JP6390022B2 - エネルギー提供ステーション - Google Patents

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Description

無人航空機（ＵＡＶ）などの航空機は、軍事および民間の用途のための監視、偵察、および探査作業を行うために使用され得る。このような航空機は、特定の機能を行うように構成されたペイロードを運ぶことができる。
いくつかの状況では、航空機が長距離を飛行することが望ましということがあり得る。しかしながら、航空機が飛行可能であり得る距離は当該航空機によって担持されるバッテリの寿命によって制限され得る。
いくつかの例では、無人航空機（ＵＡＶ）などの航空機が長距離を飛行することが望ましということがあり得る。したがって、ＵＡＶがバッテリ寿命を補充し、それにより、当該ＵＡＶが長距離を飛行することを許容し得る改良されたＵＡＶ電力供給システムに対する必要性が存在する。本発明は、ＵＡＶ上のバッテリを再充電すること、または、バッテリを別のバッテリに交換することを通じてＵＡＶ上でバッテリ寿命を補充されることを許容することに関連するシステム、方法、およびデバイスを提供する。複数のＵＡＶのためにバッテリ寿命を補充し得る地上ステーションが、提供され得る。地上ステーションは、複数のＵＡＶが地上ステーションと同時にやりとりすることを許容し得る複数のゾーンを含み得る。いくつかの例では、地上ステーションは、異なる種類のＵＡＶもしくはバッテリ、または、ＵＡＶ上のバッテリを補充する異なる技法またはエネルギー提供規則に対応し得る。ＵＡＶとバッテリステーションとの間の通信は、バッテリステーションと飛行中のＵＡＶとの間の堅調な通信を保証するために実施され得る。
本発明のある態様は、ＵＡＶエネルギー提供ステーションを対象とし、当該ステーションは、（１）第１の種類のＵＡＶであって、当該ＵＡＶは当該ＵＡＶに電力供給するように構成された第１のバッテリに結合された、ＵＡＶがステーションにいるときに当該ＵＡＶを支持し、（２）ＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって支持されているときに第１のバッテリを充電するまたは第１のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された第１のＵＡＶ着陸区域と、（１）第１の種類とは異なる第２の種類のＵＡＶであって、当該ＵＡＶは当該ＵＡＶに電力供給するように構成された第２のバッテリに結合された、ＵＡＶがステーションにいるときに当該ＵＡＶを支持し、（２）ＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によって支持されているときに第２のバッテリを充電するまたは第２のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された第２のＵＡＶ着陸区域と、を含み、第１のＵＡＶ着陸区域が、第２の種類のＵＡＶに対しては第２のバッテリを充電するまたは第２のバッテリを別のバッテリに交換するようには構成されていない。
いくつかの実施形態では、第２のＵＡＶ着陸区域は、第１の種類のＵＡＶの場合に対しては１のバッテリを充電するまたは第１のバッテリを別のバッテリに交換するようには構成されていない。第１の種類のＵＡＶおよび第２の種類のＵＡＶは、異なる寸法または形状を有し得る。第１のバッテリおよび第２のバッテリは、異なる種類であり得る。第１のバッテリおよび第２のバッテリのフォームファクタは、異なり得る。第１のバッテリおよび第２のバッテリのバッテリ化学性質は、異なり得る。
第１の種類のＵＡＶは、第１のバッテリが、ＵＡＶに結合され、ＵＡＶに電力を提供するために挿入される窪み領域を含み得る。他方のバッテリは、第１の種類のＵＡＶに結合し、第１の種類のＵＡＶに電力を提供するために窪み領域に挿入されるように構成され得る。バッテリ充電ユニットは、第１のバッテリが窪み領域に挿入されている間に第１のバッテリを充電するように構成され得る。
第１のＵＡＶ着陸区域および第２のＵＡＶ着陸区域は、ＵＡＶが着陸することを支援するように構成された可視標識を含み得る。可視標識は、画像を含み得る。可視標識は、ＬＥＤライトを含み得る。可視標識は、時間と共に動的に変化し得る。
任意選択的に、エネルギー提供ステーションは、携帯可能であり得る。
本発明のさらなる態様は、ＵＡＶエネルギー提供ステーションを対象とし得、当該ステーションは、（１）第１のＵＡＶであって、当該第１のＵＡＶは第１のＵＡＶに電力供給するように構成された第１のバッテリに結合された、第１のＵＡＶがステーションにいるときに第１のＵＡＶを支持し、（２）第１のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって支持されているときに、エネルギー提供規則の第１の組に従って第１のバッテリを充電するまたは第１のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された第１のＵＡＶ着陸区域と、（１）第２のＵＡＶであって、当該第２のＵＡＶは第２のＵＡＶに電力供給するように構成された第２のバッテリに結合された、第２のＵＡＶがステーションにいるときに第２のＵＡＶを支持し、（２）第２のＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によって支持されているときに、エネルギー提供規則の第２の組に従って第２のバッテリを充電するまたは第２のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された第２のＵＡＶ着陸区域と、を含み、エネルギー提供規則の第１の組およびエネルギー提供規則の第２の組が、互いに異なる。
いくつかの実施形態では、エネルギー提供規則の第１の組は、第１のバッテリを別のバッテリに交換することを許容することなく、第１のバッテリを充電することを許容するのみである。任意選択的に、エネルギー提供規則の第２の組は、第２のバッテリの充電を許容することなく、第２のバッテリを別のバッテリに交換することを許容するのみである。
エネルギー提供規則の第１の組は、第１のバッテリの充電のより迅速な完了または第１のバッテリの別のバッテリへのより迅速な交換を、エネルギー提供規則の第２の組のそれらと比して、提供し得る。
エネルギー提供規則の第１の組は、第１のバッテリを第１の充電状態に充電することまたは第１のバッテリを第１の充電状態の別のバッテリに交換することを提供し得、エネルギー提供規則の第２の組は、第２のバッテリを第２の充電状態に充電することまたは第２のバッテリを第２の充電状態の別のバッテリに交換することを提供し得、第２の充電状態は、第１の充電状態とは異なる。
エネルギー提供規則の第１の組は、第１のバッテリの充電状態に依存し得る。エネルギー提供規則の第２の組は、第２のバッテリの充電状態に依存し得る。
第１のＵＡＶは、第１の種類であり得、第２のＵＡＶは、異なる寸法または形状を有する第２の種類であり得る。
第１のバッテリおよび第２のバッテリは、異なる種類であり得る。第１のバッテリおよび第２のバッテリのフォームファクタは、異なり得る。第１のバッテリおよび第２のバッテリのバッテリ化学性質は、異なることがあり得る。
エネルギー提供ステーションは、第１のＧＰＳセンサをさらに備え得、第１のＵＡＶまたは第２のＵＡＶは、第２のＧＰＳセンサを有し、第１のＧＰＳセンサおよび第２のＧＰＳセンサは、協働して動作して、エネルギー提供ステーションに対してナビゲーションを第１のＵＡＶまたは第２のＵＡＶに提供する。
第１のＵＡＶ着陸区域および第２のＵＡＶ着陸区域は、ＵＡＶが着陸する際に支援するように構成された可視標識を含み得る。可視標識は、画像を含み得る。可視標識は、ＬＥＤライトを含み得る。可視標識は、時間と共に動的に変化し得る。
エネルギー提供ステーションは、ステーション上に表示される可視標識を含み得る。第１のＵＡＶまたは第２のＵＡＶは、（ａ）可視標識の画像をキャプチャするように構成されたセンサと、（ｂ）可視標識に応答して、第１のＵＡＶ着陸区域に着陸すべきかまたは第２のＵＡＶ着陸区域に着陸すべきかを決定するプロセッサと、を含み得る。第１のＵＡＶは、第１の可視標識を割り当てられ、第２のＵＡＶは、第２の可視標識を割り当てられ得、プロセッサは、可視標識が、第１の可視標識または第２の可視標識と一致する可視パターンを有するかどうかを検出するように構成され得る。可視標識は、第１のＵＡＶまたは第２のＵＡＶに、空いているＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示し得る。第１のＵＡＶまたは第２のＵＡＶは、エネルギー提供ステーション上のＵＡＶ着陸区域が空いているかどうかを検出するように構成されたセンサを含み得る。
エネルギー提供ステーションは、信頼性のない送電線網である電源から、または送電線網を利用しないで電力を受領し得る。電源からのエネルギーは、第１のバッテリまたは第２のバッテリを充電するために用いられ得る。
いくつかの例では、エネルギー提供ステーションは、携帯可能であり得る。
ＵＡＶエネルギー提供ステーションは、本発明のさらなる態様に従って提供され得る。エネルギー提供ステーションは、（１）第１のＵＡＶであって、当該第１のＵＡＶは第１のＵＡＶに電力供給するように構成された第１のバッテリに結合された、第１のＵＡＶがステーションにいるときに第１のＵＡＶを支持し、（２）第１のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって支持されているときに、第１のバッテリを充電するまたは第１のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された、第１の可視標識を含む第１のＵＡＶ着陸区域と、（１）第２のＵＡＶであって、当該第２のＵＡＶは第２のＵＡＶに電力供給するように構成された第２のバッテリに結合された、第２のＵＡＶがステーションにいるときに第２のＵＡＶを支持し、（２）第２のＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によって支持されているときに、第２のバッテリを充電するまたは第２のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された、第２の可視標識を含む第２のＵＡＶ着陸区域と、を含み、第１の可視標識が、第２の可視標識から視覚的に区別可能である。
第１の可視標識は、画像であり得、第２の可視標識は、第１の可視標識と異なる画像であり得る。第１の可視標識は、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）であり得、第２の可視標識は、第１の可視標識とは異なるパターンのバーコードまたはＱＲコード（登録商標）であり得る。第１の可視標識は、ライトのパターンを含み得、第２の可視標識は、第１の可視標識とは異なるライトパターンを含み得る。
いくつかの実現例では、第１の可視標識および第２の可視標識は、時間と共に動的に変化し得る。
第１のＵＡＶは、第１の可視標識が明らかになるときに着陸するように構成され得、第２のＵＡＶは、第２の可視標識が明らかになるときに着陸するように構成され得る。第１の可視標識は、第１のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域にある間は可視のまま留まり得、第２の可視標識は、第２のＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域にある間は可視のまま留まり得る。
第１の可視標識は、第１の種類の第１のＵＡＶに対する第１の着陸区域を示し得、第２の可視標識は、第１の種類とは異なる第２の種類の第２のＵＡＶに対する第２の着陸区域を示し得る。第１の可視標識は、エネルギー提供規則の第１の組を用いる第１の着陸区域を示し得、（２）第２の可視標識は、エネルギー提供規則の第１の組とは異なるエネルギー提供規則の第２の組を用いる第２の着陸区域を示し得る。
第１のＵＡＶおよび第２のＵＡＶは、同一の種類であり得る。代替例では、第１のＵＡＶおよび第２のＵＡＶは、異なる種類であり得る。
第１のＵＡＶ着陸区域および第２のＵＡＶ着陸区域は、ＵＡＶが載置し得る下部表面を有し得る。第１のＵＡＶ着陸区域および第２のＵＡＶ着陸区域は、ＵＡＶの上に部分的または完全に張り出すように構成された天井を有する着陸ベイであり得る。着陸ベイは、ＵＡＶの通過を許容するように構成された開放側を有し得る。開放側は、ＵＡＶが着陸ベイ内にある間は、開放状態のまま留まり得る。開放側は、ＵＡＶが着陸ベイ内にあるときに閉鎖されるドアを含み得る。ドアは、ＵＡＶが着陸ベイに進入するまたはこれから脱出する時に開放され得る。
ＵＡＶエネルギー提供ステーションの着陸区域に対してＵＡＶを方向付ける方法であって、当該方法は、（１）ＵＡＶであって、当該ＵＡＶは当該ＵＡＶに電力供給するように構成されたバッテリに結合された、ＵＡＶがステーションにいるときに当該ＵＡＶを支持し、（２）ＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間は第１のバッテリを充電するまたは第１のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された第１のＵＡＶ着陸区域を提供することと、（１）ＵＡＶであって、当該ＵＡＶは当該ＵＡＶに電力供給するように構成されたバッテリに結合された、ＵＡＶがステーションにいるときに当該ＵＡＶを支持し、（２）ＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によって支持されているときに第２のバッテリを充電するまたは第２のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された第２のＵＡＶ着陸区域を提供することと、ＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸する、バッテリを搭載したＵＡＶに関する情報を示す信号をプロセッサにおいて受信して、ＵＡＶに関する情報に基づいて第１のＵＡＶ着陸区域または第２の着陸区域に着陸するＵＡＶに対してコマンドを生成することと、を含む。
ＵＡＶに関する情報は、ＵＡＶの種類に関する情報を含み得る。第１のＵＡＶ着陸区域は、第１の種類のＵＡＶを支持するように構成され得、第２のＵＡＶ着陸区域は、第１の種類とは異なる第２の種類のＵＡＶを支持するように構成され得る。コマンドは、ＵＡＶが第１の種類であるときに、ＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域に着陸するための、または、ＵＡＶが第２の種類であるときに、ＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域に着陸するためのものであり得る。
ＵＡＶに関する情報は、ＵＡＶに搭載されているバッテリの充電の状態に関する情報を含み得る。ＵＡＶに関する情報は、ＵＡＶに搭載されるバッテリが充電されるまたは別のバッテリに交換される必要がある時間枠に関する情報を含み得る。ＵＡＶに関する情報は、ＵＡＶの予想される飛行計画を満足させる必要があるＵＡＶに搭載されるバッテリボード上の充電状態の推定値であり得る。本方法は、予想される飛行計画をＵＡＶに搭載されるバッテリが満足させるためにさらなるバッテリ寿命が必要とされるかどうかを、ＵＡＶに搭載される１つ以上のプロセッサを用いて決定することをさらに含み得る。本方法は、さらなるバッテリ寿命が必要とされるときに、ＵＡＶに、ＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸させることをさらに含み得る。ＵＡＶに関する情報は、ＵＡＶに搭載されるバッテリが充電される必要があり、別のバッテリに交換される必要がないかどうか、またはその逆であるかに関する情報を含み得る。任意選択的に、第１のＵＡＶ着陸区域は、第１のバッテリを別のバッテリに交換することを許容することなく、第１のバッテリを充電することを許容するのみであり得る。コマンドは、ＵＡＶに搭載されるバッテリが充電される必要があるときに、ＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域に着陸するためのものであり得る。いくつかの例では、第２のＵＡＶ着陸区域は、バッテリの充電を許容することなく、バッテリを別のバッテリに交換することを許容するのみであり得る。コマンドは、ＵＡＶに搭載されるバッテリが別のバッテリに交換される必要があるときに、ＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域に着陸するためのものであり得る。
本方法は、ＵＡＶエネルギー提供ステーションに保管されている１つ以上のバッテリに関する情報を示す信号を、プロセッサにおいて受信することをさらに含み得る。
さらにその上、本発明の態様は、ＵＡＶエネルギー提供ステーションを対象とし得、当該ステーションは、可視標識を含むＵＡＶ着陸区域であって、当該ＵＡＶ着陸区域が、（１）ＵＡＶであって、当該ＵＡＶはＵＡＶに電力供給するように構成された第１のバッテリに結合された、ＵＡＶがステーションにいるときにＵＡＶを支持し、（２）ＵＡＶがＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、第１のバッテリを充電するまたは第１のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された、ＵＡＶ着陸区域を含み、可視標識が、第１の可視標識構成から第２の可視標識構成に動的に変化するように構成され、当該第１の可視標識構成が、当該第２の可視標識構成から視覚的に区別可能である。
可視標識は、画像であり得、第１の可視標識構成は、第１の画像であり得、第２の可視標識構成は、第１の画像とは異なる第２の画像であり得る。第１の画像は、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）であり得、第２の画像は、第１の画像とは異なるパターンのバーコードまたはＱＲコード（登録商標）であり得る。可視標識は、ライトのパターンを含み得、第１の可視標識構成は、ライトの第１のパターンを含み得、第２の可視標識構成は、第１のライトパターンとは異なる第２のライトパターンを含み得る。ライトのパターンは、所定の期間内のライトの変化を含み得る。ライトのパターンは、点滅パターンを含み得る。ライトのパターンは、ライトの空間的配列を含み得る。
第１の可視標識構成は、着陸区域が、第１の種類の第１のＵＡＶを受容する準備がなったことを示し得、第２の可視標識構成は、着陸区域が、第１の種類とは異なる第２の種類の第２のＵＡＶを受容する準備がなったことを示し得る。第１の可視標識構成は、着陸区域が、エネルギー提供規則の第１の組を用いて動作する準備がなったことを示し得、第２の可視標識構成は、着陸区域が、エネルギー提供規則の第１の組とは異なるエネルギー提供規則の第２の組を用いて動作する準備がなったことを示し得る。
エネルギー提供ステーションは、さらなる可視標識を含むさらなるＵＡＶ着陸区域であって、当該さらなるＵＡＶ着陸区域は、（１）ＵＡＶであって、当該ＵＡＶがＵＡＶに電力供給するように構成された第２のバッテリに結合されている、ＵＡＶがステーションにいるときにＵＡＶを支持し、（２）ＵＡＶがＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に第２のバッテリを充電するまたは第２のバッテリを別のバッテリに交換する、ように構成された、さらなるＵＡＶ着陸区域をさらに含み得る。
エネルギー提供ステーションは、エネルギー提供ステーションに着陸する複数のＵＡＶの存在を示す信号を集合的にまたは個々に受信するように構成された１つ以上のプロセッサをさらに含み得る。１つ以上のプロセッサは、複数のＵＡＶから、実施される任務の優先順位に関する情報を受信し得る。より高い優先度の任務を持つ第１のＵＡＶは、可視標識の支援によって、ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され得、より低い優先度の任務を持つ第２のＵＡＶは、可視標識の支援によってエネルギー提供ステーションのさらなるＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され得る。より高い優先度の任務を持つ第１のＵＡＶは、可視標識の支援によって、より低い優先度の任務を持つ第２のＵＡＶに先立って、ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され得る。より迅速なエネルギー補充を必要とする第１のＵＡＶは、可視標識の支援によって、ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され得、より迅速なエネルギー補充を必要としない第２のＵＡＶは、可視標識の支援によってエネルギー提供ステーションのさらなるＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され得る。より迅速なエネルギー補充を必要とする第１のＵＡＶは、可視標識の支援によって、より迅速なエネルギー補充を必要としない第２のＵＡＶに先立って、ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され得る。第１のＵＡＶに搭載されるバッテリを充電することによってエネルギー補充を必要とする第１のＵＡＶは、可視標識の支援によって、ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され得、第２のＵＡＶに搭載されるバッテリを別のバッテリに交換することによってエネルギー補充を必要とする第２のＵＡＶは、可視標識の支援によって、エネルギー提供ステーションのさらなるＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され得る。
本発明のさらなる態様は、ＵＡＶエネルギー提供ステーションの着陸区域にＵＡＶを方向付ける方法を含み得、当該方法は、上で説明したようにＵＡＶエネルギーステーションを提供することと、可視標識が第１の可視標識構成を有するときに、第１のＵＡＶにＵＡＶ着陸区域上に着陸させることと、可視標識が第２の可視標識構成を有するときに、第２のＵＡＶにＵＡＶ着陸区域上に着陸させることと、を含む。
第１のＵＡＶを着陸させることは、第１の可視標識構成を、第１のＵＡＶのメモリに記憶させることと、可視標識の第１の可視標識構成を、第１のＵＡＶのセンサを使用して検出することと、を含み得る。第２のＵＡＶを着陸させることは、第２の可視標識構成を、第２のＵＡＶのメモリに記憶させることと、可視標識の第２の可視標識構成を、第２のＵＡＶのセンサを使用して検出することと、を含み得る
第１のＵＡＶおよび第２のＵＡＶは、同一の種類であり得る。第１のＵＡＶおよび第２のＵＡＶは、異なる種類であり得る。本方法は、第１のＵＡＶの電力状況を示す信号を、第１のＵＡＶからエネルギー提供ステーションに送出することをさらに含み得る。可視標識は、第１のＵＡＶからの信号に応答して、第１の可視標識構成を有し得る。本方法は、第２のＵＡＶの電力状況を示す信号を、第２のＵＡＶからエネルギー提供ステーションに送出することをさらに含み得る。可視標識は、第２のＵＡＶからの信号に応答して、第２の可視標識構に変更され得る。
本発明のさらなる態様は、ＵＡＶエネルギー提供ステーションの着陸区域に対してＵＡＶを方向付ける方法を対象とし得るが、当該方法は、１つ以上のプロセッサの支援で（１）ＵＡＶはＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸すべきであるかまたは（２）ＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸することなく、別の位置に続行すべきであるかを決定することと、ＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸するＵＡＶのＵＡＶ待ち行列中の位置を決定することと、ＵＡＶが着陸するために複数のＵＡＶ着陸区域からＵＡＶ着陸区域を選択することであって、選択されたＵＡＶ着陸区域が、ＵＡＶにエネルギーを補充するように構成される、位置を決定することと、選択されたＵＡＶ着陸区域がＵＡＶを受容する準備が成ったときに、選択されたＵＶ着陸区域にまでＵＡＶを方向付けることと、を含む。
いくつかの実施形態では、１つ以上のプロセッサが、ＵＡＶ上に搭載されている。代替例では、１つ以上のプロセッサが、エネルギー提供ステーション上に搭載されている。ＵＡＶ待ち行列中での位置は、エネルギー提供ステーションに搭載される１つ以上のプロセッサの支援で決定され得る。
本方法は、ＵＡＶが（１）着陸すべきか（２）続行すべきかを決定することに先立って、ＵＡＶとエネルギー提供ステーションとの間でデータを交換することをさらに含み得る。交換されるデータは、次のうちの１つ以上を含む：ＵＡＶに搭載されるバッテリの状態、飛行条件、ＵＡＶの任務で残っている時間もしくは距離、別のエネルギー提供ステーションまでの距離、ＵＡＶ仕様、ＵＡＶの状態、またはＵＡＶに搭載されるペイロードに関連する情報。ＵＡＶ待ち行列中での位置は、ＵＡＶとエネルギー提供ステーションとの間で交換されるデータに基づいて決定され得る。ＵＡＶ待ち行列中での位置は、この行列中の別のＵＡＶの任務の優先度に対する当該ＵＡＶの任務の優先度に基づいて決定され得る。待ち行列は、複数のＵＡＶを含み得る。
選択されたＵＡＶ着陸区域は、（１）ＵＡＶに搭載されるバッテリを再充電すること、または（２）ＵＡＶに搭載されるバッテリをエネルギー提供ステーションからの別のバッテリと交換すること、によってＵＡＶにエネルギーを補充するように構成され得る。エネルギー提供ステーションは、他のバッテリを保管して充電するように構成されたバッテリ保管ユニットを備え得る。
ＵＡＶを選択されたＵＡＶ着陸区域に方向付けることは、選択されたＵＡＶ着陸区域を示す、ＵＡＶで検出可能な可視標識を表示することを含み得る。可視標識は、選択されたＵＡＶ着陸区域がＵＡＶを受容する準備がなったときに表示され得るが、選択されたＵＡＶ着陸区域がＵＡＶを受容する準備が成る前には表示されない。本方法は、選択されたＵＡＶ着陸区域の構成をＵＡＶの到着のために維持することをさらに含み得る。本方法は、選択されたＵＡＶ着陸区域の構成をＵＡＶの到着のために変更することをさらに含み得る。本方法は、ＵＡＶが選択されたＵＡＶ着陸区域に方向付けられたときに、待ち行列を更新することをさらに含み得る。
ＵＡＶは、選択されたＵＡＶ着陸区域に飛行し得る。ＵＡＶは、待ち行列領域の支援によって、選択されたＵＡＶ着陸区域に搬送され得る。待ち行列領域は、ＵＡＶを選択されたＵＡＶ着陸区域に輸送するように構成されたベルトコンベヤであり得る。
本発明の様々な態様は、個別に、集合的に、または互いに組み合わせて認識され得ることを理解されたい。本明細書で説明される本発明の様々な態様は、以下に示される任意の特定の用途、または任意の他の類型の可動物体に適用され得る。無人航空機などの航空機の本明細書の任意の説明は、任意の輸送機体などの任意の可動物体に適用および使用され得る。さらに、空中運動（例えば、飛行）の文脈において本明細書で開示されたシステム、デバイス、および方法はまた、地上または水上の運動、水中の運動、または宇宙の運動などの他の類型の運動の文脈に適用され得る。
