JP6640089B2 - 無人車両の探索 - Google Patents

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Description

本願は一般に、探索作業における無人航空機（ＵＡＶ）の利用に関する。
ＵＡＶは幾つかの設定で有用でありうる。潜在的なターゲットに対する探索作業は、ＵＡＶが有用でありうる設定の一部である。探索は探索救助作業で行われることもあり、遭難登山者、意識を失ったパイロット、行方不明の車両、使用不可能なボート、ライフボートのような潜在的なターゲット、および救助の恩恵を受けうる他の多数の可能な潜在的なターゲットの探索を含みうる。他の探索作業は、（軍事の設定におけるような）偵察隊の探索、（故障した航空機または宇宙船の部分のような）物理物理的な物の探索等を含みうる。
ＵＡＶの制御は一般に、制御システムで動作するコントローラを備える。当該制御システムは、当該コントローラから入力を受け付け、情報を飛行中のＵＡＶに無線で送信する。ＵＡＶは、当該制御システムにより送信された信号に応答して、例えば、飛行経路を変更すること、高度を変更すること、ペイロード（例えば、武器）を解放すること、ペイロード（例えば、カメラまたはセンサ）の動作を変更すること等により、ＵＡＶの動作を変更することができる。ちょうど有人空中車両の制御がパイロットにとって困難でありうるように、ＵＡＶの制御は困難でありうる。
ＵＡＶによる探索の制御のような、追加の作業および責任がＵＡＶコントローラに課されるとき、ＵＡＶの制御はより一層困難になりうる。
本発明の例示的な例には、限定ではなく、方法、構造、およびシステムが含まれる。１態様では、探索用の飛行経路を計画する方法は、制御システムにより、探索領域境界の指示を受信するステップと、当該制御システムにより、選択された探索パターンの指示を受信するステップと、当該制御システムにより、当該探索領域境界および当該選択された探索パターンに基づいて、飛行経路を決定するステップと、当該飛行経路の１つまたは複数の指示を無人航空機に送信するステップとを含むことができる。
１例では、当該選択された探索パターンは、トラックライン探索パターン、並列探索パターン、蛇行探索パターン、展開方形探索パターン、およびセクタ探索パターンのうち少なくとも１つを含む。当該方法はまた、パターン方向を受信するステップを含むことができる。当該飛行経路を決定するステップは、当該パターン方向にさらにに基づいて飛行経路を決定するステップを含む。当該方法はまた、飛行経路を地図のディスプレイに表示するステップを含むことができる。当該選択された探索パターンのうち１つまたは複数の更新または当該選択された探索パターンのトラック間隔を当該制御システムにより受信してもよい。当該選択された探索パターンまたは当該選択された探索パターンのトラック間隔のうち１つまたは複数の更新を受信したとき、当該地図のディスプレイ上の表示された飛行経路を更新することができる。
別の態様では、ターゲット探索確率を表示するためのシステムは、制御ユニット、空中車両に搭載されたセンサ、および当該空中車両に搭載されたカメラを備えることができる。当該制御ユニットを、最適化アルゴリズムに基づいて、探索すべき探索領域を決定するように構成することができる。当該センサを、当該探索領域に対する方向および距離を決定するように構成することができる。当該カメラを、当該探索領域の１つまたは複数の画像を取得するように構成することができる。当該制御ユニットを、当該センサから方向の指示および当該探索領域に対する距離を受信し、当該センサから受信した方向の指示および当該探索領域に対する距離に基づいて当該カメラの方位およびズームを制御するように構成することもできる。
１例では、当該システムはさらに、複数の探索領域を表示し、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数において、探索対象が当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の各々に配置される可能性の指示を表示するように構成されたディスプレイを備えることができる。別の例では、当該探索対象が当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の各々に配置される可能性の指示は、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の陰影、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の色、および当該複数の探索領域のうち１つまたは複数における数値指示のうち１つまたは複数を含むことができる。別の例では、探索対象が複数の探索領域のうち１つまたは複数の各々に配置される可能性を、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の地形に関する情報、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の探索中の条件に関する情報、および当該探索対象に関する情報のうち１つまたは複数に基づいて計算することができる。
別の態様では、探索用の飛行経路を計画する方法は、制御システムにより、探索領域境界の指示を受信するステップと、当該制御システムにより、選択された探索パターンの指示を受信するステップと、飛行禁止ゾーンを特定するステップであって、当該飛行禁止ゾーンの少なくとも一部は当該探索領域境界の少なくとも一部と重複するステップと、当該制御システムにより、当該探索領域境界、当該選択された探索パターン、当該飛行禁止ゾーン、および無人航空機の少なくとも１つの仕様に基づいて飛行経路を決定するステップと、当該飛行経路の１つまたは複数の指示を無人航空機に送信するステップとを含むことができる。
１例では、当該方法はまた、飛行経路を地図のディスプレイに表示するステップを含むことができる。飛行禁止ゾーンを任意の種類のポリゴンまたは他の任意の形状として定義することができる。無人航空機が当該飛行禁止ゾーンの外部にある探索領域境界の部分を探索するように、当該飛行経路を決定することができる。当該無人航空機の仕様は最小旋回半径を備えることができる。制御システムを、自動的に当該飛行経路を決定するように構成することができる。当該制御システムをさらに、当該無人航空機のコントローラが当該無人航空機の別の態様を制御している間に少なくとも部分的に同時に、自動的に当該飛行経路を決定するように構成することができる。
別の態様では、システムは、無人航空機、当該無人航空機に搭載された旋回機構、制御ユニット、および当該旋回機構に搭載されたカメラを備えることができる。当該制御ユニットを、最適化アルゴリズムに基づいて探索すべき領域を決定し、探索すべき領域の決定に基づいて当該旋回機構を制御するように構成することができる。当該カメラを、探索すべき領域の１つまたは複数の画像を取得するように構成することができる。
当該方法、構造、およびシステムの他の機能を以下で説明する。当該特徴、機能、および利点を様々な例と独立に実現でき、または、さらに他の例と組み合わせることができる。そのさらなる詳細は、下記の説明と図面を参照して理解することができる。
図面にわたって、参照される要素間の対応関係を示すために参照番号を再利用することがある。図面は、本明細書で説明する例を例示するために提供したものであり、本発明の範囲を限定しようとするものではない。
