JP2013128287A - 無人機の無線制御および関連する偵察データへのアクセス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】無人機(UAV)を制御することは、無線デバイス(例えば、携帯電話)を使用し、無線通信ネットワーク(例えば、もっぱら携帯電話通信用に構成されている既存携帯電話ネットワーク)を介して制御メッセージをUAVの受信機に送信することにより実行されうる。それに加えて、無線デバイスは、前記UAVの送信機からの通信を受け取るために使用され、また無線デバイスは、無線ネットワークを介して送信機から通信を受け取る。このような通信の実施例は、偵察情報およびUAV監視情報を含む。
【選択図】図1
Description
ステムおよび方法を対象とする。
および/または非常に危険なものとなる地域に、極めて効果的に、また経済的にアクセス
できる。例えば、遠隔制御カメラを装備した無人機は、広範な偵察任務をこなすことがで
き、この任務は、漁業では魚群の発見、気象条件の監視、中央政府の場合は国境監視、お
よび軍事作戦の実行前、実行中、および/または実行後の軍事偵察を含む。
存の無人機システム(制御デバイス、発射デバイス、回収デバイス、および保管方法とと
もに無人機それ自体を含むことができる)は、典型的には、直接RF通信または衛星通信
を使用して制御される。直接RFベース制御は、短距離および高出力という要求条件によ
り制限される。また、UAVと地上管制局の両方に専用機器を必要とする。
できることもあるが、衛星制御は、典型的には、低帯域幅および低データ転送速度の限界
によって制限される。以前に使用されていた衛星ベース制御技術の一実施例は、イリジウ
ムである。イリジウムは、毎秒〜2.4kビットの転送速度で長距離データ接続を行う低
軌道衛星通信システムである。衛星による制御には、帯域幅が限られ、データ転送速度が
遅いという欠点があるだけでなく、直接RFのように、典型的には、高出力要求条件、高
コスト、および専用機器(例えば、中継局および送受信用の大型パラボラアンテナ)も伴
う。
本発明の態様は、一般に、無人機を無線制御し、関連する偵察データおよび監視データ
にアクセスするためのシステムおよび方法を対象とする。一実施形態では、無線通信ネッ
トワーク(例えば、既存の携帯電話ネットワーク)は、ハンドヘルドデバイス(携帯電話
またはPDA)とともに使用され、場合によっては、他のサポート技術とともに使用され
、これにより、コマンドおよび制御データを1つまたは複数のUAVに伝達し、および/
またはUAVから送信される信号およびデータを監視する。例えば、これは、1つまたは
複数のUAVの離陸および/または着陸を制御すること、1つまたは複数のUAVの武器
システムを制御する1つまたは複数のUAVの空中操縦を制御すること、1つまたは複数
のUAVから任務偵察情報を受信すること(国境偵察情報、移動体または静止体などの追
跡などを含む)、UAVの調子および/または状態の監視に関する情報を受信すること、
および1つまたは複数のUAVの領域内の他の飛行機を監視することなどを含むことがで
きる。このようにして、特別注文の直接通信システムを設計し、構築することなく、また
高価で複雑な衛星システムに依存することなく、長距離通信を行うことができる。
とで、建物や他の大型の構造物などの障害物により直接RF通信が妨げられることの多い
都市部において、ほぼ無制限に通信距離を利用することができる。さらに、一般的に、都
市部では携帯電話サービスおよび関連サービスに対する需要が高いため、都市部には密集
した既存の無線通信機能が置かれている。
、特注デバイスであってよいが、既存のデバイスも使用できる。例えば、多くの既製の無
線デバイスは、プログラミングの自由度が高く(例えば、一部はJava(登録商標)な
どのプログラミング言語による)、任意のユーザーインターフェースをサポートし、無線
リンクを介して、無線デバイス(例えば、地上または機上の)およびコンピュータシステ
ムを含む他のデバイスに接続する。さらに、このような無線デバイスは、典型的には小型
、携帯型で、安価であり、必要電力も少ない。
ため、無線通信ネットワークおよびサポートデバイスを使用してUAVを制御することで
、高い帯域幅に対応することができ、その結果、制御の応答性が高まり、ビデオ画質およ
びフレームレートが向上する(例えば、UAVからビデオ画像を送り返す場合)。例えば
、現行世代の無線システムは、毎秒〜300kビットの速度で稼働することができる−そ
れに対し既存の衛星システムでは毎秒〜2.4kビットである。
図1〜図4および以下の説明は、本発明のいくつかの態様を実施できる好適な環境につ
いて簡潔に述べた概要説明である。本発明のいくつかの態様は、磁気的または光学的可読
コンピュータディスクを含む、コンピュータ可読媒体上で、半導体メモリ、ナノテクノロ
ジーメモリ、有機または光メモリ、あるいは他の携帯型データ記憶媒体上のマイクロコー
ドとして、格納されるか、または配布されうる。実際、本発明のいくつかの態様によるコ
ンピュータ実装命令、データ構造体、画面表示、および他のデータは、一定期間にわたっ
て伝搬媒体(例えば、電磁波、音波など)を介した伝搬信号に載せてインターネット越し
に、または他のネットワーク(無線ネットワークを含む)越しに、またはアナログまたは
