KR20190018133A - 비행 기계의 충전, 운반 및 작동을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

비행 기계의 충전, 운반 및 작동을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20190018133A
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페데리코 아우구글리아로
라파엘로 디'안드레아
마르쿠스 헤흔
마크 더블유 뮐러
필립 라이스트
마르쿠스 봐이벨
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베리티 스튜디오스 아게
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Abstract

다수의 충전 스테이션 및 클램핑 메커니즘을 포함하는 비행 기계 수납 컨테이너가 제공된다. 상기 클램핑 메커니즘은 비행 기계들을 상기 충전 스테이션들에 고정시키고 상기 수납 컨테이너와 상기 비행 기계들 사이의 충전 회로들을 확실히 닫는다. 비행 기계들을 이륙시키기 위한 시스템이 또한 제공된다. 상기 시스템은 두 영역 및 상기 두 영역 사이에 전이 영역을 포함한다. 상기 두 영역은 각각 비행 기계의 위치 조정을 제한하고, 상기 전이 영역은 비행 기계가 상기 제1 영역에서 상기 제2 영역으로 이동하여 출구에 도달할 수 있게 한다. 충분한 수행 능력들을 갖춘 비행 기계는 성공적으로 이륙할 수 있을 것이다. 중앙 집중식 및 분산형 통신 아키텍처들이 또한 중앙 제어 시스템, 다수의 수납 컨테이너 및 상기 수납 컨테이너들 각각에 수납되어 있는 다수의 수납된 비행 기계 간에 데이터를 전달하기 위해 제공된다.

Description

비행 기계의 충전, 운반 및 작동을 위한 시스템 및 방법
관련 출원 상호 참조
본 출원은 2016년 2월 29일에 출원된 미국 가출원 제62/301,524호 및 2017년 2월 17일에 출원된 미국 가출원 제62/460,703호에 대한 우선권을 주장하며, 양자는 이에 의해 그것들 전체가 본원에 참조로서 통합된다.
기술분야
본 출원은 일반적으로 비행 기계들과 같은 기계들을 충전, 운송 및 작동하는 것에 관한 것이다.
비행 기계들은 당업계에 주지되어 있다. 비행 기계들에는 예를 들어, 싱글 및 멀티 로터 머신들 이를테면 쿼드콥터들이 포함된다. 배터리로 작동하는 비행 기계의 경우, 통상적으로 별도의 충전기가 제공되어 배터리 충전에 사용된다. 충전 프로세스는 수동으로 조작되는 프로세스이다. 예를 들어, 사용자는 비행 기계에서 배터리를 물리적으로 제거하고, 배터리를 충전기에 물리적으로 연결하며, 충전기를 전원에 연결해야할 수 있다. 배터리가 충전되면, 배터리를 충전기에서 물리적으로 분리하고 비행 기계에 다시 연결해야한다.
하드 케이스들 및 소프트 팩들과 같은 컨테이너들을 비행 기계들을 수납 및 운반하기 위해 이용할 수 있다. 컨테이너들은 통상적으로 하나의 비행 기계를 수납하도록 구성되고 또한 여분의 로터, 여분의 배터리, 비행 기계를 제어하기위한 제어기 및 충전기와 같은 부속품들을 수납하도록 구성될 수도 있다. 일부 컨테이너의 경우에는, 두 대의 비행 기계를 수납하는 것이 가능할 수 있다.
여러 비행 기계를 사용할 때, 사용자는 통상적으로 여러 컨테이너를 사용하며, 이 경우 각 컨테이너는 하나 또는 두 대의 비행 기계를 수납한다. 사용자는 컨테이너들을 수동으로 개봉하고 사용할 각 비행 기계들을 개별적으로 배치해야 한다. 완료되면, 사용자는 수동으로 배터리들을 충전하고 각 비행 기계를 해당 컨테이너에 수동으로 다시 포장해야 한다. 이것은 특히 많은 수의 비행 기계를 사용할 때, 시간이 많이 걸리는 과정이다.
다른 기계들과 마찬가지로, 비행 기계들도 오작동하거나 성능이 저하될 수 있다. 이것은 지상에서 작동하는 대부분의 기계와는 달리, 고장 이후나 성능 저하가 있을 때에도 충돌을 피하기 위해 계속 작동해야하기 때문에, 특히 공기보다 더 무거운 비행 기계들의 경우 특히 문제가 된다. 점검되지 않은 오작동 또는 성능 저하는 비행 기계, 기타 주변 물체들에 손상을 그리고 사람들에게 부상을 초래할 수 있다. 유인항공기에서, 광범위한 훈련을 받은 조종사들은 비행 전 점검들을 수행한다. 그러나 많은 무인항공기 및 비행 기계들은 필적할 만한 훈련을 받지 않은 조종사들이 조작하거나 부분적으로 또는 완전히 자율적으로 작동된다. 또한 그러한 비행 기계들은 보통 비용을 포함하여, 다른 작동 제약 조건들을 갖는다. 따라서 비행 기계들이 충분한 성능을 발휘하고 이륙 전이나 이륙 중에 비행하는데 적임임을 보장하는 시스템들 및 방법들이 요구된다.
때때로 많은 숫자의 비행 기계가 시각적인 디스플레이 및 퍼포먼스를 창출하기 위해 사용되어 왔다. 예를 들어, 비행 기계들은 하늘의 조직된 조명 쇼에서 특정 비행 경로들을 따르도록 프로그램되었다. 그러한 퍼포먼스를 위한 비행 기계들의 프로그래밍 및 설정은 수동적이고 지루한 과정이다.
따라서, 본 발명은 비행 기계들을 수납하고 충전하기 위한 개선된 시스템들 및 방법들을 개시한다. 또한 본 발명은 비행 기계들을 작동하기 위한 개선된 시스템들 및 방법들을 개시한다.
실시예들은 첨부된 도면들의 도면들에 제한이 아닌 예시로서 도시되며, 동일한 도면 부호들은 유사한 요소들을 나타내고 여기서:
도 1a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전 컨테이너의 베이스를 도시한다; 실시예들은 첨부된 도면들의 도면들에 제한이 아닌 예시로서 도시되며, 동일한 도면 부호들은 유사한 요소들을 나타내고 여기서:
도 1a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전 컨테이너의 베이스를 도시한다;
도 1b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전 컨테이너의 뚜껑을 도시한다;
도 1c는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 단일 베이스 및 단일 뚜껑을 포함한 충전 컨테이너를 도시한다;
도 1d는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 통합 충전 컨테이너가 다수의 베이스 및 뚜껑을 포함하는 통합 실시예를 도시한다;
도 2a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전판들 사이에 비행 기계들을 끼우기 위한 네 개의 대표적인 실시예의 측면도를 도시한다;
도 2b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 예시적인 비행 기계를 도시한다;
도 2c는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 예시적인 비행 기계 및 충전판을 도시한다;
도 2d는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 예시적인 비행 기계 및 을 도시한다;
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 비행 기계들을 충전 및 운반하기 위한 대안적인 시스템을 도시한다;
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전 컨테이너의 예시적인 전기적 구성요소들의 블록도를 도시한다;
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전 스테이션 및 비행 기계의 예시적인 전기적 구성요소들의 블록도를 도시한다;
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전 모듈 및 그것의 두 개의 충전 스테이션과의 상호 접속의 블록도를 도시한다;
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 케이블에 걸려 있는 예시적인 비행 기계들을 도시한다;
도 8a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 예시적인 기계식 래버린스 구조를 도시한다;
도 8b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기계식 래버린스 구조와 상호 작용하기 위한 돌출부들을 갖는 예시적인 비행 기계를 도시한다;
도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 두 개의 영역 및 전이 영역을 갖는 기계식 구조를 도시한다;
도 10a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 예시적인 비행 기계들의 스택을 도시한다;
도 10b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 비행 기계의 분해 조립도를 도시한다; 그리고
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 예시적인 통신 아키텍처의 블록도를 도시한다.
본 발명에 따라, 비행 기계들을 수납, 충전 및 작동하기 위한 현재 시스템들의 한계점들이 감소되거나 제거되었다. 또한, 본 발명은 현재 시스템들에 비해 다양한 기술적 이점을 제공한다.
일부 실시예에서, 충전 컨테이너 시스템들 및 방법들은 다수의 비행 기계의 통합된 충전 및 운반을 제공한다. 충전 컨테이너는 다음과 같은 방식으로 사용될 수 있다. 하나 이상의 비행 기계가 충전 스테이션 상에 배치된다. 이는 수동 또는 자동으로 달성될 수 있다(예를 들어, 충전 컨테이너 상에 비행 기계들을 자율적으로 착륙시킴으로써). 원하는 수의 비행 기계가 충전 컨테이너 상에 위치되면, 클램핑 메커니즘을 사용하여 비행 기계들의 위치들을 컨테이너에 기계식으로 고정한다. 전기 회로는 충전 스테이션들(예를 들어, 충전판, 충전 막대, 전도성 물질로 코팅된 자석들 등) 상의 충전 단자들을 비행 기계 상의 충전 커넥터들(예를 들어, 비행 기계의 케이지 상의 전도성 물질, 비행 기계 본체 상의 전도성 물질, 전도성 리프 스프링들, 전도성 핀들, 전도성 물질로 코팅된 자석들 등)에 연결함으로써 동시에 닫힐 수 있다. 이는 예를 들어, 클램핑 메커니즘이 (예를 들어, 상측 충전판과 하측 충전판 사이에 비행 기계를 끼움으로써) 비행 기계들을 두 개의 충전판에 밀어 대도록 컨테이너 및 그것의 구성요소들을 구성 및 배열시킴으로써 달성될 수 있다. 다른 예로서, 이는 클램핑 메커니즘이 비행 기계들을 제1 및 제2 충전 로드들 사이에 클램핑하도록 컨테이너 및 그것의 구성요소들을 구성 및 배열시킴으로써 달성될 수 있다. 추가 예로서, 전기 회로는 비행 기계가 충전 스테이션 상에 위치되자마자 추가적인 클램핑 동작 없이 닫힐 수 있다. 이러한 예에서, 연결은 예를 들어, 비행 기계 본체 상에 위치된 전도성 리프 스프링들이 비행 기계 상에 작용하는 중력에 의해 충전 스테이션의 충전판 상에 가압될 때, 중력에 의해 보조될 수 있다.
일부 실시예에서, 전기 회로는 비행 기계들을 충전할 수 있게 한다. 이는 충전 모듈을 제1 충전 단자, 제1 비행 기계 커넥터, 비행 기계 배터리, 제2 비행 기계 커넥터, 제2 충전 단자를 통해 다시 충전 모듈에 연결함으로써 달성된다. 일부 실시예에서, 회로는 (예를 들어, 비행 기계 커넥터들과 비행 기계 배터리 사이에) 비행 기계 상에 물리적으로 위치되고 배터리의 충전 프로세스를 모니터링 및 제어하는 충전 제어 회로를 포함할 수 있다. 충전 제어 회로는 예를 들어, 배터리 밸런싱을 수행할 수 있고, 충전 상태(state of charge : SOC) 또는 잔여 유효 수명(remaining useful life : RUL) 추정과 같은 모니터링 프로세스들을 수행할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에 따라 도 1a는 충전 컨테이너의 베이스(110)를 도시하고 도 1b는 충전 컨테이너의 뚜껑(150)을 도시한다. 베이스(110)는 그 표면 상에 배치된 비행 기계(예를 들어, 비행 기계(200))와 전기 접속을 구축하도록 구성 및 배열된 전도성 물질을 포함하는 충전판(114)을 포함한다. 비행 기계(200)는 단순화를 위해 원형 케이지로 도시되어 있음이 이해될 것이다. 비행 기계(200)는 임의의 적합한 형상 및 크기일 수 있다. 충전판(114)은 각각 비행 기계를 수용하고 충전할 수 있는 다수의 충전 스테이션을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 1a의 판(114) 상에 도시된 각각의 정사각형은 충전 스테이션일 수 있다. 일부 실시예에서, 충전판(114)은 각각의 대전 스테이션을 위한 별도의 충전 단자들을 포함할 수 있다.
충전판(114)은 전원 소켓(122), 온/오프 전원 스위치(124) 및 상태 LED들(126)에 전기적으로 연결된 충전 모듈(190)에 전기적으로 연결된다. 전원 소켓(122)은 외부 전원 케이블(미도시)을 통해 충전 모듈(190)에 전력을 공급한다. 전원 스위치(124)는 사용자로 하여금 전원 연결을 차단할 수 있게 한다. 상태 LED들(126)은 충전 컨테이너의 전기적 상태를 사용자에게 알려준다. 예를 들어, LED들(126)은 충전 모듈(190)에 전력이 공급되고 있는지 여부를 나타낼 수 있다. 다른 예로서, LED들(126)은 비행 기계가 충전 스테이션에 전기적으로 연결되어 있는지 여부, 비행 기계가 충전 중인지 여부 그리고/또는 비행 기계가 완전히 충전되었는지 여부와 같은 각 충전 스테이션에서의 충전 상태를 나타낼 수 있다.
일부 실시예에서, 보다 진보된 인터페이스들이 충전 컨테이너의 일부로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 충전 컨테이너의 동작을 제어할 수 있게 하기 위해 통합된 LCD 디스플레이 또는 터치스크린이 제공될 수 있다. 다른 예로는, Wi-Fi 및 이더넷과 같은 추가 연결이 제공될 수 있다.
베이스(110)는 하나 이상의 내부 커넥터(112)를 포함할 수 있다. 각각의 내부 커넥터(112)는 뚜껑이 베이스(110) 상에(예컨대, 도 1c 또는 도 1d에서와 같이) 또는 추가 베이스가 베이스(110) 상에 위치될 때(예컨대, 도 1d에서와 같이) 추가 베이스 상에 위치될 때 뚜껑 상의 대응하는 내부 커넥터(예컨대, 도 1b의 내부 커넥터(152))에 전기적으로 결합되도록 구성 및 배치될 수 있다. 내부 커넥터들(112 및 152) 사이의 전기적 결합은 임의의 적절한 커넥터(예컨대, 스프링 장착된 커넥터 또는 임의의 다른 적합한 전기 커넥터)를 사용하여 달성될 수 있다.
도 1a의 베이스(110) 및 도 1b의 뚜껑(150) 각각은 내벽(140)을 포함한다. 내벽(140)은 충전판(예를 들어, 도 1a의 충전판(114) 및 도 1b의 충전판(154))으로서 사용될 수 있고, 비 전도성 재료 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다. 도 1a의 베이스(110) 및 도 1b의 뚜껑(150) 각각은 외벽(142)을 포함한다. 외벽(142)은 베이스(110) 및 뚜껑(150)을 함께 고정시키기 위한 하나 이상의 클램핑 메커니즘(160)(예를 들어, 걸쇠, 래치 등)을 구비할 수 있다. 외벽(142)은 또한 용이한 운반을 위해 하나 이상의 핸들(미도시)을 구비할 수 있다.
베이스(110)는 뚜껑(150) 또는 다른 베이스에 기계적 지지를 제공한다. 비행 기계들이 자동으로 충전판 상에 놓여지면, 비행 기계의 착륙 또는 도킹 조종 중에 운항을 돕기 위해 베이스(110)가 사용될 수 있다. 이는 (1) 베이스(110) 상의 명확한 위치들에 명확한 피처들(예를 들어, 마킹들, 위치 LED들, 발광체들, 무선 주파수(RF) 방사체들)을 통합시킴으로써, (2) 비행 기계들에 이러한 피처들 검출에 적합한 센서들(예를 들어, 비전 센서들, RF 센서들)을 구비시킴으로써, 그리고 (3) 명확한 피처들에 관한 비행 기계의 현재 위치, 비행 기계의 원하는 착륙 또는 도킹 위치(예를 들어, 충전 스테이션), 그리고 원하는 착륙 또는 도킹 위치에 관한 명확한 피처들의 기지 위치를 나타내는 센서 판독치들에 따라 비행 기계 상에서 착륙 또는 도킹 시퀀스를 실행함으로써 달성될 수 있다.
도 1c는 단일 베이스(110) 및 단일 뚜껑(150)을 포함한 충전 컨테이너(100)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 충전 컨테이너(100)에는 충전 및/또는 운반을 위해 베이스 및 뚜껑을 연결하는 클램핑 메커니즘(160)이 구비된다.
도 1c의 뚜껑(150)은 또한 하나 이상의 외부 커넥터(182)를 포함할 수도 있다. 외부 커넥터들(182)은 다수의 컨테이너가 적층될 때 다른 충전 컨테이너 상의 대응하는 외부 커넥터(182)에 연결되도록 구성 및 배열될 수 있다. 외부 커넥터들 사이의 전기적 결합은 예를 들어, 스프링 장착된 연결 플러그를 사용하여 달성될 수 있다. 외부 커넥터들은 단일 전원 소켓(122)을 통해 다수의 충전 컨테이너에 전력을 공급할 수 있다. 외부 커넥터는 다른 적합한 외부 커넥터와 접촉할 때만 전원이 공급됨을 보장하는 안전 회로를 포함할 수 있다.
도 1c의 충전 컨테이너(100)는 개별적으로 또는 스택에서의 추가 충전 컨테이너들과 조합하여 사용될 수 있다. 도 1c의 충전 컨테이너(100)를 추가 충전 컨테이너들과 적층되도록 의도할 때, 추가 클램핑 메커니즘들이 충전 컨테이너들을 함께 고정하는데 사용될 수 있다. 또한 하나의 충전 컨테이너의 충전 모듈이 추가 충전 컨테이너들의 비행 기계들을 충전하는 데 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 일부 실시예에서, 추가 충전 컨테이너들에는 전원 소켓 및 온/오프 전원 스위치가 생략될 수 있다.
도 1d는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 통합 충전 컨테이너(100)가 다수의 베이스(110) 및 뚜껑(150)을 포함하는 통합 실시예를 도시한다.
