(57)【要約】      （修正有）【課題】森林管理作業を実施する方法及び装置を提供する。【解決手段】位置１００６を管理する方法及び装置である。土壌センサユニット１０２８は、森林１００２の位置１００６において航空輸送手段の組から展開される。その位置１００６において、土壌センサユニット１０２８を使用して森林１００２の位置１００６の任意の数の土壌条件１０１７についての情報１００４が生成される。情報１００４は解析のために、土壌センサユニット１０２８から遠隔位置１００６へ送信される。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
森林管理システム（１００３）であって、
航空輸送手段の組によって展開されたセンサシステム（１０２４）から、森林（１００２）内の位置（１００６）の任意の数の土壌条件（１０１７）に関する情報（１００４）を受信し、前記任意の数の土壌条件（１０１７）に基づいてミッションを識別する森林マネージャ（１０１４）
を備える森林管理システム（１００３）。
【請求項２】
前記ミッションは、伐採ミッション（１０３４）、植栽ミッション（１０３５）、土壌条件識別ミッション、火災条件警告ミッション、森林（１００２）整備ミッション、及び森林（１００２）インベントリーミッションのうちの少なくとも一つから選択される、請求項１に記載の森林管理システム（１００３）
【請求項３】
前記ミッションを実施するようにアセット（１０１６）の動作を調整する請求項１に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項４】
前記センサシステム（１０２４）は、
前記位置（１００６）の土壌から前記情報（１００４）を生成する、任意の数の地上ベースのセンサユニット（１０２６）
を備える、請求項１に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項５】
前記センサシステム（１０２４）はさらに、
前記任意の数の地上ベースのセンサユニット（１０２６）から前記情報（１００４）を受信し、前記情報（１００４）を前記森林マネージャ（１０１４）へ送るベースステーション
を備える、請求項４に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項６】
前記ベースステーションが、前記航空輸送手段の組を介して、前記森林マネージャ（１０１４）に前記情報（１００４）を送る、請求項５に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項７】
前記任意の数の地上ベースのセンサユニット（１０２６）のうちの一つの地上ベースのセンサユニットは、前記地上ベースのセンサユニットの位置（１００６）、前記地上ベースのセンサユニットの軌道、及び前記地上ベースのセンサユニットの方位のうちの少なくとも一つについての情報（１００４）を生成する、請求項４に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項８】
前記航空輸送手段の組のうちの一つの航空輸送手段は、無人航空輸送手段と有人航空輸送手段のうちの一つから選択される、請求項１に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項９】
前記任意の数の土壌条件（１０１７）は、水分、温度、伝導性、窒素含有量、ｐＨ、カルシウム含有量、塩類含有量、及び栄養素含有量のうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項１０】
森林管理システム（１００３）であって、
位置（１００６）で展開され、前記位置（１００６）の任意の数の土壌条件（１０１７）についての情報（１００４）を生成し、無線通信リンク（１３２）を使用して前記情報（１００４）を送信するセンサユニット
を備える森林管理システム（１００３）。
【請求項１１】
前記センサユニットは、前記航空輸送手段の組のうちの一つの航空輸送手段から前記位置（１００６）へ空中投下される、請求項１０に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項１２】
さらに、
前記無線通信リンク（１３２）を介して、前記位置（１００６）の前記センサユニットから前記情報（１００４）を受信し、別の無線通信リンクを介して遠隔位置（１００６）へ前記情報（１００４）を送るベースステーション
を備える請求項１０に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項１３】
前記ベースステーションは太陽発電システムによって電力供給される、請求項１２に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項１４】
さらに、
前記航空輸送手段の組によって展開された前記センサユニットから森林（１００２）内の前記位置（１００６）の前記任意の数の土壌条件（１０１７）に関する前記情報（１００４）を受信し、前記任意の数の土壌条件（１０１７）に基づいてミッションを識別する森林マネージャ（１０１４）
を備える請求項１０に記載の森林管理システム（１００３）。
【請求項１５】
位置（１００６）の管理方法であって、
航空輸送手段の組から森林（１００２）内の位置（１００６）において土壌センサユニット（１０２８）を展開させることと、
前記位置（１００６）において前記土壌センサユニット（１０２８）を使用して前記森林（１００２）内の前記位置（１００６）の任意の数の土壌条件（１０１７）についての情報（１００４）を生成することと、
解析のために、前記土壌センサユニット（１０２８）からの前記情報（１００４）を遠隔位置（１００６）に送信することと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して森林管理、具体的には森林管理作業に関するものである。さらに具体的には、本発明は森林管理作業を実施する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
森林管理は、多数の異なる態様を含む森林部門である。これらの態様には、森林管理の環境、経済、行政、法律、及び社会的な側面が含まれる。森林管理は、木材の摘出、樹木の植栽、樹木の再植栽、森林の中に道路や通路を切り開くこと、森林火災の予防、森林の健康維持、及びその他好適な活動などのさまざまな技術から構成される。
【０００３】
森林管理に関するこれらの作業及びその他の作業を実施する場合、森林についての情報を収集することが望ましい。例えば、森林についての情報を収集することで、森林の状態を解析するだけでなく、実施する作業を識別することが可能になる。
【０００４】
森林の状態を評価するための情報を生成するために使用するツールには、例えば非限定的に、クリメータ、データレコーダ、インクリメントボーラ、ウェッジプリズム、直径テープ、全地球測位システムデバイス、タリメータ、ラップトップパソコン、及びその他の好適なツールが含まれる。これらのツールは、あるエリアに存在する樹木の数を予測する、樹木の健康状態を識別する、樹木の年齢を識別する、樹木の間隔を識別する、土壌サンプルの組成を識別する、及びその他の好適な作業等の様々な作業を実施するために、森林管理人員によって使用される。
【０００５】
この情報を元に、情報の解析を行って森林の状態を識別する。この森林の状態は、森林のインベントリーである。この森林のインベントリーにより、木材の価値、木材から得られる期待キャッシュフロー、既存の森林地の規模、余暇的利用の影響、火災の危険性、森林の成長及び価値を上げるための改善、木材を伐採すべき期間、及びその他の好適な結果等の結果が得られる。
【０００６】
現在、森林の状態を評価するための情報を収集するプロセスは、非常に時間がかかり複雑である。例えば、情報の収集には、森林の特定位置に対して森林管理人員が何万、又は何十万ものセンサの読取値や観測結果を得ることが必要である。追加の位置があれば、さらに多くの情報が収集される。さらに、この情報を所望の期間内に所望の頻度で収集すると、必要な時間及び労力も増加する。
【０００７】
さらに、現在のプロセスはまた、情報を収集する場合にサンプリングにもしばしば頼っている。サンプリングは森林全体からではなく選択位置において行われる。森林全体の情報を取得する場合、この種の情報収集が使用され、所望以上に多大な時間を必要とする。さらに、サンプリングの際に、十分な情報収集及び解析が行われないために誤差が生じる。
【０００８】
情報の収集は、ツールを使用して森林管理人員によって行われ、このツールはしばしば森林管理人員による解釈が必要である。この結果、測定中に異なる作業員によって異なる解釈が行われる。解釈に一貫性がないために、望ましくない結果が得られる。
【０００９】
例えば、２人の異なる人が２つの異なる樹木の間隔測定値に基づいて、異なる種類のサンプリングを使用するべきと判断する可能性がある。別の例では、クリノメータを使用した場合に、２つの異なるクリノメータを使用して樹木の高さを計った時に異なる結果が得られる可能性がある。これらの違いにより、結果が要望通りに正確でなくなる可能性がある。
【００１０】
さらに、森林管理人員の森林の異なる部分に到達する能力によって、情報が一貫しない場合がある。例えば、森林管理人員が森林内の特定位置にアクセスできない場合がある。これらのアクセス可能な領域では、情報を入手することができないため、森林の状態を要望通りに正確に識別することができない。
【００１１】
加えて、解析を実施するための所望の情報量を得るために森林管理人員が情報収集できる可能性は、要望通りにいかない場合がある。加えて、この解析は、所望レベルの精度で行われない、又は要望通り最新の情報を使用して行われない可能性がある。
【００１２】
この結果、森林の状態を解析するのに必要な情報を収集することはしばしば、所望よりもかなり複雑で困難である。手の空いた人員の数、又はこれら人員の使用にかかわるコストのために、必要な情報数、及び情報が必要とされる頻度において、この情報を取得するために必要な森林管理人員の数を得ることは不可能である。さらに、作業員を使用して測定及び観測を実施すると、収集された情報は要望通りの均一性を有さない、又は正確なものとはならない。
【００１３】
したがって、少なくとも上述の問題点の幾つかと、起こりうる他の問題点を考慮する方法及び装置を有することが有利であろう。
【発明の概要】
【００１４】
ある実施形態では、森林管理システムは森林マネージャを備える。森林マネージャは、一組の航空輸送手段によって展開されたセンサシステム（１０２４）から森林のある位置の任意の数の土壌状態に関する情報を受け取り、任意の数の土壌状態に基づいてミッションを識別する。
【００１５】
別の例示的実施形態では、森林管理システムはセンサユニット、及び一組の航空輸送手段を備える。センサユニットは、ある位置において展開され、その位置の任意の数の土壌状態についての情報を生成し、無線通信リンクを使用してその情報を送信する。その組の航空輸送手段は、センサユニットを携行し、センサユニットをその位置において展開する。
【００１６】
さらに別の実施形態では、一つの位置を管理する方法が提示されている。土壌センサユニットは、一組の航空輸送手段から森林内のその位置において展開される。その位置の土壌センサユニットを使用して、森林内のその位置の任意の数の土壌状態についての情報が生成される。この情報は、土壌センサユニットの送信機から遠隔位置へ送信され解析される。
【００１７】
特徴、及び機能は、本発明の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解されうる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
例示的な実施形態の特徴と考えられる新規の機能は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、例示的実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的と特徴は、添付図面を参照して本発明の一実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。
【００１９】
【図１】一実施形態による森林管理環境を示したものである。
【図２】一実施形態による森林管理環境のブロック図である。
【図３】一実施形態による森林マネージャのデータフローの図である。
【図４】一実施形態によるミッションの種類のブロック図である。
【図５】一実施形態によるタスクのブロック図である。
【図６】一実施形態による自律輸送手段のブロック図である。
【図７】一実施形態による測位及びマップ構築センサモジュールのブロック図である。
【図８】一実施形態によるセンサモジュールのブロック図である。
【図９】一実施形態によるサポートシステムのブロック図である。
【図１０】一実施形態による森林管理環境のブロック図である。
【図１１】一実施形態による地上ベースのセンサユニットのブロック図である。
【図１２】一実施形態による土壌情報を取得するためにセンサシステムを展開した様子を示す図である。
【図１３】一実施形態による土壌センサユニットの図である。
【図１４】一実施形態による土壌センサユニットの図である。
【図１５】一実施形態による森林エリアの図である。
【図１６】一実施形態による土壌センサの航空展開ユニットの図である。
【図１７】一実施形態による樹木の植栽を実施する意思決定のモデルを示す図である。
【図１８】一実施形態による森林の最近植栽されたエリアを補充する意思決定のモデルを示す図である。
【図１９】一実施形態による森林を管理するプロセスのフロー図を示したものである。
【図２０】一実施形態によるアセットから受け取った情報を処理するプロセスのフロー図を示したものである。
【図２１】一実施形態によるアセットの動作を調整するプロセスのフロー図である。
【図２２】一実施形態による一位置を管理するプロセスのフロー図を示したものである。
【図２３】一実施形態による森林の一位置の任意の数の土壌条件について情報を取得するプロセスのフロー図である。
【図２４】一実施形態によるミッションを生成するプロセスのフロー図を示したものである。
【図２５】一実施形態によるミッションを生成し実施する意思決定プロセスのフロー図を示したものである。
【図２６】一実施形態によるミッションの森林作業を生成し実施する意思決定プロセスのフロー図を示したものである。
【図２７】一実施形態によるデータ処理システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
種々の実施形態は、一又は複数の異なる検討事項を認識し、且つ考慮している。例えば、例示の実施形態は、森林についての情報を収集するために現在使用されているシステムは、森林管理を実施するのに要求される量の情報又は精度の情報を提供することができないことを認識し、考慮する。
【００２１】
したがって、例示的実施形態により、森林を管理する方法及び装置が提供される。ある実施形態では、森林マネージャは一組の自律輸送手段から森林についての情報を受け取る。森林マネージャは、情報を解析して、森林の状態についての結果を生成する。森林マネージャはまた、この結果を用いて、その組の自律輸送手段の作業も調整する。
【００２２】
ここで図面、特に図１を参照すると、一実施形態による森林管理環境が図示されている。図示のように、森林管理環境１００にはアセット１０２が含まれる。
【００２３】
アセット１０２は、位置１０６等の森林１０４内の位置についての情報を生成する。この例示的実施例において、アセット１０２は無人航空輸送手段１０８、無人航空輸送手段１１０、無人航空輸送手段１１２、衛星１１４、無人地上輸送手段１１６、及び無人地上輸送手段１１８等の無人輸送手段を含む。加えて、アセット１０２はまた、地上ベースのセンサユニット１２０、地上ベースのセンサユニット１２２、地上ベースのセンサユニット１２４、及び地上ベースのセンサユニット１２７等のセンサシステムを含む。サポートシステム１２６はまた、無人輸送手段をサポートするためにも存在する。
【００２４】
図示したように、無人航空輸送手段１０８及び無人航空輸送手段１１０は、無人航空輸送手段１１２と比べて低い高度で動作する。例えば、このような例示的実施例では、無人航空輸送手段１０８と無人航空輸送手段１１０は、このような例示的実施例では、森林１０４の地面１２８から最大約２０００フィートの高度において動作する。無人航空輸送手段１１２は、特定の実装態様により３万フィートを超える高度等の高い高度で動作する。
【００２５】
図示したように、無人航空輸送手段１０８、無人航空輸送手段１１０、及び無人航空輸送手段１１２は機上のセンサを使用して、森林１０４内の位置１０６についての情報を生成する。衛星１１４はまた、機上のセンサを使用して森林１０４内の位置１０６についての情報も生成する。
【００２６】
このような例示的実施例において、無人地上輸送手段１１６及び無人地上輸送手段１１８は、森林１０４の地面１２８の上を移動する。無人地上輸送手段１１６及び無人地上輸送手段１１８はまた、機上のセンサを使用して森林１０４内の位置１０６についての情報も生成する。
【００２７】
加えて、地上ベースのセンサユニット１２０、地上ベースのセンサユニット１２２、地上ベースのセンサユニット１２４、及び地上ベースのセンサユニット１２７も森林１０４内の位置１０６にあり、森林１０４内の位置１０６についての情報を生成する。このような例示的実施例において、地上ベースのセンサユニット１２０及び地上ベースのセンサユニット１２２は樹木１３０に配置される。地上ベースのセンサユニット１２４は森林１０４の地面１２８に位置決めされる。
【００２８】
ある例示的実施例では、地上ベースのセンサは水域近辺で動作する。このような例示的実施例において、地上ベースのセンサユニット１２７は水域１２９近辺に配置される。このような例示的実施例において、地上ベースのセンサユニット１２７は、水域１２９の水質を測定するのに使用される。  
【００２９】
このような例示的実施例において、サポートシステム１２６は固定構造物又は可動構造物である。例えば、サポートシステム１２６は、バッテリの再充電、バッテリの交換、又はそうでなければ、作動電力の取得のために、ベース、ステーション、バン、又は無人航空輸送手段１０８、無人航空輸送手段１１０、無人地上輸送手段１１６、及び無人地上輸送手段１１８のうちの少なくとも１つをサポートするその他の構造物である。
【００３０】
本明細書において、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムの一又は複数の様々な組み合わせが使用可能であり、且つ列挙された各アイテムのうちの一つだけあればよいということを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」を含む。この例は、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」も含む。
【００３１】
加えて、サポートシステム１２６はまた、環境、修理施設からのシェルターともなり、一又は複数の無人航空輸送手段又は無人地上輸送手段にその他のサービスを提供する。この例示的実施例において、サポートシステム１２６は、人間の介入を必要とせずに自動的に動作する。ある場合には、サポートシステム１２６はまた、無人航空輸送手段１０８、無人航空輸送手段１１０、無人地上輸送手段１１６、又は無人地上輸送手段１１８によって生成される情報を記憶する。
【００３２】
アセット１０２によって生成される情報は、無線通信リンク１３２を介して制御ステーション１３４へ送られる。制御ステーション１３４の森林マネージャ１３６は、アセット１０２によって生成される情報を処理する。
【００３３】
加えて、森林マネージャ１３６はまた、このような例示的実施例においてアセット１０２の動作も調整する。この調整には、アセット１０２の移動の方向付けをする、監視する森林１０４内の位置を識別する、及びアセット１０２によって実施されるその他の好適な動作が含まれる。ある例示的実施例においては、森林マネージャ１３６及び森林マネージャ１３６のコンポーネントは、森林管理環境１００の制御ステーション１３４及びその他のコンポーネントとの間に割り当てられている。
【００３４】
例えば、森林マネージャ１３６は、制御ステーション１３４とサポートシステム１２６との間に割り当てられている。例えば、森林マネージャ１３６の一部はサポートシステム１２６に位置決めされており、森林マネージャ１３６の別の部分は制御ステーション１３４に位置決めされている。この場合、森林マネージャ１３６のコンポーネントは、無線通信リンク１３２を介して互いに通信している。  
【００３５】
その他の例示的実施例では、森林マネージャ１３６は、アセット1のコンピュータ内に割り当てられている。例えば、森林マネージャ１３６は、制御ステーション１３４、無人航空輸送手段１１２、及び無人地上輸送手段１１６に割り当てられている。
【００３６】
ある例示的実施例では、アセット１０２はまた、人員１３８及び有人輸送手段１４０も含む。人員１３８及び有人輸送手段１４０は、このような例示的実施例において無人アセットによって行われる作業を補う。加えて、森林マネージャ１３６はまた、これらのアセットの動作を調整するために、人員１３８及び有人輸送手段１４０のうちの少なくとも１つに命令する。このように、異なるアセットの動作、無人アセット及び有人アセットの両方が、制御ステーション１３４の森林マネージャ１３６によって調整される。