デジタルネットワーク(パケット交換、回線交換、または他の方式)上で、配布すること
ができる。
うちの1つまたは複数の命令を実行するように特にプログラムされるか、構成されるか、
またはそのような構造を有する専用コンピュータまたはデータプロセッサで具現化されう
る。また、本発明のいくつかの態様は、通信ネットワークを通じてリンクされているリモ
ート処理デバイスによりタスクまたはモジュールが実行される分散コンピューティング環
境で実施することもできる。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は
、ローカルおよびリモートの両方のメモリ記憶装置デバイス内に配置されうる。
8に伝達し、および/またはUAV108から送信された信号およびデータにアクセスし
、監視するために、無線通信ネットワーク102(例えば、既存の携帯電話ネットワーク
)が移動体無線デバイス104(例えば、携帯電話および/またはPDA)および場合に
よっては他のサポート技術106(例えば、パーソナルコンピュータ(PC))とともに
使用される環境の一実施例を示すシステム図である。UAV108、ハンドヘルド無線デ
バイス104、および他のサポート技術106を無線通信ネットワーク102と組み合わ
せて、ある種のメッシュネットワーク110を形成する。
munication System)、GSM(Global System for Mobile Communications)、GPRS
(General Packet Radio Service)、EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolutio
n)、CDMA(符号分割多元接続)、IS−136/TDMA(時分割多元接続)、E
V−DO(evolution-data optimized)、アナログ、3GSM(第三世代GSM)、iD
EN(統合デジタル拡張ネットワーク(integrated digital enhanced network))など
を含む。
2、移動交換局114、ホームロケーションレジスタ(不図示)、ビジターロケーション
レジスタ(不図示)、無線ネットワークデータベース(不図示)などの大半の携帯電話ネ
ットワークに典型的なコンポーネントを備えることができる。移動体通信ネットワークの
チャネルが動作しうる周波数の一実施例は、824MHzから始まって894MHzで終
わる典型的な米国国内の携帯電話用周波数を含む。
アネットワーク)、またはさらには、公衆交換電話網(PSTN)などのさまざまな有線
または部分的に有線のネットワークを含むことができる。ここですべての種類のネットワ
ークが説明されているわけではないが、本発明のいくつかの態様は、多数の種類のネット
ワーク(例えば、衛星など)のフレームワーク内で実装されうる。典型的な無線通信ネッ
トワーク102の広がりは、極めて大きいため、数千マイル(数千キロメートル)と極め
て大きな有効通信距離が実用できる場合がある。さらに、大半の無線通信ネットワークは
、人間の声による会話をサポートするため低遅延向けに設計されている。この低遅延によ
り、ノードが地球の反対側に配置されている場合でも、高速なシステム反応時間が可能に
なる。
バイス(UAV108、モバイルデバイス104、コンピュータ/サポートデバイス10
6、または携帯電話付きPDAなどのこれらのハイブリッド派生物)のうち1つまたは複
数は、RF−ネットワーク間ブリッジを介して間接的に携帯電話ネットワークに接続でき
る。ネットワークブリッジ構成を使用することで、飛行機は、携帯電話サービスエリア外
で運航することができるが、それでも、移動地上局またはネットワークに直接接続された
PCにより制御されうる。それとは別に、PCは、ネットワーク内で動作するUAVを制
御するために携帯電話ネットワークの外から操作することができる。
ュネットワーク110を使用すると、飛行機−モバイルデバイス間の通信が簡単に行える
ようになり、モバイルデバイス104(地上に配置されており、地上管制局を備える)の
ユーザーは、コマンドをモバイルデバイス104に入力し、飛行機/UAV108を制御
したり、または飛行機/UAV108に搭載されたシステムにより収集されたデータにア
クセスしたりする。他の実施例では、メッシュネットワーク110により、飛行機間通信
が簡単に行えるようになり、その結果、ターゲットハンドオフ、衝突回避、間隔維持、お
よび編隊飛行などのシナリオを利用できる。小型のモバイルデバイスで典型的には利用可
能な環境よりも高度なユーザーインターフェース(UI)環境が必要な場合のために、メ
ッシュネットワーク110では、飛行機−コンピュータ間通信をサポートすることができ
、これは、インターネットなどの、無線ネットワークおよび/または有線ネットワークを
介して実行できる。例えば、PCを含むサポート技術106では、ネットワーク上の移動
体無線デバイスの代替えとして動作するように無線通信ネットワークに(ネットワークブ
リッジを介して)直接または間接的にアクセスすることができる。
ーとの直接通信を望んでいる場合のUAVの制御にもシナリオが存在しうる(例えば、共
同飛行機制御戦略に関して通信するために)。したがって、メッシュネットワーク110
は、テキストベース、さらには音声ベースとすることができる、モバイル間通信に使用さ
れうる。コンピュータ間通信も、同様の状況において使用することができるが、例えば、