통합 충전 컨테이너(100)는 통합 충전 컨테이너의 상하로서 사용되는 두 개의 단부 덮개(150)로 구성된다. 하부 덮개에는 용이한 운반을 위해 휠들(170)이 장착된다. 이러한 실시예에서, 충전 모듈(190), 전원 소켓(122), 전원 스위치(124) 및 상태 LED들(126)이 상부 덮개(150)에 포함된다. 이러한 실시예에서, 네 개의 베이스(110) 각각은 두 개의 충전판(114 및 154)을 포함하도록 구성 및 배열된다. 비행 기계들(200)은 하측 베이스(110)의 제1 충전판(114)과 상측 베이스(110)의 제2 충전판(154) 사이에 끼워진다. 통합 충전 컨테이너(100)의 상이한 층들은 클램핑 메커니즘들(160)을 사용하여 함께 연결될 수 있다.
이러한 실시예는 다수의 비행 기계(200)를 특히 간편하게 충전, 수납 또는 운반할 수 있게 한다. 이러한 대표적인 실시예는 변형이 가능하다. 예를 들어, 충전 컨테이너들은 서랍들로서 만들어질 수 있다. 다른 예로서, 내부 커넥터들은 연결 플러그들 또는 연결 케이블들로서 만들어질 수 있다.
도 2a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전판들(114 및 154) 사이에 비행 기계들을 끼우기 위한 네 개의 대표적인 실시예의 측면도를 도시한다. 끼움은 충전판들(114 및 154) 사이에 힘(210)을 가함으로써 달성된다. 이는 클램핑 메커니즘을 사용함으로써 달성될 수 있다.
각각의 비행 기계(200)는 그 본체(220)에 연결된 적어도 두 개의 커넥터(214 및 254)를 포함한다. 커넥터들(214 및 254)은 충전판들(114 및 154)과 전기 접촉할 수 있게 한다. 이는 비행 기계들의 배터리들 및 작동 매개 변수들(예를 들어, 최소 충전 시간, 배터리 크기)에 의해 요구되는 충전 전압 및 암페어에 따라 적절한 전도도를 갖는 물질들을 선택하고, 비행 기계들의 탑재 하중에 따라 적절한 무게를 선택하고, 비행 기계들의 동역학적 속성뿐만 아니라 공기 역학적 속성에 따라 적절한 형상을 선택하며, 비행 기계들 및 충전판들의 형상 및 표면 속성들에 따라 적절한 연결 속성들(예를 들어, 스프링 장착된 커넥터들, 자기 커넥터들)을 선택함으로써 달성될 수 있다. 전기 접촉은 또한 클램핑의 결과로서의 힘(210)에 따른 잠재적인 구조적 변형을 고려함으로써 달성될 수 있다.
커넥터들(214 및 254)은 동시에 비행 기계들(200)을 보관 및 운반을 위한 위치로 고정시키는데 사용될 수 있다. 이는 (1) 판들(114 및 154) 사이에 끼워진 비행 기계들(200)에 힘을 가하는 클램핑 메커니즘을 사용함으로써; (2) 비행 기계(200)가 커넥터들(214 및 254)과 충전판들(114 및 154) 사이의 마찰에 따라 판들(114 및 154) 사이에 끼워질 때 그것이 움직이지 않도록 커넥터들(214 및 254)을 구성 및 배열시킴으로써; 그리고 (3) 판들(114 및 154) 및 비행 기계 본체들(220)을 구조적 손상 없이 끼울 수 있게 하도록 구성 및 배열시킴으로써 달성될 수 있다.
일부 실시예에서, 충전 컨테이너는 기계식 가이드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 충전판(114)은 기계식 가이드들로서 기능하는 오목부들을 내재할 수 있다. 그러한 가이드들은 비행 기계들을 박스에 넣을 때 그것들을 특정 위치들 또는 특정 방향들로 가이드하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 가이딩 프로세스는 통상적으로 수동적이다, 즉, 비행 기계들은 그것들이 박스(100)에 넣어질 때 위치/방향으로 미끄러져 들어간다. 이러한 프로세스를 쉽게 하기 위해 다양한 고안을 사용할 수 있다. 예들로 비행 기계들(200)과 충전 컨테이너 사이의 접점들에 저 마찰 물질들을 사용하는 것(예컨대, 광택 금속); 비행 기계들의 본체들의 형상을 개조하는 것; 비행 기계들의 케이지들 또는 슈라우드들의 형상을 개조하는 것(예컨대, 구형 케이지를 사용하는 것); 베이스(110)를 흔드는 것(예를 들어, 수동 또는 자동으로(예컨대, 진동 모터를 사용하여)); 비행 기계(200)가 전용 착륙 조종(예컨대, 도킹 조종)을 수행하게 하는 것; 비행 기계(200) 또는 충전 컨테이너(100) 상에 자석들을 사용하는 것(예컨대, 영구적으로 자화된 물질 또는 전자석들) 또는 충전 컨테이너(100) 또는 그것의 베이스들(110)을 비스듬하게 위치시키는 것(예컨대, 컨테이너들에 바닥 상에 놓았을 때 비스듬하게 받쳐줄 수 있게 하는 받침대를 장착하거나 충전 박스에 각진 베이스를 장착하는 것) 또는 기타(예를 들어, 충전 컨테이너에 비행 기계들을 수집, 분류 또는 배치하기 위한 미끄럼판(chute) 또는 누두(funnel)로서 작용하는 널빤지(landing board)(미도시)를 부가하는 것)를 포함한다. 기계식 가이드들의 예들은 함입부들, 노치들, 누두들, 레일들 또는 홈들을 포함한다.
가이드들은 또한 비행 기계들(200)을 고정 또는 운반할 위치에 배치하는데 사용될 수 있다. 이는 비행 기계들의 형상과 일치하도록 가이드들을 구성 및 배열시킴으로써 달성될 수 있다. 도 1a의 대표적인 실시예에서, 역 피라미드 형상들의 기계식 가이드들은 그 크기들이 비행 기계들의 구형 케이지의 형상과 일치하도록 만들어져 사용된다.
또한 가이드들을 사용하여 비행 기계들을 특정 패턴으로 배치할 수 있다. 예를 들어, 도 1a의 대표적인 실시예에 도시된 역 사각 피라미드들을 사용하여 비행 기계들을 격자 패턴으로 배열시킬 수 있다. 유사하게, 삼각 또는 육각 피라미드들을 사용하여 비행 기계들을 등각 또는 육각 격자로 배열시킬 수 있다.
유사하게, 많은 다른 모자이크 세공 또는 패턴이 달성될 수 있다.
배열들은 심미적인 이유들로(예를 들어, 비행 기계들을 조명 디스플레이의 일부로 사용할 때) 사용될 수 있다. 배열들은 충전 또는 운반을 위한 위치로 가이드할 수 있도록 사용될 수 있다. 이는 수동 조작이 거의 없거나 전혀 없는 많은 비행 기계를 가이드할 수 있도록 할 수 있다. 또한 배열들은 예를 들어 액추에이터의 자유로운 움직임을 허용하도록 구성 및 배열함으로써(예를 들어, 액추에이터의 움직임이 가이드들, 충전기들 및 다른 비행 기계들을 포함하여 장애물들에 의해 제한되지 않음을 기계적으로 보장함으로써), 자율 이륙 또는 착륙할 수 있게 하도록 사용될 수도 있다. 다른 예로서, 그것들은 동일한 컨테이너 상에서 계속 이륙 또는 착륙하는 다수의 비행 기계의 자유로운 공기 흐름/난류를 줄일 수 있게 하도록 구성 및 배열될 수 있다(예를 들어, 컨테이너에서의 그것들의 위치를 나타내는 데이터를 사용하여 그것들의 이륙 또는 착륙 순서를 결정함으로써 또는 에어 쿠션 생성을 줄이기 위해 컨테이너에 통풍관들, 통풍구들, 와이어 그리드들 또는 유로 가이드들을 장착함으로써). 다른 예로서, 배열들은 방향(예를 들어, 비행 기계의 요우)이 (예컨대, 기계식 가이드들 또는 센서들을 통해) 알려져 있음을 보장함으로써 이륙 조종을 더 신뢰할 수 있게 할 수 있다. 유사하게, 배열들을 루틴들을 교정할 수 있게 할 수 있다. 일부 실시예에서, 비행 기계들은 컨테이너에서의 그것들의 위치 및 방향을 육안으로 점검할 수 있게 하도록 마킹된다(예컨대, 그것들의 아암 중 하나 상에 색 코딩된 밴드로). 일부 실시예에서, 비행 기계들은 비행 기계 식별자를 컨테이너에 전달하도록 구성 및 배열된다. 일부 실시예에서, 컨테이너는 충전 스테이션 식별자를 해당 충전 스테이션의 비행 기계에 전달하도록 구성 및 배치된다.
또한 가이드들을 사용하여 비행 기계들을 전기 충전할 위치로 배치할 수 있다. 이는 올바른 양극 및 음극의 연결을 보장하는데 유용할 수 있다. 이는 스마트 충전기들을 사용할 때(예를 들어, 동시에 충전되는 비행 기계들의 수를 결정하기 위해) 또는 스마트 배터리들을 사용할 때(예를 들어, 배터리 관리 시스템을 구비한 배터리들), 추가 커넥터들(예를 들어, 배터리 조정, 배터리 밸런싱 또는 배터리 통신용)을 구비한 비행 기계들에 유용할 수 있다. 이는 가이드들, 비행 기계의 커넥터들 및 충전 단자들을 비행 기계의 커넥터들을 충전 단자들에 쉽게 정렬시키고 연결할 수 있게 하도록 구성 및 배열시킴으로써 달성될 수 있다. 이는 예를 들어, 블라인드 메이트 커넥터들(blind mate connectors)을 사용하여 달성될 수 있다. 추가 예들로서, 이는 또한 스프링 바이어싱되거나 스프링 장착된 또는 적어도 하나의 가이딩 표면을 포함하는 메이팅 커넥터들을 사용함으로써 달성될 수도 있다.
가이드들은 또한 충전 회로들 사이에 전기 절연을 제공하는 데 사용될 수 있다. 이는 그것들에 절연체를 장착하거나 그것들을 비 전도성 물질로 제조함으로써 달성될 수 있다.
일부 실시예에서, 커넥터들은 기계식 가이드들에 맞추기 위해 기계적으로 정합될 수 있다. 이는 비행 기계들과 박스 사이의 전기 접속을 향상시키거나, 운반 중 비행 기계들의 고정을 향상시키거나, 비행 기계들을 특정 위치들 또는 방향들로 가이드할 때 가이드들의 효율을 향상시키는데 유용할 수 있다. 이는, 메이팅될 때 사소한 정렬 오류를 허용하는 자정렬 피처들과 함께 본 발명에서 설명된 피처들을 커넥터들과 조합시킴으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 비행 기계 상의 대응하는 텅(tongue), 비드(bead), 볼트 또는 도그(dog)와 충전판 상의 홈 또는 슬롯이 사용될 수 있다.
다시 도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 클램핑 메커니즘(160)은 복수의 비행 기계 상에 동시에 힘을 가할 수 있다. 클램핑 메커니즘(160)은 또한 컨테이너 베이스(110)를 뚜껑(150) 또는 추가의 컨테이너에 기계적으로 연결할 수 있다. 그것은 명확한 기계력을 비행 기계(200)에 인가할 수 있다. 이는 탄성 요소들을 사용하여 달성될 수 있다. 예컨대, 충전판들은 포옴 또는 다른 탄성 재료에 의해 지지될 수 있거나 또는 비행 기계 커넥터들이 탄성 재료를 포함할 수 있다. 힘은 또한 클램핑 메커니즘들의 유형, 수 또는 배치, 또는 벽들(140) 또는 컨테이너 베이스(110)에 의해 제공되는 크기 또는 기계적 지지를 비행 기계들의 크기 또는 구조적 속성들에 맞춤으로써 조정될 수 있다. 대표적인 클램핑 메커니즘들은 레버 조작식 래치, 신속 클램프 파스너, 탄성 앵커, 스프링 래치 및 토글 클램프를 포함한다.
도 2b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 비행 기계(200)를 도시한다. 비행 기계(200)는 본체(220), 센서(260), 대응하는 프로펠러들(272)을 갖는 네 개의 액추에이터(270), 제어 모듈(280), 배터리(290) 및 두 개의 커넥터(예를 들어, 후크)(214 및 254)를 포함한다. 충전 회로(미도시)는 두 개의 커넥터(214 및 254) 각각을 배터리(290)에 전기적으로 연결한다.
도 2c는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 비행 기계(200) 및 충전판(114)을 도시한다. 비행 기계(200)는 본체(220), 센서(260), 대응하는 프로펠러들(272)을 갖는 네 개의 액추에이터(270), 제어 모듈(280), 배터리(290) 및 네 개의 커넥터(214)를 포함한다. 커넥터들과 충전판(114) 사이의 양호한 전기 접속을 보장하기 위해 하나 이상의 커넥터(214) (예를 들어, 하나, 둘, 셋 또는 모두 네 개)가 자석들(예를 들어, 영구 자석 또는 전자석)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 자석들은 또한 비행 기계(200)를 충전판(114)에 고정하기에 충분한 강도를 가질 수 있다. 회로(미도시)는 두 개 이상의 커넥터(214)를 비행 기계(200)의 구성요소들(예를 들어, 배터리(290))에 전기적으로 연결한다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 충전판(114)은 섹션들(114.1-5)을 포함한다. 섹션(114.5)은 판(114)의 비전도성 섹션이고 그것은 섹션들(114.1-4)을 전기적으로 절연시킨다. 각 섹션들(114.1-4)은 주름진 형상 또는 다른 형상으로 비행 기계(200)를 원하는 위치 및 방향으로 위치시키는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 섹션(114.1-5)은 비행 기계(200)를 원하는 위치 및 방향으로 가이딩하거나 섹션들(114.1-4)과 하나 이상의 커넥터(214) 사이의 양호한 전기 접속을 보장하는 것을 돕기 위해 자석들(예를 들어, 영구 자석 또는 전자석)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 섹션들(114.1-4) 각각은 충전 단자 또는 통신 인터페이스로서 사용될 수 있다. 도 2c에 도시된 전체 충전판(114)은 단일 충전 스테이션에 대응할 수 있다.
도 2d는 본 발명의 일부 실시예에 따른 비행 기계(200) 및 충전 스테이션의 다른 예를 도시한다. 비행 기계(200)는 비행 기계(200)가 충전 스테이션 상에 놓일 때, 각각 충전판들(114.1 및 114.2)과 접촉을 이루는 두 개의 충전 커넥터(214.1 및 214.2)를 포함한다. 비행 기계(200)는 비행 기계가 충전 스테이션 상에 놓일 때 통신판(115)과 접촉을 이루는 통신 커넥터(215)를 더 포함한다. 이러한 예에서, 비행 기계 커넥터들(214.1, 214.2 및 215)은 비행 기계(200) 상에 작용하는 중력을 받아 편향됨으로써 대응하는 충전판들(114.1 및 114.2) 및 통신판(115)에 전기 접속부를 제공하는 리프 스프링 접점들을 추가적인 클램핑 힘이 필요하지 않도록 적절한 치수로 만들어진다. 충전판은 비행 기계(200)가 충전 스테이션 상에 놓일 때 (예를 들어, 충전 컨테이너(100)의 운분 중에) 비행 기계(200)의 수평 움직임을 제한하는 가이드들(116.1-3)을 더 포함한다. 가이드들(116.1 및 116.2)은 충전 스테이션상의 정확한 비행 기계(200)의 방향만을 허용하기 위해, 각각 비행 기계(200)상의 피처들(220.1 및 220.2)과 매칭하도록 형성되며, 이는 전기 접속부들의 극성이 맞는 것을 보장하도록 도울 수 있다. 예시된 바와 같이, 피처들(220.1 및 220.2)은 그것들 각각의 로터 아암들 상에 비행 기계(200)의 중심으로부터 서로 다른 거리들에 위치된다. 이러한 서로 다른 거리들은 가이드들(116.1 및 116.2) 내의 대응하는 오목부들의 위치들과 매칭하며 그에 따라 비행 기계(200)는 단지 한 방향으로만 충전 스테이션 상에 맞게 될 것이다. 예시된 피처들 및 가이드들은 단지 예시적인 것이며 임의의 적합한 피처들 및 가이드들이 충전 스테이션 상의 적절한 위치 및 방향으로 비행 기계(200)를 위치시키는 것을 돕기 위해 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
도 3은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 복수의 비행 기계를 충전 및 운반하기 위한 대안적인 시스템을 도시한다. 도 3의 시스템은 충전 컨테이너의 단자들로서 두 개의 충전 막대(314 및 354)를 포함한다.
충전 막대들(314 및 354)은 또한 지지 구조체들로서도 작용한다. 충전 막대들(314 및 354)은 다음과 같은 방식으로 사용된다. 하나 이상의 비행 기계(200)가 충전 막대들(314 및 354) 상에 배치된다. 이는 수동 또는 자동으로 달성될 수 있다(예를 들어, 베이스(110)에 비행 기계들을 착륙시킴으로써). 비행 기계들(200)은 비행 기계들을 충전 막대들(314 및 354)에 부착하는데 사용되는 두 개의 후크 또는 다른 유형들의 부착 메커니즘들을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 비행 기계들(200) 각각은 충전 막대들(314, 354) 각각을 적어도 부분적으로 둘러싸는 두 개의 후크를 포함한다. 그것들은 후크에 걸려 있을 때 비행 기계의 중량의 적어도 일부를 지지하도록 구성 및 배열될 수 있다. 두 개의 후크는 커넥터들(214 및 254)을 포함한다. 그에 따라, 후크들은 비행 기계들(200)에 대한 구조적 지지뿐만 아니라 전기 접속부들을 제공한다. 원하는 수의 비행 기계(200)가 베이스(110)에 있으면, 클램핑 메커니즘(160)은 충전 막대들(314 및 354)을 펼치기 위해 사용되며, 이는 비행 기계들(200)의 후크들에 반발력(210)을 가한다. 이렇게 하면 충전 컨테이너의 비행 기계들의 위치들이 고정된다. 이는 또한 전기 회로를 (예를 들어, 동시에) 닫는다(케이블류는 명확하게 하기 위해 도면에서 생략됨). 이는 상측 충전 막대(354)와 하측 충전 막대(314) 사이에 비행 기계들(200)을 클램핑함으로써 달성된다.
