(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビークル（１０２）の目標対象物（１３４）上の第１領域（１３２）に誘導される第１エネルギービーム（１３０）を生成するように構成される第１エネルギー源（１２８）と、
前記目標対象物（１３４）上の第２領域（１４８）に誘導される第２エネルギービーム（１４６）を生成するように構成される第２エネルギー源（１４４）と、
前記目標対象物（１３４）上の前記第１領域（１３２）の第１位置（１３８）および前記目標対象物（１３４）上の前記第２領域（１４８）の第２位置（１５０）を特定するように構成される位置特定システム（１１４）と、
前記ビークル（１０２）を移動させて、前記第１位置（１３８）と前記目標対象物（１３４）上の基準位置（１４２）との間の差を小さくするように構成される移動システム（１０８）と、を備え、
前記目標対象物（１３４）は、ビークル（１０２）が移動する表面（１２０）、またはビークル（１０２）に関連付けられる構造物（１３６）であり、
前記移動システム（１０８）が前記ビークル（１０２）を移動させて、前記第１位置（１３８）と前記目標対象物（１３４）上の前記基準位置（１４２）との間の差を小さくする際に、前記移動システム（１０８）は、前記ビークル（１０２）を移動させて、前記第１位置（１３８）、前記第２位置（１５０）と前記基準位置（１４２）との間の差（１４０）を小さくする、装置。
【請求項２】
更に：
前記第１エネルギービーム（１３０）を前記目標対象物（１３４）に対して移動させて、前記第１位置（１３８）が、前記目標対象物（１３４）上を、前記基準位置（１４２）に対して移動して、前記ビークル（１０２）を所望の経路（１５８）に沿って移動させるように構成されるコントローラ（１１８）を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
更に：
前記目標対象物（１３４）上の第３領域に誘導される第３エネルギービームを生成するように構成される第３エネルギー源を備え、前記位置特定システム（１１４）は更に、前記目標対象物（１３４）上の前記第３領域の第３位置を特定するように構成される、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１位置（１３８）、前記第２位置（１５０）と前記基準位置（１４２）との間の前記差（１４０）は、前記基準位置（１４２）と前記第１位置（１３８）及び前記第２位置（１５０）の重心との間の距離、並びに前記第１位置（１３８）及び前記第２位置（１５０）を通る直線と前記基準位置（１４２）を通る基準線とがなす角度（１５６）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記位置特定システム（１１４）は：
前記目標対象物（１３４）の画像を、前記第１領域（１３２）が光ビームで照射されている状態で生成するように構成されるカメラシステム（１４１）と、
前記目標対象物（１３４）上で前記光ビームにより照射される前記第１領域（１３２）の前記第１位置（１３８）を特定するように構成されるプロセッサユニット（１３９）と、
を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記位置特定システム（１１４）は：
前記目標対象物（１３４）上の光センサアレイと、
前記目標対象物（１３４）上で前記第１エネルギービーム（１３０）により照射される前記第１領域（１３２）の前記第１位置（１３８）を、前記目標対象物（１３４）上の前記光センサアレイの中の多数の光センサが前記第１エネルギービーム（１３０）を検出することにより特定するように構成されるプロセッサユニット（１３９）と、
を備える、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記目標対象物（１３４）は、前記目標対象物（１３４）を多数の軸に対して移動させるように構成されるジンバルシステム（１６０）に接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１エネルギー源（１２８）は前記ビークル（１０２）から離れた位置に在り、そして前記目標対象物（１３４）は、多数の軸の回りに移動することができる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第１エネルギービーム（１３０）は、電磁放射ビーム、可視光ビーム、紫外光ビーム、マイクロ波放射ビーム、赤外光ビーム、及びレーザビームのうちの１つとして選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ビークル（１０２）はビークルロボット（１０４）であり、そして前記ビークルロボット（１０４）はホロノミックドライブシステム（１２２）を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
ビークル（１０２）を移動させる方法であって：
第１エネルギービーム（１３０）を目標対象物（１３４）上の第１領域（１３２）に向かって誘導するステップと、
前記目標対象物（１３４）上の前記第１領域（１３２）の第１位置（１３８）を特定するステップと、
第２エネルギービーム（１４６）を目標対象物（１３４）上の第２領域（１４８）に向かって誘導するステップと、
前記目標対象物（１３４）上の前記第２領域（１４８）の第２位置（１５０）を特定するステップと、
前記ビークル（１０２）を移動させて、前記目標対象物（１３４）上の前記第１位置（１３８）と基準位置（１４２）との間の差が小さくなるようにするステップと、を備え、
前記目標対象物（１３４）は、ビークル（１０２）が移動する表面（１２０）、またはビークル（１０２）に関連付けられる構造物（１３６）であり、
前記ビークル（１０２）を移動させて、前記第１位置（１３８）と前記目標対象物（１３４）上の前記基準位置（１４２）との間の差を小さくするようにするステップは、前記ビークル（１０２）を移動させて、前記第１位置（１３８）、前記第２位置（１５０）と前記基準位置（１４２）との間の差（１４０）を小さくするようにするステップを備える、方法。
【請求項１２】
更に：
前記第１エネルギービーム（１３０）を目標対象物（１３４）上の経路に沿って移動させて、前記ビークル（１０２）を所望の経路（１５８）に沿って移動させるステップを備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
更に：
前記目標対象物（１３４）上の前記第１領域（１３２）の前記第１位置（１３８）が特定されると、前記第１位置（１３８）と前記基準位置（１４２）との間の距離、及び前記基準位置（１４２）に対する前記第１位置（１３８）の第１方向を表わすベクトル（４１６）を計算するステップと、
前記ビークル（１０２）を、前記ベクトル（４１６）の前記第１方向に一致する第２方向に移動させるステップと、を備える、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、ビークルに関するものであり、特にビークルの移動を制御することに関するものである。更に詳細には、本開示は、ビークルの移動を、光ビームのようなエネルギービームを利用して誘導する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ビークルは多くの異なる目的に利用される。例えば、ビークルは、貨物、設備、人間、及び他の物品を移動させるために利用される。更に、ビークルは、非破壊評価（ｎｏｎ−ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ  ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ：ＮＤＥ）試験にも利用される。例えば、ビークルは、航空機のような物体の非破壊評価試験を実施するために利用することができる。航空機の非破壊評価試験では、例えばこれらには限定されないが、渦電流試験、超音波試験、画像解析、及び／又は適切な種類の試験から選択される任意の数の種類の検査を実施することができる。
【０００３】
通常、航空機の非破壊評価試験に利用されるビークルは、これらのビークルが航空機の表面に沿って移動することができるサイズを有する。これらのビークルは、異なる種類の非破壊評価検査を実施する試験装置を搭載するように構成することができる。例えば、これらのビークルは、クローラロボットの形態を採ることができる。クローラロボットは、車輪、連続軌道、脚、及び／又は他の適切な種類の移動機構を利用して移動することができる。
【０００４】
この種類の非破壊評価試験の場合、クローラロボットを制御して、航空機の異なる領域に沿って移動させて、これらの領域に対する所望の試験を実施させることができる。検査を実施するために使用されるクローラロボット及び／又は他のビークルは、これらのビークルの所望の移動を可能にする能力を備える制御システムを利用することができる。多くの場合、これらの制御システムは、ビークルに搭載して設けられる。搭載制御システムは、例えばビークルに搭載されるカメラ、ナビゲーションセンサ、及び／又は他の適切な種類のセンサのようなセンサを含むことができる。これらの搭載センサは、ビークルの重量及びコストを所望の状態よりも増大させる虞がある。
【０００５】
従って、上に説明した問題のうちの少なくとも幾つかの問題のみならず、起こり得る他の問題を考慮に入れた方法及び装置を有することができれば有利である。
【発明の概要】
【０００６】
１つの例示的な実施形態では、装置は、エネルギー源と、位置特定システムと、そして移動システムと、を備える。前記エネルギー源は、ビークルの目標対象物上の領域に誘導されるエネルギービームを生成するように構成される。前記位置特定システムは、前記エネルギービームの誘導先である前記目標対象物上の前記領域の第１位置を特定するように構成される。前記移動システムは、前記ビークルを移動させて、前記エネルギービームの誘導先である前記目標対象物上の前記領域の前記第１位置と前記目標対象物上の基準位置との間の差を小さくするように構成される。前記エネルギー源は光源とすることができ、そして前記エネルギービームは、前記目標対象物上の前記領域を照射する光ビームである。前記装置では、前記目標対象物は、前記ビークルに搭載される構造物、及び前記ビークルが表面を移動するときの該表面のうちの１つとして選択することができる。前記構造物は、すりガラス部材、センサアレイ、感光素子アレイ、フォトダイオードアレイ、フォトトランジスタアレイ、略平面構造、拡散フィルタ、及び不透明表面のうちの１つとして選択することができる。
【０００７】
別の例示的な実施形態では、ビークル制御システムは、光源と、位置特定システムと、コントローラと、そして移動システムと、を備える。前記光源は、ビークルに接続される目標対象物上の領域を照射する光ビームを生成するように構成される。前記位置特定システムは、前記光ビームにより前記目標対象物上で照射される前記領域の第１位置を特定するように構成される。前記コントローラは、前記光ビームを前記目標対象物に対して移動させて、前記光ビームにより照射される前記領域の前記第１位置が、前記目標対象物上を基準位置に対して移動するように構成される。前記移動システムは、前記ビークルを移動させて、前記光ビームで照射される前記領域の前記第１位置と前記目標対象物上の基準位置との間の差を小さくするように構成される。前記目標対象物は、前記ビークルに搭載される構造物とすることができ、前記移動システムは、前記ビークルを前記構造物と共に、前記光ビームに対して移動させて、前記光ビームで照射される前記領域の前記第１位置と前記目標対象物上の前記基準位置との間の差を小さくするように構成され、前記構造物上の前記基準位置は、前記ビークルが移動すると移動し、そして前記構造物上の前記光ビームの前記第１位置は、前記構造物上の前記基準位置に対して移動する。
【０００８】
別の例示的な実施形態では、ビークルを移動させる方法が提供される。エネルギービームを目標対象物上の領域に向かって誘導する。前記目標対象物上の前記領域の第１位置を特定する。前記ビークルを移動させて、前記目標対象物上の前記第１位置と基準位置との間の差が小さくなるようにする。