PCまたは他のサポート技術106が、例えば、RF−ネットワーク間ブリッジを介して
、無線通信ネットワーク102上でモバイルデバイスの代替えとして使用される場合であ
る。
状況において、モバイルデバイス104からコンピュータ106への通信に使用されうる
。モバイルデバイス−コンピュータ間通信も、モバイルデバイス104とコンピュータま
たは他のサポートデバイス106との間で情報をやり取りする際に使用されうる。例えば
、この通信パターンは、UAV108との通信リンクを確立するためにモバイルデバイス
104が使用されるが、例えばより複雑な制御命令を入力したり、またはUAV108か
ら送信されたグラフィックが豊富に含まれる情報を表示するためにより堅牢なユーザーイ
ンターフェースを必要とするときにユーザーがコンピュータ/サポートデバイス106と
インターフェースする場合に使用することができる。
して)それ自体無線通信ネットワーク102に接続されている地上局PCと通信すること
により、通信ネットワーク102の物理的範囲外で運航することができる。この構成を用
いることで、UAV108自体が物理的通信ネットワーク102の外部にあるとしても、
無線通信ネットワーク内で1つまたは複数のモバイルデバイス104によるUAV108
の遠隔制御が可能になる。他の実施形態では、UAV(例えば、地上局の代わりに)は、
ネットワークとのブリッジとして使用される。そのため、このシナリオでは、無線通信ネ
ットワーク102の範囲内で運航する1台の飛行機108は、無線通信ネットワーク10
2内でモバイルデバイス104を使用してその範囲外にある飛行機を制御することを可能
にする。同様に、UAV108は、無線通信ネットワーク102のサービスエリアを動的
に拡張する「携帯電話の基地局(cell tower)」として動作しうる。
ワーク110内のノード間で使用される。例えば、複数のモバイルデバイスは、情報の異
なる側面をそれぞれのモバイルデバイスにストリーミングすることができる、単一のUA
Vとの通信リンクを確立することができる。情報のこれらの側面は、最終的には、単一デ
ータストリームに戻される形でまとめられうる(例えば、コンピュータで表示するため)
。このような複数呼び出し構成により、帯域幅を広げる(例えば、フルサイズおよびフル
フレームレートのデジタルビデオをUAV108からサポートデバイス106に渡すため
に必要に応じて)。複数の呼び出しを同時(またはほぼ同時)に使用できる他の方法では
、複合リンク信頼性を高める。これらの呼び出しに対し、最良の品質のリンクを動的に選
択する技術が使用されるように無線通信ネットワーク102で異なる基地局を通る経路を
指定することができる。
すブロック図である。携帯電話は、図1および図2において移動体無線デバイス104と
して示されているが、当業者であれば、本発明は、モバイルインターネットアプライアン
ス、ハンドヘルドデバイス、ウェアラブルコンピュータ、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家電製品、セットトップボックス、
PDA、携帯型ラップトップコンピュータなどを含む、他のデバイスおよび構成を用いて
実施されうることを理解するであろう。「モバイルデバイス」という用語は、このような
すべてのデバイスを含むことを意図されている。
複数の内部もしくは外部アンテナ202を有する。トランシーバ204は、1つまたは複
数のアンテナ202に接続され、典型的には、それぞれ送信信号および受信信号の変調お
よび復調を行う。トランシーバ204接続されているプロセッサユニット206は、シグ
ナルプロセッサ、マイクロプロセッサ、ASIC、または他の制御および処理論理回路を
備えることができる。プロセッサユニット206は、信号符号化、データ処理、入出力処
理、電力制御、および移動体通信デバイスを実装するのに必要なその他の機能を実行する
ことができる。ユーザー(例えば、飛行機制御要員)は、キーパッド208、マイク21
0、またはディスプレイ/タッチパッド212を介してプロセッサユニット206に入力
を送ることができる。次いで、プロセッサユニット206は、ディスプレイ/タッチパッ
ド212またはスピーカー214を介してユーザーに情報を送ることができる。
モリ218内の情報にアクセスし、情報をそれらのメモリ内に格納することができる。取
り外し不可能なメモリ216は、RAM、ROM、ハードディスク、またはその他の周知
のメモリ記憶装置技術からなるものとしてよい。取り外し可能なメモリ218は、GSM
通信システムでよく知られている、加入者識別モジュール(SIM)カード、または「ス
マートカード」などの他の周知のメモリ記憶装置技術からなるものとしてよい。無線コン
テンツブラウザアプリケーションおよび電話帳アプリケーションなどの一般的なアプリケ
ーション220は、取り外し可能なメモリ218または取り外し不可能なメモリ216の
いずれかで実装できる。取り外し可能なメモリ218および/または取り外し不可能なメ
モリ216は、さらに、複雑なユーザーインターフェースおよびフルカラーグラフィック
スをサポートするように構成されるか、またはプログラムされうる(例えば、モバイルバ
ージョンのJavaを使用して、またはモバイルバージョンのLinuxのC/C++で