후크들 또는 다른 유형들의 부착 메커니즘들은 바람직하게는 막대에서 후크가 분리될 수 있게 하기에 충분한 간격을 갖는 비행 기계의 프레임의 연장부들이다. 그것들은 비행 기계가 특정 방향으로 걸릴 수 있게 하도록 구성 및 배열될 수 있다. 이것은 예를 들어, 비행 기계의 중량을 지지하기에 충분한 강성 재료로 만들어진 후크들을 사용함으로써 그리고 특정 모션이 수행되는 경우 비행 기계를 막대에 연결하고 분리할 수 있게 함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 비행 기계는 막대에서 후크를 자유롭게 들어올리기 위해 축을 따라 회전될 수 있다. 다른 예로서, 막대는 비행 기계를 해제시키도록 이동될 수 있다.
전기 회로는 비행 기계들(200)의 충전을 가능하게 한다. 이는 충전 모듈을 충전 막대(314), 제1 비행 기계 커넥터(214), 비행 기계 배터리, 제2 비행 기계 커넥터(2540, 충전 막대(354)를 통해 다시 충전 모듈에 연결함으로써 달성된다(케이블류 및 충전 모듈은 명확하게 하기 위해 도면에서 생략됨). 일부 실시예에서, 각각의 비행 기계(200)는 충전 모듈을 포함하고, 이러한 실시예들에서는 충전 막대들(314 및 354)이 충전 모듈에 전력을 제공한다.
도 3에 도시된 후크 및 구성은 단지 예시적인 것이며 임의의 다른 적절한 구성 또는 부착 메카니즘이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 후크들은 본체의 대향 단부들에 위치되고 로터 아암들로부터 연장되는 것으로 도시되어 있지만, 후크들은 임의의 다른 적절한 위치들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 후크들은 로터 아암들 아래 비행 기계의 본체 상의 임의의 다른 적절한 위치들에 위치될 수 있다. 다른 예로서, 자석을 사용하여 비행 기계를 충전 막대에 부착할 수 있다. 다른 예로서, 핀을 사용하여 비행 기계를 충전 막대에 부착할 수 있다.
도 4는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전 컨테이너(400)의 예시적인 전기적 구성요소들의 블록도를 도시한다. 일부 실시예에서, 충전 컨테이너(400)는 도 1a 내지 도 1d의 충전 컨테이너(100)에 대응한다. 일부 실시예에서, 도 3의 베이스(110)는 충전 컨테이너(400)의 일부로서 사용될 수 있다. 충전 컨테이너(400)는 충전 스테이션(402A-C), 제어 회로(410), 전원 소켓(420), 경보 회로(430), 통신 인터페이스(440), 사용자 인터페이스(450), 위치 파악 유닛 (460), 액추에이터(470) 및 센서(480)를 포함한다.
충전 스테이션들(402A-C)은 각각 충전 단자들(예를 들어, 충전판들(도 1a 내지 도 1c 참조), 충전 막대들(도 3 참조) 등) 및 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. 충전 단자들은 비행 기계들의 전기 커넥터들 전기적으로 결합하도록 구성될 수 있다. 충전 스테이션들(402A-C) 각각은 둘, 셋, 넷, 또는 그보다 많은 충전 단자를 포함할 수 있다. 단일 셀 배터리를 갖는 비행 기계들의 경우에는, 충전 스테이션들(402A-C)의 일부로서 포함되는 단지 두 개의 충전 단자가 있을 수 있다. 멀티셀 배터리들을 갖는 비행 기계들의 경우에는, 배터리 밸런싱을 가능하게 하기 위해 추가 충전 단자들이 제공될 수 있다. 충전 스테이션들(402A-C) 각각에 대한 통신 인터페이스는 제어 회로(410)가 충전 스테이션에 도킹된 비행 기계와 통신할 수 있게 하기 위한 임의의 적절한 통신 인터페이스일 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 인터페이스는 블루투스, 지그비 또는 WiFi와 같은 임의의 적합한 통신 프로토콜을 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 인터페이스는 비행 기계와 제어 회로(410) 사이에 유선 통신 프로토콜을 사용할 수 있다. 유선 통신은 충전 스테이션 상의 적어도 하나의 통신 단자를 비행 기계 상의 적어도 하나의 통신 커넥터와 연결함으로써 구축될 수 있다. 일부 실시예에서, 통신 인터페이스는 충전 단자들을 사용하여 비행 기계들과 통신할 수 있다. 이는 예를 들어, DC-BUS를 사용하여 달성될 수 있다. 세 개의 충전 스테이션이 도 4에 도시되어 있지만, 임의의 적절한 수의 충전 스테이션이 충전 컨테이너(400)에 포함될 수 있다.
위치 파악 유닛(460)은 충전 컨테이너(400)의 위치를 결정한다. 위치 파악 유닛(460)은 위치 파악 신호들을 수신하기 위한 수신기 및 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 위치 파악 유닛(460)은 타임 스탬핑 가능한 위치 파악 신호들(예를 들어, 초 광대역 신호들)의 수신 시간들 및 신호들을 송신하는 송수신기들의 기지 위치들에 기초하여 위치를 결정한다. 수신된 신호는 로컬 클록 신호에 기초하여 타임 스탬핑될 수 있다. 위치는 TOA 또는 TDOA 계산들과 같은 임의의 적절한 계산들을 사용하여 결정될 수 있다. 결정된 위치는 제어 회로(410)에 제공된다. 일부 실시예에서, 위치 파악 유닛(460)은 제어 회로(410)에 통합된다. 일부 실시예에서, 충전 스테이션(400)은 위치 파악 유닛(460)을 포함하지 않는다.
일부 실시예에서, 위치 파악 유닛은 신호들을 송신하는 송수신기들에 대한 거리들을 결정한다. 이는 당업계의 공지된 기술들을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 위치 파악 유닛 및 송수신기들은 동기화된 클록들을 가질 수 있으며, 신호들은 그것들이 전송되기 전에 송수신기들에 의해 타임 스탬핑됨에 따라 신호들이 언제 전송되는지를 나타내는 시간을 포함할 수 있다. 위치 파악 유닛이 신호들을 수신할 때, 신호들 상의 타임 스탬프들은 위치 파악 유닛이 그것의 클록 상에 갖는 시간과 비교된다. 이는 위치 파악 유닛이 신호의 전파 시간을 결정할 수 있게 함에 따라, 신호들 각각이 빛의 속도로 이동했음을 알아 그것이 위치 파악 유닛과 송수신기들 각각 간의 거리를 결정할 수 있게 한다. 거리를 결정하는 다른 방법은 신호 전력을 사용하는 것이다. 이를 위해, 송수신기들 각각에 의해 원래 송신된 신호의 강도가 위치 파악 유닛에 알려진다(예를 들어, 메모리에 저장되거나 송신된 신호의 일부이다). 위치 파악 유닛에 수신된 신호들 각각의 강도를 측정함으로써 그리고 자유 공간 경로 손실 모델을 사용함으로써, 위치 파악 유닛과 송수신기들 각각 간의 거리들을 추정할 수 있다. 또 다른 예에서, 위치 파악 유닛은 삼각 측량에 의해 그 위치를 결정할 수 있다. 위치 파악 유닛은 적어도 세 개의 송수신기로부터 신호들을 수신하고 (예를 들어, 수신 신호들의 강도에 기초하여) 수신된 신호들에 기초하여 세 개의 송수신기 각각에 대한 거리를 추정한다. 위치 확인 유닛은 이러한 세 개의 송수신기의 위치들(예를 들어, 메모리에 저장되거나 송신된 신호의 일부이다)을 알면, 세 개의 송수신기 각각으로부터 추정된 거리에 기초하여 그 위치를 결정한다.
제어 회로(410)는 임의의 적절한 하드웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어 회로는 하나 이상의 프로세서, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리와 같은 메모리, 컴퓨터 판독 가능 명령들을 포함하는 하나 이상의 소프트웨어 모듈, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
액추에이터들(470)은 충전 컨테이너(400)의 동작을 보조하는 임의의 적절한 액추에이터일 수 있다. 일부 실시예에서, 액추에이터(470)는 클램핑 메커니즘을 작동시키거나 클램핑 메커니즘으로서 기능하며 이는 충전 및/또는 운반을 위해 비행 기계들을 고정시키는데 사용된다. 예를 들어, 도 1a 내지 도 1d의 뚜껑(150)은 일측을 따라 힌지로 대응하는 베이스(110)에 연결될 수 있고, 액추에이터(470)는 뚜껑(150)을 올리는데 사용되는 선형 또는 회전식 액추에이터일 수 있다. 적합한 액추에이터들은 서보 모터들 또는 스테퍼 모터들을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 액추에이터(470)가 비행 기계들을 개별적으로 고정 및 해제시키는데 사용될 수 있다. 액추에이터(470)는 제어 회로(410)에 의해 제어된다. 일부 실시예에서, 액추에이터(470)는 충전 컨테이너(400)가 위치 파악 유닛(460)에 의해 결정된 적절한 위치에 있을 때에만 작동된다. 일부 실시예에서, 충전 스테이션(400)은 액추에이터(470)를 포함하지 않는다.
센서(480)는 임의의 적합한 센서 또는 센서들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 센서(480)는 광학 센서, 가속도계, 자력계 및 자이로스코프 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 회로(410)는 센서(480)로부터의 측정을 사용하여 충전 컨테이너(400)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어 회로(410)는 측정을 사용하여 충전 컨테이너(400)가 적절한 방향에 있는지 그리고 비행 기계들을 해제하고 수신하기에 충분히 평평한지 여부를 결정할 수 있다. 이는 예를 들어, 비행 기계에 가속도계 또는 자력계와 같은 적절한 센서를 장착하여 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서(480)는 비행 기계가 각 충전 스테이션에 위치되는지 여부를 결정하는데 사용된다. 이는 예를 들어 홀 센서, 광학 센서, 전류 센서 또는 변위 센서를 사용하여 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 충전 스테이션(400)은 센서(480)를 포함하지 않는다.
도 5는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 도 4의 충전 스테이션(402A) 및 비행 기계(500)의 예시적인 전기적 구성요소들의 블록도를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 충전 스테이션(402A)은 여기서 두 개의 충전 단자, 즉 충전 단자(404A 및 404B)를 포함한다. 충전 단자들(404A 및 404B)은 비행 기계(500)의 각각의 전기 커넥터(504A 및 504B)와 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 단자들(404A 및 404B) 및 커넥터들(504A 및 504B)은 전기적으로 전도성이고 전기적 결합은 물리적 접촉에 의해 달성된다. 전술한 바와 같이, 양호한 물리적 접촉을 보장하기 위해 클램핑 메커니즘이 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 양호한 물리적 접촉을 보장하기 위해 자석이 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 충전 단자(404A 및 404B) 및 전기 커넥터(504A 및 504B)는 영구 자석 또는 전자석을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 자석의 견인력은 양호한 물리적 접촉을 보장하기에 충분히 높을 수 있지만, 비행 기계(500)가 충전 스테이션(402A)을 들어올려 떼내기 위해 생성할 수 있는 힘보다는 작을 수 있다. 자석이 턴 온 및 오프될 수 있는 전자석일 때, 견인력은 비행 기계(500)를 충전 스테이션(402A)에 물리적으로 고정시키기에 충분히 높게 설정될 수 있다. 전자석들은 비행 기계(500)가 충전 스테이션(402A)으로부터 들어올려 떼어낼 수 있게 하기 위해 턴 오프될 수 있다. 전술한 예들은 단지 예시적인 것이고 임의의 적절한 자석 견인력이 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 단자들(404A 및 404B) 및 커넥터들(504A 및 504B)은 유도 코일들을 포함하고 유도 충전을 가능하게 하기 위해 서로 유도적으로 결합된다. 일례로, 단자들(404A 및 404B)은 상대적으로 큰 유도 코일들을 포함하고 커넥터들(504A 및 504B)은 상대적으로 작은 유도 코일들을 포함한다. 단자들(404A 및 404B)에서 더 큰 유도성 코일들 또는 전력을 사용함으로써, 비행 기계(500)상의 유도 코일들은 더 작은 치수로 만들어지고 그에 따라 비행 기계(500)에 대한 중량이 감소될 수 있다. 커넥터들(504A 및 504B)은 배터리의 충전을 가능하게 하기 위해 배터리(510)에 전기적으로 결합된다. 추가의 충전 단자들 및 대응하는 전기 커넥터들이 배터리(510)의 충전 밸런싱을 가능하게 하기 위해 제공될 수 있음이 이해될 것이다.
도 5의 충전 스테이션(402A)은 또한 통신 인터페이스(406)를 포함하고, 비행 기계(500)는 또한 대응하는 통신 인터페이스(506)를 포함한다. 인터페이스들(406 및 506)은 비행 기계(500)와 충전 스테이션(402A) 사이의 통신을 가능하게 하는 임의의 적합한 유선 또는 무선 통신 인터페이스일 수 있다. 사용될 수 있는 무선 통신 인터페이스들의 예들은 블루투스, 지그비 및 WiFi를 포함한다. 비행 기계(500)의 통신 인터페이스(506)는 제어 유닛(530)을 통해 메모리(520)에 결합될 수 있다. 메모리(520)는 임의의 적절한 비 일시적인 컴퓨터 판독 가능 메모리일 수 있다. 메모리(520)는 처리 회로(예를 들어, 제어 유닛 (530))에 의해 실행 가능한 컴퓨터 판독 가능 명령들을 저장할 수 있다. 메모리(520)는 또한 비행 기계(500)에 대한 정보를 저장할 수도 있다. 예를 들어, 메모리(520)는 비행 기계(500)에 대한 ID 번호, 배터리(510)에 대한 배터리 정보 및 비행 기계(500)에 대한 비행 계획 정보를 저장할 수 있다. 배터리 정보는 배터리 전압, 배터리 셀들의 수, 배터리 용량, 배터리 충전 이력, 임의의 다른 적절한 배터리 정보 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 메모리(520)에 저장된 정보는 통신 인터페이스들(506 및 406)을 통해 충전 컨테이너에 전달될 수 있다. 유선 통신 인터페이스는 개별 와이어들을 사용할 수 있거나 또는 충전 단자들(404A 및 404B)과 공동으로 하나 이상의 와이어를 사용할 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 유선 통신 인터페이스는 DC-BUS 기술을 사용하여 충전 단자들(404A 및 404B)을 통해 통신할 수 있다.
도 5는 또한 내부 커넥터(408)를 도시한다. 내부 커넥터(408)는 예를 들어, 충전 스테이션(402A)의 충전 단자들(404A 및 404B)이 충전 컨테이너의 상이한 구성요소들 상에 배치될 때 사용될 수 있다. 예를 들어, 충전 스테이션(402A)이 도 1a 내지 도 1d의 충전 스테이션에 대응하고 하나의 충전 단자가 베이스(110) 상에 위치되며 다른 충전 단자는 뚜껑(150) 상에 위치될 때, 내부 커넥터(408)는 베이스(110)와 뚜껑(150) 사이의 전기적 결합을 형성하는데 사용될 수 있다. 충전 스테이션(402A)의 충전 단자들(404A 및 404B)이 예를 들어, 단일 구조체 상에 위치될 때, 내부 커넥터(408)는 필요하지 않다.
도 5는 또한 비행 기계(500)가 위치 파악 유닛(540), 액추에이터(550) 및 센서(560)를 포함하는 것으로 도시한다. 위치 파악 유닛(540)은 비행 기계(500)의 위치를 계산한다. 일부 실시예에서, 위치 파악 유닛(540)은 전술한 바와 같이 위치 파악 유닛(460)의 기능 및 구성요소들을 포함한다. 위치 파악 유닛(540)은 결정된 위치를 제어 유닛(530)에 제공한다. 일부 실시예에서, 위치 파악 유닛(540)은 제어 유닛(530)에 통합된다. 일부 실시예에서, 비행 기계(500)는 위치 파악 유닛(540)을 포함하지 않는다.
제어 유닛(530)은 임의의 적절한 하드웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 제어 유닛(530)은 하나 이상의 프로세서, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 메모리와 같은 메모리, 컴퓨터 판독 가능 명령들을 포함하는 하나 이상의 소프트웨어 모듈, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
액추에이터(550)는 비행 기계(500)의 모션을 제어하기 위한 임의의 적합한 액추에이터일 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(550)는 프로펠러에 결합된 모터일 수 있다. 액추에이터(550)는 (예를 들어, 고정익항공기용) 단일 모터 또는 (예를 들어, 멀티콥터용) 다중 모터를 포함할 수 있다. 액추에이터(550)는 제어 유닛(530)에 의해 제어된다. 일부 실시예에서, 비행 기계(500)는 자율 비행이 가능하고, 제어 유닛(530)은 액추에이터(550)에 제공되는 하나 이상의 제어 신호를 결정한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 제어 신호는 하나 이상의 액추에이터(550)에 결합된 하나 이상의 프로펠러에 의해 생성된 추력을 변경하는데 사용된다. 일부 실시예에서, 제어 유닛(530)은 비행 기계(500)가 원하는 비행 경로를 따르게 하도록 하나 이상의 제어 신호를 결정한다. 일부 실시예에서, 제어 유닛(530)은 하나 이상의 제어 루프를 사용하여 기준 신호에 기초하여 하나 이상의 제어 신호를 결정한다. 일부 실시예에서, 제어 유닛(530)은 비행 기계(500)의 현재 위치를 비행 경로와 연관된 기준 위치와 비교한다.
