デバイスの自動構成制御
システム/デバイス構成を決定するための、および決定された構成に基づき動作モードを設定するための方法(160)、システム(200)およびデバイス(110)。飛行体プロセッサ(110)は、(a)少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報(14)セットを受信する;(b)現在の動作モード設定を有するプロセッサが、受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および現在の動作モード設定(162)の少なくとも1つに基づき動作モード(110)を決定する;(c)1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定する(163);(d)決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行する(166);および(e)決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行する(164)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、2009年11月25日に出願の米国仮特許出願第61/264,587号明細書の優先権および利益を主張するものであり、その開示の全てがあらゆる目的のため参照により本明細書中に組み込まれる。
【0002】
実施形態は、デバイスの自動構成制御に関し、特に、認識した構成コンポーネントに基づき動作モードを実行するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
無人航空機(UAV)のような車体は、作業領域に移動させる前に組み立てることができるとともに、作業領域において組み立てるまたは再度組み立てることができる。
【発明の概要】
【0004】
実施形態は、システム/デバイス構成を決定するため、および決定された構成に基づき動作モードを設定するための方法、システムおよびデバイスを含む。例えば、実施形態は、(a)少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを処理ユニットにより受信するステップと、(b)現在の動作モード設定を有する処理ユニットが、受信したコンポーネント情報セットと初期動作モード設定および現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するステップとを含む動作モード決定の方法を含んでもよい。いくつかの実施形態は、(c)1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定するステップと、(d)決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行するステップと、(e)決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行するステップと、をさらに含んでもよい。
【0005】
いくつかの例示的な実施形態は、処理ユニットとアドレス指定可能な部材とを含むコンピューティングデバイスを含んでもよい。処理ユニットは(a)少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および(b)現在の動作モード設定を有するデバイスが、受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されている。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスの処理ユニットはさらに(c)1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定するように、(d)決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行するように、および(e)決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行するように構成されていてもよい。
【0006】
いくつかの実施形態は、処理ユニットが(i)少なくとも1つのシステムコンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および(ii)現在の動作モード設定を有する処理ユニットが、受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されている(a)処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材と、(b)少なくとも1つのシステムコンポーネントを検知するように構成されている少なくとも1つのセンサと、を含むシステムを含んでもよい。いくつかのシステム実施形態は、コンポーネント情報セットに関連するシステムコンポーネントをさらに含んでもよい。いくつかのシステム実施形態はコンポーネント情報セットに関連する1つ以上のパラメータを含むデータ記憶装置をさらに含んでもよい。
【0007】
加えて、実施形態は、プロセッサが実行可能な命令を有するプロセッサ可読非一時的媒体(processor−readable non−transient medium)を含んでもよい。プロセッサが実行可能な命令は、プロセッサにより実行されると、プロセッサに(a)少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを受信させ、(b)現在の動作モード設定を有するプロセッサが、受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定させ、(c)1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定させ、(d)決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行させ、および(e)決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行する。
【0008】
実施形態は例として示され、添付の図面の図に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1A】図1Aは、本発明の実施形態のトップレベル機能のブロック図である。
【図1B】図1Bは、本発明の実施形態のトップレベルモードの論理フローチャートである。
【図2】図2は、本発明の実施形態のトップレベル機能のブロック図である。
【図3】図3は、本発明の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図4】図4は、本発明の例示的な飛行体の実施形態の一部切開上面図である。
