JP2019528527A - 構成デバイスを使用するフィールドデバイスを構成するためのシステム及び方法 - Google Patents

構成デバイスを使用するフィールドデバイスを構成するためのシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

構成デバイス（ＨＭＩ）を使用するモバイルフィールドデバイスのグループを構成するためのシステム及び方法が開示されている。特に、ＨＭＩは、有線及び／または無線通信を介して、構成パラメータを定義し、デバイスに提供することによって、アプリケーション依存配置で任意に配列される同じようにプログラムされたフィールドデバイスを構成するようにプログラムされる。特に、ＨＭＩは、当該環境の配置またはレイアウト内のロボットの位置に応じて、一意の識別子を各々のロボット割り当てる。したがって、各ロボットは、グループの協調された要素として、及び最初の配備中にロボットを特有の位置に設置することを必要とすることなく、さらに独立して動作するようなＨＭＩによって効率的に構成されることができる。これは、セントラルコントローラによって、ロボット毎に一定の独立制御コマンドの必要性をなくす、または、配備中に、カスタム制御プログラムを各ロボットに提供する必要性をなくす。

Description

本発明は、フィールドデバイスに関し、特に、構成デバイスを使用して、フィールドデバイスのグループを構成するためのシステムに関する。
自律及び半自律配備可能フィールドデバイス（例えば、ロボット）は、多くの場合、工業用、商業用、及び日常の用途で使用される。一般的に、移動ロボットシステム（特に、工業規模及び商業規模で）は、多数のロボットから成り、その用途では、多くの場合、個々のロボットが独立して及びロボットのグループの協調要素として動作することとが要求される。複数のソーラーパネルの配列を清掃するためのロボット清掃ソリューションは、一般的にフィールドで複数のロボットの配備及び最適に行うべきロボットの協調動作を必要とする例示的システムである。
ロボットのグループの調整動作は、従来、各ロボットが一意の識別子を有することを要求し、それによって、集中システム制御ステーションが一意にロボットを識別することを可能にする。従来、これらの一意の識別子は固定であり、システム内のロボットの相対位置及び／または機能等の他の部分の情報に連結されることができ、集中制御ステーションが、個別に一意のロボットのそれぞれを制御し及びそれと通信することを可能にする。標的化方式で個々の動作主体と通信する及びそれを制御する能力は、グループ全体のコーディネーションに不可欠である。ほとんど全ての場合、係る構成されるグループのロボットは、個別にプログラムされ、大きいグループ内の各々のタスクを行う。各ロボットが種類及び機能において同一であり得るが、各ロボットは、その特定のロボット、グループ内のそのタスク、及び／または動作環境に具体的に合わせられた制御プログラムが提供される。
現在、ロボットの最初の構成でさえもコンピュータを介してロボットをプログラミングすることは、多くの場合、ロボット上のメモリの全てがフィールドで容易にプログラムされない可能性があるため、製造／実験環境に確保されている複雑なセットアッププロセスを必要とする可能性がある。他の方法は、ＵＳＢケーブル等の高速プログラミングコネクタを介してロボットに接続される専用コンピュータを使用してオンサイトで各ロボットをプログラムすることと、及び／または各ロボット上に提供される搭載式ＨＭＩを使用して各ロボットをプログラムすることとを含む。これらの方法のそれぞれは、有意な欠点を提示する。例えば、ロボットが工場で事前にプログラムされる場合、各個々のロボットは、工場から、配備サイトにおけるデバイスの配置のその特有の対応する位置まで追跡される必要がある。配列のその正確な位置の任意の所与のロボットを設置することを失敗すると、予想外の／望ましくない挙動をもたらし得る。さらに、集中制御ステーションは、デバイスのプログラムされたＩＤを手動で入力させ、及び特有の機能に関連付けさせる必要がある。代替として、各ロボット上に搭載されるＨＭＩを使用して各ロボットをプログラムすることは、デバイスコストの増加につながる。加えて、ロボット上に搭載される一般的ＨＭＩは、最小限の機能を有し、ひいては、各デバイスの個々のセットアップが長時間になり及び非効率にさせる可能性がある。最後に、ロボットがフィールドでプログラムされる場合、一般的なセットアップは、ロボットの外部に提供されるデータ通信ポートを必要とするであろう、コンピュータをフィールドに持っていく必要があり、すべてのロボットに物理的に接続する必要があるだろう。これは、配備中に時間がかかるだけではなく、電子機器ボックスの複雑性を増加させる接続に関する露出ポートを必要とし得る。高い進入保護等級がロボットに必要とされるとき、係る露出ポートは、主要な欠点であり得る。加えて、露出ポートは、さらに、システムの構成細部を誤用／意図的乱用にさらす。
本発明は、グループから独立して、及びグループの協調要素として動作するように、モバイルフィールドデバイスのグループを構成するための既存システム及び方法の効率性に関連付けられるこれらの及び他の制限に対処する。これらの及び他の検討に関して、本明細書に行われる開示が提示される。
本開示の態様に従って、ソーラ―パネルの配列を清掃し、協調方式で非同一動作を行うために移動ロボットのグループを構成するための方法が提供されている。本方法は、移動ロボットを配列内の各々のソーラーパネルと物理的に関連付け、それによって、ロボットのアプリケーション依存配置を形成するステップを含む。各ロボットは、制御プログラムを記憶する非一過性コンピュータ可読メモリ、通信インターフェース、及び制御プログラムに従ってロボットの動作を制御するように構成されているプロセッサを含む。本方法は、ＨＭＩで、配列の第１のソーラーパネルに関連付けられる第１のロボットを構成することを含む。特に、ＨＭＩはポータブルコンピューティングデバイスであり、ポータブルコンピューティングデバイスは、コンピュータ可読ストレージ媒体であって、その内部に記憶される実行可能命令を有するコンピュータ可読ストレージ媒体、通信インターフェース、及び命令を実行することによって構成されるプロセッサを含む。第１のロボットを構成するステップは、通信インターフェースを使用するＨＭＩによって、第１のロボットとの通信を確立することとを含む。加えて、第１のロボットを構成することは、さらに、ＨＭＩによって、第１のロボットに関する配置内の各々の開始位置を判定することと、少なくとも各々のデバイス識別子（ＩＤ）を含む第１のロボットに関する各々の構成設定を自動的に定義することとを含む。特に、各々のデバイスＩＤは、判定された各々の開始位置に応じて割り当てられ、かつ第１のロボットに割り当てられる任意の既存の一意の識別子に関係なく定義される。本方法は、また、通信インターフェースを使用するＨＭＩによって、構成設定を第１のロボットに移送することを含む。次に、構成するステップは、当該配置の残りのロボットに対して繰り返され、本方法に従って、ＨＭＩは、各々の開始位置に応じて、一意のデバイスＩＤをロボットのそれぞれに割り当て、アプリケーション依存配置に対応する規定のシーケンスに従ってインクリメントする。最後に、本方法は、制御プログラム及び各々の構成設定に従って、ロボットのグループの協調動作を開始することを含む。
本開示のさらなる態様に従って、制御プログラムに従った協調方式で、非同一動作を行うために複数のモバイルフィールドデバイスを構成するための方法が提供される。本方法は、動作環境で複数のフィールドデバイスを配列するステップを含む。フィールドデバイスは、同じ制御プログラムでプログラムされ、どの特定のフィールドデバイスが配置のどの開始位置を占有するかを考慮することなく、各々の開始位置を占有するように配列される。加えて、各フィールドデバイスは、制御プログラムを記憶する非一過性コンピュータ可読メモリ（その中にコードの形式で命令を含む）、無線送受信機、及び命令を実行することによって構成されるプロセッサを含む。本方法は、さらに、ＨＭＩを使用して複数のフィールドデバイスのそれぞれを構成することを含み、当該ＨＭＩはポータブルコンピューティングデバイスであり、当該ポータブルコンピューティングデバイスは、コンピュータ可読ストレージ媒体であって、その内部に記憶される実行可能命令を有するコンピュータ可読ストレージ媒体、１つ以上の位置センサ、無線送受信機、及び命令を実行することによって構成されるプロセッサを含む。特に、特定のフィールドデバイスの構成は、特定のフィールドデバイスに近接してＨＭＩを位置付けるステップを含む。本方法は、また、送受信機を使用するＨＭＩによって、ＨＭＩと特定のフィールドデバイスとの間の無線通信を確立することと、当該配置で特定のフィールドデバイスによって占有される各々の開始位置を判定することとを含む。本方法は、また、ＨＭＩによって、少なくとも各々のデバイス識別子（ＩＤ）を含む特定のフィールドデバイスに関する構成設定を自動的に定義することを含む。デバイスＩＤは、配置内の各々の開始位置に応じて増分的に定義される。加えて、本方法は、無線送受信機を使用するＨＭＩによって、構成設定を特定のロボットに移送し、特定のロボットを構成することを含む。加えて、上記に説明されたようなフィールドデバイスの全てを構成すると、本方法は、制御プログラム及び各々の構成設定に従って、複数のフィールドデバイスの協調動作を開始することを含む。
付随の本発明のある実施形態の説明ならびに付随の図面及び特許請求の範囲から、これらの及び他の態様、特徴、ならびに利点を理解することができる。
フィールドデバイスを構成するためのシステムの構成を示すハイレベル図である。 本開示の実施形態による、無線ヒューマンマシンインターフェースデバイスの例示的構成を示すブロック図である。 本開示の実施形態による、フィールドデバイスを構成するためのシステム及び方法を例示するルーチンを示すフロー図である。 本開示の実施形態によって構成されるフィールドデバイスの例示的構成を示すハイレベル図である。 本開示の実施形態による、フィールドデバイスを構成するためのシステム及び方法を例示するルーチンを示すフロー図である。 本開示の実施形態による、フィールドデバイスを構成するためのシステム及び方法を例示するルーチンを示すフロー図である。 図７Ａは本開示の実施形態によって構成されるフィールドデバイスの例示的構成を示すハイレベル図である。図７Ｂは図７Ａに示されるフィールドデバイスのグループに関する例示的動作プランを示すハイレベル図である。図７Ｃは図７Ａに示されるフィールドデバイスのグループに関して適合される動作プランを示すハイレベル図である。 図７Ｄは本開示の実施形態による、フィールドデバイスを構成するためのシステム及び方法を例示するルーチンを示すフロー図である。 図８Ａは本開示の実施形態によって構成されるフィールドデバイスの例示的構成を示すハイレベル図である。図８Ｂは図７Ａに示されるフィールドデバイスのグループに関する例示的動作プランを示すハイレベル図である。図８Ｃは図７Ａに示されるフィールドデバイスのグループに関して適合される動作プランを示すハイレベル図である。 図８Ｄは図７Ａに示されるフィールドデバイスのグループに関する例示的動作プランを示すハイレベル図である。図８Ｅは図７Ａに示されるフィールドデバイスのグループに関して適合される動作プランを示すハイレベル図である。
概説及び紹介のために、フィールドデバイスのグループを構成するためのシステム及び方法が開示されている。本システムは、ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）と称される構成デバイスを含む。ＨＭＩは、好ましくは、フィールドデバイスがフィールドに配備されているとき、フィールドデバイスのグループを構成するようにプログラムされるポータブル式ユーザ操作式デバイスである。好ましくは、フィールドデバイスは、同じ種類のデバイス（例えば、共通制御プログラムで同じようにプログラムされる）である。
