JP7405977B2 - 確率論的方法を使用した上空ビークルによるサービスエリアへの接続の提供 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１９年１２月２７日に提出された米国特許出願第１６／７２８，７７１号の利益を主張し、この米国特許出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

インターネット、セルラデータネットワーク、及び他のそのようなネットワークを介したデータ接続に対する需要が増大している。一方で、世界の多くの地域では、従来的な地上インフラストラクチャを設置することが困難であることに起因して、データ接続が依然として利用不能であるか又は信頼性に欠けたものである。したがって、ネットワークインフラストラクチャを提供する異なる方法が望ましい。

データ接続を提供する１つの方法は、従来的なセルラケーブル、ファイバ、並びに他のブロードバンド及びインターネットインフラストラクチャとは別に、無線周波数又は光データを受信及び送信する通信ユニットを装備した上空ビークルを使用する。典型的には、上空ビークルは、時間、速度、方向、ロケーション及び上空ビークルの他の状態を小さい誤差範囲内で決定した飛行計画によって事前に指定された軌道に従って移動する。空気よりも軽い（ｌｉｇｈｔｅｒ－ｔｈａｎ－ａｉｒ）（すなわち、浮遊又は滑空ビークル、例えば、気球、グライダ、滑空能力を有するドローン）上空ビークルは、風パターンを使用して移動し、それゆえ、それらの軌道は、飛行前では十分に予測されない気象上の力によって影響を受け、また時としてこれに適応するので、同じように計画することができない。換言すれば、風力駆動ビークルは、正確に予測されない力によって主に操縦される。

空気よりも軽い上空ビークルのグループは、他の応用、例えば、他のタイプのデータ収集の中でもとりわけ、地球の観測、気象データ収集においても使用され、従来的な技法は、上記の予測不能な風及び気象上の力を考慮すると、そのようなサービスを一貫して提供することが困難である。

それゆえ、上空ビークルによるターゲットサービスエリアへのサービスを計画するとともに、当該サービスを提供する改善された技法が必要とされている。

本開示は、接続サービス目的を満たすために上空ビークルのグループを制御するシステム及び方法を提供する。上空ビークルのグループを制御する方法は、前記グループ内の２つ以上の上空ビークルに、前記接続サービス目的に関連付けられた所与の到着時間窓中にターゲットサービスエリアに到着させる段階であって、前記接続サービス目的は、前記ターゲットサービスエリアの所望のサービスカバレッジ確率を含む、段階と、前記２つ以上の上空ビークルが前記ターゲットサービスエリアに到着すると予想される後の第１の期間についての前記２つ以上の上空ビークルについての前記ターゲットサービスエリアのサービスカバレッジ確率を計算する段階と、前記サービスカバレッジ確率がカバレッジ確率閾値を満たすか否かを判断する段階と、前記２つ以上の上空ビークルに、前記第１の期間中に局探索飛行ポリシに従って動作させる段階とを備える。

一例では、前記接続サービス目的は、所望のサービスレベルを更に指定する。別の例では、前記所望のサービスレベルは、接続サービスに対する需要に基づく。別の例では、前記２つ以上の上空ビークルに、前記局探索飛行ポリシに従って動作させる段階は、前記サービスカバレッジ確率が前記カバレッジ確率閾値を満たすとの判断に応答して行われる。別の例では、前記方法は、予報される風パターンが局探索に好適であるか否かを判断する段階を更に備え、前記２つ以上の上空ビークルに、前記局探索飛行ポリシに従って動作させる段階は、前記予報される風パターンが局探索に好適であるとの判断に応答して行われる。別の例では、前記方法は、前記サービスカバレッジ確率が前記カバレッジ確率閾値を満たさない場合、前記カバレッジ確率閾値を満たすために必要な追加の上空ビークルの最小数を計算する段階と、前記追加の上空ビークルの最小数に等しい１つ又は複数の追加の上空ビークルに、前記ターゲットサービスエリアへ移動させる段階と、前記１つ又は複数の追加の上空ビークルに、前記第１の期間のうちの残りの期間中に、局探索飛行ポリシに従って動作させる段階とを更に備える。別の例では、前記上空ビークルのグループは、２つ以上の異種の上空ビークルを含む。一例では、前記上空ビークルのグループは、２つ以上の相互依存していない上空ビークルを含む。別の例では、前記上空ビークルのグループは、少なくとも１つの気球を含む。別の例では、前記上空ビークルのグループは、少なくとも１つの固定翼高高度上空ビークルを含む。別の例では、前記所与の到着時間窓は、前記接続サービス目的によって指定される接続サービスの開始と重複する。別の例では、前記第１の期間は、前記所与の到着時間窓と重複する。別の例では、前記局探索飛行ポリシは、前記第１の期間にわたって前記ターゲットサービスエリア内に留まるための飛行ポリシ最適化をエンコードするニューラルネットワークを含む。別の例では、前記局探索飛行ポリシは、前記第１の期間にわたって前記ターゲットサービスエリア内又はその付近に留まるために前記２つ以上の上空ビークルが取るべきアクションのセットを出力するように構成されている。別の例では、前記局探索飛行ポリシは、前記第１の期間にわたって前記ターゲットサービスエリア内又はその付近に留まるために、前記２つ以上の上空ビークルに、１つ又は複数のアクションを取らせるように構成されたコマンドのセットを出力するように構成されている。別の例では、前記局探索飛行ポリシは、前記２つ以上の上空ビークルのうちの各々のロケーション及び高度と、前記ロケーション及び前記高度についての風パターンデータと、前記ターゲットサービスエリアに関連付けられている目的地とを示す入力に基づいて、進行方向を選択するように構成されている。別の例では、前記局探索飛行ポリシは、前記２つ以上の上空ビークルのうちの各々の高度を調整するように構成されている。

別の例では、前記方法は、より低いコストの上空ビークルのサブグループによる前記サービスカバレッジ確率が第２の期間についての前記カバレッジ確率閾値を満たすとの判断に基づいて、前記ターゲットサービスエリアにサービス提供するために前記より低いコストの上空ビークルのサブグループを選択する段階と、前記より低いコストの上空ビークルのサブグループに、前記第２の期間にわたって前記ターゲットサービスエリアにサービス提供させる段階とを更に備え、前記上空ビークルのグループは、上空ビークルの異種グループを含む。別の例では、前記方法は、より低いコストの上空ビークルのサブグループによる前記サービスカバレッジ確率が第２の期間についての前記カバレッジ確率閾値を満たさないとの判断に基づいて、前記ターゲットサービスエリアにサービス提供するためにより高いコストの上空ビークルのサブグループを選択する段階と、前記より高いコストの上空ビークルのサブグループに、前記第２の期間にわたって前記ターゲットサービスエリアにサービス提供させる段階とを更に備え、前記上空ビークルのグループは、上空ビークルの異種グループを含む。

コンピュータシステムは、メモリと、接続サービス目的を満たすために上空ビークルのグループを制御する動作を実行するように構成された１つ又は複数のプロセッサであって、前記１つ又は複数のプロセッサは、前記グループ内の２つ以上の上空ビークルに、前記接続サービス目的に関連付けられた所与の到着時間窓中にターゲットサービスエリアに到着させることであって、前記接続サービス目的は、前記ターゲットサービスエリアの所望のサービスカバレッジ確率を含む、到着させることと、前記２つ以上の上空ビークルが前記ターゲットサービスエリアに到着すると予想される後の第１の期間についての前記２つ以上の上空ビークルについての前記ターゲットサービスエリアのサービスカバレッジ確率を計算することと、前記サービスカバレッジ確率がカバレッジ確率閾値を満たすか否かを判断することと、前記２つ以上の上空ビークルに、前記第１の期間中に局探索飛行ポリシに従って動作させることとを行うように構成されている、１つ又は複数のプロセッサとを備える。

１つ又は複数の実施形態に係る、上空ビークルを操縦するために学習済み飛行ポリシが実装され得る例示的な運用システムのダイアグラムである。 １つ又は複数の実施形態に係る、上空ビークルを操縦するために学習済み飛行ポリシが実装され得る例示的な運用システムのダイアグラムである。

１つ又は複数の実施形態に係る、例示的な上空ビークルネットワークのダイアグラムである。

１つ又は複数の実施形態に係る、図１Ａ～図２のシステムの一部を形成する例示的なコンピューティングシステムの簡略化ブロックダイアグラムである。

１つ又は複数の実施形態に係る例示的な分散コンピューティングシステムの簡略化ブロックダイアグラムである。

１つ又は複数の実施形態に係る、局探索に好適な風に従ってターゲットエリアへのサービスカバレッジを提供する上空ビークルのグループを示すダイアグラムである。

１つ又は複数の実施形態に係る、図５Ａにおいて示された様々な高度における風及び上空ビークルの上面図である。 １つ又は複数の実施形態に係る、図５Ａにおいて示された様々な高度における風及び上空ビークルの上面図である。 １つ又は複数の実施形態に係る、図５Ａにおいて示された様々な高度における風及び上空ビークルの上面図である。

１つ又は複数の実施形態に係る、局探索に好適ではない風に従ってターゲットエリアへのサービスカバレッジを提供する上空ビークルのグループを示すダイアグラムである。

１つ又は複数の実施形態に係る、確率論的手法を使用して上空ビークルのグループによってサービスカバレッジを提供する方法を示すフローダイアグラムである。 １つ又は複数の実施形態に係る、確率論的手法を使用して上空ビークルのグループによってサービスカバレッジを提供する方法を示すフローダイアグラムである。

