(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁エネルギーセンサシステムによって生成される森林に関する情報の情報レベルにおいて、雲の覆いの影響が小さい、森林に関する情報を生成するための方法と装置を提供する。【解決手段】ポイントクラウドのしきい値を満たす解像度でポイントクラウドを生成することにより、無人航空ビークル１０６，１０８内の電磁エネルギーセンサシステムが、森林１０４に関する情報を生成する、森林１０４内の任意の数の位置１２４が特定される。無人航空ビークル１０６，１０８が任意の数の位置１２４へ移動して、任意の数の位置１２４において森林１０４に関する情報を生成するためのルートが生成される。【選択図】図１
2014119449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空ビークル（２３０）、
無人航空ビークル（２３０）に関連付けられた電磁エネルギーセンサシステム（３１１）であって、森林（２０４）に関する情報（２０２）を生成するように構成された電磁エネルギーセンサシステム（３１１）、及び
電磁エネルギーセンサシステム（３１１）によって生成される森林（２０４）に関する情報の情報レベル（２３８）に対する雲の覆い（２２６）の影響が小さい、森林（２０４）上の任意の数の位置（２３６）を特定するように構成された測量コントローラ（２１２）
を備えた装置。
【請求項２】
測量コントローラ（２１２）は、無人航空ビークル（２３０）が任意の数の位置（２３６）へ移動するためのルート（２３２）を生成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
測量コントローラ（２１２）は、ルート（２３２）を用いた任意の数の位置（２３６）の上空における無人航空ビークル（２３の移動を制御し、且つ任意の数の位置（２３６）における森林（２０４）に関する情報の生成を制御するように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
測量コントローラ（２１２）は、森林（２０４）上空の雲の覆い（２２６）の変化に基づいて、任意の数の位置（２３６）の変化を特定するように構成されている、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
測量コントローラ（２１２）は、森林（２０４）上空の雲（２２８）に関する雲情報（２４０）を用いて、任意の数の位置（２３６）を特定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
雲情報（２４０）は、衛星（１２６）、全天イメージャ、無人航空ビークル（２３０）上のカメラシステム、航空機上のカメラシステム、及びレーダシステムのうちの少なくとも一つから選択される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
ルート（２３２）は、三次元ルート（２３２）であり、電磁エネルギーセンサシステム（３１１）によって生成される情報の情報レベル（２３８）に対する雲の覆い（２２６）の影響が小さくなるように、三次元で変更される、請求項４に記載の装置。  
【請求項８】
無人航空ビークル（２３０）に関連付けられたセンサシステム（２４２）をさらに備えており、電磁エネルギーセンサシステム（３１１）がセンサシステム（２４２）一部であり、センサシステム（２４２）がさらにカメラシステム及び全地球測位システム受信機を含んでいる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
電磁エネルギーセンサシステム（３１１）は、フォトニクスセンサ、ステレオカメラ、光検出及び測距システム、無線検出及び測距システム、無線周波数センサシステム、及び電気光学センサシステム（３１１）のうちの少なくとも一つから選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
測量コントローラ（２１２）は無人航空ビークル（２３０）及び遠隔地のコンピュータシステム（２２２）のうちの少なくとも一方に位置している、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
無人航空ビークル部隊（２１０）、及び
任意の数の位置（２３６）の上の雲の覆い（２２６）に基づき、陸地の一エリア（２４６）内の任意の数の位置（２３６）に関する情報の生成を制御するように構成された測量コントローラ（２１２）
を備える航空測量システム（２０８）。  
【請求項１２】
測量コントローラ（２１２）は無人航空ビークル部隊（２１０）及び制御ステーション（１３２）のうちの少なくとも一方に位置している、請求項１１に記載の航空測量システム（２０８）。
【請求項１３】
無人航空ビークル部隊（２１０）は、無人航空ビークル（２３０）及び自律無人航空ビークル（２１６）の組のうちの一つから選択される、請求項１１に記載の航空測量システム（２０８）。
【請求項１４】
自律無人航空ビークル（２１６）の組は、陸地のエリア（２４６）内の任意の数の位置（２３６）に関する情報を生成するうえで、集団（２１８）として作業するように構成されている、請求項１３に記載の航空測量システム（２０８）。
【請求項１５】
森林（２０４）に関する情報を生成する方法であって、
ポイントクラウド（２３４）しきい値（２４３）を満たす解像度（２３９）でポイントクラウド（２３４）を生成することにより、無人航空ビークル（２３０）内の電磁エネルギーセンサシステム（３１１）が、森林（２０４）に関する情報を生成する、森林（２０４）内の任意の数の位置（２３６）を特定することと、
無人航空ビークル（２３０）が任意の数の位置（２３６）へ移動して、任意の数の位置（２３６）において森林（２０４）に関する情報を生成するためのルート（２３２）を生成することと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して航空測量に関し、具体的には森林の航空測量に関する。さらに具体的には、本発明は、航空測量による森林調査を実行するための方法及び装置に関連する。
【背景技術】
【０００２】
森林管理は、多くの異なる側面を含む林業の一分野である。このような側面には、森林管理の、環境的、経済的、行政的、法律的、及び社会的側面が含まれる。森林管理は、伐木搬出、植林、再植林、森林内の道路及び通路の敷設、森林火災の予防、森林の健康維持、及び他の適切な活動といった種々の技術からなる。
【０００３】
森林管理に関してこれらの作業及び他の作業を実行するとき、森林関連情報を収集することが望ましい。例えば、森林関連情報の収集により、森林の状態を解析し、さらには実行されるミッションを特定することが可能となる。これらのミッションには、例えば、再植林、樹木の伐採、間伐による成長促進、施肥、害虫駆除、潜在的火災状態の警告、火災リスク低減活動の開始、枯死材の除去、森林床の下草の削減、木材改善活動の実行、及び他の適切な作業のうちの少なくとも一つが含まれる。
【０００４】
森林に関する情報の取得において、森林に関する情報を特定するために、森林調査ミッションの一部として航空測量が行われる場合がある。森林調査ミッションは、評価又は解析される森林に関する情報を特定するように構成される。この情報は、樹木の種類、樹木の高さ、樹齢、樹木の健康、森林の境界、及び森林内の樹木に関する他の適切な情報を特定するために使用される。例えば、森林調査ミッションにより、１エーカー当たりの樹木の数を特定することができる。
【０００５】
加えて、森林調査ミッションを、森林内の植物、野生動物、又は植物と野生動物の両方を特定するために使用することもできる。森林調査ミッションは、枯れ木又は枯れかけの樹木の存在を示すこともできる。この場合、枯れ木又は枯れかけの樹木に関する情報は、害虫の問題を示唆している可能性がある。さらに、森林調査ミッションは、森林の境界を特定するように構成することができる。
【０００６】
航空測量は、有人航空ビークル又は無人航空ビークルのうちの少なくとも一つを使用して実行することができる。一実施例として、森林調査ミッションのために、無人航空ビークルが森林上空を飛行して、森林関連情報を生成することができる。無人航空ビークルは、光検出及び測距（ＬｉＤＡＲ）システム及びカメラシステムを含みうる。光検出及び測距システムは、森林に向かってレーザビームの形態の光を送るために使用可能である。
【０００７】
現在、航空ビークルは、パイロットの操縦により、森林内の様々な位置の上空を通るルートを飛行する。これらの位置は、航空ビークルが森林の全部又は一部に関する情報を生成することができるように選択される。航空ビークルは、光検出及び測距システムを使用して、レーザビームにより位置を走査する。光検出及び測距システムは、光が光検出及び測距システムに光が戻るまでの時間を測定することにより、森林内の位置までの距離を測定する。このような測定に基づいて、光検出及び測距システムは、森林内の位置に関する情報を生成することができる。
【０００８】
光検出及び測距システムにより検出されるレーザビームに対する応答を使用して、森林のポイントクラウドが生成される。このポイントクラウドは、林冠の高さ、樹冠の推定容積、樹木の密度、及び他の重要な情報といった情報を生成するために使用される。
【０００９】
このような種類の航空測量を実行するうえで、コストは、航空測量をいつ及びどの程度の頻度で実行するかに影響しうる一要因である。森林内の複数の異なる位置のポイントクラウドを生成するために一又は複数の航空ビークルを送り込むコストは、多くの場合極めて大きい。航空測量をもっと経済的に実行するために、一度に大きな面積の航空測量が実行される。例えば、航空測量が実行されるとき、航空測量の１エーカー当たりのコストを削減するために、約５０，０００エーカー以上が測量される。
【００１０】
さらに、航空測量は、一般に、地形の上方の何らかの安全な高さで、且つ存在しうる障害物及び雲の周りで実行される。障害物が存在する場合、無人航空ビークルは、森林上空で高度を上げて飛行する必要がある。測量対象エリア上空での無人航空ビークルの高さが上昇すると、航空測量により生成されるポイントクラウドの密度は低下する。結果として、航空測量が実行されるとき、森林に関して集めることができる情報に基づくポイントクラウドの解像度レベルは、所望通りの高さを有さない。
【００１１】
さらに、このような高さまで上昇すると、航空測量を実行するために使用されるレーザを雲の覆いが遮る場合がある。例えば、雲により、レーザが反射、屈折、又はそれ以外の原因で測量対象である森林から逸れてしまうことがある。レーザが反射又は屈折すると、光検出及び測距システムによって検出される応答は、森林ではなく雲から得られることになるので不正確となる。結果として、森林のポイントクラウドに含まれる情報は、航空測量が実行されるときに雲に覆われている位置にギャップを有する。
【００１２】
加えて、森林調査ミッションの実行コストに起因して、経済的に、不規則な時間的間隔でしか森林の測量を行えない場合が多い。したがって、次の森林測量までの時間間隔が長くなる。例えば、森林の測量は、人員的限界、装備的限界、及び航空測量のコストに起因して、長期間（例えば４年）に一度しか行われない。一回の測量で雲の覆いにより測量できない位置があると、その位置はさらに４年間測量されないことになりうる。結果として、森林内の特定の位置に関する情報の収集に８年のギャップが生じうる。