센서(560)는 임의의 적합한 센서 또는 센서들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 센서(560)는 광학 센서, 무선 주파수(RF) 센서, 홀 효과 센서, 가속도계, 자력계 및 자이로스코프 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 유닛(530)은 센서(560)로부터의 측정을 사용하여 비행 기계(500)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어 유닛(530)은 광학 센서(예를 들어, 비전 센서)로부터의 측정을 사용하여 베이스(110) 상의 명확한 피처를 검출하여 충전 스테이션에의 착륙을 도울 수 있다. 예를 들어, 광학 센서로부터의 측정은 비행 기계(500)의 명확한 피처에 대한 상대 위치를 결정하는데 사용될 수 있고 이러한 정보는 착륙 또는 도킹 시퀀스를 실행하는데 사용될 수 있다. 이는 기점 마커와 비행 기계 간의 상대 거리(카메라 센서 상 기점의 크기) 및 평행 변위(카메라 센서 상 기점의 위치)를 제공하기 위해 예를 들어, 베이스(110) 상의 기지 크기 및 위치를 갖는 기점 및 비행 기계 상의 조정된 카메라를 사용하여 달성될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서(560)는 비행 기계(500)가 위치되는 충전 스테이션을 식별하는데 사용될 수 있다. 이는 예를 들어 홀 센서, 광학 센서, 전류 센서 또는 변위 센서를 사용하여 달성될 수 있다. 비행 기계(500)는 통신 인터페이스(506)를 사용하여 충전 스테이션의 식별을 충전 컨테이너(400)에 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 비행 기계(500)는 센서(560)를 포함하지 않는다.
도 5 및 대응하는 설명의 상세는 충전 스테이션(402A)에 한정되지 않음이 이해될 것이다. 상세 및 대응하는 설명은 또한 도 5의 충전 스테이션들(402B 및 402C) 및 본 명세서에 설명된 다른 충전 스테이션들에도 적용된다.
다시 도 4를 참조하면, 제어 회로(410)는 메모리(412) 및 충전 모듈(414)을 포함할 수 있다. 제어 회로(410)는 충전 컨테이너(400)의 전기적 구성요소들의 동작과 통신하고 그것들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로(410)는 (예를 들어, 하나 이상의 센서(480)를 사용하여) 충전 스테이션들(402A-C) 각각에 도킹된 비행 기계의 존재를 검출하고 도킹된 비행 기계들의 충전을 가능하게 할 수 있다. 메모리(412)는 임의의 적절한 비 일시적인 컴퓨터 판독 가능 메모리일 수 있다. 메모리(412)는 제어 회로(410)에 의해 실행되는 컴퓨터 판독 가능 명령들을 저장할 수 있다. 메모리(412)는 또한 충전 상태 및 충전 이력에 대한 정보, 비행 기계들로부터 수신된 정보, 사용자 인터페이스(450)로부터 수신된 정보, 임의의 다른 적절한 정보, 및 이들의 임의의 적절한 조합을 저장할 수 있다. 충전 모듈(414)은 충전 스테이션들(402A-C)에 도킹된 비행 기계들을 충전한다. 충전 모듈(414)은 제어 회로(410)의 제어 하에 작동할 수 있고 충전 스테이션들(402A-C) 각각에서 충전을 독립적으로 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 충전 모듈(414)은 수동 또는 능동 배터리 밸런싱을 수행하도록 구성된다. 충전 모듈(414)은 제어 회로(410)와 별개인 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서 충전 모듈(414)의 기능이 제어 회로(410)에 통합되거나, 그 반대일 수 있다. 일부 실시예에서, 충전 스테이션(400)은 충전 모듈(414)을 포함하지 않는다. 예를 들어, 각 비행 기계는 충전 모듈을 포함할 수 있다.
경보 회로(430)는 경보 상태를 표시하기 위한 임의의 적절한 청각 또는 시각 지시기들을 포함할 수 있다. 경보 상태들은 예를 들어, 충전 완료, 배터리 고장, 배터리 과열, 비행 기계와의 연결 불량, 임의의 적절한 경보 상태들 및 이들의 임의의 조합을 포함한다. 일례로, 충전 모듈(414)은 충전되고 있는 배터리들의 온도를 감지할 수 있고, 배터리의 온도가 임계(예를 들어, 정상 충전 온도)를 초과하면, 경보 회로 430)는 경보를 활성화할 수 있다. 일부 실시예에서, 충전 스테이션(400)은 경보 회로(430)를 포함하지 않는다.
전원 소켓(420)은 도 1a, 도 1c 및 도 1d의 전원 소켓들(122)에 대응할 수 있다. 전원 소켓(420)은 전기 콘센트와 같은 전원에 연결될 수 있는 제거 가능한 외부 전원 케이블에 물리적 그리고 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전원 소켓(420)은 전원에 연결하기 위한 전원 케이블(예를 들어, 집어넣을 수 있는 전원 케이블)을 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(450)는 사용자 입력 디바이스, 디스플레이 또는 스피커를 포함할 수 있다. 키보드, 마우스, 터치스크린, 버튼들, 스위치들, 마이크로폰, 조이스틱, 터치 패드 또는 임의의 다른 적절한 입력 디바이스와 같은 임의의 유형의 사용자 입력 디바이스는 사용자 인터페이스(450)의 일부로서 포함될 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(450)는 도 1a, 도 1c 및 도 1d의 전원 스위치(124)를 포함할 수 있다. 음극선 관 디스플레이, 액정 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이와 같은 평판 디스플레이 또는 임의의 다른 적절한 디스플레이 디바이스와 같은 임의의 유형의 디스플레이가 사용자 인터페이스(450)의 일부로서 포함될 수 있다. 디스플레이는 예를 들어, 메뉴 옵션들을 디스플레이할 수 있고, 사용자가 충전 컨테이너(400)의 동작을 제어할 수 있게 하기 위해 소프트 키들이 제공될 수 있다. 다른 예로서, 디스플레이는 충전 스테이션들(402A-C) 각각의 상태를 디스플레이할 수 있다. 상태는 충전 스테이션에 충전기가 도킹되었는지 여부, 배터리가 충전되고 있는지 여부, 충전 전압, 충전 전류, 예상 충전 시간, 배터리 식별자, 배터리 건강 상태, 배터리 완충 여부 등을 나타낼 수 있다.
사용자 인터페이스(450)는 사용자로 하여금 충전 컨테이너(400)의 다양한 측면을 제어할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 각각의 충전 스테이션들에 도킹된 비행 기계들의 충전을 시작하기 위해 사용자 인터페이스(450)를 사용할 수 있다. 다른 예로서, 사용자는 도킹된 비행 기계들부터 정보를 검색하기 위해 사용자 인터페이스 (450)를 사용할 수 있다. 다른 예로서, 사용자는 사용자 인터페이스(450)를 사용하여 비행 기계들의 소프트웨어 또는 설정을 프로그램 또는 조절할 수 있다.
외부 통신 인터페이스(440)는 충전 컨테이너(400)가 외부 디바이스들과 통신할 수 있게 할 수 있다. 외부 통신 인터페이스(440)는 임의의 적절한 하드웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수 있으며, 이는 충전 컨테이너(400)가 전자 회로, 디바이스(예를 들어, 랩탑 또는 스마트 폰), 네트워크, 서버 또는 다른 워크 스테이션들, 디스플레이 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 외부 통신 인터페이스(440)는 하나 이상의 수신기, 송신기, 송수신기, 안테나, 플러그-인 커넥터, 포트, 통신 버스, 통신 프로토콜, 디바이스 식별 프로토콜, 임의의 다른 적절한 하드웨어 및 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 외부 통신 인터페이스(440)는 유선 통신, 무선 통신, 또는 양자를 허용하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자 인터페이스(450)의 일부 또는 전부는 충전 컨테이너 (400)에 포함되지 않을 수 있고, 기능은 외부 통신 인터페이스(440)를 사용하여 충전 컨테이너(400)와 통신하는 외부 장치에 구현될 수 있다. 다수의 충전 컨테이너가 사용되는 일부 실시예에서, 하나의 외부 디바이스(예를 들어, 랩톱)가 각각의 외부 통신 인터페이스를 통해 다수의 충전 컨테이너를 제어하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 충전 스테이션(400)은 통신 인터페이스(440)를 포함하지 않는다.
도 6은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 충전 모듈(614) 및 그것의 충전 스테이션들(602A 및 602B)과의 상호 접속의 블록도를 도시한다. 일부 실시예들에서, 충전 모듈(614)은 도 4의 충전 모듈 (414)에 대응하고 충전 스테이션들(602A 및 602B)은 도 4의 충전 스테이션들 중 두 개에 대응한다. 충전 모듈(614)은 커넥터들(680, 682 및 690)에 의해 충전 스테이션(602A)에 연결된다. 충전 모듈(614)은 커넥터들(680, 682 및 692)에 의해 충전 스테이션(602B)에 연결된다. 커넥터(680, 682, 690 및 692)는 충전 모듈(614)과 충전 스테이션(602A 및 602B) 사이에 통신을 제공하기 위한 임의의 적합한 유선 접속들일 수 있다.
충전 모듈(614)은 커넥터들(680 및 682) 및 전원 장치(610)를 사용하여 도킹된 비행 기계들의 배터리들을 충전하기 위해 충전 스테이션들(602A 및 602B)에 일정하거나 가변적인 전압 또는 전류를 제공할 수 있다. 커넥터들(680 및 682)은 다수의 충전 스테이션에 연결되는 것으로 도시되어 있지만, 다른 구성들이 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 각 충전 스테이션마다 별도의 커넥터들이 사용될 수 있다. 다른 예로서, 스위치들이 각 충전 스테이션의 독립적인 제어를 가능하게 하기 위해 커넥터들(680 및 682)에서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 충전 모듈(614)은 커넥터들(690 및 692)을 사용하여 도킹된 배터리들의 충전(예를 들어, 배터리 밸런싱)을 모니터링 및 제어한다. 일부 실시예에서, 커넥터들(690 및 692)은 각각 다수의 유선 연결을 포함할 수 있다.
충전 모듈(614)은 배터리 감지 모듈(620), 온도 감지 모듈(630), 충전 상태(SOC) 모듈(640), 잔여 유효 수명(RUL) 모듈(650), 건강 상태(state of health : SOH) 모듈(660) 및 제어 모듈(670)을 포함할 수 있다. 배터리 감지 모듈(620)은 비행 기계가 충전 스테이션에 도킹되는 때를 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 감지 모듈(620)은 충전 스테이션의 두 개의 커넥터에 걸친 저항, 전압 또는 전류를 검사하여 비행 기계의 존재를 검출할 수 있다. 온도 감지 모듈(630)은 도킹된 배터리의 온도를 검출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 감지 모듈(630)은 도킹된 배터리의 다수의 온도(예를 들어, 각 배터리 셀마다 하나의 온도)를 검출하도록 구성될 수 있다. 온도 감지 모듈(630)은 임의의 적합한 기술 또는 기술들의 조합을 사용하여 배터리의 온도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 온도는 충전 이력 및 배터리의 온도 거동의 모델에 기초하여 추정될 수 있다. 다른 예로서, 온도는 배터리의 임피던스를 측정함으로써 결정될 수 있다. 다른 예로서, 온도는 서미스터를 사용하여 결정될 수 있다. 또한, 임의의 다른 기술 또는 기술들의 조합이 배터리의 하나 이상의 온도를 결정하는데 사용될 수 있다.
SOC 모듈(640)은 배터리의 가용 용량을 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, SOC 모듈(640)은 배터리의 각 셀의 가용 용량을 결정하도록 구성될 수 있다. 배터리의 가용 용량은 임의의 적합한 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 충전 모듈(614)은 배터리 밸런싱을 수행하기 위해 용량 정보를 사용할 수 있다.
RUL 모듈(650)은 잔여 유효 수명을 결정하도록 구성될 수 있다. RUL 모듈 (650)은 임의의 적합한 기술을 사용하여 잔여 유효 수명을 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리가 충전되는 동안 배터리를 모니터링하여 잔여 유효 수명을 결정할 수 있다. 다른 예로서, 배터리 또는 비행 기계는 고유한 ID 번호를 가질 수 있고, RUL 모듈(650)은 잔여 유효 수명을 결정하기 위해 이력 충전 정보를 사용할 수 있다. 잔여 유효 수명이 소정의 양보다 적으면, 충전 모듈(614)은 경보를 트리거하거나 운영자에게 경고를 디스플레이할 수 있다.
SOH 모듈(660)은 배터리의 전반 상태를 결정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전반 상태는 새로운 배터리 또는 그러한 타입의 배터리에 대한 이상적인 상태와 비교하여 결정된다. 예를 들어, SOH 모듈(660)은 배터리의 임피던스를 측정하고 새로운 배터리들에 의해 통상적으로 달성되는 임피던스와 측정치를 비교할 수 있다. 다른 예로서, SOH 모듈(660)은 배터리의 완전 방전 및 충전 사이클을 수행하고 배터리의 공칭 용량과 측정치를 비교함으로써 배터리 용량을 측정할 수 있다. SOH 모듈(660)은 운영자에게 배터리의 상태를 디스플레이할 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리의 상태는 잔여 유효 수명을 결정하기 위해 RUL 모듈(650)에 의해 사용된다.
제어 모듈(670)은 커넥터들(680 및 682) 및 전원 장치(610)를 사용하여 도킹된 비행 기계들의 배터리들을 충전하기 위해 충전 스테이션들(602A 및 602B)에 적절한 일정하거나 가변적인 전압 또는 전류를 결정하도록 구성될 수 있다. 충전 이외에, 제어 모듈(670)은 배터리들을 밸런싱하거나, 특정 SOC(예를 들어, 운반 또는 수납에 적합한 SOC)로 배터리를 조절하는 것과 같은 특수 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제어 모듈은 비행 기계 상에 물리적으로 위치될 수 있다.
충전 모듈(614)은 몇몇 상이한 모듈을 포함하는 것으로 설명되었지만, 모든 모듈이 포함될 필요는 없음이 이해될 것이다. 예를 들어, 기본 구현에서, 모듈들(620-670)은 충전 모듈(614)의 일부로서 포함되지 않을 수 있다.
충전 모듈(614)은 배터리들의 유효 수명을 최대화하고 배터리들을 안전한 방식으로 충전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 충전 전류 또는 전압은 충전 시작시 지능적으로 상승될 수 있다. 다른 예로서, 전류 리미터 또는 서지 보호를 사용하여 배터리들이 과열되는 것을 방지할 수 있다. 다른 예로서, 퓨즈들이 커넥터들의 일부로서 또는 배터리들에 포함되어 너무 많은 전류가 배터리로 들어가는 것을 방지하고 단락 회로로부터 배터리들을 보호할 수 있다. 임의의 다른 안전 기술들 및 안전 기술들의 조합들이 충전 모듈(614)에 포함될 수 있다.
충전 모듈(614)은 충전 스테이션들(602A 및 602B)에 연결되는 것으로 설명되었지만, 일부 실시예에서는 별도의 충전 모듈(614)이 각각의 비행 기계 상에 물리적으로 위치될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 각각의 충전 스테이션은 충전 모듈에 전력을 공급하기 위해 비행 기계에 전력을 제공할 수 있다.
전술한 컨테이너들은 충전 능력을 포함하고 충전 컨테이너들로 지칭되지만, 일부 실시예에서는 컨테이너들이 충전 능력을 포함하지 않을 수도 있음이 이해될 것이다. 본 명세서에서 설명된 컨테이너들은 수납 컨테이너들 또는 비행 기계 수납 컨테이너들로 지칭될 수 있음이 또한 이해될 것이다. 또한 전술 한 컨테이너들은 비행 기계들을 컨테이너들에 기계적으로 고정하는 클램핑 메커니즘들을 포함하지만, 일부 실시예에서는 컨테이너들이 클램핑 메커니즘들을 포함하지 않을 수 있음이 이해될 것이다.
본 발명의 비행 기계들은 다양한 방법을 수행하는데 사용될 수 있고 다양한 방법을 수행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 본 발명의 비행 기계들은 걸린 위치로부터 이륙하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 3의 비행 기계들(200)은 충전 막대(354)에 걸려 있는 동안 이륙하도록 구성될 수 있다. 또한, 도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 상측 케이블(720)에 걸려 하측 케이블(720) 상에 놓이는 비행 기계들(200)을 도시한다. 상측 케이블 (710)은 비행 기계들(700)이 걸릴 수 있는 임의의 적절한 지지 구조일 수 있다. 예컨대, 상측 케이블(710)은 비행 기계들(200)이 걸릴 수 있는 하나 이상의 피처를 갖는 케이블, 막대 또는 다른 지지 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 케이블들(710 및 720)은 스테이지에 걸쳐(예를 들어, 보이지 않는 곳에 또는 세트의 일부로서) 묶일 수 있다. 하측 케이블 (720)은 상측 케이블(710)로부터 수직으로 오프셋되어 비행 기계들(200)을 수직에 대해 특정 각도로(예를 들어, 45도 각도로) 유지할 수 있다. 일부 실시예에서, 도 7의 비행 기계들(200) 각각은 걸릴 수 있게 하기 위해 상측 케이블(710)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 단일 후크를 포함하며, 이 경우 중력이 비행 기계를 하측 케이블(720) 상에 놓이게 한다. 일부 실시예에서, 도 7의 비행 기계들(200)은 도 2의 비행 기계들(200)과 유사하게 두 개의 후크를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 케이블들(710 및 720)은 충전 단자들로서 및/또는 비행 기계들(200)과의 데이터 통신을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 케이블들(710 및 720)은 라운더리 라인 시스템(laundry line system)과 유사하게 이동되고 사용될 수 있다. 예컨대, 비행 기계들은 케이블들 상에 비행 기계를 배치하고, 케이블들(710 및 720)을 이동시키며, 프로세스를 순차적으로 반복함으로써 케이블들(710 및 720) 상에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 케이블들(710 및 720)은 비행 기계들이 통신 및/또는 충전을 위한 전기 접속을 가능하게 하도록 장착될 특수한 섹션들을 갖는다.
