JP6963102B2 - センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーション - Google Patents

Description

背景
[0001] 園芸作業は、農業技術（「AgroTech」）によってブームを経験している。AgroTechでは、植物及び栽培作業の他の側面は、テレメトリを提供するセンサによって取り囲まれており、テレメトリは、さらなる分析のために中央ステーションにおいて集約される。受信したテレメトリの分析により、彼又は彼女の作物に関する農場主又は栽培者のフィードバックが提供される。この方法では、作物の問題の検出及び対処に迅速に対応することができ、それにより、収穫高が最適化され、栽培作業コストが低減される。

[0002] 現在、栽培作業においてセンサを計装するための費用効果の高い方法は存在しない。栽培作業は、その複雑性及びスケールが増してきている。それに従って、AgroTech作業は、計装コストを管理しながら、この発展に合わせることが期待される。

図面の簡単な説明
[0003] 詳細な説明は、添付の図を参照して記載する。

[0004]センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのためのトップレベルのコンテキストダイアグラムを示す。 [0004]センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのためのトップレベルのコンテキストダイアグラムを示す。 [0005]センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのための例示的なアーキテクチャのブロック図である。 [0006]センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのためのブロック図であるブロック図である。 [0007]インテリジェントトラックにおける逆向きのセンサキャリアの図解である。 [0008]インテリジェントトラックにおけるセンサキャリアの位置決めフィードバックを処理するためのフローチャートである。 [0009]インテリジェントトラックにおけるセンサキャリアの位置決めフィードバックを処理するためのフローチャートである。 [0010]インテリジェントトラックにおけるセンサキャリアの電力管理を実行するためのフローチャートである。 [0011]インテリジェントトラック用の移動ステーションの図である。 [0012]インテリジェントトラックにおける移動ステーションの操作のためのフローチャートである。

詳細な説明
センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションの文脈
[0013] AgroTechは、洗練された高性能センサのセットを利用する。コンピュータ物体認識技法を利用するため、十分に詳細な光学画像を捕捉することができるハイファイカメラが存在する。また、環境変数（水位、ｐＨ、湿度及び温度など）をモニタするための他のセンサも存在する。ハイファイカメラ及びセンサによって収集されるデータ量は極めて大きく、機械学習のために統計的に有意なデータセットを提供するには十分である。そのようなセンサ、トランスデューサ、カメラ及び他の入力は高価なものであり得る。それに従って、各植物用のセンサセットを設置するための費用効果が良くない場合がある。

[0014] 本開示の手法は、１つ又は複数のハイファイカメラを収納し、任意選択により追加のセンサを収納する１つ又は複数の自律ロボットキャリアを設置することである。これらのロボットは、栽培作業において単一の植物又は植物栽培場所からテレメトリ及び他の入力を収集し、次いで、次の植物又は植物栽培場所に移動するためにトラックを動き回る。この方法では、各植物のハイファイ撮像及び検知において栽培者に負担をかけることなく、各植物又は植物栽培場所のハイファイ撮像及び検知が行われる。

[0015] 図１ａは、センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのためのトップレベルのコンテキストダイアグラム１００である。本開示では、自律ロボットキャリア（シャトル又はより一般的にはロボットと呼ばれる場合がある）１０２は、温室内の植物のテレメトリ、媒体捕捉又は他の入力を取り入れるために、電力系統、コンピューティングプロセッサ、メモリ、複数のセンサ１０４及びカメラ１０６を含む。キャリアの内部に関する論考は、図３を参照して以下で提供する。

[0016] キャリア１０２は、Wi-Fiアクセスポイント１１０ａ又はセルラネットワークフェムトセル１１０ｂなどのワイヤレス通信ネットワーク１０８を介して、ネットワーク接続される。ワイヤレス通信ネットワーク１０８上にはゲートウェイサーバ１１１がある。ゲートウェイサーバは、キャリア１１２からダウンロードした画像を統合して実行する。例示的なアルゴリズムは、ラウンドロビン若しくはネットワーク優先スキーム又はその２つの組合せを使用するものである。また、ゲートウェイサーバ１１１は、クラウドベースの場所にプッシュする前の画像及びデータ用のローカルストレージウェイポイントとしても機能する。ゲートウェイサーバ１１１を介して、リモートコントローラ１１２は、ワイヤレス通信ネットワーク１０８上でキャリア１１２などのキャリアを制御するために使用される。