【図5】図5は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図6】図6は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図7】図7は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図8】図8は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図9】図9は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図10】図10は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図11】図11は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
例示的な実施形態を示す図面を参照する。図1Aは、処理デバイスまたはプロセッサ110が1つ以上の中央処理ユニット(CPUs)およびアドレス指定可能なメモリを含みうる本発明の実施形態のトップレベル機能のブロック図である。プロセッサ110は、実行可能な命令の機能的なモジュールおよび/またはファームウェアモジュールを含んでもよい。プロセッサ110は、モード制御、飛行制御および/またはセンサ処理/フィルタリングを実施するための命令を実行するように構成されてもよい。飛行体のモード制御部111は飛行中モード設定に従いパラメータ、フィルタおよび制御ループのフィードバックゲインを設定または変更してもよい。飛行体のモード制御部111は飛行前モード設定に従い外部コンポーネントの存在をテストしてもよい。飛行体のモード制御部111は飛行条件を代表する測定基準の値および/または他の飛行パラメータの値のテスト結果に基づきモードを変更するかどうかを決定してもよい。飛行体の飛行制御部112は検知した車体力学、検知したおよび/または推定した車体位置および/または速度ならびに機首方位および/または姿勢コマンドを受信してもよい。飛行制御部112はコマンドをモータ150、例えばプロペラモータに、およびアクチュエータ、例えば制御面アクチュエータに出力してもよい。センサプロセッサ113は飛行制御センサ130により参照される加速度計および/またはジャイロスコープのような車体力学センサから出力を受信してもよい。センサプロセッサ113はコンポーネントセンサ120から存在またはコンポーネントを示しうる出力を受信してもよい。センサプロセッサ113はフィルタ済みのおよび/または加工済みの情報を飛行制御処理部112に提供する前に飛行制御センサ130からの入力をフィルタしてもよい、またはそうでなければ調整してもよい。実施形態には、センサ処理部113、飛行制御処理部112により実行されてもよい、またはプロセッサ110の2つの処理モジュール間に分配される航法処理部を含んでもよい。コンポーネントセンサ120の出力は、センサ処理部113がコンポーネント情報データベースの参照にあたり指数として使用することができる情報を含んでもよい。例示的なコンポーネントセンサは、無線ICタグ(rfid)と、インダクタンス/ホール効果センサまたは電圧センサとを含む。例えば、いくつかの実施形態では、外部コンポーネントは車体から電源を引き、電圧信号経路に情報を重ねてもよい。
【0011】
プロセッサ110の機能によっては、機能および可能出力を含む他のモジュールが追加または除去されてもよい。さらに、本明細書中に記載される例示的なプロセッサ110のモジュールは、本明細書中に記載される機能およびプロセスを実行することができる限りは、さらに分割され、他の機能と組み合わされてもよい。種々のモジュールは、また、ハードウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、すなわちファームウェアで実施してもよい。
【0012】
飛行体の実施形態において、外部コンポーネントは、揚力面拡張部(lifting surface extension)と、テールブームと、ロータと、バッテリモジュールと、ペイロードモジュールと、を含んでもよい。外部コンポーネントが揚力面拡張部である場合、関連のコンポーネントセンサにより提供される情報は(a)翼幅、翼弦、スイープ、対称特性および材料のような翼および(b)補助バッテリタイプのようなペイロードに索引付けされた情報を含むコンポーネント特定データベース140にアクセスすることができるセンサ処理部113の指数であってもよい。
【0013】
図1Bは、「電源オン」後、処理部が飛行前点検(ステップ161)を開始するための入力を受信する本発明の実施形態のトップレベルモードの論理フローチャート160である。飛行前モードにおいて、処理部は、任務設定を入力および/または構成チェックを実行してもよい(ステップ162)。任務設定には、発進前構成パラメータと、飛行中構成パラメータと、1つ以上のウェイポイントと、ターゲットポイントと、踏査および/または監視軌道パラメータと、を含んでもよい。構成チェックは、コンポーネントセンサの入力を受信するステップと、コンポーネント情報データベースを参照するステップと、および/または選択した任務設定に基づきコンポーネントセンサの入力を発進前構成パラメータと比較するステップという追加のステップを含んでもよい構成決定である。決定された構成が選択した任務設定に基づく発進前構成パラメータに適合する場合(テスト163)、そこでシステムは発進準備完了モードに移行してもよい(テスト165)。決定された構成が選択した任務設定に基づく発進前構成パラメータに適合しない場合(テスト163)、そこでシステムは「ノーゴー」モードに移行してもよい(ステップ164)。任意選択で、操作者は発進を強制的に行うために「ノーゴー」モードのオーバーライドを実行してもよい。操作者および/またはプロセッサが飛行前点検を再開する、および/または検知されたコンポーネントの変化が構成チェックを起動してもよい、および/または任務設定の変更が構成チェックを起動してもよい。飛行中モードでは(ステップ166)、処理部が1つ以上の任務パラメータに基づき構成を変更するための命令を実行してもよい。飛行中処理部、例えば、飛行制御処理部112の一部(図1A)は、ウイングを下げる、テールブームを下ける、付属物、例えば、収納されたペイロード、バッテリまたは他のいくつかのペイロードコンポーネントを下げるための命令を実行するために、ピン、水平器、ねじ、ボルト等のような関連の作動要素に出力してもよい。任務が完了すると(テスト167)、プロセッサはプロセッサ110を電力オフにしてもよい、またはいくつかの実施形態では、任務完了後または任務が回復できないほど失敗に終わったと判断した場合、自爆コンポーネントに命令を下してもよい。
【0014】