)。取り外し可能なメモリ218および/または取り外し不可能なメモリ216は、さら
に、移動、拡大可能な地図などの機能を備えることができる、飛行機および/または最大
積載量の制御および視覚化を行うアプリケーション(例えば、Javaプログラム)を実
行するように構成されるか、またはプログラムされうる。それとは別に、モバイルデバイ
ス104は、制限された入力インターフェースのみを備え、中継画像を受動的に表示する
ように構成されうる。
ロック図である。特に、UAVは、無線通信ネットワークを介してUAVを制御できるよ
うにするオンボードコンポーネントをいくつか備えることができる。UAVは、さらに、
発信情報を供給することに関連するコンポーネントを有することもできる。発信情報は、
無線通信ネットワークを介して制御デバイスに送り返すことができる偵察または飛行機監
視情報を含むことができる。いくつかの実施形態では、これらのコンポーネントのいくつ
か、またはすべては、カメラ付き携帯電話などの民生用モバイルデバイスに関連付けられ
、図2のモバイルデバイス104に関して説明されているコンポーネントに非常によく似
ているものとしてよい。これらのコンポーネントのうちのどれか1つは、さらに、UAV
上に別々に組み込まれ(典型的なモバイルデバイス内にパッケージングされるのとは反対
に)、次いで、USBなどの技術を使用して接続されうる。
ットワークを介してUAVが通信できるように送信信号および受信信号の変調および復調
を行う、トランシーバおよび/またはゲートウェイコンポーネント304を備えることが
できる。トランシーバ304接続されているプロセッサユニット306は、シグナルプロ
セッサ、マイクロプロセッサ、ASIC、または他の制御および処理論理回路を備えるこ
とができる。プロセッサユニット306は、信号符号化、データ処理、入出力処理、電力
制御、およびUAVに搭載される移動体通信機能を実装するのに必要なその他の機能を実
行することができる。モバイルデバイス上に備えられるか、独立のコンポーネントとして
備えられるかに関係なく、プロセッサユニット306は、「単なる」通信プロセッサを超
えた複数の役割を果たすことができる。例えば、フライトコンピュータ、ミッションコン
ピュータ、ナビゲーションコンピュータ、またはビデオプロセッサ/プリプロセッサとし
て使用されうる。プロセッサユニット306は、取り外し不可能なメモリまたは取り外し
可能なメモリ(例えば、SIMカード)であるメモリ310内の情報にアクセスし、情報
をメモリ310内に格納することができる。必要に応じて、さまざまな一般および専用ア
プリケーション320をメモリ内に構成またはプログラムすることができる。
メラ付き携帯電話などのアフターマーケットモバイルデバイスに備えられるようになって
いる)は、UAV上のより多くの従来のイメージングセンサーを置き換えることができ、
そのため、超コンパクトISR(諜報、監視および偵察)UAVが実現される。例えば、
モバイルデバイスのムービーカメラまたはスチルカメラは、他の飛行機の「see and avoi
d」を行うために、または地上の物体を撮像するために使用されうる。
の調子を監視するなどの診断を実行するために使用できる。次いで、このエンジンの調子
の監視に関する情報は、音声チャネルを介して、UAVを制御するために使用されている
モバイルデバイス(地上局のモバイルデバイスなど)に渡されうる。いくつかの実施形態
では、標準的な携帯電話マイクは、UAV本体振動を測定するために、加速度計などの、
飛行機上の他の適切なトランスデューサで置き換えられる。この信号は、さらに、音声チ
ャネルまたはさらには通信ネットワークのデータチャネルを介して制御モバイルデバイス
に渡されうる。マイク316は、さらに、飛行機遠隔計測またはセンサーデータを取り込
んで無線通信リンク上で送信するためにも使用されうる。
声装置のように使用できる。いくつかのシナリオでは、これにより、エリアから安全に離
れていながら、離れた場所にいる人がUAVカメラの視野内で他人と話すことができる。
軍事目的で使用する状況では、UAV上のスピーカーコンポーネント314(または他の
モバイルデバイス関係コンポーネント)を使用し、道路にそって飛行し、電話をかけるこ
とにより、簡易爆発物(IED)を安全に爆発させることができる。例えば、UAVは、
敵IED上の携帯電話トリガを呼び出して、安全に起爆させることができる。
コンポーネントを備えている場合、AGPS機能318は、例えば、CDMAパイロット
トーン測定または実際のGPS測定を介してUAVのナビゲーションに使用されうる。こ
れにより、スタンドアロン型GPS受信機に比べて、干渉除去が改善されている。
イスコンポーネントを備えている場合、UAVは、選択的に電話をかけるか、または着信
を拒否するように構成されうる(例えば、戦略的目的のために)。また、UAVを使用す
ることで、戦闘地帯などの管理区域内で無許可電話をかけていないか調べるために携帯電
話通話活動を「盗聴」することができる。
る、図1のサポート技術/コンピュータ106などの、コンピュータ400の一実施例を
示すブロック図である。大半の従来のコンピュータと同様に、コンピュータ400は、演
算処理装置402、システムメモリ404、およびシステムメモリを備えるさまざまなシ
ステムコンポーネントを演算処理装置に結合するシステムバス406を備えることができ
