JP2021524634A - 光学画像を表示するためのシステム - Google Patents

Abstract

無人自律輸送機によって光学画像（２）を表示するためのシステム（１）。各輸送機は、格納または送信された画像情報に基づいて画像（２）の少なくとも一部を表示するためのディスプレイと、制御ユニット（９）とを有する。制御ユニット（９）は、画像情報を制御し、格納または送信された位置情報に基づいて駆動ユニット（１１）によって輸送機を移動させるように設計される。少なくとも２つの輸送機が、陸上輸送機（５）として設計され、陸上輸送機（５）のディスプレイ（３）は、実質的に水平な画像面（６）と平行に向けられ、人間が歩行することができるディスプレイ（３）として設計される。

Description

本発明は、無人自律輸送機（ｕｎｍａｎｎｅｄ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ｖｅｈｉｃｌｅ）によって光学画像を表示するためのシステムに関し、各輸送機は、格納または送信された画像情報によって画像の少なくとも一部を表示するためのディスプレイ、ならびに制御ユニットを有し、制御ユニットは、画像情報を制御し、格納または送信された位置情報によって駆動ユニットを使用して輸送機を移動させるように構成される。

先行技術から、「無人航空機（ＵＡＶ：Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）」とも呼ばれるいわゆる「ドローン」によって空域で画像を提示できるようにする既知のシステムが存在している。そのような画像の提示は、スポーツイベント、または同等の公的もしくは私的なイベント中において特に興味深い。

米国特許第９４１５８６９Ｂ１号は、複数のＵＡＶを有するシステムを開示しており、各ＵＡＶは、動作位置において垂直に向けられたディスプレイを支持し、これらのディスプレイの協調された編成によって、組み合わされたより大きいディスプレイを形成することができる。ＵＡＶの可搬重量は低いので、ディスプレイならびにその支持構造は、特に軽量で、その結果、繊細でなければならない。このシステムの欠点は、ディスプレイが、例えば、スポーツスタジアムにおいて同時に片側からしか見ることができないことと、このシステムは、人、例えばアーティストや発表者と、かなり限られた方法でしか対話することができないことである。

本発明は、光学画像を表示するためのシステムを提供するという課題に基づいており、上述の欠点および／または制限を少なくとも低減する。

本発明によれば、この課題は、少なくとも２つの輸送機が、ランドクラフト（ｌａｎｄ ｃｒａｆｔ）として構成され、動作位置におけるランドクラフトのディスプレイが、実質的に水平の画像面と平行に向けられ、人間が接近できるディスプレイとして構成されるシステムによって解決される。

本発明によるシステムは、有利には、光学画像をディスプレイによって地面の近くで実質的に水平に提示することができ、それによって、例えば、画像は、スポーツスタジアムの競技場において同時にすべての側から見ることができ、観客席から明確により良好に見ることができる。さらに、人が、例えば、アーティストまたは発表者が、ディスプレイに接近することができ、それにより、これらの人々との対話の改善および増加が可能になる。

好ましい実施形態では、ランドクラフトのディスプレイは、等辺多角形の幾何形状を有し、ランドクラフトおよび制御ユニットによって、少なくとも１つの実質的にシームレスに寄せ木張りされた（ｐａｒｑｕｅｔ）ステージアセンブリへと移動させることができ、そのステージアセンブリにおいて、ディスプレイは、少なくとも１つの接近可能なおよび／または歩行可能な（ｗａｌｋ−ｏｎ）ステージを形成する。したがって、有利には、人およびアーティストが接近し歩行することができる１つまたはいくつかの移動可能で変更可能な対話式ステージを提供することができる。

ディスプレイは、有益には、画像面に、正六角形、正三角形、および／または菱形の幾何形状を有する。これらの幾何形状は、良好で単純なシームレスの寄せ木張りを可能にする。