図面は、単なる例示の目的で、本開示の様々な例示の実施形態を示している。当業者であれば、以下の論述から、代替的な構造及び方法に基づく他の例示の実施形態が、本開示の原理から逸脱することなく実装され得るとともに、これらは、本開示の範囲内に包含されることを容易に認識するであろう。

本発明は、上空ビークルによってサービスエリアにカバレッジを提供する方法を対象とする。上空ビークルによってサービスエリアにカバレッジを提供し、その一団が動作している空域を管理するシステムが提供される。上空ビークルは、世界中の複数のサービスエリアにカバレッジを提供するために配備されている上空ビークルの一団の一部であってよい。

空気よりも軽い上空ビークルの軌道は、天気予報（予報される風パターンを含む）及びビークル自体の特性に基づいてシミュレートされてよい。これらのシミュレーションは、所与の環境において操縦アルゴリズム（例えば、任意の決定論的ロジック、任意の確率論ベースロジック、及び観測される環境に対する任意の適応）のグループを介して上空ビークルを稼働させることを含んでよい。他の例では、これらのシミュレーションは、アンサンブルとして実行されてよく、複数の母集団が事前分布からランダムにサンプリングされる。各母集団内で、各上空ビークルは、予報及び各上空ビークルの特性を与えられると自身のアルゴリズムに従って動作し、各上空ビークルは、シミュレーションの過程を通して自身の母集団に適応する。例えば、現在の環境、風予報、ビークル構成（すなわち、ビークル特性のセット）、及び上空ビークルの操縦アルゴリズムのセットを与えられると、シミュレーションが実行されてよく、風の状態がシミュレーション中に観測され、多様な計画アルゴリズムに組み込まれる。例において、このタイプのシミュレーションは、異なる環境（例えば、第１の環境、第２の環境～第ｎの環境）、異なる風予報で複数回実行されてよく、各シミュレーションは、上空ビークルによって異なる適応的挙動を生成する。これは、結果の分布を生成し、この分布から、統計値（例えば、時間のうちの何パーセントで、自分のターゲットサービスエリアがカバーされたのか）が計算されてよい。

そのようなシミュレーションは、個々の上空ビークルについて実行されてもよいし（すなわち、単一上空ビークルシミュレーション）、幾つかの一団について実行されてもよい（すなわち、マルチ上空ビークルシミュレーションであり、ここで、上空ビークルは、共有の情報状態、例えば、共有の風の観測値を有し、共有のアルゴリズムも有してよい）。

そのようなシミュレーションは、個々の空気よりも軽い上空ビークルの、目的を達成する能力についての、また、どの期間に当該目的を達成するかについての確率を提供し、目的とは、例えば、ターゲットロケーション若しくはエリア（以後「局」と称される）に一貫した接続サービスを提供すること、又は所望の地点の特定の距離内に留まることである。所与の期間について予報された風パターンが良好な局探索風を予測する（例えば、大気の領域内の、多くの場合異なる高度において、風同士が対向方向において吹き、これにより、空気よりも軽い上空ビークルが自身の高度を周期的に調整することによって局の周囲の所与のエリア内に留まることが可能になる）場合、空域及びサービスカバレッジ管理システムは、目的を達成するための計画に確率論的手法を取り入れてよい。

一例では、一団内の上空ビークルのグループは、或るターゲット日及び場合によっては同様に或るターゲット時間範囲に到着するように、ターゲット領域にそれらを操縦することによって段階分けされてよい。グループは、各上空ビークルの個々の特性、開始地点、上空ビークルが目的地までの途中で通過することになるエリアの、上空ビークルが通過することになる時間についての天気予報、及び他の独立した因子に基づいて、独立した（すなわち、相互依存していない）方式において操縦されている（すなわち、それらは互いから独立して操縦されている）上空ビークルを含んでよい。ターゲット日及びその後の期間についての風予報が与えられると、システムは、予報される風パターンが、その期間にわたって空気よりも軽い（例えば、浮遊又は滑空）上空ビークルが局探索するのに好適であると判断し、上空ビークルのグループが、ターゲットエリアにカバレッジを提供する目的を達成するために局探索飛行ポリシに従って移動することを可能にしてよい。

幾つかの例では、予報される風パターンが、その期間にわたって空気よりも軽い上空ビークルが局探索するのに好適であると判断することは、所与の期間についての局を取り囲むターゲットエリア（例えば、所定の半径）内の少なくとも１つの空気よりも軽い上空ビークルについてのシミュレーションを実行することと、１つ又は複数のシミュレーションが、当該所与の期間の大半又は全てにわたって空気よりも軽い上空ビークルがターゲットエリア内に留まる結果をもたらすか否かを判断することとを含んでよい。他の例では、シミュレーションは、各上空ビークルについて目的の達成を最適化するために空気よりも軽い上空ビークル（例えば、ターゲット局に関係付けられた目的に割り当てられた上空ビークル）のグループの各々について実行されてよく、また、上空ビークルのグループによる或る関心期間についてのターゲットエリアの全体サービスカバレッジ確率を、当該関心期間について、当該関心期間内でカバレッジを提供することが可能である各上空ビークルの結果としてもたらされる個々の確率（例えば、Ｐ_１～Ｐ_ｎ）に基づいて、計算するために実行されてよい。気球のグループによって共同で提供される関心期間中の一団による結果としてもたらされるサービスカバレッジ確率Ｐ_ｃは、以下の一般方程式を使用して計算されてよい：
１－（１－Ｐ_１）×（１－Ｐ_２）...×（１－Ｐ_ｎ）＝Ｐ_ｃ
特定のサービスカバレッジ目的を達成する上空ビークルの同種グループの時間平均尤度は、以下の方程式を使用して計算されてよい：
Ｐ（ｃ＞Ｃ）＝１－（１－Ｐ_Ｄ（ｄ＜ｒ））^ｎ
ここで、Ｐ_Ｄは、特定の制御ストラテジ下でのターゲットロケーションからの上空ビークルの距離のヒストグラムであり、ｃは、達成される時間カバレッジのパーセンテージを指定する（所望のサービスカバレッジ閾値Ｃよりも大きい）確率変数であり、ｄは、特定の気球のターゲットまでの距離であり、ｒは、ターゲットロケーションについてのカバレッジの半径（例えば、ＬＴＥアンテナ半径）であり、ｎは、所望の量のカバレッジの確率Ｐが十分に高くなることを保証する上空ビークルの数である。幾つかの例では、ｎは、同種の独立同一分布の上空ビークル（すなわち、上空ビークルは、同じタイプ及び特性であるが、独立して動作する）の数を表してよい。十分に大きいｎ（上空ビークルの数）は、一団のサイジングによって特定のサービス利用可能性又はカバレッジ目的に達することを可能にする。これは、長期の時間平均カバレッジを計画することを可能にし、このカバレッジにおいて、ビークル飛行の他の態様、例えば、電力消費、が管理又は最適化されてよく、例えば、上空ビークルが多くなる（すなわち、それゆえ、少なくとも１つの上空ビークルが任意の所与の時点においてカバレッジを提供する位置にある総確率が高くなる）場合に、各個々の上空ビークルがターゲットロケーションのより小さい半径内に留まることでより多くのエネルギーを浪費する必要がなくなるように、風力駆動ビークルがターゲットロケーションから更に遠くに移動（すなわち、ドリフト）することが可能になる。この例では、各上空ビークルは、通信、より長い動作時間若しくはサービス時間、又は他の電力消費コンポーネント若しくは動作のために、より多くの電力を温存又はその出力先を変更し得る。異種の上空ビークルのグループを有する場合、ＰＤは、各上空ビークル又は上空ビークルの各タイプについて異なってよい。

代替的に、予報される風パターンが局探索に好適であると判断することは、局における又はその周囲のその期間についての風予報（例えば、風の方向及び速度）に直接基づいてもよい（例えば、予報における方向的に異種の風の特定のレベルは、確率論的手法が適切であることを直接示し得る）。風の方向及び速度、又は風予報の他の態様（例えば、風予測のアンサンブル）におけるばらつきを考慮に入れると、局周囲のターゲットエリアの様々な部分において、カバレッジ確率が、空気よりも軽い上空ビークルが局探索飛行ポリシに従って操縦されるのに十分に高い（すなわち、サービスカバレッジ確率閾値を満たす又は超える）ことになることを自動的に推測するために、予報において十分な風の変動性（すなわち、カオス）が存在するという判断が行われてよい。そのような判断は、テスト、シミュレーション及び／又は風パターンを局探索性能と相関させる履歴データに基づいて行われてよい。他の例では、そのような判断は、カテゴリ化アルゴリズム、操舵ポテンシャルメトリック、又は風予報を取り込み、操舵ポテンシャルを推定する機械学習ベースの訓練済みニューラルネットに基づいて行われてよい。幾つかの例では、その期間についての風予報が局探索に好適であるとの判断が行われた後、カバレッジ確率Ｐｃ又はＰ（ｃ＞Ｃ）が計算されて、カバレッジ確率閾値がｎ個の空気よりも軽い上空ビークルのグループによって（例えば、上記の方程式のうちの１つ又は複数に従って）満たされ得ることが確認されてよい。本明細書において使用される場合、閾値を「満たす」という語、又はその任意の変形は、接続サービス計画システムにおいて要求又は規定され得るような閾値を満たす又は超えることを意味する。

