JP6310569B2 - 支持機構 - Google Patents

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Description

ビデオ撮影、写真撮影、及び／又は調査の分野では、撮像装置（例えば、ビデオカメラ、カメラ）又はその他などの搭載物装置を搬送するために支持機構が典型的に使用される。支持機構は、可動物体（例えば、飛行機、車両、船、ロボット又は人間）に取り付けられることがある。可動物体が動いているとき、支持機構は、搭載物装置の同様の移動を生じさせ、及び搭載物装置の動作に影響する、高頻度の振動及び／又は低頻度の震動を受けることがある。搭載物装置が撮像装置であるとき、支持機構の突然又は急激な移動が、撮像装置によって取得された低品質の画像に変換させることがある。
幾つかの例では、支持機構は、搭載物装置にもたらす安定化プラットフォームを備えてもよい。安定化プラットフォームは、支持機構の一部を形成してもよい。支持機構は、搭載物装置を搬送する１つ又は複数の接合部又は構造を含んでもよい。例えば、安定化プラットフォームは、搭載物装置を搬送する搭載物支持構造、及び搭載物支持構造を可動物体に接続する１つ又は複数の支持機構部品を備えてもよい。そのような安定化プラットフォームは、搭載物装置の姿勢変化を検出することによって、搭載物装置に安定性をもたらすことができ、及び検出された姿勢変化を補償することを無効にすることができる。例えば、可動物体の姿勢が変化するとき、搭載物支持構造の姿勢が、可動物体の姿勢とともに変化しないことを保証するために、モータを使用して、安定化プラットフォームにおける１つ又は複数の支持機構部品の動きを調整することができる。
然しながら、既存の安定化プラットフォームは、特に、多数の支持機構部品及び／又はモータが存在するとき、並びに支持機構部品が大きな慣性モーメントを有するときに大きな慣性及び／又は低い構造的剛性を有することがある。これは、支持機構部品の作動の間にトルク伝達遅延につながることがあり、それは、安定化プラットフォームの応答速度を減少させることがある。よって、連続して接続された支持機構部品を有する既存の安定化プラットフォームは、例えば、可動物体の種々の姿勢変化を是正するために、搭載物装置の姿勢の即時的且つ動的な調整をもたらすためには適切でないことがある。特に、搭載物装置が撮像装置であるとき、安定化プラットフォームの遅延した応答時間を理由に、高品質画像を提供することが困難であることがある。
従って、支持機構の安定化プラットフォームにおけるトルク伝達遅延を軽減させることができ、並びに姿勢調整に安定性及び迅速な応答をもたらすことができる装置及び方法の甚大な必要性が存在する。本発明は、この必要性に対処し、及び関連する利点をもたらす。
本明細書では、搭載物装置に安定性をもたらす方法及び装置が提供される。例えば、本発明の幾つかの態様では、搭載物へのトルク伝達を制御する支持機構が提供されてもよい。支持機構は、支持機構軸の周囲を回転するように構成された少なくとも１つの支持機構部品と、支持機構部品に結合された搭載物支持構造であって、搭載物支持構造は、搭載物を支持するように構成される、搭載物支持構造と、搭載物支持構造に結合された少なくとも１つの回転装置であって、回転装置は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部と、自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、及び追加トルクは、支持機構部品が支持機構軸の周囲を回転するときに、支持機構部品から搭載物支持構造へのトルク伝達遅延を補償するために設けられる、回転装置とを備える。
本発明の追加的な態様に従って、搭載物へのトルク伝達を制御するシステムが提供されてもよい。システムは、無人航空機と、無人航空機に取り付けられた支持機構とを備える。支持機構は、搭載物へのトルク伝達を制御するように構成されてもよい。支持機構は、支持機構軸の周囲を回転するように構成された少なくとも１つの支持機構部品と、支持機構部品に結合された搭載物支持構造であって、搭載物支持構造は、搭載物を支持するように構成される、搭載物支持構造と、搭載物支持構造に結合された少なくとも１つの回転装置であって、回転装置は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部と、自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、及び追加トルクは、支持機構部品が支持機構軸の周囲を回転するときに、支持機構部品から搭載物支持構造へのトルク伝達遅延を補償するために設けられる、回転装置とを備える。
本発明の態様に従って、搭載物へのトルク伝達を制御する方法が提供されてもよい。方法は、支持機構軸の周囲で少なくとも１つの支持機構部品を回転させるステップであって、支持機構部品は、搭載物を支持するように構成された搭載物支持構造に結合される、ステップと、搭載物支持構造に結合された少なくとも１つの回転装置を使用して、搭載物支持構造に追加トルクを適用するステップであって、回転装置は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部と、自由に回転して追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、及び追加トルクは、支持機構部品が支持機構軸の周囲を回転するときに、支持機構部品から搭載物支持構造へのトルク伝達遅延を補償するために設けられる、ステップとを備える。
本発明の別の態様に従って、搭載物へのトルク伝達を制御する方法が提供されてもよい。方法は、少なくとも１つの作動装置及び少なくとも１つの支持機構部品を介して搭載物支持構造に所定のトルクを適用するステップであって、搭載物支持構造は、作動装置及び支持機構部品に結合され、並びに搭載物支持構造は、搭載物を支持するように構成される、ステップと、搭載物支持構造に配置された少なくとも１つの回転装置を介して搭載物支持構造に追加トルクを適用するステップであって、回転装置は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部と、自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、並びに追加トルクは、作動装置及び支持機構部品から搭載物支持構造への所定のトルクのトルク伝達遅延を補償するように構成される、ステップとを備える。
本発明の追加的な態様に従って、搭載物へのトルク伝達を制御する装置が提供されてもよい。装置は、少なくとも１つの作動装置及び少なくとも１つの支持機構部品を介して、第１の信号を適用して搭載物支持構造への所定のトルクを生成し、搭載物支持構造は、作動装置及び支持機構部品に結合され、並びに搭載物支持構造は、搭載物を支持するように構成され、搭載物支持構造に配置された少なくとも１つの回転装置を介して、第２の信号を適用して搭載物支持構造への追加トルクを生成し、回転装置は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部と、自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、並びに追加トルクは、作動装置及び支持機構部品から搭載物支持構造への所定のトルクのトルク伝達遅延を補償するように構成される、ように個々に又は集合的に構成された１つ又は複数のプロセッサを備えてもよい。
本発明の更なる態様は、実行されると、搭載物へのトルク伝達を制御する方法をコンピュータに実行させる命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体に向けられてもよい。方法は、少なくとも１つの作動装置及び少なくとも１つの支持機構部品を介して、第１の信号を適用して搭載物支持構造への所定のトルクを生成するステップであって、搭載物支持構造は、作動装置及び支持機構部品に結合され、並びに搭載物支持構造は、搭載物を支持するように構成される、ステップと、搭載物支持構造に配置された少なくとも１つの回転装置を介して、第２の信号を適用して搭載物支持構造への追加トルクを生成するステップであって、回転装置は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部と、自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、並びに追加トルクは、作動装置及び支持機構部品から搭載物支持構造への所定のトルクのトルク伝達遅延を補償するように構成される、ステップとを備える。
本発明の別の態様に従って、搭載物へのトルク伝達を制御する支持機構が提供されてもよい。支持機構は、支持機構軸の周囲を回転するように構成された少なくとも１つの支持機構部品と、支持機構部品に結合された搭載物であって、支持機構部品は、搭載物を支持するように構成される、搭載物と、搭載物に結合された少なくとも１つの回転装置であって、回転装置は、搭載物に直接結合された非回転部と、自由に回転して搭載物に追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、及び追加トルクは、支持機構部品が支持機構軸の周囲を回転するときに、支持機構部品から搭載物へのトルク伝達遅延を補償するために設けられる、回転装置とを備える。
本発明の更なる態様に従って、搭載物へのトルク伝達を制御するシステムが提供されてもよい。システムは、無人航空機と、無人航空機に取り付けられた支持機構とを備える。支持機構は、搭載物へのトルク伝達を制御するように構成されてもよい。支持機構は、支持機構軸の周囲を回転するように構成された少なくとも１つの支持機構部品と、支持機構部品に結合された搭載物であって、支持機構部品は、搭載物を支持するように構成される、搭載物と、搭載物に結合された少なくとも１つの回転装置であって、回転装置は、搭載物に直接結合された非回転部と、自由に回転して搭載物に追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、及び追加トルクは、支持機構部品が支持機構軸の周囲を回転するときに、支持機構部品から搭載物へのトルク伝達遅延を補償するために設けられる、回転装置とを備える。
本発明の別の態様に従って、搭載物へのトルク伝達を制御する方法が提供されてもよい。方法は、支持機構軸の周囲で少なくとも１つの支持機構部品を回転させるステップであって、支持機構部品は、搭載物に結合され、及び搭載物を支持するように構成される、ステップと、搭載物に結合された少なくとも１つの回転装置を使用して、搭載物に追加トルクを適用するステップであって、回転装置は、搭載物に直接結合された非回転部と、自由に回転して追加トルクを提供するように構成された回転部とを備え、及び追加トルクは、支持機構部品が支持機構軸の周囲を回転するときに、支持機構部品から搭載物へのトルク伝達遅延を補償するために設けられる、ステップとを備える。
本発明の更なる態様に従って、画像を取得する方法が提供されてもよい。方法は、物体に接近する無人航空機（ＵＡＶ）をリモートに操作するステップであって、ＵＡＶは、本明細書で論述された装置に結合される、ステップと、装置によって捕捉された画像の質を改善するために、装置のフレーム組立部によって保持された装置を安定させるように装置を制御するステップとを備える。
本明細書において言及される全ての公開物、特許、及び特許出願は、まるで個々の各公開物、特許、又は特許出願が特に個々に、参照により援用されるものとして示されるかのような程度まで、参照により本明細書に援用される。
本発明の新規の特徴は、特に添付の特許請求の範囲に記載される。本発明の特徴及び利点のよりよい理解は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態を記載する以下の詳細な説明及び添付図面を参照することによって得られよう。
実施形態に従った、安定化プラットフォームの概略図を示す。 実施形態に従った、図１の安定化プラットフォームにおけるコントローラ組立部及びモータ組立部のブロック図を示す。 幾つかの実施形態に従った、第１の安定化プラットフォームと第２の安定化プラットフォームとの間の性能を安定させるときの差異の例を示す。 幾つかの実施形態に従った、安定化プラットフォームの概略図を示す。 別の実施形態に従った、安定化プラットフォームの概略図を示す。 別の実施形態に従った、安定化プラットフォームの概略図を示す。 実施形態に従った、図６の安定化プラットフォームにおけるコントローラ組立部及びモータ組立部のブロック図を示す。 幾つかの実施形態に従った、図１及び図６の安定化プラットフォームにおける補正トルクに関連付けられた伝達遅延における差異を示す。 幾つかの実施形態に従った、安定化プラットフォームの性能を安定させるときの改善を示す。 別の実施形態に従った、安定化プラットフォームの概略図を示す。 別の実施形態に従った、安定化プラットフォームの概略図を示す。 実施形態に従った、図１１の安定化プラットフォームにおけるコントローラ組立部及びモータ組立部のブロック図を示す。 幾つかの実施形態に従った、図１、図６、及び図１１の安定化プラットフォームの間のトルク伝達遅延における差異を示す。 幾つかの実施形態に従った、安定化プラットフォームの性能を安定させるときの改善を示す。 別の実施形態に従った、安定化プラットフォームの概略図を示す。 別の実施形態に従った、安定化プラットフォームの概略図を示す。 幾つかの実施形態に従った、無人航空機（ＵＡＶ）を示す。 幾つかの実施形態に従った、安定化プラットフォーム及び搭載物を含む可動物体を示す。 幾つかの実施形態に従った、可動物体を制御するシステムのブロック図である。 幾つかの実施形態に従った、搭載物支持構造／搭載物を可動物体に接続する支持機構部品を備えたフレーム組立部のブロック図である。 幾つかの実施形態に従った、外部トルクを検出し、外部トルクを是正するための補正トルク及び追加トルクを生成し、並びに補正トルクにおける伝達遅延を軽減する例示的な方法を示すフローチャートである。
搭載物装置を安定させる方法及び装置が提供される。幾つかの実施形態では、搭載物装置は、撮像装置（ビデオカメラ又はカメラを含むが、それらに限定されない）、及び非撮像装置（マイクロフォン、サンプルコレクタを含むが、それらに限定されない）を含んでもよい。カメラ取付台又はジンバル取付台などの安定化プラットフォームは、１つ又は複数の搭載物装置を支持及び安定させるために設けられてもよい。安定化プラットフォームは、搭載物装置を保持するように構成されたフレーム組立部、モータ組立部、及びコントローラ組立部を備えてもよい。
フレーム組立部は、１つ又は複数の搭載物装置を搬送する搭載物支持構造、及び搭載物支持構造を可動物体に接続する１つ又は複数の支持機構部品を備えてもよい。幾つかの例では、フレーム組立部は、可動物体の基部に接続されてもよい。可動物体は、車両（例えば、飛行機、車両、船、ロボット又は人間）であってもよい。基部は、可動物体に強固に取り付けられてもよい。幾つかの例では、基部は、可動物体の筐体の一部を形成してもよい。幾つかの実施形態では、Ｎ個の支持機構部品が、基部と搭載物支持構造との間で連続して接続されてもよく、それによって、搭載物支持構造が、基部に対してＮの自由度で移動するように構成可能となり、Ｎは、１以上の整数である。可動物体の姿勢が変化するとき、可動物体の姿勢の変化に関わらず、搭載物支持構造の姿勢が比較的安定した構成のままでいることを保証する（搭載物装置の最適な動作のために）ために、支持機構部品の１つ又は複数の動きが１つ又は複数のモータ（例えば、直接駆動モータ）を使用して調整されてもよい。そのような安定化プラットフォームは、搭載物装置における姿勢変化を検出することによって搭載物装置に安定性をもたらすことができ、及び検出された姿勢変化を補償することを無効にすることができる。
コントローラ組立部は、搭載物装置と関連付けられた状態情報を検出又は取得するように構成された感知システムを含んでもよい。状態情報は、速度、方位、姿勢、重力、加速度、位置、及び／又は搭載物装置によって経験される任意の他の物理的状態を含んでもよい。例えば、状態情報は、角度位置及び／若しくは線形位置、速度並びに／又は加速度（搭載物装置の方位若しくは傾きを含むことができる）を含んでもよい。幾つかの実施形態では、感知システムは、１つ又は複数のジャイロスコープ、速度センサ、加速度計、及び磁気探知器などを備えた慣性測定部を含んでもよい。他の実施形態では、慣性測定部の代わりに、又はそれに加えて他のタイプの状態検出センサが使用されてもよい。
コントローラ組立部はまた、感知システムによって取得された状態情報に基づいて、搭載物装置と関連付けられた姿勢情報を算出するコントローラを含んでもよい。例えば、搭載物装置のピッチ、ロール、及び／又はヨー軸に対する搭載物装置の姿勢を算出するために、搭載物装置の検出された角速度及び／又は線形加速度が使用されてもよい。
搭載物装置の算出された姿勢に基づいて、モータ組立部を制御するために１つ又は複数のモータ信号が生成されてもよい。モータ組立部は、フレーム組立部を直接駆動して、搭載物装置のピッチ、ロール、及び／又はヨー軸の少なくとも１つの周囲で回転して、搭載物装置の姿勢（例えば、撮像装置の撮影角度）を調整するように構成されてもよい。モータ組立部は、搭載物装置の１つ又は複数の回転軸（例えば、ピッチ、ロール又はヨー）にそれぞれ結合された１つ又は複数のモータを備えることができる。幾つかの実施形態では、回転軸（例えば、ピッチ、ロール及びヨー）の１つ又は複数は、搭載物装置と交差してもよい。
幾つかの実施形態では、真下を指し示すときなど、搭載物装置に対する通常の動作環境下での「ジンバルロック」の問題なしに、搭載物装置が回転することが可能となるように搭載物装置の回転順序が選択される。例えば、一実施形態では、回転順序は、最も内側の回転軸から最も外側の回転軸へピッチ、ロール及びヨーであってもよい。別の実施形態では、回転順序は、最も外側の回転軸から最も内側の回転軸へピッチ、ロール及びヨーであってもよい。搭載物装置の任意の回転順序（例えば、最も外側の回転軸から最も内側の回転軸へ、又は最も内側の回転軸から最も外側の回転軸へ、ピッチ／ヨー／ロール、ロール／ピッチ／ヨー、ロール／ヨー／ピッチ、ヨー／ロール／ピッチ、又はヨー／ピッチ／ロール）が考えられてもよい。
本発明では、モータ組立部は、フレーム組立部を直接駆動して、搭載物装置を支持する搭載物支持構造を１つ又は複数の回転軸の周囲を回転させるように構成される。直接駆動モータの使用によって、エネルギー消費を減少させるとともに、モータ速度のステップレス制御が可能になる。更に、直接駆動モータを使用して、電子モータの応答時間がより速いことに起因した、可動物体の姿勢変化と安定化プラットフォームへの対応する補償の変化との間で応答時間を減少させることができる。よって、搭載物装置の指し示す方向は、即時に調整されてもよい（例えば、移動している目的物を指し示すために）。幾つかの例では、搭載物装置の所定の位置又は姿勢が維持されてもよい。更に、搭載物装置は、可動物体又は他の外部因子によって生じる振動又は震動などの望ましくない移動に対して安定されてもよい。搭載物装置が撮像装置である場合、搭載物装置によって取得される画像の質を改善することができる。
前に説明したように、既存の安定化プラットフォームにおける支持機構部品の連続した接続は、特に、多数の連続して接続された支持機構部品及び／若しくは駆動モータが存在するとき、並びに支持機構部品が大きな慣性モーメントを有しているときに、大きな慣性及び低い構造的硬直性などの幾つかの不都合な点を有する場合がある。これは、安定化プラットフォームの応答速度を減少させ、且つその性能を低下させることがある、支持機構部品の作動の間にトルク伝達遅延につながることがある。カメラなどの搭載物装置を安定させるときの低速な応答速度は、カメラによって捕捉されたより安定しない画像などの環境に関連して、より安定しない搭載物装置の動作につながることがある。
本発明の実施形態は、搭載物支持構造（及び／又は搭載物装置）に追加トルクを適用して、トルク伝達遅延を補償することによって、既存の安定化プラットフォームにおけるトルク伝達遅延を軽減することができる。本発明は、例えば、搭載物装置の支持機構の種々の姿勢変化を是正するために、搭載物装置の姿勢の迅速且つ動的な調整をもたらすことができる。従って、搭載物支持構造にほとんど瞬時に１つ又は複数の追加トルクを適用することによって、安定化プラットフォームの応答時間を改善することができる。特に、搭載物装置が撮像装置であるとき、安定化プラットフォームの改善された性能の結果として、高品質画像を取得することができる。
本発明の幾つかの実施形態に従って、搭載物へのトルク伝達を制御する安定化プラットフォームを備えた支持機構が提供される。安定化プラットフォームは、支持機構の一部を形成してもよい。支持機構は、搭載物装置を搬送する１つ又は複数の接合部又は構造を含んでもよい。搭載物は、例えば、１つ又は複数の搭載物装置を備えてもよい。１つ又は複数の搭載物装置は、同一のタイプの搭載物装置、又は異なるタイプの搭載物装置であってもよい。安定化プラットフォームは、支持機構軸の周囲を回転するように構成された少なくとも１つの支持機構部品、支持機構部品に結合された搭載物支持構造、及び搭載物支持構造に結合された少なくとも１つの回転装置を備えてもよい。搭載物支持構造は、搭載物を支持するように構成されてもよい。回転装置は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備えてもよい。支持機構部品が支持機構軸の周囲を回転するとき、支持機構部品から搭載物支持構造へのトルク伝達遅延を補償するために追加トルクが提供されてもよい。
回転装置は、トルク伝達遅延の量を減少させることができる。例えば、回転装置は、回転装置を有さない場合と比較して、少なくとも１％、３％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％、トルク伝達遅延の量を減少させることができる。トルク伝達遅延の量の減少は、回転装置を有さない場合と比較して、少なくとも約０．００１ミリ秒、０．００５ミリ秒、０．０１ミリ秒、０．０３ミリ秒、０．０５ミリ秒、０．１ミリ秒、０．３ミリ秒、０．５ミリ秒、０．７ミリ秒、１ミリ秒、２ミリ秒、３ミリ秒、５ミリ秒、７ミリ秒、１０ミリ秒、１５ミリ秒、２０ミリ秒、３０ミリ秒、５０ミリ秒、又は１００ミリ秒とすることができる。
本発明の様々な実施形態は、図面を参照して以下で更に詳細に説明される。
図１は、実施形態に従った、安定化プラットフォーム１００を備えた支持機構の概略図を示す。安定化プラットフォームは、搭載物装置を保持するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、安定化プラットフォームを備えた支持機構は、可動物体に取り付けられ、又は結合されるように構成されてもよい。可動物体は、モータ付き若しくはモータ無し車両若しくは船舶、ロボット、人間、又は動物などであってもよい。幾つかの実施形態では、安定化プラットフォームは、有人又は無人航空機（ＵＡＶ）に取り付けられてもよい。ＵＡＶの本明細書におけるいずれかの説明は、任意のタイプの可動物体に適用されてもよく、逆もまたそうである。
搭載物装置の例は、データを収集する装置（例えば、撮像装置（可視光、赤外線、紫外線（ＵＶ）、地熱、又は任意のタイプの放射のための）、１つ若しくは複数の粒子を検出する装置、磁場、電場、無線場などの場を検出する装置、放射線検出器、マイクロフォン、本明細書の他の場所で更に詳細に説明される任意のタイプのセンサ）、放射を提供する装置（例えば、光放射体、画像放射体、熱放射体、無線放射体、無線信号放射体、粒子放射体）、周囲と相互作用する装置（例えば、ロボットアーム、サンプルコレクタ、液分散器、殺虫剤若しくは化学肥料のスプレー）、若しくは任意の他のタイプの装置、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。搭載物装置はまた、１つ又は複数の目的物を調査する１つ又は複数のセンサを含むことができる。任意の適切なセンサを、画像捕捉装置（例えば、カメラ）、音声捕捉装置（例えば、パラボラマイクロフォン）、赤外線撮像装置、又は紫外線（ＵＶ）撮像装置などの搭載物に組み込むことができる。センサは、静的感知データ（例えば、写真）又は動的感知データ（例えば、映像）を提供することができる。幾つかの実施形態では、センサは、搭載物装置の目的物に対する感知データを提供する。代わりに、又は組み合わせで、搭載物装置は、１つ又は複数の目的物に信号を提供する１つ又は複数の放射体を含むことができる。照明光源又は音源など、任意の適切な放射体を使用することができる。幾つかの実施形態では、搭載物装置は、可動物体から離れたモジュールとの通信のためになど、１つ又は複数の送受信機を含むことができる。任意選択により、搭載物装置を、周囲又は目的物と相互作用するように構成することができる。例えば、搭載物装置は、ロボットアームなどの物体を操作することが可能なツール、器具、又は機構を含むことができる。
幾つかの実施形態では、搭載物装置は、撮像装置の視野内で物体の１つ又は複数の画像を取得及び／又は送信するように構成された撮像装置を含んでもよい。撮像装置の例は、カメラ、ビデオカメラ、カメラを有するスマートフォン／携帯電話、又は光学信号を捕捉する能力を有する任意の装置を含んでもよい。非撮像装置は、音声、粒子、又は液体などを収集又は分配するなどの任意の他の装置を含んでもよい。非撮像装置の例は、マイクロフォン、大音スピーカ、粒子又は放射検出器、及び消防ホースなどを含んでもよい。
搭載物装置は、支持機構によって支持されてもよい。支持機構は、搭載物装置に対して設けられてもよく、及び搭載物装置は、直接的（例えば、可動物体に直接接触して）、又は間接的（例えば、可動物体に接触しないで）のいずれかで、支持機構を介して可動物体に結合されてもよい。幾つかの実施形態では、搭載物装置は、支持機構に一体的に形成されてもよい。代わりに、搭載物装置は、支持機構に解放可能に結合されてもよい。幾つかの実施形態では、搭載物装置は、１つ又は複数の搭載物要素を含むことができ、並びに搭載物要素の１つ又は複数は、可動物体及び／又は支持機構に対して移動可能とすることができる。
支持機構は、搭載物装置への支持体を設けることができる（例えば、搭載物装置の重量の少なくとも一部を搬送する）。支持機構は、搭載物装置の移動を安定させ、及び／又は命令することが可能な、適切な取付構造（例えば、安定化ジンバルプラットフォーム）を含むことができる。幾つかの実施形態では、支持機構を、可動物体に対して搭載物装置の状態（例えば、位置及び／又は方位）を制御するように構成することができる。例えば、支持機構を、可動物体に対して移動するように構成することができ（例えば、１、２、若しくは３の転移度、及び／又は１、２、若しくは３の回転度に関して）、それによって、搭載物装置は、可動物体の移動に関わらず、適切な基準フレームに対するその位置及び／又は方位を維持する。基準フレームは、固定基準フレーム（例えば、周辺環境）とすることができる。代わりに、基準フレームは、移動基準フレーム（例えば、可動物体、又は搭載物目的物の物体）とすることができる。
幾つかの実施形態では、支持機構及び／又は可動物体に対して搭載物装置の移動を可能にするように支持機構を構成することができる。移動は、最大３の自由度（例えば、１、２、若しくは３軸に沿った）に対する転移、若しくは最大３の自由度（例えば、約１、２、若しくは３軸）に対する回転、又はそれらのいずれかの適切な組み合わせとすることができる。
図１を参照して、安定化プラットフォームは、フレーム組立部、モータ組立部、及びコントローラ組立部を備えてもよい。
フレーム組立部は、相互に結合された支持機構部品（キャリアコンポーネント）Ｌ１及び搭載物支持構造１０２（ペイロード支持構造）を備えてもよい。支持機構部品Ｌ１は、搭載物支持構造を可動物体に接続するために使用することができる、任意のフレーム部材、接続部材、取付アーム、接続アーム、ねじりアーム、細長アーム、支持フレームなどであってもよい。幾つかの実施形態では、可動物体は、無人航空機（ＵＡＶ）などの航空車両であってもよい。支持機構部品Ｌ１は、図２０に示すように、例えば、搭載物支持構造及び／又は搭載物を可動物体に接続するように構成されてもよい。支持機構部品Ｌ１は、単一の部品であってもよい。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１は、複数で設けられてもよい。支持機構部品Ｌ１は、任意の形状を有してもよく、及び直線形状に限定される必要はない。例えば、支持機構部品Ｌ１は、２次元の平面又は３次元空間における任意の形状を有することができる。支持機構部品Ｌ１は、単一の一体構造として形成されてもよい。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１は、相互に移動する複数部品を備えてもよい。任意のタイプの構造（２次元又は３次元）の支持機構部品Ｌ１が考えられてもよい。
図１の例では、支持機構部品Ｌ１の１つの端が可動物体に結合されてもよく、及び支持機構部品Ｌ１の別の端が搭載物支持構造に結合されてもよい。支持機構部品Ｌ１は、締め具、作動要素、接合部、ヒンジ、ボルト、ねじなどの任意の結合機構を使用して可動物体及び搭載物支持構造に結合されてもよい。支持機構部品Ｌ１は、任意の形状及び／又はサイズを有するように形成されてもよい。支持機構部品Ｌ１は、標準的な形状（例えば、円筒、長方形ブロック、円形又は長方形面など）または任意の標準的でない形状を有するように形成されてもよい。支持機構部品Ｌ１の任意の寸法（例えば、長さ、幅、厚み、直径、円周、又はエリア）が考えられてもよい。
図１の例では、安定化プラットフォームは、搭載物支持構造に（又は、搭載物支持構造上に）取り付けられた搭載物装置に対する回転の単一の軸を提供する１軸安定化プラットフォームであってもよい。搭載物支持構造は、搭載物装置（例えば、撮像装置）を支持するように構成される。幾つかの例では、搭載物支持構造は、外部影響などの損傷から搭載物装置を保護することができる。例えば、搭載物支持構造は、搭載物装置の１つ又は複数の部品を囲んでもよい。搭載物支持構造は、外部影響に起因した損傷から搭載物装置を保護することができる。例えば、搭載物支持構造は、剛性高強度金属（若しくは、金属合金）、又は可撓性高強度ポリマーから成るかご状構造を備えてもよい。搭載物支持構造は、搭載物装置を完全に包み込んでもよく、又は部分的に包み込んでもよい。幾つかの実施形態では、搭載物支持構造は、部分的又は完全な耐液性を有してもよい。例えば、搭載物支持構造は、防水及び／又は気密（すなわち、密封した筐体）であってもよい。幾つかの実施形態では、搭載物支持構造は、粉塵が搭載物装置に触れること、及び搭載物装置の動作を干渉することを防止することができる。幾つかの実施形態では、搭載物支持構造は、単に、それに搭載物装置を取り付けることができる接合部又はコネクタを備えてもよい。幾つかの他の実施形態では、搭載物支持構造は、特定のタイプの搭載物装置に対して特に設計されてもよく、又は異なるタイプの搭載物装置を受け入れるように構成されてもよい。搭載物装置は、搭載物支持構造に取り付けられてもよく、それによって、搭載物装置及び搭載物支持構造は全体的に移動可能となる。例えば、そこに配置された搭載物支持構造及び搭載物装置は、力／トルクが搭載物支持構造に加えられるときに全体として移動してもよい。搭載物支持構造の形状、サイズ及び他の特性は、図１に示されるそれらに限定されない。例えば、搭載物支持構造の形状は、長方形、角柱、球形、又は楕円形などであってもよい。
図１のモータ組立部は、搭載物支持構造上で与えられる外力に応じて、及びそれを補正するために、支持機構部品Ｌ１を介して搭載物支持構造を作動させる作動装置Ｍ１を備えてもよい。外力は、任意の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の周囲で可動物体上に与えられ、並びにその後に搭載物支持構造（及び／又は、搭載物装置）に伝達される任意の並進力又は回転力であってもよい。幾つかの実施形態では、外力は、複数の異なる軸の周囲で加えられてもよい。図１の例では、外力は、時計回りの方向で正のＺ軸の周囲で可動物体に加えられる外部トルクＴｅ＿ｚであってもよい。Ｚ軸の方向は、図１の右下隅上の３次元座標全体ＸＹＺ系で示される。幾つかの例では、外部トルクＴｅ＿ｚは、そのヨー軸の周囲で可動物体の質量の中心に加えられてもよい。搭載物支持構造が可動物体に結合されているので、外部トルクＴｅ＿ｚを可動物体に加えることは、搭載物支持構造上で対応するトルクを与えることになる。