【００３７】
ここで図２を参照すると、一実施形態による森林管理環境のブロック図が示されている。図１の森林管理環境１００は、図２の森林管理環境２００の一実装態様の例である。
【００３８】
この例示的実施例では、森林管理環境２００は、森林マネージャ２０２及びアセット２０４を備える。森林マネージャ２０２及びアセット２０４は、森林２０６を管理する。
【００３９】
具体的には、森林マネージャ２０２は、森林２０６の任意の数の位置２０８を管理する。本明細書で使用されているように、アイテムに関連して「任意の数の」を使用した場合には、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、「任意の数の位置２０８」は、一又は複数の位置である。任意の数の位置２０８は、森林２０６の一部である、又はすべての森林２０６を含む。
【００４０】
このような例示的実施例では、森林マネージャ２０２は、ハードウェア、ソフトウェア、又はその二つの組み合わせを使用して実施することができる。ソフトウェアを使用する場合には、森林マネージャ２０２によって実行される作業は、プロセッサユニット上で実行されるプログラムコードにおいて実行される。ハードウェアが採用される場合には、ハードウェアは、森林マネージャ２０２内でこれらの操作を実行するよう動作する回路を含むことができる。
【００４１】
例えば、ハードウェアは回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス、または任意の数の操作を実行するよう構成された何らかの他の適切な種類のハードウェアの形を取り得る。プログラム可能論理デバイスにより、デバイスは任意の数の工程を実施するように構成されている。このデバイスはその後再構成される、又は任意の数の工程を実施するために永続的に構成されることができる。プログラム可能論理デバイスの実施例としては、たとえば、プログラム可能論理アレイ、プログラム可能アレイ論理、フィールドプログラム可能論理アレイ、フィールドプログラム可能ゲートアレイ、及び他の適するハードウェアデバイスが含まれる。加えて、これらのプロセスは無機的なコンポーネントと統合された有機的なコンポーネント内で実行されてよく、及び／又はこれらのプロセスは人間以外の有機的なコンポーネントで全体的に構成されてよい。たとえば、これらのプロセスは有機的半導体の回路として実装可能である。  
【００４２】
図示したように、森林マネージャ２０２は、コンピュータシステム２１０内で実行できる。コンピュータシステム２１０は一又は複数のコンピュータである。１より多い数のコンピュータがコンピュータシステム２１０内に存在する場合は、これらのコンピュータはネットワーク等の通信媒体を介して相互通信できる。
【００４３】
これらのコンピュータは、特定の実装態様により、同じ地理的位置又は別々の地理的位置にある。さらに、ある例示的実施例において、コンピュータシステム２１０の一部又は全部が可動である。例えば、コンピュータシステム２１０の一又は複数のコンピュータは、トラック、航空機、船、作業員、又はその他何らかの好適なプラットフォーム等のプラットフォームに位置する、又は搭載される。
【００４４】
このような例示的実施例では、森林マネージャ２０２は知能レベル２１１を有する。知能レベル２１１は、森林マネージャ２０２の実装態様によって変化する。ある場合には、森林マネージャ２０２は作業員からの入力を受け取り、作業員へ出力を提供するコンピュータプログラムである。
【００４５】
その他の例示的実施例においては、作業員からの入力が必要ないほど知能レベル２１１が高い。例えば、人工知能システム及びその他好適な種類のプロセッサにより、森林マネージャ２０２の知能レベル２１１に対し所望の知能レベルが得られる。具体的には、人工知能システムは、エクスパートシステム、ニューラルネットワーク、単純なヒューリスティック、ファジー理論、ベイズネットワーク、又は森林マネージャ２０２の知能レベル２１１に対して所望の知能レベルを与えるその他何らかの好適な種類のシステムを含む。  
【００４６】
図示したように、アセット２０４は、輸送手段２１２、サポートシステム２１３、センサシステム２１４、及び人員２１６のうちの少なくとも１つを含む。このような例示的実施例においては、アセット２０４は、通信リンク２１８を利用して森林マネージャ２０２と通信している、及び相互に通信している。
【００４７】
例えば、アセット２０４は情報２２０を生成する。情報２２０は、通信リンク２１８を介して森林マネージャ２０２へ送られる。加えて、情報２２０は、通信リンク２１８を介してアセット２０４間で交換される。このような例示的実施例においては、情報２２０は、例えば植物、土壌条件、野生生物、大気質、公害、温度、降雨のうちの少なくとも一つについての情報、及びその他好適な種類の情報を含む。
【００４８】
図示したように、輸送手段２１２は、無人輸送手段２２２及び有人輸送手段２２４を備える。輸送手段２１２は、輸送手段２１２が森林２０６の任意の数の位置２０８を通って、又はその近辺を移動する際に情報２２０を生成する。無人輸送手段２２２は、人員２１６によって遠隔制御される、又は自律型である。無人輸送手段２２２は、無人航空輸送手段、無人地上輸送手段、無人水上輸送手段、及びその他好適な種類の無人輸送手段のうちの少なくとも１つから選択される。無人輸送手段２２２が無人水上輸送手段である場合、無人水上輸送手段は、湖、沼、川、又は森林近辺のその他なんらかの好適な種類の水域において使用される。有人輸送手段２２４は、人員２１６を運び、人員２１６によって操作される輸送手段である。
【００４９】
加えて、無人輸送手段２２２は、自律輸送手段２２６の組を含む。自律輸送手段とは、作業員の介入なしに動作する輸送手段である。このような例示的実施例においては、自律輸送手段は、遠隔制御される、又は所望の知能レベルを有する。本明細書で使用されているように、アイテムに関連して「組」を使用した場合には、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、「自律輸送手段２２６の組」は、一又は複数の自律輸送手段である。自律輸送手段２２６の組は、このような例示的実施例においては、群れ２２８で、又は群れの組２３０で動作する。
【００５０】
サポートシステム２１３は、輸送手段２１２をサポートするハードウェアシステムである。具体的には、サポートシステム２１３は、無人輸送手段２２２をサポートする。例えば、サポートシステム２１３は、シェルター、電力、整備、及びその他の種類の無人輸送手段２２２のサポートを提供する。
【００５１】
センサシステム２１４は、情報２２０も生成する。このような例示的実施例においては、センサシステム２１４は、任意の数の位置２０８の固定位置にある、又は森林２０６の任意の数の位置２０８近辺にある。
【００５２】
人員２１６は、情報２２０の生成を含む作業を実施する。例えば、人員２１６がセンサを持ち、有人輸送手段２２４を操作する、又は自律輸送手段２２６の組内にはない無人輸送手段２２２を操作する。
【００５３】
この例示的実施例においては、森林マネージャ２０２は、アセット２０４によって実施される作業２３２を調整する。自律輸送手段２２６の組の作業を調整して、情報２２０の収集を実施することは、選択期間において選択詳細レベルで、少なくとも１つの森林の選択エリアで情報２２０を収集することを含む。
【００５４】
作業の調整２３２には、任意の数のミッション２３４を実施するようにアセット２０４に命令することも含まれる。アセット２０４を調整して任意の数のミッション２３４を実施することによって、リダンダンシー、又はオーバーラップが望ましくない場合に、アセット２０４の作業のリダンダンシー又はオーバーラップを低減する。  
【００５５】
さらに、アセット２０４を調整して任意の数のミッション２３４を実施することには、例えば非限定的に、コマンド、メッセージ、ミッション、タスク、データ、及び任意の数のミッション２３４の実施において命令する、及び／又は指導するその他の情報のうちの少なくとも１つを送ることによってアセット２０４に命令することが含まれる。この調整は、いくつかの又はすべてのアセット２０４が単一の組として、又は複数の組として協働し、任意の数のミッション２３４を実施するように作業２３２を実施するように行われる。
【００５６】
例えば、森林マネージャ２０２は群れ２２８の自律輸送手段の各輸送手段にコマンドを送ることによって、群れ２２８を調整する。このような例示的実施例においては、群れ２２８は、作業２３２の実施を互いに調整しあう自律輸送手段２２６の組等の複数の自律輸送手段である。  
【００５７】
さらに別の例示的実施例においては、森林マネージャ２０２は、群れ２２８の自律輸送手段の各輸送手段にタスクを送る。このため、自律輸送手段２２６の組はタスクを使用し、自律輸送手段２２６の組の各輸送手段に送られるタスクに基づいて操作を実施する。
【００５８】
さらに別の例示的実施例においては、森林マネージャ２０２は、自律輸送手段２２６の組の群れ２２８に加えて、有人輸送手段２２４にタスクを送る。コマンドが有人輸送手段２２４へ送られると、これらのコマンドをこのような例示的実施例の有人輸送手段２２４の人員２１６が見る。さらに、有人輸送手段２２４の人員２１６はこれらのコマンドを入力として使用して、有人輸送手段２２４を制御する。別の例示的実施例においては、人員２１６はこれらのコマンドを使って、徒歩で作業を実施する。
【００５９】
図示したように、森林マネージャ２０２は、任意の数の位置２０８の特定位置に群れ２２８を方向付けし、群れ２２８に特定位置の情報２２０を生成するように命令する。別の実施例においては、森林マネージャ２０２は、選択経路に沿って移動するように群れ２２８に命令する。
【００６０】
同様に、森林マネージャ２０２は、任意の数のミッション２３４の異なるミッションの情報を群れ２３０の組へ送る。したがって、群れ２３０の組のうちのある群れは、群れ２３０の組のその他の群れと同じ、又は違うミッションを実施する。
【００６１】
森林マネージャ２０２及び無人輸送手段２２２を使用することで、現在使用されているシステムと比較して、人員２１６の人数が低減する。さらに、人員２１６が限定されている場合、無人輸送手段２２２、及び特に自律輸送手段２２６の組の使用により、森林２０６の任意の数の位置２０８から情報を収集する現在使用されているシステムと比べて、情報２２０の所望の精度及び一貫性とともに所望の情報２２０量を収集する能力が向上する。
【００６２】
ここで、図３を参照する。図３は、一実施形態による森林マネージャのデータフローの図を示すものである。この例示的実施例において、森林マネージャ２０２は、図２のアセット２０４から受け取った情報２２０を解析する。具体的には、森林マネージャ２０２は、情報２２０を使用して解析３００を実施する。
【００６３】
このような例示的実施例においては、アナライザ３０６は解析３００を行って結果３０２を生成する。結果３０２は、図２の森林２０６の状態３０４を含む。状態３０４は、例えば非限定的に、森林の健康状態、森林のインベントリー、安全性リスク、違法活動、及びその他の種類の森林２０６の状態である。  
【００６４】
このような例示的実施例においては、情報２２０の解析３００は、結果３０２を得るための任意の数の異なる方法で実施される。解析３００は、検査、清浄、変換、モデルリング、情報２２０に対するその他の作業を含む。
【００６５】
図示したように、解析３００は、任意の現在入手可能なデータ解析手法を使用して行われる。例えば、非限定的に、アナライザ３０６は、画像処理システム、光検出及び測距システム、地理情報システム、目視検査システム、又はその他の好適な種類のシステムを使用して、情報２２０の解析３００を実施する。具体的には、アナライザ３０６は、解析３００を行って、データのクラスタリング及び相関、異常検出、統計及び予測法、及びその他好適な種類のデータ解析技術を使用することによって、結果３０２を取得する。ある場合には、解析３００は、森林２０６のモデルを使用したシミュレーションも含む。  
【００６６】
別の実施例においては、軌道生成法、及び空中レーザスキャナを有する雲検出システムを使用して、森林２０６を適時に完全にカバーして、結果３０２を取得する。具体的には、森林マネージャ２０２は、この雲検出システムを使用して情報２２０の解析３００を行って、現在利用可能なシステムの使用で実行可能なエリアよりも大きい森林２０６のエリアについての結果３０２を取得する。
【００６７】
結果３０２に基づいて、ミッションジェネレータ３０８はミッション３１０を識別する。加えて、ミッションジェネレータ３０８は、結果３０２なしでミッション３１０を識別することもできる。例えば、森林２０６についての情報２２０を取得する前に、ミッションジェネレータ３０８は、一又は複数のミッション３１０を生成して、アナライザ３０６による解析３００のための情報２２０を取得する。この例示的実施例においては、ミッションは目的または目標である。つまり複数のミッション３１０のうちの一つのミッションは、一又は複数の目標又は目的である。  
【００６８】
例えば、ミッションジェネレータ３０８は、複数のミッション３１０のうちのミッション３１４の任意の数のタスク３１２を識別する。タスクとは、ミッションを達成するために実施される業務である。タスクは、その業務のために実施される作業３１６からなる。
【００６９】
任意の数のタスク３１２は、図２のアセット２０４によって実施される一又は複数のタスクである。任意の数のタスク３１２の各タスクは、作業３１６の一又は複数の作業を含む。ミッションジェネレータ３０８は、ミッション３１４の生成において、任意の数のタスク３１２の作業３１６も識別する。
【００７０】
例えば、ミッションが、森林２０６についてのさらなる情報２２０を収集することとする。任意の数のタスク３１２のうちのそのタスクは、森林２０６の任意の数の位置２０８の特定位置を監視することである。そのタスクの作業３１６は、森林２０６の任意の数の位置２０８のうちのその位置の上を通る選択経路を飛行してその一の画像を生成することである。
【００７１】
このような例示的実施例においては、ミッションジェネレータ３０８がアセット２０４に、ミッション３１４、任意の数のタスク３１２、及び作業３１６のうちの少なくとも一つを割り当てる。つまり、ミッションジェネレータ３０８は、ミッション３１４を実施するアセット２０４の知能によって、アセット２０４に異なるレベルのミッション情報３１８を送る。このミッション情報３１８は、各アセット２０４に送られる同じミッション情報３１８であってよい。他の例示的実施例においては、ミッション情報３１８は、複数のアセット２０４のうちの各アセットに対して異なっている。このように、森林マネージャは、ミッション情報３１８を送ることによって、ミッション３１０の作動を調整する。
【００７２】
例えば、ミッションジェネレータ３０８は、任意の数のタスク３１２を有するミッション３１４を生成する。ミッションジェネレータ３０８は、任意の数のタスク３１２を、図２の自律輸送手段２２６の組に割り当てる。任意の数のタスク３１２を割り当てることによって、ミッションジェネレータ３０８は、ミッション情報３１８を自律輸送手段２２６の組に送って、ミッション３１４の任意の数のタスク３１２を実施する。
【００７３】
このように、自律輸送手段の組は任意の数のタスク３１２を実施して、ミッション３１４の全てあるいは一部を完了させる。ある例示的実施例においては、ミッションジェネレータ３０８は、自律輸送手段２２６の組に任意の数のタスク３１２の一部を割り当て、任意の数のタスク３１２の別の部分を図２の有人輸送手段２２４に割り当てる。この場合、無人輸送手段２２２、及び有人輸送手段２２４の自律輸送手段２２６の組は両方とも、ミッション情報３１８を使用してミッション３１４の一部を完了させる。
【００７４】
例えば、侵入者レスポンスを調整する場合、ミッション３１４は法的処置を支援する。ミッションジェネレータ３０８は、無人航空輸送手段１０８にミッション情報３１８を送って侵入者を追跡させ、無人航空輸送手段１１０に犯行現場のビデオ映像を撮影させて、有人輸送手段１４０に図１の人員１３８を侵入現場に連れてこさせる。このように、各アセット１０２は、任意の数のタスク３１２の一部を実施して、ミッションジェネレータ３０８によって送られるミッション情報３１８を使用してミッション３１４を完了させる。
【００７５】
ミッション情報３１８は様々な形態をとりうる。例えば、ミッション情報３１８はコマンド、タスク、データ、及びその他好適な種類の情報を含む。実施例として、任意の数のタスク３１２は、ミッション情報３１８に含まれて自律輸送手段２２６の組に送られ、これにより、自律輸送手段２２６の組はミッション３１４の任意の数のタスク３１２を達成するのに必要な作業３１６を実施する。他の場合には、ミッション情報３１８は、ミッション３１０の任意の数のタスク３１２を完了させるために作業３１６を実施するのに必要なコマンドを含む。
【００７６】
ある場合には、アセット２０４がミッション３１４を実施するのに、ミッション情報３１８のミッション３１４の識別で十分である。別の場合には、任意の数のタスク３１２が、アセット２０４に割り当てられる。  
【００７７】
例えば、割り当てには、任意の数のタスク３１２を自律輸送手段２２６の一又は複数の組に割り当てることが含まれる。他の場合には、任意の数のタスク３１２は、任意の数のタスク３１２を自律輸送手段２２６の組へ送ることによって割り当てられる。自律輸送手段２２６の組は、任意の数のタスク３１２を受け取ったあとで、それ自体の割り当てを調整し作成することができる。
【００７８】
つまり、任意の数のタスク３１２の割り当ては、自律輸送手段２２６の組全体に対して、あるいは、自律輸送手段２２６の組のうちの個々の自律輸送手段に対してのものである。任意の数のタスク３１２が自律輸送手段２２６の組全体に分配される時、任意の数のタスク３１２のうちの特定のタスクは、自律輸送手段の位置、自律輸送手段の能力、自律輸送手段のレスポンス時間、又はその他何らかの好適なパラメータに基づいて自律輸送手段２２６の組の自律輸送手段に分配される。
【００７９】
別の例示的実施例においては、ミッションジェネレータ３０８は、複数のアセット２０４のうちの異なるアセットによって実施される作業３１６の識別を送る。これらの異なるアセットは、例えば、無人輸送手段２２２とセンサシステム２１４である。このような作業３１６のレベルは様々であり、移動方向、いつ情報を収集するか、及び他の作業の特定のコマンドのように詳細にわたるものである。
【００８０】
ここで、図４を参照すると、一実施形態によるミッションの種類のブロック図が示されている。この図の実施例においては、ミッション４００の種類は、図３のミッション３１０の実施例である。
【００８１】
ミッション４００の種類は、情報採集４０２及び状態変化４０４のうちの少なくとも一つを含む。情報採集４０２は、図２の情報２２０を取得するミッションを含む。状態変化４０４は、図２の森林マネージャ２０２によって森林２０６に対して識別された図３の状態３０４の変化を起こさせるミッションを含む。このような例示的実施例においては、情報採集４０２は、森林健康ミッション４０６、森林インベントリーミッション４０８、安全性リスク識別ミッション４１０、違法活動ミッション４１２、及び自然事象被害ミッション４１３のうちの少なくとも一つを含む。
【００８２】
この例示的実施例においては、森林健康ミッション４０６は、森林２０６内のある位置の健康を識別するのに使用される情報２２０を生成する。森林健康ミッション４０６は、例えば森林２０６のある位置の樹木についての情報を取得する。具体的には、森林健康ミッション４０６は、森林２０６の樹木、及び他の植物の種の多様性を識別する。
【００８３】
加えて、森林健康ミッション４０６は、樹木と樹木の間の間隔についての情報２２０を生成するのに使用される。この森林健康ミッション４０６は、樹木に対する外来種の存在を識別する。つまり、森林２０６に通常存在しない樹木のタイプ種は、森林健康ミッション４０６を用いて識別される。加えて、有害生物、伝染病、及び森林２０６の樹木についてのその他の情報は、森林健康ミッション４０６から生成された情報２２０を通して識別される。
【００８４】
森林健康ミッション４０６は、森林２０６における人間の活動の影響を識別する情報も収集する。例えば、森林健康ミッション４０６は、森林２０６における非管理下のレクリエーション、ハンティング、及び地域の農業活動についての情報を識別する。
【００８５】
さらに、森林健康ミッション４０６は、森林２０６に対する自然事象の影響を識別するのに使用される情報２２０も生成する。これらの自然事象は、嵐、火事、及び森林２０６に自然に発生するその他の事象を含む。
【００８６】
加えて、森林健康ミッション４０６は、森林２０６の地面の植物の健康についての情報２２０を生成する。この種のミッションでは、森林２０６内の野生生物についての情報及び、森林２０６内の野生生物の健康についての情報が生成される。
【００８７】
このような例示的実施例においては、森林インベントリーミッション４０８は、森林２０６内の土地を分類するのに使われる情報２２０を生成するために使用される。例えば、森林インベントリーミッション４０８は、森林２０６から伐採可能な木材の容積を識別するのに使われる情報を生成する。加えて、森林インベントリーミッション４０８の間に炭素隔離が識別される。つまり、樹木及び植物による森林２０６の二酸化炭素の取り込みは、森林インベントリーミッション４０８を介して識別される。
【００８８】