【００１３】
現在、航空測量で集めた情報のギャップを低減する一方式は、航空測量を慎重に計画することである。例えば、航空測量は、一般に、森林上空に雲の覆いが存在しないか、又は特定の割合を下回るときにのみ実行される。結果として、所望の量の情報を取得するために、雲の覆いが存在しないか又は十分に少ないときを選択することにより、雲の覆いが存在することに起因する収集情報のギャップの問題が低減される。気象条件により雲の覆いが変化して森林を覆う雲が所望の量より増えた場合、航空測量の日程は、森林を遮る雲の覆いに含まれる雲が、所望のレベルの品質で情報を生成するために十分に薄いレベルである別の時間に変更される。
【００１４】
雲の覆いが十分に少ない時に航空測量の日程を変更することにより、森林に関して所望の量の情報を集めることができるが、航空測量の日程変更は必要以上にコストが掛かる。多くの場合、航空測量の日程変更は航空測量の実行コストを上昇させる。
【００１５】
さらに、光検出及び測距システムを用いて測量を実行する航空機のオペレータが有する需要は、季節によって様々である。例えば、冬季に比べると雲の覆いが少ない夏季には需要が高い。光検出及び測距システムを有する航空機を用いた航空測量に対する需要のこのような高低は、雲の覆いの存在する日が多い地域におけるこのような測量の平均価格を上昇させうる。
【００１６】
加えて、光検出及び測距システムを有する航空機を用いた航空測量の実行コストは、異なる地理的地域で変化しうる。例えば、シアトルの森林の航空測量実行コストは、テキサス州の森林で同様の測量を実行するよりも高い。シアトルの雲の覆いの量は、光検出及び測距システムを有する航空機を用いた航空測量の実行に対する需要に、季節的な急増及び減少をもたらす。
【００１７】
別の解決法は、無人航空ビークルに、雲の覆い中の雲の下を飛行させることを伴う。このような低いレベルを飛行することにより、無人航空ビークルにとって危険でありえ、且つセンサの視野を狭めうる気象条件に、ビークルが遭遇する確率が上昇する。さらに、無人航空ビークルが遭遇しうる障害物、例えば、送電線、岩盤露出部、携帯電話基地局、及び雲の覆いの下の低いレベルを飛行するときの他の種類の障害物が増加する。
【００１８】
さらに、人口集中エリアでは、低空飛行する無人航空ビークルは、測量対象エリアにおいて個人のプライバシーの問題を呈する。無人航空ビークルを低いレベルで飛行させることは、無人航空ビークルを高い高度で飛行させることと比べ、走査の表面積の縮小ももたらす。例えば、高度の１０％の低下につき、航空測量を完了するために必要な時間量は約１０％増加する。
【００１９】
ポイントクラウドの解像度は高度が低いほど上昇するが、時間に関する効率は低下する。換言すれば、低い高度を飛行するほど、ポイントクラウドの生成に長時間を要する。このような時間延長は航空測量のコストを増大させる。このような費用の増大は、ポイントクラウドの解像度をさらに上げることが望まれない場合、認められない。
【００２０】
いくつかの事例では、低い高度で航空測量を実行するとき、複数の無人航空ビークルを使用して航空測量が行われる。森林のすべてを網羅し、且つ航空測量の実行を、限定された時間フレーム内に維持するために、追加の無人航空ビークルが使用されうる。時間フレームが長いほど、航空測量の範囲を縮小しうる雲の覆いが発生する可能性が高くなる。
【００２１】
加えて、低い高度を飛行することは、着氷条件及び突風のリスクを上昇させる。これらの条件は、航空測量が実行される回数をさらに限定する。例えば、雲が存在しない場合も、低い高度におけるこれらの条件により、航空測量の実行がやはり妨げられる場合がある。このように、低い高度での航空測量の実行は、雲の上の高い高度で実行される航空測量と比較して、必要以上のコストを生じさせる結果となりうる。
【００２２】
したがって、少なくとも上述の問題点のいくつかと、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望ましい。
【発明の概要】
【００２３】
例示的一実施形態では、装置は、無人航空ビークル、電磁エネルギーセンサシステム、及び測量コントローラを備える。電磁エネルギーセンサシステムは、無人航空ビークルに関連付けられる。電磁エネルギーセンサシステムは、森林に関する情報を生成するように構成される。測量コントローラは、電磁エネルギーセンサシステムが森林について集める情報の情報レベル（２３８）に対する雲の覆いの影響が小さい、森林上の任意の数の位置を特定するように構成される。
【００２４】
別の例示的実施形態では、航空測量システムは、無人航空ビークルの部隊、及び測量コントローラを備える。測量コントローラは、任意の数の位置上空の雲の覆いに基づき、陸地の一エリア内の任意の数の位置に関する情報の生成を制御するように構成される。
【００２５】
また別の例示的実施形態では、森林に関する情報の生成方法が提示される。上空は、無人航空ビークル内の電磁エネルギーセンサシステムが、ポイントクラウドのしきい値に適合する解像度でポイントクラウドを生成することにより森林に関する情報を生成する、森林内の任意の数の位置が特定される。無人航空ビークルが任意の数の位置へ移動して、任意の数の位置において森林に関する情報を生成するためのルートが生成される。
【００２６】
上記のフィーチャ、及び機能は、本発明の様々な実施形態において独立に達成可能であるか、又は他の実施形態において組み合わせることが可能である。これらの実施形態について、後述の説明及び添付図面を参照してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
新規のフィーチャと考えられる例示的実施形態の特徴は、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、さらなる目的、及びそのフィーチャは、添付図面を参照して本発明の例示的一実施形態に関する後述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。
【００２８】
【図１】例示的一実施形態による航空測量環境を示している。
【図２】例示的一実施形態による航空測量環境のブロック図である。
【図３】例示的一実施形態による無人航空ビークルのブロック図である。
【図４】例示的一実施形態による航空測量システムを示している。
【図５】例示的一実施形態による航空測量実行ルートを示している。
【図６】例示的一実施形態による、森林内を通る無人航空ビークルのルートを示している。
【図７】例示的一実施形態による、雲が存在する場合の森林内を通る無人航空ビークルのルートを示している。
【図８】例示的一実施形態による、雲が存在する場合の森林内を通る無人航空ビークルのルートを示す別の図である。
【図９】例示的一実施形態による、陸地の一エリアの測量を実行する航空測量システムのメッセージフロー図である。
【図１０】例示的一実施形態による、森林関連情報の生成プロセスのフロー図である。
【図１１】例示的一実施形態による、無人航空ビークルのルート生成プロセスのフロー図である。
【図１２】例示的一実施形態によるデータ処理システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
例示的実施形態は、一又は複数の検討事項を認識し、考慮している。例えば、例示的実施形態は、光検出及び測距システムを使用して航空測量を実行するとき、情報の所望のレベルの品質を得るために、雲の覆いを避けることが望ましいことを認識し、考慮する。さらに、例示的実施形態は、現在使用されている航空測量実行方法では、測量から次の測量までの間隔が長期間になることに起因して、雲の覆いにより森林関連情報にギャップが生じる可能性があることを認識し、考慮する。加えて、雲の覆いの下を飛行することは、センサを非効率的に使用することになり、飛行時間の大幅な延長を要し、且つ航空測量の実行コストを増大させる。
【００３０】
また、例示的実施形態は、特定の時点で森林上空に雲の覆いが存在しても、その時雲の覆いが森林のすべてを覆っているわけではないことを認識し、考慮する。結果として、森林上空に雲が存在しない一又は複数の位置が存在する。換言すれば、これらの位置の上空の雲のギャップにより、無人航空ビークルの光検出及び測距システムを使用して、森林に関する所望の情報の収集が可能になる。例示的実施形態は、雲の覆いに含まれる雲が存在しない位置の上空では、航空測量が実行可能であることを認識し、考慮する。
【００３１】
さらに、例示的実施形態は、雲の覆いが存在しない位置が、雲の動きと共に頻繁に変化することを認識し、考慮する。また、例示的実施形態は、雲の覆いが存在しないか、又は所望の量の情報を提供するために十分に少ない位置が変化することを考慮して、航空測量が実行可能であることを認識し、考慮する。
【００３２】
このようにして、例示的実施形態により、森林の航空測量を実行するための方法及び装置が提供される。例示的一実施形態では、装置は、無人航空ビークル、無人航空ビークルに関連付けられた電磁エネルギーセンサシステム、及び測量コントローラを備える。
【００３３】
電磁エネルギーセンサシステムは、森林に関する情報を生成するように構成される。測量コントローラは、電磁エネルギーセンサシステムが所望のレベルの品質で森林関連情報を生成するために所望の条件が存在する、森林上空の任意の数の位置を特定するように構成される。本明細書では、アイテムに言及して「任意の数の」という場合、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、任意の数の位置は一又は複数の位置を意味する。
【００３４】
図１は、例示的一実施形態による航空測量環境を示している。この実施例では、航空測量環境１００は、森林１０４の上空を飛行する無人航空ビークル１０２を含んでいる。図示のように、無人航空ビークル１０２には、無人航空ビークル１０６及び無人航空ビークル１０８が含まれる。
【００３５】
この特定の実施例では、無人航空ビークル１０２は、森林１０４の航空測量を実行するように構成されている。無人航空ビークル１０６は光検出及び測距システム１１０を有しており、無人航空ビークル１０８は光検出及び測距システム１１２を有している。
【００３６】
図示のように、光検出及び測距システム１１０は、レーザビーム１１４により森林１０４を走査するように構成されている。レーザビーム１１４の走査への応答は、光検出及び測距システム１１０によって検出される。この走査は、森林１０４上でレーザビーム１１４を掃引するか又は移動させることにより行われる。この走査は、いくつかの実施例において表示装置上の表示を生成するために実行されるラスタ走査に類似のパターンを有することができる。言うまでもなく、この走査は、レーザビーム１１４に対する応答が検出されるときに森林１０４に関する情報を生成するように構成された、任意のパターンを有するレーザビーム掃引により行われうる。
【００３７】