本発明の他の目的および特徴は、明細書、特許請求の範囲、および添付の図面の検討によって明らかになるであろう。
文献の援用
本明細書で言及する全ての刊行物、特許、および特許出願は、個別の刊行物、特許、または特許出願のそれぞれが具体的にかつ個別に示されて参照によって組み込まれるのと同程度に参照によって本明細書に組み込まれる。
本発明の新規の特徴は、添付の特許請求の範囲において、詳細に示される。本発明の特徴および利点のより良い理解が、その中で本発明の原理が利用される例示的な実施形態を示す以下の詳細な説明、および以下の付随する図面を参照することによって得られるであろう。
本発明の実施形態に従って、バッテリステーション上に着陸した無人航空機（ＵＡＶ）の例を示す。 本発明の実施形態に従って、ＵＡＶが飛行中にマルチゾーンバッテリステーションと通信状態にあるＵＡＶの例を示す。 本発明の実施形態に従って、複数のＵＡＶと同時にやりとりするマルチゾーンバッテリステーションの例を示す。 本発明の実施形態に従って、複数の着陸ベイを有するマルチゾーンバッテリステーションの代替的な構成の例を示す。 本発明の実施形態に従って、複数の異なる技法を用いて補充されたバッテリ寿命を有するマルチゾーンバッテリステーション上の複数のＵＡＶの例を示す。 本発明の実施形態に従って、異なるバッテリ専用の異なるゾーン中で補充されたバッテリ寿命を有するマルチゾーンバッテリステーション上の複数のＵＡＶの例を示す。 本発明の実施形態に従う、マルチゾーンバッテリステーションの異なる着陸区域上の複数のＵＡＶ用の着陸スケジュール例を示す。 本発明の実施形態に従って、バッテリステーションの様々な着陸区域中で着陸標識を有するバッテリステーションの上面図の例を示す。 本発明の実施形態に従って、時間とともに変化し得る着陸標識を持つ着陸区域を示す。 本発明の実施形態に従って、着陸標識の変化に応答するマルチゾーンバッテリステーション上のＵＡＶ飛行トラフィックの例を示す。 本発明の実施形態に従う、ＵＡＶとバッテリステーションとの間での直接通信および間接通信の例を示す。 本発明の実施形態に従う無人航空機を示す。 本発明の実施形態に従って、支持機構およびペイロードを備える可動物体を示す。 本発明の実施形態に従って、可動物体を制御するためのシステムのブロック図による概略図である。 本発明の実施形態に従う、マルチゾーンバッテリステーションの着陸プロセスの例を示す。
本発明のシステム、デバイス、および方法は、無人航空機（ＵＡＶ）とバッテリステーションとの間にやりとりを提供する。ＵＡＶの説明は、他の任意の種類の無人型輸送機または他の任意の可動物体に適用し得る。輸送機の説明は、地上、地下、水中、水面、空中、または宇宙ベースの輸送機に適用し得る。ＵＡＶとバッテリステーションとの間のやりとりは、バッテリステーションを用いてＵＡＶ上のバッテリ寿命を補充することを含み得る。バッテリステーションは、複数のＵＡＶがバッテリステーションと同時にやりとりすることを許容する複数のゾーンを有し得る。ＵＡＶがバッテリステーションから離れているおよび／またはＵＡＶがバッテリステーションに着陸している間に、ＵＡＶとバッテリステーションとの間に通信が発生し得る。
ＵＡＶは、ＵＡＶに搭載されるバッテリによって電力供給され得る。バッテリのエネルギー水準は、ＵＡＶが動作するに連れて消耗し得る。これが、ＵＡＶが飛行する時間の量を制限し得るが、これがまた、ＵＡＶの範囲を制限し得る。ＵＡＶが、長期間にわたっておよび／または長距離にわたって飛行することが望まれ得る。例えば、ＵＡＶは、１つの位置から別の位置に品物を送達し得る。ＵＡＶは、品物を送達するために、長距離を飛行する必要があり得る。別の例では、ＵＡＶは、区域を調査する、または長い距離に関連するもしくは長期間にわたるデータを捕捉する必要があり得る。このような時間期間および／距離は、ＵＡＶのバッテリ寿命を超え得る。
したがって、ＵＡＶがバッテリ寿命を補充することが可能であることへの必要性が存在し得る。人間の介入なしで自動的または半自動的な様式で補充が発生することが望まれ得る。例えば、ＵＡＶは、ＵＡＶ上のバッテリ寿命を補充し得るエネルギー提供ステーションに自動的に着陸することが可能であり得る。エネルギー提供ステーションは、ＵＡＶのバッテリを自動的に再充電し得るまたはバッテリを新しいバッテリに交換し得る。ネルギー提供ステーションの存在は、バッテリ寿命が補充される、およびＵＡＶがその任務を続行するための経費および時間を削減し得る。人間の存在または介入を必要としないことは、経費を削減し得、また、バッテリの補充を遠隔の位置で発生することを許容し得る。エネルギー提供ステーションはまた、バッテリ寿命をかなり迅速に補充することが可能であり得、これが、ＵＡＶがその任務を実行する際の遅延を減少させ得る。
エネルギー提供ステーションは、複数の着陸ゾーンを有し得る。複数の着陸ゾーンは、複数のＵＡＶがエネルギー提供ステーションと同時にやりとりすることを許容し得る。これは、交通量の多い領域では、または、ＵＡＶが迅速にサービスを受ける必要があるときに有用であり得る。複数の着陸ゾーンは、任意選択的に、異なる種類のＵＡＶおよび／またはバッテリに対応するように構成され得る。異なるゾーンは、任意選択的に、異なるエネルギー提供規則に従って動作し得、これらの規則は、バッテリ補充技法（例えば、バッテリ交換に対する充電）、エネルギー提供の速度、またはエネルギー提供の水準に関連し得る。いくつかの例では、標識は、ＵＡＶを所望の時間に所望の着陸ゾーンに誘導する際に支援となるように用いられ得る。
図１は、本発明の実施形態に従って、バッテリステーション上に着陸した無人航空機（ＵＡＶ）の例を示す。ＵＡＶ１１０は、エネルギー提供ステーション１２０に着陸することおよび／またはこれから離陸することが可能であり得る。エネルギー提供ステーション１２０は、バッテリステーションであり得る。エネルギー提供ステーションは、地上ステーションであり得る。
ＵＡＶ１１０は、本体１３０、バッテリ１４０、および１つ以上の推進ユニット１５０を含み得る。ＵＡＶ１１０の本明細書中の一切の説明は、任意の種類の可動物体に適用し得る。ＵＡＶの説明は、（例えば、空中、陸上、水中、または宇宙を横断し得る）任意の種類の無人型可動物体に適用し得る。ＵＡＶ１１０は、遠隔の制御器からのコマンドに応答することが可能であり得る。遠隔の制御器は、ＵＡＶに接続されないことがあり得る。いくつかの例では、ＵＡＶは、自動的または半自動的に動作することが可能であり得る。ＵＡＶは、事前プログラムされた命令の組に従うことが可能であり得る。いくつかの例では、ＵＡＶは、自律的に動作している間に、遠隔の制御器からの１つ以上のコマンドに応答することによって半自律的に動作し得る。
本体１３０は、１つ以上の分岐部材、すなわち「アーム」を有し得る中心本体であり得る。アームは、本体１３０から外向きに延在し得る。アームは、放射状に外向きに延在して、本体１３０を介して接合され得る。アームの数は、推進ユニット、すなわち、ＵＡＶ１１０のローターの数と一致し得る。本体１３０は、筐体を含み得る。筐体は、筐体内に、ＵＡＶ１１０の１つ以上の構成要素を包み込み得る。いくつかの例では、ＵＡＶの１つ以上の電気構成要素が、筐体の内部に提供され得る。例えば、ＵＡＶの飛行制御器が、筐体の内部に提供され得る。飛行制御器は、ＵＡＶの１つ以上の推進ユニット１５０の動作を制御し得る。
ＵＡＶは、バッテリ１４０を含み得る。ＵＡＶのバッテリの本明細書中の一切の説明は、ＵＡＶ１１０に搭載される１つ以上のバッテリに適応し得る。いくつかの例では、１、２、３、４、５、６、７、８、またはこれ以上のバッテリが、ＵＡＶ１１０に搭載されて提供され得る。バッテリの本明細書中の一切の説明は、直列、並列、またはこれらの任意の組み合わせで接続された１つ以上のバッテリを含み得るバッテリパックに適応し得る。ＵＡＶのバッテリの本明細書中の一切の説明は、ＵＡＶ１１０上の任意のエネルギー保管デバイスに適応し得る。バッテリ１４０は、電気化学バッテリであり得る。
技術上周知のまたは後で開発された任意のバッテリ化学性質を有するバッテリ１４０が、用いられ得る。いくつかの例では、バッテリ１４０は、弁調節鉛酸バッテリ（例えば、ゲルバッテリ、吸収ガラスマットバッテリー）、ニッケル−カドミウム（ＮｉＣｄ）バッテリ、ニッケル−亜鉛（ＮｉＺｎ）バッテリ、ニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）バッテリ、またはリチウムイオン（Ｌｉイオン）バッテリであり得る。バッテリのセルは、直列、並列、またはこれらの任意の組み合わせで接続され得る。バッテリセルは、１つのユニットまたは複数のユニットとして詰められ得る。バッテリは、再充電式バッテリであり得る。
バッテリ１４０は、任意の寿命長さを有し得る。バッテリの寿命長さは、現在のバッテリの充電状態から完全に消耗した充電状態までの時間の量を含み得る。いくつかの例では、バッテリ寿命は、完全充電状態から完全消耗状態までで、約１分、５分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、４５分、５０分、１時間、１．５時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、８時間、１０時間、１２時間、１８時間、または２４時間以下であり得る。任意選択的に、バッテリ寿命は、完全充電状態から完全消耗状態までで、本明細書に記載する値のうちの任意のもの以上であり得る。いくつかの実施形態では、バッテリ寿命は、本明細書に記載する値のうちの任意の２つ間の範囲に入り得る。バッテリの寿命長さは、ＵＡＶ１１０が動作中でのバッテリの消耗までへの時間の量であり得る。これは、ＵＡＶ１１０が飛行中も含み得る。これは、１つ以上のナビゲーションセンサまたは画像キャプチャデバイスを含み得るＵＡＶ１１０の１つ以上のセンサが動作中を含み得る。これは、本明細書の別のところで言及されるものなどのＵＡＶ１１０の１つ以上の構成要素にバッテリが電力供給する間を含み得る。
バッテリ１４０は、ＵＡＶ１１０に結合され得る。バッテリ１４０は、ＵＡＶ１１０の１つ以上の構成要素に電力を提供するために、ＵＡＶ１１０に結合され得る。バッテリ１４０は、ＵＡＶ１１０に結合されている間は、１つ以上の推進ユニット、飛行制御器、センサ、慣性測定ユニット、通信ユニット、および／またはＵＡＶ１１０の他の任意の構成要素に電力を提供する。電気通信が、バッテリがＵＡＶ１１０に結合されている間に、バッテリ１４０とＵＡＶ１１０の１つ以上の構成要素との間に形成され得る。バッテリ１４０がＵＡＶ１１０から取り外されると、バッテリ１４０は、ＵＡＶ１１０に電力を供給し得ない。バッテリ１４０は、ＵＡＶ１１０から取り外されたときに、ＵＡＶ１１０のどの構成要素にも電力を供給し得ない。例えば、バッテリ１４０は、ＵＡＶから取り外されている間は、１つ以上の推進ユニット、飛行制御器、センサ、慣性測定ユニット、通信ユニット、および／またはＵＡＶの他のどの構成要素にも電力を提供し得ない。ＵＡＶセンサの例は、これに限られないが、位置センサ（例えば、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）センサ、位置三角測量を可能にしているモバイルデバイス送信機）、視覚センサ（例えば、カメラなどの、可視光線、赤外線、または紫外線を検出可能な撮像デバイス）、接近センサ（例えば、超音波センサ、ライダー、飛行時間のカメラ）、慣性センサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープ、慣性測定装置（ＩＭＵ））、高度センサ、圧力センサ（例えば、バロメーター）、音声センサ（例えば、マイクロホン）または場センサ（例えば、磁力計、電磁センサ）を含む。
バッテリ１４０は、任意選択的に、ＵＡＶ１１０に結合されている間は、ＵＡＶ１１０の本体１３０内にあり得る。いくつかの例では、ＵＡＶ１１０は、バッテリが挿入され得る窪み領域を含み得る。いくつかの例では、バッテリ１４０は、ＵＡＶ１１０に結合されている間は、ＵＡＶ１１０の筐体内にあり得る。いくつかの例では、筐体は、ドア、または、バッテリがＵＡＶに結合されるために挿入されるおよび／またはＵＡＶ１１０への結合解除されるために取り外される類似の開口部を含み得る。バッテリ１４０は、バッテリ１４０がＵＡＶ１１０に結合されているときは、ＵＡＶ１１０と電気的に接触し得る。バッテリ１４０は、電気接点を介してＵＡＶ１１０の１つ以上の構成要素に電気的に接続され得る。電気接点は、ＵＡＶ１１０の窪み領域内に提供され得る。バッテリ１４０は、バッテリ１４０が電気接点と接触するように窪み領域中に挿入されたときにＵＡＶ１１０に結合され得る。バッテリ１４０は、バッテリ１４０が窪み領域から除去されたおよび／または電気接点ともはや接触していないときにＵＡＶから取り外され得る。
ＵＡＶ１１０は、航空機であり得る。ＵＡＶ１１０は、ＵＡＶ１１０が空中を運動することを許容し得る１つ以上の推進ユニット１５０を有し得る。１つ以上の推進ユニット１５０は、ＵＡＶ１１０が、１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上の自由度で運動することを可能とし得る。いくつかの例では、ＵＡＶ１１０は、１つ、２つ、３つ、以上の回転軸で回転することが可能であり得る。回転軸は、互いに直交し得る。回転軸は、ＵＡＶの飛行コース全体にわたって互いに直交の状態に留まり得る。回転軸は、ピッチ軸、ロール軸、および／またはヨー軸を含み得る。ＵＡＶ１１０は、１つ以上の次元に沿って運動することが可能であり得る。例えば、ＵＡＶ１１０は、１つ以上のローターによって生成された揚力によって上向きに運動することが可能である。いくつかの例では、ＵＡＶ１１０は、Ｚ軸（ＵＡＶの方位に対して上方であり得る）、Ｘ軸、および／またはＹ軸（横方向であり得る）に沿って運動することが可能であり得る。ＵＡＶ１１０は、互いに直交し得る１つ、２つ、または３つの軸に沿って運動することが可能であり得る。
ＵＡＶ１１０は、回転翼航空機であり得る。いくつかの例では、ＵＡＶ１１０は、複数のローターを含み得るマルチローター航空機であり得る。複数のローターは、ＵＡＶ１１０に対して揚力を生成するように回転することが可能であり得る。ローターは、ＵＡＶ１１０が空中を自由に運動することを可能とし得る推進ユニットであり得る。ローターは、同一の速度で回転し得るおよび／または同一の量の揚力もしくは推力を生成し得る。ローターは、任意選択的に、変動する速度で回転し得るが、これは、異なる量の揚力もしくは推力を生成し得るおよび／またはＵＡＶ１１０が回転することを許容し得る。 いくつかの例では、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはこれ以上のローターが、ＵＡＶ１１０上に提供され得る。ローターは、それらの回転軸が互いに対して平行となるように配列され得る。いくつかの例では、ローターは、互いに対して任意の角度にある回転軸を有し得るが、これはＵＡＶの運動に影響し得る。
ＵＡＶ１１０は、小さい寸法であり得る。ＵＡＶ１１０は、人間によって持ち上げられたりおよび／または搬送されたりされることが可能であり得る。ＵＡＶ１１０は、人間の片手で搬送されることが可能であり得る。ＵＡＶ１１０は、地上ステーション１２０の頂部にまたは地上ステーションの着陸ゾーンに持ち上げることが可能である。
ＵＡＶ１１０は、最大で１００ｃｍを超えない寸法（例えば、長さ、幅、高さ、対角線、直径）を有し得る。いくつかの例では、当該最大の寸法は、１ｍｍ、５ｍｍ、１ｃｍ、３ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、１２ｃｍ、１５ｃｍ、２０ｃｍ、２５ｃｍ、３０ｃｍ、３５ｃｍ、４０ｃｍ、４５ｃｍ、５０ｃｍ、５５ｃｍ、６０ｃｍ、６５ｃｍ、７０ｃｍ、７５ｃｍ、８０ｃｍ、８５ｃｍ、９０ｃｍ、９５ｃｍ、１００ｃｍ、１１０ｃｍ、１２０ｃｍ、１３０ｃｍ、１４０ｃｍ、１５０ｃｍ、１６０ｃｍ、１７０ｃｍ、１８０ｃｍ、１９０ｃｍ、２００ｃｍ、２２０ｃｍ、２５０ｃｍ、または３００ｃｍ以下であり得る。任意選択的に、ＵＡＶの最大の寸法は、本明細書に記載する値のうちのいかなるもの以上であり得る。ＵＡＶは、本明細書に記載する値のうちの任意の２つの間の範囲内に入る最大の寸法を有し得る。
ＵＡＶ１１０は、軽量であり得る。例えば、ＵＡＶは、１ｍｇ、５ｍｇ、１０ｍｇ、５０ｍｇ、１００ｍｇ、５００ｍｇ、１ｇ、２ｇ、３ｇ、５ｇ、７ｇ、１０ｇ、１２ｇ、１５ｇ、２０ｇ、２５ｇ、３０ｇ、３５ｇ、４０ｇ、４５ｇ、５０ｇ、６０ｇ、７０ｈ、８０ｈ、９０ｇ、１００ｇ、１２０ｇ、１５０ｇ、２００ｇ、２５０ｇ、３００ｇ、３５０ｇ、４００ｇ、４５０ｇ、５００ｇ、６００ｇ、７００ｇ、８００ｇ、９００ｇ、１ｋｇ、１．１ｋｇ、１．２ｋｇ、１．３ｋｇ、１．４ｋｇ、１．５ｋｇ、１．７ｋｇ、２ｋｇ、２．２ｋｇ、２．５ｋｇ、３ｋｇ、３．５ｋｇ、４ｋｇ、４．５ｋｇ、５ｋｇ、５．５ｋｇ、６ｋｇ、６．５ｋｇ、７ｋｇ、７．５ｋｇ、８ｋｇ、８．５ｋｇ、９ｋｇ、９．５ｋｇ、１０ｋｇ、１１ｋｇ、１２ｋｇ、１３ｋｇ、１４ｋｇ、１５ｋｇ、１７ｋｇ、または２０ｋｇ以下の重量であり得る。ＵＡＶは、本明細書に記載する値のうちの任意のもの以上の重量を有し得る。ＵＡＶは、本明細書に記載する値のうちの任意の２つの間の範囲に入る重量を有し得る。
ＵＡＶ１１０は、バッテリステーション１２０とやりとりすることが可能であり得る。バッテリステーション１２０は、地表に載置し得る地上ステーションであり得る。バッテリステーション１２０は、固い地面、水、任意の自然地形、任意の人工構造もしくはプラットフォーム上に載置し得、または、任意の種類の輸送機（例えば、地上ベースの輸送機、水中ベースの輸送機、航空機、または宇宙輸送機）によって搬送され得る。
バッテリステーション１２０は、ＵＡＶ１１０のバッテリ１４０上でバッテリ寿命を補充するように構成され得る。これは、ＵＡＶ１１０のバッテリ１４０を再充電することを含む。バッテリ寿命を補充することはまた、ＵＡＶ１１０に搭載されるバッテリを別のバッテリに交換することを含み得る。バッテリステーション１２０は、最初にＵＡＶ１１０に搭載されているバッテリと交換され得る１つ以上のバッテリを保管し得る。新しいバッテリは、最初のバッテリよりも高い充電状態を有し得る。新しいバッテリは、任意選択的に、完全充電され得る。いくつかの例では、ＵＡＶ１１０からの最初のバッテリは、ＵＡＶ１１０から取り外されて、バッテリステーション１２０によって取られる。バッテリステーション１２０は、ＵＡＶ１１０からの最初のバッテリ１４０を充電し得る。
バッテリステーション１２０は、ＵＡＶ１１０が載置し得る着陸区域を含み得る。着陸区域は、ＵＡＶが着陸し得るバッテリステーションのゾーンであり得る。ＵＡＶが着陸している間に、ＵＡＶのバッテリ寿命が補充され得る。ＵＡＶが着陸区域にいる間に、ＵＡＶのバッテリが、別のバッテリに交換され得るまたは再充電され得る。
図２は、本発明の実施形態に従って、ＵＡＶ２１０が飛行中にマルチゾーンバッテリステーション２２０と通信状態にあるＵＡＶ２１０の例を示す。ＵＡＶ２１０は、マルチゾーンバッテリステーション２２０に接近し得る。マルチゾーンバッテリステーション２２０は、ＵＡＶ２１０を支持するように構成された１つ以上のゾーン２３０ａ、２３０ｂを含み得る。ゾーン２３０ａ、２３０ｂは、共通の支持または基礎構造２４０を共有し得るまたはし得ない。通信リンク２５０は、ＵＡＶ２１０とバッテリステーション２２０との間に確立され得る。
いくつかの例では、ＵＡＶ２１０のバッテリ寿命を補充することが望まれ得る。例えば、ＵＡＶ２１０は、バッテリ充電量が欠乏し得る。ＵＡＶ２１０のバッテリの充電状態は、所定のしきい値未満になり得る。ＵＡＶ２１０は、事前計画された経路または予想される距離もしくは時間長にわたって飛行するためにそのバッテリ寿命を拡張する必要があり得る。ＵＡＶ２１０は、事前計画された飛行のためにどれほど多くのバッテリ寿命が必要とされるかを予想し、現在のバッテリ寿命が十分でない場合に、バッテリ寿命を補充し得る。ＵＡＶ２１０は、遠隔のユーザーからの命令に応答してバッテリ寿命を補充し得る、または、さらなるバッテリ寿命が必要とされると自律的に決定し得る。ＵＡＶ２１０は、バッテリステーションの存在を検出し、必要であれば、バッテリステーションに飛行し得る。
バッテリステーション２２０は、複数のゾーン２３０ａ、２３０ｂを有し得る。複数のゾーン２３０ａ、２３０ｂは、ＵＡＶ２１０が着陸し得る複数の着陸区域であり得る。着陸区域は、ＵＡＶ２１０の重量を支持し得る表面を含み得る。任意の数のゾーンが、バッテリステーションに対して提供され得る。バッテリステーションは、１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上、７つ以上、８つ以上、１０以上、１５以上、または２０以上のゾーンを有し得る。ゾーンは、共通の支持構造または基礎２４０を共有し得るまたはし得ない。ゾーンは、互いに物理的に接続され得るまたはされ得ない。ゾーンは、異なる横方向区域および／または高度に提供され得る。ゾーンは、同一の実質的構成を有し得る、または、異なる構成を有し得る。
いくつかの実施形態では、様々なゾーン２３０ａ、２３０ｂは各々が、ＵＡＶ２１０上でバッテリ寿命を補充することが可能であり得る。いくつかの例では、複数の異なるゾーンは、各々が、ＵＡＶ２１０上のバッテリを再充電することおよび／またはバッテリを別のバッテリに交換することによって、バッテリ寿命を補充することが可能であり得る。代替例では、いくつかの実施形態では、複数のゾーン中の第１のゾーンは、バッテリを交換するように構成されることなくＵＡＶ２１０上のバッテリを再充電するように構成され得、複数のゾーン中の第２のゾーンは、ＵＡＶ２１０上のバッテリを再充電するように構成されることなく、バッテリを別のバッテリに交換するように構成され得る。任意選択的に、ＵＡＶ２１０上のバッテリを再充電することが可能で、バッテリを別のバッテリに交換することが可能な第３のゾーンが、提供され得る。いくつかの実施形態では、各々のゾーンは、任意のバッテリ寿命補充技法を実施することが可能であり、他の実施形態では、異なるゾーンが、バッテリ寿命を補充する異なる技法の専用であり得る。
任意選択的に、様々なゾーン２３０ａ、２３０ｂは、エネルギー提供規則の組に従って動作し得る。エネルギー提供規則は、バッテリの交換かバッテリの再充電かなどのバッテリ寿命補充技法を含み得る。バッテリ寿命補充技法はまた、バッテリがＵＡＶに搭載されている間にエネルギーを補充すること、または、ＵＡＶにエネルギーを提供するためにＵＡＶからバッテリを除去することを含み得る。 エネルギー提供規則は、異なる目的を遵守し得るバッテリ寿命補充技法を含み得る。例えば、エネルギー提供規則は、可能な限り迅速にバッテリ寿命を補充するという目的を含み得る。これは、可能な限り迅速にバッテリ寿命を完全充電状態に、または、可能な限り迅速に所定のしきい値充電状態に、補充することを含み得る。別の例では、エネルギー提供規則は、可能な限りバッテリ品質を劣化から防ぐ（可能な限りバッテリの物理的寿命を延長する）様式でバッテリ寿命を補充するという目的を含み得る。別の例は、エネルギー効率的な様式でバッテリ寿命を補充することを含み得る。さらなる例は、コストパフォーマンスの良い様式でバッテリ寿命を補充するという目的を含み得る。例えば、バッテリステーションが、バッテリを充電するためのエネルギーを公共の送電線から得る場合、それは、従うべきエネルギー提供規則を決定するに際して、ピーク時およびオフピーク時を考慮し得る。同様に、バッテリステーション２２０は、信頼性のない送電線網から、または送電線網を利用しないでエネルギーを獲得し得る。いくつかの例では、いくつかのＵＡＶは、バッテリ寿命を補充する優先度が他のＵＡＶよりも高くあり得る。このような考慮は、従うべきエネルギー提供規則を決定するに際して、払われ得る。
ＵＡＶに対して、適用可能なエネルギー提供規則ならびにゾーン選択および着陸スケジュールを決定するために、１つの目的が提供されて、用いられ得る。いくつかの例では、複数の目的が提供され得、複数の目的を最適化するために、様々なゾーンが動作し得る。いくつかの例では、主要な目的が提供され、これは、他の目的のうちの１つ以上に優先し得る。主要な目的は、他の目的のうちの１つ以上に対するしきい値を満足されている状態で最適化され得る。バッテリステーションは、複数のゾーンでの１つ以上のＵＡＶに対する着陸ゾーン選択および／またはタイミングを決定し得る制御器を含み得る。制御器は、着陸ゾーン選択および／またはタイミングを決定する際に、複数のＵＡＶに対する複数の目的を考慮し得る。エネルギー提供規則は、複数のゾーンにわたって着陸ゾーン選択および／またはタイミングを決定する際に、選択および／または考慮され得る。
様々なエネルギー提供規則は、バッテリ交換か充電かということを含み得る。様々なエネルギー提供規則はまた、充電速度、充電スケジュール、再充電の水準、またはバッテリ再充電に関する他の任意の要因を考慮し得る。様々なエネルギー提供規則はまた、バッテリ交換の迅速性もしくはタイミング、更新されたバッテリが有するべき充電の水準、最初のバッテリと交換されるバッテリの種類、またはバッテリ再充電に関する他の任意の要因を考慮し得る。
ゾーンが異なれば、従うべきエネルギー提供規則も異なり得る。代替例では、ゾーンが異なっても、従うべきエネルギー提供規則が同一であり得る。いくつかの実施形態では、ゾーンのうちの１つ以上は、複数のエネルギー提供規則を遵守することが可能であり得る。他の例では、１つ以上のゾーンは、エネルギー提供規則のうちの１つのみまたは限られた組を遵守することが可能であり得る。したがって、異なるゾーンは、次の異なるエネルギー提供規則の専用であり得る。例えば、エネルギー提供規則の第１の組に従ってＵＡＶ上でバッテリ寿命を補充し得る第１のＵＡＶ着陸区域が提供され得、エネルギー提供規則の第２の組に従ってバッテリ寿命を補充し得る第２のＵＡＶ着陸区域が提供され得るが、エネルギー提供規則の第２の組は、エネルギー提供規則の第１の組とは異なり得る。
別の例では、異なるゾーン２３０ａ、２３０ｂは、異なる種類のＵＡＶを受容するように構成され得る。例えば、第１のＵＡＶ着陸区域は、第１のＵＡＶ種類のＵＡＶを支持するように構成され得、第２のＵＡＶ着陸区域は、第１のＵＡＶ種類とは異なり得る第２のＵＡＶ種類のＵＡＶを支持するように構成され得る。第１の着陸区域は、任意選択的に、第２の種類のＵＡＶを支持しないように構成され得る。同様に、第２の着陸区域は、任意選択的に、第１の種類のＵＡＶを支持しないように構成され得る。
異なる種類のＵＡＶは、異なる専用の着陸ゾーンおよび／または区域を必要とし得る異なる特徴を有し得る。いくつかの例では、異なる種類のＵＡＶは、異なるサイズおよび／または形状であり得る。異なる種類のＵＡＶは、異なる重量であり得る。着陸区域は、具体的には、特定のサイズ、フォームファクタ―、および／または重量を有するＵＡＶを支持するように設計され得る。いくつかの例では、着陸区域は、具体的には、特定の着陸スタンド構成を有するＵＡＶを受容するように構成され得る。ＵＡＶの着陸スタンドは、ＵＡＶが飛行中でないときに、ＵＡＶの重量を支持し得る。いくつかの例では、着陸区域は、着陸スタンドに接触し得る１つ以上の接触部分を有し得る。いくつかの例では、接触部分は、ＵＡＶの着陸スタンドに対応するようなサイズおよび／または形状であり得る。任意選択的に、異なるＵＡＶに対応するように構成された異なる着陸区域は、ＵＡＶの異なる着陸スタンドに対応するために、異なる部分配列を有し得る。任意選択的に、接触部分は、ＵＡＶの着陸スタンドを所望の着陸地点に誘導し得るガイドを含み得る。ガイドは、着陸スタンドを所望の位置に重力の支援で方向付け得るコーンやファネルなどの受動式ガイドであり得る。