安全性リスク識別ミッション４１０では、火事の存在等の安全性リスクについての情報２２０は、この種のミッションに含まれる。このような例示的実施例においては、「安全性リスク」とは、森林２０６全体、森林２０６内の野生生物又は植物、人間、又はこれらの組み合わせへの危害のリスクである。したがって、安全性リスク識別ミッション４１０は、森林２０６内の安全性リスクについての情報２２０を生成するために使用される。  
【００８９】
ある例示的実施例においては、安全性リスク識別ミッション４１０は一般大衆への危険性を識別するのに使われる情報を生成する。この情報は、森林２０６においてどのエリアが一般大衆にとってアクセス可能かを識別するために使用される。これにより、森林２０６内の安全性リスクが減少する。例えば、あるエリアが安全性リスク識別ミッション４１０によって一般大衆に対して安全性リスクと判断されると、図２の森林マネージャ２０２は、アセット２０４のうちの一つに送り、一般大衆に対してそのエリアを閉鎖させる。  
【００９０】
違法活動ミッション４１２は、森林２０６内での様々な違法活動を識別するのに使われる情報２２０を生成するために使用される。これらの違法活動には、例えば非限定的に、材木を盗むこと、野生生物の密猟違法な薬物の取り扱い、保安エリアの侵入、無断占拠、及びその他の違法活動が含まれる。
【００９１】
図示したように、自然事象被害ミッション４１３は、自然事象の後に存在する被害についての情報２２０を生成するために使用される。例えば、森林２０６に洪水が起きると、洪水による被害についての情報２２０が必要となる。この場合、森林マネージャ２０２は、アセット２０４のうちの一つを送って、洪水の結果生じた状態の変化４０４についての情報２２０を採集する。もちろん、森林マネージャ２０２は、アセット２０４のうちの一つを送って、例えば非限定的に、火事、風、氷、雪、地震、竜巻、又はその他何らかの種類の自然事象等のその他の種類の自然事象についての情報２２０を採集する。  
【００９２】
このような例示的実施例においては、状態変化４０４は、森林２０６の状態３０４を変化させるために使用されるミッションを含む。状態３０４変化は、森林２０６の一部又はすべてに対してである。図示したように、状態変化４０４は、様々な種類のミッション４００を含む。例えば、状態の変化４０４は、侵入者追跡ミッション４１４、有害生物コントロールミッション４１６、植栽ミッション４１７、伐採ミッション４１８、及びその他好適な種類のミッション４００のうちの少なくとも一つを含む。
【００９３】
このような例示的実施例においては、侵入者追跡ミッション４１４は、アセット２０４が森林２０６内の侵入者を識別し追跡するように調整されたミッションである。有害生物コントロールミッション４１６は、森林２０６の健康に悪影響を及ぼす有害生物をコントロールするために使用される。有害生物コントロールミッション４１６は、アセット２０４を森林２０６へ送って作業３１６を実施し、森林２０６にいる有害生物をコントロールする又は駆除するために使用される。
【００９４】
例えば、アセット２０４は、化学薬品、電気物質、及び森林２０６に存在する有害生物をコントロールするためのその他のコンポーネントを分配する。これらの有害生物は、植物、野生生物、又はその他の種類の有害生物である。
【００９５】
この例示的実施例では、植栽ミッション４１７が実施され、森林２０６に樹木の植栽が行われる。このような例示的実施例においては、植栽ミッション４１７は、森林２０６の任意の数の位置２０８に樹木の苗木を植えることを含む。任意の数の位置２０８は、森林２０６の空き地が存在する又は樹木が存在する一又は複数の位置であるが、樹木の密度は所望するほど高くはない。
【００９６】
伐採ミッション４１８は、森林２０６の樹木を伐採するために行われる。アセット２０４は、森林２０６の特定位置において識別された樹木を伐採するアセットである。例えば、図２の輸送手段２１２の樹木の伐採機は、森林２０６の樹木を伐採するために使用される。これらの樹木の伐採機は、自律輸送手段２２６の組の中の自律輸送手段の形態である。
【００９７】
図４の種類のミッション４００は、ミッション３１０に含まれるある種類のミッションの一例としてのみ提示されている。ミッション４００の種類の実施例は、使用できる他の種類のミッションを限定するものではない。さらに、ある場合には、ミッション４００の種類におけるすべての種類のミッションではなく、ミッション４００の種類において説明されているいくつかのミッションのみが使用される。各種類のミッション４００に対して実施されるタスク及び作業は変動するものであり、森林２０６の構成、及び特定の状況により、多数の異なる方法で実行される。
【００９８】
図５を参照すると、一実施形態によるタスクのブロック図が示される。ここで図示したように、タスク５００は、図３の任意の数のタスク３１２の一又は複数を実行するために使用されるタスクの一例である。
【００９９】
図示したように、タスク５００は任意の数の異なるコンポーネントを有する。この例示的実施例では、タスク５００には、位置５０２、継続時間５０４及び情報収集５０６が含まれる。
【０１００】
位置５０２とは、タスク５００が実施される位置である。位置５０２は、地理的エリア、物理的容積、又は経路を画定する。例えば、位置５０２は、タスクが実施される地上のエリアを画定する。他の例示的実施例においては、位置５０２は図２の情報２２０が収集される高さも画定する。他の例示的実施例では、位置５０２は、タスクのアセットが移動する経路を画定する。
【０１０１】
継続時間５０４により、タスクが実施される期間が識別される。継続時間５０４は、開始時間及び終了時間を含む。
【０１０２】
いくつかの実施例においては、継続時間５０４は、タスクを実施するためのアセットの電力の残量に基づいて画定される。ある場合には、継続時間５０４は、収集された情報２２０の量、収集された情報２２０の種類として画定される、あるいは、時間以外の何らかの他のパラメータに基づいて画定される。当然ながら、継続時間５０４のこれら異なる種類の測定値を組み合わせたものも使用される。
【０１０３】
情報収集５０６により、収集される情報２２０の種類が識別され、情報２２０を収集する方法も識別される。この場合、情報２２０は、画像、温度読取値、湿度読取値、サンプル収集、及びその他好適な種類の情報等の情報を含む。さらに、情報収集５０６は、情報２２０が収集される頻度も画定する。
【０１０４】
さらに、情報収集５０６は、収集される情報２２０の精度も画定する。例えば、情報収集５０６は、情報２２０により樹木の高さ、真直度、テーパー、及び容積の画像が生成されるように、高い詳細度を画定する。その他の例示的実施例では、低い詳細度では、その位置の樹木のさらに詳細の測定値ではなく、その位置の画像の生成を含むのみである。当然ながら、タスク５００の情報収集５０６においてすべての詳細度が画定される。
【０１０５】
次に図６を参照すると、一実施形態による自律輸送手段のブロック図が図解されている。この例示的実施例では、自律輸送手段６００は、図２の自律輸送手段２２６の組のうちの１つの自律輸送手段の一実装態様の例である。無人航空輸送手段１０８、無人航空輸送手段１１０、無人航空輸送手段１１２、無人地上輸送手段１１６、及び無人地上輸送手段１１８は、自律輸送手段６００のコンポーネントを使用して、自律輸送手段として実行される無人輸送手段の物理的な例である。
【０１０６】
このような例示的実施例では、自律輸送手段６００は任意の数の異なるコンポーネントを含む。例えば、自律輸送手段６００は、サポート構造６０２、移動システム６０４、センサシステム６０６、通信システム６０８、コントローラ６１０、及び電源６１２を含む。
【０１０７】
サポート構造６０２は、自律輸送手段６００の他のコンポーネントの物理的サポートを提供する構造物である。サポート構造６０２は例えば、フレーム、ハウジング、本体、及び他の好適な種類の構造のうちの少なくとも一つである。
【０１０８】
移動システム６０４は、サポート構造６０２に関連付けられており、自律輸送手段６００を移動させる。移動システム６０４は様々な形態をとりうる。例えば、移動システム６０４は、脚部、車輪、レール、及び自律輸送手段６００を移動させる他の好適な種類の機構のうちの少なくとも一つを含む。
【０１０９】
センサシステム６０６は、サポート構造６０２に関連づけられたシステムである。センサシステム６０６は、自律輸送手段６００周囲の環境についての情報を生成する。センサシステム６０６は多くの種類のセンサを含みうる。
【０１１０】
このような例示的実施例では、センサシステム６０６は任意の数のセンサモジュール６１４を含みうる。このような例示的実施例においては、任意の数のセンサモジュール６１４のうちの一つのセンサモジュールは取り外し可能である。つまり、自律輸送手段６００のセンサシステム６０６において、任意の数のセンサモジュール６１４の一つのセンサモジュールは、別のセンサモジュールと交換可能である。
【０１１１】
このように、自律輸送手段６００にはクリエータ汎用性が付与される。具体的には、任意の数のセンサモジュール６１４のうちの一つのセンサモジュールは、自律輸送手段６００に割り当てられたミッション又はタスクにより、自律輸送手段６００の使用のために選択される。さらに、任意の数のセンサモジュール６１４を使用すると、センサシステム６０６の任意の数のセンサを特定のミッション又はタスクに必要なセンサだけに減り、自律輸送手段６００の重量が低減する。
【０１１２】
例えば、センサモジュール６１６は任意の数のセンサ６１８からなる。任意の数のセンサ６１８の組成は、実施される特定の種類のミッション又はタスクに対して選択される。
【０１１３】
通信システム６０８はサポート構造６０２に関連付けられている。図示したように、通信システム６０８は、自律輸送手段６００と別のデバイスとの間の通信を可能にする。この別のデバイスは、例えば、アセット２０４のうちの他のアセット、コンピュータシステム２１０、森林マネージャ２０２、及び他の好適なコンポーネントのうちの一つである。通信は、このような例示的実施例においては無線通信である。ある場合には、有線通信インターフェースも存在する。
【０１１４】
電源６１２は、サポート構造６０２に関連づけられている。電源６１２は、自律輸送手段６００の他のコンポーネントに電力を供給する。電源６１２は、任意の数の異なる形態をとる。例えば、電源６１２は、エネルギーシステム６２０、及び環境発電システム６２２のうちの少なくとも一つを含む。
【０１１５】
この例示的実施例においては、エネルギーシステム６２０は、一又は複数のバッテリを含む。これらのバッテリは、モジュール式で交換可能でもある。他の例示的実施例においては、エネルギーシステム６２０は、燃料電池、又はその他何らかの好適な種類のエネルギーシステムである。
【０１１６】
環境発電システム６２２は、自律輸送手段６００周囲の環境から、自律輸送手段６００のコンポーネントの電力を発生させる。例えば、環境発電システム６２２は、生物力学的発電システム、圧電発電システム、熱電発電システム、樹木代謝発電システム、太陽電池、超小型風力発電機、環境電波受信機、及び自律輸送手段６００周囲の環境から電力を発生させる他の好適な種類の環境発電システムのうちの少なくとも一つを含む。
【０１１７】
このような例示的実施例では、コントローラ６１０は、サポート構造６０２に関連付けられる。図示したように、コントローラ６１０はハードウェアの形態であり、ソフトウェアを含む。
【０１１８】
コントローラ６１０は、自律輸送手段６００の動作を制御する。コントローラ６１０は、知能６２４のレベルを提供する。知能６２４のレベルは、自律輸送手段６００の特定の実装態様によって変わる。知能６２４のレベルは、図２の知能２１１のレベルの一例である。  
【０１１９】
ある場合には、知能６２４のレベルは、コントローラ６１０が特定のコマンドを受信するレベルである。これらのコマンドは、例えば、移動方向、経路上の地点、センサシステム６０６を使っていつ情報２２０を生成するか、及び他の同様のコマンドを含む。
【０１２０】
他の例示的実施例においては、知能６２４のレベルは、自律輸送手段６００がタスクを受け取るほど高いレベルである。コントローラ６１０は、タスクを実施するための作業を識別する。このタスクは、自律輸送手段６００が特定エリアの経路を進み、センサシステム６０６を使用して情報２２０を生成する固定タスクである。
【０１２１】
他の例示的実施例においては、知能６２４のレベルは、自律輸送手段６００が他の自律輸送手段と通信して、一又は複数のタスクの実施を調整するほどさらに高いレベルである。例えば、コントローラ６１０は、回路、コンピュータプログラム、人工知能システム、及び知能６２４のレベルに対して所望のレベルを付与する他の好適な種類のプロセスを含む。
【０１２２】
このような例示的実施例では、知能システム６２８は知能６２４のレベルを提供する。知能システム６２８はエクスパートシステム、ニューラルネットワーク、ファジー理論、又は知能６２４のレベルを提供するその他何らかの好適な種類のシステムを使用する。  
【０１２３】
コントローラ６１０の知能６２４のレベルにより、動的経路プランニング等の機能を可能にする。これにより、経路に沿って障害物が識別され、したがって回避される。この障害物の識別及び回避は、リアルタイムで行われる。これらの障害物は、例えば非限定的に、枝、樹木の幹、及び森林２０６の他の障害物を含む。
【０１２４】
コントローラ６１０も、自律輸送手段６００の異なるシステムの健康を監視する。例えば、コントローラ６１０は、電源６１２から供給されている、又は電源６１２に残っているエネルギーのレベルを監視する。電源６１２がエネルギーシステム６２０のバッテリのみを備える場合、コントローラ６１０は、バッテリの充電又は交換のためにベースに戻るよう自律輸送手段６００を誘導する。
【０１２５】
図６の自律輸送手段６００は、自律輸送手段６００を実行可能な方法を限定するものではない。他の例示的実施例では、自律輸送手段６００は、図示のデバイスに加えて及び／又は代えて、他のコンポーネントを含む。例えば、自律輸送手段６００は、状態を変化させるシステムも備える。このようなシステムには、例えば、限定されないが、伐樹木システム、化学薬品散布システム、配水システム、及び他の適切な種類のシステムが含まれる。
【０１２６】
さらに別の例示的実施例では、センサシステム６０６は、樹木のサイズを判断するために林冠の表面下に使用されるレーザスキャナを備える。別の実施例として、センサシステム６０６は、植栽に最適なタイミングと方法を識別するために展開される土壌の水分及び栄養素監視プローブから構成される。例えば、これら栄養素監視プローブは、様々な深さにおいて土壌をサンプリングして、森林２０６の土壌内の炭素又は他の要素の量を判断するのに使用される。さらに別の実施例では、センサシステム６０６は、水の流出、流れ、及び図１の水域１２９等の他の水域をサンプリングして、森林２０６内のこれらの水域の状態の変化４０４を判断するのに使用される。
【０１２７】
図７は、一実施形態による測位及びマップ構築センサモジュールのブロック図を示している。図示したように、センサモジュール７００は、図６のセンサシステム６０６のセンサモジュール６１６の一実装態様の一例である。
【０１２８】
センサモジュール７００は、測位及びマッピングセンサモジュール７０２の形態である。測位及びマッピングセンサモジュール７０２は、特定の実装態様によって取り外し可能である、又はセンサシステム６０６内に固定されている。
【０１２９】
図示したように、センサモジュール７００は、全地球測位システム受信機７０４、慣性測定ユニット７０６、高度計７０８、ホイールエンコーダ７１０、レーザ測距器７１２、及びカメラシステム７１４を含む。
【０１３０】
全地球測位システム受信機７０４は、自律輸送手段６００の全地球測位システム受信機の位置を三次元座標で識別するのに使用される。これらの座標には、緯度、経度、及び高度が含まれる。全地球測位システム受信機７０４は衛星システムを使用して、これらの三次元座標を提供する。
【０１３１】
慣性測定ユニット７０６は、自律輸送手段６００の三次元座標を識別するためにも使用される。慣性測定ユニット７０６は、全地球測位システム受信機７０４によって生成される位置を補足、又は改善する。
【０１３２】
図示したように、高度計７０８は、全地球測位システム受信機７０４が所望の精度を有しない場合、自律輸送手段６００の高度を識別する。このような例示的実施例においては、ホイールエンコーダ７１０がオドメータ読取値を提示する。具体的には、ホイールエンコーダ７１０は、ホイールの回転数をカウントすることによって移動距離を推定する。
【０１３３】
この例示的実施例では、レーザ測距器７１２は、自律輸送手段６００周囲の異なる物体までの距離を識別する。レーザ測距器７１２は、自律輸送手段６００周囲の機構の三次元座標を生成する。具体的には、レーザ測距器７１２は、曇り点のデータを生成する。この曇り点は、森林２０６内の一又は複数の位置の三次元マップを生成するのに使用される。
【０１３４】
カメラシステム７１４は、画像を生成する。これらの画像は、曇り点のデータと相関している。このような例示的実施例では、カメラシステム７１４は一又は複数のカメラを備える。例えば、カメラシステム７１４は、可視光カメラ、ステレオカメラ、赤外線カメラ、及び他の好適な種類のカメラを含む。
【０１３５】
センサモジュール７００の図は、測位及びマッピング情報を生成するためにセンサシステム６０６の他のセンサモジュールを実行可能な方法を限定するものではない。例えば、他のセンサモジュールでは、ホイールエンコーダ７１０及び高度計７０８は除外される。さらに別の実施例では、カメラシステム７１４はなくてもよい。
【０１３６】
さらに別の実施例においては、センサモジュール７００は、ある位置をマッピングするために生成された情報を前処理するプロセッサユニットを備える。さらに、ホイールエンコーダ７１０は、地上ベースの輸送手段で使用され、航空機、又は他の輸送手段では不必要である。  
【０１３７】
ここで、図８を参照すると、一実施形態によるセンサモジュールのブロック図が示されている。この例示的実施例では、センサモジュール８００は、図６のセンサシステム６０６のセンサモジュール６１６を実装する別の実施例である。図示したように、センサモジュール８００は、森林インベントリーのセンサモジュール８０２の形態である。
【０１３８】
この例示的実施例においては、森林インベントリーのセンサモジュール８０２は、任意の数の異なるコンポーネントを備える。例えば、森林インベントリーセンサモジュール８０２は、全地球測位システム受信機８０４、カメラシステム８０６、レーザ測距器８０８、及び識別器８１０を備える。
【０１３９】
全地球測位システム受信機８０４は、センサモジュール８００の位置、また具体的には、自律輸送手段６００の位置を識別する。カメラシステム８０６は、自律輸送手段６００周囲の環境の画像を生成する。具体的には、これらの画像は、樹木及び他の植物の画像である。
【０１４０】
レーザ測距器８０８は、樹木又は他の植物等の様々な物体までの距離を識別する。レーザ測距器８０８は、自律輸送手段６００に対するこれらの樹木の位置についての情報を生成する。
【０１４１】
識別器８１０は、森林２０６の樹木及び苗木を分類する。識別器８１０は、ハードウェアの形態であり、ソフトウェアを含む。このような例示的実施例においては、識別器８１０はカメラシステム８０６から画像を取得し、画像で識別できる葉、花、及び他の特徴の認識に基づき、樹木及び植物を識別する。
【０１４２】
したがって、特定の樹木、又は一点の植物の位置は、全地球測位システム受信機８０４からの情報を使用して、自律輸送手段６００の位置を知ることによって識別される。このように、識別器８１０は、位置情報の何らかの処理を実行して、樹木及び他の植物の種、及び森林２０６のこれらの種の位置についての情報を生成する。
【０１４３】
このような例示的実施例では、全地球測位システム受信機８０４、カメラシステム８０６、レーザ測距器８０８、及び識別器８１０を有する森林インベントリーのセンサモジュール８０２を図示したが、他のコンポーネントまたはセンサをこの図面に示したコンポーネントに加えて、またはこれに代えて使用できる。例えば、森林インベントリーセンサモジュール８０２のセンサは、特定の実装態様により、ハイパースペクトル画像センサ、ガスセンサ、水質センサ、空中及び陸上レーザスキャナ、崩壊検出器、地中探知レーダー、または他の好適な種類のセンサを含む。
【０１４４】
ここで図９を参照する。図９は、一実施形態によるサポートシステムのブロック図である。この例示的実施例では、サポートシステム９００は、図２のサポートシステム２１３において使用されるコンポーネントの一例である。
【０１４５】
図示したように、サポートシステム９００は、任意の数の異なるコンポーネントを有する。サポートシステム９００は、プラットフォーム９０２、被覆エリア９０４、通信ユニット９０６、エネルギー補充システム９０７、センサモジュール９１２、及びオペレータインターフェース９１４を備える。
【０１４６】
この例示的実施例においては、プラットフォーム９０２は、特定の実装態様により図６の自律輸送手段６００がその上に着陸する、または移動する構造物である。プラットフォーム９０２は、このような例示的実施例においては可動プラットフォーム、固定プラットフォーム、またはその他何らかの好適な種類のプラットフォームである。
【０１４７】
被覆エリア９０４は、自律輸送手段６００が環境から保護されたエリアである。通信ユニット９０６により、自律輸送手段６００、森林マネージャ２０２、または他の何らかの好適なコンポーネントとの通信を可能にする。
