛行制限から1つ以上の飛行制限を選択できる。ユーザーは、飛行制限に対して指定され得る1つ以上の値を入力できる。例えば、ユーザーは、ジオフェンシング装置の飛行制限が高度下限及び最高速度を含むことを選択できる。そして、ユーザーは、高度下限の値及び最高速度の値を入力できる。他の事例では、ユーザーは、既存の選択肢から選択することなく、飛行制限を指定または生成できる。場合によっては、各ジオフェンシング装置は、初期設定で対応付けられた飛行制限を有してもよい。あるいは、初めに、飛行制限のセットは、最初は未定義でよい。ユーザーは、初期設定の飛行制限のセットを変更するか、または未定義の装置に対する新しい飛行制限を入力することが可能であり得る。このように、ユーザーは、遠隔した場所から、ジオフェンシング装置に対する1つ以上の飛行規制のセットをプログラムすることが可能であり得る。ユーザーは、遠隔した場所から、ジオフェンシング装置に対する飛行制限のセット更新することが可能であり得る。ユーザーは、異なる条件に対して、異なるジオフェンシング装置に対する飛行制限のセットにおいてプログラムすることが可能であり得る。例えば、ユーザーは、UAVがジオフェンシング装置に遭遇したときに、第1のタイプのUAVには第1の飛行規制のセットが与えられ、一方で第2のタイプのUAVには第2の飛行規制のセットが与えられることを指定することが可能であり得る。ユーザーは、UAVが第1の環境条件のセット下でジオフェンシング装置に遭遇したときには第1の飛行規制のセットが与えられ、一方で第2の環境条件のセット下でジオフェンシング装置に遭遇したUAVには、第2の飛行規制のセットが与えられるようにプログラムすることが可能であり得る。また、ユーザーは、UAVが第1の時間においてジオフェンシング装置に遭遇したときは、第1の飛行規制のセットが与えられ、一方で第2の時間においてジオフェンシング装置に遭遇したUAVには、第2の飛行規制のセットが与えられるようにプログラムすることもできる。ユーザーは、様々な飛行規制を発生させることができる任意のタイプの条件または条件の組み合わせをプログラムすることが可能であり得る。
ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の優先レベルに影響を及ぼし得る。例えば、ユーザーは、ジオフェンシング装置が高い優先度、中間の優先度、または低い優先度を有することを指定できる。ユーザーは、装置に対する優先レベル値を指定できる。本明細書の他の部分に記載されたような、任意の他のタイプの優先度が、ユーザーによって定義されてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、初期設定の優先レベルを有してもよい。あるいは、ジオフェンシング装置の優先レベルは、最初は未定義でよい。ユーザーは、初期設定の優先レベルを変更するか、または未定義の装置に対して新しい優先レベルを入力することが可能であり得る。ユーザーは、ジオフェンシング装置に対して、任意の使用可能な優先レベルを指定することが可能であり得る。あるいは、ジオフェンシング装置の優先レベルを入力するためにユーザーが有する適応性または自由が限られていてもよい。例えば、官庁または緊急サービスのジオフェンシング装置のために、一定のレベルの優先度が確保されていてもよい。通常の個人ユーザーは、個人用のジオフェンシング装置に対して最も高い優先レベルを得ることが可能であってもよく、または可能でなくてもよい。場合によっては、閾値の優先度を超えて、航空制御システムのオペレータ・管理者は、より高い優先度を承認する必要があり得る。例えば、個人ユーザーは、高レベルの優先度を要求する場合がある。航空制御システムは、高レベルの優先度に対する要求を承認するか、または拒絶できる。場合によっては、政府主体(例えば政府機関)が高レベルの優先度に対する要求を承認するまたは拒絶してもよい。
このように、ユーザーは、有利に、1つ以上のジオフェンシング装置の動作を制御し得る入力を与えることができる。ユーザーは、遠隔装置を介して入力を与えることができる。このように、ユーザーは、ジオフェンシング装置を制御するために、ジオフェンシング装置が存在するところに物理的にいる必要はない。場合によっては、ユーザーは、ジオフェンシング装置の近傍にいることを選択できるか、またはジオフェンシング装置から離れることを選択できる。ジオフェンシング装置の動作を制御しているユーザーは、ジオフェンシング装置の所有者またはオペレータでよい。ジオフェンシング装置を操作している個人は、ジオフェンシング装置に遭遇する可能性があるUAVを制御する個人とは別人であってもよく、または同じユーザーでよい。
他の実施形態では、ユーザーは、ジオフェンシング装置と直接通信できる。ユーザーは、ジオフェンシング装置に、ジオフェンシング装置の動作を制御し得る手動入力を提供できる。また、ユーザー入力は、ジオフェンシング装置の付近の他のジオフェンシング装置の動作を制御できる。例えば、ジオフェンシング装置に対する飛行制限のセットは、ジオフェンシング装置にオンボードのユーザーインターフェイスを用いて、手動で更新されてもよい。ジオフェンシング装置他の動作上の特色(例えばジオフェンシング装置の境界、またはジオフェンシング装置の優先レベル)が、ジオフェンシング装置にオンボードのユーザーインターフェイスを用いて、手動で更新されてもよい。
本明細書の他の部分に記載される、ジオフェンシング装置の動作を(例えば、リモートコントローラを介して)制御するための任意の機能が、ジオフェンシング装置にオンボードのユーザーインターフェイスに適用されてもよい。本明細書における、ユーザーインターフェイスによって示されるデータのあらゆる記載もまた、ジオフェンシング装置にオンボードのユーザーインターフェイスに適用されてもよい。ある事例では、ジオフェンシング装置は、ユーザーがジオフェンシング装置の動作を制御するため、またはローカルデータを見るため、のうちの少なくとも一方で通信し得る、画面またはボタンの少なくとも一方を有してもよい。
ジオフェンシング装置のソフトウェアアプリケーション
ユーザーは、様々な機能を行う装置を有してもよい。本装置は、ユーザーの所有物として既に存在していてもよい。例えば、本装置は、コンピュータ(例えば、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、サーバ)、モバイル装置(例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット、携帯情報端末)、または任意の他のタイプの装置でよい。本装置は、ネットワークを経由して通信する能力があるネットワーク装置でよい。本装置は、本明細書の他の部分に記載された1つ以上のステップを行うためのコード、論理または命令を記憶できる非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る、1つ以上の記憶装置ユニットを含む。本装置は、個々にまたは一括して、本明細書に記載されたような、非一時的コンピュータ可読媒体のコード、論理、または命令に従って、1つ以上のステップを実行し得る、1つ以上のプロセッサを含んでよい。例えば、ユーザーは、本装置を用いて通信できる(例えば、電話をかける、画像、動画、または文字を送受信する、電子メールを送受信する)。本装置は、ユーザーがインターネットにアクセスするか、またはウェブをブラウズすることを可能にし得るブラウザを有してもよい。
装置が飛行規制のセットに関連付けられた境界のセットに基準点を提供する場合、本装置がジオフェンシング装置となり得る。場合によっては、飛行規制のセットに関連付けられた境界のセットのための基準点として、本装置の位置を提供し得るジオフェンシングソフトウェアまたはアプリケーションが装置上で稼働している場合、本装置はジオフェンシング装置であり得る。本装置は、ジオフェンシング装置の位置をもたらし得る位置入力装置を有してもよい。例えば、スマートフォン、ラップトップ、またはタブレットのうちの少なくとも1つ、もしくは他のモバイル装置の位置を判定できる。本装置は、比較的に移動型の装置でよい(例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット、携帯情報端末、ラップトップ)。本明細書におけるモバイル装置のいかなる記載も、任意の他のタイプの装置に適用されてもよい。