ＨＭＩは、１つ以上の集中システム制御ステーション（複数可）上で、通信プロトコル（ラジオ、無線等）及び他のパラメータをセットアップするために及び／または事前に定義された設定を係るシステムから読み取るために、利用されることができる。次に、同じＨＭＩは、これらの設定をフィールドデバイスのそれぞれと共有するために使用されることができる。さらなる態様に従って、ＨＭＩは、構成中にフィールドデバイス毎に一意のＩＤと、必要な場合、追加動作パラメータとを定義するように構成されている。フィールドデバイス毎の一意のＩＤは、配備中にＨＭＩによってフィールドで自動的に定義される。いくつかの実施態様では、構成プロセスの終了時、フィールドデバイス構成の記録（例えば、デバイス詳細または配置データ）は、次に、ＨＭＩによって、マスター制御プログラムに一体化するために及び必要に応じてネットワークデバイスと共有するために、コンピュータに移送されることができる。いくつかの実施態様では、ＨＭＩはまた、配備後及び動作中に、フィールドデバイスの動作をガイドする中央制御ステーションとしての役割を果たすことができる。
際立った態様に従って、構成プロセスは、ＨＭＩがフィールドデバイスの近接に運ばれるとき、ＨＭＩによって一意の識別子を各フィールドデバイスに自動的に割り当てること及び提供することを含む。一意の識別子を本デバイスに割り当てることは、各フィールドデバイス上で既存ＩＤ（例えば、ＭＡＣアドレス）に依存する必要性をなくし、これは、独立型コントローラコンピュータ上で読み取られ及び記録される必要があるであろう。そのため、コントローラコンピュータは、その固定デバイスＩＤに従って、具体的には、アドレス指定された制御命令をフィールドデバイスに伝達することができる、または、具体的にフィールドデバイスに適合される制御プログラムを提供することができる。むしろ、フィールドデバイスの構成に関する開示方法に従って、各フィールドデバイスは、同じように制御プログラムでプログラムされることができ、ＨＭＩは、フィールドデバイスの配置または当該環境のレイアウト内のフィールドデバイスの位置に応じるように、一意の識別子を各々のフィールドデバイスに割り当てることを通して、フィールド構成プロセスを効率化するように構成されている。したがって、各フィールドデバイスは、フィールドデバイスのグループの協調された要素として、及び最初の配備中に特有のフィールドデバイスを特有の位置に設置することを必要とすることなく、さらに独立して動作するように効率的に構成されることができる。これは、さらに、セントラルコントローラによって、フィールドデバイス毎に一定の独立制御コマンドの必要性をなくす、または、フィールドで配備中に、カスタム制御プログラムを各フィールドデバイスに提供する必要性をなくす。
加えて、フィールドデバイスのグループの構成は、さらに、ＨＭＩによって最適化されることができ、ＨＭＩは、近距離無線通信の範囲内で移動するように、ＨＭＩが当該配置で一連のデバイス上でタップされるとき、または、ＨＭＩ上の入力がユーザによってアクティブになるとき、自動的にデバイスＩＤをインクリメントするように構成されている。場所依存方式で調整グループにデバイス識別子を各デバイスに増分的に割り当てることは、グループの調整要素として、動作するべき各デバイスの能力を向上させる。さらなる結果として、ＨＭＩは、フィールドデバイス毎に広範囲のカスタムプログラミングを必要とすることなく、速く及び効率的な様式で、フィールドデバイスのグループを構成するために使用されることができる。さらに、ＨＭＩは、さらに、フィールドデバイス毎に、全ての情報及び設定を手動で入力する必要性を最小にするように構成されることができ、ある共通変数（例えば、列の長さ）が当該配置の一方の各々の位置から別の位置に変更されなかったことを仮定することによって、フィールドデバイスの速いセットアップを可能にする。
別の態様に従って、ＨＭＩは、短距離無線通信を使用して、様々な異なる種類のフィールドデバイスと相互作用するように構成されている従来のスマートフォンまたはタブレットデバイス等のポータブル式電子プログラムデバイスを備え得る。結果として、この配列は、有線接続及び各フィールドデバイス上の露出しているデータポートの必要性、または各フィールドデバイスに含まれるＨＭＩを有するような必要性をなくす。さらなる結果として、ＨＭＩは、直接的接触なしで（例えば、壁／障壁を経由して）フィールドデバイスと相互作用することができる。加えて、誘導ＮＦＣの比較的短い有効範囲は、データ交換を直接的近接デバイスにローカライズすることによって及び構成データを指定標的だけに送信することを確実にすることによって、セキュリティを向上させる。この特定の態様は、既に一意の及び事前に共有された識別子を有しないデバイスの無線構成で、主要問題に対処する。本発明のシステム及び方法は、また、リモートユーザが構成情報を取得することがないように防止するセキュリティを高め、無線ネットワークまたは他の重大な情報に関するパスワードを共有する場合がある。
別の態様に従って、それぞれが異なる種類のフィールドデバイス及び／または異なる種類のフィールドデバイスから構成されるグループを表す複数のグループは、また、共通制御プログラムに従って、協調方式で非同一動作を行うようにＨＭＩを使用して構成されることができる。
フィールドデバイスのグループを無線で構成するための例示的システム及び方法がある実用的な実施態様（例えば、ソーラーアレー清掃ソリューションを提供するように構成されているロボット）に関連してさらに説明されているが、本対象の発明がこの例示的実施態様に限定されないことを理解されたい。本発明は、同様に、複数のフィールドデバイスを含む他のシステムに適用されることができ、複数のフィールドデバイスは、アプリケーション依存配置で配備し、ならびに協調及び非同一方式で（例えば、光表示を提供するための２次元光配列、地形にわたって協調操作を行うように構成されているロボットのグループ、または当該配置で及びフライト計画に従って飛行するように構成されているドローンのグループで）動作することが意図される。加えて、いくつかの実施形態が同じ種類のフィールドデバイスのグループを構成するように説明されているが、様々なフィールドデバイスが共通制御プログラムの各々のバージョンに従って動作していることを前提として、本明細書に開示されるシステム及び方法が同様に異なるフィールドデバイスの複数のグループを構成するように適用し、協調方式で非同一動作を行い得ることを理解することができる。
フィールドデバイス１００を構成するための例示的システムは図１に示される。図１に示されるように、システム１００は、ソーラーパネル１２５の配列を清掃するために配列されるホコリ軽減ソリューションとして実装される。さらに本明細書に説明されるような「ソーラーパネルの配列」は、例えば、開示される実施形態の範囲から逸脱することなく、様々な形態をとることができ、例えば、限定ではないが、ソーラーパネルの配列は、ある配列で配列される複数の個々のソーラーパネル、またはそれぞれが１つ以上のソーラーパネルから成る複数の列から成り得、列はある配列で配列されることを理解することができる。システム１００は、複数のフィールドデバイスを含む。この特有の実施例では、制御プログラム及び少なくとも１つのヒューマンマシンインターフェースコンピューティングデバイス（ＨＭＩ）１０５に従って、ソーラーパネルを清掃するように構成されている移動ロボット１２０Ａ〜Ｄを含む。ＨＭＩ１０５は、さらに本明細書に説明されるように、配備中に、ロボットを構成するために使用される。中規模ソーラエネルギープラントでホコリ軽減ロボットを配備することは、概して、数百のロボットユニット、ソーラーパネルの列毎に少なくとも１つのものを必要とするであろう。しかしながら、単純化のために、ソーラーパネルの例示的配列は、各パネル上の少なくとも１つのロボット１２０Ａ〜１２０Ｄとともに、ソーラーパネルの４つの別個の列を含むように示される。フィールドデバイスを構成するために使用されるデバイスが、グラフィカルユーザインターフェースを有し、かつ情報をロボットに伝達するように構成されているタブレットコンピュータ等の「ＨＭＩ」として説明されているが、ＨＭＩは、この構成に限定されない。ＨＭＩは、さらに本明細書に説明されるように、フィールドデバイスを構成する機能を行うことが可能である様々なコンピューティングデバイスの形態をとり得る。例えば、限定ではないが、ＨＭＩは、フィールド構成を行うように具体的にプログラムされるポータブルトークンデバイスであり得、小さなスクリーン（随意）と、構成プロセス及び構成に関する他のユーザ入力を開始するためのユーザ入力機能の制限を提供するボタンとを有する。さらなる例を用いると、ＨＭＩは、必ずしもハンドヘルドデバイスである必要はなく、デバイスが車両から除去され、適所に置かれるとき、デバイスを自動的に構成するように、本デバイスをフィールドに移送する車両上で固定されることができる。さらなる例を用いると、いくつかの実施態様では、ＨＭＩは、さらに本明細書に説明されるように（例えば、ユーザ相互作用が短期間（例えば、１秒）で各ロボットの範囲内でタグ／トークンデバイスを運ぶことを除く必要がない）、後続のフィールドデバイスを構成することを可能にするように、配備中に各フィールドデバイスによって読み取られ、デバイスＩＤを自動的にインクリメントするように構成されているリード／ライトタグを備え得る。
ロボティクスの技術分野の当業者によって理解されるであろうように、各ロボットは、動作中にロボットを移動させるための本体及び移動システムを含むモバイルロボティックデバイスである。ロボットは、例えば、ソーラセル、電池、または任意の他の好適な電源によって動くことができる。ロボットは、動作タスクを行うことを容易にするために具体的に設計される機能ハードウェア構成要素（例えば、ソーラーパネルを清掃するためのブラシ、パネルを検査し、位置、配向を検出するためのカメラまたは他の係るセンサ等）を含み得る。ロボットはまた、電力を提供し、データを伝達し、及び／または動作コマンドを受信するように、テザリングまたは他の有線接続の必要性がない、無線及び自己充足型であり得る。ロボットは、構成設定及び１つ以上の制御プログラム等のロボットの動作に関する情報を記憶するように構成されているメモリ及び／またはコンピュータ可読ストレージ媒体を含む本体内に電子回路を含み得る。
制御プログラムは、制御プログラムに従ってロボットの動作を制御するプロセッサを構成するようなロボットのプロセッサによって実行可能である機械可読命令を含み得る。さらに本明細書に説明されるように、制御プログラムは、各ロボットの割り当てられた識別子に基づいて、事前に定義された様式で作用するロボットを構成し、識別子はグループ配置内のロボットの位置に応じて配備中に割り当てられる。したがって、制御プログラムは、各ロボットを自律的に及びまたロボットのグループの協調要素として動作させる。例えば、制御プログラムは、風がある方向に吹く場合、パネルの第１の列に対応するロボット１が特定の時間に清掃を開始することと、ロボット１が清掃を完了した後に第２のパネル上のロボット２が清掃を開始すること等とを提供することができる。ロボットのグループの各ロボットは、それらが同じ種類のロボットまたは少なくとも同じようにプログラムされ、ひいては、機能的に交換可能であるという意味で、同一であり得る。しかしながら、制御プログラムが、いくつかのサブプログラム／ルーチン、または異なるアプリケーションに関する一式の異なる制御プログラムを含み得、したがって、別個のグループのロボットは、各々の制御プログラムに従って、協調方式で動作するように構成されることができることを留意されたい。
ロボットは、また、情報をＨＭＩ等の近接デバイスに伝達または受信するための無線送受信機等の１つ以上の通信インターフェースを含み得る。一例示的構成では、無線送受信機は、ロボットの本体の上面の上または近くに置かれるアンテナを介して、少なくともＨＭＩと通信するための短距離無線周波数ＲＦ送受信機（例えば、ＮＦＣが有効になる）を含み得る。加えて、無線送受信機は、制御コンピュータ１１０、気象ステーション１１５、他のロボット、ＨＭＩ等のより遠隔にあるデバイスと無線で通信するための長い伝達範囲を有する種類であり得る。
システム１００は、また、動作ソリューションの一部であり得る制御コンピュータ１１０及び気象ステーション１１５等の１つ以上の追加コンピューティングデバイスを含み得る。しかしながら、係る追加コンピューティングデバイスが必要ではないことを理解することができる。制御コンピュータ１１０は、ラップトップ、デスクトップ、ワークステーション、サーバ、他の適切なコントローラ及び／またはネットワークコンピューティングシステム、及びＨＭＩ１０５、ロボット１２０Ａ〜Ｄを監視し及びそれらと通信することが可能であり、及びさらに本明細書に説明されるような制御プログラムに従ってロボットの動作を容易にすることが可能である他の係るデータ処理装置等の様々な種類のコンピューティングデバイスを表すことが意図される。同様に、気象ステーション１１５は、制御プログラムに従ってロボットの動作を容易にするように、環境情報を監視し及びそれをロボット１２０Ａ〜Ｄ及び／またはＨＭＩ１０５の１つ以上に提供するように構成されているコンピューティングデバイスの様々な形態を表すことが意図される。