「寄せ木張り」という用語は、当業者には「タイル張り」、「舗装」、または「スクラップフリーブランキング」として知られている。

さらなる好ましい実施形態では、システムは、輸送機を移動させ、および／または画像情報を制御するように構成された制御ステーションを有し、制御ユニットおよび／または制御ステーションは、関連付けられた輸送機の位置情報に基づいて、および／またはさらなる輸送機の位置情報に基づいて画像情報を制御するように構成される。したがって、ディスプレイによって表示される画像情報は、それぞれの位置またはそれぞれの輸送機の画像位置に適合させることができる。

位置情報および画像情報は、好ましくは、時間的に可変の情報であり、制御ユニットおよび／または制御ステーションは、位置情報の変化を介して画像情報を実質的に実時間で制御するように構成される。このようにして、一方では、映画および／またはアニメーションをディスプレイによって表示することができ、他方では、この画像情報は、例えば、輸送機が追従する事前定義の経路を介して予定の方法で、または例えば、輸送機が障害物回避操作を実行しなければならない場合、予定外の方法で、輸送機の現在位置に実質的に実時間で適合させることができる。

ディスプレイは、有益には、ランドクラフトのハウジングの一体部分として、および／または耐候性となるように構成される。

１つのランドクラフト、好ましくはすべてのランドクラフトは、有益には、ロボット輸送機として、および／またはメカナムホイールを用いて構成される。

少なくとも１つのランドクラフト、好ましくはすべてのランドクラフトは、有益には、ディスプレイの方位を表示面に合わせるための方位手段を有する。

好ましい実施形態では、少なくとも１つの輸送機は、無人航空機、特に、ＵＡＶ／ドローン、気球、または飛行船として構成され、および／または少なくとも１つの輸送機は、無人ウォータークラフト、特に、ウォータードローン、潜水艦ドローン、海洋ブイとして構成される。

さらなる好ましい実施形態では、輸送機は、少なくとも１つの編隊飛行形態（ｓｗａｒｍ ｆｌｉｇｈｔ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を形成し、制御ユニットおよび／または制御ステーションは、特に、輸送機の編隊飛行形態制御ユニットによって、編隊飛行形態で輸送機を移動させるように構成される。

本発明のさらなる例示的な実施形態が、概略図の以下の図によって説明される。

第１の例示的な実施形態による発明のシステムを示す図である。 図１によるシステムの発明のランドクラフトを示す図である。 本発明によるシステムを用いたシームレス寄せ木張りを有するステージアセンブリの例の鳥瞰図である。

図１は、光学画像２を提供するための本発明の第１の例示的な実施形態によるシステム１の概略図を示す。画像２は、格納または送信された画像情報を介してディスプレイ３によって提示される。ディスプレイ３は、多数の画像点／ピクセルから成ることができ、以下の技術、すなわち、ＬＣＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、量子ドット、「イン−ガラス（Ｉｎ−Ｇｌａｓｓ）」のうちの少なくとも１つに基づくことができる。各ディスプレイ／すべてのディスプレイ３は、画像２の全体を提示することができ、それは、すべてのディスプレイ３が同じもの、すなわち、画像２を提示することを意味する。代替として、すべてのディスプレイ３は、例えば、各ディスプレイ３が画像２の特定の部分を提示することによって、一緒に画像２を提示することができ、すべての部分、すなわち、すべてのディスプレイ３の総計が、画像２の全体を形成する。代替としておよび／または追加として、２つまたはいくつかのディスプレイ３は、画像２の特定の部分および／または異なる画像２を提示することができる。

さらに、画像２の一部は、図１に一例として示されたように、加えて、光要素４によって、例えば光源（ＬＥＤ、レーザ）により半透過性スクリーンを照らすことで提示されてもよい。