外力／トルクは、可動物体及び／又は搭載物支持構造上の風の影響、温度変化、又は外部影響などの外部擾乱によって生じてもよい。外力／トルクはまた、可動物体の一定の動き特性（例えば、急激な加速、減速、旋回飛行の動き、ピッチ／ロール／ヨー、傾きなど）の結果として生じてもよい。外力／トルクは、搭載物支持構造の方位（例えば、姿勢）、及び搭載物支持構造内に配置された搭載物装置の安定性に影響を与えることがある。搭載物支持構造が撮像装置などの搭載物を搬送しているとき、外力／トルクは、撮像装置によって捕捉された画像の質に影響を与えることがある。外力／トルクによって、搭載物支持構造が目的物のロケーションの外側に移ることがある。例えば、搭載物装置が撮像装置であるとき、外部擾乱によって、一定の物体が撮像装置の視野から外に移動することがあり、また、撮像装置が物体のその焦点を失うことがある。
搭載物装置の安定性を維持するために、作動装置Ｍ１は、外部トルクＴｅ＿ｚを検出すると、補正トルクＴｃ＿ｚを生成して、外部トルクＴｅ＿ｚを是正／相殺するように構成されてもよい。本明細書で後に説明されるように、感知システムを使用して外部トルクＴｅ＿ｚを検出することができ、及び補正トルクＴｃ＿ｚは、作動装置Ｍ１を制御するように構成されたコントローラを介して生成されてもよい。幾つかの実施形態では、補正トルクＴｃ＿ｚは、外部トルクＴｅ＿ｚへの方向と実質的に等しくてもよく、及びその逆であってもよい。例えば、外部トルクＴｅ＿ｚがＺ軸の周囲を時計回りの方向で可動物体に適用されるとき、作動装置Ｍ１は、Ｚ軸の周囲を反時計回りの方向で補正トルクＴｃ＿ｚを搭載物支持構造に適用してもよい。補正トルクＴｃ＿ｚは、搭載物支持構造が外部トルクの方向に移動することを防止することを支援することができ、よって、搭載物支持構造の位置及び安定性を維持する。
然しながら、幾つかの例では、補正トルクＴｃ＿ｚが作動装置Ｍ１から支持機構部品Ｌ１を介して搭載物支持構造に伝達されているとき、補正トルクＴｃ＿ｚにおいて伝達遅延が存在することがある。補正トルクＴｃ＿ｚが作動装置Ｍ１から支持機構部品Ｌ１を通じて搭載物支持構造に伝達されるのに時間を要するので、伝達遅延が存在する。補正トルクＴｃ＿ｚの伝達は、連続変形の部品（例えば、作動装置Ｍ１の回転部の変形が最初に発生し、補正トルクの方向の支持機構部品Ｌ１の変形、及び搭載物支持構造の後続の変形がそれに続く）を介して発生することがある。そのような変形は、補正トルクによって１つの面が回転し、一方で他の面が回転の動きに抵抗するとともに、２つの面が嵌合する（例えば、作動装置Ｍ１の回転部の外面が、支持機構部品Ｌ１の内面に嵌合し得る）ときに発生することがある。
本明細書で後に説明されるように、トルク伝達遅延は、安定化プラットフォームにおける部品のサイズ、連続して接続される部品の数、及び部品が共に接続される方式によって影響されることがある。図１の例では、支持機構部品Ｌ１及び／又は搭載物支持構造が大きな慣性モーメントを有するときに、トルク伝達遅延が増加することがある。剛体の慣性モーメント（角質量又は回転慣性としても知られる）は、回転軸の周囲の所望の角加速度に対して必要とされるトルクを決定する。慣性モーメントは、本体の回転を変更するために更なるモーメントは更なるトルクを必要とするとともに、本体の質量分布及び選択された軸に依存する。幾つかの実施形態では、搭載物装置が重い物体又は振動に敏感な物体であるとき、支持機構部品Ｌ１及び／又は搭載物支持構造は、構造的な支持を改良し、及び／又は振動を弱める目的でより大きな質量を有する必要があることがある。それらの実施形態では、各部品の変形が更なる時間を要し、且つ連続して発生するので（作動装置Ｍ１から支持機構部品Ｌ１に、搭載物支持構造に）、安定化プラットフォームの種々の部品を通じた補正トルクＴｃ＿ｚの伝達が遅延することがある。そのような状況下で、安定化プラットフォームの応答速度（性能）が低下することがある。
安定化プラットフォームの安定化性能を改善するために、補正トルクにおける伝達遅延を補償するために回転装置が使用されてもよい。図１に示されるように、モータ組立部は更に、補正トルクＴｃ＿ｚにおける伝達遅延を補償する回転装置ＲＷ１を備えてもよい。回転装置ＲＷ１は、搭載物支持構造上に直接配置されてもよい。回転装置ＲＷ１は、トルク伝達遅延を補償する（又は、軽減する）ことが可能な任意の装置であってもよい。図１の例では、回転装置ＲＷ１は、Ｚ軸の周囲を反時計回りの方向で、搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｚを提供するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｚは、外部トルクＴｅ＿ｚを是正するために、補正トルクＴｃ＿ｚと同一の方向で、及び外部トルクＴｅ＿ｚと反対の方向で適用されてもよい。補正トルクＴｃ＿ｚの伝達遅延の間（すなわち、補正トルクＴｃ＿ｚが搭載物支持構造に到達する前）、搭載物支持構造の位置及び安定性を維持するために追加トルクＴｓ＿ｚを使用することができる。
安定化プラットフォームの種々の部品を通じて伝達遅延を被る補正トルクＴｃ＿ｚとは異なり、回転装置ＲＷ１が搭載物支持構造上に直接配置されるので、追加トルクＴｓ＿ｚの影響をリアルタイムでほとんど瞬時に搭載物支持構造に伝達することができる。補正トルクＴｃ＿ｚを補償するために追加トルクＴｓ＿ｚを使用することができる。例えば、搭載物支持構造が最初に外部トルクＴｅ＿ｚを経験するとき、及び補正トルクＴｃ＿ｚが搭載物支持構造に到達する前に、搭載物支持構造において外部トルクＴｅ＿ｚを是正するために追加トルクＴｓ＿ｚを使用することができる。補正トルクＴｃ＿ｚが作動装置Ｍ１から搭載物支持構造に到達するとき、次いで、追加トルクＴｓ＿ｚを減少又は除去することができる。
幾つかの実施形態では、補正トルクＴｃ＿ｚが搭載物支持構造に到達した後でさえ、外部トルクＴｅ＿ｚの影響を軽減するために、補正トルクと共に追加トルクＴｓ＿ｚを使用することを継続することができる。例えば、外部トルクＴｅ＿ｚにおける変化に応答して、リアルタイム又はほぼリアルタイムで微細なトルク補正を搭載物支持構造に提供することによって、安定化プラットフォームの感度を増加させるために追加トルクＴｓ＿ｚを使用することができる。作動装置Ｍ１によって提供される補正トルクＴｃ＿ｚを補足又は増加させるために、回転装置ＲＷ１からのそれらの微細なトルク補正を使用することができる。それらのリアルタイム（又は、ほぼリアルタイム）な、微細なトルク補正は特に、安定化プラットフォームの増加した感度及び応答速度を必要とする、外部トルク／擾乱が高頻度で発生するときに有益である。そのような外部トルク／擾乱の例は、可動物体の推進装置における部品の移動によって生じる可動物体の振動／ジッターであってもよい。
作動装置Ｍ１及び回転装置ＲＷ１は、回転モータ、サーボモータ、直接駆動回転モータ、直流（ＤＣ）ブラシモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＤＣトルクモータ、線形ソレノイドステッパモータ、超音波モータ、ギア付きモータ、速度減速モータ、水圧作動装置、空気式作動装置、又はピギーバックモータの組み合わせを備えたグループから選択されてもよい。例えば、モータ組立部は、直接駆動モータ（例えば、コンパクトモータ又は小型化モータ）を含んでもよい。直接駆動モータは、典型的には、比較的低いエネルギーを必要とし、それによって、エネルギー効率及び環境保護を促進する。直接駆動モータはまた、応答時間を減少させ、及び可動物体の種々の姿勢変化に応答して高速且つ時宜を得た調整を可能とする、ステップレスの形式で制御されてもよい。
好ましい実施形態では、作動装置Ｍ１又は回転装置ＲＷ１の少なくとも１つは、ブラシレスＤＣ電気モータを使用して実装されてもよい。ブラシレスＤＣモータは、（１）機械的整流子の代わりに電子の整流子による、ブラシ付きモータのそれらよりも信頼できる性能、摩耗及び／若しくは故障率の減少、並びにより長い耐用年数（約６月）（２）ブラシレスＤＣモータが固定モータであることによる低負荷及び無負荷電流（３）高効率（４）小型サイズ、の利点を有することができる。様々な実施形態では、他のタイプのモータが、ブラシレスＤＣモータの代わりに、又はそれに加えて使用されてもよい。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１は、補正トルクＴｃ＿ｚを補足するために追加トルクＴｓ＿ｚを提供することができるので、補正トルクＴｃ＿ｚを提供する作動装置Ｍ１のサイズ（例えば、モータサイズ）を減少させることができる。作動装置のサイズは、トルク出力及び慣性モーメントに依存する。従って、トルクの一部が回転装置ＲＷ１によって提供されてもよいので、作動装置Ｍ１は、外部擾乱を是正するためにトルクの全てを提供する必要はない。
図１に示されるように、支持機構部品Ｌ１は、作動装置Ｍ１によって可動物体に回転可能に結合されてもよい。幾つかの実施形態では、作動装置Ｍ１は、支持機構の基部に取り付けられてもよい。基部は、可動物体の一部（例えば、底部）に強固に取り付けることができる基板又は取付構造であってもよい。幾つかの例では、基部は、可動物体の筐体の一部を形成してもよい。幾つかの代替的な実施形態では、基部は省略されてもよく、及び作動装置Ｍ１は、可動物体の本体又は筐体に直接取り付けられてもよい。
作動装置Ｍ１は、基部に結合された非回転部、及び支持機構部品Ｌ１に結合された回転部を備えてもよい。幾つかの他の実施形態では、作動装置Ｍ１の非回転部は、支持機構部品Ｌ１に結合されてもよく、及び回転部は、基部に結合されてもよい。作動装置Ｍ１がモータであるとき、非回転部は、モータの固定子に相当してもよく、及び回転部は、モータのロータに相当してもよい。
支持機構部品Ｌ１は、作動装置Ｍ１の回転部の回転の軸に沿って延びるＺ軸の周囲を回転するように構成されてもよい。回転の軸は、可動物体のヨー軸に平行してもよい。幾つかの例では、回転の軸は、可動物体のヨー軸と一致してもよい。図１の例では、搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ１に強固に結合される。搭載物支持構造が支持機構部品Ｌ１に強固に結合されるので、搭載物支持構造（及び、それに配置された搭載物装置）は、支持機構部品Ｌ１が回転するときにＺ軸の周囲を回転することができる。作動装置Ｍ１は、コントローラ組立部から作動装置Ｍ１に送信される信号に応答して、Ｚ軸の周囲で支持機構部品Ｌ１を回転させるように構成されてもよい。従って、作動装置Ｍ１は、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造を直接駆動して、基部／可動物体に対してＺ軸の周囲で回転するように構成されてもよい。特に、作動装置Ｍ１は、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造を駆動するために補正トルクＴｃ＿ｚを適用することができ、それによって外部トルクＴｅ＿ｚを是正することができる。
幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１の回転の軸は、可動物体の質量の中心を通じて延びてもよい。他の実施形態では、支持機構部品Ｌ１の回転の軸は、可動物体の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びてもよい。他の実施形態では、支持機構部品Ｌ１の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。可動物体、基部、支持機構部品Ｌ１、及び搭載物支持構造の相互の任意の配置が考えられてもよい。
図１の実施形態では、回転装置ＲＷ１は、搭載物支持構造の部分１０２−１上に配置されてもよい。部分１０２−１は、そこに支持機構部品Ｌ１の端が取り付けられる搭載物支持構造の部分１０２−２の反対にあってもよい。然しながら、回転装置ＲＷ１の設置は、必ずしも図１に示される構成に限定されない。回転装置ＲＷ１は、部分１０２−１以外の搭載物支持構造のいずれかの部分上に配置されてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１は、部分１０２−２上に配置されてもよい。幾つかの更なる実施形態では、回転装置ＲＷ１は、部分１０２−１及び１０２−２に直交し、又はそれらに対して傾いた搭載物支持構造の１つ又は複数の部分上に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１は、回転装置ＲＷ１の回転の軸が作動装置Ｍ１の回転の軸及び／又は支持機構部品Ｌ１の回転の軸に平行するように配置されてもよい。幾つかの実施形態では、上記（回転装置ＲＷ１、作動装置Ｍ１、及び支持機構部品Ｌ１）の１つ又は複数に対する回転の軸は、同軸であってもよい。
幾つかの実施形態では、複数の回転装置は、搭載物支持構造の複数の部分上にそれぞれに配置されてもよい。本明細書で後に図面を参照して説明されるように、任意の数の回転装置及び搭載物支持構造上の配置が考えられてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置は、搭載物支持構造の外面の代わりに搭載物支持構造内に配置されてもよい。幾つかの更なる実施形態では、回転装置は、搭載物装置自身に直接配置されてもよい。幾つかの特定の実施形態では、搭載物支持構造が省略されてもよく、及び回転装置が搭載物装置上に直接配置されてもよい。例として、回転装置ＲＷ１は、搭載物装置上に直接配置されてもよい。
回転装置ＲＷ１は、追加トルクＴｓ＿ｚを搭載物支持構造に提供するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｚは、回転装置ＲＷ１によって搭載物支持構造に直接、且つほとんど瞬時に提供されてもよい。
回転装置ＲＷ１は、トルク伝達遅延の量を減少させることができる。例えば、回転装置ＲＷ１は、回転装置ＲＷ１を有さないことと比較して、少なくとも１％、３％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％、トルク伝達遅延の量を減少させることができる。トルク伝達遅延の量の減少は、回転装置ＲＷ１を有さないことと比較して、少なくとも約０．００１ミリ秒、０．００５ミリ秒、０．０１ミリ秒、０．０３ミリ秒、０．０５ミリ秒、０．１ミリ秒、０．３ミリ秒、０．５ミリ秒、０．７ミリ秒、１ミリ秒、２ミリ秒、３ミリ秒、５ミリ秒、７ミリ秒、１０ミリ秒、１５ミリ秒、２０ミリ秒、３０ミリ秒、５０ミリ秒、又は１００ミリ秒であってもよい。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｚは、回転装置ＲＷ１によって搭載物支持構造に、約０．００１ミリ秒、０．００５ミリ秒、０．０１ミリ秒、０．０３ミリ秒、０．０５ミリ秒、０．１ミリ秒、０．３ミリ秒、０．５ミリ秒、０．７ミリ秒、１ミリ秒、２ミリ秒、３ミリ秒、５ミリ秒、７ミリ秒、１０ミリ秒、１５ミリ秒、２０ミリ秒、３０ミリ秒、５０ミリ秒、又は１００ミリ秒以内で提供されてもよい。
図１の例では、回転装置ＲＷ１の回転部が搭載物支持構造又は搭載物装置に対して自由に回転することができるように、回転装置ＲＷ１の回転部は、搭載物支持構造に直接結合されない。以下で説明されるように、回転装置ＲＷ１の回転部の自由な回転は、追加トルクＴｓ＿ｚを生成することができる。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備えてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１は、固定子及びロータを備えた回転モータであってもよい。固定子は、回転装置ＲＷ１の非回転部に相当してもよく、及びロータは、回転装置ＲＷ１の回転部に相当してもよい。回転装置ＲＷ１の固定子は、搭載物支持構造に直接結合されてもよい。例えば、回転装置ＲＷ１の固定子は、搭載物支持構造に強固に且つ直接取り付けられてもよく、それによって、任意の干渉部品を通じて伝達されることなく、固定子から搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｚを直接伝達することができる。幾つかの他の実施形態では、回転装置ＲＷ１の固定子は、搭載物装置に直接結合されてもよい。例えば、回転装置ＲＷ１の固定子は、搭載物装置に強固に且つ直接取り付けられてもよく、それによって、任意の干渉部品を通じて伝達されることなく、固定子から搭載物装置に追加トルクＴｓ＿ｚを直接伝達することができる。回転装置ＲＷ１のロータは、Ｚ軸の周囲を自由に回転するように構成されてもよい。回転装置ＲＷ１のロータの回転の軸は、可動物体のヨー軸に平行であってもよい。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１の回転の軸は、可動物体のヨー軸と一致してもよい。図１の例では、ロータは、Ｚ軸の周囲を時計回りの方向で自由に回転し、その結果として角運動量の保存の法則に基づいて、Ｚ軸の周囲を反時計回りの方向で追加トルクＴｓ＿ｚを生成するように構成される。特に、ロータがＺ軸の周囲を自由に回転するとき、追加トルクＴｓ＿ｚは、固定子を通じて搭載物支持構造に直接伝達されてもよい。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１の回転の軸は、支持機構部品Ｌ１の回転の軸に平行であってもよい。幾つかの代替的な実施形態では、回転装置ＲＷ１の回転の軸は、支持機構部品Ｌ１の回転の軸に平行である必要はない。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びてもよい。他の実施形態では、回転装置ＲＷ１の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。
上記説明されたように、追加トルクＴｓ＿ｚは、回転装置ＲＷ１のロータの回転によって生成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｚは、第１の方向を有する電流（例えば、正電流又は負電流のいずれか）を回転装置ＲＷ１に印加することによって生成されてもよく、それによって、ロータが加速することになる。ロータは、所定の回転速度まで加速するように構成されてもよい。
幾つかの例では、外部擾乱が持続的であることがある（例えば、飛行、乱気流などの間の可動物体及び／又は搭載物支持構造の持続的な振動）。それらの場合、外部擾乱によって、可動物体及び搭載物支持構造上で持続的な力／トルクが与えられることになる。外部トルクＴｅ＿ｚが持続的に可動物体及び搭載物支持構造に適用されるとき、搭載物支持構造の姿勢及び／又は方位を維持するために、持続的な電流を回転装置ＲＷ１に供給することができ、それによって、外部トルクに対する持続的な反作用トルク（追加トルク）を達成することができる。然しながら、外部擾乱が持続的であるとき、回転装置ＲＷ１のロータは、持続的な電流供給の結果としてますます高速に回転し続けることがある。ロータの回転速度が所定の回転速度に到達するとき、回転によって生成される逆の起電力は、回転装置ＲＷ１に供給される電圧と実質的に同一となることがある。この現象は、「回転速度飽和」として知られ、及び回転装置ＲＷ１が外部トルクを是正するために十分な追加トルクを提供することができない結果となることがある。
「回転速度飽和」を防止するために、ロータが所定の回転速度を上回るとき、第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が回転装置ＲＷ１に印加されて、ロータを減速させてもよい。例えば、正電流が回転装置ＲＷ１に最初に印加されて、ロータを加速させ、及び時計回りの方向で回転させてもよい。ロータが所定の回転速度を上回るとき、負電流が回転装置ＲＷ１に印加されて、ロータを減速させ、及び反時計回りの方向で回転させてもよく、それによって、ロータを減速させることができる。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ１は、作動装置を備えたリアクションホイールであってもよい。リアクションホイールは、典型的には、相当量の慣性を有する回転する質量から成り、及び角運動量の保存に基づいて動作する。図１の例では、リアクションホイールは、ロータ上に取り付けられ、及びロータで自由に回転するように構成された慣性ホイールを備えてもよい。ロータ及び慣性ホイールは、Ｚ軸の周囲を自由に回転するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｚが搭載物支持構造に提供される時間の長さを増大させるために慣性ホイールを使用することができる。追加トルクＴｓ＿ｚが搭載物支持構造に提供される時間の長さは、慣性ホイールの質量の関数であってもよい。例えば、追加トルクＴｓ＿ｚが搭載物支持構造に提供される時間の長さは、慣性ホイールの質量とともに増加してもよい。追加トルクＴｓ＿ｚは、第１の方向を有する電流を回転装置ＲＷ１に印加することによって生成されてもよく、それによって、ロータ及び慣性ホイールの両方を加速させることができる。ロータ及び慣性ホイールは、所定の回転速度まで加速してもよい。
所定の回転速度は、「回転速度飽和」が発生する（すなわち、ロータ及び慣性ホイールの回転によって生成される逆の起電力が、回転装置ＲＷ１に供給される電圧と実質的に等しいとき）速度に相当してもよい。ロータ及び慣性ホイールが所定の回転速度を上回るとき、第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が回転装置ＲＷ１に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを減速させてもよい。例えば、正電流が回転装置ＲＷ１に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを加速させてもよく、及び時計回りの方向で回転させてもよい。ロータ及び慣性ホイールが所定の回転速度を上回るとき、負電流が回転装置ＲＷ１に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを減速させて反時計回りの方向で回転させてもよく、それによって、ロータ及び慣性ホイールが減速する。
回転装置ＲＷ１は、追加トルクＴｓ＿ｚを搭載物支持構造に提供して、補正トルクＴｃ＿ｚにおける伝達遅延を補償するように構成されてもよい。上述したように、補正トルクＴｃ＿ｚは、作動装置Ｍ１によって生成されてもよい。作動装置Ｍ１が支持機構部品Ｌ１をＺ軸の周囲で回転させるときに、補正トルクＴｃ＿ｚが生成されてもよく、及び搭載物支持構造に伝達されてもよい。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｚは、補正トルクＴｃ＿ｚと実質的にａ同時に生成されてもよい。例えば、外部トルクを与える外部擾乱がコントローラ組立部における１つ又は複数の慣性センサによって検出されるとき、補正トルクＴｃ＿ｚ及び追加トルクＴｓ＿ｚの両方が、実質的に同時に生成されて、外部トルクＴｅ＿ｚを是正してもよい。例えば、作動装置Ｍ１及び回転装置ＲＷ１の両方が実質的に同時に作動されて、補正トルクＴｃ＿ｚ及び追加トルクＴｓ＿ｚを生成してもよい。然しながら、搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｚを受ける前に追加トルクＴｓ＿ｚを受けてもよい。例えば、搭載物支持構造は、トルク伝達遅延によって、追加トルクＴｓ＿ｚよりも後に、（１）作動装置Ｍ１から支持機構部品Ｌ１に、及び（２）支持機構部品Ｌ１から搭載物支持構造に、補正トルクＴｃ＿ｚを受けてもよい。言い換えると、補正トルクＴｃ＿ｚ及び追加トルクＴｓ＿ｚの両方を実質的に同時に生成することができるとしても、補正トルクＴｃ＿ｚの前に追加トルクＴｓ＿ｚを搭載物支持構造に伝達することができる。
トルク伝達遅延は、作動装置Ｍ１の回転部のねじり変形、及び支持機構部品Ｌ１のねじり変形の結果であることがある。幾つかの実施形態では、トルク伝達遅延は、数ミリ秒から数秒までの範囲にあることがある。
図１を参照して、伝達遅延の長さは、作動装置Ｍ１と搭載物支持構造との間で測定された距離Ｄ１の関数であってもよい。例えば、伝達遅延は、距離Ｄ１が増加するときに増加することがある。幾つかの例では、作動装置Ｍ１から搭載物支持構造までの距離Ｄ１は、支持機構部品Ｌ１の長さの少なくとも一部に基づいて判定されてもよい。回転装置ＲＷ１が効果的に伝達遅延を補償するために、回転装置ＲＷ１と搭載物支持構造との間の距離は、最小であるべきであり、及び実質的に距離Ｄ１未満であるべきである。例えば、図１の実施形態では、回転装置ＲＷ１が搭載物支持構造上に直接配置されて、搭載物支持構造からのその距離を最小にする。従って、相当な伝達遅延がなく、搭載物支持構造に、追加トルクＴｓ＿ｚを直接且つほとんど瞬時に伝達することができる。
搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｚの影響を受ける前に、追加トルクＴｓ＿ｚの影響を受けるように構成されてもよい。幾つかの例では、補正トルクＴｃ＿ｚが搭載物支持構造に伝達され、及び搭載物支持構造において経験されるときに、追加トルクＴｓ＿ｚが減少又は除去されてもよい。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｚは、伝達遅延に相当する期間の間に搭載物支持構造に適用されてもよい。補正トルクＴｃ＿ｚが伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達するとき、追加トルクＴｓ＿ｚが減少又は除去されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｚは、回転装置ＲＷ１への電流を調整することによって減少又は除去されて、回転装置ＲＷ１のロータ及び／又は慣性ホイールを減速させてもよい。搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｚの影響を受ける前の遅延の間に追加トルクＴｓ＿ｚの影響を受けることがある。追加トルクＴｓ＿ｚは、補正トルクＴｃ＿ｚと実質的に等しくてもよく、及び補正トルクＴｃ＿ｚと同一の方向に適用されてもよい。幾つかの例では、追加トルクＴｓ＿ｚは、補正トルクＴｃ＿ｚ未満であってもよい。幾つかの例では、追加トルクＴｓ＿ｚは、搭載物支持構造上での外部擾乱の影響を軽減するために、外部トルクＴｅ＿ｚと実質的に等しくてもよく、及び外部トルクＴｅ＿ｚと反対の方向にあってもよい。
搭載物支持構造の安定性を更に増加させるために、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造全体としての重力の中心は、好ましくは可動物体のヨー軸に位置してもよい。共通軸（例えば、可動物体のヨー軸）の周囲の外部トルクＴｅ＿ｚを是正するために、補正トルクＴｃ＿ｚ及び追加トルクＴｓ＿ｚを適用することができるときに、搭載物支持構造の安定性を改善することができる。加えて、可動物体が、必要とされるモータ駆動の安定化がほとんど又は全くなしに円滑に移動しているときに、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造は、動的にバランスの取れた状態にあることができる。
幾つかの実施形態では、安定化プラットフォームのフレーム組立部は、フレーム組立部の寸法又は回転軸を調整する１つ又は複数の調整部を備えてもよい。そのような調整部によって、フレーム組立部が異なる寸法、形状及び／又は重量の搭載物支持構造を収容することが可能になる。加えて、例えば、重力の中心を上述した回転軸と一列にするために調整が必要となることがある。例えば、フレーム組立部は、基部／可動物体に対して搭載物支持構造及び／又は支持機構部品の位置を調整する１つ又は複数の調整部（例えば、スリット、孔）を含むことができる。そのような調整は、例えば、搭載物支持構造及び支持機構部品Ｌ１全体としての重力の中心を、可動物体のヨー軸と一列にするために必要となることがある。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１は、支持機構部品Ｌ１及び基部／可動物体に対して搭載物支持構造の位置を調整する１つ又は複数の調整部を含むことができる。例えば、搭載物支持構造のサイズ若しくは形状、及び／又は支持機構部品Ｌ１の長さに応じて、搭載物支持構造を基部／可動物体から遠くに、又は近くに位置付けることができる。幾つかの実施形態では、搭載物支持構造はまた、種々のサイズの搭載物装置を収容するために、搭載物支持構造の寸法を変更する１つ又は複数の調整部を含んでもよい。
幾つかの実施形態では、安定化プラットフォームを更に安定させ、又は修正するために、追加の支持構造が任意選択により設けられてもよい。そのような支持構造は任意選択であってもよく、及び本発明の様々な実施形態において必須でないことを理解されたい。それにも関わらず、そのような追加の支持構造は、当業者によって理解及び実装されてもよい。
フレーム組立部及びモータ組立部に加え、安定化プラットフォームは更に、コントローラ組立部を備える。図１及び２を参照して、コントローラ組立部は、感知システム１０４及びコントローラ１０６を備えてもよい。コントローラ組立部は、感知システム、及びモータ組立部の作動要素（例えば、作動装置Ｍ１及び回転装置ＲＷ１）と通信していてもよい。感知システムは、搭載物装置、搭載物支持構造、及び／又はフレーム組立部、作動装置Ｍ１、回転装置ＲＷ１、若しくは可動物体などの、搭載物支持構造若しくは搭載物装置以外の物体と関連付けられた状態情報を測定及び取得するように構成されてもよい。状態情報は、上記物体のいずれかの角速度及び／若しくは線形速度、並びに／又は加速度、位置情報（例えば、空間的配置及び／又は方位）などを含んでもよい。そのような状態情報は相対的又は絶対的であってもよい。幾つかの実施形態では、感知システムは、物体が外部擾乱（例えば、天候及び／若しくは温度変化、又は破片若しくは障害物などの外因）による影響を受けるときに、上記物体の１つ又は複数と関連付けられた状態情報を測定又は取得するように構成されてもよい。図１の例では、感知システムは、搭載物支持構造の一部の上に設けられてもよい。安定化プラットフォームのいずれかに感知システムを設けることができることに留意されたい。幾つかの他の実施形態では、可動物体自体に感知システムを設けることができる。感知システムは、搭載物装置又は搭載物支持構造上に設けられてもよい。可動物体、安定化プラットフォーム（例えば、フレーム組立部、モータ組立部における１つ又は複数の要素、搭載物支持構造）、搭載物装置、又は任意のそれらの組み合わせの任意の配置が考えられてもよい。様々な実施形態では、感知システムは、搭載物装置、搭載物支持構造、フレーム組立部、モータ組立部、又は可動物体などに結合されてもよい。
感知システムは、物体の空間的配置、速度、及び／又は加速度を感知することができる（例えば、最大で３の転移度及び最大で３の回転度に関する）１つ又は複数のセンサを含んでもよい。感知システムは、慣性測定ユニット、動きセンサ、近接センサ、コンパス、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）送受信機、又は他のタイプの測定要素若しくはセンサを含んでもよい。例えば、感知システムは、物体（例えば、搭載物装置、搭載物支持構造、フレーム組立部、及び／又は可動物体）の角速度を検出する１つ又は複数のジャイロスコープ、並びに線形加速度及び／又は角加速度を検出する１つ又は複数の加速度計を含んでもよい。幾つかの実施形態では、物体の線形速度若しくは角速度／加速度は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を使用して、及び／又は物体の空間的な動作特性（例えば、瞬時位置、速度、加速度、姿勢、方位など）を導出するために経時的に捕捉された物体の一連の画像フレームを分析することによって、経時的な物体の位置の差異に基づいて検出されてもよい。代わりに、天候状況、潜在的な障害物への近接性、地理的特徴のロケーション、及び人工構造のロケーションなどの物体の周囲の環境に関するデータを提供するために感知システムを使用することができる。幾つかの実施形態では、感知システムは、物体の２以上の回転軸に関する状態情報を測定するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、感知システムは、回転軸の少なくとも２つに関連する情報を取得してもよい。例えば、測定部は、物体のピッチ及びロール軸の両方に関する情報を取得してもよい。加えて、状態情報は、物体のピッチ、ロール及びヨー軸の全てに関連してもよい。