【０００９】
特徴、機能、及び利点は、本開示の種々の実施形態において個別に実現することができる、または更に他の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態では、更なる詳細が、次の説明及び以下の図面を参照することにより明らかになる。
【００１０】
例示的な実施形態に固有であると考えられる革新的な特徴が添付の請求項に開示される。しかしながら、例示的な実施形態のみならず、好適な使用形態、更に別の目的、及びこれらの実施形態の利点は、本開示の例示的な実施形態に関する以下の詳細な説明を、添付の図面と関連付けながら一読することにより最も深く理解されると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、例示的な実施形態によるビークル制御環境のブロック図を示している。
【図２】図２は、例示的な実施形態によるビークル制御環境の図である。
【図３】図３は、例示的な実施形態によるビークル制御環境の図である。
【図４】図４は、例示的な実施形態によるビーム制御ユニット及び目標対象物の図である。
【図５】図５は、例示的な実施形態による別のビーム制御ユニットを別の種類の目標対象物とともに示す図である。
【図６】図６は、例示的な実施形態によるビーム制御ユニット及び別の種類の目標対象物の図である。
【図７】図７は、例示的な実施形態によるビーム制御ユニット及び目標対象物の図である。
【図８】図８は、例示的な実施形態によるビーム制御ユニット及び目標対象物の図である。
【図９】図９は、例示的な実施形態によるレーザビームで照射される目標対象物上の領域群の異なる位置が、目標対象物上の基準位置を基準とする状態の目標対象物の図である。
【図１０】図１０は、例示的な実施形態によるレーザビームで照射される目標対象物上の領域群の異なる位置が、目標対象物上の基準位置を基準とする状態の目標対象物の図である。
【図１１】図１１は、例示的な実施形態によるレーザビームで照射される目標対象物上の領域群の異なる位置が、目標対象物上の基準位置を基準とする状態の目標対象物の図である。
【図１２】図１２は、例示的な実施形態によるレーザビームで照射される目標対象物上の領域群の異なる位置が、目標対象物上の基準位置を基準とする状態の目標対象物の図である。
【図１３】図１３は、例示的な実施形態によるレーザビームで照射される目標対象物上の領域群の異なる位置が、目標対象物上の基準位置を基準とする状態の目標対象物の図である。
【図１４】図１４は、例示的な実施形態によるレーザビームで照射される目標対象物上の領域群の異なる位置が、目標対象物上の基準位置を基準とする状態の目標対象物の図である。
【図１５】図１５は、例示的な実施形態によるレーザビームで照射される目標対象物上の領域群の異なる位置が、目標対象物上の基準位置を基準とする状態の目標対象物の図である。
【図１６】図１６は、例示的な実施形態によるビーム制御ユニットがレーザビームをビークルに搭載される目標対象物に誘導する様子を上方から見た図である。
【図１７】図１７は、例示的な実施形態によるビーム制御ユニットがレーザビームをビークルに搭載される目標対象物に誘導する様子を上方から見た図である。
【図１８】図１８は、例示的な実施形態によるビーム制御ユニットがレーザビームをビークルに搭載される目標対象物に誘導する様子を上方から見た図である。
【図１９】図１９は、例示的な実施形態によるビーム制御ユニットがレーザビームをビークルに搭載される目標対象物に誘導する様子を上方から見た図である。
【図２０】図２０は、例示的な実施形態による目標対象物に誘導される２つのレーザビームがなす角度に対する調整の図である。
【図２１】図２１は、例示的な実施形態によるジンバルシステムを装備したビークルの目標対象物の図である。
【図２２】図２２は、例示的な実施形態によるビークルに搭載されるビーム制御ユニット、及びビークルの静止目標対象物の図である。
【図２３】図２３は、例示的な実施形態によるビークルの移動を制御するプロセスのフローチャートの図である。
【図２４】図２４は、例示的な実施形態による光ビームを用いてビークルを所望の経路に沿って移動させるプロセスのフローチャートの図である。
【図２５】図２５は、例示的な実施形態によるビークルの移動を制御するプロセスのフローチャートの図である。
【図２６】図２６は、例示的な実施形態によるデータ処理システムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
異なる例示的な実施形態では、１つ以上の異なる注意事項を認識し、そして考慮に入れる。例えば、異なる例示的な実施形態では、ビークルの重量及びコストを増大させる他に、搭載センサを利用すると、所望の状態よりも高い処理能力が更に必要となる可能性があることを認識し、そして考慮に入れる。
【００１３】
異なる例示的な実施形態では更に、通常、ビークルに搭載されるセンサは、ビークルの移動を、外部の位置座標系を利用することなく制御する必要があることを認識し、そして考慮に入れる。異なる例示的な実施形態では更に、外部の位置座標系を利用することなく、これらの搭載センサにより可能になる制御は、所望の状態ほどには正確ではない可能性があることを認識し、そして考慮に入れる。
【００１４】
更に、ビークルを航空機の表面に沿って移動させて、非破壊評価試験を実施する場合、ビークルを航空機上の異なる領域に移動させるために望まれる精度は、他の状況において使用される他の種類のビークルの場合に望まれる精度よりも高い必要がある。例えば、異なる例示的な実施形態では、航空機上の特定の領域は、不具合を形成する可能性を有するものとして特定される可能性があることを認識し、そして考慮に入れる。更に、不具合は、航空機上の他の領域で検出される可能性がある。
【００１５】
異なる例示的な実施形態では、航空機上のこれらの領域に対する非破壊評価試験に用いられる装置を搭載するビークルを移動させる際の精度が重要であることを認識し、そして考慮に入れる。具体的には、ビークルをこれらの領域に正確に移動させる作業は、これらの領域が、これらの領域にある部品に対する別の試験、補修、及び／又は他の作業を実施することを必要としているかどうかを判断するために利用される情報を取得するために重要である。
【００１６】
異なる例示的な実施形態では更に、１つの解決策において、ビークルが航空機に沿って移動するときにビークルの位置を追跡するモーションキャプチャシステムを利用すべきであることを認識し、そして考慮に入れる。しかしながら、モーションキャプチャシステムに必要とされるカメラ及び他の装置の数は、コスト及び複雑さを、所望の状態よりも増大させてしまう。更に、モーションキャプチャシステムを異なる場所に移動させて、異なる航空機を試験するためには、所望の状態よりも長い時間、及び／又は多くの工数が必要となる。更には、異なる例示的な実施形態では、モーションキャプチャシステムに使用される多数のカメラをセットアップし、そして校正するために必要な時間、及び／又は工数が、所望の状態よりも増大する可能性があることを認識し、そして考慮に入れる。
【００１７】
例示的な実施形態では更に、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニットをビークルに載せて使用して、ビークルの移動を追跡する作業は、試験を屋内で行なう場合に望まれるほど高い信頼度で行なわれない可能性があることを認識し、そして考慮に入れる。更に、ビークルの移動を、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニットを利用して追跡する作業は、非破壊評価試験を実施するための所望の精度を確保することができない可能性があることを認識し、そして考慮に入れる。
【００１８】
従って、例示的な実施形態は、ビークルの移動を制御する方法及び装置を提供する。１つの例示的な実施形態では、装置は、エネルギー源と、位置特定システムと、そして移動システムと、を備える。エネルギー源は、ビークルの目標対象物上の領域に誘導されるエネルギービームを生成するように構成される。位置特定システムは、エネルギービームの誘導先である目標対象物上の領域の第１位置を特定するように構成される。移動システムは、ビークルを移動させて、エネルギービームの誘導先である目標対象物上の領域の第１位置と目標対象物上の基準位置との間の差を小さくするように構成される。
【００１９】
更に、エネルギービームを移動させて、エネルギービームの誘導先である目標対象物上の領域の第１位置を基準位置に対して移動させることができる。基準位置に対する当該領域の第１位置を変えることにより、ビークルを所望の経路に沿って移動させることができる。
【００２０】
次に、これらの図を参照し、そして特に、図１を参照するに、ビークル制御環境のブロック図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビークル制御環境１００は、異なる例示的な実施形態を実施してビークル１０２の移動を制御することができる環境である。
【００２１】
図示のように、ビークル１０２は、ビークルロボット１０４の形態を採ることができる。ビークルロボット１０４は、任意の種類のエレクトロメカニカルマシンとすることができ、このエレクトロメカニカルマシンは、コンピュータ及び／又は電子プログラミングに従って移動するように構成される。これらの図示の例では、ビークルロボット１０４は、多数の異なる作業を実施するために利用することができる。本明細書において使用されるように、“ａ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｉｔｅｍｓ”とは、ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｉｔｅｍｓ（１つ以上のアイテム）を意味する。例えば、“ａ  ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ”とは、１つ以上の異なる作業を意味する。
【００２２】
１つの例示的な例では、ビークルロボット１０４は、航空機のような物体に対する非破壊評価（ＮＤＥ）試験を実施するために利用することができる。例えば、ビークルロボット１０４は、種々の種類の非破壊評価試験を実施する装置を搭載することができ、そして航空機の表面に沿って、試験を実施するために選択される場所に移動することができる。
【００２３】
これらの例示的な例では、ビークル制御システム１０６は、ビークル１０２の移動を、ビークル制御環境１００内で制御するように構成される。図示のように、ビークル制御システム１０６は、移動システム１０８と、エネルギー生成システム１１０と、ビームコントローラ１１２と、そして位置特定システム１１４と、を備える。移動システム１０８は、これらの例示的な例では、ビークル１０２を移動させるように構成される。
【００２４】
図示のように、移動システム１０８は、多数の移動機構１１６と、そしてコントローラ１１８と、を含む。多数の移動機構１１６は、ビークル１０２を表面１２０に沿ってビークル制御環境１００内で移動させるように構成される。表面１２０は、例えば地面、物体の表面、建物の表面、または他の或る適切な種類の表面とすることができる。
【００２５】
多数の移動機構１１６は、任意の数のホイール、ローラ、キャスター、スライダー、軌道、アクチュエータ、及び／又は他の種類の移動装置を含むことができる。幾つかの例示的な例では、多数の移動機構１１６は、ホロノミックドライブシステム１２２を含むことができる。ホロノミックドライブシステム１２２は、ビークルを略全方向に、全く制限無く移動させるように構成されるシステムである。
【００２６】
具体的には、ホロノミックドライブシステム１２２によりビークル１０２は、略全方向に並進移動し、そしてこの並進移動とは独立して、かつ全く制限無く回転することができる。ビークル１０２が並進移動する場合、ビークル１０２は、１つの軸に対して略同じ方向に移動する。別の表現をすると、並進移動する場合、ビークル１０２は、１つの軸に略平行に、回転することなく移動する。ビークル１０２が回転する場合、ビークル１０２は、当該ビークルを貫通する軸回りに移動する。
【００２７】