予報される風パターンが局探索に好適である（すなわち、以下でより詳細に説明されるように、高い操舵ポテンシャルのための変動性が十分である）そのような期間中、システムは、特定の上空ビークルについて、又はグループ内の各上空ビークルについて、期間の全体又は期間の指定された部分にわたってターゲットエリアにサービス提供するために、詳細な（例えば、毎分の）計画済みの飛行軌道（すなわち、上空ビークルが或る時間窓にわたって、例えば、次の上空ビークルが到着するまで、サービス提供するために各々順次にターゲットロケーションに到着するためのスケジュール）をスケジューリング又は計画する必要はない。代わりに、システムは、グループカバレッジ（又は他の）目的を達成するために独立して動作する各上空ビークルの確率論的挙動に依拠することができる。しかしながら、予報される風パターンが、空気よりも軽い上空ビークルが局探索飛行ポリシに従って個々に局探索するのに好適ではない（すなわち、低操舵ポテンシャル）とシステムが判断する他の期間が存在する場合があり、別の期間のために、システムは、その手法を、ターゲットエリアについての上空ビークルのグループによる全体のサービスカバレッジ確率を決定することから、当該別の期間の特定の部分についてターゲットエリアにサービス提供するように個々の上空ビークルについて計画することに変更してよい。

更なる実施形態では、システムは、風の異なるレベル及び特性に基づいた接続サービス目的について計画するためにコントローラを調節してよい。相補的な特性を有し、サービスカバレッジ目的を共同で満たすことができる上空ビークルのグループについて、機械学習済みの又は従来的なコントローラが調節されてよい。例えば、横方向制御がない上空ビークルは、操舵ポテンシャルが高い（すなわち、好適な局探索の風）時間にスケジューリングされてよく、横方向制御が装備された上空ビークルは、操舵ポテンシャルが中程度である時間にスケジューリングされてよい。他の例では、複数の確率方程式を組み合わせてよい。

この確率論的手法により、システムが、風のレベル及び特性に基づいて計画するためにコントローラを調節することが更に可能になる。

［例示のシステム］

図１Ａ～図１Ｂは、１つ又は複数の実施形態に係る、上空ビークルを操縦するために飛行ポリシが実装され得る例示的な運用システムのダイアグラムである。図１Ａでは、上空ビークル１２０ａの操縦のためのシステム１００のダイアグラムが示されている。幾つかの例では、上空ビークル１２０ａは、受動式ビークル（例えば、気球、グライダ、又は（擬似）衛星）であってよく、その指向性運動の大半は、風力及び重力等の環境の力の結果である。他の例では、上空ビークル１２０ａは、能動的推進式（すなわち、動力駆動式）であってよい。一実施形態では、システム１００は、上空ビークル１２０ａ及び地上局１１４を備えてよい。この実施形態では、上空ビークル１２０ａは、気球１０１ａ、プレート１０２、高度制御系（ＡＣＳ）１０３ａ、接続１０４ａ、ジョイント１０５ａ、作動モジュール１０６ａ、及びペイロード１０８ａを有してよい。幾つかの例では、プレート１０２は、構造的及び電気的な接続及びインフラストラクチャを提供してよい。プレート１０２は、気球１０１ａの頂点に位置決めされてよく、気球１０１ａの様々な部分をともに結合するように機能してよい。他の例では、プレート１０２はまた、気球１０１ａの一部及び／又は層を選択的に切除する１つ又は複数のブレード及びアクチュエータ等の飛行中止ユニット（ｆｌｉｇｈｔ ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）を含んでよい。ＡＣＳ１０３ａは、例えば気球１０１ａに対して空気を追加及び除去し、（すなわち、幾つかの例では、気球１０１ａは、その外側のより硬質なシェルの内部に、膨張及び収縮される内部バロネットを含み得る）気球１０１ａに、例えば所望の方向に移動するために成層圏風を受けるように、上昇又は下降させるのに使用されるコンポーネント（例えば、ファン、バルブ、アクチュエータ等）を含む構造的及び電気的な接続及びインフラストラクチャを含んでよい。気球１０１ａは、軽量及び／又は可撓性のラテックス又はゴム材料（例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、クロロプレン）からなる気球エンベロープ、気球構造に強度を提供するための（例えば、一端がプレート１０２に、かつ他端がＡＣＳ１０３ａに取り付けられた）腱部（ｔｅｎｄｏｎ）、バロネットを、他の構造的コンポーネントとともに、含んでよい。

接続１０４ａは、気球１０１ａ及び／又はＡＣＳ１０３ａを、ペイロード１０８ａを含む様々なコンポーネントに、構造的に、電気的に、及び通信可能に、接続してよい。幾つかの例では、接続１０４ａは、双方向の通信及び電気的接続、並びに双方向の電力接続さえ提供してよい。接続１０４ａは、ジョイント１０５ａを含んでよく、当該ジョイント１０５ａは、当該ジョイント１０５ａの上方の部分が１つ又は複数の軸に関して枢動することを可能にする（例えば、気球１０１ａ又はペイロード１０８ａのうちのいずれかが傾動及び回転することを可能にする）ように構成されている。作動モジュール１０６ａは、航空力学の改善、ソーラーパネル１０９ａを有利に配向又は傾動すること、推進飛行のためにペイロード１０８ａ及び推進ユニット（例えば、図１Ｂにおけるプロペラ１０７）を方向付けること、又はペイロード１０８ａのコンポーネントを有利に方向付けること等の様々な目的でペイロード１０８ａを能動的に回転させる手段を提供してよい。

ペイロード１０８ａは、ソーラーパネル１０９ａ、アビオニクスシャーシ（ａｖｉｏｎｉｃｓ ｃｈａｓｓｉｓ）１１０ａ、ブロードバンド通信ユニット１１１ａ、及び端末１１２ａを含んでよい。ソーラーパネル１０９ａは、例えばアビオニクスシャーシ１１０ａ内に収容されたバッテリ又は他のエネルギー貯蔵ユニットに提供されるソーラーエネルギーを捕捉するように構成されてよい。アビオニクスシャーシ１１０ａは、飛行コンピュータ（例えば、本明細書において説明されるようなコンピューティングデバイス３０１）、トランスポンダも、他の制御及び通信インフラストラクチャ（例えば、上空ビークル１２０ａを制御するように構成された別のコンピューティングデバイス及び／又は論理回路を含むコントローラ）とともに、収容してよい。通信ユニット１１１ａは、ワイヤレスネットワークアクセス（例えば、ＬＴＥ、５Ｇを介した固定ワイヤレスブロードバンド、モノのインターネット（ＩｏＴ）ネットワーク、自由空間光ネットワーク又は他のブロードバンドネットワーク）を提供するためのハードウェアを含んでよい。端末１１２ａは、アンテナ及びジンバル又は枢動機構（例えば、モータを含むアクチュエータを含む）に結合された１つ又は複数の放物面反射器（例えば、皿（ｄｉｓｈ））を含んでよい。端末１１２（ａ）は、（例えば、ミリ波スペクトル又はより高い周波数無線信号を使用して）データを長距離にわたってビーミングするために無線波を受信又は送信するように構成されてよい。幾つかの例では、端末１１２ａは、非常に高い帯域幅能力を有してよい。端末１１２ａは、精密な指向性能のために広範囲の枢動運動を有するように構成されてもよい。端末１１２ａは、軽量材料から作製されてもよい。

他の例では、ペイロード１０８ａは、上空ビークル１２０ａ～ｂを所与の方向に推進するように構成され得る図１Ｂにおいて示されているようなプロペラ１０７を含む、より少数又はより多数のコンポーネントを含んでよい。更に他の例では、ペイロード１０８ａは、上空ビークルの飛行能力に対して有益であると当該技術分野においてよく知られている更に他のコンポーネントを含んでよい。例えば、ペイロード１０８ａは、ソーラーパネル１０９ａとは別のエネルギー捕捉ユニット（例えば、エネルギーを生成するために風によって回転されるように構成されたロータ又は他のブレード（図示せず））を含んでもよい。別の例では、ペイロード１０８ａは、下向きカメラ及び／又はスタートラッカ等の撮像デバイスを更に含んでもよいし、これに結合されてもよい。更に別の例では、ペイロード１０８ａは、例えばアビオニクスシャーシ１１０ａに収容されるか又は別の方式で接続１０４ａ若しくは気球１０１ａに結合された、様々なセンサ（図示せず）を含んでもよい。そのようなセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、風向計及び風速計等の風速及び風向センサ、温度計及び測温抵抗体等の温度センサ、音速センサ、音響センサ、気圧計及び差圧式センサ等の圧力センサ、加速度計、ジャイロスコープ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）等の複合センサデバイス、光検出器、光検出及び測距（ＬＩＤＡＲ）ユニット、レーダユニット、カメラ並びにそれ以外のものを含んでよい。センサのこれらの例は、限定するものとしては意図されておらず、当業者であれば、これらの記載されたセンサに加えて他のセンサ又はセンサの組み合わせが、本開示の範囲から逸脱することなく含まれ得ることを理解するであろう。

