JP2019513653A - 具体的に意図された対象と相互作用する無人航空機システム及び方法 - Google Patents

具体的に意図された対象と相互作用する無人航空機システム及び方法 Download PDF

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アール． ハイ，ドナルド
シー． テイラー，ロバート
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Abstract

いくつかの実施例において、システム、装置、方法、及び処理が、ＵＡＳを制御し、割り振るために提供される。いくつかの実施例において、無人航空機システム（ＵＡＳ）を制御するシステムが、ＵＡＳと通信するように構成された１つ以上の無線送受信機と、送受信機に結合された制御回路と、制御回路に結合され、コンピュータ命令を記憶したメモリであり、コンピュータ命令は、制御回路により実行されたときに制御回路に、ＵＡＳの少なくとも１つのセンサにより捕捉されたセンサデータを受信するステップと、センサデータから、予め定義された場所における対象の一意識別を決定するステップと、センサデータから、識別された対象が予め定義された場所で予期された、予期された対象であると確認するステップとを実行させる、メモリと、を含む。

Description

本発明は一般に無人航空機システム（ＵＡＳ）に関する。
現代の小売環境において、顧客サービス及び／又は顧客に対する利便性を向上させる必要がある。顧客サービスの一態様は製品の配達である。製品を顧客に配達するための多数の方法がある。しかしながら、製品を配達場所に運ぶことは、望まれない遅延を引き起こす可能性があり、コストを追加し、収益を低減させる可能性がある。
関連出願の相互参照
本出願は、2016年3月14日に申請された米国仮出願第62/308,140号の利益を主張し、該出願はその全体を本明細書において参照により援用される。
無人航空機システム（ＵＡＳ）に関するシステム、装置、及び方法の実施例が本明細書において開示される。本説明は図面を含む。
いくつかの実施例に従う例示的なＵＡＳ制御システムの簡略化されたブロック図を示す。 いくつかの実施例に従う例示的なタスク制御システムの簡略化されたブロック図を示す。 いくつかの実施例に従う例示的なＵＡＳの簡略化されたブロック図を示す。 いくつかの実施例に従う例示的なパイロット制御システムの簡略化されたブロック図を示す。 いくつかの実施例に従う１つ以上のＵＡＳを制御する例示的な処理の簡略化されたフロー図を示す。 図内の要素は簡潔さ及び明りょうさのため例示され、必ずしも縮尺どおり描かれていない。例えば、本発明の様々な実施例の理解を向上させるのを助けるために、図内の要素のうちいくつかの寸法及び／又は相対的位置が他の要素に対して誇張されていることがある。また、商業的に実現可能な実施例において有用又は必要である一般的だが良く理解された要素は、本発明のこれら様々な実施例のあまり妨げられないビューを容易にするために、しばしば描かれない。特定の動作及び／又はステップが特定の発生順序で説明され、あるいは描かれることがあり、当業者は、シーケンスに関するこうした特定性が実際には必要とされないと理解するであろう。本明細書において使用される用語及び表現は、異なる特定の意味がその他の方法で本明細書において明記されている場合を除き、上記で明記された技術分野における当業者によるこうした用語及び表現に一致するように通常の技術的意味を有する。
下記の説明は、限定的な意味でとられるべきでなく、例示的な実施例の一般的原理を単に説明する目的で行われる。本明細書を通しての「１つの実施例」、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「一実現例」、「いくつかの実現例」、又は同様の言語に対する参照は、実施例に関連して説明される具体的な特徴、構造、又は特性が本発明の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。ゆえに、本明細書を通してのフレーズ「１つの実施例において」、「一実施例において」、「いくつかの実施例において」、「いくつかの実現例において」、及び同様の言語の出現は、すべて同じ実施例を参照してよいが、必ずしもそうではない。
一般的に言えば、様々な実施例に従い、スケジュールされた場所の顧客に荷物を配達し、及び／又は予め定義された場所で他のタスクを実行することにおいて、無人航空機システム（unmanned aircraft systems）（ＵＡＳ）を利用するシステム、装置、方法、及び処理が提供される。いくつかの実施例は、ＵＡＳ上のセンサを利用して、ＵＡＳが回避するべきである対象を検出することに追加で、相互作用されるよう意図される対象を検出する。いくつかの実施例において、システムが対象を認識し、それにより、ＵＡＳが意図された対象と対話することができる。ＵＡＳは、対応するセンサデータを捕捉することができる１つ以上のセンサ（例えば、カメラ、距離測定センサ、信号強度センサ、ビーコン検出器など）を用いて構成される。このＵＡＳ検出センサデータは、ＵＡＳが荷物を配達すべき意図された配達場所などの予め定義された場所で相互作用されるよう意図された対象の一意識別（unique identification）を決定するために利用できる。さらに、センサデータを使用し、識別された対象が、予め定義された場所で予期される予期された対象と確認できる。いくつかの実施例は、１つ以上の送受信機を通して通信する制御回路を含む。制御回路は、ＵＡＳの１つ以上のセンサにより捕捉されたセンサデータを受信することができる。センサデータから、制御回路は、予め定義された場所における対象の一意識別を決定し、識別された対象が予め定義された場所で予期された対象、典型的にはＵＡＳが相互作用するよう意図された対象であると確認することができる。
図１は、いくつかの実施例に従う例示的なＵＡＳ制御システム１００の簡略化されたブロック図を示す。例示的なＵＡＳ制御システム１００は、１つ以上のタスク制御システム１０２と、複数の無人航空機システム（ＵＡＳ）１０４とを含む。ＵＡＳは、１つ以上の分散通信及び／又はコンピュータネットワーク１０６を通じてタスク制御システム１０２と通信する。タスク制御システムは、これらに限られないが荷物を配達すること、ビデオを捕捉すること、調査データを取得すること、及び他のこうしたタスクなどの１つ以上のタスクを実現することにおいて、配送を制御し、かつ／あるいは飛行経路情報をＵＡＳに提供する。以下の説明は製品の配達を実行するタスクを説明するが、システムは配達を実行することに限定されず、代わりに複数の他のタスクに適用できることに留意する。いくつかの実施例は、リモートパイロットがＵＡＳにより実現されるべき飛行コマンドを提供することを可能にする１つ以上のパイロット制御システム１０８を含む。飛行コマンドは、単一の簡素なコマンド（例えば、コースを変更する）、一連のコマンド、又はリモートパイロットが少なくともある期間、ＵＡＳの完全な制御を引き継ぐことを可能にすることであり得る。
１つ以上の小売店及び／又は製品配送センターシステム１１０が、ユーザインターフェースユニット１１２（例えば、コンピュータ、ラップトップ、スマートフォン、タブレット、及び他のこうしたデバイス）及び／又は他のこうした顧客デバイスを使用する顧客により、１つ以上の分散ネットワーク１０６を通じてアクセス可能であり得る。顧客は、小売店システムにアクセスし、１つ以上の製品を購入することができる。さらに、顧客は、購入した製品を配達させるように選ぶことができる。システムは、各々が少なくとも１の顧客に関連づけられた複数のユーザインターフェースユニット１１２を含み、かつ／あるいは該ユーザインターフェースユニット１１２によりアクセス可能である。ユーザインターフェースユニットは、通信ネットワーク１０６を介して小売店システム１１０と通信することができ、いくつかの適用においてタスク制御システム１０２及び／又はＵＡＳと通信することができる。いくつかの実施例は、１つ以上のＵＡＳを輸送する１つ以上の配送及び／又は発進車両（launch vehicles）１１８をさらに利用し、関連した荷物がこれらＵＡＳにより配達されるとき、意図されたタスク（例えば、無人空中配達、ビデオ捕捉、無線ネットワークの確立等）を実現するために１つ以上ＵＡＳが発進できる戦略的発進場所に輸送する。