異なる種類のＵＡＶは、異なる様式で収納されたバッテリを有し得る。異なる種類のＵＡＶからのバッテリは、異なる様式で挿入され／取り外され得る。例えば、バッテリがＵＡＶの筐体内に提供される場合、バッテリが挿入または取り外しされ得るドアまたは開口部は、ＵＡＶの異なる領域に置かれ得る、または、異なる寸法もしくは仕様を有し得る。いくつかの例では、異なる種類のＵＡＶからのバッテリは、異なるフォームファクタ―、重量、寸法、および／またはバッテリ化学性質を有し得る。
他の実施形態では、異なるゾーンは、複数の種類のＵＡＶを受容することが可能であり得る。１つ以上のゾーンは、複数の種類のＵＡＶを受容することが可能であり得る。任意選択的に、ゾーンの各々は、異なるＵＡＶを、それらの種類を考慮することなく、すなわち広い範囲の種類にわたって受容することが可能であり得る。
ＵＡＶ２１０は、バッテリステーション２２０と通信し得る２５０。ＵＡＶ２１０は、バッテリステーション２２０に情報を提供し得る。バッテリステーション２２０は情報を用いて、ＵＡＶ２１０が着陸するゾーン２３０ａ、２３０ｂを決定し得る。バッテリステーション２２０は、どのゾーンにＵＡＶ２１０が着陸するかのインジケータをＵＡＶ２１０に提供し得る。ＵＡＶ２１０は、インジケータに応答して、対応するゾーンに着陸し得る。
ＵＡＶ２１０は、バッテリステーション２２０と通信リンク２５０を形成し得る。様々な種類の通信の例は、本明細書の別のところにより詳しく説明される。ＵＡＶ２１０は、ＵＡＶ２１０および／またはＵＡＶ２１０のバッテリに関する情報を提供し得る。例えば、ＵＡＶ２１０は、バッテリの充電状態に関する情報を地上ステーションに送出し得る。ＵＡＶ２１０は、最大容量でのバッテリ寿命、バッテリ化学性質、バッテリの種類、バッテリのフォームファクタ―、バッテリの重量、および／またはバッテリ化学性質などのバッテリに関するさらなる情報を送出し得る。ＵＡＶ２１０は、ＵＡＶ２１０に関する情報を地上ステーション２２０に送出し得る。例えば、ＵＡＶ２１０は、ＵＡＶ種類（例えば、型、モデル）、ＵＡＶの寸法、ＵＡＶのフォームファクタ―、ＵＡＶの重量、ＵＡＶのバッテリ保管の構成、および／またはＵＡＶ２１０のバッテリに対する挿入ポイントもしくは取り外しポイントの構成に関する情報を送出し得る。ＵＡＶ２１０はまた、バッテリ寿命補充という１つ以上の目的に関連し得る情報を送出し得る。例えば、ＵＡＶ２１０は、継続飛行計画、飛行距離、ＵＡＶで搬送される荷重、時間割、迅速な補充が所望されるかどうか、ＵＡＶ優先順位、エネルギーの効率的な再充電が所望されるかどうか、コスト効率の良い再充電が所望されるかどうか、長期のバッテリ寿命再充電が所望されるかどうか、バッテリを別のバッテリに交換することに対する既存のバッテリを再充電するかにの優先があるかどうか、または他の任意の種類の目的に関連する情報を送出し得る。
バッテリステーション２２０は、ＵＡＶ２１０に情報を送出し得る。ＵＡＶ２１０からの情報は、バッテリステーションの位置および／または機能性に関する情報を含み得る。例えば、バッテリステーション２２０は、任意のバッテリがバッテリステーション２２０で入手可能であるかどうかおよび／またはバッテリの充電状態に関する情報を含み得る。任意選択的に、バッテリステーション２２０は、様々な着陸ゾーンおよび着陸ゾーンンに関する任意の詳細に関する情報を含み得る。例えば、バッテリステーションは、着陸ゾーンのどれが空いているかいないか、または、着陸ゾーンが任意のエネルギー提供規則に従って動作するかもしくは特定の種類のＵＡＶに対応するかに関する方法を含み得る。
いくつかの実施形態では、ＵＡＶ２１０とバッテリステーション２２０との間の通信は、ＵＡＶ２１０とバッテリステーション２２０との間での相対的位置に関連し得る。ＵＡＶ２１０、バッテリステーション２２０、または双方は、ＵＡＶ２１０および／またはバッテリステーション２２０の位置に関する情報を提供し得るＧＰＳを有し得る。グローバル座標が、ＵＡＶ２１０とバッテリステーション２２０との間で交換され得る。これは、ＵＡＶ２１０がバッテリステーション２２０に航行するのを支援し得る。
バッテリステーション２２０は、この情報を用いて、ＵＡＶ２１０が、ＵＡＶ２１０が着陸するゾーン２３０ａ、２３０ｂを決定し得る。いくつかの例では、特定のゾーンは、特定に必要性または仕様を遂行するように設計され得る。他の例では、異なるゾーンは、ＵＡＶの複数の必要性に対応することが可能であり得、１つを占有性または優先に従って選択されたりランダムに選択されたりし得る。バッテリステーション２２０は、どのゾーンにＵＡＶ２１０が着陸するかに関して決定し得るプロセッサを搭載し得る。他の例では、外部デバイスまたはＵＡＶ２１０自体が、決定し得る、または、決定の際に支援し得る。外部デバイスおよび／またはＵＡＶ２１０に搭載されるプロセッサは、個々にまたは集合的に、バッテリステーションに搭載される１つ以上のプロセッサが、様々なＵＡＶに対する着陸ゾーン選択および／またはスケジュールを決定するのを支援し得る。
バッテリステーション２２０は、どのゾーンに着陸するかのインジケータをＵＡＶ２１０に提供し得る。インジケータは、ＵＡＶ２１０に戻る通信を含み得る。通信は、ＵＡＶ２１０との通信リンク２５０などの無線信号を介してＵＡＶ２１０に送り返される。いくつかの例では、インジケータは、バッテリステーション２２０上に表示され得る可視標識を含み得る。ＵＡＶ２１０は、可視標識の画像をキャプチャし得る。ＵＡＶ２１０は、どのゾーンに着陸するかを可視標識に基づいて決定することが可能であり得る。他の例では、標識は、可視スペクトルでは検出不可能であり得るが、赤外線標識、紫外線標識、点滅光のパターン、音声、振動、音響信号、無線信号、または他の種類のインジケータを含み得る。
インジケータに基づいて、ＵＡＶ２１０は、どのゾーンに着陸するかを決定し得る。例えば、インジケータは、ＵＡＶ２１０が第１の着陸区域２３０ａに着陸することを示し得る。ＵＡＶ２１０は、それに従って、第１の着陸区域に着陸し得る。ＵＡＶ２１０は、遠隔のユーザーからの入力を何ら必要とすることなく、自律的に着陸することが可能であり得る。他の例では、ＵＡＶ２１０は、半自律式であり得、着陸するためのコマンドをＵＡＶ２１０から受信した後で着陸区域に着陸することが可能であり得る。他の例では、遠隔のユーザーは、着陸区域上へのＵＡＶ２１０の着陸を手動で制御し得る。
バッテリステーション２２０は、任意選択的には可搬式である。バッテリステーションは、１つの位置から別の位置に移動されることが可能であり得る。バッテリステーション２２０は、人間の力を用いて移動され得る。例えば、人間は、バッテリステーションを持ち上げることが可能であり得る。人間は、１つ以上のアームを用いてバッテリステーションを持ち上げることが可能であり得る。任意選択的に、バッテリステーションの重量は、約１００ｋｇ、７０ｋｇ、６０ｋｇ、５０ｋｇ、４０ｋｇ、３０ｋｇ、２０ｋｇ、１５ｋｇ、１０ｋｇ、８ｋｇ、７ｋｇ、６ｋｇ、５ｋｇ、４ｋｇ、３ｋｇ、２ｋｇ、１ｋｇ、０．５ｋｇ、または０．１ｋｇ以下であり得る。バッテリステーションは、約２ｍ、１．５ｍ、１．２ｍ、１ｍ、９０ｃｍ、８０ｃｍ、７０ｃｍ、６０ｃｍ、５０ｃｍ、４０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ、１０ｃｍ、５ｃｍ、または１ｃｍを超えない最大寸法を有し得る。バッテリステーションは、約８ｍ３、６ｍ３、４ｍ３、３ｍ３、２ｍ３、１ｍ３、０．５ｍ３、０．１ｍ３、０．０５ｍ３、または０．０１ｍ３以下の容積を有し得る。いくつかの例では、バッテリステーションは、より大きい容積からより小さい容積に折り畳まれる、または折り重ねられるように構成され得る。
図３は、本発明の実施形態に従って、複数のＵＡＶと同時にやりとりするマルチゾーンバッテリステーションの例を示す。複数のゾーン３３０ａ、３３０ｂを有するバッテリステーション３２０は、複数のＵＡＶ３１０ａ、３１０ｂと同時にやりとりすることが可能であり得る。複数のゾーン３３０ａ、３３０ｂは、共通の基礎または支持構造３４０を共有し得るまたはし得ない。
いくつかの例では、複数のＵＡＶ３１０ａ、３１０ｂは、飛行中であり、バッテリ寿命を補充する必要があり得る。ＵＡＶ３１０ａ、３１０ｂは、バッテリ寿命を補充するために、バッテリステーション３２０とやりとりし得る。複数のゾーン３３０ａ、３３０ｂを有することによって、バッテリステーション３２０は、複数のＵＡＶ３１０ａ、３１０ｂに対してバッテリ寿命を一時に補充することが可能であり得る。ＵＡＶ３１０ａ、３１０ｂは、他のゾーンでの出来事とは独立に様々な着陸ゾーンから離着陸し得る。例えば、ＵＡＶ３１０ａ、３１０ｂは、ＵＡＶが第２の着陸ゾーンに着陸するおよび／またはこれから離陸することとは無関係に、第１の着陸ゾーンに着陸するおよび／またはこれから離陸し得る。各々の着陸ゾーンでのトラフィックは、互いに対して独立に操作され得る。複数のＵＡＶストリーム３１０ａ、３１０ｂは、バッテリステーションによって、並行にバッテリ寿命を補充され得る。第１のＵＡＶストリームは、第１のゾーンで、バッテリ寿命をその上で補充され得、第２のＵＡＶストリームは、第２のゾーンで、バッテリ寿命をその上で補充され得る。図示するように、第１のＵＡＶ３１０ａは、第１の着陸ゾーンから離陸しるが、第２のＵＡＶ３１０ｂは、第２の着陸ゾーンにいる。第１および第２のＵＡＶは、そのそれぞれの着陸ゾーン上で同時に載置することが可能であり得る。第１および第２のＵＡＶは、そのそれぞれの着陸ゾーンで並行にその内部でバッテリ寿命を補充されることが可能であり得る。
ＵＡＶ３１０ａは、飛行中で、バッテリ寿命を補充する必要があり得る。ＵＡＶは、複数の着陸区域３３０ａ、３３０ｂを有するバッテリステーション３２０に遭遇し得る。いくつかの例では、着陸区域３３０ｂのうちの１つが、別のＵＡＶ３１０ｂによって既に占有されていることがあり得る。ＵＡＶ３１０ａは、空いている着陸区域３３０ａに着陸し得る。いくつかの例では、バッテリステーション３２０は、どの着陸区域が空いているかをＵＡＶ３１０ａに通信する。他の例では、ＵＡＶ３１０ａは、どの着陸区域が空いているかを、ＵＡＶの１つ以上のセンサを用いて検出することが可能であり得る。いくつかの例では、バッテリステーションは、空いている着陸区域に着陸するＵＡＶによって受信および／または検出され得るインジケータを提供し得る。いくつかの例では、ＵＡV３１０ａは、任意の空いている着陸区域、または、任意の指定された、空いている着陸区域に着陸し得る。
他の実施形態では、異なるゾーンは、異なるエネルギー提供規則に従って動作し得る、または、特定の種類のＵＡＶ３１０ａ、３１０ｂを支持し得る。ＵＡＶは、別のゾーンが空いていたとしても、設計されたゾーンに着陸するように待ち得る。例えば、着陸区域３３０ｂは、占有されているが、エネルギー提供規則の特定の組に従うように、または、特定の種類のＵＡＶを支持するように構成されているが、他の着陸区域３３０ａはそうではなくて、飛行中のＵＡＶ３１０ａが特定の種類のＵＡＶであるまたはエネルギー提供規則の特定の組に従う必要がある場合、ＵＡＶは、着陸区域３３０ｂが空くまで待ち得る。ＵＡＶは、バッテリ寿命を補充することなく、地上ステーションをホバリング、巡回する、または別の着陸区域上で載置することによって待ち得る。
ＵＡＶは、異なる着陸ゾーン３３０ａ、３３０ｂに方向付けられ得る。いくつかの例では、第１の種類のＵＡＶは、第１の着陸ゾーン３３０ａに方向付けられ得、別の種類のＵＡＶは、第２の着陸ゾーン３３０ｂに方向付けられ得る。例えば、ＵＡＶは、そのフォームファクタ―、寸法、着陸スタンド構成、重量、推進ユニット構成、または他の任意の特徴次第で、第１または第２のゾーンに方向付けられ得る。いくつかの例では、第１の種類のバッテリを有するＵＡＶは、第１の着陸ゾーンに方向付けられ得、第２の種類のバッテリを有するＵＡＶは、第２の着陸ゾーンに方向付けられ得る。
いくつかの例では、エネルギー提供規則の第１の組に従ってバッテリ寿命を補充されるＵＡＶは、第１の着陸ゾーン３３０ａに方向付けられ、エネルギー提供規則の第２の組に従ってバッテリ寿命を補充されるＵＡＶは、第２の着陸ゾーン３３０ｂに方向付けられ得る。１つの例では、より高い優先度の任務を有するまたはより高い優先度をタグ付けられたＵＡＶは、第１の着陸ゾーンに方向付けられ得るが、より低い優先度のＵＡＶは、第２の着陸ゾーンに方向付けられる。代替例では、より高い優先度のＵＡＶは、より低い優先度のＵＡＶよりも早期に着陸ゾーンに着陸するようにスケジューリングされ得る。別の例では、より迅速な補充を必要とするＵＡＶは、第１の着陸ゾーンに方向付けられ、より迅速な補充を必要としないＵＡＶは、第２の着陸ゾーンに方向付けられ得る。代替例では、より迅速な補充を必要とするＵＡＶは、より迅速な補充を必要としないＵＡＶよりも早期に着陸ゾーンに着陸するようにスケジューリングされ得る。別の例では、バッテリを再充電することによるエネルギー補充を有するＵＡＶは、第１の着陸ゾーンに方向付けられ、バッテリを交換することによるエネルギー補充を有するＵＡＶは、第２の着陸ゾーンに方向付けられ得る。本明細書の別のところで言及されるような異なるエネルギー提供規則間での差別化のさらなる説明を用いて、ＵＡＶに対する着陸ゾーンを差別化し得る。
代替例では、異なる着陸ゾーンは、特定のエネルギー提供規則に対して専用となる必要はなく、ＵＡＶは、エネルギー提供規則を考慮することなく、タイミング局面に基づいて、様々な着陸ゾーンに着陸するようにスケジューリングされ得る。
図４は、本発明の実施形態に従って、複数の着陸ベイを有するマルチゾーンバッテリステーションの代替的な構成の例を示す。バッテリステーション４２０は、ＵＡＶの着陸区域として機能し得るゾーン４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄの任意の構成を有し得る。いくつかの例では、着陸区域は、ＵＡＶが載置し得るプラットフォームであり得る。プラットフォームは、実質的に平坦、湾曲の形状である、またはＵＡＶが着陸区域上に着陸することを許容し得る任意の構成を有し得る。プラットフォームは、バッテリステーションの頂部または上部表面上に提供され得る。プラットフォームは、バッテリステーションの側部から延在し得る。着陸区域は、任意選択的に、周囲環境に露出され得る。例えば、着陸区域は、なんら壁、天井、またはカバーを有し得ない。他の例では、着陸区域は、着陸区域用に壁、天井、および／またはカバーを有し得る。例えば、開放位置と閉鎖位置との間で移動し得るカバーが、提供され得る。カバーは、ＵＡＶが内部でバッテリ寿命を補充されている（例えば、バッテリを再充電しているまたはバッテリを別のバッテリに交換している）間に、ＵＡＶを包み得る。カバーは、ＵＡＶが離陸するのを許容するためにおよび／またはＵＡＶが着陸しているときに開き得る。
いくつかの例では、ゾーンは、周囲環境から部分的または完全に保護され得る。１つの例では、バッテリステーションは、１つ以上の着陸ベイ４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、４３０ｄを有し得る。着陸ベイは、ＵＡＶが着陸または載置し得る下部表面を有し得る。着陸ベイは、任意選択的に、ＵＡＶが載置中にＵＡＶの上に部分的または完全に張り出してもよい天井を有し得る。いくつかの例では、１つ以上の側壁が、着陸ベイ用に提供され得る。着陸ベイは、ＵＡＶが着陸ベイに飛行して出入りし得る開放側部を含み得る。開放側部は、ＵＡＶが着陸ベイの内側または外側にいる間は開いたままであり得る。開放側部は、ＵＡＶがＵＡＶのバッテリ寿命を補充している間は開いたままであり得る。他の実装例では、開放側部は、側部を開閉し得るドアまたはカバーを有し得る。いくつかの例では、ドアは、ＵＡＶがベイに入るまたは出ることを許容するために開放され得る。ドアは、任意選択的に、ＵＡＶがバッテリ寿命を補充している間および／またはベイが空である間には閉じられ得る。
着陸ベイは、任意の様式で方位付けられ得る。例えば、着陸ベイの開放側部は、バッテリステーションの１つ以上の側部に提供され得る。地上ステーションは、任意の形状を有する全体的フットプリントを有し得る。例えば、バッテリステーションは、実質的に方形、矩形、円形、楕円形、三角形、五角形、六角形、八角形、三日月形、または他の任意の規則的もしくは不規則的な形状である横方向断面形状を有し得る。着陸ベイの開口部は、バッテリステーションの、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上の側部であり得る。いくつかの例では、着陸ベイは、バッテリステーションの異なる高さに提供され得る。いくつかの例では、第１の着陸ベイの床はまた、第１の着陸ベイの下にある第２の着陸ベイの天井であり得る。
他の例では、ゾーンは、バッテリステーション筐体の完全に内部にあり得る。いくつかの例では、ＵＡＶは、バッテリステーションの側部を介して地上ステーションに入り得る。例えば、１つ以上の開口部が、バッテリステーションの側部に提供され得る。他の例では、ＵＡＶは、バッテリステーションの頂部を介してバッテリステーションに入り得る。１つ以上の開口部が、バッテリステーションの天井に提供され得る。例えば、バッテリステーションの屋根または天井は、ＵＡＶが内側の着陸区域に着陸するのを許容するために開放し得る。
いくつかの実施形態では、着陸ゾーン上に着陸することが可能であり得るＵＡＶ４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄは、任意の構成を有し得る。ＵＡＶ４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄは、異なる構成を有し得る（例えば、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ）、または、同一の構成を有し得る（例えば、４１０ａ、４１０ｄ）。様々な着陸ゾーンは、特定の種類のＵＡＶに対して専用であり得る。例えば、第１の着陸ゾーン４３０ａは、第１の種類のＵＡＶ４１０ａに対応するように構成され得、他の着陸ゾーン４３０ｂ、４３０ｃのうちの一部は、第１の種類のＵＡＶに対応するようには構成され得ない。任意選択的に、さらなる着陸ゾーン４３０ｄは、第１の種類のＵＡＶに対応するように構成され得る。
異なる種類のＵＡＶに対する着陸ゾーンは、異なる物理的特徴を有し得る。例えば、より大きいＵＡＶに対応するように構成された着陸ゾーンは、より大きいサイズを有し得る、または、より小さいＵＡＶに対応するように構成された着陸ゾーンよりも大きい重量の量を支持することが可能であり得る。別の例では、長尺のＵＡＶに対応するように構成された着陸ゾーンは、よりコンパクトなＵＡＶに対応するように構成された着陸ゾーンよりも長い形状を有し得る。より高いＵＡＶに対応するように構成された着陸ゾーンは、より短いＵＡＶに対応するように構成された着陸ゾーンよりも高い天井またはカバーを有し得る。垂直に離陸するＵＡＶに対応するように構成された着陸ゾーンは、離陸するために滑走路またはスリングショットを必要とするＵＡＶに対応するように構成された着陸ゾーンとは異なる構成を有し得る。
図５は、本発明の実施形態に従って、複数の異なる技法を用いて補充されたバッテリ寿命を有するマルチゾーンバッテリステーション上の複数のＵＡＶの例を示す。第１のＵＡＶ５１０ａは、バッテリステーション５２０の第１のゾーン５３０ａ上に着陸し得、第２のＵＡＶ５１０ｂは、バッテリステーションの第２のゾーン５３０ｂ上に着陸し得る。バッテリステーション５２０のゾーンは、共通の基礎５３５を共有し得るまたはし得ない。
各々のＵＡＶは、本体５４０ａ、５４０ｂを有し得る。本体は、バッテリ５５０ｂをその上に保管することが可能であり得るコンパートメント５６０を有し得る。バッテリは、ＵＡＶの１つ以上の構成要素に電力供給するために、ＵＡＶに結合され得る。バッテリ寿命は、ＵＡＶのバッテリ寿命が消耗したときに、ＵＡＶ上に補充され得る。
１つの実施形態では、バッテリ寿命は、ＵＡＶ５１０ａのバッテリ５５０ｂを再充電することによって補充され得る。ＵＡＶのバッテリは、バッテリがＵＡＶに搭載されたままである間に再充電され得る。バッテリステーション５２０をＵＡＶに結合し得る充電コネクタ５５０ａが、提供され得る。ＵＡＶに搭載されるバッテリを再充電することを許容し得る第１のゾーン５３０ａは、その上に充電コネクタを有し得る。充電コネクタは、ＵＡＶのバッテリを電源に電気的に結合し得る。電源は、バッテリステーション５２０を介して提供され得る。電源の例は、これに限られないが、公共送電線電源、送電線を利用しない電源、再生可能エネルギー源、および／または１つ以上のバッテリなどのエネルギー蓄積デバイスを含み得る。エネルギー蓄積デバイスは、公共送電線電源、送電線を利用しない電源、および／または再生可能エネルギー源に結合され得る。再生可能エネルギー源の例は、光起電デバイス、太陽熱デバイス、風力発電デバイス、水力発電デバイス、地熱発電デバイス、または他の任意の種類の再生可能エネルギーデバイスを含み得る。
充電コネクタ５５０ａは、ＵＡＶの一部分と結合するように構成され得る。充電コネクタは、ＵＡＶの筐体のポート、ＵＡＶの表面、ＵＡＶの突出部、またはＵＡＶのへこみと結合し得る。充電コネクタは、ＵＡＶに搭載されるバッテリを電源に対して電気的に結合させ得る。充電コネクタは、バッテリに直接に接触し得るまたはし得ない。充電コネクタは、特定のＵＡＶ種類または複数の異なるＵＡＶ種類とインターフェースするように構成され得る。充電コネクタは、特定のバッテリ種類または複数のバッテリ種類とインターフェースするように構成され得る。充電コネクタは、異なるＵＡＶ種類または異なる種類のバッテリと整合され得る異なるインターフェースを有し得る。
いくつかの例では、複数の充電コネクタが、エネルギー提供ステーションまたは着陸ゾーンに提供され得る。複数の充電コネクタは各々が、異なるＵＡＶ種類または異なるバッテリ種類とインターフェースするように設計され得る。いくつかの例では、ＵＡＶの種類またはバッテリ種類は、ＵＡＶが着陸ゾーンに着陸することに先立ってまたはＵＡＶが着陸ゾーン上に着陸した後で検出され得る。充電コネクタは、複数の入手可能な充電コネクタから選択され得る。選択された充電コネクタは、検出されたＵＡＶまたは検出されたバッテリ種類とインターフェースするように選択され得る。いくつかの例では、複数の入手可能な充電コネクタから選択されない充電コネクタは、検出されたＵＡＶまたは検出されたバッテリ種類とインターフェースするようには構成され得ない。
別の例では、１つの充電コネクタが、複数の充電インターフェースを有し得る。充電インターフェースの各々は、異なるＵＡＶ種類または異なるバッテリ種類とインターフェースするように設計され得る。充電インターフェースは、異なる構成要素、寸法、形状、または物理的特徴を有し得る。例えば、１つの充電インターフェース構成は、１インチの直径および３つの突起を有し得るが、別の充電インターフェース構成は、半インチの直径および２つの突起を有し得る。同様に、充電コネクタは、異なる充電インターフェース構成間で再構成可能であり得る充電インターフェースを有し得る。いくつかの例では、ＵＡＶの種類またはバッテリ種類は、ＵＡＶが着陸ゾーンに着陸することに先立ってまたはＵＡＶが着陸ゾーンに着陸した後で、検出され得る。充電コネクタの充電インターフェースは、複数の入手可能な充電インターフェースから選択され得るか、または、既存のインターフェースが、選択された構成に再構成され得る。選択された充電インターフェースまたはインターフェース構成は、検出されたＵＡＶまたは検出されたバッテリ種類とインターフェースするように選択され得る。いくつかの例では、選択されない充電インターフェースまたはインターフェース構成は、検出されたＵＡＶまたは検出されたバッテリ種類とインターフェースするようには構成され得ない。
ＵＡＶは、ＵＡＶが第１のゾーンに着陸するときに、充電コネクタに自動的に接続し得る。いくつかの例では、第１のゾーンの１つ以上のセンサが、ＵＡＶがいつ第１のゾーンに着陸するかを検出し得る。いくつかの例では、ＵＡＶが第１のゾーンに着陸するとき、ＵＡＶは、ＵＡＶまたは充電コネクタによるいかなる追加の動作も必要とすることなく、充電コネクタに接続され得る。他の例では、充電コネクタは、ＵＡＶに接続されるように起動され得る。１つの例では、充電コネクタは、ＵＡＶの一部分に接触するように移動および／または延在し得る一部分を含み得る。ＵＡＶは、充電コネクタに接触するように構成された充電ポートを有し得る。充電コネクタは、ＵＡＶの充電ポートと接触し、それにより、ＵＡＶに搭載されるバッテリとの電気的接触を形成し得る。いくつかの実施形態では、バッテリステーションの充電コネクタは、ＵＡＶの充電ポート中に挿入され得る、または、ＵＡＶの充電ポートが、バッテリステーションの充電コネクタに挿入され得る一部分を含み得る。いくつかの実施形態では、バッテリステーションの充電コネクタをＵＡＶの充電ポートと整列させる際に支援となる１つ以上の磁石が、提供され得る。
いくつかの例では、ＵＡＶは、バッテリがＵＡＶの機上で再充電されている間に、バッテリによって電力供給され得る。他の例では、ＵＡＶは、バッテリがＵＡＶの機上で再充電されている間に、電力を遮断され得る。
任意選択的に、第１のゾーン５３０ａは、バッテリがＵＡＶ５１０ａに搭載されている間に、バッテリの再充電を許容し得る。第１のゾーンは、バッテリがＵＡＶから取り外されるまたは結合を解除されることを許容し得るまたはし得ない。第１のゾーンは、バッテリをＵＡＶから取り外し得るまたは結合を解除し得るインフラを有し得るまたは有し得ない。
第２のゾーン５３０ｂは、バッテリがＵＡＶ５１０ｂから取り外されるまたは結合を解除されることを許容し得る。いくつかの例では、バッテリは、バッテリをＵＡＶに挿入される別のバッテリに交換するために、ＵＡＶから取り外され得る。他の例では、バッテリは、バッテリを充電して、次に、バッテリをＵＡＶに再結合するために、ＵＡＶから取り外され得る。
バッテリをＵＡＶから結合解除するバッテリ交換部材が、提供され得る。いくつかの例では、バッテリ交換は、バッテリをＵＡＶから結合解除し得るロボットアームまたは延在物であり得る。バッテリ交換部材は、バッテリを、ＵＡＶ本体５４０ｂの窪み部分５６０から取り外し得る。ＵＡＶから結合解除されたバッテリは、バッテリ保管ユニット５８０に輸送され得る。いくつかの例では、ＵＡＶから結合解除されたバッテリは、個別の充電ユニットに輸送され得る。いくつかの例では、バッテリ保管ユニットは、充電ユニットとして機能し得る。代替例では、ＵＡＶから結合解除されたバッテリは、廃棄される領域に輸送され得る。
バッテリステーション５２０のバッテリ保管ユニット５８０は、１つ以上のバッテリ５８５ａ、５８５ｂ、５８５ｃを保管するように構成され得る。バッテリ保管ユニット５８０は、１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上、８つ以上、１０以上、１２以上、１５以上、２０以上、３０以上、４０以上、または５０以上のバッテリを同時に保管することが可能であり得る。バッテリ保管ユニット５８０は、バッテリステーションの筐体中に部分的または完全に包み込まれ得る。共通のバッテリ保管ユニット５８０は、複数のゾーン５３０ａ、５３０ｂ間で共有され得る。代替例では、１つのゾーンが、その自身のバッテリ保管ユニット５８０を有し得る。いくつかの例では、１つのゾーンは、別のゾーンと、バッテリ保管ユニット５８０を共有し得るまたはし得ない。任意選択的に、バッテリステーションは、複数のバッテリ保管ユニットを有し得るが、その各々が、１つのゾーンまたは複数のゾーンに専用され得る。いくつかの実施形態では、バッテリステーションの全てのゾーンは、共有のバッテリ保管ユニットであれ、個別化されたバッテリ保管ユニットであれ、バッテリ保管ユニットにアクセスし得る。代替例では、バッテリステーションの１つ以上のゾーンは、バッテリ保管ユニットにアクセスし得ない。バッテリ保管ユニットは、バッテリ保管ユニットのポート内にバッテリを保管し得る。ポートは、固定位置を有し得る。代替例では、ポートは可動であり得る。いくつかの例では、バッテリ保管ユニットは、自身に結合された複数のポートおよび／またはバッテリが移動することを許容し得る。バッテリ保管ユニットの複数のポートおよび／またはバッテリは、同時に移動することが可能であり得る。移動は、１つ以上のモーターなどの１つ以上のアクチュエータの支援で発生し得る。