ホロノミックドライブシステム１２２は、例えばホイール、及び／又はビークル１０２に取り付けられてビークル１０２にホロノミック全方向移動能力を付与することができる他の装置を含むことができる。これらの種類のホイールは、全方向性ホイールとも表記される。
【００２８】
１つの例示的な例として、ホロノミックドライブシステム１２２は、メカナムホイール（Ｍｅｃａｎｕｍ  ｗｈｅｅｌ）を用いて実現することができる。メカナムホイールは、任意の方向に移動するように構成されるホイールである。この種類のホイールは、Ｉｌｏｎ  ｗｈｅｅｌと表記することもできる。当該ホイールは、一連のローラがホイールの外周に取り付けられる構成のホイールとすることができる。これらのローラは、当該ホイールの回転軸に平行な平面に含まれるホイールの平面と約４５度の角度をなす回転軸を有することができる。
【００２９】
これらの図示の例では、移動システム１０８のコントローラ１１８は、多数の移動機構１１６の動作を制御するように構成される。このようにして、コントローラ１１８は、ビークル１０２の移動を制御する。１つの例示的な例では、コントローラ１１８は、ビークル１０２に搭載して設けることができ、そして命令を多数の移動機構１１６に送信して、ビークル１０２の移動を制御するように構成することができる。別の例示的な例では、コントローラ１１８は、ビークル１０２から離れて設けることができ、そして命令を多数の移動機構１１６に無線送信するように構成することができる。
【００３０】
コントローラ１１８は、ビークル１０２の移動を、エネルギー生成システム１１０、ビームコントローラ１１２、及び位置特定システム１１４を利用して制御する。エネルギー生成システム１１０は、これらの例示的な例では、多数のエネルギー源１２４を備える。多数のエネルギー源１２４は、これらの例では、ビークル１０２から離れて設けられる。更に、多数のエネルギー源１２４は、多数のエネルギービームを生成するように構成される。
【００３１】
これらの例示的な例では、多数のエネルギービーム１２６の中のエネルギービームは、電磁波ビームの形態を採ることができる。例えば、エネルギービームは、可視光ビーム、レーザビーム、紫外光ビーム、赤外光ビーム、マイクロ波ビーム、電子銃、または他の或る適切な種類のエネルギービームの中の１つとして選択することができる。更に、これらの例示的な例では、多数のエネルギービーム１２６の中のエネルギービームは、略平行化されたエネルギービームとすることができる。
【００３２】
他の例示的な例では、エネルギービームは、水流、空気流、及び／又は他の流体流のような粒子流からなる。この種類のシステムの場合、ビームが運動エネルギーを伝える。
【００３３】
ビークル制御システム１０６のビームコントローラ１１２は、エネルギー生成システム１１０による多数のビームエネルギー１２６の生成を制御するように構成される。具体的には、ビームコントローラ１１２は、多数のビームエネルギー１２６を誘導する多数の方向を制御する。
【００３４】
１つの例示的な例では、多数のエネルギー源１２４は第１エネルギー源１２８を含む。第１エネルギー源１２８は、第１エネルギービーム１３０を生成するように構成される。この例示的な例では、第１エネルギー源１２８は光源とすることができ、そして第１エネルギービーム１３０は光ビームとすることができる。具体的には、第１エネルギービーム１３０は、この例では、レーザビームである。ビームコントローラ１１２は、第１エネルギービーム１３０を、ビークル１０２の目標対象物１３４上の第１領域１３２に誘導するように構成される。具体的には、光ビームの形態の第１エネルギービーム１３０を、目標対象物１３４上の第１領域１３２に照射する。
【００３５】
これらの例示的な例では、第１領域１３２は、目標対象物１３４のうち、第１エネルギービーム１３０が目標対象物１３４と交差する部分である。第１領域１３２は、例えば矩形、円、楕円の外形に沿う形状、または他の或る適切な形状を有する２次元領域とすることができる。
【００３６】
幾つかの例示的な例では、ビークル１０２の目標対象物１３４は、ビークル１０２が表面に沿って移動する際の当該表面１２０である。他の例示的な例では、ビークル１０２の目標対象物１３４は、ビークル１０２に関連付けられる構造物１３６である。構造物１３６とビークル１０２との間の関連性は、これらの図示の例では、物理的な関連性である。
【００３７】
構造物１３６のような第１構成要素は、ビークル１０２のような第２構成要素に、第２構成要素に固定される、第２構成要素に接合される、第２構成要素に取り付けられる、第２構成要素に溶接される、第２構成要素にファスナー結合される、そして／または第２構成要素に他の或る適切な態様で接続されることにより関連付けられると考えることができる。第１構成要素は、第２構成要素に第３構成要素を用いて接続することもできる。第１構成要素は、第２構成要素に、第２構成要素の一部、及び／又は第２構成要素の延長部分として形成されることにより関連付けられると考えることもできる。
【００３８】
構造物１３６は、すりガラス部材、センサアレイ、受光素子アレイ、フォトダイオードアレイ、フォトトランジスタアレイ、プラットフォーム、略平面構造、拡散フィルタ、不透明表面、及び多数のエネルギービーム１２６を誘導することができる誘導先の他の或る適切な種類の構造物のうちの少なくとも１つを備えることができる。
【００３９】
本明細書において使用されるように、「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ」というフレーズは、複数のアイテムを列挙して使用される場合に、列挙されるこれらのアイテムのうちの１つ以上のアイテムの異なる組み合わせを用いることができ、そして列挙されるアイテムの中の各アイテムの１つだけで済ませることができることを意味する。例えば、「ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ ｉｔｅｍ Ａ， ｉｔｅｍ Ｂ， ａｎｄ ｉｔｅｍ Ｃ」は、例えばこれらには限定されないが、「ｉｔｅｍ Ａ（アイテムＡ）」または「ｉｔｅｍ Ａ ａｎｄ ｉｔｅｍ Ｂ（アイテムＡ及びアイテムＢ）」を含むことができる。この例は更に、「ｉｔｅｍ Ａ， ｉｔｅｍ Ｂ， ａｎｄ ｉｔｅｍ Ｃ（アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣ）」または「ｉｔｅｍ Ｂ ａｎｄ ｉｔｅｍ Ｃ（アイテムＢ及びアイテムＣ）」を含むことができる。
【００４０】
１つの例示的な例では、構造物１３６は、プラットフォーム１３５及びセンサアレイ１３７を備えることができる。多数のエネルギービーム１２６が多数の光ビームである場合、センサアレイ１３７は、光センサアレイの形態を採ることができる。他の例示的な例では、多数のエネルギービーム１２６が多数の粒子流である場合、センサアレイ１３７は、圧力センサアレイの形態を採ることができる。
【００４１】
これらの例示的な例では、プラットフォーム１３５は、センサアレイ１３７を保持するように構成される略平板状プラットフォームである。構造物１３６がセンサアレイ１３７を含む場合、センサアレイ１３７は、ビークル制御システム１０６の位置特定システム１１４の一部とすることができる。
【００４２】
位置特定システム１１４は、第１エネルギービーム１３０の誘導先である目標対象物１３４上の第１領域１３２の第１位置１３８を特定するように構成される。第１位置１３８を特定する際、位置特定システム１１４は、センサアレイ１３７からの情報を利用して、第１領域１３２が目標対象物１３４上に位置している場所を求める。第１領域１３２の第１位置１３８のような或る領域の１つの位置は、当該領域の中心位置の重心とすることができる。
【００４３】
例えば、位置特定システム１１４は更に、プロセッサユニット１３９を含むことができ、このプロセッサユニット１３９は、第１領域１３２にあるセンサアレイ１３７の中の多数のセンサが第１エネルギービーム１３０を検出していることを知らせる情報をセンサアレイ１３７から受け取ると、第１領域１３２を特定するように構成される。１つの例示的な例として、第１エネルギービーム１３０は、光ビームの形態で検出することができる。次に、プロセッサユニット１３９は、第１領域１３２の第１位置１３８を特定する。１つの例示的な例では、プロセッサユニット１３９は、第１領域１３２の第１位置１３８を、目標対象物１３４上の第１領域１３２の重心を計算することにより特定することができる。
【００４４】
別の例示的な例として、位置特定システム１１４は、センサアレイ１３７ではなく、カメラシステム１４１を含むことができる。例えば、構造物１３６は、センサアレイ１３７を保持するプラットフォーム１３５ではなく、拡散フィルタとすることができる。カメラシステム１４１は、幾つかの例示的な例では、ビークル１０２に搭載することができる。カメラシステム１４１は、光ビームの形態の第１エネルギービーム１３０で照射される第１領域１３２を含む目標対象物１３４の画像を生成するように構成することができる。プロセッサユニット１３９は、これらの画像を利用して、目標対象物１３４上の第１領域１３２の第１位置１３８を特定することができる。
【００４５】
位置特定システム１１４は、第１位置１３８を移動システム１０８のコントローラ１１８に送信する。コントローラ１１８は、第１位置１３８を利用してビークル１０２を移動させて、目標対象物１３４上の第１領域１３２の第１位置１３８と目標対象物１３４上の基準位置１４２との間の差が小さくなるようにする。基準位置１４２は、目標対象物１３４上の事前定義位置とすることができる。目標対象物１３４上の基準位置１４２は、ビークル１０２が移動すると移動することができる。
【００４６】
これらの例示的な例では、第１位置１３８と基準位置１４２との間の差は、これらの２つの位置の間の距離である。コントローラ１１８は、ビークル１０２を移動させてこの距離を小さくする。例えば、目標対象物１３４が、ビークル１０２に搭載される構造物１３６である場合、コントローラ１１８はビークル１０２を移動させて、第１エネルギービーム１３０の誘導先である目標対象物１３４上の第１領域１３２の第１位置１３８が変化するようにする。具体的には、コントローラ１１８はビークル１０２を、第１位置１３８と基準位置１４２との間の距離が小さくなる方向に表面１２０に沿って移動させる。
【００４７】
１つの例示的な例では、多数のエネルギー源１２４は更に、第２エネルギー源１４４を含む。第２エネルギー源１４４は、第２エネルギービーム１４６を生成するように構成される。この例示的な例では、第２エネルギービーム１４６は、光ビーム、特にレーザビームである。幾つかの例示的な例では、光ビームの形態の第２エネルギービーム１４６の色は、光ビームの形態の第１エネルギービーム１３０の色とは異なるものとして選択することができる。
【００４８】
ビームコントローラ１１２は、第２エネルギービーム１４６を、目標対象物１３４上の第２領域１４８に誘導する。更に、ビームコントローラ１１２は、第２エネルギービーム１４６を、目標対象物１３４上の第２領域１４８に、ビームコントローラ１１２が第１エネルギービーム１３０を目標対象物１３４上の第１領域１３２に誘導するのとほぼ同時に誘導することができる。
【００４９】
位置特定システム１１４は、第１エネルギービーム１３０の誘導先である第１領域１３２の第１位置１３８、及び第２エネルギービーム１４６の誘導先である目標対象物１３４上の第２領域１４８の第２位置１５０の両方を特定する。コントローラ１１８は、第１位置１３８、及び第２領域１４８の第２位置１５０を利用して、ビークル１０２の移動を制御する。
【００５０】
幾つかの例示的な例では、第１位置１３８、第２位置１５０、及び基準位置１４２は、目標対象物１３４に直接触れる位置である必要はない。例えば、第１位置１３８、第２位置１５０、及び基準位置１４２は、カメラシステム１４１が生成する目標対象物１３４の画像上の位置とすることができる。これらの位置は、カメラシステム１４１が生成する画像の画像座標系１５１を基準として特定することができる。１つの例示的な例として、画像座標系１５１は、カメラシステム１４１が生成する画像の２次元画像座標系とすることができる。
【００５１】