タスク制御システム１０２は、顧客により注文された荷物及び／又は製品の配達を調整するなど、ＵＡＳ１０４により実行されるタスクを調整するように構成される。これは、配達スケジューリング、飛行スケジュール、飛行ルート計画、代替ルート情報、飛行禁止区域の識別、及び／又は他のこうした機能を決定すること及び／又は提供することを含むことができる。いくつかの適用において、製品注文が小売店システム１１０から受信される。小売店システムは、インターネットマーケット小売店ソース、店舗内注文システム、及び／又は他のこうしたソースを含んでよい。さらに、製品注文は、注文の１つ以上の製品がＵＡＳにより配達されるべきと指定し、かつ／あるいは要求してもよい。さらに、又は別法として、顧客が、顧客プロファイル又はレコードを維持する小売エンティティを登録してもよく、登録の間、顧客は、承認及び／又は要求された製品をＵＡＳを使用して配達させてもよい。
受信した注文、及び／又は、１つ以上のＵＡＳにより実行されるようスケジュールされた他のタスクに基づき、タスク制御システムは、配達（及び／又はタスク）をスケジュールし、関連したルーティング及び／又は飛行経路情報をＵＡＳ１０４のうち対応する１つに提供することができる。決定される飛行経路は、顧客から受信された指定された配達場所、及び／又は、ＵＡＳがタスクを実行し又は実行することを支援すべきタスク場所に基づき決定される。いくつかの実施例において、顧客は、そのポータブルのユーザインターフェースユニット１１２を使用して配達場所を指定してよい。指定された配達場所に基づき、タスク制御システムは、ＵＡＳが配達のために１つ以上の荷物を運搬する間に移動する飛行経路又はルートと共に、１つ以上のファクタに基づきスケジュールされた配達を決定することができる。したがって、いくつかの実施例が、ＵＡＳがペイロードを決定された配達場所に配達し、かつ／あるいは予め定義されたタスク場所で他のタスクを実行することができるようにする。
動作において、実行されているタスク及び／又は荷物の配達に対応するセンサデータが受信される。センサデータは、ＵＡＳ１０４の１つ以上のセンサにより捕捉されたセンサデータを典型的に含む。他のセンサデータが、これらに限られないがユーザインターフェースユニット１１２、固定カメラ、他のＵＡＳ、及び／又は他のこうしたデバイスなどの、他のデバイスから受信されてもよい。センサデータに基づき、対象がある対象クラス内であると識別でき、予め定義された場所における対象の一意識別が識別でき、他のこうした識別が識別できる。この対象は、意図された配達場所における配達及び／又は着地パッド、意図された配達場所における配達ロッカー、顧客、建物、特定車両、ＵＡＳ発進システム、ＵＡＳハンガー、又は予め定義された場所における他のこうした対象であり得る。その認識は、画像処理、ＲＦＩＤ検出、光学バーコードスキャン、テキスト捕捉及び比較、ビーコン検出、他のこうした認識方法、又はこうした認識方法のうち２つ以上の組み合わせに基づくことができる。例えば、配達場所に対応する領域の１つ以上の画像及び／又はビデオが、荷物を配達する処理の間、ＵＡＳの１つ以上のカメラにより捕捉されてよい。画像及び／又はビデオ処理が、荷物が配達されるべき意図された配達パッドを検出するために実行できる。いくつかの例において、例えば、認識されるべき配達パッド又は他の対象が、ＵＡＳが配達場所に対応する領域を飛行している間にＵＡＳにより捕捉された画像及び／又はビデオの画像認識を通して検出できる予め定義された色パターン、英数字文字、バーコード等を含んでよい。別の例として、画像処理が、配達場所に対応する領域にいる人を検出することができ、顔認識を使用し、その人が、ＵＡＳが荷物を配達することにおいて相互作用するよう意図された個人（例えば、荷物を受け取るべき顧客、及び／又は、配偶者、子供、隣人などの、顧客に関連づけられた人）であると確認することができる。さらに、又は別法として、いくつかの実施例が、対象又は対象に関連づけられたデバイス（例えば、顧客に関連づけられたスマートフォン）から１つ以上の通信を受信してもよい。システムは、対象を識別及び／又は確認することにおいてこの通信を使用してよい。いくつかの例において、ＵＡＳは、意図された対象及び／又は対象に関連づけられたデバイス（例えば、顧客に関連づけられたユーザインターフェースユニット１１２）に通信を送信することにより通信交換を開始してよい。
図２は、いくつかの実施例に従う例示的なタスク制御システム１０２の簡略化されたブロック図を示す。タスク制御システムは、１つ以上の制御回路２０２、メモリ２０４、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース及び／又はデバイス２０６を含む。いくつかの実施例が、１つ以上のユーザインターフェース２０８をさらに含む。制御回路２０２は、１つ以上のプロセッサ及び／又はマイクロプロセッサを典型的に含む。メモリ２０４は、タスク制御システム１０２の機能性を実現するために制御回路２０２及び／又はプロセッサにより実行される命令の動作コード又はセットを記憶する。いくつかの実施例において、メモリ２０４は、配達をスケジュールし、配達場所を決定し、配達場所を確認し、飛行経路を決定し、飛行経路及び／又は飛行命令をＵＡＳ１０４に対して通信させ、本明細書に説明される関連づけ、決定、測定、及び／又は通信のうち任意のものを行うために必要とされ得る特定データのいくつか又はすべてをさらに記憶してよい。こうしたデータは、メモリに予め記憶され、外部ソース（例えば、小売店配送システム１１０、ＵＡＳ１０４、パイロット制御システム１０８、ユーザインターフェースユニット１１２等）から受信され、決定され、かつ／あるいはタスク制御システムに通信されてもよい。
制御回路２０２及び／又はプロセッサは、当該分野において周知の１つ以上のプロセッサデバイスとして実現されてよいことが理解される。同様に、メモリ２０４は、１つ以上のプロセッサ読取可能及び／又はコンピュータ読取可能媒体などの、当該分野において周知の１つ以上のメモリデバイスとして実現されてよく、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、及び／又は他のメモリ技術などの揮発及び／又は不揮発媒体を含むことができる。さらに、メモリ２０４は、タスク制御システム１０２に対して内部として図示されているが、メモリ２０４は、内部、外部、又は内部及び外部メモリの組み合わせであり得る。さらに、タスク制御システムは、典型的に再充電可能である電源（図示されていない）を典型的に含み、かつ／あるいは、タスク制御システムは、外部ソースから電力を受け取ってもよい。図２は、バスを介して一緒に結合されている様々なコンポーネントを示すが、この様々なコンポーネントは実際、制御回路２０２及び／又は１つ以上の他のコンポーネントに直接結合されてもよいことが理解される。
一般に、タスク制御システム１０２の制御回路２０２及び／又は電子コンポーネントは、固定された目的のハードワイヤードのプラットフォームを含むことができ、あるいは部分的又は全体的にプログラム可能なプラットフォームを含むことができる。これらのアーキテクチャ的選択肢は周知であり、当該分野において理解され、ここでさらなる説明を必要としない。タスク制御システム及び／又は制御回路は、本明細書に説明されるステップ、動作、及び／又は機能のうち１つ以上を実行するように（例えば、当業者により良く理解されるような対応するプログラミングを使用することにより）構成できる。いくつかの実現例において、制御回路２０２及びメモリ２０４は、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又は他のこうしたデバイスなどに一緒に統合されてもよく、あるいは一緒に結合された別個のデバイスでもよい。
Ｉ／Ｏインターフェース２０６は、ＵＡＳ１０４、小売店システム１１０、パイロット制御システム１０８、ユーザインターフェースユニット１１２、データベース１１４、及び他のこうしたデバイス若しくはシステムなどの外部コンポーネントに対するタスク制御システム１０２の有線及び／又は無線通信結合を可能にする。典型的に、Ｉ／Ｏインターフェース２０６は、有線及び／又は無線通信（例えば、Ｗｉ‐Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、セルラー、ＲＦ、及び／又は他のこうした無線通信）を提供し、いくつかの例において、これらに限られないが１つ以上の送信機、受信機、送受信機などの、任意の既知の有線及び／又は無線インターフェースデバイス、回路、及び／又は接続デバイスを含んでよい。