ジオフェンシングアプリケーションは、モバイル装置にダウンロードされてもよい。モバイル装置は、システムからモバイル装置に対する要求を行ってもよい。場合によっては、システムは、航空制御システム、認証システムの別の部品、または任意の他のシステムでよい。システムは、モバイル装置に、モバイルアプリケーションを提供できる。ジオフェンシングアプリケーションは、移動型装置の位置入力装置から、モバイル装置の位置を収集できる。例えば、スマートフォンが既に位置入力装置を有している場合、ジオフェンシングアプリケーションは、スマートフォンの位置入力装置からの情報を用いて、ジオフェンシング装置の位置を判定できる。アプリケーションは、航空制御システム(または任意の他のシステム)に、モバイル装置の位置を提供できる。アプリケーションは、任意には、UAVにジオフェンシング装置の位置を提供し得る。モバイル装置は、ジオフェンシングアプリケーションによって、(本明細書の他の部分に記載される、ジオフェンシング装置の特質または特性のいずれかを有し得る)ジオフェンシング装置に転用されてもよい。場合によっては、ジオフェンシングアプリケーションは、モバイル装置をジオフェンシング装置として機能させるように起動させるかまたは動作してもよい。
任意には、ジオフェンシングアプリケーションがダウンロードされると、モバイル装置は、ジオフェンシングシステムで登録され得る。例えば、モバイル装置は、認証システムでジオフェンシング装置として登録されてもよい。ユーザーは、ユーザー名またはパスワードの少なくとも一方、あるいはジオフェンシング装置またはジオフェンシング装置のユーザーを認証するために後に用いられ得る他の情報を、指定可能であり得る。モバイル装置は、モバイル装置を他の装置から区別し得る固有の識別子を有してもよい。固有の識別子は、モバイルアプリケーションを介して受信、またはモバイルアプリケーションによって生成、の少なくとも一方を成されてもよい。本明細書の他の部分に記載されたような、あらゆる認証手順が設けられ得る。
ある実施形態では、システムは、ジオフェンシング装置の位置を受信できる。システムは、航空制御システム、または任意の他のシステムでよい。システムは、モバイル装置にジオフェンシングモバイルアプリケーションを提供し得る同じ主体によって所有または操作されてもよい。あるいは、システムは、モバイル装置にジオフェンシングモバイルアプリケーションを提供し得る、異なる主体によって所有または操作されてもよい。本明細書における航空制御システムのいかなる記載も、本明細書の他の部分に記載される、任意の他の主体に適用され得る。モバイル装置の位置は、飛行規制のセットに関連付けられ得る境界を判断するために認識され、かつ使用されてもよい。モバイル装置の位置は、飛行規制のセットに対する基準を提供し得る。境界の位置は、モバイル装置の位置を基準として使用できる。例えば、モバイル装置が動かされることになっていた場合、境界の位置は、それに応じてモバイル装置と共に移動させるように更新されてもよい。モバイル装置の位置を活用して、ジオフェンシング装置としての基準点を提供できる。
飛行規制のセットは、航空制御システムにオンボードで生成されてもよい。飛行規制のセットは、モバイル装置からジオフェンシングモバイルアプリケーションを介して提供された位置に基づいて生成されてもよい。モバイル装置の所定の範囲内に進入したときに、飛行規制のセットが生成され得る。ある実施形態では、航空制御システムは、UAVの位置を受信できる。UAVの位置をモバイル装置の位置と比較して、UAVが所定の範囲内に進入したかを判断できる。飛行規制のセットは、本明細書の他の部分に記載されたような任意の要因または条件(例えば、UAV情報、ユーザー情報、環境条件、タイミング)を考慮して生成されてもよい。モバイル装置は、要因または条件として機能し得る情報を提供することができ、または他の外部データソースが設けられてもよい。例えば、モバイル装置の他のモバイルアプリケーションを用いて収集された情報を活用して、飛行規制のセットを決定してもよい。例えば、モバイル装置は、モバイル装置に対しローカルな天気に関して使用可能であり、かつ、情報を収集できる天気アプリケーションを有してもよい。そのような情報は、モバイル装置に対してローカルな環境条件を決定するために提供され得る。別の事例では、モバイル装置は、時間を判断し得るローカル時計を有してもよい。同様に、モバイル装置は、ユーザーのカレンダーへのアクセスを有してもよい。飛行規制のセットを決定するときに、モバイル装置のユーザーカレンダーが考慮されてもよい。
その後、UAVに飛行規制のセットを送信できる。飛行規制のセットは、ジオフェンシング装置に送信でき、当該ジオフェンシング装置はその後、UAVに飛行規制のセットを送信できる。UAVは、飛行規制のセットに従って動作できる。
ある実施形態では、飛行規制のセットは、モバイル装置にオンボードで生成されてもよい。飛行規制のセットは、モバイル装置からの情報(例えば、モバイル装置の位置、モバイル装置の他のモバイルアプリケーションからの情報)を活用して生成されてもよい。UAVがモバイル装置の所定の範囲にある場合、モバイル装置は情報を受信できる。例えば、モバイル装置は、UAVと通信して、UAVの位置を受信できる。モバイル装置は、UAVの位置をモバイル装置の位置と比較して、UAVがモバイル装置の所定の範囲内にあるときを判断できる。他の事例では、モバイル装置は、航空制御システムから、UAVの位置を受信してもよい。航空制御システムは、様々なUAVの位置を追跡して、モバイル装置に情報を送信できる。また、航空制御システムは、UAVまたはUAVのユーザーに関連する他の情報も送信できる。
モバイル装置は、航空制御システムに飛行規制のセットを送信できるか、または送信できない。場合によっては、モバイル装置は、UAVに直接飛行規制のセットを送信できる。モバイル装置は、モバイルアプリケーションを介して、航空制御システムまたはUAVの少なくとも一方と通信できる。ジオフェンシング装置が、上述のようなモバイルアプリケーションを有するモバイル装置である場合、本明細書の他の部分に記載されたような、ジオフェンシング装置のための通信のタイプの任意の組み合わせが同様に適用されてもよい。
また、モバイルアプリケーションは、装置のユーザーに、ユーザーインターフェイスを示すこともできる。ユーザーは、ユーザーインターフェイスと通信できる。ユーザーインターフェイスは、本明細書の他の部分に記載されたような、様々なジオフェンシング装置または領域内の対応付けられた境界の少なくとも一方に関する情報を示すことができる。ユーザーインターフェイスは、UAVの位置を示すことができる。ユーザーインターフェイスは、UAVによって取られたかまたは取られるべき経路、または進行軌道を示すことができる。ユーザーインターフェイスは、ジオフェンシング装置に関連付けられた飛行規制に関する情報を示すことができる。モバイルアプリケーションユーザーインターフェイスは、本明細書の他の部分に記載されたような任意の情報を示すことができる。
ユーザーは、モバイルアプリケーションによって提供されるユーザーインターフェイスと通信して、ジオフェンシング装置の動作を制御できる。本明細書の他の部分に記載されるような、任意のタイプの動作入力が与えられてもよい。例えば、ユーザーは、飛行規制のセットに対する1つ以上のパラメータを与えることができる。ユーザーは、モバイル装置の位置を基準として、飛行規制のセットに境界を提供できる。ユーザーは、飛行制限のタイプまたは様々な飛行制限測定基準の値の少なくとも一方を指定できる。ユーザーは、ジオフェンシングモバイル装置の優先度を指定できる。飛行規制のセットの生成の際に、ユーザーによるパラメータセットが考慮されてもよい。飛行規制のセットは、航空制御システムにオンボードで、またはモバイル装置にオンボードで生成されてもよく、ユーザーからのパラメータに基づいて生成されてもよい。このように、モバイル装置をジオフェンシング装置として機能させることを可能にするために用いられ得るモバイルアプリケーションは、ジオフェンシング装置または他のジオフェンシング装置の少なくとも一方に関する情報の提供、またはユーザーによるジオフェンシング装置の動作の制御、の少なくとも一方を可能にし得る。
ジオフェンシング装置ネットワーク
先に述べたように、ジオフェンシング装置は、互いに通信し合うことができる。ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、直接通信を介して、または間接通信を介して、互いに通信し合うことができる。本明細書の他の部分に記載されたような様々なタイプの通信が、ジオフェンシング装置間に設けられてもよい。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置にオンボードで情報を有してもよい。ジオフェンシング装置情報は、ジオフェンシング装置の位置、ジオフェンシング装置の境界、ジオフェンシング装置に関連付けられた飛行規制、ジオフェンシング装置の優先レベルに関する情報、またはジオフェンシング装置の識別情報の少なくとも1つ(例えば、ジオフェンシング装置のタイプまたはジオフェンシング装置識別子)を含んでよい。ジオフェンシング装置は、1つ以上の入力要素を用いてデータを収集してもよい。入力要素は、通信モジュール、センサ、または情報を収集可能であり得る任意の他のタイプの要素でよい。例えば、入力要素は、ジオフェンシング装置の所定の地理的範囲内にあり得るUAVを検出できる。入力要素を通して、UAVに関する情報を確かめることができる。例えば、ジオフェンシング装置は、UAVの位置、UAVの動作、UAVの識別情報(例えば、UAVタイプまたはUAV識別子)、UAVの物理的特性、UAVの電力レベル、またはUAVに関連する任意の他の情報を判定可能であり得る。別の事例では、入力要素は、環境条件(例えば、環境的気候、環境の複雑度、交通、または人口密度)を収集できる。例えば、入力要素は、局所的な風速及び方向、及び局所的な航空交通に関する情報を収集できる。