第１位置１３８及び第２位置１５０は、画像座標系１５１を基準としてカメラシステム１４１が生成する画像の第１領域１３２及び第２領域１４８それぞれの位置とすることができる。基準位置１４２は、画像座標系１５１を基準とする画像空間の中心のような事前定義位置とすることができる。
【００５２】
これらの例示的な例では、コントローラ１１８はビークル１０２を移動させて、第１位置１３８、第２位置１５０と基準位置１４２との間の差１５２が小さくなるようにする。第１位置１３８、第２位置１５０と基準位置１４２との間の差１５２は、距離１５４及び角度１５６のうちの少なくとも一方を含むことができる。
【００５３】
距離１５４は、目標対象物１３４上の基準位置１４２と、第１位置１３８と第２位置１５０との間にある重心との間の距離とすることができる。第１位置１３８と第２位置１５０との間にある重心は、第１位置１３８及び第２位置１５０を通る直線に沿った第１位置１３８と第２位置１５０との間の中間に設けられる位置である。角度１５６は、第１位置１３８及び第２位置１５０を通るこの直線と基準位置１４２を通る基準線とがなす角度とすることができる。
【００５４】
コントローラ１１８はビークル１０２を移動させて、距離１５４及び角度１５６のうちの少なくとも一方を小さくする。これらの例示的な例では、距離１５４を小さくするために、コントローラ１１８はビークル１０２に指示して表面１２０に沿って並進移動させることができる。角度１５６を小さくするために、コントローラ１１８がビークル１０２に指示して回転させることができる。距離１５４及び角度１５６は共に、ビークル１０２が並進移動及び回転を同時に行なうことにより小さくすることができる。
【００５５】
これらの例示的な例では、ビームコントローラ１１２は、第１エネルギービーム１３０及び／又は第２エネルギービーム１４６を移動させて、目標対象物１３４上の第１領域１３２及び／又は第２領域１４８それぞれが変化するように構成することができる。具体的には、第１エネルギービーム１３０及び／又は第２エネルギービーム１４６が移動すると、位置特定システム１１４が特定する第１位置１３８及び／又は第２位置１５０それぞれが変化するようになる。移動システム１０８のコントローラ１１８は、ビークル１０２を、第１位置１３８及び／又は第２位置１５０に変化が生じると移動させるように構成される。
【００５６】
１つの例示的な例では、第１エネルギービーム１３０及び第２エネルギービーム１４６を制御して、ビークル１０２が、表面１２０に沿った所望の経路１５８に沿って移動するようにすることができる。例えば、第１エネルギービーム１３０及び第２エネルギービーム１４６を移動させて、第１エネルギービーム１３０の誘導先である第１領域１３２の第１位置１３８、及び第２エネルギービーム１４６の誘導先である第２領域１４８の第２位置１５０を移動させることができる。
【００５７】
目標対象物１３４上の第１位置１３８及び第２位置１５０が基準位置１４２に対して変化すると、コントローラ１１８は、ビークル１０２を移動させて、第１領域１３２の第１位置１３８、第２領域１４８の第２位置１５０と基準位置１４２との間の差１５２が小さくなるようにする。コントローラ１１８はビークル１０２を、第１位置１３８及び／又は第２位置１５０の変化が停止するまで移動させる。この種類の制御は、フィードバックループの形態を採る。このようにして、ビークル１０２を表面１２０に沿った所望の経路１５８に沿って移動させることができる。
【００５８】
幾つかの例示的な例では、目標対象物１３４はジンバルシステム１６０に搭載することができる。ジンバルシステム１６０は、目標対象物１３４が多数の軸で移動可能となるように構成することができる。このようにして、目標対象物１３４の姿勢を変化させることができる。
【００５９】
これらの例示的な実施形態では、レーザビーム群及びフィードバックループを利用して、ビークル１０２の移動をビークル制御システム１０６内で制御すると、ビークル１０２の移動に対する制御を、ビークルの移動を制御し、そして追跡する現在利用可能なシステムと比較して、より高い精度で行なうことができる。更に、ビークル制御システム１０６を用いると、ビークル１０２に設ける必要がある搭載センサの数は、ビークルを制御する現在利用可能なシステムのうちの幾つかのシステムと比較して減らすことができる。
【００６０】
図１のビークル制御環境１００は、例示的な実施形態を実現することができる態様に物理的な、または構造上の制約があることを示すために図示しているのではない。図示される構成要素群の他に、そして／または代わりに、他の構成要素群を使用してもよい。幾つかの構成要素は不要とすることができる。また、ブロック群を提示して、幾つかの機能的構成要素を示している。これらのブロックのうちの１つ以上のブロックは、例示的な実施形態において実現される場合に、組み合わせることができる、そして／または異なるブロックに分割することができる。
【００６１】
例えば、幾つかの例示的な例では、構造物１３６は、ビークル１０２に搭載しなくてもよい。そうではなく、エネルギー生成システム１１０及びビームコントローラ１１２をビークル１０２に搭載することができ、そして構造物１３６は、ビークル制御環境１００における静止構造物とすることができる。
【００６２】
他の例示的な例では、第１エネルギービーム１３０及び第２エネルギービーム１４６は、多数のエネルギー源１２４の中の同じエネルギー源から生成することができる。例えば、第１エネルギービーム１３０及び第２エネルギービーム１４６は共に、第１エネルギー源１２８から分割ビームとして生成することができる。
【００６３】
更に他の例示的な例では、第３エネルギービーム（図示せず）は、多数のエネルギー源１２４の中の１つのエネルギー源から生成することができる。第１エネルギービーム１３０、第２エネルギービーム１４６、及び第３エネルギービームは、目標対象物１３４に同一直線上に並ぶことがないように誘導される必要がある。別の表現をすると、これらの３つのエネルギービームで照射される３つの領域の全てが、同じ直線上に位置しているということがないようにする。これらの３つのエネルギービームを利用して、ビークル１０２の回転をより微細に制御することができる。このようにして、多数のエネルギービームを目標対象物１３４に誘導して、ビークル１０２の移動に対する制御を強化することができる。
【００６４】
次に、図２を参照するに、ビークル制御環境の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビークル制御環境２００は、図１のビークル制御環境１００の１つの実施形態の一例である。
【００６５】
図示のように、ビークル制御環境２００はビークルロボット２０２を含む。この例示的な例では、ビークルロボット２０２は、図１のビークルロボット１０４の１つの実施形態の一例である。
【００６６】
ビークルロボット２０２は、この例示的な例では、表面２０４に沿って移動システム２０６を利用して移動するように構成される。移動システム２０６は、図１の移動システム１０８の１つの実施形態の一例である。図示のように、移動システム２０６は、車輪２０８と、そしてビークルロボット２０２のハウジング２１０の内部のコントローラ（図示せず）と、を含む。このコントローラは、図１のコントローラ１１８を用いて実現することができる。
【００６７】
この図示の例では、ビーム制御ユニット２１２は、例えば図１のビークル制御システム１０６のエネルギー生成システム１１０及びビームコントローラ１１２それぞれのようなエネルギー生成システム及びビームコントローラを含むことができる。ビーム制御ユニット２１２は、表面２０４上の或る領域を照射する光ビームを生成するように構成される。この領域は被照射領域２１４である。表面２０４は、図１の目標対象物１３４の１つの実施形態の一例である。
【００６８】
更に、この例示的な例では、ビークルロボット２０２に搭載される位置特定システム２１６は、図１の位置特定システム１１４の１つの実施形態の一例である。位置特定システム２１６は、カメラシステム２１８と、そしてハウジング２１０の内部のプロセッサユニット（図示せず）と、を含む。
【００６９】
位置特定システム２１６は、被照射領域２１４の位置を、カメラシステム２１８が生成する画像群を利用して特定するように構成される。具体的には、被照射領域２１４の位置は、カメラシステム２１８が生成する画像群の中に、これらの画像の画像座標系を基準にして特定することができる。位置特定システム２１６は、この情報を移動システム２０６のコントローラに送信する。
【００７０】
コントローラは、ビークルロボット２０２に指示して、ビークルロボット２０２を移動させて、カメラシステム２１８が生成する画像群の中の被照射領域２１４の位置と、これらの画像について事前定義されている基準位置との間の差を小さくする。当該基準位置は、例えばこれに限定されないが、カメラシステム２１８が生成する画像群の中心とすることができる。更に、当該基準位置は、ビークルロボット２０２が移動するときに、カメラシステム２１８が生成する異なる画像の中で固定された状態を保持する。
【００７１】
次に、図３を参照するに、ビークル制御環境の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、表面２０４は、図３のビークル制御環境２００におけるビークルロボット２０２の目標対象物ではない。そうではなく、構造物３００がビークルロボット２０２に搭載される。構造物３００は、この例示的な例では、略平面状の構造物である。
【００７２】
図示のように、ビーム制御ユニット２１２は、構造物３００上の領域３０２を照射するレーザビームを生成するように構成される。ビークルロボット２０２のコントローラは、ビークルロボット２０２を表面２０４に沿って移動させて、構造物３００上の領域３０２について特定される位置と構造物３００上の基準位置との間の距離が小さくなるようにすることができる。
【００７３】
更に、図示のように、位置特定システム２１６のカメラシステム２１８は、ビークルロボット２０２上を移動してしまっている。カメラシステム２１８は、カメラシステム２１８が、構造物３００の画像群を領域３０２が照射されている状態で生成することができるように位置決めされる。
【００７４】
次に、図４を参照するに、ビーム制御ユニット及び目標対象物の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビーム制御ユニット４００は、例えば図１のビークル制御システム１０６のエネルギー生成システム１１０及びビームコントローラ１１２それぞれのようなエネルギー生成システム及びビームコントローラを含む。
【００７５】
目標対象物４０２は、図１の目標対象物１３４の１つの実施形態の一例である。目標対象物４０２は、図１のビークル１０２のようなビークルのために設けられる。この例示的な例では、目標対象物４０２はセンサアレイ４０４を含む。センサアレイ４０４の中のセンサ群は光センサとすることができる。光センサ４０６は、センサアレイ４０４の中の１つのセンサ素子の一例である。センサアレイ４０４は、レーザビームのようなビームに由来する光を検出するように構成される。
【００７６】
図示のように、ビーム制御ユニット４００はビーム４０８を生成する。ビーム４０８は、この例示的な例では、レーザビームである。ビーム４０８は目標対象物４０２上の領域４１０を照射する。領域４１０は位置４１２を目標対象物４０２上に有する。位置４１２は、この例示的な例では、領域４１０内に在り、かつビーム４０８を検出するセンサアレイ４０４の中の特定の光センサの重心とすることができる。
【００７７】
この図示の例では、基準位置４１４は、目標対象物４０２上に事前定義されている位置である。図１のコントローラ１１８のようなビークルのコントローラは、位置４１２及び基準位置４１４を利用してビークルを移動させることができる。
【００７８】
具体的には、コントローラはベクトル４１６を計算する。ベクトル４１６は、基準位置４１４と位置４１２との間の距離の絶対値を表わす。更に、ベクトル４１６は、基準位置４１４に対する位置４１２の方向を表わす。コントローラはビークルに指示して、ベクトル４１６の方向に一致する方向に移動させることができる。
【００７９】