地上局１１４は、１つ又は複数のサーバコンピューティングデバイス１１５ａ～ｎを有してよく、１つ又は複数のサーバコンピューティングデバイス１１５ａ～ｎは、１つ又は複数のコンピューティングデバイス（例えば、図３におけるコンピューティングデバイス３０１）を更に含んでよい。幾つかの例では、地上局１１４は、サーバコンピューティングデバイス１１５ａ～ｎ内に収容されているか、又は別個に収容されている（例えば、コンピューティングデバイス３０１及びレポジトリ３２０を参照）かのいずれかである、１つ又は複数のストレージシステムを含んでもよい。地上局１１４は、１つ又は複数のネットワーク（例えば、図２における上空ビークルネットワーク２００）の様々なノードにサービス提供するデータセンタであってよい。

図１Ｂは、上空ビークル１２０ｂの操縦のためのシステム１５０のダイアグラムを示している。図１Ｂにおける全ての同じ番号の要素は、上記で説明されたように、図１Ａにおけるそれらの対応する要素と同じ又は同様である（例えば、気球１０１ａ及び気球１０１ｂは、同じ機能を果たしてよく、互いと同じ又は同様に動作してよい）。この実施形態では、上空ビークル１２０ｂは、ペイロード１０８ｂの一部として、プロペラ１０７を更に有し、プロペラ１０７は、上空ビークル１２０ｂを加速、減速、又は方向転換するために、風力に従って又は風力に抗してのいずれかで、上空ビークル１２０ｂを所望の方向に、能動的に推進するように構成されてよい。この実施形態では、気球１０１ｂは、異なる航空力学特性を提供するために、気球１０１ａとは異なるような形状であってもよい。

図１Ａ～図１Ｂにおいて示されているように、上空ビークル１２０ａ～ｂは、風の影響を大きく受ける上空ビークル、例えば、図示のような（推進能力の有無を問わない）ペイロードを保持する気球、又は固定翼高高度ドローン（例えば、図２における上空ビークル２１１ｃ）であってよい。しかしながら、当業者であれば、本明細書において開示されるシステム及び方法は、同様に様々な他のタイプの上空ビークルに適用され、かつこれらによって使用可能であり得ることを認識するであろう。

図２は、１つ又は複数の実施形態に係る、例示的な上空ビークルネットワークのダイアグラムである。上空ビークルネットワーク２００は、国Ａにおいて、上空ビークル２０１ａ～ｂ、ユーザデバイス２０２、及び地上インフラストラクチャ２０３を備えてよい。上空ビークルネットワーク２００は、同様に、国Ｂにおいて、上空ビークル２１１ａ～ｃ、ユーザデバイス２１２、及び地上インフラストラクチャ２１３を備えてよい。上空ビークルネットワーク２００は、同様に、洋上施設２１４ａ～ｃ、及び少なくとも当該洋上施設２１４ａ～ｃにおいてサービス提供する上空ビークル２１６ａ～ｂを備えてよい。航空ネットワーク２００は、衛星２０４及びインターネット２１０を更に備えてよい。上空ビークル２０１ａ～ｂ、２１１ａ～ｃ、及び２１６ａ～ｂは、本明細書において説明されるように、気球、他の浮遊（すなわち、空気よりも軽い）上空ビークル、推進式若しくは部分的推進式（すなわち、限られた時間量にわたって若しくは特定の状況下で動力駆動及び推進駆動し、かつ他の時点若しくは他の状況下では推進駆動しない）上空ビークル、固定翼上空ビークル、又は他のタイプの高高度上空ビークルを含んでよい。例えば、上空ビークル２０１ａ～ｂ、２１１ａ～ｃ、及び２１６ａ～ｂは、上記で説明された上空ビークル１２０ａ～ｂと同じ又は同様であってよい。ユーザデバイス２０２及び２１２は、携帯電話、タブレットコンピュータ、スマートフォン、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、及び／又は当業者に既知の他の任意のコンピューティングデバイスを含んでよい。地上インフラストラクチャ２０３及び２１３は、常時オン又は固定ロケーションコンピューティングデバイス（すなわち、固定ブロードバンド送信を受信することが可能であるデバイス）、地上端末（例えば、地上局１１４）、タワー（例えば、セルラタワー）、及び／又は、当業者に既知の本明細書において説明される様々な接続モードを受信及び送信するための他の任意の固定又は可搬の地上インフラストラクチャを含んでよい。ユーザデバイス２０２及び２１２、地上インフラストラクチャ２０３及び２１３、並びに洋上施設２１４ａ～ｃは、上空ビークル２０１ａ～ｂ、２１１ａ～ｃ、及び２１６ａ～ｂに対して、また場合によっては、互いに対して、信号を受信及び送信することが可能であってよい。洋上施設２１４ａ～ｃは、産業施設（例えば、ウィンドファーム、石油リグ及び油井）、商業輸送手段（例えば、コンテナ船、他の貨物船、タンカ、他の商船、フェリー、クルーズ船、他の旅客船）及び他の洋上応用を含んでよい。

上空ビークルネットワーク２００は、地上インフラストラクチャ２０３と上空ビークル２０１ｂとの間、及び上空ビークル２１１ｂ～ｃと地上インフラストラクチャ２１３との間で示されているように、地上対ビークル（ｇｒｏｕｎｄ－ｔｏ－ｖｅｈｉｃｌｅ）通信及び接続をサポートしてよい。これらの例では、上空ビークル２０１ｂ及び２１１ｂ～ｃは各々、地上局（例えば、地上局１１４）、タワー、又は、グリッド、インターネット、ブロードバンド等に接続するように構成された他の地上構造物のうちのいずれか又は全てとデータを交換してよい。上空ビークルネットワーク２００は、ビークル対ビークル（ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－ｖｅｈｉｃｌｅ）（例えば、上空ビークル２０１ａと２０１ｂとの間、上空ビークル２１１ａ～ｃの間、上空ビークル２１６ａ～ｂの間、上空ビークル２０１ｂと２１６ｂとの間、上空ビークル２１１ｂと２１６ｂとの間）、衛星対ビークル（ｓａｔｅｌｌｉｔｅ－ｔｏ－ｖｅｈｉｃｌｅ）（例えば、衛星２０４と上空ビークル２０１ａ～ｂとの間、衛星２０４と上空ビークル２１６ｂとの間）、ビークル対ユーザデバイス（ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－ｕｓｅｒ ｄｅｖｉｃｅ）（例えば、上空ビークル２０１ａとユーザデバイス２０２との間、上空ビークル２１１ａとユーザデバイス２１２との間）、及びビークル対洋上施設（ｖｅｈｉｃｌｅ－ｔｏ－ｏｆｆｓｈｏｒｅ ｆａｃｉｌｉｔｙ）（例えば、上空ビークル２１６ａ～ｂのうちの一方又は両方と洋上施設２１４ａ～ｃのうちの１つ又は複数との間）の通信及び接続をサポートしてもよい。幾つかの例では、地上インフラストラクチャ２０３及び２１３内の地上局は、インターネット及びコアセルラデータネットワークへの接続（例えば、ＬＴＥ ＥＰＣ又は他の通信プラットフォーム、及びソフトウェア定義ネットワークシステムへの接続）並びにミッション制御機能の実行等の、コアネットワーク機能を提供してよい。幾つかの例では、地上対ビークル、ビークル対ビークル、及び衛星対ビークルの通信及び接続は、最小の地上インフラストラクチャでの接続の分散を可能にする。例えば、上空ビークル２０１ａ～ｂ、２１１ａ～ｃ、及び２１６ａ～ｂは、コアネットワーク（例えば、インターネット及びコアセルラデータネットワーク）への接続、並びに、互いへの、ユーザデバイス２０２及び２１２への、及び洋上施設２１４ａ～ｃへの接続の提供の両方が可能である基地局（例えば、ＬＴＥ ｅＮｏｄｅＢ基地局）として機能してよい。したがって、上空ビークル２０１ａ～ｂ及び２１１ａ～ｃは、上空ビークルネットワーク２００のディストリビューション層を表す。ユーザデバイス２０２及び２１２は各々、上空ビークル２０１ａ～ｂ及び２１１ａ～ｃから直接セルラデータ及びインターネット接続にアクセスしてよい。

図３は、１つ又は複数の実施形態に係る、図１Ａ～図２のシステムの一部を形成する例示的なコンピューティングシステムの簡略化ブロックダイアグラムである。１つの実施形態では、コンピューティングシステム３００は、コンピューティングデバイス３０１及びストレージシステム３２０を備えてよい。ストレージシステム３２０は、複数のレポジトリ及び／又は他の形態のデータストレージを有してよく、また、コンピューティングデバイス３０１と通信してよい。別の実施形態では、複数のレポジトリを有し得るストレージシステム３２０は、コンピューティングデバイス３０１のうちの１つ又は複数の内部に収容されてよい。幾つかの例では、ストレージシステム３２０は、本明細書において説明されるような学習済み飛行ポリシ、及び本明細書において説明されるような他の様々なタイプの情報を記憶してよい。この情報は、本明細書において説明される特徴のうちの一部又は全てを実行するために、コンピューティングデバイス３０１又は図４におけるコンピューティングデバイス４０１ａ～ｎ等の１つ又は複数のコンピューティングデバイスによって取得又は別の方式でアクセスされてよい。ストレージシステム３２０は、ハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ、書き込み可能メモリ、及びリードオンリメモリ等の任意のタイプのコンピュータストレージを含んでよい。加えて、ストレージシステム３２０は、データが複数の異なるストレージデバイス上に記憶される分散ストレージデバイスを含んでよく、当該複数の異なるストレージデバイスは、（例えば、図４におけるシステム４００等の分散コンピューティングシステムにおいて）同じ又は異なる地理的ロケーションに物理的に位置し得る。ストレージシステム３２０は、有線接続及び／又はワイヤレス接続を使用して、直接コンピューティングデバイス３０１にネットワーク接続されてよい。そのようなネットワークは、短距離通信プロトコル、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ＬＥ、インターネット、ワールドワイドウェブ、イントラネット、仮想プライベートネットワーク、ワイドエリアネットワーク、ローカルネットワーク、１つ又は複数の会社に独自の通信プロトコルを使用したプライベートネットワーク、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）及びＨＴＴＰ、並びに前述のものの様々な組み合わせを含む、様々な構成及びプロトコルを含んでよい。そのような通信は、モデム及びワイヤレスインターフェース等の、他のコンピューティングデバイスに対してデータを送信することが可能な任意のデバイスによって促進されてよい。

