JP6618547B2 - 無人航空機を制御する方法、装置、非一時的コンピュータ可読媒体及び無人航空機 - Google Patents

無人航空機を制御する方法、装置、非一時的コンピュータ可読媒体及び無人航空機 Download PDF

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Description

相互参照
本願は、２０１５年３月９日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＣＮ２０１５／０７３９１５号明細書の優先権を主張するものである。
無人航空機（ＵＡＶ）等の航空機は、軍事用途及び民間用途での調査タスク、偵察タスク、及び探索タスクの実行に使用することができる。そのような車両は、特定の機能を実行するように構成された搭載物を運ぶことができる。
特定の区域でＵＡＶ挙動に影響を及ぼすために、飛行制限ゾーンを提供することが望ましいことがある。例えば、空港又は重要な建物の近傍に飛行制限ゾーンを提供することが望ましいことがある。幾つかの場合、飛行制限ゾーンは、規則正しい又は不規則な多角形状等の形状により最良に表し得る。
幾つかの場合、不規則な形状の区域内又は近傍で無人航空機（ＵＡＶ）等の航空機の飛行を制御又は制限することが望ましいことがある。したがって、不規則な形状の改善された飛行制限ゾーンを提供し、飛行制限ゾーン内又は近傍で、関連付けられた飛行対応措置をＵＡＶに提供する必要性が存在する。飛行制限ゾーンは、飛行制限ストリップを用いて生成し得る。本発明は、飛行制限ストリップ及び飛行制限ストリップに対するＵＡＶの関連付けられた飛行対応措置に関連するシステム、方法、コンピュータ可読媒体、及びデバイスを提供する。
したがって、一態様では、無人航空機（ＵＡＶ）を制御する方法が提供される。本方法は、１つ又は複数の飛行制限ストリップを評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの（１）場所又は（２）移動特性のうちの少なくとも一方を評価することと、１つ又は複数のプロセッサを用いて、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの場所又は移動特性のうちの少なくとも一方に基づいて、１つ又は複数の飛行対応措置をとるようにＵＡＶに指示することとを含む。
別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）を制御する装置が提供される。本装置は、１つ又は複数のプロセッサで実行される１つ又は複数のコントローラを備え、１つ又は複数のコントローラは、個々に又は集合的に、１つ又は複数の飛行制限ストリップを評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの（１）場所又は（２）移動特性のうちの少なくとも一方を評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの場所又は移動特性のうちの少なくとも一方に基づいて、１つ又は複数の飛行対応措置をとるようにＵＡＶに指示することとを行うように構成される。
別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）を制御する非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。本非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ又は複数の飛行制限ストリップを評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの（１）場所又は（２）移動特性のうちの少なくとも一方を評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの場所又は移動特性のうちの少なくとも一方に基づいて、１つ又は複数の飛行対応措置をとるようにＵＡＶに指示することとを行うコード、論理、又は命令を含む。
別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）が提供される。本ＵＡＶは、ＵＡＶの飛行を行うように構成される１つ又は複数の推進ユニットと、１つ又は複数のプロセッサであって、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの評価された（１）場所又は（２）移動特性のうちの少なくとも一方に応答して、１つ又は複数の飛行対応措置をとるようにＵＡＶに指示する、１つ又は複数のプロセッサとを備える。
別の態様では、飛行制限をサポートする方法が提供される。本方法は、１つ又は複数のプロセッサを用いて、１つ又は複数の飛行制限ストリップを使用して飛行制限ゾーンを生成することを含み、１つ又は複数の飛行制限ストリップでは、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの評価された（１）場所又は（２）移動特性のうちの少なくとも一方に基づいて、ＵＡＶは１つ又は複数の飛行対応措置をとることが求められる。
別の態様では、飛行制限をサポートする装置が提供される。本装置は、１つ又は複数のプロセッサで実行される１つ又は複数のコントローラを備え、１つ又は複数のコントローラは、個々に又は集合的に、１つ又は複数の飛行制限ストリップを使用して飛行制限ゾーンを生成することを行うように構成され、１つ又は複数の飛行対応ストリップでは、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの評価された（１）場所又は（２）移動特性のうちの少なくとも一方に基づいて、ＵＡＶは１つ又は複数の飛行対応措置をとることが求められる。
別の態様では、飛行制限をサポートする非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。本非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ又は複数の飛行制限ストリップを使用して飛行制限ゾーンを生成することを行うコード、論理、又は命令を含み、１つ又は複数の飛行制限ストリップでは、１つ又は複数の飛行対応ストリップに相対するＵＡＶの評価された（１）場所又は（２）移動特性のうちの少なくとも一方に基づいて、ＵＡＶは１つ又は複数の飛行対応措置をとることが求められる。
本発明の異なる態様が、個々に、集合的に、又は互いと組み合わせて理解することができることが理解されるものとする。本明細書に記載される本発明の様々な態様は、以下記載される特定の用途のいずれか又は任意の他のタイプの可動物体に適用し得る。本明細書での無人航空機などの航空機のあらゆる記載は、任意の車両等の任意の可動物体に適用し得、使用し得る。さらに、航空移動（例えば、飛行）の状況で本明細書に開示されるシステム、デバイス、及び方法は、地上移動、水上移動、水中移動、又は宇宙空間での移動等の他のタイプの移動の状況で適用することもできる。
本発明の他の目的及び特徴は、明細書、特許請求の範囲、及び添付図を検討することにより明らかになる。
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、個々の各公開物、特許、又は特許出願が特に且つ個々に参照により援用されることが示されるものとして、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ている。本発明の特徴及び利点のよりよい理解が、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を参照することにより得られる。
本発明の実施形態による、飛行制限区域に相対する無人航空機の場所の例を提供する。 本発明の実施形態による、複数の飛行制限区域近傍ゾーンの例を示す。 本発明の実施形態による、複数の飛行制限区域近傍ゾーンの更なる例を提供する。 本発明の実施形態による、複数のタイプの飛行制限区域及び関連する近傍ゾーンの例を提供する。 本発明の実施形態による、規則正しい形状及び不規則な形状を有する飛行制限区域を提供する。 本発明の実施形態による、複数の飛行制限ストリップにより画定される飛行制限区域を提供する。 実施形態による、不規則形状区域の周囲の規則正しい形状の飛行制限区域の例を提供する。 実施形態による飛行上昇限度の斜位像を提供する。 実施形態による飛行制限区域の側面図を提供する。 本発明の実施形態による、外部デバイスと通信する無人航空機の概略図を提供する。 本発明の実施形態による、全地球測位システム（ＧＰＳ）を使用して、無人航空機の場所を特定する無人航空機の例を提供する。 本発明の実施形態による、モバイルデバイスと通信する無人航空機の例である。 本発明の実施形態による、１つ又は複数のモバイルデバイスと通信する無人航空機の例である。 本発明の態様による、オンボードメモリユニットを有する無人航空機の例を提供する。 本発明の実施形態による、複数の飛行制限区域に関連した無人航空機の例を示す。 本発明の実施形態による飛行制限特徴の例を示す。 本発明の実施形態による無人航空機を示す。 本発明の実施形態による、支持機構及び搭載物を含む可動物体を示す。 本発明の実施形態による、可動物体を制御するシステムのブロック図による概略図である。 実施形態による、複数の飛行制限ストリップにより画定される不規則多角形エリアを示す。 実施形態による、不規則多角形エリアを埋める複数の飛行制限ストリップを示す。 実施形態によるＵＡＶを制御する方法を示す。
本発明のシステム、方法、コンピュータ可読媒体、及びデバイスは、飛行制限ストリップ、飛行制限ストリップにより生成される飛行制限ゾーン、及び飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに相対するＵＡＶの関連付けられた飛行対応措置を提供する。飛行制限ゾーンは、本明細書で使用される場合、航空機の動作を制限するか、又は動作に影響を及ぼすことが可能な任意の区域を指し得る。航空機は、無人航空機（ＵＡＶ）であってもよく、又は任意の他のタイプの可動物体であってもよい。法域によっては、ＵＡＶが飛行を許可されない１つ又は複数の非飛行ゾーン（例えば、飛行禁止区域）を有し得る。例えば、米国では、ＵＡＶは、空港の特定の近傍内を飛行することができない。さらに、特定の区域において、航空機の飛行を制限することが賢明であり得る。例えば、大都市内、国境を跨いで、政府建物近傍等において、航空機の飛行を制限することが賢明であり得る。
飛行制限ゾーンは、飛行の制限が望ましい区域の周囲に提供してもよく、及び／又は飛行の制限が望ましい区域に重なってもよい。飛行の制限が望まれる区域は、本明細書では、飛行制限区域と呼ばれることもある。飛行制限ゾーンは、生成することができ、任意の形状（例えば、円形）又は飛行制限区域を模倣する形状を有し得る。航空機の制限が望まれる区域は、不規則形状を含み得る。例えば、飛行制限区域は、不規則多角形により最良に画定し得る。したがって、不規則形状を有する飛行制限ゾーンを提供する必要性が存在する。
幾つかの場合、規則正しい形状を有する飛行制限ゾーンを提供し得る。幾つかの場合、飛行制限ゾーンは、１つ又は複数の飛行制限区域の場所からの閾値距離又は近接性に基づいて生成又は決定し得る。例えば、空港等の１つ又は複数の飛行制限区域の場所は、ＵＡＶにオンボードで記憶し得る。代替又は追加として、１つ又は複数の飛行制限区域の場所についての情報には、ＵＡＶからオフボードのデータソースからアクセスし得る。例えば、インターネット又は別のネットワークにアクセス可能である場合、ＵＡＶは、サーバから飛行制限区域に関する情報をオンラインで取得し得る。１つ又は複数の飛行制限区域にはそれぞれ、１つ又は複数の飛行対応措置を関連付け得る。１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶにオンボードで記憶し得る。代替又は追加として、１つ又は複数の飛行対応措置についての情報には、ＵＡＶからオフボードのデータソースからアクセスし得る。例えば、インターネット又は別のネットワークにアクセス可能な場合、ＵＡＶは、飛行対応措置に関する情報をサーバからオンラインで取得し得る。ＵＡＶの場所は特定し得る。これは、ＵＡＶの離陸前及び／又はＵＡＶが飛行中である間に行われ得る。幾つかの場合、ＵＡＶは、ＵＡＶの場所の特定に使用し得るＧＰＳ受信機を有し得る。他の例では、ＵＡＶは、モバイル制御端末等の外部デバイスと通信し得る。外部デバイスの場所を特定し、その場所を使用して、ＵＡＶの場所を近似し得る。ＵＡＶからオフボードのデータソースからアクセスされる１つ又は複数の飛行制限区域の場所についての情報は、ＵＡＶの場所又はＵＡＶと通信する外部デバイスの場所に依存するか、又は場所により支配され得る。例えば、ＵＡＶは、ＵＡＶの１マイル、２マイル、５マイル、１０マイル、２０マイル、５０マイル、１００マイル、２００マイル、又は５００マイルの周囲又は以内の他の飛行制限区域についての情報にアクセスし得る。ＵＡＶからオフボードのデータソースからアクセスされる情報は、一時的又は永久的なデータベースに記憶し得る。例えば、ＵＡＶからオフボードのデータソースからアクセスされる情報は、ＵＡＶにオンボードの飛行制限区域の拡張中ライブラリに追加し得る。代替的には、ＵＡＶの１マイル、２マイル、５マイル、１０マイル、２０マイル、５０マイル、１００マイル、２００マイル、又は５００マイルの周囲又は以内の飛行制限区域のみを一時的データベースに記憶し得、以前は上述した距離範囲内（例えば、ＵＡＶの５０マイル以内）にあったが、現在は範囲外にある飛行制限区域は、削除し得る。幾つかの実施形態では、全ての空港についての情報は、ＵＡＶにオンボードで記憶し得、一方、他の飛行制限区域についての情報は、ＵＡＶからオフボードのデータソース（例えば、オンラインサーバから）アクセスし得る。ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離は、計算し得る。計算された距離に基づいて、１つ又は複数の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶが飛行制限区域の第１の半径内にある場合、ＵＡＶは自動的に着陸し得る。ＵＡＶが飛行制限区域の第２の半径内にある場合、ＵＡＶのオペレータに、着陸するための期間を与え得、その期間後、ＵＡＶは自動的に着陸し得る。ＵＡＶが飛行制限区域の第３の半径内にある場合、ＵＡＶは、飛行制限区域の近接性に関するアラートをＵＡＶのオペレータに提供し得る。幾つかの場合、ＵＡＶが飛行制限区域から特定の距離内にある場合、ＵＡＶは離陸することができないことがある。
本明細書におけるシステム、デバイス及び方法は、飛行制限区域への検出された近接性に対して、ＵＡＶの自動化された対応を提供し得る。制限区域への異なる検出距離に基づいて、異なる動作を取り得、それにより、ユーザは、あまり近すぎないとき、干渉が小さい状態で行動をとることができ、ＵＡＶが近すぎて規制に準拠することができない場合、より大きな干渉を提供して、自動着陸を提供し、より大きな安全を提供し得る。本明細書におけるシステム、デバイス、及び方法は、ＵＡＶの場所を特定する様々なシステムを使用して、ＵＡＶが飛行制限区域内に不注意で飛行しないことのより大きな保証を提供することもできる。
図１は、本発明の実施形態による、飛行制限区域１１０に相対した無人航空機の場所１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの例を提供する。
飛行制限区域１１０は、任意の場所を有し得る。幾つかの場合、飛行制限区域の場所は点であってもよく、又は飛行制限区域の中心若しくは場所は、点（例えば、緯度及び経度の座標、任意選択的に緯度の座標）により示してもよい。例えば、飛行制限区域の場所は、空港の中心にある点であってもよく、又は空港若しくは他のタイプの飛行制限区域を表してもよい。他の例では、飛行制限区域の場所は、エリア又は区域を含み得る。エリア又は区域１３０は、任意の形状（例えば、円形、矩形、三角形、その場所にある１つ若しくは複数の自然の特徴若しくは人造の特徴に対応する形状、１つ若しくは複数のゾーニング規則に対応する形状、又は任意の他の境界線）を有し得る。例えば、飛行制限区域は、空港の境界線、国境線、他の管轄境界線、又は他のタイプの飛行制限区域であり得る。飛行制限区域は、直線又は曲線により画定し得る。幾つかの場合、飛行制限区域は空間を含み得る。空間は、緯度、経度、及び／又は高度座標を含む三次元空間であり得る。三次元空間は、長さ、幅、及び／又は高さを含み得る。飛行制限区域は、地表から、地表よりも上の任意の高度までの空間を含み得る。これは、１つ又は複数の飛行制限区域の地表から鉛直方向の高度を含み得る。例えば、幾つかの緯度及び経度では、全ての高度は飛行制限され得る。幾つかの場合、特定の側方区域での幾つかの高度は飛行制限され得、一方、他の高度は飛行制限されない。例えば、幾つかの経度及び緯度では、幾つかの高度は飛行制限され得、一方、他の高度は飛行制限されない。したがって、飛行制限区域は、任意の数の次元及び次元の測定値を有し得、及び／又はこれらの次元の場所、若しくは区域を表す空間、面積、線、若しくは点により示し得る。
飛行制限区域は、許可を受けていない航空機は飛行することができない１つ又は複数の場所を含み得る。これは、非許可無人航空機（ＵＡＶ）又は全てのＵＡＶを含み得る。飛行制限区域は、禁止空域を含み得、禁止空域は、通常、セキュリティの問題に起因して、航空機の飛行が許可されない空域エリア（又はボリューム）と呼ばれ得る。禁止エリアは、航空機の飛行が禁止される地表上のエリアにより識別される、定義された寸法の空域を含み得る。そのようなエリアは、セキュリティ又は国利に関連する他の理由で確立することができる。これらのエリアは、官報で公開され得、米国での航空図又は様々な法域での他の公開物に示される。飛行制限区域は、制限空域（すなわち、進入が通常、全ての航空機から常時、禁止されており、空域の制御組織からのクリアランスの対象ではない空域）、軍事行動エリア、警告エリア、アラートエリア、一時的飛行制限（ＴＦＲ）エリア、国家安全保障エリア、及び発射制御エリア等の特殊用途空域（例えば、指定されたオペレーションに参加していない航空機に制限を課し得る空域）の１つ又は複数を含み得る。
飛行制限区域の例としては、空港、飛行回廊、軍事又は他の政府施設、要人近くの場所（例えば、大統領又は他の指導者が場所を訪問しているとき）、核施設、研究施設、私的空域、非武装地帯、特定の法域（例えば、タウンシップ、都市、郡、州／県、国、水域、若しくは他の自然のランドマーク）、国境（例えば、米国とメキシコの国境）、又は他のタイプの非飛行ゾーンを挙げることができるが、これらに限定されない。飛行制限区域は、永久的な非飛行ゾーンであってもよく、又は飛行が禁止される一時的なエリアであってもよい。幾つかの場合、飛行制限区域のリストは更新し得る。飛行制限区域は、法域毎に変わり得る。例えば、国によっては、飛行制限区域として学校を含み得るところもあれば、含まないところもある。
ＵＡＶ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ等の航空機は、場所を有し得る。ＵＡＶの場所は、基準系（例えば、地表、環境）に相対するＵＡＶの１つ又は複数の座標であるものとして特定し得る。例えば、ＵＡＶの緯度座標及び／又は経度座標を特定し得る。任意選択的に、ＵＡＶの高度を特定し得る。ＵＡＶの場所は、任意の具体度で特定し得る。例えば、ＵＡＶの場所は、約２０００ｍ以内、約１５００ｍ以内、約１２００ｍ以内、約１０００ｍ以内、約７５０ｍ以内、約５００ｍ以内、約３００ｍ以内、約１００ｍ以内、約７５ｍ以内、約５０ｍ以内、約２０ｍ以内、約１０ｍ以内、約７ｍ以内、約５ｍ以内、約３ｍ以内、約２ｍ以内、約１ｍ以内、約０．５ｍ以内、約０．１ｍ以内、約０．０５ｍ以内、又は約０．０１ｍ以内で特定し得る。
ＵＡＶ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃの場所は、飛行制限区域１１０の場所に相対して特定し得る。これは、ＵＡＶの場所を表す座標を飛行制限区域を表す場所の座標と比較することを含み得る。幾つかの実施形態では、飛行制限区域とＵＡＶとの相対位置の評価は、飛行制限区域とＵＡＶとの間の距離を計算することを含み得る。例えば、ＵＡＶ１２０Ａが第１の場所にある場合、ＵＡＶと飛行制限区域１１０との間の距離ｄ１を計算し得る。ＵＡＶ１２０Ｂが第２の場所にある場合、ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離ｄ２を計算し得る。別の例では、ＵＡＶ１２０Ｃが第３の場所にある場合、ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離ｄ３を計算し得る。幾つかの場合、ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離のみを特定及び／又は計算し得る。他の例では、ＵＡＶと飛行制限区域との間の方向又は方角等の他の情報を計算し得る。例えば、ＵＡＶと飛行制限区域との間の相対基本方位（例えば、北、西、南、東）又はＵＡＶと飛行制限区域との間の角方位（例えば、間の角度）を計算し得る。ＵＡＶと飛行制限区域との間の相対速度及び／又は相対加速度及び関連する方向を計算してもよく、又はしなくてもよい。
距離は、ＵＡＶが飛行中、定期的に又は連続して計算し得る。距離は、イベントの検出（例えば、ＧＰＳ信号を前のある期間にわたり受信しなかった後のＧＰＳ信号の受信）に応答して計算し得る。ＵＡＶの場所が更新される場合、飛行制限区域への距離も再計算し得る。
ＵＡＶ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃと飛行制限区域１１０との間の距離を使用して、飛行対応措置をとるか否か、及び／又はどのタイプの飛行対応措置をとるかを判断し得る。ＵＡＶがとり得る飛行対応措置の例としては、即座にＵＡＶを自動的に着陸させること、ＵＡＶを表面に着陸させる期間をＵＡＶのオペレータに提供し、その期間後、オペレータがＵＡＶをまだ着陸させていない場合、ＵＡＶを自動的に着陸させること、無人航空機が飛行制限区域近傍にあることのアラートを無人航空機のオペレータに提供すること、ＵＡＶの飛行経路を調整することにより、自動的に回避措置をとること、ＵＡＶが飛行制限区域に入らないようにすること、又は任意の他の飛行対応措置を挙げ得る。
飛行対応措置は、ＵＡＶの全てのオペレータに対して強制的であり得る。代替的には、飛行対応措置は、ＵＡＶの認定オペレータ等の認定ユーザにより無視し得る。認定ユーザは認証し得る。例えば、認定ユーザは、外部デバイス、サーバ、又はＵＡＶにより認証し得る。外部デバイスは、モバイルデバイス、コントローラ（例えば、ＵＡＶの）等であり得る。例えば、ユーザは、サーバにログインし、身元を検証し得る。ＵＡＶのオペレータが、飛行制限区域内でＵＡＶを操作する場合、ユーザが、飛行制限区域内でＵＡＶを飛行させる許可を有するか否かの判断を実行し得る。オペレータは、ＵＡＶでの飛行許可を有する場合、課された飛行対応措置を無視し得る。例えば、空港スタッフは、空港又はその近傍での飛行制限区域に関して認定ユーザであり得る。例えば、連邦官又はオフィサー（例えば、国境監視員）は、国境又はその近傍での認定ユーザであり得る。
一例では、距離ｄ１が距離閾値内になるか否かを判断し得る。距離が距離閾値を超える場合、飛行対応措置は必要なくてよく、ユーザは、通常通りＵＡＶを操作し制御することが可能であり得る。幾つかの場合、ユーザは、遠隔端末等の外部デバイスからリアルタイム命令をＵＡＶに提供することにより、ＵＡＶの飛行を制御し得る。他の場合、ユーザは、ＵＡＶが従い得る命令（例えば、飛行計画又は経路）を先に提供することにより、ＵＡＶの飛行を制御し得る。距離ｄ１が距離閾値未満になる場合、飛行対応措置をとり得る。飛行対応措置は、ＵＡＶの動作に影響を及ぼし得る。飛行対応措置は、ユーザからＵＡＶの制御権をとり、ユーザからＵＡＶの制御権をとる前に、是正措置をとる限られた時間をユーザに提供し、高度制限を課し、及び／又はアラート又は情報をＵＡＶに提供し得る。
距離は、ＵＡＶを表す座標と飛行制限区域を表す座標との間で計算し得る。飛行対応措置は、計算された距離に基づいてとり得る。飛行対応措置は、方向又は任意の他の情報を考慮せずに、距離により決定し得る。代替的には、方向等の他の情報を考慮し得る。一例では、第１の位置１２０ＢにあるＵＡＶは、飛行制限区域から距離ｄ２にあり得る。第２の位置１２０ＣにあるＵＡＶは、飛行制限区域から距離ｄ３にあり得る。距離ｄ２及びｄ３は略同じであり得る。しかし、ＵＡＶ１２０Ｂ、１２０Ｃは、飛行制限区域に対して異なる方向にあり得る。幾つかの場合、飛行対応措置があるとき、飛行対応措置は、距離のみに基づき、方向に関連せず、両ＵＡＶで同じであり得る。代替的には、方向又は他の条件を考慮し得、可能な場合、異なる飛行対応措置をとり得る。一例では、飛行制限区域は、エリア１３０又は空間にわたり提供し得る。このエリア又は空間は、飛行制限区域１１０を表す座標から等距離にあるか、又は等距離にない部分を含み得る。幾つかの場合、飛行制限区域が東に更に延びる場合、ｄ３がｄ２と同じであるときであっても、異なる飛行対応措置をとってもよく、又はとらなくてもよい。距離は、ＵＡＶ座標有する飛行制限区域座標との間で計算し得る。代替的には、ＵＡＶから飛行制限区域の最も近い境界線までの距離を考慮し得る。
幾つかの例では、１つの距離閾値を提供し得る。距離閾値を超える距離では、ＵＡＶの通常動作が可能であり得、一方、距離閾値内の距離では、飛行対応措置をとらせ得る。他の例では、複数の距離閾値を提供し得る。ＵＡＶが入り得る距離閾値に基づいて、異なる飛行対応措置を選択し得る。ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離に応じて、異なる飛行対応措置をとり得る。