バッテリ保管ユニット５８０の１つ以上のバッテリ５８５ａ、５８５ｂ、５８５ｃを充電するために、バッテリ保管ユニット充電器５９０が提供され得る。バッテリ保管ユニット充電器５９０は、電源を含み得る、または、バッテリ保管ユニット中の１つ以上のバッテリを電源に結合し得る。電源の例は、これに限られないが、公共送電線電源、送電線を利用しない電源、再生可能エネルギー源、および／または１つ以上のバッテリなどのエネルギー蓄積デバイスを含み得る。エネルギー蓄積デバイスは、公共送電線電源、送電線を利用しない電源、および／または再生可能エネルギー源に結合され得る。再生可能エネルギー源の例は、光起電デバイス、太陽熱デバイス、風力発電デバイス、水力発電デバイス、地熱発電デバイス、または他の任意の種類の再生可能エネルギーデバイスを含み得る。バッテリ保管ユニット中のバッテリは、その全容量まで充電され得る。代替例では、それらは、他の任意の選択された充電状態に充電され得る。
ＵＡＶ５１０ｂからのバッテリは、ＵＡＶから取り外され、バッテリ交換部材を介してバッテリ保管ユニット５８０に輸送され得る。いくつかの例では、別のバッテリ５７０が、バッテリ保管ユニットから取り外され、バッテリ交換部材を介してＵＡＶに輸送され得る。バッテリ交換部材は、新しいバッテリをＵＡＶに挿入または結合し、それにより、以前のバッテリを新しいバッテリに交換し得る。新しいバッテリは、ＵＡＶに搭載される最初のバッテリよりも高い充電状態を有し得る。いくつかの例では、ＵＡＶに搭載される最初のバッテリは、消耗している可能性がある。新しい交換部材は完全に充電されるまたはより高い充電状態を有し、それにより、ＵＡＶがより長い時間期間にわたって飛行することを許容し得る。ＵＡＶからの最初のバッテリは、バッテリ保管ユニット中に保管され得る。最初のバッテリは、最初のバッテリがバッテリ保管ユニット中に保管されている間に、充電され得る。別のＵＡＶがゾーンに着陸するとき、最初のバッテリは、任意選択的に、新しい交換バッテリがそれから選択されたバッテリのうちの１つであり得る。
いくつかの他の例では、ＵＡＶ５１０ｂからのバッテリが取り外されてバッテリ保管ユニットに輸送された後、バッテリは、バッテリ保管ユニット中にある間に充電され得る。他の例では、バッテリは、充電されるバッテリステーションの別の部分に輸送され得る。バッテリが所望の充電状態（完全充電であり得るまたはあり得ない）まで充電された後、バッテリ交換部材は、バッテリ５７０を、ＵＡＶに再結合されるように、ＵＡＶに戻して輸送し得る。バッテリは、次に、ＵＡＶが着陸したときにそれが最初に有していたよりも高い充電状態を有し得る。
バッテリ交換部材は、ＵＡＶが第１のゾーン上にあるときに、ＵＡＶからバッテリを結合解除するシーケンスを自動的に開始し得る。いくつかの例では、第１のゾーンの１つ以上のセンサは、いつＵＡＶが第１のゾーンに着陸するかを検出し得る。バッテリ交換部材は、バッテリをＵＡＶから結合解除するように起動され得る。１つの例では、バッテリ交換部材は、ＵＡＶのバッテリに接触するように移動および／または延在し得る一部分を含み得る。バッテリ交換部材は、バッテリをＵＡＶの窪み部分から取り外し得る。バッテリ交換部材は、ＵＡＶからのバッテリをステーションの別の部分に輸送し得る。バッテリ交換部材はまた、バッテリをＵＡＶに提供して、バッテリをＵＡＶに結合し得る。バッテリ交換部材は、バッテリをＵＡＶの窪み部分に挿入し得る。ＵＡＶに結合されたバッテリは、取り外された最初のバッテリと同一のものであり得るか、または、新しいバッテリであり得る。
バッテリステーション５２０は、複数のゾーン５３０ａ、５３０ｂを有し得る。任意選択的に、各々のゾーンは、（１）バッテリを、それがＵＡＶ上に搭載されている間に充電することと、（２）バッテリを別のバッテリと交換するかまたはバッテリを再充電するために、当該バッテリをＵＡＶから取り外すこと、との双方が可能であり得る。充電ポートおよび／またはバッテリ交換部材などのインフラ構造は、各々のゾーンからアクセス可能であり得る。いくつかの例では、各々のゾーンは、それ自身の専用の充電ポートを有し得る。代替例では、充電ポートは、複数のゾーンにサービス提供することが可能であり得る。同様に、各々のゾーンは、それ自身の専用のバッテリ交換部材（例えば、ロボットアーム）を有し得る。代替例では、バッテリ交換部材は、複数のゾーンにサービス提供することが可能であり得る。代替例では、異なるゾーンは、（１）バッテリを、それがＵＡＶに搭載されている間に充電することと、（２）バッテリを、それを別のバッテリと交換するかまたは再充電するためにＵＡＶから取り外すこと、との一方のみが可能であり得る。インフラは、選択されたゾーンにのみアクセス可能であり得る。１つの例では、第１のゾーンは、充電ポートにアクセス可能であり得るが、別のゾーンはそうではあり得ない。同様に、第２のゾーンは、バッテリ交換部材にアクセス可能であり得るが、別のゾーンはそうではあり得ない。
いくつかの実施形態では、ＵＡＶにエネルギーを迅速に補充することが望まれ得る。ＵＡＶに搭載されるバッテリの充電状態次第では、ＵＡＶに搭載されるバッテリの再充電またはバッテリを別のバッテリに交換することがより迅速になり得る。ＵＡＶのバッテリの充電状態が非常に低ければ、バッテリの充電により時間がかかり得る。ＵＡＶのバッテリの充電状態がかなり高ければ、バッテリを別のバッテリに交換することは、搭載されているバッテリを再充電するよりも時間がかかり得る。いくつかの例では、バッテリ特徴次第で、それ未満ではバッテリを別のバッテリに交換する方がより迅速になり得、それを超えるとＵＡＶに搭載されるバッテリを再充電する方がより迅速になり得る充電のしきい値状態が、決定され得る。ＵＡＶの充電状態次第では、ＵＡＶは、異なる着陸ゾーンに方向付けられ得る。例えば、ＵＡＶバッテリの充電状態が所定のしきい値を超えれば、ＵＡＶは、バッテリをＵＡＶの機上で再充電するために、第１の着陸ゾーンに方向付けられ得る。ＵＡＶバッテリの充電状態が所定のしきい値未満になれば、ＵＡＶは、バッテリを別のバッテリに交換するために、第２の着陸ゾーンに方向付けられ得る。
図６は、本発明の実施形態に従って、異なるバッテリ専用の異なるゾーン中で補充されたバッテリ寿命を有するマルチゾーンバッテリステーション上の複数のＵＡＶの例を示す。第１のＵＡＶ６１０ａは、バッテリステーション６２０の第１のゾーン６３０ａ上に着陸し得るが、第２のＵＡＶ６１０ｂは、バッテリステーションの第２のゾーン６３０ｂ上に着陸し得る。バッテリステーション６２０のゾーンは、共通の基部を共有し得るまたはし得ない。
各々のＵＡＶは、本体６４０ａ、６４０ｂを有し得る。本体は、バッテリ６５０ａ、６５０ｂをその上に保管することが可能であり得る。バッテリは、ＵＡＶの１つ以上の構成要素に電力供給するためにＵＡＶに結合され得る。バッテリ寿命は、ＵＡＶのバッテリ寿命が消耗したときに、ＵＡＶ上で補充され得る。バッテリ寿命は、ＵＡＶに搭載されるバッテリを再充電すること、ＵＡＶに搭載されないバッテリを再充電すること、またはバッテリを別のバッテリに交換することによって補充され得る。いくつかの実施形態では、ゾーンの各々は、バッテリ寿命を補充する任意の技法などの任意の種類のエネルギー提供規則に対応することが可能であり得る。他の例では、１つ以上のゾーンは、バッテリ寿命の補充用の特定の技法などの特定のエネルギー提供規則に対して専用であって、他のバッテリ寿命補充技法には対応しないということがあり得る。
いくつかの例では、バッテリステーション６２０は、異なる種類６５０ａ、６５０ｂのバッテリに対応することが可能であり得る。異なる種類のバッテリは、異なる寸法、重量、コネクタ、フォームファクタ―、形状、化学性質、最大バッテリ寿命、充電要件、または他の特徴のバッテリを含み得る。バッテリステーションの複数のゾーンは各々が、異なる種類のバッテリに対応することが可能であり得る。代替例では、バッテリステーションの複数のゾーンは、異なる種類のバッテリに対応することが可能であり得ない。例えば、バッテリステーションの第１のゾーンは、第１の種類のバッテリに対応するように構成され得るが、第２の種類のバッテリに対応するように構成され得ないし、バッテリステーションの第２のゾーンは、第２の種類のバッテリに対応するように構成されるが、第１の種類のバッテリに対応するように構成され得ない。
バッテリステーションは、１つ以上のバッテリ保管ユニットを有し得る。いくつかの例では、１つのバッテリ保管ユニットは、異なる種類のバッテリを保管することが可能であり得る。代替例では、１つのバッテリ保管ユニットは、１つの種類のバッテリを保管することが可能であり得る。バッテリ保管ユニットは、第１の種類のバッテリを保管するが、第２の種類のバッテリは保管しないように構成され得る。複数の種類のバッテリを保管するバッテリ保管ユニットは、バッテリ保管ユニット内の各々の位置に保管されるバッテリの種類を区別することが可能であり得る。例えば、第１の種類のバッテリは、バッテリ保管ユニットの第１のポート中に保管され得、第２の種類のバッテリは、バッテリ保管ユニットの第２のポート中に保管され得る。バッテリ保管ユニットは、各々のポートに保管されているバッテリの存在および／または種類を検出することが可能であり得る。
複数のバッテリ保管ユニットが、本発明の実施形態に従って、バッテリステーションに提供され得る。第１のゾーン６３０ａは、第１のバッテリ保管ユニットを有し得るが、第２のゾーン６３０ｂは、第２のバッテリ保管ユニットを有し得る。代替例では、第１および第２のゾーンは、共通のバッテリ保管ユニットまたはバッテリ保管ユニットの共通の組を共有し得る。いくつかの例では、第１のゾーンのバッテリ保管ユニットは、第１のバッテリ種類に対応するように構成され得る。第１のゾーンのバッテリ保管ユニットは、第２のバッテリ種類に対応するように構成され得ない。第２のゾーンのバッテリ保管ユニットは、第２のバッテリ種類に対応するように構成され得る。第２のゾーンのバッテリ保管ユニットは、第１のバッテリ種類に対応するように構成され得ない。バッテリ種類に対応することは、バッテリ保管ユニットのポート内の種類のバッテリを受け入れることを含み得る。バッテリ種類に対応することは、バッテリ保管ユニット内の種類のバッテリを充電することを含み得る。ゾーンはまた、ＵＡＶに搭載されるバッテリを充電するように構成されることによって特定の種類のバッテリに対応することが可能であり得る。ゾーンは、特定の種類のバッテリをＵＡＶから結合解除するおよび／またはバッテリをバッテリ保管ユニットもしくはステーションの他の部分に輸送するように構成されることによって、その種類のバッテリに対応するように構成され得る。ゾーンは、その時点の特定の種類のバッテリをＵＡＶに結合するおよび／またはバッテリをバッテリ保管ユニットもしくはステーションの他の部分からＵＡＶに輸送するように構成されることによって、その種類のバッテリに対応するように構成され得る。
バッテリステーションの様々なゾーン６３０ａ、６３０ｂは、様々なバッテリ種類６５０ａ、６５０ｂに対して専用であり得る。異なるＵＡＶは、異なる種類のバッテリを用い得る。１つの例では、第１のＵＡＶ６１０ａは、第１の種類のバッテリ６５０ａで動作するように構成され得、第２のＵＡＶ６１０ｂは、第２の種類のバッテリ６５０ｂで動作するように構成され得る。第１のＵＡＶは、第１のバッテリ種類に対応するように構成された第１のゾーンに着陸し得る。第２のＵＡＶは、第２のバッテリ種類に対応するように構成された第２のゾーンに着陸し得る。ＵＡＶは、そのゾーンがＵＡＶバッテリの種類のバッテリに対応するかを識別し、それに従って着陸することが可能であり得る。いくつかの例では、ＵＡＶがバッテリステーションに着陸する前に、通信が発生して、どのゾーンにＵＡＶが着陸するかを決定し得る。ＵＡＶは、バッテリ種類に関する情報をステーションに送出し、ステーションは、どのゾーンに着陸すべきかをＵＡＶに示し得る。
いくつかの例では、バッテリスタンドインフラ構造は、異なる種類のバッテリに対応するように異なる。例えば、バッテリ保管ユニットは、異なる寸法または形状のバッテリに対応するために、異なるサイズまたは形状のポートを有し得る。バッテリ保管ユニットは、異なる重量のバッテリを担持するために構造的に強化され得る。バッテリ保管ユニットは、異なる化学性質または他の特徴のバッテリに対応するために、異なるバッテリ状態読み取り機構または充電機構を有し得る。バッテリの電気接続部は、バッテリの構成次第で異なる領域に置かれ得る。同様に、ロボットアームなどのバッテリ交換部材は、異なるサイズまたは形状のバッテリに対応するために、異なる形状またはサイズを有し得る。ロボットアームは、異なる重量のバッテリに対応するように強化され得る。ロボットアームは、把持部または、バッテリに結合し得る他の構成要素を有し得、複数の種類または特定の種類のバッテリに結合するように構成され得る。
いくつかの例では、ロボットアームは、ＵＡＶに搭載されるバッテリの交換の代わりにまたはそれに加えて、エネルギー提供ステーション上へのＵＡＶの着陸に用いられ得る。いくつかの実施形態では、バッテリ交換部材からの個別のロボットアームが、ＵＡＶの着陸を支援するために用いられ得る。代替例では、同一のロボットアームが、バッテリ交換部材用に、また着陸支援するために用いられ得る。ＵＡＶがエネルギー提供ステーションに十分近づいて、ロボットアームがＵＡＶに装着されて、ＵＡＶを、エネルギー提供ステーション上でのバッテリ交換にとって好ましい位置に置くときに、ＵＡＶはエネルギー提供ステーションに接近し得る。ロボットアームは、ロボットアームのセンサを用いて、ＵＡＶを検出し得る。例えば、センサは、視覚センサ、運動センサ、音響センサ、またはロボットアームに近接したＵＡＶを検出するように構成された他のいずれかのセンサであり得る。ロボットアームは、検出されたＵＡＶの本体に装着され得、ロボットアームは、端末のｃ形状の留め具を用いてＵＡＶに装着され得る。代替例では、ロボットアームは、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）（マジックテープ（登録商標））で、または、ＵＡＶおよびロボットアームの補完的な接合特徴部間でのポジティブ接合を達成することによって、磁気的にＵＡＶに装着され得る。ＵＡＶは、ロボットアームによってサイズ決めまたは把持された後で電源切断される。
ロボットアームは、具体的には、ＵＡＶを空中から掴み、ＵＡＶをエネルギー提供ステーション上に配置するように構成され得る。ロボットアームは、それがエネルギー提供ステーションに接近するＵＡＶに近接するように、エネルギー提供ステーションから垂直方向に伸縮し得る。ロボットアームは、エネルギー提供ステーションの着陸区域の上少なくとも６インチ、１２インチ、２４インチ、３６インチ、４８インチ、または６０インチに上げられ得る。ロボットアームは、エネルギー提供ステーションの上に上げられて、接近するＵＡＶを、可視センサを用いて検出し得る。加えて、ロボットアームは、それが入ってくるＵＡＶに対面することが可能なように、軸を中心にして回転し得る。ロボットアームは、垂直軸および／または水平軸を中心として垂直方向、水平方向、および回転して運動し得る。代替例では、ロボットアームは、エネルギー提供ステーション上のＧＰＳまたはＲＴＫシステムがエネルギー提供ステーションの近傍でＵＡＶを検出した後で、エネルギー提供ステーションの上に上げられ得る。いったんロボットアームは上げられると、それは入ってくるＵＡＶを把持し、次に着陸区域の水準まで下げて、ＵＡＶをエネルギー提供ステーションの着陸区域上に配置し得る。
図７は、本発明の実施形態に従う、マルチゾーンバッテリステーションの異なる着陸区域上の複数のＵＡＶ用の着陸スケジュールの例を示す。マルチゾーンバッテリステーションは、ＵＡＶが着陸し得る複数の着陸区域を有し得る。着陸区域は、本明細書の別のところで説明するように、同一の種類の構成または異なる構成を有し得る。
図示するように、第１の着陸区域（着陸区域１）、第２の着陸区域（着陸区域２）、および第３の着陸区域（着陸区域３）が、提供され得る。ＵＡＶは、様々な着陸区域に着陸し得るおよび／またはこれらから離陸し得る。これは、複数の着陸区域間で並行に発生し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶが着陸区域上に着陸した間に、バッテリ寿命を補充され得る。代替例では、ＵＡＶは、バッテリ寿命を補充することなく着陸区域上にある間は載置し得る、または、ＵＡＶに対して任意の他の動作またはサービスを実施させ得る。
ＵＡＶは、任意の時間期間にわたって着陸区域上に存在し得る。いくつかの例では、ＵＡＶがＵＡＶ上に載置する時間期間は、規則的（例えば、着陸区域１は、ＵＡＶが着陸区域にある毎に３時間単位を示す）または不規則的（例えば、着陸区域２は、ＵＡＶが着陸区域にある毎に変化する時間単位数を示す）であり得る。ＵＡＶが着陸区域に着陸する間の時間期間は、不規則的（例えば、着陸区域１および３は、各々のＵＡＶの離陸と着陸との間の変化する時間単位数を示す）または実質的に規則的（例えば、着陸区域２は、前のＵＡＶの離陸と次のＵＡＶの着陸との間の比較的固定した時間単位数を示す）であり得る。
いくつかの例では、ＵＡＶが着陸区域にいる時間の長さは、ＵＡＶが着陸区域にいる間に実施されている動作によって異なり得る。例えば、ＵＡＶのバッテリは、バッテリステーションからの別のバッテリに交換され得る。いくつかの例では、これは比較的固定した時間長であり得る。例えば、いったんＵＡＶが着陸すると、バッテリ交換部材は、バッテリをＵＡＶから自動的に取り外し、それをバッテリ保管ユニットに輸送し、新しいバッテリをバッテリ保管ユニットからＵＡＶに輸送し、新しいバッテリをＵＡＶに結合し得る。別の例では、バッテリは、ＵＡＶに搭載されて充電され得る。これは、再充電されているバッテリの充電状態次第で変化し得る時間長にわたって発生し得る。例えば、バッテリが低い充電状態を有する場合、バッテリを完全に再充電するには、より高い充電状態を有するバッテリよりも長い時間がかかり得る。当該時間長はまた、バッテリ容量に依存し得る。提供する図では、着陸区域１は、バッテリ交換のために用いられ、着陸区域２は、バッテリを再充電するために用いら得る。着陸区域１は、ＵＡＶが着陸区域上にいる比較的規則的な時間期間を示し、着陸区域２は、より大きいばらつきを示し得る。例えば、バッテリの充電状態によっては、ＵＡＶは、第１の着陸区域または第２の着陸区域に方向付けられ得る。例えば、バッテリを再充電する時間長が、バッテリを別のバッテリに交換する時間長を超える場合、ＵＡＶは、バッテリを交換させるために着陸区域１に方向付けられ得る。バッテリを再充電する時間長が、バッテリを別のバッテリに交換する時間長未満である場合、ＵＡＶは、バッテリを再充電させるために着陸区域２に方向付けられ得る。１つの例では、第３の着陸区域（例えば、着陸区域３）が、提供され得る。第３の着陸区域は、ＵＡＶに搭載されるバッテリを再充電する、バッテリを交換するかまたは双方をするように構成され得る。任意選択的に、第３の着陸区域は、ＵＡＶが、ＵＡＶのバッテリ寿命を補充することなく待機するための区域であり得る。例えば、着陸区域のうちの１つ以上が既に占有されていて、ＵＡＶが、当該占有されている着陸区域が空くまで第３の着陸区域上で載置し得る。
交通量の大きい領域では、ＵＡＶは、かなり頻繁に着陸区域に着陸および／またはこれから離陸し得る。いくつかの例では、ＵＡＶの優先順位付けが、必要であり得る。例えば、複数のＵＡＶが、限られた数の着陸区域を求めてバッテリステーションに接近し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶの任務、ＵＡＶバッテリの充電状態、またはＵＡＶ構成もしくは充電の任意の詳細に従って優先順位付けられ得る。ＵＡＶは、優先度および／または着陸区域の利用可能性に基づいて、バッテリ寿命を補充するようにスケジューリングされ得る。例えば、ＵＡＶが高優先度のＵＡＶであり、着陸区域のうちの１つがより迅速にバッテリ寿命を補充するように構成されていれば、ＵＡＶは「より迅速な」着陸区域に方向付けられ得る。ＵＡＶがより低い優先度（例えば、あまり緊急でない任務、より高い充電状態）を有する場合、ＵＡＶは、「より遅い」着陸区域に方向付けられ得る。いくつかの例では、ＵＡＶは、自分の順番を待っている間は、バッテリステーション上をホバリングまたは旋回し得る。他の例では、ＵＡＶは、自分の順番を待っている間は、他の着陸区域上で載置し得る。
いくつかの例では、待ち行列領域が提供され得る。待ち行列領域、または待ち行列「ドック」は、着陸ゾーンで充電される自分の順番を待っている間にＵＡＶが待ち行列を作るための区域を提供し得る。いくつかの例では、１つの待ち行列が、バッテリステーションに対して提供され得るが、ＵＡＶは、待ち行列領域から適切なゾーンに分岐され得て、当該適切なゾーンが空く。いくつかの例では、待ち行列中の次のＵＡＶが、開放される次のゾーンに対して自動的に方向付けられる。例えば、先入先出システムが用いられ得る。代替例では、待ち行列中の次のＵＡＶは、異なるゾーンを割り当てられ得るが、この場合、空いているゾーンに割り当てられた待ち行列中の最初のＵＡＶが、空いているゾーンに方向付けられ得る。代替例では、各々のゾーンは、それ自身の待ち行列領域を有し得る。例えば、第１の待ち行列領域は、ＵＡＶを第１の着陸区域に方向付け、第２の待ち行列領域は、ＵＡＶを第２の着陸区域に方向付け得る。
任意選択的に、ＵＡＶは、着陸ステーションに近づいて、待ち行列に入り得る。いくつかの例では、最後の到着するＵＡＶは、待ち行列の最後に自動的に位置され得る。他の例では、様々なファクター次第で、ＵＡＶは、待ち行列の異なる位置に置かれ得る。例えば、ＵＡＶが緊急の任務を有する場合、ＵＡＶは、緊急性の低い任務を持つＵＡＶより先に待ち行列の前方に移動され得る。待ち行列のシーケンスは、１つ以上の層によって決定することが可能である。こうする代わりにまたはこうすることに加えて、待ち行列のシーケンスは、重量によって決定することが可能である。
１つ以上の層が、ＵＡＶ待ち行列シーケンスを決定するために提供され得る。いくつかの例では、主要層および二次層が、提供され得る。第３の層、第４の層、第５の層、または任意のさらなる層などの任意のさらなる数の層が、提供され得る。１つの例では、主要層は、ＵＡＶステータスであり得る。例えば、ＵＡＶが優先ステータスまたは他の種類の特殊化ステータスを有するかどうかである。いくつかの例では、より重要なまたは緊急の任務を持つＵＡＶは、より高いまたは特殊化されたステータスを備えられ得る。二次層は、関連するエネルギーの量であり得る。例えば、より低い充電状態を有するＵＡＶは、より高い充電状態を持つＵＡＶよりも待ち行列中でより早期に配置され得る。有しているエネルギーのパーセンテージがより低いまたは使用が予想されるバッテリの残留寿命が少ないと、ＵＡＶは待ち行列中でより早期に配置され得る。第３の層は、どれほどＵＡＶが遅延しているかを含み得る。例えば、より長い時間期間にわたって充電を持っていたＵＡＶは、より最近に到着したＵＡＶよりも待ち行列中でより早期にあり得る。いくつかの例では、キューイングは、厳密に層によってアクセスされ得る。他の例では、重み付けが、異なる要因間で発生し得る。例えば、待ち行列中のＵＡＶ位置は、ランク付けされ得る数値スコアによって決定され得るが、ここで、スコアは、本明細書で説明した３つの要因などの任意の数の要因の加重平均である。例えば、３つの異なる要因カテゴリが評価されるが、ここで、第１のカテゴリは、第２および第３のカテゴリの２倍の重み付けがされる。例えば、第１のＵＡＶは、７０のスコアを有し（ステータスに対して４０／５０、残留エネルギーの量に対して１７／２０、および遅延時間に対して１３／２０）、第２のＵＡＶは、８０のスコアを有し（ステータスに対して４５／５０、残留エネルギーの量に対して１５／２０、および遅延時間に対して２０／２０）、したがって、第１のＵＡＶよりも待ち行列中で早期に配置され得る。
いくつかの実施形態では、待ち行列領域は、ＵＡＶが載置し得る載置した領域または表面であり得る。他の例では、待ち行列領域は、可動領域であり得る。例えば、待ち行列領域は、ベルトコンベヤであるかまたは同様に移動する表面を含み得る。ベルトコンベヤは、ＵＡＶを適切なゾーンに移動させ得る。ベルトコンベヤは、全てのゾーンが使用されている間は、載置状態に留まり得る。ゾーンが開放されるとき、ベルトコンベヤは、適切なＵＡＶを空いているゾーンに移動させ得る。
複数の着陸ゾーンを持つバッテリステーションを有することで、バッテリステーションは、高い水準のＵＡＶ交通に対応することが許容され得る。複数の着陸ゾーンは、異なる種類のサービスを提供するように特殊化され得る。複数の着陸ゾーンはまた、異なる優先度のＵＡＶに対応するように特殊化され得る。複数の着陸ゾーンは、異なる種類のＵＡＶまたは異なる種類のバッテリに対応し得、利点として、広い範囲のＵＡＶに対してサービス供給する際のフレシキビリティを提供し得る。これは利点であり得、拡大したＵＡＶ飛行が増加するに連れて、異なる種類の様々なＵＡＶが、バッテリ寿命を補充する必要があり得るからである。柔軟性とより大きい容量のＵＡＶを取り扱う能力とが、バッテリステーションが増大した需用を満たすことを許容し得る。
バッテリステーションは、１つ以上の着陸ゾーンが占有される時を検出することが可能であり得る。バッテリステーションは、いつ様々な着陸ゾーンが占有されるかまたは空くかを追跡し得る制御器を含み得る。制御器は、入ってくるＵＡＶを追跡し、着陸ステーション上へのＵＡＶ着陸をスケジューリングするのを支援し得る。制御器は、入ってくるＵＡＶのために着陸ゾーンを選択し得る。制御器は、ＵＡＶからの情報および／または（例えば、いつ着陸区域が占有されるかまたは空くかを検出する）バッテリステーションのセンサからの情報（例えば、ＵＡＶ種類、バッテリ種類、充電状態、任務情報、エネルギー提供規則のうちの１つ以上）に基づいて着陸ゾーンを選択し得る。制御器は、着陸ゾーンが新しいＵＡＶを受け入れる準備が成ったことを示すように変化するように標識を制御し得る。制御器は、いつＵＡＶが着陸区域から離陸するかを検出し得る１つ以上のセンサに応答して標識を変更する決定をし得る。
図８は、本発明の実施形態に従って、バッテリステーションの様々な着陸区域中で着陸標識を有するバッテリステーションの上面図の例を示す。いくつかの実施形態では、バッテリステーションは、複数の着陸区域８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄを有し得る。複数の着陸区域は、共通の基部８２０を共有し得るまたはし得ない。着陸区域は、標識８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃ、８３０ｄを含み得る。