コンピューティングデバイス３０１は、メモリ３０２を有してもよい。メモリ３０２は、データベース３１４及びアプリケーション３１６を記憶するように構成されたストレージシステムを含んでよい。アプリケーション３１６は、プロセッサ３０４によって実行されると、コンピューティングデバイス３０１に、本明細書において説明されるように、様々な段階及び／又は機能を実行させる命令を含んでよい。アプリケーション３１６は、ユーザインタフェース３１８（例えば、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ））を生成する命令を更に含む。データベース３１４は、他のタイプのデータの中でもとりわけ、ニューラルネットワーク（例えば、本明細書において説明されるように、飛行ポリシのエンコード）及び風パターンに関するデータ、天気予報、上空ビークル（例えば、上空ビークル１２０ａ～ｂ、２０１ａ～ｂ、２１１ａ～ｃ）の過去及び現在のロケーション、センサデータ、マップ情報、航空交通情報（ａｉｒ ｔｒａｆｆｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を含む、様々なアルゴリズム及び／又はデータを記憶してよい。メモリ３０２は、データ及び／又はプロセッサ３０４によって実行されるソフトウェアを記憶する任意の非一時的コンピュータ可読記憶媒体、及び／又はコンピューティングデバイス３０１の動作を制御するためにプロセッサ３０４によってアクセスされ得る情報を記憶するのに使用され得る他の任意の媒体を含んでよい。

コンピューティングデバイス３０１は、ディスプレイ３０６、ネットワークインタフェース３０８、入力デバイス３１０、及び／又は出力モジュール３１２を更に有してよい。ディスプレイ３０６は、それを介してコンピューティングデバイス３０１がデータを出力及び／又は表示し得る任意のディスプレイデバイスであってよい。ネットワークインタフェース３０８は、上記で説明された有線及びワイヤレス短距離通信プロトコル、並びにセルラデータネットワーク、衛星ネットワーク、自由空間光ネットワーク、及び／又はインターネットのうちの任意のものを使用してネットワークに接続するように構成されてよい。入力デバイス３１０は、マウス、キーボード、タッチスクリーン、音声インターフェース、及び／又はそれを介してユーザがコンピューティングデバイス３０１とインタラクトし得る任意の又は他のハンドヘルドコントローラ又はデバイス又はインターフェースであってよい。出力モジュール３１２は、バス、ポート、及び／又はそれを介してコンピューティングデバイス３０１が他のデバイス及び／又は周辺機器に接続し、及び／又はこれらにデータを出力し得る他のインターフェースであってよい。

幾つかの例では、コンピューティングデバイス３０１は、上空ビークル（例えば、上空ビークル１２０ａ～ｂ、２０１ａ～ｂ、２１１ａ～ｃ）から遠隔に位置してよく、ネットワークを介して、上空ビークル、又はアビオニクスシャーシ１１０ａ～ｂ内に収容され得るようなその制御インフラストラクチャと通信し、及び／又はその動作を制御してよい。１つの実施形態では、コンピューティングデバイス３０１は、（例えば本明細書において説明されるように分散コンピューティングシステムを稼働するように構成された）データセンタ又は他の制御施設であり、ネットワークを介して、アビオニクスシャーシ１１０ａ～ｂ内に収容されたコントローラ及び／又は飛行コンピュータと通信してよい。本明細書において説明されるように、システム３００、及び特にコンピューティングデバイス３０１は、上空ビークルを、所望の進行方向に沿って、又はターゲットロケーションの所望の半径内に移動させるために、風予報及び天気予報に基づいて当該上空ビークルについての飛行経路又は進路を計画するのに使用されてよい。システム３００の様々な構成が構想され、以下で説明されるプロセスの様々な段階及び／又は機能は、システム３００の様々なデバイスの間で共有されてもよいし、特定のデバイスに割り当てられてもよい。

図４は、１つ又は複数の実施形態に係る、２つ以上のコンピューティングデバイス３０１ａ～ｎを備える例示的な分散コンピューティングシステムの簡略化ブロックダイアグラムである。幾つかの例では、３０１ａ～ｎの各々は、それぞれ、プロセッサ４０４ａ～ｎのうちの１つ又は複数、及び、それぞれ、メモリ４０２ａ～ｎのうちの１つ又は複数を有してよい。プロセッサ４０４ａ～ｎは、上記で説明されたように、図３におけるプロセッサ３０４と同様に機能してよい。メモリ４０２ａ～ｎは、上記で説明されたように、図３におけるメモリ３０２と同様に機能してよい。

図５Ａは、１つ又は複数の実施形態に係る、局探索に好適な風に従ってターゲットサービスエリアへのサービスカバレッジを提供する上空ビークルのグループを示すダイアグラムである。そのようなサービスカバレッジは、他のサービスの中でもとりわけ、接続サービス、地球の観測、及び気象データ収集のためのものであってよい。幾つかの例では、上空ビークル５０２～５１４は、ワイヤレスブロードバンド、インターネット、光、又は他の接続サービスを、当該上空ビークルがその上空を飛行し得るエリア、例えばターゲットサービスエリア５１５（すなわち、及びその内部の任意のワイヤレスデバイス）に提供するように構成されてよく、当該ターゲットサービスエリア５１５は、局５０１の所与の半径又は周長の内部にあり得る。他の例では、上空ビークル５０２～５１４のうちの一部又は全ては、ターゲットサービスエリア５１５内で表される地球の部分の様々な態様を観測し、又は当該ターゲットサービスエリア５１５についての気象データを収集し、観測値及び気象データを、記憶及び処理のために局５０１又は他のネットワーク又は地上局に送信するように構成されてよい。一例では、局５０１は、地上局、バックホールユニット、又は本明細書において説明されるように、上空ビークル５０２～５１４のうちの１つ又は複数とデータ通信し得る他の地上インフラストラクチャを含んでよい。上空ビークル５０２～５１４のうちの任意の２つ以上が、互いとデータ通信し得るとともに、局５０１の周囲の半径又は周長であり得るターゲットサービスエリア５１５内のユーザにデータ接続を提供し得る。

ダイアグラム５００の左側には、或る期間についての異なる高度Ａ１～Ａ４における、局５０１上空の大気の領域内の風が示されている。ダイアグラム５００の右側には、大気の同じ領域の上空の上空ビークル５０２～５１４が示されており、矢印は、上空ビークル５０２～５１４がその期間内にそれに沿って移動するベクトルを表し、各ベクトルは、対応する高度における風の方向及び相対速度に対応する。一例では、上記で説明された技法を使用して、上空ビークル５０２～５１４が、高度Ａ１～Ａ４の間及びその内部での風（すなわち、方向、速度、又は両方）のばらつきに起因して、或る期間についてのターゲットサービスエリア５１５に対するカバレッジの閾値確率を少なくとも提供することができることが判断されてよい。それゆえ、上空ビークル５０２～５１４の各々についてのコントローラは、局探索飛行ポリシに従って動作していてよい。

幾つかの例では、局探索飛行ポリシは、ターゲットサービスエリア５１５内又は局５０１を取り囲む他の所定の半径内に留まるための飛行ポリシ最適化をエンコードするニューラルネットワークであってよい。当該局探索飛行ポリシは、ターゲットサービスエリア５１５内又はその付近に留まるために、上空ビークル５０２～５１４のうちの１つ又は複数が取るべきアクションのセット、又は、上空ビークルに、特定のアクションを取らせるように構成されたコマンドのセットを出力してよい。例示のアクションは、高度の変更、高度の維持、飛行の中止（例えば、気球部分及び／又は層の選択的切除、気球又は飛行船からの空気又は気体の放出等）を含んでよい。例示のコマンドは、他のコマンドの中でもとりわけ、密度を上昇又は低下させるための所定のワット数でのＡＣＳファンモータの回転、動作モードの変更（例えば、上空ビークルの１つ又は複数のコンポーネントについての日中モード又は夜間モードへの切り替え）、飛行コントローラの変更（例えば、飛行コントローラが機外（ｏｆｆｂｏａｒｄ）に割り当てられていない特定の状況における変更）、横推進の開始／停止／変更（例えば、ファンの電力設定オン／オフ／加速／減速、ファンを指向させる向き等）を含んでよい。