一例では、距離ｄ２は、ＵＡＶ１２０Ｂと飛行制限区域１１０との間で計算し得る。距離が第１の距離閾値内に入る場合、第１の飛行対応措置をとり得る。距離が第２の距離閾値内に入る場合、第２の飛行対応措置をとり得る。幾つかの場合、第２の距離閾値は第１の距離閾値よりも大きい値であり得る場合。距離が両方の距離閾値を満たす場合、第１の飛行対応措置及び第２の飛行対応措置の両方をとり得る。代替的には、距離が第２の距離閾値内に入るが、第１の距離閾値外である場合、第１の飛行対応措置をとらずに、第２の飛行対応措置をとり、距離が第１の距離閾値内に入る場合、第２の飛行対応措置をとらずに、第１の飛行対応措置をとる。任意の数の距離閾値及び／又は対応する飛行対応措置を提供し得る。例えば、第３の距離閾値を提供し得る。第３の距離閾値は、第１の距離閾値及び／又は第２の距離閾値よりも大きい値であり得る。距離が第３の距離閾値内に入る場合、第３の飛行対応措置をとり得る。第１及び第２の距離閾値もそれぞれ満たされる場合、第３の飛行対応措置を第１及び第２の飛行対応措置等の他の飛行対応措置と併せてとり得る。代替的には、第１及び第２の飛行対応措置をとらずに、第３の飛行対応措置をとり得る。
距離閾値は任意の値を有し得る。例えば、距離閾値は、メートル、数十メートル、数百メートル、又は数千メートルのオーダであり得る。距離閾値は、約０．０５マイル、約０．１マイル、約０．２５マイル、約０．５マイル、約０．７５マイル、約１マイル、約１．２５マイル、約１．５マイル、約１．７５マイル、約２マイル、約２．２５マイル、約２．５マイル、約２．７５マイル、約３マイル、約３．２５マイル、約３．５マイル、約３．７５マイル、約４マイル、約４．２５マイル、約４．５マイル、約４．７５マイル、約５マイル、約５．２５マイル、約５．５マイル、約５．７５マイル、約６マイル、約６．２５マイル、約６．５マイル、約６．７５マイル、約７マイル、約７．５マイル、約８マイル、約８．５マイル、約９マイル、約９．５マイル、約１０マイル、約１１マイル、約１２マイル、約１３マイル、約１４マイル、約１５マイル、約１７マイル、約２０マイル、約２５マイル、約３０マイル、約４０マイル、約５０マイル、約７５マイル、又は約１００マイルであり得る。距離閾値は、任意選択的に、飛行制限区域の規制に一致し得（例えば、ＦＡＡ規制により、空港のＸマイル内でＵＡＶの飛行が許可されていない場合、距離閾値は任意選択的にＸマイルであり得る）、飛行制限区域の規制より大きい値であり得（例えば、距離閾値はＸマイルよりも大きい値であり得る）、又は飛行制限区域の規制よりも小さい値であり得る（例えば、距離閾値はＸマイル未満であり得る）。距離閾値は、任意の距離値だけ規制よりも大きい値であり得る（例えば、Ｘ＋０．５マイル、Ｘ＋１マイル、Ｘ＋２マイル等であり得る）。他の実施態様では、距離閾値は、任意の距離値だけ規制よりも小さい値であり得る（例えば、Ｘ−０．５マイル、Ｘ−１マイル、Ｘ−２マイル等であり得る）。
ＵＡＶの場所は、ＵＡＶが飛行中に特定し得る。幾つかの場合、ＵＡＶの場所は、ＵＡＶが飛行中ではない間、特定し得る。例えば、ＵＡＶの場所は、ＵＡＶが表面上に静止している間、特定し得る。ＵＡＶの場所は、ＵＡＶの電源が入れられたとき、表面から離陸する前に評価し得る。ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離は、ＵＡＶが表面上にある間（例えば、離陸前／着陸後）、評価し得る。距離が距離閾値未満になる場合、ＵＡＶは離陸を拒絶し得る。例えば、ＵＡＶが空港の４．５マイル内にある場合、ＵＡＶは離陸を拒絶し得る。別の例では、ＵＡＶが空港の５マイル内にある場合、ＵＡＶは離陸を拒絶し得る。本明細書の他の箇所に記載される等の任意の距離閾値が使用可能である。幾つかの場合、複数の距離閾値を提供し得る。距離閾値に応じて、ＵＡＶは異なる離陸措置をとり得る。例えば、ＵＡＶが第１の距離閾値未満になる場合、ＵＡＶは離陸することができないことがある。ＵＡＶが第２の距離閾値内にある場合、ＵＡＶは離陸可能であるが、飛行に非常に限られた期間のみを有し得る。別の例では、ＵＡＶが第２の距離閾値内にある場合、ＵＡＶは離陸可能であるが、飛行制限区域から離れてのみ飛行可能（例えば、ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離を増大することのみ可能）であり得る。別の例では、ＵＡＶが第２の距離閾値又は第３の距離閾値未満になる場合、ＵＡＶは、ＵＡＶの離陸を許可しながら、ＵＡＶが飛行制限区域近傍にある旨のアラートをＵＡＶのオペレータに提供し得る。別の例では、ＵＡＶが距離閾値内にある場合、最大飛行高度をＵＡＶに提供し得る。ＵＡＶが最大飛行高度を超える場合、ユーザがＵＡＶ飛行の他の側面を制御可能でありながら、ＵＡＶは自動的により低い高度に下げられ得る。
図２は、本発明の実施形態による、複数の飛行制限区域近接ゾーン２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃの例を示す。飛行制限区域２１０を提供し得る。飛行制限区域の場所は、１組の座標（すなわち、点）、面積、又は空間により表し得る。１つ又は複数の飛行制限近接ゾーンを飛行制限区域の周囲に提供し得る。
一例では、飛行制限区域２１０は空港であり得る。本明細書での空港との記載はいずれも、任意の他のタイプの飛行制限区域に適用し得、又はこの逆も同様である。第１の飛行制限近接ゾーン２２０Ａは、ここでは、空港と共に提供し得る。一例では、第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の第１の半径内のあらゆるものを含み得る。例えば、第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の４．５マイル内のあらゆるものを含み得る。第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の第１の範囲内のあらゆるものを含む略円形を有し得る。飛行制限近接ゾーンは任意の形状を有し得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーン内にある場合、第１の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶが空港の４．５マイル内にある場合、ＵＡＶは自動的に着陸し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータからのいかなる入力もなく自動的に着陸してもよく、又はＵＡＶのオペレータからの入力を組み込んでもよい。ＵＡＶは、高度低減を自動的に開始し得る。ＵＡＶは、高度を所定のレートで低減してもよく、又は着陸するレートを決めるに当たり、場所データを組み込んでもよい。ＵＡＶは、着陸に望ましいスポットを見つけてもよく、又は任意の場所に即座に着陸してもよい。ＵＡＶは、着陸する場所を見つける際、ＵＡＶのオペレータからの入力を考慮に入れてもよく、又は入れなくてもよい。第１の飛行対応措置は、ユーザが空港近傍を飛行することを回避するようなソフトウェア措置であり得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーンにある場合、即時着陸シーケンスを自動的に開始し得る。
第２の飛行制限近接ゾーン２２０Ｂは、空港周囲に提供し得る。第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の第２の半径内のあらゆるものを含み得る。第２の半径は、第１の半径よりも大きい半径であり得る。例えば、第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の５マイル内のあらゆるものを含み得る。別の例では、第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の５マイル内にあり、且つ空港の第１の半径（例えば、４．５マイル）外にあるあらゆるものを含み得る。第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の第２の半径内のあらゆるものを含む略円形又は空港の第２の半径内にあり、且つ空港の第１の半径外にあるあらゆるものを含む略リング形を有し得る。ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、第２の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶが空港の５マイル内且つ空港の４．５マイル外にある場合、ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータに、所定の期間（例えば、１時間、３０分、１４分、１０分、５分、３分、２分、１分、４５秒、３０秒、１５秒、１０秒、又は５秒）以内に着陸するように促し得る。ＵＡＶが所定の期間以内に着陸しない場合、ＵＡＶは自動的に着陸し得る。
ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、ＵＡＶは、所定の期間（例えば、１分）以内に着陸するようにユーザに促し得る（例えば、モバイルアプリケーション、飛行状態インジケータ、オーディオインジケータ、又は他のインジケータを介して）。期間以内に、ＵＡＶのオペレータは、ＵＡＶを所望の着陸表面にナビゲートする命令を提供し、及び／又は手動の着陸命令を提供し得る。所定の期間が経過した後、ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータからのいかなる入力もなく自動的に着陸してもよく、又はＵＡＶのオペレータからの入力を組み込んでもよい。ＵＡＶは、所定の期間後、高度低減を自動的に開始し得る。ＵＡＶは、高度を所定のレートで低減してもよく、又は着陸するレートを決めるに当たり、場所データを組み込んでもよい。ＵＡＶは、着陸に望ましいスポットを見つけてもよく、又は任意の場所に即座に着陸してもよい。ＵＡＶは、着陸する場所を見つける際、ＵＡＶのオペレータからの入力を考慮に入れてもよく、又は入れなくてもよい。第２の飛行対応措置は、ユーザが空港近傍を飛行するのを回避するようなソフトウェア措置であり得る。ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーンにある場合、時間遅延着陸シーケンスを自動的に開始し得る。ＵＡＶが、所定の期間以内に、第２の飛行制限近接ゾーン外に飛行可能な場合、自動着陸シーケンスは行われず、オペレータは、ＵＡＶの通常飛行制御を再開することができ得る。指定された期間は、オペレータがＵＡＶを着陸させるか、又は空港近傍エリアから出るための猶予期間として機能し得る。
第３の飛行制限近接ゾーン２２０Ｃは、空港周囲に提供し得る。第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の第３の半径内のあらゆるものを含み得る。第３の半径は、第１の半径及び／又は第２の半径よりも大きい半径であり得る。例えば、第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の５．５マイル内のあらゆるものを含み得る。別の例では、第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の５．５マイル内にあり、且つ空港の第２の半径（例えば、５マイル）外にあるあらゆるものを含み得る。第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の第３の半径内のあらゆるものを含む略円形又は空港の第３の半径内にあり、且つ空港の第２の半径外にあるあらゆるものを含む略リング形を有し得る。ＵＡＶが第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、第３の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶが空港の５．５マイル以内且つ空港の５マイル外にある場合、ＵＡＶは、アラートをＵＡＶのオペレータに送信し得る。代替的には、ＵＡＶが空港の５．５マイル内の任意の場所にある場合、アラートを提供し得る。
第１、第２、及び／又は第３の飛行制限近接ゾーンの寸法の記述に使用される任意の数値は、単なる例として提供され、本明細書の他の箇所に記載されるような任意の他の距離閾値又は寸法で置き換えることができる。略円形又は略リング形を有する飛行制限近接ゾーンが主に、本明細書に記載されているが、飛行制限近接ゾーンは任意の形状（例えば、空港の形状）を有し得、任意の形状の飛行制限近接ゾーンに対して、本明細書に記載される措置を等しく適用することが可能である。飛行制限近接ゾーンの半径は、決定することができる。例えば、半径は、飛行制限区域のエリアに基づいて決定し得る。代替又は追加として、半径は、１つ又は複数の他の飛行制限近接ゾーンのエリアに基づいて決定し得る。代替又は組み合わせて、半径は、他の考慮事項に基づいて決定し得る。例えば、空港において、第２の半径は、空港を含む最小安全半径に基づき得る。例えば、空港の滑走路では、第２の半径は、滑走路長に基づいて決定し得る。
ＵＡＶは、第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、飛行制限区域への近さに関してユーザに警告し得る（例えば、モバイルアプリケーション、飛行状態インジケータ、オーディオインジケータ、又は他のインジケータを介して）。幾つかの例では、アラートは、外部デバイスを介する視覚的アラート、可聴的アラート、又は触覚アラートを含むことができる。外部デバイスは、モバイルデバイス（例えば、タブレット、スマートフォン、遠隔コントローラ）であってもよく、又は静止デバイス（例えば、コンピュータ）であってもよい。他の例では、アラートは、ＵＡＶ自体を介して提供し得る。アラートは、閃光、テキスト、画像及び／又はビデオ情報、ビープ又はトーン、音声又は可聴情報、振動、及び／又は他のタイプのアラートを含み得る。例えば、モバイルデバイスは振動して、アラートを示し得る。別の例では、ＵＡＶは、閃光させ、及び／又はノイズを発して、アラートを示し得る。そのようなアラートは、他の飛行対応措置と組み合わせて提供してもよく、又は単独で提供してもよい。
一例では、飛行制限区域に対するＵＡＶの場所を評価し得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーン内にある場合、ＵＡＶは離陸することができないことがある。例えば、ＵＡＶは、飛行制限区域（例えば、空港）の４．５マイル内にある場合、離陸することができないことがある。ＵＡＶが離陸することができない理由についての情報は、ユーザに伝えられてもよく、又は伝えられてなくてもよい。ＵＡＶは、第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、離陸することができることもあれば、又はできないこともある。例えば、ＵＡＶは、空港の５マイル内にある場合、離陸することができないことがある。代替的には、ＵＡＶは、離陸可能であるが、限られた飛行機能を有し得る。例えば、ＵＡＶは、飛行制限区域から離れてのみ飛行可能であり、特定の高度までのみ飛行可能であり、又はＵＡＶが飛行し得る限られた期間を有し得る。ＵＡＶは、第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、離陸可能であることもあれば、又は離陸可能ではないこともある。例えば、ＵＡＶは、空港の５．５マイル内にある場合、空港への近さについてユーザにアラートを提供し得る。アラートにおいて、距離、方角、空港名、設備のタイプ、又は他の情報をユーザに提供し得る。アラートは、ＵＡＶが空港の５．５マイル内にあるが、５マイル外にある場合、ユーザに提供し得る。別の例では、アラートは、ＵＡＶが５．５マイル内にある場合、提供し得、他の離陸対応と組み合わせられてもよく、又はそれ自体で提供されてもよい。これは、ＵＡＶが飛行制限区域内を飛行するのを回避し得る安全措置を提供し得る。
幾つかの場合、飛行制限区域に近い飛行対応措置ほど、ＵＡＶによる迅速な着陸対応を提供し得る。これは、ＵＡＶ飛行の制御におけるユーザの自律性を低減し得るが、規制へのより高い遵守性を提供するとともに、より大きな安全措置を提供し得る。飛行制限区域から離れた飛行対応措置ほど、ユーザは、ＵＡＶに対して大きな制御権を有し得る。これは、ＵＡＶの制御において増大したユーザ自律性を提供し得、ユーザが、ＵＡＶが制限空域に入ることを回避する行動をとれるようにする。距離を使用して、ＵＡＶが制限空域内に入るリスク又は確率を測定し、リスクの測定値に基づいて、適切なレベルの行動をとり得る。
図３は、本発明の実施形態による、複数の飛行制限区域近接ゾーン２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃの更なる例を提供する。飛行制限区域２３０を提供し得る。上述したように、飛行制限区域の場所は、１組の座標（すなわち、点）、面積、又は空間により表し得る。１つ又は複数の飛行制限近接ゾーンを飛行制限区域の周囲に提供し得る。
飛行制限近接ゾーン２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃは、飛行制限区域２３０周囲の側方区域を含み得る。幾つかの場合、飛行制限近接ゾーンは、側方区域に対応する高度方向において延びる空間区域２５０ａ、２５０ｂ、２５０ｃを指し得る。空間区域は、高度上限及び／又は下限を有してもよく、又は有さなくてもよい。幾つかの例では、飛行上昇限度２６０を提供し得、飛行上昇限度を超えると、空間飛行制限近接ゾーン２５０ｂが作用し始める。飛行上昇限度よりも下では、ＵＡＶは区域を自在にトラバースし得る。
飛行制限区域２３０は空港であり得る。任意選択的に、飛行制限区域は、国際空港（又は本明細書の他の箇所に記載されるようなカテゴリＡ空港）であり得る。本明細書での空港との任意の記載は、任意の他のタイプの飛行制限区域に適用し得、又はその逆も同様である。第１の飛行制限近接ゾーン２４０ａは、ここでは、空港と共に提供し得る。一例では、第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の第１の半径内のあらゆるものを含み得る。例えば、第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の１．５マイル（又は２．４ｋｍ）内のあらゆるものを含み得る。第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の第１の半径内のあらゆるものを含む略円形を有し得る。飛行制限近接ゾーンは任意の形状を有し得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーン内にある場合、第１の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶが空港の１．５マイル内にある場合、ＵＡＶは自動的に着陸し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータからのいかなる入力もなく自動的に着陸してもよく、又はＵＡＶのオペレータからの入力を組み込んでもよい。ＵＡＶは、高度低減を自動的に開始し得る。ＵＡＶは、高度を所定のレートで低減してもよく、又は着陸するレートを決めるに当たり、場所データを組み込んでもよい。ＵＡＶは、着陸に望ましいスポットを見つけてもよく、又は任意の場所に即座に着陸してもよい。ＵＡＶは、着陸する場所を見つける際、ＵＡＶのオペレータからの入力を考慮に入れてもよく、又は入れなくてもよい。第１の飛行対応措置は、ユーザが空港近傍を飛行することを回避するようなソフトウェア措置であり得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーンにある場合、即時着陸シーケンスを自動的に開始し得る。
幾つかの実施態様では、第１の飛行制限近接ゾーン２４０ａは、地表レベルから上方に無限に延びてもよく、又はＵＡＶが飛行することができる高さを超えて延び得る。ＵＡＶが、地表上の空間区域２５０ａの任意の部分に入る場合、第１の飛行対応措置を開始し得る。
第２の飛行制限近接ゾーン２４０ｂは、空港周囲に提供し得る。第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の第２の半径内のあらゆるものを含み得る。第２の半径は、第１の半径よりも大きい半径であり得る。例えば、第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の約２マイル内、約２．５マイル内、約３マイル内、約４マイル内、約５マイル（又は８ｋｍ）内、又は約１０マイル内のあらゆるものを含み得る。別の例では、第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の約２マイル内、約２．５マイル内、約３マイル内、約４マイル内、約５マイル（又は８ｋｍ）内、又は約１０マイル内且つ空港の第１の半径（例えば、１．５マイル）外にあるあらゆるものを含み得る。第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の第２の半径内のあらゆるものを含む略円形又は空港の第２の半径内にあり、且つ空港の第１の半径外にあるあらゆるものを含む略リング形を有し得る。
幾つかの場合、許可可能な高度の変更を提供し得る。例えば、飛行上昇限度２６０を第２の飛行制限近接ゾーン内で提供し得る。ＵＡＶが飛行上昇限度よりも下である場合、飛行機は、自在に飛行し得、第２の飛行制限近接ゾーン外であり得る。ＵＡＶは、飛行上昇限度を超える場合、第２の飛行制限近接ゾーン内に入り得、第２の飛行対応の対象となり得る。幾つかの場合、飛行上昇限度は、示されるように、斜めの飛行上昇限度であり得る。斜めの飛行上昇限度は、飛行制限区域２３０からの距離とＵＡＶとの線形関係を示し得る。例えば、ＵＡＶが飛行制限区域から側方に１．５マイル離れている場合、飛行上昇限度は３５フィートであり得る。ＵＡＶが飛行制限区域から側方に５マイル離れている場合、飛行上昇限度は４００フィートであり得る。飛行上昇限度は、内半径から外半径まで線形に増大し得る。例えば、飛行上昇限度は、システムにより設定される最大高さに達するまで、約５°以下、約１０°以下、約１５°以下、約３０°以下、約４５°以下、又は約７０°以下の角度で線形に増大し得る。飛行上昇限度は、システムにより設定される最大高さに達するまで、約５°以上、約１０°以上、約１５°以上、約３０°以上、約４５°以上、又は約７０°以上の角度で線形に増大し得る。飛行上昇限度が増大する角度は、傾斜角と呼び得る。内半径での飛行上昇限度は、約０フィート、約５フィート、約１０フィート、約１５フィート、約２０フィート、約２５フィート、約３０フィート、約３５フィート、約４０フィート、約４５フィート、約５０フィート、約５５フィート、約６０フィート、約６５フィート、約７０フィート、約８０フィート、約９０フィート、約１００フィート、約１２０フィート、約１５０フィート、約２００フィート、又は約３００フィート等の任意の値を有し得る。外半径での飛行上昇限度は、２０フィート、２５フィート、３０フィート、３５フィート、４０フィート、４５フィート、５０フィート、５５フィート、６０フィート、６５フィート、７０フィート、８０フィート、９０フィート、１００フィート、１２０フィート、１５０フィート、２００フィート、２５０フィート、３００フィート、３５０フィート、４００フィート、４５０フィート、５００フィート、５５０フィート、６００フィート、７００フィート、８００フィート、９００フィート、１０００フィート、１５００フィート、又は２０００フィート等の任意の他の値を有し得る。他の実施形態では、飛行上昇限度は、平らな飛行上昇限度（例えば、一定の高度値）、湾曲した飛行上昇限度、又は任意の他の形状の飛行上昇限度であり得る。
ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、第２の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶは、空港の５マイル内及び空港の１．５マイル外にあり、且つ飛行上昇限度よりも上である場合、所定の期間（例えば、１時間、３０分、１４分、１０分、５分、３分、２分、１分、４５秒、３０秒、１５秒、１０秒、又は５秒）以内に飛行上昇限度の下まで高度を低減するようにＵＡＶのオペレータに促し得る。例えば、ＵＡＶは、空港の５マイル内及び空港の１．５マイル外にあり、且つ飛行上昇限度よりも上である場合、オペレータに促さずに、飛行上昇限度未満になるまで、自動的に下降し得る。ＵＡＶは、所定の期間以内に飛行上昇限度の下にあるか、又は第２の飛行制限近接ゾーン外にある場合、通常通りに動作し得る。例えば、ＵＡＶのオペレータは、ＵＡＶが飛行上昇限度未満である限り、ＵＡＶに関して無制限の制御を有し得る。
ＵＡＶは、第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、所定のレートで高度を自動的に低減してもよく、又は高度を低減するレートを決定するに当たり、場所データを組み込んでもよい。ＵＡＶは、軌道を継続し、及び／又はＵＡＶの側方移動に関するオペレータからのコマンドを組み込みながら、高度を低減し得る。さらに、ＵＡＶは、ＵＡＶの下方移動に関するオペレータからのコマンドを組み込み得る（例えば、ＵＡＶの下降を速めながら）。ＵＡＶは、高度低減時、ＵＡＶのオペレータからの入力を考慮に入れてもよく、又は入れなくてもよい。