ジオフェンシング装置にオンボードの任意の情報は、他のジオフェンシング装置と共有されてもよい。ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置に関する情報またはあらゆる収集された情報の少なくとも一方を共有できる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置の物理的範囲内にある他のジオフェンシング装置と共有できる。あるいは、ジオフェンシング装置は、その他のジオフェンシング装置の物理的範囲とは関係なく、他のジオフェンシング装置と情報を共有できる。他のジオフェンシング装置に情報を送信することに加えて、ジオフェンシング装置は、他のジオフェンシング装置からの情報を受信できる。場合によっては、ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置の物理的範囲内の他のジオフェンシング装置からの情報を受信してもよい。あるいは、ジオフェンシング装置は、その他のジオフェンシング装置の物理的範囲とは関係なく、他のジオフェンシング装置からの情報を受信できる。ジオフェンシング装置は、他のジオフェンシング装置と、他のジオフェンシング装置から受信された情報を共有できる。例えば、第1のジオフェンシング装置は、第2のジオフェンシング装置と、第1のジオフェンシング装置が第3のジオフェンシング装置から受信した情報を共有できる。同様に、第1のジオフェンシング装置は、第3のジオフェンシング装置と、第1のジオフェンシング装置が第2のジオフェンシング装置から受信した情報を共有できる。このように、様々なジオフェンシング装置によって収集された情報を、他のジオフェンシング装置によって活用できる。複数のジオフェンシング装置によって収集された知識は、個々のジオフェンシング装置の別個の知識を上回るものである。
このように、ジオフェンシング装置は、情報を互いに共有し得るネットワークを形成できる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置のローカルマップの作成または記憶の少なくとも一方が可能である。ローカルマップは、ジオフェンシング装置の位置に関する情報を含んでよい。ローカルマップは、ジオフェンシング装置の物理的範囲内のジオフェンシング装置の位置に関する情報を含んでよい。他のジオフェンシング装置の位置が、ジオフェンシング装置によって、その他のジオフェンシング装置から受信されてもよい。ジオフェンシング装置の位置は、ジオフェンシング装置にオンボードの1つ以上の入力要素を用いて検出されてもよい。ローカルマップは、ジオフェンシング装置の物理的範囲内の1つ以上のUAVの位置に関する情報を含んでよい。UAVに関する情報は、ジオフェンシング装置の1つ以上の入力要素を用いて収集されてもよく、あるいはUAVまたは他のジオフェンシング装置から受信されてもよい。ローカルマップは、ジオフェンシング装置の物理的範囲内の環境条件を含んでよい。場合によっては、ジオフェンシング装置ネットワークのジオフェンシング装置の各々が、ローカルマップを有してもよい。ある実施形態では、ジオフェンシング装置の1つ以上がローカルマップを有し得る。多数のジオフェンシング装置からのローカルマップ情報は、共有されてもよく、または、より大きくより完全なマップを形成するように組み合わせられてもよい。
ジオフェンシング装置は、情報を共有できる。ジオフェンシング装置は、直接(例えば、P2P方式で)、またはさらなる主体の支援によって、互いに情報を共有できる。さらなる主体は、情報のためのリポジトリの役割を果たしてもよい。ある実施形態では、記憶装置または航空制御システムの少なくとも一方を、異なるジオフェンシング装置間で共有し得る情報のためのリポジトリとして用い得る。
ある実施形態では、UAVは、ジオフェンシング装置と情報を共有することができ、逆もまた同様である。例えば、UAVは、他のジオフェンシング装置と共有し得る環境条件情報を収集できる。例えば、UAVは、降雨量及びローカルジオフェンシング装置の情報を検出できる。同様に、ジオフェンシング装置は、UAVと情報を共有できる。例えば、ジオフェンシング装置は、UAVと共有し得る環境条件情報を収集できる。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置がUAVと共有し得るローカル航空交通に関する情報を収集できる。
ジオフェンシングの例
以下に、認証システムまたはジオフェンシング装置の少なくとも一方を含むUAVシステムを利用し得るかについて、いくつか例を挙げる。それらの例は、どのようにしてシステムを適用し得るかの一部の例証であり、限定的なものではない。
例1:プライバシーのためのジオフェンシング装置
空域内のUAVの数が多くなると、個人は、自身の住居全体にわたる制御を維持し、かつ、ある程度のプライバシーを維持することを希望し得る。カメラ付きのUAVが個人宅上を飛行している場合、UAVは、ユーザーのプライベートな庭または屋根を含み得る、住居の画像の撮影が可能であり得る。住居の近くを飛行しているUAVはさらに、騒音公害を引き起こす恐れがある。ある実施形態では、初心者のユーザーがUAVを操作していると、UAVが個人の住居に激突するか、またはユーザーの住居において人にぶつかる危険があり、けがまたは破損の恐れがある。
個人にとって、UAVが、制御をかけているプライベートな空間への進入を防止できることが望ましい場合がある。例えば、個人は、自身の住居または敷地からUAVを外に排除することを望み得る。個人は、自身が所有しているか、借りているか、または転貸している住居から、UAVを排除することを望み得る。一般に、(1)このように進入を防止することは、他の人間がUAVを飛行させている場合には困難な可能性があり、かつ、(2)個人の希望が気づかれない可能性があり、または(3)UAVに対して、プライベートな居住地上の空域内を飛び回ることを防止する制御を維持するために十分な習熟度を有していない可能性がある。
個人は、UAVが居住空間に入り込むことを防止できるジオフェンシング装置を取得可能であり得る。場合によっては、個人がジオフェンシング装置を購入するか、または無料で受け取り得る。個人がUAVを排除することを望む領域内に、ジオフェンシング装置を設置できる。
図44は、どのようにしてジオフェンシング装置をプライベートな居住地で用いて、UAVの使用を制限できるかの例示を提供する。例えば、人物4410aは、ジオフェンシング装置4420aを購入できる。人物Aは、人物Aの敷地の中のいずれかの場所に、ジオフェンシング装置を設置できる。例えば、ジオフェンシング装置は、人物Aの居住地に固着されてもよい。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング境界4430aを設けることができる。ジオフェンシング境界4430aの内側では、UAVが飛行できない。該境界は、人物Aの敷地の内部でよい。該境界は、人物Aの敷地境界線にあってもよい。該境界は、人物Aの敷地の外にあってもよい。該境界は、UAVが人物Aの敷地への進入、または人物Aの敷地の上を飛行することを防止し得る。該境界は、全ての個人的に所有されたUAVが、人物Aの空域へ進入することを防止できる。UAVのオペレータが、UAVに人物Aの空域に進入するようなコマンドを送ったとしても、UAVは応答し得ず、人物Aの空域への進入を防止し得る。UAVの飛行経路が自動的に変更されて、UAVによる人物Aの空域への進入を防止できる。このように、人物Aは、UAVが人物Aの空域に進入するかに関して心配することなく、人物Aの居住地を享受することが可能であり得る。
個人の中には、ローカルジオフェンシング装置を有していない人もいる可能性がある。例えば人物Bは、UAVが人物Bの空域に進入するかを気にかけない場合がある。人物Bは、ジオフェンシング装置を有していない可能性がある。人物Bは、UAVが通過することを防止し得る、いかなる境界も有していない場合がある。このため、UAV4440は、人物Bの空域で見受けられる場合がある。