他の例では、局探索飛行ポリシは、上空ビークルのロケーション及び高度、並びに当該上空ビークルのロケーション及び高度における風に関する風パターンデータを示す入力に基づいて、上空ビークル（例えば、上空ビークル５０２～５１４のうちの１つ又は複数、又は本明細書において説明される他の任意の上空ビークル）の進行方向を選択し、及び／又は高度を調整するように構成された異なるタイプのシステム又はモデルであってよい。幾つかの例では、局探索飛行ポリシは、上空ビークルのロケーションから目的地（例えば、ターゲットサービスロケーションにおける又はその内部のロケーション）へのベクトルを決定し、このベクトルに基づいて当該上空ビークルについての経路を計画するように構成されてよい。

例えば、高度Ａ１において、上空ビークル５０２の隣の矢印は、上空ビークル５０２が移動しているベクトル（すなわち、矢印の先端の方向によって示される方向及び矢印の太さによって示される相対速度）を示し、このベクトルは、高度Ａ１における風の進行方向及び相対速度に対応する。この例では、上空ビークル５０２が（例えば、局５０１を取り囲む）ターゲットサービスエリア５１５から出るか、又はその外縁付近に近づくと、そのコントローラは、上空ビークル５０２に、接続サービス目的に従って接続サービスの提供を継続するために、ターゲットサービスエリア５１５に戻るように高度を（例えば、Ａ２又はＡ３に）変更するように指示してよい。別の例では、高度Ａ２において、上空ビークル５０４及び５０６は、高度Ａ２において対抗し合う風に起因して、同様の速度で互いに向かって進行している。この例では、互いに接触する前に、上空ビークル５０４及び５０６のうちの一方又は両方についてのコントローラが、いずれか又は両方に、他方から離れて移動するためにその高度を（例えば、Ａ１又はＡ４に）変更するように指示してよい。一例では、或る方向に（すなわち、右に向かって）吹いている高度Ａ３における風は、より高い速度において移動しており、それゆえ、上空ビークル５０８は、より高い速度においてその方向に移動している。

図５Ｂ～図５Ｄは、１つ又は複数の実施形態に係る、図５Ａにおいて示された様々な高度における風及び上空ビークルの上面図である。例えば、図５Ｂは、右側では、ターゲットサービスエリア５１５内の高度Ａ３における上空ビークル５０８及び５１０を示し、左側では、上空ビークル５０８及び５１０の方向及び相対速度に影響を与えている風の方向及び相対的な大きさ、並びにターゲットサービスエリア５１５における他の風の方向及び相対速度を示している。図５Ｃにおいて、右側では、上空ビークル５１２及び５１４が、左側に示されている風の方向及び相対速度に従った方向及び相対速度において、ターゲットサービスエリア５１５内の高度Ａ４において移動している。同様に、図５Ｄにおいて、右側では、上空ビークル５０４及び５０６が、左側に示されている風の方向及び相対速度に従った方向及び相対速度において、ターゲットサービスエリア５１５内の高度Ａ２において移動している。この例では、上空ビークル５０４が局５０１に近づくと、上空ビークル５０４は、僅かに変更された方向に（例えば、紙面の右上に向かって）移動している風によって運ばれ得、それゆえ、高度を変更することなく上空ビークル５０６との接触が回避される。別の例では、上空ビークル５０４及び５０６のうちの一方及び両方は、移動の方向及び／又は速度を変更するために、局５０１に到達するか又は局５０１を横切る前に高度を変更するようにコマンドされてよい。

図６は、１つ又は複数の実施形態に係る、局探索に好適ではない風に従って局へのサービスカバレッジを提供する上空ビークルのグループを示すダイアグラムである。上空ビークル６０２～６１４は、上空ビークル５０２～５１４と同じ又は同様のコンポーネントを含み、かつ同様に機能し得るが、ただし、ターゲットサービスエリア６１５（すなわち、その内部の任意のワイヤレスデバイス）に関するものであり、ターゲットサービスエリア６１５は、局６０１の所与の半径又は周長の内部にあり得る。局６０１は、局５０１と同様のコンポーネントを含み、かつ同様に機能し得る。ダイアグラム６００において、或る期間についての高度Ａ１～Ａ４における風は、全て同じ方向に吹いており、それゆえ、局探索に好適ではないものであり得る。本明細書において説明される技法を使用して、飛行アロケータ又はディスパッチャシステムが、より良好な局探索風ではより少数の上空ビークルで十分である可能性がある場合に、非好適な局探索風の時間において同じターゲットレベルのカバレッジ（すなわち、サービスカバレッジ目的）を提供するためにより多数の上空ビークルを配備してよい。システムは、これを行うために補充されるべきである上空ビークルの数を自動的に決定することができる。例えば、本明細書において説明される技法を使用して、上空ビークル６０２～６１４が、高度Ａ１～Ａ４の間及びその内部での風のばらつきがないことに起因して、その期間についてのターゲットサービスエリア６１５に対するカバレッジの最小閾値確率を提供することができないことが判断されてよい。この例では、上空ビークル６０２～６１４についてのコントローラは、上空ビークルがターゲットサービスエリア６１５を横断して移動し、周期的にターゲットサービスエリア６１５に戻るように最適化された飛行ポリシ等、異なる飛行ポリシに従って動作してよい。例えば、上空ビークル６０６及び６１４は、１日目に、ターゲットサービスエリア６１５内に到着し、ターゲットサービスエリア６１５に接続サービスを提供するようにスケジューリングされてよい。その後、上空ビークル６０２及び６１０は、２日目に、上空ビークル６０６及び６１４がターゲットサービスエリア６１５を去る前及び／又は去った後の時間窓内で、ターゲットサービスエリア６１５内に到着するようにスケジューリングされてよい。一例では、上空ビークル６０４及び６０８は、追加のカバレッジを（例えば、接続サービスに対するより高い需要の予想が存在する期間中に）提供するために、２日目の後の時点でターゲットサービスエリア６１５に到着するようにスケジューリングされてもよいし、上空ビークル６０６及び６１４がターゲットサービスエリア６１５の反対側に向かって進行しているか、又はターゲットサービスエリア６１５から出ようとしていることに従って、接続サービスの提供を引き継ぐようにスケジューリングされてもよい。一例では、上空ビークル６１２は、３日目にターゲットサービスエリア６１５に到着するようにスケジューリングされてよい。幾つかの例では、上空ビークル６０２～６１４は、風が比較的強く（すなわち、比較的高速であり）、これらの上空ビークルがより速い速度でターゲットサービスエリア６１５から吹き飛ばされることになる高度Ａ３を回避してよい。なぜならば、このように吹き飛ばされると、上空ビークルがターゲットサービスエリア６１５に接続サービスを提供し得る期間を短縮され得るためである。他の例では、ターゲットサービスエリア６１５にサービス提供するために利用可能である十分な上空ビークルが存在し、それにより、それらがサービス日において重複し得る場合、上空ビークル６０２～６１４のうちの１つ又は複数は、他の高度において過密することを回避するために、高度Ａ３内で移動するように指示されるか又は移動してよい。

幾つかの例では、飛行ポリシは、上空ビークル６０２～６１４のうちの１つ又は複数に、数日（例えば、常にターゲットサービスエリア６１５の上空でサービス中である少なくとも１つの上空ビークルが存在することを保証するように上空ビークルの数Ｎよりも少ないか又はそれに等しい日数）毎にターゲットサービスエリア６１５にループバックするように指示してよく、それにより、上空ビークル６０２～６１４のこのグループがターゲットサービスエリア６１５に接続サービスを連続的に提供し得る。幾つかの例では、ターゲットサービスエリア６１５へのループバックは、限定するものではないが、以下の１つ又は複数の因子に依存してより長い又はより短いループであってよい：利用可能な上空ビークルの数、サービス目的（例えば、異なる時間帯又は週若しくは月のうちの異なる日におけるより高い又はより低いレベルの所望のカバレッジは、特定の時点では、１つよりも多くの上空ビークルが、同じ日に、又は重複するサービス期間を有して、カバレッジを提供するようにスケジューリングされることになり（例えば、サービス需要が比較的高いとき）、他の時点では、上空ビークルがターゲットサービスエリア６１５を出るときと、上空ビークルがターゲットサービスエリア６１５に入るときとの間にサービスのギャップを有しても問題ない（例えば、サービス需要が比較的低いとき）ことを意味し得る）風パターン（例えば、より大きいエリアにわたって風がより均一である場合、ターゲットサービスエリア６１５に戻るまでにより遠いループを飛行するためにより多くの上空ビークルが提供される必要があることがあり、風がより速い場合、各上空ビークルがより速い速度でターゲットサービスエリア６１５から吹き飛ばされることになり、それゆえ、各上空ビークルがサービスを提供する期間が短くなるので、より多くの上空ビークルがスケジューリングされる必要があることがある）。

幾つかの例では、サービスカバレッジ計画システムは、風、それゆえカバレッジ確率の計算、が変化するとき、確率論的手法に基づいた局探索に戻るように切り替えてよい。他の例では、サービスカバレッジ計画システムは、（例えば、一団全体の利用可能性に起因して、及び、他の場所での風パターンに起因して適切な時点においてそのエリアにより多くの上空ビークルをディスパッチすることができないこと等に起因して）より少ない上空ビークルがターゲットサービスエリア６１５にサービス提供するために割り当てられる場合にも、確率論的手法に戻るように切り替えてよい。上空ビークルのより限られたグループが、上記で説明されたようなスケジューリングされたループにおいてターゲットサービスエリア６１５にサービス提供するために利用可能である場合、システムが他の方法に優先して局探索を選択するために、満たすべきカバレッジ確率閾値が低くなり得る。