本発明の意図における画像の提示の上述の／さらなる可能性は、当業者には知られている。

ディスプレイ３および光要素４は、無人自律輸送機によってサポートされ、格納または送信された位置情報データを介して空間内で位置づけられる、および／または移動される。図１によるシステム１は、３つの無人自律輸送機を有し、それらはランドクラフト５として構成される。そのようなランドクラフト５は、図２に図式的に詳述される。ランドクラフト５のディスプレイ３は、動作位置において、実質的に水平な画像平面６と平行に向けられる。さらに、ランドクラフト５のディスプレイ３は、人間が歩行することができ、それによって、各ディスプレイ３またはいくつかのディスプレイ３のステージアセンブリ２０は、接近可能なおよび／または歩行可能なステージ７を形成することができる。ディスプレイ３は、ランドクラフト５のハウジング１４の一体部分として、および／または耐候性となるように構成することができる。ランドクラフト５は、自律的駆動のロボット輸送機として、および／またはメカナムホイール１７を用いて構成することができ、それによって、ロボット輸送機は、「旋回円」を考慮に入れる必要なしに、自律的に全方向に移動することができる。ランドクラフト５は、ディスプレイ３の方位を画像平面６に合わせるために、方位手段、例えば、昇降用の空気圧ピストン（図示せず）をさらに有することができ、それによって、例えば、傾斜した地面を補償することができる。

さらに、図１によるシステム１は３つの無人自律航空機、いわゆる、ＵＡＶ８を有する。ＵＡＶ８は、マルチコプター（例えば、８つのロータユニットを有する「オプトコプター」）または４つのロータユニットを有する「クワッドコプター」とすることができ、実質的に任意の数ロータユニットが可能である。代替としてまたは追加として、システム１は、以下のリストからの少なくとも１つのさらなる輸送機を有することができる。無人航空機、特に気球もしくは飛行船、または無人ウォータークラフト、特にウォータードローン、潜水艦ドローン、もしくは海洋ブイ。システム１のすべてのこれらの異なる輸送機は、各々、システム１によって光学画像全体をサポートするために、１つまたはいくつかのディスプレイ、光要素、または他のユニットを有することができる。

輸送機、すなわち、ランドクラフト５およびＵＡＶ８は、画像情報を制御し、位置情報データを介して駆動ユニット１１、例えば電動モータを使用して輸送機を移動させるための制御ユニット９を含む。制御ユニット９は、いくつかの構成要素から成ることができ、各構成要素は機能を実行するように構成される。位置情報および／または画像情報を格納するために、輸送機および／または制御ユニット９は、ストレージユニット（図示せず）を有することができる。位置情報および／または画像情報を受信するために、輸送機および／または制御ユニット９は、通信ユニット１２を有することができる。位置情報を決定および／または通信するために、輸送機および／または制御ユニット９は、少なくとも１つの位置センサ１３を有することができる。

少なくとも１つの位置センサ１３は、以下のリストからの少なくとも１つとすることができる。経路、距離、および／または位置用の慣性測定ユニット、加速度センサ、位置センサ、経路、距離、および／または位置用の容量センサ、経路、距離、および／または位置用のレーザセンサ、経路、距離、および／または位置用の共焦点センサシステム、磁気誘導距離センサ、位置用のホール効果センサ、ＧＰＳレシーバまたは同等の衛星ベースナビゲーションシステム、例えば、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、またはＢｅｉｄｏｕ／Ｃｏｍｐａｓｓ用のレシーバ。

図１によるシステム１は、通信ユニット１５を有する地上ベース制御ステーション１４を含む。制御ステーション１４によって、輸送機、すなわち、ランドクラフト５およびＵＡＶ８を移動させることができ、ディスプレイ３のそれぞれの画像情報の提示を制御することができる。それによって、制御ステーション１４は、通信ユニット１２および１５を介して制御ユニット９と通信する。制御ステーション１４は、以下のリストからの少なくとも１つを含むことができる。ＰＣ、ラップトップ、タブレットコンピュータ、およびスマートフォン。制御ステーション１４は、少なくとも１つのユーザインタフェースを有することができ、ユーザ（図示せず）は、ユーザインタフェースを介して輸送機および／または画像を制御することができる。