ロボットが各ロボット上で実行する共通制御プログラムに従って動作するように説明されるが、加えてまたは代替として、ロボットは、動作中にリモートコンピューティングデバイスから受信された情報に基づいて動作することができる。例えば、制御コンピューティングデバイスから受信された特定の制御命令または気象ステーション１１５から受信された環境情報は、ロボットにその動作挙動を修正させることができる。したがって、例示的清掃ソリューションは、制御プログラムに従って協調される自律清掃ロボットと、（例えば、ローカルフィールド条件に基づいて）ロボットの動作を修正することができる制御デバイスとの組み合わせに依存し得る。上記に留意されたように、制御コンピュータ１１０及び気象ステーション１１５等の追加コンピューティングデバイスは、情報をロボットに提供し及びグループの動作を容易にするような動作ソリューションの一部であり得る。また、ある実施態様では、追加コンピューティングデバイスによって行われる機能の一部または全ては、ＨＭＩによって行われ得ることを理解することができる。同様に、制御コンピュータ機能の一部または全ては、例えば、ロボットに関する割り当てられた一意のＩＤによって指定されるロボットのネットワーク内のマスターノードとして、当該グループの１つ以上のロボット（例えば、ロボット１２０Ａ）によって行われることができる。
図２を参照して、フィールドロボット１００のグループを構成するためのシステムの例示的ＨＭＩ１０５はさらに説明される。ＨＭＩ１０５は、プロセッサ２１０、メモリ２２０、ディスプレイ２３５、ユーザインターフェース２２５、１つ以上の位置センサ２４０、通信インターフェース２５０、及びコンピュータ可読ストレージ媒体２９０を含むシステムの動作を可能にする役割を果たす様々なハードウェア及びソフトウェア構成要素で配列されることができる。
プロセッサ２１０は、メモリ２２０内にロードすることができるソフトウェア命令を実行する役割を果たす。プロセッサ２１０は、特定の実施態様に応じて、いくつかのプロセッサ、マルチプロセッサコア、またはいくつかの他の種類のプロセッサであり得る。ディスプレイは、入力デバイス（図示されない）に結合するように動作するタッチスクリーンまたは他のディスプレイ上に表示されることができる。
上記に留意されたように、開示される実施形態に従って、誘導通信技術を使用する無線ＨＭＩは、フィールド／工業用ロボットシステムと相互作用するように構成されている。誘導結合ベース通信は、それが短距離であるように（それを安全及び固有にする）一意の利点をもたらし、有用な量の電力をデータと一緒に移送するために使用されることができ、それは、ロボット本体／ケーシング、壁、または他の非金属物体を通過することができる。商業的に利用可能であるタブレットデバイスＨＭＩ構成の例は、好ましくは、ロボット特有の形状因子に依存せず、それを、共通プログラミング及び動作規格に従う多くの異なる製造業者からフィールドロボットを構成することが可能である一般的なＨＭＩデバイスとする。
さらに本明細書に説明されるように、ＨＭＩは、ロボットに接触するように構成されている、例えば、ロボットの上に設定され、通信ブリッジを形成し、次に、安全かつ速い様式で、全ての関連構成データをロボットに割り当てる。このセットアップは、デバイスＩＤが自動的にインクリメントするように最適化し得、したがって、単純なタップ（または、通信リンクを確立する他の手段）を意味し、一連のロボット上で、デバイスＩＤを一意に割り当てるのに十分であり得、ひいては、割り当てられたデバイスＩＤに特有である制御プログラムの態様を実行するように各ロボットを構成する。
加えて、例示的ＨＭＩは、プロセッサ及び／またはＨＭＩ上に搭載されるセンサからのデータを監視するために使用され、ロボットのそれぞれ上に搭載される余分なＨＭＩもしくはセンサ、または十分な無線通信能力を必要とすることなく、フィールドで新しい制御スキームまたは変数を実施及び／または定義することができ、無線通信能力は、システム１００を備える様々なデバイスに関する利用可能である帯域幅に影響を与える場合がある。
好ましくは、メモリ２２０及び／またはストレージ２９０は、プロセッサ２１０によってアクセス可能であり、それによって、プロセッサ２１０が、メモリ２２０上で及び／またはストレージ２９０上に記憶される命令を受信及び実行することを可能にする。メモリ２２０は、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、または任意の他の好適な揮発性または不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体であり得る。加えて、メモリ２２０を固定または取り外し可能にすることができる。ストレージ２９０は、特定の実施態様に応じて、様々な形態をとり得る。例えば、ストレージ２９０は、ハードライブ、フラッシュメモリ、書き換え可能光ディスク、書き換え可能磁気テープ、または上記のいくつかの組み合わせ等の１つ以上の構成要素またはデバイスを含有し得る。クラウドベースデータストレージシステム等のストレージ２９０は、また、固定または取り外し可能またはリモートであり得る。
１つ以上のソフトウェアモジュール２３０は、ストレージ２９０及び／またはメモリ２２０内でエンコードされる。ソフトウェアモジュール２３０は、コンピュータプログラムコードまたはプロセッサ２１０内で実行される命令のセットを有する１つ以上のソフトウェアプログラムまたはアプリケーションを備え得る。本明細書に開示されるシステム及び方法の動作を実行するための及びそれらの態様を実施するための係るコンピュータプログラムコードまたは命令は、１つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書き込まれることができる。プログラムコードは、ＨＭＩ上で部分的に及びリモートコンピュータ／デバイス（例えば、制御コンピュータ１１０）上で部分的に、または係るリモートコンピュータ／デバイス上で全体的に、独立型ソフトウェアパッケージとして、ＨＭＩ１０５上で全体的に実行することができる。後のシナリオでは、リモートコンピュータシステムは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを経由してＨＭＩ１０５に接続されることができる、または、当該接続を、外付けコンピュータによって（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用して、インターネットを経由して）行うことができる。
好ましくは、ソフトウェアモジュール２３０の中に含まれるのは、プロセッサ２１０によって実行される、データベースモジュール２７０、構成モジュール２７２、位置モジュール２７４、センサモジュール２７６、通信モジュール２７８、及びユーザインターフェースモジュール２８０である。下記にさらに詳細に説明されるように、ソフトウェアモジュール２３０の実行中、プロセッサ２１０は、ロボットの構成に関する様々な動作を行うように構成されている。
当業者に既知であるように、また、ソフトウェアモジュール２３０のプログラムコード及び非一過性コンピュータ可読ストレージデバイスの１つ以上（メモリ２２０及び／またはストレージ２９０等）は、本開示に従って製造及び／または分配されることができるコンピュータプログラム製品を形成することが言われ得る。
いくつかの例証的実施形態では、ソフトウェアモジュール２３０の１つ以上が、フィールドロボット１００を構成するためのシステム内で使用するために通信インターフェース２５０を介して、ストレージ２９０に別のデバイスまたはシステムからネットワークを通してダウンロードされることができることを理解されたい。
加えて、下記にさらに詳細に検討されるように、本発明のシステム及び方法の動作に関する他の情報及び／またはデータは、また、ストレージ２９０上に記憶されることができる（例えば、使用中にフィールドロボットの配備及び制御の前にフィールドロボットの構成で使用される様々な制御プログラム２８８が挙げられる）ことに留意されたい。
データベース２８５は、また、ストレージ２９０上で記憶されることができる。データベース２８５は、フィールドロボット１００を構成するためのシステムの様々な動作の全体を通して利用される様々なデータアイテム及び要素を含有及び／または維持することができる。好ましくは、データベース２８５内に記憶される情報の一部または全ては、ある形態である実施可能データであり得る、または、ロボットが任意の所与のアプリケーションを実装するプログラムによって必要に応じてあるアクションを受けることを可能にする形態に変換されることができる。データベース１８５内に記憶される情報は、限定ではないが、１つ以上の動作環境に関する情報、例えば、様々なソーラーアレー設置の特定のレイアウト、ロボットが動作中の地形のマップ、及び配備に応じたデバイスの特定の配置を含み得る。データベース上に記憶される情報は、また、フィールドにおけるコンピューティングインフラストラクチャに関する構成データ（例えば、無線ルータもしくはリピータ、制御コンピュータ１１０、または気象ステーション１１５等に関する場所及びネットワーク情報）を含み得る。データベースは、また、プロセッサ２１０によって実行されるとき、システム１００を備える様々な種類のデバイスと通信し及びセットアップするプロセッサを構成するデバイス特有アプリケーションを含み得る。同様に、データベースは、様々なデバイスに特有である他の動作パラメータを記憶することができる。
ある実施態様では、データベース２８５がＨＭＩ１０５のストレージに対してローカルに構成されるように示されるが、データベース２８５及び／またはその中に記憶される様々なデータ要素は、（コントローラコンピュータ１１０上に、または別のリモートサーバ上に（図示されない））リモートに位置し、当業者に既知である様式でネットワークを通してＨＭＩ１０５に接続されることができることに留意されたい。
通信インターフェース２５０は、また、プロセッサ２１０に接続するように動作し、ＨＭＩ２０５と外部デバイスとの間の通信を可能にする任意のインターフェース、制御コンピュータ１１０及び／または気象ステーション１１５等のマシン及び／または要素であり得る。好ましくは、通信インターフェース２５０は、限定ではないが、モデム、ネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）、統合ネットワークインターフェース、無線周波数伝送機／受信機（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、携帯電話、ＮＦＣ）、衛星通信伝送機／受信機、赤外線ポート、ＵＳＢ接続、及び／またはＨＭＩ１０５を他のコンピューティングデバイス及び／またはプライベートネットワーク及びインターネット等の通信ネットワークに接続するための任意の他の係るインターフェースを含む。係る接続は、有線接続または無線接続（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格を使用する）を含み得るが、但し、通信インターフェース２５０はＨＭＩ２０５への／ＨＭＩ２０５からの通信を可能にする実用的な任意のインターフェースであり得ることを理解されたい。
ＮＦＣは、短い範囲（一般的に、約４ｃｍ未満）にわたって無線で動作する。ＮＦＣ接続は、少なくとも２つのデバイス、発信器（例えば、ＨＭＩ）及び標的（例えば、ロボット）を含む。発信器は、接続するための要求の形態で標的デバイスに向けられるように変調する無線周波数（ＲＦ）場を生成することによって、ＮＦＣ接続を開始するデバイスである。次に、標的は発信器要求に応答し、通信が始まる。ＮＦＣ接続は、標的デバイスに応じて、２つのモード（アクティブ通信モード及びパッシブ通信モード）で確立することができる。発信器が常にＲＦ場を生成することが可能である動力デバイスである一方、標的は、それ自体のＲＦ場を生成することが可能であり得る、または可能ではない場合がある。アクテイブモードでは、発信器及び標的の両方は電力供給され、通信するために、それ自体のＲＦ場を生成することが可能である。発信器は通信を開始し、標的は、発信器に向けられるそれ自体のＲＦ場を変調することによって応答する。パッシブモードでは、発信器は通信を開始し、標的は、発信器に戻るように発信器のＲＦ場を変調することによって応答する。ＮＦＣのこれらのモードの１つを採用することによって、ＨＭＩとロボットとの間の安全接続を確立することができる。
