JP2019165202A - 無人車両用の制御ボックスおよびシステムオンモジュール回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】無人車両と共に利用するための改良型制御ボックスおよびシステムオンモジュール回路基板を提供する。【解決手段】制御ボックス１００は、内部を画定するハウジング１１０と、内部内に配置された回路基板１２０と、ハウジング１１０から延びる入力／出力コネクタ１２６とを含む。制御ボックス１００は、ハウジング１１０に取り外し可能に接続され、それにより回路基板１２０がハウジング１１０との間に位置決めされるヒートシンク１１８をさらに含む。回路基板１２０は、ヒートシンク１１８と接触する。【選択図】図６

Description

本開示は、一般に、無人車両と共に利用するための改良型制御ボックスおよびシステムオンモジュール回路基板に関する。

無人航空機（ＵＡＶ）は、機内パイロットがいない航空機である。典型的には、ＵＡＶは、パイロットによって、機内制御システムによって、または遠隔パイロットと機内制御システムとの組合せによって遠隔制御される。ほとんどの無人航空機は、車両動作を制御する制御システムを含む。多くの場合、ＵＡＶ用の制御システムは、慣性航法システムおよび衛星航法システムなどの機内ナビゲーションシステムを含む１つまたは複数の車両制御システムを含む。無人航空機は、飛行位置決めおよび操縦のための加速度計およびジャイロスコープなどの慣性航法センサ、ならびに一般的な位置決めおよび航路探索のための衛星ベースのナビゲーションを使用することができる。加えて、ほとんどの制御システムは、画像のキャプチャまたはペイロードの送達などの１つまたは複数のミッション制御機能を実行するための１つまたは複数のミッション制御システムを含む。典型的には、個々のハードウェア構成要素は、各車両制御システムおよび各ミッション制御システム用にＵＡＶに搭載される。

米国特許出願公開第２０１７／０２８５６２７号明細書

本発明の態様および利点は、以下の説明に部分的に記載されており、または説明から明らかとなり、または本発明の実施を通して学ぶことができる。

一実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定するシステムオンモジュール（「ＳＯＭ」）回路基板が提供される。ＳＯＭ回路基板は、第１のフェース面と、対向する第２のフェース面と、第１の側面と、対向する第２の側面と、第１の端面と、対向する第２の端面とを有する主本体を含む。第１および第２の側面は、横方向に沿った第１および第２の端面の最大長さよりも大きい縦方向に沿った最大長さを有する。ＳＯＭ回路基板は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含み、複数のコンピューティング構成要素の各々は、第１のフェース面または第２のフェース面の一方に取り付けられる。ＳＯＭ回路基板は、第２のフェース面に取り付けられた入力／出力コネクタをさらに含む。ＳＯＭ回路基板は、第１のフェース面と第２のフェース面との間を通って横断方向に沿って延びる複数の取付孔をさらに含む。複数の取付孔は、第１の側面に近接して縦方向に沿って離間した取付孔の第１のアレイと、第２の側面に近接して縦方向に沿って離間した取付孔の第２のアレイと、横方向に沿って第１のアレイと第２のアレイとの間に配置された第３の取付孔とを含む。

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定するシステムオンモジュール（「ＳＯＭ」）回路基板が提供される。ＳＯＭ回路基板は、第１のフェース面と、対向する第２のフェース面と、第１の側面と、対向する第２の側面と、第１の端面と、対向する第２の端面とを有する主本体を含む。第１および第２の側面は、横方向に沿った第１および第２の端面の最大長さよりも大きい縦方向に沿った最大長さを有する。ＳＯＭ回路基板は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含み、複数のコンピューティング構成要素の各々は、第１のフェース面または第２のフェース面の一方に取り付けられる。ＳＯＭ回路基板は、第１の側面に近接して第２のフェース面に取り付けられた１つまたは複数の入力／出力コネクタをさらに含み、ＳＯＭ回路基板の入力／出力コネクタは、第２の側面に対して第１の側面に近接してのみ配置される。ＳＯＭ回路基板は、第１のフェース面と第２のフェース面との間を通って横断方向に沿って延びる複数の取付孔をさらに含む。

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定する制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を画定するハウジングと、内部内に配置された回路基板と、ハウジングから延びる入力／出力コネクタとを含む。制御ボックスは、ハウジングに取り外し可能に接続されたヒートシンクであって、それにより回路基板がハウジングとヒートシンクとの間に位置決めされるヒートシンクをさらに含む。回路基板は、ヒートシンクと接触する。

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定する制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を画定するハウジングを含み、ハウジングは、カバーと、補強材とを含み、補強材は、ハウジングに取り外し可能に接続される。制御ボックスは、内部内に配置された回路基板をさらに含み、回路基板は、複数のコンピューティング構成要素と、コンピューティング構成要素の１つまたは複数に配置された熱界面材料とを含む。制御ボックスは、ハウジングから延びる入力／出力コネクタをさらに含む。制御ボックスは、補強材に取り外し可能に接続されたヒートシンクであって、それにより回路基板が補強材とヒートシンクとの間に位置決めされるヒートシンクをさらに含む。熱界面材料は、ヒートシンクと接触する。

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定する制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を画定するハウジングを含み、ハウジングは、カバーと、補強材とを含み、補強材は、カバーと接触して取り外し可能に接続され、補強材は、外枠と、少なくとも１つの横材とを含む。制御ボックスは、補強材と接触して取り外し可能に接続されたヒートシンクをさらに含む。制御ボックスは、内部内に配置され、補強材とヒートシンクとの間に位置決めされた第１の回路基板と、内部内に配置され、カバーと補強材との間に位置決めされた第２の回路基板とをさらに含む。カバー、補強材、およびヒートシンクは、横断方向に沿って積み重ねられる。

別の実施形態によれば、横方向、縦方向、および横断方向を画定する制御ボックスが提供される。制御ボックスは、内部を画定するハウジングを含み、ハウジングは、カバーと、補強材とを含み、補強材は、カバーと接触して取り外し可能に接続され、補強材は、外枠と、少なくとも１つの横材と、複数のフィンガとを含む。制御ボックスは、補強材と接触して取り外し可能に接続されたヒートシンクをさらに含む。制御ボックスは、内部内に配置され、補強材とヒートシンクとの間に接触して位置決めされた第１の回路基板と、内部内に配置され、カバーと補強材との間に位置決めされた第２の回路基板とをさらに含む。カバー、補強材、およびヒートシンクは、横断方向に沿って積み重ねられる。

本発明のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することによってよりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、説明と併せて本発明の原理を説明するのに役に立つ。

本発明の完全かつ可能な開示は、その最良の形態を含み、当業者に向けられて、本明細書に記載されており、それは以下の添付の図を参照する。

本開示の実施形態による無人航空機（ＵＡＶ）の一例を示すブロック図である。 バックプレーンおよびカードアーキテクチャを含むＵＡＶの典型的な制御システムの一例を示すブロック図である。 本開示の実施形態による機内制御システムを有するＵＡＶの一例を示すブロック図である。 本開示の実施形態による機内制御システムの制御ボックスの制御モジュールを備える第１の回路基板を示すブロック図である。 本開示の実施形態による制御ボックスの斜視図である。 本開示の実施形態による制御ボックスの内部構成要素を示す斜視図である。 本開示の実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。 本開示の他の実施形態による制御ボックスの斜視図である。 本開示の他の実施形態による制御ボックスの内部構成要素を示す斜視図である。 本開示の他の実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。 本開示のさらなる実施形態による制御ボックスの斜視図である。 本開示のさらなる実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。 本開示のなおさらなる実施形態による制御ボックスの斜視図である。 本開示のなおさらなる実施形態による制御ボックスの分解斜視図である。 本開示の実施形態による制御ボックスの断面図である。 本開示の他の実施形態による制御ボックスの断面図である。 本開示の実施形態によるシステムオンモジュール回路基板の斜視上面図である。 本開示の実施形態によるシステムオンモジュール回路基板の斜視底面図である。