ユーザは、例えば、ユーザインタフェースを介して、画像２の提示の実行を手動で開始することができる。続いて、画像２の提示の実行は自動的に達成される。位置情報および画像情報は、例えば、制御ユニット９および／または制御ステーション１４によって、プログラムコードを介して自動的に処理される。

制御ユニット９および／または制御ステーション１４は、位置情報、例えば、図１のランドクラフト５の画像位置１６ａに従って輸送機を移動させ、それぞれの画像位置で、例えば、画像位置１６ａで、ディスプレイ３を介してそれぞれの画像情報を提示するように構成される。画像情報および位置情報は、制御ステーション１４および／または制御ユニット９によって計算され、オプションとして、通信ユニット１２および１５を介して送信される。

代替としてまたは追加として、画像情報および／または位置情報の一部または全体は、ストレージユニットに格納され、制御ユニット９で処理することができる。すべての画像情報および／または位置情報が輸送機のストレージユニットに格納される場合、オプションとして、制御ステーション１４は必要とされない。

図１において、画像位置、例えば、１６ａおよび１６ｂは、３つの仮想空間軸Ｘ、Ｙ、およびＺに沿って定義される相対座標に基づく。これは、建物内の屋内用途の場合に特に有利である。輸送機は、位置情報に基づいて、制御ステーション１４、制御ユニット９、および／または位置センサ１３、例えば慣性測定ユニットによって計算される画像位置、例えば１６ａまたは１６ｂに移動される。以下において、輸送機は、所定のルートまたは所定の「経路」に基づくことができる画像位置の空間的または時間的シーケンスに沿って移動することができる。

代替として、位置情報は、例えば、「全地球測位システム」（ＧＰＳ）ベースの座標、例えば、ＧＰＳ交換フォーマット（ＧＰＸ）のデータなどの絶対座標とすることができる。ＧＰＸフォーマットのデータは、ジオデータ、すなわち、地理座標の緯度、経度、および高度を含むことができる。代替として、データはまた、Ｇａｌｉｌｅｏ、ＧＬＯＮＡＳＳ、Ｂｅｉｄｏｕ／Ｃｏｍｐａｓｓ、または任意の他の衛星ベースナビゲーションおよび／または時間システムに、あるいはローカルまたは建物ベースナビゲーションシステムに基づくことができる。この目的のために、輸送機は、輸送機の現在位置または画像位置を事前定義位置または画像位置と常に比較するために、上記のタイプの位置センサ１３を使用することができる。

画像位置は、空間的に静的とすることができ、それは、画像２の提示中、または輸送機が画像位置に達した後の位置情報が、それぞれ、静的情報のみを含むことを意味する。このようにして、輸送機は、画像２の全提示の間、画像位置を維持する。代替として、位置情報は、動的情報を有することができ、それは、１つ、いくつか、またはすべての画像位置が画像２の提示中に変わることを意味する。代替として、位置情報は、静的および動的情報を有することができる。

画像情報は、静的情報のみを有することができ、それは、ディスプレイ３が、画像２の全提示の間、同じ画像２、例えばピクチャ、または画像２の同じ部分を表示することを意味する。代替として、画像２は、動的情報、例えば、ビデオ、アニメーションを有することができる。そのとき、ディスプレイ３は、例えば、特定の時点に、画像２の特定の部分、または特定のフレームを表示することができる。代替として、画像２は、１つまたはいくつかの画像と１つまたはいくつかのビデオの組合せとすることができる。

１つ、いくつか、またはすべてのディスプレイ３の表示内容は、画像位置に依存することができ、または画像位置に合わせることができ、それ故に、ディスプレイ３の表示内容は、関連付けられた輸送機の位置情報および／またはシステム１のさらなる輸送機の位置情報に基づくことができる。例えば、１つ、いくつか、またはすべてのディスプレイ３の表示内容は、それぞれ、画像２の特定の部分のみとすることができ、ディスプレイ３によって表示されるこの特定の部分は、現在の画像位置に依存する。したがって、ランドクラフト５は、例えば、「画像を通じて移動する」ように見えてもよく、ランドクラフト５のディスプレイ３は、明らかに、「画像平面６を通じて移動し」、それぞれ、画像位置と現在関連している画像２のその部分を示す。

