(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のロボットマシングループと、
複数のロボットマシングループのミッションを設定し、ミッションを任意の数のタスクに分解し、１つのタスクを１つのロボットマシングループに割り当てることができるミッションプランナーと、
複数のロボットマシングループを使用してミッションを実行することができる複数のミッション制御部と
複数のロボットマシングループ、ミッション制御部、及びミッションプランナーとの通信を可能にする無線通信システムと
を備え、
複数のロボットマシングループの各ロボットマシングループが、複数のミッション制御部の個々のミッション制御部を有し、
個々のミッション制御部が、ミッションに関する情報をロボットマシンから受信し、ミッションの競合を特定し、個々のミッション制御部が競合を解消することができるかどうかについて判断するようになっており、
個々のミッション制御部が、さらに、個々のミッション制御部が競合を解消することができるという判断に応答して、競合を解消して解を生成しロボットマシンに解を送信するようになっており、個々のミッション制御部が競合を解消することができないという判断に応答して、ミッションプランナーに競合レポートを送信するようになっている、装置。
【請求項２】
ミッションプランナーが、
任意の数のタスクを特定してミッションを実行することができるロジスティックプランナーを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
ミッションプランナーが、
複数のロボットマシングループからの任意の数のメッセージに応答してミッションを変更することができるリフレクシブプランナーを更に含む、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
複数のロボットマシングループは、同種の複数のロボットマシングループとするか、または異種の複数のロボットマシングループとすることができる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
複数のロボットマシングループ上で実行される任意の数のプログラムを更に備え、該任意の数のプログラムが、数値制御プログラム、ニューラルネットワーク、ファジーロジック、及び人工知能のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
複数のロボットマシングループに関する情報を生成することができるコンピュータシステムと、
複数のロボットマシングループ及びコンピュータシステムとの通信を可能にする無線通信システムと
を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
ミッション管理方法であって、
ミッションは任意の数のタスクに分解され、１つのタスクは複数のロボットマシングループのうちの１つのグループに割り当てられる、ミッション計画を作成することと、
複数のロボットマシングループにミッション計画を送信することと、
複数のロボットマシングループによりミッション計画の進行状態を監視することと、
複数のロボットマシングループからミッション計画に関するデータを受信することと
を含み、
前記ミッション計画を送信すること、前記ミッション計画の進行状態を監視すること、および、前記ミッション計画に関するデータを受信することを可能にする無線通信手段を含み、
複数のロボットマシングループの各ロボットマシングループが、個々のミッション制御手段を有し、
個々のミッション制御手段が、ミッションに関する情報をロボットマシンから受信し、ミッションの競合を特定し、個々のミッション制御手段が競合を解消することができるかどうかについて判断することと、
個々のミッション制御手段が、個々のミッション制御手段が競合を解消することができるという判断に応答して、競合を解消して解を生成しロボットマシンに解を送信することと、
個々のミッション制御手段が、個々のミッション制御手段が競合を解消することができないという判断に応答して、ミッション計画を作成するミッションプランナーに競合レポートを送信することと、を更に含む、方法。
【請求項８】
ミッション計画を作成することが、
複数のデータベースから情報を取り出すこと
を更に含み、取り出される情報が、ミッションスケジュール、ミッション履歴、及びリソース情報のうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ミッション計画を作成することが、
ミッション計画を任意の数のタスクに分解すること
を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
ミッション計画を作成することが、
ミッション計画の任意の数のタスクに任意の数のリソースを割り当てること
を更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
複数のロボットマシングループにミッション計画を送信することが、
複数のロボットマシングループにコマンドを送信して、任意の数のタスクを実行させること