ＵＡＶは、第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、所定の期間（例えば、１分）以内に着陸するか、又は所定の期間以内に飛行上昇限度未満に高度を下げるようにユーザに促し得る（例えば、モバイルアプリケーション、飛行状態インジケータ、オーディオインジケータ、又は他のインジケータを介して）。期間以内で、ＵＡＶのオペレータは、所望の着陸表面にＵＡＶをナビゲートする命令を提供し、及び／又は手動の着陸命令を提供し得るか、又は飛行上昇限度未満になるようにＵＡＶの高度を低減し得る。所定の期間が経過した後、ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータからのいかなる入力もなく自動的に着陸してもよく、オペレータからのいかなる入力もなく自動的に飛行上昇限度未満になるように高度を低減してもよく、又はＵＡＶのオペレータからの入力を組み込んでもよい。ＵＡＶは、実質的に本明細書に記載のように、所定の期間後、高度低減を自動的に開始し得る。
第２の飛行対応措置は、ユーザが空港近傍を飛行するのを回避するようなソフトウェア措置であり得る。ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーンにある場合、時間遅延着陸シーケンスを自動的に開始し得る。ＵＡＶが、所定の期間以内に、第２の飛行制限近接ゾーン外（例えば、外半径外又は飛行上昇限度未満）に飛行可能な場合、自動着陸シーケンスは行われず、オペレータは、ＵＡＶの通常飛行制御を再開することができ得る。指定された期間は、オペレータがＵＡＶを着陸させるか、又は空港近傍エリアから出るための猶予期間として機能し得る。代替的には、指定された期間は提供されないことがある。
幾つかの実施態様では、第２の飛行制限近接ゾーン２４０ｂは、飛行上昇限度２６０から上方に無限に延び得てもよく、又はＵＡＶが飛行することができる高さを超えて延び得る。ＵＡＶが、飛行上昇限度を超える空間区域２５０ｂの任意の部分に入る場合、第２の飛行対応措置を開始し得る。
第３の飛行制限近接ゾーン２２０ｃは、空港周囲に提供し得る。第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の第３の半径内のあらゆるものを含み得る。第３の半径は、第１の半径及び／又は第２の半径よりも大きい半径であり得る。例えば、第３の飛行制限近接ゾーンは、第２の半径（空港の約５．０６マイル）の約３３０フィート（又は約１００ｍ）内のあらゆるものを含み得る。別の例では、第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の５．０６マイル内にあり、且つ空港の第２の半径（例えば、５マイル）外にあるあらゆるものを含み得る。第３の飛行制限近接ゾーンは、空港の第３の半径内のあらゆるものを含む略円形又は空港の第３の半径内にあり、且つ空港の第２の半径外にあるあらゆるものを含む略リング形を有し得る。
幾つかの場合、本明細書に記載のように、許可可能な高度を提供し得る（例えば、許可可能な高度の変更、平らな飛行上昇限度等）。第３の飛行制限近接ゾーンの平らな飛行上昇限度２５５は、第２の飛行制限近接ゾーンの外半径で飛行上昇限度と同じ高度であり得る。ＵＡＶは、平らな飛行上昇限度２５５の下である場合、自在に動作し得、第３の飛行制限近接ゾーン外にあり得る。ＵＡＶは、平らな飛行上昇限度２５５の上にある場合、第３の飛行制限近接ゾーン内にあり、第３の飛行対応の対象となり得る。
ＵＡＶが第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、第３の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶが空港の５．０６マイル内且つ空港の５マイル外にある場合、ＵＡＶは、アラートをＵＡＶのオペレータに送信し得る。代替的には、ＵＡＶが空港の５．０６マイル内の任意の場所にある場合、アラートを提供し得る。幾つかの実施形態では、ＵＡＶは、所定の期間以内に飛行上昇限度の下にあるか、又は第２の飛行制限近接ゾーン外にある場合、通常通り動作し得る。例えば、ＵＡＶのオペレータは、ＵＡＶが飛行上昇限度の下にある限り、ＵＡＶに関して無制限の制御を有し得る。幾つかの実施形態では、ＵＡＶが飛行上昇限度の上にある場合、飛行対応措置は、許可可能な高度内になるまで、ＵＡＶを自動的に降下させることであり得る。
幾つかの実施態様では、第３の飛行制限近接ゾーン２４０ｃは、地表レベルから上方に無限に延び得るか、又はＵＡＶが飛行することができる高さを超えて延び得る。ＵＡＶが、地表上の空間区域２５０ｃの任意の部分に入る場合、第３の飛行対応措置を開始し得る。
第１、第２、及び／又は第３の飛行制限近接ゾーンの寸法の記述に使用される任意の数値は、単なる例として提供され、本明細書の他の箇所に記載されるような任意の他の距離閾値又は寸法で置き換えることができる。同様に、飛行上昇限度は、飛行制限近接ゾーンのいずれにも配置されなくてもよく、１つ、２つ、又は３つ全てに配置されてもよく、本明細書の他の箇所に記載されるように、任意の高度値又は構成を有し得る。
ＵＡＶは、第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、本明細書の他の箇所に記載される任意の方法を介してユーザに警告し得る。そのようなアラートは、他の飛行対応措置と組み合わせて提供してもよく、又は単独で提供してもよい。
一例では、飛行制限区域に対するＵＡＶの場所を評価し得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーン内にある場合、ＵＡＶは離陸することができないことがある。例えば、ＵＡＶは、飛行制限区域（例えば、空港）の１．５マイル内にある場合、離陸することができないことがある。ＵＡＶが離陸することができない理由についての情報は、ユーザに伝えられてもよく、又は伝えられてなくてもよい。ＵＡＶは、第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、離陸することができることもあれば、又はできないこともある。例えば、ＵＡＶは、空港の５マイル内にある場合、離陸することができ、飛行上昇限度下で自在に飛行し得る。代替的には、ＵＡＶは、離陸可能であるが、限られた飛行機能を有し得る。例えば、ＵＡＶは、飛行制限区域から離れてのみ飛行可能であり、特定の高度までのみ飛行可能であり、又はＵＡＶが飛行し得る限られた期間を有し得る。ＵＡＶは、第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、離陸可能であることもあれば、又は離陸可能ではないこともある。例えば、ＵＡＶは、空港の５．０６マイル内にある場合、空港への近さについてユーザにアラートを提供し得る。アラートにおいて、距離、方角、空港名、設備のタイプ、又は他の情報をユーザに提供し得る。アラートは、ＵＡＶが空港の５．０６マイル内にあるが、５マイル外にある場合、ユーザに提供し得る。別の例では、アラートは、ＵＡＶが５．０６マイル内にある場合、提供し得、他の離陸対応と組み合わせられてもよく、又はそれ自体で提供されてもよい。これは、ＵＡＶが飛行制限区域内を飛行するのを回避し得る安全措置を提供し得る。
図７は、実施形態による、不規則形状の区域２０３ｆの周囲の規則正しい形状の飛行制限ゾーン２０１ｆの例を提供する。不規則形状の区域２０３ｆは、ＵＡＶによる侵入が望ましくないか、又は危険であることもある空港の外周を表し得る。規則的な形状の区域２０１ｆは、ＵＡＶの空港への侵入を回避するようにセットアップし得る飛行制限近接ゾーンを表し得る。飛行制限近接ゾーンは、本明細書に記載されるように、第１の飛行制限近接ゾーンであり得る。例えば、ソフトウェア対応措置は、高度に関係なく、ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーンに入らないようにし得る。ＵＡＶは、飛行制限区域２０１ｆ内に入る場合、自動的に着陸し得、離陸することはできない。
図８は、実施形態による飛行上昇限度２０１ｇの斜位像を提供する。飛行上昇限度２０１ｇは、実質的に本明細書に記載されるように、変化する許可可能高度（例えば、線形に増大する許可可能高度）を有する、空港２０３ｇ近傍の第２の飛行制限近接ゾーンを表し得る。
図９は、実施形態による飛行制限ゾーンの側面図を提供する。実質的に本明細書に記載されるように、区域２０１ｈは第１の飛行制限近接ゾーンを表し得、区域２０３ｈは第２の飛行制限近接ゾーンを表し得、区域２０５ｈは第３の飛行制限近接ゾーンを表し得る。例えば、ＵＡＶは、第１の飛行制限近接ゾーン２０１ｈ内のいずれの場所も飛行することが許可されていないことがある。ＵＡＶは、第１の飛行制限近接ゾーン内にある場合、自動的に着陸し得、離陸することができないことがある。ＵＡＶは、第２の飛行制限近接ゾーン２０３ｈへの斜めの飛行上昇限度２０７ｈの上のいずれの場所も飛行することが許可されていないことがある。ＵＡＶは、斜めの飛行上昇限度の下を自在に飛行することが許可され得、側方に移動しながら、斜め飛行上昇限度に準拠するように自動的に降下し得る。ＵＡＶは、第３の飛行制限近接ゾーン２０５ｈ内に平らな飛行上昇限度２０９ｈの上を飛行することが許可されないことがある。ＵＡＶは、平らな飛行上昇限度下を自在に飛行することが許可され得、第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、平らな飛行上昇限度の下になるまで自動的に降下し得る。幾つかの実施形態では、ＵＡＶは、第３の飛行制限近接ゾーンで動作中、アラート又は警告を受信し得る。
図４は、本発明の実施形態による、複数のタイプの飛行制限区域及び関連する近接ゾーンの例を提供する。幾つかの場合、複数のタイプの飛行制限区域を提供し得る。複数のタイプの飛行制限区域は、異なるカテゴリの飛行制限区域を含み得る。幾つかの場合、１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上、７つ以上、８つ以上、９つ以上、１０以上、１２以上、１５以上、２０以上、３０以上、４０以上、５０以上、又は１００以上の異なるカテゴリの飛行制限区域を提供し得る。
一例では、第１のカテゴリの飛行制限区域（カテゴリＡ）は、より大きな国際空港を含み得る。第２のカテゴリの飛行制限区域（カテゴリＢ）は、より小さな国内空港を含み得る。幾つかの場合、カテゴリＡの飛行制限区域とカテゴリＢの飛行制限区域との分類は、管理機関又は規制当局の協力を受けて行われ得る。例えば、連邦航空局（ＦＡＡ）等の規制当局が、異なるカテゴリの飛行制限区域を定義し得る。空港の２つのカテゴリへの間の任意の分割を提供し得る。
例えば、カテゴリＡは、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上、７つ以上、８つ以上、９つ以上、１０以上、１２以上、１５以上、１７以上、又は２０以上の滑走路を有する空港を含み得る。カテゴリＢは、１つ、２つ以下、３つ以下、４つ以下、又は５つ以下の滑走路を有する空港を含み得る。
カテゴリＡは、５０００フィート以上、６０００フィート以上、７０００フィート以上、８０００フィート以上、９０００フィート以上、１００００フィート以上、１１０００フィート以上、１２０００フィート以上、１３０００フィート以上、１４０００フィート以上、１５０００フィート以上、１６０００フィート以上、１７０００フィート以上、又は１８０００フィート以上の長さを有する少なくとも１つの滑走路を有する空港を含み得る。カテゴリＢは、本明細書に記載される長さのいずれかを有する滑走路を有さない空港を含み得る。幾つかの場合、
別の例では、カテゴリＡは、航空機を受け入れる１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上、７つ以上、８つ以上、１０以上、１２以上、１５以上、２０以上、３０以上、４０以上、又は５０以上のゲートを有する空港を含み得る。カテゴリＢは、航空機を受け入れるゲートがないか、又は航空機を受け入れる１つ以下、２つ以下、３つ以下、４つ以下、５つ以下、又は６つ以下のゲートを有し得る。
任意選択的に、カテゴリＡは、１０人以上、１２人以上、１６人以上、２０人以上、３０人以上、４０人以上、５０人以上、６０人以上、８０人以上、１００人以上、１５０人以上、２００人以上、２５０人以上、３００人以上、３５０人以上、又は４００人以上を収容可能な飛行機を受け入れ可能な空港を含み得る。カテゴリＢは、本明細書に記載されるような１人又は複数の人数を収容可能な飛行機を受け入れることができない空港を含み得る。例えば、カテゴリＢは、１０人以上、１２人以上、１６人以上、２０人以上、３０人以上、４０人以上、５０人以上、６０人以上、８０人以上、１００人以上、１５０人以上、２００人以上、２５０人以上、３００人以上、３５０人以上、又は４００人以上を収容するように構成された飛行機を受け入れることができない空港を含み得る。
別の例では、カテゴリＡは、１００マイル以上、２００マイル以上、３００マイル以上、４００マイル以上、５００マイル以上、６００マイル以上、８００マイル以上、１０００マイル以上、１２００マイル以上、１５００マイル以上、２０００マイル以上、３０００マイル以上、４０００マイル以上、５０００マイル以上、６０００マイル以上、７０００マイル以上、又は１０，０００マイル以上を停止せずに移動可能な飛行機を受け入れ可能な空港を含み得る。カテゴリＢは、本明細書に記載されるようなマイル数を停止せずに移動することが可能な飛行機を受け入れることができない空港を含み得る。例えば、カテゴリＢは、１００マイル以上、２００マイル以上、３００マイル以上、４００マイル以上、５００マイル以上、６００マイル以上、８００マイル以上、１０００マイル以上、１２００マイル以上、１５００マイル以上、２０００マイル以上、３０００マイル以上、４０００マイル以上、５０００マイル以上、６０００マイル以上、７０００マイル以上、又は１０，０００マイル以上を停止せずに移動可能な飛行機を受け入れることができない空港を含み得る。
別の例では、カテゴリＡは、約２００，０００ポンド超、約２５０，０００ポンド超、約３００，０００ポンド超、約３５０，０００ポンド超、約４００，０００ポンド超、約４５０，０００ポンド超、約５００，０００ポンド超、約５５０，０００ポンド超、約６００，０００ポンド超、約６５０，０００ポンド超、又は約７００，０００ポンド超の重量の飛行機を受け入れ可能な空港を含み得る。カテゴリＢは、本明細書に記載されるような重量を有する飛行機を受け入れることができない空港を含み得る。例えば、カテゴリＢは、約２００，０００ポンド超、約２５０，０００ポンド超、約３００，０００ポンド超、約３５０，０００ポンド超、約４００，０００ポンド超、約４５０，０００ポンド超、約５００，０００ポンド超、約５５０，０００ポンド超、約６００，０００ポンド超、約６５０，０００ポンド超、約７００，０００ポンド超の重量の飛行機を受け入れることができない空港を含み得る。
幾つかの実施態様では、カテゴリＡは、約３，０００フィート超、約４，０００フィート超、約５，０００フィート超、約６，０００フィート超、約７，０００フィート超、約８，０００フィート超、約９，０００フィート超、約１０，０００フィート超、又は約１２，０００フィート超の長さの飛行機を受け入れ可能な空港を含み得る。カテゴリＢは、本明細書に記載されるような長さを有する飛行機を受け入れることができない空港を含み得る。例えば、カテゴリＢは、約３，０００フィート超、約４，０００フィート超、約５，０００フィート超、約６，０００フィート超、約７，０００フィート超、約８，０００フィート超、約９，０００フィート超、約１０，０００フィート超、又は約１２，０００フィート超の長さの飛行機を受け入れることができない空港を含み得る。
異なる飛行規則又は規制を各カテゴリの飛行制限区域に適用し得る。一例では、カテゴリＡの場所は、カテゴリＢの場所よりも強い飛行制限を有し得る。例えば、カテゴリＡは、カテゴリＢよりも大きな飛行制限区域を有し得る。カテゴリＡでは、カテゴリＢよりも迅速なＵＡＶによる対応が求められ得る。例えば、カテゴリＡは、カテゴリＢで求められるよりも、カテゴリＡの場所から離れた距離でＵＡＶの着陸を自動的に開始し得る。
１つ又は複数のカテゴリＡ飛行制限区域２７０ａを提供し得、１つ又は複数のカテゴリＢ飛行制限区域２７０ｂ、２７０ｃを提供し得る。異なる飛行規則を各カテゴリに提供し得る。同じカテゴリ内の飛行規則は同じであり得る。
カテゴリＡの場所は、本明細書の他の箇所に記載される飛行制限規則等の飛行制限規則を課し得る。一例では、カテゴリＡは、図３に示される飛行制限規則等の飛行制限規則を課し得る。ＵＡＶは、第１の飛行制限近接ゾーン内で離陸することができないことがある。ＵＡＶは、第２の飛行制限近接ゾーンの飛行上昇限度の下で自在に飛行可能であり得る。ＵＡＶが飛行上昇限度の上であり、第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、ＵＡＶは強制的に、飛行上昇限度の下になるように降下され得る。ＵＡＶが第３の飛行制限近接ゾーン内にある場合、アラートを提供し得る。
カテゴリＢの場所は、カテゴリＡとは異なる飛行制限規則を課し得る。カテゴリＢの飛行制限規則の例は、本明細書の他の箇所に記載される飛行制限規則を含み得る。
幾つかの場合、カテゴリＢの場所の場合、第１の飛行制限近接ゾーンを提供し得、カテゴリＢの場所２７０ｂ、２７０ｃは第１の飛行制限近接ゾーン内にある。一例では、第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の第１の半径内のあらゆるものを含み得る。例えば、第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の０．６マイル（又は約１ｋｍ）内のあらゆるものを含み得る。第１の飛行制限近接ゾーンは、空港の第１の半径内のあらゆるものを含む略円形を有し得る。飛行制限近接ゾーンは、任意の形状を有し得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーン内にある場合、第１の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶは、空港の０．６マイル内にある場合、自動的に着陸し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶのオペレータからのいかなる入力もなく自動的に着陸してもよく、又はＵＡＶのオペレータからの入力を組み込んでもよい。ＵＡＶは、高度低減を自動的に開始し得る。ＵＡＶは、高度を所定のレートで低減してもよく、又は着陸するレートを決めるに当たり、場所データを組み込んでもよい。ＵＡＶは、着陸に望ましいスポットを見つけてもよく、又は任意の場所に即座に着陸してもよい。ＵＡＶは、着陸する場所を見つける際、ＵＡＶのオペレータからの入力を考慮に入れてもよく、又は入れなくてもよい。第１の飛行対応措置は、ユーザが空港近傍を飛行することを回避するようなソフトウェア措置であり得る。ＵＡＶが第１の飛行制限近接ゾーンにある場合、即時着陸シーケンスを自動的に開始し得る。ＵＡＶは、第１の飛行制限近接ゾーン内にある場合、離陸することができないことがある。
第２の飛行制限近接ゾーンは、空港周囲に提供し得る。第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の第２の半径内のあらゆるものを含み得る。第２の半径は、第１の半径よりも大きい半径であり得る。例えば、第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の１．２マイル（又は約２ｋｍ）内のあらゆるものを含み得る。別の例では、第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の１．２マイル内にあり、且つ空港の第１の半径（例えば、０．６マイル外にあるあらゆるものを含み得る。第２の飛行制限近接ゾーンは、空港の第２の半径内のあらゆるものを含む略円形又は空港の第２の半径内にあり、且つ空港の第１の半径外にあるあらゆるものを含む略リング形を有し得る。
ＵＡＶが第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、第２の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶが空港の１．２マイル内且つ空港の０．６マイル外にある（例えば、ＵＡＶが第１の半径の約０．６マイル又は約１ｋｍ内にある）場合、ＵＡＶは、アラートをＵＡＶのオペレータに送信し得る。代替的には、ＵＡＶが空港の１．２マイル内の任意の場所にある場合、アラートを提供し得る。ＵＡＶは、第２の飛行制限近接ゾーン内にある場合、本明細書の他の箇所に記載される任意の方法を介してユーザに警告し得る。そのようなアラートは、他の飛行対応措置と組み合わせて提供してもよく、又は単独で提供してもよい。ＵＡＶは、第２の飛行制限近接ゾーンから離陸できることがある。
第１及び／又は第２の飛行制限近接ゾーンの寸法の記述に使用される任意の数値は、単なる例として提供され、本明細書の他の箇所に記載されるような任意の他の距離閾値又は寸法で置き換えることができる。
上述したように、それ自体の規則セットを有する任意の数の異なるタイプのカテゴリを提供し得る。異なるカテゴリで異なる飛行対応措置をとり得る。異なる飛行対応措置は、飛行制限区域の異なる境界線に従って提供し得る。同じカテゴリでは同じ飛行対応措置をとり得る。様々なカテゴリは、サイズ、形状等において可変であり得る。様々なカテゴリに属する飛行制限区域は、世界中の任意の場所に配置し得る。そのような飛行制限区域及び異なるカテゴリについての情報は、ＵＡＶにオンボードでローカルにメモリに記憶し得る。ＵＡＶにオンボードで記憶された情報への更新を行い得る。カテゴリは、飛行制限区域のデータ又は特徴に基づいて割り当てるか、又は決定し得る。そのような情報は、飛行制限区域での更新及び／又は飛行制限区域が属するカテゴリを含み得る。そのような情報は、異なる飛行制限区域及び／又はカテゴリに対する飛行対応措置を含むこともできる。
ユーザは、ＵＡＶの飛行のウェイポイントをセットアップし得る。ＵＡＶは、ウェイポイントに飛行可能であり得る。ウェイポイントは、予め定義される場所（例えば、座標）を有し得る。ウェイポイントは、ＵＡＶをある場所から別の場所にナビゲートするか、又は経路を辿るための道であり得る。幾つかの場合、ユーザは、ソフトウェアを使用してウェイポイントを入力し得る。例えば、ユーザは、ウェイポイントの座標を入力し、及び／又はマップ等のグラフィカルユーザインタフェースを使用して、ウェイポイントを指定し得る。幾つかの実施形態では、ウェイポイントは、空港等の飛行制限区域においてセットアップすることができない。ウェイポイントは、飛行制限区域の所定の距離閾値内ではセットアップすることができない。例えば、ウェイポイントは、空港の所定の距離内にセットアップすることができない。所定の距離は、５マイル（又は８ｋｍ）等の本明細書の他の箇所に記載される任意の距離値であり得る。
ウェイポイントは、飛行制限近接ゾーン外で許可されることもあれば、又は許可されないこともある。幾つかの場合、ウェイポイントは、飛行制限区域の所定の距離内の飛行上昇限度の下で許可し得る。代替的には、ウェイポイントは、飛行制限区域の所定の距離内の飛行上昇限度の下で許可されないことがある。幾つかの場合、ウェイポイント及びウェイポイント安全規則についての情報を示すマップを提供し得る。
本明細書では、略円形又は略リング形を有する飛行制限近接ゾーンが主に説明されたが、飛行制限区域は、上述したように、任意の形状を有し得、任意の形状を有する飛行制限区域に対して、本明細書に記載される措置を等しく適用可能である。多くの場合、不規則形状を有する飛行制限ゾーンを提供することが望ましいことがある。例えば、円形又は矩形等の規則正しい形状を有する飛行制限ゾーンは、過大包摂又は過小包摂であり得る（例えば、図７）。
図５は、規則正しい形状２００Ｄ及び不規則形状２０２ｄを有する飛行制限ゾーンを提供する。図５は、区域２１０ｄの境界近傍（例えば、国境近傍、空港の境界、又は空港滑走路の境界）で課される飛行制限ゾーンを表し得る。境界線は、任意の２つの区域の間に提供し得る。区域は、異なる飛行制限がある場合、異なる飛行制限を含み得る。境界線は、区域を囲む閉じた境界線であってもよく、又は空域を囲まない開かれた境界線であってもよい。例えば、閉じた境界線は、空港周囲の境界線であり得る（例えば、空港を囲む）。例えば、開かれた境界線は、陸地と水域との間の海岸線であり得る。法域境界線を異なる法域（例えば、国、州、県、市、町、地所等）間に提供し得る。例えば、境界線は、米国とメキシコ等の２つの国の間にあり得る。例えば、境界線は、カリフォルニア州とオレゴン州等の２つの州の間にあり得る。飛行制限ゾーンは、境界２１０ｄ等の境界線（例えば、国境）を跨ぐことを阻止するように提供し得る。矩形２００ｄを有し、境界２１０ｄをカバーする飛行制限ゾーンの場合、境界線よりもはるかに多くを包含するエリアをカバーし得、飛行制限ゾーンは過大包摂であり得る。例えば、飛行制限ゾーンに１つ又は複数の飛行対応措置を関連付け得る。飛行対応は、ＵＡＶが飛行制限ゾーンに入らないようにすることであり得る。飛行制限ゾーン内で飛行が禁止される場合、２０４ｄ、２０６ｄ、及び２０８ｄ等のＵＡＶが自在に航行可能又はアクセス可能であるはずの座標は、飛行制限ゾーン２００ｄに起因してアクセス不可能であり得る。