いくつかの実施態様では、ＨＭＩは、情報をフィールドデバイスに伝達し／書き込み、及び／または情報をそこから読み取るように構成され得ることを理解することができる。加えて、または代替として、フィールドデバイスは、情報をＨＭＩから読み取るように、及び／または情報をＨＭＩに書き込むように構成されることができる。
フィールドデバイス１００を無線で構成するためのシステムの動作、ならびに上記に説明された様々な要素及び構成要素は、図３を参照してさらに理解されるであろう。図３は、本発明の実施形態に従って、フィールドデバイスを構成するための方法３００の要素を示すハイレベルフロー図である。ルーチン３００はステップ３０５で開始し、このとき、フィールドデバイスは、当該配置の各々の開始位置において、ある配置で物理的に配列される。例えば、例示的ソーラーパネル清掃アプリケーションでは、ロボットは、複数の列の中のソーラーパネルの各々の列に設置されることができる。２つ以上のロボットは特定のパネル上で設置されることができ、ロボットの特定の配置は、特定のアプリケーション、例えば、ソーラ設置及びロボットグループの意図される機能に依存し得ることを理解することができる。ロボットを各々の開始位置に物理的に配列することは、アプリケーション依存パターンまたは配置を形成し、各ロボットが構成前に本質的に同一であるため、ロボットは、どの特定のロボットが当該配置でどの位置を占有するかを考慮することなく配列されることができる。
次に、ステップ３１０において、ＨＭＩは、当該配置（例えば、特定の列に）の各々の位置に設置される特定のフィールドデバイスに密接して位置付けられ、ＨＭＩと特定のロボットとの間で通信を確立する。より具体的には、好ましくはセンサモジュール２７６及び通信モジュール２７８を含むソフトウェアモジュール２３０の１つ以上を実行することによって構成されるＨＭＩプロセッサ２１０は、特定のロボットに近接して設置されるＨＭＩに対応するイベントを検出することができる。例えば、ＨＭＩプロセッサは、搭載式加速度計センサからオブジェクトまでＨＭＩの物理タップを感知し、ロボット識別情報割当機能を開始するように構成されることができる。さらなる例を用いると、ユーザインターフェースモジュール２８０を実行することによって構成されるＨＭＩプロセッサ２０１は、ユーザインターフェース２２５を介して、ユーザ入力をオペレータから受信し、ロボット識別情報割当機能を開始することができる。加えて、または代替として、ＮＦＣ送受信機２５０を使用するＨＭＩプロセッサは、ロボット上に搭載されるＮＦＣ送受信機が通信範囲内にあることを自動的に検出することができる。
ステップ３１５において、ＨＭＩは、特定のフィールドデバイスに関する各々の位置を判定する。より具体的には、好ましくはセンサモジュール２７６及び通信モジュール２７８を含むソフトウェアモジュール２３０の１つ以上を実行することによって構成されるＨＭＩプロセッサ２１０は、当該配置内の特定のロボットの位置を自動的に検出することができる。
いくつかの実施態様では、ディスプレイ２３５を使用するＨＭＩプロセッサは、ＨＭＩのオペレータに、当該配置の第１の位置で構成を開始することを指示し、次に連続的に、規定の順序に従って他のロボットを構成するように進行することができる。特定の構成順序／シーケンスは、特定のアプリケーション／配置（例えば、列１、２、３、次に、４）または、一般的構成シーケンス（例えば、配置の上左部縁で始動し、各ロボットを構成する右部に進行し、次に、ロボットの次の列に下がって移動し、左に戻るように動く）に対して事前に定義されることができる。例えば、オペレータは、ソーラーパネルの第１の列の一端で開始し、その上に設置されるロボットを構成し、次に、次の列に関する構成プロセスを繰り返すことができる。したがって、（事前に定義されたシーケンスに従って、オペレータがデバイスを構成することを仮定すると）ＨＭＩプロセッサは、前のロボット構成の記録及び特定の配置の事前に定義された順序に基づいて、そのときに構成される特定のロボットの位置を自動的に判定するように構成されることができる。いくつかの実施態様では、ＨＭＩプロセッサは、当該配置の特定の位置を自動的に識別するように構成されることができ、例えば、ＧＰＳセンサまたは他の場所検出デバイス（例えば、ｗｉｆｉまたは他の場所検出技術）を使用してＨＭＩの現在の場所を検出することによって、及び場所をソーラーパネルの配列の記憶されたレイアウトと相互参照することによって構成される。さらなる例を用いると、ＨＭＩは、ソーラーパネル列毎に一意の識別子を走査し（例えば、カメラを使用してバーコードを読み取り）、識別子を記憶されたレイアウト及び対応するロボット配置と相互参照し、ひいては、関連ロボットの特定の位置を判定するように構成されることができる。いくつかの実施態様では、位置センサ（複数可）は、フィールドデバイス上に搭載されることができ、したがって、ＨＭＩは、位置センサによって提供されるような位置をクエリするまたは読み取り、個々のデバイスによって提供される位置に基づいて、各フィールドデバイスの各々の位置を判定するように構成されることができる。
次に、ステップ３２０において、ＨＭＩは、判定位置に基づいて、特定のフィールドデバイスに関する構成設定を自動的に生成する。特に、好ましくは構成モジュール２７２を含むソフトウェアモジュール２３０の１つ以上を実行するＨＭＩプロセッサ２１０は、ロボットに関する構成パラメータを自動的に定義することができる。構成パラメータは、当該配置の特定のロボットの位置に基づいて割り当てられる少なくとも一意の識別情報を含む。例えば、当該配置の第１の位置に設置されるロボットは、対応するＩＤ（例えば、ロボット１）に自動的に割り当てられることができる。同様に、第２の位置に設置されるロボットは、第２の位置（例えば、ロボット２）等を表す識別子が割り当てられることができる。自動構成設定は、位置情報を使用して、例えば、配列内のロボットの位置を考慮する設定をインデックス化することができる。
上記に留意されたように、グループのフィールドデバイスのそれぞれは、それらが同じ制御プログラムに従って動作するように構成されている点で同一である。言い換えれば、ロボットは、配備中にＨＭＩから一意の構成設定を受信する前に同じようにプログラムされる。したがって、配備前に、同じ制御プログラムは、各ロボットのメモリにダウンロードされることができ、それによって、グループの各ロボットが、制御プログラムによって定義される様々なロボットの役割のいずれかを行うことを可能にする。しかしながら、清掃パネル上に積もるホコリの影響を最小にするために風向に従って個々のロボットの清掃スケジュールを適応させること等の高度なロボット挙動を達成するために、ロボット毎に、個別に動く、また、清掃ソリューションの協調要素として動くことが好ましい。これを達成するために、各ロボットは、（グループの中の）一意のＩＤが割り当てられ、際立った態様に従って、当該配置内のロボットの位置に応じて割り当てられる。さらに、ＩＤは、特定のロボットに関する任意の既存の識別子（例えば、ＭＡＣアドレスまたは製造業者割当て識別子）から独立して割り当てられる。ロボットがその位置、他のロボットとの関係を知らせることを可能にする、及び／または、集中制御ステーションが本システムのロボットの相対位置を識別することを可能にするように、ロボットが、特定の制御プログラムに関して有意に機能する一意の識別情報が割り当てられることが有益である。
当該配置の位置に応じて共通識別子をロボットに割り当てることを含む例示的構成方法は、とりわけ、各フィールドデバイスから既存のＩＤを読み取る必要性をなくすことによって、または特定の事前にプログラムされたフィールドデバイスを特定の位置に設置することによって、構成プロセスを効率化し、さらに、フィールドでロボットに移送される情報の量を最小にする。さらに、上記に留意されたように及び本明細書にさらに説明されるように、ＨＭＩは、当該配置の一連のデバイスが事前に計画されたアプリケーション特有の順序に従って構成されるように、デバイスＩＤの値を自動的にインクリメントすることによって、構成プロセスを効率化するように構成されることができる。
加えて、構成パラメータは、また、アプリケーション依存配置詳細に基づいて定義されることができる。例えば、アプリケーション依存配置詳細は、フィールドデバイスの配向、フィールドデバイスの絶対位置、及び他のフィールドデバイスに対するフィールドデバイスの位置、動作環境内のデバイスまたは基準点／ランドマーク等のローカライゼーションデータを含み得る。移動ロボットにおいて、ローカライゼーションデータは、基準フレームに対するオブジェクトの位置及び配向を判定するデータとして理解され、制御プログラムに従って、適切な操縦、経路計画、マッピング、及びロボットによって行われる他のタスクに使用されることができる。より具体的には、ＨＭＩをロボットに近接して設置することによって、及びロボットの本体の配向と一致するように、ＨＭＩプロセッサは、位置／場所及び他のセンサ情報を自動的に感知し、ロボットの位置、ロボットの特有の配向（例えば、開始場所または方向）、及び関連場所を自動的に判定するように構成されることができる。位置情報及び制御プログラムによって定義されるようなフィールドデバイスの特定の役割に基づいて、ＨＭＩは、特定のフィールドデバイスに関する適切な構成パラメータを生成することができる（例えば、場所、配向、別のフィールドデバイスからの距離等を割り当てる）。さらなる例を用いると、アプリケーション依存詳細は、当該配置の特定の位置（例えば、ロボットが配備されるソーラーパネルの特定の列の記憶される寸法、配向、レイアウト）に関するパラメータを含み得る。
これらのアプリケーション依存配置詳細は、さらに本明細書に説明されるように、位置依存要求に従ってロボットを動作させるように構成させるようにロボットに提供されることができる。前述を考慮すると、ＨＭＩによって集められる位置情報は、ロボットのそれぞれに係るハードウェア及び機能を要求することなく、ロボットを構成するように活用され得ることを理解することができる。
構成パラメータは、また、グループの複数のロボットに分散される設定（例えば、ロボットの１つ以上と、特定の制御コンピュータ１１０または気象ステーション１１５（例えば、最も近い気象ステーション）との間の通信を可能にする役割を果たす無線接続設定）を含み得、それにより、ロボットのサブセットは、動作中に気象関連情報またはコマンドを無線で受信し、そうでなければ、リモートコンピューティングデバイスと通信することができる。
さらなる態様に従って、構成設定を生成することは、また、ＨＭＩによって、例えば、ＮＦＣ送受信機を使用して、フィールドデバイスからデータを読み取ることを含み得る。上記に留意されたように、ＨＭＩは、ロボット種類を提供する情報を読み取り、ロボット（例えば、ロボット種類特有能力及び機能）の特定要求に基づいて及びアプリケーション依存要求をさらに考慮して、ＨＭＩがロボットと通信し及びロボットを構成することを可能にする適切な構成ソフトウェアアプリケーションを自動的に起動するようにプログラムされることができる。加えて、または代替として、ＨＭＩは、ロボットから半静的データ（例えば、清掃の数、サービス履歴、バッテリレベル、他のオペレータからの注意等）と、ロボットから生のデータ（例えば、電力消費、ロボット状態、他のロボット／フリートヘルス全般からの情報、エンコーダ読取等）とを獲得することができる。係る情報は、ＨＭＩによって記録され、制御コンピュータ１１０等の監視用コントローラに提供されることができ、制御コンピュータ１１０によって動作中にロボットの制御プログラムまたはリアルタイム制御に従って、特定のロボットの構成を修正するために使用されることができる。
加えて、ロボットから読み取られたデータ及びロボットに関する他の設定は、ディスプレイを使用するＨＭＩによって、ユーザに表示されることができ、それによって、オペレータに所望されるような他のデフォルト設定を変更する能力を提供し、次に、更新された設定を、ＨＭＩを使用してデバイスに送信する。
次に、ステップ３２５において、ＨＭＩは、特定のロボットに、当該特定のロボットのために生成される構成設定を無線で伝達する。一実施態様では、構成設定の伝達は、ＨＭＩ及びロボット上に搭載されるＮＦＣ送受信機を使用して行われることができる。上記に留意されたように、前述の方法及びＮＦＣ送受信機の使用は、ａ）各ロボット上で高価な及び電力消費する無線伝送機を必要としないことと、ｂ）フィールドで必要な構成パラメータだけを移送し、フィールドでロボットを構成することが必要な帯域幅を最小にすることと、ｃ）ロボットまたはＨＭＩ上の有線接続及び露出ポートをなくすこととによって、ロボットの効率的な構成を容易にする。