幾つかの実施形態では、コントローラは、感知システムによって検出された状態情報に基づいて物体の姿勢情報を算出し、及び姿勢情報に基づいて１つ又は複数のモータ信号を提供するように構成されてもよい。そのような姿勢情報は、物体のピッチ、ロール、ヨー軸、軸に対する物体の方位若しくは傾き、速度並びに／又は加速度などを含んでもよい。幾つかの例では、姿勢情報は、角速度情報（例えば、感知システムによって、又は他のソースから提供される）に基づいて算出されてもよい。他の場合では、姿勢情報は、角速度情報及び線形加速度情報の両方に基づいて算出されてもよい。例えば、線形加速度情報は、角速度情報を修正及び／又は補正するために使用されてもよい。
算出された姿勢情報に基づいて、コントローラは、１つ又は複数のモータ信号を生成し、及び安定化プラットフォームの作動要素（例えば、作動装置Ｍ１及び／又は回転装置ＲＷ１）に送信してもよい。モータ信号によって作動要素の回転を進め、回転を逆にさせることができ、及び回転の速度／トルクを調整して、外部擾乱／トルクを是正するためにモータ信号を使用することができる。１つ又は複数のモータ信号に応答して、作動要素（例えば、作動装置Ｍ１及び／又は回転装置ＲＷ１）は、フレーム組立部のそれぞれの部分を直接駆動して、１つ又は複数のモータ信号に応答して回転させることができる。結果として、搭載物装置は、その周囲で外部トルクが与えられる軸の少なくとも１つの周囲で回転することが可能になる。そのような回転は、搭載物装置を安定させるため、及び／又は所定の位置若しくは姿勢を維持するために必要となることがある。
例えば、図１の実施形態では、搭載物支持構造が外部トルクＴｅ＿ｚの影響を受けるとき、コントローラは、作動装置Ｍ１及び回転装置ＲＷ１に電流を同時に印加して、補正トルクＴｃ＿ｚ及び追加トルクＴｓ＿ｚを生成して、外部トルクＴｅ＿ｚを是正してもよい。搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｚにおける伝達遅延によって、補正トルクＴｃ＿ｚの前に追加トルクＴｓ＿ｚの影響を受けることがある。感知システムは、搭載物支持構造上で追加トルクＴｓ＿ｚ及び補正トルクＴｃ＿ｚの各々の影響を検出するように構成されてもよい。補正トルクＴｃ＿ｚは、伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達してもよい。感知システムが搭載物支持構造上で補正トルクＴｃ＿ｚの影響を検出するとき、コントローラは次いで、回転装置ＲＷ１に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｚを減少又は除去することができる。従って、コントローラは、感知システムからの動きデータ、及び種々の時点における搭載物支持構造上の種々のトルクの影響に基づいて、リアルタイムで、作動装置Ｍ１及び回転装置ＲＷ１からの補正トルクＴｃ＿ｚ及び追加トルクＴｓ＿ｚを調節するように構成されてもよい。特に、円滑なトルク制御を達成するために（外部トルクを是正するために）、作動装置Ｍ１及び回転装置ＲＷ１からのトルクを調節することによって、安定化プラットフォームの感度及び性能を改善することができる。
前に述べたように、従来の安定化システムは、高い慣性及び／又は低い構造的硬直性によって、相当なトルク伝達遅延を有することがある。トルク伝達遅延の結果として、従来の閉ループ安定化システムの位相マージンが減少することがあり、それによって、閉ループ制御システムの性能が制限される。一方で、図２における閉ループ制御システムが、搭載物支持構造に追加トルクを適用して、トルク伝達遅延を補償するように構成された回転装置を備えるので、図２における閉ループ制御システムは、従来の安定化システムよりも位相マージンを改善している。
図３は、第１の安定化プラットフォームと第２の安定化プラットフォームとの間の安定化性能における差異の例を示す。第１の安定化プラットフォームは、図３の部分Ａにおいて示され、及び搭載物支持構造に追加トルクを提供してトルク伝達遅延を補償する回転装置ＲＷ１を含まない。第２の安定化プラットフォームは、図３の部分Ｂにおいて示され、及び搭載物支持構造に追加トルクを提供してトルク伝達遅延を補償する回転装置ＲＷ１を含む。
前に説明したように、感知システムは、搭載物支持構造及び／又は搭載物装置上で外部擾乱（例えば、外部トルク）の影響を検出するように構成される。図３に示すように、搭載物支持構造上の外部トルク擾乱、及び安定化プラットフォームの対応する安定化トルクを、時間に応じてプロットすることができる。
図３におけるトルクＴ（ナノメートル）対時間ｔ（ミリ秒）のプロットを参照すると、時間に応じてプロットされた、実曲線が搭載物支持構造上の外部トルクに相当し、並びに破線が搭載物支持構造上の補正トルク及び／又は追加トルクに相当する。
図３の部分Ａを参照して、感知システムが外部トルクＴｅ＿ｚを最初に検出するとき、コントローラは、外部トルクＴｅ＿ｚを是正する補正トルクＴｃ＿ｚを生成するように作動装置Ｍ１を制御してもよい。然しながら、慣性及び構造的硬直性に関する理由で、補正トルクにおいて伝達遅延ｄ（ｚ）が存在することがある。結果として、補正トルクＴｃ＿ｚは、遅延ｄ（ｚ）の後のみ、搭載物支持構造に伝達されることがあり、及び搭載物支持構造において経験されることがある。幾つかの例では、外部トルクが急速に変動する場合（例えば、高頻度で）、第１の安定化プラットフォームの応答速度が遅延ｄ（ｚ）によって減少するので、第１の安定化プラットフォームは、搭載物支持構造を適切に安定させることが可能でないことがある。応答速度の減少によって、第１の安定化プラットフォームの性能が悪化することがある。
図３の部分Ｂを参照して、回転装置ＲＷ１が搭載物支持構造上に直接配置されて、作動装置Ｍ１から搭載物支持構造へのトルク伝達遅延ｄ（ｚ）を補償するために追加トルクＴｓ＿ｚを提供してもよい。図３の部分Ｂに示されるように、第１の安定化プラットフォームの性能に対して、第２の安定化プラットフォームの性能（応答速度）を改善することができる。例えば、感知システムが外部トルクＴｅ＿ｚを検出するとき、コントローラは、外部トルクＴｅ＿ｚを是正するために補正トルクＴｃ＿ｚ及び追加トルクＴｓ＿ｚをそれぞれ生成するように作動装置Ｍ１及び回転装置ＲＷ１の両方を制御してもよい。回転装置ＲＷ１が搭載物支持構造上に直接配置されるので、回転装置ＲＷ１によって提供される追加トルクＴｓ＿ｚをほとんど瞬時に搭載物支持構造に伝達することができる。図３の部分Ｂに示されるように、遅延ｄ（ｚ）の持続時間の間に追加トルクＴｓ＿ｚが搭載物支持構造に提供されてもよい。遅延ｄ（ｚ）の終わりにおいて、搭載物支持構造が補正トルクＴｃ＿ｚの影響を受け始めるとき、コントローラは次いで、例えば、回転装置ＲＷ１に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｚを減少又は除去するように回転装置ＲＷ１を制御してもよい。幾つかの実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｚ）の終わりにおいて追加トルクＴｓ＿ｚを完全に除去してもよく、及び遅延ｄ（ｚ）が終了するときから開始する外部トルクＴｅ＿ｚを是正するために補正トルクＴｃ＿ｚのみを適用してもよい。
幾つかの他の実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｚ）が終了するときから開始する、外部トルクＴｅ＿ｚを是正するために、追加トルクＴｓ＿ｚ及び補正トルクＴｃ＿ｚの両方を調節するように構成されてもよい。例えば、コントローラは、感知システムからの姿勢情報／フィードバックに応じて必要に応じ、及び必要とされるときに、異なる量の追加トルクを生成するように回転装置ＲＷ１を制御することができる。異なる量の追加トルクは、ほとんど瞬時に搭載物支持構造に伝達されてもよく、及び補正トルクにおける任意の後続の遅延を補償するために使用されてもよい。幾つかの例では、異なる量の追加トルクは、外部トルクを是正／相殺するトルクの大部分を提供する補正トルクと共にわずかであってもよい。異なる量の追加トルクはまた、高頻度で、搭載物支持構造にほとんど瞬時に提供されてもよく、及び外部トルクが急速に変動しているときに特に有益であることがある。結果として、第２の安定化プラットフォームの応答速度が補正トルクＴｃ＿ｚにおける伝達遅延ｄ（ｚ）によって実質的に影響されないので、第１の安定化プラットフォームに対して第２の安定化プラットフォームが改善する。
図１の例では、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心は、共通軸（例えば、可動物体のヨー軸）に沿ってもよい。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心は、例えば、図４における実施形態に示されるように、可動物体のヨー軸以外の軸に沿ってもよい。
図４の部分Ａを参照して、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心（「＋」記号で表される）は、Ｚ軸に直交するＹ軸に沿ってもよい。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心が位置する軸は、可動物体のヨー軸と交差してもよい。幾つかの他の実施形態では、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心が位置する軸は、可動物体のヨー軸と交差する必要はない。それらの他の実施形態では、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心が位置する軸は、Ｘ−Ｙ平面における距離をヨー軸から側面に沿ってずれてもよい。
幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心が位置する軸は、Ｚ軸及びヨー軸に直交する必要はない。例えば、図４の部分Ｂに示されるように、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心は、ヨー軸又はＺ軸に対して傾いた別の軸に沿ってもよい。
図１及び４の例では、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心は、同一の軸に沿ってもよい。然しながら、本発明はそれに限定されない。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の質量の中心は、異なる軸にそれぞれ位置してもよい。異なる軸は、相互に平行し、直交し、若しくは傾いてもよく、相互に交差してもよく、又は相互に交差する必要はない。可動物体に対する支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造の任意の空間的構成が考えられてもよい。
図５は、別の実施形態に従った、安定化プラットフォーム５００の概略図を示す。安定化プラットフォームは、撮像装置又は非撮像装置などの搭載物装置を保持するように構成されてもよい。図５の安定化プラットフォームは、以下の差異を除き、図１の安定化プラットフォーム１００と同様であってもよい。図１の例では、安定化プラットフォーム１００は、搭載物支持構造に（又は、搭載物支持構造上に）取り付けられた搭載物装置に対して単一の回転の軸を設ける１軸安定化プラットフォームである。安定化プラットフォーム１００における搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ１に取り付けられてもよく、又はそれに強固に結合されてもよく、それによって、支持機構部品Ｌ１及び搭載物支持構造が、作動装置Ｍ１によって作動されるときに全体として移動する。
一方で、図５の例では、安定化プラットフォーム５００は、搭載物支持構造に（又は、搭載物支持構造上に）取り付けられた搭載物装置に対して２つの回転の軸を設ける２軸安定化プラットフォームである。２つの回転の軸は、相互に直交してもよい。安定化プラットフォーム５００における搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ１に強固に取り付けられる代わりに、支持機構部品Ｌ１に回転可能に結合されてもよい。例えば、安定化プラットフォーム５００における搭載物支持構造は、別の作動装置Ｍ２によって支持機構部品Ｌ１に回転可能に結合されてもよい。作動装置Ｍ２は、補正トルクＴｃ＿ｘを生成して、外部トルクＴｅ＿ｘを是正するように構成されてもよい。図５に示されるように、外部トルクＴｅ＿ｘは、時計回りの方向で、そのロール軸（Ｘ軸）の周囲で可動物体に適用されてもよい。幾つかの実施形態では、外部トルクＴｅ＿ｚ及び外部トルクＴｅ＿ｘの両方は、実質的に同時に、又は異なる時のいずれかで可動物体に適用されてもよい。例えば、一実施形態では、外部トルクＴｅ＿ｚは、外部トルクＴｅ＿ｘの前に可動物体に適用されてもよい。外部トルクＴｅ＿ｚ及び外部トルクＴｅ＿ｘは、同一の持続期間、又は異なる持続期間の間に可動物体に適用されてもよい。例えば、一実施形態では、外部トルクＴｅ＿ｚは、外部トルクＴｅ＿ｘよりも短い持続期間の間に可動物体に適用されてもよい。別の実施形態では、外部トルクＴｅ＿ｚは、外部トルクＴｅ＿ｘよりも長い持続期間の間に可動物体に適用されてもよい。外部トルクＴｅ＿ｚ及び外部トルクＴｅ＿ｘは、同一の力の大きさ、又は異なる力の大きさを有してもよい。例えば、一実施形態では、外部トルクＴｅ＿ｚは、外部トルクＴｅ＿ｘよりも大きい力の大きさを有してもよい。別の実施形態では、外部トルクＴｅ＿ｚは、外部トルクＴｅ＿ｘよりも小さい力の大きさを有してもよい。外部トルクの任意の次元、持続期間、力の大きさ、適用の点、又は他のパラメータが考えられてもよい。
外部トルクＴｅ＿ｘは、それらの方向（及び、幾つかの例では、それらの大きさ）を除いて外部トルクＴｅ＿ｚと同様であってもよい。前に説明したように、外力／トルクは、搭載物支持構造上の風の影響、温度変化、又は外部影響などの外部擾乱によって発生することがある。外部擾乱によって、搭載物支持構造が目的物のロケーションの外側に移ることがある。幾つかの例では、外部トルクは、可動物体の一定の動作特性（例えば、急激な加速、減速、旋回飛行の動き、ピッチ／ロール／ヨー、傾きなど）の結果として生じることがある。外部トルクは、搭載物支持構造の方位（例えば、姿勢）、及び搭載物支持構造内に配置された搭載物装置の安定性に影響を与えることがある。搭載物支持構造が撮像装置などの搭載物を搬送しているとき、外部トルクは、撮像装置によって捕捉された画像の質に影響を与えることがある。
作動装置Ｍ２は、支持機構部品Ｌ１に結合された非回転部、及び搭載物支持構造に結合された回転部を備えてもよい。幾つかの他の実施形態では、作動装置Ｍ２の非回転部は、搭載物支持構造に結合されてもよく、及び回転部は、支持機構部品Ｌ１に結合されてもよい。作動装置Ｍ２がモータであるとき、非回転部は、モータの固定子に相当してもよく、及び回転部は、モータのロータに相当してもよい。
作動装置Ｍ２は、コントローラ組立部から作動装置Ｍ２に送信された信号に応答して、Ｘ軸の周囲で搭載物支持構造を回転させるように構成されてもよい。従って、作動装置Ｍ２は、搭載物支持構造を直接駆動して、基部／可動物体に対して回転させるように構成されてもよい。特に、作動装置Ｍ２は、搭載物支持構造を駆動して外部トルクＴｅ＿ｘを是正するために補正トルクを適用することができる。幾つかの実施形態では、補正トルクＴｃ＿ｘは、外部トルクＴｅ＿ｘと実質的に等しくてもよく、及び反対の方向にあってもよい。例えば、外部トルクＴｅ＿ｘがＸ軸の周囲を時計回りの方向で可動物体に適用されるとき、作動装置Ｍ２は、Ｘ軸の周囲を反時計回りの方向で搭載物支持構造に補正トルクＴｃ＿ｘを適用してもよい。特に、補正トルクＴｃ＿ｘは、搭載物支持構造が外部トルクＴｅ＿ｘの方向で移動することを防止することを支援することができ、それによって、搭載物支持構造の位置及び安定性を維持することができる。
作動装置Ｍ２の回転の軸は、可動物体のロール軸に平行であってもよく、及び可動物体のヨー軸に直交してもよい。幾つかの実施形態では、作動装置Ｍ２は、ヨー軸に対して傾いた別の軸（図示せず）の周囲で搭載物支持構造を回転させるように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、作動装置Ｍ２の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びてもよい。幾つかの代替的な実施形態では、作動装置Ｍ２の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。作動装置Ｍ１及びＭ２、可動物体、基部、支持機構部品Ｌ１、並びに／又は搭載物支持構造の相互のいずれかの配置が考えられてもよい。
図１における安定化プラットフォーム１００と同様に、図５における安定化プラットフォーム５００は、作動装置Ｍ１から搭載物支持構造への補正トルクＴｃ＿ｚにおけるトルク伝達遅延の影響を受けることがある。然しながら、図５の例では、作動装置Ｍ２が搭載物支持構造に直接結合されるので、補正トルクにおいて無視できる遅延が存在することがある。従って、作動装置Ｍ２から搭載物支持構造に、補正トルクＴｃ＿ｘをほとんど瞬時に伝達することができる。
図５の実施形態では、作動装置Ｍ２は、搭載物支持構造の部分１０２−３上に配置されてもよい。部分１０２−３は、搭載物支持構造の部分１０２−１に直交してもよい。然しながら、作動装置Ｍ２の配置は、図５に示された構成に限定される必要はない。例えば、作動装置Ｍ２は、部分１０２−３以外の搭載物支持構造の部分上に配置されてもよい。
幾つかの実施形態では、別の追加トルクを提供する別の回転装置（回転装置ＲＷ１に加えて）は、部分１０２−３とは反対の搭載物支持構造の部分１０２−４上に配置されてもよい。補正トルクＴｃ＿ｘにおいて伝達遅延が存在する場合に、追加の回転装置が部分１０２−４上に設けられてもよい。図５の搭載物支持構造の任意の数の回転装置及びその配置が考えられてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置は、搭載物支持構造の外面の代わりに、搭載物支持構造内に配置されてもよい。幾つかの更なる実施形態では、回転装置は、搭載物装置自体上に直接配置されてもよい。
図６は、別の実施形態に従った、安定化プラットフォーム６００の概略図を示す。安定化プラットフォームは、撮像装置又は非撮像装置などの搭載物装置を保持するように構成されてもよい。安定化プラットフォーム６００がまた、搭載物支持構造に（又は、搭載物支持構造上に）取り付けられた搭載物装置に対して２つの回転の軸を提供する２軸安定化プラットフォームであるという点で、図６の安定化プラットフォーム６００は図５の安定化プラットフォーム５００と同様である。然しながら、安定化プラットフォーム５００と安定化プラットフォーム６００との間で幾つかの差異があってもよい。図６の実施形態では、安定化プラットフォーム６００は、作動装置Ｍ２と搭載物支持構造との間で結合された支持機構部品Ｌ２を含んでもよい。搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ２に取り付けられてもよく、又は強固に結合されてもよく、それによって、支持機構部品Ｌ２及び搭載物支持構造は、作動装置Ｍ２によって作動されるときに全体として移動する。安定化プラットフォーム６００は更に、Ｘ軸の周囲で追加トルクＴｓ＿ｘを生成するように構成された回転装置ＲＷ２を含んでもよい。回転装置ＲＷ２は、トルク伝達遅延を補償する（又は、軽減する）ことが可能な任意の装置であってもよい。作動装置Ｍ２から搭載物支持構造への補正トルクＴｃ＿ｘの伝達遅延を補償するために追加トルクＴｓ＿ｘを使用することができる。
回転装置ＲＷ２は、搭載物支持構造上に直接配置されてもよい。図６の例では、回転装置ＲＷ２は、正のＸ軸の周囲を時計回りの方向で、搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｘを提供するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｘは、外部トルクＴｅ＿ｘを是正するために、補正トルクＴｃ＿ｘと同一の方向で、及び外部トルクＴｅ＿ｘと反対の方向で適用されてもよい。補正トルクＴｃ＿ｘの伝達遅延の間（補正トルクＴｃ＿ｘが搭載物支持構造に到達する前）、搭載物支持構造の位置及び安定性を維持するために追加トルクＴｓ＿ｘを使用することができる。
安定化プラットフォームの種々の部分を通じて伝達遅延の影響を受ける補正トルクＴｃ＿ｘとは異なり、回転装置ＲＷ２が搭載物支持構造上に直接配置されるので、追加トルクＴｓ＿ｘの影響を、搭載物支持構造にリアルタイムでほとんど瞬時に伝達することができる。補正トルクＴｃ＿ｘを補償するために追加トルクＴｓ＿ｘを使用することができる。例えば、搭載物支持構造が外部トルクＴｅ＿ｘを最初に経験するとき、及び作動装置Ｍ２からの補正トルクＴｃ＿ｘが搭載物支持構造に到達する前に、搭載物支持構造において外部トルクＴｅ＿ｘを是正するために追加トルクＴｓ＿ｘを使用することができる。作動装置Ｍ２からの補正トルクＴｃ＿ｘが搭載物支持構造に到達するとき、例えば、回転装置ＲＷ２に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｘを減少又は除去することができる。
幾つかの実施形態では、補正トルクＴｃ＿ｘが搭載物支持構造に到達した後でさえ、外部トルクＴｅ＿ｘの影響を軽減するために、追加トルクＴｓ＿ｘは補正トルクＴｃ＿ｘと共に使用されてもよい。例えば、外部トルクＴｅ＿ｘに応答して、搭載物支持構造に微細なトルク補正をリアルタイムで、又はほぼリアルタイムで提供することによって、安定化プラットフォームの感度を増加させるために追加トルクＴｓ＿ｘを使用することができる。作動装置Ｍ２によって提供される補正トルクＴｃ＿ｘを補足又は増加させるために、回転装置ＲＷ２からのそれらの微細なトルク補正を使用することができる。それらのリアルタイム（又は、ほぼリアルタイム）な、微細なトルク補正は特に、安定化プラットフォームの増加した感度及び応答速度を必要とする、外部トルク／擾乱が高頻度で発生するときに有益である。そのような外部トルク／擾乱の例は、可動物体の推進装置における部品の移動によって生じる可動物体の振動／ジッターであってもよい。
図６に示されるように、支持機構部品Ｌ２は、作動装置Ｍ２によって支持機構部品Ｌ１に回転可能に結合されてもよい。作動装置Ｍ２は、支持機構部品Ｌ１に結合された非回転部、及び支持機構部品Ｌ２に結合された回転部を備えてもよい。幾つかの代替的な実施形態では、作動装置Ｍ２の非回転部は、支持機構部品Ｌ２に結合されてもよく、及び回転部は、支持機構部品Ｌ１に結合されてもよい。作動装置Ｍ２がモータであるとき、非回転部はモータの固定子に相当してもよく、及び回転部はモータのロータに相当してもよい。
支持機構部品Ｌ２は、作動装置Ｍ２の回転部の回転の軸に沿って延びるＸ軸の周囲を回転するように構成されてもよい。回転の軸は、可動物体のロール軸に平行であってもよい。幾つかの例では、回転の軸は、可動物体のロール軸と一致してもよい。図６の例では、搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ２に強固に結合される。搭載物支持構造が支持機構部品Ｌ２に強固に結合されるので、搭載物支持構造（及び、それに配置された搭載物装置）は、支持機構部品Ｌ２が回転するときにＸ軸の周囲を回転することができる。作動装置Ｍ２は、コントローラ組立部から作動装置Ｍ２に送信される信号に応答して、Ｘ軸の周囲で支持機構部品Ｌ２を回転させるように構成されてもよい。従って、作動装置Ｍ２は、基部／可動物体に対してＸ軸の周囲を回転するように、支持機構部品Ｌ２及び搭載物支持構造を直接駆動するように構成されてもよい。特に、作動装置Ｍ２は、外部トルクＴｅ＿ｘを是正するように支持機構部品Ｌ２及び搭載物支持構造を駆動するために補正トルクＴｃ＿ｘを適用することができる。
他の実施形態では、支持機構部品Ｌ２の回転の軸は、可動物体の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。幾つかの実施形態（図示せず）では、支持機構部品Ｌ２の回転の軸は、可動物体の質量の中心を通じて延びてもよい。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ２の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びてもよい。他の実施形態では、支持機構部品Ｌ２の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。可動物体、基部、支持機構部品Ｌ１、支持機構部品Ｌ２、及び搭載物支持構造の相互の任意の配置が考えられてもよい。
図６の実施形態では、回転装置ＲＷ２は、搭載物支持構造の部分１０２−４に配置されてもよい。部分１０２−４は、支持機構部品Ｌ２の端が取り付けられる搭載物支持構造の部分１０２−３の反対であってもよい。然しながら、回転装置ＲＷ２の配置は、図６に示される構成に限定される必要はない。回転装置ＲＷ２は、部分１０２−４以外の搭載物支持構造のいずれかの部分に配置されてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ２は、部分１０２−３に配置されてもよい。幾つかの更なる実施形態では、回転装置ＲＷ２は、部分１０２−３及び１０２−４に直交し、又はそれらに対して傾いた搭載物支持構造の１つ又は複数の部分に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、複数の回転装置は、搭載物支持構造の複数の部分上にそれぞれ配置されてもよい。搭載物支持構造上の任意の数の回転装置、及びそれらの配置が考えられてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置は、搭載物支持構造の外面の代わりに搭載物支持構造内に配置されてもよい。幾つかの更なる実施形態では、回転装置は、搭載物装置自体に直接に配置されてもよい。
回転装置ＲＷ２は、搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｘを提供するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｘは、回転装置ＲＷ２によって搭載物支持構造に直接且つほとんど瞬時に提供されてもよい。
回転装置ＲＷ２は、トルク伝達遅延の量を減少させることができる。例えば、回転装置ＲＷ２は、回転装置ＲＷ２を有さないことと比較して、少なくとも１％、３％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％、トルク伝達遅延の量を減少させることができる。トルク伝達遅延の量の減少は、回転装置ＲＷ１を有さないことと比較して、少なくとも約０．００１ミリ秒、０．００５ミリ秒、０．０１ミリ秒、０．０３ミリ秒、０．０５ミリ秒、０．１ミリ秒、０．３ミリ秒、０．５ミリ秒、０．７ミリ秒、１ミリ秒、２ミリ秒、３ミリ秒、５ミリ秒、７ミリ秒、１０ミリ秒、１５ミリ秒、２０ミリ秒、３０ミリ秒、５０ミリ秒、又は１００ミリ秒であってもよい。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｘは、回転装置ＲＷ２によって搭載物支持構造に、約０．００１ミリ秒、０．００５ミリ秒、０．０１ミリ秒、０．０３ミリ秒、０．０５ミリ秒、０．１ミリ秒、０．３ミリ秒、０．５ミリ秒、０．７ミリ秒、１ミリ秒、２ミリ秒、３ミリ秒、５ミリ秒、７ミリ秒、１０ミリ秒、１５ミリ秒、２０ミリ秒、３０ミリ秒、５０ミリ秒、又は１００ミリ秒以内で提供されてもよい。
図６の例では、回転装置ＲＷ２の回転部が搭載物支持構造又は搭載物装置に対して自由に回転することができるように、回転装置ＲＷ２の回転部は、搭載物支持構造に直接結合されない。以下で説明されるように、回転装置ＲＷ２の回転部の自由な回転は、追加トルクＴｓ＿ｘを生成することができる。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ２は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備えてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ２は、固定子及びロータを備えた回転モータであってもよい。固定子は、回転装置ＲＷ２の非回転部に相当してもよく、及びロータは、回転装置ＲＷ２の回転部に相当してもよい。回転装置ＲＷ２の固定子は、搭載物支持構造に直接結合されてもよい。例えば、回転装置ＲＷ２の固定子は、搭載物支持構造に強固に且つ直接取り付けられてもよく、それによって、任意の干渉部品を通じて伝達されることなく、固定子から搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｘを直接伝達することができる。幾つかの他の実施形態では、回転装置ＲＷ２の固定子は、搭載物装置に直接結合されてもよい。例えば、回転装置ＲＷ２の固定子は、搭載物装置に強固に且つ直接取り付けられてもよく、それによって、任意の干渉部品を通じて伝達されることなく、固定子から搭載物装置に追加トルクＴｓ＿ｘを直接伝達することができる。回転装置ＲＷ２のロータは、Ｘ軸の周囲を自由に回転するように構成されてもよい。回転装置ＲＷ２のロータの回転の軸は、可動物体のロール軸に平行であってもよい。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ２の回転の軸は、可動物体のロール軸と一致してもよい。図６の例では、ロータは、Ｘ軸の周囲を反時計回りの方向で自由に回転し、その結果として角運動量の保存の法則に基づいて、Ｘ軸の周囲を時計回りの方向で追加トルクＴｓ＿ｘを生成するように構成される。特に、ロータがＸ軸の周囲を自由に回転するとき、追加トルクＴｓ＿ｘは、固定子を通じて搭載物支持構造に直接伝達されてもよい。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ２の回転の軸は、支持機構部品Ｌ２の回転の軸に平行であってもよい。幾つかの代替的な実施形態では、回転装置ＲＷ２の回転の軸は、支持機構部品Ｌ２の回転の軸に平行である必要はない。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ２の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びてもよい。他の実施形態では、回転装置ＲＷ２の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。
上記説明されたように、追加トルクＴｓ＿ｘは、回転装置ＲＷ２のロータの回転によって生成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｘは、第１の方向を有する電流（例えば、正電流又は負電流のいずれか）を回転装置ＲＷ２に印加することによって生成されてもよく、それによって、ロータが加速することになる。ロータは、所定の回転速度まで加速するように構成されてもよい。
幾つかの例では、外部擾乱が持続的であることがある（例えば、飛行、乱気流などの間の可動物体及び／又は搭載物支持構造の持続的な振動）。それらの場合、外部擾乱によって、可動物体及び搭載物支持構造上で持続的な力／トルクが与えられることになる。外部トルクＴｅ＿ｘが持続的に可動物体及び搭載物支持構造に適用されるとき、搭載物支持構造の姿勢及び／又は方位を維持するために、持続的な電流を回転装置ＲＷ２に供給することができ、それによって、外部トルクに対する持続的な反作用トルク（追加トルク）を達成することができる。然しながら、外部擾乱が持続的であるとき、回転装置ＲＷ２のロータは、持続的な電流供給の結果としてますます高速に回転し続けることがある。ロータの回転速度が所定の回転速度に到達するとき、回転によって生成される逆の起電力は、回転装置ＲＷ２に供給される電圧と実質的に同一となることがある。この現象は、「回転速度飽和」として知られ、及び結果として、回転装置ＲＷ２が外部トルクを是正するために十分な追加トルクを提供することができないことになる場合がある。