それとは対照的に、不規則形状を有する飛行制限ゾーンは、所望の境界線を密に模倣し得、ＵＡＶが、区域を航行するに当たりより大きな自由度を持てるようにし得る。不規則形状を有する飛行制限ゾーンは、規則正しい形状を有する複数の飛行制限要素により生成し得る。飛行制限要素は、境界線に沿った点を中心とし得、ここで、点は、本明細書において更に後述するように決定される。例えば、飛行制限ゾーン２０２ｄは、飛行制限要素２０３ｄ等の複数の円柱形飛行制限要素で構成される。例えば、規則正しい形状を有する複数の飛行制限要素は互いに重なり、一緒になって、不規則形状を有する飛行制限ゾーンを形成し得る。これにより、境界線のトレース又は区域（例えば、囲まれた区域）の充填が可能になり得る。規則正しい形状の中心点は、境界に沿うか、境界内にあるか、又は境界外にあり得る。規則正しい形状の中心点は、規則的又は不規則的に離間配置し得る。しかし、そのような情報の記憶に必要なデータベース及びそのような複数の飛行制限要素の処理に必要な計算力は大きくなり得る。代替的には、不規則形状を有する飛行制限ゾーンは、複数の飛行制限ストリップで構成し得る。
図６は、複数の飛行制限ストリップ（本明細書では飛行制限ストリップと呼ぶこともある）により定義される飛行制限ゾーンを提供する。飛行制限ゾーンのサイズ又は形状は、境界線の形状に基づいて選択し得る。境界線の場所に関するデータは、１つ又は複数のプロセッサを使用して取得し得る。例えば、１つ又は複数のプロセッサは、第三者データソース等のデータベースから、境界線の場所又は境界線に関する情報をダウンロードし得る（例えば、自動的又はコマンドにより）。例えば、ユーザは、境界線の場所に関するデータを入力し得る。幾つかの場合、ユーザは、本明細書に記載のように、許可ユーザであり得る。区域の境界線は、線で結ばれた点の集まりとして表され得る。境界線に沿った点は、手動で決定し得る。幾つかの場合、境界線に沿った点は、許可ユーザにより手動で制御し得る。境界線に沿った点は、自動的に決定し得る。例えば、１つ又は複数のプロセッサが、境界線に沿った複数の点を選択し得る。点は、境界線の形状に基づいて選択し得る。境界線に沿った点は、事前に又はリアルタイムで決定し得る。境界線に沿った点は、境界線の座標点（例えば、環境の局所マップを通して受信される）に基づいて決定し得る。例えば、境界線に沿った点は、境界線に沿った座標点の変更（例えば、経度及び／又は緯度の変更）に基づいて決定し得る。境界線に沿った点は、互いから等距離であり得る。境界線に沿った点は、互いの間に不等な距離のものであり得る。例えば、図５の境界線２１０ｄは、図６の境界線２１０ｅに示されるような点と線の集まりとして表し得る。境界線２１０ｅは５本の直線で構成され、各線は２つの端点を有する。境界線の各直線は、本明細書では、飛行制限線と呼ばれ得る。各飛行制限線は、飛行制限ストリップの縦軸を表し得る。例えば、飛行制限線２０５ｅは、飛行制限ストリップ２０６ｅの縦軸を表す。飛行制限ストリップは、１つ又は複数のプロセッサを使用して決定された境界線に沿った点から生成し得る。
飛行制限ストリップは、縦軸及び横軸を含み得る。飛行制限ストリップは、長さ及び幅を含み得る。幾つかの場合、長さは、飛行制限線の長さに略等しい長さであり得る。幾つかの場合、幅は、例えば、所望の境界線又は包囲のパラメータに基づいて、１つ又は複数のプロセッサにより決定し得る。代替的には、長さは、他のパラメータ（例えば、法律及び規制等の関連する条項）に基づいて予め決定又は設定し得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップは、幅よりも長い長さを含み得る。飛行制限ストリップの長さは、飛行制限ストリップの幅よりも少なくとも１０％、２５％、５０％、７５％、１００％、２００％、５００％、又は５００％超、長い。幾つかの場合、飛行制限ストリップは、長さ、幅、及び１つ又は複数の座標により定義し得る。１つ又は複数の座標は、飛行制限ストリップの中心座標を含み得る。代替又は追加として、１つ又は複数の座標は、飛行制限線の縦軸に沿った端部座標等の他の座標を含み得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップは、向きにより更に定義し得る。向きは、例えば、所与の座標系に対する角度を含み得る。角度は、約５°以下、約１０°以下、約１５°以下、約３０°以下、約４５°以下、約６０°以下、約７５°以下、約９０°以下、約１２０°以下、約１５０°以下、又は約１８０°以下であり得る。
飛行制限ストリップは、幾何学的形状等の１つ又は複数の形状により定義し得る。例えば、幾何学的形状は、円及び／又は矩形を含み得る。幾つかの場合、幾何学的形状は、第１の円及び第２の円と、第１の円及び第２の円に接して延びる線とにより囲まれたエリアを含み得る。幾つかの場合、幾何学的形状は、任意の多角形又は円形を含み得る。
本明細書に更に説明するように、１つ又は複数の飛行制限ストリップを使用して、飛行制限ゾーンを生成及び／又は定義し得る。例えば、１つ又は複数の飛行制限ストリップのエリアは一緒に、飛行制限ゾーンを定義し得る。幾つかの場合、１つ又は複数の飛行制限ストリップは、エリアを囲み得る。１つ又は複数の飛行制限ストリップにより囲まれたエリアは、飛行制限ゾーンを定義し得る。幾つかの場合、１つ又は複数の飛行制限ストリップにより囲まれた区域外のエリアは、飛行制限ゾーンを定義し得る。飛行制限ゾーンを生成又は定義する１つ又は複数の飛行制限ストリップは、同じ形状、長さ、及び／又は幅を含み得る。飛行制限ゾーンを生成又は定義する１つ又は複数の飛行制限ストリップは、異なる形状、長さ、及び／又は幅を含み得る。
幾つかの場合、飛行制限ストリップは、それぞれ半径Ｒ１及びＲ２を有し、それぞれ飛行制限線の２つの端点に中心を有する２つの円により定義し得る。２つの円は、２つの円に接して延びる２本の線により結ばれ得る。２つの円及び接線により囲まれたエリアは、飛行制限ストリップを表し得る。例えば、飛行制限ストリップ２０６ｅは、点Ａを中心とした半径ＲＡの円、点Ｂを中心とした半径ＲＢの円、並びに２つの円の接線２０８ｅ及び２０９ｅにより囲まれたエリアにより定義される。飛行制限線の２つの端点は、対として提供し得る。したがって、飛行制限ストリップは、意図される境界線区域を正確に模倣し得、意図されない飛行制限ストリップ（例えば、図６において点Ｂから点Ｃに延びる）は生じ得ない。飛行制限ストリップ２０６ｅは、点Ａ及びＢを中心とした２つの円により定義されるが、円形は限定を意味せず、正方形、台形、矩形等の任意の形状が使用可能なことを理解されたい。そのような場合、飛行制限ゾーンは、２つの端部を中心とした形状と、２つの形状に接する２本の線とにより定義し得る。
半径Ｒ１及びＲ２は、データベースにおいて構成可能であり得る。半径Ｒ１及びＲ２は、等しくてもよく、又は等しくなくてもよい。半径Ｒ１及びＲ２は、飛行制限ストリップに幅を与えるように設定し得る。半径Ｒ１及びＲ２は、任意の所望の半径に設定し得る。半径は、考慮中の飛行制限区域のタイプに依存し得る。例えば、国境に関係する飛行制限区域では、半径は、約１００ｋｍ以下、約５０ｋｍ以下、約２５ｋｍ以下、約１０ｋｍ以下、約５ｋｍ以下、約２ｋｍ以下、又は約１ｋｍ以下であり得る。例えば、空港の境界線に関係する飛行制限区域の場合、半径は、約５００ｍ以下、約２００ｍ以下、約１００ｍ以下、約５０ｍ以下、約２０ｍ以下、約１０ｍ以下、又は約５ｍ以下であり得る。代替的には又は組み合わせて、半径は、境界線自体の形状（例えば、傾斜度）に基づいて選択し得る。例えば、捻れた境界又はループになった境界では、より大きな半径を選択して、ループ全体をカバーし得る。代替的には又は組み合わせて、半径は、現実世界の考慮事項に基づいて選択し得る。例えば、２国間に領土問題がある場合、１００ｋｍ等のより大きな半径を設定して、国境エリアが飛行制限ストリップでカバーされることを保証し得る。半径Ｒ１及びＲ２はそれぞれ、約５０ｋｍ以下、約２５ｋｍ以下、約１０ｋｍ以下、約５ｋｍ以下、約２ｋｍ以下、約１ｋｍ以下、約５００ｍ以下、約２００ｍ以下、約１００ｍ以下、約５０ｍ以下、約２０ｍ以下、約１０ｍ以下、又は約５ｍ以下であり得る。半径は、ＵＡＶが飛行制限区域に近すぎる場所を飛行することができないように、幅又は緩衝を与え得る。例えば、半径は、ＵＡＶが国境又は空港に近すぎる場所を飛行することができないように、飛行制限ストリップに幅又は緩衝を与え得る。代替的には又は組み合わせて、半径は、飛行制限ストリップ及び／又は飛行制限ゾーンと相互作用するＵＡＶのパラメータに応じて選択し得る。例えば、半径は、ＵＡＶの速度性能、加速性能、及び／又は減速性能に基づいて選択して、例えば、ＵＡＶが飛行制限ストリップの幅を超えることができないことを保証し得る。
飛行制限ストリップの長さ（例えば、飛行制限ストリップ２０６ｅの線２０５ｅの長さ）は、考慮中の飛行制限区域のタイプに依存し得る。例えば、国境に関係する飛行制限区域の場合、各飛行制限ストリップの長さは、約５００ｋｍ以下、約２００ｋｍ以下、約１００ｋｍ以下、約６５ｋｍ以下、約５０ｋｍ以下、約２５ｋｍ以下、約１０ｋｍ以下、約５ｋｍ以下、約２ｋｍ以下、又は約１ｋｍ以下であり得る。例えば、空港の境界線に関係する飛行制限区域の場合、各飛行制限ストリップの長さは、約１０，０００フィート以下、約５，０００フィート以下、約２，０００フィート以下、約１，０００フィート以下、約５００フィート以下、約２００フィート以下、又は約１００フィート以下であり得る。代替的には又は組み合わせて、飛行制限ストリップの長さは、境界線自体の形状に基づいて選択し得る。例えば、捻れた境界線又はループになった境界線の場合、境界線を密にトレーするため、より小さな長さを選択し得る。各飛行制限ストリップの長さは、約５００ｋｍ以下、約２００ｋｍ以下、約１００ｋｍ以下、約６５ｋｍ以下、約５０ｋｍ以下、約２５ｋｍ以下、約１０ｋｍ以下、約５ｋｍ以下、約２ｋｍ以下、約１ｋｍ以下、約２、０００フィート以下、約１，０００フィート以下、約５００フィート以下、約２００フィート以下、又は約１００フィート以下であり得る。
飛行制限線は、関連付けられた１つ又は複数の飛行制限ストリップを有し得る。例えば、図６は、関連付けられた２つの飛行制限ストリップ２１４ｅ、２１６ｅを有する飛行制限線２１２ｅを示す。各飛行制限線は、関連付けられた１つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、又は６つ以上の飛行制限ストリップを有し得る。ＵＡＶは、実質的に本明細書に記載されるように、ＵＡＶがいる飛行制限ストリップに応じて異なる飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶは、飛行制限ストリップ２１４ｅ内に側方から移動することが禁じられ得る。ＵＡＶが飛行制限ストリップ２１４ｅ内にある場合、第１の飛行対応措置をとり得る（例えば、自動的に着陸）。ＵＡＶが飛行制限ストリップ２１６ｅ内にある場合、第２の飛行対応措置をとり得る（例えば、所定の期間以内に着陸するようにＵＡＶのオペレータに促す）。飛行対応措置は、ＵＡＶの動作に影響を及ぼし得る。飛行対応措置は、ユーザからＵＡＶの制御権をとり、ユーザからＵＡＶの制御権をとる前に、是正措置をとる限られた時間をユーザに提供し、高度制限を課し、及び／又はアラート又は情報をＵＡＶに提供し得る。
飛行制限ストリップは、データベースに記憶するために、特徴円に抽象化（例えば、変換）し得る。特徴円は、中心座標ＣＦ及び半径ＲＦにより定義し得る。ＣＦは、飛行制限線の中心座標をとることにより取得し得る。ＲＦは、式
を用いて取得し得、式中、Ｒは
に等しく、Ｒ１は飛行制限ストリップの第１の円の半径であり、Ｒ２は飛行制限ストリップの第２の円の半径であり、Ｌは飛行制限線の長さである。したがって、Ｒ１＝Ｒ２の場合、特徴円は、中心座標Ｒ及びＬにより表し得る。そのような情報の記憶に必要なデータベース及び複数の飛行制限ストリップの処理に必要な計算力は、小さくてよい。飛行制限ストリップは、区域の境界線を完全にカバーし得る。例えば、飛行制限ストリップは、米国−メキシコ国境等の法域の境界線を完全にカバーし得る。飛行制限ゾーン（例えば、複数の飛行制限ストリップで構成される）は、ＵＡＶに飛行対応をとらせ得る。例えば、飛行制限区域では、ＵＡＶは区域の境界線を越えることが阻止され得、ＵＡＶが区域の境界線において離陸することが阻止され得、ＵＡＶが飛行制限区域に入る場合、ＵＡＶを強制的に着陸させ得る等である。
幾つかの場合、１つ又は複数の飛行制限ストリップは、包囲エリアを定義し得る。エリアは凸部を含み得る。エリアは凹部を含み得る。幾つかの場合、複数の飛行制限ストリップにより、多角形エリアを定義し得る。例えば、複数の飛行制限ストリップにより、線で結ばれた３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０、又は１１以上の頂点を含むエリア又は区域を定義し得る。例えば、複数の飛行制限ストリップにより、三角形、矩形、五角形、六角形、七角形、八角形のエリア等の多角形エリアを定義し得る。幾つかの場合、多角形エリアを表すことができる飛行制限ストリップの数は、エリアの頂点の数に対応し得る。多角形は、規則正しくてもよく、又は不規則であってもよい。規則正しい多角形は、等角及び等辺であり得る。不規則な多角形は、等角及び等辺ではないことがある。本明細書に記載されるような飛行制限ストリップは、不規則多角形により定義することができるか、又は不規則多角形を模倣することができる区域の周囲に飛行制限ゾーンを提供する効率的な方法を提示し得る。
１つ又は複数の飛行制限ストリップ及び／又は飛行制限ゾーンに関する情報は、ＵＡＶにオンボードで記憶し得る。代替又は追加として、１つ又は複数の飛行制限ストリップ及び／又は飛行制限ゾーンについての情報は、ＵＡＶからオフボードのデータソースからアクセスし得る。情報は、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに関連する任意の情報を含み得る。例えば、情報は、１つ又は複数の飛行制限ストリップ又はゾーンの場所を含み得る。例えば、情報は、飛行制限ストリップの形状又はサイズ（例えば、長さ又は幅）を含み得る。例えば、情報は、１つ又は複数の飛行制限ストリップを定義する幾何学的形状に関する情報を含み得る。例えば、情報は、飛行制限ゾーンの形状又はサイズを含み得る。幾つかの場合、インターネット又は別のネットワークにアクセス可能な場合、ＵＡＶは、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに関する情報をサーバからオンラインで取得し得る。１つ又は複数の飛行制限ストリップ又は飛行制限ゾーンにはそれぞれ、１つ又は複数の飛行対応措置を関連付け得る。１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶにオンボードで記憶し得る。代替又は追加として、１つ又は複数の飛行対応措置についての情報は、ＵＡＶからオフボードでデータソースからアクセスし得る。例えば、インターネット又は別のネットワークにアクセス可能な場合、ＵＡＶは、飛行対応措置に関する情報をサーバからオンラインで取得し得る。ＵＡＶの場所は、本明細書において上述したように特定し得る。１つ又は複数の飛行制限ストリップ又は飛行制限ゾーンに対するＵＡＶの位置を特定し得る。特定された位置情報に基づいて、１つ又は複数の飛行対応措置をとり得る。例えば、ＵＡＶは、飛行制限ゾーン内にある場合、自動的に着陸し得る。ＵＡＶは、飛行制限ゾーンの近傍にある場合、ゾーンに入ることを回避し得る。
図２０は、実施形態による、複数の飛行制限ストリップにより定義される不規則多角形エリアを示す。幾つかの場合、多角形エリア２０００は、幾つかの飛行制限線、例えば、飛行制限線２００２、２００４、２００６、２００８、及び２０１０により定義し得る。飛行制限線は、飛行制限ゾーンの提供が望ましい区域、例えば、区域２０１２の境界線を表し得る。多角形エリアは、任意の数の飛行制限線により定義し得、任意の形状、例えば、任意の多角形を含み得る。例えば、多角形エリアは、三角形、矩形、五角形、六角形、七角形、又は八角形エリアであり得る。
例えば、図２０では、多角形エリアは、５本の飛行制限線２００２、２００４、２００６、２００８、及び２０１０により定義される五角形区域であり得る。同じ又は異なる長さの飛行制限線（例えば、飛行制限ストリップに対応する）が、囲まれたエリアを定義し得る（例えば、五角形区域）。５本それぞれの飛行制限線は、端点を含み得る。飛行制限ストリップは、本明細書において上述したように、例えば、関連する半径を選択又は決定することにより、飛行制限線のそれぞれの周囲に提供し得る。幾つかの場合、異なる半径又は幅の飛行制限ストリップを使用して、エリアを囲み得る。代替的には、同じ半径又は幅の飛行制限ストリップを使用して、エリアを囲み得る。各飛行制限ストリップは、同じ形状（例えば、円形及び矩形等の同じ幾何学的形状）により定義し得る。幾つかの場合、各飛行制限ストリップを定義する形状は、第１の円及び第２の円と、第１の円及び第２の円に接して延びる線とにより囲まれたエリアを含み得る。代替的には、各飛行制限ストリップは、異なる形状により定義し得る（例えば、１つの飛行制限ストリップは円形及び矩形を含み得、一方、別の飛行制限ストリップは矩形で構成し得る）。八角形により表すことができる区域（例えば、境界線）が、例示を目的として示されるが、本明細書に記載される飛行制限ストリップにより、任意の区域（例えば、閉じられた区域又は開かれた区域、規則正しい区域又は不規則な区域）を表し得ることを理解されたい。
飛行制限ストリップは、エリア又は区域２０１２を囲み得る。幾つかの場合、飛行制限線の端点が重なって、区域を囲み得る。代替的には、飛行制限線の端点は重なり得ない。例えば、飛行制限線の端点は、中点（又は端点ではない任意の他の領域）で重なって、区域を囲み得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップは一緒に結び付いて、ループを形成するか、又は重なって区域を囲み得る。この場合、飛行制限線の端点は重なり得るか、又は飛行制限ストリップがなお重複するように、重複せずに十分に近いことができる。幾つかの場合、飛行ストリップは重複せず、互いと接して触れ、区域を囲み得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップの形状は、重複を形成し、及び／又は区域を囲むのに特に適し得る。例えば、端部において２つの円を含む飛行制限ストリップは、円を含む他の飛行制限ストリップとの重複に特に適し得、その理由は、重複する区域が、容易に定義及び／又は計算される平滑な区域を含み得るためである。例えば、端部に円を含む飛行制限ストリップは、端部に円を含む別の飛行制限ストリップと完全に重複し得る（例えば、飛行制限線の端部が重複し、飛行制限ストリップの幅が同じである場合）。例えば、第１の飛行制限ストリップの１つの端部円を定義する座標及び半径は、第２の飛行制限ストリップの端部円を定義することもできる。例えば、円２０１６は、飛行制限ストリップ２０１８の円を表し得るが、飛行制限ストリップ２０２０の円を表すこともできる。
飛行制限ストリップ２０１８、２０２０、２０２２、２０２４、及び２０２６は一緒に、飛行制限ゾーンを定義し得る。飛行制限ストリップのエリア又は飛行制限ストリップ内のエリアには、本明細書において上述した飛行対応措置を関連付け得る。幾つかの場合、区域２０１２を囲む飛行制限ストリップ２０１８、２０２０、２０２２、２０２４、及び２０２６内の各エリアには、同じ組の飛行対応措置を関連付け得る。例えば、５つの飛行制限ストリップにはそれぞれ、ＵＡＶが飛行制限ストリップに入らないようにする飛行対応措置を関連付け得る。代替的には、異なる飛行制限ストリップには異なる飛行対応措置を関連付け得る。例えば、飛行制限ストリップ２０１８、２０２０、２０２２、及び２０２４には、ＵＡＶが飛行制限ストリップに入らないようにする飛行対応措置を関連付け得、一方、飛行制限ストリップ２０２６には、飛行制限ストリップ内での飛行を許可しながら、ＵＡＶのオペレータにアラートを送信する飛行対応措置を関連付け得る。幾つかの場合、ＵＡＶは、飛行制限ストリップ外の区域で飛行することが許可され得る。例えば、ＵＡＶは、区域２０１２及び／又は２０１４で飛行することが許可され得る。
幾つかの場合、飛行制限ストリップに関連して、飛行対応措置が関連付けられた飛行制限ゾーンを区域２０１２において生成し得る。飛行制限ゾーンは、飛行制限ストリップ自体のエリアにより定義される飛行制限ゾーンへの代替又は追加として、区域２０１２において生成し得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップにより囲まれたエリア２０１２に、飛行対応措置を関連付け得る。例えば、座標又は位置（例えば、ＵＡＶ位置）が、囲まれたエリア内にあるか否かは、飛行制限ストリップに関する情報を利用することにより、図式方法を介して判断し得、ＵＡＶに飛行対応措置を遵守させ得る。
限られた数のみの（例えば、エリアを囲むのに十分な）飛行制限ストリップが、飛行制限ストリップにより囲まれる飛行制限ゾーンの定義に必要であり得る。限られた数の飛行制限ストリップは、大きな飛行制限ゾーンであってもその定義に十分であり得る。位置（例えば、ＵＡＶ位置）が、囲まれた区域内にあるか否かの計算に必要なデータ量及び／又は処理性能は、例えば、必要な飛行制限ストリップの使用数が限られていることに起因して、小さくてよい。幾つかの場合、飛行制限ストリップを用いて区域を囲むことにより飛行制限ゾーンを定義することは、約１００ｍ２以上、約５００ｍ２以上、約１０００ｍ２以上、約２５００ｍ２以上、約５０００ｍ２以上、約１００００ｍ２以上、約２００００ｍ２以上、又は約５００００ｍ２以上の面積に適し得る。
飛行制限ストリップにより囲まれたエリアには、周囲の飛行制限ストリップと同じ組の飛行対応措置を関連付け得る。例えば、区域２０１２内又は任意の飛行制限ストリップのＵＡＶは、離陸が回避され得る（例えば、飛行制限ストリップ内で直接ではない場合であっても）。例えば、不注意で、又はエラーを通して区域２０１２又は任意の飛行制限ストリップ内に行き着いたＵＡＶは強制的に着陸させられ得るか、又は区域（例えば、飛行制限ゾーン）外に飛行するように強制され得る。代替的には、飛行制限ストリップにより囲まれたエリア２０１２には、飛行制限ストリップと異なる組の飛行対応措置を関連付け得る。例えば、飛行制限ストリップには、ＵＡＶが飛行制限ストリップに入らないようにする飛行対応措置が関連付けられ得、一方、飛行制限ストリップにより囲まれた区域（例えば、飛行制限ゾーン）には、区域２０１２内にいる場合、ＵＡＶを強制的に着陸させる飛行対応措置を関連付け得る。
幾つかの場合、飛行対応措置が関連付けられた飛行制限ゾーンは、飛行制限ストリップにより囲まれる区域外のエリアにおいて生成し得る。飛行制限ストリップにより囲まれた区域外のエリアは、本明細書では、区域外と呼ばれ得る。飛行制限ゾーンは、飛行制限ストリップ自体のエリアにより定義される飛行制限ゾーン及び／又は飛行制限ストリップにより囲まれた区域内の飛行制限ゾーンへの代替又は追加として、区域外において生成し得る。例えば、区域２０１４内のＵＡＶは、離陸が回避され得る。例えば、不注意で、又はエラーを通して区域２０１４に行き着いたＵＡＶは強制的に着陸させられ得るか、又はその区域から出て区域２０１２に飛行するように強制され得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップは、ＵＡＶが自在に動作することが許可された包囲エリア２０１２を提供し得る。許可エリア（例えば、包囲エリア）外のエリアには、特定の規則を守るようにＵＡＶを強制させる飛行対応措置を関連付け得る。幾つかの場合、包囲エリア２０１２を除くエリアには、飛行制限ストリップと同じ組の飛行対応措置を関連付け得る。代替的には、包囲エリアを除くエリアには、飛行制限ストリップと異なる組の飛行対応措置を関連付け得る。
幾つかの場合、複数の飛行制限ストリップは区域を埋め得る。区域は、本明細書において上述したように、多角形エリア（例えば、規則正しい又は不規則）であり得る。区域は、実質的に図２０に記載されるように、飛行制限ストリップにより囲まれた区域であり得る。代替的には、区域は閉じられず、それにもかかわらず、複数の飛行制限ストリップにより埋められ得る。図２１は、実施形態による、不規則な多角形エリアを埋める複数の飛行制限ストリップを示す。不規則な多角形エリアは、複雑な形状２１００を有し得る。エリアを埋める複数の飛行制限ストリップは、飛行対応措置に関連付けられた飛行制限ゾーンを定義し得る。幾つかの場合、座標又は位置（例えば、ＵＡＶ位置）が飛行制限ゾーン内にあるか否かは、反復的又は再帰的方法、例えば、現在のポイントが、エリアを埋める複数の飛行制限ストリップのいずれか１つの内部にあるか否かを反復的又は再帰的に判断することを介して判断され得る。
区域を埋める飛行制限ストリップは、実質的に非重複であり得る。代替的には、区域を埋める飛行制限ストリップは、重複し得る。幾つかの場合、区域を埋める飛行制限ストリップは、略平行し得る。代替的には、区域を埋める飛行制限ストリップは、平行せず、互いに直交するか、又は互いと任意の角度を有し得る。幾つかの場合、区域内の飛行制限ストリップは、飛行制限ストリップの行及び／又は列を含み得る。
区域内の各飛行制限ストリップは、同じ幅を含み得る。幾つかの場合、区域内の異なる飛行制限ストリップは、異なる幅を含み得る。例えば、各飛行制限ストリップの幅は、区域の形状又はＵＡＶのパラメータにより定義し得る。区域内の各飛行制限ストリップは、異なる長さを含み得る。例えば、各飛行制限ストリップの長さは、区域の形状により定義し得る。幾つかの場合、区域内の各飛行制限ストリップは、同じ長さを含み得る。区域内の各飛行制限ストリップは、同じ幾何学的形状、例えば、端部では円形及び中央部分では矩形により定義し得る。私幾つかの場合、区域内の異なる飛行制限ストリップは、異なる幾何学的形状により定義し得る。