[0017] キャリアは、温室の天井１１６又は園芸作業の他の周辺構造に取り付けられて固定配置されているトラック１１４を走行する。キャリア１０２は、その真下にある植物１１８の写真を撮るために、逆向きになっている（すなわち、トラック１１４の真下を走行する）。キャリア１０２の逆向き構成については、図４を参照して以下でさらに詳細に説明する。

[0018] キャリア１０２は、複数の植物１１８の情報を提供するため、キャリア１０２は、少なくともそのマウントトラック１１４に対してそれ自体を正確に位置付けるように構成される。図１ｂは、トラック１１４に対するキャリア１０２の可能な位置１２０を示すトラック１１４の上面図である。ボールド体の円は、トラックに対する温室内のキャリア１０２の現在の特定の場所１２２を示す。トラック１１４からの位置決めフィードバック（それにより、キャリア１０２は、その場所を決定し、ナビゲートし、位置決めフィードバックを有効活用することができる）の説明については、図５を参照して以下でさらに詳細に説明する。

[0019] 操作上の観点から、産業システムは、一般に、緊急カットオフを有する。キャリア１０２は自律的なものであるため、センサキャリアインフラ用のインテリジェントトラック及びナビゲーションは、キャリア１０２が自律的なものであっても、キャリア操作を停止させるための緊急カットオフを特徴とする。この緊急カットオフについては、図６を参照して以下でさらに詳細に説明する。

[0020] キャリア１０２の自律的な性質は、繰り返し見られるテーマである。キャリア１０２は自律的なものであるため、中央コントローラが再充電のためにキャリアをリコールすることも、トラック１１４に沿った別個の送電線もない。システムハイバネーションなどの電力管理技法及び他の改善された電力管理技法については、図７を参照して以下でさらに詳細に説明する。

[0021] 最後に、キャリア１０２は高価なものであるため、キャリア１０２がトラック１１４から落下しないことを保証することに対して十分な注意が払われる。リスクの１つは、キャリア１０２があるトラック１１４から別のトラックに移動する場合（転向する際など）である。機械式壁ガードを備える移動ステーション１２４が開示される。移動ステーション１２４は、転向の間に、トラック１１４の移動の間に又はトラック１１４の終端部においてキャリアがトラックから落下するリスクを最小限に抑える。移動ステーション１２４については、図８を参照してさらに詳細に説明する。

センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのための例示的なアーキテクチャ
[0022] キャリア及びトラックについて説明する前に、図２を参照して、一般的なコンピューティング環境について説明する。

[0023] キャリア１０２及びキャリアのリモートコントローラ１１２の機能は、一般に、コンピューティングデバイス２０２においてホストされている。キャリア１０２用の例示的なコンピューティングデバイス２０２は、制限なく、Raspberry Pi、埋め込みデバイス及び別の目的のためのスマートフォンなどの小型コンピュータを含む。リモートコントローラ１１２用の例示的なコンピューティングデバイス２０２は、制限なく、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、ネットブック、タブレットコンピュータ及びスマートフォンを含む。

[0024] コンピューティングデバイス２０２は、ネットワーク接続される。キャリアは、それら自体が、図３を参照してさらに詳細に説明されるような搭載コンピュータを有する。

[0025] コンピューティングデバイス２０２は、プロセッサ２０４及びメモリ２０６を有する。プロセッサは、中央処理装置及び／又は専用コントローラ（マイクロコントローラなど）であり得る。コンピューティングデバイスは、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース２０８及び／又はネットワークインタフェース２１０をさらに含み得る。Ｉ／Ｏインタフェース２０８は、ＲＳ−２３２及び／又はユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）などの標準Ｉ／Ｏインタフェースプロトコルと併せて使用される汎用非同期送受信機（ＵＡＲＴ）など、任意のコントローラカードであり得る。キャリアの事例では、コンピューティングデバイスは、ナビゲーション用のセンサと媒体捕捉デバイス（デジタルカメラなど）の両方に対してＩ／Ｏインタフェース２０８を使用することができる。

[0026] ネットワークインタフェース２１０は、Ｉ／Ｏインタフェース２０８と協調して機能するものであり、Wi-Fi及び／又は任意の数の他の物理的及び／又はデータリンクプロトコルをサポートするネットワークインタフェースカードであり得る。或いは、ネットワークインタフェース２１０は、セルラネットワークインタフェースの形態であり得る。