「回転速度飽和」を防止するために、ロータが所定の回転速度を上回るとき、第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が回転装置ＲＷ２に印加されて、ロータを減速させてもよい。例えば、正電流が回転装置ＲＷ２に印加されて、ロータを加速させ、及び時計回りの方向で回転させてもよい。ロータが所定の回転速度を上回るとき、負電流が回転装置ＲＷ２に印加されて、ロータを減速させてもよく、及び反時計回りの方向で回転させてもよく、それによって、ロータを減速させることができる。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ２は、作動装置を備えたリアクションホイールであってもよい。図６の例では、リアクションホイールは、ロータ上に取り付けられ、及びロータで自由に回転するように構成された慣性ホイールを備えてもよい。ロータ及び慣性ホイールは、Ｘ軸の周囲を自由に回転するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｘが搭載物支持構造に提供される時間の長さを増大させるために慣性ホイールを使用することができる。追加トルクＴｓ＿ｘが搭載物支持構造に提供される時間の長さは、慣性ホイールの質量の関数であってもよい。例えば、追加トルクＴｓ＿ｘが搭載物支持構造に提供される時間の長さは、慣性ホイールの質量と共に増加してもよい。追加トルクＴｓ＿ｘは、第１の方向を有する電流を回転装置ＲＷ２に印加することによって生成されてもよく、それによって、ロータ及び慣性ホイールの両方を加速させることができる。ロータ及び慣性ホイールは、所定の回転速度まで加速するように構成されてもよい。
所定の回転速度は、「回転速度飽和」が発生する（すなわち、ロータ及び慣性ホイールの回転によって生成される逆の起電力が、回転装置ＲＷ２に供給される電圧と実質的に等しいとき）速度に相当してもよい。ロータ及び慣性ホイールが所定の回転速度を上回るとき、第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が回転装置ＲＷ２に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを減速させてもよい。例えば、正電流が回転装置ＲＷ２に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを加速させてもよく、及び時計回りの方向で回転させてもよい。ロータ及び慣性ホイールが所定の回転速度を上回るとき、負電流が回転装置ＲＷ２に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを減速させて反時計回りの方向で回転させてもよく、それによって、ロータ及び慣性ホイールが減速する。
回転装置ＲＷ２は、追加トルクＴｓ＿ｘを搭載物支持構造に提供して、補正トルクＴｃ＿ｘにおける伝達遅延を補償するように構成されてもよい。上述したように、補正トルクＴｃ＿ｘは、作動装置Ｍ２によって生成されてもよい。作動装置Ｍ２が支持機構部品Ｌ２をＸ軸の周囲で回転させるときに、補正トルクＴｃ＿ｘが生成されてもよく、及び搭載物支持構造に伝達されてもよい。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｘは、補正トルクＴｃ＿ｘと実質的に同時に生成されてもよい。例えば、外部トルクＴｅ＿ｘを与える外部擾乱がコントローラ組立部における１つ又は複数の慣性センサによって検出されるとき、補正トルクＴｃ＿ｘ及び追加トルクＴｓ＿ｘの両方が、実質的に同時に生成されて、外部トルクＴｅ＿ｘを是正してもよい。然しながら、搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｘを受ける前に追加トルクＴｓ＿ｘを受けてもよい。例えば、搭載物支持構造は、トルク伝達遅延によって、追加トルクＴｓ＿ｘよりも後に、（１）作動装置Ｍ２から支持機構部品Ｌ２に、及び（２）支持機構部品Ｌ２から搭載物支持構造に、補正トルクＴｃ＿ｘを受けてもよい。言い換えると、補正トルクＴｃ＿ｘ及び追加トルクＴｓ＿ｘの両方を実質的に同時に生成することができるとしても、補正トルクＴｃ＿ｘの前に追加トルクＴｓ＿ｘを搭載物支持構造に伝達することができる。
トルク伝達遅延は、作動装置Ｍ２の回転部のねじり変形、及び支持機構部品Ｌ２のねじり変形の結果であることがある。幾つかの実施形態では、トルク伝達遅延は、数ミリ秒から数秒までの範囲にあることがある。
図６を参照して、伝達遅延の長さは、作動装置Ｍ２と搭載物支持構造との間で測定された距離Ｄ２の関数であってもよい。例えば、伝達遅延は、距離Ｄ２が増加するときに増加することがある。幾つかの例では、作動装置Ｍ２から搭載物支持構造までの距離Ｄ２は、支持機構部品Ｌ２の長さの少なくとも一部に基づいて判定されてもよい。回転装置ＲＷ２が効果的に伝達遅延を補償するために、回転装置ＲＷ２と搭載物支持構造との間の距離は、最小であるべきであり、及び実質的に距離Ｄ２未満であるべきである。例えば、図６の実施形態では、回転装置ＲＷ２が搭載物支持構造上に直接配置されて、搭載物支持構造からのその距離を最小にする。従って、相当な伝達遅延がなく、搭載物支持構造に、追加トルクＴｓ＿ｘを直接且つほとんど瞬時に伝達することができる。
搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｘの影響を受ける前に、追加トルクＴｓ＿ｘの影響を受けるように構成されてもよい。幾つかの例では、補正トルクＴｃ＿ｘが搭載物支持構造に伝達され、及び搭載物支持構造において経験されるときに、追加トルクＴｓ＿ｘが減少又は除去されることがある。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｘは、伝達遅延に相当する期間の間に搭載物支持構造に適用されてもよい。補正トルクＴｃ＿ｘが伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達するとき、追加トルクＴｓ＿ｘが減少又は除去されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｘは、回転装置ＲＷ２への電流を調整することによって減少又は除去されて、回転装置ＲＷ２のロータ及び／又は慣性ホイールを減速させてもよい。搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｘの影響を受ける前の遅延の間に追加トルクＴｓ＿ｘの影響を受けることがある。追加トルクＴｓ＿ｘは、補正トルクＴｃ＿ｘと実質的に等しくてもよく、及び補正トルクＴｃ＿ｘと同一の方向で適用されてもよい。幾つかの例では、追加トルクＴｓ＿ｘは、補正トルクＴｃ＿ｘ未満であってもよい。幾つかの例では、追加トルクＴｓ＿ｘは、搭載物支持構造上での外部擾乱の影響を軽減するために、外部トルクＴｅ＿ｘと実質的に等しくてもよく、及び外部トルクＴｅ＿ｘと反対の方向にあってもよい
フレーム組立部及びモータ組立部に加え、安定化プラットフォーム６００は更に、コントローラ組立部を備えてもよい。図６及び７を参照して、コントローラ組立部は、感知システム１０４及びコントローラ１０６を備えてもよい。コントローラ組立部は、感知システム、並びにモータ組立部の作動要素（例えば、作動装置Ｍ１及びＭ２、並びに回転装置ＲＷ１及びＲＷ２）と通信していてもよい。感知システムは、搭載物装置、搭載物支持構造、並びに／又は、フレーム組立部、作動装置Ｍ１及びＭ２、回転装置ＲＷ１及びＲＷ２、並びに可動物体などの、搭載物支持構造若しくは搭載物装置以外の物体と関連付けられた状態情報を測定又は取得するように構成されてもよい。状態情報は、上記物体のいずれかの角速度及び／若しくは線形速度、並びに／又は加速度、位置情報などを含んでもよい。そのような状態情報は、相対的又は絶対的であってもよい。幾つかの実施形態では、感知システムは、物体が外部擾乱（例えば、天候及び／若しくは温度変化、又は破片若しくは障害物などの外因）による影響を受けるときに、上記物体の１つ又は複数と関連付けられた状態情報を測定又は取得するように構成されてもよい。図６の例では、感知システムは、搭載物支持構造の一部の上に設けられてもよい。安定化プラットフォームのいずれかに感知システムを設けることができることに留意されたい。幾つかの他の実施形態では、可動物体自体に感知システムを設けることができる。可動物体上の感知システム、及び／又は安定化プラットフォームのいずれかの配置が考えられてもよい。様々な実施形態では、感知システムは、搭載物装置、搭載物支持構造、フレーム組立部、モータ組立部、又は可動物体などに結合されてもよい。
感知システムは、物体の空間的配置、速度、及び／又は加速度を感知することができる（例えば、最大で３の転移度及び最大で３の回転度に関する）１つ又は複数のセンサを含むことができる。感知システムは、慣性測定ユニット、動きセンサ、近接センサ、コンパス、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）送受信機、又は他のタイプの測定要素若しくはセンサを含んでもよい。例えば、感知システムは、物体（例えば、搭載物装置、搭載物支持構造、フレーム組立部、及び／又は可動物体）の角速度を検出する１つ又は複数のジャイロスコープ、並びに線形加速度及び／又は角加速度を検出する１つ又は複数の加速度計を含んでもよい。代わりに、天候状況、潜在的な障害物への近接性、地理的特徴のロケーション、及び人工構造のロケーションなどの物体の周囲の環境に関するデータを提供するために感知システムを使用することができる。幾つかの実施形態では、感知システムは、物体の２以上の回転軸に関する状態情報を測定するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、感知システムは、回転軸の少なくとも２つに関連する情報を取得してもよい。例えば、測定部は、物体のピッチ及びロール軸の両方に関する情報を取得してもよい。加えて、状態情報は、物体のピッチ、ロール及びヨー軸の全てに関連してもよい。
幾つかの実施形態では、コントローラは、感知システムによって検出された状態情報に基づいて物体の姿勢情報を算出し、及び姿勢情報に基づいて１つ又は複数のモータ信号を提供するように構成されてもよい。そのような姿勢情報は、物体のピッチ、ロール、ヨー軸、軸に対する物体の方位若しくは傾き、速度並びに／又は加速度などを含んでもよい。幾つかの例では、姿勢情報は、角速度情報（例えば、感知システムによって、又は他のソースから提供される）に基づいて算出されてもよい。他の場合では、姿勢情報は、角速度情報及び線形加速度情報の両方に基づいて算出されてもよい。例えば、線形加速度情報は、角速度情報を修正及び／又は補正するために使用されてもよい。
算出された姿勢情報に基づいて、コントローラは、１つ又は複数のモータ信号を生成し、及び安定化プラットフォームの作動要素（例えば、作動装置Ｍ１及びＭ２、並びに／又は回転装置ＲＷ１及びＲＷ２）に送信してもよい。モータ信号によって作動要素の回転を進め、回転を逆にさせることができ、及び回転の速度／トルクを調整して、外部擾乱／トルクを是正するためにモータ信号を使用することができる。１つ又は複数のモータ信号に応答して、作動要素（例えば、作動装置Ｍ１及びＭ２、並びに／又は回転装置ＲＷ１及びＲＷ２）は、フレーム組立部のそれぞれの部分を直接駆動して、１つ又は複数のモータ信号に応答して回転させることができる。結果として、搭載物装置は、その周囲で外部トルクが与えられる軸の少なくとも１つの周囲で回転することが可能になる。そのような回転は、搭載物装置を安定させるため、及び／又は所定の位置若しくは姿勢を維持するために必要となることがある。
例えば、図６の実施形態では、搭載物支持構造が外部トルクＴｅ＿ｚ及びＴｅ＿ｘの影響を受けるとき、コントローラは、作動装置Ｍ１及びＭ２、並びに回転装置ＲＷ１及びＲＷ２に電流を同時に印加して、補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘ、並びに追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘを生成して、外部トルクを是正してもよい。搭載物支持構造は、補正トルクにおける伝達遅延によって、補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｓ＿ｘの前に追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘの影響を受けることがある。感知システムは、搭載物支持構造上で追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘの各々の影響を検出するように構成されてもよい。
補正トルクＴｃ＿ｚは、伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達してもよい。感知システムが搭載物支持構造上で補正トルクＴｃ＿ｚの影響を検出するとき、コントローラは次いで、回転装置ＲＷ１に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｚを減少又は除去することができる。同様に、補正トルクＴｃ＿ｘは、第２の伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達してもよい。感知システムが搭載物支持構造上で補正トルクＴｃ＿ｘの影響を検出するとき、コントローラは次いで、回転装置ＲＷ２に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｘを減少又は除去することができる。図６の例では、補正トルクＴｃ＿ｚが、作動装置Ｍ１から支持機構部品Ｌ１、作動装置Ｍ２、及び支持機構部品Ｌ２を通じて搭載物支持構造に到達する前に伝達される必要があるので、補正トルクＴｃ＿ｚと関連付けられた第１の伝達遅延は、補正トルクＴｃ＿ｘと関連付けられた第２の伝達遅延よりも長いことがある。一方で、補正トルクＴｃ＿ｘのみが、作動装置Ｍ２から支持機構部品Ｌ２を通じて搭載物支持構造に到達する前に伝達される必要がある。
コントローラは、異なる時点における感知システムからの動きデータ、及び搭載物支持構造上の種々のトルクの影響に基づいて、作動装置Ｍ１及びＭ２、並びに回転装置ＲＷ１及びＲＷ２からの補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘ、並びに追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘをリアルタイムで調節するように構成されてもよい。特に、補正トルク及び追加トルクを調節して、円滑なトルク制御を達成する（外部トルクを是正するために）ことによって、安定化プラットフォームの感度及び性能を改善することができる。
前に述べたように、従来の安定化システムは、高い慣性及び／又は低い構造的硬直性によって、相当なトルク伝達遅延を有することがある。トルク伝達遅延の結果として、従来の閉ループ安定化システムの位相マージンが減少することがあり、それによって、閉ループ制御システムの性能が制限される。一方で、図７における閉ループ制御システムが、搭載物支持構造に追加トルクを提供して、トルク伝達遅延を補償するように構成された回転装置を含むので、図７における閉ループ制御システムは、従来の安定化システムよりも位相マージンを改善している。
図８は、図１及び図６の安定化プラットフォームにおける補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘと関連付けられた伝達遅延における差異を示す。特に、図８の部分Ａは、図１の安定化プラットフォーム１００における補正トルクＴｃ＿ｚの伝達遅延ｄ（ｚ）を示す。図８の部分Ｂは、図６の安定化プラットフォーム６００の補正トルクＴｃ＿ｚの伝達遅延ｄ（ｚ）’、及び補正トルクＴｃ＿ｘの伝達遅延ｄ（ｘ）を示す。それぞれの補正トルクの伝達遅延における差異は、以下のように説明される。
図１及び図６を再度参照して、安定化プラットフォーム６００は、より多数の連続して接続された支持機構部品及び作動装置を備えるので、安定化プラットフォーム６００が、安定化プラットフォーム１００よりも高い慣性及び低い構造的硬直性を有することを観察することができる。図６の部分Ａ及びＢと比較して、安定化プラットフォーム６００における補正トルクＴｃ＿ｚが、搭載物支持構造に到達する前に追加の部分（例えば、作動装置Ｍ１／Ｍ２及び支持機構部品Ｌ１／Ｌ２）を通じて伝わる必要があるので、安定化プラットフォーム６００の伝達遅延ｄ（ｚ）’が安定化プラットフォーム１００の伝達遅延ｄ（ｚ）よりも長いことを観察することができる。加えて、補正トルクＴｃ＿ｘが搭載物支持構造に到達する前により短い距離（作動装置Ｍ２から支持機構部品Ｌ２に）を伝わるので、安定化プラットフォーム６００の伝達遅延ｄ（ｘ）が伝達遅延ｄ（ｚ）’よりも短いことを観察することができる。
図９は、異なる追加トルクを提供してトルク伝達遅延を補償するために種々の回転装置が使用されるときの例示的な安定化プラットフォーム（例えば、安定化プラットフォーム６００）の安定化性能の改善を示す。図９におけるトルクＴ（ナノメートル）対時間ｔ（ミリ秒）のプロットを参照すると、時間に応じて、実曲線が搭載物支持構造上の外部トルクに相当し、並びに破線が搭載物支持構造上の補正トルク及び／又は追加トルクに相当する。
図９の部分Ａは、図８の部分Ｂにおいて前に説明されたように、図６における安定化プラットフォーム６００の補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘと関連付けられた伝達遅延を示す。
図９の部分Ｂを参照して、回転装置ＲＷ１及びＲＷ２が搭載物支持構造上に直接配置されて、作動装置Ｍ１及びＭ２から搭載物支持構造へのトルク伝達遅延ｄ（ｚ）を補償するために、追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘを提供してもよい。図９の部分Ｂに示されるように、回転装置の使用を通じて安定化プラットフォームの性能（応答速度）を改善することができる。例えば、感知システムが外部トルクＴｅ＿ｚ及びＴｅ＿ｘを検出するとき、コントローラは、外部トルクＴｅ＿ｚ及びＴｅ＿ｘを是正するために、補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘ並びに追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘをそれぞれ生成するように作動装置Ｍ１及びＭ２並びに回転装置ＲＷ１及びＲＷ２を制御してもよい。図９の実施形態では、外部トルクＴｅ＿ｚ及びＴｅ＿ｘは、実質的に同一の大きさで、実質的に同時に発生することが想定されるが、これは本発明の限定とはならない。例えば、上述したように、外部トルクＴｅ＿ｚ及びＴｅ＿ｘは、異なる持続期間の間に、及び異なる力の大きさで、任意の次元で異なる時に発生することがある。回転装置ＲＷ１及びＲＷ２が搭載物支持構造上に直接配置されるので、回転装置によって提供される追加トルクを搭載物支持構造にほとんど瞬時に伝達することができる。
追加トルクＴｓ＿ｘは、遅延ｄ（ｘ）の持続期間の間に搭載物支持構造に提供されてもよく、及び追加トルクＴｓ＿ｚは、遅延ｄ（ｚ）’の持続期間の間に搭載物支持構造に提供されてもよい。作動装置Ｍ２が作動装置Ｍ１よりも搭載物支持構造の近くに配置されるので、遅延ｄ（ｘ）は遅延ｄ（ｚ）’よりも短い。遅延ｄ（ｘ）の終わりにおいて、搭載物支持構造が補正トルクＴｃ＿ｘの影響を受け始めるとき、コントローラは次いで、回転装置ＲＷ２に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｘを減少又は除去するように回転装置ＲＷ２を制御してもよい。幾つかの実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｘ）の終わりにおいて追加トルクＴｓ＿ｘを完全に除去してもよく、及び遅延ｄ（ｘ）が終了するときから始まる外部トルクＴｅ＿ｘを是正するために補正トルクＴｃ＿ｘのみを適用してもよい。
同様に、遅延ｄ（ｚ）’の終わりにおいて、搭載物支持構造が補正トルクＴｃ＿ｚの影響を受け始めるとき、コントローラは次いで、ＲＷ１に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｚを減少又は除去するように回転装置ＲＷ１を制御してもよい。幾つかの実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｚ）’の終わりにおいて追加トルクＴｓ＿ｚを完全に除去してもよく、及び遅延ｄ（ｚ）’が終了するときから始まる外部トルクＴｅ＿ｚを是正するために補正トルクＴｃ＿ｚのみを適用してもよい。
幾つかの更なる実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘは、遅延ｄ（ｚ）’の全持続期間（遅延ｄ（ｚ）’及びｄ（ｘ）のより長い期間）の間に搭載物支持構造に提供されてもよい。遅延ｄ（ｚ）’の終わりにおいて、搭載物支持構造が補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘの影響を受け始めるとき、コントローラは次いで、回転装置ＲＷ１及びＲＷ２に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘを減少又は除去するように回転装置ＲＷ１及びＲＷ２を制御してもよい。幾つかの実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｚ）’の終わりにおいて追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘを完全に除去してもよく、並びに遅延ｄ（ｚ）’が終了するときから始まる外部トルクＴｅ＿ｚ及びＴｅ＿ｘを是正するために補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘのみを適用してもよい。
幾つかの代替的な実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｚ）’が終了するときから始まる外部トルクＴｅ＿ｚ及びＴｅ＿ｘを是正するために、追加トルクＴｓ＿ｚ及びＴｓ＿ｘ、並びに補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘを調節するように構成されてもよい。例えば、コントローラは、感知システムからの姿勢情報／フィードバックに応じて必要に応じ、及び必要とされるときに異なる量の追加トルクを生成するように回転装置ＲＷ１及びＲＷ２の各々を制御することができる。異なる量の追加トルクは、ほとんど瞬時に搭載物支持構造に伝達されてもよく、及び補正トルクにおける任意の後続の遅延を補償するために使用されてもよい。幾つかの例では、異なる量の追加トルクは、外部トルクを是正／相殺するトルクの大部分を提供する補正トルクと共にわずかであってもよい。異なる量の追加トルクはまた、高頻度で、搭載物支持構造にほとんど瞬時に提供されてもよく、及び外部トルクが急速に変動しているときに特に有益であることがある。結果として、安定化プラットフォーム６００の応答速度が補正トルクにおける伝達遅延ｄ（ｚ）’及びｄ（ｘ）によって実質的に影響されないので、安定化プラットフォームの性能が改善する。
図１０は、別の実施形態に従った、安定化プラットフォーム１０００の概略図を示す。安定化プラットフォームは、撮像装置又は非撮像装置などの搭載物装置を保持するように構成されてもよい。図１０の安定化プラットフォーム１０００は、以下の差異を除き、図６の安定化プラットフォーム６００と同様である。図６の例では、安定化プラットフォーム６００は、搭載物支持構造に（又は、搭載物支持構造上に）取り付けられた搭載物装置に対して２つの回転の軸を提供する２軸安定化プラットフォームである。安定化プラットフォーム６００における搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ２に取り付けられてもよく、又は強固に結合されてもよく、それによって、支持機構部品Ｌ２及び搭載物支持構造が、作動装置Ｍ２によって作動されるときに全体として移動する。
一方で、図１０の例では、安定化プラットフォーム１０００は、搭載物支持構造に（又は、搭載物支持構造上に）取り付けられた搭載物装置に対して３つの回転の軸を提供する３軸安定化プラットフォームである。３つの回転の軸は、相互に直交してもよい。安定化プラットフォーム１０００における搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ２に強固に結合される代わりに、支持機構部品Ｌ２に回転可能に結合されてもよい。例えば、安定化プラットフォーム１０００における搭載物支持構造は、別の作動装置Ｍ３によって搬装置構成要素Ｌ２に回転可能に結合されてもよい。作動装置Ｍ３は、外部トルクＴｅ＿ｙを是正するために補正トルクＴｃ＿ｙを生成するように構成されてもよい。図１０に示されるように、外部トルクＴｅ＿ｙは、時計回りの方向でそのピッチ軸（Ｙ軸）の周囲で可動物体に適用されてもよい。
外部トルクＴｅ＿ｙは、方向（及び、幾つかの例では、その大きさ）を除いて外部トルクＴｅ＿ｚ及びＴｅ＿ｘと同様であってもよい。前に説明したように、外力／トルクは、搭載物支持構造上の風の影響、温度変化、又は外部影響などの外部擾乱によって発生することがある。外部擾乱によって、搭載物支持構造が目的物のロケーションの外側に移ることがある。幾つかの例では、外部トルクは、可動物体の一定の動き特性（例えば、急激な加速、減速、旋回飛行の動き、ピッチ／ロール／ヨー、傾きなど）の結果として生じることがある。外部トルクは、搭載物支持構造の方位（例えば、姿勢）、及び搭載物支持構造内に配置された搭載物装置の安定性に影響を与えることがある。搭載物支持構造が撮像装置などの搭載物を搬送しているとき、外部トルクは、撮像装置によって捕捉された画像の質に影響を与えることがある。
作動装置Ｍ３は、支持機構部品Ｌ２に結合された非回転部、及び搭載物支持構造に結合された回転部を備えてもよい。幾つかの他の実施形態では、作動装置Ｍ３の非回転部は、搭載物支持構造に結合されてもよく、及び回転部は、支持機構部品Ｌ２に結合されてもよい。作動装置Ｍ３がモータであるとき、非回転部は、モータの固定子に相当してもよく、及び回転部は、モータのロータに相当してもよい。
作動装置Ｍ３は、コントローラ組立部から作動装置Ｍ３に送信された信号に応答して、Ｙ軸の周囲で搭載物支持構造を回転させるように構成されてもよい。従って、作動装置Ｍ３は、搭載物支持構造を直接駆動して、基部／可動物体に対して回転させるように構成されてもよい。特に、作動装置Ｍ３は、搭載物支持構造を駆動して外部トルクＴｅ＿ｙを是正するために補正トルクＴｃ＿ｙを適用することができる。幾つかの実施形態では、補正トルクＴｃ＿ｙは、外部トルクＴｅ＿ｙと実質的に等しくてもよく、及び反対の方向にあってもよい。例えば、外部トルクＴｅ＿ｙがＹ軸の周囲を時計回りの方向で可動物体に適用されるとき、作動装置Ｍ２は、Ｙ軸の周囲を反時計回りの方向で搭載物支持構造に補正トルクＴｃ＿ｙを適用してもよい。特に、補正トルクＴｃ＿ｙは、搭載物支持構造が外部トルクＴｅ＿ｙの方向で移動することを防止することを支援することができ、それによって、搭載物支持構造の位置及び安定性を維持することができる。
作動装置Ｍ３の回転の軸は、可動物体のピッチ軸に平行であってもよく、並びに可動物体のヨー軸及びロール軸に直交してもよい。幾つかの実施形態では、作動装置Ｍ３は、ヨー軸及びロール軸に対して傾いた別の軸（図示せず）の周囲で搭載物支持構造を回転させるように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、作動装置Ｍ３の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びてもよい。幾つかの代替的な実施形態では、作動装置Ｍ３の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３、可動物体、基部、支持機構部品Ｌ１／Ｌ２、並びに／又は搭載物支持構造の相互のいずれかの配置が考えられてもよい。
図６における安定化プラットフォーム６００と同様に、図１０における安定化プラットフォーム１０００は、作動装置Ｍ１及びＭ２から搭載物支持構造への補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｘにおけるトルク伝達遅延の影響を受けることがある。然しながら、図１０の例では、作動装置Ｍ３が搭載物支持構造に直接結合されるので、補正トルクＴｃ＿ｙにおいて無視できる遅延が存在することがある。従って、作動装置Ｍ３から搭載物支持構造に、補正トルクＴｃ＿ｙをほとんど瞬時に伝達することができる。
図１０の実施形態では、作動装置Ｍ３は、搭載物支持構造の部分１０２−５上に配置されてもよい。部分１０２−５は、搭載物支持構造の部分１０２−１及び１０２−３に直交してもよい。然しながら、作動装置Ｍ３の配置は、図１０に示された構成に限定される必要はない。例えば、作動装置Ｍ３は、部分１０２−５以外の搭載物支持構造の部分上に配置されてもよい。
幾つかの実施形態では、追加トルクを提供する回転装置は、部分１０２−５とは反対の搭載物支持構造の部分１０２−６上に配置されてもよい。図１０の搭載物支持構造上の任意の数の回転装置及びその配置が考えられてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置は、搭載物支持構造の外面の代わりに、搭載物支持構造内に配置されてもよい。幾つかの更なる実施形態では、回転装置は、搭載物装置自体に直接配置されてもよい。
図１１は、別の実施形態に従った、安定化プラットフォーム１１００の概略図を示す。安定化プラットフォームは、撮像装置又は非撮像装置などの搭載物装置を保持するように構成されてもよい。安定化プラットフォーム１１００がまた、搭載物支持構造に（又は、搭載物支持構造上に）取り付けられた搭載物装置に対して３つの回転の軸を提供する３軸安定化プラットフォームであるという点で、図１１の安定化プラットフォーム１１００は図１０の安定化プラットフォーム１０００と同様である。然しながら、安定化プラットフォーム１０００と安定化プラットフォーム１１００との間で幾つかの差異があってもよい。図１１の実施形態では、安定化プラットフォーム１１００は、作動装置Ｍ３と搭載物支持構造との間で結合された支持機構部品Ｌ３を含んでもよい。搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ３に取り付けられてもよく、又は強固に結合されてもよく、それによって、支持機構部品Ｌ３及び搭載物支持構造は、作動装置Ｍ３によって作動されるときに全体として移動する。安定化プラットフォーム１１００は更に、Ｙ軸の周囲で追加トルクＴｓ＿ｙを生成するように構成された回転装置ＲＷ３を含んでもよい。作動装置Ｍ３から搭載物支持構造への補正トルクＴｃ＿ｙの伝達遅延を補償するために追加トルクＴｓ＿ｙを使用することができる。
回転装置ＲＷ３は、搭載物支持構造上に直接配置されてもよい。図１１の例では、回転装置ＲＷ３は、Ｙ軸の周囲を反時計回りの方向で、搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｙを提供するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｙは、外部トルクを是正するために、補正トルクＴｃ＿ｙと同一の方向で、及び外部トルクＴｅ＿ｙと反対の方向で適用されてもよい。補正トルクＴｃ＿ｙの伝達遅延の間（すなわち、補正トルクＴｃ＿ｙが搭載物支持構造に到達する前）、搭載物支持構造の位置及び安定性を維持するために追加トルクＴｓ＿ｙを使用することができる。
安定化プラットフォームの種々の部分を通じて伝達遅延の影響を受ける補正トルクとは異なり、回転装置ＲＷ３が搭載物支持構造上に直接配置されるので、追加トルクＴｓ＿ｙの影響を搭載物支持構造にリアルタイムでほとんど瞬時に伝達することができる。補正トルクＴｃ＿ｙを補償するために追加トルクＴｓ＿ｙを使用することができる。例えば、搭載物支持構造が外部トルクＴｅ＿ｙを最初に経験するとき、及び作動装置Ｍ３からの補正トルクＴｃ＿ｙが搭載物支持構造に到達する前に、搭載物支持構造において外部トルクＴｅ＿ｙを是正するために追加トルクＴｓ＿ｙを使用することができる。作動装置Ｍ３からの補正トルクＴｃ＿ｙが搭載物支持構造に到達するとき、回転装置ＲＷ３に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｙを減少又は除去することができる。