幾つかの場合、飛行制限ストリップは、区域２１００を複数のセクションに分割し得る。幾つかの場合、飛行制限ゾーンは、複数のセクションのうちの少なくとも１つ内に提供し得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップは、区域内に１つ又は複数の区分線（例えば、分割線）を形成し得る。区域２１００は、区分線に応じて異なるセクションに分割し得る。例えば、飛行制限ストリップ２１０２は、区分線の例であり得る。幾つかの場合、異なる飛行制限ゾーン（例えば、異なる飛行対応措置が関連付けられる）を区分線の異なる側に提供し得る。幾つかの場合、飛行制限ゾーンは、区分線の両側の複数のセクションのうちの少なくとも１つに提供し得る。飛行制限ストリップは、例えば、図２１に示されるように、区域を完全に埋め得る。代替的には、区域内には、飛行制限ストリップによりカバーされないエリアがあり得る。
幾つかの場合、区域２１００内の異なる飛行制限ストリップには、同じ組の飛行対応措置を関連付け得る。代替的には、区域２１００内の異なる飛行制限ストリップには、異なる組の飛行対応措置を関連付け得る。例えば、飛行制限ストリップ２１０４では、ＵＡＶの飛行が許可され得、一方、他の飛行制限ストリップでは、ＵＡＶの飛行が回避され得る。幾つかの場合、ＵＡＶは、飛行制限ゾーン内の選択された飛行制限ストリップを通してのみ、入出し得る。例えば、飛行制限ストリップ２０１４は、区域２１００を横切る単一のルートを提供し得る。飛行の許可又は飛行の禁止が主に、本明細書において説明されるが、飛行制限ストリップに、例えば、搭載物操作、アラートの送信等に関連する、本明細書において上述した飛行対応措置のいずれかを関連付け得ることを理解されたい。
飛行制限ゾーンを埋めることは、比較的複雑な形状を含むエリアに適し得る。飛行制限ゾーンを埋めることは、設定された数の飛行制限ストリップでエリアを定義し、囲む必要がないため、比較的複雑な形状のエリアに適し得る。飛行制限ゾーンを埋めることは、例えば、必要とされるデータ記憶及び処理負荷に起因して、エリアを単に囲むことと比較して、比較的小さなエリアに適し得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップで区域を埋めることにより飛行制限ゾーンを定義することは、約１００ｍ２以下、約５００ｍ２以下、約１０００ｍ２以下、約２５００ｍ２以下、５０００ｍ２以下、約１００００ｍ２以下、約２００００ｍ２以下、又は約５００００ｍ２以下のエリアに適し得る。幾つかの場合、区域を埋めることにより飛行制限ゾーンを定義することは、エリアの形状の複雑性及びエリアのサイズの両方に依存し得る。例えば、エリアが複雑なほど、エリアが大きい場合であっても、区域を埋めることにより飛行制限ゾーンを定義するほうが適し得る。
幾つかの場合、本明細書で参照される飛行対応措置は、ＵＡＶに関連付けられた特性又はパラメータに依存し得る。例えば、飛行対応措置は、ＵＡＶの場所及び／又は移動特性に依存し得る。幾つかの場合、飛行対応措置は、ＵＡＶが飛行制限ストリップ外にある場合、飛行制限ストリップに関連して提供し得る。図２２は、実施形態による、ＵＡＶを制御する方法２２００を示す。ステップ２２０１において、１つ又は複数の飛行制限ストリップを評価し得る。例えば、飛行制限ストリップの場所を評価し得る。例えば、飛行制限ストリップのサイズ又は形状等の飛行制限ストリップの他のパラメータを評価し得る。
飛行制限ストリップは、実質的に本明細書に記載されるようなものであり得る。例えば、各飛行制限ストリップは、１つ又は複数の幾何学的形状、例えば、円、矩形等を使用して定義し得る。幾つかの場合、幾何学的形状は、第１の円及び第２の円と、第１の円と第２の円に接して延びる線とにより囲まれるエリアであり得る。飛行制限ストリップは、長さ及び幅を含み得る。幅は、本明細書において上述したように決定し得る。例えば、飛行制限ストリップの幅は、飛行制限ストリップと相互作用するＵＡＶが飛行制限ゾーンに侵入しないことを保証するように、定義し得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップの最小幅は、飛行制限ゾーン内に直接、最大レベル飛行速度で飛行中のＵＡＶが、最大ブレーキ、減速、又は逆加速が適用されるとき、飛行制限ゾーンに侵入しないことを保証するように定義し得る。
幾つかの場合、１つ又は複数の飛行制限ストリップは、飛行制限ゾーンを生成し得る。例えば、飛行制限ゾーンは、境界線をトレースするか、又はエリア、例えば、不規則な多角形エリアを囲む１つ又は複数の飛行制限ストリップにより生成し得る。幾つかの場合、複数の飛行制限ストリップは、一緒に接続されて、ループを形成し得る（例えば、エリアを囲み得る）。複数の飛行制限ストリップは、重複し得（例えば、端部において）、区域を囲み得る。飛行制限ストリップにより囲まれるエリア又は区域（例えば、ループ）は、飛行制限ゾーンを定義し得る。代替的には、飛行制限ゾーンは、ループ外に提供し得る。幾つかの場合、１つ又は複数の飛行制限ストリップは実質的に、エリアを埋めて、飛行制限ゾーンを生成し得る。幾つかの場合、１つ又は複数の飛行制限ストリップは、図２１に関して実質的に説明したように、エリアを複数のセクションに分割し得る。異なる飛行制限ゾーンをエリア内に提供し得る。
本明細書で参照されるような飛行制限ストリップ及び／又は飛行制限ゾーンは、１つ又は複数のプロセッサを用いて生成し得る。飛行制限ゾーンは、１つ又は複数の飛行制限ストリップを使用して生成し得る。１つ又は複数のプロセッサは、ＵＡＶからオフボードであり得る。例えば、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンは、ＵＡＶからオフボードのデータベースにおいて生成し得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンは、サーバ、例えば、クラウドサーバにおいて生成し得る。幾つかの場合、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンは、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンと相互作用し得るＵＡＶと関連がない第三者により生成し得る。例えば、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンは、政府機関により生成又は管理し得る。例えば、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンは、推奨される飛行制限区域を生成し記憶するプラットフォームを提供する当事者により生成し得る。幾つかの場合、ＵＡＶは、生成された飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに従うことを望み得る。幾つかの場合、ＵＡＶは、適切な飛行対応措置を課すに当たり、生成された飛行制限ストリップ及び／又はゾーンを利用することを望み得る。幾つかの場合、生成された飛行制限ストリップ及び／又はゾーンは、ＵＡＶに送り得る。例えば、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンについての情報は、ＵＡＶのコントローラ（例えば、飛行コントローラ）に送り得る。ＵＡＶは、送られた情報に応答して、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに関連付けられた適切な飛行対応措置に従うことが求められ得る。飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに関する情報は、第三者又は政府機関からＵＡＶに送り得る。飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに関する情報は、有線接続及び／又は無線接続を介してＵＡＶに送り得る。代替的には、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンは、ＵＡＶにオンボードの１つ又は複数のプロセッサを用いて生成し得る。飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに関する情報は、任意の所与の間隔で、例えば、一定間隔又は不規則な間隔で更新し得る。例えば、飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに関する情報は、約３０分毎以上、約１時間毎以上、約３時間毎以上、約６時間毎以上、約１２時間毎以上、約１日毎以上、約３日毎以上、約１週間毎以上、約２週間毎以上、約４週間毎以上、約１ヶ月毎以上、約３ヶ月毎以上、約６ヶ月毎以上、又は約１年毎以上の頻度で更新し得る。飛行制限ストリップ及び／又はゾーンに関する情報は、ＵＡＶの離陸前にＵＡＶにアップロードし得る。幾つかの場合、飛行制限区域に関する情報は、ＵＡＶの飛行中、アップロード又は更新し得る。
ステップ２２０３において、ＵＡＶの場所及び／又は移動特性を評価し得る。幾つかの場合、ＵＡＶの場所及び／又は移動特性は、１つ又は複数の飛行制限ストリップに関連して評価し得る。例えば、ＵＡＶの場所を評価し得る。場所は、例えば、ＧＰＳを介して、本明細書に先に開示された方法のいずれかを使用して評価し得る。ＵＡＶの移動特性は、ＵＡＶの移動に関連する任意の特性であり得る。例えば、移動特性は、ＵＡＶの最小速度、平均速度、及び／又は最大速度を含み得る。例えば、移動特性は、ＵＡＶの最小加速度、平均加速度、及び／又は最大加速度を含み得る。幾つかの場合、移動特性は、ＵＡＶのブレーキ性能、例えば、ＵＡＶの最小減速度、平均減速度、及び／又は最大減速度を含み得る。幾つかの場合、移動特性は、ＵＡＶの移動方向を含み得る。移動方向は、二次元座標又は三次元座標で評価し得る。幾つかの場合、移動特性は、ＵＡＶの計画された飛行経路を含み得る。例えば、ＵＡＶが飛行制限ストリップ又は飛行制限ゾーンに向かって直接飛行中であるか否かの移動特性を評価し得る。
幾つかの場合、１つ又は複数の飛行制限ストリップに関連してＵＡＶの移動特性を評価することは、対応がとられない場合、ＵＡＶが近づくか、又は交わる可能性が最も高いのは、１つ又は複数の飛行制限ストリップのうちのいずれかを検出することを含み得る。例えば、ＵＡＶの方向又は飛行経路を推定又は特定し得る。ＵＡＶの方向又は飛行経路は、１つ又は複数の飛行制限ストリップの場所と比較されて、ＵＡＶが近づく可能性が高い飛行制限ストリップを特定する。幾つかの場合、１つ又は複数の飛行制限ストリップに関連してＵＡＶの移動特性を評価することは、ＵＡＶが飛行制限ストリップに近づく推定時間量を特定又は計算することを含み得る。例えば、方向又は飛行経路、ＵＡＶの現在の速度、及びＵＡＶが近づく可能性が最も高いと検出された飛行制限ストリップの場所に基づいて、近づく時間を計算し得る。幾つかの場合、推定された時間量に基づいて、方法２２００は、ＵＡＶが、飛行制限ストリップに達する前、飛行対応措置を受け始める時間又は距離を特定することを更に含み得る。例えば、飛行制限ストリップに向かって高速移動中のＵＡＶの場合、同じ飛行制限ストリップに向かって低速で移動中のＵＡＶと比較して、ＵＡＶが飛行制限ストリップから更に離れているとき、飛行対応措置を課し得る。
幾つかの場合、方法２２００は、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの場所に基づいて、飛行制限ゾーンに相対するＵＡＶの場所を評価することを更に含み得る。飛行制限ゾーンに相対するＵＡＶの場所を評価することは、ＵＡＶの場所が、区域の境界又は境界線を形成する１つ又は複数の飛行制限ストリップにより囲まれた区域内にある否かを評価することを含み得る。幾つかの場合、飛行制限ゾーンに相対するＵＡＶの場所を評価することは、本明細書において上述したように、図式方法に基づき得る。幾つかの場合、飛行制限ゾーンの相対するＵＡＶの場所を評価することは、ＵＡＶの場所が、飛行制限ゾーンを埋める１つ又は複数の飛行制限ストリップ内にあるか否かの再帰的分析に基づき得る。
ステップ２２０５において、１つ又は複数のプロセッサは、１つ又は複数の飛行対応措置をとるようにＵＡＶに指示し得る。１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶの先に評価された場所及び／又は移動特性に基づき得る。１つ又は複数の飛行対応措置は、本明細書において上述した任意の飛行対応措置を含み得る。例えば、１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶが１つ又は複数の飛行制限ストリップに入らないようにすることを含み得る。１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶが１つ又は複数の飛行制限ストリップに近づきつつあることのアラートをＵＡＶに提供することを含み得る。１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶを着陸させることを含み得る。１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶの速度を低減させることを含み得る。幾つかの場合、飛行対応措置は、ＵＡＶを減速させることを含み得る。幾つかの場合、飛行対応措置は、ＵＡＶの経路の方向を変更することを含み得る。
１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶが１つ又は複数の飛行制限ストリップ内にあるとき、とり得る。幾つかの場合、１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶが１つ又は複数の飛行制限ストリップを出ようとしているとき、とり得る。幾つかの場合、１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶが１つ又は複数の飛行制限ストリップに入ろうとしているとき、とり得る。例えば、１つ又は複数の飛行対応措置は、ＵＡＶが、１つ又は複数の飛行制限ストリップの距離閾値内にあるとき、とり得る。距離は、静的な距離閾値であり得る。幾つかの場合、距離は、ＵＡＶの場所及び／又は移動特性、例えば、加速度、速度に基づいて可変の距離閾値であり得る。
幾つかの場合、無人航空機（ＵＡＶ）を制御する装置を方法２２００の実行に提供し得る。装置は、１つ又は複数のプロセッサで実行される１つ又は複数のコントローラを備え得、１つ又は複数のコントローラは、個々に又は集合的に、１つ又は複数の飛行制限ストリップを評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの場所及び／又は移動特性を評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップの相対するＵＡＶの場所及び／又は移動特性に基づいて、１つ又は複数の飛行対応措置をとるようにＵＡＶに指示することとを行うように構成される。
幾つかの場合、無人航空機（ＵＡＶ）を制御する非一時的コンピュータ可読媒体を方法２２００の実行に提供し得る。非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ又は複数の飛行制限ストリップを評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの場所及び／又は移動特性を評価することと、１つ又は複数の飛行制限ストリップの相対するＵＡＶの場所及び／又は移動特性に基づいて、１つ又は複数の飛行対応措置をとるようにＵＡＶに指示することとを行うコード、論理、又は命令を含み得る。
幾つかの場合、無人航空機（ＵＡＶ）を方法２２００の実行に提供し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶの飛行を行うように構成された１つ又は複数の推進ユニットと、１つ又は複数のプロセッサとを備え得、１つ又は複数のプロセッサは、１つ又は複数の飛行制限ストリップに相対するＵＡＶの評価された場所及び／又は移動特性に応答して、１つ又は複数の飛行対応措置をとるようにＵＡＶに指示する。
図１０は、本発明の実施形態による、外部デバイス３１０と通信する無人航空機３００の概略図を提供する。
ＵＡＶ３００は、ＵＡＶの位置を制御し得る１つ又は複数の推進ユニットを含み得る。推進ユニットは、ＵＡＶの場所（例えば、経度、緯度、高度等の３つまでの方向に相対する）及び／又はＵＡＶの向き（例えば、ピッチ、ヨー、ロール等の３つまでの回転軸に相対して）を制御し得る。推進ユニットは、ＵＡＶが位置を維持又は変更できるようにし得る。推進ユニットは、回転して、ＵＡＶの揚力を生成し得る１つ又は複数の回転翼を含み得る。推進ユニットは、１つ又は複数のモータ等の１つ又は複数のアクチュエータ３５０により駆動し得る。幾つかの場合、単一のモータが単一の推進ユニットを駆動し得る。他の例では、単一のモータは、複数の推進ユニットを駆動し得、又は単一の推進ユニットは複数のモータにより駆動し得る。
ＵＡＶ３００の１つ又は複数のアクチュエータ３５０の動作は、飛行コントローラ３２０により制御し得る。飛行コントローラは、１つ又は複数のプロセッサ及び／又はメモリユニットを含み得る。メモリユニットは、非一時的コンピュータ可読媒体を含み得、非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ又は複数のステップを実行するコード、論理、又は命令を含み得る。プロセッサは、本明細書に記載される１つ又は複数のステップを実行することが可能であり得る。プロセッサは、非一時的コンピュータ可読媒体に従ってステップを提供し得る。プロセッサは、場所に基づく計算を実行し、及び／又はアルゴリズムを利用して、ＵＡＶの飛行コマンドを生成し得る。
飛行コントローラ３２０は、受信機３３０及び／又はロケータ３４０から情報を受信し得る。受信機３３０は、外部デバイス３１０と通信し得る。外部デバイスは、遠隔端末であり得る。外部デバイスは、ＵＡＶの飛行を制御する１つ又は複数の命令セットを提供し得る制御装置であり得る。ユーザは、外部デバイスと対話して、ＵＡＶの飛行を制御する命令を発行し得る。外部デバイスは、ＵＡＶの飛行を制御することに繋がり得るユーザ入力を受け入れ得るユーザインタフェースを有し得る。外部デバイスの例については、本明細書の他の箇所に更に詳細に説明されている。
外部デバイス３１０は、無線接続を介して受信機３３０と通信し得る。無線通信は、外部デバイスと受信機との間で直接行われてもよく、及び／又はネットワーク又は他の形態の間接的通信を介して行われてもよい。幾つかの実施形態では、無線通信は、近接性に基づく通信であり得る。例えば、外部デバイスは、ＵＡＶの動作を制御するために、ＵＡＶから所定の距離内であり得る。代替的には、外部デバイスは、ＵＡＶの所定の近さ内にある必要はない。通信は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等の広域ネットワーク（ＷＡＮ）、クラウド環境、電気通信ネットワーク（例えば、３Ｇ、４Ｇ）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、電波（ＲＦ）、赤外線（ＩＲ）、又は任意の他の通信技法を介して直接行い得る。代替の実施形態では、外部デバイスと受信機との間の通信は、有線接続を介して行われ得る。
外部デバイスとＵＡＶとの間の通信は、双方向通信及び／又は単方向通信であり得る。例えば、外部デバイスは、ＵＡＶの飛行を制御し得る命令をＵＡＶに提供し得る。外部デバイスは、ＵＡＶの１つ又は複数の設定、１つ又は複数のセンサ、１つ又は複数の搭載物の動作、搭載物の支持機構の動作、又はＵＡＶの任意の他の動作等のＵＡＶの他の機能を操作し得る。ＵＡＶは、データを外部デバイスに提供し得る。データは、ＵＡＶの場所についての情報、ＵＡＶの１つ又は複数のセンサにより検知されたデータ、ＵＡＶの搭載物により捕捉された画像、又はＵＡＶからの他のデータを含み得る。外部デバイスからの命令及び／又はＵＡＶからのデータは、同時に又は順次、送信し得る。命令及び／又はデータは、同じ通信チャネル又は異なる通信チャネルを介して転送し得る。幾つかの場合、外部デバイスからの命令は、飛行コントローラに伝達し得る。飛行コントローラは、ＵＡＶの１つ又は複数のアクチュエータへのコマンド信号を生成するに当たり、外部デバイスからの飛行制御命令を利用し得る。
ＵＡＶは、ロケータ３４０を含むこともできる。ロケータは、ＵＡＶの場所を特定するのに使用し得る。場所は、航空機の経度、緯度、及び／又は高度を含み得る。ＵＡＶの場所は、固定された基準系（例えば、地理的座標）に相対して特定し得る。ＵＡＶの場所は、飛行制限区域に相対して特定し得る。固定基準系に相対する飛行制限区域の場所を使用して、ＵＡＶと飛行制限区域との間の相対位置を特定し得る。ロケータは、ＵＡＶの場所を特定する任意の技法を使用してもよく、又は当分野で後に開発されてもよい。例えば、ロケータは、外部ロケーションユニット３４５から信号を受信し得る。一例では、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機であり得、外部ロケーションユニットはＧＰＳ衛星であり得る。別の例では、ロケータは、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）、超音波センサ、視覚センサ（例えば、カメラ）、又は外部ロケーションユニットと通信する通信ユニットであり得る。外部ロケーションユニットは、衛星、塔、又は場所情報を提供可能であり得る他の構造体を含み得る。１つ又は複数の外部ロケーションユニットは、１つ又は複数の三角測量技法を利用して、ＵＡＶの場所を提供し得る。幾つかの場合、外部ロケーションユニットは、外部デバイス３１０又は他の遠隔制御デバイスであり得る。外部デバイスの場所は、ＵＡＶの場所として使用し得るか、又はＵＡＶの場所の特定に使用し得る。外部デバイスの場所は、外部デバイス内のロケーションユニット及び／又は外部デバイスの場所を特定可能な１つ又は複数の基地局を使用して、特定し得る。外部デバイスのロケーションユニットは、ＧＰＳ、レーザ、超音波、視覚的、慣性的、赤外線、又は他の位置検知技法を含むが、これらに限定されない本明細書に記載される任意の技法を使用し得る。外部デバイスの場所は、ＧＰＳ、レーザ超音波、視覚的、慣性的、赤外線、三角測量、基地局、塔、中継、又は任意の他の技法等の任意の技法を使用して特定し得る。
代替の実施形態では、外部デバイス又は外部ロケーションユニットは、ＵＡＶの場所を特定するために必要ないことがある。例えば、ＩＭＵを使用して、ＵＡＶの場所を特定し得る。ＩＭＵは、１つ若しくは複数の加速度計、１つ若しくは複数のジャイロスコープ、１つ若しくは複数の磁力計、又はそれらの適する組合せを含むことができる。例えば、ＩＭＵは、最高で３つの並進軸に沿った可動物体の線形加速度を測定する３つまでの直交加速度計と、最高で３つの回転軸の回りの角加速度を測定する最高で３つの直交ジャイロスコープとを含むことができる。ＩＭＵは、航空機の移動がＩＭＵの移動に対応するように、航空機にしっかりと結合することができる。代替的には、ＩＭＵは、最高で自由度６に関して航空機に相対して移動可能であり得る。ＩＭＵは、航空機に直接搭載されてもよく、又は航空機に搭載された支持構造に結合されてもよい。ＩＭＵは、可動物体の筐体の外部又は内部に提供し得る。ＩＭＵは、可動物体に永久的に又は着脱可能に取り付け得る。幾つかの実施形態では、ＩＭＵは、航空機の搭載物の要素であることができる。ＩＭＵは、航空機の位置、向き、速度、及び／又は加速度（例えば、１つ、２つ、又は３つの並進軸及び／又は１つ、２つ、又は３つの回転軸に関して）等の航空機の移動を示す信号を提供することができる。例えば、ＩＭＵは、航空機の加速度を示す信号を検知することができ、信号を１回積分して、速度情報を提供し、２回積分して場所及び／又は向き情報を提供し得る。ＩＭＵは、いかなる外部環境要因とも相互作用せずに、又は航空機外からいかなる信号も受信せずに、航空機の加速度、速度、及び／又は場所／向きを特定することが可能であり得る。代替的には、ＩＭＵは、ＧＰＳ、視覚センサ、超音波センサ、又は通信ユニット等の他の位置特定デバイスと併せて使用し得る。
ロケータ３４０により特定された場所は、飛行コントローラ３２０により、アクチュエータに提供される１つ又は複数のコマンド信号を生成するに当たり使用され得る。例えば、ロケータ情報に基づいて特定し得るＵＡＶの場所を使用して、ＵＡＶがとるべき飛行対応措置を判断し得る。ＵＡＶの場所を使用して、ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離を計算し得る。飛行コントローラは、プロセッサを用いて距離を計算し得る。飛行コントローラは、ＵＡＶがとる必要がある飛行対応措置がある場合、いずれの飛行対応措置をＵＡＶがとる必要があるかを判断し得る。飛行コントローラは、ＵＡＶの飛行を制御し得る、アクチュエータへのコマンド信号を決定し得る。
ＵＡＶの飛行コントローラは、ロケータ（例えば、ＧＰＳ受信機）及び飛行制限区域（例えば、空港場所の中心又は空港場所を表す他の座標）への距離を介して、それ自体の現在場所を計算し得る。既知であるか、又は当分野で後に開発される任意の距離計算が使用可能である。