ユーザインターフェース２０８は、ユーザ入力及び／又は出力表示に使用されてよい。例えば、ユーザインターフェース２０８は、１つ以上のボタン、ノブ、セレクタ、スイッチ、キー、タッチ入力面、オーディオ入力、及び／又はディスプレイなどの任意の既知の入力デバイスを含んでよい。さらに、ユーザインターフェース２０８は、ライト、視覚インジケータ、表示画面などの１つ以上の出力表示デバイスを含み、これらに限られないが製品注文、製品情報、飛行経路マッピング、飛行経路情報、ＵＡＳパラメータデータ、顧客情報、画像、ビデオ、通信情報（例えば、テキストメッセージ、電子メール等）、ステータス情報、マッピング情報、動作ステータス情報、通知、エラー、コンディション、及び／又は他のこうした情報などの情報をユーザ／作業者に伝達する。同様に、ユーザインターフェース２０８はいくつかの実施例において、作業者により口頭で発行されたオーディオコマンド又は要求を受信し、かつ／あるいはオーディオコンテンツ、警告などを出力することができる、オーディオシステムを含んでもよい。
図３は、いくつかの実施例に従う例示的なＵＡＳ１０４の簡略化されたブロック図を示す。ＵＡＳは、１つ以上のＵＡＳ制御回路３０２、メモリ３０４、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース及び／又はデバイス３０６、モータ及びモータ制御回路３０８、場所検出システム３１０、並びに１つ以上のカメラ３１２を含む。いくつかの実施例が、１つ以上のセンサ３１４、クレーンシステム３１６、ユーザインターフェース３１８、及び／又は他のこうしたシステムをさらに含む。ＵＡＳ制御回路３０２は、１つ以上のプロセッサ及び／又はマイクロプロセッサを含み、ＵＡＳ１０４の機能性を実現するためにＵＡＳ制御回路３０２及び／又はプロセッサにより実行される命令の動作コード又はセットを記憶するメモリ３０４と結合する。いくつかの実施例において、メモリ３０４は、配達場所にナビゲートし、１つ以上の製品を配達するために必要とされ得る特定データのいくつか又はすべてをさらに記憶してよい。ＵＡＳ制御回路３０２は、当該分野において周知の１つ以上のプロセッサデバイスとして実現されてよいことが理解される。同様に、メモリ３０４は、上記で説明されたものなどの、当該分野において周知の１つ以上のメモリデバイスとして実現されてよい。さらに、メモリ３０４は、ＵＡＳ１０４に対して内部として図示されているが、メモリ３０４は、内部、外部かつ無線アクセス可能、又は内部及び外部メモリの組み合わせであり得る。さらに、ＵＡＳは、典型的に再充電可能である電源（図示されていない）を典型的に含み、かつ／あるいは、ＵＡＳは、外部ソースから電力を受け取ってもよい。図３は、バスを介して一緒に結合されている様々なコンポーネントを示すが、この様々なコンポーネントは実際、ＵＡＳ制御回路３０２及び／又は１つ以上の他のコンポーネントに直接結合されてもよいことが理解される。
ＵＡＳ１０４のＵＡＳ制御回路３０２及び／又は電子コンポーネントは、固定された目的のハードワイヤードのプラットフォームを含むことができ、あるいは部分的又は全体的にプログラム可能なプラットフォームを含むことができる。これらのアーキテクチャ的選択肢は周知であり、当該分野において理解され、ここでさらなる説明を必要としない。ＵＡＳ及び／又はＵＡＳ制御回路は、本明細書に説明されるステップ、動作、及び／又は機能のうち１つ以上を実行するように（例えば、当業者により良く理解されるような対応するプログラミングを使用することにより）構成できる。いくつかの実現例において、ＵＡＳ制御回路３０２及びメモリ３０４は、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又は他のこうしたデバイスなどに一緒に統合されてもよく、あるいは一緒に結合された別個のデバイスでもよい。
Ｉ／Ｏインターフェース３０６は、タスク制御システム１０２、小売店システム１１０、パイロット制御システム１０８、いくつかの例において１つ以上のユーザインターフェースユニット１１２、及び他のこうしたデバイス若しくはシステムなどの外部コンポーネントに対するＵＡＳ１０４の有線及び／又は無線通信結合を可能にする。典型的に、Ｉ／Ｏインターフェース３０６は、少なくとも無線通信（例えば、Ｗｉ‐Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、セルラー、ＲＦ、及び／又は他のこうした無線通信）を提供し、いくつかの例において、これらに限られないが１つ以上の送信機、受信機、送受信機などの、任意の既知の有線及び／又は無線インターフェースデバイス、回路、及び／又は接続デバイスを含んでよい。
場所検出システム３１０は、場所情報を取得して、ＵＡＳの現在の場所を決定し、その場所及び動きを追跡する。ＵＡＳ制御回路３０２は、ＵＡＳの動きを制御することにおいて場所情報を利用する。いくつかの例において、場所検出システムは、全地球測位検出システム及び／又は全地球測位座標情報を受信するシステム、Ｗｉ‐Ｆｉ信号三角測量及び／又は評価システム、セルラータワー三角測量システム、ビーコン検出、及び／又は他のこうした場所検出システムを含んでよい。さらに、場所検出システムは、場所情報を決定すること及び／又は追跡することにおいて、１つ以上のセンサ３１４により提供される情報を使用してよい。センサは実質的に、これらに限られないが１つ以上の慣性センサ、加速度計、高度計、ジャイロスコープ、コンパス、距離測定システム（例えば、超音波、レーザ等）などの任意の関連したセンサ、及び／又は他のこうしたセンサ情報を含むことができる。これらに限られないが無線信号強度センサ、天候センサ、磁気放射検出センサ、動き検出器（例えば、配達場所の閾距離内の動きを検出する）などの、場所検出に使用されてもそうでなくてもよい他のセンサ３１４が含まれてもよい。
典型的に、ＵＡＳ１０４は、ＵＡＳのＵＡＳ制御回路３０２により評価され、かつ／あるいは処理のためにタスク制御システム１０２に通信され得る、画像及び／又はビデオを捕捉する１つ以上のカメラ３１２を含む。動作において、ＵＡＳのＵＡＳ制御回路３０２は、カメラ３１２の１つ以上をアクティブ化することができ、これは、タスク制御システムからのコマンドに応答してでもよく、パイロット制御システムから受信されたパイロットコマンドに応答してでもよく、ＵＡＳ制御回路は、予め定義された配達シーケンスに基づき１つ以上のカメラをアクティブ化する（例えば、配達場所の閾距離内のときに、配達サイトの上でホバリングするとき、ＵＡＳを降下させる間、クレーンシステム３１６により荷物を降下させる間などに、カメラをアクティブ化して画像及び／又はビデオを捕捉する）などする。いくつかの実施例が、異なる一般的方向（例えば、上、下、前、後）に向けられた異なるカメラを含み、さらに、又は別法として、１つ以上のカメラが、１つ以上のカメラの動きを制御することができるカメラ方向制御システム（例えば、モータ、トラック、ジンバル等）と協働してもよい。いくつかの実施例において、１つ以上のカメラは、全方向性の画像化及び／又はビデオ能力を提供する。上記で導かれたように、いくつかの実施例において、ＵＡＳのカメラ３１２により捕捉された１つ以上のピクチャ及び／又はビデオが、ＵＡＳが相互作用するはずの１つ以上の対象を検出すること及び／又は識別することにおいて評価できる。さらに、いくつかの適用において、ビデオがパイロット制御システムに通信されて、パイロットが配達場所の及び／又はその周囲のコンディションを見ることを可能にすることができる。
いくつかの実現例において、ＵＡＳ１０４はクレーンシステム３１６を含んでよく、クレーンシステム３１６は、ＵＡＳが配達サイトの上でホバリングする、典型的には配達サイトの上で閾高さ又はそれ以上でホバリングする間、配達されている製品が配達サイトに降ろされることを可能にする。クレーンシステム及び／又は荷物リリースシステムは、いくつかの実施例において、2015年9月23日に申請されSYSTEMS AND METHODS OF DELIVERING PRODUCTS WITH UNMANNED DELIVERY AIRCRAFTSと題されたNathan G. Jonesらによる米国仮出願第62/222,572号、及び2015年9月23日に申請されPACKAGE RELEASE SYSTEM FOR USE IN DELIVERY PACKAGES, AND METHODS OF DELIVERING PACKAGESと題されたNathan G. Jonesによる米国仮出願第62/222,575号で説明されるクレーンシステム及び／又はリリースシステムに従い、あるいはこれらと同様に実現されてよく、上記出願はその全体を本明細書において参照により援用される。
いくつかの実施例において、ＵＡＳは、ユーザ入力及び／又は出力表示に使用できる１つ以上のユーザインターフェース３１８を含んでよい。例えば、ユーザインターフェース３１８は、１つ以上のボタン、ノブ、セレクタ、スイッチ、キー、タッチ入力面、オーディオ入力、及び／又はディスプレイなどの任意の既知の入力デバイスを含んでよい。さらに、ユーザインターフェース３１８は、ライト、視覚インジケータ、表示画面などの１つ以上の出力表示デバイスを含み、情報をユーザに伝達する。同様に、ユーザインターフェース３１８はいくつかの実施例において、作業者により口頭で発行されたオーディオコマンド又は要求を受信し、かつ／あるいはオーディオコンテンツ、警告などを出力することができる、オーディオシステムを含んでもよい。