幾つかの実施形態では、補正トルクＴｃ＿ｙが搭載物支持構造に到達した後でさえ、外部トルクＴｅ＿ｙの影響を軽減するために、追加トルクＴｓ＿ｙは補正トルクＴｃ＿ｙと共に使用されてもよい。例えば、外部トルクＴｅ＿ｙの変化に応じて、搭載物支持構造に微細なトルク補正をリアルタイムで、又はほぼリアルタイムで提供することによって、安定化プラットフォームの感度を増加させるために追加トルクＴｓ＿ｙを使用することができる。作動装置Ｍ３によって提供される補正トルクＴｃ＿ｙを補足又は増加させるために、回転装置ＲＷ３からのそれらの微細なトルク補正を使用することができる。それらのリアルタイム（又は、ほぼリアルタイム）な、微細なトルク補正は特に、安定化プラットフォームの増加した感度及び応答速度を必要とする、外部トルク／擾乱が高頻度で発生するときに有益である。そのような外部トルク／擾乱の例は、可動物体の推進装置における部品の移動によって生じる可動物体の振動／ジッターであってもよい。
図１１に示されるように、支持機構部品Ｌ３は、作動装置Ｍ３によって支持機構部品Ｌ２に回転可能に結合されてもよい。作動装置Ｍ３は、支持機構部品Ｌ２に結合された非回転部、及び支持機構部品Ｌ３に結合された回転部を備えてもよい。幾つかの代替的な実施形態では、作動装置Ｍ３の非回転部は、支持機構部品Ｌ３に結合されてもよく、及び回転部は、支持機構部品Ｌ２に結合されてもよい。作動装置Ｍ３がモータであるとき、非回転部はモータの固定子に相当してもよく、及び回転部はモータのロータに相当してもよい。
支持機構部品Ｌ３は、作動装置Ｍ３の回転部の回転の軸に沿って延びるＹ軸の周囲を回転するように構成されてもよい。回転の軸は、可動物体のピッチ軸に平行であってもよい。幾つかの例では、回転の軸は、可動物体のピッチ軸と一致してもよい。図１１の例では、搭載物支持構造は、支持機構部品Ｌ３に強固に結合される。搭載物支持構造が支持機構部品Ｌ３に強固に結合されるので、搭載物支持構造（及び、それに配置された搭載物装置）は、支持機構部品Ｌ３が回転するときにＹ軸の周囲を回転することができる。作動装置Ｍ３は、コントローラ組立部から作動装置Ｍ３に送信される信号に応答して、Ｙ軸の周囲で支持機構部品Ｌ３を回転させるように構成されてもよい。従って、作動装置Ｍ３は、基部／可動物体に対してＹ軸の周囲を回転するように支持機構部品Ｌ３及び搭載物支持構造を直接駆動するように構成されてもよい。特に、作動装置Ｍ３は、外部トルクＴｅ＿ｙを是正するように、支持機構部品Ｌ３及び搭載物支持構造を駆動するために補正トルクＴｃ＿ｙを適用することができる。
他の実施形態では、支持機構部品Ｌ３の回転の軸は、可動物体の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。幾つかの実施形態（図示せず）では、支持機構部品Ｌ３の回転の軸は、可動物体の質量の中心を通じて延びてもよい。幾つかの実施形態では、支持機構部品Ｌ３の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びてもよい。他の実施形態では、支持機構部品Ｌ３の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。可動物体、基部、支持機構部品Ｌ１／Ｌ２／Ｌ３、及び搭載物支持構造の相互の任意の配置が考えられてもよい。
図１１の実施形態では、回転装置ＲＷ３は、搭載物支持構造の部分１０２−６上に配置されてもよい。部分１０２−６は、支持機構部品Ｌ３の端が取り付けられる搭載物支持構造の部分１０２−５の反対であってもよい。然しながら、回転装置ＲＷ３の配置は、図１１に示される構成に限定される必要はない。回転装置ＲＷ３は、部分１０２−６以外の搭載物支持構造のいずれかの部分上に配置されてもよい。例えば、幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ３は、部分１０２−５上に配置されてもよい。幾つかの更なる実施形態では、回転装置ＲＷ３は、部分１０２−５及び１０２−６に直交し、又はそれらに対して傾いた搭載物支持構造の１つ又は複数の部分上に配置されてもよい。幾つかの実施形態では、複数の回転装置は、搭載物支持構造の複数の部分の上にそれぞれ配置されてもよい。搭載物支持構造上の任意の数の回転装置、及びそれらの配置が考えられてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置は、搭載物支持構造の外面の代わりに搭載物支持構造内に配置されてもよい。幾つかの更なる実施形態では、回転装置は、搭載物装置自体に直接配置されてもよい。
回転装置ＲＷ３は、搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｙを提供するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｙは、回転装置ＲＷ３によって搭載物支持構造に直接且つほとんど瞬時に提供されてもよい。
回転装置ＲＷ３は、トルク伝達遅延の量を減少させることができる。例えば、回転装置ＲＷ３は、回転装置ＲＷ３を有さないことと比較して、少なくとも１％、３％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、６０％、７０％、８０％、又は９０％、トルク伝達遅延の量を減少させることができる。トルク伝達遅延の量の減少は、回転装置ＲＷ３を有さないことと比較して、少なくとも約０．００１ミリ秒、０．００５ミリ秒、０．０１ミリ秒、０．０３ミリ秒、０．０５ミリ秒、０．１ミリ秒、０．３ミリ秒、０．５ミリ秒、０．７ミリ秒、１ミリ秒、２ミリ秒、３ミリ秒、５ミリ秒、７ミリ秒、１０ミリ秒、１５ミリ秒、２０ミリ秒、３０ミリ秒、５０ミリ秒、又は１００ミリ秒であってもよい。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｙは、回転装置ＲＷ３によって搭載物支持構造に、約０．００１ミリ秒、０．００５ミリ秒、０．０１ミリ秒、０．０３ミリ秒、０．０５ミリ秒、０．１ミリ秒、０．３ミリ秒、０．５ミリ秒、０．７ミリ秒、１ミリ秒、２ミリ秒、３ミリ秒、５ミリ秒、７ミリ秒、１０ミリ秒、１５ミリ秒、２０ミリ秒、３０ミリ秒、５０ミリ秒、又は１００ミリ秒以内で提供されてもよい。
図１１の例では、回転装置ＲＷ３の回転部が搭載物支持構造又は搭載物装置に対して自由に回転することができるように、回転装置ＲＷ３の回転部は、搭載物支持構造に直接結合されない。以下で説明されるように、回転装置ＲＷ３の回転部の自由な回転は、追加トルクＴｓ＿ｙを生成することができる。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ３は、搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備えてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ３は、固定子及びロータを備えた回転モータであってもよい。固定子は、回転装置ＲＷ３の非回転部に相当してもよく、及びロータは、回転装置ＲＷ３の回転部に相当してもよい。回転装置ＲＷ３の固定子は、搭載物支持構造に直接結合されてもよい。例えば、回転装置ＲＷ３の固定子は、搭載物支持構造に強固に且つ直接取り付けられてもよく、それによって、任意の干渉部品を通じて伝達されることなく、固定子から搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｙを直接伝達することができる。幾つかの他の実施形態では、回転装置ＲＷ３の固定子は、搭載物装置に直接結合されてもよい。例えば、回転装置ＲＷ３の固定子は、搭載物装置に強固に且つ直接取り付けられてもよく、それによって、任意の干渉部品を通じて伝達されることなく、固定子から搭載物装置に追加トルクＴｓ＿ｙを直接伝達することができる。回転装置ＲＷ３のロータは、Ｙ軸の周囲を自由に回転するように構成されてもよい。回転装置ＲＷ３のロータの回転の軸は、可動物体のピッチ軸に平行であってもよい。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ３の回転の軸は、可動物体のピッチ軸と一致してもよい。図１１の例では、ロータは、Ｙ軸の周囲を時計回りの方向で自由に回転し、その結果として角運動量の保存の法則に基づいて、Ｙ軸の周囲を反時計回りの方向で追加トルクＴｓ＿ｙを生成するように構成される。特に、ロータがＹ軸の周囲を自由に回転するとき、追加トルクＴｓ＿ｙは、固定子を通じて搭載物支持構造に直接伝達されてもよい。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ３の回転の軸は、支持機構部品Ｌ３の回転の軸に平行であってもよい。幾つかの代替的な実施形態では、回転装置ＲＷ３の回転の軸は、支持機構部品Ｌ３の回転の軸に平行である必要はない。幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ３の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びてもよい。他の実施形態では、回転装置ＲＷ３の回転の軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な想像線からずれてもよい。
上記説明されたように、追加トルクＴｓ＿ｙは、回転装置ＲＷ３のロータの回転によって生成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｙは、第１の方向を有する電流（例えば、正電流又は負電流のいずれか）を回転装置ＲＷ３に印加することによって生成されてもよく、それによって、ロータが加速することになる。ロータは、所定の回転速度まで加速するように構成されてもよい。
幾つかの例では、外部擾乱が持続的であることがある（例えば、飛行、乱気流などの間の可動物体及び／又は搭載物支持構造の持続的な振動）。それらの場合、外部擾乱によって、可動物体及び搭載物支持構造上で持続的な力／トルクが与えられることになる。外部トルクＴｅ＿ｙが持続的に可動物体及び搭載物支持構造に適用されるとき、搭載物支持構造の姿勢及び／又は方位を維持するために、持続的な電流を回転装置ＲＷ３に供給することができ、それによって、外部トルクに対する持続的な反作用トルク（追加トルク）を達成することができる。然しながら、外部擾乱が持続的であるとき、回転装置ＲＷ３のロータは、持続的な電流供給の結果としてますます高速に回転し続けることがある。ロータの回転速度が所定の回転速度に到達するとき、回転によって生成される逆の起電力は、回転装置ＲＷ３に供給される電圧と実質的に同一となることがある。この現象は、「回転速度飽和」として知られ、及び結果として、回転装置ＲＷ３が外部トルクを是正するために十分な追加トルクを提供することができないことになる場合がある。
「回転速度飽和」を防止するために、ロータが所定の回転速度を上回るとき、第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が回転装置ＲＷ３に印加されて、ロータを減速させてもよい。例えば、正電流が回転装置ＲＷ３に印加されて、ロータを加速させてもよく、及び時計回りの方向で回転させてもよい。ロータが所定の回転速度を上回るとき、負電流が回転装置ＲＷ３に印加されて、ロータを減速させてもよく、及び反時計回りの方向で回転させてもよく、それによって、ロータを減速させることができる。
幾つかの実施形態では、回転装置ＲＷ３は、作動装置を備えたリアクションホイールであってもよい。図１１の例では、リアクションホイールは、ロータ上に取り付けられ、及びロータで自由に回転するように構成された慣性ホイールを備えてもよい。ロータ及び慣性ホイールは、Ｙ軸の周囲を自由に回転するように構成されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｙが搭載物支持構造に提供される時間の長さを増大させるために、慣性ホイールを使用することができる。追加トルクＴｓ＿ｙが搭載物支持構造に提供される時間の長さは、慣性ホイールの質量の関数であってもよい。例えば、追加トルクＴｓ＿ｙが搭載物支持構造に提供される時間の長さは、慣性ホイールの質量と共に増加してもよい。追加トルクＴｓ＿ｙは、第１の方向を有する電流を回転装置ＲＷ３に印加することによって生成されてもよく、それによって、ロータ及び慣性ホイールの両方を加速させることができる。ロータ及び慣性ホイールは、所定の回転速度まで加速するように構成されてもよい。
所定の回転速度は、「回転速度飽和」が発生する（すなわち、ロータ及び慣性ホイールの回転によって生成される逆の起電力が、回転装置ＲＷ３に供給される電圧と実質的に等しいとき）速度に相当してもよい。ロータ及び慣性ホイールが所定の回転速度を上回るとき、第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が回転装置ＲＷ３に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを減速させてもよい。例えば、正電流が回転装置ＲＷ３に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを加速させてもよく、及び時計回りの方向で回転させてもよい。ロータ及び慣性ホイールが所定の回転速度を上回るとき、負電流が回転装置ＲＷ３に印加されて、ロータ及び慣性ホイールを減速させてもよく、及び反時計回りの方向で回転させてもよく、それによって、ロータ及び慣性ホイールが減速する。
回転装置ＲＷ３は、追加トルクＴｓ＿ｙを搭載物支持構造に提供して、補正トルクＴｃ＿ｙにおける伝達遅延を補償するように構成されてもよい。上述したように、補正トルクＴｃ＿ｙは、作動装置Ｍ３によって生成されてもよい。作動装置Ｍ３が支持機構部品Ｌ３をＹ軸の周囲で回転させるときに、補正トルクＴｃ＿ｙが生成されてもよく、及び搭載物支持構造に伝達されてもよい。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｙは、補正トルクＴｃ＿ｙと実質的に同時に生成されてもよい。例えば、外部トルクＴｅ＿ｙを与える外部擾乱がコントローラ組立部における１つ又は複数の慣性センサによって検出されるとき、補正トルクＴｃ＿ｙ及び追加トルクＴｓ＿ｙの両方が、実質的に同時に生成されて、外部トルクＴｅ＿ｙを是正してもよい。然しながら、搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｙを受ける前に追加トルクＴｓ＿ｙを受けてもよい。例えば、搭載物支持構造は、トルク伝達遅延によって、追加トルクＴｓ＿ｙよりも後に、（１）作動装置Ｍ３から支持機構部品Ｌ３に、及び（２）支持機構部品Ｌ３から搭載物支持構造に、補正トルクＴｃ＿ｙを受けてもよい。言い換えると、補正トルクＴｃ＿ｙ及び追加トルクＴｓ＿ｙの両方を実質的に同時に生成することができるとしても、補正トルクＴｃ＿ｙの前に追加トルクＴｓ＿ｙを搭載物支持構造に伝達することができる。
トルク伝達遅延は、作動装置Ｍ３の回転部のねじり変形、及び支持機構部品Ｌ３のねじり変形の結果であることがある。幾つかの実施形態では、トルク伝達遅延は、数ミリ秒から数秒までの範囲にあることがある。
図１１を参照して、伝達遅延の長さは、作動装置Ｍ３と搭載物支持構造との間で測定された距離Ｄ３の関数であってもよい。例えば、伝達遅延は、距離Ｄ３が増加するときに増加することがある。幾つかの例では、作動装置Ｍ３から搭載物支持構造までの距離Ｄ３は、支持機構部品Ｌ３の長さの少なくとも一部に基づいて判定されてもよい。回転装置ＲＷ３が効果的に伝達遅延を補償するために、回転装置ＲＷ３と搭載物支持構造との間の距離は、最小であるべきであり、及び実質的に距離Ｄ３未満であるべきである。例えば、図１１の実施形態では、回転装置ＲＷ３が搭載物支持構造上に直接配置されて、搭載物支持構造からのその距離を最小にする。従って、相当な伝達遅延がなく、搭載物支持構造に、追加トルクＴｓ＿ｙを直接且つほとんど瞬時に伝達することができる。
搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｙの影響を受ける前に、追加トルクＴｓ＿ｙの影響を受けるように構成されてもよい。幾つかの例では、補正トルクＴｃ＿ｙが搭載物支持構造に伝達され、及び搭載物支持構造において経験されるときに、追加トルクＴｓ＿ｙが減少又は除去することがある。幾つかの実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｙは、伝達遅延に相当する期間の間に搭載物支持構造に適用されてもよい。補正トルクＴｃ＿ｙが伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達するとき、追加トルクＴｓ＿ｙが減少又は除去されてもよい。追加トルクＴｓ＿ｙは、回転装置ＲＷ３への電流を調整することによって減少又は除去されて、回転装置ＲＷ３のロータ及び／又は慣性ホイールを減速させてもよい。搭載物支持構造は、補正トルクＴｃ＿ｙの影響を受ける前の遅延の間に追加トルクＴｓ＿ｙの影響を受けることがある。追加トルクＴｓ＿ｙは、補正トルクＴｃ＿ｙと実質的に等しくてもよく、及び補正トルクＴｃ＿ｙと同一の方向で適用されてもよい。幾つかの例では、追加トルクＴｓ＿ｙは、補正トルクＴｃ＿ｙ未満であってもよい。幾つかの例では、追加トルクＴｓ＿ｙは、搭載物支持構造上での外部擾乱の影響を軽減するために、外部トルクＴｅ＿ｙと実質的に等しくてもよく、及び外部トルクＴｅ＿ｙと反対の方向にあってもよい
フレーム組立部及びモータ組立部に加え、安定化プラットフォーム１１００は更に、コントローラ組立部を備えてもよい。図１１及び１２を参照して、コントローラ組立部は、感知システム１０４及びコントローラ１０６を備えてもよい。コントローラ組立部は、感知システム、及びモータ組立部の作動要素（例えば、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３、及び回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３）と通信していてもよい。感知システムは、搭載物装置、搭載物支持構造、並びに／又は、フレーム組立部、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３、回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３、及び可動物体などの、搭載物支持構造若しくは搭載物装置以外の物体と関連付けられた状態情報を測定又は取得するように構成されてもよい。状態情報は、上記物体のいずれかの角速度及び／若しくは線形速度、並びに／又は加速度、位置情報などを含んでもよい。そのような状態情報は、相対的又は絶対的であってもよい。幾つかの実施形態では、感知システムは、物体が外部擾乱（例えば、天候及び／若しくは温度変化、又は破片若しくは障害物などの外因）による影響を受けるときに、上記物体の１つ又は複数と関連付けられた状態情報を測定又は取得するように構成されてもよい。図１１の例では、感知システムは、搭載物支持構造の一部の上に設けられてもよい。安定化プラットフォームのいずれかに感知システムを設けることができることに留意されたい。幾つかの他の実施形態では、可動物体自体に感知システムを設けることができる。可動物体上の感知システム、及び／又は安定化プラットフォームのいずれかの配置が考えられてもよい。様々な実施形態では、感知システムは、搭載物装置、搭載物支持構造、フレーム組立部、モータ組立部、又は可動物体などに結合されてもよい。
感知システムは、感知された物体の空間的配置、速度、及び／又は加速度を感知することができる（例えば、最大で３の転移度及び最大で３の回転度に関する）１つ又は複数のセンサを含むことができる。感知システムは、慣性測定ユニット、動きセンサ、近接センサ、コンパス、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）送受信機、又は他のタイプの測定要素若しくはセンサを含んでもよい。例えば、感知システムは、物体（例えば、搭載物装置、搭載物支持構造、フレーム組立部、及び／又は可動物体）の角速度を検出する１つ又は複数のジャイロスコープ、並びに線形加速度及び／又は角加速度を検出する１つ又は複数の加速度計を含んでもよい。代わりに、天候状況、潜在的な障害物への近接性、地理的特徴のロケーション、及び人工構造のロケーションなどの物体の周囲の環境に関するデータを提供するために感知システムを使用することができる。幾つかの実施形態では、感知システムは、物体の２以上の回転軸に関する状態情報を測定するように構成されてもよい。幾つかの実施形態では、感知システムは、回転軸の少なくとも２つに関連する情報を取得してもよい。例えば、測定部は、物体のピッチ及びロール軸の両方に関する情報を取得してもよい。加えて、状態情報は、物体のピッチ、ロール及びヨー軸の全てに関連してもよい。
幾つかの実施形態では、コントローラは、感知システムによって検出された状態情報に基づいて物体の姿勢情報を算出し、及び姿勢情報に基づいて１つ又は複数のモータ信号を提供するように構成されてもよい。そのような姿勢情報は、物体のピッチ、ロール、ヨー軸、軸に対する物体の方位若しくは傾き、速度並びに／又は加速度などを含んでもよい。幾つかの例では、姿勢情報は、角速度情報（例えば、感知システムによって、又は他のソースから提供される）に基づいて算出されてもよい。他の場合では、姿勢情報は、角速度情報及び線形加速度情報の両方に基づいて算出されてもよい。例えば、線形加速度情報は、角速度情報を修正及び／又は補正するために使用されてもよい。
算出された姿勢情報に基づいて、コントローラは、１つ又は複数のモータ信号を生成し、及び安定化プラットフォームの作動要素（例えば、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３、及び／又は回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３）に送信してもよい。モータ信号によって作動要素の回転を進め、回転を逆にさせることができ、及び回転の速度／トルクを調整して、外部擾乱／トルクを是正するためにモータ信号を使用することができる。１つ又は複数のモータ信号に応答して、作動要素（例えば、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３及び／又は回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３）は、フレーム組立部のそれぞれの部分を直接駆動して、１つ又は複数のモータ信号に応答して回転させることができる。結果として、搭載物装置は、その周囲で外部トルクが与えられる軸の少なくとも１つの周囲で回転することが可能になる。そのような回転は、搭載物装置を安定させるため、及び／又は所定の位置若しくは姿勢を維持するために必要となることがある。
例えば、図１１の実施形態では、搭載物支持構造が外部トルクＴｅ＿ｚ、Ｔｅ＿ｘ、及びＴｅ＿ｙの影響を受けるとき、コントローラは、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３、及び回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３に電流を同時に印加して、補正トルクＴｃ＿ｚ／Ｔｃ＿ｘ／Ｔｃ＿ｙ及び追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙを生成して、外部トルクを是正してもよい。搭載物支持構造は、補正トルクにおける伝達遅延によって、補正トルクＴｃ＿ｚ／Ｔｃ＿ｘ／Ｔｃ＿ｙの前に追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙの影響を受けることがある。感知システムは、搭載物支持構造上で追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙの各々の影響を検出するように構成されてもよい。
補正トルクＴｃ＿ｚは、第１の伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達してもよい。感知システムが搭載物支持構造上で補正トルクＴｃ＿ｚの影響を検出するとき、コントローラは、回転装置ＲＷ１に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｚを減少又は除去することができる。同様に、補正トルクＴｃ＿ｘは、第２の伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達してもよい。感知システムが搭載物支持構造上で補正トルクＴｃ＿ｘの影響を検出するとき、コントローラは、回転装置ＲＷ２に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｘを減少又は除去することができる。同様に、補正トルクＴｃ＿ｙは、第３の伝達遅延の終わりに搭載物支持構造に到達してもよい。感知システムが搭載物支持構造上で補正トルクＴｃ＿ｙの影響を検出するとき、コントローラは、回転装置ＲＷ３に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｙを減少又は除去することができる。図１１の例では、補正トルクＴｃ＿ｚと関連付けられた第１の伝達遅延は、補正トルクＴｃ＿ｘと関連付けられた第２の伝達遅延よりも長いことがあり、及び第２の伝達遅延は、補正トルクＴｃ＿ｙと関連付けられた第３の伝達遅延よりも長いことがある。伝達遅延における差異は、補正トルクＴｃ＿ｚが、作動装置Ｍ１から支持機構部品Ｌ１、作動装置Ｍ２、作動装置Ｍ３、及び支持機構部品Ｌ３を通じて、搭載物支持構造に到達する前に連続して伝達される必要があるからである。反対に、補正トルクＴｃ＿ｘは、作動装置Ｍ２から支持機構部品Ｌ２、作動装置Ｍ３、及び支持機構部品Ｌ３を通じて搭載物支持構造に到達する前に連続して伝達される必要がある。一方で、補正トルクＴｃ＿ｙのみは、作動装置Ｍ３から搭載物支持構造に到達する前に支持機構部品Ｌ３に伝達される必要がある。
コントローラは、異なる時点における感知システムからの動きデータ、及び搭載物支持構造上の種々のトルクの影響に基づいて、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３及び回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３からの補正トルクＴｃ＿ｚ／Ｔｃ＿ｘ／Ｔｃ＿ｙ及び追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙをリアルタイムで調節するように構成されてもよい。特に、補正トルク及び追加トルクを調節して、円滑なトルク制御を達成する（外部トルクを是正するために）ことによって、安定化プラットフォームの感度及び性能を改善することができる。
前に述べたように、従来の安定化システムは、高い慣性及び／又は低い構造的硬直性によって、相当なトルク伝達遅延を有することがある。トルク伝達遅延の結果として、従来の閉ループ安定化システムの位相マージンが減少することがあり、それによって、閉ループ制御システムの性能が制限される。一方で、図１２における閉ループ制御システムが、搭載物支持構造に追加トルクを適用して、トルク伝達遅延を補償するように構成された複数回転装置を含むので、図１２における閉ループ制御システムは、従来の安定化システムよりも位相マージンを改善している。
図１３は、図１の安定化プラットフォーム１００、図６の安定化プラットフォーム６００、及び図１１の安定化プラットフォーム１１００の間の伝達遅延における差異を示す。特に、図１３の部分Ａは、図１の安定化プラットフォーム１００における補正トルクＴｃ＿ｚの伝達遅延ｄ（ｚ）を示し、図１３の部分Ｂは、図６の安定化プラットフォーム６００における補正トルクＴｃ＿ｚの伝達遅延ｄ（ｚ）’、及び補正トルクＴｃ＿ｘの伝達遅延ｄ（ｘ）を示し、並びに図１３の部分Ｃは、図１１の安定化プラットフォーム１１００における補正トルクＴｃ＿ｚの伝達遅延ｄ（ｚ）’’、補正トルクＴｃ＿ｘ伝達遅延ｄ（ｘ）’、及び補正トルクＴｃ＿ｙの伝達遅延ｄ（ｙ）を示す。
図１、６、及び１１を再度参照して、安定化プラットフォーム１１００は、最も多数の連続して接続された支持機構部品及び作動装置を備えるので、安定化プラットフォーム１１００が、３つの安定化プラットフォームの中で最も高い慣性及び最も低い構造的硬直性を有することを観察することができる。図１１の部分Ａ、Ｂ、及びＣを比較して、安定化プラットフォーム１１００における補正トルクＴｃ＿ｚが、搭載物支持構造に到達する前に追加の部分（例えば、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３及び支持機構部品Ｌ１／Ｌ２／Ｌ３）を通じて伝わる必要があるので、安定化プラットフォーム１１００の伝達遅延ｄ（ｚ）’’が安定化プラットフォーム１００の伝達遅延ｄ（ｚ）及び安定化プラットフォーム６００の伝達遅延ｄ（ｚ）’よりも長いことを観察することができる。同様に、安定化プラットフォーム１１００における補正トルクＴｃ＿ｘが、搭載物支持構造に到達する前に追加の部分（例えば、作動装置Ｍ２／Ｍ３及び支持機構部品Ｌ２／Ｌ３）を通じて伝わる必要があるので、安定化プラットフォーム１１００の伝達遅延ｄ（ｘ）’は、安定化プラットフォーム６００の伝達遅延ｄ（ｘ）よりも長い。加えて、補正トルクＴｃ＿ｙが搭載物支持構造に到達する前により短い距離（作動装置Ｍ３から支持機構部品Ｌ３に）を伝わるので、安定化プラットフォーム１１００の伝達遅延ｄ（ｙ）は伝達遅延（ｘ）’及び伝達遅延ｄ（ｚ）’’よりも短い。
図１４は、異なる追加トルクを提供してトルク伝達遅延を補償するために種々の回転装置が使用されるときの例示的な安定化プラットフォーム（例えば、安定化プラットフォーム１１００）の安定化性能の改善を示す。図１４におけるトルクＴ（ナノメートル）対時間ｔ（ミリ秒）のプロットを参照すると、時間に応じてプロットされた、実曲線が搭載物支持構造上の外部トルクに対応し、並びに破線が搭載物支持構造上の補正トルク及び／又は追加トルクに対応する。
図１４の部分Ａは、図１３において前に説明されたように、図１１における安定化プラットフォーム１１００の補正トルクＴｃ＿ｘ、Ｔｃ＿ｘ、及びＴｃ＿ｙと関連付けられた伝達遅延を示す。
図１４の部分Ｂを参照して、回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３が搭載物支持構造上に直接配置されて、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３から搭載物支持構造へのトルク伝達遅延を補償するために追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙを提供してもよい。各々の作動装置からのトルク伝達遅延は、搭載物支持構造からのその距離に応じて変化することがある。例えば、搭載物支持構造から最も離れて位置する作動装置（すなわち、最大数の、それらの間で連続して接続された干渉部品を有する）は、最大トルク伝達遅延を有することがあり、搭載物支持構造の最も近くに位置する作動装置（すなわち、最小数の、それらの間で連続して接続された干渉部品を有する）は、最小トルク伝達遅延を有することがある。従って、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３及び回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３は、それぞれの外部トルクを是正し、及びそれぞれの補正トルクにおける伝達遅延を軽減するように、対応する軸（すなわち、Ｘ−Ｙ−Ｚ軸）に対するトルク伝達遅延の長さに基づいて、異なる次元で、及び異なる持続期間の間に作動されてもよい。
図１４の部分Ｂに示されるように、安定化プラットフォームの性能（応答速度）を、回転装置の使用を通じて改善することができる。例えば、感知システムが外部トルクＴｅ＿ｚ／Ｔｅ＿ｘ／Ｔｅ＿ｙを検出するとき、コントローラは、補正トルクＴｃ＿ｚ／Ｔｃ＿ｘ／Ｔｃ＿ｙ及び追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙを生成して外部トルクＴｅ＿ｚ／Ｔｅ＿ｘ／Ｔｅ＿ｙを是正するように、作動装置Ｍ１／Ｍ２／Ｍ３及び回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３を制御してもよい。図１４の実施形態では、外部トルクＴｅ＿ｚ／Ｔｅ＿ｘ／Ｔｅ＿ｙは、実質的に同一の大きさで、実質的に同時に発生することが想定されるが、これは本発明の限定とはならない。例えば、上述したように、外部トルクＴｅ＿ｚ／Ｔｅ＿ｘ／Ｔｅ＿ｙは、異なる持続期間の間に、及び異なる力の大きさで、任意の次元で異なる時に発生することがある。回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３が搭載物支持構造上に直接配置されるので、回転装置によって提供される追加トルクを搭載物支持構造にほとんど瞬時に伝達することができる。