人物Cは、およそプライバシーに関して心配している可能性があるが、人物Cの敷地の上に航空交通があることを気にかけない場合がある。人物Cは、ジオフェンシング装置4420cを取得し得る。人物Cは、人物Cの敷地内のいずれかの場所にジオフェンシング装置を設置できる。例えば、ジオフェンシング装置は、人物Cの居住地に固着されてもよい。ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング境界4430cを設けることができる。人物Cのジオフェンシング装置は、UAVによる該境界内の飛行を許可する可能性があるが、該境界内でのカメラの操作を防止できる。該境界は、人物Cの敷地内、人物Cの敷地境界線、または人物Cの敷地外にあってよい。該境界は、全ての個人的に所有されるUAVが、人物Cの空域内にある間に写真を撮ることを防止できる。UAVのオペレータが、オンボードのカメラを用いて人物Cの居住地に関する情報を記録するためのコマンドをUAVに送信したとしても、UAVのカメラは、自動的に電源を落とされ得るか、あるいは、任意の画像を記憶またはストリーミングすることを許可され得ない。このように、人物Cは、UAVが人物Cの敷地、または人物Cの空域内から、画像を撮影するかに関して心配することなく、人物Cの居住地を享受することが可能であり得る。
ジオフェンシング装置は、ジオフェンシング装置を所有しているか、または操作する個人がジオフェンシング装置に関連付けられた制限を変更可能であり得るように、プログラム可能であり得る。人物Cは、UAVが人物Cの敷地上を飛行することの許可をこれ以上望まないことを後に決心した場合、人物Aの装置と同様に、人物Cはジオフェンシング装置を更新して、UAVが人物Cの敷地上を飛行することを、もはや許可しないようにできる。
任意の数のプライベートな個人が、ジオフェンシング装置を取得して、自身の居住地に対する制御の行使が可能であり得る。居住者は、ジオフェンシング装置を設けることによって、UAVが彼らの空域に進入するかまたは彼らの空域内で一定の機能の実行を、効果的にやめさせることができる。一例では、ジオフェンシング装置は、個人の屋根、壁、フェンス、地面、ガレージ、または個人の居住地の任意の他の部分に固着されてもよい。ジオフェンシング装置は、居住地の外にあってもよく、またはその内側にあってもよい。ジオフェンシング装置は、(1)UAVによって検出可能であってもよく、(2)UAVが個人の空域に近づいているときにUAVを検出可能であってもよく、または(3)航空制御システムに伝達できる場所を有してもよい。その領域内におけるUAVに対する制御は、UAVがジオフェンシング装置に関連付けられた飛行規制のセットと矛盾して行動することを防止し得るように作用させることができる。
例2:封じ込めのためのジオフェンシング装置
UAVの飛行を試みる初心者のUAVユーザーの数が増えるにしたがって、UAVの衝突または事故の危険がより高まる恐れがある。ある実施形態では、初心者のUAVユーザーは、UAVが浮遊して制御不能に陥り、ユーザーがUAVを回収できない可能性がある領域内で衝突を起こすことについて懸念し得る。例えば、UAVが水域の近くの領域内にある場合、ユーザーは、およそUAVが水域上を浮遊して、水域内で衝突して破損することを心配し得る。別の事例では、ユーザーは、UAVがユーザーの敷地上を飛行して、迂闊にもUAVを隣家の庭、またはUAVがアクセスできない可能性がある他の領域内で飛行させて、衝突することを心配し得る。
ユーザーにとって、UAVの飛行が可能であるが、UAVが特定の領域内に留まることが引き続き保障されていることが望ましい場合がある。例えば、個人は、UAVを手動での飛行させる練習を望むが、UAVが遠くに行きすぎるか、または視界から外れることを認めないことを望み得る。ユーザーは、UAVを手動で飛行させる練習を望む一方で、UAVが破損するか、または回収不可能な領域内にある危険を低減させることを望み得る。
ユーザーは、UAVを既知の領域に制限して保持し得る、ジオフェンシング装置の取得が可能であり得る。場合によっては、ユーザーは、ジオフェンシング装置を購入するか、または無料で受け取り得る。個人は、ユーザーがUAVを包含することを望む領域内に、ジオフェンシング装置を設置できる。
図45は、どのようにしてジオフェンシング装置がUAVの封じ込めのために用いられ得るかの例示を提供する。場合Aは、UAVの4520aのユーザー4510aがユーザーの居住地にあり得る状況を図示する。ジオフェンシング装置4530aは、ユーザーの居住地に設けられてもよい。ジオフェンシング装置は、対応付けられた境界4540aを有してもよい。UAVが該境界内を飛行することのみを許可されるように、UAVが制限されてもよい。ユーザーは、該境界内でのUAVの飛行を手動制御することが可能であり得る。UAVが該境界に近接すると、UAVの飛行をオペレータから引き継ぎ、UAVがその範囲を退去することを防止できる。テイクオーバーによって、ユーザーがUAVを該境界から離す入力信号を与えるまでUAVをホバリングさせることができるか、UAVを自動的に方向転換させることができるか、UAVをその範囲内に着陸させることができるか、または出発点に戻すことができる。該境界によって、UAVがユーザーの隣家4150bの敷地への進入を防止できる。このように、ユーザーは、UAVが隣家の庭への誤って進入すること、UAVを取るために隣家を邪魔しなければならないことについて心配する必要がなくなり、または隣家の庭の物を破損するか、隣家を傷つける可能性について心配する必要がなくなる。
場合Bは、ユーザー4510cが屋外環境でUAV4520cを飛行させている可能性がある状況を図示する。ジオフェンシング装置4530cは、この環境内に設けられてもよい。ジオフェンシング装置の周囲に、対応付けられた境界4540cが設けられてもよい。場合によっては、ジオフェンシング装置は、携帯型でよい。例えば、ユーザーは、自身の住居からジオフェンシング装置を取り上げて、UAVの飛行を練習することを望む地域の公園に持っていくことができる。ジオフェンシング装置は、1つ以上の予想されるトラップまたは障害物が境界外にあり得るように位置付けられてもよい。例えば、境界の外側に、水域4550または木4560がある可能性がある。そして、ユーザーは、UAVが木に当たるかまたは水中に落ちることを心配することなく、UAVの飛行の練習が可能であり得る。
ある実施形態では、ジオフェンシング装置は、ユーザーによって取り上げられて、場所から場所へ支持できる。別の事例では、ユーザーは、ジオフェンシング装置を装着するか、またはユーザーのポケットの中でジオフェンシング装置を支持できる。このように、ユーザーは、ジオフェンシング装置を支持しているユーザーの周囲にあり得る境界内にUAVが留まるように、UAVを操作できる。ユーザーは、歩き回ってUAVの飛行ができる。ジオフェンシング装置は、ユーザーによって装着されているか、またはユーザーのポケット内で支持されているとき、ユーザーと共に移動させることができる。このように、UAVの境界は、ユーザーが歩き回るのにしたがって、ユーザーと共に進むことができる。UAVは、ユーザーの近傍に留まることができるが、ユーザーが歩き回るのにしたがってユーザーと共に移動させることができる。
本明細書に記載されたシステム、装置、方法は、可動物体及び静止した物体を含む、多岐にわたる物体に適用できる。先に述べたように、本明細書における航空機(例えばUAV)のいかなる記載も、任意の可動物体に適用でき、任意の可動物体のために用いられ得る。本明細書における航空機のいかなる記載も、UAVに特に適用されてもよい。本発明の可動物体は、任意の好適な環境内で移動させることができる。例えば空中で(例えば、固定翼航空機、回転翼航空機、または固定翼も回転翼も有していない航空機)、水中で(例えば、船または潜水艦)、地上で(例えば、例えば自動車、トラック、バス、バン、オートバイ、自転車等の動力車、スティック、釣竿等の可動な構造またはフレーム、または電車)、地下で(例えば、地下鉄)、宇宙空間で(例えば、宇宙飛行機、衛星、または宇宙探査機)、またはそれらの環境の任意の組み合わせ等。可動物体は、機体(例えば本明細書の他の部分に記載された機体)であってよい。ある実施形態では、可動物体は、生体によって支持されるか、または生体(例えば人間または動物)から離陸できる。好適な動物は、鳥類、犬類、猫科、馬科、牛亜科、羊、豚、イルカ科、齧歯動物、または、昆虫類を含み得る。
可動物体は、6自由度に関して、環境内で自由に移動可能であり得る(例えば、3自由度の並進及び3自由度の回転)。あるいは、可動物体の移動は、1以上の自由度(例えば所定の経路、軌跡、または向きによって)に関して制約される可能性がある。任意の好適な作動機構(例えばエンジンまたはモータ)によって、移動を作動させることができる。可動物体の作動機構は、任意の好適なエネルギー源を動力とし得る。例えば、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはこれらの任意の好適な組み合わせ等。可動物体は、本明細書の他の部分に記載されるような推進システムを介して、自動推進され得る。推進システムは、場合によっては以下のようなエネルギー源で駆動し得る。電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはこれらの任意の好適な組み合わせ。あるいは、可動物体は、生体によって支持されてもよい。