[0027] メモリ２０６は、オペレーティングシステム２１２を含むいくつかのソフトウェアコンポーネント並びに、制御ソフトウェア、媒体捕捉／テレメトリソフトウェア及び／又は他のアプリケーション２１４などのソフトウェアコンポーネントを格納することができる任意のコンピュータ可読媒体である。一般に、ソフトウェアコンポーネントは、離散的な統一体として一緒に格納されるコンピュータ実行可能命令のセットである。ソフトウェアコンポーネントの例は、静的ライブラリ、動的リンクライブラリ及び実行可能プログラムなどのバイナリ実行ファイルを含む。ソフトウェアコンポーネントの他の例は、サーブレット、アプレット、p-Codeバイナリ及びJavaバイナリなどのランタイム上で実行される解釈実行ファイルを含む。ソフトウェアコンポーネントは、カーネルモード及び／又はユーザモードで起動することができる。

[0028] コンピュータ可読媒体は、少なくとも２つのタイプのコンピュータ可読媒体、すなわち、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、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又は他のデータなどの情報の格納のために任意の方法又は技術において実装される揮発性及び不揮発性の着脱可能及び着脱不能な媒体を含む。コンピュータ記憶媒体は、これらに限定されないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶装置、又は、コンピューティングデバイスによるアクセスのために情報を格納するように使用することができる他の任意の非伝送媒体を含む。対照的には、通信媒体は、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又は他のデータを変調データ信号（搬送波など）又は他の伝送機構において具体化することができる。本明細書で定義されるように、コンピュータ記憶媒体は、通信媒体を含まない。

[0029] サーバ２１６は、ネットワークに参加することができる任意のコンピューティングデバイスである。ネットワークは、制限なく、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）、仮想プライベートネットワーク（「ＶＰＮ」）、セルラネットワーク又はインターネットであり得る。サーバ２１６は、コンピューティングデバイス２０２と類似したコンポーネントを有する。具体的には、サーバ２１６は、プロセッサ２１８、メモリ２２０、入力／出力インタフェース２２２及びネットワークインタフェース２２４を含む。メモリ内には、オペレーティングシステム２２６及びアプリケーションソフトウェア２２８がある。サーバ２１６の役割は、キャリアから媒体及びテレメトリを集約し、ローカルで或いはインターネット及び／又はクラウド２３０を介して分析及び画像処理を実行することである。収集／集約データは、サーバ側のデータストア２３２に格納することができる。

[0030] クラウド２３０上でのサービスは、サーバ２１６のサービスを提供することができる。サーバは、物理的な専用サーバであるか又は仮想マシンであり得る。後者の事例では、クラウド２３０は、仮想アプリケーションサーバ２３４機能及び仮想記憶装置／データベース２２６機能を提供する複数の分散サーバを表し得る。分散サーバは、物理的なコンピュータサーバであり、プロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏインタフェース及び／又はネットワークインタフェースを有し得る。プロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏインタフェース及びネットワークインタフェースの特徴及び変形例は、サーバ２１６に対して説明されているものに実質的に類似している。その違いは、分散サーバではスループット及び／又は分散が最適化されるというところにある。

[0031] クラウド２３０サービスは、統合クラウドインフラ２３８を介してアクセス可能にすることができる。クラウドインフラ２３８は、クラウドサービスへのアクセスを提供するのみならず、請求サービス及び他の収益化サービスも提供する。クラウドインフラ２３８は、サービスとしてのプラットフォーム（「ＰＡＡＳ」）、サービスとしてのインフラ（「ＩＡＡＳ」）及びサービスとしてのソフトウェア（「ＳＡＡＳ」）などの追加のサービス抽象概念を提供することができる。

例示的なキャリア内部及びシステムブロック図
[0032] 図２に関する論考は、一般に、キャリア１０２及びインテリジェントトラック１１４のコンピューティング環境について説明している。図３は、センサキャリアインフラ３００用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのブロック図である。

[0033] インフラ３００は、４つの主要なサブシステム、すなわち、キャリアサブシステム３０２、撮像サブシステム３０４、トラックサブシステム３０６（トラック１１４用）及び移動ステーションサブシステム３０８（移動ステーション１２４用）を有する。これらのサブシステム及びそれらの通信の各々については、以下で説明する。

[0034] キャリアサブシステム３０２は、キャリア１０２の移動及びナビゲーションのために行われる機能を実行する。その頭脳は、搭載コンピュータ上のIntel x86ベースの中央処理装置（ＣＰＵ）などのプロセッサである。いくつかの実施形態では、ＳＴＭ３２などの補助マイクロコントローラを使用して、ＣＰＵ命令をキャリア１０２の機械部分に対する機械命令に変換することができる。マイクロコントローラが使用される場合は、ＣＰＵ及びマイクロコントローラは、ＵＡＲＴを介して通信する。