【０１４８】
エネルギー補充システム９０７は、充電システム９０８、バッテリ９１０、及び他の好適なコンポーネントを備える。エネルギー補充システム９０７は、図６のエネルギーシステム６２０を再充電する、またはエネルギーシステム６２０に電力を供給する。
【０１４９】
充電システム９０８は、図６の自律輸送手段６００のエネルギーシステム６２０を再充電する。バッテリ９１０がエネルギーシステム６２０において使用された場合、バッテリの条件によってはバッテリを再充電する代わりに、バッテリ９１０を使用してエネルギーシステム６２０のバッテリを交換する。加えて、センサモジュール９１２は、図６の任意の数のセンサモジュール６１４のうちの交換可能なモジュールの例である。
【０１５０】
オペレータインターフェース９１４は、このような例示的実施例においてタッチスクリーンを有するディスプレイシステムである。図１の人員１３８がオペレータインターフェース９１４を見て、コマンド、ミッション、または森林２０６についての他の情報を受ける。オペレータインターフェース９１４はまた、目視検査の結果、またはアナライザ３０６が図３の解析３００を実施するために使用される他の情報を入力するために使用される。  
【０１５１】
図９のサポートシステム９００のコンポーネントの図は例として示したのみであり、他のサポートシステムを実装する方法を限定するものではない。例えば、他のサポートシステムは通信ユニット９０６がなくてもよい。さらに別の実施例において、サポートシステムは、自律輸送手段６００又は他のプラットフォームによって生成される情報を記憶する記憶装置を備える。  
【０１５２】
図２の森林管理環境２００及び図２〜９の種々のコンポーネントの図は、森林管理環境２００及び異なるコンポーネントが実施される方法に対して物理的又は構造的な限定を示唆するものではない。図示したコンポーネントに加えて又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。幾つかのコンポーネントは不必要になることもある。またブロックは、幾つかの機能的なコンポーネントを示すために表示されている。実施形態において実装される場合、一又は複数のこれらのブロックは結合、分割、又は異なるブロックに結合及び分割される。  
【０１５３】
さらに、図１に示す種々のコンポーネントを、図２〜９のコンポーネントと結合させる、図２〜９のコンポーネントと併用する、又はそれら２つの場合を組み合わせることができる。また、図１のコンポーネントの幾つかは、図２〜９のブロック図に示すコンポーネントをどのように物理的構造体として実施できるかを示す実施例である。
【０１５４】
例えば、いくつかの例示的実施例では、図２の情報２２０を生成することにおいて、森林管理環境２００から有人輸送手段２２４を省くことができる。また別の実施例では、人員２１６も情報２２０の生成には必要ない。また別の実施例では、サポートシステム２１３はなくてもよい。さらに別の実施例では、森林マネージャ２０２は、このような例示的実施例において輸送手段２１２のうちの一つに位置決めされている。
【０１５５】
さらに、図９のサポートシステム９００、及び図８のセンサモジュール８００において特定のセンサグループを示したが、これらのセンサは取り外し可能なセンサモジュールの形態をとらずにセンサシステム６０６に備えられている。換言すれば、センサモジュール８００とサポートシステム９００はセンサシステム６０６に固定されている。  
【０１５６】
実施形態はまた、森林マネージャを使用した森林からの情報収集は、森林の樹木を管理するのに使用される情報の収集も含むことも認識し考慮する。例えば、この情報は、樹木の植栽及び伐採プロセスを通知するために使用される。例えば、この情報は、森林の樹木の植栽に使用される。具体的には、この情報は森林の種苗の植栽に使用される。
【０１５７】
加えて、この情報は、最近植栽されたエリアの部分を補充して、新しく生えた健康な樹木を均一にカバーするためにも使用される。具体的には、実施形態はこの情報を図４の森林インベントリーミッション４０８の一部として収集されることを認識し、考慮している。このような例示的実施例では、樹木の植栽に対する「補充」は、現在所望の樹木の数、サイズ、成長率、健康、又は密度を有さないエリアに追加の樹木の植栽をするプロセスである。  
【０１５８】
例示的実施形態は、樹木を植栽するために情報を収集する現在の方法論は、要望通りの精度を有さないことを認識し、考慮している。例示的実施形態は、樹木を植栽するための現在の方法論には、森林のある位置の気象条件の歴史を解析することが含まれることを認識し、考慮している。この歴史は、森林の樹木を植栽するために、予測気象条件とともに使用される。例えば、この情報を使用して、樹木をいつどこに植栽するかが判断される。
【０１５９】
例示的実施形態は、樹木を植栽するために情報を収集する現在使用される方法論では、要望通りの精度の情報が得られないことを認識し考慮している。森林監督官が要望通りに種苗が育つように種苗を植えるためには、正確な情報が必要である。土壌の温度が植栽には低すぎる場合、種苗が死んでしまうか、要望通りに育たない。さらに、日照り続きの状況のために、種苗が要望通りに育つように種苗を植栽することも所望よりもさらに困難となる。
【０１６０】
正確な情報なしでは、できるだけ早い季節に植栽を望む森林監督官が、種苗を凍らせてしまう、又は死なせてしまう危険性がある。この結果、森林監督官は、土壌条件及び気象条件が不確実なために、種苗の枯損を最小限に抑えるためのより高価な植栽方法を用いる。例えば、森林監督官は将来の損失を考慮して、要求されるよりも多くの種苗を植栽することを選択する。しかしながら、大量の種苗を植栽すると、植栽のコストが上がってしまう。
【０１６１】
他の場合には、森林監督官は、根首直径で測定されるさらに大きい種苗を植栽することを選択する、又はコンテナ種苗を植栽することを選択する。大きい種苗及びコンテナ種苗は両方とも入手がより高価であり、有利な土壌条件及び気象条件を仮定しても、要望通りに種苗の健康を向上させるとは限らない。換言すれば、有利な土壌条件及び気象条件では、もっと安い根がむき出しの種苗の方が、より高いコンテナ種苗よりも効果的である。したがって、樹木の植栽をする前に土壌条件及び気象条件を知ることにより、森林監督官は現在使用される方法論で実施することができるよりもさらに効果的に植栽プロセスを計画することができる。  
【０１６２】
例示的実施形態は、例示的実施形態を使用して収集された情報を使用して、いつ、そしてどこに種苗を植栽するべきかに加えて、どの種類の種苗をいくつ植栽するべきかをさらに正確に判断することができることを認識し、考慮している。この結果、一又は複数の例示的実施形態は、樹木の植栽コストを削減することができる。
【０１６３】
例示的実施形態は、いつ森林の作業を実施するべきかを判断するために必要な情報を収集することは、所望よりも困難であることを認識し、考慮している。これらの森林の作業には、伐採、検査、コアサンプリング、雑草の防除、測定、間伐、及び他の好適な種類の作業が含まれる。例えば、伐採の判断を下すための情報は、森林の中を歩いて測定を実施するオペレータによって現在収集されている。これらの測定値には、樹木の高さ及び直径が含まれる。高さ及び直径の測定値を使用して、森林のあるエリアが伐採ができる状態であるか否かが判断される。例えば、森林のあるエリアにある樹木の直径が所望の閾値に達した場合、森林のそのエリアにある樹木は伐採ができる状態である。
【０１６４】
換言すれば、土壌のデータを測定及び使用して、土壌条件が伐木搬出作業に対して所望の土壌条件であるか否かが判断される。例示的実施例として、森林を管理する人員は、伐採機械の使用による浸食作用を最小限に抑えるために、伐採作業を実施する前に土壌条件を知らなければならない。この場合、土壌が所望よりも湿っている場合、伐採機械の使用により土壌の最上層の浸食作用が進む。土壌最上層のこの浸食作用は、このような例示的実施例において造林された樹木の成長に影響を与える。
【０１６５】
さらに、所望よりも湿っている土壌において伐採機械を操作することはさらに困難である。一実施例として、伐採機械が湿った土壌で動けなくなる。
【０１６６】
別の実施例において、所望よりも乾燥した土壌が原因で、伐採工程中に好ましくない量の粉塵が空中に吹き飛ばされる。この粉塵はまた、土壌の最上層にも影響する。さらに別の実施例では、特定の実装態様により、土壌条件が特定の種類の有害生物の危険性の監視を支援する。これらの条件のうちのいくつかの条件は、気象予報及び気象データを使用して予測されるが、これらの情報源は要望通りの精度で土壌条件の現在の条件を識別できない場合がある。  
【０１６７】
現在、訓練されたオペレータはアクセスするのが困難である、アクセスするのが危険である、ナビゲートが困難である、又はこれらのいくつかが組み合わされたエリアを横切ることがある。多数の規制要件ではまた、土壌のデータの収集におけるリスクを最小限に抑えるために少なくとも２人のオペレータも要求される。この結果、森林の異なるエリアから異なるエリアへの移動には多大な人件費がかかる。さらに、機械に関してはさらに移動費用がかさむ。地形により、機械の整備費用が所望よりもかさむ場合がある。
【０１６８】
例示的実施形態はまた、オペレータが土壌のサンプルを取得した時に、標高の変化、地形、又はその位置の土壌の密度、水分、化学物質含有量、及びその他のパラメータに影響を与える他の要因を考慮するため、特定エリアにおいて一よりも多いサンプルが要求されることを認識し、考慮している。したがって、森林作業が計画されているエリアの土壌についての所望の情報を取得する費用は、所望よりも高いものとなってしまう。
【０１６９】
さらに、そのエリアが森林作業が実施できる状態にない場合、データの収集は後で再び繰り返される。この結果、森林作業のための情報取得費用が、所望よりも高く困難なものとなる。
【０１７０】
したがって、例示的実施形態は、樹木を植栽する、樹木を監視する、樹木を伐採する、又はこれらの組み合わせを実施する方法及び装置を提供する。このような例示的実施例では、収集された情報は、森林の任意の数の土壌条件に関連するものである。  
【０１７１】
ある例示的実施形態では、森林マネージャは、航空輸送手段の一組によって展開されたセンサシステムから森林のある位置の任意の数の土壌条件に関する情報を受ける。森林マネージャはまた、任意の数の土壌条件に基づいてミッションを識別する。
【０１７２】
ここで図１０を参照すると、例示的実施形態による森林管理環境のブロック図が示されている。この例示的実施例では、森林管理環境１０００は、森林１００２の樹木１００１の植栽、伐採、又は植栽及び伐採が行われる環境である。
【０１７３】
この実施例では、森林管理環境１０００は森林管理システム１００３を含む。森林管理システム１００３に示すコンポーネントは、このような例示的実施例では、森林のセンサ展開及び監視システムの一部である。
【０１７４】
図示したように、森林管理環境１０００の森林管理システム１００３は、森林１００２内の位置１００６についての情報１００４を生成し解析する。具体的には、森林１００２内の位置１００６についての情報１００４は、土壌情報１０１０の形態である。情報１００４は、森林１００２内の位置１００６が樹木１００１を植栽するのに有利な条件を有するか否かを判断するのに使用される。加えて、情報１００４はまた、森林１００２内の位置１００６の樹木１００１が伐採ができる状態であるか否かを判断するのにも使用される。
【０１７５】
これらの例示的な実施例では、森林管理システム１００３は森林マネージャ１０１４及びアセット１０１６を含みうる。アセット１０１６は、森林１００２内の位置１００６についての情報１００４を生成する。このような例示的実施例では、情報１００４の土壌情報１０１０は、任意の数の土壌条件１０１７を含む。
【０１７６】
これらの例示的実施例では、任意の数の土壌条件１０１７についての土壌情報１０１０は、水分、温度、伝導率、窒素含有量、ｐＨ、カルシウム含有量、塩類含有量、及び栄養素含有量、及びその他の好適な土壌条件を含む。任意の数の土壌条件１０１７を使用して、位置１００６にいつ、そしてどこに樹木１００１を植栽するかが判断される。任意の数の土壌条件１０１７を使用して、樹木１００１のどの樹種、種苗の種類、又は樹種及び種苗の種類の両方を植栽するべきかが判断される。例えば、位置１００６の任意の数の土壌条件１０１７についての情報は、森林監督官に特定の樹種が位置１００６においてより良く育つことを知らせるものである。
【０１７７】
この実施例では、特定の樹木１００１の種に対し、特定の栄養素含有量又はｐＨがより好ましい。他の実施例では、位置１００６の水分についての情報を使用して、位置１００６に樹木１００１を植栽するのに所望の密度、成長、健康又はその他のパラメータを提供する樹木１００１の種苗の種類が選択される。
【０１７８】
さらに、任意の数の土壌条件１０１７を使用して、森林の作業を樹木１００１に実施するか否かも判断される。具体的には、任意の数の土壌条件１０１７を使用して、位置１００６の地面１０１８が伐採機械を操作するのに適した条件にあるか否かも判断される。例えば、伐採機械１０１９には、トラック、丸太運搬トラクター、及び他の種類の機械が含まれる。任意の数の土壌条件１０１７を使用して、位置１００６の地面１０１８が伐採機械１０１９を位置１００６まで移動させて森林１００２内の位置１００６の樹木１００１の伐採を実施するのに十分安定しているか否かが判断される。
【０１７９】
加えて、任意の数の土壌条件１０１７は、どのように種苗の植栽を実施するべきかの情報も提供する。例えば、任意の数の土壌条件１０１７を使用して、樹木１００１の種苗の機械による植栽、又は手による植栽が好ましいか否かが判断される。
【０１８０】
機械による植栽は、機械植栽用の機械１０２３を使用して、森林１００２内の位置１００６に樹木１００１を機械で植栽する方法である。任意の数の土壌条件１０１７によっては、機械植栽は種苗の生存率を上げる。例えば、地面１０１８の土壌が固く乾燥している時に、種まき機が土壌を壊して、種苗の根のより良い成長を促進する。
【０１８１】
言うまでもなく、植栽方法の種類の選択は、機械植栽用の機械１０２３の利用可能性、及び樹木１００１の種苗の生存率が最も上がり、現在使用される方法論と比べて樹木１００１の植栽の費用が下がる他の好適な要因によっても変わる。他の例示的実施例では、特定の種類の機械植栽用の機械に対して任意の数の土壌条件１０１７の水分が多すぎる場合、特定の実装態様により手による植栽方法、又は他の植栽方法が使用される。
【０１８２】
このような例示的実施例では、森林マネージャ１０１４は通信リンク１０２０を介してアセット１０１６から情報１００４を受け取る。このような例示的実施例において、通信リンク１０２０は無線通信リンクの形態である。
【０１８３】
図示したように、森林マネージャ１０１４は、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせを用いて実施することができる。具体的には、森林マネージャ１０１４は、コンピュータシステム１０２１で実行される。
【０１８４】
アセット１０１６は、無人航空輸送手段１０２２の組等の航空輸送手段の一組を含む。アセット１０１６は、センサシステム１０２４、及び伐採機械１０１９も備える。いくつかの例示的実施例では、航空輸送手段の組は有人航空輸送手段である。  
【０１８５】
センサシステム１０２４は、地上ベースのセンサユニット１０２６の形態である。地上ベースのセンサユニット１０２６は、土壌センサユニット１０２８の形態である。  
【０１８６】
この例示的実施例において、情報１００４は、センサシステム１０２４の無人航空輸送手段１０２２の組と地上ベースのセンサユニット１０２６のうちの少なくとも１つによって生成される。この実施例では、任意の数の地上ベースのセンサユニット１０２６の地上ベースのセンサユニットは、地上ベースのセンサユニットの位置１００６、地上ベースのセンサユニットの軌道、及び地上ベースのセンサユニットの方位のうちの少なくとも１つについての情報１００４を生成する。このように、地上ベースのセンサユニット１０２６は、地上ベースのセンサユニット１０２６、及び地上ベースのセンサユニット１０２６周囲の環境についての情報１００４を提供する。  
【０１８７】
図示したように、地上ベースのセンサユニット１０２６は、無人航空輸送手段１０２２の組によって展開される。換言すれば、無人航空輸送手段１０２２の組は、地上ベースのセンサユニット１０２６が森林１００２内の位置１００６に着地するように、地上ベースのセンサユニット１０２６を投下する。具体的には、地上ベースのセンサユニット１０２６は展開され、森林１００２の地面１０１８の上に着地する。
【０１８８】
このような例示的実施例では、森林マネージャ１０１４は、森林１００２内の位置１００６についての情報１００４を解析して、位置１００６のどこにどのようにして樹木１００１を植栽するべきかを判断する。さらに、情報１００４を使用して、どの種類の樹木１００１を植栽するべきかも判断される。例えば、情報１００４を使用して、位置１００６に根がむき出しの種苗、又はコンテナ種苗を植栽するべきか否かが判断される。加えて、情報１００４を使用して、使用できる異なるサイズの種苗も判断される。種苗の種類及びサイズの選択は、樹木１００１の植栽費用を削減するため、種苗が生存する可能性を上げるため、又はこれらの組み合わせのために行われる。
【０１８９】
森林マネージャ１０１４は、森林１００２内の位置１００６についての情報１００４を解析して、森林１００２内の位置１００６の樹木１００１が伐採する時期にきているか否かも判断する。具体的には、任意の数の土壌条件１０１７を使用して、地面１０１８が、伐採機械１０１９が位置１００６を横切るのに適しているか否かが判断される。  
【０１９０】
このような例示的実施例では、森林マネージャ１０１４は、ミッション１０３０のうちの少なくとも１つのミッションを識別する。このような例示的実施例では、ミッションの識別は、ミッションを実施するための任意の数のタスクを生成することなく実施されるミッションの識別である。他の例示的実施例では、ミッションの識別には、ミッションの任意の数のタスクを生成することが含まれる。ミッションの識別には、ミッションの特定のタスクを実施するためのアセット１０１６を識別し割り当てることも含まれる。  
【０１９１】
このような例示的実施例では、ミッション１０３０は、森林インベントリーミッション１０３４、植栽ミッション１０３５、伐採ミッション１０３６、及びその他好適な種類のミッションのうちの少なくとも１つを含む。図示したように、森林インベントリーミッション１０３４は、このような例示的実施例においては、土壌情報１０１０を含む情報１００４を生成する。植栽ミッション１０３５は、森林１００２に樹木１００１を植栽する。伐採ミッション１０３６は、森林１００２の樹木１００１を伐採する。このような例示的実施例では、森林マネージャ１０１４は、作業員の入力を必要とせずに、アセット１０１６の動作を制御する知能１０３８レベルを有する。
【０１９２】
ここで図１１を参照すると、例示的実施形態による地上ベースのセンサユニットのブロック図が示される。この例示的実施例では、土壌センサユニット１１００は、図１０の地上ベースのセンサユニット１０２６の土壌センサユニット１０２８の土壌センサの一例である。
【０１９３】
図示したように、土壌センサユニット１１００は、任意の数の異なるコンポーネントを含む。この例示的実施例では、土壌センサユニット１１００は、ハウジング１１０２、送信機１１０４、受信機１１０６、アンテナ１１０８、コントローラ１１１０、任意の数のセンサ１１１２、ビーコン１１１３、及び電源１１１４を備える。
【０１９４】
ハウジング１１０２は、土壌センサユニット１１００の他のコンポーネントをサポートする又は保持する構造体である。ハウジング１１０２は、任意の数の異なる種類の材料で構成される。例えば、ハウジング１１０２は、プラスチック、金属、複合材料、生分解性材料、生分解性クローズドセル押し出しポリスチレンフォーム、ポリカーボネート、及び他の好適な種類の材料のうちの少なくとも１つから構成される。
【０１９５】
ハウジング１１０２用に選択された材料の種類は、土壌センサユニット１１００が使い捨てのセンサユニットであるか、又は回収可能なセンサユニットであるかによって変わる。土壌センサユニット１１００が使い捨てのセンサユニットである場合、選択される材料は、費用、生分解性、又はこれらの組み合わせに基づくものとなる。土壌センサユニット１１００が回収可能なセンサユニットとなるように選択された場合、材料は耐久性によって選ばれる。
【０１９６】
このような例示的実施例では、送信機１１０４はアンテナ１１０８を介して情報を送信する。受信機１１０６は、アンテナ１１０８を介して情報を受信する。いくつかの例示的実施例では、送信機１１０４及び受信機１１０６は、送受信機等の単一のコンポーネントである。  
【０１９７】
コントローラ１１１０は、ハードウェアを使用して実行され、ソフトウェアを含む。コントローラ１１１０は、具体的な実装態様に応じて様々な形態をとりうる。例えば、コントローラ１１１０は、プロセッサユニット、特定用途向け集積回路、デジタル信号プロセッサ、又はその他何らかの適切な種類のハードウェアのうちの少なくとも１つを含む。
【０１９８】
図示したように、コントローラ１１１０は、土壌センサユニット１１００のコンポーネントの動作を制御する。例えば、コントローラ１１１０は、任意の数のセンサ１１１２によって情報の生成を制御し、送信機１１０４及び受信機１１０６によって情報の送受信、及び他の適切な動作を制御する。
