JP2022529381A - 高空域長期滞空航空機の飛行計画最適化方法 - Google Patents

Abstract

システム、デバイスおよび方法は、少なくとも１の無人航空機（ＵＡＶ）（１０１）と、各ＵＡＶに関連付けられた少なくとも１の飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）（１１０）であって、各ＵＡＶの動きを制御するＦＣＣと、地上管制局（１０４）に関連付けられた少なくとも１のコンピューティングデバイス（１０８）とを備え、少なくとも１のＦＣＣが、地上管制局の上方で、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの第１の飛行パターン（１０３）を維持し、少なくとも１のコンピューティングデバイスが、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの飛行速度に対して設定された閾値を風速が超えることに応答して、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶを第１の飛行パターンから第２の飛行パターン（１０５）に遷移させるために、遷移信号（１６８）を少なくとも１のＦＣＣに送信するように構成されている。【選択図】図７

Description

本発明は、概して、無人航空機（ＵＡＶ）に関し、より詳細には、ＵＡＶの飛行パターンに関する。

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／８３８，７８３号、２０１９年４月２５日に出願された米国仮特許出願第６２／８３８，８３３号、並びに、２０１９年５月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／８５４，７３８号の優先権および利益を主張するものであり、それらすべての内容はあらゆる目的のために引用により本明細書に援用されるものとする。

高空域長期滞空航空機などの無人航空機（ＵＡＶ）は、制御された持続的な飛行が可能な軽量の飛行機である。ＵＡＶは、双方向通信のために地上のオペレータと関連付けられる場合がある。一般的に、ＵＡＶは、風のパターンを利用して、地上局の上方を大きく弧を描くパターンで飛行することができる。

システムの実施形態は、少なくとも１の無人航空機（ＵＡＶ）と、少なくとも１のＵＡＶの各ＵＡＶに関連付けられた少なくとも１の飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）であって、少なくとも１のＵＡＶのうちの各ＵＡＶの動きを制御する少なくとも１のＦＣＣと、地上管制局に関連付けられた少なくとも１のコンピューティングデバイスであって、少なくとも１のＦＣＣと通信する少なくとも１のコンピューティングデバイスとを含むことができ、少なくとも１のＦＣＣが、地上管制局の上方で少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの第１の飛行パターンを維持し、少なくとも１のコンピューティングデバイスが、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの飛行速度に対して設定された閾値を風速が超えることに応答して、少なくとも１のＦＣＣに遷移信号を送信して、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶを第１の飛行パターンから第２の飛行パターンに遷移させるように構成され得る。

追加のシステムの実施形態では、ＦＣＣが、第１の飛行パターンと第２の飛行パターンとの間に接続飛行経路を生成することによって、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶを第１の飛行パターンから第２の飛行パターンに遷移させるようにさらに構成されるようにしてもよい。追加のシステムの実施形態では、接続飛行経路が、接続飛行経路の大部分にわたって一定の旋回率を可能にする。追加のシステムの実施形態では、接続飛行経路が、接続飛行経路の大部分にわたって緩やかな横傾斜飛行を可能にする。

追加のシステムの実施形態では、第１の飛行パターンおよび第２の飛行パターンが、地上管制局の上方の位置保持パターンであってもよい。追加のシステムの実施形態では、第１の飛行パターンが、Ｄループ飛行パターンであってもよい。追加のシステムの実施形態では、第２の飛行パターンが、８の字飛行パターンであってもよい。追加のシステムの実施形態では、遷移信号が、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶのＦＣＣが従うための空間座標のセットを含む。

追加のシステムの実施形態では、少なくとも１のコンピューティングデバイスが、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの飛行速度に対して設定された閾値未満に風速が低下することに応答して、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶを第２の飛行パターンから第１の飛行パターンに遷移させるために、少なくとも１のＦＣＣに終了コマンド信号を送信するように構成されるようにしてもよい。追加のシステムの実施形態では、終了コマンド信号が、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶのＦＣＣが従うための空間座標のセットを備える。

方法の実施形態は、１または複数の無人航空機（ＵＡＶ）の各ＵＡＶに関連付けられた少なくとも１の飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）によって、地上管制局の上方の第１の飛行パターンを維持するステップであって、ＦＣＣが、少なくとも１のＵＡＶの各ＵＡＶの動きを制御するステップと、設定された閾値に対する風速を測定するステップであって、設定された閾値が、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの飛行速度に対するものである、ステップと、測定された風速が設定された閾値を超えることに応答して、地上管制局に関連付けられた少なくとも１のコンピューティングデバイスにより、少なくとも１のＦＣＣに遷移信号を送信するステップと、１または複数のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶに関連付けられた少なくとも１のＦＣＣにより、それぞれのＵＡＶを第１の飛行パターンから第２の飛行パターンに遷移させるステップとを含むことができる。

追加の方法の実施形態では、それぞれのＵＡＶを第１の飛行パターンから第２の飛行パターンに遷移させるステップが、１または複数のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶに関連付けられた少なくとも１のＦＣＣによって、第１の飛行パターンと第２の飛行パターンとの間の接続飛行経路を生成するステップをさらに含む。追加の方法の実施形態では、接続飛行経路が、接続飛行経路の大部分にわたって一定の旋回率を可能にする。追加的な方法の実施形態では、接続飛行経路が、接続飛行経路の大部分にわたって緩やかな横傾斜飛行を可能にする。

追加の方法の実施形態では、第１の飛行パターンおよび第２の飛行パターンが、地上管制局の上方の位置保持パターンであってもよい。追加の方法の実施形態では、第１の飛行パターンが、Ｄループ飛行パターンであってもよい。追加の方法の実施形態では、第２の飛行パターンが、８の字飛行パターンであってもよい。追加の方法の実施形態では、遷移信号が、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶのＦＣＣが従うための空間座標のセットを含む。

追加の方法の実施形態は、測定された風速が設定された閾値未満に低下することに応答して、地上管制局に関連付けられた少なくとも１のコンピューティングデバイスにより、少なくとも１のＦＣＣに終了コマンド信号を送信するステップと、１または複数のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶに関連付けられた少なくとも１のＦＣＣによって、それぞれのＵＡＶを第２の飛行パターンから第１の飛行パターンに遷移させるステップとをさらに含むことができる。追加の方法の実施形態では、終了コマンド信号が、少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶのＦＣＣが従うための空間座標のセットを含む。