図2は、システム200が、CPU210と、全地球測位システム(GPS)センサおよび処理部221と、大気圧センサ222と、バッテリ224を含む電源と、アップリンク受信機およびプロセッサを含んでもよい遠隔測定部223と、を含む飛行制御コンポーネント220とを含む飛行体のための本発明の実施形態のトップレベル機能のブロック図である。飛行制御コンポーネントは、また、慣性計測ユニットおよび/または加速度計および/またはジャイロセンサを含んでもよい。システム200はカメラ225のような画像センサをさらに含んでもよい。システム200は、前方ポート/左ロータドライブ231と、前方スターボード/右ロータドライブ232と、後部ロータドライブ233と、前方ポート/左ロータティルト234と、前方スターボード/右ロータティルト235と、前方スターボード/右ロータガードセンサ236と、前方ポート/左ロータガードセンサ237とをさらに含んでもよい。システムはランディングギアを含んでもよく、任務設定にはランディングギアを収納された位置状態から伸張するまたは解放することを要してもよいおよび/またはランディングギアをシステムから下ろすことを要してもよい。したがって、システム200は、前方ポート/左ランディングギア解放アクチュエータ241と、前方スターボード/右ランディングギア解放アクチュエータ242と、後部ランディングギア解放アクチュエータ243と、前方スターボード/右ランディングギアセンサ244と、前方ポート/左ランディングギアセンサ245と、後部ランディングギアセンサ246とをさらに含んでもよい。システム200は、ペイロードまたはカーゴセンサ251を含んでもよく、ペイロードまたはカーゴ解放アクチュエータ252をさらに含んでもよい。システム200は、前方ポート/左翼センサ261と、前方スターボード/右翼センサ262と、テールまたはテールブームセンサ263と、テールブーム解放アクチュエータ(図示せず)と、前方ポート/左翼解放アクチュエータ264と、前方スターボード/右翼解放アクチュエータ265とをさらに含んでもよい。システム200は、自爆安全/武器回路270をさらに含んでもよい。通信路は有線および/または無線、例えば、無線周波数および/または赤外線であってもよい。有線通信路は、IEEE1553、イーサネットおよびユニバーサルシリアルバス(USB)を含むプロトコルを有する金属線チャンネル(metal wire channel)ならびに光ファイバチャンネルを含んでもよい。
【0015】
図3は、デバイス電子機器、回路および処理部、補助バッテリおよび/または主要ペイロードを配置するための前方容積部311と、デバイス電子機器、回路および処理部、電源および/または補助ペイロードを配置するための機体中間容積部(mid−body volume)312とを含む胴体310を含む本発明の例示的な飛行体の実施形態300の上面図である。車体300はポート/左翼基部321とスターボード/右翼基部322とをさらに含んでもよく、これらの翼321、322のそれぞれまたはその一部はエレベータ、エルロンまたはエレボンとして作動してもよい。車体はポート/左尾翼323とスターボード/右尾翼324とをさらに含んでもよい。これらの翼323、324のそれぞれは垂直尾翼325上に配置されてもよく、これらの翼323、324のそれぞれまたはその一部は逆vテールを含んでもよく、かつラダーベーターとして作動してもよい。飛行体300はポート/左ロータ331と、スターボード/右ロータ332と、後部ロータ333と、ポート/左翼基部321に着脱可能に取り付けられるポート/左ロータガード334と、スターボード/右翼基部335に着脱可能に取り付けられるスターボード/右ロータガード335とをさらに含んでもよい。飛行体300は飛行体のノーズに配置される、機体に固定された画像センサ、例えば、カメラ340をさらに含んでもよい。ノーズ位置にはピトー管をさらに含んでもよい。
【0016】
図4は、機体中間容積部312におけるCPU210とバッテリ224の例示的な配置を示す本発明の例示的な飛行体の実施形態400の一部切開上面図である。垂直尾翼325は胴体310から取り外されて示され、ポート/左外部翼コンポーネント421はポート/左翼基部321の近傍に示される。この例においてポート/左翼基部321は、ウイングセンサ261と、ランディングギア解放アクチュエータが配置されてもよい電力を受信するためのアクチュエータ容積部411と、CPUから出力された電圧または信号をポート/左外部翼コンポーネント421に配置されうる1つ以上のデバイスに接続してもよいコネクタ412とをさらに含んで示される。この例では、ポート/左ロータ431および後部ロータ433は4ブレードロータとして示される。いくつかの例の各ロータは複数のブレードを含むが、記載の教示はすべてのロータ実施形態に適用される。
【0017】
図5は、構成が飛行にふさわしくない本発明の別の例示的な飛行体の実施形態500の上面図である。例えば、v形状の尾翼対(例えば、ラダーベーター)テールブームまたは後部ロータのいずれがなくては、電源がオンになった場合、図5に示されるような構成の構成チェックは「ノーゴー」に戻るであろう。構成チェックは、また、構成が任務設定に必要な構成に適合するためにポート/左ロータガードおよびスターボード/右ロータガードがそれら各々の翼基部に取り付けられることを必要としてもよい。
【0018】
図6は、ポート/左334ロータガードおよびスターボード/右335ロータガードがそれら各々の翼基部に取り付けられてもよく、かつ垂直尾翼325と後部ロータ333の両方が取り付けられる本発明の別の例示的な飛行体の実施形態600の上面図である。この例では、テールブームは、また、任務設定に適合するためにv形状の尾翼対324、323(図3)またはラダーベーターを含んでも含まなくてもよい。したがって、構成チェックをパスしてもよく、車体は発進モードの準備ができた状態に置かれてもよい。
【0019】
図7は、ポート/左外部翼コンポーネント711がポート/左翼基部321に取り付けられ、スターボード/右外部翼コンポーネント712がスターボード/右翼基部322に取り付けられる本発明の別の例示的な飛行体の実施形態700の上面図である。この例では、垂直尾翼325は、また、任務設定に適合するためにv形状の尾翼対324、323(図3)を含んでもよい。
【0020】
図8は、飛行前モードにおいて、車体の翼幅を、この例では、ポート/左外部翼コンポーネント811を翼幅がより狭いもの711と交換することにより、かつスターボード/右外部翼コンポーネント812を翼幅がより狭いもの712と交換することにより変更してもよい、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態800の上面図である。図8は、また、テールブーム820を含む飛行体の実施形態800を示す。加えて、示されるように前方ロータ331、332は、任務設定に応答して発進前に前方位置に命じられてもよい。図9は、より長い翼幅を有する例示的な飛行体の実施形態900の上面図である。図10は、前に言及したより短い翼幅を有する例示的な飛行体の実施形態1000の上面図である。
【0021】