一実施形態では、２点（すなわち、ＵＡＶと飛行制限区域との）間の距離は、以下の技法を使用して計算し得る。地球中心、地球固定（ＥＣＥＦ）座標系を提供し得る。ＥＣＥＦ座標系は、デカルト座標系であり得る。これは、位置をＸ座標、Ｙ座標、及びＺ座標として表し得る。局地東、北、上（ＥＮＵ）座標は、特定の場所に固定された地表に接する平面から形成され、したがって、「局地接線」又は「局地測地」平面として知られていることもある。東軸はｘと記され、北はｙと記され、上はｚと記される。
ナビゲーションの計算では、場所データ（例えば、ＧＰＳ場所データ）は、ＥＮＵ座標系に変換し得る。変換は２つのステップを含み得る：
１）データは、測地系からＥＣＥＦに変換することができる。
Ｘ＝（Ｎ（φ）＋ｈ）ｃｏｓφｃｏｓλ
Ｙ＝（Ｎ（φ）＋ｈ）ｃｏｓφｓｉｎλ
Ｚ＝（Ｎ（φ）（１−ｅ２）＋ｈ）ｓｉｎφ
式中、
であり、
ａ及びｅはそれぞれ、楕円体の長半径及び第１数値離心率であり、
Ｎ（φ）は、法線と呼ばれ、表面から楕円体法線に沿ったＺ軸までの距離である。
２）次に、ＥＣＥＦ系でのデータをＥＮＵ座標系に変換し得る。データをＥＣＥＦ系からＥＮＵ系に変換するために、局所基準は、ＵＡＶがミッションを受け取ったばかりＵＡＶに送信されるときの場所であるように選ばれ得る。
計算は半正矢式を利用し得、半正矢式は、地表上の２点ＡとＢとの間の距離が、
であることを与え得る。式中、Δφ＝φＡ−φＢ、Δλ＝λＡ−λＢ、Ｒｅは地球の半径である。
ＵＡＶが連続して、現在位置及び空港等の数千もの潜在的な飛行制限区域への距離を計算中である場合、大量の計算力を使用し得る。これは、ＵＡＶの１つ又は複数のプロセッサの動作を遅くさせることに繋がり得る。計算を簡易化し、及び／又は加速化させる１つ又は複数の技法を利用し得る。
一例では、ＵＡＶと飛行制限区域との間の相対位置及び／又は距離は、指定された時間間隔で計算し得る。例えば、計算は、１時間毎、３０分毎、１５分毎、１０分毎、５分毎、３分毎、２分毎、１分毎、４５秒毎、３０秒毎、１５秒毎、１２秒毎、１０秒毎、７秒毎、５秒毎、３秒毎、１秒毎、０．５秒毎、又は０．１秒毎に行い得る。計算は、ＵＡＶと１つ又は複数の飛行制限区域（例えば、空港）との間で行い得る。
別の例では、航空機の場所が最初に取得される（例えば、ＧＰＳ受信機を介して）都度、比較的遠い空港はフィルタリングして除去し得る。例えば、遠くにある空港は、ＵＡＶに対していかなる懸念も有する必要がない。一例では、距離閾値外の飛行制限区域を無視し得る。例えば、ＵＡＶの飛行範囲外の飛行制限区域を無視し得る。例えば、ＵＡＶが１回の飛行で１００マイルを飛行可能である場合、ＵＡＶの電源が投入されたとき、１００マイルよりも離れた空港等の飛行制限区域を無視し得る。幾つかの場合、距離閾値は、ＵＡＶのタイプ又はＵＡＶ飛行の性能に基づいて選択し得る。
幾つかの例では、距離閾値は、約１０００マイル、約７５０マイル、約５００マイル、約３００マイル、約２５０マイル、約２００マイル、約１５０マイル、約１２０マイル、約１００マイル、約８０マイル、約７０マイル、約６０マイル、約５０マイル、約４０マイル、約３０マイル、約２０マイル、又は約１０マイルであり得る。離れた飛行制限区域を考慮から外すことにより、これらのポイントへの距離を計算する都度、近傍の少数のみの座標を残し得る。例えば、幾つかの空港のみ又は他のタイプの飛行制限区域のみが、ＵＡＶからの距離閾値内にあり得る。例えば、ＵＡＶが最初に電源投入されるとき、幾つかの空港のみが、ＵＡＶの対象距離内にあり得る。これらの空港に相対するＵＡＶの距離を計算し得る。空港に相対するＵＡＶの距離は、連続してリアルタイムで計算してもよく、又は条件の検出に応答して、時間間隔で定期的に更新してもよい。対象となる飛行制限区域数を低減することにより、利用される計算力を低減し得、計算をより高速で行うことができ、ＵＡＶの他の動作を解放し得る。
図１１は、本発明の実施形態による、全地球測位システム（ＧＰＳ）を使用して、無人航空機の場所を特定する無人航空機の例を提供する。ＵＡＶはＧＰＳモジュールを有し得る。ＧＰＳモジュールは、ＧＰＳ受信機４４０及び／又はＧＰＳアンテナ４４２を含み得る。ＧＰＳアンテナは、１つ又は複数の信号をＧＰＳ衛星又は他の構造から捕捉し、捕捉された情報をＧＰＳ受信機に伝達し得る。ＧＰＳモジュールは、マイクロプロセッサ４２５を含むこともできる。マイクロプロセッサは、情報をＧＰＳ受信機から受信し得る。マイクロプロセッサは、未処理形態でデータをＧＰＳ受信機から伝達してもよく、データを処理してもよく、又はデータを分析してもよい。マイクロプロセッサは、ＧＰＳ受信機データを使用して計算を実行し得、及び／又は計算に基づいて場所情報を提供し得る。
ＧＰＳモジュールは、飛行コントローラ４２０に動作可能に接続し得る。ＵＡＶの飛行コントローラは、ＵＡＶの１つ又は複数のアクチュエータに提供されるコマンド信号を生成し、それにより、ＵＡＶの飛行を制御し得る。任意の接続をＧＰＳモジュールと飛行コントローラとの間に提供し得る。例えば、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）バス等の通信バスを使用して、ＧＰＳモジュールと飛行コントローラとを接続し得る。ＧＰＳ受信機は、ＧＰＳアンテナを介してデータを受信し、データをマイクロプロセッサに通信し得、マイクロプロセッサは、通信バスを介してデータを飛行コントローラに通信し得る。
ＵＡＶは、離陸前にＧＰＳ信号を見つけ得る。幾つかの場合、ＵＡＶは、電源投入されると、ＧＰＳ信号をサーチし得る。ＧＰＳ信号が見つかる場合、ＵＡＶは、離陸前にその場所を特定することが可能であり得る。ＵＡＶが離陸する前、ＧＰＳ信号が見つかる場合、ＵＡＶは、１つ又は複数の飛行制限区域に相対した距離を特定することができる。距離が距離閾値未満である（例えば、飛行制限区域の所定の半径内にある）場合、ＵＡＶは離陸を拒否し得る。例えば、ＵＡＶは、空港の５マイル範囲内にある場合、ＵＡＶは離陸を拒否し得る。
幾つかの実施形態では、ＵＡＶは、離陸前にＧＰＳ信号を見つけることができない場合、離陸を拒否し得る。代替的には、ＵＡＶは、離陸前にＧＰＳ信号を見つけることができない場合であっても、離陸し得る。別の例では、飛行コントローラは、ＧＰＳモジュール（ＧＰＳ受信機、ＧＰＳアンテナ、及び／又はマイクロプロセッサを含み得る）の存在を検出することができない場合、離陸を拒否し得る。ＧＰＳ信号を取得できないこと及びＧＰＳモジュールの存在を検出することができないことは、異なる状況として扱い得る。例えば、ＧＰＳ信号を取得することができないことは、ＧＰＳモジュールが検出される場合、ＵＡＶの離陸を阻止しない。これは、ＵＡＶが離陸した後、ＧＰＳ信号を受信し得るためであり得る。幾つかの場合、ＵＡＶの高度を増大すること又はＵＡＶの周囲により少数の障害物を有することにより、モジュールが検出され、動作可能である限り、ＧＰＳ信号受信がより容易になり得る。ＵＡＶは、飛行中、ＧＰＳ信号を見つける場合、ＵＡＶの場所を取得し、緊急措置をとり得る。したがって、ＧＰＳモジュールが検出される場合、ＧＰＳ信号が離陸前に検出されたか否かに関係なく、ＵＡＶの離陸を許可することが望ましいことがある。代替的には、ＵＡＶは、ＧＰＳ信号が検出される場合、離陸し得、ＧＰＳ信号が検出されない場合、離陸しない。
幾つかの実施形態は、航空機のＧＰＳモジュールに頼り、ＵＡＶの場所を特定し得る。ＧＰＳモジュールが、首尾良く位置を特定するのに長くかかりすぎる場合、これは飛行の性能に影響を及ぼすことになる。ＵＡＶ飛行機能は、ＧＰＳモジュールが動作不可能であるか、ＧＰＳ信号を検出することができない場合、制限され得る。例えば、ＧＰＳモジュールが動作不可能であるか、又はＧＰＳ信号を検出することができない場合、ＵＡＶの最大高度を下げ得るか、又は飛行上昇限度を実施し得る。幾つかの場合、他のシステム及び方法を使用して、ＵＡＶの場所を特定し得る。他の位置特定技法は、ＧＰＳを組み合わせて使用されてもよく、又はＧＰＳの代わりに使用されてもよい。
図１２は、本発明の実施形態による、モバイルデバイスと通信する無人航空機の例である。ＵＡＶはＧＰＳモジュールを有し得る。ＧＰＳモジュールは、ＧＰＳ受信機５４０及び／又はＧＰＳアンテナ５４２を含み得る。ＧＰＳアンテナは、１つ又は複数の信号をＧＰＳ衛星又は他の構造から捕捉し、捕捉された情報をＧＰＳ受信機に伝達し得る。ＧＰＳモジュールは、マイクロプロセッサ５２５を含むこともできる。マイクロプロセッサは、情報をＧＰＳ受信機から受信し得る。ＧＰＳモジュールは、飛行コントローラ５２０に動作可能に接続し得る。
幾つかの場合、飛行コントローラ５２０は、通信モジュールと通信し得る。一例では、通信モジュールは無線モジュールであり得る。無線モジュールは、外部デバイス５７０との直接無線通信を可能にし得る無線直接モジュール５６０であり得る。外部デバイスは任意選択的に、携帯電話、スマートフォン、ウォッチ、タブレット、遠隔コントローラ、ラップトップ、又は他のデバイス等のモバイルデバイスであり得る。外部デバイスは、静止デバイス、例えば、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、基地局、塔、又は他の構造であり得る。外部デバイスは、ヘルメット、帽子、眼鏡、イヤーピース、手袋、ペンダント、ウォッチ、リストバンド、アームバンド、レッグバンド、ベスト、ジャケット、靴、又は本明細書の他の箇所に記載される等の任意の他のタイプの装着可能なデバイス等のウェアラブルデバイスであり得る。本明細書でのモバイルデバイスとの任意の記載は、静止デバイス又は任意の他のタイプの外部デバイスも包含又は適用し得、その逆も同様である。外部デバイスは別のＵＡＶであり得る。外部デバイスは、通信を支援するアンテナを有してもよく、又は有さなくてもよい。例えば、外部デバイスは、無線通信を支援し得る構成要素を有し得る。例えば、直接無線通信は、ＷｉＦｉ（登録商標）、電波通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＲ通信、又は他のタイプの直接通信を含み得る。
通信モジュールは、ＵＡＶにオンボードで提供し得る。通信モジュールは、モバイルデバイスとの単方向通信又は双方向通信を可能にし得る。モバイルデバイスは、本明細書の他の箇所に記載されるように、遠隔制御端末であり得る。例えば、モバイルデバイスは、ＵＡＶの動作の制御に使用し得るスマートフォンであり得る。スマートフォンは、ＵＡＶの飛行の制御に使用し得る、ユーザからの入力を受信し得る。幾つかの場合、モバイルデバイスは、データをＵＡＶから受信し得る。例えば、モバイルデバイスは、ＵＡＶにより捕捉された画像を表示し得る画面を含み得る。モバイルデバイスは、ＵＡＶのカメラにより捕捉された画像をリアルタイムで表示するディスプレイを有し得る。
例えば、無線接続（例えば、ＷｉＦｉ（登録商標））を介して１つ又は複数のモバイルデバイス５７０をＵＡＶに接続して、ＵＡＶからデータをリアルタイムで受信することが可能であり得る。例えば、モバイルデバイスは、ＵＡＶからの画像をリアルタイムで表示し得る。幾つかの場合、モバイルデバイス（例えば、モバイルフォン）は、ＵＡＶに接続することができ、ＵＡＶの近傍にあり得る。例えば、モバイルデバイスは、１つ又は複数の制御信号をＵＡＶに提供し得る。モバイルデバイスは、１つ又は複数の制御信号を送信するために、ＵＡＶに近傍にある必要があることもあれば、又はないこともある。制御信号は、リアルタイムで提供し得る。ユーザは、ＵＡＶの飛行を能動的に制御し、飛行制御信号をＵＡＶに提供し得る。モバイルデバイスは、ＵＡＶからデータを受信するために、ＵＡＶの近傍にある必要があることもあれば、又はないこともある。データは、リアルタイムで提供し得る。ＵＡＶの１つ又は複数の画像捕捉デバイス又は他のタイプのセンサは、データを捕捉し得、データはモバイルデバイスにリアルタイムで送信し得る。幾つかの場合、モバイルデバイス及びＵＡＶは、約１０マイル以内、約８マイル以内、約５マイル以内、約４マイル以内、約３マイル以内、約２マイル以内、約１．５マイル以内、約１マイル以内、約０．７５マイル以内、約０．５マイル以内、約０．３マイル以内、約０．２マイル以内、約０．１マイル以内、１００ヤード以内、約５０ヤード以内、約２０ヤード以内、又は約１０ヤード以内等の近傍にあり得る。
モバイルデバイス５７０の場所を特定し得る。モバイルデバイスの場所結果は、ＵＡＶに送信することができ、その理由は、飛行中、モバイルデバイスとＵＡＶとの距離は通常、遠くなりすぎないためである。モバイルデバイスの場所は、ＵＡＶにより、ＵＡＶの場所として使用され得る。これは、ＧＰＳモジュールが動作不可能であるか、又はＧＰＳ信号を受信していない場合、有用であり得る。モバイルデバイスは、ロケーションユニットとして機能し得る。ＵＡＶは、モバイルデバイスの場所結果を使用して評価を実行することができる。例えば、モバイルデバイスが、特定の組の座標にあるか、又は飛行制限区域から特定の距離にあると判断される場合、飛行コントローラはデータを使用し得る。モバイルデバイスの場所は、ＵＡＶの場所として使用し得、ＵＡＶ飛行コントローラは、モバイルデバイスの場所をＵＡＶの場所として使用して、計算を実行し得る。したがって、ＵＡＶと飛行制限区域との間の計算された距離は、モバイルデバイスと飛行制限区域との間の距離であり得る。これは、モバイルデバイスが通常、ＵＡＶに近いとき、実行可能な選択肢であり得る。
ＧＰＳモジュールを使用することの代替又は追加として、モバイルデバイスを使用して、ＵＡＶの場所を特定し得る。幾つかの場合、ＵＡＶは、ＧＰＳモジュールを有さず、ＵＡＶの場所の特定にモバイルデバイスに頼り得る。他の場合、ＵＡＶは、ＧＰＳモジュールを有し得るが、ＧＰＳモジュールを使用してＧＰＳ信号を検出することができない場合、モバイルデバイスに頼り得る。本明細書に記載される技法と組み合わせて又は代替として、ＵＡＶの他の場所特定を使用してもよい。
図１３は、本発明の実施形態による、１つ又は複数のモバイルデバイスと通信する無人航空機の例である。ＵＡＶは、ＧＰＳモジュールを有し得る。ＧＰＳモジュールは、ＧＰＳ受信機６４０及び／又はＧＰＳアンテナ６４２を含み得る。ＧＰＳアンテナは、ＧＰＳ衛星又は他の構造から１つ又は複数の信号を捕捉し、捕捉された情報をＧＰＳ受信機に伝達し得る。ＧＰＳモジュールは、マイクロプロセッサ６２５を含むこともできる。マイクロプロセッサは、情報をＧＰＳ受信機から受信し得る。ＧＰＳモジュールは、飛行コントローラ６２０に動作可能に接続し得る。
幾つかの場合、飛行コントローラ６２０は、通信モジュールと通信し得る。一例では、通信モジュールは、無線モジュールであり得る。無線モジュールは無線直接モジュール５６０であり得、無線直接モジュール５６０は、外部モバイルデバイス５７０との直接無線通信を可能にし得る。例えば、直接無線通信は、ＷｉＦｉ（登録商標）、電波通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＲ通信、又は他のタイプの直接通信を含み得る。
代替的には、無線モジュールは無線間接的モジュール５８０であり得、無線間接的モジュール５８０は、外部モバイルデバイス５９０との間接的無線通信を可能にし得る。間接的無線通信は、電気通信／モバイルネットワーク等のネットワークを介して行い得る。ネットワークは、通信を可能にするためにＳＩＭカードの挿入が必要なタイプのネットワークであり得る。ネットワークは、３Ｇ／４Ｇ又は他の同様のタイプの通信を利用し得る。ＵＡＶは、モバイル基地局を使用して、モバイルデバイスの場所を特定することができる。代替的には、モバイル基地局の場所をモバイルデバイスの場所及び／又はＵＡＶの場所として使用し得る。例えば、モバイル基地局は、モバイルフォン塔又は他のタイプの静的若しくは可動式構造体であり得る。この技法はＧＰＳほど精密ではないことがあるが、この誤差は、記載された距離閾値（例えば、４．５マイル、５マイル、及び５．５マイル）と相対して非常に小さい誤差であることができる。幾つかの実施態様では、ＵＡＶは、インターネットを使用して、ユーザのモバイルデバイスに接続し、モバイルデバイスの基地局の場所を取得することができる。ＵＡＶは、基地局と通信し得るモバイルデバイスと通信してもよく、又は基地局と直接通信してもよい。
ＵＡＶは、無線直接モジュール及び無線間接的モジュールの両方を有し得る。代替的には、ＵＡＶは、無線直接モジュールのみ又は無線間接的モジュールのみを有し得る。ＵＡＶは、無線モジュールと組み合わせて、ＧＰＳモジュールを有してもよく、又は有さなくてもよい。幾つかの場合、複数のロケーションユニットが提供される場合、ＵＡＶは優先順序を有し得る。例えば、ＵＡＶがＧＰＳモジュールを有し、ＧＰＳモジュールが信号を受信している場合、ＵＡＶは好ましくは、通信モジュールを使用せずに、ＧＰＳ信号を使用して、ＵＡＶの場所を提供し得る。ＧＰＳモジュールが信号を受信していない場合、ＵＡＶは、無線直接モジュール又は無線間接的モジュールに頼り得る。ＵＡＶは任意選択的に、まず、無線直接モジュールを試すが、場所を取得できない場合、無線間接的モジュールを使用して、場所を取得しようとし得る。ＵＡＶは、ＵＡＶのより精密及び／又は正確な場所を提供する確率がより高い位置特定技法を優先し得る。代替的には、使用する電力が少ない位置特定技法又はより信頼性の高い位置特定技法（失敗する可能性がより低い）がより高い優先度を有し得る他の要因を提供し得る。別の例では、ＵＡＶは、場所データを複数のソースから収集し、データを比較し得る。例えば、ＵＡＶは、モバイルデバイス又は基地局の場所を使用した通信モジュールからのデータと併せて、ＧＰＳデータを使用し得る。データは平均をとってもよく、若しくはとらなくてもよく、又は他の計算を実行して、ＵＡＶの場所を特定してもよい。場所データの同時収集を行うこともできる。
図１４は、本発明の態様による、オンボードメモリユニット７５０を有する無人航空機７００の例を提供する。ＵＡＶは飛行コントローラ７２０を有し得、飛行コントローラ７２０は、ＵＡＶの飛行を行う１つ又は複数のコマンド信号を生成し得る。ロケーションユニット７４０を提供し得る。ロケーションユニットは、ＵＡＶの場所を示すデータを提供し得る。ロケーションユニットは、ＧＰＳ受信機、外部デバイスから場所データを受信する通信モジュール、超音波センサ、視覚センサ、ＩＲセンサ、慣性センサ、又はＵＡＶの場所特定に有用であり得る任意の他のタイプのデバイスであり得る。飛行コントローラは、ＵＡＶの場所を使用して、飛行コマンド信号を生成し得る。
メモリユニット７５０は、１つ又は複数の飛行制限区域の場所についてのデータを含み得る。例えば、１つ又は複数のオンボードデータベース又はメモリ７５５Ａを提供し、飛行制限区域及び／又はそれらの場所のリストを記憶し得る。一例では、空港等の様々な飛行制限区域の座標をＵＡＶのオンボードメモリに記憶し得る。一例では、メモリ記憶デバイスは、多くの空港の緯度座標及び経度座標を記憶し得る。世界、大陸、国、又は世界の区域での全ての空港をメモリユニットに記憶し得る。他のタイプの飛行制限区域を記憶することもできる。座標は、緯度座標及び経度座標のみを含み得、高度座標を更に含み得、又は飛行制限区域の境界線を含み得る。したがって、場所及び／又は関連する規則等の飛行制限区域についての情報は、ＵＡＶに予めプログラムし得る。一例では、あらゆる空港の緯度座標及び経度座標を「ダブル」データ型としてそれぞれ記憶し得る。例えば、あらゆる空港の位置は１６バイトを占有し得る。
ＵＡＶは、オンボードメモリにアクセスして、飛行制限区域の場所を特定可能であり得る。これは、ＵＡＶの通信が動作不可能であるか、又は外部ソースへのアクセスにトラブルを有し得る状況で有用であり得る。例えば、幾つかの通信システムは信頼性が低いことがある。幾つかの場合、オンボードの記憶情報にアクセスすることは、より信頼性が高いことがあり、及び／又は必要とされる消費電力が低いことがある。オンボードの記憶情報にアクセスすることは、情報をリアルタイムでダウンロードするよりも高速でもあり得る。
幾つかの場合、他のデータをＵＡＶにオンボードで記憶し得る。例えば、特定の飛行制限区域又は異なる法域に関連する規則についてのデータベース及び／又はメモリ７５５Ｂを提供し得る。例えば、メモリは、異なる法域の飛行規則についての情報をオンボードで記憶し得る。例えば、国Ａは、ＵＡＶが空港の５マイル以内を飛行することを許可せず、一方、国Ｂは、ＵＡＶが空港の９マイル以内を飛行することを許可しない。別の例では、国Ａは、学校の時間中、ＵＡＶが学校の３マイル以内を飛行することを許可せず、一方、国Ｂは、学校近傍でのＵＡＶの飛行に制限を課さない。幾つかの場合、規則は法域に固有であり得る。幾つかの場合、規則は、法域に関係なく、飛行制限区域に固有であり得る。例えば、国Ａにおいて、空港Ａでは、随時、空港の５マイル以内のあらゆる場所でのＵＡＶの飛行を許可せず、一方、空港Ｂでは、午前１：００〜午前５：００、空港近傍でのＵＡＶの飛行を許可し得る。規則は、ＵＡＶにオンボードで記憶し得、任意選択的に、関連する法域及び／又は飛行制限区域に関連付け得る。
飛行コントローラ７２０は、オンボードメモリにアクセスして、ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離を計算し得る。飛行コントローラは、ロケーションユニット７４０からの情報をＵＡＶの場所として使用し得、飛行制限区域の場所について、オンボードメモリ７５０からの情報を使用し得る。ＵＡＶと飛行制限区域との間の距離の計算は、プロセッサを用いて、飛行コントローラにより行い得る。
飛行コントローラ７２０は、オンボードメモリにアクセスして、とるべき飛行対応措置を決定し得る。例えば、ＵＡＶは、異なる規則についてオンボードメモリにアクセスし得る。ＵＡＶの場所及び／又は距離を使用して、関連する規則に従ってＵＡＶがとるべき飛行対応措置を決定し得る。例えば、ＵＡＶの場所が国Ａ内であると特定され、空港Ａが近くにある場合、飛行コントローラは、とるべき飛行対応措置を決定するに当たり、国Ａ及び空港Ａの規則を検討し得る。これは、生成され、ＵＡＶの１つ又は複数のアクチュエータに送信されるコマンド信号に影響を及ぼし得る。
ＵＡＶのオンボードメモリ７５０は、更新し得る。例えば、ＵＡＶと通信するモバイルデバイスを更新に使用し得る。モバイルデバイス及びＵＡＶが接続される場合、オンボードメモリを更新し得る。モバイルデバイス及びＵＡＶは、直接又は間接的無線接続等の無線接続を介して更新し得る。一例では、接続は、ＷｉＦｉ（登録商標）又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を介して提供し得る。モバイルデバイスを使用して、ＵＡＶの飛行を制御し、及び／又はＵＡＶからデータを受信し得る。飛行制限区域又は飛行制限区域に関連付けられた場所／規則等の情報は、更新し得る。そのような更新は、モバイルデバイスがＵＡＶと相互作用している間に行われ得る。そのような更新は、モバイルデバイスが最初にＵＡＶと接続するとき、定期的な時間間隔で、イベント検出時、又は連続してリアルタイムで行い得る。
別の例では、有線接続をＵＡＶと外部デバイスとの間に提供して、オンボードメモリに更新を提供し得る。例えば、ＵＡＶのＵＳＢポート又は同様のポートを使用して、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）に接続し得、ＰＣソフトウェアを使用して更新し得る。別の例では、外部デバイスは、モバイルデバイス又は他のタイプの外部デバイスであり得る。更新は、ＵＡＶが最初に外部デバイスに接続するとき、有線接続が残っている間に定期的な時間間隔で、イベント検出時、又は有線接続が残ってる間に連続してリアルタイムで行い得る。
追加の例では、ＵＡＶは、インターネット又は他のネットワークにアクセスする通信デバイスを有することが可能であり得る。ＵＡＶは、開始される都度、オンボードメモリを更新する必要があるか否かを自動的にチェックすることができる。例えば、ＵＡＶは、開始される都度、飛行制限区域についての情報を更新する必要があるか否かを自動的にチェックすることができる。幾つかの実施形態では、ＵＡＶは、電源投入時、行うべき更新があるか否かをのみをチェックする。他の実施形態では、ＵＡＶは、定期的に、イベント検出時、コマンドがあったとき、又は連続してチェックし得る。
図１５は、本発明の実施形態による、複数の飛行制限区域８２０ａ、８２０ｂ、８２０ｃに関連する無人航空機８１０の例を示す。例えば、ＵＡＶは、幾つかの空港又は他のタイプの飛行制限区域の近傍を飛行中であり得る。飛行制限区域の場所は、ＵＡＶにオンボードで記憶し得る。代替又は追加として、ＵＡＶは、ＵＡＶからオフボードで飛行制限区域の場所をダウンロード又はアクセスし得る。
ＵＡＶの場所は、飛行制限区域の場所と比較し得る。各距離ｄ１、ｄ２、ｄ３を計算し得る。距離に基づいて、飛行制限区域に関するＵＡＶの飛行対応措置を決定し得る。例えば、ＵＡＶ８１０は、第１の飛行制限区域８２０Ａの第１の半径内にあり得、第１の半径内は、ＵＡＶに第１の飛行対応措置をとらせ得る。ＵＡＶは、第２の飛行制限区域８２０Ｂの第２の半径内にあり得るが、第１の半径を超え得る。これは、ＵＡＶに第２の飛行対応措置をとらせ得る。
幾つかの場合、ＵＡＶは、２つ以上の飛行対応措置を実行する命令を受信し得るように、２つ以上の飛行制限区域への距離内にあり得る。ＵＡＶに対して２つ以上の飛行対応措置が決定される場合、各飛行制限区域の対応は、同時に実行し得る。例えば、ＵＡＶは、ＵＡＶに第１の飛行対応措置をとらせ得る飛行制限区域８２０Ａの第１の半径内及びＵＡＶに第２の飛行対応措置をとらせ得る飛行制限区域８２０Ｂの第２の半径内にあり得る。そのような場合、ＵＡＶは、第１及び第２の飛行対応措置の両方を実行し得る。例えば、ＵＡＶが第１の半径内にある場合、ユーザは、ＵＡＶを操作する特定の期間を有し得、このこの期間後、自動的に強制的に着陸させられ得る（例えば、第１の飛行対応措置）。その間、ＵＡＶが第２の半径内にもある場合、ユーザは、飛行制限ゾーンに近づきつつあることの警告を受信し得る。