航空機の生産およびサービスの方法の流れ図である。 航空機のブロック図である。 無人航空機（ＵＡＶ）を制御するためのシステムまたは動作環境を示すブロック図である。 ＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップの１例を示す図である。 ＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップの１例を示す図である。 ＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップの１例を示す図である。 ＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップの１例を示す図である。 ＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップの１例を示す図である。 ＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップの１例を示す図である。 探索パターンの例を示す図である。 探索パターンの例を示す図である。 探索パターンの例を示す図である。 探索パターンの例を示す図である。 探索パターンの例を示す図である。 制御システムによりＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップを含む方法６００の１例を示す図である。 飛行禁止ゾーンを含む探索領域をＵＡＶが探索するために生成された探索飛行経路の１例を示す図である。 飛行禁止ゾーンを含む探索領域をＵＡＶが探索するために生成された探索飛行経路の１例を示す図である。 ＵＡＶに搭載された旋回機構を示す図である。 ターゲット確率分布図の１例を示す図である。 開示した主題に従う動作を実施できるコンピューティング環境の１例を示す図である。
本発明の例を、図１に示す航空機製造およびサービス方法１００ならびに図２に示すように航空機２００の文脈で説明してもよい。事前生産中に、航空機製造およびサービス方法１００が航空機２００の仕様および設計１０２および材料調達１０４を備えてもよい。
生産中に、航空機２００のコンポーネントおよび組立部品製造１０６およびシステム統合１０８が行われる。その後、航空機２００が、サービス１１２に置かれるために認証および配送１１０を受けてもよい。顧客によるサービスにおいて、航空機２００が（修正、再構成、改修等を含みうる）ルーチン保守およびサービス１１４に関してスケジュールされる。
航空機製造およびサービス方法１００のプロセスの各々を、システム・インテグレータ、サード・パーティ、および／またはオペレータ（例えば、顧客）により実施または実行してもよい。本明細書の目的のため、システム・インテグレータが、限定ではなく、任意数の航空機製造業者および主要システム下請けを含んでもよく、サード・パーティが、例えば、限定ではなく、任意数のベンダ、下請け、および供給者を含んでもよく、オペレータが航空会社、リース会社、軍事機関、サービス組織等であってもよい。
図２に示すように、航空機製造およびサービス方法１００により生産された航空機２００が複数のシステム２０４および内部２０６を有する機体２０２を備えてもよい。システム２０４の例は、推進システム２０８、電気システム２１０、油圧システム２１２、および環境システム２１４のうち１つまたは複数を含む。任意数の他のシステムを本例に含めてもよい。航空宇宙の例を示したが、本発明の原理を自動車業界のような他の産業に適用してもよい。
本明細書で具体化した装置および方法を航空機製造およびサービス方法１００の段階の任意の１つまたは複数において使用してもよい。例えば、限定ではなく、コンポーネントおよび組立部品製造１０６に対応するコンポーネントまたは組立部品を、航空機２００が運航中に生成されたコンポーネントまたは組立部品と同様な方式で組み立てるかまたは製造してもよい。
図３は、空間および時間の次元を有する障害物を回避しつつ、ＵＡＶに対する飛行計画を提供する、一般に３００で示したシステムまたは動作環境を示す。これらのシステム３００が１つまたは複数の飛行計画システム３０２を備えてもよい。図３は、飛行計画システム３０２をホストできるプラットフォームの幾つかの例を示す。これらの例が１つまたは複数のサーバベースのシステム３０４、（ラップトップ、ノートブック、タブレット、または他の種類のモバイルコンピューティングシステムとみなされる否かに関らず）１つまたは複数のポータブルコンピューティングシステム３０６、および／または１つまたは複数のデスクトップコンピューティングシステム３０８を含んでもよい。本明細書の他所で詳述するように、飛行計画システム３０２が、ＵＡＶに対する事前飛行計画および経路分析を実施する地上ベースのシステムであってもよく、またはＵＡＶ自体内部に包含された車両ベースのシステムであってもよい。
本明細書の実装形態が他種のプラットフォームを同様に備えてもよく、図３は非限定的な例を提供する。例えば、本明細書の説明は、飛行計画システムを実装するための他のプラットフォームを考慮し、これには無線携帯情報端末、スマートフォン等が含まれるがこれらに限られない。様々なコンポーネントを示すために図３で使用したグラフィック要素は説明を容易にするためにのみ選ばれたものであり、本明細書の説明の可能な実装を限定するものではない。
飛行計画システム３０２をより詳細に参照すると、飛行計画システム３０２が１つまたは複数のプロセッサ３１０を備えてもよい。１つまたは複数のプロセッサ３１０が、特定の実装に適切なものとして選ばれた特定のタイプまたはアーキテクチャを有してもよい。プロセッサ３１０を、プロセッサ３１０との互換性に関して選択された１つまたは複数のバスシステム３１２に接続してもよい。
飛行計画システム３０２がコンピュータ可読記憶媒体３１４の１つまたは複数のインスタンスを備えてもよい。当該１つまたは複数のインスタンスはバスシステム３１２に接続される。当該バスシステムにより、プロセッサ３１０は、コンピュータ可読記憶媒体３１４にコードおよび／またはデータを読み出し、または、コンピュータ可読記憶媒体３１４からコードおよび／またはデータを読み取ることができる。媒体３１４は、任意の適切な技術を用いて実装された記憶要素を表してもよい。当該任意の適切な技術には、半導体、磁気材料、光学素子等が含まれるがこれらに限られない。媒体３１４が、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュ、またはその他のタイプとして分類されるか否かに関らず、メモリ・コンポーネントを含んでもよく、ハード・ディスク・ドライブを表してもよい。
記憶媒体３１４が、プロセッサ３１０にロードされ実行されたとき、システム３０２に飛行計画計算サービスを多様なＵＡＶ３１８に提供させる命令の１つまたは複数のモジュール３１６を備えてもよい。これらのモジュールが、本明細書で説明し図示した様々なアルゴリズムおよびモデルを実装してもよい。
ＵＡＶ３１８が、様々なアプリケーションに適した任意の好都合な大きさおよび／またはタイプであってもよい。異なるシナリオでは、ＵＡＶが、比較的小型のドローンから比較的大型の輸送機にわたってもよい。したがって、図１に示すＵＡＶ３１８のグラフィカル表現は代表的なものにすぎず、正しい縮尺では描かれていない。
飛行計画サービス３１６は、入力３２２に基づいてＵＡＶ３１８に対する夫々の飛行計画ソリューション３２０を生成してもよく、飛行計画員３２４および／または１つまたは複数のデータベース３２６が入力３２２を提供する。
飛行計画サービス３１６が１つまたは複数のソリューション３２０を定義すると仮定すると、飛行計画システム３０２が、図３の矢印接続ブロック３０２および３１８により表されるように、ソリューションをＵＡＶ３１８にロードしてもよい。さらに、飛行計画システム３０２が、矢印３２０Ａにより示すように、ソリューション３２０を飛行プランナ３２４および／またはデータベース３２６に提供してもよい。
図４Ａ乃至４Ｆは、ＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップの１例を示す。図４Ａは地形図４００の表示を示す。地形図４００は水域４０１および陸４０２の記述を含む。図４Ｂは同一の地形図４００を示す。図４Ｂはまた探索領域境界４０３を示す。探索領域境界４０３をＵＡＶコントローラ４０３により制御システムに入力することができる。例えば、地形図４００が当該制御システムのタッチスクリーン・ディスプレイに表示される場合、ＵＡＶコントローラは、地形図の上のタッチスクリーンに探索領域境界を描くことによって、探索領域境界４０３に入ることができる。探索領域境界４０３の隅の座標を入力すること、探索領域境界４０３の側面の各々の方向と距離を入力すること等のような幾つかの他の方法で、探索領域境界４０３を制御システムに入力することができる。探索領域境界４０３が当該制御システムに入力された後、図４Ｂに示すように、当該制御システムは探索領域境界４０３を地形図４００に表示することができる。