図11は、着陸時に着陸面をあけるために発進前、飛行時および着陸時にポートロータが傾けられてもよい本発明の別の例示的な飛行体の実施形態1100の側面図である。前方位置において、ロータはプロペラとして機能する。任意の表面が、ポート/左翼基部321から、または1110に示されるように、胴体310の一部から延在してもよい。任意の表面1120が垂直尾翼325から延在してもよい。これらの例示的な表面は、車体が車体の長手方向の軸線の方向に移動する場合に揚力を提供してもよく、これらの例示的な表面は着陸の際に車体に構造支持を提供してもよい。したがって、前方プロペラ/ロータクリアランスに対応するような大きさに作られてもよい。
【0022】
上記実施形態の特定の特徴および態様の様々な組み合わせおよび/または副次的な組み合わせを作ることができ、これらは本発明の範囲内であることが企図される。したがって、開示された発明の種々の態様を形成するために、開示された実施形態の様々な特徴および態様は、互いに組み合わされる、または置換することができることが理解されよう。さらに、本明細書で実施例により開示された本発明の範囲は、上記された特定の開示された実施形態に限定されるべきではない。
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、2009年11月25日に出願の米国仮特許出願第61/264,587号明細書の優先権および利益を主張するものであり、その開示の全てがあらゆる目的のため参照により本明細書中に組み込まれる。
【0002】
実施形態は、デバイスの自動構成制御に関し、特に、認識した構成コンポーネントに基づき動作モードを実行するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0003】
無人航空機(UAV)のような車体は、作業領域に移動させる前に組み立てることができるとともに、作業領域において組み立てるまたは再度組み立てることができる。
【発明の概要】
【0004】
実施形態は、システム/デバイス構成を決定するため、および決定された構成に基づき動作モードを設定するための方法、システムおよびデバイスを含む。例えば、実施形態は、(a)少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを処理ユニットにより受信するステップと、(b)現在の動作モード設定を有する処理ユニットが、受信したコンポーネント情報セットと初期動作モード設定および現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するステップとを含む動作モード決定の方法を含んでもよい。いくつかの実施形態は、(c)1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定するステップと、(d)決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行するステップと、(e)決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行するステップと、をさらに含んでもよい。
【0005】
いくつかの例示的な実施形態は、処理ユニットとアドレス指定可能な部材とを含むコンピューティングデバイスを含んでもよい。処理ユニットは(a)少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および(b)現在の動作モード設定を有するデバイスが、受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されている。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイスの処理ユニットはさらに(c)1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定するように、(d)決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行するように、および(e)決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行するように構成されていてもよい。
【0006】
いくつかの実施形態は、処理ユニットが(i)少なくとも1つのシステムコンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および(ii)現在の動作モード設定を有する処理ユニットが、受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されている(a)処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材と、(b)少なくとも1つのシステムコンポーネントを検知するように構成されている少なくとも1つのセンサと、を含むシステムを含んでもよい。いくつかのシステム実施形態は、コンポーネント情報セットに関連するシステムコンポーネントをさらに含んでもよい。いくつかのシステム実施形態はコンポーネント情報セットに関連する1つ以上のパラメータを含むデータ記憶装置をさらに含んでもよい。
【0007】
加えて、実施形態は、プロセッサが実行可能な命令を有するプロセッサ可読非一時的媒体(processor−readable non−transient medium)を含んでもよい。プロセッサが実行可能な命令は、プロセッサにより実行されると、プロセッサに(a)少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを受信させ、(b)現在の動作モード設定を有するプロセッサが、受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定させ、(c)1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定させ、(d)決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行させ、および(e)決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行する。
【0008】
実施形態は例として示され、添付の図面の図に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1A】図1Aは、本発明の実施形態のトップレベル機能のブロック図である。
【図1B】図1Bは、本発明の実施形態のトップレベルモードの論理フローチャートである。
【図2】図2は、本発明の実施形態のトップレベル機能のブロック図である。
【図3】図3は、本発明の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図4】図4は、本発明の例示的な飛行体の実施形態の一部切開上面図である。