ここで、本発明の実施形態を詳細に参照するが、その１つまたは複数の例が図面に示されている。各例は、本発明の限定としてではなく、本発明の例示として提示される。実際、本発明の範囲または趣旨を逸脱せずに、様々な修正および変更が本発明において可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または記載する特徴は、別の実施形態と共に用いて、なおさらなる実施形態を得ることができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にあるそのような修正および変更を包含することが意図されている。

図１は、例示的な無人航空機（ＵＡＶ）ＵＡＶ１０の概略図である。ＵＡＶ１０は、機内パイロットがいなくても飛行可能な車両である。例えば、限定はしないが、ＵＡＶ１０は、固定翼航空機、チルトロータ航空機、ヘリコプタ、クワッドコプタなどのマルチロータドローン航空機、小型軟式飛行船、飛行船、または他の航空機であってもよい。

ＵＡＶ１０は、少なくとも１つの推進移動（ＰＭ）装置１４を含む複数の車両装置を含む。ＰＭ装置１４は、制御された力を発生し、かつ／またはＵＡＶ１０の場所、配向、もしくは位置を維持もしくは変更する。ＰＭ装置１４は、推力装置または制御面であり得る。推力装置は、推進力または推力をＵＡＶ１０に提供する装置である。例えば、限定はしないが、推力装置は、モータ駆動プロペラ、ジェットエンジン、または他の推進源であり得る。制御面は、制御面を通過する空気流の偏向に起因する力を提供する制御可能面または他の装置である。例えば、限定はしないが、制御面は、エレベータ、ラダー、エルロン、スポイラ、フラップ、スラット、エアブレーキ、またはトリム装置であってもよい。様々なアクチュエータ、サーボモータ、および他の装置を使用して、制御面を操作することができる。ＰＭ装置１４はまた、プロペラもしくはロータブレードのピッチ角を変えるように構成された機構、またはロータブレードの傾斜角を変えるように構成された機構であってもよい。

ＵＡＶ１０は、限定はしないが、制御ボックス１００と、地上制御ステーション（図１には図示せず）と、少なくとも１つのＰＭ装置１４とを含む機内制御システムを含む本明細書に記載のシステムによって制御されてもよい。ＵＡＶ１０は、例えば、限定はしないが、地上制御ステーションからＵＡＶ１０によって受信されたリアルタイムコマンド、地上制御ステーションからＵＡＶ１０によって受信された一組の事前プログラムされた命令、機内制御システムに記憶された一組の命令および／もしくはプログラミング、またはこれらの制御の組合せによって制御されてもよい。

リアルタイムコマンドは、少なくとも１つのＰＭ装置１４を制御することができる。例えば、限定はしないが、リアルタイムコマンドは、機内制御システムによって実施されると、スロットル調整、フラップ調整、エルロン調整、ラダー調整、または他の制御面もしくは推力装置調整を引き起こす命令を含む。

いくつかの実施形態では、リアルタイムコマンドは、１つまたは複数の二次装置１２など、ＵＡＶ１０の追加の車両装置をさらに制御することができる。二次装置１２は、ＵＡＶの推進または移動を指示する１つまたは複数の二次機能を実行するように構成された電気または電子装置である。二次装置は、ＵＡＶの推進または移動に関連し得るが、典型的には、車両推進の直接制御または運動制御とは無関係に、１つまたは複数の車両またはミッション機能を提供することができる。例えば、二次装置は、物体の検出および追跡に使用されるカメラまたは他のセンサなどのミッション関連装置を含んでもよい。二次装置１２の他の例は、ＬＩＤＡＲ／ＳＯＮＡＲ／ＲＡＤＡＲセンサ、ＧＰＳセンサ、通信装置、ナビゲーション装置、および様々なペイロード送達システムなどのセンサを含んでもよい。例えば、限定はしないが、リアルタイムコマンドは、機内制御システムによって実施されると、カメラに画像をキャプチャさせる、通信システムにデータを送信させる、またはプロセッシング構成要素に１つまたは複数のプロセッシング要素をプログラムまたは構成させる命令を含む。

ＵＡＶ１０は、限定ではなく例として示されている。本開示の多くは無人航空機に関して説明されているが、開示された技術の実施形態は、無人海洋車両および無人地上車両など、任意の無人車両（ＵＶ）と共に使用されてもよいことが理解されよう。例えば、開示された制御システムは、無人ボート、無人潜水艦、無人車、無人トラック、または移動可能な任意の他の無人車両と共に使用されてもよい。

図２は、ＵＡＶの典型的な制御システム５０の一例を示すブロック図である。この例では、制御システムは、複数のカードスロット７１、７２、７３、７４、７５を有するバックプレーン６０を使用して形成される。各カードスロットは、所定の組の機械的および電気的基準を満たすカードを受け取るように構成される。各カードは、典型的には、特定の車両またはミッション制御機能を実行するように構成された１つまたは複数の集積回路を含む１つまたは複数の回路基板を含む。カードスロットは、カード、ならびにカードとその下にあるバスとの間の電気的接続を構造的にサポートする。第１のカードスロット７１に設置されたＣＰＵカード６１、第２のカードスロット７２に設置されたコプロセッサカード６２、およびカードスロット７３、７４、７５にそれぞれ設置されたアドオンカード６３、６４、６５を有する特定の例が示されている。例として、ＣＰＵカード６１は、プロセッサ、ＰＣＩ回路、スイッチング回路、およびカード６１をカードスロット７１に構造的および電気的に接続するように構成された電気コネクタを有する回路基板を含んでもよい。同様に、コプロセッサカード６２は、プロセッサ、ＰＣＩ回路、スイッチング回路、およびコネクタを含んでもよい。

アドオンカード６３、６４、６５は、１つまたは複数の車両および／またはミッション機能を実行するように構成された任意の数および種類のカードを含むことができる。アドオンカードの例は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）カード、ネットワークカード、操縦およびナビゲーション機能カード、センサインターフェースカード（例えば、カメラ、レーダなど）、ペイロード送達システム制御カード、グラフィックスプロセッシングユニット（ＧＰＵ）カード、ならびに特定の種類の車両および／またはミッション機能の任意の他のカードを含む。

図２のような典型的なバックプレーンアーキテクチャは、各カードが任意の他のスロットのカードと通信することを可能にするスイッチ６６を含む。異なる種類のバックプレーンアーキテクチャを定義するための様々な基準を含む、多数の例が存在する。例えば、スイッチ６６はカードスロット７１、７２、７３、７４、７５とは別に示されているが、いくつかのアーキテクチャは、中央スイッチをバックプレーンの特定のスロットに載置することができる。いずれの場合も、ノード装置は、スイッチを介して互いに通信することができる。５つのカードスロットが図２に示されているが、バックプレーンは、任意の数のカードスロットを含んでもよい。