例えば、目標対象物４０２は、ビークルに搭載して設けられる構成部品とすることができ、この構成部品は、ビークルが移動するとビークルと一緒に移動する。この基準平面におけるベクトル４１６の方向は入力パラメータを表わし、この入力パラメータを図１のコントローラ１１８のようなコントローラが使用して、ビークルを移動させることができる。ビークルの所望の移動方向は、ベクトル４１６の方向、及びビークルに対する目標対象物４０２の位置及び／又は姿勢を利用して決定される。コントローラはビークルに指示して、当該ビークルの現在位置から所望の移動方向に沿って移動させることができる。
【００８０】
次に、図５を参照するに、別の種類の目標対象物を対象とする別のビーム制御ユニットの図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビーム制御ユニット５００は、ビーム５０２を生成し、そしてビーム５０２を目標対象物５０４に誘導するように構成される。具体的には、ビーム５０２は目標対象物５０４上の領域５０６を照射する。
【００８１】
目標対象物５０４は、図１のビークル１０２の目標対象物１３４の１つの実施形態の一例である。この例示的な例では、目標対象物５０４は、拡散フィルタ５０８の形態を採ることができる。拡散フィルタ５０８により、ビーム５０２が、拡散フィルタ５０８の面５１２に誘導される場合でも、拡散フィルタ５０８の面５１０にある領域５０６を照射することができる。
【００８２】
カメラシステム５１４は、図１の位置特定システム１１４のカメラシステム１４１の１つの実施形態の一例である。カメラシステム５１４は、拡散フィルタ５０８の面５１０の領域５０６が照射されている状態で、目標対象物５０４の画像群を生成する。
【００８３】
図示のように、図１のコントローラ１１８のような、ビークルのコントローラは、ビーム５０２で照射される領域５０６の位置５１６、及び拡散フィルタ５０８上の基準位置５１８を利用してベクトル５２０を計算する。当該コントローラは、ベクトル５２０を利用してビークルに指示することにより、ベクトル５２０の方向に一致する方向に移動させることができる。
【００８４】
次に、図６を参照するに、ビーム制御ユニット及び別の種類の目標対象物の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビーム制御ユニット６００は、ビーム６０２を生成し、そしてビーム６０２を目標対象物６０４に向かって誘導するように構成される。具体的には、ビーム６０２は、目標対象物６０４上の領域６０６を照射する。
【００８５】
この例示的な例では、目標対象物６０４は、図１のビークル１０２の目標対象物１３４の１つの実施形態の別の例である。目標対象物６０４は、この例では、表面６０８の一部分の形態を採ることができる。
【００８６】
図示のように、カメラシステム６１０は、領域６０６が照射されている状態で、表面６０８上の目標対象物６０４の画像群を生成するように構成される。図１のコントローラ１１８のような、ビークルのコントローラは、目標対象物６０４上の領域６０６の位置６１２、及び基準位置６１４を利用してベクトル６１６を計算する。当該コントローラは、ビークルを、ベクトル６１６の方向に一致する方向に移動させて、ビークルを所望の経路に沿って移動させることができる。
【００８７】
次に、図７を参照するに、ビーム制御ユニット及び目標対象物の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビーム制御ユニット７００は、ビーム７０２及びビーム７０４を生成するように構成される。ビーム制御ユニット７００は、ビーム７０２を目標対象物７０８上の第１領域７０６に誘導し、そしてビーム７０４を目標対象物７０８上の第２領域７１０に誘導する。
【００８８】
この図示の例では、図１のコントローラ１１８のような、ビークルのコントローラは、ビークルを移動させて、第１領域７０６の第１位置７１２、第２領域７１０の第２位置７１４と基準位置７１６との間の差が小さくなるようにすることができる。この差は、基準位置７１６と重心７２０との間の距離７１８、及び基準線７２４と、第１位置７１２及び第２位置７１４を通る直線７２６とがなす角度７２２のうちの少なくとも一方を含むことができる。
【００８９】
重心７２０は、この例示的な例では、第１位置７１２及び第２位置７１４を通る直線７２６に沿った第１位置７１２と第２位置７１４との間の中間位置にある。基準線７２４は、基準位置７１６を通る直線である。基準線７２４は、例えばビークルの移動開始位置にあるビークルの前方の方向に一致させることができる。
【００９０】
次に、図８を参照するに、ビーム制御ユニット及び目標対象物の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビーム制御ユニット８００は、ビーム８０２、ビーム８０４、及びビーム８０５を生成するように構成される。ビーム制御ユニット８００は、ビーム８０２を目標対象物８０８上の第１領域８０６に誘導し、ビーム８０４を目標対象物８０８上の第２領域８１０に誘導し、そしてビーム８０５を第３領域８１１に誘導する。具体的には、ビーム８０２、８０４、及び８０５それぞれの誘導先である第１領域８０６、第２領域８１０、及び第３領域８１１は、この例では、同一直線上に並んでいない配置を有することができる。この例示的な例では、第１領域８０６、第２領域８１０、及び第３領域８１１が同一直線上に並んでいない配置は、第１領域８０６、第２領域８１０、及び第３領域８１１のうちの少なくとも１つの領域が、他の領域群と略同じ直線に沿って位置していない配置である。
【００９１】
この図示の例では、図１のコントローラ１１８のような、ビークル上のコントローラは、ビークルを移動させて、第１領域８０６の第１位置８１２、第２領域８１０の第２位置８１４、第３領域８１１の第３位置８１５と基準位置８１６との間の差が小さくなるようにすることができる。
【００９２】
３つのビームを利用して、目標対象物８０８の表面上で同一直線上にない領域群を照射するシステムでは、２つのビームを利用する場合と比較して、測定対象の回転自由度を増やすことができる。例えば、目標対象物８０８は、ビーム８０２で照射される第１領域８０６、及びビーム８０４で照射される第２領域８１０を通る直線８１８の回りに回転することができる。ビーム８０２及びビーム８０４のみがビーム制御ユニット８００により生成され、そしてビーム８０５が生成されない場合、目標対象物８０８が直線８１８の回りに回転することにより生じる、直線８１８と基準線８２０で形成される平面がなす角度の測定は行なえなくなる。
【００９３】
しかしながら、ビーム８０５をビーム８０２及びビーム８０４に追加すると、この回転を観測することができ、そして当該角度を測定することができる。このように、３つのビームによって、測定することができる回転自由度を増やすことができる。例えば、目標対象物８０８が直線８１８の回りに回転する場合、目標対象物８０８上の第３領域８１１の第３位置８１５は、直線８１８から遠ざかるように移動するか、または直線８１８に近づくように移動する可能性がある。幾何学を利用して、基準線８２０と直線８１８との間の角度ずれを測定することができる。
【００９４】
更に、基準位置８１４と第１領域８０６、第２領域８１０、及び第３領域８１１との間の差を利用して、ビークルの移動を制御することができる。例えば、基準位置８１６と第１領域８０６、第２領域８１０、及び第３領域８１１の重心との間の距離を測定することができる。ビークルを制御してこの距離を小さくすることができる。他の例示的な例では、ビークルを制御して、基準位置８１６と、これらの領域の重心ではなく、第１位置８１２、第２位置８１４、及び第３位置８１５のうちの何れか１つの位置との間の距離を小さくすることができる。
【００９５】
更に、第１位置８１２、第２位置８１４、及び第３位置８１５の間の相対距離を利用して、基準線８２０に対する目標対象物８０８の回転角度成分を計算することができ、これらの回転角度成分は、目標対象物８０８の表面に略垂直な軸に略平行な軸の回りの回転角度成分ではない。ビークルを制御して、これらの回転角度成分をほぼゼロ度にすることができる。
【００９６】
次に、図９〜１５を参照するに、目標対象物上の領域群の異なる位置がレーザビームで目標対象物上の基準位置を基準にして照射される構成の目標対象物の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。これらの例示的な例では、目標対象物９００は、図１の目標対象物１３４の１つの実施形態の一例である。
【００９７】
更に、これらの例示的な例では、目標対象物９００は、図１のビークル１０２に関連する構造物１３６のような、ビークルに搭載される構造物の形態を採ることができる。このように、ビークルが移動すると目標対象物９００が移動するようになる。
【００９８】
図１のビークル１０２のコントローラ１１８のような、ビークルのコントローラは、レーザビームで照射される領域群の位置を利用して、ビークルの移動を制御することができる。これらのレーザビームは、例えば図１のエネルギー生成システム１１０により生成することができる。
【００９９】
次に、図９を参照するに、目標対象物９００上の基準位置９０２が事前定義されている。第１位置９０４及び第２位置９０６は、これらのレーザビームが誘導された誘導先の目標対象物９００上の領域群について特定される位置である。具体的には、第１位置９０４及び第２位置９０６は、これらのレーザビームで照射された目標対象物９００上の領域群について特定される位置である。
【０１００】
この例示的な例では、第１位置９０４及び第２位置９０６の重心９０８は、第１位置９０４及び第２位置９０６を通る直線９１０に沿った第１位置９０４と第２位置９０６との間の中間位置に位置する。図示のように、重心９０８は、基準位置９０２と同じ位置にある。
【０１０１】
更に、この例示的な例では、第１位置９０４及び第２位置９０６を通る直線９１０は、基準位置９０２を通る基準線９１２に略平行である。このように、直線９１０と基準線９１２とがなす角度はほぼゼロ度である。基準線９１２は、目標対象物９００に関して基準位置９０２を通る垂直基準線である。別の表現をすると、基準線９１２は、目標対象物９００を、基準位置９０２を通る軸の回りに回転させるときに移動しないようにすることができる。
【０１０２】
コントローラは、重心９０８が基準位置９０２にあり、かつ直線９１０が基準線９１２に略平行である場合に、ビークルを移動させない。別の表現をすると、第１位置９０４及び第２位置９０６は、コントローラ及びビークルの中立状態を表わす。
【０１０３】
次に、図１０を参照するに、第１位置９０４及び第２位置９０６が基準位置９０２から遠ざかるよう移動している。具体的には、第１位置９０４及び第２位置９０６の重心９０８が、基準位置９０２から遠ざかるよう移動している。しかしながら、図示のように、直線９１０は、この例示的な例では、基準線９１２に略平行な状態を保持している。
【０１０４】
コントローラは、基準位置９０２と重心９０８との間の距離の絶対値、及び基準位置９０２に対する重心９０８の方向を表わすベクトル１０００を計算する。コントローラは、ビークルを、ベクトル１０００の方向に一致する方向に移動させて、重心９０８と基準位置９０２との間の距離を小さくすることができる。直線９１０が基準線９１２に略平行な場合、この移動は並進移動とすることができる。
【０１０５】
これらの例示的な例では、ビークルが移動すると、目標対象物９００がレーザビームに対して移動するようになり、そして結果として、基準位置９０２もレーザビームに対して移動するようになる。このように、レーザビームで照射される目標対象物９００上の領域群の第１位置９０４及び第２位置９０６は、基準位置９０２に対して移動することができる。
【０１０６】
図１１では、ビークルが移動してしまって、第１位置９０４及び第２位置９０６を通る直線９１０が再び、基準線９１２に略平行になり、かつ重心９０８が再び、基準位置９０２に位置するようになる。具体的には、ビークルは、基準位置９０２が目標対象物９００と一緒に矢印１１００の方向に移動するように移動させる。
【０１０７】
次に、図１２を参照するに、第１位置９０４及び第２位置９０６が、第１位置９０４及び第２位置９０６を通る直線９１０が、基準線９１２に略平行な状態ではなくなるように移動してしまっている。しかしながら、重心９０８は基準位置９０２にある。この例示的な例では、コントローラは、ビークルを、直線９１０と基準線９１２とがなす角度９１４が小さくなるように移動させることができる。具体的には、ビークルは、角度９１４が小さくなって約ゼロ度になるように回転させる。