複数の着陸区域８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ、８１０ｄは、互いに視覚的に区別可能であり得るまたはあり得ない。着陸区域は、同一のサイズもしくは形状を有し得る、または異なるサイズもしくは形状を有し得る。着陸区域は、類似した方位を有し得る、または異なる方位を有し得る。ＵＡＶがバッテリステーションの上を飛行しているとき、ＵＡＶは、複数の着陸区域を視覚的に検出することが可能であり得る。
複数の着陸区域の識別を支援し得る標識８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃ、８３０ｄが、提供され得る。標識は、ＵＡＶの１つ以上のセンサによって感知されることが可能であり得る。例えば、標識は、１つ以上のカメラまたはＵＡＶの他の種類の視覚センサによって感知され得る可視標識であり得る。可視標識は、肉眼で見え得る。可視標識は、画像、形状、記号、文字、数字、バーコード（例えば、１Ｄ、２Ｄ、または３Ｄのバーコード）、クイックレスポンス（ＱＲ）コード、または他の任意の種類の視覚的に識別可能な特徴）を含み得る。可視標識は、互いに識別可能なライトの配列またはシーケンスを含み得る。例えば、様々な構成のライトがパッと点いたり消えたりし得る。これに限られないが、発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＯＬＥＤ、レーザ、プラズマ、または他の任意の種類の光源を含む任意の光源が、用いられ得る。可視標識は、黒色、白色、または異なる色で提供され得る。可視標識は、実質的に平坦であったり、隆起していたり、へこんでいたりし得、または任意のテクスチャを有し得る。
いくつかの例では、標識は、ＵＡＶの赤外線カメラまたは紫外線カメラで検出可能であり得る。標識は、熱または他のＩＲスペクトル放射線、紫外線放射線、電磁スペクトル上の放射線を放出し得る。他の例では、標識は、マイクロホンまたは他の任意の種類の音響センサによって感知され得る振動または音声を放出し得る。標識は、ＵＡＶによって検出され得る異なる周波数、ピッチ、ハーモニック、範囲、またはパターンの音声を放出し得る。例えば、音声は、語または楽音を含み得る。振動／音声は、人間の耳で区別可能であり得るまたはあり得ない。いくつかの例では、標識は、無線周波数信号、ブルートゥース（登録商標）信号、Ｗｉｆｉ信号、または他の任意の種類の信号などの無線信号を放出し得る。
ＵＡＶは、異なる標識８３０ａ、８３０ｂ、８３０ｃ、８３０ｄを感知するおよび／またはこれら間を識別することが可能であり得る。ＵＡＶは、異なる着陸区域を特定してこれら間を識別することが可能であり得る。いくつかの実施形態では、ＵＡＶは、ＧＰＳまたは他の通信を用いて、バッテリステーションの近傍に到着することが可能であり得る。ＵＡＶは、どの着陸区域に着陸するかを決定するために標識を用い得る。いくつかの例では、バッテリステーションは、ＵＡＶに関する情報を収集して、ＵＡＶのために着陸区域を選択し得る。バッテリステーションは、選択された着陸区域に対応する標識に関する情報をＵＡＶに通信し得る。例えば、バッテリステーションは、可視記号に関する情報をＵＡＶに送出し得る。ＵＡＶは、センサを用いて記号を検出し得、対応する着陸区域に着陸し得る。代替例では、標識に関する情報は、事前プログラムされ得るまたはＵＡＶの機上に提供され得る。例えば、ＵＡＶは、ＵＡＶに固有である特定の標識に対応し得る。例えば、ＵＡＶは特定のＱＲコード（登録商標）に対応し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶのＱＲコード（登録商標）に関する情報を、ＵＡＶに関する他の情報と共に、バッテリステーションに通信し得る。バッテリステーションは、ＱＲコード（登録商標）を、着陸区域のうちの１つの上に表示させて、一致するＱＲコード（登録商標）を検出し得る。ＵＡＶは次に、対応する着陸区域に着陸し得る。
提供される図では、標識は、ＵＡＶによって視覚的に検出可能であり得る。標識は、着陸区域に設けられ得る。標識は、ＵＡＶが着陸するプラットフォーム上に設けられ得る。標識は、着陸区域の頂面に位置し得る。標識は、バッテリステーションの頂面上にあり得る。標識は、バッテリステーションの上から視覚的に識別され得る。見通し線は、標識とバッテリステーションの上の空間との間に設けられ得る。標識は、バッテリステーションの他の部分に設けられ得る。例えば、標識は、バッテリステーションの側面またはバッテリステーションの筐体内に設けられ得る。標識は、その対応した着陸区域と直接的に接触し得る。標識は、上面、側面、底面、または内面の対応した着陸区域に接触し得る。複数の着陸区域にわたる標識は、着陸区域の同じまたは類似の部分に設けられ得る。例えば、複数の着陸区域について、視覚的標識は、着陸区域の各々の北東の角に設けられ得る。標識は、方向および着陸についてＵＡＶを支援し得る。標識は、着陸区域の設計された中央着陸領域から固定された距離にあり得る。
ＵＡＶは、異なる標識間で区別することが可能であり得る。ＵＡＶは、異なる視覚的標識間で視覚的に区別することが可能であり得る。結果として、ＵＡＶは、その割り当てられた視覚的標識を検出し、対応した着陸区域に着陸し得る。ＵＡＶは、着陸前に（例えば、ＵＡＶがバッテリステーションの上または近くを飛行している間に）、その割り当てられた標識を検出して、識別することが可能であり得る。ＵＡＶは、対応した着陸区域に着陸するためにその飛行経路を調節することが可能であり得る。
例えば、図８に示されるように、ＵＡＶは、「Ｘ」８３０ａの視覚的標識を割り当てられ得る。「Ｘ」標識は、ＵＡＶに一意であるか、ＵＡＶのために予め割り当てられたか、または予めプログラムされたものであり得る。いくつかの場合において、標識は、ＵＡＶに一意であり得る。ＵＡＶは、ＵＡＶの標識情報をバッテリステーションに任意に通信し得る。バッテリステーションは、次いで、選択された時間に選択された着陸ゾーンでＵＡＶの標識を示し得る。あるいは、バッテリステーションは、ＵＡＶに「Ｘ」を割り当て、割り当てられた識別子をＵＡＶに通信し得る。このように、ＵＡＶは、どの標識を探すべきかを知ることができる。ＵＡＶは、バッテリステーションに接近して、「Ｘ」ならびに他の視覚的標識（例えば、「Ｏ」、「｜｜」、「□」）を上から検出することが可能であり得る。ＵＡＶに搭載される１つ以上のプロセッサは、検出された視覚的標識を互いから区別することが可能であり得る。画像分析は、ＵＡＶの機上で実施され得る。割り当てられた標識に一致する標識が検出され得る（すなわち、ＵＡＶは、「Ｘ」をＵＡＶの割り当てられた標識として認め得る）。ＵＡＶは、次いで、割り当てられた標識に対応した着陸区域８１０ａに着陸するためにそれ自体を方向付ける。標識を使用してまたはそれを使用せずに、着陸区域でのそれ自体の位置決めの際にＵＡＶを支援し得る。ＵＡＶは、次いで、（例えば、下降によって）着陸区域に着陸し得る。
いくつかの実施形態において、他の視覚的標識が他のＵＡＶに割り当てられ得る。例えば、第２のＵＡＶは、「Ｏ」標識に割り当てられ得、対応した着陸区域８１０ｂに着陸し得る。複数のＵＡＶは、平行にバッテリステーションに着陸することが可能であり得る。いくつかの場合において、単一のＵＡＶは、各着陸区域に着陸し得る。各ＵＡＶが、その対応した標識に割り当てられ得、結果として着陸し得る。
いくつかの実施形態において、ＧＰＳ技術を用いて、ＵＡＶをゾーンに誘導し得る。ＧＰＳ技術は、視覚的標識に加えて、またはその代わりに使用され得る。リアルタイムキネマティック（ＲＴＫ）技術は、高水準の精度を有するガイダンスを提供することが可能であり得る正確なＧＰＳ技術として提供され得る。いくつかの場合において、ＲＴＫ ＧＰＳ技術は、μｍレベル、ｍｍレベル、ｃｍレベル、数ｃｍレベル、１０ｃｍレベル、３０ｃｍレベル、５０ｃｍレベルまたはメートルレベルの精度内で距離情報を提供し得る。一対のＧＰＳセンサは、正確なナビゲーションを提供するために同時に働き得る。いくつかの場合において、第１のＧＰＳセンサはステーションに設けられ得、第２のＧＰＳセンサはＵＡＶ上に設けられ得る。任意に、第１のＧＰＳセンサは、ステーションの着陸ゾーンに設けられ得る。いくつかの場合において、ステーションの異なる着陸ゾーンは、独自のＧＰＳセンサを有し得る。第１のＧＰＳセンサは、固定参照点（例えば、ステーションの着陸ゾーン）に設けられ得、第２のＧＰＳセンサは、移動物体（例えば、ＵＡＶ）上に設けられ得る。異なる信号を介した２つのＧＰＳデータ通信は、固定参照点および移動物体の相対的な位置の計算を許容し得る。このように、ＵＡＶは、（本明細書に記載の視覚的検知の支援でまたは支援なしで）、ＧＰＳデータに基づいて特定の着陸ゾーンまでナビゲートすることが可能であり得る。
図９は、本発明の実施形態に従って、経時的に変化し得る着陸標識を有する着陸区域を示す。着陸区域９１０は、標識９２０を有し得る。いくつかの場合において、標識は、視覚的標識であり得る。標識は、静的標識であり得る（例えば、同じまま留まり得る）。標識は、動的標識（例えば、経時的に変化する）であり得る。標識は、経時的に変化し得る（例えば、ｔ＝１、ｔ＝２、ｔ＝３）。例えば、標識が視覚的標識である場合、標識によって示される画像は、変化し得る（例えば、「Ｘ」から「Ｏ」、そして「＋」に進む）。
多ゾーンのバッテリステーションが設けられるとき、着陸区域の各々は、独自の標識を有し得る。各標識は、任意に経時的に変化し得る。例えば、多ゾーンバッテリステーションが５つの着陸区域を有する場合、着陸区域の各々は、独自の標識を有し、各標識は経時的に変化し得る。異なる着陸区域の標識は、互いから独立して変化することが可能であり得る。例えば、異なる標識は、独自のスケジュールに従って変化し得る。あるいは、１つ以上の標識の変化は、１つ以上の他の標識の変化と同期化され得る。
多ゾーンバッテリステーションは、制御器を有し得る。制御器は、１つ以上のプロセッサおよび１つ以上のメモリユニットを含み得る。メモリユニットは、１つ以上のステップを実施するためのコード、論理、または命令を含む非一時的なコンピュータ可読媒体を含み得る。プロセッサは、非一時的なコンピュータ可読媒体に従って、１つ以上のステップを個別にまたは一括して実行し得る。制御器は、変更するために標識へ信号を送出し得る。制御器は、標識の出力についてのデータを含めて、信号を標識に送出し得る。例えば、視覚的標識について、データは、出力される標識画像もしくは記号（例えば、バーコードまたはＱＲコード（登録商標））、または出力される光のパターンもしくは配列について情報を含み得る。別の例において、データは、出力される振動または音声信号の頻度または他の特性についての情報を含み得る。
いくつかの実施形態において、バッテリステーション制御器は、ＵＡＶから送信された情報を含み得るデータを受信し得る。例えば、ＵＡＶは、ＵＡＶのバッテリステーションへの接近、またはバッテリステーションに相対的な場所についての情報を送信し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶのバッテリ、ＵＡＶの任務、もしくは飛行経路についての情報、または任意の他の情報を任意に送信し得る。制御器は、バッテリステーションに着陸するためにＵＡＶのための場所および／または時間調節を決定し得る。制御器は、ＵＡＶがどの着陸区域に着陸すべきかを決定し得る。制御器はまた、ＵＡＶが指定された着陸区域にいつ着陸できるかを決定し得る。ＵＡＶが指定された着陸区域に着陸する時間が来たとき、着陸区域上の標識は、ＵＡＶのために割り当てられた標識と一致するように、変更または維持され得る。ＵＡＶは、次いで、割り当てられた標識を検出し得、着陸区域に着陸することが可能であり得る。
例えば、第１のＵＡＶは、「Ｏ」標識に割り当てられ得る。着陸区域上の標識が、時間＝２において「Ｘ」から「Ｏ」に切り替わるとき、第１のＵＡＶは、着陸区域に着陸し得る。ＵＡＶが着陸区域にある間に、第１のＵＡＶのバッテリ寿命が再装填され得る。例えば、ＵＡＶのバッテリは、再充電され得るか、または別のバッテリと交換され得る。ＵＡＶは、次いで、着陸区域から離陸する。第２のＵＡＶは、「＋」標識に割り当てられ得る。第１のＵＡＶが着陸区域から離陸するとき、標識は「＋」に切り替わり得る。第２のＵＡＶが、次いで、着陸区域に着陸する。いくつかの場合において、バッテリステーションを一掃して、かつ第１のＵＡＶと第２のＵＡＶとの間での衝突の可能性を低減するために、第１のＵＡＶに十分な時間を与えるために標識を切り替える前に、第１のＵＡＶが着陸区域から離陸した後に所定の長さの時間が経過してもよい。
標識は、経時的に任意の方法で変化し得る。いくつかの場合において、標識は、スクリーンまたは他の種類のディスプレー上に表示され得る。例えば、標識は、ＬＥＤスクリーン、ＬＣＤスクリーン、プラズマスクリーン、または任意の他の種類のスクリーン上に表示され得る。標識は、経時的にオンまたはオフにし得る、または色を変え得る１つ以上の光を含み得る。標識は、経時的に変化し得る様々な無線信号を含み得る。いくつかの場合において、標識は、経時的に変化し得る音声信号を含み得る。
図１０は、本発明の実施形態に従って、着陸標識の変化に応答した多ゾーンバッテリステーション上のＵＡＶ飛行交通の一例を示す。第１のＵＡＶ１０１０ａおよび第２のＵＡＶ１０１０ｂは、多ゾーンバッテリステーション１０２０上の着陸が可能であり得る。多ゾーンバッテリステーションは、第１の着陸ゾーン１０３０ａおよび第２の着陸ゾーン１０３０ｂを含み得る。第１の着陸ゾーンは、第１の標識１０４０ａを含み得、第２の着陸ゾーンは、第２の標識１０４０ｂを含み得る。第２の標識は、第１の標識とは異なり得る。第２の標識は、第１の標識と視覚的に区別可能であり得、その逆も同様である。
第１のＵＡＶ１０１０ａおよび第２のＵＡＶ１０１０ｂは、バッテリステーション１０２０に着陸し得る。いくつかの場合において、ＵＡＶは、バッテリ寿命を再装填するためにステーションに存在し得る。ＵＡＶは、それらのバッテリを再充電することか、または他のバッテリとそれらのバッテリを交換することによって、バッテリ寿命を再装填し得る。第１のＵＡＶは、第１の標識１０４０ａが明瞭であるときに着陸するように構成され得る。第２のＵＡＶは、第２の標識１０４０ｂが明瞭であるときに着陸するように構成され得る。ＵＡＶが着陸ゾーンにある間、標識はそのまま留まり得る。あるいは、一旦ＵＡＶがそれらのそれぞれの着陸ゾーンに着陸すると、標識は、もはや明瞭である必要がないこともある。
第１のＵＡＶ１０１０ａがその任務を完了したとき、それは、その着陸ゾーン１０３０ａ（例えば、ｔ＝１で示されているように）から離陸し得る。第１のＵＡＶが離陸した後、第１の着陸ゾーンの標識１０４０ａは変化し得る。標識は、ＵＡＶが離陸したことの検出に応答して、変化し得る。ＵＡＶが離陸したことを検出することは、バッテリステーションの１つ以上のセンサを使用して提供され得る。あるいは、ＵＡＶは、ＵＡＶが離陸したことを示す信号を送出し得る。標識は、新しいＵＡＶが離陸したＵＡＶと置き換わるために接近していることを検出することに応答して変化し得る。新しいＵＡＶの検出は、バッテリステーションに搭載される１つ以上のセンサを使用して、または新しいＵＡＶから送出された情報に応答して、発生し得る。第３のＵＡＶ１０１０ｃは、新しい標識を検出し得、結果として第１の着陸ゾーンに着陸し得る（例えば、ｔ＝２に示されるように）。その一方で、第２の着陸ゾーン１０３０ｂでの活動が、第１の着陸ゾーンとは無関係に発生し得る。例えば、第２のＵＡＶ１０１０ｂが第２の着陸ゾーンで再装填されたバッテリ寿命を有する間、第１のＵＡＶが出発し得、第３のＵＡＶが着陸し得る。
図１５は、本発明の実施形態に従って、多ゾーンバッテリステーションの着陸プロセスの一例を示す。ＵＡＶはステーションを検出し得（１５１０）、データが、ＵＡＶとステーションとの間で交換され得る（１５２０）。決定は、ステーションに着陸するまたは到着しないように、ＵＡＶについての決定が下され得る（１５３０）。ＵＡＶがステーションに着陸すべきでないと決定される場合、ＵＡＶは、その任務を継続し得、別のステーションに任意に遭遇し得る（１５１０）。ＵＡＶがステーションに着陸すべきであると決定される場合、ステーションに着陸するための待ち行列におけるＵＡＶの位置が決定され得る（１５４０）。ステーションのゾーンが位置特定され得、エネルギー提供規則（例えば、バッテリを充電するか、またはバッテリを別のバッテリと交換する）が決定され得る（１５５０）。ゾーンが解放されると、ゾーンに関連付けられる標識は、変更され得る（１５６０）。待ち行列は、ゾーン解放に応答して更新され得る（１５７０）。ＵＡＶは、解放ゾーンに着陸し得る（１５８０）。ゾーンは、ＵＡＶに対して決定されたエネルギー提供のための構成を維持し得るか、または変更し得る（１５９０）。任意に、待ち行列領域などの物理的手段を使用して、ＵＡＶをゾーンの場所に運び得る（１５９５）。
エネルギー提供プロセスの間、ＵＡＶはステーションを検出し得る（１５１０）。ＵＡＶは、飛行中であり得、ステーションの存在は、ＵＡＶによって検出され得る。ＧＰＳまたは他の位置確認システムを使用して、ステーションの場所をＵＡＶに提供し得る。ＵＡＶは、ステーションに接近する前にデータを受信してもしなくてもよい。例えば、ＵＡＶは、広範囲にわたってバッテリステーションを認識し得る。あるいは、ＵＡＶがステーションに対して局所にあるとき、ＵＡＶは、ステーションの存在を認識し得る。いくつかの場合において、ステーションの検出はまた、視覚センサまたは他の種類のセンサを用いて行われ得る。
データ交換１５２０が、ＵＡＶとバッテリステーションとの間で発生し得る。例えば、ＵＡＶは、ＵＡＶに搭載されるバッテリの状態、現在の飛行条件、現在の任務に残された時間または距離、次のステーションとの間の距離、バッテリ仕様、バッテリ充電状態（例えば、推定残電力、バッテリ電圧、電流積分）、バッテリ温度、ＵＡＶ仕様、または飛行計画（例えば、次のステーションへの推定到着および／または最終目的地への推定到着時刻）に関する情報をステーションに送信し得る。ＵＡＶはまた、ＵＡＶの状態を説明する情報をステーションに通信し得る。例えば、ＵＡＶは、システム障害を説明する情報、または破損した部品（例えば、壊れたプロペラ）の説明をステーションに通信し得る。ＵＡＶはペイロードを運び得る。ＵＡＶはペイロードの重量を通信し得る。さらに、ＵＡＶは、ＵＡＶが飛行計画のいつの時点でペイロードを積むまたはそれを降ろす計画であるかを、ステーションに通信し得る。
ＵＡＶからの情報に応答してまたはＵＡＶとの通信とは無関係に、バッテリステーションは、情報をＵＡＶに通信し得る。ステーションは、ＵＡＶに充電されたバッテリを提供することが利用可能であるかどうかを、ＵＡＶに知らせ得る。例えば、ステーションは、充電されたバッテリを消耗され得るか、またはステーションの１つ以上のゾーンが、別のＵＡＶによって占有され得る。ＵＡＶがステーションに着陸するか、または着陸しないかの決定が下され得る（１５３０）。これらの例のいくつかにおいて、ステーションは、次のステーションまで続行するようにＵＡＶに命令し得る。別の場合において、ステーションは、悪天候（例えば、風、雨、雪）またはステーションの機械的または電気的故障の場合には、ＵＡＶに、次に最も近いステーションまで続行するように命令し得る。ステーションは、ＵＡＶを次のステーションに導くために、更新されたルート命令をＵＡＶに送信し得る。あるいは、ステーションが充電のために利用可能であるとき、ステーションは、ステーション上に着陸するように、ＵＡＶに命令し得る。いくつかの場合において、ステーションは、ＵＡＶのステータスが不良（例えば、プロペラなどの破損した部品）であるとき、ＵＡＶに着陸するように命令し得る。ステーションが、着陸すべき場所としてＵＡＶの飛行計画の一部であるとき、ステーションは、ＵＡＶにステーションに着陸するように命令し得る。飛行計画におけるその先の他のステーションが一杯であるか、もしくは占有されている可能性がある場合、または他のステーションの場所の天候が悪い場合、ＵＡＶは、そのステーションに着陸するように命令され得る。ＵＡＶがステーションからエネルギーを得ることができる（例えば、ＵＡＶがステーションの１つ以上のゾーンを介してエネルギーを受け取ることが可能である）場合、ＵＡＶは、そのステーションに着陸するように命令され得る。これは、占有および／またはＵＡＶ形態および／またはバッテリ形態を考慮に入れても入れなくてもよい。ＵＡＶバッテリに残っている電力が、次の目的地（例えば、次のステーションまたは最終目的地）までの安全なＵＡＶの飛行を支持するために必要なエネルギー以下である場合、ＵＡＶは、ステーションに着陸するように命令され得る。
ＵＡＶがステーションに着陸することが決定された場合、ステーションでの着陸のための待ち行列におけるＵＡＶの位置が決定され得る（１５４０）。ステーション待ち行列におけるＵＡＶの配列は、１つ以上の要因によって決定され得る。いくつかの場合において、１つ以上の層を使用して、先に説明されるように、ＵＡＶの配列を決定し得る。任意選択的に、先に説明されたように、ＵＡＶは、本明細書で先に述べた要因のうちのいずれかを含み得る、１つ以上、２つ以上の、３つ以上、４つ以上、または５つ以上の要因の加重平均であり得る得点によってランク付けされ得る。
ステーションのゾーンが位置特定され得、エネルギー提供規則（例えば、バッテリを充電するか、またはバッテリを別のバッテリと交換する）が決定され得る（１５５０）。ＵＡＶは、本明細書の他の箇所で説明する任意の情報を含めて、情報をステーションに送出し得る。例えば、ＵＡＶは、ＵＡＶ重量、長さ、バッテリの種類、充電インターフェース（例えば、構成、寸法、場所）についての情報、またはＵＡＶもしくはＵＡＶのバッテリに関係するあらゆる他の情報を送出し得る。ＵＡＶはまた、あらゆるタイミング制約についての情報（例えば、任務の緊急性、直ぐに離陸する必要があるかどうか）を送出し得る。
ステーションは、ＵＡＶのためのゾーンを選択するために、ＵＡＶによって送出された情報を使用し得る。例えば、ステーションは、充電する時間およびバッテリを交換する時間を推定し、最短の時間を費やすエネルギー提供方法を選択し得る。充電の閾値状態は、使用するためのエネルギー提供方法を決定する際、考慮されてもされなくてもよい。いくつかの場合において、複数の方法のために推定時間の時間の長さが評価され得る。最短の長さの時間を利用した方法を用いてもよい。ステーションの１つ以上のゾーンは、それらが、選択されたエネルギー提供方法を使用して、エネルギーをＵＡＶに提供することができるかどうかを決定するように評価され得る。いくつかの場合において、複数のゾーンが評価され得る。任意選択的に、エネルギー提供の必要性またはＵＡＶの優先設定に一致する複数のゾーンが見出される。エネルギー提供の必要性またはＵＡＶの優先設定に一致し得るゾーンのうち、１つ以上のゾーンが、占有を決定するために評価され得る。いくつかの場合において、エネルギー提供の必要性に加えて、ＵＡＶの物理的要件が考慮され得る。例えば、ゾーンが、それらがＵＡＶの寸法または形態に適するかどうかを決定するように評価され得る。空いているゾーンが見出され得る。あるいは、全てのゾーンが占有されている場合、ＵＡＶは、一致するゾーンが空くまでその順番を待つことができる。
一致するゾーンが解放されると、ゾーンに関連付けられた標識が変更され得る（１５６０）。いくつかの場合において、ステーションは、飛行計画パラメータをＵＡＶに直接的に送出し得る。例えば、ＲＴＫ ＧＰＳまたは他のナビゲーション技法を使用して、ＵＡＶを解放ゾーンに直接誘導し得る。あるいは、視覚的標識が使用され得る。標識はパターンを示すことができ、ＵＡＶは、本明細書の他の箇所で説明されるように、着陸のために一致するパターンを有するゾーンを見出し得る。標識は、ＱＲコード（登録商標）または他の種類の視覚的パターンを示すことができ、ゾーンまで飛行するためにＵＡＶ用の３Ｄ飛行パラメータを含み得る。
標識が視覚的パターンを示すとき、ステーションの全てのゾーンは標識を有することができる。標識は、フラッシュであってもなくてもよい。位置特定されたゾーンは、ＵＡＶが着陸するために正しいパターンをフラッシュし得る。いくつかの実施形態において、先に説明されるように、待ち行列領域が存在し得る。待ち行列領域に標識が存在し得る。待ち行列領域における標識は、ＵＡＶにパターンを一致させるように告げ、次いで、ＵＡＶが、同じパターンを有するゾーンを見出し得る。任意選択的に、待ち行列領域に表示される標識は、ＵＡＶに対して、どの視覚的パターンが選択されたゾーンにおいて一致するかを較正するか、または識別し得る。待ち行列領域において表示される標識は、対応するゾーンが解放されていることを、ＵＡＶに対して任意に表示し得る。
標識がＱＲコード（登録商標）または類似のコードを示すとき、バッテリステーションのゾーンは、標識を有し得る。標識は、フラッシュしてもしなくてもよい。位置特定されたゾーンは、ＱＲコード（登録商標）をフラッシュし得る。ＱＲコード（登録商標）は、ＵＡＶが位置特定されたゾーンに接近するために飛行するためのパラメータを示し得る。いくつかの場合において、先に説明されるように、待ち行列領域が存在し得る。待ち行列領域にＱＲコード（登録商標）が存在し得る。待ち行列領域でのＱＲコード（登録商標）は、どのようにしてゾーンを見出すかをＵＡＶに告げ得る。任意選択的に、ゾーンにおける標識を必要とせずに、待ち行列領域に表示された標識のみが存在し得る。待ち行列領域でＵＡＶに表示された標識は、ＵＡＶを適切なゾーンに導き得る。例えば、待ち行列領域から適切なゾーンまでの相対的な飛行経路が提供され得る。ＱＲコード（登録商標）は、ＵＡＶ自体に対してよりもむしろＵＡＶを導くゾーンに一意であり得る。
待ち行列は、ゾーン解放に応答して更新され得る（１５７０）。先に説明されたように、ＵＡＶは、任意の位置確認技法および／または視覚的標識を用いて、適切なゾーンに導かれ得る。
ＵＡＶは、解放ゾーンに着陸し得る（１５８０）。ＵＡＶは、ステーションの任意の他の部分での第１の着陸なしに、解放ゾーンに直接着陸し得る。あるいは、ＵＡＶは、待ち行列領域などのステーションの別の領域に着陸し得る。待ち行列領域は、ＵＡＶをゾーンに導き得る。待ち行列領域は、ＵＡＶに、ゾーンまでどのように飛行するかを示し、ゾーンを識別し、またはＵＡＶをゾーンに直接搬送し得る。ＵＡＶは、能動的にまたは受動的にゾーンに着陸し得る。いくつかの場合において、ロボットアームまたは他の能動的着陸補助機構が提供され得る。
ゾーンは、ＵＡＶへの決定されたエネルギー提供のための構成を維持し得るか、または変更し得る（１５９０）。これは、ゾーンでのＵＡＶ到着の前に、それと同時に、またはその後に、発生し得る。いくつかの場合において、ＵＡＶのためのエネルギー提供方法は、ＵＡＶのための時間より先に決定され得る。これは、エネルギー提供方法に従うゾーンの構成を更新する結果となり得る。例えば、バッテリがＵＡＶの機上で充電される場合、充電器は、ＵＡＶに合うように拡張され得る。別の例では、バッテリがＵＡＶから除去されるおよび／または交換される場合、バッテリ除去部材が拡張され得る、および／またはＵＡＶからバッテリを除去するために準備され得る。
任意選択的に、待ち行列領域などの物理的手段を使用して、ＵＡＶをゾーンの場所に運び得る（１５９５）。例えば、待ち行列領域は、搬送ベルトまたはＵＡＶをゾーンに輸送し得る類似の機構であり得る。ＵＡＶは、ゾーンに搬送されるように、レセプタクル内または窪み内の表面上で載置し得る。ＵＡＶは、重力および／もしくは摩擦の支援、磁石、フックおよびループファスナ、連動部、覆い、側面、またはＵＡＶをその目的ゾーンに輸送することを支援し得る任意の他の機構を用いて、待ち行列領域上のその場所に留まり得る。