図面中の構成要素は必ずしも一定の縮尺である必要はなく、代わりに本発明の原理を説明することに重点が置かれている。同様の参照符号は、様々な図を通じて対応の部品を示す。実施形態は、例として示されており、かつ、添付の図面の図に限定されるものではない。
図１は、一実施形態に係る、Ｄループ飛行パターンで飛行する無人航空機のためのシステムを示している。 図２は、一実施形態に係る、地上局のオペレータに関連付けられたコンピューティングデバイスの最上階層の機能ブロック図を示している。 図３は、一実施形態に係る、図１の無人航空機のコンピューティングデバイスの最上階層の機能ブロック図を示している。 図４は、一実施形態に係る、図１の無人航空機がＤループ飛行パターンから８の字飛行パターンに遷移するためのプロセスを示している。 図５は、一実施形態に係る、図１の無人航空機がＤループ飛行パターンから８の字飛行パターンに遷移するための代替的なプロセスを示している。 図６は、一実施形態に係る、図１の無人航空機が８の字飛行パターンからＤループ飛行パターンに遷移するためのプロセスを示している。 図７は、一実施形態に係る、図１の無人航空機が８の字飛行パターンからＤループ飛行パターンに遷移するための代替的なプロセスを示している。 図８は、一実施形態に係る、無人航空機の飛行計画最適化のための方法の流れ図を示している。 図９は、システムおよびプロセスの一実施形態を実行するためのコンピューティングシステムの上位階層のブロック図およびプロセスを示している。 図１０は、一実施形態を実行することができる例示的なシステムのブロック図およびプロセスを示している。 図１１は、本明細書に開示のシステムおよびプロセスの一実施形態を実行するためのクラウドコンピューティング環境を示している。

以下の説明は、本明細書に開示される実施形態の一般的原理を説明する目的で行われ、かつ、本明細書に開示される概念を限定することを意味するものではない。さらに、本明細書で説明する特定の特徴は、様々な可能な組み合わせ及び順列の各々において、他の説明する特徴と組み合わせて使用されることができる。本明細書で他の方法で特に定義されない限り、すべての用語は、説明から暗示される意味、並びに、当業者によって理解される及び／又は辞書、論文などで定義される意味を含む、可能な限りより広い解釈を与えられるべきである。

高空域長期滞空ソーラー航空機などの無人航空機（ＵＡＶ）の飛行パターンは、Ｄループとすることができる。一例では、航空機が、「Ｄループ」パターンと呼ばれる円形または長円形のパターンを辿る。Ｄループ飛行パターンは、風速が低い場合に有利である。風速が速くなると、Ｄループのサイズも大きくする必要があり、ＵＡＶが旋回率やバンク角を最小限に抑えながら地上局の近くに留まるのが難しくなる。Ｄループでは、ＵＡＶは、向きを変える必要があるまで風に向かって飛行する。パターンはほぼ「Ｄ」形状を形成しているが、以下に説明するように、円や楕円などの他の形状も可能である。例えば、風が無い場合、Ｄループは円形になる。Ｄループの飛行パターンは、風速が低いときには有利であるが、風速が増すに連れて、Ｄループのサイズも大きくする必要がある。風速が増加し続ける場合は、位置保持のために、よりタイトな飛行パターン形成に移行することが望ましい場合がある。

一実施形態では、風速が飛行速度の約４０％に近づくと、航空機は８の字ループに遷移するようにしてもよい。８の字ループは、航空機が地上局の上方でコンパクトな飛行パターンに留まることを可能にし、８の字の交点が地上管制局のほぼ上方に位置するものとなる。

風速が増加すると、Ｄループから８の字ループに移行するのは困難である。より具体的には、ＵＡＶが交点に接近または通過するたびに、どのタイプのループを飛行するかについて決定を下す場合がある。遷移時には、ペイロードがジンバル上にない可能性があるため、バンク角を最小にすることが望ましい可能性がある。そのため、飛行機が傾くと、アンテナビームが傾き、飛行機のビームを向け直す必要がある。代替的には、アンテナビームがより広い角度を持つように設計することもできるが、それは地上管制局での信号強度を低下させる可能性がある。

一実施形態では、ＵＡＶが弱風の中を進んで、Ｄループ飛行パターンをなぞると、Ｄループ飛行パターンの一部が、８の字パターンの交点となる場所を通過する。風速が飛行速度の約４０％以上であれば、航空機は交点でＤループからバンクアウトし、８の字ループパターンに遷移することができる。別の実施形態では、航空機のＤループ飛行パターンが、８の字飛行パターンの交点を直接通過しない。むしろ、風が飛行速度の４０％以上であれば、航空機はそのＤ字の軌道から、航空機が風に向かって直接飛行することとなる８の字の地点に向かって方向を変えることができる。この方法の潜在的な利点は、ＵＡＶが飛行パターン間を遷移する際に、ＵＡＶの緩やかな横傾斜飛行が可能になることである。両実施形態とも、風が弱まると、航空機は８の字ループを抜けて、Ｄループに戻ることが可能である。

図１を参照すると、無人航空機（ＵＡＶ）１０１のシステム１００飛行計画最適化が図示されている。ＵＡＶは、機内パイロットのいない航空機であり、自律的または遠隔的に飛行することができる。一実施形態では、ＵＡＶ１０１が高空域長期滞空航空機である。ＵＡＶ１０１は、１～４０のモータを有し、１００フィート～４００フィートの翼幅を有することができる。一実施形態では、ＵＡＶ１０１が、約２６０フィートの翼幅を有することができ、翼の表面の少なくとも一部を覆う太陽電池アレイによって駆動される１０個の電気モータによって推進することができ、それによりゼロエミッションをもたらすことができる。ＵＡＶ１０１は、海抜約６５，０００フィート、雲の上の高度で飛行し、着陸せずに最大数ヶ月間の連続的な長期ミッションを行うように設計されている。別の実施形態では、ＵＡＶ１０１が、海抜６０，０００フィートで飛行することができる。

ＵＡＶ１０１は、ＵＡＶの軽量なペイロードに少なくとも部分的に起因して、高高度で最適に機能する。ＵＡＶ１０１は、着陸に頼ることなく、かなりの期間の持続的な飛行が可能である。一実施形態では、ＵＡＶ１０１は、約３，０００ポンドの重量があり、翼パネルセクションおよび中央パネルを含み、翼パネルセクションの相互の着脱および／または中央パネルへの着脱が可能であるため、ＵＡＶ１０１の効率的な組立および分解を提供することができる。

ＵＡＶ１０１は、高高度での風のパターンを利用して、少なくとも１の地上管制局１０４の上方の成層圏層内で、大きく弧を描く静止パターンで飛行することができる。一実施形態では、Ｄループ飛行パターンが略「Ｄ」字形を形成する。Ｄループは、風に直接向かって飛行した後、ＵＡＶ１０１が再び風に向くまで定率の３６０度旋回を行うことで、「Ｄ」の形状をなぞることとなる。一実施形態では、飛行パターンが、風が無いときに、円形飛行パターンである。一実施形態では、複数の地上管制局１０４が存在し得る。

地上管制局１０４は、航空機制御のための中央ハブである。ＵＡＶ１０１は、地上管制局１０４に関連付けられた地上ＧＰＳ受信機１３４のビーム幅内にある。ＧＰＳ受信機１３４は、地上管制局１０４および着陸地点の位置を、地上管制局１０４のオペレータ１０６およびＵＡＶ１０１に提供するように構成することができる。各ＵＡＶは、ＵＡＶの位置を計算するための専用ＧＰＳ受信機を含むことができ、地上管制局１０４と通信する地上ＲＦ受信機１３２を介して、関連する位置データを地上管制局１０４に伝えることができる。