図４Ｃは、探索領域境界４０３を重ね合わせた地形図４００を示す。図４Ｃはまた探索領域４０４を示す。当該制御システムは探索領域４０４のサイズと形状を決定することができる。探索領域４０４のサイズと形状が、特定の探索対象のサイズ、特定の探索対象の形状、探索領域境界４０３のサイズと形状等のうち１つまたは複数に基づくことができる。図４Ｃに示す説明では、探索領域４０４は幾つかの正方形領域を備えることができる。探索領域４０４は、三角形、長方形、五角形、六角形等のような他の形状の形をとることもできる。図４Ｃに示すように、探索領域４０４は、探索領域境界４０３により画された領域全体を覆うことができる。探索領域４０４の一部は探索領域境界４０３の外部に存在しうる。図示した探索領域は、ターゲット確率分布図の一部であることができる。これについては後にさらに詳細に説明する。
探索領域境界４０３を制御システムに入力することに加えて、ＵＡＶコントローラはまた探索パターンの指示を当該制御システムに入力することができる。探索パターンの例を図５Ａ乃至５Ｅに示す。
図５Ａはトラックライン探索パターンの１例を示す。トラックライン探索パターンは一般に、探索対象の意図する経路が既知であるときに使用される。この探索パターンは通常、ターゲットが当該意図する経路の付近にあると想定されるので、第１の探索アクションである。図５Ａでは、原点、意図する経路、および意図する目的地がトラックライン探索パターンに沿って示されている。
図５Ｂは並列探索パターンの１例を示す。探索領域が広く、ターゲットが当該探索領域内のどこかに居る確率が実質的に同一であるとき、並列探索パターンを使用することができる。探索の一区間は一般に、当該探索領域の長辺に平行に走る。
図５Ｃは蛇行探索パターンの１例を示す。蛇行探索パターンは一般に、当該探索領域が広く、均一なカバレージが望まれ、ターゲットが当該探索領域の一方の端に存在する可能性がその他の端よりも高いときに使用される。探索の一区間は一般に当該探索領域の短辺に平行に走る。
図５Ｄは展開方形探索パターンの１例を示す。展開方形探索パターンは、開始点に対する中央位置が知られており均一なカバレージが望ましいときに使用される。第１の区間の方向を所望の方向に基づいて決定することができる。全ての回転は実質的に直角である。
図５Ｅはセクタ探索パターンの１例を示す。セクタ探索パターンは一般に、探索対象の検出が困難であるときに使用される。当該パターンは、車輪のスポークに似ており、車輪の中心がデータ点にある。探索車両はデータ点を何回か通過し、各回で、ターゲットを発見する可能性が増大する。セクタ探索パターンは、おおよそ６０°の回転を含むことができ、当該探索パターンは９個の実質的に等価な区間を定義し、各区間は当該探索領域の半径に実質的に等しい長さを有する。
図５Ａ乃至５Ｅに示すこれらの探索パターンに加えて、多数の他の可能な探索パターンが可能である。当該探索パターンに入るとき、ＵＡＶコントローラは１つの探索パターンを可能な探索パターンのリストから選択でき、ＵＡＶコントローラは当該探索パターンの名前をタイプでき、ＵＡＶコントローラは探索パターンの近似を地図に描画でき、ＵＡＶコントローラは他の任意の方法で探索パターンを入力することができる。
図４Ｄは、地図のディスプレイに重ね合わせた飛行経路４０５を示す。ＵＡＶコントローラは、拡大する長方形追跡パターンを入力しているかもしれない。この場合、制御システムは、探索領域境界４０３およびＵＡＶコントローラにより指定された探索パターンに基づいて飛行経路４０５を決定することができる。飛行経路４０５を、複数のウェイポイント４０６により定義することができる。例えば、探索飛行経路４０５がウェイポイント４０６ａで開始し、ウェイポイント４０６ｂに続き、次いでウェイポイント４０６ｃ、４０６ｄ、および４０６ｅに続くべきと制御システムが決定してもよい。第１のウェイポイント４０６ａが、選択された探索パターンを完了できる位置に基づくことができ、ターゲットの推定されたまたは期待された位置に基づくことができ、特定の開始位置のユーザ入力に基づくことができる等である。制御システムは、探索パターンを開始するための初期方向を決定するか、または、制御システムは探索パターン方向を示す入力をＵＡＶコントローラから受信することができる。制御システムの飛行経路４０５の決定が、受信したパターン方向の指示に基づくことができる。制御システムは、飛行中に飛行経路４０５の指示をＵＡＶに送信することができる。制御システムは、ウェイポイント４０６の指示をＵＡＶに送信することによって、飛行経路４０５をＵＡＶに送信することができる。
図４Ｄに示すウェイポイント４０６の各々は、探索領域４０４の１つの内部に配置され、飛行経路４０５の多くは探索領域４０４の中央に沿う。しかし、ウェイポイント４０６は、必ずしも、中央の探索領域４０４に配置される必要はなく、飛行経路４０５は必ずしも探索領域４０４の中央に沿う必要はない。
図４Ｅは、飛行経路４０５の追加の部分を示す。ウェイポイント４０６ａ乃至４０６ｅを通過した後、ＵＡＶはウェイポイント４０６ｆ乃至４０６ｊを通過することができる。制御システムは、ウェイポイント４０６ｆ乃至４０６ｊを決定し、ウェイポイント４０６ｆ乃至４０６ｊの指示をＵＡＶに送信することができる。１例では、ウェイポイント４０６の全てを単一の送信でＵＡＶに送信することができる。別の例では、ウェイポイント４０６ａ乃至４０６ｅを先ず送信し次いでウェイポイント４０６ｆ乃至４０６ｊを送信するといったように、ウェイポイント４０６の特定のサブセットをＵＡＶに送信することができる。この後者の例では、別々のサブセットにおけるウェイポイント４０６のＵＡＶへの通過により、任意の所与の時刻に生ずるＵＡＶへの通信量を削減することができる。例えば、制御システムはウェイポイント４０６ａ乃至４０６ｅの指示をＵＡＶに送信でき、ＵＡＶがウェイポイント４０６ａとウェイポイント４０６ｅの間を飛行する間に、制御システムはウェイポイント４０６ｆ乃至４０６ｊの指示を送信することができる。ウェイポイントの以前のサブセットにより定義された飛行経路４０５の一部をＵＡＶが完了している間にウェイポイント４０６のサブセットをＵＡＶに送信するこのパターンは、ＵＡＶが飛行経路４０５全体を完了するまで継続することができる。図４Ｆは、ＵＡＶが探索領域境界４０３を通って完全に飛行するための完全な飛行経路４０５および対応するウェイポイント４０６を示す。便宜上、ウェイポイント４０６の全てにはラベルを付していない。
飛行経路４０５を決定した後、ＵＡＶコントローラが探索に関する選択肢を更新してもよい。ＵＡＶコントローラが、当該選択された探索パターン、探索パターンのトラック間隔、または探索の飛行経路４０５に影響しうる他の選択肢を変更してもよい。かかるケースでは、制御システムは飛行経路を更新し、更新された飛行経路を地図のディスプレイに重ね合せて表示することができる。
図６は、制御システムによりＵＡＶに対する探索飛行経路を生成するステップを含む方法６００の１例を示す。ブロック６０１では、制御システムは探索領域の指示をＵＡＶコントローラから受信することができる。上述のように、当該探索領域の指示が、地図上の探索領域境界の描画、幾つかの座標の指示、探索領域境界の側面の幾つかの方向および長さの指示等であることができる。ブロック６０２では、制御システムが探索パターンの指示を受信することができる。例えば、ＵＡＶコントローラは１つの探索パターンを複数の利用可能な探索パターンから選択することができる。ブロック６０３では、制御システムは、受信した探索領域境界および選択された探索パターンに基づいて飛行経路を決定することができる。決定された飛行経路を複数のウェイポイントにより表すことができる。ブロック６０４では、制御システムは、当該飛行経路の１つまたは複数の指示をＵＡＶに送信することができる。上述のように、当該飛行経路の１つまたは複数の指示の全てを単一の送信でＵＡＶに送信することができる。同様に、当該飛行経路の異なる指示を単一の送信でＵＡＶに送信することができ、異なる回数でＵＡＶに送信することができる。例えば、ＵＡＶが当該飛行経路の一部に沿って飛行している間に、複数のウェイポイントの１つまたは複数の個々のサブセットをＵＡＶに送信することができる。ブロック６０５では、制御システムは探索領域境界の指示および飛行経路を有する地図を表示することができる。当該飛行経路が更新された場合、制御システムは更新された飛行経路を表示することができる。