を更に含む、請求項７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、ミッション管理に関するものであり、特にミッション計画を作成し、ミッションを実行する自動化システムに関するものである。更に具体的には、本開示は、ミッションプランニングシステムを使用してミッション計画を作成し、ミッションを実行する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タスクをスケジューリングし、実行する自動化システムは通常、同じ解を特定のミッションまたは作業に関して集める単一システムとして提供される。例えば、航空機メンテナンス分野では、種々の点検方法を使用して、航空機構造のような対象物を、疑わしいイベントの後に点検する、またはスケジューリングされたメンテナンスまたは予防メンテナンスが必要かどうかを判断することができる。既存の航空機メンテナンス作業は、オーナー及び／又はオペレータが変えることができるが、多くの航空機メンテナンス作業では、顧客に合わせた高コスト、かつ手作業の点検及びメンテナンス方法を利用している可能性がある。他の既存の作業方法では、半自律システムまたは自律システムを利用することができ、これらのシステムは、行なわれている作業の種類に固有の限定された解しか提供することができない。限られた種類の作業に固有の種々の半自律システムまたは自律システムを実装すると、膨大なコストが発生し、非常に長い時間が掛かり、効率が悪くなる。
【０００３】
したがって、上に説明した問題のうちの１つ以上の問題だけでなく、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】
【０００４】
種々の有利な実施形態は、任意の数のロボットマシングループと、コンピュータシステムと、無線通信システムとを含むことができる装置を提供することができる。コンピュータシステムは、任意の数のロボットマシングループに関する情報を生成することができる。無線通信システムは、任意の数のロボットマシングループ及びコンピュータシステムとの通信を可能にする。
【０００５】
種々の有利な実施形態は更に、ミッション管理方法を提供することができる。ミッション計画は、作成することができる。ミッション計画は、任意の数のロボットマシングループに送信することができる。ミッション計画の進行状態は、任意の数のロボットマシングループにより監視することができる。ミッション計画に関するデータは、任意の数のロボットマシングループから受信することができる。
【０００６】
種々の有利な実施形態は更に、ミッション管理方法を提供することができる。ミッション計画に関する情報は、任意の数のロボットマシンから受信することができる。ミッションの競合は、特定することができる。競合を解消することができるかどうかについて判断を下すことができる。
【０００７】
種々の有利な実施形態は更に、任意の数のロボットマシングループと、ミッションプランナーと、ミッション制御部と、無線通信システムと、ロジスティックプランナーと、リフレクシブプランナーとを含むことができる装置を提供することができる。ミッションプランナーは、任意の数のロボットマシングループのミッションを設定することができる。ミッション制御部は、任意の数のロボットマシングループを使用してミッションを実行することができる。無線通信システムは、任意の数のロボットマシングループ、ミッション制御部、及びミッションプランナーとの通信を可能にする。ロジスティックプランナーは、任意の数のタスクを特定してミッションを実行することができる。リフレクシブプランナーは、任意の数のロボットマシングループからの任意の数のメッセージに応答してミッションを変更することができる。
【０００８】
種々の有利な実施形態は更に、ミッション管理方法を提供することができる。ミッション管理では、ミッションのミッション計画を作成することができる。情報は、複数のデータベースから取り出すことができる。ミッション計画は、任意の数のタスクに分解することができる。任意の数のリソースは、ミッション計画の任意の数のタスクに割り当てることができる。ミッション計画は、任意の数のロボットマシングループに送信することができる。ミッション計画の進行状態は、任意の数のロボットマシングループにより監視することができる。ミッション計画に関するデータは、任意の数のロボットマシングループから受信することができる。
１．  任意の数のロボットマシングループと、
任意の数のロボットマシングループに関する情報を生成することができるコンピュータシステムと、
任意の数のロボットマシングループ及びコンピュータシステムとの通信を可能にする無線通信システムと、
を備える、装置。
２．  更に、
任意の数のロボットマシングループのミッションを設定することができるミッションプランナーと、
ミッションプランナーへのオペレータによるアクセスを可能にするオペレータインターフェースと、
を備える、請求項１に記載の装置。
３．  ミッションプランナーは更に、動的複製をミッション要求に基づいて実施することができる、請求項２に記載の装置。
４．  更に、
任意の数のミッション制御部を備え、任意の数のロボットマシングループの各ロボットマシングループは、任意の数のミッション制御部の個々のミッション制御部を有する、請求項１に記載の装置。
１６．  ミッション管理方法であって、該方法は、
ミッションに関する情報を任意の数のロボットマシンから受信することと、
ミッションの競合を特定することと、
競合を解消することができるかどうかについて判断することと、
を含む、方法。
１７．  更に、
競合を解消することができるという判断に応答して、競合を解消して解を生成することと、