バッテリ充電は、バッテリステーションの上で発生し得る。これは、１つ以上のゾーンにおける１つ以上のＵＡＶバッテリの機上での充電を含み得る。これはまた、バッテリステーションのバッテリ保管ユニット内の１つ以上のバッテリの充電を含む。（ＵＡＶの機上の、またはバッテリステーションに保管されている）複数のバッテリが、同時に充電され得る。いくつかの場合において、基地ステーションは、これらのバッテリの複数または全ての同時充電を許容し得る。いくつかの場合において、基地ステーションが、充電を優先順位付けし得る。いくつかの場合において、バッテリのうちの１つ以上が最初に充電され得る一方で、他のバッテリが充電されない。これは、より高い優先度のバッテリのより迅速な充電を可能にし得る。例えば、ＵＡＶがゾーンに着陸する場合にＵＡＶに搭載されるバッテリは充電され得、バッテリステーションのバッテリ保管ユニット内のバッテリの充電は、保留され得るか、または低減され得る。同様に、バッテリ保管ユニット内において、いくつかのバッテリは最初に満充電状態まで充電され得る一方で、他のものは、部分的にまたは完全に消耗状態のまま留まり得る。様々なバッテリの充電が、バッテリ充電の所望の速度を提供するように制御され得る。いくつかの場合において、充電は、バッテリ寿命を伸ばすような方法で発生し得る。他の例において、充電は、エネルギー効率を最大化するか、またはエネルギーの使用を低減するように発生し得る。
図１１は、本発明の実施形態に従って、ＵＡＶとバッテリステーションとの間の直接および間接通信の例を示す。ＵＡＶ１１１０は、バッテリステーション１１２０と通信し得る。いくつかの場合において、直接通信１１４０は、ＵＡＶとバッテリステーションとの間に提供され得る。他の例において、間接通信１１５０、１１６０は、１つ以上の媒介デバイス１１３０の支援で、ＵＡＶとバッテリステーションとの間で発生し得る。
ＵＡＶ１１１０は、バッテリステーション１１２０と無線で通信し得る。無線通信は、ＵＡＶからバッテリステーションへのデータおよび／またはバッテリステーションからＵＡＶへのデータを含み得る。いくつかの場合において、バッテリステーションからＵＡＶへのデータは、ＵＡＶの動作を制御し得るコマンドを含み得る。バッテリステーションからのデータは、バッテリステーションの着陸区域の標識についての情報、またはＵＡＶが着陸し得る着陸区域についての情報を含み得る。ＵＡＶは、バッテリステーションから離陸することおよび／またはバッテリステーションに着陸することが可能であり得る。ＵＡＶからバッテリステーションへのデータは、ＵＡＶのバッテリについての情報（例えば、充電の状態、容量、大きさ、フォームファクタ、化学的性質、仕様）、ＵＡＶ（例えば、ＵＡＶ種類、フォームファクタ、大きさ、仕様）、またはＵＡＶの任務（例えば、所定の飛行経路、残りの移動距離）を含み得る。
いくつかの場合において、ＵＡＶ１１１０は、バッテリステーション１１２０と直接的に通信し得る。直接通信リンク１１４０は、ＵＡＶとコンパニオン輸送機との間で確立され得る。ＵＡＶが運動中である間、直接通信リンクは、所定の位置に留まり得る。任意の種類の直接通信は、ＵＡＶとバッテリステーションとの間で確立され得る。例えば、ＷｉＦｉ、ＷｉＭａｘ、ＣＯＦＤＭ、ブルートゥース（登録商標）、ＩＲ信号、指向性アンテナ、または任意の他の種類の直接通信が採用され得る。２つの物体の間で直接的に発生するあらゆる形態の通信が使用され得るか、または考慮され得る。
いくつかの場合において、直接通信は、距離によって制限され得る。直接通信は、見通し線または障害物によって制限され得る。直接通信は、間接通信と比較して、データの高速転送、またはデータの広い帯域幅を許容し得る。
間接通信は、ＵＡＶ１１１０とバッテリステーション１１２０との間に提供され得る。任意選択的に、間接通信は、バッテリステーションと外部デバイスとの間に１つ以上の媒介デバイス１１３０を含み得る。いくつかの例において、媒介デバイスは、衛星、ルータ、タワー、中継デバイス、または任意の他の種類のデバイスであり得る。通信リンクが、ＵＡＶと媒介デバイス１１５０との間に形成され得、通信リンクが、媒介デバイスとバッテリステーション１１６０との間に形成され得る。互いに通信し得る任意の数の媒介デバイスが提供され得る。いくつかの場合において、間接通信は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはインターネットなどの広域ネットワーク（ＷＡＮ）といったネットワーク上で発生し得る。いくつかの場合において、間接通信は、セルラネットワーク、データネットワーク、または任意の種類の電気通信ネットワーク（例えば、３Ｇ、４Ｇ）上で発生し得る。クラウドコンピューティング環境が、間接通信のために採用され得る。
いくつかの場合において、間接通信は、距離について無制限であり得るか、または直接通信よりもさらに広い距離範囲を提供し得る。間接通信は、見通し線もしくは障害物によって制限されないか、または比較的制限されない場合がある。いくつかの場合において、間接通信は、直接通信を支援するために、１つ以上の中継デバイスを使用し得る。中継デバイスの例としては、衛星、ルータ、タワー、中継ステーション、または任意の他の種類の中継デバイスが挙げられるが、これらに限定されない。
無人航空機とバッテリステーションとの間の通信を提供するための方法が提供され得、そこでは、通信が間接通信方法を介して発生し得る。間接通信方法は、３Ｇまたは４Ｇ携帯電話ネットワークなどの携帯電話ネットワークを介した通信を含み得る。間接通信は、バッテリステーションとＵＡＶとの間の通信において１つ以上の媒介デバイスを使用し得る。間接通信は、ＵＡＶが運動中であるとき、発生し得る。
直接および／または間接通信の任意の組み合わせが、異なる物体間で発生し得る。一例において、全ての通信が直接通信であり得る。別の例において、全ての通信が間接通信であり得る。説明されるおよび／または図示される任意の通信リンクは、直接通信リンクまたは間接通信リンクであり得る。いくつか実装形態において、直接通信と間接通信との間の切り替えが発生し得る。例えば、バッテリステーションとＵＡＶとの間の通信は直接通信、間接通信であり得、そうでなければ異なる通信モード間の切り替えが発生し得る。任意の説明されるデバイス（例えば、バッテリステーション、ＵＡＶ）と媒介デバイス（例えば、衛星、タワー、ルータ、中継デバイス、中央サーバー、コンピュータ、タブレット、スマートフォン、またはプロセッサおよびメモリを有する任意の他のデバイス）との間の通信は直接通信、間接通信であり得、そうでなければ異なる通信モード間の切り替えが発生し得る。
いくつかの場合において、通信モード間の切り替えは、人間の介在を必要とせずに自動的に行われ得る。１つ以上のプロセッサを使用して、間接通信方法と直接通信方法との間で切り替えることを決定し得る。例えば、特定のモードの質が劣化する場合、システムが異なるモードの通信に切り替え得る。１つ以上のプロセッサは、バッテリステーション上、ＵＡＶの機上、第３の外部デバイス上、またはそれらの任意の組み合わせにおいて搭載され得る。モードの切り替えの決定は、ＵＡＶ、バッテリステーション、および／または第３の外部デバイスから提供され得る。
いくつかの場合において、好ましいモードの通信が提供され得る。好ましいモードの通信が動作しないか、または質もしくは信頼性に欠ける場合、別のモードの通信への切り替えが行われ得る。好ましいモードは、好ましいモードの通信に戻す切り替えがいつ行われ得るかを決定するためにピングされ得る。一例では、直接通信が、好ましいモードの通信であり得る。しかしながら、ＵＡＶがあまりにも遠くへ飛行するか、または障害物がＵＡＶとバッテリステーションとの間に提供される場合、通信は、間接モードの通信に切り替わり得る。いくつかの場合において、大量のデータがＵＡＶとバッテリステーションとの間で転送されるとき、直接通信が好ましくあり得る。別の例では、間接モードの通信は、通信の好ましいモードであり得る。ＵＡＶおよび／またはバッテリステーションが大量のデータを迅速に送信する必要がある場合、通信は、直接モードの通信に切り替わり得る。いくつかの場合において、ＵＡＶがバッテリステーションから著しく遠い距離を飛行し、通信のより高い信頼性が所望であり得るとき、直接通信が好ましくあり得る。
通信モード間の切り替えは、コマンドに応答して発生し得る。コマンドは、使用者によって提供され得る。使用者は、バッテリステーションの操作者であり得る。使用者は、ＵＡＶを制御する個人であり得る。
いくつかの場合において、異なる通信モードが、ＵＡＶとバッテリステーションとの間での異なる種類の通信のために使用され得る。異なる通信モードを使用して、異なる種類のデータを同時に送信し得る。
本明細書で説明されるシステム、デバイス、および方法は、広範の様々な可動物体に適用することができる。前述のように、本明細書のＵＶＡなどの航空機の一切の説明は、任意の可動物体に適用、かつ使用することができる。本明細書の航空機の一切の説明は、特にＵＡＶに適用することができる。本発明の可動物体は、空中（例えば、固定翼型航空機、回転翼型航空機、または固定翼も回転翼も有さない航空機）、水中（例えば、船舶または潜水艦）、地上（例えば、車、トラック、バス、バン、モーターサイクル、自転車などの動力車、棒、釣竿などの可動構造またはフレーム、または電車）、地下（例えば、地下鉄）、宇宙（例えば、スペースプレーン、衛星、またはプローブ）、またはこれらの環境の任意の組合せなどの任意の適当な環境内で移動するように構成され得る。可動物体は、本明細書の他の箇所で説明される輸送機体などの輸送機体であり得る。いくつかの実施形態において、可動物体は、人間または動物などの生体に担持され、または生体から離陸することができる。適当な動物は、アビン（ａｖｉｎｅｓ）、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ、イルカ、げっ歯類、または昆虫を含むことができる。
可動物体は、６つの自由度（例えば、並進の３つの自由度および回転の３つの自由度）に関して環境内を自由に移動することが可能であり得る。あるいは、可動物体の運動は、所定のパス、トラック、または方向などによって、１つ以上の自由度に関して制約され得る。運動は、エンジンまたはモーターなどの任意の適当な作動機構によって作動され得る。 可動物体の作動機構は、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはそれらの任意の適当な組合せなどの任意の適当なエネルギー源によって電力供給され得る。可動物体は、本明細書の他の箇所で説明されるように、推進システムを介して自走することができる。推進システムは、任意選択的に、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはそれらの任意の適当な組合せなどのエネルギー源で動作することができる。あるいは、可動物体は、生体によって担持されてもよい。
いくつかの例では、可動物体は、航空機であり得る。例えば、航空機は、固定翼型航空機（例えば、飛行機、グライダー）、回転翼型航空機（例えば、ヘリコプター、回転翼機）、固定翼と回転翼の両方を有する航空機、またはどちらも有さない航空機（例えば、飛行船、熱気球）であり得る。 航空機は、空気を介した自走式などの自走式であり得る。自走式航空機は、１つ以上のエンジン、モーター、ホイール、車軸、磁石、ローター、プロペラ、ブレード、ノズル、またはそれらの任意の適当な組合せを備える推進システムなどの、推進システムを利用することができる。いくつかの場合では、推進システムが、可動物体が表面から離陸すること、表面に着陸すること、現在の位置および／または方向を維持すること（例えば、ホバリング）、方向を変更すること、および／または位置を変更すること、を可能にするために使用され得る。
可動物体は、ユーザーによって遠隔で制御され得る、または可動物体内または可動物体上の乗員によって局所で制御され得る。可動物体は、別個の輸送機内の乗員を介して遠隔で制御され得る。いくつかの実施形態において、可動物体は、ＵＡＶなどの無人型可動物体である。ＵＡＶなどの無人型可動物体は、可動物体の機上に乗員を有し得ない。可動物体は、人間または自律制御システム（例えば、コンピュータ制御システム）、またはそれらの任意の適当な組合せによって制御され得る。可動物体は、人工知能を使用して構成されたロボットなどの自律または半自律ロボットであり得る。
可動物体は、任意の好適な大きさおよび／または寸法を有し得る。いくつかの実施形態において、可動物体は、輸送機体内または輸送機体上に人間の乗員を有するような大きさおよび／または寸法のものであってもよい。代替として、可動物体は、輸送機体内または輸送機体上に人間の乗員を有することが可能なものよりも小さい大きさおよび／または寸法のものであってもよい。可動物体は、人間によって持ち上げる、または運ばれるために好適な大きさおよび／または寸法のものであってもよい。代替として、可動物体は、人間によって持ち上げる、または運ばれるために好適な大きさおよび／または寸法よりも大きくてもよい。いくつかの場合において、可動物体は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、もしくは１０ｍ未満、または同等の最大寸法（例えば、長さ、幅、高さ、直径、対角線）を有し得る。最大寸法は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、もしくは１０ｍを超える、または同等であってもよい。例えば、可動物体の向かい合ったローターのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、もしくは１０ｍ未満、または同等であってもよい。代替として、向かい合ったローターのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、もしくは１０ｍを超える、または同等であってもよい。
いくつかの実施形態において、可動物体は、１００ｃｍ×１００ｃｍ×１００ｃｍ未満、５０ｃｍ×５０ｃｍ×３０ｃｍ未満、または５ｃｍ×５ｃｍ×３ｃｍ未満の体積を有し得る。可動物体の全体積は、約１ｃｍ３、２ｃｍ３、５ｃｍ３、１０ｃｍ３、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、１０，０００ｃｍ３、１００，０００ｃｍ３3、１ｍ３、もしくは１０ｍ３以下であってもよい。反対に、可動物体の全容積は、約１ｃｍ３、２ｃｍ３、５ｃｍ３、１０ｃｍ３、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、１０，０００ｃｍ３、１００，０００ｃｍ３、１ｍ３、もしくは１０ｍ３以上であってもよい。
いくつかの実施形態において、可動物体は、約３２，０００ｃｍ２、２０，０００ｃｍ２、１０，０００ｃｍ２、１，０００ｃｍ２、５００ｃｍ２、１００ｃｍ２、５０ｃｍ２、１０ｃｍ２、もしくは５ｃｍ２以下の占有面積（可動物体に包囲される水平断面積としても称され得る）を有し得る。反対に、占有面積は、約３２，０００ｃｍ２、２０，０００ｃｍ２、１０，０００ｃｍ２、１，０００ｃｍ２、５００ｃｍ２、１００ｃｍ２、５０ｃｍ２、１０ｃｍ２、または５ｃｍ２を以上であってもよい。
いくつかの場合において、可動物体は、１０００ｋｇを超えない重量であり得る。可動物体の重量は、約１０００ｋｇ、７５０ｋｇ、５００ｋｇ、２００ｋｇ、１５０ｋｇ、１００ｋｇ、８０ｋｇ、７０ｋｇ、６０ｋｇ、５０ｋｇ、４５ｋｇ、４０ｋｇ、３５ｋｇ、３０ｋｇ、２５ｋｇ、２０ｋｇ、１５ｋｇ、１２ｋｇ、１０ｋｇ、９ｋｇ、８ｋｇ、７ｋｇ、６ｋｇ、５ｋｇ、４ｋｇ、３ｋｇ、２ｋｇ、１ｋｇ、０．５ｋｇ、０．１ｋｇ、０．０５ｋｇ、もしくは０．０１ｋｇ以下であってもよい。反対に、重量は、約１０００ｋｇ、７５０ｋｇ、５００ｋｇ、２００ｋｇ、１５０ｋｇ、１００ｋｇ、８０ｋｇ、７０ｋｇ、６０ｋｇ、５０ｋｇ、４５ｋｇ、４０ｋｇ、３５ｋｇ、３０ｋｇ、２５ｋｇ、２０ｋｇ、１５ｋｇ、１２ｋｇ、１０ｋｇ、９ｋｇ、８ｋｇ、７ｋｇ、６ｋｇ、５ｋｇ、４ｋｇ、３ｋｇ、２ｋｇ、１ｋｇ、０．５ｋｇ、０．１ｋｇ、０．０５ｋｇ、もしくは０．０１ｋｇ以上であってもよい。
いくつかの実施形態において、一可動物体は、可動物体によって担持される搭載物に対して小さくてもよい。搭載物は、本明細書の他の箇所でさらに詳細に説明されるように、ペイロードおよび／または支持機構を含み得る。いくつかの実施例において、可動物体重量の搭載物重量に対する比率は、約１：１を超える、未満、またはその値であってもよい。いくつかの場合において、可動物体重量の搭載物重量に対する比率は、約１：１を超える、未満、またはその値であってもよい。任意選択的に、支持機構重量の搭載物重量に対する比率は、約１：１を超える、未満、またはその値であってもよい。所望に応じて、可動物体重量の搭載物重量に対する比率は、１：２、１：３、１：４、１：５、１：１０、もしくはより小さいもの以下であってもよい。反対に、可動物体重量の搭載物重量に対する比率はまた、２：１、３：１、４：１、５：１、１０：１、もしくはより大きいもの以上であってもよい。
いくつかの実施形態において、可動物体は、低エネルギー消費を有し得る。例えば、可動物体は、約５Ｗ／時、４Ｗ／時、３Ｗ／時、２Ｗ／時、１Ｗ／時未満、またはそれ以下を使用し得る。いくつかの場合において、可動物体の支持機構は、低エネルギー消費を有し得る。 例えば、支持機構は、約５Ｗ／時、４Ｗ／時、３Ｗ／時、２Ｗ／時、１Ｗ／時未満、またはそれ以下を使用し得る。任意選択的に、可動物体のペイロードは、約５Ｗ／時、４Ｗ／時、３Ｗ／時、２Ｗ／時、１Ｗ／時未満、またはそれ以下といった低エネルギー消費を有し得る。
図１２は、本発明の実施形態に従う無人航空機（ＵＡＶ）１２００を示す。ＵＡＶは、本明細書で説明される可動物体の実施例であり得る。ＵＡＶ１２００は、４つのローター１２０２、１２０４、１２０６、および１２０８を有する推進システムを備え得る。任意の数のローターを設けることができる（例えば、１、２、３、４、５、６つ以上）。 無人航空機のローター、ローター組立体、または他の推進システムは、無人航空機がホバリング／位置を維持すること、方向を変えること、および／または場所を変えること、を可能にすることができる。対向するローターのシャフト間の距離は、任意の適当な長さ１２１０であり得る。例えば、長さ１２１０は、２ｍ以下、または５ｍ以下であり得る。いくつかの実施形態において、長さ１２１０は、４０ｃｍ〜１ｍ、１０ｃｍ〜２ｍ、または５ｃｍ〜５ｍの範囲内であり得る。本明細書のＵＡＶに関する任意の説明は、異なる類型の可動物体などの可動物体に適用することができ、およびその逆も可能であり得る。ＵＡＶは、本明細書で説明される支援された離陸システムまたは方法を使用することができる。
いくつかの実施形態において、可動物体は搭載物を運ぶように構成され得る。搭載物は、乗客、貨物、機器、計器などのうちの１つ以上を含み得る。搭載物は、筐体内に設けられ得る。筐体は、可動物体の筐体から分離していてよい、または可動物体のための筐体の一部であってよい。あるいは、搭載物は筐体を備えることができるが、可動物体は筐体を有することができない。あるいは、搭載物の一部または搭載物全体は、筐体が設けられ得ない。 搭載物は、可動体に対して堅く固定され得る。任意選択的に、搭載物は、可動体に対して移動可能であり得る（可動物体に対して並進可能または回転可能）。搭載物は、本明細書の他の箇所で説明されるように、ペイロードおよび／または支持機構を含み得る。
いくつかの実施形態において、固定基準枠（例えば、周囲の環境）に対する、および／または相互に対する可動物体、支持機構、およびペイロードの運動は、端末によって制御され得る。端末は、可動物体、支持機構、および／またはペイロードから遠い場所にある遠隔制御デバイスであり得る。端末は、支持プラットフォーム上に配置され得る、または支持プラットフォームに取り付けられ得る。あるいは、端末は手持ち型または装着型デバイスであり得る。例えば、端末は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロホン、またはそれらの適当な組合せを含み得る。端末は、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、またはディスプレーなどのユーザーインターフェースを含み得る。手動で入力されるコマンド、音声制御、ジェスチャー制御、位置制御などの任意の適当なユーザー入力は、端末と対話するために使用され得る（例えば、端末の運動、場所、または傾斜を介して）。
端末は、可動物体、支持機構、および／またはペイロードの任意の適当な状態を制御するために使用され得る。例えば、端末は、固定基準に対するおよび／または相互に対する可動物体、支持機構、および／もしくはペイロードの位置および／または方向を制御するために使用され得る。いくつかの実施形態において、端末は、支持機構の作動組立体、ペイロードのセンサ、またはペイロードのエミッタなどの可動物体、支持機構、および／もしくはペイロードの個別の要素を制御するために使用され得る。端末は、可動物体、支持機構、またはペイロードのうちの１つ以上と通信するように適合された無線通信デバイスを含み得る。
端末は、可動物体、支持機構、および／またはペイロードの情報を見るための適当な表示ユニットを含み得る。例えば、端末は、位置、並進速度、並進加速度、方向、角速度、角加速度、またはそれらの任意の適当な組合せに関して、可動物体、支持機構、および／またはペイロードの情報を表示するように構成され得る。いくつかの実施形態において、端末は、機能的ペイロードが提供するデータなどのペイロードが提供する情報（例えば、カメラまたは他の撮像デバイスが記録した画像）を表示することができる。
任意選択的に、同じ端末が、可動物体、支持機構、および／もしくはペイロード、または可動物体、支持機構、および／もしくはペイロードの状態を共に制御し、かつ可動物体、支持機構、および／もしくはペイロードから情報を受け取る、および／または表示することができる。例えば、端末は、環境に対するペイロードの位置決めを制御することができ、同時にペイロードが捕捉した画像データ、またはペイロードの位置に関する情報を表示することができる。あるいは、異なる端末が異なる機能に使用され得る。例えば、第１の端末は、可動物体、支持機構、および／もしくはペイロードの運動または状態を制御することができ、一方第２の端末は、可動物体、支持機構、および／またはペイロードから情報を受け取り、表示することができる。例えば、第１の端末は、環境に対するペイロードの位置決めを制御するために使用することができ、一方第２の端末は、ペイロードが捕捉した画像データを表示する。様々な通信モードが、可動物体と可動物体を制御するともにデータを受け取る統合端末との間で、または可動物体と可動物体を制御するとともにデータを受け取る複数の端末との間で、利用され得る。例えば、少なくとも２つの異なる通信モードが、可動物体と可動物体を制御するとともに可動物体からデータを受け取る端末との間に形成され得る。
図１５は、実施形態に従って、支持機構１３０２およびペイロード１３０４を備える可動物体１３００を示す。可動物体１３００は航空機として描写されているが、この描写は限定することを意図せず、本明細書で前述のように、任意の適当な類型の可動物体を使用することができる。当業者は、航空機システムの文脈において本明細書で説明される任意の実施形態が任意の適当な可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用され得ることを理解するであろう。いくつかの場合では、ペイロード１３０４は、支持機構１３０２を必要とせずに可動物体１３００上に設けることができる。可動物体１３００は、推進機構１３０６、検出システム１３０８、および通信システム１３１０を含み得る。
推進機構１３０６は、前述のようにローター、プロペラ、ブレード、エンジン、モーター、ホイール、車軸、磁石、またはノズルのうちの１つ以上を含み得る。可動物体は、１つ以上、２つ以上、３つ以上、または４つ以上の推進機構を有し得る。推進機構は、全て同じ類型であり得る。あるいは、１つ以上の推進機構は、異なる類型の推進機構であり得る。推進機構１３０６は、本明細書の他の箇所で説明したように、支持要素（例えば、駆動シャフト）などの任意の適当な手段を使用して可動物体１３００上に装着され得る。推進機構１３０６は、可動物体１３００の任意の適当な部分、例えば上部、底部、前部、後部、側部、またはそれらの適当な組合せなどに装着され得る。
いくつかの実施形態において、推進機構１３０６は、可動物体１３００が、可動物体１３００の一切の水平方向の運動を必要とせずに（例えば、滑走路を移動せずに）、表面から垂直に離陸する、または表面に垂直に着陸することを可能にすることができる。任意選択的に、推進機構１３０６は、可動物体１３００が指定された位置および／または方向で空中にホバリングすることを可能にするように動作することができる。１つ以上の推進機構１３００は、他の推進機構から独立して制御され得る。あるいは、推進機構１３００は、同時に制御されるように構成され得る。例えば、可動物体１３００は、揚力を提供し、かつ／または可動物体に推力を与えることができる複数の水平方向に向けられたローターを有することができる。複数の水平方向に向けられたローターは、垂直離陸、垂直着陸、およびホバリング能力を可動物体１３００に提供するように作動され得る。いくつかの実施形態において、１つ以上の水平方向に向けられたローターが時計方向に回転することができ、同時に１つ以上の水平方向に向けられたローターが反時計方向に回転することができる。例えば、時計方向のローターの数は、反時計方向のローターの数に等しくあり得る。水平方向に向けられたローターのそれぞれの回転速度は、揚力および／またはそれぞれのローターが生成する推力を制御し、それによって可動物体１３００の空間的配置、速度および／または加速度を調整する（例えば、並進の最大で３度および回転の最大で３度に関して）ために、独立して変えることができる。
検出システム１３０８は、可動物体１３００の空間的配置、速度、および／または加速度（例えば、並進の最大で３度および回転の最大で３度に関して）を検出することができる１つ以上のセンサを備え得る。１つ以上のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、またはイメージセンサを含み得る。検出システム１３０８が提供する検出データは、可動物体１３００の空間的配置、速度、および／または加速度を制御するために使用され得る（例えば、後述するように適当な処理ユニットおよび／または制御モジュールを使用して）。あるいは、検出システム１３０８は、例えば天候状態、潜在的な障害物の接近、地理的特徴の場所、人工の構造、などの可動物体を囲む環境に関するデータを提供するために使用され得る。
通信システム１３１０は、無線信号１３１６を介して通信システム１３１４を有する端末１３１２との通信を可能にする。通信システム１３１０、１３１４は、無線通信に適する任意の数の送信機、受信機、および／または送受信機を備え得る。通信は、データが一方向で送信され得るような一方向通信であり得る。例えば、一方向通信は、データを端末１３１２に送信する可動物体１３００だけに関与することができる、またはその逆であり得る。データは、通信システム１７１０の１つ以上の送信機から通信システム１３１２の１つ以上の受信機に送信することができる、またはその逆であり得る。あるいは、通信は、可動物体１３００と端末１３１２との間の両方向でデータが送信できるように、双方向通信であり得る。双方向通信は、通信システム１３１０の１つ以上の送信機から通信システム１３１４の１つ以上の受信機にデータを送信することに関与することができ、かつその逆もあり得る。