【図5】図5は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図6】図6は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図7】図7は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図8】図8は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図9】図9は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図10】図10は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の上面図である。
【図11】図11は、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
例示的な実施形態を示す図面を参照する。図1Aは、処理デバイスまたはプロセッサ110が1つ以上の中央処理ユニット(CPUs)およびアドレス指定可能なメモリを含みうる本発明の実施形態のトップレベル機能のブロック図である。プロセッサ110は、実行可能な命令の機能的なモジュールおよび/またはファームウェアモジュールを含んでもよい。プロセッサ110は、モード制御、飛行制御および/またはセンサ処理/フィルタリングを実施するための命令を実行するように構成されてもよい。飛行体のモード制御部111は飛行中モード設定に従いパラメータ、フィルタおよび制御ループのフィードバックゲインを設定または変更してもよい。飛行体のモード制御部111は飛行前モード設定に従い外部コンポーネントの存在をテストしてもよい。飛行体のモード制御部111は飛行条件を代表する測定基準の値および/または他の飛行パラメータの値のテスト結果に基づきモードを変更するかどうかを決定してもよい。飛行体の飛行制御部112は検知した車体力学、検知したおよび/または推定した車体位置および/または速度ならびに機首方位および/または姿勢コマンドを受信してもよい。飛行制御部112はコマンドをモータ150、例えばプロペラモータに、およびアクチュエータ、例えば制御面アクチュエータに出力してもよい。センサプロセッサ113は飛行制御センサ130により参照される加速度計および/またはジャイロスコープのような車体力学センサから出力を受信してもよい。センサプロセッサ113はコンポーネントセンサ120から存在またはコンポーネントを示しうる出力を受信してもよい。センサプロセッサ113はフィルタ済みのおよび/または加工済みの情報を飛行制御処理部112に提供する前に飛行制御センサ130からの入力をフィルタしてもよい、またはそうでなければ調整してもよい。実施形態には、センサ処理部113、飛行制御処理部112により実行されてもよい、またはプロセッサ110の2つの処理モジュール間に分配される航法処理部を含んでもよい。コンポーネントセンサ120の出力は、センサ処理部113がコンポーネント情報データベースの参照にあたり指数として使用することができる情報を含んでもよい。例示的なコンポーネントセンサは、無線ICタグ(rfid)と、インダクタンス/ホール効果センサまたは電圧センサとを含む。例えば、いくつかの実施形態では、外部コンポーネントは車体から電源を引き、電圧信号経路に情報を重ねてもよい。
【0011】
プロセッサ110の機能によっては、機能および可能出力を含む他のモジュールが追加または除去されてもよい。さらに、本明細書中に記載される例示的なプロセッサ110のモジュールは、本明細書中に記載される機能およびプロセスを実行することができる限りは、さらに分割され、他の機能と組み合わされてもよい。種々のモジュールは、また、ハードウェアまたはハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、すなわちファームウェアで実施してもよい。
【0012】
飛行体の実施形態において、外部コンポーネントは、揚力面拡張部(lifting surface extension)と、テールブームと、ロータと、バッテリモジュールと、ペイロードモジュールと、を含んでもよい。外部コンポーネントが揚力面拡張部である場合、関連のコンポーネントセンサにより提供される情報は(a)翼幅、翼弦、スイープ、対称特性および材料のような翼および(b)補助バッテリタイプのようなペイロードに索引付けされた情報を含むコンポーネント特定データベース140にアクセスすることができるセンサ処理部113の指数であってもよい。
【0013】
図1Bは、「電源オン」後、処理部が飛行前点検(ステップ161)を開始するための入力を受信する本発明の実施形態のトップレベルモードの論理フローチャート160である。飛行前モードにおいて、処理部は、任務設定を入力および/または構成チェックを実行してもよい(ステップ162)。任務設定には、発進前構成パラメータと、飛行中構成パラメータと、1つ以上のウェイポイントと、ターゲットポイントと、踏査および/または監視軌道パラメータと、を含んでもよい。構成チェックは、コンポーネントセンサの入力を受信するステップと、コンポーネント情報データベースを参照するステップと、および/または選択した任務設定に基づきコンポーネントセンサの入力を発進前構成パラメータと比較するステップという追加のステップを含んでもよい構成決定である。決定された構成が選択した任務設定に基づく発進前構成パラメータに適合する場合(テスト163)、そこでシステムは発進準備完了モードに移行してもよい(テスト165)。決定された構成が選択した任務設定に基づく発進前構成パラメータに適合しない場合(テスト163)、そこでシステムは「ノーゴー」モードに移行してもよい(ステップ164)。任意選択で、操作者は発進を強制的に行うために「ノーゴー」モードのオーバーライドを実行してもよい。操作者および/またはプロセッサが飛行前点検を再開する、および/または検知されたコンポーネントの変化が構成チェックを起動してもよい、および/または任務設定の変更が構成チェックを起動してもよい。飛行中モードでは(ステップ166)、処理部が1つ以上の任務パラメータに基づき構成を変更するための命令を実行してもよい。飛行中処理部、例えば、飛行制御処理部112の一部(図1A)は、ウイングを下げる、テールブームを下ける、付属物、例えば、収納されたペイロード、バッテリまたは他のいくつかのペイロードコンポーネントを下げるための命令を実行するために、ピン、水平器、ねじ、ボルト等のような関連の作動要素に出力してもよい。任務が完了すると(テスト167)、プロセッサはプロセッサ110を電力オフにしてもよい、またはいくつかの実施形態では、任務完了後または任務が回復できないほど失敗に終わったと判断した場合、自爆コンポーネントに命令を下してもよい。
【0014】