次に、ステップ３３０において、上記に説明されたステップ３１０〜３２５は、当該配置の残りのロボットに繰り返すことができる。上記に留意されたように、ＮＦＣを使用する動作的に同一のロボットのそれぞれへのデバイスＩＤ及び構成パラメータの位置依存割り当てを含むロボットのＨＭＩ協調構成によって、各ロボットは、迅速に及び効率的に、配備中に及びロボット毎に大規模なカスタムプログラミングなしで、グループ「実行中」の各々の役割が割り当てられることができる。同様に、ステップ３４５に示されるように、ロボットは、行方不明になる、破壊される、または別の目的のために移転されるロボットを考慮する等、いずれかの空間を満たすように他のロボットによって前に占有される位置を満たすために、ステップ３１０〜３３５に従って構成され、デバイスＩＤが割り当てることができる。例えば、新しいデバイスは、もう動作していないデバイスによって前に占有されていた配置の位置に関連付けられるデバイスＩＤが割り当てられることができる。同様に、新しいロボットは、既存アプリケーション依存配置を増大するように、グループに導入されることができる。
次に、ステップ３３５において、ロボットのグループは、ロボットに事前ロードされた制御プログラム及び割り当てられた構成設定に従って、動作を開始することが指示されることができる。例えば、ＨＭＩは、構成プロセスの完了をコントローラコンピュータ１１０に報告することができ、その時点で、コントローラコンピュータ１１０は、ロボットデバイスに動作を開始することを指示することができる。さらなる例を用いると、ＨＭＩは、ロボットに始動することを無線で指示することができる、またはそうでなければ、ロボットへのコンピュータコントローラ発行コマンド及び情報の役割を果たし、制御プログラムに従って動作を容易にすることができる。
配備中のフィールドデバイス（例えば、ロボット）への要求に応じたＩＤの割り当てに起因して、本デバイスは、特定のデバイスＩＤまたは場所を考慮しないで、配備後に集められ、新しい場所に容易に移送され、新しい場所で動作するように再構成され得ることを理解することができる。
図３に示されるように、ルーチン３００はまたステップ３４０を含むことができ、ステップを構成することは新しいアプリケーションに対して繰り返される。例えば、制御プログラムに従って動作を行った後に、ロボットは、新しいサイトに再配置され、制御プログラムまたは別の制御プログラムに従って動作するように上記に説明されたように再構成されることができる。
図１〜図３に関して説明されるシステム及び方法は、さらに、フィールドデバイス１００を構成するためのシステムの以下の例示的実施態様を考慮して理解されるであろう。一例示的実施態様では、システム１００は、ロボットのグループを構成し、例えば、地形にわたって協調前進操作、限定ではないが、軍旗衛兵によって行われる操作を行うように実施されることができる。各ロボットは、軍旗衛兵配置の各メンバーがどのように移動するかを定義する命令を含む制御プログラムが事前にロードされることができる。４つのロボットは、開始配置の地形に設置されることができ、ＨＭＩ１０５は、順々に各ロボット上で「タップ」されることができ、それによって、ステップ３１０〜３２５に説明されるように、各ロボットに、グループの各々の位置を提供する。開示方法は、４つのロボットのいずれかが、グループ位置のいずれかに設置されることと、順々に各ロボットの上部でＨＭＩを「タップ」することによって、ロボットへの識別情報（例えば、グループの位置）の効率的な割り当てとを可能にする。ロボットがトリガ入力（例えば、別のデバイス（例えば、制御コンピュータ１１０）からの無線伝達、タイマー、または他の性質の搭載センサ信号）を感知するとき、ロボットは制御プログラム及び各々のデバイスＩＤに従って動作を開始する。したがって、各ロボットのプログラミングが正確に同じであるにしても、各ロボットは、少なくともいくつかの点では、他のロボットと異なるように操作を自律的に実行するように構成されている。唯一の差に関して、各ロボットは、フィールドに割り当てられた付加機能関連識別子を含み、各ロボットに、それらがグループのどの要素かを知らせる。例えば、現在の時間、操作を開始するとき、他の係る制御パラメータ、及びフィールド獲得情報等の追加データは、ＨＭＩのタップで渡され得ることを理解することができる。
さらなる例を用いると、フィールドロボットを構成するための例示的システム及び方法は、また、固定デバイスの配置の調整動作を構成するように適合されることができる。例えば、本明細書に開示されるシステム及び方法は、調整されたライトショーを提供するために使用される発光デバイスの配列を構成するために使用されることができる。より具体的には、無線で（例えば、ＮＦＣまたはｗｉｆｉ等を介して）通信し及び共通制御プログラムを実行するように構成されている個々の発光パネル（すなわち、ＬＥＤフィールドデバイス）は、列で配列されることができ、それによって、アプリケーション依存配置を定義する。図４は、１１ユニット（横）×２ユニット（縦）の配列４００に配列される２２個の別個のＬＥＤフィールドデバイス４１０の例示的配列を示す。各ＬＥＤパネル（例えば、ＬＥＤパネル４１０）は、ＬＥＤバルブ４１５の４×４配列を含む。ＬＥＤデバイスは、どの特定のＬＥＤデバイスが当該配置のどの位置にあるかを考慮することなく、最初に配列されることができる。構成中に、無線ＨＭＩ１０５は、特定のシーケンスで（例えば、ＬＥＤデバイスの第１の列を横断して進行するように上左角部から開始し、ＬＥＤデバイスの次の列に下がるように移動し、最右のＬＥＤデバイスから最左のＬＥＤまで移動する等）、各ＬＥＤデバイスを通過することができる。ＬＥＤデバイス毎に、ＨＭＩは、一意のＩＤ（例えば、各構成でインクリメントする連番）を当該デバイスに割り当て及び各個々のデバイスに関する位置情報を集めることができる。ＩＤ割当を完了すると、ＨＭＩは、完全な配置の基準フレームを提供するように、配列情報（幅、高さ、各列のＬＥＤデバイスの数、空間等）を各ＬＥＤデバイスにブロードキャストすることができる。ユーザは、次に、ＨＭＩまたは他の制御デバイスを使用して、制御コマンド（例えば、配列によって表示されるテキスト文字列）を無線でブロードキャストし得る。したがって、制御プログラムを実行する各ＬＥＤデバイスは、点灯しているか否かに関わらず、各々のデバイスＩＤ（例えば、位置）及び画素配列の特定の配列に基づいて、判定することができる。加えてまたは代替として、デバイスＩＤ割当プロセスに応じて動的に完全配列のアプリケーション依存配置（すなわち、基準フレーム）を識別し、アプリケーション依存配置及び関連情報は、同様に、配備前に事前に定義され得ることを理解することができる。
図４のＬＥＤの配列を配備及び構成するための例示的方法５００は、図５を参照して説明される。ステップ５０５において、ディスプレイは、ＬＥＤ、無線受信機、マイクロコントローラ、及びバッテリ／ソーラーパネルの４×４グリッドで画定されるように構築される。ステップ５１０において、各ディスプレイは、動作中に無線通信を通してテキストデータを受信し、ＬＥＤパネルの位置ならびに全配列のサイズ及び配列に応じて、それを、ＬＥＤを使用して視覚出力に変換するように、ＬＥＤパネルデバイスを構成する制御プログラムでプログラムされる。したがって、特定のディスプレイに関する制御プログラムの出力は、それが配列の全部の構成及び配列内のＬＥＤデバイスの位置に依存する点で特有に配備される。ステップ５１５において、ＬＥＤデバイスは、ＬＥＤデバイスの配列として配備される。特に、各ＬＥＤデバイスが配備間に送達用トラックからとられるとき、ステップ５１５Ａにおいて、それらは、各デバイスを一意のデバイスＩＤに割り当てるように構成されている構成デバイス（例えば、ＨＭＩ）によってパスすることができる。上記に留意されたように、割り当てられたデバイスＩＤは、配置ならびに配列のサイズに基づいて、増分的に割り当てられることができる。デバイスのモジュール性質及びフィールドデバイスの特定の配列に基づいて各デバイスの動作に適応する共通制御プログラムに起因して、デバイスは、様々なグリッドサイズで配備されることができる。上記に言及されたように、配列詳細は、最後の配置が規定される場合、配備中に各デバイスに送信され得る、または最後の配置が不明確である場合、デバイスの配備後に提供され得る。この特定のＬＥＤディスプレイ例では、個々のデバイスの配列は、メッセージ長さまたはテキストサイズ要件及び他の係る実用的な考察に応じて、規定されることができる。いくつかの実施態様では、制御プログラムに関する特別なソフトウェアは、適切な構成を推薦するように、配列を個々に配備することによって使用されるＨＭＩまたは別のコンピューティングデバイス上で起動することができる。例えば、予想されるメッセージ長さ／アプリケーションに関する複雑要件等のアプリケーション要件に基づいて、制御プログラムは、理想的な配列配置を推薦することができる。配備中に、構成デバイス／ＨＭＩは、ＮＦＣが低データ速度、情報のデバイス特別移送を達成する際に効果的であろうように、デバイスＩＤを含む構成パラメータをＮＦＣ等の無線通信を使用して、ＬＥＤデバイスに通信することができる。
ステップ５２０において、ＬＥＤデバイスの配置がセットアップされた後に、無線伝送機は、メッセージ（例えば、「２０分遅れ」）をＬＥＤデバイスに送信するために使用されることができる。ステップ５２５において、メッセージは、全てのＬＥＤデバイスによって受信される。メッセージを受信すると、ステップ５３０において、本デバイスは、個別に及び制御プログラムに従って、メッセージのどの部分を表示するべきであるかと、それをどのように割当デバイスＩＤ、配列サイズ、及び配列内の位置に基づいて表示するべきかとを判定する。ステップ５３５において、表示されるメッセージを変更する必要性がある場合、または他の設定を調節する必要がある場合、係る更新を含む電波信号が、無線周波数伝達を介して、遠隔場所からＬＥＤディスプレイにブロードキャストされることができる。もう必要ではない場合、ＬＥＤディスプレイの配置は、分解及び保管されることができる（例えば、積み重ねられる、トラックの後部に戻す、及び必要に応じて充電するように設定する）。
図６は、フィールドデバイスを配置するための及びハンドヘルドデバイスを使用してデバイスＩＤ割当を行うための例示的方法６００を示す。専門制御ソフトウェアがフィールドデバイスにインストールされるとき、当該プロセスはステップ６０５で開始する。上記に説明されたように、制御ソフトウェアは、具体的にはアプリケーション依存配置の相対位置に関連し、動作中のフィールドデバイスのアクションを制御する一意のデバイスＩＤを利用する。上記に留意されたように、制御ソフトウェアが、いったん「工場で」インストールされ得る、または、その後に特定の種類のアプリケーションに再プログラムされ得る。
ステップ６１０において、フィールドデバイスはフィールドで配備される。例えば、配備は、本デバイスが動作するであろう環境の特有のレイアウト（例えば、ソーラーパネル配列のアプリケーション特有のレイアウト）等の事前に定義されたパターンによって導かれることができる。この例示的実施態様では、本デバイスは、同じように構築及びプログラムされる。したがって、特定のデバイスを特有の場所に置く、またはそうでなければ、一意のハードウェアＩＤを追跡する必要がないとき、本デバイスは配備中に交換することができる。ステップ６１５において、前述に説明されたようなハンドヘルドＨＭＩデバイスは、少なくとも、デバイスのそれぞれに一意のデバイスＩＤを含む構成設定を割り当てる及びパスするために使用される。上記に説明されたように、デバイスＩＤの割り当て及び他の構成設定は、事前に定義された配備パターン（例えば、１、２、３…）に従って、特定のシーケンスセットに基づいて行われることができる。加えて、または代替として、ＨＭＩは、ＨＭＩ（または、フィールドデバイス上に搭載されるように位置する）内で場所センサを利用し、絶対位置または相対位置に基づいて、各デバイスの一意のデバイスＩＤを割り当てることができる。構成データの移送に関する接続を有線接続もしくはＮＦＣ等の無線接続、または前述の組み合わせ等を使用して達成することができる。例えば、最初のデバイス構成データ及びデバイスＩＤ割当は、安全のためにＮＦＣを使用して行い得る。いったんデバイスＩＤ割当が完了すると、より高い帯域幅通信接続を確立し、フィールドデバイスと、ＨＭＩまたは制御コンピュータデバイス等の別のデバイスとの間で追加データ移送を行うことができる。これらのより高い帯域幅通信チャネルは、さらに動作中にフィールドデバイスを制御するように構成され、いくつかの実施態様では、フィールドデバイスを制御するのに役立つように使用され得ることを理解することができる。追加ハイブリッド通信スキームは、フィールドデバイス構成を完全にし、及び／または、データ、コマンド等を動作中にフィールドデバイスに無線で送信することを可能にするために採用されることができる。いくつかの実施態様では、ＨＭＩは、また、構成中にデバイスに伝達することができる他のアプリケーション特有情報（例えば、清掃頻度、地形マップ等）を維持し得る。