これらの応答は、森林１０４の、レーザビーム１１４によって走査される部分のポイントクラウドを形成するために使用される。このポイントクラウドは、森林１０４に関する頂点又はデータ点を提供する。これらの頂点は、樹木、葉、枝、及び他の適切なフィーチャといった森林１０４内のフィーチャを特定するために使用される。
【００３８】
同様に、無人航空ビークル１０８の光検出及び測距システム１１２も、レーザビーム１１６を用いて森林１０４の情報を生成するように構成されている。レーザビーム１１６は、森林１０４上空を無人航空ビークル１０８が飛行するにつれて、森林１０４を横切って掃引することもできる。レーザビーム１１６への応答も、ポイントクラウドを生成するために検出及び使用される。森林１０４の、レーザビーム１１４及びレーザビーム１１６によって走査される様々な部分のポイントクラウドを組合せて、森林１０４のポイントクラウドを形成することができる。
【００３９】
この実施例では、森林１０４上空に雲１１８が存在する。図示のように、無人航空ビークル１０２は雲１１８の上を飛行する。結果として、雲１１８は、無人航空ビークル１０２が森林１０４のすべてに関する情報を生成することを妨げうる雲の覆いを生成する。
【００４０】
雲１１８の存在しない位置１２０が特定可能である。いくつかの実施例では、位置１２０は、雲１１８は存在するが、無人航空ビークル１０２により所望の量の情報が生成可能であるために十分に少ないか、はそのような情報を生成可能な成分を有する位置とすることができる。
【００４１】
この実施例では、位置１２０には、位置１２２及び位置１２４が含まれる。位置１２０の特定により、無人航空ビークル１０２は、位置１２０上空を飛行して森林１０４に関する情報を生成するように制御される。例えば、森林１０４の航空測量を実行するうえで、無人航空ビークル１０６は位置１２２の上空を飛行するように制御され、無人航空ビークル１０８は位置１２４の上空を飛行するように制御される。
【００４２】
さらに、位置１２０が雲１１８の移動により変化するにつれ、無人航空ビークル１０２のルートも変更されて、無人航空ビークル１０２は、雲１１８があっても所望のレベルの品質で森林１０４関連情報が生成される新規の位置に向かうように方向変更される。
【００４３】
結果として、無人航空ビークル１０２は、森林１０４の航空測量の実行中に動的にルート指定される。このような実施例では、無人航空ビークル１０２のルートは、雲１１８の存在しない位置１２０において、所望のレベルの品質の森林１０４関連情報が生成可能であるときに変更される。
【００４４】
特に、無人航空ビークル１０２のルートの変更は、森林１０４のすべてが走査されて森林１０４のポイントクラウドのための情報が生成されるように、生成することができる。別の構成では、雲１１８を考慮すると森林１０４のすべてを走査することが不可能である場合も、本例示的実施形態は、現在使用されている技術と比較して、森林１０４の走査部分を増大させることができる。換言すれば、例示的実施形態を使用する場合、曇天条件を前提とすると、無人航空ビークル１０２に動的ルートを用いることで、現在使用されている航空測量システムを用いる場合より多くの森林１０４部分を走査することができる。
【００４５】
このような実施例では、雲１１８に関する情報は、任意の数の異なるソースから生成される。例えば、雲１１８に関する情報は、衛星１２６、地上ベースの全天イメージャ１２８、航空機１３０、無人航空ビークル１０６、無人航空ビークル１０８、及び他の適切なソースといったソースによって生成された画像の形態をとることができる。
【００４６】
衛星１２６は、森林１０４上空の雲１１８の画像を生成することができる。地上ベースの全天イメージャ１２８は、地面１３４からの雲１１８の画像を生成することができる。同様に、航空機１３０は雲１１８の上を飛行して、森林１０４上空の雲１１８の画像を生成する。衛星１２６、地上ベースの全天イメージャ１２８、及び航空機１３０のうちの少なくとも一つにより生成されるこの情報は、無人航空ビークル１０２及び制御ステーション１３２内の測量コントローラ１３１のうちの少なくとも一方に送られる。
【００４７】
このような実施例では、無人航空ビークル１０２及び制御ステーション１３２内の測量コントローラ１３１のうちの一方又は両方は、衛星１２６、地上ベースの全天イメージャ１２８、及び航空機１３０のうちの少なくとも一つによって生成される情報を使用して、雲１１８の位置している場所を特定することができる。このようにして、雲１１８の存在しない位置１２０が特定可能である。このような実施例では、無人航空ビークル１０２が位置１２０上空を飛行するためのルートが生成される。このような実施例では、このようなルート指定は、無人航空ビークル１０２及び測量コントローラ１３１のうちの少なくとも一方により実行される。
【００４８】
このような実施例では、位置１２０の特定、無人航空ビークル１０２のルート指定、又はこれらの両方は、無人航空ビークル１０２以外の別の位置で実行されうる。例えば、このような作業は、制御ステーション１３２内の測量コントローラ１３１によって実行されてよく、測量コントローラ１３１は次いで、ルート指定情報を無人航空ビークル１０２に送る。
【００４９】
森林１０４上空における無人航空ビークル１０２のこのようなルート指定は、雲１１８が存在するとき、固定ルートで航空測量が実行される場合よりも多くの情報が森林１０４に関して生成されるように実行される。
【００５０】
図２は、例示的一実施形態による航空測量環境のブロック図である。図１の航空測量環境１００は、図２の航空測量環境２００の一実装態様の一例である。
【００５１】
この実施例では、航空測量環境２００は、森林２０４について情報２０２が生成されうる環境の一例である。特に、航空測量２０６は、森林２０４内のエリア２４６について実行される。エリア２４６は、特定の実装態様に応じて、森林２０４の一部又は全てでありうる。
【００５２】
このような実施例では、情報２０２はポイントクラウド２３４を含みうる。ポイントクラウド２３４は、三次元座標内に複数の頂点を含む。これらの頂点は、通常、ｘ、ｙ、及びｚ座標を用いて説明される。これらの頂点は、樹木などのオブジェクトの外表面を表すことを意図している。これらの頂点は、点とも呼ばれる。
【００５３】
図示のように、情報２０２は、航空測量システム２０８を使用して実行される航空測量２０６により生成される。この実施例では、航空測量システム２０８は、無人航空ビークル部隊２１０及び測量コントローラ２１２を含んでいる。
【００５４】
このような実施例では、測量コントローラ２１２は、ハードウェア、ソフトウェア、又は、これら二つの組み合わせを用いて実施される。このような実施例では、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）、プログラマブルロジックデバイス、又は任意の数の工程を実行するように構成された他の何らかの適切な種類のハードウェアの形態をとることができる。プログラマブルロジックデバイスである場合、このデバイスは任意の数の工程を実行するように構成される。このデバイスは、任意の数の作業を実行するように恒久的に構成することも、後で再構成することもできる。
【００５５】
プログラマブルロジックデバイスの例として、例えば、プログラマブルロジックアレイ、プログラマブルアレイロジック、フィールドプログラマブルロジックアレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及び他の適切なハードウェアデバイスが挙げられる。加えて、プロセスは、無機コンポーネントと一体化した有機コンポーネントに実装することができる、及び／又は人間を除く有機コンポーネントで全体を構成することができる。例えば、プロセスは有機半導体に回路として実装することができる。
【００５６】
図示のように、測量コントローラ２１２はコンピュータシステム２２２において実施される。コンピュータシステム２２２は一又は複数のコンピュータを含む。コンピュータシステム２２２内に複数のコンピュータが存在するとき、これらのコンピュータはネットワークなどの通信媒体を介して相互に通信することができる。
【００５７】
このような実施例では、コンピュータシステム２２２内の測量コントローラ２１２は、制御ステーション２２４のような単一の位置に位置させることができる。制御ステーション２２４は、地上の建造物、航空機、船舶、宇宙ステーション、衛星、陸上ビークル、又は他の何らかの適切な位置に位置させることができる。
【００５８】
他の実施例では、測量コントローラ２１２は、様々な位置に分散される。例えば、測量コントローラ２１２は、無人航空ビークル部隊２１０内の任意の数の無人航空ビークル２１４のうちの一又は複数に分散される。また別の実施例では、測量コントローラ２１２は、特定の実装態様に応じて、任意の数の無人航空ビークル２１４及び制御ステーション２２４に位置させることができる。加えて、他の実施例では、測量コントローラ２１２は遠隔地に位置していてもよい。
【００５９】
このような実施例では、測量コントローラ２１２は知能レベル２１１を有しうる。知能レベル２１１は、測量コントローラ２１２の実装態様に応じて様々である。いくつかの事例では、測量コントローラ２１２は、人間オペレータから入力を受取り、人間オペレータに出力を提供する。
【００６０】
また別の実施例では、知能レベル２１１がさらに高いことにより、人間オペレータからの入力が不要である。例えば、人工知能システム及び他の適切な種類のプロセッサは、測量コントローラ２１２の知能レベル２１１に所望のレベルの知能を提供する。特に、人工知能システムには、エキスパートシステム、ニューラルネットワーク、単純なヒューリスティクス、線形、非線型、又は整数プログラム、ファジー理論、ベイジアンネットワーク、又は測量コントローラ２１２の知能レベルに所望のレベルの知能を提供する他の何らかの適切な種類のシステムが含まれる。
【００６１】
この実施例では、無人航空ビークル部隊２１０には、任意の数の無人航空ビークル２１４が含まれる。図示のように、任意の数の無人航空ビークル２１４は、自律無人航空ビークルの組２１６とすることができるか、又は自律無人航空ビークルの組２１６を含むことができる。このような実施例では、自律無人航空ビークルの組２１６は、集団２１８又は集団の組２２０として作業するように構成される。
【００６２】
任意の数の無人航空ビークル２１４のうちの一又は複数は、航空測量２０６を実行して森林２０４に関する情報２０２を生成するように構成される。このような実施例では、任意の数の無人航空ビークル２１４は、森林２０４上空の複数のルート２５０を飛行して情報２０２を生成する。このような実施例では、複数のルート２５０は測量コントローラ２１２によって生成される。
【００６３】
図示のように、複数のルート２５０は、生成されて、測量コントローラ２１２から任意の数の無人航空ビークル２１４に送られる。この場合、航空測量システム２０８は、集中型制御方法を用いて構成される。別の実施形態では、測量コントローラ２１２は、任意の数の無人航空ビークル２１４又は他のプラットフォームのうちの一又は複数に分散させたソフトウェア及びハードウェアにおいて実施され、任意の数の無人航空ビークル２１４に含まれる無人航空ビークル間の通信により調整される。この実装態様では、航空測量システム２０８は、分散型制御方法を用いて複数のルート２５０を生成する。