図４は、いくつかの実施例に従う例示的なパイロット制御システム１０８の簡略化されたブロック図を示す。パイロット制御システムは、１つ以上のパイロットシステム制御回路４０２、メモリ４０４、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース及び／又はデバイス４０６、ユーザインターフェース４０８を含む。パイロット制御回路４０２は、１つ以上のプロセッサ及び／又はマイクロプロセッサを典型的に含み、メモリ４０４に結合して、パイロット制御システム１０８の機能性を実現するために制御回路４０２により実行される命令の動作コード又はセットにアクセスする。いくつかの実施例において、メモリ４０４は、ＵＡＳ１０４をリモートで制御し、本明細書に説明される関連づけ、決定、測定、及び／又は通信のうち任意のものを行うために必要とされ得る特定データのいくつか又はすべてをさらに記憶してよい。制御回路４０２及び／又はメモリ４０４は、上記で説明されたものなどの、当該分野において周知の１つ以上のプロセッサデバイス及びメモリとして実現されてよいことが理解される。さらに、メモリ４０４は、パイロット制御システム１０８に対して内部として図示されているが、メモリ４０４は、内部、外部、又は内部及び外部メモリの組み合わせであり得る。図４は、バスを介して一緒に結合されている様々なコンポーネントを示すが、この様々なコンポーネントは実際、パイロットシステム制御回路４０２及び／又は１つ以上の他のコンポーネントに直接結合されてもよいことが理解される。いくつかの実現例において、パイロットシステム制御回路及びメモリ４０４は、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又は他のこうしたデバイスなどに一緒に統合されてもよく、あるいは一緒に結合された別個のデバイスでもよい。
Ｉ／Ｏインターフェース４０６は、ＵＡＳ１０４、タスク制御システム１０２、小売店システム１１０、データベース１１４、及び他のこうしたデバイス若しくはシステムなどの外部コンポーネントに対するパイロット制御システム１０８の有線及び／又は無線通信結合を可能にする。典型的に、Ｉ／Ｏインターフェース４０６は、少なくとも無線通信（例えば、セルラー、衛星、Ｗｉ‐Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＲＦ、及び／又は他のこうした無線通信）を提供し、いくつかの例において、これらに限られないが１つ以上の送信機、受信機、送受信機などの、任意の既知の有線及び／又は無線インターフェースデバイス、回路、及び／又は接続デバイスを含んでよい。ユーザインターフェース４０８は、ユーザ入力及び／又は出力表示に使用される。例えば、ユーザインターフェース４０８は、１つ以上のボタン、ノブ、セレクタ、スイッチ、キー、タッチ入力面、ジョイスティック、ダイヤル、オーディオ入力、及び／又はディスプレイなどの任意の既知の入力デバイスを含んでよい。さらに、ユーザインターフェース４０８は、ライト、視覚インジケータ、表示画面などの１つ以上の出力表示デバイスをさらに含み、これらに限られないがビデオデータ、画像、配達場所パラメータ及び／又は統計、製品情報、飛行経路マッピング、飛行経路情報、ＵＡＳパラメータデータ、顧客情報、通信情報（例えば、テキストメッセージ、電子メール等）、ステータス情報、マッピング情報、動作ステータス情報、通知、エラー、コンディション、及び／又は他のこうした情報などの情報をユーザ／作業者に伝達する。同様に、ユーザインターフェース４０８はいくつかの実施例において、口頭で発行されたオーディオコマンド又は要求を受信し、かつ／あるいはオーディオコンテンツ、警告などを出力することができる、オーディオシステムを含んでもよい。
さらに、いくつかの実施例が、ＵＡＳがタスクに対してスケジュールされている間、及び／又はＵＡＳがタスクを実行している間、パイロット制御システムを受け持つ１以上のパイロットを有するパイロット制御システム１０８のバンクを提供する。パイロット制御システムを通して、パイロットが、ＵＡＳの制御の少なくともいくつかをリモートで引き継ぐことができる。パイロットシステム制御回路は、ＵＡＳがタスク場所（例えば、配達場所）の閾パイロット制御距離内である間、パイロット支援が要求されるという通知を受信することができる。ＵＡＳの制御の少なくともいくつかにわたるリモート制御は、送受信機を通して確立できる。そのようなものとして、コマンドがユーザインターフェース４０８を通してパイロットから受信され、ＵＡＳに通信されてコマンドを実現することができ、それにより、パイロットは、ＵＡＳの少なくともいくつかの態様を制御し、かつ／あるいはＵＡＳの全制御を引き継ぐ。典型的に、パイロットは、ＵＡＳが動作中である（例えば、ＵＡＳが飛行の準備をしている、飛行中である、かつ／あるいは飛行が始まった直後等）任意の時間の間、制御を引き継ぐことができる。例えば、いくつかの例において、パイロットが、少なくとも配達場所で製品を置いている間、少なくとも部分的な制御を引き継いでよい。
上記で説明されたように、いくつかの実施例が配送車両１１８を利用する。１つ以上のＵＡＳ及び配達されるべき製品が発進車両に積まれてよい。スケジュールされた配達に基づき、発進車両は、１つ以上のスケジュールされた配達場所の予め定義された飛行距離内（例えば、電池電力、配達されている荷物の重量、天候コンディション等に基づく）である所定の発進場所にルーティングされ得る。配達されるべき製品の１つ以上と協働し得る１つ以上のＵＡＳが、次いで、発進車両から発進され得る。配送車両１１８は、複数の異なる発進場所に移動して複数の異なるスケジュールされた配達を実現することができる。さらに、発進後、配送車両が、後続の発進場所に進んで１つ以上の他のＵＡＳを発進させ、次いで、最初の発進場所に後に戻って１つ以上の前に発進されたＵＡＳを回収してもよい。
いくつかの実施例が、ＵＡＳがタスク場所でタスクを実現し、意図された対象を認識することを可能にするシステムを提供する。センサデータが、ＵＡＳの少なくとも１つのセンサにより捕捉される。再びになるが、センサデータは、画像及び／又はビデオコンテンツ、テキスト認識、ＲＦＩＤ信号、バーコード検出、他のこうしたセンサデータ、又はこうしたセンサデータの２つ以上の組み合わせであり得る。センサデータから、予め定義された場所における対象の一意識別が決定できる。識別及びセンサデータに基づき、システムは、識別された対象が予め定義された場所で予期された、予期された対象であると確認することができる。対象の確認は、システムが１つ以上の動作を行うことを可能にして、ＵＡＳが対象と相互作用することを可能にする。ＵＡＳ、パイロット、及び／又はタスク制御システムが、回避されるべき潜在的な対象（例えば、木、高い電線、建物など）をさらに検出することができる。しかしながら、システムは、センサデータを使用して、相互作用されるよう意図された予期された場所で対象をさらに識別し、ＵＡＳがある信頼度でタスクを効率的に実行することを可能にする。
ＵＡＳ制御回路３０２は、いくつかの適用においてセンサデータの少なくとも一部として、ＵＡＳ上のカメラにより捕捉された画像データを受信することができる。典型的に、ＵＡＳ制御回路は、カメラ及び／又はＵＡＳを方向づけて１つ以上の画像及び／又はビデオを捕捉することができる。画像及び／又はビデオデータは、予期された対象に対応する１つ以上の特徴を検出するために処理できる（例えば、画像処理、テキスト捕捉など）。これは、パターン、検出された動き、他のこうした特徴、又はこうした特徴の組み合わせであり得る。いくつかの実現例において、画像処理及び対象識別はＵＡＳでローカルに実行される。さらに、ＵＡＳは、予期された対象が検出されるよう予測された場所を識別してもよい。したがって、ＵＡＳ制御回路は、ＵＡＳが該場所の閾距離内になるまで、センサデータの評価を制限することができる。いくつかの実施例において、ＵＡＳ制御回路は、画像処理センサデータから対象の一意識別を取得することができる。例えば、いくつかの適用において、ＵＡＳは、着地パッド上の予め定義されたパターンに基づき配達パッドを認識してよい。このパターンは、着地パッドより上の数百フィート又は数千フィートもの高さでカメラにより撮影する画像から容易に認識できるように構成できる。同様に、画像処理は、格納ロッカー、配達パッド、配送車両の屋根、ある場所における１つ以上の旗、又は他のこうした対象上の、予め定義された番号、バーコード、又は他のこうした一意識別を認識してよい。いくつかの適用において、ＵＡＳ制御回路は、一意識別を取得することにおいて、画像処理から、予め定義された場所に関連づけられた配達パッドに対して一意であり他の同様の及び異なる配達パッドと区別可能である配達パッド識別子を取得する。上記で導かれたように、配達パッドは、ＵＡＳにより配達されるべき荷物を受け取るように構成される。