画像情報および位置情報は、実質的に実時間で計算および／または送信することができ、それによって、円滑な通信が保証され、オプションとして、画像位置に関する情報および／または画像２の表示部分に関する情報は、例えば、画像位置の予定のまたは予定外の変化を介して、所与の時点に更新することができる。

制御ステーション１４および／または制御ユニット９は、追加として、画像情報および／または位置情報のタイムコード同期を実行するために、通信ユニット１２および／または１５を介してタイムコード信号を送信するように構成することができる。これは、画像情報および位置情報が動的な位置情報と動的な画像情報の組合せを含む場合に特に重要である。実際のタイムコード信号に基づいて、それぞれの制御ユニット９は、どの画像情報、例えば、ビデオデータのどのフレームがディスプレイ３で表示されることになるかを決定する。加えて、特に、制御ステーション１４がない場合、個々の輸送機の間のタイムコード同期を実現することができる。代替として、タイムコード同期は、すべての輸送機で利用可能なグローバルタイムコード同期ソース、例えばＧＰＳまたはＤＧＰＳからのタイムコードを読み取ることによって得ることができる。代替として、すべての輸送機が最初に手動で同期されることによってタイムコード同期を得ることができる。

代替実施形態では、輸送機は、少なくとも１つの編隊飛行形態を形成する。この目的のために、輸送機は、編隊飛行形態制御ユニット（図示せず）と、位置センサ１３、特に複数の距離センサとを有することができ、位置センサ１３は、恒久的に、隣接する輸送機までの距離を実質的に実時間で検出する。これらの編隊飛行形態制御ユニットは、輸送機の制御ユニット９と通信することができ、または輸送機の制御ユニット９に統合されてもよい。次いで、制御ステーション１４および／または制御ユニット９は、位置センサ１３のフィードバックを介して位置情報および／または画像情報を実質的に実時間で更新することができ、編隊飛行形態インテリジェンスに従って輸送機を移動させることができる。当業者は、編隊飛行形態インテリジェンスの基本原理を知っているであろう。

ランドクラフト５のディスプレイ３は、好ましくは、等辺多角形の幾何形状を有する。ランドクラフト５および制御ユニット９によって、これらのディスプレイ３の少なくとも２つは、１つのシームレスに寄せ木張りされたステージアセンブリ１０へと移動することができ、そのステージアセンブリ１０において、ディスプレイ３は、接近可能なおよび／または歩行可能なステージ７を形成する。本発明によるシステムのランドクラフト５を使用して得ることができるシームレスの寄せ木張りを有するそのようなステージアセンブリ１０の例が、図３Ａから図３Ｆに示される。それに関して、ディスプレイ３は、画像面６に、正三角形３ａ、正六角形３ｂ、菱形３ｃ、正方形３ｄ、および／または長方形３ｅの幾何形状を有する。ディスプレイ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、および／または３ｅは、人が接近する／歩行することができ、実質的に水平に、そして画像面６と平行に向けられるステージ７を形成する。代替としてまたは追加として、いくつかの移動可能で変更可能な対話式ステージ７を形成することができ、そのステージは、例えば、人およびアーティストが接近するかまたは歩行することができ、画像２は人と対話し、例えば、画像２は人の動きに「反応する」。