【００６４】
例えば、無人航空ビークル２３０は、情報２０２を生成するために、森林２０４上空の複数のルート２５０に含まれるルート２３２を飛行することができる。森林２０４の航空測量２０６を実行する際に、任意の数の雲２２８による雲の覆い２２６が森林２０４上空に存在しうる。
【００６５】
雲の覆い２２６に含まれる任意の数の雲２２８が存在する場合、任意の数の雲２２８は、情報２０２の何らかの部分の情報レベル２３８を低下させうる。特に、森林２０４内の任意の数の位置２３６の上空の任意の数の雲２２８にギャップ２４８が存在する場合がある。
【００６６】
例えば、光検出及び測距システムが任意の数の無人航空ビークル２１４に使用される場合、森林２０４内のエリア２４６に向けられたレーザビームに対する応答から導出される情報２０２は、森林２０４よりむしろ任意の数の雲２２８に関する情報を含む場合がある。森林２０４に関する情報２０２の品質が極めて低い場合、情報２０２は所望のレベルの情報レベル２３８を有さない可能性がある。この情報は、情報２０２に関する所望のレベルの品質という形態をとることができる。情報２０２の品質に関する情報レベル２３８は、様々な方法で測定される。例えば、ポイントクラウド２３４内に、地面の単位面積当たりに所望の数の点が存在する場合、情報２０２は情報レベル２３８を有する。
【００６７】
他の実施例では、情報レベル２３８はセンサシステム２４２によって検出される応答の強度により測定される。さらに、情報レベル２３８は、信号対雑音比、コントラストのレベル、又は他の適切なパラメータにより決定される。
【００６８】
また別の実施例では、情報レベル２３８は、ポイントクラウド２３４内の点と点の間に所望のスペースにより測定される。この場合、もっと正確なデータが必要とされ、したがってポイントクラウド２３４内の点と点の間の距離がもっと短いことが望ましい。ポイントクラウド２３４内の点と点の間の距離を短縮するために、情報レベル２３８は、無人航空ビークル２３０が森林２０４上空の航空測量２０６を実行する際、一度に小さな面積しか走査しないセンサシステム２４２を用いることで所望のレベルを有することができる。換言すれば、センサシステム２４２は、小さな視野で森林２０４を走査することにより所望のレベルの情報レベル２３８を提供することができる。
【００６９】
特に、情報レベル２３８のこのような低下により、ポイントクラウド２３４の解像度２３９が、ポイントクラウド２３４のポイントクラウドしきい値を下回ることがある。このような実施例では、種々のパラメータが、ポイントクラウド２３４に所望のパラメータと同程度に正確であると決定できないとき、ポイントクラウド２３４の解像度２３９はポイントクラウドしきい値を下回る。この一例として、林冠の高さ、森林飼養密度、及び森林に関する他の情報のうちの少なくとも一つが、ポイントクラウド２３４の解像度２３９がポイントクラウドしきい値を下回ることに起因して特定されない場合が挙げられる。
【００７０】
このような実施例では、ルート２３２の生成において、測量コントローラ２１２は、無人航空ビークル２３０によって生成される森林２０４に関する情報レベル２３８への雲の覆い２２６の影響が小さい森林２０４上空の任意の数の位置２３６を特定するように構成される。このような任意の数の位置２３６の特定は動的に行われる。
【００７１】
すなわち、ルート２３２は固定されずに、雲の覆い２２６があっても無人航空ビークル２３０によって情報２０２から生成されるポイントクラウド２３４の解像度２３９がポイントクラウドしきい値を上回る任意の数の位置２３６に応じて動的であることが可能である。換言すれば、複数のルート２５０のうちのルート２３２は、このような実施例では動的ルート２４４の形態をとることができる。
【００７２】
このような実施例では、任意の数の位置２３６は、任意の数の雲２２８の存在しない位置である。また別の実施例では、任意の数の位置２３６は、任意の数の雲２２８のうちの一又は複数が存在するが、ポイントクラウド２４３に関する情報２０２がポイントクラウドしきい値を満たす又は超える解像度２３９を有することを可能にするような特徴をそのような雲が有する位置とすることができる。解像度２３９は、任意の数の位置２３６に任意の数の雲２２８が存在するとしても、ポイントクラウドしきい値を満たしうる又は超えうる。
【００７３】
図示のように、測量コントローラ２１２は、任意の数の位置２３６を変化させる雲の覆い２２６に含まれる任意の数の雲２２８の動き又は他の変化を特定するように構成されている。測量コントローラ２１２は、無人航空ビークル２３０のルート２３２を生成するように構成される。ルート２３２の生成は動的に実行される。換言すれば、測量コントローラ２１２がルート２３２を生成するとき、ルート２３２の生成は、ルート２３２の初期選択、ルート２３２への修正、又はルート２３２に対する他の何らかの変更を含みうる。
【００７４】
このように、ルート２３２は、無人航空ビークル２３０が航空測量２０６を実行している間に変更される。具体的には、測量コントローラ２１２による無人航空ビークル２３０のルート２３２の生成は、任意の数の位置２３６の特定といったイベントに応答して行われる。測量コントローラ２１２による無人航空ビークル２３０のルート２３２の生成はまた、任意の数の位置２３６が周期的に、連続的に、又は他の何らかの適切な様式で変化するイベントに応答して行われる。
【００７５】
図示のように、測量コントローラ２１２は、三次元でルート２３２を動的に生成する。このような実施例では、ルート２３２は三次元のルートである。一実施例では、測量コントローラ２１２は、無人航空ビークル２３０によって生成される情報２０２の情報レベル２３８に対する雲の覆い２２６の影響を低下させるように、三次元でルート２３２を変更する。
【００７６】
例えば、動的ルート２４４を生成するとき、測量コントローラ２１２は、無人航空ビークル２３０を雲の存在しない任意の数の位置２３６にナビゲートすることに加えて、無人航空ビークル２３０の高度を調節することができる。この場合、センサシステム２４２の視野を限定することによりポイントクラウド２３４の情報レベル２３８が所望のレベルを有するように、無人航空ビークル２３０の高度を下げることができる。他の実施例では、雲の覆いの小さな断片は、無人航空ビークルが短期間にわたって任意の数の雲２２８の下を飛行しなければならず、その際に高度を変更しなければならないことを示唆する。換言すれば、ルート２３２は、無人航空ビークル２３０が任意の数の雲２２８の下を飛行し、任意の数の雲２２８が移動したときに任意の数の雲２２８の上に戻るように調節される。この戦略は、風がないために任意の数の雲２２８の断片が移動しないときに有用である。
【００７７】
いくつかの事例では、雲情報２４０が、航空測量２０６の実行のための精度を維持した状態で受け取られる。いくつかの実施例では、雲情報２４０は、一度だけ、又は断続的に受け取られる。この場合、測量コントローラ２１２は、受け取られた雲情報２４０に基づいて、森林２０４上空の任意の数の位置２３６を経時的に予測することができる。
【００７８】
このような実施例では、森林２０４内のエリア２４６について航空測量２０６を実行するために、任意の数の無人航空ビークル２１４に新たに一又は複数の無人航空ビークルが使用される場合、このような無人航空ビークルは、エリア２４６のすべてを網羅するように測量コントローラ２１２によって制御される。このような制御は、森林２０４内のエリア２４６内部において情報２０２の生成の重複が低減又は排除されるように行われる。この特定の実施例では、測量コントローラ２１２は、任意の数の無人航空ビークル２１４に含まれる無人航空ビークルの複数の動的ルート２５４として複数のルート２５０を生成する。
【００７９】
他の実施例では、航空測量２０６を実行するために使用される任意の数の無人航空ビークル２１４は、森林２０４内のエリア２４６の情報２０２を生成するために集団２１８又は集団の組２２０として作業する自律無人航空ビークルの組２１６である。このようにして、無人航空ビークルの組２１６は、情報２０２が可能な限り効率的にエリア２４６内で生成されるように、互いに協力して複数のルート２５０を生成し、動的に修正する。
【００８０】
この特定の実施例では、自律無人航空ビークル２１６は、複数の動的ルート２５４として複数のルート２５０を生成するように構成される。この特定の実施形態の場合、測量コントローラ２１２は、自律無人航空ビークルの組２１６に含まれる一又は複数に位置させることができる。結果として、エリア２４６の特定の部分についての情報２０２の生成に生じる重複は、低減又は回避される。さらに、複数のルート２５０は、航空測量２０６を実行するために必要な時間量が低減するように生成及び修正される。
【００８１】
このような実施例では、測量コントローラ２１２は、複数の動的ルート２５４を継続的に生成するように構成される。例えば、複数の動的ルート２５４は、任意の数の無人航空ビークル２１４が飛行しているときに生成される。いくつかの事例では、雲の覆い２２６の現在の状態と、特に任意の数の雲２２８のギャップ２４８の位置とに基づいて、事前計画ルートが生成される。
【００８２】
任意の数の雲２２８が移動するにつれ、複数のルート２５０は、複数の動的ルート２５４のために、複数のルート２５０の生成の一部として動的に変更される。このように、動的ルート２５４は、任意の数の異なる方法で動的にすることができる。いくつかの事例では、複数の動的ルート２５４は、任意の数の無人航空ビークル２１４が飛行して航空測量２０６を実行する際に生成される。換言すれば、複数のルート２５０は、無人航空ビークル２１４が森林２０４上空の飛行を開始する前に、航空測量２０６のすべてについて完成しているわけではない。そうではなく、ルート２５０は、任意の数の無人航空ビークル２１４が飛行するにつれて生成される。複数のルート２５０は、任意の数の無人航空ビークル２１４によって生成される情報２０２と、ギャップ２４８を有する任意の数の雲２２８の、任意の数の位置２３６上空での動きとに基づいて飛行中に生成される。
【００８３】
他の実施例では、複数のルート２５０は、任意の数の雲２２８の現在位置とそれらの動きの予測とに基づいて事前計画されてもよい。次いで、複数のルート２５０は、任意の数の雲２２８の実際の動きに基づく複数のルート２５０の生成の一部として、又は森林２０４上空の任意の数の雲２２８の動きの予測の変更として修正される。
【００８４】
このような実施例では、測量コントローラ２１２は、任意の数の雲２２８の動きを予測するための確率モデルを使用することができる。例えば、測量コントローラ２１２は、離散的マルコフモデル、又は他の適切な種類のモデルを使用することができる。結果として、測量コントローラ２１２が任意の数の組２２８の動きを予測することで、任意の数の雲２２８が存在しないところに複数のルート２５０が生成される。
【００８５】