幾つかの例では、図５Ａ～図５Ｄ及び図６において示されている上空ビークルのグループは、同一又はほぼ同一の特徴及び特性を有する上空ビークルの同種グループであってよい（例えば、それらは、１つの例では全て同じサイズ及び形状の気球を含んでよく、又は別の例では全て同じサイズ及び形状の滑空ビークルを含んでよい、それらは、同じ又は同様のソフトウェアを実行してよい、それらは、全て同じ又は同様のハードウェアコンポーネントを有してよい、等である）。他の例では、図５Ａ～図５Ｄ及び図６において示されている上空ビークルのグループは、上記でより詳細に説明されたように、異なるタイプの空気よりも軽い上空ビークルを含み、また異なる特徴及び特性を有する、上空ビークルの異種グループであってよい。例えば、上空ビークルの異種グループは、受動式飛行から動力推進式飛行までの範囲に対する飛行制御の異なる方法を用いる、気球、飛行船、グライダ、高高度ドローン、又は他の高高度機体の組み合わせを含んでよい。場合によっては、異種グループ内の上空ビークルのタイプのうちの一部は、異種グループ内の他のタイプの上空ビークルよりも動力駆動及び動作にコストがかかり得る。一例では、本明細書において説明される方法は、より低いコストの上空ビークルによる局探索に風が好適である場合、サービスカバレッジ目的を実行するために当該より低いコストの上空ビークルを選択してよい。風が局探索に好適ではない場合、又は風が好適な局探索の風パターンから変化した場合、本明細書において説明されるシステムは、そのターゲットロケーションのためのサービスカバレッジ目的を実行するためにより高いコストの上空ビークル（例えば、少なくとも部分的に動力駆動し、完全風力駆動ではない上空ビークル）を割り当て又はディスパッチしてよい。

同種又は異種グループのいずれかにおいて、上空ビークルは、依然として、相互依存していない上空ビークル（例えば、異なる経路によってターゲット時間窓の異なる部分においてターゲットサービスエリアに到着する異なる確率を有する、異なる時点において異なるロケーションから送出又は方向転換される上空ビークル）を含んでよい。

図７Ａ～図７Ｂは、１つ又は複数の実施形態に係る、確率論的手法を使用して上空ビークルのグループによってサービスカバレッジを提供する方法を示すフローダイアグラムである。図７Ａにおいて、方法７００は、段階７０２において、グループ内の２つ以上の上空ビークルに、接続サービス目的に関連付けられた到着時間窓中にターゲットサービスエリアに到着させることから開始する。幾つかの例では、到着時間窓は、接続サービス目的についてのサービス開始日若しくは時間と同時、又は接続サービス目的の他の時間指定の態様と同時であってよい。幾つかの例では、接続サービス目的は、ターゲットサービスエリアの所望のサービスカバレッジ確率を含んでよい。接続サービス目的は、異なる時間帯又は週若しくは月のうちの日、又は他の規定された周期について異なり得る所望のサービスレベルを（例えば、接続サービスに対する履歴的な、既知の又は予想される需要に基づいて）更に指定してよく、サービスが望ましくない場合にはブラックアウト期間を含んでよい。幾つかの例では、接続サービス目的は、付近のサービスエリアの探索、ターゲットサービスエリア又は付近のサービスエリアについての追加の使用状況、天気、及び他のデータの収集、並びに他の二次目的等の二次サービス目的を更に含んでよい。段階７０４において、２つ以上の上空ビークルがターゲットサービスエリアに到着すると予想される後の第１の期間についての当該２つ以上の上空ビークルについてのターゲットサービスエリアのサービスカバレッジ確率が計算されてよい。段階７０６において、サービスカバレッジ確率が所望のカバレッジ確率閾値を満たすか否かの判断が行われてよい。サービスカバレッジ確率が所望のカバレッジ確率閾値を満たす場合、段階７０８において、２つ以上の上空ビークルは、第１の期間中に局探索飛行ポリシに従って動作してよい。上記で説明されたように、場合によっては、予報される風パターン自体が局探索に好適であるか否かの別個の判断が行われてよく、２つ以上の上空ビークルは、サービスカバレッジ確率が所望カバレッジ確率閾値を満たすという判断に加えて、又はその代わりに、予報される風パターンに基づいて当該判断に応答して局探索飛行ポリシに従って制御されてよい。

幾つかの例では、サービスカバレッジ確率がカバレッジ確率閾値を満たさない場合、閾値を満たすために必要な追加の上空ビークルの最小数が決定されてよく、当該追加の上空ビークルの最小数に等しい１つ又は複数の追加の上空ビークルは、局探索のためにターゲットサービスエリアへ移動してよい。

図７Ｂにおいて、方法７５０は、段階７５２において、第１の期間にわたる上空ビークルのグループについてのターゲットサービスエリアの第１のサービスカバレッジ確率を計算することから開始する。段階７５４において、サービスカバレッジ確率がカバレッジの現在の閾値確率を満たすか否かの判断が行われてよい。幾つかの例では、カバレッジの閾値確率は、所定かつ不変であってよい。他の例では、カバレッジの閾値確率は、風予報、サービス目的が他の飛行ポリシを使用して満たされ得るか否かの判断、等のような上記で説明された因子に基づいて動的であってよい。ｙｅｓの場合、段階７５６において、上空ビークルのグループは、第１の期間の開始前又は開始時にターゲットサービスエリアに到着し、局探索飛行ポリシに従って動作してよい。ｎｏの場合、段階７５８において、上空ビークルのグループのサブセットの各々は、第１の期間前又は第１の期間中の異なる時点においてターゲットサービスエリアに到着し、別の（例えば、非局探索）飛行ポリシに従って動作するようにスケジューリングされてよい。例えば、上空ビークルのグループのサブセットの各々は、異なる到着日又は時間窓を有してよい。第１のサブセットは、或る日付及び／又は時間窓において到着し、上空ビークルのグループの別のサブセットがターゲットサービスエリアに到着するようにスケジューリングされるまで、所与の日又は期間にわたってターゲットサービスエリアにサービス提供するようにスケジューリングされてよい。当該第１のサブセットは、特定の他の期間（例えば、複数日、将来の指定された日、複数日にわたる各日の指定された時間窓内、等）の後にターゲットサービスエリアに戻る（例えば、ループバックする）ようにスケジューリングされてよい。段階７６０において、ターゲットサービスエリアへのサービス提供を継続するか否かの判断が行われてよい。幾つかの例では、これは、接続サービス目的が完了又は遂行されたか否かを判断することを伴ってよい。ｙｅｓの場合、段階７６２において、ターゲットサービスエリアの別のサービスカバレッジ確率が、第２の期間にわたる上空ビークルのグループについて計算されてよく、プロセスは、段階７５４に戻って、第２の期間についての当該別のサービス確率の計算が現在の閾値を満たすか否かを判断してよい。ｎｏの場合、プロセスは、終了してよい。幾つかの例では、プロセスは、サービスカバレッジ目的を達成するためにどの程度多くの追加の上空ビークルが必要になり得るのかを決定し、決定された数の必要な追加の上空ビークルをグループに配備させる段階（図示せず）を含んでよい。他の例では、グループは、上空ビークルの異種グループを含み、プロセスは、サービスカバレッジ確率が現在の閾値を満たす場合には第１のタイプの上空ビークル（例えば、より低いコスト、風力駆動）がターゲットサービスエリアにサービス提供するために選択されるとともに、サービスカバレッジ確率が現在の閾値を満たさない場合には第２のタイプの上空ビークル（例えば、より高いコスト、動力駆動式及び／又は推進式）がターゲットサービスエリアにサービス提供するために選択される別の段階（図示せず）を含んでよい。

本開示の範囲から逸脱することなく、上記で説明されたような方法７００及び７５０の段階のうちの一部又は全てが、異なる順序若しくはシーケンスで実行され、繰り返され、及び／又は省略されてよいことが、当業者によって認識されるであろう。

具体例が上記で提供されたが、本発明は、応用に依存して、多種多様な入力、閾値、範囲、及び他の因子を用いて適用することができることが理解される。例えば、上記で提供された時間フレーム及び範囲は例示であるが、当業者であれば、これらの時間フレーム及び範囲は、実装に依存して、変動するか、又はさらには動的かつ変数であってよいことを理解するであろう。

当業者であれば理解するように、多数の変形が、添付の特許請求の範囲によってのみ規定される本発明の範囲から全て逸脱することなく、開示された実施形態において行われ得る。特徴及び要素が特定の組み合わせで説明されているが、各特徴又は要素は、他の特徴及び要素を伴わずに単独で使用することもできるし、他の特徴及び要素の有無を問わず様々な組み合わせで使用することもできることが留意されるべきである。提供された方法又はフローチャートは、汎用コンピュータ又はプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読記憶媒体において有形に具現化されたコンピュータプログラム、ソフトウェア、又はファームウェアにおいて実装されてよい。

コンピュータ可読記憶媒体の例としては、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、磁気媒体、例えば内蔵ハードディスク及びリムーバブルディスク、光磁気媒体、並びに光媒体、例えばＣＤ－ＲＯＭディスクが挙げられる。