地上ＲＦエミッタ１２４は、ＵＡＶ１０１が地上管制局１０４および／または着陸地点の位置を知ることができるように、ＵＡＶ１０１に信号を放出することができる。可視帯域エミッタ１２２など、ＵＡＶ１０１との地上通信用に構成された他のエミッタが含まれるものであってもよい。一実施形態では、地上ＲＦエミッタ１２４が、ＵＡＶ１０１に信号を放出して、通常はＵＡＶ１０１にコマンドを伝えることができる。いくつかの実施形態では、地上管制局１０４が、地上ＧＰＳ受信機１３４、地上ＲＦエミッタ１２４、地上ＲＦ受信機１３２および／または可視帯域エミッタ１２２を含むことができる。他の実施形態では、地上管制局１０４が、地上ＧＰＳ受信機１３４、地上ＲＦエミッタ１２４、地上ＲＦ受信機１３２および／または可視帯域エミッタ１２２と通信することができる。

一実施形態では、ＵＡＶ１０１の飛行パターンの最適化のために、１または複数のオペレータ１０６が地上管制局１０４に配置される。ＵＡＶ１０１の飛行パターンの最適化のために、複数のオペレータが可能である。オペレータ１０６は、地上管制局１０４の少なくとも１のプロセッサおよび／またはＵＡＶ１０１の少なくとも１のプロセッサを介して、ＵＡＶ１０１のある飛行パターンから別の飛行パターンへの遷移を制御することができる。飛行パターン間の遷移は、主に風速に基づいて行うことができる。いくつかの実施形態では、飛行パターン間の遷移を、風速、ＵＡＶの位置などの１または複数の基準に基づいて自動的に行うことができる。

低風速、例えばゼロ～３０ノットでは、ＵＡＶ１０１は「Ｄループ」形状の飛行パターン１０３を辿ることができる。Ｄループの飛行パターン１０３は、低風速において有利である。風速が増加すると、Ｄループのサイズも増加させる必要があり、ＵＡＶ１０１が位置を保持するのが困難になる。風速が増加し続ける場合、オペレータ１０６は、以下で詳細に説明するように、位置保持のために、ＵＡＶ１０１をよりタイトな飛行パターンに遷移させることができる。さらに、オペレータ１０６は、周囲の風速が低くなるか、または弱まると、ＵＡＶ１０１をＤループ１０３に戻るように遷移させることができる。

オペレータ１０６は人として記載されているが、オペレータ１０６は、図２に示すような、アドレス可能なメモリを有するプロセッサであってもよい。ＵＡＶ１０１の制御および／またはＵＡＶ１０１の飛行パターンの変更は、いくつかの実施形態では、オペレータ１０６を介して行うことができる。他の実施形態では、ＵＡＶ１０１の制御および／またはＵＡＶ１０１の飛行パターンの変更は、地上管制局１０４、自律システムまたは半自律システムなどを介して行うことができる。

図２は、オペレータ１０６によって操作されるコンピューティングデバイス１０８の最上階層の機能ブロック図の一例を示している。コンピューティングデバイス１０８は、中央処理装置（ＣＰＵ）などのプロセッサ１３８、アドレス可能なメモリ１４０、外部デバイスインターフェース１４２、例えば、任意選択的なＵＳＢポートおよび関連する処理、および／またはイーサネットポートおよび関連する処理、および任意選択的なユーザインターフェース１４４、例えば、ステータスライトのアレイおよび１または複数のトグルスイッチ、および／またはディスプレイ、および／またはキーボードおよび／またはポインタ・マウスシステムおよび／またはタッチスクリーンを備える。任意選択的には、アドレス可能なメモリが、例えば、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭおよび／またはディスクドライブまたは他のハードドライブであってもよい。これらの要素は、データバス１４６を介して相互に通信することができる。いくつかの実施形態では、ウェブブラウザ１５０およびアプリケーション１５２のサポート等を行うオペレーティングシステム１４８を介して、プロセッサ１３８が、通信チャネルを確立するプロセスのステップを実行するように構成され得る。例えば、プロセッサ１３８は、ＵＡＶ１０１の受信した位置データを処理するために、ＲＦ受信機１３２と通信することができる。

ＵＡＶは機内パイロットがいないため、ＵＡＶに搭載された飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）１１０が、航空機の中央情報部である。ＦＣＣ１１０は、オペレータ１０６から受信したコマンドに基づいて、方向（例えば、飛行パターン）の変更など、ＵＡＶの機能性の多くを部分的または完全に制御することができる。また、ＵＡＶの機能は、地上管制局によって完全にまたは部分的に制御されるものであってもよい。

図３は、ＵＡＶ１０１のＦＣＣ１１０の最上階層の機能ブロック図の一例を示している。ＦＣＣ１１０は、少なくとも、中央処理装置（ＣＰＵ）などのプロセッサ１１４、アドレス可能なメモリ１５４と、外部デバイスインタフェース１５６、例えば、任意選択的なＵＳＢポートおよび関連する処理、および／またはイーサネットポートおよび関連する処理、および任意選択的なユーザインタフェース、例えば、ステータスライトのアレイ、センサ、および１または複数のトグルスイッチを備える。任意選択的には、アドレス可能なメモリが、例えば、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、および／またはディスクドライブまたは他のハードドライブであってもよい。これらの要素は、データバス１６０を介して互いに通信することができる。一実施形態では、ＦＣＣ１１０が、航空機の現在の飛行状態および健全状態を測定するための一連のセンサを有することができる。

いくつかの実施形態では、アプリケーション１６４のサポート等を行うオペレーティングシステム１６２を介して、プロセッサ１１４が、通信チャネルを確立するプロセスのステップを実行するように構成され得る。例えば、プロセッサ１１４は、コンピューティングデバイス１０８からコマンド信号を受信するように構成された受信機１１２と通信することができる。一実施形態では、コマンド信号が、受信機１１２によって受信された遷移コマンド信号であり、プロセッサが、ＵＡＶ１０１を現在の飛行パターンから異なる飛行パターンに遷移させるためのステップを実行する。別の実施形態では、コマンド信号が、受信機１１２によって受信された終了コマンド信号であり、プロセッサ１１４が、ＵＡＶ１０１を新しい飛行パターンから抜けて、元の飛行パターン１０３などの元の飛行パターンに戻るように遷移させるステップを実行する。

ＦＣＣ１１０はさらに、一群の衛星から位置データを受信するように構成された全地球測位システム（ＧＰＳ）に接続されるか、またはそれらと通信することができる。さらに、ＦＣＣ１１０は、地上にＧＰＳ補正情報を送信するため、かつ／または地上に補助周波数帯域で変換されたＧＰＳ位置を地上ＲＦ受信機１３２へと送信するための送信機１１６を含むことができる。