【０１９９】
このような例示的実施例では、任意の数のセンサ１１１２は、土壌についての情報を生成する。この情報は、アンテナ１１０８を介して送信機１１０４を通して遠隔位置へ送信される前に、コントローラ１１１０によって処理される。
【０２００】
このような例示的実施例では、任意の数のセンサ１１１２は、温度センサ、水分センサ、ｐＨセンサ、導電率センサ、全地球測位システム受信機、硝酸塩センサ、カルシウムセンサ、及び他の適切な種類のセンサのうちの少なくとも１つを含む。土壌センサユニット１１００の構成によっては、任意の数のセンサ１１１２は、土壌温度センサ及び水分センサを含む。他のセンサはまた、土壌センサユニット１１００の他の構成にも含まれる。  
【０２０１】
任意の数のセンサ１１１２の異なるセンサは、任意の数の現在利用可能なセンサを使用して実行される。水分センサの実装態様の例は、周波数領域容量性プローブ、周波数領域反射計測センサ、相送電センサ、振幅領域反射計測センサ、時間領域反射計測センサ、時間領域トランスミッションメトリセンサ、土壌引張計、ｒｈｉｚｏｎ土壌水分サンプラー、重量土壌水分測定センサ、熱放散水分センサ、土壌乾湿計、抵抗プローブ、石膏ブロックセンサ、抵抗ブロックセンサ、微粒状マトリックスセンサ、中性子プローブ、及び他の適切な種類のセンサを含む。
【０２０２】
このような例示的実施例では、任意の数のセンサ１１１２のセンサの種類は、センサユニットが使い捨てセンサユニットであるか、又は回収可能なセンサユニットであるかに基づいて選択される。使い捨てセンサユニットでは、単一の抵抗プローブを使用して、土壌の水分が検出される。逆に、センサユニットが回収可能なセンサである場合、さらに高価な周波数領域反射計測センサが使用される。言うまでもなく、任意の数のセンサ１１１２が使い捨てセンサであるか、又は回収可能なセンサである場合、特定の実装態様により他の種類の水分センサが使用可能である。
【０２０３】
さらに、任意の数のセンサ１１１２で使用されるセンサの種類は、センサを展開させるのに使用されるアセット１０１６の種類によって判断される。例えば、無人航空輸送手段１０２２の組のうちの積載量の小さい小型無人航空輸送手段に対しては、軽量センサが使用される。他の場合には、時間領域反射率計等の大きなセンサは、特定の実装形態によっては、アセット１０１６の地上輸送手段から展開される。  
【０２０４】
さらに、任意の数のセンサ１１１２は、土壌センサユニット１１００が好ましい方法で展開されているか否かを判断するための一または複数のセンサを含む。例えば、任意の数のセンサ１１１２は、土壌センサユニット１１００の方位を識別する加速度計または他のデバイスを含む。さらに他の例示的実施例では、土壌情報を生成するのに使用されるセンサを使用して、土壌センサユニット１１００が良好に展開されたか否かも判断する。例えば、水分センサを使用して、水分の読取値が水分センサが埋め込まれている、または地中に入り込んでいるかを示しているか否かが判断される。
【０２０５】
図示したように、ビーコン１１１３は、土壌センサユニット１１００を回収するために使用される。ビーコン１１１３は、作業員の注意を引きつけるための光源または音源等の注意喚起デバイスである。他の例示的実施例では、ビーコン１１１３は、土壌センサユニット１１００を探すために使用される信号を送信する無線周波数送信機である。
【０２０６】
このような例示的実施例では、電源１１１４は、土壌センサユニット１１００の異なるコンポーネントを操作するのに使用される電力を生成する。例えば、電源１１１４は、送信機１１０４、受信機１１０６、コントローラ１１１０、及び任意の数のセンサ１１１２に電力を供給する。
【０２０７】
電源１１１４は、任意の数の異なる形態をとる。例えば、電源１１１４は、環境発電システム１１１６及びバッテリシステム１１１８のうちの少なくとも一つを含む。環境発電システム１１１６は、土壌センサユニット１１００の稼働寿命を延ばすために使用される。環境発電システム１１１６は、図６の自律輸送手段６００の環境発電システム６２２について説明したものと同様に、任意の数の異なる形態をとる。例えば、環境発電システム１１１６は、太陽エネルギー発電機、熱電環境エネルギー発電機、環境無線周波数（ＲＦ）発電機、土壌生物電気化学システム（ＢＥＳ）、小型風力発電機、及び他の適切な種類の環境発電装置のうちの少なくとも一つを含む。
【０２０８】
バッテリシステム１１１８は、一又は複数のバッテリを備えている。環境発電システム１１１６と合わせて使用されると、バッテリシステム１１１８は、環境発電システム１１１６によって再充電される。バッテリシステム１１１８は任意の数のバッテリを含みうる。選択されるバッテリの種類は、土壌センサユニット１１００が使い捨てであるか、それとも回収可能であるかによって変わる。例えば、土壌センサユニット１１００が使い捨てである場合、バッテリは、コストと、土壌センサユニットが使われる位置への環境影響の低減に基づいて選択される。実施例として、低自己放電型ニッケル水素（ＮｉＭＨ）バッテリが使用される。
【０２０９】
土壌センサユニット１１００が回収可能である場合、バッテリの性能が選択の基準として使用される。例えば、バッテリは薄膜バッテリ、大容量エネルギー貯蔵装置、リチウムイオンバッテリ、またはその他何らかの適切な種類のバッテリである。
【０２１０】
土壌センサユニット１１００のコンポーネントの選択は、土壌センサユニット１１００の目的によって変わる。例えば、土壌センサユニット１１００が使い捨てのユニットである場合、コンポーネントはコストができるだけ低くなるように選択される。たとえば、受信機１１０６は省略可能である。別の実施例として、ハウジング１１０２は微生物分解物質を含むように選択される。この種の実装態様では、土壌センサユニット１１００は、水分センサと温度センサのみを備え、土壌センサユニット１１００の他のコンポーネントは省略可能である。  
【０２１１】
他の例示的実施例では、土壌センサユニット１１００は回収可能なように設計されている。土壌センサユニット１１００が回収可能なように設計されている場合、土壌センサユニット１１００はさらに多くのコンポーネントを含み、回収するために土壌センサユニット１１００を探すのに使用されるコンポーネントを含むように設計される。例えば、任意の数のセンサ１１１２は、土壌センサユニット１１００の位置についての情報を生成する全地球測位システム受信機を備える。この位置情報を使用して、土壌センサユニット１１００が回収される。例えば、土壌センサユニット１１００が回収可能である場合、任意の数のセンサ１１１２は、より高価でさらに機能が高いセンサを備える。任意の数のセンサ１１１２は、例えば非限定的に、ｐＨセンサ、窒素センサ、及び土壌についての追加の情報を取得する他の適切な種類のセンサを含む。  
【０２１２】
図１０および１１の森林管理環境１０００と森林管理環境１０００内の各種コンポーネントは、例示的な実施形態が実装され得る様式に対する制限を示唆するものではない。例えば、いくつかの例示的実施例では、図１１の土壌センサユニット１１００は送信機１１０４のみを備え、受信機１１０６は備えていない。
【０２１３】
別の例示的実施例として、森林管理システム１００３のアセット１０１６は、情報１００４を生成するための他のコンポーネントを備える。例えば、無人地上輸送手段の組は、森林１００２内の位置１００６の樹木１００１が伐採ができる状態であるか否かについての情報１００４を生成するためにアセット１０１６において使用される。  
【０２１４】
例えば、アセット１０１６では示していないが、アセット１０１６は植栽機械も含む。植栽機械は、樹木１００１を植栽するために使用される。具体的には、植栽機械は、種苗の形態の樹木１００１を植栽するのに使用される。
【０２１５】
別の例示的実施例としては、森林管理システム１００３によって情報１００４が解析され、森林１００２内の位置１００６に悪条件が存在しないか否かが判断される。例えば、任意の数の土壌条件１０１７は、位置１００６においての、または位置１００６周囲での森林火災の発生の原因となる条件が存在することを示す。この識別を使用して、ミッション１０３０の警告ミッションが開始される。
【０２１６】
また別の例示的実施例では、送信機１００４及び受信機１１０６は、送受信機の形態の単一のコンポーネントとして実装される。さらに別の例示的実施例では、センサシステム１０２４は、地上ベースのセンサユニット１０２６以外の他のデバイスを含む。例えば、センサシステム１０２４は、地上ベースのセンサユニット１０２６から情報１００４を受信して森林マネージャ１０１４に情報１００４を送信するベースステーションも含む。この例示的実施例では、ベースステーションは、太陽電力発電システム等の環境発電システムによって電力供給されている。  
【０２１７】
また別の実施例として、土壌センサユニット１１００は、モジュールを使用して実装される。例えば、土壌センサユニット１１００が回収可能な土壌センサユニットである場合、土壌センサユニット１１００は、交換可能な図６のセンサモジュール６１６と同様のモジュールを有する。
【０２１８】
さらに別の例示的実施例では、土壌センサユニット１１００は、図１１に示していない他のコンポーネントを含む。例えば、土壌センサユニット１１００は、特定の実装態様により、論理回路、レギュレータ、プリント基板、入出力インターフェース、ディスプレイ、及び他の適切なコンポーネントを含む。
【０２１９】
ここで、一実施形態による土壌情報を取得するセンサシステムの展開を示す図１２に注目する。この例示的実施例では、森林エリア１２００は、図１０の森林１００２内の位置１００６の一例である。図示したように、森林エリア１２００は、樹木がない空き地である。この特定位置は森林再生が望ましく、森林エリア１２００に図１０の樹木１００１等の樹木をいつどのように植栽するかを判断するために土壌情報が取得される。  
【０２２０】
この例示的実施例では、無人航空輸送手段１２０２は、センサシステムの土壌センサユニット１２０４を展開させる。無人航空輸送手段１２０２は、図１０の無人航空輸送手段１０２２の組のうちの一つである。土壌センサユニット１２０４によって生成される情報を収集する無人航空輸送手段は、このような例示的実施例では土壌センサユニット１２０４を展開させた無人航空輸送手段と同じであるか、または異なっていてよい。  
【０２２１】
図示したように、土壌センサユニット１２０４は、土壌センサユニット１２０６、土壌センサユニット１２０８、及び土壌センサユニット１２１０を含む。言うまでもなく、他の多くのユニットが存在するが、この特定の実施例においては図示していない。  
【０２２２】
無人航空輸送手段１２０２は、空中投下作業を介して土壌センサユニット１２０４を展開させ、空中投下作業では、無人航空輸送手段１２０２が森林エリア１２００の上を飛行中に土壌センサユニット１２０４を投下する。土壌センサユニット１２０４は、無人航空輸送手段１２０２または他のデバイスに位置情報を提供する。  
【０２２３】
土壌センサユニット１２０４に使い捨てのセンサを使用することで、土壌センサユニット１２０４のサイズ、重量、及びコストを下げるために全地球測位システム送信機が省略可能である。この場合、土壌センサユニット１２０４のセンサの位置は、個体識別番号、または識別コードを使用して判断される。例えば、土壌センサユニット１２０４の各センサには個体識別番号または識別コードが割り当てられる。この識別は、製造時にセンサに取り付けられる無線周波数識別タグを使用して、センサに記録される。センサが展開されると、投下時に識別が読み取られ、無人航空輸送手段１２０２の全地球測位システム座標に関連付けられる。
【０２２４】
無人航空輸送手段１２０２の位置に基づいて、センサが投下される速度、センサが投下される高度、センサの位置が推測される。このように、センサの位置は、使い捨てのセンサに高価なコンポーネントを追加する必要なく、妥当な精度で推測され記録される。この結果、無人航空輸送手段１２０２又は他の無人航空輸送手段が土壌センサユニット１２０４からデータを収集する時、無人航空輸送手段１２０２は、センサから情報を無線で受信するのに十分な精度で土壌センサユニット１２０４のセンサの位置を識別する。
【０２２５】
一方で、回収可能な土壌センサユニット１２０４は、他のコンポーネントを使用して位置情報を識別する。例えば、無人航空輸送手段１２０２が土壌センサユニット１２０４を展開させると、土壌センサユニット１２０４がオンになる。言うまでもなく、土壌センサユニット１２０４は、無人航空輸送手段１２０２による展開前、又は後を含む任意の時点でオンとなる。
【０２２６】
土壌センサユニット１２０４は、各センサユニットの位置が識別できるように、位置情報及び識別情報を送信する。このような例示的実施例では、特定の実装態様によって、位置が二次元座標又は三次元座標となる。例えば、位置は緯度及び経度であり、高度も含む。回収可能な土壌センサユニット１２０４は、このような例示的実施例では全地球測位システム受信機を備える。  
【０２２７】
他の例示的実施例では、土壌センサユニット１２０４は送信機を備え、全地球測位システム受信機を採用しない。その代わりに、土壌センサユニット１２０４は、識別子を送信する無線周波数識別タグを含む。航空機が投下する土壌センサユニット１２０４の座標は、土壌センサユニット１２０４のおおよその位置を取得するために、識別子と関連付けられる。
【０２２８】
この実施例において、土壌センサユニット１２０６はハウジング１２１２とピン１２１４を備える。土壌センサユニット１２０８は、ハウジング１２１６とピン１２１８を備える。土壌センサユニット１２１０は、ハウジング１２２０とピン１２２２を備える。ピンとハウジングは、土壌センサユニット１２０４が地面に達した時に、ピンが落下し、地面１２２４に入り込むように重みが付けられる。換言すれば、土壌センサユニット１２０４はボトムヘビーである。
【０２２９】
この例示的実施例では、土壌センサユニット１２０４の分配は、特定の実装態様によって変わる。例えば、土壌センサユニット１２０４は、土壌センサユニット１２０４同士の距離が約１マイル、約１０マイル、又はその他何らかの適切な距離となるように展開される。土壌センサユニット１２０４は、格子、螺旋、又は他の何らかの適切なパターン等の様々なパターンで投下される。
【０２３０】
土壌センサユニット１２０４の展開において、土壌センサユニット１２０４同士の距離は、地面１２２４の地形によって変わる。例えば、高い丘陵等の変動する地形では、高い丘陵の一部において微気候が発生する。微気候とは、気候が周囲のエリアとは異なる局所的な大気ゾーンである。
【０２３１】
実施例として、丘陵の片側が別の側よりも降雨量が多い場合がある。この場合、土壌センサユニット１２０４は、これらの微天候を考慮して互いに近くになるように展開される。別の例示的実施例では、平坦な地面が存在する場合、少数の土壌センサユニット１２０４が展開されるか、土壌センサユニット１２０４が間隔を大きくあけて展開されるか、又はその両方である。
【０２３２】
他の例示的実施例では、土壌センサユニット１２０４は、地面１２２４の土壌の種類の基づいて展開される。例えば、柔らかい土壌のエリアには、粘土又は岩のエリアよりも多くの土壌センサユニット１２０４が所望される。さらに、特定の実装態様により、土壌センサユニット１２０４は、流れ、川、湖、道路、及び他の特徴が存在するエリアでは展開されない。
【０２３３】
さらに別の例示的実施例では、土壌センサユニット１２０４同士の距離は、所望の情報の詳細度によって変わる。例えば、高い詳細度の情報が所望される場合、さらに多くの土壌センサユニット１２０４が展開されるか、土壌センサユニット１２０４が互いに近くなるように展開される、又はこれらが組み合わされる。
【０２３４】
土壌センサユニット１２０４が展開された後で、土壌センサユニットは、森林エリア１２００の土壌についての情報、及び森林エリア１２００の他の条件についての情報を生成する。例えば、土壌センサユニット１２０４は、森林エリア１２００の地面１２２４の土壌についての条件に加えて、気温、湿度、及び他の条件についての情報を生成する。
【０２３５】
この例示的実施例では、土壌センサユニット１２０４が使い捨てである場合、土壌センサユニット１２０４は、選択された期間にこの情報を送信する。この実施例では、無人航空輸送手段１２０２、又は別の無人航空輸送手段は、森林エリア１２００の上を飛行して、これらの選択された期間に土壌センサユニット１２０４によって生成される情報を収集する。一実施例として、土壌センサユニット１２０４は、あらかじめ選択された日時に送信するようにプログラミングされる。無人航空輸送手段１２０２、又は他の無人航空輸送手段は、同じスケジュールでプログラミングされ、これらのあらかじめ選択された日時に土壌センサユニット１２０４の上を飛行する。  
【０２３６】
土壌センサユニット１２０４から情報を送信する選択された時点は、これらの例示的実施例では、無人航空輸送手段１２０２の飛行パターンによって決まる。例えば、土壌センサユニット１２０４は各々、各センサ同士の距離、及び無人航空輸送手段１２０２が土壌センサユニット１２０４の土壌センサユニット間で飛行するのにかかる時間に基づいて送信を実施する。このような形で、土壌センサユニット１２０４から情報が送信される際に、送信時間とエネルギー消費が最小限に抑えられる。
【０２３７】
土壌センサユニット１２０４が回収可能なセンサである場合、土壌センサユニット１２０４には他のコンポーネントが含まれる。例えば、土壌センサユニット１２０４には受信機が展開される。この場合、無人航空輸送手段１２０２は、センサを「目覚めさせる」ために信号を送信する。土壌センサユニット１２０４のセンサが無線で送信命令を受けると、センサは次に、土壌センサ測定のデータログを無人航空輸送手段１２０２に送信することによって応答する。
【０２３８】
図示したように、無人航空輸送手段１２０２は、土壌センサユニット１２０４の重量と土壌センサユニット１２０４に含まれるユニットの数によって、様々なサイズとなる。例えば、土壌センサユニット１２０４の各センサユニットの重量が約１００グラムである場合、土壌センサユニット１２０４の５０個のセンサユニットの重量は約５キログラムである。このサイズの最大積載量では、無人航空輸送手段１２０２は小型から中型の無人航空輸送手段である。例えば、小型の無人航空輸送手段の長さは約４フィートであり、翼長は約１０フィートである。他の実施例では、中型の無人航空輸送手段の長さは約３５フィートであり、ロータ直径は約３６フィートである。さらに別の例示的実施例では、中型の無人航空輸送手段の長さは約２６フィートであり、翼長は約４４フィートである。言うまでもなく、関連の機能性によって、小型及び中型の無人航空輸送手段には他の長さ、翼長、又はロータ直径の組み合わせが使用される。  
【０２３９】
これらの例示的実施例において示した無人航空輸送手段１２０２は固定翼の航空輸送手段であるが、無人航空輸送手段１２０２を実装するために回転翼機も使用可能である。言うまでもなく、無人航空輸送手段１２０２に加えて、一又は複数の他の任意の数の追加の無人航空輸送手段を使用して、森林エリア１２００において土壌センサユニット１２０４を展開させることができる。  
【０２４０】
他の例示的実施例において、他の種類のアセット１０１６を使用して土壌センサユニット１２０４を展開させ、土壌センサユニット１２０４から情報を受け取ることができる。例えば、一回にさらに多くの数の土壌センサユニット１２０４を投下することが所望される場合、有人航空輸送手段が土壌センサユニット１２０４を展開させることができる。別の例示的実施例では、地上輸送手段が、地面１２２４の一又は複数の土壌センサユニット１２０４から情報を受け取ることができる。
【０２４１】
無人航空輸送手段１２０２を使用して、土壌センサユニット１２０４を展開させれば、広いエリアの上で土壌センサユニット１２０４を展開させるコストが削減される。換言すれば、森林再生の位置における展開及びデータの収集を、土壌センサユニット１２０４によって、現在使用される方法よりもさらに速く、簡単に、そして低いコストで行うことができる。
【０２４２】
ここで図１３を参照する。図１３は、例示的実施形態による土壌センサユニットの図である。土壌センサユニット１３００は、図１１にブロック図で示される土壌センサユニット１１００の物理的な実装態様の一例である。さらに、土壌センサユニット１３００は、図１２の一又は複数の土壌センサユニット１２０４を実装するために使用される。さらに具体的には、土壌センサユニット１３００は、使い捨て可能なセンサユニットの一例である。換言すれば、この例示的実施例において、土壌センサユニット１３００は展開され、回収されない。
【０２４３】
図示したように、土壌センサユニット１３００はハウジング１３０２を有する。ハウジング１３０２は、土壌センサユニット１３００のコンポーネントに関連付けられる構造体となる。具体的には、他のコンポーネントは、ハウシング１３０２の中に含まれることによって、ハウジング１３０２に接続されることによって、又はハウジング１３０２の一部として形成されることによって、土壌センサユニット１３００に関連付けられる。ハウジング１３０２に使用される材料は、土壌センサユニット１３００のコストの削減に基づいて選択される。さらに、ハウジング１３０２は、このような例示的実施例においては、生分解性材料で構成される。
【０２４４】