場合によっては、可動物体は、航空機でよい。例えば、航空機は、固定翼航空機(例えば、飛行機、グライダー)、回転翼航空機(例えば、ヘリコプター、ロータクラフト)、固定翼及び回転翼の両方を有する航空機、または両方とも有していない航空機(例えば、飛行船、熱気球)でよい。航空機は、自動推進(例えば空気を介した自動推進)され得る。自動推進される航空機は、推進システム(例えば1以上のエンジン、モータ、車輪、軸、磁石、ロータ、プロペラ、ブレード、ノズル、または任意の好適なそれらの組み合わせを含む推進システム)を利用できる。場合によっては、推進システムを用いて、以下の少なくとも1つを可能にできる。可動物体が表面からの離陸、表面への着陸、その現在位置または向きの維持(例えば、ホバリング)の少なくとも一方、向きの変更、または位置の変更。
可動物体は、ユーザーによって遠隔制御されるか、あるいは、可動物体内部またはその上の乗員によってローカルに制御され得る。可動物体は、別個の機体内の乗員を介して遠隔制御され得る。ある実施形態では、可動物体は、無人の可動物体(例えばUAV)である。無人の可動物体(例えばUAV)は、可動物体にオンボードの乗員を有していない場合がある。可動物体は、人間または自律制御システム(例えば、コンピュータ制御システム)、または任意の好適なそれらの組み合わせによって制御され得る。可動物体は、自律または半自律ロボット(例えば人工知能を有するロボット)であり得る。
可動物体は、任意の好適な大きさと寸法の少なくとも一方を有し得る。ある実施形態では、可動物体は、人間の乗員を機体の内部、またはその上に乗せるような大きさと寸法の少なくとも一方でよい。あるいは、可動物体は、人間の乗員を機体の内部、またはその上に乗せ得るよりも小さな大きさと寸法の、少なくとも一方でよい。可動物体は、人間が持ち上げるかまたは支持するのに好適な大きさと寸法の、少なくとも一方でもよい。あるいは、可動物体は、人間が持ち上げるかまたは支持するのに好適な大きさと寸法の、少なくとも一方よりも大きくてもよい。ある事例において、可動物体は、約2cm以下、5cm以下、10cm以下、50cm以下、1m以下、2m以下、5m以下、または10m以下の最大寸法(例えば、長さ、幅、高さ、直径、対角線)を有し得る。最大寸法は、約2cm以上、5cm以上、10cm以上、50cm以上、1m以上、2m以上、5m以上、または10m以上でもよい。例えば、可動物体の対向するロータのシャフト間の距離は、約2cm以下、5cm以下、10cm以下、50cm以下、1m以下、2m以下、5m以下、または10m以下でもよい。あるいは、対向するロータのシャフト間の距離は、約2cm以上、5cm以上、10cm以上、50cm以上、1m以上、2m以上、5m以上、または10m以上でもよい。
ある実施形態において、可動物体は、100cm×100cm×100cm未満、50cm×50cm×30cm未満、または5cm×5cm×3cm未満の体積を有してもよい。可動物体の総体積は、約1cm3以下、2cm3以下、5cm3以下、10cm3以下、20cm3以下、30cm3以下、40cm3以下、50cm3以下、60cm3以下、70cm3以下、80cm3以下、90cm3以下、100cm3以下、150cm3以下、200cm3以下、300cm3以下、500cm3以下、750cm3以下、1000cm3以下、5000cm3以下、10,000cm3以下、100,000cm3以下、1m3以下、または10m3以下でもよい。逆に、可動物体の総体積は、約1cm3以上、2cm3以上、5cm3以上、10cm3以上、20cm3以上、30cm3以上、40cm3以上、50cm3以上、60cm3以上、70cm3以上、80cm3以上、90cm3以上、100cm3以上、150cm3以上、200cm3以上、300cm3以上、500cm3以上、750cm3以上、1000cm3以上、5000cm3以上、10,000cm3以上、100,000cm3以上、1m3以上、または10m3以上でもよい。
ある実施形態では、可動物体は、約32,000cm2以下、20,000cm2以下、10,000cm2以下、1,000cm2以下、500cm2以下、100cm2以下、50cm2以下、10cm2以下、または5cm2以下の底面積(これは、可動物体によって包含される横方向の断面領域を意味することがある)を有してもよい。反対に、底面積は、約32,000cm2以上、20,000cm2以上、10,000cm2以上、1,000cm2以上、500cm2以上、100cm2以上、50cm2以上、10cm2以上、または5cm2以上でよい。
場合によっては、可動物体は、1000kgを超えない重さでよい。可動物体の重量は、約1000kg以下、750kg以下、500kg以下、200kg以下、150kg以下、100kg以下、80kg以下、70kg以下、60kg以下、50kg以下、45kg以下、40kg以下、35kg以下、30kg以下、25kg以下、20kg以下、15kg以下、12kg以下、10kg以下、9kg以下、8kg以下、7kg以下、6kg以下、5kg以下、4kg以下、3kg以下、2kg以下、1kg以下、0.5kg以下、0.1kg以下、0.05kg以下、または0.01kg以下でもよい。逆に、重量は、約1000kg以上、750kg以上、500kg以上、200kg以上、150kg以上、100kg以上、80kg以上、70kg以上、60kg以上、50kg以上、45kg以上、40kg以上、35kg以上、30kg以上、25kg以上、20kg以上、15kg以上、12kg以上、10kg以上、9kg以上、8kg以上、7kg以上、6kg以上、5kg以上、4kg以上、3kg以上、2kg以上、1kg以上、0.5kg以上、0.1kg以上、0.05kg以上、または0.01kg以上でもよい。
ある実施形態において、可動物体は、支持する積載量と比較して小さくてもよい。積載量は、本明細書の他の箇所にさらに詳細に記載されるように、搭載物と支持機構の少なくとも一方を含み得る。ある例において、可動物体の重量と積載重量との比率は、約1:1を上回るか、下回るか、または等しくてもよい。ある事例において、可動物体の重量と積載重量との比率は、約1:1を上回るか、それを下回るか、またはそれと等しくてもよい。場合によっては、支持機構重量と積載重量との比率は、約1:1を上回るか、それを下回るか、またはそれと等しくてもよい。必要に応じて、可動物体の重量と積載重量との比率は、1:2以下、1:3以下、1:4以下、1:5以下、1:10以下、またはそれをさらに下回ってもよい。逆に、可動物体の重量と積載重量との比率は、2:1以上、3:1以上、4:1以上、5:1以上、10:1以上、またはさらに上回ってもよい。
ある実施形態において、可動物体は、低いエネルギー消費量を有し得る。例えば、可動物体は、約5W/h未満、4W/h未満、3W/h未満、2W/h未満、1W/h未満、またはそれを下回る量を使用する。ある事例において、可動物体の支持機構は、低いエネルギー消費量を有し得る。例えば、支持機構は、約5W/h未満、4W/h未満、3W/h未満、2W/h未満、1W/h未満、またはそれを下回る量を使用する。場合によっては、可動物体の搭載物は、5W/h未満、4W/h未満、3W/h未満、2W/h未満、1W/h未満、またはそれを下回るもの等、低いエネルギー消費量を有し得る。
図36は、本発明の実施形態による、無人航空機(UAV)3600を図示する。UAVは、本明細書に記載されたような可動物体の一例であってもよく、バッテリアセンブリを充電する方法及び装置を適用できる。UAV3600は、4つのロータ3602、3604、3606、3608を有する推進システムを含むことができる。任意の数の(例えば、1、2、3、4、5、6以上の)ロータを設けることができる。ロータ、ロータアセンブリ、または無人航空機の他の推進システムは、無人航空機がホバリング/位置を維持、向きの変更、または場所の変更の少なくとも1つを可能にし得る。対向するロータのシャフト間の距離は、任意の好適な長さ3610にできる。例えば、長さ3610は、2m以下、5m以下にできる。ある実施形態では、長さ3610は、40cm〜1m、10cm〜2m、または5cm〜5mの範囲内にできる。本明細書におけるUAVのいかなる記載も、可動物体(例えば異なるタイプの可動物体)に適用することができ、逆もまた同様である。UAVは、本明細書に記載されたような離陸を補助するシステムまたは方法を用いてもよい。
ある実施形態では、可動物体は、積載物を支持できる。積載物は、乗客、貨物、機器、計器等の1つ以上を含むことができる。積載物は、筐体の内部に設けられてもよい。筐体は、可動物体の筐体から分離できるか、または可動物体用の筐体の一部でよい。あるいは、可動物体が筐体を有していない場合、積載物が筐体を備えることができる。あるいは、積載物の一部または積載物全体が、筐体を備えないことができる。積載物は、可動物体に対して堅固に固定され得る。任意には、積載物は、可動物体に対して移動可能(例えば、可動物体に対して並進可能または回転可能)であり得る。積載物は、本明細書の他の部分に記載されたような、搭載物または支持機構の少なくとも一方を含むことができる。