図２のようなバックプレーンアーキテクチャを利用するＵＡＶの機内制御システムは、何らかの機能制御を提供するのに効果的であり得る。加えて、そのようなアーキテクチャは、ハードウェアの変更を通じていくらかの構成可能性を提供することができる。しかしながら、従来のバックプレーンアーキテクチャは、ＵＡＶの実装においていくつかの欠点を有し得る。例えば、電気的および機械的接続を組み合わせて複数のカードに結合するバックプレーンの構造的性能は、一部のＵＡＶの高応力環境にはあまり適していない場合がある。振動、温度、および他の要因により、機械的および／または電気的な障害がバックプレーンの１つまたは複数のカードに発生することがある。加えて、そのようなアーキテクチャは、かなりのスペースおよび重量を必要とするが、プロセッシング能力は限られている。各カードは、典型的には、コネクタ、スイッチング回路、通信回路などを含むそれ自体の回路基板を含む。各回路基板がこれらの共通の機能のためにそれ自体の回路を必要とするので、バックプレーンアーキテクチャは、比較的高い重量とスペースの要件を提示し得る。さらに、これらの種類のシステムのコンピューティング能力および容量は、典型的には、複数のカードのアプローチによって制限される。カード間および様々なプロセッシング要素間の通信は、計算能力の低下を招く可能性がある。

図３は、開示された技術の実施形態による制御システム８０を含む無人航空機（ＵＡＶ）１０を示すブロック図である。制御システム８０は、車両およびミッション機能の集中制御を提供する制御ボックス１００を含む。制御ボックスは、内部１１２を画定するハウジング１１０を含む。第１の回路基板１２０および第２の回路基板１２２は、ハウジング１１０の内部内に配置され、入力／出力（「Ｉ／Ｏ」）コネクタ１２６は、後述するように（第２の回路基板１２２からなど）ハウジング１１０を通って延びる。制御ボックス１００は、制御ボックス１００の電気構成要素から熱を放散するために設けられたヒートシンク１１８を含む。例示的な実施形態では、ヒートシンク１１８は、後述するようにハウジング１１０の少なくとも一部を形成することができる。制御システム８０は、車両またはミッション制御プロセスを実行する追加の制御ユニットまたは他の要素などの追加の構成要素を含んでもよい。

いくつかの実装では、第１の回路基板１２０は、ＵＡＶ１０の車両およびミッション管理機能を制御するための制御モジュールを備え、第２の回路基板１２２は、ＵＡＶの制御ユニットと様々なＰＭ装置および二次装置との間の通信インターフェースを提供するためのキャリアモジュールを備える。

いくつかの例では、第１の回路基板は、各々が様々な車両およびミッション機能の管理を提供するための再構成可能なプロセッシングアーキテクチャを有する、複数の異種プロセッシングシステムを含む。再構成可能な機能を有する複数の異種プロセッシングシステムは、無人航空機によって実行される多様な機能、ならびにこれらの車両に典型的には必要とされる高度な認証に適している。

例示的な実施形態では、第２の回路基板１２２は、第１の回路基板１２０とＵＡＶ１０の様々なＰＭ装置１４および二次装置１２との間のインターフェースを提供するキャリアモジュールである。例えば、図３は、推力装置３０と、制御面３２と、位置決めシステム３４とを含む一組のＰＭ装置を示す。加えて、図３は、画像センサ２０と、レーダセンサ２２と、ＬＩＤＡＲセンサ２４と、ソナーセンサ２６と、ＧＰＳセンサ２８と、ペイロード送達システム３６と、通信システム３８とを含む一組の二次装置を示す。第２の回路基板１２２は、第１の回路基板の対応するＩ／Ｏコネクタに接続するＩ／Ｏコネクタと、ハウジングから延びるＩ／Ｏコネクタとを含むことができる。加えて、第２の回路基板は、ハウジングから延びる複数のセンサコネクタを含むことができる。第２の回路基板は、データを送受信するために使用される関連する電子回路を含む通信または入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースを提供し得る。より具体的には、通信インターフェースは、第２の回路基板の様々な集積回路のいずれかの間、および第２の回路基板と他の回路基板との間でデータを送受信するために使用することができる。例えば、アイテムインターフェースは、Ｉ／Ｏコネクタ１２６、Ｉ／Ｏコネクタ２３８、および／またはＩ／Ｏコネクタ１２４を含んでもよい。同様に、インターフェース回路のいずれか１つの通信インターフェースは、別の航空機、センサ、他の車両装置、および／または地上制御装置などの外部の構成要素と通信するために使用することができる。通信インターフェースは、適切な有線または無線通信インターフェースの任意の組合せであり得る。

いくつかの例では、制御ボックス１００は、追加の構成要素を含んでもよい。例えば、別の実施形態では、メザニンカードなどの第３の回路基板を制御ボックス１００内に設けることができる。第３の回路基板は、いくつかの例では１つまたは複数の不揮発性メモリアレイを含んでもよい。例えば、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）は、メザニンカードの１つまたは複数の集積回路として設けられてもよい。さらに、制御ボックス１００は、制御モジュールを形成する追加の回路基板と、追加のキャリアモジュールを形成する追加の回路基板とを含むことができる。

図４は、開示された技術の例示的な実施形態による第１の回路基板１２０を説明するブロック図である。図４では、第１の回路基板１２０は、無人航空機（ＵＡＶ）の制御モジュール（例えば、制御基板）として構成される。例示的な実施形態では、第１の回路基板１２０は、システムオンモジュール（ＳＯＭ）回路基板２００である。第１の回路基板１２０は、第１のプロセッシングシステム２３０と、第２のプロセッシングシステム２３２と、メモリブロック２３４と、Ｉ／Ｏコネクタ２３８とを含む。

第１および第２のプロセッシングシステムは、任意の適切な数の個々のマイクロプロセッサ、電源、記憶装置、インターフェース、および他の標準的な構成要素を含むか、またはそれらと関連付けることができる。プロセッシングシステムは、任意の数のソフトウェアプログラム（例えば、車両およびミッション制御プロセス）または航空機１０の動作に必要な様々な方法、プロセスタスク、計算、および制御／表示機能を行うように設計された命令を含むか、またはそれらと協働することができる。メモリブロック２３４は、限定はしないが、対応するプロセッシングシステムをサポートするように構成されたＳＤＲＡＭなどの任意の適切な形態のメモリを含んでもよい。例えば、第１のメモリブロック２３４は、第１のプロセッシングシステム２３０をサポートするように構成されてもよく、第２のメモリブロック２３４は、第２のプロセッシングシステム２３２をサポートするように構成されてもよい。任意の数および種類のメモリブロック２３４を、使用してもよい。例として、各々が個々の集積回路を備える４つのメモリブロックが第１のプロセッシングシステム２３０をサポートするために設けられてもよく、２つのメモリブロックが第２のプロセッシングシステム２３２をサポートするために設けられてもよい。Ｉ／Ｏコネクタ２３８は、第１の回路基板１２０の第１の面から延び、第２の回路基板１２２への動作可能な通信リンクを提供する。

第１のプロセッシングシステム２３０および第２のプロセッシングシステム２３２は、開示された技術の例示的な実施形態では、ＵＡＶ１０の多様で安定した必要性に適した異種の再構成可能なコンピューティングアーキテクチャを形成する。第１のプロセッシングシステム２３０は、第１のプロセッシングプラットフォームを形成する１つまたは複数のプロセッシングユニット３０２と、第２のプロセッシングプラットフォームを形成する１つまたは複数のプログラマブル論理回路３０４とを含む。例として、１つまたは複数のプロセッシングユニット３０２は、セントラルプロセッシングユニットを含んでもよく、プログラマブル論理回路３０４は、ＲＡＭベースのフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの揮発性プログラマブル論理アレイを含んでもよい。任意の数および種類のプロセッシングユニットを、プロセッシングユニット３０２に使用してもよい。複数のプロセッシングユニット３０２およびプログラマブル論理回路３０４は、いくつかの実施形態では、一般にプロセッシング回路と呼ばれる第１の集積回路内に設けることができる。