いくつかの実施例において、ＵＡＳ制御回路３０２は、予め定義された場所の１つ以上の画像及び／又はビデオに対して顔認識処理を実行させる。一意識別を取得することにおいて、ＵＡＳは、予め定義された場所の近くに位置する顧客の顔認識を通して識別を取得してよい。いくつかの適用において、画像及び／又はビデオコンテンツが、（例えば、タスク制御システムの一部として）リモートの画像及び／又はビデオ処理システムに通信されてよい。複数の対象、顧客、作業者、及び他のこうした対象のデータベースがアクセスされてよい。予め取得された画像の画像処理との比較を通して、システムは、顧客の顔の特徴を、顧客の予め取得及び処理された画像の特徴と相関させてよい。例えば、顧客は、配達サービス、小売エンティティなどを登録し、自身及び／又は自身の代わりに配達を受け取り得る他の人の１つ以上の画像を提供していてよい。画像及び／又は画像処理は、顧客が関連づけられるべき配達がある１つ以上の予め定義された場所に関連づけできる（例えば、自宅、別荘、仕事場等）。そのようなものとして、画像処理は、ＵＡＳにより捕捉された画像を前に取得された画像及び／又は画像処理と相関させて、予期された人が当該場所にいると確認することができる。
いくつかの実施例において、システムは、対象及び／又は対象に前に関連づけられたデバイスからの通信に基づき対象をさらに確認することができる。例えば、ＵＡＳ１０４及び／又はタスク制御システム１０２は、予め定義された場所における顧客又は他の人に関連づけられるよう予め登録されたユーザインターフェースユニット１１２から通信をさらに受信してよい。いくつかの例において、通信は無線送受信機を通して受信され、ＵＡＳ及び／又は配達システムは、予め定義された場所に関連づけられた顧客に関連づけられたユーザインターフェースユニットからの通信を検出することができる。さらに、ＵＡＳは、ビーコン信号をブロードキャストすること、光学信号を生成すること、及び／又は（例えば、顧客のユーザインターフェースユニットに対するセルラー通信又はテキストメッセージを介して）意図された直接通信を開始することにより、通信交換を開始してよい。ＵＡＳ制御回路は、識別された対象が予期された対象であると確認することにおいて、受信したセンサデータとユーザインターフェースユニットからの検出された通信とに基づき、識別された対象を少なくとも部分的に確認することができる。同様に、制御回路は、対象の一意識別を決定することにおいて、配送車両１１８から通信を受信してもよい。いくつかの実現例において、例えば、通信は、配送車両の識別を含むことができる。制御回路は、配送車両の識別が、予め定義された場所から離れＵＡＳを輸送するよう割り当てられた予期された配送車両と一致すると確認する。
センサデータは、対象と相互作用することに、及び／又はタスクを実行することにさらに利用されてよい。例えば、センサデータは、荷物を配達するのに配達場所に十分な空間があると確認するために使用されてよい。これは、例えば、配達パッド上に何かがある場合、荷物を配達するのに依然として十分な空間があると確認することを含むことができる。十分な空間の確認は、例えば、顧客がＵＡＳを介して荷物を返品しているとき、関連し得る。いくつかの例において、制御回路は、ＵＡＳからさらなるセンサデータを受信するようにさらに構成される。制御回路は、荷物が配達パッド上、配達ロッカー内、又は別の予め定義された場所にあると識別し得る。再びになるが、配達パッド又は同様のものは、ＵＡＳにより配達されている荷物を受け取るよう意図されてよい。制御回路は、配達パッド上の荷物の周りの空間を評価し、配達パッド上に、既に配置された荷物により占有されていない、ＵＡＳにより運搬されている荷物を受け取るための十分な空間があると確認することができる。ＵＡＳは、配達パッド上に、荷物を配達するための十分な空間があると確認したことに応答して、荷物の配達を開始することができる。他の例において、カメラデータが、配達パッドのいくらか又はすべてをふさぐ雪又は他のこうした障害物があると示し得る。ＵＡＳは、配達されている荷物の寸法を使用して、荷物が適合するかどうかを決定することができる。いくつかの実施例が、マーキング、配達パッドに対する測定値、配達領域のサイズの電子透かしを検出し、この情報を使用してどれほどの領域がふさがれているかを検出して、荷物を受け取るのに利用可能な領域の量を決定し得る。いくつかの例において、パイロットが、確認を要求するため、及び／又は配達制御を引き継ぐために通知されてよい。さらに、又は別法として、顧客は空間が不十分であると通知されてもよく、配達パッド上のアイテムを取り除くように、又は代替的な配達場所を選択するように顧客に要求する。他の実現例において、ＵＡＳ又は別のＵＡＳが、後続の荷物を配達する前に、返品された荷物を回収するように命令されてもよい。
いくつかの実現例において、センサデータは、ＵＡＳ１０４により運搬されるべき正しい荷物を検証するために使用できる。制御回路は、対象の識別を決定することにおいて、ＵＡＳと協働すべき予期された荷物のセンサデータから荷物識別子を識別し、あるいは決定してよい。荷物は、ＵＡＳにより配達場所に配達されるよう意図された荷物、顧客により返品された荷物などであり得る。センサデータは、バーコードを読み出すこと、サイズ、形状、及び／又は色合いを検出すること、１つ以上の予め定義されたマーカを検出すること、ＲＦＩＤデータ、他のこうしたデータ、又はこうしたデータの２つ以上の組み合わせを含んでよい。
図５は、いくつかの実施例に従う１つ以上のＵＡＳを制御する例示的な処理５００の簡略化されたフロー図を示す。ステップ５０２において、ＵＡＳの少なくとも１つのセンサにより捕捉されたセンサデータが受信される。再びになるが、センサデータは、ＲＦＩＤセンサデータ、画像及び／又はビデオデータ、距離測定データ、ビーコンデータ、及び／又は他のこうしたセンサデータであり得る。ステップ５０４において、予め定義された場所における対象の一意識別が、センサデータから少なくとも部分的に決定される。さらに、一意識別は、その対象に固有であり、その対象を他の対象から区別する。
ステップ５０６において、システムはセンサデータから、識別された対象が予め定義された場所で予期された、予期された対象であると確認する。いくつかの例において、対象及び／又は対象の特性が、タスク制御システム、小売店システム１１０、及び／又は他のこうしたシステム若しくはデータベースに登録される。したがって、対象の識別を確認することにおいて、システムは、考慮される対象の数を制限することができる。この制限された対象数は、確認の速度を大きく増加させることができる。同様に、いくつかの適用において、制限されたアイテム数が、センサデータを評価することにおいてＵＡＳに通信され、かつセンサデータに対して比較されるべきデータの量を、低減させることができる。
センサデータを受信することにおけるいくつかの実施例が、ＵＡＳ上のカメラにより捕捉された画像データを受信する。ＵＡＳ及び／又はタスク制御システムは、この画像データを使用して、画像処理から対象の一意識別を取得することができる。対象は、人、配達ロッカー、配達パッド、旗、又は他のこうした対象であり得る。例えば、いくつかの例において、制御回路が画像処理から、予め定義された場所に関連づけられた配達パッドに対して一意である配達パッド識別子を取得することができる。典型的に、配達パッド識別子は、他の同様の又は異なる配達パッドと区別可能である。再びになるが、配達パッドは、ＵＡＳにより配達されるべき荷物を受け取るように構成された場所、マーカ、箱、マットなどであり得る。さらに、又は別法として、いくつかの実現例において、センサデータは、予め定義された場所の近くに位置する顧客の顔認識を通して識別を取得するために利用される。
いくつかの実施例が、ＵＡＳからさらなるセンサデータをさらに受信する。このさらなるセンサデータを使用し、システムは、第１の荷物が配達パッド上にあると検出することができる。この検出に基づき、ＵＡＳ及び／又はタスク制御システムは、配達パッド上に、第１の荷物により占有されていない、ＵＡＳにより運搬されている第２の荷物を受け取るための十分な空間があると確認することができる。配達パッド上に、第２の荷物を配達するための十分な空間があるという確認に部分的に基づき、ＵＡＳは、第２の荷物の配達を開始することができる。