好適なプロセッサは、例として、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来的なプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに関連付けられた１つ若しくは複数のマイクロプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）回路、他の任意のタイプの集積回路（ＩＣ）、ステートマシン、又はこれらの任意の組み合わせを含む。

Claims (21)

1. 接続サービス目的を満たすために上空ビークルのグループを制御する方法であって、
   前記グループ内の２つ以上の上空ビークルに、前記接続サービス目的に関連付けられた所与の到着時間窓中にターゲットサービスエリアに到着させる段階であって、前記接続サービス目的は、前記ターゲットサービスエリアの所望のサービスカバレッジ確率を含む、段階と、
   前記２つ以上の上空ビークルが前記ターゲットサービスエリアに到着すると予想される後の第１の期間についての前記２つ以上の上空ビークルについての前記ターゲットサービスエリアのサービスカバレッジ確率を計算する段階と、
   前記サービスカバレッジ確率がカバレッジ確率閾値を満たすか否かを判断する段階と、
   前記２つ以上の上空ビークルに、前記第１の期間中に局探索飛行ポリシに従って動作させる段階と
   を備え、
   より低いコストの上空ビークルのサブグループによる前記サービスカバレッジ確率が第２の期間についての前記カバレッジ確率閾値を満たすとの判断に基づいて、前記ターゲットサービスエリアにサービス提供するために前記より低いコストの上空ビークルのサブグループを選択する段階と、
   前記より低いコストの上空ビークルのサブグループに、前記第２の期間にわたって前記ターゲットサービスエリアにサービス提供させる段階と
   を更に備え、前記上空ビークルのグループは、上空ビークルの異種グループを含む、方法。
2. 前記接続サービス目的は、所望のサービスレベルを更に指定する、請求項１に記載の方法。
3. 前記所望のサービスレベルは、接続サービスに対する需要に基づく、請求項２に記載の方法。
4. 前記２つ以上の上空ビークルに、前記局探索飛行ポリシに従って動作させる段階は、前記サービスカバレッジ確率が前記カバレッジ確率閾値を満たすとの判断に応答して行われる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 予報される風パターンが局探索に好適であるか否かを判断する段階を更に備え、前記２つ以上の上空ビークルに、前記局探索飛行ポリシに従って動作させる段階は、前記予報される風パターンが局探索に好適であるとの判断に応答して行われる、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記サービスカバレッジ確率が前記カバレッジ確率閾値を満たさない場合、前記カバレッジ確率閾値を満たすために必要な追加の上空ビークルの最小数を計算する段階と、
   前記追加の上空ビークルの最小数に等しい１つ又は複数の追加の上空ビークルに、前記ターゲットサービスエリアへ移動させる段階と、
   前記１つ又は複数の追加の上空ビークルに、前記第１の期間のうちの残りの期間中に、局探索飛行ポリシに従って動作させる段階と
   を更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記上空ビークルのグループは、２つ以上の異種の上空ビークルを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記上空ビークルのグループは、２つ以上の相互依存していない上空ビークルを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記上空ビークルのグループは、少なくとも１つの気球を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記上空ビークルのグループは、少なくとも１つの固定翼高高度上空ビークルを含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記所与の到着時間窓は、前記接続サービス目的によって指定される接続サービスの開始と重複する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第１の期間は、前記所与の到着時間窓と重複する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記局探索飛行ポリシは、前記第１の期間にわたって前記ターゲットサービスエリア内に留まるための飛行ポリシ最適化をエンコードするニューラルネットワークを含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記局探索飛行ポリシは、前記第１の期間にわたって前記ターゲットサービスエリア内又はその付近に留まるために前記２つ以上の上空ビークルが取るべきアクションのセットを出力するように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記局探索飛行ポリシは、前記第１の期間にわたって前記ターゲットサービスエリア内又はその付近に留まるために、前記２つ以上の上空ビークルに、１つ又は複数のアクションを取らせるように構成されたコマンドのセットを出力するように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記局探索飛行ポリシは、
    前記２つ以上の上空ビークルのうちの各々のロケーション及び高度と、
    前記ロケーション及び前記高度についての風パターンデータと、
    前記ターゲットサービスエリアに関連付けられている目的地と
    を示す入力に基づいて、進行方向を選択するように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記局探索飛行ポリシは、前記２つ以上の上空ビークルのうちの各々の高度を調整するように構成されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
18. より低いコストの上空ビークルのサブグループによる前記サービスカバレッジ確率が第２の期間についての前記カバレッジ確率閾値を満たさないとの判断に基づいて、前記ターゲットサービスエリアにサービス提供するためにより高いコストの上空ビークルのサブグループを選択する段階と、
    前記より高いコストの上空ビークルのサブグループに、前記第２の期間にわたって前記ターゲットサービスエリアにサービス提供させる段階と
    を更に備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
19. 接続サービス目的を満たすために上空ビークルのグループを制御する方法であって、
    前記グループ内の２つ以上の上空ビークルに、前記接続サービス目的に関連付けられた所与の到着時間窓中にターゲットサービスエリアに到着させる段階であって、前記接続サービス目的は、前記ターゲットサービスエリアの所望のサービスカバレッジ確率を含む、段階と、
    前記２つ以上の上空ビークルが前記ターゲットサービスエリアに到着すると予想される後の第１の期間についての前記２つ以上の上空ビークルについての前記ターゲットサービスエリアのサービスカバレッジ確率を計算する段階と、
    前記サービスカバレッジ確率がカバレッジ確率閾値を満たすか否かを判断する段階と、
    前記２つ以上の上空ビークルに、前記第１の期間中に局探索飛行ポリシに従って動作させる段階と
    を備え、
    より低いコストの上空ビークルのサブグループによる前記サービスカバレッジ確率が第２の期間についての前記カバレッジ確率閾値を満たさないとの判断に基づいて、前記ターゲットサービスエリアにサービス提供するためにより高いコストの上空ビークルのサブグループを選択する段階と、
    前記より高いコストの上空ビークルのサブグループに、前記第２の期間にわたって前記ターゲットサービスエリアにサービス提供させる段階と
    を更に備え、前記上空ビークルのグループは、上空ビークルの異種グループを含む、方法。
20. メモリと、
    接続サービス目的を満たすために上空ビークルのグループを制御する動作を実行するように構成された１つ又は複数のプロセッサであって、前記１つ又は複数のプロセッサは、
    前記グループ内の２つ以上の上空ビークルに、前記接続サービス目的に関連付けられた所与の到着時間窓中にターゲットサービスエリアに到着させることであって、前記接続サービス目的は、前記ターゲットサービスエリアの所望のサービスカバレッジ確率を含む、到着させることと、
    前記２つ以上の上空ビークルが前記ターゲットサービスエリアに到着すると予想される後の第１の期間についての前記２つ以上の上空ビークルについての前記ターゲットサービスエリアのサービスカバレッジ確率を計算することと、
    前記サービスカバレッジ確率がカバレッジ確率閾値を満たすか否かを判断することと、
    前記２つ以上の上空ビークルに、前記第１の期間中に局探索飛行ポリシに従って動作させることと
    を行うように構成されている、１つ又は複数のプロセッサと
    を備え、
    前記１つ又は複数のプロセッサは、更に
    より低いコストの上空ビークルのサブグループによる前記サービスカバレッジ確率が第２の期間についての前記カバレッジ確率閾値を満たすとの判断に基づいて、前記ターゲットサービスエリアにサービス提供するために前記より低いコストの上空ビークルのサブグループを選択することと、
    前記より低いコストの上空ビークルのサブグループに、前記第２の期間にわたって前記ターゲットサービスエリアにサービス提供させることと
    を行うように構成されており、前記上空ビークルのグループは、上空ビークルの異種グループを含む、コンピュータシステム。
21. メモリと、
    接続サービス目的を満たすために上空ビークルのグループを制御する動作を実行するように構成された１つ又は複数のプロセッサであって、前記１つ又は複数のプロセッサは、
    前記グループ内の２つ以上の上空ビークルに、前記接続サービス目的に関連付けられた所与の到着時間窓中にターゲットサービスエリアに到着させることであって、前記接続サービス目的は、前記ターゲットサービスエリアの所望のサービスカバレッジ確率を含む、到着させることと、
    前記２つ以上の上空ビークルが前記ターゲットサービスエリアに到着すると予想される後の第１の期間についての前記２つ以上の上空ビークルについての前記ターゲットサービスエリアのサービスカバレッジ確率を計算することと、
    前記サービスカバレッジ確率がカバレッジ確率閾値を満たすか否かを判断することと、
    前記２つ以上の上空ビークルに、前記第１の期間中に局探索飛行ポリシに従って動作させることと、
    を行うように構成されている、１つ又は複数のプロセッサと
    を備え、
    前記１つ又は複数のプロセッサは、更に、
    より低いコストの上空ビークルのサブグループによる前記サービスカバレッジ確率が第２の期間についての前記カバレッジ確率閾値を満たさないとの判断に基づいて、前記ターゲットサービスエリアにサービス提供するためにより高いコストの上空ビークルのサブグループを選択することと、
    前記より高いコストの上空ビークルのサブグループに、前記第２の期間にわたって前記ターゲットサービスエリアにサービス提供させることと
    を行うように構成されており、前記上空ビークルのグループは、上空ビークルの異種グループを含む、コンピュータシステム。

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