일부 실시예에서, 걸린 위치(예를 들어, 도 3 및 도 7에 도시된 바와 같은)로부터 이륙하도록 구성된 비행 기계는 본체, 적어도 두 개의 액추에이터 및 본체에 결합된 대응하는 프로펠러들, 및 본체에 결합된 부착 구성요소를 포함하며, 이는 지지 구조와 체결하도록 구성됨으로써, 비행 기계가 제1 방향으로 지지 구조에 걸릴 수 있게 한다. 비행 기계는 위치 파악 신호들을 수신하도록 구성된 본체에 결합된 수신기, 및 방향 신호를 생성하도록 구성된 본체에 결합된 센서를 더 포함한다. 비행 기계는 본체에 결합된 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하며, 이 경우 적어도 하나의 프로세서는 (a) 이륙 명령을 수신하도록 구성되고, (b) 비행 기계가 제1 방향으로 지지 구조에 걸려 있는 동안 이륙 명령을 수신하는 것에 응답하여 제1 이륙 조종을 실행하도록 구성되되, 이 경우 제1 이륙 조종은 비행 기계가 지지 구조체를 중심으로 제1 방향으로부터 제2 방향으로 회전하게 하도록 적어도 두 개의 액추에이터 및 대응하는 프로펠러 중 적어도 하나를 활성화하는 것이고, (c) 방향 신호에 기초하여 제1 이륙 조종의 완료를 결정하도록 구성되며, (d) 제1 이륙 조종의 완료를 결정하는 것에 응답하여 제2 이륙 조종을 실행하도록 구성되되, 이 경우 제2 이륙 조종은 비행 기계가 지지 구조에서 풀리게 하도록 적어도 두 개의 액추에이터 및 대응하는 프로펠러들 중 적어도 두 개를 활성화하는 것이고 제2 이륙 조종은 위치 파악 신호들에 기초하여 제어된다.
일부 실시예에서, 성공적인 이륙은 3 회의 이륙 조종을 필요로 할 수 있다. 3 회의 조종은 움직임 화살표들(730, 732 및 734)을 갖고 도 7에 도시되어 있다. 첫 번째 이륙 조종은 움직임 화살표(730)로 표시된 바와 같이 비행 기계를 직립 위치로 이동시킨다. 두 번째 이륙 조종은 움직임 화살표(732)로 표시된 바와 같이 비행 기계를 옆으로 이동시킨다. 세 번째 이륙 조종은 움직임 화살표(734)로 도시된 바와 같이 비행 기계를 이륙을 위해 위쪽으로 이동시킨다. 일부 실시예에서, 비행 기계 상의 후크의 기계적 구조는 이러한 조종들을 수행할 수 없는(예를 들어, 잘못된 조정, 모터 회전 실패 등으로 인해) 비행 기계들이 이륙하는 것을 기계적으로 방지한다.
일부 실시예에서, 비행 기계는 지지 구조(예를 들어, 도 3의 충전 막대(354) 또는 도 7의 상측 케이블(710)) 상에 착륙하고 걸리도록 구성되며, 이는 하나 이상의 충전 단자를 포함할 수 있다. 비행 기계는 본체, 적어도 두 개의 액추에이터 및 본체에 결합된 대응하는 프로펠러, 및 본체에 결합된 부착 구성요소를 포함하며, 이러한 부착 구성요소는 지지 구조와 체결하도록 구성됨으로써, 비행 기계가 특정 방향으로 지지 구조에 걸릴 수 있게 한다. 비행 기계는 본체에 결합된 수신기(이 경우 수신기는 위치 파악 신호들을 수신하도록 구성된다), 및 본체에 결합된 센서(이 경우 센서는 방향 신호를 생성하도록 구성된다)를 더 포함할 수 있다. 비행 기계는 본체에 결합된 적어도 하나의 프로세서를 더 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 프로세서는 (a) 도킹 명령을 수신하도록 구성되고, (b) 도킹 명령을 수신하는 것에 응답하여 제1 도킹 조종을 실행하도록 구성되되, 제1 도킹 조종은 비행 기계가 적어도 하나의 액추에이터 및 대응하는 프로펠러 및 위치 파악 신호들을 사용하여 지지 구조에 관해 미리 결정된 위치로 날아가게 하는 것이고, (c) 제1 도킹 조종의 완료 후에 제2 도킹 조종을 실행하도록 구성되되, 제2 도킹 조종은 비행 기계가 지지 구조에 접촉하게 하는 것이고, (d) 제2 도킹 조종의 완료 후에 제3 도킹 조종을 실행하도록 구성되되, 제3 도킹 조종은 비행 기계가 부착 구성요소와 함께 지지 구조와 체결하기 위해 지지 구조를 중심으로 회전하게 하는 것이고, 비행 기계는 제3 도킹 조종의 완료 후에 특정 방향으로 지지 구조에 걸려 있으며, 제3 도킹 조종은 방향 신호에 기초하여 제어된다.
일부 실시예에서, 복수의 비행 기계를 충전하기 위한 방법이 본 발명에 따라 수행될 수 있다. 방법은 (a) 제1 비행 기계를 도킹 전 위치로 조종하는 단계, (b) 제1 도킹 조종을 실행하는 단계, (c) 제2 비행 기계를 도킹 전 위치로 조종하는 단계, (d) 제2 도킹 조종을 실행하는 단계, (e) 제3 비행 기계를 도킹 전 위치로 조종하는 단계 및 (f) 제3 도킹 조종을 실행하는 단계를 포함한다. 방법은 (g) 기계적 클램핑 메커니즘을 체결시킴으로써 적어도 제1, 제2 및 제3 비행 기계들을 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 (h) 적어도 제1, 제2 및 제3 비행 기계들의 충전을 개시하는 단계를 더 포함한다. 방법은 (i) 기계적 클램핑 메커니즘을 해제시킴으로써 적어도 제1, 제2 및 제3 비행 기계들을 동시에 해제시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 비행 기계를 충전기에 연결하기 위한 방법이 본 발명에 따라 수행될 수 있다. 복수의 비행 기계 각각은 적어도 제1 및 제2 커넥터를 포함할 수 있고, 충전기는 적어도 제1 및 제2 충전 및 운반 수단을 포함할 수 있으며, 여기서 제1 커넥터는 제1 충전 및 운반 수단에 대한 제1 전기적 및 기계적 연결을 생성하도록 구성 및 배열되고 제2 커넥터는 제2 충전 및 운반 수단에 대한 제2 전기적 및 기계적 연결을 생성하도록 구성 및 배열된다. 방법은 (a) 각각의 비행 기계의 제1 커넥터가 제1 충전 및 운반 수단과 접촉하도록 복수의 비행 기계 각각을 자율적으로 조종하는 단계, 및 (b) 비행 기계의 제2 커넥터와 제2 충전 및 운반 수단의 각각 간의 접촉을 보장하도록 복수의 비행 기계 또는 충전기를 수동으로 조작하는 단계를 포함한다. 방법은 (c) 클램핑 메커니즘과 체결하여 복수의 비행 기계의 각각과 충전기 간의 전기적 및 기계적 연결을 구축하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 비행 기계를 충전기에 도킹시키기 위한 방법이 본 발명에 따라 수행될 수 있다. 충전기는 베이스, 베이스 상의 명확한 위치의 적어도 하나의 명확한 피처, 제1 및 제2 충전 단자들, 및 충전 단자들에 작동 가능하게 연결된 충전 회로를 포함할 수 있다. 복수의 비행 기계 각각은 (a) 본체, (b) 본체에 부착된 배터리, (c) 본체에 부착되며, 각각이 본체와의 기계적 연결 그리고 배터리와의 전기적 연결을 동시에 제공하도록 구성 및 배열되고, 각각이 또한 제1 또는 제2 충전 단자와의 기계적 및 전기적 연결을 가능하게 하도록 구성 및 배열되는 제1 및 제2 커넥터들, (d) 본체에 부착되고 적어도 하나의 명확한 피처를 검출하도록 그리고 비행 기계의 명확한 피처에 관한 모션을 나타내는 데이터를 생성하도록 작동하는 센서, 및 (e) 본체에 부착되고 비행 기계가 날아가게 할 수 있는 힘을 생성하도록 작동하는 액추에이터를 포함할 수 있다. 방법은 충전기로 비행 기계 도킹 조종을 개시하는 단계 및 비행 기계 도킹 조종의 개시에 응답하여 다음 단계들을 수행하는 단계를 포함한다: (a) 비행 기계의 명확한 피처에 관한 모션을 나타내는 데이터에 기초하여 명확한 피처에 대한 비행 기계의 상대 위치의 추정치를 계산하는 단계, (b) 명확한 피처에 대한 비행 기계의 상대 위치의 추정치의 명확한 피처에 대한 비행 기계의 바람직한 상대 위치와의 비교에 기초하여, 그리고 또한 베이스 상의 기지의 명확한 위치에 기초하여 액추에이터를 제어하는 단계, 및 (c) 제1 또는 제2 커넥터와 제1 또는 제2 충전 단자 사이의 적어도 제1 도킹을 검출하는 단계. 방법은 적어도 제1 도킹의 검출에 응답하여, 다음 단계들을 수행하는 단계를 더 포함한다: (a) 비행 기계 도킹 조종을 종료시키는 단계, 및 (b) 충전기의 충전 회로를 인에이블하는 단계.
일부 실시예에서, 복수의 비행 기계를 충전기에서 자동 이륙시키기 위한 방법이 본 발명에 따라 수행될 수 있다. 충전기는 복수의 충전 스테이션을 포함하며, 여기서 각 충전 스테이션은 (a) 적어도 제1 및 제2 충전 단자들, (b) 비행 기계를 이륙시키기 위해 원하는 위치 및 방향에 유지시키는 것을 기계적 또는 자기적으로 돕도록 구성 및 배열되는 가이드, 및 (c) 제1 및 제2 충전 단자들에 작동 가능하게 연결된 충전 회로를 포함한다. 복수의 비행 기계 각각은: (a) 본체, (b) 본체에 부착된 배터리, (c) 각각이 본체에 부착되고 각각이 충전 스테이션과 도킹될 때 해당 충전 스테이션의 제1 및 제2 충전 단자들 각각과의 전기 접촉을 허용하도록 구성 및 배열되는 적어도 제1 및 제2 커넥터들, (c) 본체에 부착되고 비행 기계가 이륙하게 할 수 있는 힘을 생성하도록 작동하는 액추에이터, 및 (d) 비행 기계의 그것의 충전 스테이션에서의 이륙을 트리거하는 신호를 수신하도록 구성 및 배열되는 통신 인터페이스를 포함한다. 방법은 충전기로부터 복수의 비행 기계 중 적어도 제1 비행 기계의 이륙을 개시하는 단계, 및 제1 비행 기계의 이륙 조종의 개시에 응답하여, 다음 단계들을 수행하는 단계를 포함한다: (a) 제1 비행 기계의 통신 인터페이스에서 이륙 신호를 수신하는 단계, (b) 비행 기계의 배터리 충전량을 미리 정의된 임계(예를 들어, 안전 임계)와 비교하는 단계, 및 (c) 제1 비행 기계의 배터리 충전량을 임계와 비교하는 단계에 따라, 제1 비행 기계의 충전 스테이션에서의 이륙 조종을 실행 또는 중지하는 단계.
일부 실시예에서, 비행 기계들이 이륙을 위한 충분한 수행 능력을 가짐을 보장하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 일부 실시예에서, 시스템은 이륙 위치로부터 해제되도록 비행 기계가 하나 이상의 조종을 수행할 것을 요구하는 기계식 구조를 포함한다. 예를 들어, 시스템은 영역들 내 비행 기계의 위치 조정을 제한하는 제1 및 제2 영역들을 포함할 수 있다. 시스템은 비행 기계가 제1 영역으로부터 제2 영역으로 이동할 수 있게 하는 전이 영역(예를 들어, 초크 포인트)을 더 포함할 수 있다. 시스템은 비행 기계가 제2 영역을 빠져 나갈 수 있게 하는 제2 영역 내 출구를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 기계식 구조는 1 이상의 자유도에서의 비행 기계의 움직임을 제한하고 1 이상의 상이한 자유도에서의 비행 기계의 움직임을 허용하는 하나 이상의 기계식 가이드를 포함한다. 하나 이상의 기계식 가이드는 비행 기계가 해제되기 위해 운항해야 하는 래버린스를 형성할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 예시적인 기계식 래버린스 구조(800)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 구조(800)는 네 개의 측면을 포함한다. 각 측면은 비행 기계의 일부가 통과할 수 있는 통로를 형성하는 개방 영역을 포함한다. 도시된 바와 같이, 구조(800)의 각 측면 상의 통로는 동일한 형상을 갖는다. 일부 실시예에서, 구조(800)의 하나 이상의 측면의 통로의 형상 및/또는 크기는 상이할 수 있다(예를 들어, 비대칭). 도 8b는 비행 기계 본체의 네 개의 로터 아암 각각으로부터 연장되는 돌출부들(860)을 갖는 예시적인 비행 기계(850)를 도시한다. 각각의 돌출부(860)는 구조(800)의 측면 상의 통로를 통과하도록 크기가 정해질 수 있다. 비행 기계(850)가 구조(800)로 완전히 삽입될 때, 각각의 돌출부(860)는 원(810)으로 도시된 바와 같이 통로의 바닥에 놓이게 될 수 있다. 비행 기계(850)와 같은 비행 기계가 이륙하기 위해서는, 그것은 먼저 통로의 바닥으로부터 올라가, 영역(820)을 통과하여 영역(820)의 높이에 도달해야 한다. 그 다음, 비행 기계는 수평 영역(820)을 통과하여 수직 영역(824)과 수직으로 정렬되도록 돌출부를 옆으로 이동시켜야 한다. 그 다음 비행 기계는 올라가 수직 영역(824)을 통과하여 출구(840)에 도달해야 한다. 전이 영역들(830 및 832)은 비행 기계가 인접한 수직 및 수평 영역들 사이에서 오고갈 수 있게 한다. 수직 영역들(820 및 824)은 수평 자유도에서의 비행 기계의 움직임을 제한하고 수직 자유도에서의 움직임을 허용하는 기계식 가이드들(예를 들어, 통로의 측면들)을 포함한다. 구조(800)의 하나보다 많은 측면이 유사한 수직 영역들(예를 들어, 대향 측면들)을 가질 때, 영역은 또한 수직축에 대한 회전 자유도에서의 비행 기계의 움직임을 제한하도록 작용한다. 수평 영역(822)은 수직 자유도에서의 비행 기계의 움직임을 제한하고 수평 자유도에서의 움직임을 허용하는 기계식 가이드들(예를 들어, 통로의 측면들)을 포함한다. 구조(800)의 하나보다 많은 측면이 유사한 수평 영역들(예를 들어, 대향 측면들)을 가질 때, 영역은 또한 수평축에 대한 회전 자유도에서의 비행 기계의 움직임을 제한하도록 작용한다. 전이 영역들(830 및 832)은 각각 그것의 인접한 영역들에 의해 제한되는 자유도에서의 비행 기계의 움직임을 허용할 수 있다.
구조(800)의 측면들의 통로들은 비행 기계가 구조로부터 해제되기 위해 비행 기계가 특정 순서의 조종들을 수행할 것을 요구한다. 따라서 구조는 비행 기계가 성공적으로 구조에서 벗어나기 위해 운항해야 하는 장애물 코스 또는 래버린스를 생성하는 것으로 간주될 수 있습니다. 비행 기계가 자율 또는 반자동 비행을 수행하도록 프로그램될 때, 구조(800)는 비행 기계의 수행 능력들의 기계적 테스트를 제공하여 비행 기계가 비행에 충분한 수행 능력들을 발휘함을 보장한다. 비행 기계에 충분한 수행 능력이 없는 경우, 그것은 벗어날 통로들을 성공적으로 운항할 수 없을 수 있다.
도 8a에 도시된 통로들의 형상은 단지 예시적인 것이고 임의의 적합한 형상들 및 형상들의 조합이 비행 기계의 수행 능력의 기계적 테스트를 생성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 더 엄격한 성능 테스트가 추가 영역들을 사용하여 더 복잡한 형상의 통로를 형성할 수 있다. 또한, 통로에는 비행 기계가 출구에 도달하기 위해 성공적으로 운항해서 지나야 하는 하나 이상의 막 다른 지점이 포함될 수 있다. 예를 들어, 막 다른 영역이 전이 영역(832)의 오른쪽에 추가될 수 있다. 비행 기계가 전이 영역(832)을 통해 오른쪽으로 너무 멀리 이동하면, 그것은 막 다른 영역으로 들어갈 수 있어 출구에 도달할 수 없을 것이다. 구조(800)는 또한 하나 이상의 능동 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비행 기계가 너무 많이 이동하거나 회전하면 스위치를 활성화하도록 안전 이륙 스위치가 포함될 수 있다. 스위치는 예를 들어, 비행 기계에 기계가 셧다운될 것을 지시하는 신호가 전송되게 할 수 있다. 다른 예로서, 스위치는 비행 기계가 구조물로부터 해제되는 것을 방지하기 위해 래치 또는 다른 메커니즘을 활성화할 수 있다. 일부 실시예에서는, 안전 이륙 스위치가 비행 기계 상에 포함될 수 있다.
일부 실시예에서, 구조(800)는 도 1a, 도 1d, 도 2a, 도 2c 및 도 2d에 도시된 충전 스테이션들 중 어느 하나와 같은 충전 스테이션 주위에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 구조(800)는 임의의 적합한 비행 기계 이륙 패드 또는 이륙 위치와 관련하여 사용될 수 있다. 또한 구조(800)가 그것의 상부에서 비행 기계를 해제하는 동안, 구조(800)는 비행 기계들을 이륙시키기 위한 임의의 다른 적절한 방향으로 위치될 수 있음이 이해될 것이다. 일부 실시예에서, 구조(800)의 측면들의 개구들은 비행 기계가 구조(800)의 바닥에서 빠져 나갈 수 있도록 바닥 상에 있을 수 있다. 이러한 실시예들에서, 구조(800)는 지지 구조체의 밑면에 부착될 수 있다. 또한 구조(800)는 비행 기계(200)의 임의의 적합한 부분 또는 부분들과 상호 작용할 수 있음이 이해될 것이다. 일부 실시예에서, 비행 기계(200)의 본체 상의 임의의 적절한 위치들에 배치된 하나 이상의 받침대를 구조체(800)의 통로들과 상호 작용하는데 사용할 수 있다. 일부 실시예에서, 비행 기계(200)의 로터 아암들은 구조(800)의 통로들과 상호 작용하도록 형상 및 크기가 정해질 수 있다.