このような実施例では、任意の数の位置２３６の特定は、雲情報２４０を使用して実行される。雲情報２４０は、センサシステム２４２を用いて生成される。雲情報２４０は、画像、地図、及び他の適切な種類の情報といった様々な形態をとることができる。センサシステム２４２には、衛星、地上ベースの全天イメージャ、航空機内のカメラシステム、無人航空ビークル２３０内のカメラシステム、レーダシステム、及び雲情報２４０を生成するように構成された他の適切な種類のセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。
【００８６】
図２に示す航空測量環境２００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。図示され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。いくつかのコンポーネントは不要になることがある。また、ブロックは、いくつかの機能的なコンポーネントを示すために提示されている。例示的な一実施形態において実施される場合、これらのブロックの一又は複数を、異なるブロックに統合、分割、或いは統合且つ分割することができる。
【００８７】
例えば、他の実施例では、航空測量システム２０８は、無人航空ビークル部隊２１０に含まれるビークル以外の他の種類のビークルを含みうる。一実施例として、有人航空ビークルも航空測量２０６を実施するうえで援用可能である。また別の実施例では、センサシステム２４２は航空測量システム２０８の一部と考えることもできる。
【００８８】
別の実施例として、航空測量システム２０８を使用して実行される航空測量２０６を、森林２０４に加えて又は代えて、他の種類の陸地で実行することができる。例えば、エリア２４６には他の種類の陸地が含まれてもよい。測量対象となりうる異なる種類の土地には、例えば、限定されないが、市街地、農場、砂漠、山地、平原、又は他の何らかの適切な種類の陸地が含まれてよい。さらに、航空測量は、川、池、湖、海、大洋、および他の適切な種類の水域といった水域について実行されてもよい。
【００８９】
さらに、航空測量２０６は、森林調査測量ではなく、他の種類の作業を実行するために使用されてもよい。例えば、航空測量２０６は、氾濫原マッピング、小スケールの高密度地形モデリング、州規模測量、バイオマス評価、露地モデリング、輸送マッピング、送電線及びガスラインのマッピング、カテナリモデル生成、植生臨界距離の解析、通信インフラ計画、非常ライン計画、資産管理、三次元都市マッピング、浅水マッピング、又はセンサシステム２４２のようなセンサシステムを用いた他の適切な作業を実行するために使用することができる。
【００９０】
このように、例示的実施形態は航空測量２０６を実行することで、現在使用されている方法より経費効率的に、ポイントクラウドしきい値２４３を満たす解像度２３９でポイントクラウド２３４を生成することができる。解像度２３９がポイントクラウドしきい値２４３以上であるとき、ポイントクラウド２３４は、所望のレベルの品質又は解像度を有する。このような実施例では、ポイントクラウドしきい値２４３は、特定の用途に応じて様々である。例えば、上述のような他の用途では、ポイントクラウドしきい値２４３は、森林２０４のしきい値とは異なっている。
【００９１】
測量コントローラ２１２は、動的ルート２４４が無人航空ビークル２３０の周りの環境の変化を考慮するように、無人航空ビークル２３０のルート２３２生成する。このようにして、測量コントローラ２１２は三次元でルート２３２を調整することができる。測量コントローラ２１２及び無人航空ビークル２３０の使用により、現在使用されている方法より低いコストで、森林２０４に関するもっと完全なポイントクラウドが生成される。
【００９２】
他の実施例では、航空測量２０６を実行するための集団２１８の作業によりコスト削減が達成される。例えば、費用が安く、小型で、軽量のセンサを、集団２１８のセンサシステム２４２に使用することができる。小型のセンサの場合、無人航空ビークルは、所望のレベルのポイントクラウド２３４で情報レベル２３８を達成するために、低い高度を飛行しなければならない。
【００９３】
集団２１８の使用により、各無人航空ビークルは、低い高度を飛行して、所望のレベルのポイントクラウド２３４で情報レベル２３８を達成すると同時に、ポイントクラウド２３４を生成するためにかかる時間を短縮することができる。集団２１８の使用により、大型の無人航空ビークルより使用燃料が少なく、且つ効率的な飛行作業を実行することができる小型の無人航空ビークルの使用も可能になる。したがって、集団２１８によって実行される航空測量２０６は、燃料、光検出及び測距システム（ＬｉＤＡＲ）センサ機器、空中プラットフォーム機器、機器の輸送、測量期間、又は他のソースのコストを削減することができる。この実施例では、測量コントローラ２１２は、集団２１８に含まれる各無人航空ビークル内の各センサシステムからのデータストリームを統合するためのコンポーネントを装備することができる。
【００９４】
図３は、例示的一実施形態による無人航空ビークルのブロック図である。この実施例では、無人航空ビークル３００は、図２の無人航空ビークル部隊２１０に含まれる任意の数の無人航空ビークル２１４の一つの一実装態様の一例である。無人航空ビークル３００は、図１の無人航空ビークル１０６及び無人航空ビークル１０８を実施するために使用される。
【００９５】
このような実施例では、無人航空ビークル３００は、任意の数の異なるコンポーネントを含む。例えば、無人航空ビークル３００は、機体３０２、推進システム３０４、センサシステム３０６、通信システム３０８、コントローラ３１０、及び電源３１２を含む。
【００９６】
機体３０２は、無人航空ビークル３００の他のコンポーネントの物理的支持体の構造を提供する。機体３０２は、胴体、翼、安定板、補助翼、方向舵、及び他の適切な種類の構造でありうる。
【００９７】
推進システム３０４は、機体３０２に関連付けられており、無人航空ビークル３００に運動を提供するように構成されている。図示の実施例では、一のコンポーネントが別のコンポーネントに「関連付けられて」いるという場合、このような関連付けは、物理的関連付けである。
【００９８】
例えば、第１のコンポーネントである推進システム３０４は、第２のコンポーネントである機体３０２に対し、固定、接着、取り付け、溶接、締結、及び／または他の何らかの適切な方式で接続されることにより、関連付けられていると考えられる。第１のコンポーネントは、第３のコンポーネントを用いて第２のコンポーネントに接続されてもよい。第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントの一部及び／又は延長として形成されることにより、第２のコンポーネントに関連付けられていると考えることもできる。
【００９９】
推進システム３０４は様々な形態をとることができる。例えば、推進システム３０４は、任意の数のエンジン及び任意の数のプロペラの少なくとも一つを含むことができる。他の実施例では、推進システム３０４は、ジェットエンジン、ターボジェット、又は無人航空ビークル３００を動かすための他の何らかの適切な種類の推進システムとすることができる。
【０１００】
センサシステム３０６は、機体３０２に関連付けられたシステムである。センサシステム３０６は、無人航空ビークル３００の周りの環境に関する情報を生成するように構成されている。センサシステム３０６は、多数の異なる種類のセンサを含むことができる。
【０１０１】
この特定の実施例では、センサシステム３０６は、電磁エネルギーセンサシステム３１１を含んでいる。電磁エネルギーセンサシステム３１１は、電磁エネルギーを検出するように構成された任意のセンサシステムである。この実施例では、電磁エネルギーセンサシステム３１１は、光検出及び測距システム３１３である。
【０１０２】
光検出及び測距システム３１３は、レーザビームでエリア２４６を走査することができる。光検出及び測距システム３１３は、図２の森林２０４内のオブジェクトからの電磁エネルギーを検出することができる。このような実施例では、この電磁エネルギーは、レーザビームのパルスに対する応答である。特に、応答は、一又は複数のリターンの形態をとることができる。
【０１０３】
光検出及び測距システム３１３は、航空測量に使用されるとき、様々な形態をとることができる。例えば、光検出及び測距システム３１３は、単一のリターン光検出及び測距システムとすることができるか、或いは複数のリターンを検出することができる複数のリターン光検出及び測距システムとすることができる。このような実施例では、リターンはレーザパルスからの応答である。
【０１０４】
さらに、光検出及び測距システム３１３は、各リターンについて戻ってきた信号の強度を測定することができる。言うまでもなく、光検出及び測距システム３１３は、航空測量の実行に適する任意の種類の光検出及び測距システムを用いて実施することができる。
【０１０５】
このような実施例では、センサシステム３０６は任意の数のセンサモジュール３１４を含むことができる。この実施例では、任意の数のセンサモジュール３１４のうちの一つは取り外し可能である。換言すれば、無人航空ビークル３００内のセンサシステム３０６の任意の数のセンサモジュール３１４のうちの一のセンサモジュールを別のセンサモジュールに交換することができる。
【０１０６】
このようにして、無人航空ビークル３００に作成者の融通性を付与することができる。特に、無人航空ビークル３００に割り当てられたミッション又はタスクに応じて、任意の数のセンサモジュール３１４のうちの一つを、無人航空ビークル３００が使用するために選択することができる。さらに、任意の数のセンサモジュール３１４を使用することで、センサシステム３０６内のセンサの数を減らすことにより、無人航空ビークル３００の重量を、特定のミッション又はタスクに必要なものだけに低減することができる。
【０１０７】
例えば、センサモジュール３１６は、任意の数のセンサ３１８から構成される。任意の数のセンサ３１８の構成は、実行される特定の種類のミッション又はタスクのために選択されうる。センサシステム３０６に含まれうる他のセンサは、全地球測位システム受信機、カメラシステム、可視光カメラ、赤外線カメラ、多スペクトルカメラ、ハイパースペクトルカメラ、レーダシステム、及び他の適切な種類のセンサのうちの少なくとも一つを含む。レーダシステムが使用されるとき、このような実施例では、センサシステム３０６に合成開口レーダ（ＳＡＲ）システムを実施することができる。
【０１０８】
通信システム３０８は、機体３０２に関連付けられている。図示のように、通信システム３０８は、無人航空ビークル３００と別のデバイスとの間に通信を提供するように構成されている。他のデバイスには、例えば、測量コントローラ２１２、無人航空ビークル部隊２１０のうちの任意の数の無人航空ビークル２１４、センサシステム２４２、及び図２に示される他の適切なコンポーネントが挙げられる。このような実施例では、通信は無線通信である。いくつかの事例では、有線の通信インターフェースも存在しうる。
【０１０９】
電源３１２は、機体３０２に関連付けられている。電源３１２は、無人航空ビークル３００内の他のコンポーネントに電力を提供するように構成されている。電源モ３１２は、任意の数の異なる形態をとることができる。例えば、電源３１２は、エネルギーシステム３２０及び環境発電システム３２２のうちの少なくとも一方を含むことができる。
【０１１０】