幾つかの場合、飛行対応措置は、実行の階層を有し得、飛行対応措置のサブセットを実行し得る。例えば、最も厳しい飛行対応措置を実行し得る。例えば、ＵＡＶ８１０は、飛行制限区域８２０Ａ、８２０Ｂ、及び８２０Ｃへ距離ｄ１、ｄ２、及びｄ３のところにあり得る。距離ｄ１、ｄ２、及びｄ３は、第１、第２、及び第３の飛行対応措置を生じさせる第１、第２、及び第３の半径内にあり得る。第１の飛行対応措置が、ＵＡＶの自動着陸であり、第２の飛行対応措置がユーザへの警告の提供であり、第３の飛行対応措置がＵＡＶの許可高度の低減である場合、第１の飛行対応措置のみを実行し得る。
幾つかの場合、ＵＡＶは、同じ飛行対応措置を生じさせる２つ以上の飛行制限区域への距離内にあり得る。ＵＡＶが全ての飛行対応措置に準拠することができる場合、ＵＡＶは準拠し得る。ＵＡＶが全ての飛行対応措置には準拠することができない場合、ＵＡＶは、従うべき別個の飛行対応措置を決定する。例えば、ＵＡＶ８１０は、飛行制限区域８２０Ａ、８２０Ｂ、及び８２０Ｃへの距離ｄ１、ｄ２、及びｄ３のところにあり得る。距離ｄ１、ｄ２、及びｄ３は全て、第２の飛行対応措置を生じさせる第２の半径内にあり得る。第２の飛行対応措置は、ＵＡＶを飛行制限区域８２０Ａ、８２０Ｂ、及び８２０Ｃから離れて飛行させることであり得る。ＵＡＶは、３つの飛行制限区域８２０Ａ、８２０Ｂ、８２０Ｃの全てから離れて飛行できるようにする飛行経路を特定することができないことがある。そのような場合、ＵＡＶは、従うべき別個の飛行対応措置を決定し得る。例えば、別個の飛行対応措置は、ＵＡＶの自動着陸又はＵＡＶの自動着陸前にＵＡＶを操作する所定の期間をユーザに与えることであり得る。代替的には、第２の飛行対応措置は、飛行制限区域８２０Ａ、８２０Ｂ、及び８２０ＣからＵＡＶが離れて飛行する所定の期間をユーザに与えることであり得る。ＵＡＶが、ユーザにより操作された後、同じ区域内に留まる場合、飛行措置はＵＡＶを自動的に着陸させ得る。
幾つかの場合、異なる法域は異なるＵＡＶ非飛行条項を有し得る。例えば、異なる国は異なる規則を有し得、及び／又は幾つかの規則は法域に応じてより複雑であり得、段階的に達成する必要があり得る。法域の例としては、大陸、ユニオン、国、州／県、郡、市、町、私有地若しくは土地、又は他のタイプの法域を挙げ得るが、これらに限定されない。
ＵＡＶの場所を使用して、ＵＡＶが現在配置された法域を特定し得、全規則を適用し得る。例えば、ＧＰＳ座標を使用して、ＵＡＶが配置された国及びどの規則が適用されるかを特定することができる。例えば、国Ａは、空港の５マイル以内のＵＡＶの飛行を禁止し得、一方、国Ｂは、空港の６マイル以内の飛行を禁止し得る。次に、航空機は、ＧＰＳ座標を取得した後、現在、国Ａ内にあるのか、それとも国Ｂ内にあるのかを判断することができる。この判断に基づいて、飛行制限が５マイル内、それとも６マイル内で作用するかを評価し得、それに従って飛行対応措置をとり得る。
例えば、法域間の境界線８３０を提供し得る。ＵＡＶは、ＵＡＶの場所に基づいて、境界線の右側にあると国Ａ内にあると判断し得る。国Ｂは、境界線の左側であり得、国Ａとは異なる規則を有し得る。一例では、ＵＡＶの場所は、本明細書の他の箇所に記載される任意の位置特定技法を使用して特定し得る。ＵＡＶの座標は計算し得る。幾つかの場合、ＵＡＶのオンボードメモリは、異なる法域の境界線を含み得る。例えば、ＵＡＶは、オンボードメモリにアクセスして、ＵＡＶの場所に基づいて、ＵＡＶがある法域を特定可能であり得る。他の例では、異なる法域についての情報は、オフボードで記憶し得る。例えば、ＵＡＶは、外部と通信して、ＵＡＶがある法域を特定し得る。
様々な法域に関連する規則には、ＵＡＶのオンボードメモリからアクセスし得る。代替的には、規則は、ＵＡＶ外のデバイス又はネットワークからダウンロード又はアクセスし得る。一例では、国Ａ及び国Ｂは異なる規則を有し得る。例えば、ＵＡＶ８１０が配置された国Ａは、ＵＡＶが空港の１０マイル以内を飛行することを許可しない。国Ｂは、ＵＡＶが空港の５マイル以内を飛行することを許可しない。一例では、ＵＡＶは現在、空港Ｂ ８２０Ｂから９マイルの距離ｄ２を有し得る。ＵＡＶは、空港Ｃ ８２０Ｃから７マイルの距離ｄ３を有し得る。ＵＡＶは、国Ａにあるため、１０マイル閾値内にある、空港Ｂの９マイル近傍にあることに応答して、ＵＡＶは措置をとる必要があり得る。しかし、ＵＡＶが国Ｂにいた場合、飛行対応措置は必要ない。空港Ｂは国Ｂにあり、ＵＡＶは国Ｂで適用可能な５マイル閾値を超えているため、ＵＡＶは飛行対応措置をとる必要はない。
したがって、ＵＡＶは、ＵＡＶがある法域及び／又はＵＡＶに適用可能な飛行規則についての情報にアクセス可能であり得る。適用可能な非飛行規則は、距離／場所情報と併せて使用されて、飛行対応措置が必要であるか否か及び／又はいずれ飛行対応措置をとるべきかを判断し得る。
任意選択的な飛行制限特徴をＵＡＶに提供し得る。飛行制限特徴は、ＵＡＶが所定の区域内のみを飛行可能にし得る。所定の区域は、高度制限を含み得る。所定の区域は、側方（例えば、緯度及び／又は経度）制限を含み得る。所定の区域は、定義された三次元空間内であり得る。代替的には、所定の区域は、第３の次元での制限がない定義された二次元空間内（例えば、高度制限がないエリア内）であり得る。
所定の区域は、基準点に相対して定義し得る。例えば、ＵＡＶは、基準点の特定の距離内のみを飛行し得る。幾つかの場合、基準点は、ＵＡＶのホームポイントであり得る。ホームポイントは、飛行中のＵＡＶの起点であり得る。例えば、ＵＡＶは、離陸時、そのホームポイントを離陸場所として自動的に割り当て得る。ホームポイントは、ＵＡＶに入力又は予めプログラムされたポイントであり得る。例えば、ユーザは、特定の場所をホームポイントとして定義し得る。
所定の区域は、任意の形状又は寸法を有し得る。例えば、所定の区域は、半球形状を有し得る。例えば、基準点からの所定の距離閾値内のあらゆる区域は、所定の区域内であると判断し得る。半球の半径は、所定の距離閾値であり得る。別の例では、所定の区域は、円柱形を有し得る。例えば、基準点から側方に所定の閾値内にあるあらゆる区域は、所定の区域内であると判断し得る。高度制限は、円柱形の所定区域の上部として提供し得る。円錐形を所定の区域に提供し得る。ＵＡＶは、基準点から側方に離れて移動するにつれて、ますます高く飛行することを許可され得（上昇限度）、又はますます高い最小高度要件（下降限度）を有し得る。別の例では、所定の区域は角柱形を有し得る。例えば、高度範囲、緯度範囲、及び経度範囲内にあるあらゆる区域は、所定の区域内にあると判断し得る。ＵＡＶが飛行し得る任意の他の形状の所定区域を提供することもできる。
一例では、所定の区域の１つ又は複数の境界線は、ジオフェンスにより定義し得る。ジオフェンスは、現実世界の地理的エリアの仮想周縁であり得る。ジオフェンスは、予めプログラムするか、又は予め定義し得る。ジオフェンスは任意の形状を有し得る。ジオフェンスは、近傍を含み得るか、又は任意の境界線を辿り得る。ジオフェンス及び／又は任意の他の所定の区域についてのデータは、ＵＡＶにオンボードでローカルに記憶し得る。代替的には、データは、オフボードで記憶し得、ＵＡＶによりアクセスし得る。
図１６は、本発明の実施形態による飛行制限特徴の例を示す。ホームポイントであり得る基準点８５０を提供し得る。ＵＡＶは、所定の高さｈを超えて飛行することができないことがある。高さは、本明細書の他の箇所に記載されるような任意の距離閾値制限を有し得る。一例では、高さは、１３００フィート又は４００ｍ以下であり得る。他の例では、高さ限度は、約５０フィート以下、約１００フィート以下、約２００フィート以下、約３００フィート以下、約４００フィート以下、約５００フィート以下、約６００フィート以下、約７００フィート以下、約８００フィート以下、約９００フィート以下、約１０００フィート以下、約１１００フィート以下、約１２００フィート以下、約１３００フィート以下、約１４００フィート以下、約１５００フィート以下、約１６００フィート以下、約１７００フィート以下、約１８００フィート以下、約１９００フィート以下、約２０００フィート以下、約２２００フィート以下、約２５００フィート以下、約２７００フィート以下、約３０００フィート以下、約３５００フィート以下、約４０００フィート以下、約５０００フィート以下、約６０００フィート以下、約７０００フィート以下、約８０００フィート以下、約９０００フィート以下、約１０，０００フィート以下、約１２，０００フィート以下、約１５，０００フィート以下、約２０，０００フィート以下、約２５，０００フィート以下、又は約３０，０００フィート以下であり得る。代替的には、高さ限度は、記載される高さ限度のいずれか以上であり得る。
ＵＡＶは、基準点に相対して所定の距離ｄを超えて飛行することができないことがある。距離は、本明細書の他の箇所に記載されるような任意の距離閾値限度を有し得る。一例では、高さは１マイル以下又は１．６ｋｍ以下であり得る。他の例では、距離制限は、約０．０１マイル以下、約０．０５マイル以下、約０．１マイル以下、約０．３マイル以下、約０．５マイル以下、約０．７マイル以下、約０．９マイル以下、約１マイル以下、約１．２マイル以下、約１．５マイル以下、約１．７マイル以下、約２マイル以下、約２．５マイル以下、約３マイル以下、約３．５マイル以下、約４マイル以下、約４．５マイル以下、約５マイル以下、約５．５マイル以下、約６マイル以下、約６．５マイル以下、約７マイル以下、約７．５マイル以下、約８マイル以下、約８．５マイル以下、約９マイル以下、約９．５マイル以下、約１０マイル以下、約１１マイル以下、約１２マイル以下、約１３マイル以下、約１４マイル以下、約１５マイル以下、約１６マイル以下、約１７マイル以下、約１８マイル以下、約１９マイル以下、約２０マイル以下、約２５マイル以下、約３０マイル以下、約３５マイル以下、約４０マイル以下、約４５マイル以下、又は約５０マイル以下であり得る。代替的には、距離限度は、記載される任意の距離限度以上であり得る。距離限度は高さ限度以上であり得る。代替的には、距離限度は高さ限度以下であり得る。
ＵＡＶが飛行し得る所定の区域は、円柱形区域であり得、基準点８５０が円形断面の中心８６０にある。円形断面は、所定の距離ｄである半径を有し得る。所定の区域の高さは、高さｈであり得る。所定の区域の高さは、円柱形区域の長さであり得る。代替的には、本明細書の他の箇所に記載されるものを含め、任意の他の形状を提供し得る。
高さ限度及び／又は距離限度は、デフォルト値に設定し得る。ユーザは、デフォルト値を変更可能であってもよく、又は変更不可能であってもよい。例えば、ユーザは、飛行制限寸法に新しい値を入力可能であり得る。幾つかの場合、新しい飛行制限寸法を入力するに当たりユーザを支援し得るソフトウェアを提供し得る。幾つかの場合、飛行制限区域についての情報にアクセスし得、情報を使用して、飛行制限寸法を入力するに当たり、ユーザにアドバイスし得る。幾つかの場合、ソフトウェアは、１つ又は複数の飛行規制又は規則に違反する場合、ユーザが特定の飛行制限寸法を入力するのを阻止し得る。幾つかの場合、飛行制限寸法及び／又は形状を図式で示し得るグラフィカルツール又はエイドを提供し得る。例えば、ユーザは、円柱形飛行制限区域及び様々な寸法を見ることができる。
幾つかの場合、飛行規制又は規則は、ユーザにより設定された飛行制限寸法に勝り得る。例えば、ユーザが、航空機が飛行する半径２マイルを定義するが、ホームポイントの１マイル以内に空港がある場合、飛行制限区域に関する飛行対応措置が適用され得る。
ＵＡＶは、所定の飛行制限区域内を自在に飛行可能であり得る。ＵＡＶが飛行制限区域の縁部に近づきつつある場合、アラートをユーザに提供し得る。例えば、ＵＡＶが、飛行制限区域の縁部の数百フィート内にある場合、ユーザは警告され得、回避動作をとる機会が与えられ得る。ＵＡＶが飛行制限区域の縁部の近傍にあるか否かを判断するために、本明細書の他の箇所に記載される等の任意の他の距離閾値を使用してもよい。ＵＡＶは、飛行制限区域の縁部に向けて進み続ける場合、強制的にターンさせられて、飛行制限区域内に留まり得る。代替的には、ＵＡＶは、飛行制限区域外に出る場合、強制的に着陸させられ得る。ユーザはなお、制限された様式でＵＡＶを制御可能であり得るが、高度を低減し得る。
ＵＡＶは、本明細書の他の箇所に記載されるような任意の位置特定システムを使用して、所定の飛行空域に相対してＵＡＶがどこにあるかを特定し得る。幾つかの場合、センサの組合せを使用して、ＵＡＶの場所を特定し得る。一例では、ＵＡＶは、ＧＰＳを使用して、ＵＡＶの場所を特定し、本明細書に記載されるような１つ又は複数の飛行規則に従い得る。ＧＰＳ信号が失われる場合、ＵＡＶは他のセンサを利用して、ＵＡＶの場所を特定し得る。幾つかの場合、他のセンサを使用して、ＵＡＶの局所位置を特定し得る。ＧＰＳ信号が失われる場合、ＵＡＶは、ＧＰＳ信号が失われたときに発効する１組の飛行規則に従い得る。これは、ＵＡＶの高度を下げることであり得る。これは、ＵＡＶが飛行し得る所定の区域のサイズを低減することを含み得る。これは任意選択的に、ＵＡＶを着陸させること及び／又はＵＡＶのＧＰＳ接続喪失をユーザに警告することを含み得る。
飛行制限特徴は、任意選択的な特徴であり得る。代替的には、ＵＡＶに内蔵し得る。ユーザは、飛行制限特徴をオン又はオフにすることが可能であってもよく、又は可能でなくてもよい。飛行制限特徴の使用により、有利なことに、ＵＡＶは既知の区域内を自在に飛行することができ得る。万が一ＵＡＶに何かが生じたか、又はユーザがＵＡＶを見失うか、又はＵＡＶとの交信を失う場合、ユーザは、ＵＡＶをより容易に見つけることが可能であり得る。さらに、ユーザは、ＵＡＶが飛行制限区域又は他の危険区域に迷い込んでいないことを知り得る。飛行制限特徴はまた、良好な通信が遠隔コントローラとＵＡＶとの間に提供される確率を上げ得、制御を失う確率を下げ得る。
本明細書に記載されるシステム、デバイス、及び方法は、多種多様な可動物体に適用することができる。上述したように、本明細書でのＵＡＶの任意の記載は、任意の可動物体に適用し得、任意の可動物体に使用し得る。本明細書でのＵＡＶの任意の記載は、任意の航空機に適用し得る。本発明の可動物体は、空中（例えば、固定翼機、回転翼機、又は固定翼も回転翼も有さない航空機）、水中（例えば、船舶若しくは潜水艦）、地上（例えば、車、トラック、バス、バン、自動二輪車、自転車等の自動車両、スティック、釣り竿等の可動構造若しくはフレーム、若しくは列車）、地下（例えば、地下鉄）、宇宙空間（例えば、宇宙飛行機、衛星、若しくは宇宙探査機）、又はこれらの環境の任意の組合せ等の任意の適する環境内で移動するように構成することができる。可動物体は、本明細書の他の箇所に記載される車両等の車両であることができる。幾つかの実施形態では、可動物体は、人間又は動物等の生体に搭載するか、又は取り外すことができる。適する動物としては、鳥類、イヌ類、ネコ類、ウマ類、ウシ類、ヒツジ類、ブタ類、イルカ類、げっ歯類、昆虫類が挙げられる。
可動物体は、自由度６（例えば、並進に自由度３及び回転に自由度３）に関して環境内を自在に移動可能であり得る。代替的には、可動物体の移動は、所定の経路、行路、又は向きによる等の１つ又は複数の自由度に関して制約することができる。移動は、エンジン又はモータ等の任意の適する作動機構により作動することができる。可動物体の作動機構は、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風カエネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、又は任意の適するそれらの組合わせ等の任意の適するエネルギー源により電力供給することができる。可動物体は、本明細書の他の箇所に記載されるように、推進システムを介して自己推進し得る。推進システムは、任意選択的に、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風カエネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、又はそれらの任意の適する組合わせ等のエネルギー源で駆動し得る。代替的には、可動物体は生体により携帯し得る。
幾つかの例では、可動物体は航空機であることができる。適する車両としては、水上車両、航空車両、宇宙車両、又は地上車両を挙げることができる。例えば、航空機は、固定翼航空機（例えば、飛行機、グライダー）、回転翼航空機（例えば、ヘリコプタ、回転翼機）、固定翼と回転翼の両方を有する航空機、又はいずれも有さない航空機（例えば、飛行船、熱気球）であり得る。車両は、空中、水上、水中、宇宙空間、地上、又は地下で自己推進されるような自己推進型であることができる。自己推進型車両は、１つ又は複数のエンジン、モータ、車輪、車軸、磁石、回転翼、プロペラ、翼、ノズル、又は任意の適するそれらの組合わせを含む推進システム等の推進システムを利用することができる。幾つかの場合では、推進システムを使用して、可動物体を表面から離陸させ、表面に着陸させ、現在の位置及び／又は向きを維持させ（例えば、ホバリングさせ）、向きを変更させ、及び／又は位置を変更させることができる。
可動物体は、ユーザにより遠隔制御することもでき、又は可動物体内若しくは可動物体上の搭乗者によりローカルに制御することもできる。幾つかの実施形態では、可動物体は、ＵＡＶ等の無人可動物体である。ＵＡＶ等の無人可動物体は、可動物体に搭載された搭乗者を有さなくてよい。可動物体は、人間により、自律制御システム（例えば、コンピュータ制御システム）により、又は任意の適するそれらの組合わせにより制御することができる。可動物体は、人工知能が構成されたロボット等の自律的又は半自律的ロボットであることができる。
可動物体は、任意の適するサイズ及び／又は寸法を有することができる。幾つかの実施形態では、車両内又は車両上に人間の搭乗者を有するようなサイズ及び／又は寸法のものであり得る。代替的には、可動物体は、車両内又は車両上に人間の搭乗者を有することが可能なサイズ及び／又は寸法よりも小さなものであり得る。可動物体は、人間により持ち上げられるか、又は携帯されるのに適するサイズ及び／又は寸法であり得る。代替的には、可動物体は、人間により持ち上げられるか、又は携帯されるのに適するサイズ及び／又は寸法よりも大きくてよい。幾つかの場合、可動物体は、約２ｃｍ、約５ｃｍ、約１０ｃｍ、約５０ｃｍ、約１ｍ、約２ｍ、約５ｍ、又は約１０ｍ以下の最大寸法（例えば、長さ、幅、高さ、直径、対角線）を有し得る。最大寸法は、約２ｃｍ、約５ｃｍ、約１０ｃｍ、約５０ｃｍ、約１ｍ、約２ｍ、約５ｍ、又は約１０ｍ以上であり得る。例えば、可動物体の対向する回転翼のシャフト間の距離は、約２ｃｍ、約５ｃｍ、約１０ｃｍ、約５０ｃｍ、約１ｍ、約２ｍ、約５ｍ、又は約１０ｍ以下であり得る。代替的には、対向する回転翼のシャフト間の距離は、約２ｃｍ、約５ｃｍ、約１０ｃｍ、約５０ｃｍ、約１ｍ、約２ｍ、約５ｍ、又は約１０ｍ以上であり得る。
幾つかの実施形態では、可動物体は、１００ｃｍ×１００ｃｍ×１００ｃｍ未満、５０ｃｍ×５０ｃｍ×３０ｃｍ未満、又は５ｃｍ×５ｃｍ×３ｃｍ未満の体積を有し得る。可動物体の総体積は、約１ｃｍ３以下、約２ｃｍ３以下、約５ｃｍ３以下、約１０ｃｍ３以下、約２０ｃｍ３以下、約３０ｃｍ３以下、約４０ｃｍ３以下、約５０ｃｍ３以下、約６０ｃｍ３以下、約７０ｃｍ３以下、約８０ｃｍ３以下、約９０ｃｍ３以下、約１００ｃｍ３以下、約１５０ｃｍ３以下、約２００ｃｍ３以下、約３００ｃｍ３以下、約５００ｃｍ３以下、約７５０ｃｍ３以下、約１０００ｃｍ３以下、約５０００ｃｍ３以下、約１０，０００ｃｍ３以下、約１００，０００ｃｍ３以下、約１ｍ３以下、又は約１０ｍ３以下であり得る。逆に、可動物体の総体積は、約１ｃｍ３以上、約２ｃｍ３以上、約５ｃｍ３以上、約１０ｃｍ３以上、約２０ｃｍ３以上、約３０ｃｍ３以上、約４０ｃｍ３以上、約５０ｃｍ３以上、約６０ｃｍ３以上、約７０ｃｍ３以上、約８０ｃｍ３以上、約９０ｃｍ３以上、約１００ｃｍ３以上、約１５０ｃｍ３以上、約２００ｃｍ３以上、約３００ｃｍ３以上、約５００ｃｍ３以上、約７５０ｃｍ３以上、約１０００ｃｍ３以上、約５０００ｃｍ３以上、約１０，０００ｃｍ３以上、約１００，０００ｃｍ３以上、約１ｍ３以上、又は約１０ｍ３以上であり得る。
幾つかの実施形態では、可動物体は、約３２，０００ｃｍ２以下、約２０，０００ｃｍ２以下、約１０，０００ｃｍ２以下、約１，０００ｃｍ２以下、約５００ｃｍ２以下、約１００ｃｍ２以下、約５０ｃｍ２以下、約１０ｃｍ２以下、又は約５ｃｍ２以下の設置面積（可動物体により包含される横方向の断面積と呼び得る）を有し得る。逆に、設置面積は、約３２，０００ｃｍ２以上、約２０，０００ｃｍ２以上、約１０，０００ｃｍ２以上、約１，０００ｃｍ２以上、約５００ｃｍ２以上、約１００ｃｍ２以上、約５０ｃｍ２以上、約１０ｃｍ２以上、又は約５ｃｍ２以上であり得る。
幾つかの場合では、可動物体は１０００ｋｇ以下の重量であり得る。可動物体の重量は、約１０００ｋｇ以下、約７５０ｋｇ以下、約５００ｋｇ以下、約２００ｋｇ以下、約１５０ｋｇ以下、約１００ｋｇ以下、約８０ｋｇ以下、約７０ｋｇ以下、約６０ｋｇ以下、約５０ｋｇ以下、約４５ｋｇ以下、約４０ｋｇ以下、約３５ｋｇ以下、約３０ｋｇ以下、約２５ｋｇ以下、約２０ｋｇ以下、約１５ｋｇ以下、約１２ｋｇ以下、約１０ｋｇ以下、約９ｋｇ以下、約８ｋｇ以下、約７ｋｇ以下、約６ｋｇ以下、約５ｋｇ以下、約４ｋｇ以下、約３ｋｇ以下、約２ｋｇ以下、約１ｋｇ以下、約０．５ｋｇ以下、約０．１ｋｇ以下、約０．０５ｋｇ以下、又は約０．０１ｋｇ以下であり得る。逆に、重量は、約１０００ｋｇ以上、約７５０ｋｇ以上、約５００ｋｇ以上、約２００ｋｇ以上、約１５０ｋｇ以上、約１００ｋｇ以上、約８０ｋｇ以上、約７０ｋｇ以上、約６０ｋｇ以上、約５０ｋｇ以上、約４５ｋｇ以上、約４０ｋｇ以上、約３５ｋｇ以上、約３０ｋｇ以上、約２５ｋｇ以上、約２０ｋｇ以上、約１５ｋｇ以上、約１２ｋｇ以上、約１０ｋｇ以上、約９ｋｇ以上、約８ｋｇ以上、約７ｋｇ以上、約６ｋｇ以上、約５ｋｇ以上、約４ｋｇ以上、約３ｋｇ以上、約２ｋｇ以上、約１ｋｇ以上、約０．５ｋｇ以上、約０．１ｋｇ以上、約０．０５ｋｇ以上、又は約０．０１ｋｇ以上であり得る。
幾つかの実施形態では、可動物体は、可動物体により運ばれる積載物に相対して小さくてよい。積載物は、本明細書において更に詳細に記載するように、搭載物及び／又は支持機構を含み得る。幾つかの例では、積載物の重量に対する可動物体の重量の比は、約１：１よりも大きい、小さい、又は等しくてもよい。幾つかの場合では、積載物の重量に対する可動物体の重量の比は、約１：１よりも大きい、小さい、又は等しくてもよい。任意選択的に、積載物の重量に対する支持機構の重量の比は、約１：１よりも大きい、小さい、又は等しくてもよい。所望の場合、積載物の重量に対する可動物体の重量の比は、１：２以下、１：３以下、１：４以下、１：５以下、１：１０以下、又はそれよりも小さな比であり得る。逆に、積載物の重量に対する可動物体の重量の比は、２：１以上、３：１以上、４：１以上、５：１以上、１０：１以上、又はそれよりも大きな比であることもできる。
幾つかの実施形態では、可動物体は低エネルギー消費量を有し得る。例えば、可動物体は、約５Ｗ／ｈ未満、約４Ｗ／ｈ未満、約３Ｗ／ｈ未満、約２Ｗ／ｈ未満、約１Ｗ／ｈ未満、又はそれよりも小さな値を使用し得る。幾つかの場合では、可動物体の支持機構は低エネルギー消費量を有し得る。例えば、支持機構は、約５Ｗ／ｈ未満、約４Ｗ／ｈ未満、約３Ｗ／ｈ未満、約２Ｗ／ｈ未満、約１Ｗ／ｈ未満、又はそれよりも小さな値を使用し得る。任意選択的に、可動物体の搭載物は、約５Ｗ／ｈ未満、約４Ｗ／ｈ未満、約３Ｗ／ｈ未満、約２Ｗ／ｈ未満、約１Ｗ／ｈ未満、又はそれよりも小さな値等の低エネルギー消費量を有し得る。
図１７は、本発明の態様による無人航空機（ＵＡＶ）９００を示す。ＵＡＶは、本明細書に記載される可動物体の例であり得る。ＵＡＶ９００は、４つの回転翼９０２、９０４、９０６、及び９０８を有する推進システムを含むことができる。任意の数の回転翼を提供し得る（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、又は６つ以上）。無人航空機の回転翼、回転翼組立体、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、及び／又は位置を変更できるようにし得る。対向する回転翼のシャフト間の距離は、任意の適する長さ９１０であることができる。例えば、長さ９１０は、１ｍ以下又は５ｍ以下であることができる。幾つかの実施形態では、長さ９１０は、１ｃｍ〜７ｍ、７０ｃｍ〜２ｍ、又は５ｃｍ〜５ｍの範囲内であることができる。本明細書でのＵＡＶの任意の記載は、異なるタイプの可動物体等の可動物体に適用し得、その逆も同様である。ＵＡＶは、本明細書に記載されるようなアシスト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、可動物体は、積載物を運ぶように構成することができる。積載物は、乗客、貨物、機器、器具等のうちの１つ又は複数を含むことができる。積載物は筐体内に提供し得る。筐体は、可動物体の筐体とは別個であってもよく、又は可動物体の筐体の一部であってもよい。代替的には、積載物に筐体を提供することができ、一方、可動物体は筐体を有さない。代替的には、積載物の部分又は積載物全体は、筐体なしで提供することができる。積載物は、可動物体に強固に固定することができる。任意選択的に、積載物は可動物体に対して移動可能であることができる（例えば、可動物体に対して並進可能又は回転可能）。積載物は、本明細書の他の箇所に記載されるように、搭載物及び／又は支持機構を含むことができる。