【０１０８】
図１３では、ビークルは、矢印１３００の方向に回転してしまっているので、目標対象物９００、及び目標対象物９００上の基準位置９０２も回転している。図示のように、ビークル及び目標対象物９００が回転すると、直線９１０が再び、基準線９１２に略平行になる。このように、図１２の直線９１０と基準線９１２とがなす角度９１４は小さくなって約ゼロ度になる。
【０１０９】
次に、図１４を参照するに、第１位置９０４及び第２位置９０６が目標対象物９００上で移動してしまって、重心９０８が、基準位置９０２から遠ざかるように移動し、そして直線９１０が基準線９１２に略平行ではなくなっている。コントローラは、基準位置９０２と重心９０８との間の距離の絶対値、及び基準位置９０２に対する重心９０８の方向を表わすベクトル１４００を計算する。コントローラは、ビークルを、並進移動及び回転の両方を利用して移動させて、重心９０８と基準位置９０２との間の距離を小さくするだけでなく、直線９１０と基準線９１２とがなす角度を小さくすることができる。
【０１１０】
図１５では、ビークルは、矢印１５００の方向に並進移動し、そして矢印１５０２の方向に回転してしまっている。ビークルが並進移動すると、目標対象物９００、及び目標対象物９００上の基準位置９０２もレーザビームに対して移動することにより、第１位置９０４及び第２位置９０６が目標対象物９００上を移動する。更に、ビークルを回転させると、目標対象物９００が回転して、直線９１０は再び、基準線９１２に略平行になる。
【０１１１】
このようにして、レーザビームで照射することができる目標対象物９００上の領域群に対応する異なる種類の位置、及びこれらの異なる種類の位置に対応する異なる種類の補正操作が図９〜１５に説明される。目標対象物９００の搭載先のビークルを、並進移動及び／又は回転を利用して移動させて、第１位置９０４、第２位置９０６と基準位置９０２との間の差を小さくすることができる。
【０１１２】
次に、図１６〜１９参照するに、レーザビームを、ビークルに搭載される目標対象物に誘導するビーム制御ユニットを上方から見た図が、例示的な実施形態に従って描かれている。これらのレーザビームを目標対象物に誘導して、ビークルの移動を制御する。
【０１１３】
図１６では、ビーム制御ユニット１６０２は、目標対象物１６０８上の第１領域１６０６を照射するレーザビーム１６０４、及び目標対象物１６０８上の第２領域１６１２を照射するレーザビーム１６１０を生成する。目標対象物１６０８はビークル１６１４に搭載される。
【０１１４】
第１領域１６０６の第１位置１６１６、及び第２領域１６１２の第２位置１６１８は、目標対象物１６０８上で、基準位置１６２０から離れて位置している。具体的には、第１位置１６１６及び第２位置１６１８の重心１６２１は、基準位置１６２０から離れて位置している。しかしながら、第１位置１６１６及び第２位置１６１８を通る直線１６２３は、基準位置１６２０を通る基準線１６２２に略平行である。
【０１１５】
図１のビークル１０２のコントローラ１１８のような、ビークル１６１４のコントローラ（図示せず）は、ベクトル１６２４を計算することができる。当該コントローラは、ビークル１６１４を、ベクトル１６２４の方向に移動させて、目標対象物１６０８及び基準位置１６２０を、レーザビーム１６０４及びレーザビーム１６１０に対して移動させることができる。この移動により、目標対象物１６０８上の第１領域１６０６の第１位置１６１６、及び第２領域１６１２の第２位置１６１８を変化させることができる。
【０１１６】
次に、図１７を参照するに、ビークル１６１４が図１６の状態から、レーザビーム１６０４及びレーザビーム１６１０に対して、矢印１７００の方向に移動してしまっている。この例示的な例では、ビークル１６１４は、重心１６２１が基準位置１６２０に位置するように、そして直線１６２３が、基準線１６２２に略平行な状態を保ったまま移動する。別の表現をすると、ビークルは並進移動する。
【０１１７】
次に、図１８を参照するに、第１領域１６０６の第１位置１６１６、及び第２領域１６１２の第２位置１６１８は、図１７の第１位置１６１６及び第２位置１６１８から変化してしまっている。図示のように、第１領域１６０６の第１位置１６１６、及び第２領域１６１２の第２位置１６１８を通る直線１６２３は、基準線１６２２に略平行ではなくなっている。更に、重心１６２１は、基準位置１６２０から離れる方向に移動してしまっている。
【０１１８】
この例示的な例では、コントローラは、基準線１６２２と直線１６２３とがなす角度１８００を特定する。コントローラは、ビークル１６１４の回転方向を特定することにより、角度１８００を小さくして略ゼロにする。この方向は、この例示的な例では、矢印１８０２の方向である。
【０１１９】
更に、コントローラはベクトル１８０４を計算する。コントローラは、ビークル１６１４を、ベクトル１８０４の方向と一致する方向に移動させることができる。別の表現をすると、ビークル１６１４は、ベクトル１８０４の方向と一致する方向に並進移動することができる。
【０１２０】
次に、図１９を参照するに、ビークル１６１４は、矢印１２６００の方向に並進移動してしまい、そして矢印１２６０２の方向に回転してしまうことにより、重心１６２１が基準位置１６２０に位置するようになり、かつ直線１６２３が、基準線１６２２に略平行な状態を保持する。
【０１２１】
次に、図２０を参照するに、目標対象物に誘導される２つのレーザビームがなす角度に対して調整を加える様子を表わす図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビーム制御ユニット２００２は、レーザビーム２００４及びレーザビーム２００６を生成するように構成される。これらのレーザビームは、ビークル２０１０に搭載される目標対象物２００８に誘導される。
【０１２２】
レーザビーム２００４とレーザビーム２００６とがなす角度２００５が固定角度である場合、ビークル２０１０のコントローラは、表面２０１２上の所望の方向２０１４のビークル２０１０の移動を制御することができない。所望の方向２０１４は、ビーム制御ユニット２００２に真っ直ぐ向かう、そして／またはビーム制御ユニット２００２から真っ直ぐ離れる方向である。この例示的な例では、角度２００５を調整して、所望の方向２０１４のビークル２０１０の移動を制御することができる。
【０１２３】
例えば、図示のように、ビーム制御ユニット２００２が角度２００５を調整して、角度２００５をより大きくする場合、ビークル２０１０のコントローラは、ビークル２０１０に指示して、表面２０１２に沿って矢印２０１６の方向に移動させる。同様に、他の例示的な例では、ビーム制御ユニット２００２は、角度２００５をより小さくして、ビークル２０１０のコントローラに指示することにより、ビークル２０１０を矢印２０１６とは反対の方向に移動させることができる。
【０１２４】
他の例示的な例では、３つのレーザビームをビーム制御ユニット２００２により生成することができる。或る角度を第１レーザビームと第３レーザビームとがなす角度とすることができ、そして別の角度を第２レーザビームと第３レーザビームとがなす角度とすることができる。別の表現をすると、第３ビームに対するこれらのビームのうちの２つのビームの相対的方向を定義する２種類の角度を設定することができる。これらの２種類の角度をより大きくする、そして／またはより小さくして、ビークルを制御することにより、ビークルとビーム制御ユニット２００２との間の軸に沿って移動させることができる。
【０１２５】
更に、目標対象物２００８上の複数のビーム領域の間の角度変位を利用して、目標対象物２００８までの距離の推定値を生成することができる。この種類の距離測定は、これらのビームのうちの少なくとも１つのビームが、他のビーム群のうちの少なくとも１つの他のビームに平行ではない場合に行なうことができる。
【０１２６】
次に、図２１を参照するに、ジンバルシステムを装備したビークルの目標対象物の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、目標対象物２１００は、ビークル２１０２に搭載される。具体的には、目標対象物２１００は、ビークル２１０２に装備されるジンバルシステム２１０４に装着される。
【０１２７】
この例示的な例では、ジンバルシステム２１０４は、図１のジンバルシステム１６０の１つの実施形態の一例である。ジンバルシステム２１０４は、目標対象物２１００に、２つの異なる種類の回転を与える。具体的には、ジンバルシステム２１０４によって目標対象物２１００は、矢印２１０６の方向、及び矢印２１０８の方向に回転することができる。
【０１２８】
図示のように、ビーム制御ユニット２１１０は、目標対象物２１００上の領域２１１６及び領域２１１８それぞれを照射するレーザビーム２１１２及びレーザビーム２１１４を生成するように構成される。ジンバルシステム２１０４は、目標対象物２１００を、ビークル２１０２が表面２１２０に沿って移動するときに回転させて、目標対象物２１００を通る軸２１２２が、ビーム制御ユニット２１１０を指したままの状態を保持するように構成される。軸２１２２は、目標対象物２１００の法線軸である。別の表現をすると、目標対象物２１００を通る軸２１２２は、目標対象物２１００の表面２１２４と略直交する。
【０１２９】
このように、ジンバルシステム２１０４は、目標対象物２１００をビーム制御ユニット２１１０に位置合わせするように構成される。この位置合わせは、目標対象物２１００の表面２１２４が、軸２１２２をビーム制御ユニット２１１０へ向かって真っ直ぐに指向させた状態で、ビーム制御ユニット２１１０に対向するように行なわれる。
【０１３０】
目標対象物２１００がビーム制御ユニット２１１０に所望範囲内の誤差で位置合わせされない場合、領域２１１６及び領域２１１８が目標対象物２１００の表面２１２４に対して回転している可能性がある。領域２１１６及び領域２１１８がこのように回転すると、ビークル２１０２の移動に対する制御精度が所望の状態よりも低くなってしまう。
【０１３１】
具体的には、目標対象物２１００がビーム制御ユニット２１１０に所望範囲内の誤差で位置合わせされない場合、目標対象物２１００上の領域２１１６及び領域２１１８の位置が変化して、ビークル２１０２が並進移動しかしない場合でもビークル２１０２が回転してしまったと通知する可能性がある。別の表現をすると、ビークル２１０２がほぼ直線的な運動をすると、領域２１１６及び領域２１１８の相対位置が目標対象物２１００に対して回転するようになる可能性がある。領域２１１６及び領域２１１８のこの相対移動は、回転が、当該回転が生じていない場合でも生じたことを通知する可能性がある。
【０１３２】
１つのレーザビームしか目標対象物２１００に誘導されない場合、目標対象物２１００上で照射される領域は、目標対象物２１００がビーム制御ユニット２１１０に所望範囲内の誤差で位置合わせされない場合に細長になる可能性がある。細長になる領域の中心を特定する作業は、所望の状態よりも困難になる。
【０１３３】
次に、図２２を参照するに、ビークルに搭載されるビーム制御ユニット、及びビークルの静止目標対象物の図が、例示的な実施形態に従って描かれている。この例示的な例では、ビーム制御ユニット２２００は、ビークル２２０２に搭載される。ビークル２２０２の目標対象物２２０４は、この図示の例では、静止目標対象物であり、そしてビークル２２０２から離れて位置している。
【０１３４】
図示のように、ビーム制御ユニット２２００は、目標対象物２２０４に誘導されるレーザビーム２２０６を生成するように構成される。レーザビーム２２０６は、この例では、目標対象物２２０４上の領域２２０８を照射する。ビークル２２０２のコントローラは、ビークル２１０２を移動させて、目標対象物２２０４上の領域２２０８の位置２２１０と基準位置２２１２との間の差が小さくなるようにすることができる。ビーム制御ユニット２２００は、レーザビーム２２０６を移動させて、レーザビーム２２０６で照射される目標対象物２２０４上の領域２２０８の位置２２１０を変化させることにより、ビークル２２０２が所望の経路に沿って移動するようにする。