る。演算処理装置402は、1つまたは複数の中央演算処理装置(CPU)、デジタルシ
グナルプロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(AISC)などの論理演算処理装
置としてよい。特に断りのない限り、図4に示されているさまざまなブロックの構造およ
び動作は、従来の設計のものである。そのため、そのようなブロックについては、当業者
によって容易に理解されるので、本明細書ではさらに詳しく説明はしない。
を伴うメモリバスを含む、周知のバス構造またはアーキテクチャを使用することができる
。システムメモリ404は、ランダムアクセスメモリ(RAM)408および読み取り専
用メモリ(ROM)410を含む。ROM410の一部を形成しうる、基本入出力システ
ム(I/O)412は、起動時などにコンピュータ400内の要素間の情報転送を助ける
基本ルーチンを含む。入出力システム412のハードウェア要素により、ユーザーは、キ
ーボードなどの入力デバイス、マウスなどのポインティングデバイス、またはマイク、ジ
ョイスティック、ゲームパッド、スキャナなどを含む他の入力デバイス(すべてが図に示
されているわけではない)を介して、コマンドおよび情報をコンピュータ400に入力す
ることができる。これらの入力デバイスやその他の入力デバイスは、バス406に結合す
るシリアポートインターフェイスなどのインターフェースを通じて演算処理装置402に
接続されるけれども、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)などの他のインターフェースを使用することもできる。例えば、カードを受け
入れるPCMCIAリーダーなどの他のハードウェアデバイスが、このインターフェース
に結合されうる。モニタまたは他の表示デバイスは、ビデオアダプタなどのビデオインタ
ーフェースを介してバス406に結合される。コンピュータ400は、スピーカー、プリ
ンタなどの他の出力デバイスを備えることができる。
のハードディスクドライブ414、ならびに取り外し可能な光ディスク420および磁気
ディスク422に対しそれぞれ読み書きするための光ディスクドライブ416および磁気
ディスクドライブ418を備える。光ディスク420は、CD−ROMとすることができ
、磁気ディスク422は、磁気フロッピー(登録商標)ディスクとすることができる。ハ
ードディスクドライブ414、光ディスクドライブ416、および磁気ディスクドライブ
418は、バス406を介して演算処理装置402と通信する。ハードディスクドライブ
414、光ディスクドライブ416、および磁気ディスクドライブ418は、当業者に周
知なように、そのようなドライブとバス406との間に結合されるインターフェースまた
はコントローラ(不図示)を備えることができる。ドライブ414、416、および41
8ならびに関連するコンピュータ可読媒体は、コンピュータ400用のコンピュータ可読
命令、データ構造、プログラムモジュール、およびその他のデータを格納する不揮発性記
憶装置を実現する。コンピュータ400は、ハードディスク、光ディスク420、および
磁気ディスク422を使用しているが、当業者であれば、コンピュータによりアクセス可
能なデータを格納することができる、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタル
ビデオディスク(DVD)、ベルヌーイカートリッジ、RAM、ROM、スマートカード
、ナノテクノロジーメモリなどの他の種類のコンピュータ可読媒体を使用できることを理
解するであろう。
アクセスできるようにする、オペレーティングシステム424および他のアプリケーショ
ンプログラム426などの、プログラムモジュールをシステムメモリ404に格納するこ
とができる。システムメモリ404は、さらに、コンピュータ400でインターネットの
ワールドワイドウェブ内のウェブサイトにアクセスし、データ交換を行うことを可能にす
るウェブブラウザ428を収めることができる。アプリケーションプログラム426は、
コンピュータの内部にあるか、または外部にあるものとしてよい、1つまたは複数のデー
タベースにアクセスすることができる。例えば、コンピュータは、地図データベース43
0(UAVが運航する地域の地図を格納する)、戦闘計画データベース432(軍事的状
況で運航するUAVの戦闘計画を格納する)、および複数の他の入力ソースデータベース
434にアクセスすることができる。
コンピュータへの論理接続を使用してネットワーク接続環境で稼働しうる。例えば、コン
ピュータ400は、ワークフロー内の第1の一組のタスクを実行することに関わり、リモ
ートコンピュータ450は、ワークフロー内の第2の一組のタスクを実行することに関わ
ることができる。他の実施例では、リモートコンピュータ450は、コンピュータ400
でホストされているワークフローファシリティの入力ソースを提供する。同様に、コンピ
ュータ400は、リモートコンピュータ450により実行されるべきタスクを持つワーク
フローを設計することに関わることができる。コンピュータ400と同様に、リモートコ
ンピュータ450は、パーソナルコンピュータ、サーバー、ルーター、ネットワークPC
、ピアデバイス、またはその他の共通ネットワークノードとすることができ、典型的には
、コンピュータ400に関して上で説明されている要素の多くまたはすべてを含む。典型