[0035] 搭載コンピュータは、Wi-Fiを介して、温室内のWi-Fiアクセスポイントにネットワーク接続される。或いは、ネットワークは、フェムトセルを中心とするセルラネットワークであり得る。緊急停止は、ネットワーク上でキャリア１０２と直接通信するように構成される。この方法では、緊急停止は、特定のキャリア１０２又は複数のキャリア１０２を即時停止させることができる。緊急停止については、図６を参照してさらに詳細に説明する。

[0036] キャリアサブシステム３０２は、方向、方向付け及び安定性を決定するためのセンサを含む。例えば、キャリアサブシステム３０２は、線形センサと回転センサの両方を含む。

[0037] 電力は、電源によって管理される電池に貯蔵される。電力は、電池の充電前に、外部のベースステーションから受信され、次いで、電力受信機から充電回路を介して受信される。電池からの電力は、キャリア１０２、通信及びキャリア１０２のモータを処理するのみならず、撮像サブシステム３０４も処理し、撮像サブシステム３０４は、キャリア１０２に物理的に装着され、その方向付けは、電動多軸ジンバルによって行われる。

[0038] 撮像サブシステム３０４は、２Ｄ静止カメラを含み、任意選択により、ビデオカメラを備えるように構成することができる。いくつかの事例では、カメラは、マルチスペクトルを有するものであり、赤外線などの非可視スペクトルを使用することができる。カメラは、画像捕捉コマンドなどの制御コマンドを受信する。また、カメラは、カメラのプログラム可能な焦点レンズも制御する搭載コンピュータから、焦点合わせコマンドも受信する。

[0039] 撮像サブシステム３０４は３Ｄカメラを含み、３Ｄカメラは、深度情報を伝達することができる立体視カメラである。３Ｄカメラは、キャリアによって障害物センサに情報提供するために使用される。キャリア１０２が動けないことを障害物センサが検知すると、３Ｄカメラは、障害物の原因を示す視覚情報を送信することができる。

[0040] キャリアサブシステム３０２に戻ると、キャリア１０２はドライバモータを有し、ドライバモータは、搭載コンピュータによって制御されるものであり、これを受けて、トラック１１４に接触して車輪が駆動される。キャリアは、ガイドベアリングを介してトラック１１４にとどまることができる。

[0041] キャリア１０２のナビゲーションは、３つのセンサを利用する。回転エンコーダは、ガイドホイールによる回転運動を測定し、キャリア１０２の距離を計算する。次いで、キャリア１０２は、トラック１１４上の無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグ又はトラック１１４上の位置決め磁石を利用し、ＲＦＩＤリーダ又はホール効果センサをそれぞれ使用してその位置を検出する。

[0042] トラックサブシステム３０６は、トラックカプラで接続された複数のトラックセグメントで構成される。接続されたトラックセグメントは、トラック１１４を構成し、マウントブラケットを介して施設構造（温室の天井１１６など）に接続される。以前に述べられるように、トラックサブシステムは、位置を示すために、ＲＦＩＤタグ及び位置決め磁石を含む。位置決めフィードバックについては、図５を参照してさらに詳細に説明する。

[0043] また、トラックサブシステム３０６は、通常はトラック１１４の終端部に、位置を示すためのトラックセグメントにおける穴のコード化システムも利用する。キャリアは、ビーム送信機及びビーム受信機を含み、ビーム送信機とビーム受信機との間にトラックが位置する。キャリア１０２が穴のないトラック１１４部分を通過している間は、ビームは遮断されている状態であり、これは、キャリア１０２がトラック１１４の終端部からの落下を気にせずに移動できることを示す。キャリア１０２が穴のあるトラック１１４部分を通過している際は、ビームは透過してビーム受信機によって受信されている状態であり、これは、トラック１１４の終端部から外れることを回避するために、キャリア１０２が停止するか又は減速するべきであることを示す。ビーム遮断技法については、図５を参照してさらに詳細に説明する。

[0044] 一部のトラックセグメントは造作なく単体で終端することに留意されたい。他のトラックセグメントは、移動ステーション１２４を介して互いに接続することができる。それに従って、ここでは、移動ステーションサブシステム３０８に移る。サブシステム３０８は、移動ステーション１２４とキャリア１０２との調整を含む。キャリア１０２と移動ステーション１２４は、通信ネットワーク上で互いに通信し合う。通信ネットワークは、Wi-Fiであるか又はセルラであり得る。移動ステーション１２４は、移動ステーションに対する位置を示すフラグとして機能する穴のあるトラック１１４の部分に位置する。移動ステーション１２４は、ビーム遮断センサを備えるベースマウントを有する。図９に関する論考は、移動ステーション１２４の操作についてより詳細に説明する。