任意の数のロボットマシンに解を送信することと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
１８．  更に、
競合を解消することができないという判断に応答して、ミッションプランナーに競合レポートを送信することを含む、請求項１６に記載の方法。
１９．  任意の数のロボットマシングループと、
任意の数のロボットマシングループのミッションを設定することができるミッションプランナーと、
任意の数のロボットマシングループを使用してミッションを実行することができるミッション制御部と、
任意の数のロボットマシングループ、ミッション制御部、及びミッションプランナーとの通信を可能にする無線通信システムと、
任意の数のタスクを特定してミッションを実行することができるロジスティックプランナーと、
任意の数のロボットマシングループからの任意の数のメッセージに応答してミッションを変更することができるリフレクシブプランナーと、
を備える、装置。
２０．  ミッション管理方法であって、該方法は、
ミッションのミッション計画を作成することと、
複数のデータベースから情報を取り出すことと、
ミッション計画を任意の数のタスクに分解することと、
ミッション計画の任意の数のタスクに任意の数のリソースを割り当てることと、
任意の数のロボットマシングループにミッション計画を送信することと、
任意の数のロボットマシングループによりミッション計画の進行状態を監視することと、
任意の数のロボットマシングループからミッション計画に関するデータを受信することと、
を含む、方法。
２１．  取り出される情報は、ミッションスケジュール、ミッション履歴、及びリソース情報のうちの少なくとも１つを含む、請求項２０に記載の方法。
２２．  ミッション計画は、ミッションに対応する任意の数のタスクを含む、請求項２０に記載の方法。
【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、更なる詳細について以下の説明及び図面を参照しながら理解することができる。
【００１０】
有利な実施形態に固有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、有利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、本開示の有利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、有利な実施形態による航空機製造及び整備方法を示している。
【図２】図２は、有利な実施形態を実現することができる航空機を示している。
【図３】図３は、有利な実施形態によるミッションプランニング環境を示している。
【図４】図４は、有利な実施形態によるデータ処理システムを示している。
【図５】図５は、有利な実施形態による任意の数のロボットマシングループを示している。
【図６】図６は、有利な実施形態による複数のデータベースを示している。
【図７】図７は、有利な実施形態によるセンサシステムを示している。
【図８】図８は、有利な実施形態によるオペレータインターフェースを示している。
【図９】図９は、有利な実施形態によるミッションプランナーを示している。
【図１０】図１０は、有利な実施形態によるミッション制御部を示している。
【図１１】図１１は、有利な実施形態によるマシンコントローラを示している。
【図１２】図１２は、有利な実施形態による異種自律作業を監視し、制御するプロセスのフローチャートを示している。
【図１３】図１３は、有利な実施形態によるミッション計画を作成するプロセスのフローチャートを示している。
【図１４】図１４は、有利な実施形態によるミッション計画競合を解消するプロセスのフローチャートを示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
これらの図面を更に具体的に参照すると、本開示の実施形態は、図１に示す航空機製造及び整備方法１００、及び図２に示す航空機２００に関連して説明することができる。まず、図１を参照すると、有利な実施形態による航空機製造及び整備方法１００の図が描かれている。生産前段階では、航空機製造及び整備方法１００は、図２の航空機２００の仕様決定及び設計１０２と、材料調達１０４とを含むことができる。
【００１３】
生産段階では、図２の航空機２００の部品及びサブアセンブリ製造１０６、及びシステム統合１０８を行なうことができる。その後、図２の航空機２００は、認可及び機体引き渡し１１０を経て、運行１１２される。顧客が運行１１２している間、図２の航空機２００を日常的なメンテナンス及び整備１１４に関してスケジューリングすることができ、このメンテナンス及び整備１１４は、改修、再構成、補修、及び他のメンテナンスまたは整備を含むことができる。
【００１４】
航空機製造及び整備方法１００のプロセスの各プロセスは、システムインテグレータ、サードパーティ、及び／又はオペレータによって行なうことができるか、または実行することができる。これらの例では、オペレータは顧客とすることができる。本記述の目的では、システムインテグレータとして、これらには限定されないが、いずれかの数の航空機製造業者、及び航空機大手システムサブコントラクタを挙げることができ、サードパーティとして、これらには限定されないが、いずれかの数のベンダー、サブコントラクタ、及びサプライヤーを挙げることができ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍隊、航空機整備機関などとすることができる。