第２のプロセッシングシステム２３２は、第３のプロセッシングプラットフォームを形成する１つまたは複数のプロセッシングユニット３２２と、第４のプロセッシングプラットフォームを形成する１つまたは複数のプログラマブル論理回路３２４とを含む。例として、１つまたは複数のプロセッシングユニット３０２は、コプロセッシングユニットを含んでもよく、プログラマブル論理回路３２４は、フラッシュベースのＦＰＧＡを含んでもよい。任意の数および種類のプロセッシングユニットを、プロセッシングユニット３２２に使用してもよい。１つまたは複数のプロセッシングユニット３２２およびプログラマブル論理回路３２４は、いくつかの実施形態では、一般にプロセッシング回路とも呼ばれる第２の集積回路内に設けることができる。

各プロセッシングシステムにおいて異なるプロセッシングユニットの種類および異なるプログラマブル論理回路の種類を設けることによって、第１の回路基板１２０は、高応力用途のＵＡＶの処理、信頼性、および動作要件に固有に適した異種コンピューティングシステムを提供する。例えば、ＲＡＭベースとフラッシュベースのＦＰＧＡ技術を組み合わせることで、ＵＡＶ用途に両方の長所を活かすことができる。異種プロセッシングユニット３０２および３２２ならびに異種プログラマブル論理回路３０４および３２４の固有の能力は、ハードウェアおよびソフトウェア区分の動作環境の両方をサポートする。車両およびミッション管理機能は、重要度と性能の必要性に応じて異なる区画に割り当てることができる。これにより、重要な動作に適した制御および監視アーキテクチャが提供される。例えば、不可逆的な重要な機能を制御するためのオン／オフまたはレッド／グリーンアーキテクチャが提供される。さらなる例として、フィールドプログラマブルゲートアレイの１つまたは複数は、機内センサ処理のためのファブリックアクセラレータを提供するように構成されてもよい。

ここで図５〜図１８を参照すると、改良型制御ボックス１００およびその構成要素のさらなる実施形態が概して示されている。説明したように、本開示による制御ボックス１００は、一般に、無人航空機（「ＵＡＶ」）の動作を制御する様々な電気／コンピューティング構成要素を収容し、したがって制御ボックス１００は、一般に、ＵＡＶに取り付けられる。本開示による制御ボックス１００は、本明細書で説明されるヒートシンク、カバー、および／または補強材などの制御ボックス１００の様々な構成要素が各々、そのような各構成要素の様々な異なる設計と交換可能であるそれらのモジュール式設計により特に有利である。本明細書で説明するような特定の特徴は、そのようなモジュール性を容易にするのを助ける。加えて、本明細書で説明するように、ヒートシンク、補強材、およびシステムオンモジュール（「ＳＯＭ」）回路基板などのそのような制御ボックス１００の様々な特徴は、一般にＳＯＭ回路基板からおよび制御ボックス１００から熱を伝達するための有利な熱伝達特徴を含む。他の有利な特徴については、本明細書で説明する。

本開示による制御ボックス１００は、示すように、横方向１０２、縦方向１０４、および横断方向１０６を画定し得る。そのような方向１０２、１０４、１０６は、制御ボックス１００の直交座標系を共に画定することができる。

制御ボックス１００は、内部１１２を画定するハウジング１１０を含むことができる。例示的な実施形態のハウジング１１０は、カバー１１４と、１つまたは複数の補強材１１６とを含む。いくつかの実施形態では、単一の補強材１１６のみが制御ボックス１００で利用されるが、代替の実施形態では、２つ以上の補強材１１６が利用されてもよい。ハウジング１１０がカバー１１４と、補強材（単数または複数）１１６とを含む実施形態では、少なくとも１つのそのような補強材１１６は、カバー１１４と接触して取り外し可能に接続され、補強材１１６は、互いに横断方向１０６に沿ってハウジング１１０に積み重ねられる。制御ボックス１００は、ヒートシンク１１８をさらに含むことができる。ヒートシンク１１８は、複数の補強材１１６の１つと接触するなどして、ハウジング１１０に取り外し可能に接続することができる。ヒートシンク１１８はさらに、横断方向１０６に沿って補強材１１６およびハウジング１１０に積み重ねられてもよい。

１つまたは複数の回路基板を、内部１１２内に配置することができる。例えば、第１の回路基板１２０を、内部１１２に配置することができる。例示的な実施形態では、第１の回路基板１２０は、本明細書で説明するようなシステムオンモジュール（「ＳＯＭ」）回路基板２００である。そのような第１の回路基板１２０は、例示的な実施形態では、補強材１１６とヒートシンク１１８との間など、ハウジング１１０とヒートシンク１１８との間に位置決めされてもよい。さらに、第１の回路基板１２０は、第１の回路基板１２０からの熱がヒートシンク１１８を通って第１の回路基板１２０から放散されるようにヒートシンク１１８と接触してもよい。加えて、第１の回路基板１２０は、補強材１１６と接触してもよい。

例えば、第１の回路基板１２０は、１つまたは複数のコンピューティング構成要素を含んでもよい。そのようなコンピューティング構成要素は、第１のプロセッシングシステム２３０、第２のプロセッシングシステム２３２、および／または１つまたは複数のメモリブロック２３４を含むことができ、それらはすべて、ＳＯＭ回路基板２００の文脈などで本明細書で詳細に説明する。さらに、熱界面材料２３６（ＳＯＭ回路基板２００の文脈で以下に詳細に説明する）を、そのようなコンピューティング構成要素の１つまたは複数に配置することができる。例示的な実施形態では、コンピューティング構成要素の１つまたは複数に配置された熱界面材料２３６などの第１の回路基板１２０は、ヒートシンク１１８および／または補強材１１６と接触してもよい。

いくつかの実施形態では、熱界面材料２３６は、ヒートシンク１１８と接触してもよい。特に、１つまたは複数のコンピューティング構成要素（ＳＯＭ回路基板２００の文脈で以下に説明するような回路基板１２０の第１のフェース面２１０に取り付けられる第１のプロセッシングシステム２３０、第２のプロセッシングシステム２３２、および／または１つまたは複数のメモリブロック２３４など）に配置される熱界面材料２３６は、そのベース１３０などのヒートシンク１１８と接触してもよい。

追加的または代替的に、補強材１１６は、複数のフィンガ１４０を含むことができる。フィンガ１４０は、サポートおよび熱伝達の目的で他の構成要素と接触する補強材１１６の概して平らな内面である。第１の回路基板１２０は、そのようなフィンガ１４０と接触してもよい。特に、１つまたは複数のコンピューティング構成要素（ＳＯＭ回路基板２００の文脈で以下に説明するような回路基板１２０の第２のフェース面２１２に取り付けられる１つまたは複数のメモリブロック２３４など）に配置される熱界面材料２３６は、フィンガ１４０と接触してもよい。

例示的な実施形態では、補強材１１６は、外枠１４２と、１つまたは複数の横材１４４とを含む。加えて、補強材１１６は、フィンガ１４０を含むことができる。第１の回路基板１２０が補強材１１６と接触すると、第１の回路基板１２０は、外枠１４２および／または１つまたは複数の横材１４４と接触することができ、上述のようにフィンガ１４０とさらに接触することができる。