各デバイスが配備されるときにＮＦＣ伝達を使用してデバイスＩＤ及び構成パラメータを割り当てることに加えて、またはその代替として、上記のステップ６１５に関して説明されるように、デバイスＩＤ割当は、物理的配備後に、長距離無線通信を使用して無線で行うことができる。より具体的には、制御デバイス（例えば、ハンドヘルドＨＭＩ、固定式ＨＭＩ、集中制御コンピュータ等）は、デバイスのそれぞれから場所を要求するコマンドをブロードキャストすることができる。要求は、ＭＡＣアドレスまたは同様のＩＤを使用して対処することができる、または、デバイスに依存しない可能性がある。要求に応答して、各フィールドデバイスは、少なくとも各々の場所に応答することができる。各フィールドデバイスは、搭載式位置センサからその場所を判定することができる、または、代替として、配備中にＨＭＩによって位置が提供されることができる。受信された場所情報に基づいて、制御デバイスは、本デバイスの配置を判定し、それに応じて、配置内の各々の位置に基づいて一意のデバイスＩＤを各デバイスに割り当て、次に、一意のＩＤをフィールドデバイスに伝達することができる。例えば、制御デバイスは、情報を関連フィールドデバイスだけに送信するように、各デバイスのＭＡＣアドレスを使用して、一意のデバイスＩＤの伝達に対処することができる。また、構成中に各デバイスと制御コンピュータとの間で交換されるブロードキャスト情報は、また、本デバイスを構成し、制御プログラムに従って本デバイスの動作を制御するために使用されることができるアプリケーション特有情報（例えば、清掃頻度、地形マップ等）を含み得ることを理解することができる。
次に、ステップ６２０において、本デバイスは、動作状態になり、それぞれ、制御プログラムの各々のデバイスＩＤ特有の解釈に基づいて動作を開始する。制御プログラムの実行は、フィールドデバイスで受信される外部信号（例えば、長距離無線コマンド、音、光等）によって開始し得る。いくつかの実施態様では、グループ動作は、ロボットの１つによって開始し得る（例えば、ロボット１は、制御する役割を果たし、コマンドを他のロボットに発行する）。いくつかの実施態様では、グループ動作は、本デバイスの構成に使用されるＨＭＩによって開始され得る。例えば、ＨＭＩは、短期間の配備（例えば、スカウティングミッションのドローン）及び／または長期間の配備（例えば、ソーラ清掃ロボット）に対して、動作を開始するコマンドを発行するように構成されることができる。フィールドデバイスが動作を開始する肯定的命令（例えば、「開始アクション」コマンド）を要求する場合、係るコマンドは、ＨＭＩ、または制御コンピュータ、または他のリモートに位置する制御デバイスによって、ブロードキャストされることができる。外側デバイスがグループの動作を誘導するあるコマンドを発行し得るけれども、各ロボットが、配備中に割り当てられるデバイスＩＤに基づいて、同じコマンドに異なるように作用するように構成され得ることを理解することができる。また、割り当てられたデバイスＩＤはまた、デバイス特有コマンド（例えば、「＃４ここで始動する」）を特有デバイスに送信するために使用され得ることを理解することができる。しかしながら、また、従来的システムは、開示される実施形態に従って、固定識別子（例えば、ＭＡＣアドレス）を使用して、コマンドをデバイスにアドレス指定し、特有のコマンドは配置ロジックを使用してアドレス指定されることを理解することができる。
上記に留意されたように、及びステップ６２５のように示されるように、新しいデバイスは、配置に追加されることができる、または、単に適切なデバイスＩＤを割り当てることによって、及びフィールドに配備することによって、他のデバイスを交換するために使用されることができる。ステップ６３０に示されるように、配備が終了すると、デバイスは、デバイスＩＤの追跡を継続することを考慮することなく集められることができる。加えて、ステップ６３５に示されるように、デバイスは、動作中にまたは新しい環境の配備に関連して、動的に異なる機能を行うように再プログラムされることができる。配備／構成情報は、上記に説明された方式で、デバイスに提供されることができ、しかしながら、いくつかの実施態様では、無線プログラミング（例えば、ＷＩＦＩ、セルラー通信等を介して）は、デバイスの既存構成設定を更新するために使用されることができる。
前述に言及されたように、本対象の発明の例示的実施形態は、フィールドデバイスが協調方式で非同一動作を行うように、様々な種類のフィールドデバイスのグループを構成及び／または制御するように同様に適合されることができる。開示される実施形態のこれらの及び他の態様はさらに、図７〜図１０に関連して本明細書に説明される。一例示的実施態様では、フィールドデバイスを構成するためのシステム及び方法は、ドローン（すなわち、フィールドデバイス）の１つ以上のグループを構成するために利用されることができる。
図７Ａは、ドローン飛行機の例示的グループ７００を示すハイレベル図である。示されるように、グループ７００は２つのサブグループ、スカウト及びトラッカから構成され、スカウトサブグループは３つのドローン（Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３）から成り、トラッカサブグループは２つのドローン（Ｔ１及びＴ２）から成る。各サブグループ内のドローンは、好ましくは、同じ種類であり、ドローンがハードウェア及び／または役割に基づいて同じようにプログラムされることを意味する。したがって、全グループ７００は、様々な種類のドローンから成る。デバイスの異なる型式／モデルが使用され、グループのフィールドデバイスが同じ制御プログラムに従って動作するようにプログラムされることを前提とすると、動作的に同じ「種類」と見なされ得ることを理解することができる。さらに、異なる型式／モデルは、それらが制御プログラム（例えば、制御プログラムの型式／モデル特有のバージョン）の各々のバージョンでプログラムされる場合でさえも、同じ種類（例えば、共通制御プログラムに従って動作する）と見なされ得ることを理解されたい。
図７Ｄを簡単に参照すると、１つ以上の開示された実施形態に従って、ドローン７００のグループの配備、構成、及び動作に関する例示的ルーチン７５０を示す。ステップ７５５において、２つの種類のドローン（スカウト（例えば、Ｓ１〜Ｓ３）及びトラッカ（例えば、Ｔ１〜Ｔ２））が提供される。ステップ７６０において、各ドローンは、ハードウェア役割（スカウト／トラッカ）に基づいて制御プログラムでプログラムされる。上記に留意されたように、同じ種類のドローンは、同じ制御プログラムで同じようにプログラムされる。異なる種類のドローンは、好ましくは、制御プログラムの各々のバージョン、言い換えれば、ドローンの各々の種類／タスク／機能に合わせられる制御プログラムが提供される。しかしながら、異なる種類のドローンが協調方式で動作するために、各々の制御プログラムに関連付けられるべきであることを理解することができる。
ステップ７６５において、ドローンはフィールドで配備されることができる。配備中に、各ドローンは、上記に説明されたようなＨＭＩを使用して、一意のデバイスＩＤ及び他の構成パラメータが割り当てられることができる。例えば、配備中に、ＨＭＩは、構成されるドローンの種類を検出し、種類に基づいてＩＤ及び構成パラメータを割り当てることができる。デバイスＩＤは、また、配置の位置に基づいて、例えば、左から右に割り当てることができる（ただし、これは、開始位置が重要ではない場合、また任意であり得る）。構成パラメータはまた、各デバイスが制御プログラムに従って動作することを可能にするように、ならびにグループの他のデバイスに対する当該配置のグループの構成及びデバイスの位置を考慮して、グループ７００及びサブグループの組成（例えば、２つのトラッカ及び２つのスカウトを含む合計５つのドローン）に応じて、判定され及びドローンに提供されることができる。
ステップ７７０において、ミッションを開始すること（例えば、制御プログラムを実行する）を指示するとき、ドローンは起動し、制御プログラムによって定義される配置に広がり、制御プログラムによって定義される計画フライト経路を実行する。例えば、配置及び配置内の各ドローンの位置は、少なくとも割り当てられるデバイスＩＤに基づいて、制御プログラムによって定義されることができる。加えて、当該配置のドローンの位置及び動作は、同じ種類を有するドローンの合計数及び／またはグループのドローンの合計数及び／またはグループの他の種類のドローンに基づいて行われ得る。また、特定のフライト経路及びミッションに関する他のアプリケーション特有パラメータは、いくつかの実施態様では、配備中に提供され得ることを理解することができる。したがって、ミッション毎のパラメータは、配備中及び前にプログラムすることを要求することなく提供されることができ、デバイスのそれぞれがどのように、個別に及び特定のミッションを行う協調方式で動作するかを定義する複雑な制御プログラムは、配備前に事前にロードされる。例示的計画フライト経路７２０及び当該配置内の各ドローン（例えば、Ｓ１〜Ｓ３、Ｔ１〜Ｔ２）の位置は図７Ｂに示される。示されるように、ドローンは、場所７１０に配備され、各々のフライト経路に沿って当該配置で飛行することを開始することができる。
さらに、各ドローンに提供されるデバイスＩＤ及び構成情報はまた、動作中のドローンの独立動作と、どのように同じ種類のドローン及び異なる種類のドローンが協調方式で動作するかとを知らせる役割を果たし得ることを理解することができる。図７Ｃは、ドローンの実際の飛行経路７３０を示し、制御プログラムに従って及び動作中に発生するイベントを考慮して、グループのフライト経路の動的調節を示すように提供される。例えば、図７Ｄの７７５において、スカウトＳ１が経路１でイベントを検出する場合、Ｓ１は、（例えば、無線通信送受信機を使用して）メッセージを他のデバイスの１つ以上にブロードキャストすることができる。メッセージは、１つ以上の他のドローンを、イベント及び共通制御プログラムに従って動作を調節させることができる。例えば、図７Ｃに示されるように、トラッカＴ１は、例えば、最も近いトラッカドローンであるため、イベントを補助及び調査するために移動することができる。加えて、他のドローンは、また、動的に調節するように制御プログラム及び動作及びイベントの特定の状況によって構成されることができる。例えば、図７Ｃに示されるように、イベントの検出及びトラッカＴ１の方向変更に基づいて、トラッカＴ１が配備された後に、トラッカＴ２はそのルートが中心になり得る。これは、異なる種類の複数のフィールドデバイスの協調される及び動的に調節される動作の一例にすぎず、様々な他の動的調節及び任意の数の種類のデバイスにわたって協調された操作が行われ得ることを理解されたい。最終的に、ステップ７８０において、ミッションが完了すると、ドローンを割り当てられたＩＤから独立して梱包することができる。
図８Ａ〜図８Ｃは、例示的実施形態のさらなる実施態様を示すように提供され、特に、動作中の１つ以上のフィールドデバイスを動的に更新することに関してシステム及び方法を示すように提供される。図８Ａは、また同じ制御プログラムで同じようにプログラムされるドローン飛行機を同じように構築する例示的グループ８００を示す。示されるように、グループ８００の５つのドローンは、元々、制御プログラムに従って、「スカウト」ドローンのような特定の役割／機能の役割を果たすように割り当てられる。スカウトドローンは配備され、上記に説明されたような各々のデバイスＩＤが割り当てられることができ、例えば、本デバイスは、５つのドローングループの各々の位置を反映する一意のデバイスＩＤ１〜５が割り当てられることができる。それに応じて、ドローンは、図８ＡのＳ１Ａ〜Ｓ５Ａで標識化される。さらに、配備中に、ドローンは、特定のミッションに関して、構成パラメータを提供されることができる。例えば、ドローンは、全て、特定の役割（例えば、「スカウト」）を有するように指定されることができる。図８Ｂに示されるように、割り当てられたデバイスＩＤ及び構成パラメータに基づいて、ドローンは、制御プログラムに従って特定のミッションを開始し、計画フライト経路８２０に続くように構成されることができる。