【００１５】
次に、図２を参照すると、有利な実施形態を実現することができる航空機の図が描かれている。この例では、航空機２００は、図１の航空機製造及び整備方法１００により製造することができ、かつ複数のシステム２０４を搭載した機体２０２と、機内２０６とを含むことができる。システム２０４の例として、推進システム２０８、電気システム２１０、油圧システム２１２、及び環境システム２１４のうちの１つ以上を挙げることができる。いずれかの数の他のシステムを含めてもよい。航空宇宙用の例を示しているが、種々の有利な実施形態は、自動車産業のような他の産業に適用することができる。更に、種々の有利な実施形態は、橋梁及び建物のような他のインフラストラクチャ産業に適用することができる。
【００１６】
本明細書において具体化される装置及び方法は、図１の航空機製造及び整備方法１００の種々の段階のうちのいずれか１つ以上の段階において用いることができる。例えば、図１の部材及びサブアセンブリ製造１０６の段階で製造される部品またはサブアセンブリは、航空機２００が図１のメンテナンス及び整備１１４の段階にある間に、点検することができる。
【００１７】
また、１つ以上の装置実施形態、方法実施形態、またはこれらの装置実施形態及び方法実施形態の組み合わせは、図１のメンテナンス及び整備１１４及び運行１１２のような整備段階、運行段階において、例えばこれらには限定されないが、航空機２００の点検及び／又はメンテナンスを極めて迅速に行うことにより利用することができる。
【００１８】
種々の有利な実施形態では、現在使用されているミッションプランニングシステムが一時的な不具合状態を検出し、監視するために必要なデータを継続的及び／又は定期的に供給することができない可能性があることを考慮に入れ、認識する。種々の有利な実施形態では更に、既存のミッションプランニング方法では、複数のミッション、及び／又は異種作業を実行する複数グループのロボットマシンを自律的に調整することができない可能性があることを認識する。
【００１９】
種々の有利な実施形態では、現在使用されているプランニングシステムが、複数の遠隔操作ロボットマシングループを動的にプランニングし、調整するために十分には堅牢ではない可能性があり、これらのロボットマシングループの各グループは、高度な所定ミッション実行中に一時的に派遣され、かつ呼び出される可能性があることを考慮に入れ、認識する。また、機能障害または他の不測の環境状態、或いはミッション作業状態に起因するこのような複雑な接続システムの動作を維持するために大きなオペレータ作業負荷が必要になる。
【００２０】
このように、これらの種々の有利な実施形態のうちの１つ以上の実施形態は、任意の数のロボットマシングループと、ミッションプランナーと、ミッション制御部とを含むことができる装置を提供することができる。ミッションプランナーは、任意の数のロボットマシングループのミッションを設定することができる。ミッション制御部は、任意の数のロボットマシングループを使用してミッションを実行することができる。
【００２１】
これらの種々の有利な実施形態は更に、ミッション管理方法を提供することができる。ミッション計画を作成することができる。ミッション計画は、任意の数のロボットマシングループに送信することができる。ミッション計画の進行状態は、任意の数のロボットマシングループにより監視することができる。ミッション計画に関するデータは、任意の数のロボットマシングループから受信することができる。
【００２２】
これらの種々の有利な実施形態は更に、ミッション管理方法を提供することができる。ミッションに関する情報は、任意の数のロボットマシンから受信することができる。ミッションの競合を特定することができる。競合を解消することができるかどうかについての判断を下すことができる。
【００２３】
これらの種々の有利な実施形態は更には、任意の数のロボットマシングループと、ミッションプランナーと、ミッション制御部と、無線通信システムと、ロジスティックプランナーと、リフレクシブプランナー（ｒｅｆｌｅｘｉｖｅ  ｐｌａｎｎｅｒ）とを含むことができる装置を提供することができる。ミッションプランナーは、任意の数のロボットマシングループのミッションを設定することができる。ミッション制御部は、任意の数のロボットマシングループを使用してミッションを実行することができる。無線通信システムは、任意の数のロボットマシングループ、ミッション制御部、及びミッションプランナーとの通信を可能にする。ロジスティックプランナーは、ミッションを実行する任意の数のタスクを特定することができる。リフレクシブプランナーは、任意の数のロボットマシングループからの任意の数のメッセージに応答してミッションを変更することができる。
【００２４】
これらの種々の有利な実施形態は更には、ミッションのミッション計画を作成する方法を提供することができる。情報は、複数のデータベースから取り出すことができる。取り出される情報は、ミッションスケジュール、ミッション履歴、及びリソース情報のうちの少なくとも１つを含むことができる。ミッション計画は、任意の数のタスクに分解することができる。任意の数のリソースは、ミッション計画の任意の数のタスクに割り当てることができる。ミッション計画は、任意の数のロボットマシングループに送信することができる。ミッション計画は、ミッションに対応する任意の数のタスクを含むことができる。ミッション計画の進行状態は、任意の数のロボットマシングループにより監視することができる。ミッション計画に関するデータは、任意の数のロボットマシングループから受信することができる。