追加トルクＴｓ＿ｙは、遅延ｄ（ｙ）の持続期間の間に搭載物支持構造に提供されてもよく、追加トルクＴｓ＿ｘは、遅延ｄ（ｘ）’の持続期間の間に搭載物支持構造に提供されてもよく、及び追加トルクＴｓ＿ｚは、遅延ｄ（ｚ）’’の持続期間の間に搭載物支持構造に提供されてもよい。作動装置Ｍ３が作動装置Ｍ２よりも少ない接続で搭載物支持構造により近くに配置されるので、遅延ｄ（ｙ）は遅延ｄ（ｘ）’よりも短い。同様に、作動装置Ｍ２が作動装置Ｍ１よりも少ない接続で搭載物支持構造により近くに配置されるので、遅延ｄ（ｘ）’は遅延ｄ（ｚ）’’よりも短い。
遅延ｄ（ｙ）の終わりにおいて、搭載物支持構造が補正トルクＴｃ＿ｙの影響を受け始めるとき、コントローラは、回転装置ＲＷ３に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｙを減少又は除去するように回転装置ＲＷ３を制御してもよい。幾つかの実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｙ）の終わりにおいて追加トルクＴｓ＿ｙを完全に除去してもよく、及び遅延ｄ（ｙ）が終了するときから始まる外部トルクＴｅ＿ｙを是正するために補正トルクＴｃ＿ｙのみを適用してもよい。
同様に、遅延ｄ（ｘ）’の終わりにおいて、搭載物支持構造が補正トルクＴｃ＿ｘの影響を受け始めるとき、コントローラは、ＲＷ２に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｘを減少又は除去するように回転装置ＲＷ２を制御してもよい。幾つかの実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｘ）’の終わりにおいて追加トルクＴｓ＿ｘを完全に除去してもよく、及び遅延ｄ（ｘ）’が終了するときから始まる外部トルクＴｅ＿ｘを是正するために補正トルクＴｃ＿ｘのみを適用してもよい。
同様に、遅延ｄ（ｚ）’’の終わりにおいて、搭載物支持構造が補正トルクＴｃ＿ｚの影響を受け始めるとき、コントローラは、ＲＷ１に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｚを減少又は除去するように回転装置ＲＷ１を制御してもよい。幾つかの実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｚ）’’の終わりにおいて追加トルクＴｓ＿ｚを完全に除去してもよく、及び遅延ｄ（ｚ）’’が終了するときから始まる外部トルクＴｅ＿ｚを是正するために補正トルクＴｃ＿ｚのみを適用してもよい。
幾つかの更なる実施形態では、追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙは、遅延ｄ（ｚ）’’の全持続期間（遅延ｄ（ｚ）’’、ｄ（ｘ）’、及びｄ（ｙ）の中で最も長い期間）の間に搭載物支持構造に提供されてもよい。遅延ｄ（ｚ）’’の終わりにおいて、搭載物支持構造が補正トルクＴｃ＿ｚ／Ｔｃ＿ｘ／Ｔｃ＿ｙの影響を受け始めるとき、コントローラは、回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３に供給される電流を減少させることによって、追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙを減少又は除去するように回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３を制御してもよい。幾つかの実施形態では、遅延ｄ（ｚ）’’の終わりにおいて追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙを完全に除去してもよく、及びに遅延ｄ（ｚ）’’が終了するときから始まる外部トルクＴｅ＿ｚ／Ｔｅ＿ｘ／Ｔｅ＿ｙを是正するために補正トルクＴｃ＿ｚ／Ｔｃ＿ｘ／Ｔｃ＿ｙのみを適用してもよい。
幾つかの他の実施形態では、コントローラは、遅延ｄ（ｚ）’’が終了するときから開始する、外部トルクＴｅ＿ｚ／Ｔｅ＿ｘ／Ｔｅ＿ｙを是正するために、追加トルクＴｓ＿ｚ／Ｔｓ＿ｘ／Ｔｓ＿ｙ及び補正トルクＴｃ＿ｚ／Ｔｃ＿ｘ／Ｔｃ＿ｙを調節するように構成されてもよい。例えば、コントローラは、感知システムからの姿勢情報／フィードバックに応じて必要に応じ、及び必要とされるときに異なる量の追加トルクを生成するように回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３の各々を制御することができる。異なる量の追加トルクは、ほとんど瞬時に搭載物支持構造に伝達されてもよく、及び補正トルクにおける任意の後続の遅延を補償するために使用されてもよい。幾つかの例では、異なる量の追加トルクは、外部トルクを是正するトルクの大部分を提供する補正トルクと共にわずかであってもよい。異なる量の追加トルクはまた、高頻度で、搭載物支持構造にほとんど瞬時に提供されてもよく、及び外部トルクが急速に変動しているときに特に有益であることがある。結果として、安定化プラットフォーム１１００の応答速度が補正トルクにおける伝達遅延ｄ（ｚ）’’、ｄ（ｘ）’、及びｄ（ｙ）によって実質的に影響されないので、安定化プラットフォームの性能が改善する。
図１〜１４の実施形態では、１つ又は複数の追加トルクを提供するために、１つ又は複数の回転装置が搭載物支持構造に直接結合されてもよい。幾つかの代替的な実施形態では、搭載物支持構造は省略されてもよく、及び回転装置は、搭載物装置自体に直接配置されてもよい。それらの実施形態では、回転装置は、搭載物装置に直接結合された非回転部、及び自由に回転して搭載物装置に追加トルクを提供するように構成された回転部を備えてもよい。幾つかの実施形態では、回転装置は、固定子及びロータを備えた回転モータであってもよい。固定子は、回転装置の非回転部に相当してもよく、及びロータは、回転装置の回転部に相当してもよい。回転装置の固定子は、搭載物装置に直接結合されてもよい。例えば、回転装置の固定子は、搭載物装置に強固に且つ直接取り付けられてもよく、それによって、干渉部品を通じて伝達されることなく、固定子から搭載物装置に追加トルクを直接伝達することができる。
幾つかの実施形態では、１つ又は複数の回転装置は、搭載物支持構造に直接結合されてもよく、及び１つ又は複数の回転装置は、搭載物装置に直接結合されてもよい。搭載物支持構造上、又は搭載物装置上の、任意の数及び／又は配置の回転装置が考えられてもよい。
図１５は、別の実施形態に従った、安定化プラットフォーム１５００の概略図を示す。安定化プラットフォームは、撮像装置又は非撮像装置などの搭載物装置を保持するように構成されてもよい。図１５の安定化プラットフォーム１５００は、以下の差異を除き、図１１の安定化プラットフォーム１１００と同様である。図１５の例では、支持機構部品Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、作動装置Ｍ２及びＭ３を使用する代わりに、結合機構を使用して連続して結合されてもよい。結合機構は、剛性結合又は可撓性結合を備えてもよい。剛性結合は、モータ又は機械系内で２つのシャフトを接合するために使用されるハードウェアのユニットである。剛性結合は、モータ及びジェネレータなどの２つの別個の系統を接続し、又は単一の系統内の接続を直すために使用されてもよい。剛性結合はまた、シャフトが適合する点における衝撃及び摩耗を減少させるためにシャフトの間に追加されてもよい。剛性結合の例は、スリーブ結合を含んでもよい。可撓性結合は、２つのシャフトがわずかに正確に位置合わせされないときに１つのシャフトから別のシャフトにトルクを伝達するために使用される。可撓性結合は、ずれの程度の変動（例えば、最大で３度）、及びある程度の水平のずれに適応することができる。加えて、可撓性結合は、振動の減衰又は防音のために使用されてもよい。可撓性結合は、シャフトのずれ、唐突な衝撃の負荷、シャフトの拡張又は振動などによる有害な影響の産物に対して駆動するシャフト部材、及び駆動されたシャフト部材を保護するために使用されてもよい。可撓性結合の例は、ギア結合を含んでもよい。図１５に示されるように、支持機構部品Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３は、相互に傾いて配置されてもよい。幾つかの他の実施形態では、支持機構部品Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３のうちの１つ又は複数は、相互に直交して配置されてもよい。幾つかの代替的な実施形態では、支持機構部品Ｌ１、Ｌ２、及びＬ３のうちの１つ又は複数は、相互に平行して配置されてもよい。
図１５の安定化プラットフォーム１５００は、支持機構部品の間の連続した接続、及び結合機構の使用（特に、可撓性結合）による低い構造的硬直性を有することがある。結果として、補正トルクＴｃ＿ｚが作動装置Ｍ１から種々の支持機構部品及び結合機構を通じて伝達されるので、著しい伝達遅延が存在することがある。従って追加トルクを生成して補正トルクＴｃ＿ｚにおける伝達遅延を補償するために、回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３は、図１５の実施形態における搭載物支持構造上に直接配置されてもよい。幾つかの特定の実施形態では、搭載物支持構造は省略されてもよく、及び回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３は、搭載物装置上に直接配置されてもよい。図１２の構成と同様の構成において、作動装置Ｍ１及び回転装置ＲＷ１／ＲＷ２／ＲＷ３は、コントローラ組立部を使用して制御されてもよい。
図１６は、別の実施形態に従った、安定化プラットフォーム１６００の概略図を示す。安定化プラットフォームは、撮像装置又は非撮像装置などの搭載物装置を保持するように構成されてもよい。
図１６を参照して、安定化プラットフォームは、基部、外部フレームモータＭ１、外部フレームＬ１、中間フレームモータＭ２、中間フレームＬ２、内部フレームモータＭ３、搭載物支持構造、搭載物支持構造上に直接配置された回転装置ＲＷ、及び搭載物支持構造に（又は、搭載物支持構造上に）取り付けられた搭載物装置を備えてもよい。基部は、可動物体に取り付けられてもよい。可動物体は無人航空機であってもよい。図１６の例では、搭載物装置は、カメラなどの撮像装置であってもよい。回転装置ＲＷは、リアクションホイールの効果を達成するために使用されるモータであってもよい。特に、回転装置ＲＷは、トルク伝達遅延を補償するために、搭載物支持構造に追加トルクＴｓ＿ｚを提供することができる。トルク伝達遅延は、外部フレームモータＭ１から搭載物支持構造への補正トルクＴｃ＿ｚにおける伝達遅延ｄ（ｚ）、及び中間フレームモータＭ２から搭載物支持構造への補正トルクＴｃ＿ｙにおける伝達遅延ｄ（ｙ）を含んでもよい。
図１６の例では、リアクションホイールは、搭載物支持構造の底部上に直接配置され、及びＺ軸の周囲を自由に回転することができるモータであってもよい。リアクションホイールの固定子を搭載物支持構造上に直接取り付けることができるので、コントローラ組立部の感知システムが外部擾乱／トルクを検出すると、追加トルクを搭載物支持構造（及び、それに取り付けられた搭載物装置（ペイロード装置））に直接伝達することができる。感知システムは、安定化プラットフォーム１６００のいずれかの搭載物装置上、搭載物支持構造上、及び／又は可動物体上に配置されてもよい。コントローラ組立部は、安定化プラットフォーム及び／又は可動物体上に位置してもよい。幾つかの実施形態では、コントローラ組立部は、安定化プラットフォーム及び／又は可動物体から離れて位置してもよい。従って、搭載物支持構造は、外部トルクを軽減し、並びに補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｙにおける伝達遅延を補償するために、瞬時のトルク応答を受けることができる。
図１６の実施形態では、リアクションホイールＲＷは、カメラの横軸に設置されてもよい。これは、観察者が、典型的には、カメラの捕捉スクリーン上での水平及び垂直のジッターに敏感であり、並びに回転のジッターには敏感でないことがあるからである。更に、搭載物支持構造が内部フレームモータＭ３に直接結合され、及び内部フレームモータＭ３によって駆動されるので、内部フレームモータＭ３によって生成される補正トルクＴｃ＿ｙを、無視できる伝達遅延で搭載物支持構造に直接適用することができる。
搭載物支持構造が突然の外部トルクによって妨げられるとき、コントローラ組立部におけるコントローラは、モータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、及びＲＷに電流を同時に適用することができる。モータＭ５によって生成される補正トルクＴｃ＿ｘ、及び追加トルクＴｓ＿ｚを、外部擾乱に耐えるために搭載物支持構造にほとんど瞬時に適用することができる。然しながら、モータＭ１及びＭ２によって生成される補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｙは、高い慣性及び／又は低い構造的硬直性から生じるトルク伝達遅延によって、搭載物支持構造上で瞬時に伝達及び適用されないことがある。補正トルクＴｃ＿ｚ及びＴｃ＿ｙが搭載物支持構造上で伝達及び適用されることを感知システムが検出するとき、従って、コントローラは、モータＲＷに供給される電流を減少させることができる。幾つかの実施形態では、コントローラは、外部擾乱／トルクを是正して、安定化プラットフォームの円滑なトルク制御を達成するために、補正トルクＴｃ＿ｚ／Ｔｃ＿ｙ／Ｔｃ＿ｘ及び追加トルクＴｓ＿ｚを、リアルタイム又はほぼリアルタイムで調節するように構成されてもよい。
図１６の実施形態では、図１〜１５で前に説明されたのとは異なるフレーム（例えば、外部フレームＬ１及び中間フレームＬ２）が、異なって成型される（例えば、湾曲形状を有する）ことを観察することができる。よって、図１６におけるフレーム、及び前に説明された実施形態における支持機構部品は、前に説明された実施形態における支持機構部品の回転と比較して、トルク伝達遅延に関する異なる効果を有することがある。例えば、図１６におけるトルク伝達遅延が、フレームを回転させるときにより大きな慣性によって増加することがある。
図１〜１６の実施形態は、搭載物支持構造を可動物体に接続する最大で３つの支持機構部品、補正トルクを提供する最大で３つの作動装置、及び追加トルクを提供する、搭載物支持構造に配置された最大で３つの回転装置が示されているが、任意の数の支持機構部品、作動装置、及び回転装置が、安定化プラットフォームの様々な実施形態において設けられてもよいことを理解されることになる。支持機構部品は、直交及び／又は非直交方向に配置されてもよい。支持機構部品はまた、同一の軸又は異なる軸の周囲を回転する複数の段を備えてもよい。異なるトルク伝達遅延を補償し、及び安定化プラットフォームの応答時間を改善するために、任意の数の回転装置が搭載物支持構造の異なる部分の上に直接配置されてもよい。
図２１は、幾つかの実施形態に従った、外部トルクを検出し、並びに外部トルクを是正するための補正トルク及び追加トルクを生成する例示的な方法を示す。方法は、本明細書で説明された安定化プラットフォームの１つ又は複数の実施形態を使用して実行されてもよい。示された手順が、ステップを削除し、又は追加のステップを更に含むことができることを、当業者によって容易に理解されよう。
図２１を参照して、搭載物支持構造及び／又は搭載物に適用される少なくとも１つの外部トルクが検出されてもよい（ステップ２１０２）。外部トルクは、前に説明された感知システムを使用して検出されてもよい。次に、補正トルクの伝達遅延が判定されてもよい（ステップ２１０４）。伝達遅延は、前に説明されたコントローラを使用して判定されてもよい。補正トルクは、外部トルクを実質的に是正するように構成されてもよい。例えば、補正トルクは、外部トルクに対して実質的に等しい大きさにあってもよく、及び反対の方向にあってもよい。伝達遅延は、（１）搭載物支持構造及び／若しくは搭載物に対する作動装置（補正トルクを生成するように構成された）の位置、（２）作動装置のサイズ（例えば、モータサイズ）、（３）作動装置と搭載物支持構造及び／若しくは搭載物との間で連続して接続された干渉部品の慣性モーメント、（４）作動装置と搭載物支持構造及び／若しくは搭載物との間の接合部若しくは相互接続のタイプ、且つそれらの間のいずれかの干渉部品、（５）干渉部品の寸法（例えば、幅、長さ、厚み）、並びに／又は（６）干渉部品の構造的硬直性、のパラメータに少なくとも基づいて判定されてもよいが、示された順序で判定される必要はない。
次に、補正トルク及び追加トルクが生成される（ステップ２１０６）。補正トルク及び追加トルクの両方は、外部トルクを是正するように構成されてもよい。加えて、追加トルクは、補正トルクの伝達遅延を補償するように構成されてもよい。追加トルクは、本明細書で説明された回転装置を使用して生成されてもよい。回転装置は、搭載物支持構造及び／又は搭載物に直接結合されてもよく、又は取り付けられてもよく、それによって、追加トルクの効果を搭載物支持構造及び／又は搭載物にほとんど瞬時に伝達することができる。従って、回転装置と、搭載物支持構造及び／又は搭載物との間で最小のトルク伝達遅延が存在する。補正トルク及び追加トルクは、コントローラから作動装置及び回転装置にそれぞれ（実質的に同時に、又は異なる時に）送信される制御信号を介して生成されてもよい。前に説明されたように、感知システムは、搭載物支持構造及び／又は搭載物上で、補正トルク及び追加トルクの影響を検出するように構成されてもよい。
次に、伝達遅延を補償するために、補正トルクの伝達遅延の持続期間の間、追加トルクが維持される（ステップ２１０８）。言い換えると、補正トルクが搭載物支持構造及び／又は搭載物に到達する前に、外部トルクを是正するために追加トルクを使用することができる。追加トルクは、コントローラから回転装置に送信される制御信号を介して維持されてもよい。
幾つかの実施形態では、補正トルクが搭載物支持構造及び／又は搭載物に到達するときから始まる追加トルクが減少又は除去されてもよい（ステップ２１１０）。追加トルクは、回転装置への制御信号における電流を調整することによって減少又は除去されてもよい。
幾つかの代替的な実施形態では、補正トルクが搭載物支持構造及び／又は搭載物に到達するときから始まる追加トルクは、補正トルクと共に調節されてもよい（ステップ２１１２）。追加トルク及び補正トルクは、例えば、回転装置及び作動装置への制御信号における電流を調整することによって、コントローラによって調節されてもよい。リアルタイムの追加トルク及び補正トルクの調節は、例示的な安定化プラットフォームの応答速度を改善することができる。
様々な実施形態では、本明細書で説明された安定化プラットフォームを備えた支持機構は、ＵＡＶなどの可動物体に取り付けられてもよく、又はそれに結合されてもよい。動作の間、ＵＡＶは、その画像が取得されることになる目的物の物体に接近するようにリモートに制御されてもよい。その後、安定化プラットフォームは、装置によって捕捉された画像の質を改善するために、搭載物装置を安定させるように、例えば、コントローラ組立部及び／又はリモート制御によって制御されてもよい。例えば、安定化プラットフォームの測定部は、搭載物装置及び／又はＵＡＶの姿勢情報を算出してもよく、並びに、１）目的物の物体に対して搭載物装置を安定させ、及び／又は２）目的物の物体に対して所定の姿勢で搭載物装置を維持するために、フレーム組立部の回転を直接駆動するモータ信号をモータ組立部に提供してもよい。
図１７は、本発明の実施形態に従った、無人航空機（ＵＡＶ）１７００を示す。ＵＡＶは、本明細書で説明された可動物体の例であってもよい。ＵＡＶ１７００は、４つのロータ１７０２、１７０４、１７０６、及び１７０８を有する推進システムを含むことができる。任意の数のロータを提供し得る（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、又は７つ以上）。無人航空機のロータ、ロータ組立体、又は他の推進システムは、無人航空機が、ホバリング／位置を維持し、向きを変更し、且つ／又はロケーションを変更できるようにし得る。対向するロータのシャフト間の距離は、任意の適する長さ１７１０であり得る。例えば、長さ１７１０は２ｍ以下又は５ｍ以下であり得る。幾つかの実施形態では、長さ１７１０は、４０ｃｍ〜１ｍ、１０ｃｍ〜２ｍ、又は５ｃｍ〜５ｍの範囲内であり得る。ＵＡＶの本明細書での任意の説明は、異なるタイプの移動可能物体等の移動可能物体に適用し得、この逆も同様である。ＵＡＶは、本明細書に記載される補助装置付き離陸システム又は方法を使用し得る。
幾つかの実施形態では、移動可能物体は負荷を搬送するように構成し得る。負荷は、撮像装置などの搭載物装置であり得る。負荷は、乗客、貨物、機器、器具等の１つ又は複数を含み得る。負荷は境界内に提供し得る。筐体は、移動可能物体の筐体とは別個であってもよく、又は移動可能物体の筐体の部分であってもよい。代替的には、負荷に筐体を提供し得、一方、移動可能物体は筐体を有さない。代替的には、負荷の部分又は負荷全体は、筐体なしで提供し得る。負荷は、移動可能物体にしっかりと固定し得る。任意選択的には、負荷は、移動可能物体に対して移動可能（例えば、移動可能物体に対して並進移動可能又は回転可能）であり得る。負荷は、本明細書の他の箇所に記載されるように、搭載物及び／又は支持機構を含み得る。
幾つかの実施形態では、固定参照枠（例えば、周囲環境）及び／又は互いに対する移動可能物体、支持機構、及び搭載物の移動は、端末によって制御し得る。端末は、移動可能物体、支持機構、及び／又は搭載物から離れたロケーションにあるリモート制御デバイスであり得る。端末は、支持プラットフォームに配置されてもよく、又は支持プラットフォームに固定されてもよい。代替的には、端末はハンドヘルドデバイス又はウェアラブルデバイスであり得る。例えば、端末は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロホン、又はそれらの任意の適する組合せを含み得る。端末は、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、又はディスプレイ等のユーザインターフェースを含み得る。手動入力コマンド、音声制御、ジェスチャ制御、又は位置制御（例えば、端末の移動、ロケーション、又は傾斜を介する）等の任意の適するユーザ入力を使用して、端末を対話し得る。
端末を使用して、移動可能物体、支持機構、及び／又は搭載物の任意の適する状態を制御し得る。例えば、端末を使用して、互いから及び／又は互いへの固定参照に対する移動可能物体、支持機構、及び／又は搭載物の位置及び／又は向きを制御し得る。幾つかの実施形態では、端末を使用して、支持機構の作動組立体、搭載物のセンサ、又は搭載物のエミッタ等の移動可能物体、支持機構、及び／又は搭載物の個々の要素を制御し得る。端末は、移動可能物体、支持機構、又は搭載物の１つ又は複数と通信するように構成される無線通信デバイスを含み得る。
端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の情報の閲覧に適する表示ユニットを含み得る。例えば、端末は、位置、並進移動速度、並進移動加速度、向き、角速度、角加速度、又はそれらの任意の適する組合せに関して可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の情報を表示するように構成し得る。幾つかの実施形態では、端末は、機能搭載物によって提供されるデータ等の搭載物によって提供される情報（例えば、カメラ又は他の画像捕捉装置によって記録される画像）を表示し得る。
任意選択的に、同じ端末が、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物又は可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の状態を制御するとともに、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物から情報を受信し、且つ／又は表示し得る。例えば、端末は、搭載物によって捕捉された画像データ又は搭載物の位置についての情報を表示しながら、環境に相対する搭載物のポジショニングを制御し得る。代替的には、異なる端末を異なる機能に使用し得る。例えば、第１の端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の移動又は状態を制御し得、一方、第２の端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物から情報を受信し、且つ／又は表示し得る。例えば、第１の端末を使用して、環境に対する搭載物のポジショニングを制御し得、一方、第２の端末は、搭載物によって捕捉された画像データを表示する。様々な通信モードが、両方とも可動物体を制御し、データを受信する可動物体と統合された端末との間、又は両方とも可動物体を制御し、データを受信する可動物体と複数の端末との間に利用可能である。例えば、少なくとも２つの異なる通信モードが、両方とも可動物体を制御し、可動物体からデータを受信する可動物体と端末との間に形成し得る。
幾つかの実施形態では、例示的な安定化プラットフォームの作動要素を制御するコントローラが端末に設けられてもよい。
図１８は、本発明の実施形態による、安定化プラットフォーム１８０２と搭載物１８０４とを含む可動物体１８００を示す。安定化プラットフォーム１８０２は、前述の図１〜１６で参照される例示的な安定化プラットフォームを含み得る。可動物体１８００は航空機として示されるが、この図は限定を意図せず、本明細書において上述したように、任意の適するタイプの可動物体を使用し得る。航空機システムの文脈で本明細書に記載される任意の実施形態を任意の適する可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用し得ることを当業者は理解する。幾つかの特定の場合、搭載物１８０４は、安定化プラットフォーム１８０２を必要とせずに、可動物体１８００に提供し得る。可動物体１８００は、推進機構１８０６、検知システム１８０８、及び通信システム１８１０を含み得る。
推進機構１８０６は、上述したように、ロータ、プロペラ、ブレード、エンジン、モータ、車輪、車軸、磁石、又はノズルの１つ又は複数を含み得る。可動物体は、１つ又は複数、２つ以上、３つ以上、又は４つ以上の推進機構を有し得る。推進機構は全て同じタイプであり得る。代替的には、１つ又は複数の推進機構は、異なるタイプの推進機構であり得る。推進機構１８０６は、本明細書の他の箇所に記載のように、支持要素（例えば、駆動シャフト）等の任意の適する手段を使用して、可動物体１８００に搭載し得る。推進機構１８０６は、上部、下部、前部、後部、側部、又はそれらの任意の適する組合せ等の可動物体１８００の任意の適する部分に搭載し得る。
幾つかの実施形態では、推進メカニズム１８０６は、可動物体１８００が、可動物体１８００の任意の水平移動を必要とせずに（例えば、滑走路を下って移動せずに）、表面から垂直に離陸するか、又は表面に垂直に着陸できるようにし得る。任意選択的に、推進機構１８０６は、可動物体１８００が特定の位置及び／又は向きで空中でホバリングできるようにするように動作可能であり得る。推進機構１８００の１つ又は複数は、その他の推進機構から独立して制御し得る。代替的には、推進機構１８００は、同時に制御されるように構成し得る。例えば、可動物体１８００は、揚力及び／又は推進力を可動物体に提供し得る複数の水平を向いたロータを有し得る。複数の水平を向いたロータを作動させて、垂直離陸機能、垂直直立機能、ホバリング機能を可動物体１８００に提供し得る。幾つかの実施形態では、水平を向いたロータの１つ又は複数は、時計回り方向にスピンし得、一方、水平を向いたロータの１つ又は複数は反時計回り方向にスピンし得る。例えば、時計回りロータの数は、反時計回りロータの数に等しいことができる。水平を向いたロータのそれぞれの回転率は、独立して変更して、各ロータによって生成される余力及び／又は推進力を制御し、それにより、可動物体１８００の空間配置、速度、及び／又は加速度を調整し得る（例えば、最高で３度の並進移動及び最高で３度の回転に関して）。
検知システム１８０８は、可動物体１８００の空間配置、速度、及び／又は加速度を検知し得る（例えば、最高で３度の並進移動及び最高で３度の回転に関して）１つ又は複数のセンサを含み得る。１つ又は複数のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、移動センサ、慣性センサ、近接度センサ、又は画像センサを含み得る。検知システム１８０８によって提供される検知データを使用して、可動物体１８００の空間配置、速度、及び／又は向きを制御し得る（例えば、後述するように、適する処理ユニット及び／又は制御モジュールを使用して）。代替的には、検知システム１８０８を使用して、天候状況、潜在的な障害物への近接度、地理的特徴のロケーション、人造物のロケーション等の可動物体を取り巻く環境に関するデータを提供し得る。検知システム１８０８は、搭載物１８０４の空間配置、速度、及び／又は加速度を検知する（例えば、最高で３度の並進移動及び最高で３度の回転に関して）ために使用され得る。
通信システム１８１０は、無線信号１８１６を介して通信システム１８１４を有する端末１８１２と通信できるようにする。通信システム１８１０、１８１４は、無線通信に適する任意の数の送信器、受信器、及び／又は送受信器を含み得る。通信は、データを一方向でのみ送信し得るように、単方向通信であり得る。例えば、単方向通信は、可動物体１８００のみがデータを端末１８１２に送信するか、又はこの逆を含み得る。データは、通信システム１８１０の１つ又は複数の送信器から通信システム１８１２の１つ又は複数の受信器に送信し得、又はその逆であり得る。代替的には、通信は、データを可動物体１８００と端末１８１２との間で両方向で送信し得るように、双方向通信であり得る。双方向通信は、通信システム１８１０の１つ又は複数の送信器から通信システム１８１４の１つ又は複数の受信器にデータを送信すること、又はその逆を含み得る。
幾つかの実施形態では、端末１８１２は、可動物体１８００、支持機構１８０２、及び搭載物１８０４の１つ又は複数に制御データを提供し、可動物体１８００、支持機構１８０２、及び搭載物１８０４の１つ又は複数から情報（例えば、可動物体、支持機構、又は搭載物の位置及び／又は移動情報、搭載物カメラによって捕捉される画像データ等の搭載物によって検知されるデータ）を受信し得る。幾つかの場合、端末からの制御データは、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の相対位置、移動、作動、又は制御についての命令を含み得る。例えば、制御データは、可動物体のロケーション及び／又は向きを変更させるか（例えば、推進機構１８０６の制御を介して）、又は可動物体に関する搭載物を移動させる（例えば、支持機構１８０２の制御を介して）。端末からの制御データは、カメラ又は他の画像捕捉装置の動作の制御（例えば、静止画又は動画の撮影、ズームイン又はアウト、電源オンオフ、画像モードの切り換え、画像解像度の変更、フォーカスの変更、被写界深度の変更、露光時間の変更、視野角又は視野の変更）等の搭載物の制御を生じさせ得る。幾つかの場合、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物からの通信は、１つ又は複数のセンサ（例えば、検知システム１８０８又は搭載物１８０４の）からの情報を含み得る。通信は、１つ又は複数の異なるタイプのセンサ（例えば、ＧＰＳセンサ、移動センサ、慣性センサ、近接度センサ、又は画像センサ）からの検知情報を含み得る。そのような情報は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の位置（例えば、ロケーション、向き）、移動、又は加速度に関連し得る。搭載物からのそのような情報は、搭載物によって捕捉されたデータ又は搭載物の検知状態を含み得る。端末１８１２によって提供され送信される制御データは、可動物体１８００、支持機構１８０２、又は搭載物１８０４の１つ又は複数の状態を制御するように構成し得る。代替的又は組み合わせて、支持機構１８０２及び搭載物１８０４もそれぞれ、端末１８１２と通信するように構成される通信モジュールを含み得、それにより、端末は、可動物体１８００、支持機構１８０２、及び搭載物１８０４のそれぞれと独立して通信し制御し得る。