キャリアの逆向き構成
[0045] 図４は、トラック１１４に装着されたキャリア１０２の図解である。キャリア１０２は逆向きに装着される（すなわち、トラックの真下を進行する）ことに留意されたい。キャリア１０２は、トラック切り替えを可能にするために、移動ステーションと相互接続されたトラックシステムを使用するオーバーヘッドトラックマウント自動推進型ロボットである。ユーザは、距離パラメータ及び／又は事前に構成された場所識別子を含むファームウェアコマンドセットを使用して、指定場所に向けた特定の方向にキャリア１０２を制御及び誘導する。ＲＦＩＤタグ及び位置磁石などのトラックの受動インジケータは、キャリア１０２をトラックに置くため、及び、画像捕捉コマンド、テレメトリ捕捉コマンド、データアップロードコマンド又は保守動作（診断など）実行コマンドを受信するために使用することができる。

キャリアの位置フィードバックの追跡
[0046] １つ又は複数のカメラを含む撮像サブシステム３０４は、キャリア１０２に乗せて運ばれる。キャリア１０２は、次の通り、ワイヤレスウェイファインディング技法のいくつかの形態を介する位置認識を有する。

[0047] 初期の位置は、転がり回転エンコーダで決定することができる。回転エンコーダは、トラックに沿って転がるドラッグホイールの回転運動に対応するドラッグホイールのティック及びティックの頻度をカウントする。次いで、このティックカウントデータは、速度及び移動距離情報に変換される。この方法では、キャリア１０２は、その速度及び移動距離を知っており、その位置を推論するために、この情報をトラック１１４に沿ったそのナビゲーション経路と組み合わせることができる。

[0048] しかし、回転エンコーダは、既知の初期の位置に対する位置しか提供することができない。それに加えて、回転エンコーダは、滑り誤差を生じる場合があり、時間及び距離の経過と共に、その読取値は当てにならなくなる。絶対位置を得るため、キャリア１０２は、その絶対位置を決定するためにＲＦＩＤタグセンサを使用してＲＦＩＤタグを読み取るか又はホール効果センサを介して磁石を読み取る。キャリア１０２上のＲＦＩＤタグセンサ及びホール効果センサはそれぞれ、トラックに沿って周期的に配置された受動ＲＦＩＤタグ及び磁石の存在を検知する。これにより、キャリア１０２がどのトラックに位置するか及びキャリア１０２がどの方向を向いているかについての総体的な位置認識が提供され、その絶対位置が提供される。

[0049] キャリア１０２は自律的なものであることに留意されたい。それに従って、キャリア１０２は、故障したセンサを検出すること及びキャリア１０２の動作に欠陥を生じさせないことを保証するために、冗長入力を有するように構成される。キャリア１０２は、光ビーム遮断検知を利用して、他のセンサとの調整を図る。具体的には、光ビーム遮断センサは、トラックのドリル穴のパターンを検出する。これらのドリル穴パターンは、縦走したトラックセグメントのカウントを符号化し、充電ステーション、ＲＦＩＤトラック、又は、トラックの終端部若しくは移動ステーション１２４内の場所への接近など、特別なトラック要素の存在を示すことができる。

[0050] 図５は、これらの様々なセンサの調整のフローチャート５００である。ブロック５０２では、キャリア１０２は、トラック１１４の下流に向けて移動することによって動作を開始する。ブロック５０４では、キャリア１０２は、その初期の位置を示す位置磁石又はＲＦＩＤタグを検知する。ブロック５０６では、キャリア１０２は、速度及びその初期の位置からのその距離を決定するために、回転エンコーダ上のティックの測定を開始する。

[0051] ブロック５０８では、ビーム遮断センサは、ＲＦＩＤタグ又は磁石を含むトラックが近づいていることを示すトラック１１４のドリル穴のパターンを読み取る。ビーム遮断センサは、光強度を測定するように構成することができる。より多くの穴又はより大きな穴がある所では、より多くの光が通過する。光の量は、間もなく現れる又は現在のトラック状態を説明するようにコード化することができる。