いくつかの実施形態において、端末１３１２は、可動物体１３００、支持機構１３０２、およびペイロード１３０４のうちの１つ以上に制御データを提供し、可動物体１３００、支持機構１３０２、およびペイロード１３０４から情報を受け取ることができる（例えば、可動物体、支持機構、もしくはペイロードの位置および／または運動情報、ペイロードのカメラが捕捉した画像データなどのペイロードが検出したデータ）。いくつかの場合では、端末からの制御データは、可動物体、支持機構、および／もしくはペイロードの相対的位置、運動、作動、または制御に関する命令を含み得る。例えば、制御データは、可動物体の場所および／または方向（例えば、推進機構１３０６の制御を介して）、または可動物体に対するペイロードの運動（例えば、支持機構１３０２の制御を介して）、の変更をもたらすことができる。端末からの制御データは、カメラまたは他の画像捕捉デバイスの動作の制御などのペイロードの制御をもたらすことができる（例えば、載置画または動画の撮影、ズームインまたはズームアウト、オンまたはオフ、撮影モードの切り換え、画像解像度の変更、フォーカスの変更、被写界深度の変更、露光時間の変更、視野角または視野の変更）。いくつかの場合では、可動物体、支持機構、および／またはペイロードからの通信は、１つ以上のセンサ（例えば、検出システム１３０８の、またはペイロード１３０４の）からの情報を含み得る。通信は、１つ以上の異なる類型のセンサからの検出された情報を含み得る（例えば、ＧＰＳセンサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、またはイメージセンサ）。このような情報は、可動物体、支持機構、および／もしくはペイロードの位置（例えば、場所、方向）、運動、または加速度に関連し得る。ペイロードからのこのような情報は、ペイロードが捕捉したデータ、またはペイロードの検出された状態を含み得る。端末１３１２によって送信されて提供される制御データは、可動物体１３００、支持機構１３０２、またはペイロード１３０４のうちの１つ以上の状態を制御するように構成され得る。あるいは、または組み合わせて、支持機構１３０２およびペイロード１３０４はまた、端末が可動物体１３００、支持機構１３０２、およびペイロード１３０４のそれぞれと通信して個別に制御することができるように、端末１３１２と通信するように構成された通信モジュールをそれぞれ備えることができる。
いくつかの実施形態において、可動物体１３００は、端末１３１２に加えて、または端末１３１２の代わりに、別の遠隔のデバイスと通信するように構成され得る。端末１３１２はまた、別の遠隔のデバイス、ならびに可動物体１３００と通信するように構成され得る。例えば、可動物体１３００および／または端末１３１２は、別の可動物体、または別の可動物体の支持機構もしくはペイロードと通信することができる。所望であれば、遠隔のデバイスは、第２の端末または他の通信デバイス（例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、または他のモバイルデバイス）であり得る。 遠隔のデバイスは、可動物体１３００にデータを送信し、可動物体１３００からデータを受け取り、端末１３１２にデータを送信し、かつ／または端末１３１２からデータを受け取るように構成され得る。任意選択的に、遠隔のデバイスは、可動物体１３００および／または端末１３１２から受け取ったデータをウェブサイトまたはサーバーにアップロードできるように、インターネットまたは他の電気通信ネットワークに接続され得る。
図１４は、実施形態に従って、可動物体を制御するためのシステム１４００のブロック図による概略図である。システム１４００は、本明細書で説明されるシステム、デバイス、および方法の任意の適当な実施形態と組み合わせて使用され得る。システム１４００は、検出モジュール１４０２、処理ユニット１４０４、非一時的コンピュータ可読媒体１４０６、制御モジュール１４０８、および通信モジュール１４１０を含み得る。
検出モジュール１４０２は、異なる方法で可動物体に関連する情報を収集する異なる類型のセンサを利用することができる。異なる類型のセンサが、異なる類型の信号または異なる源からの信号を検出することができる。例えば、センサは、慣性センサ、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、ライダー）、または視覚／イメージセンサ（例えば、カメラ）を含み得る。検出モジュール１４０２は、複数のプロセッサを有する処理ユニット１４０４に連係可能に結合することができる。いくつかの実施形態において、検出モジュールは、検出データを適当な外部のデバイスまたはシステムに直接に送信するように構成された送信モジュール１４１２（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ画像送信モジュール）に連係可能に結合することができる。例えば、送信モジュール１４１２は、検出モジュール１４０２のカメラが捕捉した画像を遠隔の端末に送信するために使用され得る。
処理ユニット１４０４は、プログラマブルプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ））などの１つ以上のプロセッサを有することができる。処理ユニット１４０４は、非一時的コンピュータ可読媒体１４０６に連係可能に結合することができる。非一時的コンピュータ可読媒体１４０６は、１つ以上のステップを行うために処理ユニット１４０４が実行可能であるロジック、コード、および／またはプログラム命令を記憶できる。非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ以上のメモリユニットを含むことができる（例えば、ＳＤカードやランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの分離可能な媒体または外部の記憶装置）。いくつかの実施形態において、検出モジュール１４０２からのデータは、非一時的コンピュータ可読媒体１４０６のメモリユニットに直接に搬送されてその中に記憶することができる。非一時的コンピュータ可読媒体１４０６のメモリユニットは、本明細書で説明される方法の任意の適当な実施形態を行うために、処理ユニット１４０４が実行可能であるロジック、コード、および／またはプログラム命令を記憶することができる。例えば、処理ユニット１４０４は、処理ユニット１４０４の１つ以上のプロセッサに検出モジュールが生成した検出データを分析させるための命令を実行するように構成され得る。メモリユニットは、処理ユニット１４０４によって処理される検出モジュールからの検出データを記憶することができる。いくつかの実施形態において、非一時的コンピュータ可読媒体１４０６のメモリユニットは、処理ユニット１４０４によって生成される処理結果を記憶するために使用され得る。
いくつかの実施形態において、処理ユニット１４０４は、可動物体の状態を制御するように構成された制御モジュール１４０８に連係可能に結合することができる。例えば、制御モジュール１４０８は、６つの自由度に関して可動物体の空間的配置、速度、および／または加速度を調整するために可動物体の推進機構を制御するように構成され得る。あるいは、または組み合わせて、制御モジュール１４０８は、支持機構、ペイロード、または検出モジュールの状態のうちの１つ以上を制御することができる。
処理ユニット１４０４は、１つ以上の外部のデバイス（例えば、端末、表示装置、または他の遠隔の制御器）からのデータを送信および／または受け取るように構成された通信モジュール１４１０に連係可能に結合することができる。有線通信または無線通信などの任意の適当な通信手段を使用することができる。例えば、通信モジュール１４１０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などのうちの１つ以上を利用することができる。任意選択的に、タワー、衛星、または移動局などの中継局を使用することができる。無線通信は近接依存または近接独立であり得る。いくつかの実施形態において、視線が通信に必要である場合もあれば、無い場合もある。 通信モジュール１４１０は、検出モジュール１４０２からの検出データ、処理モジュール１４０４が生成した処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザーコマンドなどのうちの１つ以上を送信および／または受け取ることができる。
システム１４００の構成要素は、任意の適当な構成で配設することができる。例えば、システム１４００の１つ以上の構成要素は、可動物体、支持機構、ペイロード、端末、検出システム、または上記のうちの１つ以上と通信可能である追加の外部のデバイス上に配置することができる。さらに、図１４は単一の処理ユニット１４０４および単一の非一時的コンピュータ可読媒体１４０６を描写しているが、当業者は、これが限定することを意図しないこと、およびシステム１４００が複数の処理ユニットおよび／または非一時的コンピュータ可読媒体を備えることができること、を理解するであろう。いくつかの実施形態において、複数の処理ユニットのうちの１つ以上および／または非一時的コンピュータ可読媒体は、システム１４００が行う処理および／またはメモリ機能の任意の適当な態様が後述の場所のうちの１つ以上で発生できるように、可動物体、支持機構、ペイロード、端末、検出モジュール、上記のうちの１つ以上と通信可能である追加の外部のデバイス、またはそれらの適当な組合せの上などの、異なる場所に位置することができる。
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されたが、そのような実施形態が例としてのみ提供されることは、当業者には明らかであろう。ここで、当業者が、多数の変化形、変更、および置換を、本発明から逸脱することなく想定するであろう。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する種々の代替手段が、本発明の実施において採用され得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲に含まれる方法および構造、ならびにそれらの等価物が、それによって包含されることが意図される。
［項目１］
ＵＡＶにエネルギーを提供するステーションであって、
（１）電力供給する第１のバッテリに結合された第１の種類のＵＡＶが上記ステーションにいるときに第１の種類のＵＡＶを支持し、（２）上記第１の種類のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、上記第１のバッテリを充電するかまたは上記第１のバッテリを別のバッテリと交換する、第１のＵＡＶ着陸区域と、
（１）電力供給する第２のバッテリに結合された上記第１の種類とは異なる第２の種類のＵＡＶであって、上記ＵＡＶが、上記ステーションにいるときに第２の種類のＵＡＶを支持し、（２）上記ＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、上記第２のバッテリを充電するかまたは上記第２のバッテリを別のバッテリと交換する、第２のＵＡＶ着陸区域と、を備え、
上記第１のＵＡＶ着陸区域において、上記第２の種類のＵＡＶに対して上記第２のバッテリを充電するかまたは上記第２のバッテリを別のバッテリと交換するようには構成されない、ＵＡＶエネルギー提供ステーション。
［項目２］
上記第２のＵＡＶ着陸区域において、上記第１の種類のＵＡＶに対して上記第１のバッテリを充電するかまたは上記第１のバッテリを別のバッテリに交換するようには構成されない、項目１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３］
上記第１の種類の上記ＵＡＶおよび上記第２の種類の上記ＵＡＶは、異なる寸法および形状を有する、項目１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４］
上記第１のバッテリおよび上記第２のバッテリは、異なる種類のものである、項目１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５］
上記第１のＵＡＶ着陸区域は、第２の種類のバッテリに対応することが可能ではないが、第１の種類のバッテリに対応するように構成され、上記第２のＵＡＶ着陸区域は、第１の種類のバッテリに対応することは可能ではないが、第２の種類のバッテリに対応するように構成される、項目４に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目６］
上記第１のバッテリおよび上記第２のバッテリのフォームファクタが異なる、項目４に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目７］
上記第１のバッテリおよび上記第２のバッテリのバッテリ化学性質が異なる、項目４に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８］
上記第１の種類の上記ＵＡＶは、上記第１のバッテリが、上記ＵＡＶに結合して、上記ＵＡＶに電力を提供するために中に挿入される窪み領域を備える、項目１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目９］
上記他のバッテリが、上記第１の種類の上記ＵＡＶに結合して、上記第１の種類の上記ＵＡＶに電力を提供するために上記窪み領域に挿入されるように構成される、項目８に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１０］
バッテリ充電ユニットが、上記第１のバッテリが上記窪み領域に挿入されている間に、上記第１のバッテリを充電する、項目８に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１１］
上記第１のＵＡＶ着陸区域および上記第２のＵＡＶ着陸区域は、着陸の際に上記ＵＡＶを支援する可視標識を備える、項目１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１２］
上記可視標識は、画像を含む、項目１１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１３］
上記可視標識は、ＬＥＤライトを含む、項目１１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１４］
上記可視標識は、時間と共に動的に変化する、項目１１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１５］
可搬式である、項目１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１６］
ＵＡＶエネルギー提供ステーションであって、
（１）第１のＵＡＶであって、上記第１のＵＡＶが、上記ステーション上で静止しているときに、上記第１のＵＡＶに電力供給するように構成された第１のバッテリに結合された、第１のＵＡＶをサポート支持し、（２）上記第１のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によってサポート支持されている間に、第１の組のエネルギー提供規則に従って上記第１のバッテリを充電するかまたは上記第１のバッテリを別のバッテリと交換するように構成された、第１のＵＡＶ着陸区域と、
（１）第２のＵＡＶであって、上記第２のＵＡＶが、上記ステーション上で静止しているときに、上記第２のＵＡＶに電力供給するように構成された第２のバッテリに結合された、第２のＵＡＶをサポート支持し、（２）上記第２のＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によってサポート支持されている間に、第２の組のエネルギー提供規則に従って上記第２のバッテリを充電するかまたは上記第２のバッテリを別のバッテリと交換するように構成された、第２のＵＡＶ着陸区域と、を備え、
上記第１の組のエネルギー提供規則および第２の組のエネルギー提供規則は、互いに異なる、ＵＡＶエネルギー提供ステーション。
［項目１７］
上記第１の組のエネルギー提供規則は、上記第１のバッテリを別のバッテリと交換することを許容することなく、上記第１のバッテリを充電することを許容するのみである、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１８］
上記第２の組のエネルギー提供規則は、上記第２のバッテリを充電することを許容することなく、上記第２のバッテリを別のバッテリと交換することを許容するのみである、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目１９］
上記第１の組のエネルギー提供規則は、上記第２の組のエネルギー提供規則のものに対して、上記第１のバッテリの上記充電のより迅速な完了、または上記第１のバッテリの別のバッテリとのより迅速な交換を提供する、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２０］
上記第１の組のエネルギー提供規則は、上記第１のバッテリの第１の充電状態への充電または上記第１のバッテリの上記第１の充電状態の別のバッテリとの交換を提供し、上記第２の組のエネルギー提供規則は、上記第２のバッテリの第２の充電状態への充電または上記第２のバッテリの上記第２の充電状態の別のバッテリとの交換を提供し、上記第２の充電状態は、上記第１の充電状態と異なる、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２１］
上記第１の組のエネルギー提供規則は、上記第１のバッテリの充電状態に依存する、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２２］
上記第２の組のエネルギー提供規則は、上記第２のバッテリの充電状態に依存する、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２３］
上記第１のＵＡＶは、第１の種類のものであり、第２の種類の上記第２のＵＡＶは、異なる寸法または形状を有する、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２４］
上記第１のバッテリおよび上記第２のバッテリは、異なる種類のものである、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２５］
上記第１のバッテリおよび上記第２のバッテリのフォームファクタが異なる、項目２４に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２６］
上記第１のバッテリおよび上記第２のバッテリのバッテリ化学性質が異なる、項目２４に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２７］
第１のＧＰＳセンサをさらに備え、上記第１のＵＡＶまたは上記第２のＵＡＶは第２のＧＰＳセンサを有し、上記第１のＧＰＳセンサおよび上記第２のＧＰＳセンサは、上記エネルギー提供ステーションに対するナビゲーションを上記第１のＵＡＶまたは上記第２のＵＡＶへ提供するように協働して動作する、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２８］
上記第１のＵＡＶ着陸区域および上記第２のＵＡＶ着陸区域は、着陸の際に上記ＵＡＶを支援するように構成された可視標識を含む、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目２９］
上記可視標識が、画像を含む、項目２８に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３０］
上記可視標識が、ＬＥＤライトを含む、項目２８に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３１］
上記可視標識が、時間と共に動的に変化する、項目２８に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３２］
上記ステーション上に表示される可視標識をさらに備える、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３３］
上記第１のＵＡＶまたは上記第２のＵＡＶは、（ａ）上記可視標識の画像をキャプチャするセンサと、（ｂ）上記可視標識に応答して上記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸すべきかまたは上記第２のＵＡＶ着陸区域に着陸すべきかを決定するプロセッサと、を備える、項目３２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３４］
上記第１のＵＡＶは、第１の可視標識を割り当てられ、上記第２のＵＡＶは、第２の可視標識を割り当てられ、上記プロセッサは、上記可視標識が、上記第１の可視標識または上記第２の可視標識と一致する可視パターンを有するかどうかを検出する、項目３３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３５］
上記可視標識は、上記第１のＵＡＶまたは上記第２のＵＡＶに対して、空いているＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示する、項目３３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３６］
上記第１のＵＡＶまたは上記第２のＵＡＶは、上記エネルギー提供ステーションのＵＡＶ着陸区域が空いているかどうかを検出するセンサを備える、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３７］
上記エネルギー提供ステーションが、信頼性のない送電線網である電源から、または送電線網を利用しないで電力を受領する、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３８］
上記電源からの電力は、上記第１のバッテリまたは上記第２のバッテリを充電するために用いられる、項目３７に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目３９］
可搬式である、項目１６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４０］
ＵＡＶエネルギー提供ステーションであって、
（１）第１のＵＡＶであって、上記第１のＵＡＶに電力を供給するように構成された第１のバッテリに結合された上記第１のＵＡＶが、上記ステーション上で静止しているときに、上記第１のＵＡＶをサポートし、（２）上記第１のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって対応によってサポートされている間に、上記第１のバッテリを充電するかまたは上記第１のバッテリを別のバッテリと交換するように構成された、第１の可視標識を含む第１のＵＡＶ着陸区域と、
（１）第２のＵＡＶであって、上記第２のＵＡＶに電力を供給するように構成された第２のバッテリに結合された上記第２のＵＡＶが、上記ステーション上で静止しているときに、上記第２のＵＡＶをサポートし、（２）上記第２のＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によってサポートされている間に、上記第２のバッテリを充電するかまたは上記第２のバッテリを別のバッテリと交換するように構成された、第２の可視標識を含む第２のＵＡＶ着陸区域と、を備え、
上記第１の可視標識は、上記第２の可視標識から視覚的に区別可能である、ＵＡＶエネルギー提供ステーション。
［項目４１］
上記第１の可視標識は、画像であり、上記第２の可視標識は、上記第１の可視標識とは異なる画像である、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４２］
上記第１の可視標識は、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）であり、上記第２の可視標識は、上記第１の可視標識とは異なるパターンのバーコードまたはＱＲコード（登録商標）である、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４３］
上記第１の可視標識は、ライトのパターンを含み、上記第２の可視標識が、上記第１の可視標識とは異なるライトパターンを含む、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４４］
上記第１の可視標識および上記第２の可視標識は、時間と共に動的に変化する、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４５］
上記第１のＵＡＶは、上記第１の可視標識が明白になるときに着陸するように構成され、上記第２のＵＡＶは、上記第２の可視標識が明白になるときに着陸するように構成される、項目４４に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４６］
上記第１の可視標識は、上記第１のＵＡＶが上記第１のＵＡＶ着陸区域にある間は可視のまま留まり、上記第２の可視標識は、上記第２のＵＡＶが上記第２のＵＡＶ着陸区域にある間は可視のまま留まる、項目４５に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４７］
上記第１の可視標識は、第１の種類の上記第１のＵＡＶ用の上記第１の着陸区域を示し、上記第２の可視標識は、上記第１の種類とは異なる第２種類の上記第２のＵＡＶ用の上記第２の着陸区域を示す、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４８］
上記第１の可視標識は、第１の組のエネルギー提供規則を用いる上記第１の着陸区域を示し、（２）上記第２の可視標識は、上記第１の組のエネルギー提供規則とは異なる第２の組のエネルギー提供規則を用いる上記第２の着陸区域を示す、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目４９］
上記第１のＵＡＶおよび上記第２のＵＡＶは、同一の種類のものである、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５０］
上記第１のＵＡＶおよび上記第２のＵＡＶは、異なる種類のものである、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５１］
上記第１のＵＡＶ着陸区域および上記第２のＵＡＶ着陸区域は、上記ＵＡＶが静止し得る下部表面を有する、項目４０に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５２］
上記第１のＵＡＶ着陸区域および上記第２のＵＡＶ着陸区域は、部分的または完全にＵＡＶの上に張り出すように構成された天井を有する着陸ベイである、項目５１に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５３］