일부 실시예에서, 본 발명의 기계적 구조는 비행 기계보다 큰 크기의 두 개 이상의 영역을 포함한다. 각 영역은 비행 기계가 정의된 공간 내에서 비행할 수 있도록 그것의 위치 조정을 제한할 수 있다. 기계 구조는 또한 비행 기계가 두 영역 사이에서 오고갈 수 있게 하는 전이 영역을 포함한다. 전이 영역은 비행 기계가 영역들 사이에서 오고가기 위해 성공적으로 운항해야 하는 초크 포인트로서 기능할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일부 실시예에 따른 기계 구조(900)를 도시한다. 기계적 구조(900)는 제1 영역(910) 및 제2 영역(912)을 포함한다. 영역들(910 및 912)은 비행 기계(200)보다 큰 크기로 만들어져 비행 기계(200)가 각 영역들 내에서 올라가 날아갈 수 있게 한다. 그러나, 영역들(910 및 912)은 제한된 공간 내에서 기계(200)의 비행을 제한하고 그에 따라 비행 기계(200)의 위치 조정을 제한한다. 기계적 구조(900)는 전이 영역(920)을 더 포함한다. 전이 영역(920)은 비행 기계(200)가 영역들(910 및 912) 간을 날아갈 수 있게 한다.
전이 영역(920)은 비행 기계(200)보다 큰 크기이다. 일부 실시예에서, 전이 영역(920)은 비행 기계(200)보다 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10배 더 크다. 기계적 구조(900)는 비행 기계(200)가 구조(900)에서 해제될 수 있는 영역(912) 내에 위치한 출구(930)를 더 포함한다.
영역(910)은 하나 이상의 이륙 위치를 포함할 수 있다. 비행 기계가 구조(900)에서 해제되기 위해, 비행 기계는 이륙 위치에서 이륙하고, 제1 영역(910)을 통과하여 전이 영역(920)으로 날아간 다음, 전이 영역(920)을 통과하고, 영역(912)을 통과하여 출구(930)로 날다간 다음, 출구(930)를 통과해야할 것이다.
도시된 바와 같이, 영역(912)은 영역(910)의 상부에 위치된다. 도시된 바와 같이, 출구(930)는 전이 영역(920)에서 수평으로 오프셋된다. 이는 단지 예시적인 것이며 임의의 다른 적절한 구성이 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 영역들(910 및 912)은 나란히 위치될 수 있으며, 여기서 전이 영역은 영역(910)의 우측 부분을 영역(912)의 좌측 부분에 연결한다. 이러한 실시예들에서, 전이 영역 및 출구는 수직 방향으로 이격될 수 있다. 일부 실시예에서, 전이 영역은 하나의 비행 기계가 한 번에 그것을 통과해 이동할 수 있게 하는 초크 포인트를 포함한다.
도 9에 도시된 영역들의 형상은 단지 예시적인 것이며, 임의의 적합한 형상들 및 영역들의 조합이 비행 기계의 수행 능력의 기계적 테스트를 생성하는데 사용될 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 더 엄격한 성능 테스트가 비행이 통과해야 하는 추가 영역들 및/또는 더 작은 크기의 전이 영역들을 사용할 수 있다.
일부 실시예에서, 구조(900)는 도 1a, 도 1d, 도 2a, 도 2c, 도 2d, 도 3 및 도 7에 도시된 충전 스테이션들 중 어느 하나와 같은 충전 스테이션과 사용될 수 있다. 예를 들어, 베이스(110)는 영역(910) 내에 위치될 수 있다. 또한 구조(900)는 고정익 비행 기계들뿐만 아니라 멀티콥터 비행 기계들과 함께 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
일부 실시예에서, 구조(900)의 영역들은 완전히 둘러싸이지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 구조(900)의 측면들은 생략된다. 예를 들어, 영역(910)의 상부 및 영역(912)의 상부는 전이 영역(920) 및 출구(930)를 형성하는 홀들을 갖는 그물 모양 제재로 제조될 수 있다. 그물 모양 제재는 예를 들어, 스테이지 위에 매달릴 수 있다. 이러한 실시예에서, 그물 모양 제재는 비행 기계들에 대한 성능 검사를 제공할 수 있고, 또한 비행 기계가 그물 모양 제재를 통과해 성공적으로 운항한 후에 오작동하는 경우 스테이지 상의 사람들 및 객체들을 보호할 수 있다. 예를 들어, 그물 모양 제재는 오작동 비행 기계를 캐치할 수 있다. 또한 그물 모양 제재는 고장난 비행 기계의 손상을 감소시키거나 예방할 것이다.
구조들(800 및 900)을 사용하는 비행 기계들은 자율 또는 반자율 비행들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 비행 기계들은 구조들(800 및 900)을 자율적으로 운항하도록 구성될 수 있다. 비행 기계들은 구조들의 기하학적 구조(예를 들어, 구조(800)의 통로 기하학적 구조 및/또는 구조(900)의 영역들(910, 912 및 920)의 기하학적 구조)를 나타내는 내부 메모리 데이터를 저장할 수 있다.
일부 실시예에서는, 이륙시 비행 기계의 자동 성능 검사를 수행하기 위해 구조들(800 및 900)이 사용될 수 있다. 방법은 자동 이륙 프로세스를 개시하기 위한 명령을 비행 기계에서 수신하는 단계 및 자동 이륙 프로세스를 개시하기 위한 명령을 수신하는 것에 응답하여 비행 기계의 적어도 하나의 액추에이터를 활성화시키는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 적어도 하나의 액추에이터를 사용하여, 비행 기계를 이륙 위치로부터 비행 기계의 전이 영역으로의 움직임을 제한하는 제1 영역을 통해 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 적어도 하나의 액추에이터를 사용하여, 비행 기계를 전이 영역을 통해 비행 기계의 움직임을 제한하는 제2 영역으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 적어도 하나의 액추에이터를 사용하여, 비행 기계를 제2 영역을 통해 제2 영역 내의 출구로 이동시키는 단계, 및 적어도 하나의 액추에이터를 사용하여, 비행 기계를 출구를 통해 이동시켜 이륙을 완료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 비행 기계들은 적층 구성으로 사용된다. 적층 구성을 사용하면 공간을 보다 효율적으로 사용할 수 있다(예를 들어, 이륙, 착륙 및 수납을 위해). 일부 실시예에서, 5, 10 또는 그보다 많은 비행 기계들이 스택에 위치될 수 있다. 도 10a는 본 발명의 일부 실시예에 따른 비행 기계들(200)의 예시적인 스택(1000)을 도시한다. 일부 실시예에서, 스택(1000) 내의 맨 아래 비행 기계는 충전 스테이션(예를 들어, 도 6의 충전 스테이션(602A)) 상에 위치될 수 있다. 비행 기계들(200) 각각은 비행 기계를 대부분 둘러싸는 프레임을 포함할 수 있다. 프레임들의 상하들은 받침대 없이 서 있는 비행 기계들이 안정적으로 쌓일 수 있도록 형성될 수 있다. 인접한 비행 기계들의 프레임들의 접점들에는 전기 커넥터들이 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 프레임들의 전기 커넥터들은 충전 스테이션의 충전 단자들을 스택 내 비행 기계들 각각에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 이를 통해 스택 내 각 비행 기계가 충전될 수 있다. 일부 실시예에서, 프레임들의 전기 커넥터들은 충전 스테이션의 유선 통신 인터페이스를 스택 내 비행 기계들 각각에 전기적으로 결합시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 프레임들의 전기 커넥터들은 스택 내 각 비행 기계가 충전되고 충전 스테이션과 통신할 수 있게 할 수 있다.
스택(1000)의 비행 기계들(200)은 한 번에 하나씩 순차적으로 이륙하도록 프로그램될 수 있다. 도 10a는 스택(1000)으로부터 이륙하는 비행 기계들(200)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 하나의 비행 기계(200)가 이륙하고 여섯 대의 비행 기계가 스택(1000) 내에 남아 있다. 일부 실시예에서, 비행 기계들(200)은 스택에 착륙하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 비행 기계들의 스택은 성능의 일부로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 비행 기계들의 스택을 스테이지 상에서 사용할 수 있고 각 비행 기계의 프레임들을 스테이지 상에서 받침대처럼 보이도록 형성 및 색칠할 수 있다. 비행 기계들은 한 번에 하나씩 스택에서 이륙하여 편성된 퍼포먼스를 수행한 다음 한 번에 하나씩 차곡차곡 착륙하여 스택을 형성하도록 구성될 수 있다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 각 비행 기계(200)의 외부는 필름 감개처럼 보이도록 형성되어 있다. 도 10b는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 도 10a의 비행 기계(200)의 분해 조립도를 도시한다. 도 10b의 비행 기계(200)의 프레임은 원형 하부(1012) 및 비행체의 주요 본체 상에 끼워지는 원형 상부(1014)를 포함한다. 하부(1012) 및 상부(1014)는 공기가 비행 기계를 통과할 수 있게 하는 개구들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 각 프로펠러의 위와 아래에 개구들이 있다. 따라서, 필름 감개처럼 보이는 비행 기계가 성공적으로 날아갈 수 있다. 비행 기계들은 본 발명에 따라 임의의 다른 유형의 받침대로서 형성될 수 있음이 이해될 것이다.
도 11은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 통신 아키텍처에 대한 블록도(1100)를 도시한다. 아키텍처는 비행 기계들을 작동하기 위한 시스템에 사용될 수 있다. 시스템은 비행 기계들 및 제1 및 제2 비행 기계 수납 컨테이너들(1120 및 1122)에 대한 역할 정보를 저장하도록 구성된 제어 시스템(1110)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 시스템(1110)은 역할 정보를 저장하거나 전달하도록 구성된다. 역할 정보에는 비행 계획들, 조명 지침들 또는 비행 기계의 탑재 하중 매개 변수들과 같은 세부 정보들이 포함된다. 비행 계획은 비행 기계가 점유할 복수의 공간 좌표를 특정하는 비행 경로를 포함할 수 있으며, 이때 각 공간 좌표는 시간 주기의 이산 시간과 연관된다. 각 비행 계획은 적어도 하나의 비행 경로를 포함할 수 있는데, 여기서 비행 경로는 비행 기계가 점유할 일련의 공간 좌표이고 각 공간 좌표는 시간 주기의 이산 시간과 연관된다. 일부 실시예에서, 비행 계획은 기계에 대한 속도, 가속도들, 방향들 및/또는 시간 값들을 더 포함할 수 있음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 비행 계획은 비행 경로가 20km/hr의 속도로 이동되어야 한다고 지정할 수 있다. 비행 경로는 기계에 대한 임의의 적절한 매개 변수들 또는 값들을 포함할 수 있지만, 적어도 일련의 공간 좌표를 항상 포함할 것임이 이해되어야 한다. 일 실시예에서, 각 비행 계획은 비행 기계에 대한 일련의 방위를 더 포함할 수 있으며, 이때 각 방위는 시간 주기의 이산 시간과 연관된다(예를 들어, 일 실시예에서 각 비행 계획은 각각의 해당 비행 경로에서의 각각의 공간 좌표에 대해항공기에 대한 각각의 방위를 제공하기 위해, 대응하는 비행 경로의 각각의 이산 시간들 각각에 대해항공기에 대한 방위를 더 포함할 수 있다). 또 다른 실시예에서, 각 비행 계획은 일정 기간 기간에 걸쳐 이산 시간 동안 비행 기계에 대한 속도, 가속도 및/또는 요 방위 중 임의의 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 비행 기계는 각 공간 좌표에 대해, 비행 기계에 대한 속도 및/또는 가속도를 결정하기 위해, 시간에 대해, 비행 계획에서 특정된 공간 좌표들의 미분을 결정하도록 구성될 수 있는 프로세서(예를 들어, 도 5의 제어 유닛(530))를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 비행 기계는 두 이산적인 시간 사이 시간 동안 공간 좌표들, 방위들, 속도, 가속도 및/또는 요 방위를 결정하기 위해 상기 두 이산 시간 사이에서, 상기 공간 좌표들, 방위들, 속도, 가속도 및/또는 요 방위 중 어느 하나를 보간하도록 구성될 수 있는 프로세서(예를 들어, 도 5의 제어 유닛(530))를 포함할 수 있다. 유사하게, 일부 실시예에서, 역할 정보는 조명 정보(예를 들어, 빛 세기, 색상) 또는 다른 유형의 탑재 하중에 대한 관련 정보(예를 들어, 카메라에 대한 카메라 설정, 짐벌의 제어기에 대한 이득들과 같은 튜닝 매개 변수들) 또는 비행 기계에 대한 추가 매개 변수들(예를 들어, 비행 기계 상에 장착된 충돌 방지 센서에 대한 감도 설정)을 저장할 수 있다. 그러한 역할 정보는 유사하게 공간 좌표들, 이산 시간들과 연관되거나, 또는 보간될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(1110)에 저장된 비행 기계들에 대한 역할 정보는 편성된 퍼포먼스를 수행할 비행 기계들에 대한 비행 경로 정보를 포함한다. 일부 실시예에서, 제어 시스템(1110)에 저장된 비행 기계들에 대한 역할 정보는 비행 기계들에 대한 복수의 특정 역할을 포함한다.
일부 실시예에서, 비행 기계 수납 컨테이너(예를 들어, 수납 컨테이너 (1120))는 비행 기계들의 제1 서브 세트(예를 들어, 비행 기계들(1130A 및 1130B))를 수납하도록; 비행 기계들의 제1 서브 세트에 대한 역할 정보의 제1 세트를 제어 시스템으로부터 수신하도록; 그리고 역할 정보의 제1 세트를 비행 기계들의 제1 세트 내의 비행 기계들에 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 비행 기계 수납 컨테이너(예를 들어, 수납 컨테이너 (1122))는 비행 기계들의 제2 서브 세트(예를 들어, 비행 기계들(1130A 및 1130B))를 수납하도록; 비행 기계들의 제2 서브 세트에 대한 역할 정보의 제2 세트를 제어 시스템으로부터 수신하도록; 그리고 역할 정보의 제2 세트를 비행 기계들의 제2 세트 내의 비행 기계들에 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 역할 정보의 제1 세트는 비행 기계들의 제1 서브 세트에 대한 제어 시스템에 저장된 역할 정보의 서브 세트를 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 비행 기계들의 제1 서브 세트의 각각과 개별적으로 통신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 역할 정보의 제1 세트는 복수의 특정 역할을 포함한다. 일부 실시예에서, 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 제1 비행 기계 수납 컨테이너에서의 비행 기계의 위치에 기초하여 제1 서브 세트 내의 각 비행 기계에 특정 역할을 전송하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 비행 기계 수납 컨테이너는 비행 기계 수납 컨테이너의 위치를 결정하도록 구성된 위치 파악 유닛(예를 들어, 도 4의 위치 파악 유닛(460))을 포함한다. 일부 실시예에서, 비행 기계 수납 컨테이너는 그 위치를 제어 시스템에 전달하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 제어 시스템은 제1 비행 기계 수납 컨테이너의 위치에 기초하여 역할 정보의 제1 서브 세트를 생성한다.
일부 실시예에서, 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 어떤 비행 기계들이 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 수납되어 있는지 식별하도록; 그리고 수납되어 있는 비행 기계들의 식별을 제어 시스템에 전달하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 비행 기계 수납 컨테이너는 출구에서 비행 기계들의 제1 세트를 차례로 해제시키도록; 그리고 비행 기계가 출구에서 해제시키기 전 제1 서브 세트의 각 비행 기계에 특정 역할을 차례로 전달하도록 구성된다.
다시 도 10을 참조하면, 이러한 예에서, 수납 컨테이너(1120)는 두 대의 비행 기계(1130A 및 1130B)를 수납하고 수납 컨테이너(1122)는 두 대의 비행 기계(1132A 및 1132B)를 수납한다. 각각의 수납 컨테이너들은 컨테이너 내의 비행 기계들과 통신할 수 있게 하는 통신 시스템(예를 들어, 도 5의 통신 인터페이스(406))을 갖는다. 그러한 통신은 유선일 수 있다. 예를 들어, 그것은 다른 것들 중에서도, 제어기 영역 네트워크(CAN) 버스, 범용 비동기 송수신기(UART) 쌍들 또는 직렬 주변 장치 인터페이스(SPI)를 사용할 수 있다. 또한 통신은 무선일 수 있다. 예를 들어, 그것은 다른 것들 중에서도, 근거리 통신(NFC), IEEE 802.15 무선 개인 영역 네트워크(WPAN), 블루투스 무선 연결 또는 적외선 광통신 인터페이스를 사용할 수 있다. 통신 인터페이스는 브로드 캐스트 기반 또는 버스 기반일 수 있다. 예를 들어, CAN 버스 또는 802.11UDP 패킷들이 사용될 수 있다. 다른 예로서, 점대점(UART 또는 NFC와 같은)이 사용될 수 있다. 브로드 캐스트 또는 버스 기반 통신 시스템들의 경우, 개별항공기들은 예를 들어 고유 식별자를 메시지의 헤더에 제공함으로써, 식별자를 통해 어드레싱될 수 있다. 유선 통신 시스템의 경우, 수납 컨테이너로부터 비행 기계의 해제에 대항하는 힘을 거의 제공하지 않는 커넥터들을 사용하는 것이 바람직하다. 그러한 커넥터들의 예들로는 포고 핀들(pogo pins), 여분의 낮은 해제력 커넥터들 및 스프링 타입 커넥터들이 있다.
이러한 대표적인 실시예에서, 각 수납 컨테이너는 운영자 콘솔에 통합될 수 있는 제어 시스템(1110)과 통신할 수 있게 하는 통신 인터페이스(예를 들어, 도 4의 외부 통신 인터페이스(440))를 더 갖는다. 이러한 인터페이스는 또한 무선 또는 유선일 수 있으며, 예들은 위에서 나열되었다. 일부 실시예에서, 이러한 통신 인터페이스는 수납 컨테이너들과 비행 기계들 사이에서 통신하는데 사용되는 인터페이스보다 더 긴 범위를 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 그러한 프로토콜들의 예들로는 이더넷, CAN 버스, 802.11WLAN 및 주파수 호핑 확산 스펙트럼 라디오들이 있다. 이러한 통신 인터페이스는 또한 조명 제어기(1140)와 같은 추가 제어기들에 연결될 수도 있다.