[0052] 或いは、穴は、異なる間隔で離間することができる。穴の間隔に基づく通過光の放出及び遮断パターンもまた、間もなく現れる又は現在のトラック状態を説明するようにコード化することができる。最後に、穴は、単一の走査に対して異なるパターンに配置することができる。穴の位置パターンは、間もなく現れる又は現在のトラック状態を説明するようにコード化することができる。

[0053] 次いで、キャリア１０２は、ビーム遮断信号の受信とＲＦＩＤタグ又は磁石信号の受信との間の時間を決定するために、タイマを始動する。

[0054] ブロック５１０では、ＲＦＩＤタグ又は磁石が検出された場合は、タイマを停止し、キャリア１０２は、その初期の位置をＲＦＩＤタグ又は磁石の位置にリセットする。

[0055] ブロック５１２では、タイマの時間が既定の時間で切れる前にＲＦＩＤタグ又は磁石が検出されなかった場合は、キャリア１０２は、ベースステーションに信号伝達し、ユーザは、ｅ−停止ボタンを起動してキャリア１０２を停止させることを選ぶことができる。ｅ−停止ボタンについては、図６を参照して説明する。

キャリアを装着した複数のトラックに対する緊急カットオフスイッチ
[0056] キャリア１０２は、電源につながれておらず、ユーザの間近で動作することはないため、典型的な緊急停止ボタン（ｅ−停止ボタン）は最適とは言えない。それに従って、センサキャリアインフラ用のインテリジェントトラック及びナビゲーションは、ワイヤレスのｅ−停止ボタンを含む。ワイヤレスのｅ−停止ボタンは、電池式であり、その「マッシュルームトップ」ボタンが押された際にのみ電力を引き出す。ボタンは、一旦押すと、ユーザが解除するまで押されたままの状態となる。図６は、ｅ−停止ボタンの操作のフローチャート６００である。

[0057] キャリア１０２が不適切であるという表示をユーザがキャリア１０２から受信するか又は視覚的に見ることができるシナリオを考慮する。例えば、ユーザは、トラック１１４が足りないこと又はキャリア１０２がトラック１１４から脱線する危険にあることに気付くことができる。或いは、キャリア１０２からのテレメトリが不正確であるように見え、ユーザは、デバッグのために動作を停止させることを希望し得る。

[0058] ブロック６０２では、ｅ−停止ボタンは、ボタンが押されたことを検知する。次いで、ボタンは、その場所に機械的にロックされる。ブロック６０４では、ボタンが押されたことに応答して、ｅ−停止ボタンは、ワイヤレスネットワークを介して連続的な休止信号を送信する。この休止信号は、ｅ−停止ボタンが解除されるまで続く。

[0059] 各キャリア１０２には、他のすべてのシステムから独立して電池以外からの直接給電で起動する無線受信機が装備されていることに留意されたい。ブロック６０６では、キャリア１０２は、休止信号を受信する。休止信号の受信に応答して、キャリアは、キャリア１０２の残りの部分への給電を切断するリレーを開放する。

[0060] ブロック６０８では、ｅ−停止ボタンが手動で解除され、それに従って、休止信号の送信が停止する。この時点では、ｅ−停止ボタンが押された際にｅ−停止ボタンの範囲内のすべてのキャリア１０２は、すべての動作を中止する。ブロック６１０では、その搭載電源スイッチによって電源を手動で入れ直すことによってのみ、各キャリア１０２上の電力リレーを再び閉鎖することができる。この方法では、緊急事態において、休止信号の範囲内のすべてのキャリア１０２が停止し、ユーザによる介入なしで再始動することはない。

センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのための電力管理
[0061] キャリア１０２は、起動対充電の潜在的なデューティサイクルを最大化するように設計される。デバイスを充電しており且つ他の動作上の義務を実行していない時に電力使用を最小化するための方法を見出すことが有利である。

[0062] キャリア１０２が電力消費量を低減するための方法の１つは、電力回路がキャリア上の主電源（搭載コンピュータへの電力を含む）を制御できるようにすることである。長い充電サイクルの間（例えば、夜間又は他のダウンタイム）、搭載コンピュータは、システムハイバネーションサイクルを開始するというコマンドを電力回路に発行することができる。しかし、キャリア１０２は自律的なものであるため、ユーザ介入なしでそれ自体をハイバネーションサイクルから呼び起こすように構成される。搭載コンピュータは典型的には電力回路にコマンドを発行するデバイスであるため、この技法は、搭載コンピュータから電力回路へのシステム制御の完全なハンドオフを表す。