ある実施形態では、固定基準フレーム(例えば、周囲の環境)、または互いの少なくとも一方に対する、可動物体、支持機構、搭載物の動作は、端末によって制御され得る。端末は、可動物体、支持機構、または搭載物の少なくとも1つから離れた場所における遠隔制御装置であり得る。端末は、支持台上に配置されるかまたはそれに固着され得る。あるいは、端末は、ハンドヘルドデバイスまたはウェアラブルデバイスであり得る。例えば、端末は、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータ、眼鏡、グローブ、ヘルメット、マイクロフォン、またはそれらの好適な組み合わせを含むことができる。端末は、ユーザーインターフェイス(例えばキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、またはディスプレイ)を含み得る。任意の好適なユーザー入力を用いて、端末と通信できる。例えば、手動入力コマンド、音声制御、ジェスチャ制御、または位置制御(例えば、端末の動き、場所または傾きによる)。
端末を用いて、可動物体、支持機構、または搭載物の少なくとも1つの任意の好適な状態を制御できる。例えば、端末を用いて、互いから固定された基準、または互いに固定された基準、の少なくとも一方に対する、可動物体、支持機構、または搭載物の少なくとも1つの位置または向きの少なくとも一方を制御できる。ある実施形態では、端末を用いて、可動物体、支持機構、または搭載物少なくとも1つの個々の要素(例えば支持機構の作動アセンブリ、搭載物のセンサ、または搭載物のエミッタ)を制御できる。端末は、可動物体、支持機構、または搭載物の1つ以上と通信するように適応させた無線通信装置を含み得る。
端末は、可動物体、支持機構、または搭載物の少なくとも1つの情報を見るために好適なディスプレイユニットを含み得る。例えば、端末は、位置、並進速度、並進加速度、向き、角速度、角加速度、またはそれらの任意の好適な組み合わせに関する、可動物体、支持機構、または搭載物の少なくとも1つの情報を表示できる。ある実施形態では、端末は、搭載物によって提供される情報を表示できる。例えば機能的な搭載物によって提供されるデータ(例えば、カメラによって、または他の撮像装置に記録された画像)。
任意には、同じ端末が、可動物体、支持機構、または搭載物、あるいは可動物体、支持機構または搭載物の状態を制御できる。同様に、可動物体、支持機構または搭載物の少なくとも1つからの情報を受信または表示の少なくとも一方が可能である。例えば、端末は、環境を基準とした搭載物の位置付けを制御し、同時に搭載物によって撮影された画像データ、または搭載物の位置に関する情報を表示してもよい。あるいは、異なる端末を異なる機能のために用いてもよい。例えば、第1の端末は、可動物体、支持機構、または搭載物の少なくとも1つは搭載物の動作または状態を制御してもよく、一方で第2の端末は、可動物体、支持機構または搭載物の少なくとも1つからの情報を受信または表示の少なくとも一方が可能である。例えば、第1の端末を用いて、環境を基準とした搭載物の位置付けを制御でき、一方で第2の端末は、搭載物によって撮影された画像データを表示する。可動物体と、可動物体を制御してデータを受信する統合端末との間で、または可動物体と、可動物体を制御してデータを受信する多数の端末との間で、様々な通信モードを利用してもよい。例えば、少なくとも2つの異なる通信モードが、可動物体と、可動物体を制御して可動物体からのデータを受信する端末との間に形成されてもよい。
図37は、本発明の実施形態による、支持機構3702及び搭載物3704を含む可動物体3700を図示する。可動物体3700は航空機として図示されているが、この図示は、限定を意図するものではなく、先に本明細書に記載されたように、任意の好適なタイプの可動物体を用い得る。当業者においては、航空機システムとの関連で本明細書に記載された実施形態のいずれも、任意の好適な可動物体(例えば、UAV)に適用できることが理解される。場合によっては、搭載物3704は、支持機構3702を必要とせず、可動物体3700上に設けられてもよい。可動物体3700は、推進機構3706、検出システム3708、通信システム3710を含んでよい。
前述したように、推進機構3706は、ロータ、プロペラ、ブレード、エンジン、モータ、車輪、軸、磁石、またはノズルの1つ以上を含むことができる。可動物体は、1つ以上、2つ以上、3つ以上、または4つ以上の推進機構を有してもよい。推進機構は、全てが同じタイプでよい。あるいは、1つ以上の推進機構が、異なるタイプの推進機構であり得る。推進機構3706は、本明細書の他の部分に記載されるような、任意の好適な手段、例えば支持要素(例えば、駆動軸)を用いて、可動物体3700に取り付けられ得る。推進機構3706は、可動物体3700の任意の好適な部分(例えば上部、底部、前部、後部、側部、またはそれらの好適な組み合わせ)に取り付けられ得る。
ある実施形態では、推進機構3706は、可動物体3700のいかなる水平方向の動作も必要とせず(例えば、滑走路を進んでいくことを必要とせず)、可動物体3700が表面から垂直に離陸するか、または表面上に垂直に着陸することを可能にできる。任意には、推進機構3706は、可動物体3700が特定の位置または向きの少なくとも一方でホバリングを可能にするように動作可能であり得る。1つ以上の推進機構3700が、その他の推進機構とは無関係に制御されてもよい。あるいは、推進機構3700は、同時に制御され得る。例えば、可動物体3700は、可動物体に揚力または推力の少なくとも一方を与えることができる多数の水平に向けられたロータを有し得る。複数の水平に向けられたロータを起動させて、可動物体3700に垂直離陸、垂直着陸、及びホバリング能力を与えることができる。ある実施形態では、水平向きロータの1枚以上が、時計回りの方向に回ることができ、一方で水平なロータの1枚以上が、反時計回りの方向に回ることができる。例えば、時計回りのロータの数は、反時計回りのロータの数と等しくてもよい。水平に向けられた各ロータの回転速度は、各ロータによって作り出される揚力または推力の少なくとも一方を制御するために、個々で変動させることができる。これによって、可動物体3700の空間的配置、速度、または加速度の少なくとも1つ(例えば、最大3つの並進度及び最大3つの回転度について)を調整する。
検出システム3708は、可動物体3700の空間的配置、速度、または加速度の少なくとも1つ(例えば、最大3つの並進度及び最大3つの回転度について)を検出し得る1つ以上のセンサを含み得る。1つ以上のセンサは、全地球測位システム(GPS)センサ、動作センサ、慣性センサ、近接センサ、または画像センサを含むことができる。検出システム3708によって提供される検出データを用いて、可動物体3700の空間的配置、速度、または向きの少なくとも1つを(例えば、以下に記載されるような、好適な処理ユニットまたは制御モジュールの少なくとも一方を用いて)制御できる。あるいは、検出システム3708を用いて、可動物体の周囲の環境(例えば天候条件、可能性のある障害物の近接、地理的特徴の場所、人工構造物の場所等)に関するデータを提供できる。
通信システム3710は、無線信号3716を介した通信システム3714を有する端末3712との通信を可能にする。通信システム3710、3714は、無線通信に好適な任意の数の送信機、受信機、または送受信機の少なくとも1つを含んでよい。通信は一方向通信であってもよく、それによってデータを一方向のみに送信できる。例えば、一方向通信は、端末3712にデータを送信する可動物体3700のみを含んでもよく、逆もまた同様である。データは、通信システム3710の1つ以上の送信機から、通信システム3712の1つ以上の受信機に送信されてもよく、逆もまた同様である。あるいは、通信は双方向通信であってもよく、それによって可動物体3700と端末3712との間でデータを両方向に送信できる。双方向通信は、通信システム3710の1つ以上の送信機から、通信システム3714の1つ以上の受信機にデータを送信でき、逆もまた同様である。