ブロック６０５で地図を表示することに加えて、制御システムは探索領域を探索領域境界内部に表示することもできる。当該探索領域のサイズおよび数は幾つかの因子に基づく。例えば、当該探索領域のサイズおよび数が、当該探索領域境界のサイズに基づくことができる。別の例では当該探索領域のサイズおよび数を決定して、当該探索領域境界により画された領域全体を覆うことができる。当該探索領域の決定は探索領域形状の決定を含むことができる。当該探索領域形状は、三角形、長方形、正方形、五角形、六角形等のような任意の形状であることができる。
図６に示す方法６００は幾つかの利点を提供することができる。例えば、方法６００により、制御システムは、ＵＡＶコントローラによる２つの入力、即ち、探索領域境界の指示および選択された探索パターンの指示に基づいて、探索領域境界に対する探索飛行経路を生成することができる。これらの２つの入力を制御システムに入力した後、ＵＡＶコントローラは、ＵＡＶを制御する他の態様に自由に注意を向けることができる。さらに、制御システムは、コントローラによって使用できないかもしれないリソースを使用することができる。例えば、制御システムは、最適化機能を使用して、探索領域境界全体を探索するためにＵＡＶにより使用される燃料の量を最小化することができる。他の利点も可能である。
図７Ａは、飛行禁止ゾーンを含む探索領域をＵＡＶが探索するために生成された探索飛行経路の１例を示す。図７Ａは、水域７０１の指示および陸７０２の指示を含む地形図７００を示す。図７Ａはまた、探索領域境界７０３および探索領域７０４を示す。図７Ａはさらに飛行経路７０５を示す。飛行経路７０５を複数のウェイポイント７０６により定義することができる。複数のウェイポイント７０６の一部は７０６ａ、７０６ｂ、および７０６ｃのラベルを付してある。図７Ａはまた飛行禁止ゾーン７０７を示す。飛行禁止ゾーン７０７は、ＵＡＶが飛行すべきでなく、かつ／または、飛行が禁止されている領域であることができる。幾つかの因子を使用して、飛行禁止ゾーン７０７が探索領域境界７０３に存在するか否かを判定してもよい。例えば、飛行禁止ゾーン７０７の下の陸が、山、ビュート、丘、高い建物等のような、ＵＡＶが飛行するのを困難または危険としうる地形を含んでもよい。別の例では、飛行禁止ゾーン７０７を、空港近くの空域、軍事化された領域近くまたはその中に配置された空域等のような、制限空域内に配置してもよい。
上述のように、制御システムは、探索領域境界７０３および選択された探索パターンの入力に基づいて飛行経路７０５を決定することができる。制御システムは、ＵＡＶが飛行禁止ゾーン７０７に入らないように飛行経路７０５を決定することもできる。制御システムは、飛行禁止ゾーン７０７のような飛行禁止ゾーンを、円形形状、多角形形状、凸多角形形状等のような特定の形状として定義することができる。制御システムは、ＵＡＶが飛行禁止ゾーン７０７を回避するように、飛行経路７０５を決定するステップにおいてＵＡＶの仕様を考慮することができる。
１例では、制御システムは、飛行経路７０５を生成するときにＵＡＶの最小旋回半径を考慮することができる。図７Ａを参照すると、ウェイポイント７０６ｂは、飛行禁止ゾーン７０７のすぐ隣の探索領域には配置されていない。ウェイポイント７０６ｂの位置を、ＵＡＶの最小回転率に基づいて、ＵＡＶが飛行禁止ゾーン７０７に入ることなくウェイポイント７０６ｂからウェイポイント７０６ｃに飛行できるように、決定してもよい。図７Ｂは、ウェイポイント７０６ａ乃至７０６ｃの拡大図を示す地形図７００の一部を示す。ウェイポイント７０６ｂとウェイポイント７０６ｃの間の飛行経路７０５において、飛行経路７０５は、ＵＡＶの最小回転率を保つために、何回か曲がって飛行禁止ゾーン７０７を回避する。
制御システムは、ＵＡＶが飛行禁止ゾーン７０７の端付近を何回かまたは或る時間だけ通過して、ＵＡＶが当該飛行禁止ゾーンの空域に入ることなくＵＡＶのカメラまたはセンサが飛行禁止ゾーン７０７の一部または全部を検査できるように、飛行経路７０５を決定することもできる。ＵＡＶが飛行禁止ゾーンの空域に入ることなしに飛行禁止ゾーン７０７を検査するのを、ＵＡＶの旋回機構に搭載されたカメラおよび／またはセンサの支援により実現することができる。
図８はＵＡＶ８１０に搭載された旋回機構８２０を示す。当該旋回機構はそこに搭載された１つまたは複数のセンサ８３０を有することができる。１つまたは複数のセンサ８３０は、カメラ、赤外線センサ、電気光学／赤外線（ＥＯ／ＩＲ）カメラ等のような１つまたは複数の撮像センサを備えることができる。１つまたは複数のセンサ８３０はまた、電磁気スペクトルセンサ、ガンマ線センサ、生体センサ、化学センサ等のような１つまたは複数の他の種類のセンサを含むことができる。
当該旋回機構を、１つまたは複数の軸に対して回転して、１つまたは複数のセンサ８３０を様々な角度の範囲に配置するように構成することができる。図８に示す特定の例では、旋回機構８２０は、基本部分８２１と外部回転部分８２２を備えることができる。外部回転部分８２２を、軸８２３周りに基本部分８２１に対して回転するように構成することができる。当該旋回機構は、外部回転部分８２２を軸８２３周りに基本部分８２１について特定の角度に回転するためのモータまたはアクチュエータおよび制御ユニットを備えることができる。旋回機構８２０はまた内部回転部分８２４を含むことができる。内部回転部分８２４を、軸８２５周りに外部回転部分８２２について回転するように構成することができる。当該旋回機構は、内部回転部分８２４を軸８２５周りに外部回転部分８２２について特定の角度に回転するためのモータまたはアクチュエータおよび制御ユニットを備えることができる。１つまたは複数のセンサ８３０を内部回転部分８２４に搭載することができる。このように、１つまたは複数の１つまたは複数のセンサ８３０を広範囲の方向に向けることができる。
ＵＡＶが探索飛行経路に沿って飛行する際、制御ユニットを、ＵＡＶより下の特定の位置を観察するように１つまたは複数のセンサ８３０を向けるように構成することができる。当該制御ユニットは、当該特定の位置を観察するよう１つまたは複数のセンサ８３０を適切な方向に向けるように旋回機構８２０の移動を制御することができる。当該制御ユニットは、特定の位置を観察するために１つまたは複数のセンサ８３０を賢くかつ自律的に向ける１つまたは複数のアルゴリズムを備えることができる。
特定の位置を観察するように１つまたは複数のセンサ８３０を向けるためのアルゴリズムの１例はルート・スキャン・アルゴリズムである。ルート・スキャン・アルゴリズムは、ＵＡＶの経路に沿いかつその近くにある位置を観察する。例えば、ＵＡＶが特定の探索領域の上を飛行している間、当該制御ユニットは、ＵＡＶの直下の探索領域を観察するように１つまたは複数のセンサ８３０を向けることができる。ＵＡＶの直下の探索領域を観察することは、経路に沿って探索領域全体を観察するために、１つまたは複数のセンサ８３０をＵＡＶの左右に向けて移動させることを含むことができる。別の例では、当該アルゴリズムは、１つまたは複数のセンサ８３０を向けるときの車両のジオメトリ（プロペラの位置、航行の方向等のような）を考慮することができる。