本発明によるシステムは、他の用途、例えば、救助任務にも使用できることにさらに留意されたい。無人ランドクラフト５および／またはＵＡＶ８は、危険にさらされているおよび／または負傷している人に信号を送るまたは情報を表示するためのディスプレイ３および／または光要素４によって構成されてもよい。無人ウォータービークル（図示せず）は、救助を求めるおよび／または負傷している人に一時的な浮遊救命いかだを提供するために、上述の説明に従って接近可能なプラットホームへと移動することができる本発明によるディスプレイ３によって、水上に救助プラットホームを形成することができる。

Claims (10)

1. 無人自律輸送機によって光学画像（２）を表示するためのシステム（１）であって、
   各輸送機が、格納または送信された画像情報によって前記画像（２）の少なくとも一部を表示するためのディスプレイ、ならびに制御ユニット（９）を有し、前記制御ユニット（９）が、前記画像情報を制御し、格納または送信された位置情報によって駆動ユニット（１１）を使用して前記輸送機を移動させるように構成され、
   少なくとも２つの輸送機が、ランドクラフト（５）として構成され、動作位置における前記ランドクラフト（５）の前記ディスプレイ（３）が、実質的に水平な画像面（６）と平行に向けられ、人間が接近できるディスプレイ（３）として構成されることを特徴とするシステム（１）。
2. 前記ランドクラフト（５）の前記ディスプレイ（３）が、等辺多角形の幾何形状を有し、前記ランドクラフト（５）および前記制御ユニット（９）によって、少なくとも１つの実質的にシームレスに寄せ木張りされたステージアセンブリ（１０）へと移動され得、前記ステージアセンブリ（１０）において、前記ディスプレイ（３）が、少なくとも１つの接近可能なおよび／または歩行可能なステージ（７）を形成する、請求項１に記載のシステム（１）。
3. 前記画像面（６）における前記ディスプレイ（３）が、正六角形（３ｂ）、正三角形（３ａ）、および／または菱形（３ｃ）の幾何形状を有する、請求項１または２に記載のシステム（１）。
4. 前記システム（１）が制御ステーション（１４）を有し、前記制御ステーション（１４）が、前記輸送機を移動させ、および／または前記画像情報を制御するように構成され、前記制御ユニット（９）および／または前記制御ステーション（１４）が、関連付けられた輸送機の前記位置情報に基づいて、および／またはさらなる輸送機の前記位置情報に基づいて前記画像情報を制御するように構成される、請求項１から３のいずれかに記載のシステム（１）。
5. 前記位置情報および前記画像情報が、時間的に可変の情報であり、前記制御ユニット（９）および／または前記制御ステーション（１４）が、前記位置情報の変化を介して前記画像情報を実質的に実時間で制御するように構成される、請求項４に記載のシステム（１）。
6. 前記ディスプレイ（３）が、前記ランドクラフト（５）のハウジング（１４）の一体部分であり、および／または耐候性であるように構成される、請求項１から５のいずれかに記載のシステム（１）。
7. 少なくとも１つのランドクラフト（５）、好ましくはすべてのランドクラフト（５）が、ロボット輸送機として、および／またはメカナムホイール（１７）を有するように構成される、請求項１から６のいずれかに記載のシステム（１）。
8. 少なくとも１つのランドクラフト（５）、好ましくはすべてのランドクラフト（５）が、前記ディスプレイ（３）の方位を前記画像面（６）に合わせるための方位手段を有する、請求項１から７のいずれかに記載のシステム（１）。
9. 少なくとも１つの輸送機が、無人航空機、特に、ＵＡＶ（８）／ドローン、気球、または飛行船として構成され、および／または少なくとも１つの輸送機が、無人ウォータークラフト、特に、ウォータードローン、潜水艦ドローン、または海洋ブイとして構成される、請求項１から８のいずれかに記載のシステム（１）。
10. 前記輸送機が、少なくとも１つの編隊飛行形態を形成し、前記制御ユニット（９）および／または前記制御ステーション（１４）が、特に前記輸送機の編隊飛行形態制御ユニットによって、編隊飛行形態で前記輸送機を移動させるように構成される、請求項４から９のいずれかに記載のシステム（１）。
    

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