幾つかの実施形態では、可動物体１８００は、端末１８１２に加えて、又は端末１８１２の代わりに、別のリモート装置と通信するように構成し得る。端末１８１２は、別のリモート装置及び可動物体１８００と通信するように構成することもできる。例えば、可動物体１８００及び／又は端末１８１２は、別の可動物体又は別の可動物体の支持機構若しくは搭載物と通信し得る。所望の場合、リモート装置は第２の端末又は他の計算装置（例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、又は他のモバイル装置）であり得る。リモート装置は、可動物体１８００にデータを送信し、可動物体１８００からデータを受信し、データを端末１８１２に送信し、且つ／又はデータを端末１８１２から受信するように構成し得る。任意選択的に、リモート装置は、インターネット又は他の電気通信ネットワークに接続し得、それにより、可動物体１８００及び／又は端末１８１２から受信されるデータは、ウェブサイト又はサーバにアップロードし得る。
図１９は、実施形態による可動物体を制御するシステム１９００のブロック図による概略図である。システム１９００は、本明細書に開示されるシステム、装置、及び方法の任意の適する実施形態と組み合わせて使用し得る。システム１９００は、検知モジュール１９０２、処理ユニット１９０４、非一時的コンピュータ可読媒体１９０６、制御モジュール１９０８、及び通信モジュール１９１０を含み得る。
検知モジュール１９０２は、可動物体に関連する情報を異なる方法で収集する異なるタイプのセンサを利用し得る。異なるタイプのセンサは、異なるタイプの信号又は異なるソースからの信号を検知し得る。例えば、センサは、慣性センサ、ＧＰＳセンサ、近接度センサ（例えば、ライダー）、又はビジョン／画像センサ（例えば、カメラ）を含み得る。検知モジュールは、複数のプロセッサを有する処理ユニット１９０４に動作可能に結合し得る。幾つかの実施形態では、検知モジュール１９０２は、適する外部装置又はシステムに検知データを直接送信するように構成された送信モジュール１９１２（例えば、ＷｉＦｉ画像送信モジュール）に動作可能に結合し得る。例えば、送信モジュール１９１２を使用して、検知モジュール１９０２のカメラによって捕捉された画像をリモート端末に送信し得る。
処理ユニット１９０４は、プログラマブルプロセッサ等の１つ又は複数のプロセッサ（例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ））を有し得る。処理ユニット１９０４は、非一時的コンピュータ可読媒体１９０６に動作可能に結合し得る。非一時的コンピュータ可読媒体１９０６は、処理ユニット１９０４によって実行可能であり、１つ又は複数のステップを実行する論理、コード、及び／又はプログラム命令を記憶し得る。非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ又は複数のメモリユニット（例えば、ＳＤカード又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等のリムーバブル媒体又は外部記憶装置）を含み得る。幾つかの実施形態では、検知モジュール１９０２からのデータは、非一時的コンピュータ可読媒体１９０６のメモリユニットに直接伝達され、記憶し得る。非一時的コンピュータ可読媒体１９０６のメモリユニットは、処理ユニット１９０４によって実行可能であり、本明細書に記載の方法の任意の適する実施形態を実行する論理、コード、及び／又はプログラム命令を記憶し得る。例えば、処理ユニット１９０４は、処理ユニット１９０４の１つ又は複数のプロセッサに、検知モジュールによって生成される検知データを分析させる命令を実行するように構成し得る。メモリユニットは、処理ユニット１９０４によって処理される検知モジュールからの検知データを記憶し得る。幾つかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体１９０６のメモリユニットを使用して、処理ユニット１９０４によって生成される処理結果を記憶し得る。
幾つかの実施形態では、処理ユニット１９０４は、可動物体の状態を制御するように構成される制御モジュール１９０８に動作可能に結合し得る。例えば、制御モジュール１９０８は、可動物体の推進機構を制御して、自由度６に関して可動物体の空間配置、速度、及び／又は加速度を調整し得る。代替的には、又は組み合わせて、制御モジュール１９０８は、支持機構、搭載物、又は検知モジュールの１つ又は複数を制御し得る。
処理ユニット１９０４は、１つ又は複数の外部装置（例えば、端末、表示装置、又は他のリモートコントローラ）からのデータを送信し、且つ／又は受信するように構成される通信モジュール１９１０に動作可能に結合し得る。優先通信又は無線通信等の任意の適する通信手段を使用し得る。例えば、通信モジュール１９１０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、赤外線、電波、ＷｉＦｉ、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信等のうちの１つ又は複数を利用し得る。任意選択的に、タワー、衛星、又は移動局塔の中継局を使用し得る。無線通信は、近接度に依存してもよく、又は依存しなくてもよい。幾つかの実施形態では、視線が通信に必要であってもよく、又はなくてもよい。通信モジュール１９１０は、検知モジュール１９０２からの検知データ、処理ユニット１９０４によって生成される処理結果、所定の制御データ、端末又はリモートコントローラからのユーザコマンド等の１つ又は複数を送信し、且つ／又は受信し得る。
システム１９００の構成要素は、任意の適する構成で配置し得る。例えば、システム１９００の構成要素の１つ又は複数は、可動物体、支持機構、搭載物、端末、検知システム、又は上記の１つ若しくは複数と通信する追加の外部装置に配置し得る。さらに、図１９は単一の処理ユニット１９０４及び単一の非一時的コンピュータ可読媒体１９０６を示すが、これは限定を意図せず、システム１９００が複数の処理ユニット及び／又は非一時的コンピュータ可読媒体を含み得ることを当業者は理解する。幾つかの実施形態では、複数の処理ユニット及び／又は非一時的コンピュータ可読媒体の１つ又は複数は、可動物体、支持機構、搭載物、端末、検知モジュール、上記の１つ又は複数と通信する追加の外部装置、又はそれらの適する組合せ等の異なるロケーションに配置し得、したがって、システム１９００によって実行される処理及び／又はメモリ機能の任意の適する態様は、上記ロケーションの１つ又は複数で行われ得る。
本発明の好ましい実施形態を本明細書に示し説明したが、そのような実施形態が単なる例として提供されることが当業者には明らかであろう。ここで、本発明から逸脱せずに、多くの変形、変更、及び置換を当業者は思い付くであろう。本発明を実施するに当たり、本明細書に記載された本発明の実施形態への様々な代替を利用し得ることを理解されたい。以下の請求項が本発明の範囲を規定し、これらの請求項及びそれらの均等物の範囲内の方法及び構造がそれにより包含されることが意図される。
[項目１]
搭載物へのトルク伝達を制御する支持機構であって、
支持機構軸の周囲を回転するように構成された少なくとも１つの支持機構部品と、
前記支持機構部品に結合された搭載物支持構造であって、前記搭載物支持構造は、前記搭載物を支持するように構成される、搭載物支持構造と、
前記搭載物支持構造に結合された少なくとも１つの回転装置と
を備え、
前記回転装置は、前記搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して、前記搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備え、並びに
前記追加トルクは、前記支持機構部品が前記支持機構軸の周囲を回転するときに、前記支持機構部品から前記搭載物支持構造へのトルク伝達遅延を補償するために提供される、
支持機構。
[項目２]
前記少なくとも１つの支持機構部品は、第１の支持機構軸の周囲を回転するように構成された第１の支持機構部品を備える、項目１に記載の支持機構。
[項目３]
前記搭載物支持構造は、前記第１の支持機構部品に結合される、項目２に記載の支持機構。
[項目４]
前記第１の支持機構部品は、第１の作動装置によって基部に回転可能に結合される、項目２に記載の支持機構。
[項目５]
前記基部は、航空車両の一部の上に位置する、項目４に記載の支持機構。
[項目６]
前記航空車両は無人航空機（ＵＡＶ）である、項目５に記載の支持機構。
[項目７]
前記第１の作動装置は、前記基部に結合された非回転部、及び前記第１の支持機構部品に結合された回転部を備える、項目４に記載の支持機構。
[項目８]
前記第１の作動装置は、第１の信号に応答して、前記第１の支持機構軸の周囲で前記第１の支持機構部品及び前記搭載物支持構造を回転させるように構成される、項目４に記載の支持機構。
[項目９]
前記第１の支持機構軸は、前記第１の支持機構部品の質量の中心を通じて延びる、項目４に記載の支持機構。
[項目１０]
前記第１の支持機構軸は、第１の支持機構部品の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目４に記載の支持機構。
[項目１１]
前記第１の支持機構軸は、搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目４に記載の支持機構。
[項目１２]
前記第１の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目４に記載の支持機構。
[項目１３]
前記少なくとも１つの回転装置は、前記搭載物支持構造の第１の部分上に配置された第１の回転装置を備える、項目１に記載の支持機構。
[項目１４]
前記第１の回転装置は、前記搭載物支持構造に第１の追加トルクを提供するように構成される、項目１３に記載の支持機構。
[項目１５]
前記第１の追加トルクは、約０．５ミリ秒以内で、前記搭載物支持構造に直接且つほとんど瞬時に提供される、項目１４に記載の支持機構。
[項目１６]
前記第１の回転装置の前記回転部は、前記回転部が自由に回転するように構成されるように、前記搭載物支持構造に直接結合されない、項目１３に記載の支持機構。
[項目１７]
前記第１の回転装置は、作動装置を備えたリアクションホイールである、項目１３に記載の支持機構。
[項目１８]
前記作動装置は、固定子及びロータを備えた回転モータである、項目１７に記載の支持機構。
[項目１９]
前記固定子は、前記搭載物支持構造に直接結合される、項目１８に記載の支持機構。
[項目２０]
前記固定子は、前記第１の追加トルクが前記搭載物支持構造に直接伝達されることが可能なように、前記搭載物支持構造に強固に取り付けられる、項目１９に記載の支持機構。
[項目２１]
前記ロータは、第１の軸の周囲を自由に回転するように構成される、項目１８に記載の支持機構。
[項目２２]
前記第１の軸は、前記第１の支持機構軸に平行である、項目２１に記載の支持機構。
[項目２３]
前記第１の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目２１に記載の支持機構。
[項目２４]
前記第１の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目２１に記載の支持機構。
[項目２５]
前記第１の追加トルクは、前記ロータの前記回転によって生成される、項目２１に記載の支持機構。
[項目２６]
前記第１の追加トルクは、前記第１の回転装置に第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、それによって、前記ロータを加速させる、項目２５に記載の支持機構。
[項目２７]
前記ロータは、所定の回転速度まで加速するように構成される、項目２６に記載の支持機構。
[項目２８]
前記ロータが前記所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が前記第１の回転装置に印加されて、前記ロータを減速させる、項目２７に記載の支持機構。
[項目２９]
前記第１の追加トルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に直接伝達される、項目２５に記載の支持機構。
[項目３０]
前記ロータ上に取り付けられ、及び前記ロータで自由に回転するように構成された慣性ホイールを更に備える、項目１８に記載の支持機構。
[項目３１]
前記慣性ホイールは、前記第１の追加トルクが前記搭載物支持構造に提供される時間の長さを増加させるように構成される、項目３０に記載の支持機構。
[項目３２]
前記ロータ及び前記慣性ホイールは、第１の軸の周囲を自由に回転するように構成される、項目３０に記載の支持機構。
[項目３３]
前記第１の軸は、前記第１の支持機構軸に平行である、項目３２に記載の支持機構。
[項目３４]
前記第１の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目３２に記載の支持機構。
[項目３５]
前記第１の軸は、前記搭載物支持構造質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目３２に記載の支持機構。
[項目３６]
前記第１の追加トルクは、前記ロータ及び前記慣性ホイールの前記回転によって生成される、項目３０に記載の支持機構。
[項目３７]
前記第１の追加トルクは、前記第１の回転装置に第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、それによって、前記ロータ及び前記慣性ホイールを加速させる、項目３６に記載の支持機構。
[項目３８]
前記ロータ及び前記慣性ホイールは、所定の回転速度まで加速するように構成される、項目３７に記載の支持機構。
[項目３９]
前記ロータ及び前記慣性ホイールが前記所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が前記第１の回転装置に印加されて、前記ロータ及び前記慣性ホイールを減速させる、項目３７に記載の支持機構。
[項目４０]
前記第１の追加トルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に直接伝達される、項目３６に記載の支持機構。
[項目４１]
前記第１の回転装置は、前記搭載物支持構造に適用されている第１のトルクに応じて、前記搭載物支持構造に前記第１の追加トルクを提供するように構成される、項目１４に記載の支持機構。
[項目４２]
前記第１のトルクは、所定の第１のトルク及び／又は第１の外部トルクを備える、項目４１に記載の支持機構。
[項目４３]
前記第１の支持機構部品が前記第１の支持機構軸の周囲を回転するときに、前記所定の第１のトルクが生成され、及び前記搭載物支持構造に伝達される、項目４２に記載の支持機構。
[項目４４]
前記第１の支持機構部品は、前記第１の支持機構部品に結合された第１の作動装置を使用して、前記第１の支持機構軸の周囲で回転する、項目４３に記載の支持機構。
[項目４５]
前記所定の第１のトルクは、前記第１の作動装置によって生成される、項目４４に記載の支持機構。
[項目４６]
前記第１の追加トルクは、前記所定の第１のトルクと実質的に同時に生成される、項目４４に記載の支持機構。
[項目４７]
前記第１の作動装置から前記搭載物支持構造への距離は、前記第１の回転装置から前記搭載物支持構造への距離よりも実質的に長い、項目４４に記載の支持機構。
[項目４８]
前記第１の作動装置から前記搭載物支持構造への前記距離は、前記第１の支持機構部品の長さに少なくとも基づいて判定される、項目４７に記載の支持機構。
[項目４９]
前記搭載物支持構造は、前記所定の第１のトルクを受ける前に前記第１の追加トルクを受けるように構成される、項目４７に記載の支持機構。
[項目５０]
前記第１の追加トルクは、前記所定の第１のトルクの前に前記搭載物支持構造に伝達される、項目４９に記載の支持機構。
[項目５１]
前記搭載物支持構造は、（１）前記第１の作動装置から前記第１の支持機構部品へ、及び（２）前記第１の支持機構部品から前記搭載物支持構造へのトルク伝達遅延の結果として、第１の追加トルクよりも後に前記所定の第１のトルクを受ける、項目４９に記載の支持機構。
[項目５２]
前記トルク伝達遅延は、前記第１の作動装置の回転部のねじり変形、及び前記第１の支持機構部品のねじり変形の結果である、項目５１に記載の支持機構。
[項目５３]
前記第１の追加トルクは、前記トルク伝達遅延を補償するために前記搭載物支持構造に適用される、項目５１に記載の支持機構。
[項目５４]
前記搭載物支持構造は、前記所定の第１のトルクの影響を受ける前に前記第１の追加トルクの影響を受ける、項目４９に記載の支持機構。
[項目５５]
前記第１の追加トルクは、前記所定の第１のトルクが前記搭載物支持構造に伝達されるときに減少又は除去される、項目４９に記載の支持機構。
[項目５６]
前記第１の追加トルクは、前記第１の回転装置とは反対の第２の方向を有する電流を印加することによって減少又は除去され、それによって、前記第１の回転装置におけるロータ及び／又は慣性ホイールを減速させる、項目５５に記載の支持機構。
[項目５７]
前記第１の追加トルクは、前記所定の第１のトルクと実質的に等しく、及び同一の方向にある、項目４３に記載の支持機構。
[項目５８]
前記第１の追加トルクは、前記所定の第１のトルクよりも小さく、及び同一の方向にある、項目４３に記載の支持機構。
[項目５９]
前記搭載物支持構造上で与えられる外部擾乱の結果として、前記第１の追加トルクが生成され、及び前記搭載物支持構造に伝達される、項目４２に記載の支持機構。
[項目６０]
前記第１の外部トルクは、前記第１の支持機構軸の周囲で生成される、項目５９に記載の支持機構。
[項目６１]
前記外部擾乱は、前記搭載物支持構造上の風の影響、温度変化、又は外部影響を含む、項目５９に記載の支持機構。
[項目６２]
前記外部擾乱によって、前記搭載物支持構造が目的物のロケーションの外側に移る、項目５９に記載の支持機構。
[項目６３]
前記第１の追加トルクは、前記搭載物支持構造上の前記外部擾乱の影響を軽減するように、前記第１の外部トルクと実質的に等しく、及び反対の方向にある、項目５９に記載の支持機構。
[項目６４]
前記搭載物支持構造は、前記第１の支持機構部品に回転可能に結合される、項目２に記載の支持機構。
[項目６５]
前記搭載物支持構造は、第２の作動装置によって前記第１の支持機構部品に回転可能に結合される、項目６４に記載の支持機構。
[項目６６]
前記第２の作動装置は、前記第１の支持機構部品に結合された非回転部、及び前記搭載物支持構造に結合された回転部を備える、項目６５に記載の支持機構。
[項目６７]
前記第２の作動装置は、第２の信号に応答して、第２の支持機構軸の周囲で前記搭載物支持構造を回転させるように構成される、項目６５に記載の支持機構。
[項目６８]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は相互に平行でない、項目６７に記載の支持機構。
[項目６９]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は、実質的に異なる方向に延びる、項目６８に記載の支持機構。
[項目７０]
前記第１の支持機構軸は、前記第２の支持機構軸に直交する、項目６８に記載の支持機構。
[項目７１]
前記第１の支持機構軸は、前記第２の支持機構軸に対して傾く、項目６８に記載の支持機構。
[項目７２]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は平行である、項目６７に記載の支持機構。
[項目７３]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は、実質的に同一の方向に延びる、項目７２に記載の支持機構。
[項目７４]
前記第２の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目６７に記載の支持機構。
[項目７５]
前記第２の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目６７に記載の支持機構。
[項目７６]
前記少なくとも１つの支持機構部品は、第２の支持機構軸の周囲を回転するように構成された第２の支持機構部品を備える、項目２に記載の支持機構。
[項目７７]
前記搭載物支持構造は、前記第２の支持機構部品を介して前記第１の支持機構部品に結合される、項目７６に記載の支持機構。
[項目７８]
前記搭載物支持構造は、前記第２の支持機構部品に強固に結合される、項目７６に記載の支持機構。
[項目７９]
前記第２の支持機構部品は、第２の作動装置によって前記第１の支持機構部品に回転可能に結合される、項目７６に記載の支持機構。
[項目８０]
前記第２の作動装置は、第２の信号に応答して、前記第２の支持機構軸の周囲で、前記第２の支持機構部品及び前記搭載物支持構造を回転させるように構成される、項目７９に記載の支持機構。
[項目８１]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は平行でない、項目８０に記載の支持機構。
[項目８２]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は、実質的に異なる方向に延びる、項目８１に記載の支持機構。
[項目８３]
前記第１の支持機構軸は、前記第２の支持機構軸に対して実質的に直交する、項目８１に記載の支持機構。
[項目８４]
前記第１の支持機構軸は、前記第２の支持機構軸に対して傾いている、項目８１に記載の支持機構。
[項目８５]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は、実質的に平行である、項目８０に記載の支持機構。
[項目８６]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は、実質的に同一の方向に延びる、項目８０に記載の支持機構。
[項目８７]
前記第２の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目８５に記載の支持機構。
[項目８８]
前記第２の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目８０に記載の支持機構。
[項目８９]
前記少なくとも１つの回転装置は、前記搭載物支持構造の第２の部分上に配置された第２の回転装置を備える、項目１３に記載の支持機構。
[項目９０]
前記搭載物支持構造の前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記搭載物支持構造上の異なるロケーションにある、項目８９に記載の支持機構。
[項目９１]
前記第２の部分の平面は、前記第１の部分の平面に対して実質的に直交する、項目９０に記載の支持機構。
[項目９２]
前記第２の部分の平面は、前記第１の部分の平面に対して傾いている、項目９０に記載の支持機構。
[項目９３]
前記第２の回転装置は、前記搭載物支持構造に第２の追加トルクを提供するように構成される、項目８９に記載の支持機構。
[項目９４]
前記第２の追加トルクは、約０．５ミリ秒以内で前記搭載物支持構造に直接且つほとんど瞬時に提供される、項目９３に記載の支持機構。
[項目９５]
前記第２の回転装置の前記回転部は、前記回転部が自由に回転するように構成されるように、前記搭載物支持構造に直接結合されない、項目８９に記載の支持機構。
[項目９６]
前記第２の回転装置は、作動装置を備えたリアクションホイールである、項目８９に記載の支持機構。
[項目９７]
前記作動装置は、固定子及びロータを備えた回転モータである、項目９６に記載の支持機構。
[項目９８]
前記固定子は、前記搭載物支持構造に直接結合される、項目９７に記載の支持機構。
[項目９９]
前記固定子は、前記第２の追加トルクが前記搭載物支持構造に直接伝達されることが可能なように、前記搭載物支持構造に強固に取り付けられる、項目９８に記載の支持機構。
[項目１００]
前記ロータは、第２の軸の周囲を自由に回転するように構成される、項目９７に記載の支持機構。
[項目１０１]
前記第２の軸は、前記第２の支持機構軸に平行である、項目１００に記載の支持機構。
[項目１０２]
前記第２の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目１００に記載の支持機構。
[項目１０３]
前記第２の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目１００に記載の支持機構。
[項目１０４]
前記第２の追加トルクは、前記ロータの前記回転によって生成される、項目１００に記載の支持機構。
[項目１０５]
前記第２の追加トルクは、前記第２の回転装置に前記第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、それによって、前記ロータを加速させる、項目１０４に記載の支持機構。
[項目１０６]
前記ロータは、所定の回転速度まで加速するように構成される、項目１０５に記載の支持機構。
[項目１０７]
前記ロータが前記所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の前記第２の方向を有する電流が前記第２の回転装置に印加されて、前記ロータを減速させる、項目１０５に記載の支持機構。
[項目１０８]
前記第２の追加トルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に直接伝達される、項目１０４に記載の支持機構。
[項目１０９]
前記ロータ上に取り付けられ、及び前記ロータで自由に回転するように構成された慣性ホイールを更に備える、項目９７に記載の支持機構。
[項目１１０]
前記慣性ホイールは、前記第２の追加トルクが前記搭載物支持構造に提供される時間の長さを増大させるように構成される、項目１０９に記載の支持機構。
[項目１１１]
前記ロータ及び前記慣性ホイールは、第２の軸の周囲を自由に回転するように構成される、項目１０９に記載の支持機構。
[項目１１２]
前記第２の軸は前記第２の支持機構軸に平行である、項目１１１に記載の支持機構。
[項目１１３]
前記第２の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目１１１に記載の支持機構。
[項目１１４]
前記第２の軸は、前記搭載物支持構造質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目１１１に記載の支持機構。
[項目１１５]
前記第２の追加トルクは、前記ロータ及び前記慣性ホイールの前記回転によって生成される、項目１０９に記載の支持機構。
[項目１１６]
前記第２の追加トルクは、前記第２の回転装置に前記第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、それによって、前記ロータ及び前記慣性ホイールを加速させる、項目１１５に記載の支持機構。
[項目１１７]
前記ロータ及び前記慣性ホイールは、所定の回転速度まで加速するように構成される、項目１１６に記載の支持機構。
[項目１１８]
前記ロータ及び前記慣性ホイールが前記所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の前記第２の方向を有する電流が前記第２の回転装置に印加されて、前記ロータ及び前記慣性ホイールを減速させる、項目１１６に記載の支持機構。
[項目１１９]
前記第２の追加トルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に直接伝達される、項目１１５に記載の支持機構。
[項目１２０]
前記第２の回転装置は、前記搭載物支持構造に適用されている第２のトルクに応じて、前記搭載物支持構造に前記第２の追加トルクを提供するように構成される、項目８９に記載の支持機構。
[項目１２１]
前記第２のトルクは、所定の第２のトルク及び／又は第２の外部トルクを備える、項目１２０に記載の支持機構。
[項目１２２]
前記第２の支持機構部品が前記第２の支持機構軸の周囲を回転するときに、前記所定の第２のトルクが生成され、及び前記搭載物支持構造に伝達される、項目１２１に記載の支持機構。
[項目１２３]
前記第２の支持機構部品は、前記第２の支持機構部品に結合された第２の作動装置を使用して、前記第２の支持機構軸の周囲で回転する、項目１２２に記載の支持機構。
[項目１２４]
前記所定の第２のトルクは、前記第２の作動装置によって生成される、項目１２３に記載の支持機構。
[項目１２５]
前記第２の追加トルクは、前記所定の第２のトルク及び／又は前記所定の第１のトルクと実質的に同時に生成される、項目１２３に記載の支持機構。
[項目１２６]
前記第２の作動装置から前記搭載物支持構造への距離は、前記第２の回転装置から前記搭載物支持構造への距離よりも実質的に長い、項目１２３に記載の支持機構。
[項目１２７]
前記第２の作動装置から前記搭載物支持構造への前記距離は、前記第２の支持機構部品の長さに少なくとも基づいて判定される、項目１２６に記載の支持機構。
[項目１２８]
前記搭載物支持構造は、前記所定の第２のトルク及び前記所定の第１のトルクを受ける前に前記第２の追加トルクを受けるように構成される、項目１２６に記載の支持機構。
[項目１２９]
前記第２の追加トルクは、前記所定の第２のトルク及び前記所定の第１のトルクの前に前記搭載物支持構造に伝達される、項目１２８に記載の支持機構。
[項目１３０]
前記搭載物支持構造は、（１）前記第２の作動装置から前記第２の支持機構部品へ、及び（２）前記第２の支持機構部品から前記搭載物支持構造へのトルク伝達遅延の結果として、第２の追加トルクよりも後に前記所定の第２のトルクを受ける、項目１２８に記載の支持機構。
[項目１３１]
前記トルク伝達遅延は、前記第２の作動装置の回転部のねじり変形、及び前記第２の支持機構部品のねじり変形の結果である、項目１３０に記載の支持機構。
[項目１３２]
前記第２の追加トルクは、前記トルク伝達遅延を補償するために前記搭載物支持構造に適用される、項目１３０に記載の支持機構。
[項目１３３]
前記搭載物支持構造は、前記所定の第２のトルクの影響を受ける前に前記第２の追加トルクの影響を受ける、項目１２８に記載の支持機構。
[項目１３４]
前記第２の追加トルクは、前記所定の第２のトルクが前記搭載物支持構造に伝達されるときに減少又は除去される、項目１２８に記載の支持機構。
[項目１３５]
前記第２の追加トルクは、前記第２の回転装置に第２の方向を有する電流を印加することによって減少又は除去され、それによって、前記第２の回転装置におけるロータ及び／又は慣性ホイールを減速させる、項目１３４に記載の支持機構。
[項目１３６]
前記第２の追加トルクは、前記所定の第２のトルクと実質的に等しく、及び同一の方向にある、項目１２２に記載の支持機構。
[項目１３７]
前記第２の追加トルクは、前記所定の第２のトルクよりも小さく、及び同一の方向にある、項目１２２に記載の支持機構。
[項目１３８]
前記第２の追加トルク及び前記第１の追加トルクは、前記搭載物支持構造に実質的に同時に伝達される、項目１２２に記載の支持機構。
[項目１３９]
前記第２の追加トルク及び前記第１の追加トルクは、前記搭載物支持構造において実質的に同時に受けられる、項目１２２に記載の支持機構。
[項目１４０]
前記搭載物支持構造上で与えられる外部擾乱の結果として、前記第２の追加トルクが生成され、及び前記搭載物支持構造に伝達される、項目１２１に記載の支持機構。
[項目１４１]
前記第２の外部トルクは、前記第２の支持機構軸の周囲で生成される、項目１４０に記載の支持機構。
[項目１４２]
前記外部擾乱は、前記搭載物支持構造上の風の影響、温度変化、又は外部影響を含む、項目１４０に記載の支持機構。
[項目１４３]
前記外部擾乱によって、前記搭載物支持構造が目的物のロケーションの外側に移る、項目１４０に記載の支持機構。
[項目１４４]
前記第２の追加トルクは、前記搭載物支持構造上の前記外部擾乱の影響を軽減するように、前記第２の外部トルクと実質的に等しく、及び反対の方向にある、項目１４０に記載の支持機構。
[項目１４５]
前記搭載物支持構造は、前記第２の支持機構部品に回転可能に結合される、項目７６に記載の支持機構。
[項目１４６]
前記搭載物支持構造は、第３の作動装置によって前記第２の支持機構部品に回転可能に結合される、項目１４５に記載の支持機構。
[項目１４７]
前記第３の作動装置は、前記第２の支持機構部品に結合された非回転部、及び前記搭載物支持構造に結合された回転部を備える、項目１４６に記載の支持機構。