【０１３５】
次に、図２３を参照するに、ビークルの移動を制御するプロセスのフローチャートの図が、例示的な実施形態に従って図示されている。図２３に示すプロセスを実行してビークル１０２を、図１のビークル制御システム１０６を用いて移動させることができる。
【０１３６】
当該プロセスは、ビーム制御ユニットを目標対象物の座標系に校正する（操作２３００）ことにより始まる。ビーム制御ユニットは、例えば図１のエネルギー生成システム１１０及びビームコントローラ１１２を含むことができる。目標対象物の座標系は、ビークルの目標対象物に対応する座標系である。目標対象物は、例えばビークルが表面に沿って移動する場合の当該表面、ビークルに搭載される構造物、または他の或る適切な種類の目標対象物とすることができる。
【０１３７】
１つの例示的な例では、目標対象物が略平面構造である場合、当該座標系は２次元座標系とすることができる。別の表現をすると、目標対象物の表面は２次元基準平面とすることができる。
【０１３８】
その後、当該プロセスでは、エネルギービームをビークルの目標対象物上の領域に誘導する（操作２３０２）。これらの例示的な例では、エネルギービームは、目標対象物上の当該領域を照射する光ビームとすることができる。当該領域は、例えば円、楕円、または他の或る適切な形状のうちの１つとして選択される形状を有することができる。
【０１３９】
当該プロセスでは次に、目標対象物上の当該領域の第１位置を特定する（操作２３０４）。第１位置は、目標対象物の座標系を用いて定義される。操作２３０４は、例えば図１の位置特定システム１１４を用いて行なうことができる。当該領域の第１位置は、この例示的な例では、当該領域の重心とすることができる。
【０１４０】
次に、当該プロセスでは、ビークルを移動させて、目標対象物上の第１位置と基準位置との間の差が小さくなるようにし（操作２３０６）、当該プロセスはその後、終了する。基準位置は、目標対象物上の事前定義位置である。基準位置は、目標対象物に対応する目標対象物の座標系を用いて定義される。操作２３０６では、第１位置と基準位置との間の差は、第１位置と基準位置との間の距離とすることができる。
【０１４１】
次に、図２４を参照するに、光ビームを用いて、ビークルを所望の経路に沿って移動させるプロセスのフローチャートの図が、例示的な実施形態に従って図示されている。図２４に示すプロセスを、ビークル制御システム１０６を用いて実行して、ビークル１０２を図１の所望の経路１５８に沿って移動させることができる。具体的には、このプロセスは、図１のビークル制御システム１０６のビームコントローラ１１２を用いて実行することができる。
【０１４２】
当該プロセスは、コントローラがレーザシステムに指示して、多数のレーザビームを生成させる（操作２４００）ことにより始まる。当該コントローラは次に、多数のレーザビームを、多数のレーザビームがビークルの目標対象物上の多数の領域をそれぞれ照射するように誘導する（操作２４０２）。目標対象物上の多数の領域の位置は、目標対象物上の経路に沿って目標対象物上で照射される種々の領域の開始位置である。
【０１４３】
この例示的な例では、目標対象物は、ビークルに搭載される構造物とすることができる。当該構造物は、例えば略平坦なプラットフォーム上の光センサアレイの形態を採ることができる。
【０１４４】
その後、コントローラは多数のレーザビームを、多数のレーザビームについて事前に定義された経路に沿って移動させ（操作２４０４）、当該プロセスはその後、終了する。操作２４０４では、多数のレーザビームが事前定義経路に追従すると、多数のレーザビームについて事前に定義された移動経路を選択して、ビークルが所望の経路に沿って移動するようにする。
【０１４５】
更に、多数のレーザビームが移動すると、多数のレーザビームにより目標対象物上で照射される多数の領域が、目標対象物上の基準位置に対して移動するようになる。操作２４０４では、多数のレーザビームが移動する際、多数のレーザビームがなす多数の角度を調整し、多数のレーザビームのうちの１つ以上のレーザビームが誘導される方向を変化させ、そして／または多数のレーザビームを或る適切な方式で移動させることができる。
【０１４６】
次に、図２５を参照するに、ビークルの移動を制御するプロセスのフローチャートの図が、例示的な実施形態に従って図示されている。図２５に示すプロセスは、図１のビークル制御システム１０６を用いて実行して、図１のビークル１０２を移動させる。具体的には、このプロセスは、図１のビークル制御システム１０６の移動システム１０８のコントローラ１１８を用いて実行することができる。
【０１４７】
当該プロセスは、位置情報を位置特定システムから受信する（操作２５００）ことにより始まる。当該位置特定システムは、例えば光センサアレイ及びプロセッサユニットを含むことができる。この例示的な例では、光センサアレイは、目標対象物がビークルに搭載される場合には、略平坦なプラットフォームによって保持することができる。目標対象物は、例えば図１の目標対象物１３４とすることができる。
【０１４８】
操作２５００では、プロセッサユニットは、光センサアレイの中の１つ以上の光センサが多数のレーザビームを検出すると、位置情報を生成するように構成される。検出される多数のレーザビームは、操作２４００で生成され、かつ図２４の操作２４０２において目標対象物に誘導される多数のレーザビームとすることができる。当該位置情報は、多数のレーザビームで照射される目標対象物上の多数の領域に対応する多数の位置を含む。
【０１４９】
当該プロセスでは次に、位置情報の中に特定される多数の位置と目標対象物上の基準位置との間に差が生じているかどうかについて判断する（操作２５０２）。１つの例示的な例として、１つのレーザビームが目標対象物に誘導され、そして目標対象物上の１つの領域を照射する場合、当該差は、１つの領域の位置と目標対象物について事前に定義された基準位置との間の距離である。
【０１５０】
別の例示的な例として、２つのレーザビームが目標対象物に誘導され、そして目標対象物上の２つの領域を照射する場合、多数の位置と基準位置との間の差は、距離及び／又は角度を含むことができる。当該距離は、２つのレーザビームで照射される目標対象物上の２つの領域の位置の重心と基準位置との間の距離とすることができる。当該角度は、基準位置を通る基準線と２つのレーザビームで照射される目標対象物上の２つの領域の位置を通る直線とがなす角度とすることができる。
【０１５１】
差が生じる場合、当該プロセスでは、ビークルを当該差が小さくなるように移動させる（操作２５０４）。操作２５０４では、ビークルの移動は、ビークルの所望の経路に沿って、目標対象物上の多数のレーザビームの移動に基づいて行なわれる。
【０１５２】
その後、当該プロセスでは、ビークルの所望の経路が完成したかどうかを判断する（操作２５０６）。ビークルの所望の経路が完成していない場合、当該プロセスは、上に説明した操作２５００に戻る。そうではなく、所望の経路が完成している場合、当該プロセスは終了する。
【０１５３】
操作２５０２を再度参照するに、差が生じない場合、当該プロセスは、上に説明した操作２５０６に進む。このように、図２５のプロセスは、ビークルの移動を制御する閉フィードバックループを表わしている。多数のレーザビームにより目標対象物上で照射される多数の領域の多数の位置が変化すると、ビークルは移動して、多数の位置と基準位置との間の差が小さくなる。その結果、ビークルの移動は、ビークルが所望の経路に沿って所望の精度で移動するように制御することができる。
【０１５４】
異なる図示の実施形態におけるフローチャート及びブロック図は、例示的な実施形態における装置及び方法の数通りの実施形態の構造、機能、及び操作を示している。この点に関して、これらのフローチャートまたはブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能を表わすことができ、そして／または操作またはステップの一部を表わすことができる。例えば、ブロック群のうちの１つ以上のブロックは、プログラムコード、ハードウェア、またはプログラムコード及びハードウェアの組み合わせとして実行することができる。ハードウェアとして実行される場合、当該ハードウェアは、例えばフローチャートまたはブロック図の１つ以上の操作を実行するように製造される、または構成される集積回路の形態を採ることができる。
【０１５５】
例示的な実施形態の幾つかの別の実行形態では、ブロックに記述される機能または機能群は、これらの図に記述される順番とは異なる順番で行なうことができる。例えば、幾つかの場合では、連続して示される２つのブロックは、略同時に実行することができる、またはこれらのブロックを、搭載される機能によって異なるが、逆の順番で実行することができる場合がある。また、フローチャートまたはブロック図における図示のブロック群の他に、他のブロック群を追加することができる。
【０１５６】
次に、図２６を参照するに、データ処理システムの図が、例示的な実施形態に従って図示されている。この例示的な例では、データ処理システム２６００を使用して、図１のビームコントローラ１１２及び／又は図１のコントローラ１１８を実装することができる。図示のように、データ処理システム２６００は通信ファブリック２６０２を含み、この通信ファブリック２６０２は、プロセッサユニット２６０４、メモリ２６０６、永続記憶装置２６０８、通信ユニット２６１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ユニット２６１２、及びディスプレイ２６１４の間の通信を可能にする。
【０１５７】
プロセッサユニット２６０４は、ソフトウェア用の命令群を実行するように動作し、これらの命令はメモリ２６０６に読み込むことができる。プロセッサユニット２６０４は、特定の実施形態によって異なるが、多数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、または他の或る種類のプロセッサとすることができる。本明細書において「ａｎ ｉｔｅｍ（アイテム）」を指して使用される「ｎｕｍｂｅｒ（多数）」とは、１つ以上のアイテムを意味する。更に、プロセッサユニット２６０４は、多数の異種プロセッサシステムを用いて実現することができ、これらの異種プロセッサシステムでは、主プロセッサは、副プロセッサ群と一緒に１つのチップ上に設けられる。別の例示的な例として、プロセッサユニット２６０４は、同じ種類の複数のプロセッサを含む対称マルチプロセッサシステムとすることができる。
【０１５８】
メモリ２６０６及び永続記憶装置２６０８は、ストレージデバイス２６１６の例である。ストレージデバイスは任意の数のハードウェアであり、当該ハードウェアは、例えばこれらには限定されないが、データ、関数形式のプログラムコード、及び／又は一時的に、そして／または永久に保存される他の適切な情報のような情報を保存することができる。ストレージデバイス２６１６は、これらの例では、「ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅｓ（コンピュータ可読ストレージデバイス）」と表記することもできる。メモリ２６０６はこれらの例では、例えばランダムアクセスメモリ、または他の何れかの適切な揮発性または不揮発性ストレージデバイスとすることができる。永続記憶装置２６０８は、特定の実施形態によって異なるが、種々の形態を採ることができる。
【０１５９】
例えば、永続記憶装置２６０８は、１つ以上のコンポーネントまたはデバイスを含むことができる。例えば、永続記憶装置２６０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、再書き込み可能な光ディスク、再書き込み可能な磁気テープ、または上に列挙した要素の或る組み合わせとすることができる。永続記憶装置２６０８が使用する媒体は取り外し可能とすることもできる。例えば、取り外し可能なハードドライブを永続記憶装置２６０８に使用することができる。
【０１６０】
通信ユニット２６１０はこれらの例では、他のデータ処理システム群またはデバイス群との通信を可能にする。これらの例では、通信ユニット２６１０は、ネットワークインターフェースカードである。通信ユニット２６１０は、物理通信リンク及び無線通信リンクの何れか、または両方を使用することにより、通信を可能にする。