的には、リモートコンピュータ450は、ディスクドライブ452などのメモリ記憶装置
デバイスを備える。リモートコンピュータ450は、ローカルエリアネットワーク(「L
AN」)454またはワイドエリアネットワーク(「WAN」)またはインターネット4
56などを通じて、コンピュータ同士の通信を可能にする周知の方法を介してコンピュー
タ400に論理的に接続されうる。このようなネットワーキング環境は、オフィス、企業
全体にわたる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は周
知である。
クインターフェース(バス406に結合される)を通じてLAN454に接続される。W
ANネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ400は、多くの場合、WA
N/インターネット456上での通信を確立するためのモデムまたは他のデバイスを備え
る。ネットワーク接続環境では、プログラムモジュール、アプリケーションプログラム、
またはデータ、あるいはその一部は、ディスクドライブ452など、リモートコンピュー
タ450内に格納されうる。当業者であれば、図4に示されているネットワーク接続は、
コンピュータ同士の間の通信リンクを確立するいくつかの実施例にすぎず、無線リンクを
含む、他のリンクも使用できることを容易に理解するであろう。一般に、コンピュータ4
00およびリモートコンピュータ450などのハードウェアプラットフォームが、本明細
書において説明されているが、本発明のいくつかの態様は、対応するリソースロケータを
有するネットワーク上のノードに対しても、そのようなノードを識別するために等しく適
用されうる。
図5〜図8までは、図1の環境内で生じるプロセスを示す代表的な流れ図である。これ
らの流れ図は、データのすべての機能または交換を示しているわけではなく、その代わり
、そのシステムの下で交換されるコマンドおよびデータについて理解できるようにしてい
る。当業者であれは、コマンドおよびデータのいくつかの機能または交換は、繰り返され
るか、変更されるか、省略されるか、または補足され、図示されていない他の態様も、容
易に実装できることを理解するであろう。例えば、詳細には説明されていないが、データ
を含むメッセージは、メッセージキュー、HTTP、などの手段で送信されうる。
00の一実施例を示す流れ図である。例えば、モバイルデバイスは、地上管制局として構
成された携帯電話であってよく、これは、制御信号をUAVに送信し、および/または監
視および偵察データなどのUAVから送り返されるデータを受信するためにユーザーによ
り操作される。
リンクをセットアップする。例えば、これは、無線通信ネットワークに関連付けられてい
る移動交換局との通信(例えば、制御チャネルを介して)を含むことができる。この通信
の結果、モバイルデバイスとUAVは両方とも、移動交換局から、1つまたは複数の音声
チャネルおよび/またはデータチャネルを含む、無線通信リンクの1つまたは複数のチャ
ネルへのアクセスを可能にするチャネル割り当て情報を受信することができる。ブロック
502で、ルーチン500は、チャネル割り当て情報を受け取り、これにより、1つまた
は複数の指定された通信チャネルを介してアクティブな通信リンクを確立する。ブロック
503で、ルーチン500は、制御信号をUAVに送信し(例えば、移動の方向および速
度、兵器の発射などを含む、UAVの活動を制御する命令)、および/またはUAVから
送り返されるデータを受信する(例えば、偵察情報、ビデオ情報、UAVの調子の監視に
関する情報など)。確立された通信リンクを介して通信される情報の形式および種類は、
システムおよびネットワークの構成に応じて、音声(またはその他のオーディオ)データ
、画像データ、ビデオデータ、バイナリデータ、テキストデータなどを含むことができる
。ブロック504で、UAVとのセッションが終了した(例えば、UAVが安全に着陸し
た)と仮定すると、ルーチン500は、通信リンクを打ち切り、それによりUAVセッシ
ョンを終了する。
された1つまたは複数のコンポーネントの集合体により実行されるルーチン600の一実
施例を示す流れ図である。例えば、コンポーネントの集合体を、(USBバスなどの接続
を介して)UAVの他の制御および/または偵察システムに接続される、携帯電話などの
1つのモバイルデバイスにパッケージングすることができる。
地上携帯電話など)との無線通信リンクを確立するためのチャネル割り当て情報を受信す
る。例えば、これは、1つまたは複数の音声チャネルおよび/またはデータチャネルに関
係するチャネル割り当て情報を受信するために無線通信ネットワークに関連付けられてい
る移動交換局との通信(例えば、制御チャネルを介して)を伴うことがある。ブロック6
02で、ルーチン600は、1つまたは複数のチャネルを介してアクティブな通信リンク
を確立する。ブロック603で、ルーチン600は、地上携帯電話から送信された制御信
号(例えば、移動の方向および速度、兵器の発射などを含む、UAVの活動を制御する命
令)を受信する。それに加えて、またはそれとは別に、ブロック603で、ルーチン60
0は、データ(例えば、偵察情報、ビデオ情報、UAVの調子の監視に関する情報など)
を地上移動体制御デバイスに送り返すことができる。確立された通信リンクを介して通信