ある実施形態では、端末3712は、可動物体3700、支持機構3702、搭載物3704の1つ以上に制御データを提供する。また、可動物体3700、支持機構3702、及び搭載物3704の1つ以上から情報(例えば、可動物体、支持機構または搭載物の少なくとも1つの位置情報または動作情報の少なくとも一方、搭載物によって検出されたデータ、例えば搭載物カメラによって撮影された画像データ)を受信できる。場合によっては、端末からの制御データは、相対位置、動作、作動に対する命令、または可動物体、支持機構または搭載物の少なくとも1つの制御を含んでよい。例えば、制御データは、結果として可動物体の位置または向きの少なくとも一方を(例えば、推進機構3706の制御を介して)、または可動物体に対する搭載物の動作を(例えば、支持機構3702の制御を介して)修正し得る。端末からの制御データは、結果として搭載物を制御し得る。例えば、カメラまたは他の撮像装置の動作を制御し得る(例えば、スチール写真または動画の撮影、ズームインまたはズームアウト、電源のオンまたはオフ、撮像モードの切り替え、画像解像度の変更、焦点の変更、被写界深度の変更、露出時間の変更、視野角または視野の変更)。場合によっては、可動物体、支持機構または搭載物の少なくとも1つからの通信は、(例えば、検出システム3708の、または搭載物3704の)1つ以上のセンサからの情報を含んでよい。通信は、1つ以上の異なるタイプのセンサ(例えば、GPSセンサ、動作センサ、慣性センサ、近接センサ、または画像センサ)からの検出された情報を含んでよい。かかる情報は、可動物体、支持機構または搭載物の少なくとも1つの位置(例えば、場所、向き)、動作、または加速度に関連し得る。搭載物からの、かかる情報は、搭載物によって取り込まれたデータ、または搭載物の検出された状態を含んでよい。端末3712によって送信され、提供された制御データは、可動物体3700、支持機構3702、または搭載物3704の1つ以上の状態を制御できる。代替的に、または組み合わせで、支持機構3702及び搭載物3704は各々、端末3712と通信する通信モジュールをさらに含むことができる。それによって端末は、可動物体3700、支持機構3702、及び搭載物3704の各々と別個に通信でき、制御できる。
ある実施形態では、可動物体3700は、端末3712に加えて、または端末3712に代えて、別の遠隔装置と通信できる。端末3712は、別の遠隔装置に加えて、可動物体3700との通信が可能であり得る。例えば、可動物体3700または端末3712の少なくとも一方は、別の可動物体、あるいは別の可動物体の支持機構または搭載物と通信し得る。所望であれば、遠隔装置は、第2の端末または他の演算装置(例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、または他のモバイル装置)でよい。遠隔装置は、可動物体3700にデータを送信し、可動物体3700からデータを受信し、端末3712にデータを送信、または端末3712からデータを受信の少なくとも一方が可能である。任意には、遠隔装置は、インターネットまたは他の電気通信ネットワークに接続できる。それによって可動物体3700または端末3712の少なくとも一方から受信されたデータを、ウェブサイトまたはサーバにアップロードできる。
図38は、本発明の実施形態による、可動物体を制御するシステム3800のブロック図による概略図である。システム3800は、本明細書に開示されたシステム、装置、及び方法の任意の好適な実施形態と組み合わせて用いられ得る。システム3800は、検出モジュール3802、処理ユニット3804、非一時的コンピュータ可読媒体3806、制御モジュール3808、及び通信モジュール3810を含むことができる。
検出モジュール3802は、可動物体に関する情報を異なる方法で収集する、異なるタイプのセンサを利用できる。異なるタイプのセンサは、異なるタイプの信号または異なるソースからの信号を検出できる。例えば、センサは、慣性センサ、GPSセンサ、近接センサ(例えば、ライダ)、または映像/画像センサ(例えば、カメラ)を含み得る。検出モジュール3802は、複数のプロセッサを有する処理ユニット3804に動作可能に接続され得る。ある実施形態では、検出モジュールは、好適な外部装置またはシステムに検出データを直接送信する送信モジュール3812(例えば、Wi−Fi画像送信モジュール)に、動作可能に接続され得る。例えば、送信モジュール3812を用いて、遠隔端末に、検出モジュール3802のカメラによって撮影された画像を送信できる。
処理ユニット3804は、1つ以上のプロセッサ、例えばプログラマブルプロセッサ(例えば、中央処理装置(CPU))を有し得る。処理ユニット3804は、非一時的コンピュータ可読媒体3806に動作可能に接続され得る。非一時的コンピュータ可読媒体3806は、1つ以上のステップを行うために処理ユニット3804によって実行可能な論理、コード、またはプログラム命令の少なくとも1つを記憶できる。非一時的コンピュータ可読媒体は、1つ以上のメモリユニットを含むことができる(例えば、SDカードまたはランダムアクセスメモリ(RAM)等の、リムーバブルメディアまたは外部ストレージ)。ある実施形態では、検出モジュール3802からのデータは、非一時的コンピュータ可読媒体3806のメモリユニット内に直接伝達され、記憶され得る。非一時的コンピュータ可読媒体3806のメモリユニットは、本明細書に記載された方法の任意の好適な実施形態を行うために、処理ユニット3804によって実行可能な論理、コードまたはプログラム命令の少なくとも1つを記憶できる。例えば、処理ユニット3804は、処理ユニット3804の1つ以上のプロセッサに、検出モジュールによって作成された検出データを分析させる命令を実行できる。メモリユニットは、処理ユニット3804によって処理される、検出モジュールからの検出データを記憶できる。ある実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体3806のメモリユニットを用いて、処理ユニット3804によって生成された処理結果を記憶できる。
ある実施形態では、処理ユニット3804は、可動物体の状態を制御する制御モジュール3808に動作可能に接続され得る。例えば、制御モジュール3808は、可動物体の推進機構を制御して、可動物体の空間的配置、速度、または加速度の少なくとも1つを6自由度に関して調整できる。代替的に、または組み合わせで、制御モジュール3808は、支持機構、搭載物、または検出モジュールの状態の1つ以上を制御できる。
処理ユニット3804は、1つ以上の外部装置(例えば、端末、表示装置、または他のリモートコントローラ)からのデータを送信または受信の少なくとも一方を行う、通信モジュール3810に動作可能に接続され得る。任意の好適な通信手段(例えば有線通信または無線通信)を用い得る。例えば、通信モジュール3810は、ローカルエリアネットワーク(LAN)、ワイドエリアネットワーク(WAN)、赤外線、無線、WiFi、ポイントツーポイント(P2P)ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信等の1つ以上を利用できる。任意には、中継ステーション(例えば塔、衛星、またはモバイルステーション)を用い得る。無線通信は、近接依存型または近接独立型であり得る。ある実施形態では、通信のための見通し線が必要とされてもよく、または必要とされなくてもよい。通信モジュール3810は、検出モジュール3802からの検出データ、処理ユニット3804によって作成された処理結果、所定の制御データ、端末またはリモートコントローラからのユーザーコマンド等の1つ以上を送信または受信の少なくとも一方が可能である。
システム3800の部品は、任意の好適な構成に配置され得る。例えば、1つ以上のシステム3800の部品を、可動物体、支持機構、搭載物、端末、検出システム、または上記の1つ以上と通信する、さらなる外部装置上に設置できる。さらに、図38は、単一の処理ユニット3804及び単一の非一時的コンピュータ可読媒体3806を図示しているが、当業者においては、このことが限定的であることを意図するものではなく、システム3800が複数の処理ユニットまたは非一時的コンピュータ可読媒体の少なくとも一方を含み得ることが理解される。ある実施形態では、複数の処理ユニットまたは非一時的コンピュータ可読媒体の少なくとも一方が、異なる場所(例えば可動物体、支持機構、搭載物、端末、検出モジュール、上記の1つ以上と通信するさらなる外部装置、またはそれらの好適な組み合わせ)に位置し得る。それによって、システム3800によって行われる処理またはメモリ機能の少なくとも一方の任意の好適な態様を、前記の場所の1つ以上で行うことができる。
本明細書において、本発明の好ましい実施形態を示しかつ記載してきたが、当業者においては、かかる実施形態は、例示のみを目的として提供されていることが明らかである。当業者においては、本発明から逸脱することなく、多くの変形、変更及び代替を想起するであろう。本発明を実践する際に、本明細書に記載される、本発明の実施形態に対する様々な代替形態が使用されてもよいことが理解されるべきである。以下に続く請求項が本発明の範囲を定義し、それによって、これらの請求項の範囲内の方法及び構成並びにその等価物が対象として含まれることが意図される。