この実施例では、エネルギーシステム３２０は、一又は複数のバッテリを含むことができる。このようなバッテリは、モジュール式で交換可能なものでもよい。他の実施例では、エネルギーシステム３２０は、燃料電池、燃料タンク内の燃料、及び他の何らかの適切な種類のエネルギーシステムのうちの少なくとも一つとすることができる。
【０１１１】
環境発電システム３２２は、無人航空ビークル３００の周りの環境から無人航空ビークル３００内のコンポーネントのための電力を生成するように構成される。例えば、環境発電システム３２２は、無人航空ビークル３００の飛行中、駐機中、又はこれら二つの組み合わせの間に、無人航空ビークル３００の周りの環境から発電する太陽電池、超小型風力タービン発電機、及び他の適切な種類の環境発電システムを含む。
【０１１２】
この実施例では、コントローラ３１０は、機体３０２に関連付けられている。図示のように、コントローラ３１０はハードウェアの形態をとり、ソフトウェアを含むことができる。
【０１１３】
コントローラ３１０は、無人航空ビークル３００の作業を制御するように構成される。コントローラ３１０は知能レベル３２４を提供する。知能レベル３２４は、無人航空ビークル３００の特定の実装態様に応じて様々である。いくつかの実施例では、コントローラ３１０は、図２の測量コントローラ２１２の一部と考えることができる。
【０１１４】
いくつかの事例では、知能レベル３２４は、コントローラ３１０が特定のコマンドを受け取るようなものとすることができる。このようなコマンドには、例えば、限定されないが、進行方向、ウェイポイント、センサシステム３０６を用いて図２の情報２０２をいつ生成するか、及び他の同様のコマンドが含まれる。
【０１１５】
他の実施例では、知能レベル３２４がさらに高いことにより、無人航空ビークル３００はタスクを受け取ることができる。このような実施例では、タスクは、実行される仕事である。タスクはミッションの一部ともいえる。このような実施例では、タスクは仕事のために実行される作業からなっている。例えば、タスクは、図２の森林２０４内の特定の位置を走査することである。別のタスクは、森林２０４内の特定の位置へと移動することである。
【０１１６】
コントローラ３１０は、タスクを実行するための作業を特定することができる。このタスクは、センサシステム３０６を使用して情報２０２を生成するために無人航空ビークル３００が特定のエリア内の経路をたどる固定タスクでありうる。
【０１１７】
他の実施例では、無人航空ビークル３００が他の無人航空ビークルと通信して一又は複数のタスクの実行を調整するように、知能レベル３２４をさらに高くすることができる。例えば、コントローラ３１０は、回路、コンピュータプログラム、人工知能システム、及び所望のレベルの知能レベル３２４を提供することができる他の適切な種類のプロセスを含むことができる。
【０１１８】
このような実施例では、知能システム３２８は知能レベル３２４を提供することができる。知能システム３２８は、エキスパートシステム、ニューラルネットワーク、ファジー論理、又は知能レベル３２４を提供する他の何らかの適切な種類のシステムを使用することができる。
【０１１９】
コントローラ３１０の知能レベル３２４は、動的なルート計画といった機能を可能にする。このようにして、ルートに沿った障害物を特定し、したがってそれらを回避することができる。このような障害物の特定及び回避は、リアルタイムで実行される。これらの障害物には、例えば、限定されないが、別の無人又は有人航空ビークル、山腹、樹木、及び他の障害物が含まれる。
【０１２０】
コントローラ３１０は、無人航空ビークル３００内の種々のシステムの健全性を監視することもできる。例えば、コントローラ３１０は、電源３１２に提供される又は電源３１２内に残るエネルギーレベルを監視することができる。電源３１２がエネルギーシステム３２０内にバッテリしか含まない場合、コントローラ３１０は、無人航空ビークルに対し、充電又はバッテリ交換のために基地に戻るよう指令することができる。
【０１２１】
図３に示す無人航空ビークル３００は、無人航空ビークル３００を実施可能な方式に対する制限を示唆するものではない。他の実施例では、無人航空ビークル３００は、図示の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含みうる。
【０１２２】
例えば、センサシステム３０６は、随意で、任意の数のセンサモジュール３１４に加えて他のコンポーネントを含むことができる。一実施例として、センサシステム３０６は、振動減衰システム、冷却システム、追加の電源、又は他の適切なコンポーネントを含むことができる。
【０１２３】
さらに、電磁エネルギーセンサシステム３１１は、光検出及び測距システム３１３として示されているが、電磁エネルギーを検出するように構成されたどのようなセンサシステムでもよい。例えば、電磁エネルギーセンサシステム３１１は、フォトニクスセンサ、ステレオカメラ、光検出及び測距システム、無線検出及び測距システム、無線周波数センサシステム、電気光学センサシステム、又は他の何らかの適切な種類のセンサシステムとすることができる。
【０１２４】
加えて、環境発電システム３２２は、このような実施例では無人航空ビークル３００の電源３１２に含まれるが、他の実施例では充電ステーションの一部であってもよい。この場合、環境発電システム３２２は、エネルギーを生成し、無人航空ビークル３００が充電ステーションに戻るまでそのエネルギーを蓄積するように構成される。
【０１２５】
無人航空ビークル３００は、集団２１８で動作するとき、センサシステム３０６として、図２の集団２１８に含まれる他の無人航空ビークルとは異なる種類のセンサシステムを含むことができる。例えば、無人航空ビークル３００は光検出及び測距システム３１３を含み、集団２１８に含まれる別の無人航空ビークルは合成開口レーダシステムを含む。この場合、集団２１８に含まれる各無人航空ビークル内の各センサシステムからの情報を、データ融合技術の使用と組み合わせることができる。このようにして、集団２１８は、特定の実装態様に応じて、異なる種類のセンサシステムを使用して概ね同時に種々の機能を実行することができる。
【０１２６】
図４は、例示的一実施形態による航空測量システムを示している。この実例において、航空測量システム４００は、図２の航空測量システム２０８の一実装態様の一例である。この実施例では、航空測量システム４００は、トラック４０２、無人航空ビークル発射台４０４、全天イメージャ４０６、測量コントローラ４０８、及び無人航空ビークル４１０を備えている。
【０１２７】
トラック４０２は、航空測量システム４００に移動性を提供する。無人航空ビークル発射台４０４は、トラック４０２に関連付けられており、無人航空ビークルを発射するように、又は無人航空ビークル４１０が着地するときに無人航空ビークルを受けるように位置決めされる。全天イメージャ４０６は、図２のセンサシステム２４２の一実装態様の一例である。
【０１２８】
全天イメージャ４０６は空の画像を生成し、全天イメージャ４０６によって生成されたそのような画像又はマップは、測量コントローラ４０８によって、無人航空ビークル４１０が森林上空の測量を実行するためのルートを生成するために使用される。このような実施例では、全天イメージャ４０６は、雲のエッジを特定するために使用可能なエッジ検出ソフトウェアを含むことができる。雲のエッジの特定は、全天イメージャ４０６によって生成される画像内で雲の位置をさらに容易に特定するために使用される。
【０１２９】
図４に示す航空測量システム４００は、種々の航空測量システム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、図１に示す航空測量システムは、固定位置にあるコンポーネントのいくつかに分散されるコンポーネントを含む。他の実施例では、航空測量システムは、船舶、航空機、又は他の適切な種類のプラットフォームといった他の移動プラットフォームを用いて実施可能である。
【０１３０】
図５は、例示的一実施形態による、航空測量を実行するためのルートを示している。この実施例では、体積５００は、森林５０２に関する情報を生成するために無人航空ビークル４１０が飛行する空域を表している。
【０１３１】
この実施例では、ルート５０４は、無人航空ビークル４１０のために計画されるルートである。このルートは、森林５０２に関する所望の情報取集を妨げる雲の覆いが存在しない場合に使用される。いくつかの実施例では、ルート５０４は、現在森林５０２の上空に存在する雲と、予測される雲の動きとを考慮して生成される。
【０１３２】
図６は、例示的一実施形態による、森林内を通る無人航空ビークルのルートを示している。この実施例では、ポイントクラウド６００は、森林５０２上空に雲が存在しないとき、ルート５０４を使用して森林５０２に関して生成されるポイントクラウドの一実施例である。
【０１３３】
この実施例では、森林５０２上空に雲の覆いは存在しない。結果として、ルート５０４は、ポイントクラウド６００を生成するために調整を必要としない。ルート５０４は、雲が存在しないために静止している。
【０１３４】
結果として、無人航空ビークル４１０は、最初に生成されたルート５０４を飛行する。この実施例では、ポイントクラウド６００は、森林５０２上空に示されており、森林５０２上空のルート５０４を飛行する無人航空ビークル４１０により生成される情報の一例である。言うまでもなく、ポイントクラウド６００は生成される情報を表しており、森林５０２上空に物理的に位置しているわけではない。
【０１３５】
図７は、例示的一実施形態による、雲が存在する場合の森林内を通る無人航空ビークルのルートを示している。この実施例では、森林５０２上空に雲７００が存在しうる。雲７００は、所望のレベルの品質でのポイントクラウド６００の生成を妨げる。結果として、ポイントクラウド６００内にギャップが存在する。
【０１３６】
この実施例では、ルート５０４は、図５に示すルート５０４から、図示のように修正されており、この実施例では動的ルートとなっている。ルート５０４は、ルート５０４の原型からのルート５０４の修正と考えられるか、又は無人航空ビークル４１０が森林５０２上空を飛行する際に生成される完全に新しいルートでありうる。このような実施例では、森林５０２のポイントクラウド６００は、雲７００が存在しない森林５０２内の位置の上空を飛行するための、ルート５０４の修正により、所望通りに生成される。
【０１３７】
図示のように、雲７００は、エリア内の風により、矢印７０２の方向に移動する。このような実施例では、無人航空ビークル４１０のルート５０４は、ポイントクラウド６００用の情報を生成するために、雲７００が存在しない位置の上空を飛行するように調整される。
【０１３８】
図８は、例示的一実施形態による、雲が存在する場合の森林内を通る無人航空ビークルのルートを別途示している。この実施例では、雲７００が移動して、雲７００に覆われていない位置が変化している。結果として、無人航空ビークル４１０のルート５０４がルート８００に変更され、無人航空ビークル４１０は雲７００にギャップのある森林５０２内の位置の上空を飛行してポイントクラウド６００のための情報を生成する。
【０１３９】