ＵＡＳ及び／又はタスク制御システムは、顧客、配送車両、及び／又は、ルーティング、飛行、及び／又はタスク実現に影響し得る他の対象と通信し得る。いくつかの実現例において、例えば、ユーザインターフェースユニット１１２からの検出された通信が、予め定義された場所に関連づけられた顧客に関連づけられる。ユーザインターフェースユニットからの検出された通信は、識別された対象を確認することにおいて、受信したセンサデータと協働して使用できる。例えば、顔認識が、タスク場所で顧客を識別するために使用でき、その顧客に前に関連づけられているユーザインターフェースユニット１１２からの通信が、顧客、顧客に関連づけられた配達パッド、又は他のこうした対象の識別の確認の少なくとも一部として使用できる。さらに、対象からの通信が、配送車両１１８からの通信を受信することを含むことができる。配送車両からの通信は、配送車両の識別を含むことができる。識別を使用し、システムは、配送車両の識別が、予め定義された場所から離れＵＡＳを輸送するよう割り当てられた予期された配送車両と一致すると確認することができる。センサデータが、ＵＡＳにより配達される、ＵＡＳによりピックアップされる、等されるべき荷物の正確さを確認するためにさらに使用されてよい。いくつかの実施例において、対象の一意識別の決定は、センサデータから、ＵＡＳと協働すべき、かつＵＡＳにより配達場所に配達されるべき予期された荷物の、荷物識別子を決定することを含むことができる。
したがって、ＵＡＳは、センサデータを利用して、部分的に、（例えば、見通し線動作を必要とする）政府規制を取り除くことができ、見通し線外（beyond line of sight）（ＢＬＯＳ）荷物配達、イベント又は建物のビデオ捕捉、対象を数えること、及び他のこうしたタスクなどの自律的なタスクを安全かつ効率的に完了することができる。センサデータは、ＵＡＳがＵＡＳの飛行経路又はその配達領域内の障害を自律的に回避することだけでなく、対象（例えば、建物、人々、及び他の対象）のクラス、タイプ、及び特定インスタンスを識別する能力も可能にする。荷物配達タスクが、荷積み、ＵＡＳ発進、対象回避と結合された全地球測位システム（ＧＰＳ）又は同様の技術を使用した空中ウェイポイント（airborne waypoint）ナビゲーション、配達場所の測距及び識別、特定の対象及び挙動に基づく回避及び相互作用と共にこれら対象及び挙動の認識を含み得る荷物配達、空中ウェイポイントに戻るナビゲーション、戻り場所（例えば、倉庫、店舗、配送車両等）の測距及び識別、並びに戻り場所におけるＵＡＳ着地を含むことができる。いくつかの場合、ＵＡＳは、（例えば、手動の荷積みステップをなくすため、又は顧客返品のために）荷物をピックアップするため使用されてもよい。
ＵＡＳ制御システム１００は、クラス、タイプ、及び／又は特定の対象、並びにこれら対象に対する応答の集合を識別することを活用する。応答は、直面した対象のクラス及び特定インスタンスと、ＵＡＳが現在実行しているタスクの部分とに依存して、回避、相互作用、観察、記録、又は他の機能を含んでよい。いくつかの実施例において、ＵＡＳは、対象を、ある対象クラス内であると識別する。クラスは、例えば、荷物、タスク／配達場所、車両、人々、ペット、建物、障害物（例えば、木、柱、電力線、及び他の障害物）を含むことができる。荷物は、ＵＡＳが使用されて配達し得るアイテムであり得る。いくつかの実施例が、サイズ、形状、色、マーキング、バーコード、電子透かし、ＲＦＩＤタグ、又は他の方法により特定の荷物タイプを識別することから変動する（ranging from）、汎用的荷物識別のいくつかの繰り返しを利用し得る。いくつかの実現例が、可能な選択肢の小さいセットを使用することにより、繰り返しを簡略化し得る。例えば、容易に識別可能な特定のマーキングを有するトート又はボックスが、配達されるべきアイテムを収容するために使用されてよい。これは、ＵＡＳが如何にして荷物をピックアップし、荷物のバランスをとり、荷物を運搬するかを決定する必要を制限することになる（所定の有限個の可能性のみがオファーされることになる）。ＵＡＳが考慮に入れることになる１つの変数は、荷物間の重量の差であることになる。重量は、ＵＡＳにより測定され、あるいはトート、荷物ラベリング等にデジタル形式で符号化されてよい。ＵＡＳは、タスク場所に対する飛行経路を典型的に提供される。いくつかの例において、ＵＡＳは、ＧＰＳ座標に基づき、及び他のセンサデータを使用して、タスク場所を識別することができる。さらに、ＵＡＳは、明りょうにマークされた着地区域、配達容器、他の容易に区別できる目印などに基づきタスク場所を検出できてもよい。さらに、いくつかの実現例において、システム及び／又はＵＡＳは、障害物がタスク場所に、及び／又は配達場所に存在するかどうかを決定することができる（例えば、顧客により回収されていない、前に配達された荷物）。いくつかの適用において、ＵＡＳは、障害物が検出されたときに顧客に警告することができ、配達場所及び／又は着地場所を空けるように顧客に要求してもよい。同様に、ＵＡＳは、新しい荷物を配置するための十分なあきがあるかどうかを決定する、代替的な配達方法を使用する（例えば、着地区域に商品を直接配置し、商品をリリースするのでなく、ある高さから商品を落とす）、配達時間又は場所を再スケジュールするなどしてもよい。
いくつかの実施例において、ＵＡＳは、車両の様々なクラスをさらに識別してもよく、該クラスには、ラストマイル配達のためにＵＡＳが発進され得る配達トラック、乗用車、緊急車両、ＵＡＳ、ヘリコプター、及び飛行機を含む他の航空機、自転車、オートバイ、ボート等が含まれる。さらに、ＵＡＳは、車両が止まっているか又は動いているかのいずれかの間、飛行経路を実現し、センサ処理を実行して、配送車両に戻ってもよい。同様に、ＵＡＳは、他のこうしたトラフィック（例えば、海軍の空中トラフィック）として回避すべき車両を識別するための処理を実行してもよい。いくつかの実現例において、ＵＡＳ制御システム及び／又はＵＡＳは、人々のクラス（例えば、子供に対して大人、ＵＡＳオペレータ、顧客、第三者）及び／又は個々の人々を識別することができる。人々の認識は、飛行動作の間の人々との接触及び人々への被害を回避するために部分的に使用できる。他の例において、上記で説明されたように、ＵＡＳは、特定の人を識別してその識別された人と相互作用してもよい。またさらに、いくつかの例において、ＵＡＳ制御システム及び／又はＵＡＳは、ペット及び他の動物が飛行動作の間にこれらとの接触、これらへの被害、又はこれらによる損害を回避すると認識してもよい。
ＵＡＳシステム及び／又はＵＡＳは典型的に、配達場所をホストするもの（例えば、個人住宅、アパート、オフィスビル等）や配達されるべきその荷物の在庫ソース（例えば、配送センター、倉庫、小売アウトレット等）を含む、構造物を検出し、かつ／あるいは建物を識別するようにさらに構成される。ＵＡＳは、建物との接触を自動的に回避してそれ自体への損害を防止することができ、同時に、建物の特定の部分にナビゲートすることもできる（例えば、荷物を配達する、倉庫に戻る等）。これらに限られないが木、柱、電力線、支線、及び他の障害物などの他の障害が飛行動作の間に検出されて、これらとの接触及びＵＡＳへの損害を防止することができる。
いくつかの実施例が、飛行動作、安全性、及びタスクパフォーマンスの補償能力に対して対象のクラスを識別する。ＵＡＳシステムはさらに、これらクラスのうち１つの、特定のインスタンスを識別するように典型的に構成される。例えば、ＵＡＳは、対象が荷物であると単に識別することを超えて特定の荷物を識別してよい。これは、配達のためにスケジュールされた特定の荷物を識別することを含むことができる。いくつかの例において、複数の荷物が、配送センター内に、又は配達トラック上にあり得る。ＵＡＳは、いくつかの他の荷物の中から特定の荷物を選び、荷物にくっつき（attach）、荷物を持ち上げ、荷物をその正当な宛先に配達するように構成されてよい。同様に、いくつかの例において、ＵＡＳは、返品サービスのために特定の荷物を認識し、かつ／あるいは識別してもよい。さらに、ＵＡＳシステム及び／又はＵＡＳは、特定の配達場所を識別してもよい。いくつかの実施例が、例えば、配達のための標準設計（例えば、ＵＡＳが荷物を配達することになる着地パッド又は安全なロッカー）を組み込み得る。さらに、又は別法として、ＵＡＳシステムは、他の場所から特定の場所をさらに識別して正しい配達を提供することができる。いくつかの例において、一意識別が該場所で検出できる。さらに、センサデータが、場所のさらなる確認として、場所識別情報と協働して使用されてもよい。