이러한 대표적인 실시예에서, 제어 시스템(1110)은 운영자로 하여금 역할 정보를 정의할 수 있게 한다. 역할 정보는 예를 들어, 다수의 비행 기계 중 어느 하나가 어떤 모션들을 실행할지를 특정할 수 있다. 제어 시스템(1110)은 수납 컨테이너들과 통신하며, 이는 차례로 비행 기계들과 통신한다. 이러한 아키텍처는 다양한 이유로 비행 기계들과 직접 통신하는 제어 시스템(1110)보다 더 바람직할 수 있다. 예를 들어, 수납 컨테이너들(1120 및 1122)은 비행 기계의 수납 위치에 유선 커넥터를 제공할 수 있으며, 이는 무선 연결보다 비용을 절감하거나 더 높은 신뢰성을 제공할 수 있다. 다른 예로서, 이러한 아키텍처는 수납 컨테이너를 비행 기계의 작동 영역에 더 가깝게 위치시킬 수 있으며, 이는 저전력, 저전력을 사용하는 저범위 무선 통신 그리고 더 장거리 무선 라디오들보다 적은 무게를 사용하는 것을 가능하게 할 수 있다. 다른 예로서, 이러한 아키텍처는 수납 컨테이너와의 고 대역폭 통신 인터페이스를 구현함으로써 비행 기계들에 대한 중량 또는 전력 패널티들을 감소시킬 수 있다. 다른 예로서, 이러한 아키텍처는 운영자가 개별 비행 기계들이 아닌 비행 기계들의 컨테이너들을 처리할 수 있게 함으로써 운영 단순화를 제공할 수 있으며, 이는 많은 수의 비행 기계를 작동할 때 특히 유용할 수 있다. 다른 예로서, 이러한 아키텍처는 각 수납 컨테이너 수준에서 추가 검사들을 제공함으로써 오류들을 줄일 수 있다. 수납 컨테이너들(1120 및 1122) 각각은 매개 변수들(예를 들어, 비행 기계 또는 수납 컨테이너의 식별자, 전체 상태, 배터리 충전, 방위,; 수납 컨테이너 내부의 비행 기계의 위치; 비행 기계의 역할 등)을 결정할 수 있다. 그 다음, 그러한 데이터는 타겟 매개 변수들(예를 들어, 안전 임계치들, 목적 또는 예상 매개 변수 값들)과 비교될 수 있다. 그러한 비교는 수납 컨테이너 수준, 제어 시스템 수준, 비행 기계 수준 또는 여러 수준에서 일어날 수 있다. 그러한 비교들에는 또한 인간 운영자가 수반될 수 있다. 비교 결과, 특정 작업이 자동으로 또는 운영자에 의해 트리거될 수 있다.
이차 제어 시스템들이 또한 수납 컨테이너들, 예를 들어, 조명 제어기(1140)와 통신할 수 있다. 조명 제어기(1140)는 예를 들어, 조명 제어기(1140)의 통신 인터페이스를 통해 조명 명령들을 수납 컨테이너들에 전송함으로써 비행 기계들의 빛의 세기 및 색상을 조절할 수 있다. 일부 실시예에서, 조명 제어기(1140)의 통신 인터페이스는 제어 시스템(1110)의 통신 인터페이스와 유사하다. 그 다음 수납 컨테이너들은 예를 들어, 이러한 명령들을 개별 비행 기계들에 대한 별개의 명령들로 나눌 수 있고, 그 다음 수납 컨테이너들과 비행 기계들 간의 통신 인터페이스를 통해 이러한 별개의 명령들을 비행 기계들에 전송할 수 있다.
블록도(1100)는 단지 예시적인 것이며 아키텍처에 대한 다양한 수정이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 블록도(1100)의 아키텍처는 조명 제어기(1140)를 포함하지 않는다. 또한, 단지 두 개의 수납 컨테이너가 도시되어 있지만, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그보다 많은 수와 같은 임의의 적절한 수의 수납 컨테이너가 사용될 수 있다. 또한 각각의 수납 컨테이너는 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 그보다 많은 수와 같은 임의의 적절한 수의 비행 기계를 수납하도록 구성될 수 있음이 이해될 것이다. 또한 수납 컨테이너(1120 및 1122)는 본 명세서에서 설명된 임의의 수납 컨테이너들일 수 있음이 이해될 것이다. 예를 들어, 수납 컨테이너들(1120 및 122)은 도 1a 내지 도 1d, 도 3 및 도 4에 도시된 수납 컨테이너들 중 어느 하나일 수 있다. 또한 비행 기계들(1130A, 1130B, 1132A 및 1132B)은 본 명세서에 설명된 비행 기계들 중 어느 하나일 수 있음이 이해될 것이다.
대표적인 통신 아키텍처들이 아래에서 설명될 것이다. 당업자에게는 몇몇 다른 통신 아키텍처가 본 발명의 범위 내에서 이러한 예들의 직접적인 변형 예들임이 명백할 것이다.
중앙 집중식 아키텍처의 예에서, 조명 제어기(예를 들어, 조명 제어기(1140))는 먼저 얼마나 많은 비행 기계가 각 수납 컨테이너에 존재하는지 결정할 수 있다. 이를 위해, 그것은 각 수납 컨테이너(예를 들어, 수납 컨테이너들(1120 및 1122))에 비행 기계 카운트 요청 메시지를 전송한다. 각 수납 컨테이너는 각 지점 간 인터페이스들 상에서 핑 요청을 전송한 다음 응답에 대해 미리 정의된 기간을 대기한다. 응답이 시간 내에 도착하면, 슬롯은 "점유된" 것으로 간주되고; 그렇지 않으면 그것은 "비어 있는" 것으로 간주된다. 컨테이너는 각 지점 간 인터페이스에 대해, 점유 상태를 저장하는 맵을 생성한다. 그 다음 "점유된" 슬롯들의 수를 카운트하고 그 수를 조명 제어기에 응답으로서 제공한다. 조명 제어기는 각 수납 컨테이너에 대한 밝기 레벨을 결정한다. 조명 제어기는 밝기 레벨 및 색상 정보를 각 수납 컨테이너에 송신하고; 수신시, 수납 컨테이너는 지점 간 인터페이스들을 통해 밝기 레벨 및 색상을 개별 비행 기계들로 전달한다. 각 비행 기계는 기내의 빛의 밝기와 색상을 명령과 일치하도록 조절한다(예를 들어, PWM 듀티 사이클을 조절함으로써).
중앙 집중식 아키텍처의 이러한 예에서, 제어 시스템(예를 들어, 제어 시스템(1110))은 먼저 이용 가능한 비행 기계들의 리스트를 결정할 수 있다. 이를 위해, 수납 컨테이너에 비행 기계 목록 요청을 전송함으로써 각 수납 컨테이너(예를 들어, 수납 컨테이너들(1120 및 1122))와 순차적으로 통신할 수 있다. 그러한 목록 요청을 수신하면, 수납 컨테이너는 그것의 이차 통신 인터페이스를 통해 수납 컨테이너 내의 비행 기계로부터 상태 정보를 요청한다. 비행 기계들 각각은 그것의 고유 식별자("비행 기계 ID") 및 역할 맵핑과 관련된 상태 정보 (예를 들어, 비행 기계의 비행 준비 태세, 그것의 배터리 충전 상태 및 그것의 최대 비행 속도)를 제공함으로써 상태 정보 요청에 응답한다. 수납 컨테이너는 컨테이너 내의 비행 기계들 각각으로부터 이러한 상태 정보를 종합한 다음, 비행 기계 ID들 및 상태 정보의 리스트를 제어 시스템에 반환한다. 수납 컨테이너는 또한 그 자신의 상태 정보(예를 들어, 컨테이너의 고유 식별자 및 그것의 위치 및 방위)를 제어 스테이션에 제공할 수 있다. 제어 시스템은 비행 기계 정보(비행 기계 ID들 및 상태 정보) 및 수납 컨테이너 정보를 종합한다. 그 다음 제어 시스템은 어느 비행 기계가 이용 가능한 역할들 중 어느 역할을 수행해야 하는지 결정할 수 있고, 어느 비행 기계가 어느 컨테이너에 수납되어 있는지에 대한 맵을 생성한다. 비행 기계들을 작동시키기 위해, 제어 시스템은 먼저 수납 컨테이너들 중 어느 수납 컨테이너가 비행에 사용될지 결정한다. 사용될 각 수납 컨테이너에 대해, 시스템은 역할을 부여할 비행 기계들의 리스트를 종합하고, 이러한 리스트를 수납 컨테이너에 송신한다. 수납 컨테이너에 의해 이러한 리스트가 수신되면, 수납 컨테이너는 비행 기계들과 통신하여(하나씩 또는 방송 방식으로), 각 비행 기계에 해당 비행 기계로 어드레싱된 역할 정보를 전송한다.
분산형 아키텍처의 예에서, 각각의 수납 컨테이너(예를 들어, 수납 컨테이너들(1120 및 1122))는 그것 내의 비행 기계들의 수 및 ID를 지속적으로 모니터링한다. 이를 위해, 그것은 주기적으로(예를 들어, 초당 1회) 그것의 이차 통신 인터페이스를 통해 핑 요청을 전송할 수 있다. 모든 비행 기계는 그러한 핑 요청에 응답하도록 구성된다; 그에 따라 수납 컨테이너는 그것의 핑 요청에 대한 응답들을 종합하여 그것 내에 수납되어 있는 항공기들의 맵을 생성할 수 있다.
분산형 아키텍처의 예에서, 조명 제어기(예를 들어, 조명 제어기(1140))는 이용 가능한 수납 컨테이너들의 리스트를 저장한다. 조명 제어기는 예를 들어 조명 콘솔에 대한 DMX 인터페이스를 통해, 또는 조명 제어기 상의 조그 다이얼들을 통해, 각 수납 컨테이너의 세기 및 색상을 조절하는 수단을 제공한다. 조명 제어기는 주기적으로(예를 들어, 초당 100회) 요청된 색상 및 세기를 각 수납 컨테이너에 송신할 수 있다. 수신시, 수납 컨테이너는 항공기 맵에서의 요소들을 카운팅함으로써 컨테이너 내 현재 비행 기계들의 수를 결정한다. 그 다음 수납 컨테이너는 조명 명령을 항공기들의 수로 조절하고(예를 들어, 색상 명령은 유지하고, 존재하는 비행 기계들의 수와 독립적으로 일정한 세기를 유지하기 위해 수납 컨테이너 내항공기들의 수로 세기 명령을 나눔으로써), 요청된 세기 및 색상을 송신할 모든 항공기에 어드레싱한다. 비행 기계들은 요청된 조명에 맞게 그것들의 광원을 조절한다.
분산형 아키텍처의 예에서, 제어 시스템(예를 들어, 제어 시스템(1110))은 비행 기계들에 대한 역할들의 리스트를 저장한다. 각 역할에 대해, 그것은 컨테이너 위치를 추가로 저장할 수 있다. 비행 기계들에게 비행을 명령하기 위해, 제어 시스템은 각각 관련 컨테이너 위치와 함께, 역할들의 리스트를 브로드캐스팅한다. 리스트는 바람직하게는 역할들의 중요도의 순서로(예를 들어, 연출에 가장 중요한 역할들로 시작하여) 송신된다. 모든 수납 컨테이너는 이러한 리스트를 수신한다. 각 수납 컨테이너는 브로드캐스팅된 리스트를 수신할 때 그것의 현재 위치를 결정한다(예를 들어, 위치 파악 유닛을 사용하여, 위성항법 시스템(global positioning system : GPS)을 사용하여, 또는 수납 컨테이너 상의 카메라들을 사용하고 랜드 마크들을 검출함으로써). 리스트의 각 항목에 대해, 수납 컨테이너는 그 다음 그것의 현재 위치를 역할과 연관된 컨테이너 위치와 비교한다. 현재 위치가 역할과 연관된 컨테이너 위치에 충분히 가깝다면(예를 들어, 그것이 1m 이내라면), 수납 컨테이너는 그것의 수납되어 있는 항공기 맵에서의 항공기와 통신하여, 그러한 항공기에 현재 리스트 위치에서 역할을 수행할 것을 명령한다. 컨테이너는 비행 기계들이 역할에 매핑되었던 리스트를 유지 관리한다. 수납 컨테이너 내의 모든 비행 기계에 역할이 할당되었거나 리스트의 끝에 도달하면, 브로드캐스팅된 리스트의 프로세싱이 중지된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 비행 기계들을 프로그램하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 (1) 제어 시스템을 사용하여, 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 전송될 역할 정보의 제1 세트를 결정하는 단계; (2) 상기 제어 시스템을 사용하여, 상기 역할 정보의 제1 세트를 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 전송하는 단계; (3) 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여, 상기 역할 정보의 제1 세트를 수신하는 단계; (4) 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 수납되어 있는 제1 복수의 비행 기계에 상기 역할 정보의 제1 세트를 전송하는 단계; (5) 제어 시스템을 사용하여, 제2 비행 기계 수납 컨테이너에 전송될 역할 정보의 제2 세트를 결정하는 단계; (6) 상기 제어 시스템을 사용하여, 상기 역할 정보의 제2 세트를 상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너에 전송하는 단계; (7) 상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여, 상기 역할 정보의 제2 세트를 수신하는 단계; 및 (8) 상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여, 상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너에 수납되어 있는 제2 복수의 비행 기계에 상기 역할 정보의 제2 세트를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 비행 기계들을 이륙시키기 위한 방법은 다음 순서로 다음 단계들을 포함한다: (1) 비행 기계에 소정 시간 간격(예를 들어, 5 분) 내에 전원을 켜기 위한 명령을 송신하는 단계(예를 들어, 제어 시스템 또는 수납 컨테이너로부터), (2) 비행 기계에서 명령을 수신하는 단계, (3) 비행 기계에서 카운트다운 타이머를 시작하는 단계, (4) 카운트다운 타이머의 끝에서, 비행 기계의 전원을 켜는("가동") 단계, (5) 하나 이상의 비행 전 검사를 수행하는 단계, 및 (6) 이륙하는 단계. 이는 예를 들어, 저전력 무선 수신기를 사용하여 무선 신호 이를테면 블루투스 저에너지, 지그비, Wi-Fi, UWB 또는 명령들을 송수신하기 위한 근거리 통신(NFC) 표준을 사용하는 신호를 수신함으로써; 비행 기계에 그것의 주요 전자 장치에 더하여 무선 신호들을 청취하기 위한 저전력 회로를 장착함으로써 달성될 수 있으며, 이는 훨씬 더 많은 전력을 소모한다. 비행 전 검사들은 예를 들어, 비행 기계의 배터리 수준을 역할 요구 사항과 비교하고, 비행 기계 센서의 상태를 미리 정의된 임계 또는 범위와 비교하고, 모터 성능을 예상 값들과 비교하고, 비행 기계 구성 요소의 자기 점검 결과를 평가하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 비행 기계는 이륙시 그 역할 정보에 따라 비행 조종들을 실행할 수 있다. 일부 실시예에서, 다수의 비행 기계의 이륙은 동기화 클록들(예를 들어, 비행 기계 상의 위치 파악 유닛(540)에 의해 사용되는 클록 및 보드 외부의 위치 파악 유닛(460)에 의해 사용되는 클록)을 사용함으로써 그리고 (예를 들어, 제어 시스템에서) 미리 정의된 이륙 시간들을 조정함으로써 관리될 수 있다.
본 발명의 특정 측면들이 그것의 대표적인 실시예들을 참조하여 특히 제시 및 설명되었지만, 당업자에 의해 형태 및 상세가 다음 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않고 그것 내에서 다양하게 변경될 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 실시예들은 모든 점에서 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 고려되어야 하며, 본 발명의 범위를 나타내기 위해 상기한 설명보다는 오히려 첨부된 청구범위를 참조하는 것이 바람직하다.

Claims (62)

  1. 복수의 비행 기계용 충전 컨테이너로서,
    제1 비행 기계의 각각의 제1 전기 커넥터 및 제2 전기 커넥터와의 전기 접속을 구축하도록 구성된 제1 충전 단자들 및 제2 충전 단자들을 포함하는 제1 충전 스테이션;
    제2 비행 기계의 각각의 제1 전기 커넥터 및 제2 전기 커넥터와의 전기 접속을 구축하도록 구성된 제1 충전 단자들 및 제2 충전 단자들을 포함하는 제2 충전 스테이션으로서, 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각의 상기 제1 전기 커넥터 및 상기 제2 전기 커넥터가 배터리에 전기적으로 연결되는, 상기 제2 충전 스테이션;
    상기 제1 충전 스테이션 및 상기 제2 충전 스테이션에 결합되는 충전 모듈; 및
    클램핑 메커니즘으로서:
    상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계를 운반할 각각의 위치들에 고정시키도록; 그리고
    상기 충전 모듈과 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계의 상기 배터리들 사이의 충전 회로들을 확실히 닫도록 구성된, 상기 클램핑 메커니즘을 포함하는, 충전 컨테이너.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충전 모듈과 상기 제1 충전 단자들 사이에 결합되는 내부 커넥터를 더 포함하는, 충전 컨테이너.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 충전 단자들은 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각으로부터 제1 후크를 수용하도록 구성된 제1 충전 막대를 포함하는, 충전 컨테이너.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 충전 막대는 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계를 걸려 있는 위치에 지지하도록 구성되는, 충전 컨테이너.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제2 충전 단자들은 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각으로부터 제2 후크를 수용하도록 구성된 제2 충전 막대를 포함하는, 충전 컨테이너.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각의 상기 제1 후크는 제1 로터 아암 상에 배치되고, 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각의 상기 제2 후크는 대향하는 제2 로터 아암 상에 배치되는, 충전 컨테이너.
  7. 제5항에 있어서, 상기 클램핑 메커니즘은 상기 제1 충전 막대 및 상기 제2 충전 막대 중 하나에 상기 제1 충전 막대 및 상기 제2 충전 막대 중 다른 하나로부터 멀어지는 방향으로 힘을 가함으로써, 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계를 상기 운반할 위치에 고정시키도록 구성되는, 충전 컨테이너.
  8. 제5항에 있어서, 상기 클램핑 메커니즘은 상기 제1 충전 막대 및 상기 제2 충전 막대에 반발력들을 가함으로써, 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계를 상기 운반할 위치에 고정시키도록 구성되는, 충전 컨테이너.