例示的な実施形態では、ヒートシンク１１８は、金属から形成される。ヒートシンク１１８は、ベース１３０を含むことができる。ベースは、例示的な実施形態では、上述のようなその構成要素などの第１の回路基板１２０と接触することができる。さらに、図５〜図７に示すようないくつかの例示的な実施形態では、ヒートシンク１１８は、ベース１３０から外側に延びる複数のフィン１３２を含んでもよい。これらの実施形態では、ヒートシンク１１８は、フィン１３２を介して制御ボックス１００から対流熱伝達を提供することができる。他の実施形態では、図８〜図１４に示すように、フィン１３２を設けなくてもよく、ヒートシンク１１８は、例えば、制御ボックス１００が取り付けられる対象ＵＡＶのベース１３０と他の構成要素との接触を介して制御ボックス１００から伝導性熱伝達を提供することができる。さらに他の実施形態では、ヒートシンク１１８は、熱伝達を容易にするための使い捨てもしくは可逆的相変化材料、液体冷却材料、および／または他の適切な構成要素をさらに含んでもよい。

制御ボックス１００は、第２の回路基板１２２をさらに含むことができる。第２の回路基板１２２は、例えば、ソナー、レーダ、ＧＰＳ、無線などの関連構成要素などの通信関連構成要素を一般に含むキャリアカード型回路基板とすることができる。第２の回路基板は、内部１１２内に配置することができる。例えば、そのような第２の回路基板１２２は、例示的な実施形態では、カバー１１４と補強材１１６との間に位置決めされてもよい。さらに、第２の回路基板１２２は、補強材１１６と接触してもよい。

例示的な実施形態では、第２の回路基板１２２は、第１の回路基板１２０と動作可能に連通する。例えば、第２の回路基板１２２は、第２の回路基板１２２に位置決めされ、第１の回路基板１２０の相手方の入力／出力コネクタ（ＳＯＭ回路基板２００の実施形態におけるコネクタ２３８など）と動作可能に接触する１つまたは複数の入力／出力コネクタ１２４をさらに含んでもよい。

いくつかの実施形態では、第２の回路基板１２２は、１つまたは複数のセンサコネクタ１２５をさらに含んでもよい。そのようなセンサコネクタ１２５は、図５〜図１０に示すように縦方向１０４に沿って、または別の適切な方向になど、ハウジング１１０から延びることができる。これらのセンサコネクタ１２５は、例えば、制御ボックス１００が取り付けられるＵＡＶに取り付けることができる（本明細書で説明するものなどの）適切な外部センサまたは他の二次装置１２に第２の回路基板１２２を接続するためのポートであり得る。

加えて、制御ボックス１００は、ハウジング１１０から延びる１つまたは複数の入力／出力コネクタ１２６を含むことができる。例示的な実施形態では、そのようなコネクタ（単数または複数）１２６の１つまたは複数は、第２の回路基板１２２の構成要素である。そのような入力／出力コネクタ１２６は、制御ボックス１００およびその構成要素を、例えば、制御ボックス１００が取り付けられるＵＡＶの他の構成要素に接続することができる。いくつかの実施形態では、図５〜図１０に示すように、入力／出力コネクタ（単数または複数）１２６は、ハウジング１１０の端面板１１５を通るなどして、縦方向１０４に沿ってハウジング１１０から延びる。他の実施形態では、図１１〜図１４に示すように、入力／出力コネクタ（単数または複数）１２６は、カバー１１４を通るなどして、横断方向１０６に沿ってハウジング１１０から延びる。

いくつかの実施形態では、制御ボックス１００は、メザニンカード１２８をさらに含んでもよい。メザニンカード１２８は、内部１１２内に配置することができ、第２の回路基板１２２と動作可能に連通することができる。メザニンカード１２８は、例えば、第２の回路基板１２２とカバー１１４との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、入力／出力コネクタ１２６の１つまたは複数は、メザニンカード１２８の構成要素である。

示すように、ヒートシンク１１８およびハウジング１１０の構成要素は、貫通孔を含むことができる。様々な貫通孔を、制御ボックス１００の様々な構成要素のモジュール性を容易にするために有利に位置合わせすることができる。例えば、複数の貫通孔１５０が、横断方向１０６に沿ってなど、ヒートシンク１１８のベース１３０を通って延びてもよい。そのような貫通孔１５０は、パターン状に配置することができる。さらに、複数の貫通孔が、横断方向１０６に沿ってなど、ハウジング１１０を通って延びてもよい。そのような貫通孔は、パターン状に配置することができる。そのような貫通孔は、例えば、横断方向１０６に沿ってパターン状にカバー１１４を通って延びる貫通孔１５２と、横断方向１０６に沿ってパターン状に補強材１１６を通って延びる貫通孔１５４とを含むことができる。例示的な実施形態では、貫通孔１５０、１５２、および１５４などの、ベース１３０およびハウジング１１０の貫通孔のパターンは、同一である。したがって、締結具を貫通孔１５０、１５２、１５４を通して挿入し、制御ボックス１００のそのような構成要素を共に締結することができる。特に、そのような同一のパターンは、そのような構成要素の異なるバージョンをモジュール形式で互いに交換することができるように、様々な異なる種類のヒートシンク１１８およびハウジング１１０（ならびにそのカバー１１４および補強材１１６）に延びることができる。

ヒートシンク１１８がその補強材１１６などのハウジング１１０と接触すると、そのような構成要素は、「さねはぎ」タイプの特徴を使用して共に嵌合することができる。そのような特徴は、適切な嵌合を確実にするように構成要素を互いに対して有利に配向させ、また電磁干渉（「ＥＭＩ」）フィルタとして有利に作用する。例えば、図１５および図１６に示すように、溝１６０は、ベース１３０に画定することができる。いくつかの実施形態では、溝１６０は、図１６に示すように、外部溝であってもよい。あるいは、溝１６０は、図１５に示すように、内部溝であってもよい。相手方のタブ１６２は、その補強材１１６などのハウジング１１０から延びることができる。タブ１６２は、ヒートシンク１１８がハウジング１１０、例えばその補強材１１６に接続されると溝１６０内に延びることができる。

カバー１１４および補強材が利用される実施形態では、そのような構成要素はまた、「さねはぎ」タイプの特徴を使用して共に嵌合することができる。そのような特徴は、適切な嵌合を確実にするように構成要素を互いに対して有利に配向させ、また電磁干渉（「ＥＭＩ」）フィルタとして有利に作用する。例えば、図１６に示すように、溝１６４は、補強材１１６に画定することができる。示すようないくつかの実施形態では、溝１６４は、外部溝であってもよい。あるいは、溝１６４は、内部溝であってもよい。相手方のタブ１６６は、カバー１１４から延びることができる。あるいは、図１５に示すように、溝１６４は、カバー１１４に画定することができ、タブ１６６は、補強材１１６に画定することができる。タブ１６６は、補強材１１６がカバー１１４に接続されると、溝１６４内に延びることができる。

ここで図１７および図１８を参照すると、本開示による制御ボックス１００は、システムオンモジュール（「ＳＯＭ」）回路基板２００を含むことができ、これは上述のように第１の回路基板１２０とすることができる。ＳＯＭ回路基板２００は、示すように、横方向２０２、縦方向２０４、および横断方向２０６を画定し得る。そのような方向２０２、２０４、２０６は、ＳＯＭ回路基板２００の直交座標系を共に画定することができる。ＳＯＭ回路基板２００が制御ボックス１００に設置されると、方向２０２、２０４、２０６は、それぞれの方向１０２、１０４、１０６に対応し得る。