土壌センサユニット１３００は、ピン１３０４及びピン１３０６を含む。図示したように、ピン１３０４及びピン１３０６は金属ピンである。センサは、ピン１３０４又はピン１３０６に関連づけられる、又はピン１３０４又はピン１３０６の一部として形成される。この例示的実施例では、ピン１３０４及びピン１３０６は、水分検出プローブとして機能する。
【０２４５】
この例示的実施例では、ハウジング１３０２及びハウジング１３０２に関連付けられる他のコンポーネントに対するピン１３０４及びピン１３０６の重量は、土壌センサユニット１３００がボトムヘビーであるように選択される。換言すれば、土壌センサユニット１３００が空中投下を通して展開された時に、土壌センサユニット１３００はピン１３０４及びピン１３０６が地面に向いた状態で着地し地面に入り込み、ピン１３０４及びピン１３０６が地面の中に延びるように構成される。言うまでもなく、土壌センサユニット１３００はまた、土壌センサユニット１３００を地面の中へ植え込む無人地上輸送手段等の地上輸送手段を使用して展開される。
【０２４６】
さらに、土壌センサユニット１３００は、このハウジング１３０２の露出図において、ハウジング１３０２の内部に見られるプリント基板１３１２に接続されているアンテナ１３１０を備える。送信機１３１４、コントローラ１３１６、及び論理回路１３１８もまた、プリント基板１３１２に接続される。
【０２４７】
送信機１３１４は、アンテナ１３１０を通して無線通信リンクを使用して情報を送信する。コントローラ１３１６はたとえば、マイクロコントローラである。コントローラ１３１６は、土壌についての情報の収集及び送信において土壌センサユニット１３００の動作を制御する。論理回路１３１８は、ピン１３０４、ピン１３０６、又はピン１３０４及びピン１３０６の両方を使用して実行される水分センサからの信号を検出して、送信に適した形態で情報を生成する。このような例示的実施例では、ピン１３０４及びピン１３０６は金属で構成されており、水分は、ピン１３０４とピン１３０６との間の抵抗の測定値に基づいて判断される。さらに、論理回路１３１８はまた、送信前に情報を一時的に記憶する記憶装置、メモリ、又は他のデバイスも備える。
【０２４８】
ある例示的実施例では、ピン１３０４及びピン１３０６はそれぞれ絶縁部１３０５及び絶縁部１３０７を有する。絶縁部１３０５及び絶縁部１３０７により、地面の表面下の所望の深さにおけるピン１３０４及びピン１３０６間の抵抗値を所望の精度で測定することが可能になる。例えば、絶縁部１３０５及び絶縁部１３０７により、ピン１３０４及びピン１３０６はそれぞれ露出部１３０９及び露出部１３１１を有する。絶縁部１３０５と絶縁部１３０７が存在することで、ピン１３０４及びピン１３０６の全長に沿って抵抗値を測定する代わりに、一か所の深さにおいてのみ抵抗値が測定される。この結果、ピン１３０４及びピン１３０６間の抵抗値の測定は、地面の表面下の所望の深さにおける局所的なものとなる。
【０２４９】
言い換えれば、ピン１３０４及びピン１３０６の長さに沿ってピン１３０４及びピン１３０６間の抵抗値の他の測定からの干渉は、このような例示的実施例では、絶縁部１３０５及び絶縁部１３０７によって防止される。したがって、抵抗値の測定は、特定の深さに対して明確となり、ピン１３０４の絶縁部１３０５及びピン１３０６の絶縁部１３０７がない場合よりもより正確なものとなる。  
【０２５０】
加えて、ピン１３０４及びピン１３０６はそれぞれ露出部１３０９及び露出部１３１１を有する。露出部１３０９及び露出部１３１１により、土壌の下部の所望の深さにおけるピン１３０４及びピン１３０６間の抵抗値の測定が可能になる。この深さは、土壌の種類、又は他の適切なパラメータによって予め決定される。例えば、ピン１３０４及びピン１３０６間の抵抗値の測定は、このような例示的実施例では、ポイント１３２１のレベルにおいて行われる。この抵抗測定値を使用して、土壌の水分含有量が判断される。  
【０２５１】
この例示的実施例では、ピン１３０６内には温度センサ１３２３も存在する。温度センサ１３２３は、この例示的実施例では、熱電温度計である。温度センサ１３２３は、ピン１３０６の絶縁部１３０７によって絶縁されている。
【０２５２】
温度センサ１３２３により、抵抗測定値を使用するのみのものと比べて、土壌の水分含有量の読取値がさらに正確なものとなる。例えば、太陽が土壌を加熱して土壌が温まると、土壌の抵抗値が変わる。この場合、ピン１３０４及びピン１３０６間の抵抗測定値が間違って「乾燥している」と読み取られる。温度センサ１３２３を使用することで、土壌センサユニット１３００は、このような例示的実施例において温度変化を考慮して測定値を訂正することができる。言うまでもなく、特定の実装態様により、熱電対線以外の他の種類の温度センサを使用することができる。
【０２５３】
このような例示的実施例では、ピン１３０４、ピン１３０６、及びピン１３０４とピン１３０６の両方を使用して実行される水分センサは、土壌の種類に基づいて構成される。例えば、水分センサは、以前の土壌調査ミッションからの土壌の種類についての情報を基に調整される。土壌の電気抵抗は、土壌の水分含有量、土壌の温度、及び土壌の種類の関数であるため、水分センサの調整により、土壌センサユニット１３００が土壌の電気抵抗についてのさらに正確な情報を提供することができるようになる。
【０２５４】
バッテリ１３２０は、プリント基板１３１２に接続される。バッテリ１３２０は、土壌センサユニット１３００の異なるコンポーネントに電力を供給する。
【０２５５】
この例示的実施例では、ピン１３０４及びピン１３０６は、長さ１３２２を有する。長さ１３２２は、特定の実装態様によって変わる。ある例示的実施例では、長さ１３２２は約１０センチメートルである。例えば、土壌センサユニット１３００が展開された時に地面から地中最大約１０センチメートルのところまでの測定が実施される。
【０２５６】
この特定の実施例においては、土壌センサユニット１３００のハウジング１３０２は長さ１３２４、高さ１３２６、及び奥行き１３２８を有する。長さ１３２４は約５センチメートル、高さ１３２６は約５センチメートル、そして深さ１３２８は約５センチメートルである。言うまでもなく、ほかの例示的実施例においては、ハウジング１３０２の寸法又は形状は異なる。ある例示的実施例では、ハウジング１３０２は、角錐、立方体、又はこの図示した実施例のハウジング１３０２で示す直方体以外の何らかの他の適切な形状のうちの一つから選択される形状を有する。
【０２５７】
当然ながら、図１３の土壌センサユニット１３００の図は、異なる土壌センサユニットを実行可能な方法を限定するものではない。例えば、他の例示的実施例では、土壌センサユニット１３００は受信機も備える。加えて、土壌センサユニット１３００はまた、バッテリ１３２０に加えて、又はその代わりに環境発電装置を備えるようにも実行される。
【０２５８】
さらに別の例示的実施例では、ピン１３０４及びピン１３０６に加えて又は代えて、他の数のピンを使用することができる。例えば、特定の実装態様により、単一のピン、３つのピン、７つのピン、又はその他の何らかの数のピンを使用することができる。土壌センサユニット１３００のために選択された特定のコンポーネントは、土壌センサユニット１３００が使い捨てのセンサユニットである場合、コスト、生分解性、又はこれらのいくつかの組み合わせに基づいて選択されたものである。
【０２５９】
したがって、土壌センサユニット１３００は結果として、土壌の水分含有量についてさらに正確な情報を得ることができる。ピン１３０４、ピン１３０６、及び温度センサ１３２３を使用することで表面下の水分含有量が測定される。この結果、地面の表面下の土壌条件を測定する時に、表面の条件が急速に変化しても、土壌センサユニット１３００の精度は影響を受けない。このような急速な表面の条件変化は、例えば、露、小雨、蒸発、及び他の表面の条件のうちの少なくとも一つである。
【０２６０】
ここで図１４を参照する。図１４は、実施形態による土壌センサユニットを示している。土壌センサ１４００は、図１１のブロック図で示される土壌センサユニット１１００の物理的実装態様の一例である。さらに、土壌センサユニット１４００は、図１２の土壌センサユニット１２０４のうちの一又は複数を実施するために使用することができる。具体的には、土壌センサユニット１４００は、回収可能なセンサユニットの一例である。換言すれば、土壌センサユニット１４００は、少なくとも後で取り戻す。例えば、土壌センサユニット１４００は、樹木の植栽が行われるときに取り戻すことができる。
【０２６１】
図示のように、土壌センサユニット１４００はハウジング１４０２を有する。ハウジング１４０２は、土壌センサユニット１４００内のコンポーネントに関連付けられる構造を提供する。ハウジング１４０２に使用される材料は、土壌センサユニット１４００の耐久性に基づいて選択される。さらに、ハウジング１４０２は、金属、プラスチック、アルミニウム、ポリカーボネート、  ポリ塩化ビニル、及び他の適切な種類の材料のうちの少なくとも一つからなっていてよい。  
【０２６２】
土壌センサユニット１４００は、ピン１４０４及びピン１４０６を含む。図示のように、ピン１４０４及びピン１４０６は金属のピンである。センサは、ピン１４０４又はピン１４０６の一部に関連付けることができるか、又はピン１４０４又はピン１４０６の一部として形成することができる。この例示的実施例では、ピン１４０４及び１４０６は、水分検出用プローブとして機能する。加えて、ピン１４０８は、ピン１４０４に関連付けられて、土壌に関する情報を生成することができる。
【０２６３】
図示のように、ピン１４０４、ピン１４０６、及びピン１４０８は、絶縁部１４０３、絶縁部１４０５、及び絶縁部１４０７をそれぞれ有する。絶縁部１４０３、絶縁部１４０５、及び絶縁部１４０７は、地表から所望の深さにおいて、ピン１４０４、ピン１４０６、及び１４０８のうちのいずれか二つの間で行われる抵抗測定の精度を向上させることができる。
【０２６４】
加えて、ピン１４０４、ピン１４０６、及びピン１４０８は、露出部分１４０９、露出部分１４１１、及び露出部分１４１３をそれぞれ有する。土壌センサユニット１４００のピンの二つの露出部分間の抵抗を使用して、土壌の水分レベルを判断することができる。  
【０２６５】
このような実施例では、ピン１４０６には温度センサ１４２３も含まれうる。温度センサ１４２３は、熱電対線であり、土壌センサユニット１４００の温度情報を供給する。  
【０２６６】
このような実施例では、センサは、ピン１４０４、ピン１４０６、及びピン１４０８のうちの少なくとも一つに関連付けられて、土壌センサユニット１４００が展開されるとき、地面の土壌に関する土壌情報を生成する。例えば、センサには、水分センサ、温度センサ、ｐＨセンサ、窒素及び栄養素含有量センサ、塩類含有量センサ、並びに他の適切な種類のセンサが含まれる。図示のように、ハウジング１４０２とハウジング１４０２に関連付けられるその他のコンポーネントとに対するピン１４０４及びピン１４０６の重量は、土壌センサユニット１４００が空中投下に展開されるにあたってボトムヘビーであるように選択される。
【０２６７】
この実施例では、アンテナ１４１０、ビーコン１４１２、及び太陽電池１４１４がハウジング１４０２の外表面１４１６上に見えている。太陽電池１４１４は、土壌センサユニット１４００内のコンポーネントに電力を供給するために使用可能な環境発電装置の一例である。
【０２６８】
ビーコン１４１２は、土壌センサユニット１４００の回収に役立つ。ビーコン１４１２は、例えば、発光ダイオード、スピーカ、及び作業員の注意を喚起する他の適切な種類のデバイスのうちの少なくとも一つである。  
【０２６９】
図中、ハウジング１４０２の中に示すように、土壌センサユニット１４００は任意の数の種々のコンポーネントをさらに含みうる。プリント基板１４１８は、ハウジング１４０２内部の任意の数の種々のコンポーネントのための構造となる。加えて、プリント基板１４１８は、土壌センサユニット１４００内の種々のコンポーネント間の電気通信も行う。この例示的実施例では、マイクロコントローラ１４２０、論理回路１４２２、全地球測位システム受信器及びアンテナ１４１０、電力レギュレータ１４２４、バッテリ１４２６、環境発電回路１４２８、入出力インターフェース１４３０、並びに送受信機１４３２がプリント基板１４１８に接続されている。加えて、アンテナ１４１０、ビーコン１４１２、太陽電池１４１４、ピン１４０４、ピン１４０６、及びピン１４０８もプリント基板１４１８に接続される。
【０２７０】
この例示的実施例では、環境発電回路１４２８は、太陽電池１４１４によって生成される電力を管理する。電力レギュレータ１４２４は、バッテリ１４２６内の電力貯蔵と、土壌センサユニット１４００内の種々のコンポーネントへの電力分配とを制御する。さらに、この例示的実施例では、送受信機１４３２は、信号送信に加えて信号の受信も可能にする。これらの信号は、無人航空輸送手段、制御ステーション、別の土壌センサユニット、及び他の適切な種類のデバイスのうちの少なくとも一つと交換される。このように、土壌センサユニット１３００とは異なり、土壌センサユニット１４００は、土壌に関する情報の生成に使用されるリクエスト、データ、コマンド、及び他の情報も受け取ることができる。
【０２７１】
図示される土壌センサユニット１４００は、例示的な実施形態を実施できる方式に対する物理的又はアーキテクチャ的な制限を示唆するものではない。例えば、土壌センサユニット１４００に三つのピンを示したが、それよりも少ない又は多いピンを使用してもよい。
【０２７２】
また別の実施例では、ビーコン１４１２は省略可能である。この実装態様では、全地球測位システム受信機及びアンテナ１４１０によって生成される位置情報を、土壌センサユニット１４００の位置確認及び回収に使用することができる。別の例示的実施例では太陽電池１４１４を利用しているが、別の実施例として、太陽電池１４１４に加えて又は代えて、他の種類の環境発電装置を使用することにより土壌センサユニット１４００の運転寿命を向上させることができる。
【０２７３】
この例示的実施例では、ピン１４０４、ピン１４０６、及びピン１４０８は長さ１４３４を有する。ハウジング１４０２は長さ１４３６、高さ１４３８、及び奥行き１４４０を有する。長さ１４３６は約５センチメートルであり、高さ１４３８は約５センチメートルであり、奥行き１４４０は約センチメートルである。言うまでもなく、ハウジング１４０２は、特定の実装態様によって他の寸法を有することができる。  
【０２７４】
さらに、所望のレベルの精度を、土壌センサユニット１４００の設計を決定する際の一要因とすることができる。特に、土壌センサユニット１４００が回収可能であるとき、周波数領域容量プローブのような周波数領域センサを抵抗センサの代わりに使用してもよい。この場合、周波数領域容量プローブの方が、耐久性の高い設計及び土壌条件に関する精度の高い情報を提供しうる。しかしながら、この種の設計は土壌センサユニット１４００のコストを上昇させうる。  
【０２７５】
ここで図１５を参照する。図１５は、例示的実施形態による森林エリアを示している。この例示的実施例では、森林エリア１５００は、図１０の森林１００２内の位置１００６の別の例である。
【０２７６】
図示のように、森林エリア１５００は、樹木１５０２が存在するエリアである。この例示的実施例では、森林エリア１５００内の地面１５０４は丘陵又は山地である。この例示的実施例では、無人航空輸送手段１５０６は、森林エリア１５００に土壌センサユニット１５０８を展開することができる。土壌センサユニット１５０８は、土壌センサユニット１５１０、土壌センサユニット１５１２、土壌センサユニット１５１４、土壌センサユニット１５１６、土壌センサユニット１５１８、土壌センサユニット１５２０、及び土壌センサユニット１５２２を含む。
【０２７７】
これらの土壌センサユニットは、様々な距離だけ離れた位置に展開される。これらの距離は、情報精度の所望のレベルにより判断される。例えば、このような実施例では、土壌センサユニット１５１０と土壌センサユニット１５１２は、所望のレベルの情報精度を達成するために、１マイル離れている。言うまでもなく、土壌センサユニット１５１０と土壌センサユニット１５１２とは、特定の実装態様に応じて、もっと離れていても、もっと近接していてもよい。例えば、このような実施例における土壌センサユニット１５１０と土壌センサユニット１５１２との間の距離は、１．５マイル、２マイル、５マイル、又は他の何らかの距離とすることができる。結果として、現在使用されているシステムより少ない土壌センサユニットを森林エリア１５００に使用して、地面１５０４内の土壌条件に関する情報に所望のレベルの精度を達成することができる。
【０２７８】
使用される土壌センサユニットの数が減ることにより、地面１５０４の土壌関連情報の生成コストが削減される。他の実施例では、森林エリア１５００内にもっと多くの土壌センサユニット１５０８があることが望ましいとき、低コストの土壌センサユニット１５０８と、土壌センサユニット１５０８が生成するもっと高品質の情報とによって、現在使用されている方法論より低いコストで土壌条件に関する正確な情報が提供される。  
【０２７９】
このような実施例では、土壌センサユニット１５０８は、地面１５０４の土壌に関する情報を生成する。この情報は、地面１５０４の土壌の任意の数の条件に関する情報とすることができる。特に、情報には水分含有量が含まれてよい。
【０２８０】
水分含有量測定値を使用して、土壌条件が森林エリア１５００内の樹木１５０２の伐採作業に好ましいかどうかを判断することができる。特に、所望の大きさを有することに加えて、森林エリア１５００内の地面１５０４の土壌は、森林エリア１５００中に入り込む機械が所望の動作レベルで入り込むことができるように、所望の水分レベルを必要とする。換言すれば、地面１５０４内の土壌の水分含有量を使用して、樹木１５０２の伐採に使用される機械が動作するために、地面１５０４が所望の安定性を有するかどうかを判断することができる。
【０２８１】
このような実施例では、無人航空輸送手段１５０６は送受信機１５２６も展開できる。送受信機１５２６を使用して、土壌センサユニット１５０８から情報を受け取り、その情報を別の位置へ中継又は送付することができる。この位置は、無人航空輸送手段１５０６、有人地上輸送手段、制御ステーション１５３４、又は他の適切な位置のうちの少なくとも一つでありうる。  
【０２８２】
この例示的実施例では、無人航空輸送手段１５０６は、土壌センサユニット１５０８の展開後に森林エリア１５００上空を飛行して、送受信機１５２６により土壌センサユニット１５０８から地面１５０４の土壌に関する情報を取得することができる。情報には、土壌情報だけでなく、土壌センサユニット１５０８に関する情報が含まれてよい。特に、土壌センサユニット１５０８に関する情報には、土壌センサユニット１５０８の位置を含めることができる。
【０２８３】
図示のように、無人航空輸送手段１５０６は、土壌センサユニット１５０８から情報を収集するために、地面１５０４上空の所望の高さを飛行することができる。この高さは、樹木の高さ、土壌センサユニット１５０８の位置、土壌センサユニット１５０８内の送信機の電力レベル、無人航空輸送手段１５０６の所定の飛行パターン、使用される無人航空輸送手段の種類、又は他の適切なパラメータにより判断される。
【０２８４】
例えば、何らかの種類の無人航空輸送手段の場合、土壌センサユニット１５０８から情報を収集するために、無人航空輸送手段は地面１５０４の近くを飛行することがありうる。このような実施例では、無人航空輸送手段１５０６が地面１５０４の上空を飛行する高さは、土壌センサユニット１５０８内の送信機の電力及び無人航空輸送手段１５０６内の受信機の感受性により判断される。
【０２８５】
一実施例として、土壌センサユニット１５０８がレンジを約２キロメートルとする送信機を有する場合、このような実施例では、無人航空輸送手段１５０６は２キロメートル未満の高さを飛行する。言うまでもなく、他のレンジを有する送信機を使用することができ、したがって無人航空輸送手段１５０６は、特定の実装態様に応じて種々の高さを飛行することができる。高度が上がると、無人航空輸送手段１５０６の飛行速度は上昇し、土壌センサユニット１５０８からの情報収集は、低い高度を飛行する時より迅速に行われる。  
【０２８６】
このような実施例では、土壌センサユニット１５０８内の全地球測位システム受信機を使用して位置が識別される。しかしながら、森林エリア１５００内の地面１５０４では、樹木１５０２内の林冠により、土壌センサユニット１５０８内の全地球測位システム受信機への全地球測位システムの信号の到達が遮断されうる。
【０２８７】
このような場合、土壌センサユニット１５０８の位置は、無人航空輸送手段１５０６から展開される時の、土壌センサユニット１５０８の軌道から識別される。例えば、土壌センサユニット１５２２の軌道１５２４を使用して、地面１５０４での土壌センサユニット１５２２の位置１５２８を識別することができる。土壌センサユニット１５２２の軌道１５２４は、土壌センサユニット１５２２が樹木１５０２の林冠の上方の軌道１５２４に沿って移動する間に全地球測位システム受信機を使用して送信される位置情報から識別される。  
【０２８８】
他の実施例では、土壌センサユニット１５０８の位置は、土壌センサユニット１５０８の展開時に無人航空輸送手段１５０６の全地球測位座標により判断される。この場合、土壌センサユニット１５０８展開時の無人航空輸送手段１５０６の位置は、土壌センサユニット１５０８から無線通信を受信する際の所望のレベルの精度を提供しうる。換言すれば、土壌センサユニット１５０８のうちの一つの送信機のレンジは、土壌条件に関する情報を収集するために所望のレベルの精度で土壌センサユニット１５０８の位置が判断されるようなレンジとすることができる。