幾つかの実施形態では、固定基準系（例えば、周囲環境）及び／又は互いに相対する可動物体、支持機構、及び搭載物の移動は、端末により制御することができる。端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物から離れた場所にある遠隔制御デバイスであることができる。端末は、支持プラットフォームに配置又は固定することができる。代替的には、端末は、ハンドヘルド又はウェアラブルデバイスであることができる。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、メガネ、手袋、ヘルメット、マイクロフォン、又はそれらの適する組合わせを含むことができる。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フェースを含むことができる。手動入力されたコマンド、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、場所、又は傾きを介した）等の任意の適するユーザ入力が、端末との対話に使用可能である。
端末は、可動物体、支持機構、及び／又は積載物の任意の適する状態の制御に使用することができる。例えば、端末は、固定基準系に対する及び／又は相互に対する可動物体、支持機構、及び／又は積載物の位置及び／又は向きの制御に使用することができる。幾つかの実施形態では、端末は、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可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の個々の要素の制御に使用することができる。端末は、可動物体、支持機構、又は搭載物のうちの１つ又は複数と通信するように構成された無線通信デバイスを含むことができる。
端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の情報の表示に適するディスプレイユニットを含むことができる。例えば、端末は、位置、並進速度、並進加速度、向き、角速度、角加速度、又はこれらの任意の適する組合わせに関する可動物体、支持機構、及び／又は搭載物の情報を表示するように構成することができる。幾つかの実施形態では、端末は、機能的な搭載物により提供されるデータ（例えば、カメラ又は他の画像捕捉デバイスにより記録された画像）等の搭載物により提供される情報を表示することができる。
任意選択的に、同じ端末は、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／又は搭載物の状態の両方を制御するとともに、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物からの情報を受信及び／又は表示し得る。例えば、端末は、搭載物により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、環境に対する搭載物の測位を制御し得る。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及び／又は表示し得る。例えば、第１の端末は、環境に対する搭載物の測位の制御に使用し得、一方、第２の端末は、搭載物により捕捉された画像データを表示する。可動物体と、可動物体の制御及びデータ受信の両方を行う統合端末との間で、又は可動物体と、可動物体の制御及びデータ受信の両方を行う複数の端末との間で、様々な通信モードを利用し得る。例えば、可動物体と、可動物体の制御及び可動物体からのデータ受信の両方を行う端末との間で、少なくとも２つの異なる通信モードを形成し得る。
図１８は、実施形態による、支持機構１００２及び搭載物１００４を含む可動物体１０００を示す。可動物体１０００は航空機として示されているが、この描写は限定であるとことを意図せず、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が使用可能である。当業者であれば、航空機システムに関連して本明細書に記載される実施形態がいずれも、任意の適する可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用可能なことを理解する。幾つかの場合では、搭載物１００４は、支持機構１００２を必要とせずに、可動物体１０００上に提供し得る。可動物体１０００は、推進機構１００６、感知システム１００８、及び通信システム１０１０を含み得る。
推進機構１００６は、上述したように、回転翼、プロペラ、翼、エンジン、モータ、車輪、車軸、磁石、又はノズルのうちの１つ又は複数を含むことができる。可動物体は、１つ以上、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、全てが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ることができる。推進機構１００６は、本明細書の他の箇所に記載されるように支持要素（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１０００に搭載することができる。推進機構１００６は、可動物体１０００の上部、下部、前部、後部、側面、又はこれらの適する組合わせ等の可動物体１０００の任意の適する部分に搭載することができる。
幾つかの実施形態では、推進機構１００６は、可動物体１０００のいかなる水平移動も必要とせずに（例えば、滑走路を移動せずに）、可動物体１０００が表面から鉛直に離陸するか、又は表面に鉛直に着陸できるようにし得る。任意選択的に、推進機構１００６は、可動物体１０００が、空中の特定の位置及び／又は向きでホバリングできるようにするように動作可能である。推進機構１０００のうちの１つ又は複数は、他の推進機構から独立して制御され得る。代替的には、推進機構１０００は、同時に制御されるように構成することができる。例えば、可動物体１０００は、可動物体に揚力及び／又は推進力を提供することができる複数の水平面指向回転翼を有することができる。複数の水平面指向回転翼は、鉛直離陸機能、鉛直着陸機能、及びホバリング機能を可動物体１０００に提供するように作動することができる。幾つかの実施形態では、水平面指向回転翼のうちの１つ又は複数は、時計回り方向に回転し得、一方、水平回転翼のうちの１つ又は複数は、反時計回り方向に回転し得る。例えば、時計回りの回転翼の数は、反時計回りの回転翼の数と等しくてよい。水平面指向回転翼のそれぞれの回転速度は、各回転翼により生成される揚力及び／又は推進力を制御するように、独立して変更することができ、それにより、可動物体１０００の空間的配置、速度、及び／又は加速度（例えば、最大並進自由度３及び最大回転自由度３に関して）を調整する。
感知システム１００８は、可動物体１０００の空間的配置、速度、及び／又は加速度（例えば、最大並進自由度３及び最大回転自由度３に関して）を感知し得る１つ又は複数のセンサを含むことができる。１つ又は複数のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、又は画像センサを含むことができる。感知システム１００８により提供される感知データは、可動物体１０００の空間的配置、速度、及び／又は向きを制御するのに使用することができる（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、感知システム１００８を使用して、気象状況、潜在的な障害物への近接度、地理的特徴の場所、人工構造物の場所等の可動物体の周囲の環境に関するデータを提供することができる。
通信システム１０１０は、無線信号１０１６を介して、通信システム１０１４を有する端末１０１２と通信できるようにする。通信システム１０１０、１０１４は、無線通信に適する任意の数の送信機、受信機、及び／又は送受信機を含み得る。通信は、データが一方向でのみに送信可能なように、一方向通信であり得る。例えば、一方向通信は、可動物体１０００のみがデータを端末１０１２に送信すること、又はこの逆を含み得る。データは、通信システム１０１０の１つ又は複数の送信機から、通信システム１０１２の１つ又は複数の受信機に送信し得、又はその逆も同様である。代替的には、通信は、可動物体１０００と端末１０１２との間で両方向でデータを送信することができるように、双方向通信であり得る。双方向通信は、通信システム１０１０の１つ又は複数の送信機から、通信システム１０１４の１つ又は複数の受信機にデータを送信すること、及びその逆を含むことができる。
幾つかの実施形態では、端末１０１２は、可動物体１０００、支持機構１００２、及び搭載物１００４の１つ又は複数に制御データを提供することができ、可動物体１０００、支持機構１００２、及び搭載物１００４の１つ又は複数から情報（例えば、可動物体、支持機構、又は搭載物の位置情報及び／又は動き情報、搭載物カメラにより捕捉された画像データ等の搭載物により感知されたデータ）を受信することができる。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、又は制御に関する命令を含み得る。例えば、制御データは、可動物体の場所及び／又は向きの変更（例えば、推進機構１００６の制御を介して）又は可動物体に相対する搭載物の移動（例えば、支持機構１００２の制御を介して）を生じさせ得る。端末からの制御データは、カメラ又は他の画像捕捉デバイスの動作制御等の搭載物の制御（例えば、静止画又は動画の撮影、ズームイン又はズームアウト、オン又はオフの切り替え、画像モードの切り替え、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）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、感知システム１００８又は搭載物１００４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、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、又は画像センサ）から感知された情報を含み得る。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、場所、向き）、移動、又は加速度に関し得る。搭載物からのそのような情報は、搭載物により捕捉されたデータ又は搭載物の感知された状態を含み得る。端末１０１２により送信されて提供される制御データは、可動物体１０００、支持機構１００２、又は搭載物１００４のうちの１つ又は複数の状態を制御するように構成することができる。代替として、又は組み合わせて、支持機構１００２及び搭載物１００４はそれぞれ、端末１０１２と通信するように構成された通信モジュールを含むこともでき、それにより、端末は、可動物体１０００、支持機構１００２、及び搭載物１００４のそれぞれと独立して通信し、制御することができる。
幾つかの実施形態では、可動物体１０００は、端末１０１２に加えて又は端末１０１２に代えて、別のリモートデバイスと通信するように構成することができる。端末１０１２は、別のリモートデバイス及び可動物体１０００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１０００及び／又は端末１０１２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、リモートデバイスは、第２の端末又は他の計算デバイス（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、又は他のモバイルデバイス）であり得る。リモートデバイスは、データを可動物体１０００に送信し、データを可動物体１０００から受信し、データを端末１０１２に送信し、及び／又はデータを端末１０１２から受信するように構成することができる。任意選択的に、リモートデバイスは、インターネット又は他の通信ネットワークに接続することができ、それにより、可動物体１０００及び／又は端末１０１２から受信したデータをウェブサイト又はサーバにアップロードすることができる。
図１９は、実施形態により、可動物体を制御するシステム１１００のブロック図による概略図である。システム１１００は、本明細書に開示されるシステム、デバイス、及び方法の任意の適する実施形態と組み合わせて使用することができる。システム１１００は、感知モジュール１１０２、処理ユニット１１０４、非一時的コンピュータ可読媒体１１０６、制御モジュール１１０８、及び通信モジュール１１１０を含むことができる。
感知モジュール１１０２は、異なる方法で可動物体に関連する情報を収集する異なるタイプのセンサを利用することができる。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感知し得る。例えば、センサは、慣性センサ、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えばライダー）、又はビジョン／画像センサ（例えば、カメラ）を含むことができる。感知モジュール１１０２は、複数のプロセッサを有する処理ユニット１１０４に動作可能に接続することができる。幾つかの実施形態では、感知モジュールは、適する外部デバイス又はシステムに感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１１１２（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ画像送信モジュール）に動作可能に接続することができる。例えば、送信モジュール１１１２を使用して、感知モジュール１１０２のカメラにより捕捉された画像をリモート端末に送信することができる。
処理ユニット１１０４は、プログラマブルプロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ））等の１つ又は複数のプロセッサを有することができる。処理ユニット１１０４は、非一時的コンピュータ可読媒体１１０６に動作可能に接続することができる。非一時的コンピュータ可読媒体１１０６は、１つ又は複数のステップを実行するために処理ユニット１１０４により実行可能な論理、コード、及び／又はプログラム命令を記憶することができる。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）等のリムーバブルメディア又は外部ストレージ）を含むことができる。幾つかの実施形態では、感知モジュール１１０２からのデータは、非一時的コンピュータ可読媒体１１０６のメモリユニットに直接伝達され、そこに記憶することができる。非一時的コンピュータ可読媒体１１０６のメモリユニットは、処理ユニット１１０４により実行可能であり、本明細書に記載された方法による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することができる。例えば、処理ユニット１１０４は、処理ユニット１１０４の１つ又は複数のプロセッサに、感知モジュールにより生成された感知データを解析させる命令を実行するように構成することができる。メモリユニットは、処理ユニット１１０４により処理された感知モジュールからの感知データを記憶することができる。幾つかの実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体１１０６のメモリユニットを使用して、処理ユニット１１０４により生成された処理結果を記憶することができる。
幾つかの実施形態では、処理ユニット１１０４は、可動物体の状態を制御するように構成された制御モジュール１１０８に動作可能に接続することができる。例えば、制御モジュール１１０８は、可動物体の空間的配置、速度、及び／又は加速度を自由度６に関して調整するよう、可動物体の推進機構を制御するように構成することができる。代替的には、又は組み合わせて、制御モジュール１１０８は、支持機構、搭載物、又は感知モジュールの状態のうちの１つ又は複数を制御することができる。
処理ユニット１１０４は、１つ又は複数の外部デバイス（例えば、端末、ディスプレイデバイス、又は他のリモートコントローラ）からデータを送信及び／又は受信するように構成された通信モジュール１１１０に動作可能に接続することができる。有線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１１１０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、無線、ＷｉＦｉ（登録商標）、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信網、クラウド通信等のうちの１つ又は複数を利用することができる。任意選択的に、電波塔、衛星、又は移動局等の中継局を使用することができる。無線通信は、近接度依存型であってもよく、又は近接度独立型であってもよい。幾つかの実施形態では、通信にＬＯＦ（ｌｉｎｅ−ｏｆ−ｓｉｇｈｔ）が必要なこともあれば、又は必要ないこともある。通信モジュール１１１０は、感知モジュール１１０２からの感知データ、処理ユニット１１０４により生成された処理結果、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うちの１つ又は複数を送信及び／又は受信することができる。
システム１１００の構成要素は、任意の適する構成で配置することができる。例えば、システム１１００の構成要素のうちの１つ又は複数は、可動物体、支持機構、搭載物、端末、感知システム、又は上記のうち１つ又は複数と通信する追加の外部デバイスに配置することができる。さらに、図１９は単一の処理ユニット１１０４及び単一の非一時的コンピュータ可読媒体１１０６を示すが、これが限定を意図せず、システム１１００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むことができ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うちの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、上記のうちの１つ又は複数と通信する追加の外部デバイス、又はそれらの適する組合せ等の異なる場所に配置することができ、それにより、システム１１００により実行される処理及び／又はメモリ機能の任意の適する側面を上記場所のうちの１つ又は複数で行うことができる。
本願発明の好ましい実施形態が本明細書に示され、説明されたが、そのような実施形態は、単に例として提供されたことが当業者には明らかである。多くの修正、変更、及び置換が、本発明から逸脱することなく、当業者に想起されるであろう。本明細書に記載された本発明の実施形態に対する様々な代替が、本発明の実行に際して利用可能なことが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を規定し、これらの特許請求の範囲及びそれらの均等物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。

Claims (34)

  1. 無人航空機を制御する方法であって、
    飛行制限ゾーンを画定するとともに個別に飛行対応措置を設定可能な複数の飛行制限ストリップを評価するステップと、
    前記複数の飛行制限ストリップに相対する前記無人航空機の（１）場所又は（２）移動特性のうちの少なくとも一方を評価するステップと、
    １つ又は複数のプロセッサを用いて、前記複数の飛行制限ストリップに相対する前記無人航空機の前記場所又は移動特性のうちの少なくとも一方に基づいて、１つ又は複数の前記飛行対応措置をとるように前記無人航空機に指示するステップと、
    を含み、
    前記飛行制限ストリップは、長さ及び幅を含み、前記長さが前記幅よりも長い、
    方法。
  2. 前記複数の飛行制限ストリップは一緒に接続されて、ループを形成する、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記複数の飛行制限ストリップは、空間を複数のセクションに分割する、
    請求項１に記載の方法。
  4. 前記複数の飛行制限ストリップは、区分線を形成する、
    請求項３に記載の方法。
  5. 前記飛行制限ゾーンが、前記区分線の脇で前記複数のセクションのうちの少なくとも１つ内にある、
    請求項４に記載の方法。
  6. 各飛行制限ストリップは、幾何学的形状を使用して定義される、
    請求項１に記載の方法。
  7. 前記飛行制限ストリップの最小幅は、前記飛行制限ゾーンに直接、最高レベル飛行速度で飛行中の前記無人航空機が、最大ブレーキ、減速、又は逆加速が適用される場合、前記飛行制限ゾーンに侵入しないことを保証するように定義される、
    請求項６に記載の方法。
  8. 前記飛行制限ストリップの前記幅は、前記最小幅よりも大きい、
    請求項７に記載の方法。
  9. 前記幾何学的形状は、第１の円及び第２の円と、前記第１の円及び前記第２の円に接して延びる線とにより包含されるエリアである、
    請求項６に記載の方法。
  10. 前記第１の円及び前記第２の円は、同じ半径を有する、
    請求項９に記載の方法。
  11. 前記第１の円の半径及び前記第２の円の半径は、各飛行制限ストリップの幅に基づいて定義される、
    請求項９に記載の方法。
  12. 前記複数の飛行制限ストリップに相対する前記無人航空機の前記移動特性を評価するステップは、前記複数の飛行制限ストリップのうちのいずれに、前記無人航空機が近づく可能性が最も高いかを検出するステップを含む、
    請求項１に記載の方法。
  13. 前記複数の飛行制限ストリップに相対する前記無人航空機の前記移動特性を評価するステップは、前記無人航空機が前記飛行制限ストリップに近づく推定時間量を計算するステップを含む、
    請求項１２に記載の方法。
  14. 前記推定時間量に基づいて、前記飛行制限ストリップに到達する前に、前記無人航空機が飛行対応措置の影響を受け始める時間又は距離を特定するステップを更に含む、
    請求項１３に記載の方法。
  15. 前記飛行対応措置は、前記無人航空機を減速させるか、又は前記無人航空機の経路の方向を変更して、前記無人航空機が前記飛行制限ストリップに入らないようにするステップを含む、
    請求項１４に記載の方法。
  16. 前記複数の飛行制限ストリップに相対する前記無人航空機の前記移動特性を評価するステップは、前記無人航空機が最も近い前記飛行制限ストリップまでの推定方向を計算するステップを含む、
    請求項１２に記載の方法。
  17. 前記１つ又は複数の飛行対応措置は、前記無人航空機が前記複数の飛行制限ストリップに入らないようにするステップを含む、
    請求項１に記載の方法。
  18. 前記１つ又は複数の飛行対応措置は、前記無人航空機が前記複数の飛行制限ストリップに近づきつつあることのアラートを前記無人航空機に提供するステップを含む、
    請求項１に記載の方法。
  19. 前記１つ又は複数の飛行対応措置は、前記無人航空機を着陸させる又は減速させるステップを含む、
    請求項１に記載の方法。
  20. 前記複数の飛行制限ストリップは、互いに重なり、飛行制限ゾーンを囲む、
    請求項１に記載の方法。
  21. 前記複数の飛行制限ストリップは、前記複数の飛行制限ストリップの端部において互いに重なる、
    請求項２０に記載の方法。
  22. 個々の飛行制限ストリップの端部は、第１の円又は第２の円を含む、
    請求項２１に記載の方法。
  23. 前記飛行制限ゾーンは、多角形としての形状を有する、
    請求項２０に記載の方法。
  24. 前記多角形は不規則な多角形である、
    請求項２３に記載の方法。
  25. 前記複数の飛行制限ストリップは、前記多角形の境界線を形成する、
    請求項２３に記載の方法。
  26. 前記複数の飛行制限ストリップは、前記多角形を埋める、
    請求項２３に記載の方法。
  27. 前記複数の飛行制限ストリップは、互いに対して平行する向きを有して、前記多角形を埋めるように配置される、
    請求項２６に記載の方法。
  28. 前記１つ又は複数の飛行対応措置は、前記無人航空機が前記飛行制限ゾーンに入らないようにするステップを含む、
    請求項２０に記載の方法。
  29. 異なる飛行制限ストリップは、異なる飛行対応措置に対応する、
    請求項２０に記載の方法。
  30. 前記複数の飛行制限ストリップに相対する前記無人航空機の前記場所に基づいて、飛行制限ゾーンに相対する前記無人航空機の前記場所を評価するステップを更に含む、
    請求項１に記載の方法。
  31. 前記飛行制限ゾーンに相対する前記無人航空機の前記場所を評価するステップは、前記無人航空機の前記場所が、区域の境界線を形成する前記複数の飛行制限ストリップにより囲まれた区域内にあるか否かを評価するステップを含む、
    請求項３０に記載の方法。
  32. 無人航空機を制御する装置であって、
    前記装置は、１つ又は複数のプロセッサで実行される１つ又は複数のコントローラを備え、前記１つ又は複数のコントローラは、個々に又は集合的に、請求項１〜３１のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成される、
    装置。
  33. 無人航空機を制御する非一時的コンピュータ可読媒体であって、
    請求項１〜３１のいずれか１項に記載の方法をコンピュータに実行させるためのコード、論理、又は命令を含む、
    非一時的コンピュータ可読媒体。
  34. 無人航空機であって、
    前記無人航空機の飛行を行うように構成される１つ又は複数の推進ユニットと、
    請求項１〜３１のいずれか１項に記載の方法を実行する、１つ又は複数のプロセッサと、
    を備える、無人航空機。
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