特定の位置を観察するように１つまたは複数のセンサ８３０を向けるためのアルゴリズムの別の例は最適化アルゴリズムである。最適化アルゴリズムは、１つまたは複数のセンサ８３０を探索領域の一部に向けることを、当該探索領域の一部を探索する潜在的な利点に基づいて決定してもよい。かかる領域がＵＡＶに相対的に近いかまたはＵＡＶから相対的に遠いと判定してもよい。探索するための領域の決定が、探索対象が特定の探索領域内部にいるかまたはいない確率に基づくことができる。かかる確率を、図９に関して後述するように、ターゲット確率分布図に基づいて決定することができる。探索するための領域の決定が、ＵＡＶのジオメトリおよび旋回機構８２０の位置に基づくこともできる。例えば、カメラがＵＡＶのプロペラに直接向けられていた場合には、結果の画像は、領域の探索に有用ではないであろうプロペラの画像でありうる。ＵＡＶのジオメトリを考慮することで無駄な探索時間を防止することができる。当該旋回機構の移動範囲が限られていてもよく、当該旋回機構がカメラを特定の方向に向けることができなくてもよい。当該旋回機構の任意の幾何学的な制限を考慮することで、当該旋回機構が回転できない方向にセンサを向けることが試みられるのを防ぐことができる。探索するための領域の決定が飛行禁止ゾーンの存在に基づくこともできる。例えば、ＵＡＶが飛行禁止ゾーンの端の近くに存在する任意の時点に、飛行禁止ゾーンの下の探索領域を探索するようにセンサを向けるのが有利かもしれない。探索するための領域の決定がノールックゾーンの存在に基づくこともできる。ノールックゾーンが、軍事基地で行われる演習のような、その間に画像を取得すべきでない、機密動作が特定の時点に行われるゾーンであってもよい。ノールックゾーンを考慮することで、無許可の者がＵＡＶから制御システムに送信された機密動作の画像を傍受するのを防ぐことができる。探索するための領域の決定が画像品質の考慮に基づくこともできる。例えば、旋回機構の頻繁および／または高速な移動により、カメラにより取得され制御システムに送信し戻される画像および／またはビデオにジッタが生じ得、ユーザがカメラにより取得された画像および／またはビデオを参照するのが困難になりうる。同様に、カメラの頻繁なズームにより、カメラにより取得された画像および／またはビデオをユーザが参照するのが困難になりうる。
１つまたは複数のセンサ８３０を向けるために使用されるアルゴリズムに関わらず、１つまたは複数のセンサ８３０が特定の位置の観察を完了した後、新たな観察位置を、当該アルゴリズムを用いて選択することができる。１つまたは複数のセンサ８３０の方向を制御する制御ユニットを、ＵＡＶコントローラにより使用される地上ベースの制御システムまたはＵＡＶ自体に搭載された地上ベースの制御システムの何れかに配置することができる。何れの場合でも、当該制御ユニットは、探索中に１つまたは複数のセンサ８３０を制御して、ＵＡＶコントローラを解放し、ＵＡＶの制御および／または探索の結果の解釈の他の態様に集中させることができる。
１つまたは複数のセンサ８３０はカメラおよびセンサを備えることができる。センサを、カメラをどこに向けるべきかとカメラに対する適切なズームとを決定するように構成することができる。カメラを、探索領域の画像にフォーカスし当該画像を取得するように構成することができる。１例では、センサを、カメラが前方に回転され探索領域の部分にフォーカスされる前に探索領域の当該部分を特定するように構成することができる。センサは探索領域の当該部分に対する方位および距離のような情報を取得でき、旋回機構８２０およびカメラの制御はセンサにより取得された情報に基づくことができる。このように、センサは、カメラが探索領域の画像を取得している時刻より前に潜在的なターゲット探索領域を検出しているかもしれない。当該旋回機構の制御ユニットを、センサ信号を受信し、当該旋回機構を当該センサ信号に基づいて制御するように構成することができる。
ＵＡＶが探索を実施している間に、ターゲット確率分布図を生成することができる。ターゲット確率分布図は、幾つかの探索領域と探索対象が当該探索領域の各々に配置されているか否かの確率の指示とを含むことができる。図９はターゲット確率分布図９００の１例を示す。当該ターゲット確率分布図は、幾つかの六角形状の探索領域９０１乃至９２０を含む。図９のターゲット確率分布図９００で図示した探索領域９０１乃至９２０はたまたま六角形の形状であるが、ターゲット確率分布図内の探索領域は任意の形状またはサイズであることができる。探索領域９０１乃至９２０の各々は、ターゲットがその特定の探索領域に配置されていないという確率の１つまたは複数の指示を含むことができる。例えば、探索領域９０１乃至９２０は、様々なレベルの陰影を有する。即ち、探索領域９１９には陰影がなく、探索領域９０８、９１３、９１６、および９１８は最も淡い陰影を有し、探索領域９１２、９１４、９１５、および９１７は次に濃いレベルの陰影を有し、探索領域９０３、９０５、９０７、９０９、および９２０は次に濃いレベルの陰影を有し、探索領域９０４、９０６、９１０、および９１１は次に濃いレベルの陰影を有し、探索領域９０１および９０２は最も濃いレベルの陰影を有する。探索領域の陰影のレベルが濃くなると、探索対象がその探索領域にいない可能性が高くなることを示すことができる。例えば、探索領域９０１および９０２の最も濃いレベルの陰影は、探索対象が探索領域９０１および９０２にいない可能性が高いことを示すことができる。
図９に示すターゲット確率分布図９００の変形が可能である。例えば、ターゲット確率分布図９００における確率の指示は陰影の観点から示されているが、他の確率の指示子を使用することもできる。ターゲット確率分布図における確率を、様々な色（例えば、ヒートマップ）、パーセンテージの数値指示等を用いて示すことができる。別の例では、ターゲット確率分布図９００を、探索領域の地図、探索領域の俯瞰図等のような探索領域の記述に重ね合せることができる。ターゲット確率分布図９００が探索領域の地図に重ね合され、探索領域内の濃い陰影が、探索対象が当該領域内にある可能性が低いことを示す場合には、当該陰影は、探索対象を含む可能性が低い地図の部分を不明瞭にし、陰影は、探索対象を含む可能性が高い地図の部分を露出したままにする傾向がある。
探索対象が特定の探索領域に存在する確率は、幾つかの因子の１つまたは複数に基づくことができる。１つの確率因子は、ＵＡＶが探索領域の上を飛行した回数であることができる。例えば、図４Ｆに示す飛行経路４０５の場合、飛行経路４０５は、ＵＡＶを探索領域境界４０３の右側に何回ももっていくはずである。同様に、飛行経路４０５は、ＵＡＶを探索領域境界４０３の上側に何回ももっていくはずである。ＵＡＶは探索領域境界４０３の右側と上面側の探索領域の上を何回も飛行する間に、これらの領域のさらなる探索を実施することができる。探索対象が探索領域境界４０３の右側および上面側の探索領域にある確率は、探索領域境界４０３の中心にある探索領域において、探索領域境界４０３の下側に沿って、かつ、探索領域境界４０３に底面側に沿って何回も探索された後は、低い可能性がある。
別の確率因子が探索領域内の地形に関する情報に基づくことができる。例えば、多数の木および／または高い建物を有する領域の場合のように、探索領域内の地形が可視性を制限する場合、当該探索領域の探索は、探索対象が当該探索領域にない確率を大幅に低下させないであろう。反対に、穏やかな水域、ビーチ領域等のように、探索領域が可視性に問題がない地形を有する場合、当該探索領域の探索により、探索対象が当該探索領域にない確率が大幅に低下するかもしれない。地形の険しさ、地形の色、および地形の他の任意の条件のような他の地形の問題を考慮することができる。
別の確率因子が、探索が行われた時点での探索領域の条件に関する情報に基づくことができる。例えば、探索領域が無風で雲のない日に探索された場合、探索後に探索対象が当該探索領域にある確率は低いかもしれない。別の例では、雲または霧が存在したとき、雪が積もっていたとき等のように、可視性が制限されている時点に探索領域が探索された場合には、探索の後に探索対象が当該探索領域にいるであろう確率は高いかもしれない。探索が行われた時点での探索領域の条件に関する他の任意の情報を考慮することができる。
別の確率因子が、探索対象自体に関する情報に基づくことができる。例えば、遭難した登山者または水域上のライフボートの場合のように、探索対象が可動的である場合には、当該探索対象は以前に探索した探索領域に移動するかもしれない。したがって、探索対象が特定の探索領域に存在しない確率は、当該探索領域の最後の探索から時間とともに減少しうる。反対に、墜落した航空機の残骸または故障した陸車両の場合のように、探索対象が可動的でない場合には、当該探索対象が特定の探索領域に存在しない確率は当該探索領域の最後の探索から時間とともに変化しないかもしれない。別の例では、遭難した登山者または怪我した動物の場合のように、探索対象がシェルターを探している可能性がある場合には、シェルタのための多数の位置を有する探索領域の探索により、探索対象が特定の探索領域内部にいない確率は大幅に低下しないかもしれない。