[項目１４８]
前記第３の作動装置は、第３の信号に応答して、第３の支持機構軸の周囲で前記搭載物支持構造を回転させるように構成される、項目１４６に記載の支持機構。
[項目１４９]
前記第１の支持機構軸、前記第２の支持機構軸、及び前記第３の支持機構軸は相互に平行でない、項目１４８に記載の支持機構。
[項目１５０]
前記第１の支持機構軸、前記第２の支持機構軸、及び前記第３の支持機構軸は、実質的に異なる方向に延びる、項目１４９に記載の支持機構。
[項目１５１]
前記第３の支持機構軸は、前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸の各々に直交する、項目１４９に記載の支持機構。
[項目１５２]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は相互に直交する、項目１５１に記載の支持機構。
[項目１５３]
前記第１の支持機構軸は、前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸の各々に対して傾く、項目１４９に記載の支持機構。
[項目１５４]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は相互に傾く、項目１５３に記載の支持機構。
[項目１５５]
前記第１の支持機構軸、前記第２の支持機構軸、及び前記第３の支持機構軸は相互に平行である、項目１４９に記載の支持機構。
[項目１５６]
前記第１の支持機構軸、前記第２の支持機構軸、及び前記第３の支持機構軸は、実質的に同一の方向に延びる、項目１５５に記載の支持機構。
[項目１５７]
前記第３の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目１４８に記載の支持機構。
[項目１５８]
前記第３の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目１４８に記載の支持機構。
[項目１５９]
前記少なくとも１つの支持機構部品は、第３の支持機構軸の周囲を回転するように構成された第３の支持機構部品を備える、項目７６に記載の支持機構。
[項目１６０]
前記搭載物支持構造は、前記第３の支持機構部品を介して前記第２の支持機構部品に結合される、項目１５９に記載の支持機構。
[項目１６１]
前記搭載物支持構造は、前記第３の支持機構部品に強固に結合される、項目１５９に記載の支持機構。
[項目１６２]
前記第３の支持機構部品は、第３の作動装置によって前記第２の支持機構部品に回転可能に結合される、項目１５９に記載の支持機構。
[項目１６３]
前記第３の作動装置は、第３の信号に応答して、前記第３の支持機構軸の周囲で、前記第３の支持機構部品及び前記搭載物支持構造を回転させるように構成される、項目１６２に記載の支持機構。
[項目１６４]
前記第１の支持機構軸、前記第２の支持機構軸、及び前記第３の支持機構軸は相互に平行でない、項目１６３に記載の支持機構。
[項目１６５]
前記第１の支持機構軸、前記第２の支持機構軸、及び前記第３の支持機構軸は、実質的に異なる方向に延びる、項目１６４に記載の支持機構。
[項目１６６]
前記第３の支持機構軸は、前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸の各々に直交する、項目１６４に記載の支持機構。
[項目１６７]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は相互に直交する、項目１６６に記載の支持機構。
[項目１６８]
前記第１の支持機構軸は、前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸の各々に対して傾く、項目１６４に記載の支持機構。
[項目１６９]
前記第１の支持機構軸及び前記第２の支持機構軸は相互に傾く、項目１６８に記載の支持機構。
[項目１７０]
前記第１の支持機構軸、前記第２の支持機構軸、及び前記第３の支持機構軸は相互に平行である、項目１６４に記載の支持機構。
[項目１７１]
前記第１の支持機構軸、前記第２の支持機構軸、及び前記第３の支持機構軸は、実質的に同一の方向に延びる、項目１７０に記載の支持機構。
[項目１７２]
前記第３の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目１６３に記載の支持機構。
[項目１７３]
前記第３の支持機構軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目１６３に記載の支持機構。
[項目１７４]
前記少なくとも１つの回転装置は、前記搭載物支持構造の第３の部分上に配置された第３の回転装置を備える、項目８９に記載の支持機構。
[項目１７５]
前記搭載物支持構造の前記第１の部分、前記第２の部分、及び前記第３の部分は、前記搭載物支持構造上の異なるロケーションにある、項目１７４に記載の支持機構。
[項目１７６]
前記第３の部分の面は、前記第１の部分の平面及び前記第２の部分の面の各々に直交する、項目１７５に記載の支持機構。
[項目１７７]
前記第１の部分の前記面は、前記第２の部分の前記面に直交する、項目１７６に記載の支持機構。
[項目１７８]
前記第３の部分の面は、前記第１の部分の面及び前記第２の部分の面の各々に対して傾く、項目１７５に記載の支持機構。
[項目１７９]
前記第１の部分の前記面は、前記第２の部分の前記面に対して傾く、項目１７８に記載の支持機構。
[項目１８０]
前記第３の回転装置は、前記搭載物支持構造に第３の追加トルクを提供するように構成される、項目１７４に記載の支持機構。
[項目１８１]
前記第３の追加トルクは、約０．５ミリ秒以内で前記搭載物支持構造に直接且つほとんど瞬時に提供される、項目１８０に記載の支持機構。
[項目１８２]
前記第３の回転装置の前記回転部は、前記回転部が自由に回転するように構成されるように、前記搭載物支持構造に直接結合されない、項目１７４に記載の支持機構。
[項目１８３]
前記第３の回転装置は、作動装置を備えたリアクションホイールである、項目１７４に記載の支持機構。
[項目１８４]
前記作動装置は、固定子及びロータを備えた回転モータである、項目１８３に記載の支持機構。
[項目１８５]
前記固定子は、前記搭載物支持構造に直接結合される、項目１８４に記載の支持機構。
[項目１８６]
前記固定子は、前記第３の追加トルクが前記搭載物支持構造に直接伝達されることが可能なように、前記搭載物支持構造に強固に取り付けられる、項目１８５に記載の支持機構。
[項目１８７]
前記ロータは、第３の軸の周囲を自由に回転するように構成される、項目１８４に記載の支持機構。
[項目１８８]
前記第３の軸は、前記第３の支持機構軸に平行である、項目１８７に記載の支持機構。
[項目１８９]
前記第３の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目１８７に記載の支持機構。
[項目１９０]
前記第３の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目１８７に記載の支持機構。
[項目１９１]
前記第３の追加トルクは、前記ロータの前記回転によって生成される、項目１８７に記載の支持機構。
[項目１９２]
前記第３の追加トルクは、前記第３の回転装置に前記第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、それによって、前記ロータを加速させる、項目１９１に記載の支持機構。
[項目１９３]
前記ロータは、所定の回転速度まで加速するように構成される、項目１９２に記載の支持機構。
[項目１９４]
前記ロータが前記所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の前記第２の方向を有する電流が前記第３の回転装置に印加されて、前記ロータを減速させる、項目１９２に記載の支持機構。
[項目１９５]
前記第３の追加トルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に直接伝達される、項目１９１に記載の支持機構。
[項目１９６]
前記ロータ上に取り付けられ、及び前記ロータで自由に回転するように構成された慣性ホイールを更に備える、項目１８４に記載の支持機構。
[項目１９７]
前記慣性ホイールは、前記第３の追加トルクが前記搭載物支持構造に提供される時間の長さを増加させるように構成される、項目１９６に記載の支持機構。
[項目１９８]
前記ロータ及び前記慣性ホイールは、第３の軸の周囲を自由に回転するように構成される、項目１９６に記載の支持機構。
[項目１９９]
前記第３の軸は前記第３の支持機構軸に平行である、項目１９８に記載の支持機構。
[項目２００]
前記第３の軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目１９８に記載の支持機構。
[項目２０１]
前記第３の軸は、前記搭載物支持構造質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目１９８に記載の支持機構。
[項目２０２]
前記第３の追加トルクは、前記ロータ及び前記慣性ホイールの前記回転によって生成される、項目１９６に記載の支持機構。
[項目２０３]
前記第３の追加トルクは、前記第３の回転装置に前記第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、それによって、前記ロータ及び前記慣性ホイールを加速させる、項目２０２に記載の支持機構。
[項目２０４]
前記ロータ及び前記慣性ホイールは、所定の回転速度まで加速するように構成される、項目２０３に記載の支持機構。
[項目２０５]
前記ロータ及び前記慣性ホイールが前記所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の前記第２の方向を有する電流が前記第３の回転装置に印加されて、前記ロータ及び前記慣性ホイールを減速させる、項目２０３に記載の支持機構。
[項目２０６]
前記第３の追加トルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に直接伝達される、項目２０２に記載の支持機構。
[項目２０７]
前記第３の回転装置は、前記搭載物支持構造に適用されている第３のトルクに応じて、前記搭載物支持構造に前記第３の追加トルクを提供するように構成される、項目１７４に記載の支持機構。
[項目２０８]
前記第３のトルクは、所定の第３のトルク及び／又は第３の外部トルクを備える、項目２０７に記載の支持機構。
[項目２０９]
前記第３の支持機構部品が前記第３の支持機構軸の周囲を回転するときに、前記所定の第３のトルクが生成され、及び前記搭載物支持構造に伝達される、項目２０８に記載の支持機構。
[項目２１０]
前記第３の支持機構部品は、前記第３の支持機構部品に結合された第３の作動装置を使用して、前記第３の支持機構軸の周囲で回転する、項目２０９に記載の支持機構。
[項目２１１]
前記所定の第３のトルクは、前記第３の作動装置によって生成される、項目２１０に記載の支持機構。
[項目２１２]
前記第３の追加トルクは、前記所定の第３のトルク、前記所定の第２のトルク、及び前記所定の第１のトルクと実質的に同時に生成される、項目２１０に記載の支持機構。
[項目２１３]
前記第３の作動装置から前記搭載物支持構造への距離は、前記第３の回転装置から前記搭載物支持構造への距離よりも実質的に長い、項目２１０に記載の支持機構。
[項目２１４]
前記第３の作動装置から前記搭載物支持構造への前記距離は、前記第３の支持機構部品の長さに少なくとも基づいて判定される、項目２１３に記載の支持機構。
[項目２１５]
前記搭載物支持構造は、前記所定の第３のトルク、前記所定の第２のトルク、及び前記所定の第１のトルクを受ける前に前記第３の追加トルクを受けるように構成される、項目２１３に記載の支持機構。
[項目２１６]
前記第３の追加トルクは、前記所定の第３のトルク及び前記所定の第３のトルクの前に前記搭載物支持構造に伝達される、項目２１５に記載の支持機構。
[項目２１７]
前記搭載物支持構造は、（１）前記第３の作動装置から前記第３の支持機構部品へ、及び（２）前記第３の支持機構部品から前記搭載物支持構造へのトルク伝達遅延の結果として、第３の追加トルクよりも後に前記所定の第３のトルクを受ける、項目２１５に記載の支持機構。
[項目２１８]
前記トルク伝達遅延は、前記第３の作動装置の回転部のねじり変形、及び前記第３の支持機構部品のねじり変形の結果である、項目２１７に記載の支持機構。
[項目２１９]
前記第３の追加トルクは、前記トルク伝達遅延を補償するために前記搭載物支持構造に適用される、項目２１７に記載の支持機構。
[項目２２０]
前記搭載物支持構造は、前記所定の第３のトルクの影響を受ける前に前記第３の追加トルクの影響を受ける、項目２１５に記載の支持機構。
[項目２２１]
前記第３の追加トルクは、前記所定の第３のトルクが前記搭載物支持構造に伝達されるときに減少又は除去される、項目２１５に記載の支持機構。
[項目２２２]
前記第３の追加トルクは、前記第３の回転装置に第２の方向を有する電流を印加することによって減少又は除去され、それによって、前記第３の回転装置におけるロータ及び／又は慣性ホイールを減速させる、項目２２１に記載の支持機構。
[項目２２３]
前記第３の追加トルクは、前記所定の第３のトルクと実質的に等しく、及び同一の方向にある、項目２０９に記載の支持機構。
[項目２２４]
前記第３の追加トルクは、前記所定の第３のトルクよりも小さく、及び同一の方向にある、項目２０９に記載の支持機構。
[項目２２５]
前記第３の追加トルク、前記第２の追加トルク、及び前記第１の追加トルクは、前記搭載物支持構造に実質的に同時に伝達される、項目２０９に記載の支持機構。
[項目２２６]
前記第３の追加トルク、前記第２の追加トルク、及び前記第１の追加トルクは、前記搭載物支持構造において実質的に同時に受けられる、項目２０９に記載の支持機構。
[項目２２７]
前記搭載物支持構造上で与えられる外部擾乱の結果として、前記第３の追加トルクが生成され、及び前記搭載物支持構造に伝達される、項目２０８に記載の支持機構。
[項目２２８]
前記第３の外部トルクは、前記第３の支持機構軸の周囲で生成される、項目２２７に記載の支持機構。
[項目２２９]
前記外部擾乱は、前記搭載物支持構造上の風の影響、温度変化、又は外部影響を含む、項目２２７に記載の支持機構。
[項目２３０]
前記外部擾乱によって、前記搭載物支持構造が目的物のロケーションの外側に移る、項目２２７に記載の支持機構。
[項目２３１]
前記第３の追加トルクは、前記搭載物支持構造上の前記外部擾乱の影響を軽減するように、前記第３の外部トルクと実質的に等しく、及び反対の方向にある、項目２２７に記載の支持機構。
[項目２３２]
前記第１の作動装置、前記第２の作動装置、前記第３の作動装置、前記第１の回転装置における前記作動装置、前記第２の回転装置における前記作動装置、及び第３の回転装置における前記作動装置は、回転モータ、サーボモータ、直接駆動回転モータ、直流（ＤＣ）ブラシモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＤＣトルクモータ、線形ソレノイドステッパモータ、超音波モータ、ギア付きモータ、速度減速モータ、水圧作動装置、空気式作動装置、又はピギーバックモータの組み合わせを備えたグループから選択される、項目２、７６、及び１５９のいずれか一項に記載の支持機構。
[項目２３３]
前記少なくとも１つの支持機構部品は、細長アーム、支持フレーム、又はねじりアームを備える、項目１に記載の支持機構。
[項目２３４]
前記少なくとも１つの支持機構部品は、１つ又は複数の結合機構を使用して連続して接続された複数の支持機構部品を備える、項目１に記載の支持機構。
[項目２３５]
前記１つ又は複数の結合機構は、剛性結合又は可撓性結合を備える、項目２３４に記載の支持機構。
[項目２３６]
前記剛性結合は、スリーブ結合を備える、項目２３５に記載の支持機構。
[項目２３７]
前記可撓性結合は、ギア結合を備える、項目２３５に記載の支持機構。
[項目２３８]
搭載物へのトルク伝達を制御するシステムであって、
無人航空機と、
前記無人航空機に取り付けられた、項目１に記載の支持機構と
を備える、システム。
[項目２３９]
搭載物へのトルク伝達を制御する方法であって、
支持機構軸の周囲で少なくとも１つの支持機構部品を回転させるステップであって、前記支持機構部品は、前記搭載物を支持するように構成された搭載物支持構造に結合される、ステップと、
前記搭載物支持構造に結合された少なくとも１つの回転装置を使用して、前記搭載物支持構造に追加トルクを適用するステップと
を備え、
前記回転装置は、前記搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して、前記搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備え、並びに
前記追加トルクは、前記支持機構部品が前記支持機構軸の周囲を回転するときに、前記支持機構部品から前記搭載物支持構造へのトルク伝達遅延を補償するために提供される
方法。
[項目２４０]
搭載物へのトルク伝達を制御する方法であって、
少なくとも１つの作動装置及び少なくとも１つの支持機構部品を介して搭載物支持構造に所定のトルクを適用するステップであって、前記搭載物支持構造は、前記作動装置及び前記支持機構部品に結合され、並びに前記搭載物支持構造は、前記搭載物を支持するように構成される、ステップと、
前記搭載物支持構造上に配置された少なくとも１つの回転装置を介して前記搭載物支持構造に追加トルクを適用するステップと
を備え、
前記回転装置は、前記搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して、前記搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備え、並びに
前記追加トルクは、前記作動装置及び前記支持機構部品から前記搭載物支持構造への前記所定のトルクのトルク伝達遅延を補償するように構成される
方法。
[項目２４１]
前記少なくとも１つの支持機構部品は、細長アーム、支持フレーム、又はねじりアームを備える、項目２４０に記載の方法。
[項目２４２]
前記支持機構部品は、前記作動装置と前記搭載物支持構造との間に接続される、項目２４０に記載の方法。
[項目２４３]
前記搭載物支持構造は、前記所定のトルクを受ける前に前記追加トルクを受けるように構成される、項目２４０に記載の方法。
[項目２４４]
前記追加トルクは、前記搭載物支持構造に瞬時のトルク応答を提供する、項目２４０に記載の方法。
[項目２４５]
前記回転装置の前記回転部は、前記回転部が自由に回転するように構成されるように、前記搭載物支持構造に直接結合されない、項目２４０に記載の方法。
[項目２４６]
前記第１の信号及び前記第２の信号は、実質的に同時に提供される、項目２４０に記載の方法。
[項目２４７]
前記回転装置は、作動装置を備えたリアクションホイールである、項目２４０に記載の方法。
[項目２４８]
前記作動装置は、固定子及びロータを備えた回転モータである、項目２４７に記載の方法。
[項目２４９]
前記固定子は、前記搭載物支持構造に直接結合される、項目２４８に記載の方法。
[項目２５０]
前記固定子は、前記追加トルクが前記搭載物支持構造に直接伝達されることが可能なように、前記搭載物支持構造に強固に取り付けられる、項目２４９に記載の方法。
[項目２５１]
前記ロータは、軸の周囲を自由に回転するように構成される、項目２４８に記載の方法。
[項目２５２]
前記軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目２５１に記載の方法。
[項目２５３]
前記軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目２５１に記載の方法。
[項目２５４]
前記追加トルクは、前記ロータの前記回転によって生成される、項目２５１に記載の方法。
[項目２５５]
前記追加トルクは、前記回転装置に第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、それによって、前記ロータを加速させる、項目２５４に記載の方法。
[項目２５６]
前記ロータは、所定の回転速度まで加速するように構成される、項目２５５に記載の方法。
[項目２５７]
前記ロータが前記所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が前記回転装置に印加されて、前記ロータを減速させる、項目２５５に記載の方法。
[項目２５８]
前記追加トルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に伝達される、項目２５４に記載の方法。
[項目２５９]
前記ロータ上に取り付けられ、及び前記ロータで自由に回転するように構成された慣性ホイールを更に備える、項目２４８に記載の方法。
[項目２６０]
前記慣性ホイールは、前記追加トルクが前記搭載物支持構造に提供される時間の長さを増加させるように構成される、項目２５９に記載の方法。
[項目２６１]
前記ロータ及び前記慣性ホイールは、軸の周囲を自由に回転するように構成される、項目２５９に記載の方法。
[項目２６２]
前記軸は、前記搭載物支持構造の質量の中心を通じて延びる、項目２６１に記載の方法。
[項目２６３]
前記軸は、前記搭載物支持構造質量の中心を通じて延びる平行な線からずれる、項目２６１に記載の方法。
[項目２６４]
前記追加トルクは、前記ロータ及び前記慣性ホイールの前記回転によって生成される、項目２５９に記載の方法。
[項目２６５]
前記追加トルクは、前記回転装置に第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、それによって、前記ロータ及び前記慣性ホイールを加速させる、項目２６４に記載の方法。
[項目２６６]
前記ロータ及び前記慣性ホイールは、所定の回転速度まで加速するように構成される、項目２６５に記載の方法。
[項目２６７]
前記ロータ及び前記慣性ホイールが前記所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が前記回転装置に印加されて、前記ロータ及び前記慣性ホイールを減速させる、項目２６５に記載の方法。
[項目２６８]
前記追加トルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に直接伝達される、項目２６４に記載の方法。
[項目２６９]
前記回転装置は、前記所定のトルクに応じて、前記搭載物支持構造に前記追加トルクを提供するように構成される、項目２４０に記載の方法。
[項目２７０]
前記所定のトルクは、外部トルクを相殺するために提供される、項目２６９に記載の方法。
[項目２７１]
前記外部トルクは、外部擾乱の結果として生成される、項目２７０に記載の方法。
[項目２７２]
前記外部擾乱は、前記搭載物支持構造上の風の影響、温度変化、又は外部影響を含む、項目２７１に記載の方法。
[項目２７３]
前記外部擾乱によって、前記搭載物支持構造が目的物のロケーションの外側に移る、項目２７１に記載の方法。
[項目２７４]
前記所定の追加トルクは、前記搭載物支持構造上の前記外部擾乱の影響を軽減するように、前記外部トルクと実質的に等しく、及び反対の方向にある、項目２７１に記載の方法。
[項目２７５]
前記所定のトルクが生成され、及び前記搭載物支持構造に伝達される、項目２６９に記載の方法。
[項目２７６]
前記追加トルクは、前記所定のトルクと実質的に同時に提供される、項目２６９に記載の方法。
[項目２７７]
前記作動装置及び前記支持機構部品から前記搭載物支持構造への距離は、前記回転装置から前記搭載物支持構造への距離よりも実質的に長い、項目２６９に記載の方法。
[項目２７８]
前記作動装置及び前記支持機構部品から前記搭載物支持構造への前記距離は、前記支持機構部品の長さに少なくとも基づいて判定される、項目２７７に記載の方法。
[項目２７９]
前記搭載物支持構造は、前記所定のトルクを受ける前に前記追加トルクを受けるように構成される、項目２７７に記載の方法。
[項目２８０]
前記追加トルクは、前記所定のトルクの前に前記搭載物支持構造に伝達される、項目２７９に記載の方法。
[項目２８１]
前記搭載物支持構造は、（１）前記作動装置から前記支持機構部品へ、及び（２）前記支持機構部品から前記搭載物支持構造への前記トルク伝達遅延の結果として、前記追加トルクよりも後に前記所定のトルクを受ける、項目２７９に記載の方法。
[項目２８２]
前記トルク伝達遅延は、前記作動装置の回転部のねじり変形、及び前記支持機構部品のねじり変形の結果である、項目２８１に記載の方法。
[項目２８３]
前記追加トルクは、前記トルク伝達遅延を補償するために前記搭載物支持構造に適用される、項目２８１に記載の方法。
[項目２８４]
前記追加トルクは、前記所定のトルクが前記搭載物支持構造に伝達されるときに減少又は除去される、項目２７９に記載の方法。
[項目２８５]
前記追加トルクは、前記回転装置に第２の方向を有する電流を印加することによって減少又は除去され、それによって、前記回転装置におけるロータ及び／又は慣性ホイールを減速させる、項目２８４に記載の方法。
[項目２８６]
前記追加トルクは、前記所定のトルクと実質的に等しく、及び同一の方向にある、項目２４０に記載の方法。
[項目２８７]
前記追加トルクは、前記所定のトルクよりも小さく、及び同一の方向にある、項目２４０に記載の方法。
[項目２８８]
前記支持機構部品に接続された前記作動装置、及び前記回転装置における前記作動装置は、回転モータ、サーボモータ、直接駆動回転モータ、直流（ＤＣ）ブラシモータ、ＤＣブラシレスモータ、ＤＣトルクモータ、線形ソレノイドステッパモータ、超音波モータ、ギア付きモータ、速度減速モータ、水圧作動装置、空気式作動装置、又はピギーバックモータの組み合わせを備えたグループから選択される、項目２４０に記載の方法。
[項目２８９]
前記搭載物支持構造に配置された少なくとも１つの回転装置を介して、少なくとも約０．５ミリ秒の間、前記搭載物支持構造に追加トルクを適用するステップを更に備える、項目２４０に記載の方法。
[項目２９０]
搭載物へのトルク伝達を制御する装置であって、前記装置は、
少なくとも１つの作動装置及び少なくとも１つの支持機構部品を介して、搭載物支持構造に、所定のトルクを生成するための第１の信号を適用し、前記搭載物支持構造は、前記作動装置及び前記支持機構部品に結合され、前記搭載物支持構造は、前記搭載物を支持するように構成され、並びに、
前記搭載物支持構造上に配置された少なくとも１つの回転装置を介して、前記搭載物支持構造に、追加トルクを生成するための第２の信号を適用する
ように個々に又は集合的に構成された１つ又は複数のプロセッサを備え、
前記回転装置は、前記搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して、前記搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備え、並びに
前記追加トルクは、前記作動装置及び前記支持機構部品から前記搭載物支持構造への前記所定のトルクのトルク伝達遅延を補償するように構成される、
装置。
[項目２９１]
実行されると、コンピュータに搭載物へのトルク伝達を制御する方法を実行させる命令を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
少なくとも１つの作動装置及び少なくとも１つの支持機構部品を介して搭載物支持構造に所定のトルクを生成するための第１の信号を適用するステップであって、前記搭載物支持構造は、前記作動装置及び前記支持機構部品に結合され、並びに前記搭載物支持構造は、前記搭載物を支持するように構成される、ステップと、
前記搭載物支持構造上に配置された少なくとも１つの回転装置を介して前記搭載物支持構造に追加トルクを生成するための第２の信号を適用するステップと
を備え、
前記回転装置は、前記搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して、前記搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備え、並びに
前記追加トルクは、前記作動装置及び前記支持機構部品から前記搭載物支持構造への前記所定のトルクのトルク伝達遅延を補償するように構成される、
非一時的コンピュータ可読媒体。
[項目２９２]
搭載物へのトルク伝達を制御する支持機構であって、
支持機構軸の周囲を回転するように構成された少なくとも１つの支持機構部品と、
前記支持機構部品に結合された搭載物であって、前記支持機構部品は、前記搭載物を支持するように構成される、搭載物と、
前記搭載物に結合された少なくとも１つの回転装置と
を備え、
前記回転装置は、前記搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して、前記搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備え、並びに
前記追加トルクは、前記支持機構部品が前記支持機構軸の周囲を回転するときに、前記支持機構部品から前記搭載物へのトルク伝達遅延を補償するために提供される、
支持機構。
[項目２９３]
搭載物へのトルク伝達を制御するシステムであって、
無人航空機と、
前記無人航空機に取り付けられた、項目２９２に記載の支持機構と
を備える、システム。
[項目２９４]
搭載物へのトルク伝達を制御する方法であって、
支持機構軸の周囲で少なくとも１つの支持機構部品を回転させるステップであって、前記支持機構部品は、前記搭載物に結合され、及び前記搭載物を支持するように構成される、ステップと、
前記搭載物に結合された少なくとも１つの回転装置を使用して、前記搭載物に追加トルクを適用するステップと
を備え、
前記回転装置は、前記搭載物支持構造に直接結合された非回転部、及び自由に回転して、前記搭載物支持構造に追加トルクを提供するように構成された回転部を備え、並びに
前記追加トルクは、前記支持機構部品が前記支持機構軸の周囲を回転するときに、前記支持機構部品から前記搭載物へのトルク伝達遅延を補償するために提供される、
方法。

Claims (11)

  1. 支持機構部品と、
    前記支持機構部品と結合され、搭載物を支持する搭載物支持構造と、
    前記支持機構部品と結合され、前記搭載物支持構造に加わる第１のトルクとは反対の方向に第２のトルクを発生させる作動装置と、
    前記搭載物支持構造と結合され、前記第１のトルクと反対の方向に、前記作動装置から前記搭載物支持構造への前記第２のトルクの伝達遅延を補償するための第３のトルクを発生させる回転装置と、
    前記第１のトルクが感知システムで検知されると、前記回転装置が回転することで、前記第２のトルクと同一の方向に前記第３のトルクを発生することを制御するコントローラと、を備える、
    支持機構。
  2. 前記作動装置は、基部と回転可能に結合される、請求項１に記載の支持機構。
  3. 前記基部は、無人航空機（ＵＡＶ）の一部である、請求項２に記載の支持機構。
  4. 前記回転装置は、前記搭載物支持構造の第１の部分に配置される、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の支持機構。
  5. 前記回転装置は、固定子及びロータを備えた回転モータである、請求項１に記載の支持機構。
  6. 前記固定子は、前記搭載物支持構造に直接結合される、請求項５に記載の支持機構。
  7. 前記第３のトルクは、前記ロータの回転によって生成される、請求項５又は６に記載の支持機構。
  8. 前記第３のトルクは、前記回転装置に第１の方向を有する電流を印加することによって生成され、前記ロータを加速させる、請求項５から請求項７の何れか１項に記載の支持機構。
  9. 前記ロータが所定の回転速度を上回るとき、前記第１の方向とは反対の第２の方向を有する電流が前記回転装置に印加されて、前記ロータを減速させる、請求項８に記載の支持機構。
  10. 前記第３のトルクは、前記固定子を通じて前記搭載物支持構造に直接伝達される、請求項５から請求項９の何れか１項に記載の支持機構。
  11. 前記ロータに取り付けられ、及び前記ロータで自由に回転する慣性ホイール、を更に備える、請求項５から請求項１０の何れか１項に記載の支持機構。
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