される情報の形式および種類は、システムおよびネットワークの構成に応じて、音声(ま
たはその他のオーディオ)データ、画像データ、ビデオデータ、バイナリデータ、テキス
トデータなどを含むことができる。ブロック604で、UAVとのセッションが終了した
(例えば、UAVが安全に着陸した)と仮定すると、ルーチン600は、通信リンクを打
ち切る終了信号を受信し、それにより通信セッションを終了する。
無線通信リンクを確立することができるコンピュータ、またはそれとは別に、無線通信ネ
ットワークを介して1つまたは複数のUAVと通信するために次に使用される移動体無線
通信デバイスとの接続(例えば、無線、有線、Bluetooth(登録商標)、赤外線
など)を確立することができるコンピュータにより実行されるルーチン700の一実施例
を示す流れ図である。いずれのシナリオにおいても、このコンピュータは、ユーザーがU
AVに制御コマンドを送り、UAVを監視し、および/またはUAVからデータフィード
(例えば、ビデオ偵察、画像、調子の監視など)を受信することを簡単に行える堅牢なユ
ーザーインターフェースに対応することができる。
えるインターフェースを介してUAVを制御することを望んでいるユーザーから制御入力
を受け取る。ブロック702で、ルーチン700は、UAVとの間接的または直接的接続
のいずれかを確立する。例えば、コンピュータは、無線通信ネットワークのコンポーネン
ト(例えば、基地局および移動交換局)とのWAN型接続を確立することができ、これに
より、コンピュータは、従来の無線通信デバイスの代わりに通信することができ、部分的
無線接続を介してUAVとの接続の直接性を加減することができる。他の配列では、ルー
チン700は、図5に関して説明されているような無線接続を介してUAVと次に通信で
きるモバイルデバイスとの通信リンク(有線または無線)を確立することができる。ブロ
ック703で、ルーチン700は、少なくとも一部は無線通信ネットワークを介してUA
V(または中継するモバイルデバイス)に制御入力を送信する。ブロック704で、ルー
チン700は、少なくとも一部は無線通信ネットワークを介してUAVから(または中継
するモバイルデバイスを介して)偵察データおよび/または監視データを受信する。次い
で、ルーチン700は終了する。
と制御デバイスとが通信することを可能にするネットワークブリッジを形成することがで
きる飛行機に搭載されて実行されるルーチン800の一実施例を示す流れ図である。他の
実施例では、飛行機は、共同空中機動作戦(例えば、先頭部隊によって率いられる)を実
施するようにそれぞれ構成されている複数の飛行機の一群に対する先頭部隊である。
イス(地上局またはPCにおける無線通信デバイスなど)との無線接続を確立する。その
ような無線接続を確立する実施例は、図5および図7に関して上記でより詳しく説明した
。ブロック802で、ルーチン800は、1つまたは複数のUAV(例えば、通信ネット
ワーク外にあるUAV、または共同空中機動作戦を実施するように構成されている複数の
飛行機の一群の一部であるUAV)との通信リンクを確立する。この接続は、移動体通信
ネットワークまたは他の何らかの形態の無線通信(例えば、直接RF、赤外線、Blue
toothなど)を介して行うことができる。ブロック803で、ルーチン800は、地
上管制デバイスから制御信号を受信する。ブロック804で、この受信された制御信号に
基づき、ルーチン800は、適切な制御信号を1つまたは複数のUAVに送る。ルーチン
800のブロック804は、さらに、UAVが1つまたは複数のUAVからデータを受け
取り、それを地上管制局に返すように反転することもできる。次いで、ルーチン800は
、制御セッションが終了したとき、または通信セッションが他の何らかの形で打ち切られ
たときに終了する。
上記の説明から、本明細書では例示を目的として本発明の特定の実施形態が説明されて
いるが、本発明から逸脱することなく様々な修正を加えうることは理解されるであろう。
例えば、特定の通信ネットワークが様々な実施形態に関して説明されているが、本発明の
いくつかの態様は、様々な無線ネットワーク上に実装されうる。様々なものがありうる他
の態様は、UAVだけでなく、UAVそれ自体に搭載されるシステムを制御するために使
用されるデバイスの種類および構造を含む。特定の実施形態の文脈において説明されてい
る本発明の態様は、他の実施形態において組み合わされるか、または排除されうる。さら
に、本発明のいくつかの実施形態に関連する利点は、それらの実施形態の文脈において説
明されているが、他の実施形態もそのような利点を示すことができ、またすべての実施形
態が、本発明の範囲内に収まるそのような利点を必ずしも示す必要はない。従って、本発
明は、特許請求の範囲により定められる場合を除き制限されない。
Claims (16)
- 無人機(UAV)を制御するためのシステムであって、
制御デバイスから無線接続を介して送信された制御メッセージを受信するように構成された第1のUAVのコンポーネントと、
前記受信された制御メッセージが前記第1のUAVから第2のUAVに中継されるように、前記受信された制御メッセージを前記第2のUAVに送信するように構成された前記第1のUAVのコンポーネントであって、前記制御メッセージには、前記第2のUAVの活動を制御するための命令を特定するコンポーネントと