無人航空ビークル４１０のルート５０４からルート８００への調整は、雲７００に関する現行情報を使用して動的に行われる。この現行情報は、センサシステムにより生成される。他の実施例では、雲７００に関する情報が一度しか生成されない場合、又は無人航空ビークルのルート指定を行うための所望の頻度で生成されない場合、雲７００の動きに関する予測が行われる。
【０１４０】
このような実施例では、この予測は、気象予報による雲７００の移動方向に基づいて行われる。このような気象予報には、無人航空ビークル４１０による航空測量の実行の間に存在しうる風及び雲量に関する情報が含まれる。
【０１４１】
この実施例では、ルート５０４及びルート８００により、航空測量中の森林５０２網羅範囲が増大する。いくつかの実施例では、ルート８００は、雲７００の動きを予測することにより、ルート５０４とほぼ同時に生成される。このようにして、無人航空ビークル４１０はまずルート５０４を飛行し、次いでルート８００を飛行する。
【０１４２】
他の実施例では、雲７００の状態は、ルート５０４の原型が完了する前に変化しうる。例示的な一実施形態の使用により、ルート５０４は、特定の実装態様に応じて、ルート８００に変更されるか、又は他のいくつかの方式で修正される。このような実施例では、雲７００が再び移動するとき、ルート８００はルート５０４に戻ってもよく、又は測量コントローラは異なるルートを生成してもよい。このようにして、このような実施例では、複数のルートを使用することにより、変化する雲の状態に基づいて、最適な飛行計画戦略を生成することができる。
【０１４３】
図１及び４〜８に示される種々のコンポーネントを、図２及び３のコンポーネントと組み合わせるか、図２及び３のコンポーネントと共に使用するか、又はそれら二つの場合を組み合わせることができる。加えて、図１及び４〜８のコンポーネントのいくつかは、図２及び３のブロック図に示されたコンポーネントをどのようにして物理的構造として実装できるかの実施例である。
【０１４４】
図９は、例示的一実施形態による、陸地の一エリア上空で測量を実行する航空測量システムのメッセージフロー図である。この実施例では、航空測量を実行するために使用されるコンポーネント間の情報のメッセージフローが示されている。航空測量の実行に伴う種々のコンポーネントには、センサシステム９００、測量コントローラ９０２、及び無人航空ビークル９０４が含まれる。これらのコンポーネントは、図２の航空測量環境２００のコンポーネントの例である。
【０１４５】
測量コントローラ９０２及び無人航空ビークル９０４は、陸地９０８のエリア９６０に対する測量を実行できる航空測量システムの一部である。この実施例では、土地９０８は森林の形態をとっている。言うまでもなく、陸地９０８はどのような陸地のエリアでもよい。例えば、陸地９０８は、農場地、市街地、平原、又は他の何らかの適切な陸塊でもよい。
【０１４６】
センサシステム９００は、雲情報を測量コントローラ９０２に送る（メッセージＭ１）。次に、測量コントローラ９０２は、雲の覆いに含まれる雲が、存在しないか、又は所望のレベルの品質での陸地９０８に関する情報の生成を妨げない、陸地９０８上の位置を特定する。測量コントローラ９０２は、ルートを生成し、このルートを無人航空ビークル９０４に送る（メッセージＭ２）。無人航空ビークル９０４は、測量コントローラ９０２から受け取るルートに従って、陸地９０８のエリア９０６上空を飛行する。無人航空ビークル９０４は、エリア９０６上空を飛行するとき、エリア９０６にレーザビームを向ける（メッセージＭ３）。無人航空ビークル９０４は、陸地９０８からレーザビームに対する応答を受け取る（メッセージＭ４）。無人航空ビークル９０４は、エリア９０６内の陸地９０８から受け取られた応答に基づいて情報を生成する。情報は測量コントローラ９０２に送られる（メッセージＭ５）。
【０１４７】
このようなメッセージフローのシーケンスは、エリア９０６のすべてが測量されるまで継続される。このような実施例では、センサシステム９００から受け取られる雲情報に基づいて、エリア９０６上空の雲の覆いが変化するにつれてルートは変更される。
【０１４８】
図示のように、測量コントローラ９０２は、無人航空ビークル９０４がエリア９０６内で測量が済んでいない位置に到達するように、ルートを生成する。
【０１４９】
図１０は、例示的一実施形態による、森林関連情報の生成プロセスのフロー図である。図１０に示されたプロセスは、図２の航空測量システム２０８を用いて実施可能である。
【０１５０】
この実施例では、無人航空ビークル内の光検出及び測距システムにより、所望のレベルの品質で森林関連情報が生成される、森林内の任意の数の位置を特定すること（作業１０００）によりプロセスが開始される。これらの位置は、無人航空ビークル内の光検出及び測距システムによって、ポイントクラウドのための、森林の関する所望の情報量を反映した情報が生成される位置である。
【０１５１】
プロセスは、無人航空ビークルが任意の数の位置へ移動して任意の数の位置において森林に関する情報を生成するためのルートを生成し（作業１００２）、その後作業１０００に戻る。これら二つの作業は、航空測量が完了するまで繰り返される。このような実施例では、ルートの生成は、雲の覆いが存在しないときにはルートは変更されないように行われる。雲の覆いが発生又は変化するとき、ルートの生成は、雲がもう存在しない任意の数の位置を考慮するようにルートを変更することを含む。
【０１５２】
図１１は、例示的一実施形態による、無人航空ビークルのルート生成プロセスのフロー図である。図１１に示されたプロセスは、図２の航空測量システム２０８を用いて実施可能である。特に、図１１に示されたプロセスは、図２の動的ルート２４４としてルート２３２を生成するために使用される。
【０１５３】
この実施例では、無人航空ビークによる所望のレベルの品質で森林内の任意の数の位置を特定すること（作業１１００）によりプロセスが開始される。任意の数の位置は、作業１１００が実行される度に変化しうる。任意の数の位置は、雲の覆いを形成する雲が任意の数のギャップを有する一又は複数の位置である。任意の数のギャップにより、森林のポイントクラウドのための情報を、所望のレベルの品質で生成することができる。
【０１５４】
特定された任意の数の位置のいずれかが測量済みであるかどうかの決定が行われる（作業１１０２）。任意の数の位置のいずれかが測量済みでない場合、それらの位置は未測量位置の組として選択される（作業１１０４）。本明細書では、アイテムに言及して「組」という場合、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、未測量位置の組は、一又は複数の未測量位置である。無人航空ビークルを未測量位置の組へ移動させるためにルートが修正される（作業１１０６）。
【０１５５】
次に、無人航空ビークルは、ルートに沿って移動しながら、森林内の未測量位置の組に含まれる一の位置を走査する（作業１１０８）。走査は、未測量位置の組の上空を飛行する間に、森林のポイントクラウドのための情報を生成するために、光検出及び測距システムからのレーザビームを用いて行われる。作業１１０８では、走査は、フォトニクスセンサ、ステレオカメラ、光検出及び測距システム、無線検出及び測距システム、無線周波数センサシステム、電気光学センサシステム、及び電磁エネルギーを能動的又は受動的に検出する他の適切な種類のセンサシステムを用いて実行することができる。ポイントクラウドを作成するために生成される情報は、使用される電磁エネルギーセンサシステムに応じて様々である。例えば、情報には、ステレオカメラを用いたカメラの位置決め及び画像が含まれてよい。別の実施例として、センサが光検出及び測距システムであるとき、情報は距離測定値及びセンサの位置でもよい。
【０１５６】
ルート上の未測量位置の組のうちの次の位置が、現在任意の数の雲によって覆われているかどうかの決定が行われる（作業１１１０）。この決定は、センサシステムからの雲情報を用いて行うことができる。雲情報は、現行情報であるか、又は意図的な遅延なく雲情報が送られるとすぐにセンサシステムからリアルタイムで受け取られる。他の事例では、雲情報が所望の頻度で更新されない場合、雲情報に基づいて雲の動きの予測が行われる。
【０１５７】
次の位置が任意の数の雲によって覆われていない場合、プロセスは上述の作業１１０８に戻る。そうでない場合、測量が完了したかどうかの決定が行われる（作業１１１２）。このような実施例では、無人航空ビークルによる測量のために特定されたエリアのすべてについて情報が収集されている場合、測量は完了している。
【０１５８】
位置の測量が完了していない場合、雲の覆いの変化が特定される（作業１１１４）。作業１１１４では、雲の覆いの存在しない新たな任意の数の位置が特定される。
【０１５９】
雲の覆いの変化に基づいて、森林内にさらなる未測量位置が存在するかどうかの決定が行われる（作業１１１６）。さらなる未測量位置は、それらの位置から雲の覆いが移動したことにより、測量できるようになったものである。森林内にさらなる未測量位置が存在する場合、プロセスは上述の作業１１０６に戻る。この場合、修正されたルートは、無人航空ビークルに対し、それら未測量位置の上空を飛行して、任意の数の位置に関する情報を収集するように指令することができる。
【０１６０】
さらなる未測量位置が存在しない場合、空中待機経路を飛行するために無人航空ビークルが十分な動力を有しているかどうかの決定が行われる（作業１１１８）。十分な動力を有する場合、無人航空ビークルは、任意の数の位置において雲の覆いに新たな変化が生じるまで空中待機経路を飛行する（作業１１２０）。プロセスは次いで上述の作業１１１４に進む。
【０１６１】
十分な動力を有さない場合、無人航空ビークルは、制御ステーションに戻り（作業１１２２）、その後プロセスは終了する。作業１１０２に戻って、雲の覆いが変化した位置が測量済みである場合、プロセスは上述の作業１１１２へ進む。作業１１１２に戻り、測量が完了している場合、プロセスは終了する。
【０１６２】
図１２は、例示的な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。データ処理システム１２００は、図２のコンピュータシステム２２２、図２の測量コントローラ２１２、及び図３のコントローラ３１０を実施するために使用される。この実施例では、データ処理システム１２００は通信フレームワーク１２０２を含み、この通信フレームワーク１２０２はプロセッサユニット１２０４、メモリ１２０６、固定記憶域１２０８、通信ユニット１２１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット１２１２、及びディスプレイ１２１４の間の通信を行う。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。
【０１６３】
プロセッサユニット１２０４は、メモリ１２０６にローディングされ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１２０４は、特定の実装態様に応じて、任意の数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は他の何らかの種類のプロセッサであってもよい。
【０１６４】