ＵＡＳシステム及び／又はＵＡＳは、いくつかの実施例において、特定の人々、例えば、荷物が配達されるべき顧客をさらに識別してもよい。例えば、顔認識が、顔の特徴を顔データのデータベースと比較して人を識別するために使用できる。同様に、ＵＡＳシステム及び／又はＵＡＳは、特定の車両（例えば、配送及び／又は配達車両）を識別してもよい。例えば、タスクを実行した後に回収されるためにＵＡＳがいるべき配送車両である。さらなる例として、ＵＡＳは、ＵＡＳが発進された配送車両を認識してもよく、それにより、ＵＡＳは戻って、可能な場合に配達のためさらなる荷物をピックアップし、あるいは回収されて再充電され／燃料補給され、さらなる荷物を積まれ、又は地上ベースの配達ルートの期間の間、格納される。またさらに、ＵＡＳシステム及び／又はＵＡＳは、それが発進され、かつそれが戻る特定の建物（例えば、店舗、配送センター、倉庫等）を識別することができる。前のユースケースと同様に、ＵＡＳは、さらなる特定の荷物をピックアップして新しい配達ルートを開始し、あるいは着地して再充電され／燃料補給され、又はさらなる使用まで格納されてもよい。
いくつかの実施例において、ＵＡＳは、配送車両、配達パッド、配達ロッカー、又は他の場所から来る信号を検出し、かつ／あるいはロックインするように構成される。これは、ＵＡＳが配送車両又は他の場所に対して自律的な飛行を利用することを可能にする。さらに、又は別法として、タスク制御システム１０２又は他の中央コンピュータシステム（ＣＣＳ）が、その動作領域に対し、例えばＧＰＳによりリアルタイムで、ルーティング命令を提供し、かつ／あるいはＵＡＳをガイドする。ＵＡＳはさらに、各タスク場所の後（例えば、各配達の後）、再ルーティングする時間を必要とすることなく複数の停止を行うように命令され、構成されてよい。動作において、ＵＡＳは、アクティブ化すると、又は閾高度に到達した後、オンボード認知（onboard awareness）をアクティブ化することができる。
ＵＡＳは、対象識別センサを含み、該センサには、例えば、複数又は全方向性ビデオ、ソナー、超音波、レーザ測距、ＬＩＤＡＲ（光検出及び測距（light detection and ranging））、赤外線検出システム、他のこうしたセンサシステム、又はこうしたセンサシステムの２つ以上の組み合わせが含まれる。これらセンサシステムは、ＵＡＳが飛行の間に他の対象を回避することを可能にし、さらに、ナビゲーション及び予期された対象を検出することに使用されてもよい。対象が検出範囲内に入るとき、ＵＡＳは、接触を回避するための動作を行ってよく、例えば、高度を上げ又は落とし、あるいは障害を回避するために回転し、その宛先に対するそのルートを再計算する。センサからのデータは、追跡のために配送車両及び／又はタスク制御システムに直接供給されてよい。タスク制御システムに供給される情報のいくつか又はすべてが、パイロット制御システム又は飛行センターにさらに通信されてもよい。パイロット制御システムは、センサステータス及びＧＰＳ場所ステータスを監視することができ、飛行センター同僚（例えば、パイロット）がアクションを行い、かつ／あるいはＵＡＳの飛行制御を引き継ぐことを可能にすることができる。飛行センター同僚はさらに、適切なとき（例えば、危険を脱している、識別されていない対象が閾距離を超えている等）、ＵＡＳの制御を手放すことができる。制御が手放されると、ＵＡＳは、パイロット又は地上局がやめたところを自動的に再開する。典型的に、飛行センター同僚は、現在の経路を無効にし、ＵＡＳを方向転換する能力を有する。
センサが、正確な配達のため地上レベル及び他の対象の上の高度を決定するのを助けることになる。距離測定システムが、さらなる保護及び認知について他の対象識別システムと調整することができる。例えば、対象がソナーにより検出された場合、レーザ距離測定システムがアクティブ化されて、この対象を発見し、対象がどこにあり、ＵＡＳからどの程度にあるかを測定することができる。荷物を配達するとき、距離測定システムは、地上からの距離を決定することを支援して正確な荷物配達を可能にする。ＵＡＳが荷物を配達した後、ＵＡＳは飛行の高度を再開することになる。ＵＡＳは、タスク制御システム又は飛行センターから供給された情報に基づきルートを終了することになる。ＵＡＳが配達を終了すると、ＵＡＳは、その発進場所及び／又は配送車両に戻ることができる。いくつかの実施例において、ＵＡＳは、（例えば、ソナー、ＧＰＳ、光学ビーコン、他の無線ビーコン、ＲＦＩＤ、及び／又は他のこうした信号を使用して）配送車両からの信号を使用してもよい。
いくつかの実施例が、１つ以上の対象クラスの１つ以上の対象の特定インスタンスを識別する。例えば、ＵＡＳ及び／又はＵＡＳ制御システムが、ターゲット配達区域内の対象が着地パッド又は格納ロッカーであると識別し得るが、着地パッド又は格納ロッカーが正しいものであると決定するために、さらなる検証が達成されてもよい。別の例として、アテンドあり（attended）配達で、ＵＡＳは、荷物を配達すべき特定の人を識別してもよい。これは、例えば、顔認識、又は、対象認識（例えば、人が認識されている）の、（例えば、スマートフォン、ビーコン、又はその身元がＵＡＳのオンボードデバイスで独立して裏づけできる他のデバイスを用いた）配達を受け取る権利の電子検証との組み合わせを通して行われてよい。アテンドなし（unattended）配達について、ＵＡＳは、正しい配達場所が到達されたと確認し、検証のため荷物の配達を記録することができる。いくつかの場合、これは、ＵＡＳ及び関連づけられた中央コンピュータシステムにより維持されるクレデンシャルで開くことができる安全化格納エンクロージャの中にあることになる。さらに、アテンドなし配達のいくつかの例において、ＵＡＳは、特に、前の配達が行われている、荷物が返品されている等の場合、新しい荷物を配達するのに配達場所に（例えば、着地パッド上、又は安全化格納コンテナ内に）十分な空間があるかどうかを決定することができる。アテンドなし荷物ピックアップ（例えば、顧客返品のため）で、ＵＡＳは、ＵＡＳがピックアップすべき特定の荷物を（例えば、バーコード、ＲＦＩＤ等を通して）識別するように構成できる。いくつかの例において、ＵＡＳは、荷物と協働する最良の方法を決定し、検証のためインシデントをビデオ記録してもよい。いくつかの場合、荷物は、安全な格納コンテナに格納されてよく、ＵＡＳは、リモートでロック解除し、該コンテナを開けて荷物を回収することになる。
いくつかの実施例において、システム、装置、方法、及び処理が、ＵＡＳを制御し、割り振るために提供される。いくつかの実施例において、無人航空機システム（ＵＡＳ）を制御するシステムが、ＵＡＳと通信するように構成された１つ以上の無線送受信機と、送受信機に結合された制御回路と、制御回路に結合され、コンピュータ命令を記憶したメモであり、コンピュータ命令は、制御回路により実行されたときに制御回路に、ＵＡＳの少なくとも１つのセンサにより捕捉されたセンサデータを受信するステップと、センサデータから、予め定義された場所における対象の一意識別を決定するステップと、センサデータから、識別された対象が予め定義された場所で予期された、予期された対象であると確認するステップとを実行させる、メモリと、を含む。
さらに、いくつかの実施例が、無人航空機システム（ＵＡＳ）を制御する方法を提供し、該方法は、ＵＡＳの少なくとも１つのセンサにより捕捉されたセンサデータを受信するステップと、センサデータから、予め定義された場所における対象の一意識別を決定するステップと、センサデータから、識別された対象が予め定義された場所で予期された、予期された対象であると確認するステップとを含む。
当業者は、上記で説明された実施例に関して発明の範囲から逸脱することなく様々な種類の他の変更、変形、及び組み合わせがさらに可能であり、こうした変更、変形、及び組み合わせは発明概念の範囲内と見なされるべきであることを認識するであろう。

Claims (18)

  1. 無人航空機システム（ＵＡＳ）を制御するシステムであって、
    １つ以上の無線送受信機と、
    前記送受信機に結合された制御回路と、
    前記制御回路に結合され、コンピュータ命令を記憶したメモリであり、前記コンピュータ命令は、前記制御回路により実行されたときに前記制御回路に、
    予め定義された場所に配達されて前記予め定義された場所に関連づけられた顧客により受け取られるよう意図された荷物の、前記ＵＡＳによる配達及び降下を開始する前、前記ＵＡＳのカメラにより捕捉された画像データを含むＵＡＳの少なくとも１つのセンサにより捕捉されたセンサデータを受信するステップと、
    前記センサデータから、前記予め定義された場所における第１の配達パッドの一意識別を決定するステップであり、前記画像データの画像処理から、前記予め定義された場所に関連づけられた前記第１の配達パッドに対して一意であり他の配達パッドと区別可能である第１の配達パッド識別子を取得するステップを含み、前記第１の配達パッドは、前記ＵＡＳにより配達されるべき荷物を少なくとも受け取るように構成される、ステップと、