を備えることを特徴とするシステム。 - 1つまたは複数の追加の飛行機により受信される追加の制御メッセージを生成するように構成されたコンポーネントをさらに備え、
前記追加の飛行機は、共同作戦群の一部であることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記制御メッセージを前記第1のUAVに送信する無線デバイスと前記第1のUAVの受信機との間で進行中の接続を確立するように構成されたコンポーネントをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第2のUAVに設置された送信機を介して、前記第1のUAVの圧縮デジタルビデオ送信を受信するように構成されたコンポーネントをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第2のUAVに設置された送信機を介して、前記第1のUAVのフルサイズおよびフルフレームレートのデジタルビデオ送信を受信するように構成されたコンポーネントをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第2のUAVに設置された送信機を介して、前記第2のUAVにより収集された偵察情報を前記第1のUAVで受信するように構成されたコンポーネントをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第2のUAVに設置された送信機を介して、前記第2のUAVに関連する調子および/または状態に関する情報を前記第1のUAVで受信するように構成されたコンポーネントをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記第2のUAVに設置された送信機を介して、前記第2のUAVにより収集された偵察情報を前記第1のUAVで受信するように構成されたコンポーネントであって、
前記収集された情報は、空域での衝突を回避すること、地理的地域の共同偵察を実施すること、および/または対象の共同追跡を実施することを目的として収集された第3のUAVに関連する情報を含むコンポーネントをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記第2のUAVに設置された送信機から通信を前記第1のUAVで受信するように構成されたコンポーネントと、
前記第1のUAVによって前記第2のUAVから受信された通信を送信するように構成されたコンポーネントと
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記送信機から通信を受信するように構成された前記コンポーネントは、前記第2のUAVから直接通信を受信するように構成されたコンポーネントを含むことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 前記無線接続は、もっぱら携帯電話通信用に構成されている無線ネットワークによって提供されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記受信された制御メッセージは、第3のUAVを直接制御するためのものであることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記制御メッセージは、前記第2のUAVの偵察活動を制御する命令を特定することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記制御メッセージは、前記第2のUAV上の武器システムの動作を制御する命令を特定することを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記制御デバイスから無線接続を介して送信された前記制御メッセージを受信するように構成された前記第1の前記コンポーネントは、前記第2のUAVにより収集された偵察情報を受信するようにさらに構成され、
前記収集された情報は、第3のUAVに関連する情報を含み、空域での衝突を回避すること、地理的地域の共同偵察を実施すること、および/または前記第2のUAVと前記第3のUAVの間で同一対象の共同追跡を実施することを目的として収集されることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - もっぱら携帯電話通信用に構成されている無線ネットワークを介して第1のUAVの受信機に第1の制御メッセージを送信するように構成されたコンポーネントと、
前記第1のUAVから第2のUAVに前記第1の制御メッセージを送信するように構成されたコンポーネントであって、前記第1の制御メッセージは、前記第2のUAVの偵察活動、前記第2のUAVの武器システムの動作、および前記第2のUAVの移動の少なくとも一つを制御する命令を含むコンポーネントと、
前記第2のUAVの送信機から通信を受信するように構成されたコンポーネントと、
1つまたは複数の追加の飛行機により受信される追加の制御メッセージを生成するように構成されたコンポーネントであって、前記追加の飛行機は、共同作戦群の一部であるコンポーネントと
を備えることを特徴とするシステム。
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