ターゲット確率分布図が生成されると、それを幾つかの方法で使用することができる。例えば、ＵＡＶコントローラはターゲット確率分布図を使用して探索領域境界を再描画してもよい。図４Ｆを再び参照すると、ＵＡＶが飛行経路４０５を完了した後、探索領域４０４の各々が、ターゲット確率分布図を形成する確率を（例えば、陰影により）示すことができる。例えば、飛行経路４０５は探索境界領域４０３の右側と上側を何回か辿るので、探索領域４０４は、探索対象が探索領域境界４０３の右側および上面側に沿って配置されていないという高い確率を示しうる。同様に、探索領域境界４０３の底面側および左側の付近のような探索領域４０４の他の部分は、探索対象が探索領域境界４０３の左側および底面側に沿って配置されないという低い確率を示しうる。この場合、ＵＡＶコントローラは、探索領域境界４０３の右側および上面側に沿う探索領域の全てを含まない新たな領域境界地図を描画することができる。別の例では、制御システムはターゲット確率分布図を使用して探索用の飛行経路を決定することができる。図４Ｆを再度参照すると、ＵＡＶが飛行経路４０５に沿って飛行することによって探索を完了すると、制御システムは第２の探索のための新たな飛行経路を決定することができる。制御システムは（例えば、探索領域境界４０３の左下隅に近い）異なる位置での新たな飛行経路の開始を決定でき、その結果、新たな飛行経路が開始するであろう探索領域に探索対象がないという低い可能性をターゲット確率分布図が示す場所で探索が行われる。
図１０および以下の議論は、本明細書で開示した方法およびシステムならびに／またはその部分を実装できる適切なコンピューティング環境の簡潔で一般的な説明を提供しようとするものである。例えば、サーバ３０４、ラップトップ３０６、デスクトップ３０８、飛行計画システム３０２、およびデータベース３２６の機能を、図１０に関して説明した態様の一部または全部を含む１つまたは複数の装置により実施してもよい。クレームした例の機能を実装するために使用できる図１０で説明する装置の一部または全部を、本明細書で説明したもののような他の装置およびシステムで構成してもよい。あるいは、図１０で説明する装置の一部または全部を、開示した例の任意の態様を実施する任意の装置、装置の組合せ、または任意のシステムに含めてもよい。
必要ではないが、本明細書で開示した方法およびシステムを、クライアントワークステーション、サーバまたはパーソナル・コンピュータのようなコンピュータにより実行されるプログラム・モジュールのようなコンピュータ実行可能命令の一般的な文脈で説明してもよい。かかるコンピュータ実行可能命令を、それ自体過渡信号ではない任意の種類のコンピュータ可読記憶装置に格納してもよい。一般に、プログラム・モジュールは、特定のタスクを実施するかまたは特定の抽象データ・タイプを実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造等を含む。さらに、本明細書で開示した方法およびシステムおよび／またはその部分を、ハンドヘルド装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのまたはプログラム可能な消費家電、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ等を含む、他のコンピュータシステム構成で実施してもよいことは理解される。本明細書で開示した方法およびシステムを、通信ネットワークを介して接続されたリモート処理装置によりタスクが実施される分散コンピューティング環境で実施してもよい。分散コンピューティング環境では、プログラム・モジュールをローカルメモリ記憶装置およびリモートメモリ記憶装置の両方に配置してもよい。
図１０は、本明細書で開示した方法およびシステムおよび／またはその部分の諸態様を組み込みうる汎用目的コンピュータシステムを表すブロック図である。示すように、当該例示的な汎用目的コンピューティングシステムは、処理ユニット１０２１、システム・メモリ１０２２、および当該システム・メモリを含む様々なシステムコンポーネントを処理ユニット１０２１に接続するシステム・バス１０２３を含む、コンピュータ１０２０等を備える。システム・バス１０２３が、様々なバスアーキテクチャの何れかを用いたメモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、およびローカル・バスを含む数種のバス構造の何れかであってもよい。当該システム・メモリが読取専用メモリ（ＲＯＭ）１０２４およびランダム・アクセスメモリ（ＲＡＭ）１０２５を含んでもよい。基本入出力システム１０２６（ＢＩＯＳ）は例えば起動中に、コンピュータ１０２０内部の要素間の情報を伝送するのを支援する基本ルーチンを含むことができ、ＲＯＭ１０２４に格納してもよい。
コンピュータ１０２０がさらに、ハード・ディスク（図示せず）を読書きするためのハード・ディスク・ドライブ１０２７、取外し可能磁気ディスク１０２９を読書きするための磁気ディスク・ドライブ１０２８、および／またはＣＤ−ＲＯＭまたは他の光媒体のような取外し可能光ディスク１０３１を読書きするための光ディスク・ドライブ１０３０を含んでもよい。ハード・ディスク・ドライブ１０２７、磁気ディスク・ドライブ１０２８、および光ディスク・ドライブ１０３０をそれぞれ、ハード・ディスク・ドライブ・インタフェース１０３２、磁気ディスク・ドライブ・インタフェース１０３３、および光ドライブ・インタフェース１０３４によりシステム・バス１０２３に接続してもよい。当該ドライブおよびその関連するコンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュールおよび他のデータの不揮発記憶をコンピュータ１０２０に提供する。
本明細書で説明した例示的な環境ではハード・ディスク、取外し可能磁気ディスク１０２９、および取外し可能光ディスク１０３１を使用するが、コンピュータによりアクセス可能なデータを格納できる他種のコンピュータ可読媒体を当該例示的な動作環境で使用してもよいことは理解される。かかる他種の媒体には、磁気カセット、フラッシュメモリ・カード、デジタル・ビデオまたはデジタル多用途ディスク、Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉカートリッジ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）等が含まれるがこれらに限られない。
幾つかのプログラム・モジュールを、ハード・ディスク・ドライブ１０２７、磁気ディスク１０２９、光ディスク１０３１、ＲＯＭ１０２４、および／またはＲＡＭ１０２５に格納してもよく、オペレーティング・システム１０３５、１つまたは複数のアプリケーション・プログラム１０３６、他のプログラム・モジュール１０３７およびプログラム・データ１０３８を含む。ユーザは、キーボード１０４０およびポインティング・デバイス１０４２のような入力装置を介して、コマンドおよび情報をコンピュータ１０２０に入力してもよい。他の入力装置（図示せず）が、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲーム・パッド、パラボラ・アンテナ、スキャナ等を含んでもよい。これらおよび他の入力装置はしばしば、当該システム・バスに接続されたシリアル・ポート・インタフェース１０４６を介して処理ユニット１０２１に接続されるが、パラレルポート、ゲームポート、またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）のような他のインタフェースにより接続してもよい。モニタ１０４７または他種の表示装置を、ビデオ・アダプタ４４８のようなインタフェースを介してシステム・バス１０２３に接続してもよい。モニタ１０４７に加えて、コンピュータが、スピーカおよびプリンタのような他の周辺出力装置（図示せず）を含んでもよい。図１０の例示的なシステムが、ホスト・アダプタ１０５５、スモールコンピュータシステムインタフェース（ＳＣＳＩ）バス１０５６、およびＳＣＳＩバス１０５６に接続できる外部記憶装置１０６２を含んでもよい。