図４には、２つの飛行パターンが例示されている。一実施形態では、ＵＡＶ１０１が、第１の飛行パターン１０３で飛行することができる。一実施形態では、第１の飛行パターン１０３がＤループであってもよい。より具体的には、ＵＡＶ１０１が、風に直接向かって飛行し、その後、ＵＡＶ１０１が再び風に向くまで定率の３６０度旋回を行うことで、「Ｄ」の形状を辿るものとなる。ＵＡＶ１０１は、風速が低いときに第１の飛行パターン１０３で飛行することができる。別の実施形態では、ＵＡＶ１０１が、第１の飛行パターン１０３を反対の反時計回りの方向に飛行することができる。ＵＡＶ１０１は、通常、地上管制局１０４で位置保持することができ、ｚベクトルで示すように、地上管制局１０４の上方を高高度、例えば、海抜約６５，０００フィートで飛行することができる。Ｄループ１０３の中心点は、地上管制局１０４の真上にあってもよい。また、ＵＡＶ１０１は、風速が飛行速度の約４０％以上であるときに、８の字飛行パターンなどの第２の飛行パターン１０５を辿ることができる。風速が飛行速度の約４０％以上に増すと、Ｄループ飛行パターン１０３のサイズが増加する。具体的には、Ｄループ飛行パターン１０３のうち、ほぼ風に向いている部分と、Ｄループ飛行パターン１０３のうち、ほぼ風下を向いている部分とが増加するが、Ｄループ飛行パターン１０３のうち、風向きにほぼ垂直な部分は増加しない。このため、Ｄループ飛行パターン１０３はより広くなるのではなく、Ｄループ飛行パターン１０３はより長くなり得る。ＵＡＶ１０１が４０％の風速を超えて地上管制局１０４の規定された中心点、例えば後述する交点１６５から離れて移動する総距離は、８の字飛行パターン１０５を使用することによって最小化される。８の字飛行パターン１０５は、ＵＡＶ１０１のよりタイトな飛行経路を提供し、それによりＵＡＶ１０１がＤループパターン１０３よりも地上管制局１０４に通常は近づくことを可能にする。

８の字飛行パターン１０５は、ＵＡＶ１０１が完全な第２の飛行パターン１０５を辿るたびに、ＵＡＶ１０１が通過する交点１６５を有することができる。さらに、第２の飛行パターンまたは８の字飛行パターン１０５は、ＵＡＶ１０１が交点１６５から移動する距離を最小化しながら、ＵＡＶ１０１が高風速で移動することを可能にする。一実施形態では、交点１６５が地上管制局１０４のほぼ真上に位置する。

矢印は、ＵＡＶ１０１が各飛行パターン１０３、１０５を進む際のＵＡＶ１０１の方向を示している。ＵＡＶ１０１が第１の飛行パターン１０３を辿るときに、第１の飛行パターン１０３が、交点１６５を通過するようにしてもよい。風速１０１が飛行速度の約４０％以上に増加した場合、ＵＡＶ１０１は、交点１６５で第１の飛行パターン１０３からバンクアウトし、符号１８０で示すように、８の字ループパターン１０５に遷移することができる。一実施形態では、ＵＡＶ１０１の軌道を変更して、第１の飛行パターン１０３から第２の飛行パターンまたは８の字ループ１０５に遷移するために、遷移コマンド信号１６６が、オペレータ１０６または地上管制局１０４のコンピューティングデバイスから、ＵＡＶ１０１のＦＣＣに送信され得る。一実施形態では、遷移コマンド信号１６６が、ＵＡＶ１０１のＦＣＣが従う空間座標のセットであってもよい。

風速は、いくつかの実施形態では、ＵＡＶ１０１で測定することができる。他の実施形態では、外部センサを使用して風速を測定することができる。他の実施形態では、複数のＵＡＶを使用することができ、１または複数のＵＡＶでの風速測定値を記録して、複数のＵＡＶのうちの少なくとも１の他のＵＡＶに送信することができる。風速の閾値は、ＵＡＶ１０１の飛行経路全体の平均風速など、平均風速に基づくものであってもよい。異なるパターン１０３、１０５間の遷移点は、本明細書に開示するように、いくつかの要因に依存し得る。異なるパターン１０３、１０５間の遷移は、いくつかの実施形態では、地上管制局の地上のコンピュータによって指令することができる。他の実施形態では、異なるパターン１０３、１０５間の遷移は、ＵＡＶの飛行制御コンピュータによって自律的に決定することができる。Ｄループ第１の飛行パターン１０３の形状は、航空機の基準点と風に基づくものであってもよい。Ｄループ第１の飛行パターン１０３は、参考のみを目的として示されるものであって、縮尺通りに、あるいは形状に合わせて描かれていない。一実施形態では、Ｄループ第１の飛行パターン１０３の風下の直線部分が、図に示すような行程よりも遥かに短いか、または存在しなくてもよい。Ｄループ第１の飛行パターン１０３が定率の３６０度旋回を含む実施形態では、飛行経路が連続する細長い旋回であるため、直線的な風下の行程が存在しない。いくつかの実施形態では、Ｄループ第１の飛行パターン１０３が、風に向かう行程などの直線的な行程と、ＵＡＶ１０１が直線的な行程に戻る前に長い旋回を行う旋回する行程とを含む。

いくつかの実施形態では、パターン１０３、１０５間の遷移が、所望のロイターポイントへの所望の近接性に基づくものであってもよい。例えば、ＵＡＶ１０１が、ロイターポイントまたは地上管制局からの設定された閾値距離の外に出ないようにする遷移を選択することができる。いくつかの実施形態では、パターン１０３、１０５間の遷移が、集団内の他の航空機またはＵＡＶに基づくものであってもよい。例えば、バッテリレベルの低い航空機のための遷移を優先し、航空機間の所望の距離を維持するために、遷移は、他のＵＡＶの位置、バッテリレベルなどに依存することができる。いくつかの実施形態では、パターン１０３、１０５間の遷移が、時刻に基づくものであってもよい。例えば、遷移は、風に対する太陽の位置に基づくものであってもよく、特に、特定の飛行パターンが太陽エネルギーの吸収を制限する可能性がある日の出および日の入りに近い場合には、風に対する太陽の位置に基づくものであってもよい。いくつかの実施形態では、パターン１０３、１０５間の遷移が、１年のうちの時期に基づくものであってもよい。例えば、冬には、各ＵＡＶ１０１が再充電するための日の出と日の入りの間の時間が短くなり、遷移は、ＵＡＶ１０１が必要に応じて太陽エネルギーを受け取り続けることができるように、所望のパターンおよび／または遷移に対する太陽の角度を考慮する可能性がある。いくつかの実施形態では、遷移および／または選択されたパターン１０３、１０５は、非最適な飛行パターン１０３、１０５を飛行するのに必要な追加のエネルギーと比較して、各飛行パターン１０３、１０５でＵＡＶを充電するために使用することができる太陽エネルギーを考慮することができる。