ＳＯＭ回路基板２００は、複数の外面を含む主本体２０８を有することができる。例えば、主本体２０８は、第１のフェース面２１０と、対向する第２のフェース面２１２とを含み、これらの両方は、一般に、横方向２０２および縦方向２０４によって画定された平面内に延びる。主本体２０８は、第１の端面２１４と、対向する第２の端面２１６とをさらに含み、これらの両方は、一般に、横方向２０２および横断方向２０６によって画定された平面内に延びる。主本体２０８は、第１の側面２１８と、対向する第２の側面２２０とをさらに含み、これらの両方は、一般に、縦方向２０４および横断方向２０６によって画定された平面内に延びる。

一般に、ＳＯＭ回路基板２００およびその主本体２０８は、示すように、超長方形の形状を有する。したがって、第１および第２の端面２１４、２１６も各々、横方向２０２に沿った最大長さである長さ２２２を有する。第１および第２の側面２１８、２２０も各々、縦方向２０４に沿った最大長さである長さ２２４を有する。示すように、例示的な実施形態では、最大長さ２２４は、最大長さ２２２よりも大きい。

ＳＯＭ回路基板２００は、複数のコンピューティング構成要素をさらに含むことができる。各コンピューティング構成要素は、第１のフェース面２１０または第２のフェース面２１２など、主本体２０８に取り付けることができる。例えば、コンピューティング構成要素は、第１のプロセッシングシステム２３０と、第２のプロセッシングシステム２３２と、複数のメモリブロック２３４とを含んでもよい。特に、第１および第２のプロセッシングシステム２３０、２３２およびメモリブロック２３４は、例示的な実施形態では、結合型コンピューティングシステムに共に統合され得、２つのプロセッシングシステム２３０、２３２が共に動作する。したがって、例えば、第１のプロセッシングシステム２３０は、第２のプロセッシングシステム２３２を監視およびバックアップすることができ、第２のプロセッシングシステム２３２は、第１のプロセッシングシステム２３０を監視およびバックアップすることができる。

いくつかの実施形態では、例えば、第１のプロセッシングシステム２３０は、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）ベースのプロセッシングシステムであってもよい。追加的または代替的に、第２のプロセッシングシステム２３２は、いくつかの実施形態では、フラッシュメモリベースのプロセッシングシステムであってもよい。追加的または代替的に、メモリブロック２３４は、ＲＡＭメモリブロックであってもよい。

示すように、例示的な実施形態では、第１および第２のプロセッシングシステム２３０、２３２は、主本体２０８の第１のフェース面２１０に取り付けられてもよい。しかしながら、あるいは、第１および第２のプロセッシングシステム２３０、２３２の一方または両方は、主本体２０８の第２のフェース面２１２に取り付けることができる。さらに、いくつかの実施形態では、メモリブロック２３４の少なくとも１つまたは複数は、第１のフェース面２１０に取り付けられてもよい。追加的または代替的に、メモリブロック２３４の少なくとも１つまたは複数は、第２のフェース面２１２に取り付けられてもよい。

いくつかの実施形態では、熱界面材料２３６は、コンピューティング構成要素の１つまたは複数に配置することができる。熱界面材料２３６は、本明細書で説明するように、そのようなコンピューティング構成要素から制御ボックス１００の他の構成要素への熱伝達を容易にすることができる。適切な熱界面材料２３６は、例えば、比較的柔軟な材料であってもよく、これは例えば硬化性であり得る。例示的な実施形態では、そのような材料２３６は、チキソトロピー材料であってもよい。例示的な実施形態では、そのような材料２３６は、３．２〜４Ｗ／ｍ−Ｋ、例えば３．４〜３．８Ｗ／ｍ−Ｋ、例えば３．６Ｗ／ｍ−Ｋの熱伝導率を有することができる。１つの適切な材料は、Ｔｈｅ Ｂｅｒｇｑｕｉｓｔ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＧａｐ Ｆｉｌｌｅｒ ３５００Ｓ３５である。

例示的な実施形態では、熱界面材料２３６は、第１のフェース面２１０に取り付けられたメモリブロック２３４の１つまたは複数および／または第２のフェース面２１２に取り付けられたメモリブロック２３４の１つまたは複数などのメモリブロック２３４に配置され得る。追加的または代替的に、熱界面材料２３６は、第１のプロセッシングシステム２３０および／または第２のプロセッシングシステム２３２に配置されてもよい。

加えて、１つまたは複数の入力／出力コネクタ２３８が、主本体２０８に取り付けられてもよい。これらのコネクタ２３８は、制御ボックス１００で、本明細書で説明するようにＳＯＭ回路基板２００を他の回路基板に接続することができ、したがってＳＯＭ回路基板２００とそのような他の回路基板との間の通信を可能にする。コネクタ２３８は、例えば、示すように第２のフェース面２１２に取り付けられてもよく、あるいは、第１のフェース面２１０に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、コネクタ２３８は、第１の側面２１８に近接して、したがって横方向２０２に沿って第２の側面２２０よりも第１の側面２１８に近く配置されてもよい。これらの実施形態のいくつかでは、コネクタ２３８を第２の側面２２０に近接して設けなくてもよい。さらに、コネクタ２３８の縦方向軸は、示すように、縦方向２０４に沿って位置合わせすることができる。

さらに示すように、複数の取付孔２４０が、主本体２０８を通って延びることができる。これらの取付孔２４０の１つまたは複数は、例えば、ＳＯＭ回路基板２００を制御ボックス１００の他の構成要素に接続するために利用され得る。各取付孔２４０は、第１のフェース面２１０と第２のフェース面２１２との間を通って横断方向２０６に沿って延びることができる。

主本体の取付孔２４０の位置は、特に有利であり得る。例えば、取付孔２４０の第１のアレイ２４２は、第１の側面２１８に近接して、例示的な実施形態では、横方向２０２に沿ってコネクタ２３８と第１の側面２１８との間に配置されてもよい。第１のアレイ２４２の取付孔２４０は、縦方向２０４に沿って互いに離間してもよい。例示的な実施形態では、第１のアレイ２４２は、３つ以上の取付孔を含んでもよいが、代替の実施形態では、２つの取付孔を利用してもよい。取付孔２４０の第２のアレイ２４４は、第２の側面２２０に近接して配置されてもよく、例示的な実施形態では、第１のアレイ２４２が第１の側面２１８から離れているので、横方向２０２に沿って第２の側面２２０から等しい距離だけ離間してもよい。第２のアレイ２４４の取付孔２４０は、縦方向２０４に沿って互いに離間してもよい。例示的な実施形態では、第２のアレイ２４４は、３つ以上の取付孔を含んでもよいが、代替の実施形態では、２つの取付孔を利用してもよい。第１および第２のアレイは、ＳＯＭ回路基板２００を制御ボックス１００の他の構成要素に有利に接続し、そのような構成要素に対するＳＯＭ回路基板２００の相対運動を最小限に抑えることができる。

加えて、１つまたは複数の第３の取付孔２４６を、横方向２０２に沿って第１のアレイ２４２と第２のアレイ２４４との間に配置することができる。例示的な実施形態では、１つまたは複数の第３の取付孔２４６は、横方向２０２に沿ってなど、第１の側面２１８と第２の側面２２０との間のほぼ中央に位置決めされてもよい。これにより、第３の取付孔２４６は、横方向２０２に沿って第１のアレイ２４２および第２のアレイ２４４から等間隔に配置することができる。さらに、単一の第３の取付孔２４６のみが利用される実施形態では、第３の取付孔２４６は、縦方向２０４に沿ってなど、第１の端面２１４と第２の端面２１６との間のほぼ中央に位置決めされてもよい。第３の取付孔（単数または複数）２４６は、そのような孔（単数または複数）２４６がＳＯＭ回路基板２００の使用中の共振周波数の問題を低減し、改善された剛性をＳＯＭ回路基板２００に提供するので、特に有利であり得る。