コンピュータ１０２０が、サーバ３０４、ラップトップ３０６、デスクトップ３０８、飛行計画システム３０２、およびデータベース３２６の何れかを表し得る、リモート・コンピュータ１０４９のような１つまたは複数のリモート・コンピュータまたは装置への論理接続および／または物理接続を用いてネットワーク環境で動作してもよい。サーバ３０４、ラップトップ３０６、デスクトップ３０８、飛行計画システム３０２、およびデータベース３２６の各々が、無燃料時間データの決定と表示および基本時間データへの復帰を実施できる本明細書で説明した任意の装置であってもよい。図１０ではメモリ記憶装置１０５０のみを示しているが、リモート・コンピュータ１０４９がパーソナル・コンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピア装置または他の共通ネットワーク・ノードであってもよく、コンピュータ１０２０に関して上述した要素の多くまたは全部を含んでもよい。図１０に示す論理接続がローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）１０５１および広域ネットワーク（ＷＡＮ）１０５２を含んでもよい。かかるネットワーク環境は、警察および軍事施設、職場、企業規模のコンピュータネットワーク、イントラネット、およびインターネットで一般的である。
ＬＡＮネットワーク環境で使用するとき、コンピュータ１０２０をネットワーク・インタフェースまたはアダプタ１０５３を介して１０５１に接続してもよい。ＷＡＮネットワーク環境で使用するときは、コンピュータ１０２０が、モデム１０５４またはインターネットのような広域ネットワーク１０５２上で通信を確立するための他の手段を含んでもよい。モデム１０５４は、内部または外部であってもよく、シリアル・ポート・インタフェース１０４６を介してシステム・バス１０２３に接続してもよい。ネットワーク環境では、コンピュータ１０２０に関して示したプログラム・モジュール、またはその部分をリモートメモリ記憶装置に格納してもよい。示したネットワーク接続は例示的なものであり、コンピュータ間の通信リンクを確立するための他の手段を使用してもであってもよいことは理解される。
コンピュータ１０２０が様々なコンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ１０２０によりアクセスできる任意の利用可能な有形な、非一時的、または非伝播媒体であることができ、揮発性および不揮発性媒体、取外し可能および取外し不能媒体の両方を含む。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体がコンピュータ記憶媒体および通信媒体を含んでもよい。コンピュータ記憶媒体には、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラム・モジュールまたは他のデータのような情報を格納するための任意の方法または技術で実装された揮発性および不揮発性、取外し可能および取外し不能媒体が含まれる。コンピュータ記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光ディスク記憶、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶または他の磁気記憶装置、または所望の情報を格納するために使用できコンピュータ１０２０によりアクセスできる他の任意の有形媒体が含まれるがこれらに限られない。上記の任意の組合せも、本明細書で説明した方法およびシステムを実装するためのソース・コードを格納するために使用できるコンピュータ可読媒体の範囲に含まれるべきである。本明細書で開示した機能または要素の任意の組合せを１つまたは複数の例で使用してもよい。
とりわけ「〜できる」、「〜もよい」、「例えば」等のような、本明細書で使用する条件的な言葉は、一般に、特に断らない限り、または、使用する文脈において理解されない限り、他の例が含まずに特定の例が特定の特徴、要素、および／またはステップを含むということを伝えるのを意図している。したがって、かかる条件的な言葉は、一般に、特徴、要素および／またはステップが何らかの方法で１つまたは複数の例に必要であること、または、著者の入力または働きかけをもってまたはそれら無しに、これらの特徴、要素および／またはステップを任意の特定の例に含めるかまたは任意の特定の例で実施すべきかを判定するための論理を１つまたは複数の例が必ず含むことを示唆するのを意図しない。「含む」、「有する」等の用語は同義であり、包含的に使用され、無制限方式で使用され、追加の要素、特徴、動作、操作等を排除しない。また、「または」という用語は、（排他的な意味ではなく）その包括的な意味で使用され、その結果、例えば要素のリストを接続するために使用するとき、「または」という用語は当該リスト内の要素の１つ、一部または全部を意味する。
一般に、上述の様々な特徴およびプロセスを、互いと独立に使用してもよく、または、様々な方法で組み合せてもよい。全ての可能な組合せおよび副次的組合せは本開示の範囲に入るものと意図されている。さらに、幾つかの実装では特定の方法またはプロセスブロックを省略してもよい。本明細書で説明した方法およびプロセスはまた、任意の特定の順序に限定されず、それに関連するブロックまたは状態を適切な他の順序で実施することができる。例えば、説明したブロックまたは状態を、特に開示したものと異なる順序で実施してもよく、または、複数のブロックまたは状態を単一のブロックまたは状態で結合してもよい。当該例ブロックまたは状態を、直列に、並列に、または他の何らかの方式で実施してもよい。ブロックまたは状態を、開示した例に追加するかまたは当該例から削除してもよい。本明細書で説明した例示的なシステムおよびコンポーネントを、説明したものと異なるように構成してもよい。例えば、要素を、開示した例に追加し、当該例から削除し、当該例と比較して再配置してもよい。
さらに、本開示は、以下の項に従う実施形態を含む。
項１：ターゲット探索確率を表示するためのシステムであって、
最適化アルゴリズムに基づいて、探索すべき探索領域を決定するように構成された制御ユニットと、
空中車両に搭載され、当該探索領域に対する方向および距離を決定するように構成されたセンサと、
当該空中車両に搭載され、当該探索領域の１つまたは複数の画像を取得するように構成されたカメラと、
を備え、
当該制御ユニットはさらに、
当該センサから、当該探索領域に対する方向および距離の指示を受信し、
当該センサから受信した当該探索領域に対する方向および距離の指示に基づいて当該カメラの方位およびズームを制御する
ように構成される、
システム。
項２：複数の探索領域を表示し、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数において、探索対象が当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の各々に配置される可能性の指示を表示するように構成されたディスプレイをさらに備える、項１に記載のシステム。
項３：当該探索対象が当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の各々に配置される可能性の指示は、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の陰影のうち１つまたは複数、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の色、および当該複数の探索領域のうち１つまたは複数における数値指示を含む、項２に記載のシステム。
項４：当該探索対象が当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の各々に配置される可能性が、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の地形に関する情報、当該複数の探索領域のうち１つまたは複数の探索中の条件に関する情報、および当該探索対象に関する情報のうち１つまたは複数に基づいて計算される、項２に記載のシステム。
項５：探索用の飛行経路を計画する方法であって、
制御システムにより、探索領域境界の指示を受信するステップと、
当該制御システムにより、選択された探索パターンの指示を受信するステップと、
飛行禁止ゾーンを特定するステップであって、当該飛行禁止ゾーンの少なくとも一部は当該探索領域境界の少なくとも一部と重複するステップと、
当該制御システムにより、当該探索領域境界、当該選択された探索パターン、当該飛行禁止ゾーン、および無人航空機の少なくとも１つの仕様に基づいて、飛行経路を決定するステップと、