【０１６１】
入力／出力ユニット２６１２によって、データを他のデバイス群との間で入出力することができ、これらの他のデバイスは、データ処理システム２６００に接続することができる。例えば、入力／出力ユニット２６１２は、接続を可能にすることにより、ユーザ入力を、キーボード、マウス、及び／又は他の或る適切な入力デバイスを介して行うことができる。更に、入力／出力ユニット２６１２は、出力をプリンタに送出することができる。ディスプレイ２６１４は、情報をユーザに対して表示する機構となる。
【０１６２】
オペレーティングシステム用命令、アプリケーション、及び／又はプログラムは、ストレージデバイス群２６１６に格納することができ、これらのストレージデバイス２６１６は、プロセッサユニット２６０４と通信ファブリック２６０２を介して通信する。これらの例示的な例では、命令群は関数として永続記憶装置２６０８に格納される。これらの命令は、メモリ２６０６に読み込むことにより、プロセッサユニット２６０４によって実行することができる。異なる実施形態のプロセスは、プロセッサユニット２６０４によって、コンピュータ実行命令群を使用して実行することができ、これらのコンピュータ実行命令は、メモリ２６０６のようなメモリに格納することができる。
【０１６３】
これらの命令は、プログラムコード、コンピュータ可用プログラムコード、またはコンピュータ可読プログラムコードと表記され、当該プログラムコードは、プロセッサユニット２６０４内のプロセッサが読み取り、そして実行することができる。当該プログラムコードは、異なる実施形態では、メモリ２６０６または永続記憶装置２６０８のような異なる物理媒体またはコンピュータ可読記憶媒体で具体化することができる。
【０１６４】
プログラムコード２６１８は、選択的に取り外し可能なコンピュータ可読媒体２６２０に関数として格納され、そしてデータ処理システム２６００に読み込む、または転送することによりプロセッサユニット２６０４によって実行することができる。プログラムコード２６１８及びコンピュータ可読媒体２６２０は、これらの例におけるコンピュータプログラム製品２６２２を構成する。１つの例では、コンピュータ可読媒体２６２０は、コンピュータ可読記憶媒体２６２４またはコンピュータ可読信号媒体２６２６とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体２６２４は、例えば光ディスクまたは磁気ディスクを含むことができ、当該ディスクを永続記憶装置２６０８の一部であるドライブまたは他のデバイスに挿入して、または格納して、永続記憶装置２６０８の一部であるハードドライブのようなストレージデバイスに移送する。
【０１６５】
コンピュータ可読記憶媒体２６２４は更に、データ処理システム２６００に接続されるハードドライブ、サムドライブ、またはフラッシュメモリのような永続記憶装置の形態を採ることができる。幾つかの例では、コンピュータ可読記憶媒体２６２４は、データ処理システム２６００から取り外し可能とする必要はない。これらの例では、コンピュータ可読記憶媒体２６２４は、プログラムコード２６１８を伝送する、または送信する媒体ではなく、プログラムコード２６１８を格納するために使用される物理ストレージデバイスまたは有形ストレージデバイスである。コンピュータ可読記憶媒体２６２４はまた、コンピュータ可読有形ストレージデバイス（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ）またはコンピュータ可読物理ストレージデバイス（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ）と表記される。別の表現をすると、コンピュータ可読記憶媒体２６２４は、人が触れることができる媒体である。
【０１６６】
別の構成として、プログラムコード２６１８はデータ処理システム２６００に、コンピュータ可読信号媒体２６２６を使用して転送することができる。コンピュータ可読信号媒体２６２６は、例えばプログラムコード２６１８を含む伝送データ信号とすることができる。例えば、コンピュータ可読信号媒体２６２６は、電磁信号、光信号、及び／又は他の何れかの適切な種類の信号とすることができる。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／又は他の何れかの適切な種類の通信リンクのような通信リンクを介して送信することができる。別の表現をすると、通信リンク及び／又は接続は、例示的な例では、物理通信リンクまたは無線通信リンク、及び／又は物理接続または無線接続とすることができる。
【０１６７】
幾つかの例示的な実施形態では、プログラムコード２６１８は、ネットワークを経由して、別のデバイスまたはデータ処理システムから永続記憶装置２６０８にコンピュータ可読信号媒体２６２６を介してダウンロードすることにより、データ処理システム２６００内で使用することができる。例えば、サーバデータ処理システム内のコンピュータ可読記憶媒体に格納されるプログラムコードは、ネットワークを経由して、サーバからデータ処理システム２６００にダウンロードすることができる。プログラムコード２６１８を供給するデータ処理システムは、サーバコンピュータ、クライアントコンピュータ、またはプログラムコード２６１８を格納し、そして送信することができる他の或るデバイスとすることができる。
【０１６８】
データ処理システム２６００に関して図示される異なる構成要素は、異なる実施形態を実現することができる態様に構造上の制約を付与するために図示しているのではない。異なる例示的な実施形態は、データ処理システム２６００に関して図示される構成要素群の他の、または代わりの構成要素群を含むデータ処理システムにおいて実現することができる。図２６に示す他の構成要素群は、図示される例示的な例から変えることができる。異なる実施形態は、プログラムコードを実行することができる何れかのハードウェアデバイスまたはシステムを用いて実現することができる。一例として、データ処理システムは、無機構成要素群と一体化される有機構成要素群を含むことができ、そして／またはヒトを除く有機構成要素群により全てが構成されるようにすることができる。例えば、ストレージデバイスは、有機半導体により構成することができる。
【０１６９】
別の例示的な例では、プロセッサユニット２６０４は、特定の用途のために製造される、または構成される回路群を有するハードウェアユニットの形態を採ることができる。この種類のハードウェアは操作群を、プログラムコードをメモリに、これらの操作を実行するように構成されるストレージデバイスから読み込む必要を生じることなく実行することができる。
【０１７０】
例えば、プロセッサユニット２６０４がハードウェアユニットの形態を採る場合、プロセッサユニット２６０４は、回路システム、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、または多数の操作を実行するように構成される他の或る適切な種類のハードウェアとすることができる。プログラマブルロジックデバイスの場合、当該デバイスは、多数の操作を実行するように構成される。当該デバイスは、後の時点で再構成することができる、または多数の操作を実行するように永久的に構成することができる。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、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を挙げることができる。この種類の実施形態の場合、プログラムコード２６１８は、異なる実施形態のプロセスがハードウェアユニット内で実行されるので省略することができる。
【０１７１】
更に別の例示的な例では、プロセッサユニット２６０４は、コンピュータ群及びハードウェアユニット群に搭載されるプロセッサ群の組み合わせを用いて実現することができる。プロセッサユニット２６０４は、多数のハードウェアユニットと、そしてプログラムコード２６１８を実行するように構成される多数のプロセッサと、を有することができる。この図示の例の場合、これらのプロセスのうちの幾つかのプロセスが、多数のハードウェアユニット内で実行することができるのに対し、他のプロセス群は、多数のプロセッサ内で実行することができる。
【０１７２】
別の例では、バスシステムを用いて、通信ファブリック２６０２を実現することができ、そして当該バスシステムは、システムバスまたは入力／出力バスのような１つ以上のバスにより構成することができる。勿論、バスシステムは、当該バスシステムに接続される異なる構成要素またはデバイスの間のデータの転送を可能にする何れかの適切な種類のアーキテクチャを用いて実現することができる。
【０１７３】
更に、通信ユニットは、データを送信し、データを受信し、またはデータを送受信する多数のデバイスを含むことができる。通信ユニットは、例えばモデムまたはネットワークアダプタ、２つのネットワークアダプタ、或いはこれらの要素の或る組み合わせとすることができる。更に、メモリは、例えばメモリ２６０６とするか、または通信ファブリック２６０２に設けることができるインターフェース／メモリコントローラハブに搭載されるようなキャッシュとすることができる。
【０１７４】
従って、例示的な実施形態は、ビークルの移動を制御する方法及び装置を提供する。１つの例示的な実施形態では、装置は、エネルギー源と、位置特定システムと、そして移動システムと、を備える。エネルギー源は、ビークルの目標対象物上の領域に誘導されるエネルギービームを生成するように構成される。位置特定システムは、エネルギービームの誘導先である目標対象物上の領域の第１位置を特定するように構成される。移動システムは、ビークルを移動させて、エネルギービームの誘導先である目標対象物上の領域の第１位置と目標対象物上の基準位置との間の差を小さくするように構成される。
【０１７５】
このようにして、異なる例示的な実施形態は、ビークルに搭載されるセンサ群及び／又はナビゲーションシステムを必要としないビークルの移動を制御するシステムを提供する。例えば、電磁波ビームを検出するように構成される構造物を有するビークルは、更に別のセンサ群及び／又はナビゲーションシステムのような更に別の搭載構成要素群を必要とすることなく使用することができる。このように、ビークルの重量及び／又はコストを、ビークルの移動を制御する現在利用可能なシステムと比較して低減することができる。
【０１７６】
異なる例示的な実施形態は、ビークルの並進移動及び回転の両方を同時に行ない、そして追跡することができるシステムを提供する。更に、異なる例示的な実施形態において記載されるビークル制御システムを用いて、異なる種類のビークルの移動を制御することができる。更には、異なる例示的な実施形態において記載されるビークル制御システムの場合、１つのビークルの移動に対する制御は、１つのビークル制御システムから別のビークル制御システムに渡すことができる。
【０１７７】
更に、異なる例示的な実施形態において記載されるビークル制御システムは、無線通信の使用を必要としない。従って、信号障害及び／又は干渉の問題を回避することができる。
【０１７８】
異なる例示的な実施形態に関する記載を提示して、例示及び説明を行ってきたが、当該記載を網羅的に行なおうとしているのではない、または当該記載を開示される構成の実施形態に限定しようとしているのではない。多くの変形及び変更が存在することは、この技術分野の当業者には明らかであろう。更に、異なる例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態とは異なる利点を提供することができる。選択される実施形態または実施形態群は、これらの実施形態の原理、実際の用途を最も良く説明するために、そしてこの技術分野の他の当業者が、想定される特定の使用に適合するように種々の変更が加えられる種々の実施形態の開示内容を理解することができるように選択され、そして記載されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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