[0063] 図７は、キャリア１０２のハイバネーション及び呼び起こしサイクルのフローチャート７００である。ブロック７０２では、搭載コンピュータは、キャリア１０２が現在及び既定の時間量内で動作を実行するという指示を受けていないと決定する。ブロック７０４では、その決定に応答して、キャリア１０２は、再充電のためにベースステーションに戻り、その再充電インタフェースをベースステーション充電器と結合し、充電を開始する。

[0064] ブロック７０６では、搭載コンピュータは、主要電力回路のすべてとは言わないが少なくとも１つを使用不可にするという命令を電力回路に送信することによって、ハイバネーションを開始する。命令は、ハイバネーション後に電力回路を呼び起こす条件を含む。例示的な条件は、呼び起こす前の既定の経過時間量及び既定の充電量が電池内に存在するという表示を含む。

[0065] ブロック７０８では、搭載コンピュータというよりむしろ、電力回路は、呼び起こすための条件が起こったことを検出し、主要電力回路を再び使用可能にする。

[0066] その結果、ハイバネーション及び再充電の間、搭載コンピュータへの給電が完全に止まり、それにより、電力が節約され、再充電が促進される。

センサキャリア用のインテリジェントトラック及びナビゲーションのための壁及びゲート移動ステーション
[0067] 上記で説明されるように、一部のトラックセグメントは、キャリア１０２が転向できないような鋭角で接続される。例えば、トラックセグメントが別のトラックセグメントと９０度の角度で交差しており、その結果、キャリア１０２は転向を実行できない場合がある。これらの状況では、トラック１１４は、トラックセグメントの接合部に壁及びゲート移動ステーション１２４を有するように構成することができる。移動ステーション１２４は、第１のトラックセグメントからキャリア１０２を受け取り、第２のトラックセグメントの方に方向付けるためにキャリア１０２を機械的に回転させる。回転が完了次第、キャリア１０２は、第２のトラックへと走行を続ける。

[0068] 移動ステーション１２４は、事実上、トラックの回転セクションである。それに従って、キャリア１０２がトラックの終端部から外れるか又は落下することを防ぐための機械的バックアップを有することが望ましい。移動ステーション１２４は、静止壁セクションによって取り囲まれた回転テーブルを特徴とし、静止壁セクションは、移動トラックが根本のトラックと正しく位置合わせされるまで、キャリア１０２が根本のトラックを去ることも移動ステーションを去ることも防ぐ。

[0069] 図８は、例示的な移動ステーション１２４の図解８００である。移動ステーション１２４は、第１のトラックスロット８０２、回転テーブル８０４、第２のトラック用のスロット８１０及び壁ガード８１２を含む。図９は、移動ステーション１２４の操作のフローチャート９００である。ブロック９０２では、キャリア１０２は、トラック１１４に沿って走行を続け、穴のパターン（キャリア１０２上のビーム送信機からのビームがキャリア上のビーム受信機によって受信されることを可能にするもの）を通過する。トラック１１４は、送信機と受信機との間に介在し、ビームを阻止する。穴のパターンを通過次第、ビーム受信機は、パターンを解釈し、移動ステーションに接近していることをキャリア１０２に通知する。移動ステーションと遭遇することなく既定の時間量が経過した場合は、キャリア１０２は、エラー信号を送信する。

[0070] ブロック９０４では、キャリア１０２は、移動ステーション１２４、８００に入り、移動ステーション１２４、８００のビーム遮断センサは、キャリア１０２を検知し、キャリア１０２に停止するように命じる。

[0071] ブロック９０６では、キャリア１０２の停止に応答して、スイッチコントローラ（移動ステーション１２４用のコントローラ）は、第１のトラックセグメントから第２のトラックセグメントにキャリア１０２を方向転換できるように回転テーブル８０４を回転させるためのモータを始動する。回転によってキャリア１０２が落下のリスクにさらされるほど十分な力が印加される場合又はキャリア１０２が誤って移動を試みる場合は、壁ガード８１２がキャリア１０２を阻止することになる。

[0072] ブロック９０８では、回転が完了次第、移動ステーション１２４は、再び動いてもよいということ及び第２のトラック８１０に進んでもよいということをキャリア１０２に信号伝達する。

結論
[0073] 構造上の特徴及び／又は方法論的行為に特有の言語で対象物について説明してきたが、添付の請求項で定義される対象物は必ずしも上記で説明される特定の特徴又は行為に限定されないことを理解されたい。むしろ、上記で説明される特定の特徴及び行為は、請求項を実施する例示的な形態として開示される。

Claims (15)