当該飛行経路の１つまたは複数の指示を当該無人航空機に送信するステップと、
を含む、方法。
項６：当該飛行経路を地図のディスプレイに表示するステップをさらに含む、項５に記載の方法。
項７：当該飛行禁止ゾーンはポリゴンとして定義される、項５に記載の方法。
項８：当該無人航空機が当該飛行禁止ゾーンの外部にある探索領域境界の部分を探索するように当該飛行経路が決定される、項５に記載の方法。
項９：当該無人航空機の仕様は最小旋回半径を含む、項５に記載の方法。
項１０：当該制御システムは自動的に当該飛行経路を決定するように構成される、項５に記載の方法。
項１１：当該制御システムはさらに、当該無人航空機のコントローラが当該無人航空機の別の態様を制御している間に少なくとも部分的に同時に、自動的に当該飛行経路を決定するように構成される、項１０に記載の方法。
項１２：複数の探索領域の１つの上を飛行するように構成された無人航空機と、
当該無人航空機に搭載された旋回機構と、
最適化アルゴリズムに基づいて探索すべき当該複数の探索領域から１つの探索領域を決定し、探索すべき当該１つの探索領域の決定に基づいて当該旋回機構を制御するように構成された制御ユニットと、
当該旋回機構に搭載され、探索すべき当該１つの探索領域の１つまたは複数の画像を取得するように構成された、カメラと、
を備える、システム。
項１３：当該制御ユニットはさらに、当該無人航空機の位置に基づいて当該１つの探索領域を決定するように構成される、項１２に記載のシステム。
項１４：当該制御ユニットはさらに、当該無人航空機に関する飛行禁止ゾーンの位置に基づいて当該１つの探索領域を決定するように構成される、項１２に記載のシステム。
項１５：当該制御ユニットはさらに、無人航空機の少なくとも１つの仕様に基づいて当該１つの探索領域を決定するように構成される、項１２に記載のシステム。
特定の例または例示的な例を説明したが、これらの例は例として提供したにすぎず、本明細書で開示した発明の範囲を限定しようとするものではない。実際、本明細書で説明した新規な方法およびシステムを他の多様な形態で具体化してもよい。添付の特許請求の範囲とその均等物は、本明細書で開示した発明の一部の範囲内に入るようかかる形態または修正を網羅することを意図している。
１０２ 仕様および設計
１０４ 材料調達
１０６ 構成要素および組立部品の製造
１０８ システム統合
１１０ 認証および配送
１１２ 就航
１１４ 保守およびサービス
２０２ 機体
２０６ 内部
２０８ 推進
２１０ 電気
２１２ 油圧
２１４ 環境
３０２ 飛行計画システム
３０４ サーバ
３０６ ラップトップ
３０８ デスクトップ
３１０ プロセッサ
３１２ バス
３１４ コンピュータ可読媒体
３１６ 飛行計画計算サービス
３１８ 無人飛行機
３２０ 飛行計画ソリューション
３２２ 入力
３２４ 飛行計画者
３２６ データベース（複数可）
１０２０ コンピュータ
１０２１ 処理ユニット
１０２２ システム・メモリ
１０２３ システム・バス
１０２７ ハード・ドライブ
１０２８ フロッピー・ドライブ
１０２９ 記憶部
１０３０ 光ドライブ
１０３１ 記憶部
１０３２ ハード・ディスク・ドライブ・インタフェース
１０３３ 磁気ディスク・ドライブ・インタフェース
１０３４ 光ドライブ・インタフェース
１０３６ アプリケーション・プログラム
１０３７ 他のプログラム
１０３８ プログラム・データ
１０４０ キーボード
１０４２ マウス
１０４６ シリアル・ポート・インタフェース
１０４７ モニタ
１０４８ ビデオ・アダプタ
１０４９ リモート・コンピュータ（複数可）
１０５０ メモリ
１０５３ ネットワーク・インタフェース
１０５４ モデム
１０５５ ホスト・アダプタ
１０５６ ＳＣＳＩバス
１０６２ 記憶装置

Claims (13)

  1. 探索用の飛行経路を計画する方法であって、
    制御システム（３０２）により探索領域境界（４０３）の指示を受信するステップと、
    前記制御システム（３０２）により、選択された探索パターンの指示を受信するステップであって、前記探索パターンは、探索対象の意図する経路、前記探索対象の位置の確率、前記探索対象の開始点に対する中央位置、または、前記探索対象の検出の困難性に基づいて選択される、ステップと、
    前記制御システム（３０２）により、前記探索領域境界（７０３）、前記選択された探索パターン、および、最適化アルゴリズムに基づいて前記飛行経路（７０５）を決定するステップであって、前記最適化アルゴリズムは前記探索対象が探索領域内に位置する可能性に基づき前記探索領域境界内における前記探索領域の探索を導くように構成され、前記可能性は前記探索領域にて探索が行われた回数と前記探索領域の地形とに基づく、前記ステップと、
    前記飛行経路（７０５）の１つまたは複数の指示を無人航空機（３１８）に送信するステップと、
    を含む、方法。
  2. 前記選択された探索パターンは、トラックライン探索パターン、並列探索パターン、蛇行探索パターン、展開方形探索パターン、およびセクタ探索パターンのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
  3. パターン方向を受信するステップをさらに含み、
    前記飛行経路を決定するステップは、前記パターン方向にさらに基づいて前記飛行経路（７０５）を決定するステップを含む、
    請求項１に記載の方法。
  4. 前記飛行経路（７０５）を地図（７００）のディスプレイに表示するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  5. 前記制御システム（３０２）により、前記選択された探索パターンのうち１つまたは複数の更新または前記選択された探索パターンのトラック間隔を受信するステップと、
    前記表示された飛行経路（７０５）を前記地図（７００）のディスプレイで更新するステップと、
    をさらに含む、請求項４に記載の方法。
  6. 飛行禁止ゾーン（７０７）を特定するステップであって、前記飛行禁止ゾーン（７０７）の少なくとも一部は前記探索領域境界（７０３）の少なくとも一部と重複する、ステップと、
    前記制御システムにより（３０２）、前記探索領域境界（７０３）、前記選択された探索パターン、前記飛行禁止ゾーン（７０７）、および無人航空機（３１８）の少なくとも１つの仕様に基づいて飛行経路（７０５）を決定するステップと、
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  7. 前記無人航空機（３１８）が前記飛行禁止ゾーン（７０７）の外部にある前記探索領域境界（７０３）の部分を探索するように、前記飛行経路（７０５）が決定される、請求項６に記載の方法。
  8. 前記飛行禁止ゾーン（７０７）はポリゴンとして定義される、請求項６に記載の方法。
  9. 前記無人航空機（３１８）の前記仕様は最小旋回半径を含む、請求項６に記載の方法。
  10. 前記制御システム（３０２）は、自動的に前記飛行経路（７０５）を決定するように構成される、請求項１に記載の方法。
  11. 前記制御システム（３０２）はさらに、前記無人航空機（３１８）のコントローラが前記無人航空機（３１８）の別の態様を制御している間に少なくとも部分的に同時に、自動的に前記飛行経路（７０５）を決定するように構成される、請求項１０に記載の方法。
  12. システムであって、前記システムの１つまたは複数のプロセッサ（１０２１）により実行されたときに、少なくとも前記システムに請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法を実施させるコンピュータ命令（１０３７）を格納した少なくとも１つのメモリ（１０２２）を備える、システム。
  13. 探索用の飛行経路を計画するためのコンピュータ実行可能命令（１０３７）を格納したコンピュータ可読記憶媒体（１０２７）であって、前記命令は、前記命令がコンピュータ（１０２０）により実行されたときに、前記コンピュータに請求項１乃至１１の何れか１項に記載の方法を実施させる、コンピュータ可読記憶媒体（１０２７）。
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