メモリ１２０６及び固定記憶域１２０８は、記憶装置１２１６の例である。記憶装置は、情報を一時的に及び／又は恒久的に格納できる何らかのハードウェア部分であり、この情報には、例えば、限定されないが、データ、機能的形態のプログラムコード、及び／又は他の適切な情報が含まれる。記憶装置１２１６は、このような実施例では、コンピュータで読込可能な記憶装置とも呼ばれる。このような実施例では、メモリ１２０６は、例えば、ランダムアクセスメモリか、或いは他のいずれかの適切な揮発性又は非揮発性の記憶装置とすることができる。固定記憶域１２０８は、特定の実装態様に応じて様々な形態をとることができる。
【０１６５】
例えば、固定記憶域１２０８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１２０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え形光ディスク、書換え可能磁気テープ、又はこれらの何らかの組み合わせである。固定記憶域１２０８によって使用される媒体は、取り外し可能なものでもよい。例えば、取り外し可能なハードドライブを固定記憶域１２０８に使用することができる。
【０１６６】
このような実施例では、通信ユニット１２１０は、他のデータ処理システム又はデバイスとの通信を行う。このような実施例では、通信ユニット１２１０はネットワークインターフェースカードである。
【０１６７】
入出力ユニット１２１２により、データ処理システム１２００に接続可能な他のデバイスによるデータの入力及び出力が可能になる。例えば、入出力ユニット１２１２は、キーボード、マウス、及び／又は他の何らかの適切な入力装置を介してユーザ入力のための接続を提供することができる。さらに、入出力ユニット１２１２は、プリンタに出力を送ることができる。ディスプレイ１２１４は、ユーザに対して情報を表示する機構を提供する。
【０１６８】
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１２０２を介してプロセッサユニット１２０４と通信する記憶装置１２１６内に配置されうる。種々の実施形態のプロセスは、メモリ（例えば、メモリ１２０６）に配置されうる、コンピュータで実施される命令を使用して、プロセッサユニット１２０４によって実行されうる。
【０１６９】
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込可能なプログラムコードと呼ばれ、プロセッサユニット１２０４内の一つのプロセッサによって読込まれて実行されうる。種々の実施形態のプログラムコードは、様々な物理的記憶媒体又はコンピュータで読込可能な記憶媒体（例えば、メモリ１２０６又は固定記憶域１２０８）上に具現化されうる。
【０１７０】
プログラムコード１２１８は、選択的に取り外し可能なコンピュータで読込可能な媒体１２２０上に機能的な形態で位置し、データ処理システム１２００にローディング又は転送されて、プロセッサユニット１２０４によって実行される。プログラムコード１２１８及びコンピュータで読込可能な媒体１２２０は、このような実施例ではコンピュータプログラム製品１２２２を形成する。一実施例では、コンピュータで読込可能な媒体１２２０は、コンピュータで読込可能な記憶媒体１２２４又はコンピュータで読込可能な信号媒体１２２６とすることができる。
【０１７１】
このような実施例では、コンピュータで読込可能な記憶媒体１２２４は、プログラムコード１２１８を伝搬または伝送する媒体というよりはむしろ、プログラムコード１２１８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。
【０１７２】
代替的に、プログラムコード１２１８は、コンピュータで読込可能な信号媒体１２２６を用いてデータ処理シスム１２００に転送可能である。コンピュータで読込可能な信号媒体１２２６は、例えば、プログラムコード１２１８を含む伝播データ信号である。例えば、コンピュータで読込可能な信号媒体１２２６は、電磁信号、光信号、及び／又は他のいずれかの適切な種類の信号であってもよい。このような信号は、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／又は他の適切な種類の通信リンクといった通信リンクによって転送されうる。
【０１７３】
データ処理システム１２００に例示されている種々のコンポーネントは、種々の実施形態を実施できる方式をアーキテクチャ的に制限するものではない。異なる例示的実施形態が、データ処理システム１２００について示されているコンポーネントに追加的及び／又は代替的なコンポーネントを含むデータ処理システムにおいて実施されうる。図１２に示す他のコンポーネントは、図示の実施例から変更可能である。種々の実施形態は、プログラムコード１２１８を実行できる任意のハードウェアデバイス又はシステムを使用して実施することができる。
【０１７４】
このように、一又は複数の例示的実施形態により、森林上空に雲が存在するとき、現行の技術を用いる場合より効率的に森林の航空測量を実行することができる。例示的一実施形態により、森林に関する情報を特定するために、森林調査ミッションの一部として航空測量が行われる。このような実施例では、航空測量は、森林のポイントクラウドを生成するために使用される。一実施例の測量コントローラは、光検出及び測距システムを用いて無人航空ビークルのルートを生成するように構成される。測量コントローラは、動的にルートを生成するように構成される。動的にルートを生成する際、最初のルートは、現在存在する雲の覆いに基づいて生成される。このルートは、雲が存在しないか、又は雲があっても所望のレベルの品質で森林上空のポイントクラウドを生成することができる位置の上空へ無人航空ビークルを移動させる。加えて、航空測量システムは、陸地が森林、市街地、農場、砂漠、山地、及び平原から選択される一つである位置の上空へ移動することができる。
【０１７５】
一又は複数の実施例により、測量コントローラは、森林上空の雲の覆いが変化するにつれて、ルートを生成し続けることができる。この生成には、雲が移動して雲の存在しない位置が変化するにつれてルートを調整することが含まれる。上述のように、雲の位置の変化の特定は、センサシステムから生成される雲情報を用いて実行される。雲情報は、リアルタイムで受け取られる。他の事例では、もっと古い雲情報を使用してもよく、風及び他の適切な条件といった気象条件に基づいて雲の移動を予測してもよい。このようにして、森林の、測量される部分が増大することにより、航空ビークルのルートを状況に合わせて変化させることのない現在使用されている技術より完成度の高いポイントクラウドを生成することができる。
【０１７６】
このように、一又は複数の例示的実施形態は、航空測量の実行コストを削減することができる。このようなコストの削減は、雲の覆いに起因する航空測量のスケジュール変更の回数が減ることにより生じる。雲の覆いが存在すると所望通りに動作しない現在使用されているシステムと比較して、一年を通じてセンサシステムが使用可能な日数が増えることにより、センサシステムの利用は最適化される。さらに、実施例は、雲の存在しない位置を利用するように無人航空ビークルのルート指定をやり直すことにより、森林のポイントクラウドの完成度も上昇させうる。加えて、雲の動きを考慮するうえで、雲の存在しない位置は、無人航空ビークルによって森林のすべてが測量されるように遷移しうる。
【０１７７】
例示的一実施形態の使用により、完成度、精度、及び費用効率の高い森林調査ミッションを実行することができる。結果として、航空測量システムにより生成される情報を使用することにより森林管理が強化される。
【０１７８】
さらに、本明細書は、以下の条項による実施形態を含む。
条項１６  森林（２０４）に関する情報を生成する方法であって、
ポイントクラウド（２３４）しきい値（２４３）を満たす解像度（２３９）でポイントクラウド（２３４）を生成することにより、無人航空ビークル（２３０）内の電磁エネルギーセンサシステム（３１１）が、森林（２０４）に関する情報を生成する、森林（２０４）内の任意の数の位置（２３６）を特定することと、
無人航空ビークル（２３０）が任意の数の位置（２３６）へ移動して、任意の数の位置（２３６）において森林（２０４）に関する情報を生成するためのルート（２３２）を生成することと
を含む方法。
条項１７  さらに、任意の数の位置（２３６）において森林（２０４）に関する情報を生成することを含む、条項１６に記載の方法。
条項１８  情報がポイントクラウド（２３４）である、条項１７に記載の方法。
条項１９  さらに、森林（２０４）上空の雲（２２８）に関する雲情報（２４０）を使用して任意の数の位置（２３６）を特定することを含む、条項１８に記載の方法。
条項２０  さらに、センサシステム（２４２）から雲情報（２４０）を受け取ることを含む、条項１９に記載の方法。
【０１７９】
上述した種々の例示的な実施形態の説明は、例示及び説明を目的とするものであり、完全な説明であること、又はこれらの実施形態を開示された形態に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。さらに、種々の例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なるフィーチャ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】
【０１８０】
１００    航空測量環境
１０２    無人航空ビークル
１０４    森林
１０６、１０８    無人航空ビークル
１１０、１１２    光検出及び測距システム
１１４、１１６    レーザビーム
１１８    雲
１２０、１２２、１２４    位置
１２６    衛星
１２８    全天イメージャ
１３０    航空機
１３２    制御ステーション
１３４    地面
４００    航空測量システム
４０２    トラック
４０４    無人航空ビークル発射台
４０６    全天イメージャ
４０８    測量コントローラ
４１０    無人航空ビークル
５００    体積
５０２    森林
５０４    ルート
６００    ポイントクラウド
７００    雲
８００    ルート
【図１】
2014119449.tif 000003
【図２】
2014119449.tif 000004
【図３】
2014119449.tif 000005
【図４】
2014119449.tif 000006
【図５】
2014119449.tif 000007
【図６】
2014119449.tif 000008
【図７】
2014119449.tif 000009
【図８】
2014119449.tif 000010
【図９】
2014119449.tif 000011
【図１０】
2014119449.tif 000012
【図１１】
2014119449.tif 000013
【図１２】
2014119449.tif 000014
【外国語明細書】
2014119449000001.pdf
2014119449000002.pdf
2014119449000003.pdf
2014119449000004.pdf