1. トラックに装着されたセンサキャリアが前記トラックをナビゲートするための方法であって、
   キャリアにおいて、トラックを進むことによって第１の動作を開始することと、
   前記キャリアにおいて、第１のトラック位置に対応する前記トラック上の受動トラック信号を検知することと、
   位置インジケータの検知に応答して、速度及び前記第１のトラック位置からのその距離を決定するために、回転エンコーダ上のティックを測定することと、
   第２のセンサにおいて、前記トラックの状態のインジケータを検知し、前記キャリアにおいて、タイマを始動することと、
   後続の受動トラック信号が検出される場合は、前記タイマを停止し、前記キャリアの初期の位置を後続の受動トラック信号に対応する位置にリセットすることと、
   既定の時間量が前記タイマによって測定される前に後続の受動トラック信号が検出されない場合は、前記キャリアにおいて、エラー信号を送信することと
   を含む、方法。
2. 前記第２のセンサによって検知された前記トラックの状態の前記インジケータが、
   ＲＦＩＤタグによる間もなく現れるトラックセグメント、
   位置磁石による間もなく現れるトラックセグメント、及び
   前記トラックの終端部
   のいずれか１つを示す、請求項１に記載の方法。
3. 前記トラック上の前記受動トラック信号に対応する位置が、ホール効果をトリガするのに十分な埋め込み位置磁石の位置である、請求項１に記載の方法。
4. 前記トラック上の前記受動トラック信号に対応する位置が、無線自動識別（ＲＦＩＤ）タグの位置である、請求項１に記載の方法。
5. 前記ＲＦＩＤタグが、
   画像の捕捉、
   テレメトリの収集、
   画像及びテレメトリを含むデータの送信、及び
   保守の実行
   のいずれか１つを実行するというコマンドをトリガする、請求項４に記載の方法。
6. 前記第２のセンサによって検知された前記トラックの状態の前記インジケータが、光を通過しビーム受信機をトリガするのに十分な前記トラックのドリル穴のパターンである、請求項１に記載の方法。
7. 前記トラックのドリル穴の前記パターンが、
   穴又は穴のパターンを通過する光の量、
   前記トラックに沿った穴の間隔、及び
   穴の位置パターン
   のいずれか１つに符号化される、請求項６に記載の方法。
8. ドリル穴の前記パターンが、前記キャリアが移動ステーションに接近することを示す、請求項６に記載の方法。
9. 前記第２のセンサによって検知された前記トラックの状態の前記インジケータが、移動ステーションに間もなく入るという表示である、請求項１に記載の方法であって、
   第１のトラックセグメントの前記キャリアにおいて、停止ワイヤレス信号を受信することであって、前記停止ワイヤレス信号が、前記キャリアが前記移動ステーションに入って回転テーブルに装着されたトラックに位置していることを伝え、前記キャリアが動きを停止するように指示するものである、前記停止ワイヤレス信号を受信することと、
   前記停止ワイヤレス信号の受信に応答して、前記キャリアが、前記第１のトラックセグメントに進むことと、
   前記キャリアにおいて、方向転換ワイヤレス信号を受信することであって、前記方向転換ワイヤレス信号が、前記移動ステーションが前記キャリアを第２のトラックセグメントの方に方向転換したことを伝え、前記キャリアが前記第２のトラックセグメントに進むように指示するものである、前記方向転換ワイヤレス信号を受信することと、
   前記方向転換ワイヤレス信号の受信に応答して、前記キャリアが、前記第１のトラックセグメントに進むことと
   をさらに含む、方法。
10. 前記第２のセンサが、ビーム遮断センサであり、前記トラックの状態の前記インジケータが、穴のパターンである、請求項９に記載の方法。
11. 前記移動ステーションが、前記トラックのセンサキャリアが前記移動ステーションから落下することを食い止めるのに十分な高さを有する壁ガードを備えるように構成される、請求項９に記載の方法。
12. 前記停止ワイヤレス信号及び前記方向転換ワイヤレス信号の少なくとも１つが、移動ステーションから受信される、請求項９に記載の方法。
13. 前記キャリアにおいて、休止信号を受信することと、
    休止信号の受信に応答して、前記キャリアが、すべての動作を停止することと
    を含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記センサキャリアが、電源に対するリレースイッチを介して、すべての動作を停止するように構成され、前記センサキャリアの再始動が、前記リレースイッチを手動で入れ直すことによるものである、請求項１３に記載の方法。
15. 前記休止信号が、前記キャリアによって、緊急停止（ｅ−停止）スイッチから受信される、請求項１３に記載の方法。

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