    前記センサデータから、前記予め定義された場所に配達されるよう意図された前記荷物の前記ＵＡＳによる前記配達を開始する前、識別された第１の配達パッドが、前記予め定義された場所で予期された、予期された対象であると確認するステップと、
    前記ＵＡＳから、さらなるセンサデータを受信するステップと、
    前記第１の配達パッド上に第２の荷物があると検出するステップと、
    前記第１の配達パッド上に、前記第２の荷物により占有されていない、前記ＵＡＳにより運搬されている前記荷物を受け取るための十分な空間があると確認するステップと、
    前記第１の配達パッド上に、前記荷物を配達するための十分な空間があると確認したことに応答して、前記荷物の配達を開始するステップと、
    を実行させる、メモリと、
    を含むシステム。
  2. 前記制御回路は、前記無線送受信機を通して、前記予め定義された場所に関連づけられた前記顧客に関連づけられたユーザインターフェースユニットからの検出された通信をさらに受信し、前記制御回路は、前記識別された第１の配達パッドが前記予期された対象であると確認するステップにおいて、前記受信したセンサデータと前記ユーザインターフェースユニットからの前記検出された通信とに基づき前記識別された第１の配達パッドを確認する、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記制御回路は、前記予め定義された場所の近くに位置する前記顧客の顔認識を通して識別を取得し、前記第１の配達パッド識別子と前記顧客の前記顔認識との双方の識別に基づき前記予め定義された場所を確認するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
  4. 前記制御回路は、配送車両から通信を受信することであって前記通信は前記配送車両の識別を含み、前記ＵＡＳが前記配送車両の屋根より上にいる間に前記ＵＡＳの前記カメラにより捕捉されたさらなる画像データを取得し、前記さらなる画像データの画像処理からある場所における前記配送車両の一意識別を取得し、前記配送車両の前記識別が前記予め定義された場所から離れ前記ＵＡＳを輸送するよう割り当てられた予期された配送車両と一致すると確認する、ようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
  5. 前記制御回路は、前記第１の配達パッドの前記一意識別を決定するステップにおいて、前記ＵＡＳと協働し、かつ前記ＵＡＳにより回収されてサプライヤに返品されるよう予期された前記第２の荷物の、荷物識別子を前記センサデータから決定する、請求項１に記載のシステム。
  6. 無人航空機システム（ＵＡＳ）を制御する方法であって、
    予め定義された場所に配達されて前記予め定義された場所に関連づけられた顧客により受け取られるよう意図された荷物の、ＵＡＳによる配達及び降下を開始する前、前記ＵＡＳのカメラにより捕捉された画像データを含む前記ＵＡＳの少なくとも１つのセンサにより捕捉されたセンサデータを受信するステップと、
    前記センサデータから、前記予め定義された場所における第１の配達パッドの一意識別を決定するステップであり、前記画像データの画像処理から、前記予め定義された場所に関連づけられた前記第１の配達パッドに対して一意であり他の配達パッドと区別可能である第１の配達パッド識別子を取得するステップを含み、前記第１の配達パッドは、前記ＵＡＳにより配達されるべき荷物を少なくとも受け取るように構成される、ステップと、
    前記センサデータから、前記予め定義された場所に配達されるよう意図された前記荷物の前記ＵＡＳによる前記配達を開始する前、識別された第１の配達パッドが、前記予め定義された場所で予期された、予期された対象であると確認するステップと、
    前記ＵＡＳから、さらなるセンサデータを受信するステップと、
    前記第１の配達パッド上に第２の荷物があると検出するステップと、
    前記第１の配達パッド上に、前記第２の荷物により占有されていない、前記ＵＡＳにより運搬されている前記荷物を受け取るための十分な空間があると確認するステップと、
    前記第１の配達パッド上に、前記第２の荷物を配達するための十分な空間があると確認したことに応答して、前記荷物の配達を開始するステップと、
    を含む方法。
  7. 前記予め定義された場所に関連づけられた前記顧客に関連づけられたユーザインターフェースユニットからの検出された通信を受信するステップ
    をさらに含み、
    前記識別された第１の配達パッドが前記予期された対象であると確認するステップは、前記受信したセンサデータと前記ユーザインターフェースユニットからの前記検出された通信とに基づき前記識別された第１の配達パッドを確認するステップを含む、
    請求項６に記載の方法。
  8. 前記予め定義された場所の近くに位置する前記顧客の顔認識を通して識別を取得し、前記第１の配達パッド識別子と前記顧客の前記顔認識との双方の識別に基づき前記予め定義された場所を確認するステップ
    をさらに含む請求項６に記載の方法。
  9. 配送車両から通信を受信するステップであり、前記配送車両からの前記通信は前記配送車両の識別を含む、ステップと、
    前記ＵＡＳが前記配送車両の屋根より上にいる間、前記ＵＡＳの前記カメラにより捕捉されたさらなる画像データを取得し、前記さらなる画像データの画像処理からある場所における前記配送車両の一意識別を取得するステップと、
    前記配送車両の前記識別が前記予め定義された場所から離れ前記ＵＡＳを輸送するよう割り当てられた予期された配送車両と一致すると確認するステップと、
    をさらに含む請求項６に記載の方法。
  10. 前記第１の配達パッドの前記一意識別を決定するステップは、前記ＵＡＳと協働し、かつ前記ＵＡＳにより回収されてサプライヤに返品されるよう予期された前記第２の荷物の、荷物識別子を前記センサデータから決定するステップを含む、請求項６に記載の方法。
  11. 前記制御回路は、前記第１の配達パッド識別子と前記第２の荷物の荷物識別子との双方の識別に基づき前記予め定義された場所を確認するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
  12. 前記第１の配達パッド識別子は色の予め定義されたパターンを含む、請求項１に記載のシステム。
  13. 前記制御回路は、配達されている前記荷物の寸法を取得し、画像処理から前記第１の配達パッドに対する測定値を検出し、前記第２の荷物によりどれほどの領域がふさがれているかを検出し、前記第２の荷物により占有されていない利用可能な配達領域を決定し、前記第１の配達パッド上に、適合する前記荷物を受け取るための十分な空間があると確認する、ようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
  14. 前記制御回路は、前記予め定義された場所の近くに位置する顧客の顔認識を通して識別を取得し、前記第１の配達パッド識別子と前記ユーザインターフェースユニットからの前記検出された通信と前記顧客の前記顔認識との識別に基づき前記予め定義された場所を確認する、ようにさらに構成される、請求項２に記載のシステム。
  15. 前記ＵＡＳにより、前記第１の配達パッド識別子と前記第２の荷物の荷物識別子との双方の識別に基づき前記予め定義された場所を確認するステップ
    をさらに含む請求項６に記載の方法。
  16. 前記第１の配達パッド識別子が色の予め定義されたパターンを含むと識別するステップ、をさらに含む請求項６に記載の方法。
  17. 前記ＵＡＳにより、配達されている前記荷物の寸法を取得し、画像処理から前記第１の配達パッドに対する測定値を検出するステップと、
    前記第２の荷物によりどれほどの領域がふさがれているかを検出するステップと、
    前記第２の荷物により占有されていない利用可能な配達領域を決定するステップと、
    前記第１の配達パッド上に、適合する前記荷物を受け取るための十分な空間があると確認するステップと、
    をさらに含む請求項６に記載の方法。
  18. 前記予め定義された場所の近くに位置する前記顧客の顔認識を通して識別を取得するステップと、
    前記第１の配達パッド識別子と前記ユーザインターフェースユニットからの前記検出された通信と前記顧客の顔認識との識別に基づき前記予め定義された場所を確認するステップと、
    をさらに含む請求項７に記載の方法。
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