いくつかの実施形態では、複数のビア２５０を、ＳＯＭ回路基板２００に設けてもよい。各ビアは、横断方向２０６に沿って本体２０８を通って延びることができ、第１のフェース面２１０および／または第２のフェース面２１２から突出することができる。ビア２５０は、第１の側面２１８および／または第２の側面２２０に近接して位置することができる。ビア２５０は、例示的な実施形態では、金または銅などの金属材料から形成することができ、主本体２０８内から熱を伝達し、一般に主本体２０８およびＳＯＭ回路基板２００からこの熱を伝達するための熱伝達導管として機能することができる。

いくつかの実施形態では、１つまたは複数の金属コーティングを主本体２０８、例えばその第１のフェース面２１０および／または第２のフェース面２１２にメッキすることができる。金属コーティングは、一般に主本体２０８およびＳＯＭ回路基板２００から熱を伝達するための熱伝達導管として機能することができる。

例えば、第１の金属コーティング２５２は、複数の取付孔２４０（第１および第２のアレイ２４２、２４４の取付孔ならびに第３の取付孔（単数または複数）２４６を含む）を画定する本体２０８の部分（その第１のフェース面２１０および／または第２のフェース面２１２など）にメッキされてもよい。そのようなコーティング２５２は、様々なメッキが接続されないように、本体２０８のそのような部分に別々にメッキされてもよい。例示的な実施形態では、そのような第１の金属コーティング２５２が銅コーティングであるが、代替の実施形態では、金または他の適切な金属を利用してもよい。

追加的または代替的に、第２の金属コーティング２５４が、本体２０８（その第１のフェース面２１０および／または第２のフェース面２１２など）にメッキされてもよい。そのようなコーティング２５２は、第１および第２の側面２１８、２２０に近接して位置してもよく、そのような面２１８、２２０に、例えば長さ２２４全体に沿って延びてもよい。第１および第２の金属コーティング２５２、２５４の両方が利用される実施形態では、第２の金属コーティング２５４は、第１の金属コーティング２５２の上にメッキされてもよい。例示的な実施形態では、そのような第２の金属コーティング２５４が金コーティングであるが、代替の実施形態では、銅または他の適切な金属を利用してもよい。

本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者であれば想到できる他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を含んでおり、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。

［実施態様１］
横方向（１０２、２０２）、縦方向（１０４、２０４）、および横断方向（１０６、２０６）を画定する制御ボックス（１００）であって、
内部（１１２）を画定するハウジング（１１０）と、
前記内部（１１２）内に配置された回路基板（１２０）と、
前記ハウジング（１１０）から延びる入力／出力コネクタ（１２６）と、
前記ハウジング（１１０）に取り外し可能に接続されたヒートシンク（１１８）であって、それにより前記回路基板（１２０）が前記ハウジング（１１０）と前記ヒートシンク（１１８）との間に位置決めされるヒートシンク（１１８）と
を備え、
前記回路基板（１２０）は、前記ヒートシンク（１１８）と接触する、制御ボックス（１００）。
［実施態様２］
前記回路基板（１２０）が、システムオンモジュール（「ＳＯＭ」）回路基板（２００）である、実施態様１に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様３］
前記回路基板（１２０）が、第１の回路基板（１２０）であり、前記内部（１１２）内に配置された第２の回路基板（１２２）をさらに備え、前記第２の回路基板（１２２）が、前記入力／出力コネクタ（１２６）を備える、実施態様１に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様４］
前記第２の回路基板（１２２）が、前記ハウジング（１１０）から延びる複数のセンサコネクタ（１２５）をさらに備える、実施態様３に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様５］
前記回路基板（１２０）が、複数のコンピューティング構成要素と、前記コンピューティング構成要素の１つまたは複数に配置された熱界面材料（２３６）とを備え、前記熱界面材料（２３６）が、前記ヒートシンク（１１８）と接触する、実施態様１に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様６］
前記ヒートシンク（１１８）が、ベース（１３０）と、前記横断方向（１０６、２０６）に沿って前記ベース（１３０）を通って延びる複数の貫通孔（１５０、１５２、１５４）とを備える、実施態様１に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様７］
前記ヒートシンク（１１８）が、前記ベース（１３０）から延びる複数のフィン（１３２）をさらに備える、実施態様６に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様８］
前記ヒートシンク（１１８）の前記貫通孔（１５０、１５２、１５４）が、パターン状に配置され、前記ハウジング（１１０）が、前記横断方向（１０６、２０６）に沿って貫通して延び、パターン状に配置された複数の貫通孔（１５０、１５２、１５４）を備え、前記ヒートシンク（１１８）およびハウジング（１１０）の貫通孔（１５０、１５２、１５４）の前記パターンが、同一である、実施態様６に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様９］
前記ヒートシンク（１１８）が、金属から形成される、実施態様１に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１０］
前記ヒートシンク（１１８）が、ベース（１３０）と、前記ベース（１３０）に画定された溝（１６０、１６４）とを備え、タブ（１６２、１６６）が、前記ハウジング（１１０）から延び、前記タブ（１６２、１６６）が、前記ヒートシンク（１１８）が前記ハウジング（１１０）に接続されると前記溝（１６０、１６４）内に延びる、実施態様１に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１１］
前記ハウジング（１１０）が、カバー（１１４）と、補強材（１１６）とを備え、前記補強材（１１６）が、前記ハウジング（１１０）に取り外し可能に接続され、前記ヒートシンク（１１８）が、前記補強材（１１６）に取り外し可能に接続される、実施態様１に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１２］
横方向（１０２、２０２）、縦方向（１０４、２０４）、および横断方向（１０６、２０６）を画定する制御ボックス（１００）であって、
内部（１１２）を画定するハウジング（１１０）であって、カバー（１１４）と、補強材（１１６）とを備え、前記補強材（１１６）は、前記ハウジング（１１０）に取り外し可能に接続されるハウジング（１１０）と、
前記内部（１１２）内に配置された回路基板（１２０）であって、複数のコンピューティング構成要素と、前記コンピューティング構成要素の１つまたは複数に配置された熱界面材料（２３６）とを備える回路基板（１２０）と、
前記ハウジング（１１０）から延びる入力／出力コネクタ（１２６）と、
前記補強材（１１６）に取り外し可能に接続されたヒートシンク（１１８）であって、それにより前記回路基板（１２０）が前記補強材（１１６）と前記ヒートシンク（１１８）との間に位置決めされるヒートシンク（１１８）と
を備え、
前記熱界面材料（２３６）は、前記ヒートシンク（１１８）と接触する、制御ボックス（１００）。
［実施態様１３］
前記回路基板（１２０）が、システムオンモジュール（「ＳＯＭ」）回路基板（２００）である、実施態様１２に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１４］
前記回路基板（１２０）が、第１の回路基板（１２０）であり、前記内部（１１２）内に配置された第２の回路基板（１２２）をさらに備え、前記第２の回路基板（１２２）が、前記入力／出力コネクタ（１２６）を備える、実施態様１２に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１５］
前記第２の回路基板（１２２）が、前記ハウジング（１１０）から延びる複数のセンサコネクタ（１２５）をさらに備える、実施態様１４に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１６］
前記ヒートシンク（１１８）が、ベース（１３０）と、前記横断方向（１０６、２０６）に沿って前記ベース（１３０）を通って延びる複数の貫通孔（１５０、１５２、１５４）とを備える、実施態様１２に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１７］
前記ヒートシンク（１１８）が、前記ベース（１３０）から延びる複数のフィン（１３２）をさらに備える、実施態様１６に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１８］
前記ヒートシンク（１１８）の前記貫通孔（１５０、１５２、１５４）が、パターン状に配置され、前記ハウジング（１１０）が、前記横断方向（１０６、２０６）に沿って貫通して延び、パターン状に配置された複数の貫通孔（１５０、１５２、１５４）を備え、前記ヒートシンク（１１８）およびハウジング（１１０）の貫通孔（１５０、１５２、１５４）の前記パターンが、同一である、実施態様１６に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様１９］
前記ヒートシンク（１１８）が、金属から形成される、実施態様１２に記載の制御ボックス（１００）。
［実施態様２０］
前記ヒートシンク（１１８）が、ベース（１３０）と、前記ベース（１３０）に画定された溝（１６０、１６４）とを備え、タブ（１６２、１６６）が、前記ハウジング（１１０）から延び、前記タブ（１６２、１６６）が、前記ヒートシンク（１１８）が前記ハウジング（１１０）に接続されると前記溝（１６０、１６４）内に延びる、実施態様１２に記載の制御ボックス（１００）。