【０２８９】
位置及び土壌情報は、通信リンク１５３０を通して土壌センサユニット１５０８から送受信機１５２６へと送られる。次いで、送受信機１５２６はこの情報を、解析のために別の位置へ送信する。例えば、情報は、無線通信リンク１５３２を通して送受信機１５２６から無人航空輸送手段１５０６に送信される。別の実施例では、送受信機１５２６は、無線通信リンク１５３６を介して制御ステーション１５３４に情報を送信する。このような実施例では、情報は、メッシュネットワークの形態の他のセンサを介して制御ステーション１５３４に送信される。言うまでもなく、いくつかの実施例では、送受信機１５２６が使用されていないとき、土壌センサユニット１５０８は情報収集輸送手段に直接情報を送信することができる。
【０２９０】
ここで図１６を参照する。図１６は、実施形態による土壌センサ航空展開ユニットを示している。図示のように、土壌センサユニット１６００は、図１１のブロック図に示される土壌センサユニット１１００の物理的実装態様の一例である。さらに、土壌センサユニット１６００を使用して、図１５の土壌センサユニット１５０８に含まれる一又は複数を実施することができる。
【０２９１】
図示のように、土壌センサユニット１６００は、ダーツに類似した構成を有する。この例示的実施例では、土壌センサユニット１６００はハウジング１６０２を備える。プローブ１６０４は、ハウジング１６０２に関連付けられて、ハウジング１６０２から延びている。
【０２９２】
加えて、土壌センサユニット１６００はフィン１６０６も含む。ハウジング１６０２の形状、フィン１６０６の構成、及びプローブ１６０４の構成は、土壌センサユニット１６００の展開時にプローブ１６０４が地面に進入するように構成されている。さらに、土壌センサユニット１６００は、既に確立された森林に展開されるように構成されており、林冠を貫通及び通り抜けるような形状を有している。
【０２９３】
土壌センサユニット１６００は、ハウジング１６０２内部に他のコンポーネントを含んでもよい。この例示的実施例では、これらのコンポーネントは、図１３の土壌センサユニット１３００及び図１４の土壌センサユニット１４００といった土壌センサユニットの他の実施例に示されるコンポーネントに類似していてよい。
【０２９４】
図１３〜１６に示した土壌センサユニットの展開及び土壌センサユニットの実装態様は、いくつかの実装態様の例として意図されているに過ぎず、土壌センサユニットの展開又は構成方式を限定するものではない。例えば、土壌センサユニットは、立方体、角錐、又は他の適切な形状といった他の形状を有してもよい。加えて、同じ位置に異なる種類の土壌センサユニットを使用することができる。換言すれば、土壌センサユニットは種類を異にしてもよく、必ずしも同種である必要はない。  
【０２９５】
ここで図１７を参照する。図１７は、例示的な一実施形態による、森林の最近植栽されたエリアの補充に関する意思決定モデルを示している。図示の意思決定プロセス１７００は、図１０の森林マネージャ１０１４に実装されるプロセスの一例である。
【０２９６】
この例示的実施例では、意思決定プロセス１７００は、任意の数の種類の情報を使用して樹木の植栽を実行する。この情報は、図１０のアセット１０１６により生成される情報１００４以外にも情報を含む。
【０２９７】
図示のように、情報１７０２は土壌情報１７０４、リソース情報１７０６、気象予報１７０８、及び他の適切な種類の情報が含まれる。森林監督官は、土壌方法１７０４、リソース情報１７０６、気象予報１７０８、及び他の適切な種類の情報を使用して、図１０の樹木１００１の植栽の計画を立てることができる。森林監督官は、自身の森林関連経験と、情報１７０２とを使用して、樹木１００１の植栽に関する意思決定を行う。他の実施例では、土壌情報１７０４、リソース情報１７０６、気象予報１７０８、及び他の適切な種類の情報を、所望のレベルの知能を有するデバイスを使用することで、ミッション１７１０を生成するための意思決定プロセスの一部又は全部が自動化される。  
【０２９８】
この実施例では、土壌情報１７０４には、土壌水分条件、土壌温度条件、土壌伝導性、窒素含有量、ｐＨ、カルシウム含有量、塩類含有量、栄養素含有量、及び土壌条件に関する他の適切な種類の情報のうちの少なくとも一つが含まれる。リソース情報１７０６は、植栽機械、作業員、及び樹木の植栽に使用されうる他のリソースのうちの少なくとも一つの識別を含む。気象予報１７０８は、樹木の植栽が望まれるエリアの予報を含む。このような気象予報情報には、雨、気温、及び他の気象条件の予報が含まれうる。
【０２９９】
ミッション１７１０は、情報１７０２を用いて意思決定プロセス１７００により生成される。この例示的実施例では、ミッション１７１０は、植栽ミッションであり、樹木の植栽に望ましい時、種苗の種類、植栽密度、施肥戦略、及び他の適切な種類の情報のうちの少なくとも一つを含みうる。このようにして、意思決定プロセス１７００は、現在使用されているもの以外を考慮する。現在、良好な意思決定を行うために土壌情報１７０４を取得することは、恐ろしく高くつく。したがって、現在の方法は、使用される種苗の種類の識別を支援しない。さらに、現在利用されている意思決定プロセスは、森林マネージャ１０１４のようなハードウェアに実装することができない。したがって、森林での樹木の植栽のために現在使用されている意思決定プロセスと比較して、意思決定プロセス１７００は、生成ミッション１７１０に異なる種類の要因を大量に考慮する。  
【０３００】
ここで図１８を参照する。図１８は、例示的な実施形態による、樹木伐採に関する意思決定のモデルを示している。図示のように、意思決定プロセス１８００は、図１０の森林マネージャ１０１４に実装可能なプロセスの一例である。この例示的実施例では、意思決定プロセス１８００は、任意の数の種類の情報を使用して樹木伐採を実行する。このような情報は、図１０のアセット１０１６によって生成される情報１００４以外にも情報を含む。
【０３０１】
この実施例では、情報１８０２は土壌情報１８０６を含む。土壌情報１８０６には、機械を動作させるエリア内の地面の安定性を示す任意の数の土壌条件が含まれうる。加えて、情報１８０２は、森林作業リソース１８０８も含みうる。森林作業リソース１８０８は、森林管理に使用される伐採機械、樹木運搬トラック、作業員、及び他のリソースの識別を含みうる。
【０３０２】
図示のように、意思決定プロセス１８００は、ミッション１８１０を生成するために情報１８０２を使用する。ミッション１８１０は、森林作業であり、伐採がいつ行われるかを示すことができる。さらに、いくつかの実施例では、森林作業ミッション１８１０は、制約が存在する場合にいずれの機械を使用できるか、又は作業がいつ行われるかも示すことができる。例えば、伐採に三ヶ月が与えられる場合、使用可能な伐採機械の種類は三ヶ月という期間中の様々な時点で識別される土壌条件に基づいて決定される。一実施例として、様々な機械が、土壌条件と、様々な種類の機械の使用に関して土壌条件が地面の安定性にどのように影響するかとに応じて、数ヶ月又は数週間といった様々な期間中に使用される。  
【０３０３】
ここで図１９を参照する。図１９は、例示的一実施形態による森林管理プロセスのフロー図である。図１９に示すプロセスは、図２の森林管理環境２００で実施することができる。特に、このプロセスは、図２の森林マネージャ２０２を使用して実施される。
【０３０４】
プロセスは、一組の自律輸送手段から森林に関する情報を受け取ること（作業１９００）により開始される。プロセスは、この情報を解析することにより、情報に基づく森林の状態に関する結果を生成する（作業１９０２）。次いでプロセスは、この結果を用いて一組の自律輸送手段の作業を調整し（作業１９０４）、その後終了する。  
【０３０５】
ここで図２０を参照する。図２０は、例示的一実施形態による、アセットから受け取られる情報の処理プロセスのフロー図である。図２０に示すプロセスは、図２の森林マネージャ２０２で実施される。
【０３０６】
プロセスは、アセットから情報を受け取ること（作業２０００）により開始される。このような実施例では、アセットは様々な形態をとることができる。特に、アセットは、人間の介入なしで情報を収集するように動作できる一組の自律輸送手段とすることができる。具体的には、一組の自律輸送手段は、一つの群れ又は群れの組として動作することができる。
【０３０７】
情報の解析により結果を得る（作業２００２）。結果に基づいて森林の状態が識別され（作業２００４）、その後プロセスは終了する。このような実施例では、結果は、森林の健康状態、森林インベントリー、安全性リスク、違法活動、及び他の状態の識別といった様々な形態をとることができる。
【０３０８】
ここで図２１を参照する。図２１は、例示的一実施形態による、アセットの作業の調整プロセスのフロー図である。図２１に示されたプロセスは、図２の森林マネージャ２０２で実施される。さらに、このプロセスは、図２に示す一組の自律輸送手段２２６といったアセット２０４を使用して実施することができる。
【０３０９】
プロセスは、ミッションを識別すること（作業２１００）により開始される。このミッションは、ユーザ入力、森林の状態、及び他の適切な情報のうちの少なくとも一つに基づいて識別される。例えば、ユーザ入力は、森林で実行される特定のミッションを選択することができる。他の実施例では、森林マネージャ２０２は、森林の状態に基づいてミッションを生成することができる。
【０３１０】
プロセスは、識別されたミッションに関するタスクを識別する（作業２１０２）。これらのタスクは、ミッションに関するタスクの事前選択されたテンプレートから取得することができる。他の実施例では、タスクを策定できるレベルの知能を森林マネージャ２０２が有するとき、森林マネージャ２０２がタスクを生成してもよい。例えば、森林マネージャ２０２は人工知能プロセスを実施することができる。次に、プロセスは、タスクの実行に使用可能なアセットを識別する（作業２１０４）。このような実施例では、アセットは、森林マネージャが使用できる一組の自律輸送手段の一部又は全部でありうる。
【０３１１】
プロセスは次いで、タスクを実行するための自律輸送手段を選択する（作業２１０６）。このような実施例では、各自律輸送手段が一つのタスクを割当てられるか、或いは、一組の自律輸送手段が一又は複数のタスクを割当てられて、群れとしてタスクを実行する。次いで、プロセスは、選択された自律輸送手段にタスクを送付し（作業２１０８）、その後終了する。
【０３１２】
ここで図２２を参照する。図２２は、例示的一実施形態による位置管理プロセスのフロー図である。図２２に示すプロセスは、森林エリアのような位置を管理するために使用される。この実施例では、森林エリアは、図１０の森林管理環境１０００内の森林１００２に含まれる位置１００６である。さらに、図２２に示すプロセスは、図１０の森林管理システム１００３を使用して実施可能である。
【０３１３】
プロセスは、一組の航空輸送手段から森林内の位置に土壌センサユニットを展開すること（作業２２００）により開始される。この例示的実施例では、「一組の」アイテムは、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、一組の航空輸送手段は、一又は複数の輸送手段でありうる。この場合、一組の航空輸送手段のうちの一つには、無人航空輸送手段及び有人航空輸送手段のうちの一方を選択することができる。特定の実装態様によっては、無人及び有人航空輸送手段の両方が一組の航空輸送手段に含まれてもよい。  
【０３１４】
プロセスは、次いで、森林内の位置における任意の数の土壌条件に関する情報を、その位置にある土壌センサユニットを使用して生成する（作業２２０２）。プロセスは、次いでこの情報を、解析のために土壌センサユニット内の送信機から遠隔位置へ送信する（作業２２０４）。この情報の解析に基づいて、任意の数のミッションが識別され（作業２２０６）、その後プロセスは終了する。ミッションの識別は、単に必要なミッションの種類を識別することでもよい。他の実施例では、ミッションの識別には、ミッションを実行するためのタスク及びアセットの識別が含まれる。このような実施例では、任意の数のミッションには、植栽ミッション、伐採ミッション、土壌条件識別ミッション、火災状態警告ミッション、森林整備ミッション、及び森林インベントリーミッションが含まれうる。
【０３１５】
次に図２３を参照する。図２３は、例示的一実施形態による、森林内のある位置における任意の数の土壌条件に関する情報を取得するプロセスのフロー図である。図２３に示すプロセスは、図１０の森林１００２内の位置１００６に関する情報１００４を取得するために使用可能なプロセスの別の実施例である。
【０３１６】
このプロセスは、一つの位置に土壌センサユニットを空中投下すること（作業２３００）により開始される。プロセスは、次いで、土壌センサユニットが所望通りに動作しているかどうかを判断するために土壌センサユニットをテストする（作業２３０２）。このようなテストは、土壌センサユニットが動作しており、且つ所望の位置にあるかどうかを判断するために用いられる。例えば、土壌センサユニットが地面に入り込んでいない場合、生成される情報は所望の精度を有さないことがある。このような識別は、周囲の又は近くの他の土壌センサユニットが、正確に動作することが予想されるレンジ内の土壌条件に関する情報を生成しているかどうかを判断することにより行うことができる。
【０３１７】
別の実施例では、テストにより、土壌センサユニットが適切に着地して地面に入り込んでおり、丸太、樹木、岩といった物体に当って跳ね返っていないか、又は着地しただけで地面に入りこんでいないということがないかを判断することができる。例えば、土壌センサユニットのテストには、方向センサから情報を取得して土壌センサユニットの方向を判断することを含まれてよい。この場合、垂直方向は土壌センサユニットが地面に入り込んでいることを示唆する。非垂直方向は、土壌センサユニットが地面に入り込むことなく地面に着地している可能性を示唆する。
【０３１８】
別の実施例として、土壌センサユニット内の光度計から情報を取得することにより、土壌センサユニットが地面に入り込んでいるかどうかを判断してもよい。光が全く検出されない場合、土壌センサユニットが地面に入り込んでいることが示唆される。光度計によりいくらかの光が検出される場合には、土壌センサユニットは森林の林冠を通り抜けたものの地面には入り込んでいないことが示唆される。
【０３１９】
プロセスは、次いで、所望通りに動作していることが識別された土壌センサユニットによる情報収集を開始する。（作業２３０４）。このような情報収集の開始は、無人航空輸送手段、送受信機、又は他の何らかの適切な種類のデバイスといったソースから送信される信号により行うことができる。
【０３２０】
その後プロセスは、土壌センサユニットから周期的に情報を収集する（作業２３０６）。この周期的収集は、任意の数の異なる方法で実行することができる。例えば、土壌センサユニットを、選択された時間間隔の間周期的に情報を送信するように構成することができる。他の実施例では、情報は、情報を収集する土壌センサユニットに信号を送信することにより収集される。
【０３２１】
その後、森林再生又は他の森林管理ミッションが実行され（作業２３０８）、その後プロセスは終了する。伐採作業は樹木を伐採することを含む。加えて、回収作業を実行し、エリア内の土壌センサユニット及びすべての送受信機を回収してもよい。これらの土壌センサユニット及び送受信機をその後他の位置への他の空中投下に使用して、そのような位置における樹木の伐採条件が整っているかどうかを判断することができる。
【０３２２】
ここで図２４を参照する。図２４は、例示的な一実施形態による、ミッション生成のための意思決定プロセスのフロー図である。図２４に示すプロセスは、図１０の森林マネージャ１０１４で実施されたときに、図１７の意思決定プロセス１７００によって実行されうる作業の一実施例である。
【０３２３】
プロセスは、ミッションを生成するための情報を受信すること（作業２４００）によって開始される。この情報には、例えば、限定されないが、任意の数の土壌条件、伐採リソース、気象予報、及び他の適切な情報が含まれる。
【０３２４】
種苗の植栽に土壌条件が十分に温暖であるかどうかに関する判断が行われる（作業２４０２）。作業２４０２での判断は、土壌センサユニットから受信した土壌情報を用いて行われる。
【０３２５】
土壌条件が十分に温暖である場合、標準の種苗を用いるために、土壌に含まれる水分が十分であるかどうかに関する判断が行われる（作業２４０４）。土壌中の水分に関する情報は、土壌センサユニットから受信する土壌情報に含まれていてもよい。土壌条件が、標準の種苗を使用するために十分である場合、標準の種苗を用いる植栽ミッションが識別され（作業２４０６）、その後プロセスは終了する。
【０３２６】
そうでない場合、選択される期間内に水分条件が改善すると予想されるかどうかに関する判断が行われる（作業２４０８）。２４０８の判断は、気象予報情報を使用して行うことができる。選択される期間は、使用可能なリソース、伐採要件、及び他の要因に基づいて選択することができる。選択される期間は、一週間、一ヶ月、又は他の何らかの適切な期間である。
【０３２７】
土壌条件が改善すると予想される場合、プロセスは、土壌条件が改善するのを待ち（作業２４１０）つつ、上述の作業２４００に戻る。このミッションは、その後の期間においてさらなる土壌情報を取得するために使用されうる。
【０３２８】
選択された期間内に水分条件の改善が予想されない場合、樹木の植栽を次のシーズンまで待つことができるかどうかが判断される（作業２４１２）。種苗の植栽を次のシーズンまで待つことができる場合、プロセスは終了する。そうでない場合、所望の植栽密度及び水分条件に基づいて選択された種苗を用いる植栽ミッションが識別され（作業２４１４）、その後プロセスは終了する。選択される植栽密度は、枯損の増加を予想した植栽密度とすることができる。作業２４１４の植栽のために選択される種苗は、特定の実装態様に応じて、コンテナ種苗でも、他の何らかの種類の種苗でもよい。
【０３２９】
作業２４０２に戻り、土壌条件が十分に温暖でない場合、プロセスは作業２４１０に戻り、森林インベントリーミッションを識別する。
【０３３０】
次に図２５を参照する。図２５は、例示的一実施形態によるミッションの生成及び実行のための意思決定プロセスのフロー図である。図２５に示すプロセスは、図１０の森林マネージャ１０１４で実行されるとき、図１７の意思決定プロセスにより実行される作業の一実施例である。さらに、この図に示すプロセスは、図１０のミッション１０３０を実行するためにアセット１０１６によって使用されてもよい。
【０３３１】
プロセスは、一組の航空輸送手段から一の位置にセンサユニットを展開すること（作業２５００）により開始される。位置は、図１０の森林１００２内の位置１００６とすることができる。この例示的実施例では、位置は、未植栽の林地である。一組の航空輸送手段により展開されるセンサユニットは、特定の実装態様に応じて、土壌センサユニット、又は他の種類のセンサユニットとすることができる。
【０３３２】
次に、プロセスは、センサユニットから土壌条件に関する情報を収集する（作業２５０２）。センサユニットから受信した情報を解析する（作業２５０４）。このプロセスは次いで、植栽ミッション及び植栽ミッションの植栽パラメータを生成する（作業２５０６）。このような植栽パラメータは、植栽時間、使用される種苗の種類、樹木の間隔、必要な肥料の量、必要な肥料の種類、又は未植栽の林地内での樹木の植栽に関する他の適切な種類のパラメータとすることができる。  
【０３３３】
植栽ミッションを実行する（作業２５０８）。一定期間の後、森林内に植栽された樹木に関する情報がセンサユニットによって収集される（作業２５１０）。この情報には、森林内に植栽される種苗の植栽密度、種苗の成長速度、土壌条件、又は他の種類の情報が含まれる。センサユニットから受信した情報を解析する（作業２５１２）。  
【０３３４】
次に、森林内の一の位置に再植栽が必要であるかどうかに関する判断が行われる（作業２５１４）。再植栽は、森林の疎なエリア、種苗の成長が所望通りでないエリア、森林密度が所望通りでないエリア、又はこれらの組合せにおいて必要でありうる。
【０３３５】
植栽が必要である場合、プロセスは、センサユニットから受信した情報の解析に基づいて再植栽ミッションを生成する（作業２５１６）。この再植栽ミッションには、最植栽の時間、使用される種苗の種類、再植栽の位置、必要な肥料の量、及び他のパラメータといったパラメータが含まれる。再植栽ミッションを実行する（作業２５１８）。次に、森林内の他の位置に再植栽が必要かどうかに関する判断が行われる（作業２５２０）。
【０３３６】
森林の他の位置に再植栽が必要である場合、プロセスは上述の作業２５１６に戻る。そうでない場合、プロセスは終了する。作業２５１４において、再植栽が必要でない場合、プロセスは終了する。
【０３３７】
このように、図示の実施形態による一組の無人航空輸送手段からのセンサユニットの展開により、任意の数の異なる種類のミッションを生成するための、森林に関する情報が提供される。これらのミッションの実行により、森林内のある位置における植栽、再植栽、森林インベントリーの実施、又は樹木伐採をさらに容易に且つ成功裏に実行することができる。さらに、森林内の植栽及び再植栽のための適切なミッションの生成において、気象条件、土壌条件、及び他の要因を考慮することができるため、コストが低下する。  