図2は、システム200が、CPU210と、全地球測位システム(GPS)センサおよび処理部221と、大気圧センサ222と、バッテリ224を含む電源と、アップリンク受信機およびプロセッサを含んでもよい遠隔測定部223と、を含む飛行制御コンポーネント220とを含む飛行体のための本発明の実施形態のトップレベル機能のブロック図である。飛行制御コンポーネントは、また、慣性計測ユニットおよび/または加速度計および/またはジャイロセンサを含んでもよい。システム200はカメラ225のような画像センサをさらに含んでもよい。システム200は、前方ポート/左ロータドライブ231と、前方スターボード/右ロータドライブ232と、後部ロータドライブ233と、前方ポート/左ロータティルト234と、前方スターボード/右ロータティルト235と、前方スターボード/右ロータガードセンサ236と、前方ポート/左ロータガードセンサ237とをさらに含んでもよい。システムはランディングギアを含んでもよく、任務設定にはランディングギアを収納された位置状態から伸張するまたは解放することを要してもよいおよび/またはランディングギアをシステムから下ろすことを要してもよい。したがって、システム200は、前方ポート/左ランディングギア解放アクチュエータ241と、前方スターボード/右ランディングギア解放アクチュエータ242と、後部ランディングギア解放アクチュエータ243と、前方スターボード/右ランディングギアセンサ244と、前方ポート/左ランディングギアセンサ245と、後部ランディングギアセンサ246とをさらに含んでもよい。システム200は、ペイロードまたはカーゴセンサ251を含んでもよく、ペイロードまたはカーゴ解放アクチュエータ252をさらに含んでもよい。システム200は、前方ポート/左翼センサ261と、前方スターボード/右翼センサ262と、テールまたはテールブームセンサ263と、テールブーム解放アクチュエータ(図示せず)と、前方ポート/左翼解放アクチュエータ264と、前方スターボード/右翼解放アクチュエータ265とをさらに含んでもよい。システム200は、自爆安全/武器回路270をさらに含んでもよい。通信路は有線および/または無線、例えば、無線周波数および/または赤外線であってもよい。有線通信路は、IEEE1553、イーサネットおよびユニバーサルシリアルバス(USB)を含むプロトコルを有する金属線チャンネル(metal wire channel)ならびに光ファイバチャンネルを含んでもよい。
【0015】
図3は、デバイス電子機器、回路および処理部、補助バッテリおよび/または主要ペイロードを配置するための前方容積部311と、デバイス電子機器、回路および処理部、電源および/または補助ペイロードを配置するための機体中間容積部(mid−body volume)312とを含む胴体310を含む本発明の例示的な飛行体の実施形態300の上面図である。車体300はポート/左翼基部321とスターボード/右翼基部322とをさらに含んでもよく、これらの翼321、322のそれぞれまたはその一部はエレベータ、エルロンまたはエレボンとして作動してもよい。車体はポート/左尾翼323とスターボード/右尾翼324とをさらに含んでもよい。これらの翼323、324のそれぞれは垂直尾翼325上に配置されてもよく、これらの翼323、324のそれぞれまたはその一部は逆vテールを含んでもよく、かつラダーベーターとして作動してもよい。飛行体300はポート/左ロータ331と、スターボード/右ロータ332と、後部ロータ333と、ポート/左翼基部321に着脱可能に取り付けられるポート/左ロータガード334と、スターボード/右翼基部335に着脱可能に取り付けられるスターボード/右ロータガード335とをさらに含んでもよい。飛行体300は飛行体のノーズに配置される、機体に固定された画像センサ、例えば、カメラ340をさらに含んでもよい。ノーズ位置にはピトー管をさらに含んでもよい。
【0016】
図4は、機体中間容積部312におけるCPU210とバッテリ224の例示的な配置を示す本発明の例示的な飛行体の実施形態400の一部切開上面図である。垂直尾翼325は胴体310から取り外されて示され、ポート/左外部翼コンポーネント421はポート/左翼基部321の近傍に示される。この例においてポート/左翼基部321は、ウイングセンサ261と、ランディングギア解放アクチュエータが配置されてもよい電力を受信するためのアクチュエータ容積部411と、CPUから出力された電圧または信号をポート/左外部翼コンポーネント421に配置されうる1つ以上のデバイスに接続してもよいコネクタ412とをさらに含んで示される。この例では、ポート/左ロータ431および後部ロータ433は4ブレードロータとして示される。いくつかの例の各ロータは複数のブレードを含むが、記載の教示はすべてのロータ実施形態に適用される。
【0017】
図5は、構成が飛行にふさわしくない本発明の別の例示的な飛行体の実施形態500の上面図である。例えば、v形状の尾翼対(例えば、ラダーベーター)テールブームまたは後部ロータのいずれがなくては、電源がオンになった場合、図5に示されるような構成の構成チェックは「ノーゴー」に戻るであろう。構成チェックは、また、構成が任務設定に必要な構成に適合するためにポート/左ロータガードおよびスターボード/右ロータガードがそれら各々の翼基部に取り付けられることを必要としてもよい。
【0018】
図6は、ポート/左334ロータガードおよびスターボード/右335ロータガードがそれら各々の翼基部に取り付けられてもよく、かつ垂直尾翼325と後部ロータ333の両方が取り付けられる本発明の別の例示的な飛行体の実施形態600の上面図である。この例では、テールブームは、また、任務設定に適合するためにv形状の尾翼対324、323(図3)またはラダーベーターを含んでも含まなくてもよい。したがって、構成チェックをパスしてもよく、車体は発進モードの準備ができた状態に置かれてもよい。
【0019】
図7は、ポート/左外部翼コンポーネント711がポート/左翼基部321に取り付けられ、スターボード/右外部翼コンポーネント712がスターボード/右翼基部322に取り付けられる本発明の別の例示的な飛行体の実施形態700の上面図である。この例では、垂直尾翼325は、また、任務設定に適合するためにv形状の尾翼対324、323(図3)を含んでもよい。
【0020】
図8は、飛行前モードにおいて、車体の翼幅を、この例では、ポート/左外部翼コンポーネント811を翼幅がより狭いもの711と交換することにより、かつスターボード/右外部翼コンポーネント812を翼幅がより狭いもの712と交換することにより変更してもよい、本発明の別の例示的な飛行体の実施形態800の上面図である。図8は、また、テールブーム820を含む飛行体の実施形態800を示す。加えて、示されるように前方ロータ331、332は、任務設定に応答して発進前に前方位置に命じられてもよい。図9は、より長い翼幅を有する例示的な飛行体の実施形態900の上面図である。図10は、前に言及したより短い翼幅を有する例示的な飛行体の実施形態1000の上面図である。
【0021】