遷移コマンド信号１６６は、地上管制局１０４のプロセッサからＲＦエミッタ１２４に伝達することができる。ＲＦエミッタ１２４は、ＵＡＶ１０１で受信されるように信号１６６を送信する。信号１６６は、無線周波数信号であり得る。さらに、図３に示すように、ＦＣＣ１１０の受信機１１２は、ＲＦエミッタ１２４と同じ周波数に同調され得る。一実施形態では、遷移コマンド信号１６６は、近傍に他のＵＡＶが存在する場合に信号が他のＵＡＶに送信されないようにするために、ＵＡＶ１０１など、遷移コマンド信号１６６を伝える特定のＵＡＶの固有の識別子コードを有する。ＵＡＶ１０１のＦＣＣ１１０で遷移コマンド信号１６６を受信すると、ＦＣＣ１１０は、ＵＡＶ１０１が交点１６５を通過する際に、ＵＡＶ１０１の進路を８の字飛行パターン１０５に変える。

図５には、図４の第１の飛行パターン１０３および８の字飛行パターンまたは第２の飛行パターン１０５が示されており、８の字ループ１０５の交点１６５が、Ｄループ１０３の中心にほぼ位置している。風速が飛行速度の約４０％以上に増加した場合、オペレータ１０６または地上管制局１０４のプロセッサは、ＵＡＶ１０１がＤループ１０３から徐々に進行方向を変えて、接続飛行経路１８２で示される飛行経路を辿るように遷移コマンド信号１６６を送信する。ＵＡＶ１０１は、交点１６５を通過し、新たな８の字経路１０５を辿る。接続飛行経路１８２の緩やかな遷移により、Ｄループ１０３の大部分にわたって一定の旋回率が可能になり、ＵＡＶ１０１が飛行パターン間を遷移する際に、より緩やかな横傾斜飛行が可能になる。

図６に関して、上述したように、８の字飛行パターン１０５は、ＵＡＶ１０１が、地上管制局１０４の上方で位置保持しながら、高い風速において移動することを可能にする。さらに、８の字飛行パターンまたは第２の飛行パターン１０５は、ＵＡＶ１０１が交点１６５からの移動した距離を最小化することを可能にする。風速１０１が飛行速度の約４０％未満に低下した場合、ＵＡＶ１０１は、交点１６５で８の字ループ１０３からバンクアウトし、接続飛行経路１８４を介してＤループパターン１０５に遷移することができる。一実施形態では、８の字ループ１０５から抜けてＤループ１０３に戻るようにＵＡＶ１０１の軌道を変更するために、オペレータ１０６または地上管制局１０４のプロセッサからＵＡＶ１０１のＦＣＣに終了コマンド信号１６８が送信される。終了コマンド信号１６８は、ＵＡＶ１０１が従う新しい空間座標のセットであってもよい。

終了コマンド信号１６８は、ＲＦエミッタ１２４に伝達され、ＲＦエミッタは、ＵＡＶ１０１で受信されるように信号１６８を放出する。終了コマンド信号１６８は、無線周波数信号であってもよい。さらに、ＦＣＣ１１０の受信機１１２は、ＲＦエミッタ１２４と同じ周波数に同調され得る。一実施形態では、終了コマンド信号１６８は、近傍に他のＵＡＶが存在する場合に信号が他の航空機に送信されないようにするために、ＵＡＶ１０１など、通信する特定の航空機の固有の識別子コードを有する。ＵＡＶ１０１のＦＣＣ１１０で終了コマンド信号１６８を受信すると、ＦＣＣ１１０は、ＵＡＶ１０１が交点１６５を通過する際に、ＵＡＶ１０１の進路を８の字飛行パターン１０５に変える。

図７には、図５のＤループまたは第１の飛行パターン１０３および８の字飛行パターンまたは第２の飛行パターン１０５が示されている。一実施形態では、風速１０１が飛行速度の約４０％未満に低下した場合、オペレータ１０６または地上管制局１０４のプロセッサ１０４は、ＵＡＶ１０１に交点１６５を通過させ、接続飛行経路１８６の漸進的な遷移によって示される飛行経路を辿ってＤループ飛行パターン１０３を辿るようにするために、終了コマンド信号１６８を送信する。接続飛行経路１８６の漸進的な遷移は、Ｄループ１０３の大部分にわたって一定の旋回率を可能にし、ＵＡＶ１０１が飛行パターン間で遷移する際に、より緩やかな横傾斜飛行を可能にする。

図８には、無人航空機（ＵＡＶ）の飛行計画最適化のための方法２００のフローチャートが例示されている。ＵＡＶは、風速がＵＡＶ飛行速度の約４０％未満であるときに、第１の飛行パターンを辿ることができる（ステップ２０２）。一実施形態では、ＵＡＶが、風に直接向かって飛行し、その後、ＵＡＶが再び風に向くまで定率の３６０度旋回を実行することにより、「Ｄ」の形状を辿る。ＵＡＶは、風速が低いときにこのＤループの飛行パターンを飛行することができる。地上管制局のオペレータまたはプロセッサは、風速がＵＡＶ飛行速度の約４０％以上である場合に、ＵＡＶの軌道を変更するための遷移コマンド信号を送信することができる（ステップ２０４）。ＵＡＶ飛行速度の４０％を一例として使用しているが、ＵＡＶ飛行速度に対して他の設定閾値が可能であり、企図されている。設定された閾値量は、ＵＡＶの寸法、利用可能なバッテリ電力、気象条件などに基づくものであってもよい。ＵＡＶの飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）は、遷移コマンド信号を受信することができる（ステップ２０６）。ＦＣＣは、ＵＡＶを第１の飛行パターンから（例えば、交点で）、第２の飛行パターンに遷移させるステップを実行することができる（ステップ２０８）。一実施形態では、第２の飛行パターンが８の字ループパターンである。一実施形態では、遷移コマンド信号は、ＵＡＶが従う空間座標のセットであってもよい。８の字型の飛行パターンは、ＵＡＶが高風速で移動しても、地上局の上方に留まることを可能にする。

オペレータまたはプロセッサは、風速がＵＡＶ飛行速度の約４０％未満であるときに、ＵＡＶの軌道を変更するために、終了コマンド信号を送信することができる（ステップ２１０）。ＦＣＣは、終了コマンド信号を受信する（ステップ２１２）。ＦＣＣは、受信した終了コマンド信号に基づいて、ＵＡＶを第２の飛行パターンから遷移させ、第１の飛行パターンに戻すステップを実行することができる（ステップ２１４）。一実施形態では、終了コマンド信号は、ＵＡＶが従うべき空間座標の新たなセットであってもよい。一実施形態では、終了コマンド信号が、オペレータによって無線周波数（ＲＦ）エミッタに伝達され、ＲＦエミッタが、ＵＡＶのＦＣＣで受信されるように信号を放出する。

一実施形態では、風速が飛行速度の約４０％未満に低下した場合、ＵＡＶは、交点で８の字ループからバンクアウトし、接続飛行経路を介してＤループパターンに徐々に遷移することができる。徐々に遷移することで、Ｄループの大部分にわたって一定の旋回率が可能になり、ＵＡＶが第１の飛行パターンと第２の飛行パターンとの間を遷移する際に、より緩やかな横傾斜飛行が可能となる。