上記に留意されたように、全ての５つ（例えば、同一のもの）のドローンは、１〜５（別々に、番号付けされるものとは対照的に）番号付けされることができ、それら全ては「スカウト」の役割のミッションを開始することができる。一意のＩＤは、一意に生成されるフライト経路／方向に対応する。制御プログラム及び最初の構成に従って、本デバイスは、また、計画経路から逸脱し、それに応じて、それら自体を再構成するように構成されることができる。例えば、スカウトＳ１Ａによってイベントを検出すると、当該ドローンは、制御プログラムに従って、その挙動を動的に変化させるように構成されることができる。したがって、スカウトＳ１Ａは、その役割を「スカウト」から「トラッカ」の役割まで動的に変化することができる。加えて、係る変化は、グループのさらなる適応に関するグループの残りのドローンにブロードキャストされることができる。例えば、ブロードキャストは、Ｓ１Ａがもはや存在しないような場合、スカウトＳ２Ａ〜Ｓ５Ａが、残りの「スカウト」の中から適切に環境の対象範囲（例えば、元の調査エリア）を再分散させ得る。上記に説明されたようなドローンの適合されるフライト経路８３０の例は図８Ｃに示される。ドローンの適応挙動は、また、他のイベントに基づいて行われることができる、例えば、グループの１つ以上の他のドローンとの接触を失う可能性があることを理解することができる。同一の一意に番号付けされるデバイスを使用することによって、この特定例は、本デバイスの適応能力と、一意のデバイスＩＤ割当方法によって可能になる全配置制御とを示す。特に、開示される実施形態に従ったデバイスＩＤ割当は、フィールドデバイスが、別々に番号付けされた各デバイスにわたって柔軟性が増加した協調操作に適応させ、かつそれを行うことを可能にする（すなわち、当該配置内の各々の位置を考慮することなく、割り当てられるデバイスＩＤを利用することによって可能にする）。
ドローン８００のグループの適応挙動のさらなる例はさらに、下記に説明され、図８Ｄ〜図８Ｅに例示される。図８Ｄは、「飛行禁止」ゾーン８８０を含む別の例示的計画フライト経路８２５を示す。図８Ｅは、図８Ｄのフライト経路に基づいて、別の例示的な適合されるフライト経路８３５を示す。この特定の例示的シナリオは、図８Ａ〜図８Ｃに関連して説明されるシナリオの拡張であり、しかしながら、構成パラメータは、また、飛行禁止ゾーン８８０を識別する事前配備情報を含む。言い換えれば、構成パラメータは、また、ドローンに特定のエリアから出るよう指示するアプリケーション特有情報を提供する。したがって、当該配置の位置に関する割り当てデバイスＩＤに基づいて、飛行禁止ゾーンによって影響を受ける位置を有するドローンは、制御プログラムを使用して、計画フライト経路に自動的に適応させることができる。さらに、（例えば、図８Ａ〜図８Ｃに関して上記に説明されたように）ドローンは、さらに、フライト経路を動的に修正し、イベントの検出に基づいて、すでに、フライト経路の最初の分散を定義する特定の構成パラメータを適応させた後でさえも、飛行禁止ゾーンを回避するように構成される。
現段階では、前述の説明の多くは、ロボットフィールドデバイスを無線で構成するためのシステム及び方法を対象としているが、本明細書に開示されるシステム及び方法は、同様に、参照シナリオをさらに越えたシナリオ、状況、及び設定で、配備及び／または実施され得ることを留意されたい。
図に示され及び説明されるものよりも多いまたは少ない動作が、行われ得ることを理解されたい。これらの動作は、また、説明されるものと異なる順序で行われることができる。図面の同様の数字はいくつかの図面を通して同様の要素を表すことと、図面を参照して説明及び例示される全ての構成要素及び／またはステップが全ての実施形態または配列に要求されるわけではないこととを理解されたい。
したがって、本発明のシステム及び方法の例証的実施形態及び配列は、システム及びコンピュータ実施方法、コンピュータシステム、及びフィールドデバイスを無線で構成するためのコンピュータプログラム製品を提供する。図のフローチャート及びブロック図は、様々な実施形態及び配列に従って、システム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能である実施態様のアーキテクチャ、機能、及び動作を示す。この点では、フローチャートの各ブロックまたはブロック図は、モジュール、区画、またはコード部を表すことができ、それらは、指定された論理的機能（複数可）を実施するための１つ以上の実行可能な命令を含む。また、いくつかの代替実施態様では、ブロックで示される機能は、図で示されるものとは異なる順序で発生し得ることを留意されたい。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際に、実質的に同時に実行され得る、またはブロックは、時々、関連する機能に応じて逆順に実行され得る。また、ブロック図の各ブロック及び／またはフローチャート例証図、ならびにブロック図のブロック及び／またはフローチャート例証図の組み合わせは、指定された機能もしくは作用、または特殊目的ハードウェア及びコンピュータ命令の組み合わせを行う特殊目的ハードウェアベースシステムによって実施され得ることが留意されるであろう。
本明細書に使用される専門用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためのものであり、本開示を限定することを意図していない。本明細書に使用されるような単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈で他に明確に示さない限り、同様に、複数形を含むことが意図される。さらに、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書で使用されるとき、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、及び／または構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／またはそれらの群の存在または追加を除外するわけではないことが理解されるであろう。
また、本明細書に使用される表現及び専門用語は、説明の目的のためのものであり、限定するものとして見なすべきではない。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「伴う（ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ）」、及び本明細書におけるそれらの変形例の使用は、その後に列挙される項目及びそれらの均等物と、追加項目とを包含することを意味する。
上記に説明された対象は、例証だけのために提供され、限定するように解釈するべきではない。示される及び説明される例示的実施形態及び適用に従わないで、ならびに下記の「特許請求の範囲」に説明されるような本開示の真の主旨及び範囲から逸脱しないで、様々な修正及び変更が本明細書に説明される対象に対して行われ得る。

Claims (33)

  1. ソーラーパネルの配列を清掃し、協調方式で非同一動作を行うために移動ロボットのグループを構成する方法であって、
    前記移動ロボットを前記配列内の各々のソーラーパネルと物理的に関連付け、それによって、ロボットのアプリケーション依存配置を形成することであって、各ロボットは、制御プログラムを記憶する非一過性コンピュータ可読メモリ、通信インターフェース、及び前記制御プログラムに従って前記ロボットの動作を制御するように構成されるプロセッサを含む、前記形成することと、
    ＨＭＩで、前記配列内の第１のソーラーパネルに関連付けられる第１のロボットを構成することであって、前記ＨＭＩはハンドヘルドコンピューティングデバイスであり、前記ハンドヘルドコンピューティングデバイスは、コンピュータ可読ストレージ媒体であって、その内部に記憶される実行可能命令を有するコンピュータ可読ストレージ媒体、通信インターフェース、及び前記命令を実行することによって構成されるプロセッサを含み、
    前記構成することは、
    前記通信インターフェースを使用する前記ＨＭＩによって、前記第１のロボットとの通信を確立することと、
    前記ＨＭＩによって、前記第１のロボットに関する前記配置内の各々の開始位置を判定することであって、前記各々の開始位置は前記配置内の相対位置である、前記判定することと、
    前記ＨＭＩによって、少なくとも各々のデバイス識別子（ＩＤ）を含む前記第１のロボットに関する各々の構成設定を自動的に定義することであって、前記各々のデバイスＩＤは、前記判定された開始位置に応じて割り当てられ及び前記第１のロボットに割り当てられる任意の既存の一意の識別子に関係なく定義される、前記定義することと、
    前記通信インターフェースを使用する前記ＨＭＩによって、前記構成設定を前記第１のロボットに移送することと、を含む、
    前記構成することと、
    前記配置で残りのロボットに関する前記構成するステップを繰り返すことであって、前記ＨＭＩは各々の開始位置に応じて一意のデバイスＩＤを前記ロボットのそれぞれに割り当て、前記デバイスＩＤは、前記アプリケーション依存配置に従って連続的に割り当てられる、前記繰り返すことと、
    前記制御プログラム及び前記各々の構成設定に従って、前記ロボットのグループの協調動作を開始することと、
    を含む、前記方法。
  2. 前記ＨＭＩ通信インターフェースは無線送受信機であり、
    前記第１のロボットに近接する前記ＨＭＩを位置付けることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記ＨＭＩ無線送受信機は、短距離誘導無線通信を行うように構成されている無線周波数送受信機であり、
    前記配置の前記残りのロボットに関する前記構成するステップを繰り返すことは、前記残りのロボットのそれぞれに近接する前記ＨＭＩを位置付けることを含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記ＨＭＩにおいて、前記アプリケーションに関するアプリケーション設定を提供することをさらに含み、
    前記構成設定は前記判定された開始位置及び前記アプリケーション設定に従って定義される、請求項１に記載の方法。
  5. 少なくとも１つの位置センサは、前記ＨＭＩ及び前記ロボットのそれぞれの１つ以上に含まれ、さらに、
    前記ＨＭＩによって現在位置を判定することであって、前記現在位置は前記少なくとも１つの位置センサによって検出される、前記判定することを含み、
    前記第１のロボットに関する前記各々の位置は前記少なくとも１つの位置センサによって検出される前記現在位置に基づいて判定される、請求項１に記載の方法。
  6. 前記少なくとも１つの位置センサは前記第１のロボット上に搭載され、
    前記ＨＭＩは、前記少なくとも１つの位置センサによって検出される前記現在位置の前記第１のロボットにクエリを行い、
    前記各々の開始位置は、前記現在位置に基づいて判定される、請求項５に記載の方法。
  7. 前記ソーラーパネル配列に関連付けられるベースステーションから前記ＨＭＩによって前記アプリケーション設定を受信し、
    前記構成設定は、前記各々の開始位置及び前記ベースステーション設定に従って定義される、請求項４に記載の方法。
  8. 前記制御プログラムは前記複数のロボットのそれぞれ毎に同一であり、
    前記各々のデバイスＩＤは一意であり、前記制御プログラムに従った動作中に、前記各々のデバイスＩＤが、任意の１つの所与のロボットの独立動作及び前記配置内の前記各々の開始位置に応じて前記複数のロボットの中の１つ以上の他のロボットの前記動作に対する前記所与のロボットの協調動作を可能にし、
    前記ＨＭＩは、前記アプリケーション依存配置に対応する規定のシーケンスに従って、前記デバイスＩＤを増分的に割り当てる、請求項１に記載の方法。
  9. 前記ＨＭＩは、１つ以上の他のロボットの前記規定のシーケンス及び任意の先行配置に応じて、前記配置内の前記各々の開始位置を判定することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  10. 前記少なくとも１つの位置センサはＧＰＳ受信機、加速度計、及び重力磁気計から成るグループから選択され、