図11は、着陸時に着陸面をあけるために発進前、飛行時および着陸時にポートロータが傾けられてもよい本発明の別の例示的な飛行体の実施形態1100の側面図である。前方位置において、ロータはプロペラとして機能する。任意の表面が、ポート/左翼基部321から、または1110に示されるように、胴体310の一部から延在してもよい。任意の表面1120が垂直尾翼325から延在してもよい。これらの例示的な表面は、車体が車体の長手方向の軸線の方向に移動する場合に揚力を提供してもよく、これらの例示的な表面は着陸の際に車体に構造支持を提供してもよい。したがって、前方プロペラ/ロータクリアランスに対応するような大きさに作られてもよい。
【0022】
上記実施形態の特定の特徴および態様の様々な組み合わせおよび/または副次的な組み合わせを作ることができ、これらは本発明の範囲内であることが企図される。したがって、開示された発明の種々の態様を形成するために、開示された実施形態の様々な特徴および態様は、互いに組み合わされる、または置換することができることが理解されよう。さらに、本明細書で実施例により開示された本発明の範囲は、上記された特定の開示された実施形態に限定されるべきではない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動作モード決定方法において、
少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを処理ユニットにより受信するステップと、
現在の動作モード設定を有する前記処理ユニットが、前記受信したコンポーネント情報セットと初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するステップと、
を含むことを特徴とする動作モード決定方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法において、
前記1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定するステップと、
前記決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行するステップと、
前記決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項3】
コンピューティングデバイスにおいて、
処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材を含み、前記処理ユニットは、
少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および
現在の動作モード設定を有するデバイスが、前記受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されていることを特徴とするコンピューティングデバイス。
【請求項4】
請求項3に記載のコンピューティングデバイスにおいて、
前記処理ユニットは、さらに、
前記1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定するように、
前記決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行するように、および
前記決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行するように構成されていることを特徴とするコンピューティングデバイス。
【請求項5】
システムにおいて、
処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材であって、前記処理ユニットは、
少なくとも1つのシステムコンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および
現在の動作モード設定を有する前記処理ユニットが、前記受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されている処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材と、
前記少なくとも1つのシステムコンポーネントを検知するように構成されている少なくとも1つのセンサと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項6】
請求項5に記載のシステムにおいて、前記コンポーネント情報セットに関連するシステムコンポーネントをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項7】
請求項5に記載のシステムにおいて、前記コンポーネント情報セットに関連する1つ以上のパラメータを含むデータ記憶装置をさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項8】
飛行体において、
処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材であって、前記処理ユニットは、
少なくとも1つのシステムコンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および
現在の動作モード設定を有する前記処理ユニットが、前記受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されている処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材と、
前記少なくとも1つのシステムコンポーネントを検知するように構成されている少なくとも1つのセンサを検知するための手段と、
を含むことを特徴とする飛行体。
【請求項9】
請求項8に記載の飛行体において、前記少なくとも1つのシステムコンポーネントが翼の一部であることを特徴とする飛行体
【請求項10】
請求項8に記載の飛行体において、前記少なくとも1つのシステムコンポーネントがテールブームであることを特徴とする飛行体
【請求項11】
プロセッサが実行可能な命令を有するプロセッサ可読非一時的媒体において、前記プロセッサが実行可能な命令は、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを受信させ、
現在の動作モード設定を有する前記プロセッサが、前記受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定させ、
前記1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定させ、
前記決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行させ、
前記決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行させることを特徴とするプロセッサ可読非一時的媒体。
【請求項1】
動作モード決定方法において、
少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを処理ユニットにより受信するステップと、