図９は、本明細書に開示される、システム及びプロセスの一実施形態を実施するのに有用なコンピュータシステムを備えるコンピューティングシステムを示すハイレベルブロック図５００である。システムの実施形態は、異なるコンピューティング環境で実施され得る。コンピュータシステムは、１以上のプロセッサ５０２を含み、かつさらに、（例えば、グラフィックス、テキスト及び他のデータを表示するための）電子ディスプレイデバイス５０４と、メインメモリ５０６（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））と、ストレージデバイス５０８と、リムーバブルストレージデバイス５１０（例えば、リムーバブルストレージドライブ、リムーバブルメモリモジュール、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、コンピュータソフトウェア及び／又はデータをその中に格納したコンピュータ可読媒体）と、ユーザインタフェースデバイス５１１（例えば、キーボード、タッチスクリーン、キーパッド、ポインティングデバイス）と、通信インタフェース５１２（例えば、モデム、ネットワークインタフェース（イーサネットカードなど）、通信ポート、又はＰＣＭＣＩＡスロット及びカード）と、を含むことができる。通信インタフェース５１２は、ソフトウェア及びデータがコンピュータシステムと外部デバイスとの間で転送されることを可能にする。システムはさらに、前述のデバイス／モジュールが示されるように接続される通信インフラストラクチャ５１４（例えば、通信バス、クロスオーバーバー又はネットワーク）を含む。

通信インタフェース５１４を介して転送される情報は、信号を伝送し、かつ、ワイヤ又はケーブル、光ファイバ、電話回線、携帯電話／携帯電話リンク、無線周波数（ＲＦ）リンク及び／又は他の通信チャネルを使用して実装され得る通信リンク５１６を介して、通信インタフェース５１４によって受信されることができる電子、電磁、光又は他の信号などの信号の形態であり得る。本明細書のブロック図及び／又はフローチャートを表すコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、プログラム可能なデータ処理装置又は処理装置にロードされて、そこで一連の操作を実行させて、コンピュータ実装プロセスを生成し得る。

実施形態は、実施形態に係る方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して説明された。そうした例／図の各ブロック又はそれらの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施されることができる。コンピュータプログラム命令は、プロセッサに提供されると、プロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図で特定された機能／動作を実施するための手段を作成するように、機械を生成する。フローチャート／ブロック図の各ブロックは、実施形態を実施するハードウェア及び／又はソフトウェアモジュール又はロジックを表し得る。代替の実施では、ブロックに示されている機能は、図に示されている順序から外れて、同時に発生し得る。

コンピュータプログラム（すなわち、コンピュータ制御ロジック）は、メインメモリ及び／又は補助メモリに格納される。コンピュータプログラムはまた、通信インタフェース５１２を介して受信され得る。そうしたコンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステムが本明細書で論じられるような実施形態の特徴を実行することを可能にする。特に、コンピュータプログラムは、実行されると、プロセッサ及び／又はマルチコアプロセッサがコンピュータシステムの特徴を実行することを可能にする。そうしたコンピュータプログラムはコンピュータシステムのコントローラを表す。

図１０は、一実施形態が実施され得る例示的なシステム６００のブロック図を示している。システム６００は、１以上のサーバコンピューティングシステム６３０に接続された、家庭用電子機器などの１以上のクライアントデバイス６０１を含む。サーバ６３０は、情報を通信するためのバス６０２又は他の通信メカニズムと、情報を処理するための、バス６０２に結合されたプロセッサ（ＣＰＵ）６０４と、を含む。サーバ６３０はまた、プロセッサ６０４によって実行される情報及び命令を格納するための、バス６０２に結合された、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又は他の動的ストレージデバイスなどのメインメモリ６０６を含む。メインメモリ６０６はまた、実行中の一時変数又は他の中間情報、若しくは、プロセッサ６０４によって実行される命令を格納するために使用され得る。サーバコンピュータシステム６３０は、プロセッサ６０４のための静的情報及び命令を格納するための、バス６０２に結合されたリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）６０８又は他の静的ストレージデバイスをさらに含む。磁気ディスク又は光ディスクなどのストレージデバイス６１０が、提供され、かつ、情報及び命令を格納するためにバス６０２に結合される。バス６０２は、例えば、ビデオメモリ又はメインメモリ６０６をアドレス指定するための３２本のアドレスラインを包含し得る。バス６０２はまた、例えば、ＣＰＵ６０４、メインメモリ６０６、ビデオメモリ及びストレージ６１０などのコンポーネント間及びコンポーネントの中でデータを転送するための３２ビットデータバスを含み得る。代替として、別個のデータライン及びアドレスラインの代わりに、多重化データ／アドレスラインが使用され得る。

サーバ６３０は、バス６０２を介して、コンピュータユーザに情報を表示するためのディスプレイ６１２に結合され得る。情報及びコマンド選択をプロセッサ６０４に通信するため英数字及び他のキーを含む入力デバイス６１４がバス６０２に結合される。別のタイプ又はユーザ入力デバイスは、プロセッサ６０４への方向情報及びコマンド選択を通信するため、かつ、ディスプレイ６１２上のカーソル移動を制御するためのマウス、トラックボール又はカーソル方向キーなどのカーソル制御６１６を備える。

一実施形態によれば、メインメモリ６０６に包含される１以上の命令の１以上のシーケンスを実行するプロセッサ６０４によって機能が実行される。そうした命令は、ストレージデバイス６１０などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ６０６に読み込まれ得る。メインメモリ６０６に包含される命令のシーケンスの実行により、プロセッサ６０４は、本明細書に記載のプロセスステップを実行する。マルチプロセッシング構成の１以上のプロセッサが採用されて、メインメモリ６０６に包含される命令のシーケンスを実行し得る。代替の実施形態では、ハードワイヤード回路が、ソフトウェア命令に代えて又はソフトウェア命令と組み合わせて使用されて実施形態を実施し得る。したがって、実施形態は、ハードウェア回路及びソフトウェアの特定の組み合わせに限定されない。

「コンピュータプログラム媒体」、「コンピュータ使用可能媒体」、「コンピュータ可読媒体」及び「コンピュータプログラム製品」という用語は、一般に、メインメモリ、補助メモリ、リムーバブルストレージドライブ、ハードディスクドライブにインストールされたハードディスク及び信号などの媒体を示すために使用される。これらのコンピュータプログラム製品は、コンピュータシステムにソフトウェアを提供するための手段である。コンピュータ可読媒体は、コンピュータシステムが、コンピュータ可読媒体からデータ、命令、メッセージ又はメッセージパケット及び他のコンピュータ可読情報を読み取ることを可能にする。コンピュータ可読媒体は、例えば、フロッピーディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ディスクドライブメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ及び他のパーマネントストレージなどの不揮発性メモリを含み得る。例えば、データ及びコンピュータ命令などの情報をコンピュータシステム間で転送する場合に役立つ。さらに、コンピュータ可読媒体は、コンピュータがそうしたコンピュータ可読情報を読み取ることを可能にする有線ネットワーク又は無線ネットワークを含むネットワークリンク及び／又はネットワークインタフェースなどの一時的な状態媒体（transitory state medium）におけるコンピュータ可読情報を含み得る。コンピュータプログラム（コンピュータ制御ロジックとも呼ばれる）は、メインメモリ及び／又は補助メモリに格納される。コンピュータプログラムはまた、通信インタフェースを介して受信され得る。そうしたコンピュータプログラムは、実行されると、コンピュータシステムが本明細書で論じられるような実施形態の特徴を実行することを可能にする。特に、コンピュータプログラムは、実行されると、プロセッサマルチコアプロセッサがコンピュータシステムの特徴を実行することができるようにする。したがって、そうしたコンピュータプログラムは、コンピュータシステムのコントローラを表す。