上記着陸ベイは、ＵＡＶの通過を許容するように構成された開放側面を有する、項目５２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５４］
上記開放側面は、ＵＡＶが着陸ベイの内部にいる間は、開放のまま留まる、項目５３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５５］
上記開放側面は、上記ＵＡＶが上記着陸ベイの内部にいるときに閉じられるドアを含む、項目５３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５６］
上記ドアは、上記ＵＡＶが上記着陸ベイに入るまたは出るときに開放される、項目５５に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目５７］
ＵＡＶをＵＡＶエネルギー提供ステーションの着陸区域に方向付けるための方法であって、
（１）ＵＡＶに電力を供給するように構成されたバッテリに結合された上記ＵＡＶが上記ステーション上に静止しているときに、上記ＵＡＶをサポートし、（２）上記ＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によってサポートされている間に、上記バッテリを充電するかまたは上記バッテリを別のバッテリと交換するように構成された第１のＵＡＶ着陸区域を提供することと、
（１）ＵＡＶに電力を供給するように構成されたバッテリに結合された上記ＵＡＶが上記ステーション上に静止しているときに、上記ＵＡＶをサポートし、（２）上記ＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によってサポートされている間に、上記第２のバッテリを充電するかまたは上記バッテリを別のバッテリと交換するように構成された第２のＵＡＶ着陸区域を提供することと、
ＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸する、バッテリを搭載したＵＡＶに関する情報を示す信号をプロセッサにおいて受信して、上記第１のＵＡＶを上記第１のＵＡＶ着陸区域または上記第２の着陸区域に着陸させるコマンドを、上記ＵＡＶに関する上記情報に基づいて生成することと、を含む、方法。
［項目５８］
上記ＵＡＶに関する上記情報は、上記ＵＡＶの種類に関する情報を含む、項目５７に記載の方法。
［項目５９］
上記第１のＵＡＶ着陸区域は、第１の種類のＵＡＶをサポートするように構成され、上記第２のＵＡＶ着陸区域は、上記第１の種類とは異なる第２の種類のＵＡＶをサポートするように構成される、項目５８に記載の方法。
［項目６０］
上記コマンドは、上記ＵＡＶを、上記ＵＡＶが上記第１の種類のものであるときに上記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸させる、または、上記ＵＡＶを、上記ＵＡＶが上記第２の種類のものであるときに上記第２のＵＡＶ着陸区域に着陸させるためのものである、項目５９に記載の方法。
［項目６１］
上記ＵＡＶに関する上記情報は、上記ＵＡＶに搭載されるバッテリの充電状態に関する情報を含む、項目５７に記載の方法。
［項目６２］
上記ＵＡＶに関する上記情報は、上記ＵＡＶに搭載される上記バッテリが充電されるまたは別のバッテリと交換される必要がある時間枠に関する情報を含む、項目５７に記載の方法。
［項目６３］
上記ＵＡＶに関する上記情報は、上記ＵＡＶに対する想定される飛行計画を満足させる必要がある上記ＵＡＶに搭載される上記バッテリボード上の上記充電状態の推定値を含む、項目６２に記載の方法。
［項目６４］
さらなるバッテリ寿命が、上記ＵＡＶに搭載される上記バッテリが上記想定される飛行計画を満足させるために必要とされるかどうかを、上記ＵＡＶに搭載される１つ以上のプロセッサを用いて決定することをさらに含む、項目６３に記載の方法。
［項目６５］
上記さらなるバッテリ寿命が必要とされるときに、上記ＵＡＶを、上記ＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸させることをさらに含む、項目６４に記載の方法。
［項目６６］
上記ＵＡＶに関する上記情報は、上記ＵＡＶに搭載される上記バッテリが充電される必要があるが、別のバッテリと交換する必要はないかどうか、またはその逆に関する情報を含む、項目５７に記載の方法。
［項目６７］
上記第１のＵＡＶ着陸区域が、上記第１のバッテリを別のバッテリと交換することを許容することなく、上記第１のバッテリを充電することを許容するのみである、項目６６に記載の方法。
［項目６８］
上記コマンドは、上記ＵＡＶに搭載される上記バッテリが充電される必要があるときに、上記ＵＡＶを上記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸させるためのものである、項目６７に記載の方法。
［項目６９］
上記第２のＵＡＶ着陸区域は、上記バッテリの充電を許容することなく、上記バッテリの別のバッテリとの交換を許容するのみである、項目６６に記載の方法。
［項目７０］
上記コマンドは、上記ＵＡＶに搭載される上記バッテリを別のバッテリに交換する必要があるときに、上記ＵＡＶを上記第２のＵＡＶ着陸区域に着陸させるためのものである、項目６９に記載の方法。
［項目７１］
上記ＵＡＶエネルギー提供ステーションに保管されている１つ以上のバッテリに関する情報を示す信号を、プロセッサにおいて受信することをさらに含む、項目５７に記載の方法。
［項目７２］
ＵＡＶエネルギー提供ステーションであって、
（１）ＵＡＶであって、上記ＵＡＶに電力を供給するように構成された第１のバッテリに結合された上記ＵＡＶが、上記ステーション上で静止しているときに、上記ＵＡＶをサポートし、（２）上記ＵＡＶがＵＡＶ着陸区域によってサポートされている間に、上記第１のバッテリを充電するかまたは上記第１のバッテリを別のバッテリと交換するように構成された、可視標識を含むＵＡＶ着陸区域を備え、
上記可視標識は、第１の可視標識構成から第２の可視標識構成に動的に変化するように構成され、上記第１の可視標識構成が、上記第２の可視標識構成から視覚的に区別可能である、ＵＡＶエネルギー提供ステーション。
［項目７３］
上記第１の可視標識は、画像であり、上記第１の可視標識構成は、第１の画像であり、上記第２の可視標識構成は、上記第１の画像とは異なる第２の画像である、項目７２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目７４］
上記第１の画像は、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）であり、上記第２の画像は、上記第１の画像とは異なるパターンのバーコードまたはＱＲコード（登録商標）である、項目７３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目７５］
上記の可視標識は、ライトのパターンを含み、上記第１の可視標識構成は、上記第１のライトパターンを含み、上記第２の可視標識構成は、上記第１のライトパターンとは異なる第２のライトパターンを含む、項目７２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目７６］
上記ライトパターンが、所定の期間内でのライトの変化を含む、項目７５に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目７７］
上記ライトパターンが、点滅するパターンを含む、項目７６に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目７８］
上記ライトパターンが、上記ライトの空間的配列を含む、項目７５に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目７９］
上記第１の可視標識構成は、上記着陸区域が第１の種類の第１のＵＡＶを受領する準備ができていることを示し、上記第２の可視標識構成は、上記着陸区域が、上記第１の種類とは異なる第２の種類の第２のＵＡＶを受領する準備ができていることを示す、項目７２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８０］
上記第１の可視標識構成は、上記着陸区域が第１の組のエネルギー提供規則を用いて動作する準備ができていることを示し、上記第２の可視標識構成は、上記着陸区域が、上記第１の組のエネルギー提供規則とは異なる第２の組のエネルギー提供規則を用いて動作する準備ができていることを示す、項目７２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８１］
さらなる可視標識を含むさらなるＵＡＶ着陸区域であって、（１）上記ＵＡＶに電力を供給するように構成された第２のバッテリに結合されたＵＡＶを、上記ＵＡＶが上記ステーション上に静止しているときにサポートし、（２）上記ＵＡＶが上記ＵＡＶ着陸区域によってサポートされている間に上記第２のバッテリを充電するかまたは上記第２のバッテリを別のバッテリと交換するように構成された、さらなるＵＡＶ着陸区域をさらに備える、項目７２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８２］
上記エネルギー提供ステーションに着陸する複数のＵＡＶの存在を示す信号を集合的にまたは個々に受信するように構成された１つ以上のプロセッサをさらに備える、項目７２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８３］
上記１つ以上のプロセッサは、複数のＵＡＶから実施される任務の優先順位に関する情報を受信する、項目８２に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８４］
より高い優先の任務を持つ第１のＵＡＶが、上記可視標識の支援で上記ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され、より低い優先度の任務を持つ第２のＵＡＶが、上記可視標識の支援で、上記エネルギー提供ステーションのさらなるＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示される、項目８３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８５］
より高い優先度の任務を持つ第１のＵＡＶが、上記可視標識の支援でより低い優先度の任務を持つ第２のＵＡＶに先立って、上記ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示される、項目８３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８６］
より迅速なエネルギー補充を必要とする第１のＵＡＶが、上記可視標識の支援で上記ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され、上記より迅速なエネルギー補充を必要としない第２のＵＡＶが、上記可視標識の支援で上記エネルギー提供ステーションのさらなるＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示される、項目８３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８７］
より迅速なエネルギー補充を必要とする第１のＵＡＶが、上記可視標識の支援で上記より迅速なエネルギー補充を必要としない第２のＵＡＶに先立って、上記ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示される、項目８３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８８］
上記第１のＵＡＶに搭載されるバッテリを充電することによるエネルギー補充を必要とする第１のＵＡＶは、上記可視標識の支援で上記ＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示され、上記第２のＵＡＶに搭載されるバッテリを別のバッテリと交換することによるエネルギー補充を必要とする第２のＵＡＶは、上記可視標識の支援で上記エネルギー提供ステーションの上記さらなるＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示される、項目８３に記載のエネルギー提供ステーション。
［項目８９］
ＵＡＶをＵＡＶエネルギー提供ステーションの着陸区域に方向付けるための方法であって、
項目７２に記載のＵＡＶエネルギー提供ステーションを提供することと、
上記可視標識が第１の可視標識構成を有するときに、第１のＵＡＶを上記ＵＡＶ着陸区域に着陸させることと、
上記可視標識が第２の可視標識構成を有するときに、第２のＵＡＶを上記ＵＡＶ着陸区域に着陸させることと、を含む、方法。
［項目９０］
上記第１のＵＡＶを着陸させることが、上記第１の可視標識構成を上記第１のＵＡＶのメモリ中に記憶することと、上記可視標識の上記第１の可視標識構成を、上記第１のＵＡＶのセンサを用いて検出することと、を含む、項目８９に記載の方法。
［項目９１］
上記第２のＵＡＶを着陸させることが、上記第２の可視標識構成を上記第２のＵＡＶのメモリ中に記憶することと、上記可視標識の上記第２の可視標識構成を、上記第２のＵＡＶのセンサを用いて検出することと、を含む、項目９０に記載の方法。
［項目９２］
上記第１のＵＡＶおよび上記第２のＵＡＶは、同一の種類のものである、項目８９に記載の方法。
［項目９３］
上記第１のＵＡＶおよび上記第２のＵＡＶは、異なる種類のものである、項目８９に記載の方法。
［項目９４］
上記第１のＵＡＶの電力状態を示す信号を上記第１のＵＡＶから上記エネルギー提供ステーションに送出することをさらに含む、項目８９に記載の方法。
［項目９５］
上記可視標識が、上記第１のＵＡＶからの上記信号に応答して、上記第１の可視標識構成を有する、項目９４に記載の方法。
［項目９６］
上記第２のＵＡＶの電力状態を示す信号を上記第２のＵＡＶから上記エネルギー提供ステーションに送出することをさらに含む、項目９４に記載の方法。
［項目９７］
上記可視標識が、上記第２のＵＡＶからの上記信号に応答して、第２の可視標識構成に変更される、項目９６に記載の方法。
［項目９８］
ＵＡＶをＵＡＶエネルギー提供ステーションの着陸区域に方向付けるための方法であって、
上記ＵＡＶは、（１）上記ＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸するかまたは（２）上記ＵＡＶエネルギー提供ステーションに着陸することなく別の位置に飛行し続けるかを、１つ以上のプロセッサの支援で決定することと、
上記エネルギー提供ステーションに着陸する上記ＵＡＶのＵＡＶ待ち行列中の位置を決定することと、
着陸する上記ＵＡＶに対する複数のＵＡＶ着陸区域からＵＡＶ着陸区域を選択することであって、上記選択されたＵＡＶ着陸区域が、上記ＵＡＶにエネルギーを補充するように構成される、選択することと、
上記選択されたＵＡＶ着陸区域が上記ＵＡＶを受け入れる準備ができたときに、上記ＵＡＶを上記選択されたＵＡＶ着陸区域に方向付けることと、含む、方法。
［項目９９］
上記１つ以上のプロセッサは、上記ＵＡＶに搭載される、項目９８に記載の方法。
［項目１００］
上記１つ以上のプロセッサは、上記エネルギー提供ステーションに搭載される、項目９８に記載の方法。
［項目１０１］
上記ＵＡＶ待ち行列が、上記エネルギー提供ステーションに搭載される１つ以上のプロセッサの支援で決定される、項目９９に記載の方法。
［項目１０２］
上記ＵＡＶが（１）着陸するかまたは（２）飛行し続けるかを決定することに先立って、上記ＵＡＶと上記エネルギー提供ステーションとの間でデータを交換することをさらに含む、項目９８に記載の方法。
［項目１０３］
上記交換されるデータが、次のもの、すなわち上記ＵＡＶに搭載されるバッテリの状態、飛行状態、上記ＵＡＶの任務の残余の時間もしくは距離、別のエネルギー提供ステーションまでの距離、ＵＡＶ規格、上記ＵＡＶの状態、または上記ＵＡＶに搭載されるペイロードに関連する情報のうちの１つ以上を含む、項目１０２に記載の方法。
［項目１０４］
上記ＵＡＶ待ち行列中の上記位置が、上記ＵＡＶと上記エネルギー提供ステーションとの間で交換される上記データに基づいて決定される、項目１０２に記載の方法。
［項目１０５］
上記ＵＡＶ待ち行列中の上記位置が、上記待ち行列中の別のＵＡＶの任務の優先度に対する上記ＵＡＶの任務の優先度に基づいて決定される、項目１０４に記載の方法。
［項目１０６］
上記待ち行列が、複数のＵＡＶを含む、項目９８に記載の方法。
［項目１０７］
上記選択されたＵＡＶ着陸区域が、（１）上記ＵＡＶに搭載されるバッテリを再充電するかまたは（２）上記ＵＡＶに搭載される上記バッテリを上記エネルギー提供ステーションからの別のバッテリと交換することによって、上記ＵＡＶにエネルギーを補充するように構成される、項目９８に記載の方法。
［項目１０８］
上記エネルギー提供ステーションが、上記他のバッテリを保管して充電するように構成されたバッテリ保管ユニットを備える、項目１０７に記載の方法。
［項目１０９］
上記ＵＡＶを上記選択されたＵＡＶ着陸区域に方向付けることが、上記選択されたＵＡＶ着陸区域を示す上記ＵＡＶによって検出可能な可視標識を表示することを含む、項目９８に記載の方法。
［項目１１０］
上記可視標識は、上記選択されたＵＡＶ着陸区域が上記ＵＡＶを受け入れる準備ができているときに表示され、上記選択されたＵＡＶ着陸区域が上記ＵＡＶを受け入れる準備ができる前には表示されない、項目１０９に記載の方法。
［項目１１１］
上記ＵＡＶの到着のために、上記選択されたＵＡＶ着陸区域の上記構成を維持する構成をさらに含む、項目９８に記載の方法。
［項目１１２］
上記ＵＡＶの到着のために、上記選択されたＵＡＶ着陸区域の上記構成を変更することをさらに含む、項目９８に記載の方法。
［項目１１３］
上記ＵＡＶが上記選択されたＵＡＶ着陸区域に方向付けられたときに、上記待ち行列を更新することをさらに含む、項目９８に記載の方法。
［項目１１４］
上記ＵＡＶは、上記選択されたＵＡＶ着陸区域に飛行する、項目９８に記載の方法。
［項目１１５］
上記ＵＡＶは、上記選択されたＵＡＶ着陸区域に、待ち行列領域の支援で搬送される、項目９８に記載の方法。
［項目１１６］
上記待ち行列領域が、上記ＵＡＶを上記選択されたＵＡＶ着陸区域まで輸送するように構成されたベルトコンベヤである、項目１１５に記載の方法。

Claims (18)

  1. ＵＡＶにエネルギーを提供するステーションであって、
    第１のバッテリに結合された第１のＵＡＶが前記ステーションにいるときに第１のＵＡＶを支持し、前記第１のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、前記第１のバッテリを充電するかまたは前記第１のバッテリを別のバッテリと交換する、第１のＵＡＶ着陸区域と、
    第２のバッテリに結合された第２のＵＡＶが前記ステーションにいるときに第２のＵＡＶを支持し、前記第２のＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、前記第２のバッテリを充電するかまたは前記第２のバッテリを別のバッテリと交換する、第２のＵＡＶ着陸区域と、
    前記第１のＵＡＶ着陸区域および前記第２のＵＡＶ着陸区域に設けられ、前記第１のＵＡＶ又は前記第２のＵＡＶの着陸を支援する可視標識と、
    を備え、
    前記第１のＵＡＶ着陸区域の前記可視標識は、前記第１のＵＡＶが前記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸する前は、第１の標識であり、前記第１のＵＡＶが前記第１のＵＡＶ着陸区域から離陸した後、前記第１の標識から第２の標識に切り替わり、
    前記可視標識が前記第１の標識である前記第１のＵＡＶ着陸区域において、前記第２のＵＡＶに対して前記第２のバッテリの充電または前記第２のバッテリの交換がされない、エネルギー提供ステーション。
  2. 前記第１のＵＡＶが前記第１のＵＡＶ着陸区域から離陸した後に所定の時間が経過すると、前記第１のＵＡＶ着陸区域の前記可視標識は、前記第１の標識から前記第２の標識に切り替わる、請求項１に記載のエネルギー提供ステーション。
  3. 前記第２の標識は、前記第２のＵＡＶに対応する標識である、請求項１または２に記載のエネルギー提供ステーション。
  4. ＵＡＶにエネルギーを提供するステーションであって、
    第１のバッテリに結合された第１のＵＡＶが前記ステーションにいるときに第１のＵＡＶを支持し、前記第１のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、前記第１のバッテリを充電するかまたは前記第１のバッテリを別のバッテリと交換する、第１のＵＡＶ着陸区域と、
    第２のバッテリに結合された第２のＵＡＶが前記ステーションにいるときに第２のＵＡＶを支持し、前記第２のＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、前記第２のバッテリを充電するかまたは前記第２のバッテリを別のバッテリと交換する、第２のＵＡＶ着陸区域と、
    前記第１のＵＡＶ着陸区域および前記第２のＵＡＶ着陸区域に設けられ、前記第１のＵＡＶ又は前記第２のＵＡＶの着陸を支援する可視標識と、
    を備え、
    前記第１のＵＡＶ着陸区域の前記可視標識は、前記第１のＵＡＶが前記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸する前は、第１の標識であり、前記第１のＵＡＶが前記第１のＵＡＶ着陸区域から離陸した後、前記第１の標識から第２の標識に切り替わり、
    前記第２の標識は、前記第２のＵＡＶに対応する標識である、エネルギー提供ステーション。
  5. 前記第２のＵＡＶは、前記第２の標識に切り替わった前記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸する、請求項３または４に記載のエネルギー提供ステーション。
  6. 前記第１のＵＡＶが前記第２のＵＡＶよりも前記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸する優先度が高い場合、前記第２のＵＡＶは前記ステーションの上をホバリング、旋回、又は前記第２のＵＡＶ着陸区域に着陸する、請求項１から５の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  7. ＵＡＶにエネルギーを提供するステーションであって、
    第１のバッテリに結合された第１のＵＡＶが前記ステーションにいるときに第１のＵＡＶを支持し、前記第１のＵＡＶが第１のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、前記第１のバッテリを充電するかまたは前記第１のバッテリを別のバッテリと交換する、第１のＵＡＶ着陸区域と、
    第２のバッテリに結合された第２のＵＡＶが前記ステーションにいるときに第２のＵＡＶを支持し、前記第２のＵＡＶが第２のＵＡＶ着陸区域によって支持されている間に、前記第２のバッテリを充電するかまたは前記第２のバッテリを別のバッテリと交換する、第２のＵＡＶ着陸区域と、
    前記第１のＵＡＶ着陸区域および前記第２のＵＡＶ着陸区域に設けられ、前記第１のＵＡＶ又は前記第２のＵＡＶの着陸を支援する可視標識と、
    を備え、
    前記第１のＵＡＶ着陸区域の前記可視標識は、前記第１のＵＡＶが前記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸する前は、第１の標識であり、前記第１のＵＡＶが前記第１のＵＡＶ着陸区域から離陸した後、前記第１の標識から第２の標識に切り替わり、
    前記第１のＵＡＶが前記第２のＵＡＶよりも前記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸する優先度が高い場合、前記第２のＵＡＶは前記ステーションの上をホバリング、旋回、又は前記第２のＵＡＶ着陸区域に着陸する、エネルギー提供ステーション。
  8. 前記第２のＵＡＶ着陸区域において、前記第１のＵＡＶに対して前記第１のバッテリの充電または前記第１のバッテリの交換がされない、請求項１から７の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  9. 前記第１のＵＡＶは、前記第１のバッテリが挿入される窪み領域を備える、請求項１から請求項８の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  10. バッテリ充電ユニットが、前記第１のバッテリが前記窪み領域に挿入されている間に、前記第１のバッテリを充電する、請求項９に記載のエネルギー提供ステーション。
  11. 前記可視標識は、画像を含む、請求項１から１０の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  12. 前記可視標識は、ＬＥＤライトを含む、請求項１から１１の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  13. 前記可視標識は、時間と共に動的に異なる標識に切り替わる、請求項１から請求項１２の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  14. 前記ステーションは、第１のＧＰＳセンサをさらに備え、前記第１のＵＡＶまたは前記第２のＵＡＶは第２のＧＰＳセンサを有し、前記第１のＧＰＳセンサおよび前記第２のＧＰＳセンサは、前記エネルギー提供ステーションに対するナビゲーションを前記第１のＵＡＶまたは前記第２のＵＡＶへ提供するように協働して動作する、請求項１から請求項１３の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  15. 前記第１のＵＡＶまたは前記第２のＵＡＶは、（ａ）前記可視標識の画像をキャプチャするセンサと、（ｂ）前記可視標識に応答して前記第１のＵＡＶ着陸区域に着陸すべきかまたは前記第２のＵＡＶ着陸区域に着陸すべきかを決定するプロセッサと、を備える、請求項１から請求項１４の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  16. 前記第１のＵＡＶは、前記第１の標識を割り当てられ、前記第２のＵＡＶは、前記第２の標識を割り当てられ、前記プロセッサは、前記可視標識が、前記第１の標識または前記第２の標識と一致する可視パターンを有するかどうかを検出する、請求項１５に記載のエネルギー提供ステーション。
  17. 前記可視標識は、前記第１のＵＡＶまたは前記第２のＵＡＶに対して、空いているＵＡＶ着陸区域に着陸するように指示する、請求項１から請求項１６の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
  18. 前記第１のＵＡＶまたは前記第２のＵＡＶは、前記ステーションのＵＡＶ着陸区域が空いているかどうかを検出するセンサを備える、請求項１から請求項１７の何れか１項に記載のエネルギー提供ステーション。
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