現在の動作モード設定を有する前記処理ユニットが、前記受信したコンポーネント情報セットと初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するステップと、
を含むことを特徴とする動作モード決定方法。
【請求項2】
請求項1に記載の方法において、
前記1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定するステップと、
前記決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行するステップと、
前記決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行するステップと、
をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項3】
コンピューティングデバイスにおいて、
処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材を含み、前記処理ユニットは、
少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および
現在の動作モード設定を有するデバイスが、前記受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されていることを特徴とするコンピューティングデバイス。
【請求項4】
請求項3に記載のコンピューティングデバイスにおいて、
前記処理ユニットは、さらに、
前記1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定するように、
前記決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行するように、および
前記決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行するように構成されていることを特徴とするコンピューティングデバイス。
【請求項5】
システムにおいて、
処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材であって、前記処理ユニットは、
少なくとも1つのシステムコンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および
現在の動作モード設定を有する前記処理ユニットが、前記受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されている処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材と、
前記少なくとも1つのシステムコンポーネントを検知するように構成されている少なくとも1つのセンサと、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項6】
請求項5に記載のシステムにおいて、前記コンポーネント情報セットに関連するシステムコンポーネントをさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項7】
請求項5に記載のシステムにおいて、前記コンポーネント情報セットに関連する1つ以上のパラメータを含むデータ記憶装置をさらに含むことを特徴とするシステム。
【請求項8】
飛行体において、
処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材であって、前記処理ユニットは、
少なくとも1つのシステムコンポーネントのコンポーネント情報セットを受信するように、および
現在の動作モード設定を有する前記処理ユニットが、前記受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定するように構成されている処理ユニットおよびアドレス指定可能な部材と、
前記少なくとも1つのシステムコンポーネントを検知するように構成されている少なくとも1つのセンサを検知するための手段と、
を含むことを特徴とする飛行体。
【請求項9】
請求項8に記載の飛行体において、前記少なくとも1つのシステムコンポーネントが翼の一部であることを特徴とする飛行体
【請求項10】
請求項8に記載の飛行体において、前記少なくとも1つのシステムコンポーネントがテールブームであることを特徴とする飛行体
【請求項11】
プロセッサが実行可能な命令を有するプロセッサ可読非一時的媒体において、前記プロセッサが実行可能な命令は、プロセッサにより実行されると、前記プロセッサに、
少なくとも1つの外部コンポーネントのコンポーネント情報セットを受信させ、
現在の動作モード設定を有する前記プロセッサが、前記受信したコンポーネント情報と初期動作モード設定および前記現在の動作モード設定の少なくとも1つとに基づき動作モードを決定させ、
前記1つ以上の受信したコンポーネント情報セットのすべてが構成要件に一致するかどうかを決定させ、
前記決定が論理積一致の場合に飛行準備完了状態に移行させ、
前記決定が論理積一致でない場合にリセット状態に移行させることを特徴とするプロセッサ可読非一時的媒体。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公表番号】特表2013−512147(P2013−512147A)
【公表日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−541195(P2012−541195)
【出願日】平成22年11月24日(2010.11.24)
【国際出願番号】PCT/US2010/058020
【国際公開番号】WO2011/066400
【国際公開日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.イーサネット
【出願人】(512059877)エアロバイロメント,インコーポレイテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】AEROVIRONMENT,INC.
【公表日】平成25年4月11日(2013.4.11)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月24日(2010.11.24)
【国際出願番号】PCT/US2010/058020
【国際公開番号】WO2011/066400
【国際公開日】平成23年6月3日(2011.6.3)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.イーサネット
【出願人】(512059877)エアロバイロメント,インコーポレイテッド (8)
【氏名又は名称原語表記】AEROVIRONMENT,INC.
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