一般に、本明細書で使用される「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにプロセッサ６０４に命令を提供することに参加した任意の媒体を指す。そうした媒体は、不揮発性媒体、揮発性媒体及び伝送媒体を含むがこれらに限定されない多くの形態をとり得る。不揮発性媒体は、例えば、ストレージデバイス６１０などの光学ディスク又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ６０６などの動的メモリを含む。伝送媒体は、バス６０２を構成するワイヤを含む同軸ケーブル、銅線及び光ファイバを含む。伝送媒体は、電波や赤外線データ通信中に生成されるものなど、音響波又は光波の形態をとることもできる。

コンピュータ可読媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ又は他の任意の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、他の任意の光学媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを有するその他の任意の物理媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ、その他のメモリチップ又はカートリッジ、以下で説明する搬送波又はコンピュータが読み取ることができる任意の他の媒体を含む。

様々な形態のコンピュータ可読媒体は、実行のためにプロセッサ６０４に１以上の命令の１以上のシーケンスを保持することに関与され得る。例えば、命令は、最初に、リモートコンピュータの磁気ディスク上で実行され得る。リモートコンピュータは、命令を動的メモリにロードし、かつ、モデムを使用して電話回線を介して命令を送信することができる。サーバ６３０にローカルなモデムは、電話回線でデータを受信し、かつ、赤外線送信機を使用してデータを赤外線信号に変換することができる。バス６０２に結合された赤外線検出器は、赤外線信号で保持されたデータを受信し、かつ、そのデータをバス６０２に配置することができる。バス６０２は、データをメインメモリ６０６に伝送し、そこからプロセッサ６０４が命令を読み出して実行する。メインメモリ６０６から受信された命令は、任意選択的に、プロセッサ６０４による実行の前又は後のいずれかで、ストレージデバイス６１０に格納され得る。

サーバ６３０はまた、バス６０２に結合された通信インタフェース６１８を含む。通信インタフェース６１８は、現在一般にインターネット６２８と呼ばれている世界規模のパケットデータ通信ネットワークに接続されているネットワークリンク６２０に結合する双方向データ通信を提供する。インターネット６２８は、デジタルデータストリームを保持する電気信号、電磁気信号又は光信号を使用する。様々なネットワークを介した信号及びネットワークリンク６２０上の信号並びにサーバ６３０へ及びサーバ６３０からデジタルデータを保持する通信インタフェース６１８を通じた信号は、情報を伝送する例示的な形態又は搬送波である。

サーバ６３０の別の実施形態では、インタフェース６１８は通信リンク６２０を介してネットワーク６２２に接続されている。例えば、通信インタフェース６１８は、ネットワークリンク６２０の一部を構成することができる対応のタイプの電話回線へのデータ通信接続を提供するための統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）カード又はモデムであり得る。別の例として、通信インタフェース６１８は、互換性のあるＬＡＮへのデータ通信接続を提供するためのローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであり得る。無線リンクも実装され得る。そうした任意の実装において、通信インタフェース６１８は、様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを保持する電気電磁信号又は光信号を送受信する。

ネットワークリンク６２０は、通常、１以上のネットワークを通じて他のデータデバイスへのデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク６２０は、ローカルネットワーク６２２を通じて、ホストコンピュータ６２４又はインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）によって操作されるデータ機器への接続を提供し得る。次に、ＩＳＰは、インターネット６２８を通じてデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク６２２及びインターネット６２８は両方とも、デジタルデータストリームを保持する電気信号、電磁気信号又は光信号を使用する。様々なネットワークを通じた信号及びネットワークリンク６２０上の信号並びにサーバ６３０へ及びサーバ６３０からデジタルデータを伝送する通信インタフェース６１８を通じた信号は、情報を伝送する例示的な形態又は搬送波である。

サーバ６３０は、ネットワーク、ネットワークリンク６２０及び通信インタフェース６１８を通じて、電子メールを含むメッセージ及びデータ、プログラムコードを送受信することができる。さらに、通信インタフェース６１８は、ＵＳＢ／チューナを備えることができ、ネットワークリンク６２０は、サーバ６３０をケーブルプロバイダ、衛星プロバイダ、又は、別のソースからのメッセージ、データ及びプログラムコードを受信するための他の地上伝送システムに接続するためのアンテナ又はケーブルであり得る。

本明細書で説明される実施形態の例示的なバージョンは、サーバ６３０を含むシステム６００などの分散処理システムにおける論理演算として実装され得る。実施形態の論理演算は、サーバ６３０内で実行される一連のステップとして、及び、システム６００内の相互接続された機械モジュールとして実装され得る。実装は、選択の問題であり、実施形態を実施するシステム６００の性能に依存することができる。したがって、実施形態の前記例示的なバージョンを構成する論理演算は、例えば、演算、ステップ又はモジュールと呼ばれる。

上述したサーバ６３０と同様に、クライアントデバイス６０１は、プロセッサ、メモリ、ストレージデバイス、ディスプレイ、入力デバイス、及び、サーバ６３０との通信用のインターネット６２８、ＩＳＰ又はＬＡＮ６２２にクライアントデバイスを接続するための通信インタフェース（例えば、電子メールインタフェース）を含むことができる。

システム６００は、クライアントデバイス６０１と同じ方法で動作するコンピュータ（例えば、パーソナルコンピュータ、コンピューティングノード）６０５をさらに含むことができ、ユーザは、１以上のコンピュータ６０５を利用して、サーバ６３０内のデータを管理することができる。