１０ 無人航空機（ＵＡＶ）
１２ 二次装置
１４ 推進移動（ＰＭ）装置
２０ 画像センサ
２２ レーダセンサ
２４ ＬＩＤＡＲセンサ
２６ ソナーセンサ
２８ ＧＰＳセンサ
３０ 推力装置
３２ 制御面
３４ 位置決めシステム
３６ ペイロード送達システム
３８ 通信システム
５０ 制御システム
６０ バックプレーン
６１ ＣＰＵカード
６２ コプロセッサカード
６３ アドオンカード
６４ アドオンカード
６５ アドオンカード
６６ スイッチ
７１ 第１のカードスロット
７２ 第２のカードスロット
７３ カードスロット
７４ カードスロット
７５ カードスロット
８０ 制御システム
１００ 制御ボックス
１０２ 横方向
１０４ 縦方向
１０６ 横断方向
１１０ ハウジング
１１２ 内部
１１４ カバー
１１５ 端面板
１１６ 補強材
１１８ ヒートシンク
１２０ 第１の回路基板
１２２ 第２の回路基板
１２４ 入力／出力（Ｉ／Ｏ）コネクタ
１２５ センサコネクタ
１２６ Ｉ／Ｏコネクタ
１２８ メザニンカード
１３０ ベース
１３２ フィン
１４０ フィンガ
１４２ 外枠
１４４ 横材
１５０ 貫通孔
１５２ 貫通孔
１５４ 貫通孔
１６０ 溝
１６２ タブ
１６４ 溝
１６６ タブ
２００ システムオンモジュール（ＳＯＭ）回路基板
２０２ 横方向
２０４ 縦方向
２０６ 横断方向
２０８ 主本体
２１０ 第１のフェース面
２１２ 第２のフェース面
２１４ 第１の端面
２１６ 第２の端面
２１８ 第１の側面
２２０ 第２の側面
２２２ 最大長さ
２２４ 最大長さ
２３０ 第１のプロセッシングシステム
２３２ 第２のプロセッシングシステム
２３４ 第１のメモリブロック、第２のメモリブロック
２３６ 熱界面材料
２３８ Ｉ／Ｏコネクタ
２４０ 取付孔
２４２ 第１のアレイ
２４４ 第２のアレイ
２４６ 第３の取付孔
２５０ ビア
２５２ 第１の金属コーティング
２５４ 第２の金属コーティング
３０２ プロセッシングユニット
３０４ プログラマブル論理回路
３２２ プロセッシングユニット
３２４ プログラマブル論理回路

Claims (11)

1. 横方向（１０２、２０２）、縦方向（１０４、２０４）、および横断方向（１０６、２０６）を画定する制御ボックス（１００）であって、
   内部（１１２）を画定するハウジング（１１０）と、
   前記内部（１１２）内に配置された回路基板（１２０）と、
   前記ハウジング（１１０）から延びる入力／出力コネクタ（１２６）と、
   前記ハウジング（１１０）に取り外し可能に接続されたヒートシンク（１１８）であって、それにより前記回路基板（１２０）が前記ハウジング（１１０）と前記ヒートシンク（１１８）との間に位置決めされるヒートシンク（１１８）と、
   を備え、
   前記回路基板（１２０）は、前記ヒートシンク（１１８）と接触する、制御ボックス（１００）。
2. 前記回路基板（１２０）が、システムオンモジュール（「ＳＯＭ」）回路基板（２００）である、請求項１に記載の制御ボックス（１００）。
3. 前記回路基板（１２０）が、第１の回路基板（１２０）であり、前記内部（１１２）内に配置された第２の回路基板（１２２）をさらに備え、前記第２の回路基板（１２２）が、前記入力／出力コネクタ（１２６）を備える、請求項１または２に記載の制御ボックス（１００）。
4. 前記第２の回路基板（１２２）が、前記ハウジング（１１０）から延びる複数のセンサコネクタ（１２５）をさらに備える、請求項３に記載の制御ボックス（１００）。
5. 前記回路基板（１２０）が、複数のコンピューティング構成要素（２３０、２３２、２３４）と、前記コンピューティング構成要素（２３０、２３２、２３４）の１つまたは複数に配置された熱界面材料（２３６）とを備え、前記熱界面材料（２３６）が、前記ヒートシンク（１１８）と接触する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御ボックス（１００）。
6. 前記ヒートシンク（１１８）が、ベース（１３０）と、前記横断方向（１０６、２０６）に沿って前記ベース（１３０）を通って延びる複数の貫通孔（１５０、１５２、１５４）とを備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御ボックス（１００）。
7. 前記ヒートシンク（１１８）が、前記ベース（１３０）から延びる複数のフィン（１３２）をさらに備える、請求項６に記載の制御ボックス（１００）。
8. 前記ヒートシンク（１１８）の前記貫通孔（１５０、１５２、１５４）が、パターン状に配置され、前記ハウジング（１１０）が、前記横断方向（１０６、２０６）に沿って貫通して延び、パターン状に配置された複数の貫通孔（１５０、１５２、１５４）を備え、前記ヒートシンク（１１８）およびハウジング（１１０）の貫通孔（１５０、１５２、１５４）の前記パターンが、同一である、請求項６に記載の制御ボックス（１００）。
9. 前記ヒートシンク（１１８）が、金属から形成される、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御ボックス（１００）。
10. 前記ヒートシンク（１１８）が、ベース（１３０）と、前記ベース（１３０）に画定された溝（１６０、１６４）とを備え、タブ（１６２、１６６）が、前記ハウジング（１１０）から延び、前記タブ（１６２、１６６）が、前記ヒートシンク（１１８）が前記ハウジング（１１０）に接続されると前記溝（１６０、１６４）内に延びる、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の制御ボックス（１００）。
11. 前記ハウジング（１１０）が、カバー（１１４）と、補強材（１１６）とを備え、前記補強材（１１６）が、前記カバー（１１４）に取り外し可能に接続され、前記ヒートシンク（１１８）が、前記補強材（１１６）に取り外し可能に接続される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の制御ボックス（１００）。

Images