【０３３８】
次に図２６を参照する。図２６は、例示的一実施形態による、ミッションに含まれる森林作業を生成及び実行する際の意思決定プロセスのフロー図である。図２６に示すプロセスは、図１０の森林マネージャ１０１４で実施されるとき、図１８の意思決定プロセス１８００により実行される作業の一実施例である。さらに、この図に示すプロセスは、図１０のミッション１０３０を実行するために、アセット１０１６によって使用されてもよい。
【０３３９】
プロセスは、一組の無人航空輸送手段から一の位置にセンサユニットを展開すること（作業２６００）により開始される。この位置は、図１０の森林１００２内の位置１００６とすることができる。位置は、森林作業が実行される森林内の位置である。一組の無人輸送手段により展開されるセンサユニットは、特定の実装態様に応じて、土壌センサユニット、又は他の種類のセンサユニットとすることができる。一組の無人航空輸送手段は、低空飛行する無人航空輸送手段とすることができる。他の実施例では、一組の無人輸送手段は、無人地上輸送手段及び他の適切な種類の輸送手段を含んでもよい。  
【０３４０】
次に、プロセスは、センサユニットから森林内の樹木に関する情報を収集する（作業２６０２）。センサユニットから受信した情報を解析する（作業２６０４）。
【０３４１】
プロセスは、次いで、ミッションの森林作業を森林内の一の位置で実行すべきかどうかを判断する（作業２６０６）。森林作業は、検査、コアサンプリング、測定、間伐、伐採、及び他の適切な種類の森林作業のうちの一つでよい。森林作業を実行すべきである場合、プロセスは、次いで、森林作業を実行するために機械及び人員が使用可能であるかどうかを判断する（作業２６０８）。機械及び人員が使用可能である場合、プロセスは、森林作業ミッションを生成する（作業２６１０）。森林作業ミッションには、アセット１０１６の各々が実行するタスクが含まれる。例えば、伐採の場合、森林作業ミッションにより、伐採機械及び森林人員により実行されるタスクが指定される。
【０３４２】
次に、森林作業ミッションを実行する（作業２６１２）。次いで、森林内の他の位置において森林作業を実行する必要があるかどうかの判断が行われる（作業２６１４）。
【０３４３】
森林の他の位置において森林作業の実行が必要である場合、プロセスは上述の作業２６０８に戻る。そうでない場合、プロセスは終了する。
【０３４４】
作業２６０６において、森林作業を実行すべきでない場合、プロセスは終了する。作業２６０８において、森林作業を実行するための機械及び人員が使用可能でない場合も、プロセスは終了する。
【０３４５】
このように、例示的実施形態は、遠隔センサ及び自律システムを利用することにより、広大な面積の土壌条件を低コストで測定する手段を提供する。特に、システムは、森林再生パラメータの大幅な最適化によるコストの削減及び種苗収穫高の改善を通して、森林再生活動の生産性を向上させることができる。このような最適化は、植栽前及び植栽時の土壌の水分及び温度データの精度を上げることにより実現される。自動化システムにより、このデータが、コンピュータプログラム及び解析者にとって適時に且つ経費効率的に使用可能となる。
【０３４６】
例示的実施形態の使用により、意思決定を支援するために、土壌条件がリアルタイムで使用可能となる。森林再生作業のための植栽のタイミング、種苗種類の選択、及び植栽密度の選択を判断するために、情報を使用することができる。無人航空輸送手段及び他の種類の無人輸送手段により展開されるセンサユニットは、森林内の最初の植栽後の状態を監視することにより、初期の成長条件の不良又は高い種苗枯損率により森林内において補充が必要である位置を判断することができる。  
【０３４７】
例示的実施形態は、森林内における植栽及び再植栽による人工的な再生に関して説明されたが、森林内の樹木の自然な再生にも適用可能である。例えば、例示的実施形態を使用して、条件を監視して、根の吸枝発生、幹の発芽、天然種苗、又は森林の自然再生の他の適切な指標に関する情報を提供することができる。さらに、例示的実施形態は、森林内の植栽及び再植栽に使用されると、種苗、機械植栽、手作業による植栽、又は他の何らかの適切な種類の森林の人工再生を使用して植栽を支援しうる。
【０３４８】
加えて、例示的実施形態は、森林管理作業に使用されるものとして説明されたが、森林管理システムは、任意の数の他の分野の管理に適用されてもよい。これらの分野には、精密農業、水分研究、並びに、人間活動、露天掘りのような大規模建設、及び他の適切な活動に起因する土壌の塩濃度の監視が含まれうる。
【０３４９】
図示した異なる実施形態でのフロー図及びブロック図は、実例となる実施形態で実装可能な装置及び方法の構造、機能、及び作業を示している。これに関し、フロー図又はブロック図の各ブロックは、１つの工程又はステップの１つのモジュール、セグメント、機能及び／又は部分を表わすことができる。例えば、ブロックの一又は複数は、ハードウェア内のプログラムコードとして、又はプログラムコードとハードウェアの組合せとして実施可能である。ハードウェアにおいて実施されるとき、ハードウェアは、例えば、フロー図又はブロック図の一又は複数の工程を実施するように製造又は構成された集積回路の形態をとることができる。
【０３５０】
例示的な一実施形態の幾つかの代替的な実装態様では、ブロックに記載された１つ又は複数の機能は、図中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、場合によっては、連続して示されている二つのブロックがほぼ同時に実行されること、又は時には含まれる機能によってはブロックが逆順に実施されることもありうる。また、フロー図又はブロック図に示されているブロックに加えて他のブロックが追加されてもよい。
【０３５１】
図２７を参照すると、例示の一実施形態に係るデータ処理システムのブロック図が示されている。データ処理システム２７００は、図２のコンピュータシステム２１０、図６のコントローラ６１０、図８の識別器８１０、及び森林管理環境２００内部の他の適切なデバイスを実施するために使用される。
【０３５２】
この例示的実施例では、データ処理システム２７００は通信フレームワーク２７０２を含み、これによりプロセッサユニット２７０４、メモリ２７０６、固定記憶域２７０８、通信ユニット２７１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット２７１２、及びディスプレイ２７１４の間の通信が行われる。この実施例では、通信フレームワークは、バスシステムの形態をとることができる。  
【０３５３】
プロセッサユニット２７０４は、メモリ２７０６に読み込まれうるソフトウェアに対する命令を実行するように働く。プロセッサユニット２７０４は、識別の実行形態に応じて、任意の数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は他の形式のプロセッサであってもよい。
【０３５４】
メモリ２７０６及び固定記憶域２７０８は、記憶装置２７１６の例である。記憶装置は、例えば、限定しないが、データ、機能的な形態のプログラムコード、及び／又は他の適切な情報などの情報を、一時的に及び／又は永続的に保存することができる任意の個数のハードウェアである。記憶装置２７１６は、このような例示的実施例ではコンピュータ可読記憶装置と呼ばれることもある。このような例示的実施例では、メモリ２７０６は例えば、ランダムアクセスメモリ又は他の何らかの適切な揮発性又は不揮発性の記憶装置であってもよい。固定記憶域２７０８は具体的な実装に応じて様々な形態をとりうる。  
【０３５５】
例えば、固定記憶域２７０８は、一又は複数のコンポーネント又はデバイスを含みうる。例えば、固定記憶域２７０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え型光ディスク、書換え可能磁気テープ、又はそれらの何らかの組み合わせである。固定記憶域２７０８によって使用される媒体は着脱式であってもよい。例えば、着脱式ハードドライブは固定記憶域２７０８に使用することができる。
【０３５６】
通信ユニット２７１０はこれらの例では、他のデータ処理システム又はデバイスとの通信を提供する。このような例示的実施例では、通信ユニット２７１０はネットワークインターフェースカードである。
【０３５７】
入出力ユニット２７１２は、データ処理システム２７００に接続される他の装置とのデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット２７１２は、キーボード、マウス、及び／又は他のなんらかの好適な入力デバイスを介してユーザ入力への接続を提供することができる。さらに、入出力ユニット２７１２は出力をプリンタに送ることができる。ディスプレイ２７１４はユーザに情報を表示するメカニズムを提供する。
【０３５８】
オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する命令は、通信フレームワーク２７０２を介してプロセッサユニット２７０４と通信する記憶装置２７１６内に置かれる。種々の実施形態のプロセスは、メモリ（例えば、メモリ２７０６）に位置付けされる、コンピュータで実行される命令を使用して、プロセッサユニット２７０４によって実行される。
【０３５９】
これらの命令は、プログラムコード、コンピュータで使用可能なプログラムコード、又はコンピュータで読取可能なプログラムコードと呼ばれ、プロセッサ装置２７０４内のプロセッサによって読取及び実行することができる。異なる実施形態のプログラムコードは、メモリ２７０６又は固定記憶装置２７０８など、異なる物理的な又はコンピュータで読取可能な記憶媒体上に具現化しうる。
【０３６０】
プログラムコード２７１８は、選択的に着脱可能でコンピュータで読取可能な媒体２７２０上に機能的な形態で配置され、プロセッサ装置２７０４での実行用のデータ処理システム２７００に読込み又は転送することができる。プログラムコード２７１８及びコンピュータ可読媒体２７２０は、このような例示的実施例ではコンピュータプログラム製品２７２２を形成する。１つの実施例では、コンピュータ可読媒体２７２０は、コンピュータ可読記憶媒体２７２４又はコンピュータ可読信号媒体２７２６であってもよい。
【０３６１】
このような例示的実施例では、コンピュータ可読記憶媒体２７２４は、プログラムコード２７１８を伝搬又は送信する媒体よりはむしろプログラムコード２７１８を記憶するために使用される物理的な又は有形の記憶装置である。  
【０３６２】
代替的には、プログラムコード２７１８は、コンピュータ可読信号媒体２７２６を使用してデータ処理システム２７００に転送することができる。コンピュータ可読信号媒体２７２６は、例えば、プログラムコード２７１８を含む伝播データ信号である。例えば、コンピュータ可読信号媒体２７２６は、電磁信号、光信号、及び／又は他の任意の適切な形式の信号である。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、有線、及び／又は他の任意の適切な形式の通信リンクなどの通信リンクによって伝送される。  
【０３６３】
データ処理システム２７００に例示されている種々のコンポーネントは、アーキテクチャ的に制限するものではなく、種々の実施形態が実行可能である。各種例示的な実施形態は、データ処理システム２７００の例示コンポーネントに加えた及び／又は代えたコンポーネントを含む、データ処理システム内に実装できる。図２７に示した他のコンポーネントは、図示の実施例のものと異なってよい。様々な実施形態を、プログラムコード２７１８を実行できる任意のハードウェアデバイスまたはシステムを使用して実装できる。
【０３６４】
このように、例示的実施形態により、森林を管理するための方法及び装置が提供される。本発明の実施例による森林管理システムは、現在使用されている、作業員が森林に関する情報を収集するシステムより効率的に、自律輸送手段から森林に関する情報を集め、この情報を解析することができる。
【０３６５】
さらに、例示的実施形態は、森林の現在の状態と、ユーザ入力とに基づいて、ミッションを生成する。このようなミッションは、一又は複数の自律輸送手段に送られる。このようなミッションには、情報収集、又は森林において実施される状態変更が含まれる。情報収集は、森林を管理するうえで種々の目的のために実行される。このような目的には、森林の健康を維持すること、森林内のインベントリーを識別すること、森林内の安全性のリスクを識別すること、森林内の違法活動を識別すること、及び他の目的が含まれる。森林内の状態を変化させようという努力には、消火、有害生物の制御、伐採、及び他の適切な状態変更が含まれる。
【０３６６】
自律輸送手段を使用し、一組となってタスクを実行するうえで自律輸送手段を互いに協働させることができることで、実施例により、森林に関して、情報を収集するため、変化に影響をおよぼすため、又はこれらの組合せのために、効率のよい機構が提供される。
【０３６７】
さらに、例示的実施形態における自律輸送手段及びセンサシステムの使用により、現在可能であるよりも正確な結果を得るために、十分な数の位置から所望のレベルの情報サンプリングを行うことができる。また、例示的実施形態により、現在可能であるよりも遅滞なく且つ正確に、結果に対応することが可能となる。
【０３６８】
さらに、例示的実施形態により、森林に関する情報を生成するために人員が行う観察の解釈から生じる問題を回避することができる。例示的実施形態の無人輸送手段及びセンサシステムの少なくとも一つを使用することにより、森林内で人員が情報を生成する方法と比較して主観性の低い方式で、情報が生成される。
【０３６９】
さらに、本発明は、下記の条項１６〜２０による実施形態を含む。
【０３７０】
条項１６  位置（１００６）を管理する方法であって、
一組の航空輸送手段から森林（１００２）内の位置（１００６）に土壌センサユニット（１０２８）を展開することと、
位置（１００６）内の土壌センサユニット（１０２８）を使用して、森林（１００２）内の位置（１００６）における任意の数の土壌条件（１０１７）に関する情報（１００４）を生成することと、
土壌センサユニット（１０２８）から遠隔位置（１００６）へ、解析のために情報（１００４）を送信することと
を含む方法。
【０３７１】
条項１７  さらに、
任意の数の土壌条件（１０１７）に関する情報（１００４）を使用して、伐採ミッション（１０３４）、植栽ミッション（１０３５）、土壌条件識別ミッション、火災状態警告ミッション、森林（１００２）整備ミッション、及び森林（１００２）インベントリーミッションから選択される少なくとも一つである任意の数のミッション（１０３０）を識別すること
を含む、条項１６に記載の方法。
【０３７２】
条項１８  送信するステップが、
土壌センサユニット（１０２８）から無人航空輸送手段、有人地上輸送手段、及び制御ステーションのうちの少なくとも一つに情報（１００４）を送信すること
を含む、条項１６に記載の方法。
【０３７３】
条項１９  送信するステップが、
土壌センサユニット（１０２８）から送受信機（１５２６）へ情報（１００４）を送信することと、
送受信機から、無人航空輸送手段、有人地上輸送手段、及び制御ステーションのうちの少なくとも一つへ情報（１００４）を送信することと
を含む、条項１８に記載の方法。  
【０３７４】
条項２０  任意の数の土壌条件（１０１７）が、水分、温度、伝導性、窒素含有量、ｐＨ、カルシウム含有量、塩類含有量、及び栄養素含有量のうちの少なくとも一つを含む、条項１６に記載の方法。
【０３７５】
種々の実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提供されているものであり、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。
【０３７６】
さらに、異なる実施形態は、他の実施形態とは異なる利点を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示内容と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
【符号の説明】
【０３７７】
１００    森林管理環境
１０２    アセット
１０４    森林
１０６    位置
１０８    無人航空輸送手段
１１０    無人航空輸送手段
１１２    無人航空輸送手段
１１４    衛星
１１６    無人航空輸送手段
１１８    無人航空輸送手段
１２０    地上ベースのセンサユニット
１２２    地上ベースのセンサユニット
１２４    地上ベースのセンサユニット
１２６    サポートシステム
１２７    地上ベースのセンサユニット
１２８    地面
１２９    水域
１３０    樹木
１３２    無線通信リンク
１３４    制御ステーション
１３６    森林マネージャ
１２００    森林エリア
１２０２    無人航空輸送手段
１２０４    土壌センサユニット
１２０８    土壌センサユニット
１２１０    土壌センサユニット
１２１２    ハウジング
１２１４    ピン
１２１６    ハウジング
１２１８    ピン
１２２０    ハウジング
１２２２    ピン
１３００    土壌センサユニット
１３０２    ハウジング
１３０４    ピン
１３０５    絶縁部
１３０６    ピン
１３０７    絶縁部
１３０９    露出部
１３１０    アンテナ
１３１１    露出部
１３１２    プリント基板
１３１４    送信機
１３１６    コントローラ
１３１８    論理回路
１３２０    バッテリ
１３２１    ポイント
１３２２    長さ
１３２３    温度センサ
１３２４    長さ
１３２６    高さ
１３２８    奥行き
１４００    土壌センサ
１４０２    ハウジング
１４０３    絶縁部
１４０４    ピン
１４０６    ピン
１４０７    絶縁部
１４０８    ピン
１４０９    露出部分
１４１０    アンテナ
１４１１    露出部分
１４１２    ビーコン
１４１３    露出部分
１４１４    太陽電池
１４１６    ハウジングの外表面
１４１８    プリント基板
１４２０    マイクロコントローラ
１４２２    論理回路
１４２４    電力レギュレータ
１４２６    バッテリ
１４２８    環境発電回路
１４３０    入出力インターフェース
１４３２    送受信機
１４３４    長さ
１４３６    長さ
１４３８    高さ
１４４０    奥行き
１５００    森林エリア
１５０２    樹木
１５０４    地面
１５０６    無人航空輸送手段
１５０８    土壌センサユニット
１５１０    土壌センサユニット
１５１２    土壌センサユニット
１５１４    土壌センサユニット
１５１６    土壌センサユニット
１５１８    土壌センサユニット
１５２０    土壌センサユニット
１５２２    土壌センサユニット
１５２４    土壌センサユニットの軌道
１５２６    送受信機
１５２８    土壌センサユニットの位置
１５３０    通信リンク
１５３２    無線通信リンク
１５３４    制御ステーション
１５３６    無線通信リンク
１６００    土壌センサユニット
１６０２    ハウジング
１６０４    プローブ
１６０６    フィン
【図１】
2014113148.tif 000003
【図２】
2014113148.tif 000004
【図３】
2014113148.tif 000005
【図４】
2014113148.tif 000006
【図５】
2014113148.tif 000007
【図６】
2014113148.tif 000008
【図７】
2014113148.tif 000009
【図８】
2014113148.tif 000010
【図９】
2014113148.tif 000011
【図１０】
2014113148.tif 000012
【図１１】
2014113148.tif 000013
【図１２】
2014113148.tif 000014
【図１３】
2014113148.tif 000015
【図１４】
2014113148.tif 000016
【図１５】
2014113148.tif 000017
【図１６】
2014113148.tif 000018
【図１７】
2014113148.tif 000019
【図１８】
2014113148.tif 000020
【図１９】
2014113148.tif 000021
【図２０】
2014113148.tif 000022
【図２１】
2014113148.tif 000023
【図２２】
2014113148.tif 000024
【図２３】
2014113148.tif 000025
【図２４】
2014113148.tif 000026
【図２５】
2014113148.tif 000027
【図２６】
2014113148.tif 000028
【図２７】
2014113148.tif 000029
【外国語明細書】
2014113148000001.pdf
2014113148000002.pdf
2014113148000003.pdf
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