  9. 제1항에 있어서, 베이스를 더 포함하고, 상기 제1 충전 단자들은 상기 베이스에 결합되는 적어도 하나의 제1 충전판을 포함하는, 충전 컨테이너.
  10. 제9항에 있어서, 제1 기계식 가이드 및 제2 기계식 가이드를 더 포함하되, 상기 제1 기계식 가이드 및 상기 제2 기계식 가이드 각각은 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각의 상기 비행 기계를 상기 적어도 하나의 제1 충전판 상의 특정 위치로 가이드하도록 구성되는, 충전 컨테이너.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 기계식 가이드 및 상기 제2 기계식 가이드는 상기 적어도 하나의 제1 충전판에 통합되는, 충전 컨테이너.
  12. 제10항에 있어서, 제1 기계식 가이드 및 제2 기계식 가이드 각각은 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각의 상기 비행 기계를 각각의 상기 비행 기계의 피처와 상호 작용함으로써 특정 배향으로 가이드하도록 더 구성되는, 충전 컨테이너.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각의 상기 제1 전기 커넥터는 그 각각의 비행 기계의 하부에 배치되고;
    상기 적어도 하나의 제1 충전판은 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계를 수용하여 지지하도록 구성되고;
    상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각의 상기 제2 전기 커넥터는 그 각각의 비행 기계의 상부에 배치되며;
    상기 제2 충전 단자들은 적어도 하나의 제2 충전판을 포함하며;
    상기 적어도 하나의 제2 충전판은 상기 적어도 하나의 제1 충전판에 의해 지지되는 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 상부에 위치되도록 구성되는, 충전 컨테이너.
  14. 제13항에 있어서, 상기 클램핑 메커니즘은 상기 적어도 하나의 제2 충전판 상에 힘을 가하도록 구성되며, 차례로 복수의 상기 비행 기계 상에 힘을 가함으로써, 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계를 상기 적어도 하나의 제1 충전판과 상기 적어도 하나의 제2 충전판 사이에 고정시키는, 충전 컨테이너.
  15. 제13항에 있어서, 뚜껑을 더 포함하되, 상기 적어도 하나의 제2 충전판이 상기 뚜껑에 결합되고, 상기 클램핑 메커니즘은 상기 뚜껑을 상기 베이스에 고정시키도록 구성됨으로써, 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계를 그것들의 운반할 위치들에 고정시키고 상기 충전 모듈과 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계의 상기 배터리들 사이의 상기 충전 회로들을 확실히 닫는, 충전 컨테이너.
  16. 제15항에 있어서, 상기 베이스와 상기 뚜껑 사이에 스프링 장착된 전기 접속부를 더 포함하되, 상기 충전 회로들이 상기 스프링 장착된 전기 접속부를 포함하는, 충전 컨테이너.
  17. 제9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 충전판은 각각 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계 각각에 대응하는 제1 오목부 및 제2 오목부를 포함하는, 충전 컨테이너.
  18. 제1항에 있어서,
    제1 베이스로서, 상기 제1 충전 단자들이 상기 제1 베이스의 상부에 결합되는 적어도 하나의 제1 충전판을 포함하는, 상기 제1 베이스;
    제2 베이스로서, 상기 적어도 하나의 제2 충전판이 상기 제2 베이스의 하부에 결합되고, 상기 클램핑 메커니즘은 상기 제2 베이스를 상기 제1 베이스에 고정시키도록 구성됨으로써, 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계를 그것들의 운반할 위치들에 고정시키고 상기 충전 모듈과 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계의 상기 배터리들 사이의 상기 충전 회로들을 확실히 닫는, 상기 제2 베이스; 및
    상기 제2 베이스의 상부 상에 위치되는 제3 충전 스테이션 및 제4 충전 스테이션을 더 포함하는, 충전 컨테이너.
  19. 제1항에 있어서, 상기 충전 모듈은 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계의 충전을 독립적으로 제어하도록 구성되는, 충전 컨테이너.
  20. 제1항에 있어서, 상기 충전 모듈은 상기 제1 비행 기계 및 상기 제2 비행 기계의 적어도 하나의 배터리의 상이한 셀들 사이에서 충전의 균형을 맞추도록 구성되는, 충전 컨테이너.
  21. 제1항에 있어서, 각각 비행 기계의 각각의 제1 전기 커넥터 및 제2 전기 커넥터와의 전기 접속을 구축하도록 구성된 제1 충전 단자들 및 제2 충전 단자들을 포함하는 다섯 개 이상의 충전 컨테이너를 포함하는, 충전 컨테이너.
  22. 비행 기계들을 이륙시킬 때 자동화된 성능 검사를 수행하기 위한 방법으로서,
    자동 이륙 프로세스를 개시하기 위한 명령을 비행 기계에서 수신하는 단계;
    상기 자동 이륙 프로세스를 개시하기 위한 명령의 수신에 응답하여 상기 비행 기계의 적어도 하나의 액추에이터를 활성화시키는 단계;
    상기 적어도 하나의 액추에이터를 사용하여, 이륙 위치로부터 상기 비행 기계의 움직임을 제한하는 제1 영역을 통해 전이 영역으로 상기 비행 기계를 이동시키는 단계;
    상기 적어도 하나의 액추에이터를 사용하여, 상기 전이 영역을 통해 상기 비행 기계의 움직임을 제한하는 제2 영역으로 상기 비행 기계를 이동시키는 단계;
    상기 적어도 하나의 액추에이터를 사용하여, 상기 제2 영역을 통해 상기 제2 영역에서의 출구로 상기 비행 기계를 이동시키는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 액추에이터를 사용하여, 상기 출구를 통해 상기 비행 기계를 이동시켜 상기 이륙 절차를 완료하는 단계를 포함하는, 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 비행 기계는 멀티콥터를 포함하는, 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 비행 기계는 고정익항공기를 포함하는, 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 전이 영역의 기하학적 구조를 나타내는 데이터를 상기 비행 기계의 내부 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
  26. 충분한 수행 능력들을 갖는 비행 기계들을 이륙시키기 위한 시스템으로서,
    비행 기계의 위치 조정을 제한하는 제1 영역;
    상기 비행 기계의 위치 조정을 제한하는 제2 영역;
    상기 비행 기계가 상기 제1 영역으로부터 상기 제2 영역으로 이동할 수 있게 하는 전이 영역; 및
    상기 비행 기계가 상기 제2 영역을 빠져 나갈 수 있게 하는 제2 영역 내에 위치한 출구를 포함하는, 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    비행 기계로서:
    본체;
    상기 본체의 움직임을 나타내는 데이터를 제공하도록 구성된 센서;
    상기 본체에 결합되고 적어도 하나의 제어 신호에 기초하여 상기 비행 기계를 이동시키도록 구성된 액추에이터, 및
    제어 모듈로서:
    상기 본체의 상기 움직임을 나타내는 상기 데이터를 수신하도록; 그리고
    상기 본체의 상기 움직임을 나타내는 데이터 및 상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 전이 영역의 기하학적 구조를 나타내는 데이터에 기초하여 상기 적어도 하나의 제어 신호를 결정하도록 구성되는, 상기 제어 모듈을 포함하는, 상기 비행 기계를 더 포함하는, 시스템.
  28. 제26항에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 비행 기계가 상기 제1 영역 내의 이륙 위치로부터 이륙하여 상기 제1 영역 내에서 상기 전이 영역으로 날아갈 수 있는 크기를 갖는, 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제1 영역은 바닥을 포함하고, 상기 전이 영역은 상기 전이 영역이 비행 중에 상기 비행 기계만 닿을 수 있도록 상기 바닥 위에 위치되는, 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 상기 제2 영역은 상기 비행 기계가 상기 제2 영역 내에서 상기 전이 영역으로부터 상기 출구로 날아갈 수 있는 크기를 갖는, 시스템.
  31. 제30항에 있어서, 상기 제2 영역은 바닥을 포함하고, 상기 출구는 상기 출구가 비행 중에 상기 비행 기계만 닿을 수 있도록 상기 바닥 위에 위치되는, 시스템.
  32. 제26항에 있어서, 상기 전이 영역은 단일 비행 기계만이 한 번에 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이를 이동할 수 있게 하는 기계식 초크 포인트(choke point)를 포함하는, 시스템.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 제1 영역은 상부 및 하부를 포함하고;
    상기 이륙 위치는 상기 제1 영역의 상기 하부 상에 위치하고;
    상기 제2 영역은 상부 및 하부를 포함하고;
    상기 제2 영역은 상기 제1 영역 위에 수직으로 위치하며;
    상기 기계식 초크 포인트는 상기 제1 영역의 상기 상부를 상기 제2 영역의 상기 하부에 결합시키며;
    상기 기계식 초크 포인트 및 상기 출구는 수평으로 이격되어 있는, 시스템.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 제1 영역은 좌측 부분 및 우측 부분을 포함하고;
    상기 제2 영역은 좌측 부분 및 우측 부분을 포함하고;
    상기 기계식 초크 포인트는 상기 제1 영역의 상기 우측 부분을 상기 제2 영역의 상기 좌측 부분에 결합시키며;
    상기 기계식 초크 포인트 및 상기 출구는 수직으로 이격되어 있는, 시스템.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 기계식 초크 포인트는 상기 비행 기계보다 2 내지 10배 더 크고; 상기 출구 위치는 상기 비행 기계보다 2 내지 10배 더 큰 출구 간극을 포함하는, 시스템.
  36. 제26항에 있어서,
    상기 제1 영역과 연관된 복수의 이륙 위치; 및
    상기 제1 영역, 상기 전이 영역 및 상기 제2 영역을 통해 상기 출구로 이동함으로써 순차적으로 이륙되도록 구성된 복수의 비행 기계를 더 포함하는, 시스템.
  37. 제26항에 있어서,
    상기 제1 영역은 제1 기계식 가이드로서:
    상기 비행 기계가 상기 제1 영역의 제1 섹션 내에 위치될 때 제1 자유도에서의 상기 비행 기계의 움직임을 제한하도록;
    상기 비행 기계가 상기 제1 영역의 상기 제1 섹션 내에 위치될 때 제2 자유도에서의 상기 비행 기계의 움직임을 허용하도록 구성된, 상기 제1 기계식 가이드;
    상기 제2 영역은 제2 기계식 가이드로서:
    상기 비행 기계가 상기 제2 영역의 제1 섹션 내에 위치될 때 상기 제2 자유도에서의 상기 비행 기계의 움직임을 제한하도록; 그리고
    상기 비행 기계가 상기 제2 영역의 상기 제1 섹션 내에 위치될 때 상기 제1 자유도에서의 상기 비행 기계의 움직임을 허용하도록 구성된, 상기 제2 기계식 가이드를 포함하는, 시스템.
  38. 제37항에 있어서, 상기 제1 자유도는 제1 병진 자유도를 포함하고, 상기 제2 자유도는 제2 병진 자유도를 포함하는, 시스템.
  39. 제37항에 있어서, 상기 전이 영역은 상기 제1 자유도 및 상기 제2 자유도에서의 상기 비행 기계의 움직임을 허용하는, 시스템.
  40. 제37항에 있어서, 상기 제1 기계식 가이드 및 상기 제2 기계식 가이드는 각각 상기 비행 기계의 적어도 하나의 받침대 상에 작용하도록 구성되는, 시스템.
  41. 제37항에 있어서, 제3 기계식 가이드를 포함하는 제3 영역을 더 포함하며, 상기 제3 기계식 가이드는:
    상기 비행 기계가 상기 제3 영역의 제1 섹션 내에 위치될 때 제3 자유도에서의 상기 비행 기계의 움직임을 제한하도록; 그리고
    상기 비행 기계가 상기 제3 영역의 상기 제1 섹션 내에 위치될 때 제4 자유도에서의 상기 비행 기계의 움직임을 허용하도록 구성되는, 시스템.
  42. 비행 기계들을 작동하기 위한 시스템으로서,
    제어 시스템으로서:
    상기 비행 기계들에 대한 역할 정보를 저장하도록; 그리고
    상기 역할 정보를 전달하도록 구성된, 상기 제어 시스템;
    제1 비행 기계 수납 컨테이너로서:
    상기 비행 기계들의 제1 서브 세트를 수납하도록;
    상기 제어 시스템으로부터 상기 비행 기계들의 상기 제1 서브 세트에 대한 역할 정보의 제1 세트를 수신하도록; 그리고
    상기 역할 정보의 제1 세트를 상기 비행 기계들의 상기 제1 서브 세트 내의 상기 비행 기계들로 전달하도록 구성된, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너; 및
    제2 비행 기계 수납 컨테이너로서:
    상기 비행 기계들의 제2 서브 세트를 수납하도록;
    상기 제어 시스템으로부터 상기 비행 기계들의 상기 제2 서브 세트에 대한 역할 정보의 제2 세트를 수신하도록; 그리고
    상기 역할 정보의 제2 세트를 상기 비행 기계들의 상기 제2 서브 세트 내의 상기 비행 기계들로 전달하도록 구성된, 상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너를 포함하는, 시스템.
  43. 제42항에 있어서, 상기 제어 시스템은 유선 통신 경로를 사용하여 상기 역할 정보를 전달하도록 구성되는, 시스템.
  44. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 유선 통신 경로를 사용하여 상기 역할 정보의 제1 세트를 상기 비행 기계들의 상기 제1 서브 세트 내의 상기 비행 기계들로 전달하도록 구성되는, 시스템.
  45. 제42항에 있어서, 상기 제어 시스템은 무선 통신 경로를 사용하여 상기 역할 정보를 전달하도록 구성되는, 시스템.
  46. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 무선 통신 경로를 사용하여 상기 역할 정보의 제1 세트를 상기 비행 기계들의 상기 제1 서브 세트 내의 상기 비행 기계들로 전달하도록 구성되는, 시스템.
  47. 제42항에 있어서, 상기 역할 정보의 제1 세트는 상기 비행 기계들의 상기 제1 서브 세트에 대한 상기 제어 시스템에 저장된 상기 역할 정보의 서브 세트를 포함하는, 시스템.
  48. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 상기 비행 기계들의 상기 제1 서브 세트의 각각과 개별적으로 통신하도록 구성되는, 시스템.
  49. 제42항에 있어서, 상기 제어 시스템에 저장된 상기 비행 기계들에 대한 상기 역할 정보는 상기 비행 기계들에 대한 복수의 특정 역할을 포함하는, 시스템.
  50. 제42항에 있어서, 상기 제어 시스템에 저장된 상기 비행 기계들에 대한 상기 역할 정보는 편성된 퍼포먼스를 수행할 상기 비행 기계들에 대한 비행 경로 정보를 포함하는, 시스템.
  51. 제42항에 있어서, 상기 역할 정보의 제1 세트는 복수의 특정 역할을 포함하고, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에서의 상기 비행 기계의 위치에 기초하여 상기 제1 서브 세트 내의 각 비행 기계에 특정 역할을 전송하도록 구성되는, 시스템.
  52. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너의 상기 위치를 결정하도록 구성된 위치 파악 유닛을 포함하고, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 그것의 위치를 상기 제어 시스템에 전달하도록 구성되는, 시스템.
  53. 제52항에 있어서, 상기 제어 시스템은 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너의 상기 위치에 기초하여 상기 역할 정보의 제1 서브 세트를 생성하는, 시스템.
  54. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너의 상기 위치를 결정하도록 구성된 위치 파악 유닛을 포함하고, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 상기 제어 시스템으로부터 역할 정보의 세트를 수신하도록 그리고 수신된 상기 세트가 결정된 상기 위치에 기초하여 상기 제1 세트인지 여부를 결정하도록 구성되는, 시스템.
  55. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는:
    어떤 비행 기계들이 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 수납되어 있는지 식별하도록; 그리고
    수납되어 있는 상기 비행 기계들의 상기 식별을 상기 제어 시스템에 전달하도록 구성되는, 시스템.
  56. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는:
    상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 수납되어 있는 비행 기계들의 수를 결정하도록; 그리고
    상기 수를 상기 제어 시스템에 전달하도록 구성되는, 시스템.
  57. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는 수납되어 있는 상기 비행 기계들의 상기 식별 또는 상기 수납되어 있는 비행 기계들의 수에 기초하여 상기 역할 정보를 조절하는, 시스템.
  58. 제42항에 있어서, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너는:
    출구에서 상기 비행 기계들의 제1 세트를 차례로 해제시키도록; 그리고
    상기 비행 기계가 상기 출구에서 해제시키기 전 상기 제1 서브 세트의 각 비행 기계에 특정 역할을 차례로 전달하도록 구성되는, 시스템.
  59. 비행 기계들을 프로그래밍하기 위한 방법으로서,
    제어 시스템을 사용하여, 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 전송될 역할 정보의 제1 세트를 결정하는 단계;
    상기 제어 시스템을 사용하여, 상기 역할 정보의 제1 세트를 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 전송하는 단계;
    상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여, 상기 역할 정보의 제1 세트를 수신하는 단계;
    상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 수납되어 있는 제1 복수의 비행 기계에 상기 역할 정보의 제1 세트를 전송하는 단계;
    제어 시스템을 사용하여, 제2 비행 기계 수납 컨테이너에 전송될 역할 정보의 제2 세트를 결정하는 단계;
    상기 제어 시스템을 사용하여, 상기 역할 정보의 제2 세트를 상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너에 전송하는 단계;
    상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여, 상기 역할 정보의 제2 세트를 수신하는 단계; 및
    상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여, 상기 제2 비행 기계 수납 컨테이너에 수납되어 있는 제2 복수의 비행 기계에 상기 역할 정보의 제2 세트를 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  60. 제59항에 있어서, 상기 역할 정보의 제1 세트는 복수의 특정 역할을 포함하고, 상기 제1 복수의 비행 기계에 상기 역할 정보의 제1 세트를 전송하는 단계는 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에서의 상기 비행 기계의 위치에 기초하여 상기 제1 복수의 비행 기계에서의 각 비행 기계에 특정 역할을 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
  61. 제59항에 있어서,
    상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너의 위치 파악 유닛을 사용하여, 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너의 상기 위치를 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 위치를 상기 제어 시스템에 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  62. 제59항에 있어서,
    상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너를 사용하여 어떤 비행 기계들이 상기 제1 비행 기계 수납 컨테이너에 수납되어 있는지 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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