    前記各々の開始位置を判定することは、さらに、
    前記プロセッサで、前記現在位置を前記配置及び前記動作環境の１つ以上の基準レイアウトと比較することと、
    前記ＨＭＩによって、前記比較に基づいて、前記各々の開始位置を識別することと、
    を含む、請求項５に記載の方法。
  11. 前記検出された現在位置及び前記割り当てられたデバイスＩＤに従って、前記メモリ内の前記基準レイアウトを更新することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
  12. 構成設定を定義することは、さらに、
    前記１つ以上の位置センサを使用する前記ＨＭＩによって、前記ＨＭＩに関する位置データを判定することと、
    前記位置データをフィールドデバイスに伝達するために、前記特定のフィールドデバイスに関するローカライゼーションデータに転換することであって、前記ローカライゼーションデータは、前記基準レイアウト内の１つ以上の他のデバイスまたはランドマークに対する、配向、絶対場所、方向、及び位置の１つ以上を含む、前記転換することと、
    を含む、請求項６に記載の方法。
  13. 制御プログラムに従って、協調方式で非同一動作を行うために複数のモバイルフィールドデバイスを構成する方法であって、
    動作環境において、アプリケーション依存配置で、各々の開始位置を占有する複数のフィールドデバイスを配列することであって、前記フィールドデバイスは、前記同じ制御プログラムでプログラムされ、どの特定のフィールドデバイスが前記配置のどの開始位置を占有するかを考慮することなく配列され、各フィールドデバイス上の前記制御プログラムは、フィールドに割り当てられた各々のデバイス識別子（ＩＤ）を使用して、各々のフィールドデバイスによって非同一動作を協調し、前記複数のフィールドデバイスによってアプリケーション依存配置ベース動作を協調するように構成される、前記配列することと、
    前記複数のフィールドデバイスのそれぞれを構成することであって、各フィールドデバイスは前記制御プログラムを記憶する非一過性コンピュータ可読メモリ、無線送受信機、及び前記制御プログラムを実行することによって構成されるプロセッサを含み、前記複数のフィールドデバイスのそれぞれ毎に、
    ヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）及び特定のフィールドデバイスを近接に位置付けることであって、前記ＨＭＩはポータブルコンピューティングデバイスであり、前記ポータブルコンピューティングデバイスは、コンピュータ可読ストレージ媒体であって、その内部に記憶される実行可能命令を有する前記コンピュータ可読ストレージ媒体、１つ以上の位置センサ、無線送受信機、及び前記命令を実行することによって構成されるプロセッサを含む、前記位置付けることと、
    前記送受信機を使用する前記ＨＭＩによって、前記ＨＭＩと前記特定のフィールドデバイスとの間の無線通信を確立することと、
    前記ＨＭＩによって、前記配置の前記特定のフィールドデバイスによって占有される前記各々の開始位置を判定することであって、前記各々の開始位置は前記配置内の相対位置である、前記判定することと、
    前記ＨＭＩによって、少なくとも各々のデバイス識別子（ＩＤ）を含む前記特定のフィールドデバイスに関する構成設定を自動的に定義することであって、前記デバイスＩＤは、前記配置内の前記各々の開始位置に応じて増分的に定義される、前記定義することと、
    前記無線送受信機を使用する前記ＨＭＩによって、前記構成設定を前記特定のロボットに移送し、前記特定のロボットを構成することと、を含む、
    前記構成することと、
    前記制御プログラム及び前記各々の構成設定に従って、前記複数のフィールドデバイスの協調動作を開始することと、
    を含む、前記方法。
  14. 前記ＨＭＩ無線送受信機は、短距離誘導無線通信を行うように構成されている無線周波数送受信機である、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記構成設定は、また、前記配置のいくつかのフィールドデバイス、前記複数のフィールドデバイスの相対位置、前記配置のレイアウト、前記環境のレイアウトの１つ以上を含む前記配置に関する情報を含む、請求項１３に記載の方法。
  16. 前記各々のデバイスＩＤは、前記特定のフィールドデバイスに割り当てられる任意の既存の一意の識別子に関係なく定義される、請求項１３に記載の方法。
  17. 前記制御プログラムは前記複数のロボットのそれぞれ毎に同一であり、
    前記各々のデバイスＩＤは一意であり、前記制御プログラムに基づいて動作中に、前記各々のデバイスＩＤが、前記各々のフィールドデバイスの一意の動作及び前記配置の前記特定の位置に応じて前記１つ以上の他のフィールドデバイスの動作に対する前記各々のフィールドデバイスの協調動作を可能にする、請求項１３に記載の方法。
  18. 関連ディスプレイを使用する前記ＨＭＩで、前記配置の第１の開始位置で始まる規定の配置依存順序に従って、前記オペレータに、前記複数のロボットを連続的に構成するように促すことをさらに含み、
    前記ＨＭＩが、前記規定の配置依存順序及び前記複数のフィールドデバイスの中の１つ以上のフィールドデバイスの任意の前の構成の記録に応じて、前記特定のフィールドデバイスによって占有される前記各々の開始位置を判定し、
    各フィールドデバイスが構成されるとき、前記デバイスＩＤは前記ＨＭＩによってインクリメントする、請求項１３に記載の方法。
  19. 前記１つ以上の位置センサはＧＰＳ受信機、加速度計、及び重力磁気計から成るグループから選択され、
    前記各々の開始位置を判定することは、さらに、
    前記位置センサを使用する前記ＨＭＩで、前記ＨＭＩの現在位置を検出することと、
    前記プロセッサで、前記現在位置を前記配置及び前記動作環境の１つ以上の基準レイアウトと比較することと、
    前記ＨＭＩによって、前記比較に基づいて、前記各々の開始位置を識別することと、
    を含む、請求項１３に記載の方法。
  20. 前記検出された現在位置及び前記割り当てられたデバイスＩＤに従って、前記メモリ内の前記基準レイアウトを更新することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 構成設定を定義することは、さらに、
    前記１つ以上の位置センサを使用する前記ＨＭＩによって、前記ＨＭＩに関する位置データを判定することと、
    前記位置データをフィールドデバイスに伝達するために、前記特定のフィールドデバイスに関するローカライゼーションデータに転換することであって、前記ローカライゼーションデータは、前記基準レイアウト内の１つ以上の他のデバイスまたはランドマークに対する、配向、絶対場所、方向、及び位置の１つ以上を含む、前記転換することと、
    を含む、請求項１９に記載の方法。
  22. 前記ＨＭＩにおいて、前記動作環境の少なくとも一部のレイアウト及び前記動作環境内の前記特定のフィールドデバイスと他のデバイスとの間の通信を可能にする役割を果たす制御設定の１つ以上を含む前記配置の前記特定のフィールドデバイスの前記特定の位置に関するアプリケーション依存パラメータを判定することと、
    前記無線送受信機を使用する前記ＨＭＩによって、前記アプリケーション依存パラメータを前記特定のフィールドデバイスに伝達することと、
    をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記他のデバイスは、前記制御プログラムに従って前記複数のロボットの前記動作を補助するように構成される１つ以上の独立型制御コンピュータを含み、さらに、
    前記無線送受信機を使用する前記ＨＭＩで、前記１つ以上の独立型制御コンピュータとの通信を確立することと、
    前記１つ以上の独立型制御コンピュータから前記ＨＭＩで、前記制御設定を受信することと、
    を含む、請求項２２の方法。
  24. 前記各々のフィールドデバイスから前記プロセッサで、前記フィールドデバイスの種類を識別するデータを受信することと、
    前記ＨＭＩプロセッサで、前記識別されたロボット種類に特有の構成アプリケーションを起動することと、をさらに含み、
    前記構成設定は、前記構成アプリケーションに従って及び１つ以上の他のフィールドデバイスの任意の先行構成に応じて定義される、請求項１３に記載の方法。
  25. 前記各々のフィールドデバイスから前記ＨＭＩで、動作履歴、電力消費レベル、動作状態、及びセンサ読取の１つ以上を含む動作データを獲得することと、
    前記ストレージ内において前記ＨＭＩで、前記獲得した動作データを記録することと、
    前記ＨＭＩで、前記獲得した動作データに従って前記構成設定を修正することと、
    前記無線送受信機を使用する前記ＨＭＩで、前記動作データを、独立型制御コンピュータ及びフィールドデバイスの１つ以上に提供することと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
  26. 前記フィールドデバイスは同一の移動ロボットデバイスである、請求項１３に記載の方法。
  27. 前記フィールドデバイスは、複数のグループの異なる種類のフィールドデバイスであり、
    フィールドデバイスの各グループは同一種類の複数のロボットから構成され、
    前記複数のグループのフィールドデバイスのそれぞれ毎に前記構成するステップを行うことをさらに含み、
    前記制御プログラムは、前記割り当てられたデバイスＩＤ及び各々の種類のフィールドデバイスに基づいて、前記複数のグループのフィールドデバイスによって、アプリケーション依存構成ベース動作を協調する、請求項１３に記載の方法。
  28. 前記ＨＭＩは、いったん構成が完了すると、前記１つ以上のフィールドデバイスに関する制御ステーションとしての役割を果たす、請求項１３に記載の方法。
  29. 前記制御プログラムは、
    各々のフィールドデバイスによって非同一動作を協調し、
    配備特有構成データ、センサデータ、前記各々のフィールドデバイスに搭載されたセンサから検出されるデータ、及び動作中に別のデバイスから前記各々のフィールドデバイスによって受信されるコマンドの１つ以上に応じて、前記フィールドデバイスのグループによって、アプリケーション依存配置ベース動作を協調する、請求項１３に記載の方法。
  30. 前記配置の前記特定のフィールドデバイスによって占有される前記各々の開始位置を前記判定するステップはユーザ入力に応じて判定される、請求項１３に記載の方法。
  31. 前記ＨＭＩは、動作コマンドを、各々の割り当てられたデバイスＩＤを使用してアドレス指定される特定のフィールドデバイスに伝達する、請求項２９に記載の方法。
  32. 前記複数のモバイルデバイスの１つ以上から前記ＨＭＩによって、動作データを受信することと、
    関連ディスプレイを使用して、前記ＨＭＩで前記動作データを表示することと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
  33. 前記複数のフィールドデバイスの中の特定のフィールドデバイスを、交換用フィールドデバイスと交換することと、
    前記ＨＭＩで、交換された前記特定のフィールドデバイスに割り当てられた特定の各々のデバイスＩＤを判定することと、
    ステップを繰り返すことであって、
    前記ＨＭＩ及び交換用フィールドデバイスを近接して位置付けること、
    前記送受信機を使用する前記ＨＭＩによって、前記ＨＭＩと前記交換用フィールドデバイスとの間の無線通信を確立すること、
    前記ＨＭＩによって、少なくとも特定の各々のデバイスＩＤを含む前記交換用フィールドデバイスに関する構成設定を自動的に定義すること、
    前記無線送受信機を使用する前記ＨＭＩによって、前記構成設定を前記交換用フィールドデバイスに移送し、前記交換用フィールドデバイスを構成すること、
    の前記ステップを繰り返すことと、
    をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
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