本明細書において、本発明の好ましい実施形態を示しかつ記載してきたが、当業者においては、かかる実施形態は、例示のみを目的として提供されていることが明らかである。当業者においては、本発明から逸脱することなく、多くの変形、変更及び代替を想起するであろう。本発明を実践する際に、本明細書に記載される、本発明の実施形態に対する様々な代替形態が使用されてもよいことが理解されるべきである。以下に続く請求項が本発明の範囲を定義し、それによって、これらの請求項の範囲内の方法及び構成並びにその等価物が対象として含まれることが意図される。
[項目1]
無人航空機(UAV)を動作させる方法であって、
上記UAVの位置を決定するステップと、
各々のジオフェンシング装置が、上記UAVの上記位置をカバーする領域内の上記UAV向けの飛行規制のセットを示す、複数のジオフェンシング装置を識別するステップと、
1つ以上のプロセッサの支援によって、上記複数のジオフェンシング装置の上記飛行規制のセットから選択された、上記UAVが従うべき飛行規制のマスタセットを優先させるステップと、
上記飛行規制のマスタセットに従って、上記UAVを動作させるステップと、を含む方法。
[項目2]
上記複数のジオフェンシング装置は、異なる優先度レベルを有し、
上記ジオフェンシング装置から最高の優先度を有する飛行規制のセットは、上記飛行規制のマスタセットとして、選択される、
項目1に記載の方法。
[項目3]
上記飛行規制のマスタセットは、上記飛行規制のセットから選択される最も厳格な規制を含む、
項目1に記載の方法。
[項目4]
上記飛行規制のマスタセットは、単一の飛行規制のセットからの飛行規制を含む、
項目1に記載の方法。
[項目5]
上記飛行規制のマスタセットは、複数の飛行規制のセットからの飛行規制を含む、
項目1に記載の方法。
[項目6]
UAV識別子を受信するステップであって、上記飛行規制のマスタセットが上記UAV識別子に基づいて優先されるステップをさらに含む、
項目1に記載の方法。
[項目7]
上記UAV識別子は、他のUAVから上記UAVを一意的に識別する、
項目6に記載の方法。
[項目8]
上記UAV識別子は、UAVのタイプを示し、
上記飛行規制のマスタセットは、上記UAVのタイプに基づいて優先される、
項目6に記載の方法。
[項目9]
ユーザ識別子を受信するステップであって、上記飛行規制のマスタセットが上記ユーザ識別子に基づいて優先されるステップをさらに含む、
項目1に記載の方法。
[項目10]
上記ユーザ識別子は、他のユーザから上記ユーザを一意的に識別する、
項目9に記載の方法。
[項目11]
上記ユーザ識別子は、ユーザタイプを示し、
上記飛行規制のマスタセットは、上記ユーザタイプに基づいて優先される、
項目9に記載の方法。
[項目12]
無人航空機(UAV)を動作させるプログラム命令を含む、非一時的コンピュータ可読媒体であって、
上記UAVの位置を決定するプログラム命令と、
各々のジオフェンシング装置が、上記UAVの上記位置をカバーする領域内の上記UAV向けの飛行規制のセットを示す、複数のジオフェンシング装置を識別するプログラム命令と、
飛行規制のマスタセットに従った上記UAVの動作を可能にするために、上記複数のジオフェンシング装置の上記飛行規制のセットから選択された、上記UAVが従うべき上記飛行規制のマスタセットを優先させるプログラム命令と、を備える、
ことを特徴とする、非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目13]
上記複数のジオフェンシング装置は、異なる優先度レベルを有し、
上記ジオフェンシング装置から最高の優先度を有する飛行規制のセットは、上記飛行規制のマスタセットとして、選択される、
ことを特徴とする、項目12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目14]
上記飛行規制のマスタセットは、上記飛行規制のセットから選択される最も厳格な規制を含む、
ことを特徴とする、項目12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目15]
上記飛行規制のマスタセットは、単一の飛行規制のセットからの飛行規制を含む、
ことを特徴とする、項目12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目16]
上記飛行規制のマスタセットは、複数の飛行規制のセットからの飛行規制を含む、
ことを特徴とする、項目12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目17]
UAV識別子を受信するプログラム命令であって、上記飛行規制のマスタセットが上記UAV識別子に基づいて優先される、プログラム命令をさらに含む、
ことを特徴とする、項目12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目18]
上記UAV識別子は、他のUAVから上記UAVを一意的に識別する、
ことを特徴とする、項目17に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目19]
上記UAV識別子は、UAVのタイプを示し、
上記飛行規制のマスタセットは、上記UAVのタイプに基づいて優先される、
ことを特徴とする、項目17に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目20]
ユーザ識別子を受信することであって、上記飛行規制のマスタセットが上記ユーザ識別子に基づいて優先されることをさらに含む、
ことを特徴とする、項目12に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目21]
上記ユーザ識別子は、他のユーザから上記ユーザを一意的に識別する、
ことを特徴とする、項目20に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目22]
上記ユーザ識別子は、ユーザタイプを示し、
上記飛行規制のマスタセットは、上記ユーザタイプに基づいて優先される、
ことを特徴とする、項目20に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目23]
1つ以上のプロセッサであって、個々にまたは一括して、
(1)無人航空機(UAV)の位置を判断する、
(2)各々のジオフェンシング装置が、上記UAVの上記位置をカバーする領域内の上記UAV向けの飛行規制のセットを示す、複数のジオフェンシング装置を識別する、かつ、
(3)飛行規制のマスタセットに従った上記UAVの動作を可能にするために、上記複数のジオフェンシング装置の上記飛行規制のセットから選択された、上記UAVが従うべき上記飛行規制のマスタセットを優先させる、1つ以上のプロセッサを備える、
ことを特徴とする、UAV飛行規制優先順位付けシステム。
[項目24]
上記1つ以上のプロセッサは、動作可能に接続される、1つ以上の通信モジュールをさらに備える、
ことを特徴とする、項目23に記載の無人航空機。
[項目25]
上記複数のジオフェンシング装置は、異なる優先度レベルを有し、
上記ジオフェンシング装置から最高の優先度を有する飛行規制のセットは、上記飛行規制のマスタセットとして、選択される、
ことを特徴とする、項目23に記載の無人航空機。
[項目26]
上記飛行規制のマスタセットは、上記飛行規制のセットから選択される最も厳格な規制を含む、
ことを特徴とする、項目23に記載の無人航空機。
[項目27]
上記飛行規制のマスタセットは、単一の飛行規制のセットからの飛行規制を含む、
ことを特徴とする、項目23に記載の無人航空機。
[項目28]
上記飛行規制のマスタセットは、複数の飛行規制のセットからの飛行規制を含む、
ことを特徴とする、項目23に記載の無人航空機。
[項目29]
上記1つ以上のプロセッサは、UAV識別子を受信し、
上記飛行規制のマスタセットは、上記UAV識別子に基づいて、優先される、
ことを特徴とする、項目23に記載の無人航空機。
[項目30]
上記UAV識別子は、他のUAVから上記UAVを一意的に識別する、
ことを特徴とする、項目29に記載の無人航空機。
[項目31]
上記UAV識別子は、UAVのタイプを示し、
上記飛行規制のマスタセットは、上記UAVのタイプに基づいて優先される、
ことを特徴とする、項目29に記載の無人航空機。
[項目32]
上記1つ以上のプロセッサは、ユーザ識別子を受信し、
上記飛行規制のマスタセットは、上記ユーザ識別子に基づいて、優先される、
ことを特徴とする、項目23に記載の無人航空機。
[項目33]
上記ユーザ識別子は、他のユーザから上記ユーザを一意的に識別する、
ことを特徴とする、項目32に記載の無人航空機。
[項目34]
上記ユーザ識別子は、ユーザタイプを示し、
上記飛行規制のマスタセットは、上記ユーザタイプに基づいて優先される、
ことを特徴とする、項目32に記載の無人航空機。