ここで図１１を参照すると、例示的なクラウドコンピューティング環境５０が示されている。示されるように、クラウドコンピューティング環境５０は、例えば、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、スマートウォッチ、セットトップボックス、ビデオゲームシステム、タブレット、モバイルコンピューティングデバイス又は携帯電話５４Ａ、デスクトップコンピュータ５４Ｂ、ラップトップコンピュータ５４Ｃ、及び／又は、自動車コンピュータシステム５４Ｎなどのクラウド消費者によって使用されるローカルコンピューティングデバイスが通信し得る１以上のクラウドコンピューティングノード１０を備える。ノード１０は互いに通信し得る。それらは、物理的又は仮想的に、上述したプライベート、コミュニティ、パブリック又はハイブリッドクラウド、若しくは、それらの組み合わせなどの１以上のネットワークにグループ化され得る（図示せず）。これにより、クラウドコンピューティング環境５０は、クラウド消費者がローカルコンピューティングデバイス上でリソースを維持する必要がないサービスとして、インフラストラクチャ、プラットフォーム及び／又はソフトウェアを提供することができる。図１１に示すコンピューティングデバイス５４Ａ～Ｎのタイプが例示のみを意図していること、及び、コンピューティングノード１０及びクラウドコンピューティング環境５０が、任意のタイプのネットワーク及び／又はネットワークアドレス可能接続を介して（例えば、ウェブブラウザを使用して）任意のタイプのコンピュータ化されたデバイスと通信することができることが理解される。

上記の実施形態の特定の特徴及び態様の様々な組み合わせ及び／又は部分的組み合わせが、行われてもよく、かつ、依然として本発明の範囲内にあるものと考えられる。したがって、開示された実施形態の様々な特徴及び態様は、開示された発明の様々なモードを形成するために、互いに組み合わせられるか又は互いに置き換えられ得ることが理解されるべきである。さらに、例として本明細書に開示される本発明の範囲は、上述した特定の開示された実施形態によって限定されるべきではないことが意図される。

Claims (20)

1. 少なくとも１の無人航空機（ＵＡＶ）（１０１）と、
   少なくとも１のＵＡＶの各ＵＡＶに関連付けられた少なくとも１の飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）（１１０）であって、前記少なくとも１のＵＡＶの各ＵＡＶの動きを制御する少なくとも１のＦＣＣと、
   地上管制局（１０４）に関連付けられた少なくとも１のコンピューティングデバイス（１０８）であって、前記少なくとも１のＦＣＣと通信する少なくとも１のコンピューティングデバイスとを備え、
   前記少なくとも１のＦＣＣが、前記地上管制局の上方で前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの第１の飛行パターン（１０３）を維持し、
   前記少なくとも１のコンピューティングデバイスが、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの飛行速度に対して設定された閾値を風速が超えることに応答して、前記少なくとも１のＦＣＣに遷移信号（１６８）を送信して、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶを前記第１の飛行パターンから第２の飛行パターン（１０５）に遷移させるように構成されていることを特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記ＦＣＣが、前記第１の飛行パターンと前記第２の飛行パターンとの間に接続飛行経路（１８２）を生成することによって、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶを前記第１の飛行パターンから前記第２の飛行パターンに遷移させるようにさらに構成されていることを特徴とするシステム。
3. 請求項２に記載のシステムにおいて、
   前記接続飛行経路が、前記接続飛行経路の大部分にわたって一定の旋回率を可能にすることを特徴とするシステム。
4. 請求項２に記載のシステムにおいて、
   前記接続飛行経路が、前記接続飛行経路の大部分にわたって緩やかな横傾斜飛行を可能にすることを特徴とするシステム。
5. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記第１の飛行パターンおよび前記第２の飛行パターンが、前記地上管制局の上方の位置保持パターンであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記第１の飛行パターンが、Ｄループ飛行パターンであることを特徴とするシステム。
7. 請求項６に記載のシステムにおいて、
   前記第２の飛行パターンが、８の字飛行パターンであることを特徴とするシステム。
8. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記遷移信号が、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの前記ＦＣＣが従うための空間座標のセットを含むことを特徴とするシステム。
9. 請求項１に記載のシステムにおいて、
   前記少なくとも１のコンピューティングデバイスが、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの飛行速度に対して設定された閾値未満に風速が低下することに応答して、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶを前記第２の飛行パターンから前記第１の飛行パターンに遷移させるために、前記少なくとも１のＦＣＣに終了コマンド信号（１６８）を送信するように構成されていることを特徴とするシステム。
10. 請求項９に記載のシステムにおいて、
    前記終了コマンド信号が、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの前記ＦＣＣが従うための空間座標のセットを含むことを特徴とするシステム。
11. １または複数の無人航空機（ＵＡＶ）（１０１）の各ＵＡＶに関連付けられた少なくとも１の飛行制御コンピュータ（ＦＣＣ）（１１０）によって、地上管制局（１０４）の上方の第１の飛行パターン（１０３）を維持するステップであって、前記ＦＣＣが、前記少なくとも１のＵＡＶの各ＵＡＶの動きを制御する、ステップと、
    設定された閾値に対する風速を測定するステップであって、前記設定された閾値が、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの飛行速度に対するものである、ステップと、
    測定された風速が前記設定された閾値を超えることに応答して、前記地上管制局に関連付けられた少なくとも１のコンピューティングデバイス（１０８）により、前記少なくとも１のＦＣＣに遷移信号（１６８）を送信するステップと、
    前記１または複数のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶに関連付けられた前記少なくとも１のＦＣＣ（１１０）により、それぞれのＵＡＶを前記第１の飛行パターンから第２の飛行パターン（１０５）に遷移させるステップとを備えることを特徴とする方法。
12. 請求項１１に記載の方法において、
    それぞれのＵＡＶを前記第１の飛行パターンから前記第２の飛行パターンに遷移させるステップが、前記１または複数のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶに関連付けられた前記少なくとも１のＦＣＣによって、前記第１の飛行パターンと前記第２の飛行パターンとの間の接続飛行経路（１８２）を生成するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
13. 請求項１２に記載の方法において、
    前記接続飛行経路が、前記接続飛行経路の大部分にわたって一定の旋回率を可能にすることを特徴とする方法。
14. 請求項１２に記載の方法において、
    前記接続飛行経路が、前記接続飛行経路の大部分にわたって緩やかな横傾斜飛行を可能にすることを特徴とする方法。
15. 請求項１１に記載の方法において、
    前記第１の飛行パターンおよび前記第２の飛行パターンが、前記地上管制局の上方の位置保持パターンであることを特徴とする方法。
16. 請求項１１に記載の方法において、
    前記第１の飛行パターンが、Ｄループ飛行パターンであることを特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法において、
    前記第２の飛行パターンが、８の字飛行パターンであることを特徴とする方法。
18. 請求項１１に記載の方法において、
    前記遷移信号が、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの前記ＦＣＣが従うための空間座標のセットを含むことを特徴とする方法。
19. 請求項１１に記載の方法において、
    前記測定された風速が前記設定された閾値未満に低下することに応答して、前記地上管制局に関連付けられた前記少なくとも１のコンピューティングデバイスにより、前記少なくとも１のＦＣＣに終了コマンド信号（１６８）を送信するステップと、
    前記１または複数のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶに関連付けられた前記少なくとも１のＦＣＣによって、それぞれのＵＡＶを前記第２の飛行パターンから前記第１の飛行パターン（１０５）に遷移させるステップとをさらに含むことを特徴とする方法。
20. 請求項１９に記載の方法において、
    前記終了コマンド信号が、前記少なくとも１のＵＡＶのそれぞれのＵＡＶの前記ＦＣＣが従うための空間座標のセットを含むことを特徴とする方法。

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