【００２５】
これらの種々の有利な実施形態は、スケーラブルかつフレキシブルなミッションプランニングシステムを提供することができ、このミッションプランニングシステムは、ミッション目的が時間とともに変化する動的作業状態の影響を受ける異なる複数の異種ロボットマシングループに関する計画を作成し、制御を行なうために堅牢である。
【００２６】
特定の実施例として、これらの種々の有利な実施形態のうちの１つ以上の実施形態は、例えばこれらには限定されないが、図１の部品及びサブアセンブリ製造１０６、システム統合１０８、認可及び機体引き渡し１１０、運行１１２、及びメンテナンス及び整備１１４の段階において実行することにより、航空機２００の構造を組み付けることができる。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、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てもよく、列挙されるアイテムの中の各アイテムの１つしか必要とされなくてもよいことを意味する。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。
【００２７】
次に、図３を参照すると、有利な実施形態によるミッションプランニング環境の図が描かれている。ミッションプランニング環境３００は、ミッションまたは作業が、任意の数のロボットマシン及びオペレータ３０２を使用して、計画され、実行され、変更されるいずれかの環境とすることができる。
【００２８】
ミッションプランニング環境３００は、ミッションプランニングシステム３０１及びオペレータ３０２を含むことができる。ミッションプランニングシステム３０１は、点検ミッションを計画して、図２の航空機２００を、例えば図１のメンテナンス及び整備１１４の段階で点検するために使用されるシステムの１つの例とすることができる。オペレータ３０２は、これらには限定されないが、ヒューマンオペレータ、自律マシンオペレータ、ロボットオペレータ、または他の或る外部システムとすることができる。
【００２９】
ミッションプランニングシステム３０１は、任意の数の用途に対応する任意の数の産業において実現することができる。例えば、ミッションプランニングシステム３０１は、航空宇宙産業、自動車産業、軍隊、法執行機関、緊急救援、探索及び救助、偵察、及び／又は他のいずれかの適切な産業、及び／又はプランニングシステムを利用することができる用途において実現することができる。
【００３０】
ミッションプランニングシステム３０１は、複数のデータベース３０４と、コンピュータシステム３０６と、任意の数のロボットマシングループ３１２と、無線通信システム３１４と、任意の数の電源３３６とを含むことができる。複数のデータベース３０４は、ミッションプランニングシステム３０１がアクセスすることができる任意の数のネットワーク環境に分散配置される任意の数のデータベースを含むことができる。コンピュータシステム３０６は、オペレータインターフェース３０８と、任意の数のデバイス３０９と、ミッションプランナー３１０とを含むことができる。コンピュータシステム３０６は、情報を生成することができる。情報として、例えばこれらには限定されないが、コマンド、データ、プログラム、及び／又は他の適切な種類の情報を挙げることができる。
【００３１】
オペレータ３０２は、任意の数のデバイス３０９を使用して、オペレータインターフェース３０８と相互作用することができる。任意の数のデバイス３０９は、これらには限定されないが、ディスプレイ、データグローブ、携帯情報端末、ラップトップ、ジョイスティック、キーボード、マウス、タッチスクリーン、光インターフェース、視覚インターフェース、触覚インターフェース、及び／又は他のいずれかの適切なデバイスのようなデバイスを含むことができる。ディスプレイ３１３は、オペレータ３０２が使用することによりオペレータインターフェース３０８と相互作用する任意の数のデバイス３０９のうちの１つのタイプのデバイスの一例とすることができる。
【００３２】
１つの有利な実施形態では、オペレータ３０２は、ミッションプランニングタスクを、コンピュータシステム３０６のオペレータインターフェース３０８を使用して開始することができる。例えば、オペレータ３０２は、特定のタスクまたはミッションを特定することにより、ミッションプランニングシステム３０１が実行することができる。オペレータ３０２は、任意の数のロボットマシングループ３１２に局所的に配置することができるか、または任意の数のロボットマシングループ３１２から遠く離れて配置することができる。例えば、任意の数のロボットマシングループ３１２は、オペレータ３０２とは異なる場所、国、または惑星に位置させることができ、例えば任意の数のロボットマシングループを月に展開配置して、オペレータ３０２が地球から制御する。
【００３３】
ミッションプランニングシステム３０１は、オペレータ３０２に、オペレータ３０２が任意の数のロボットマシングループ３１２の近くに居るか、または居ないかどうかに拘わらず、任意の数のロボットマシングループ３１２を制御する能力を付与することができる。ロボットマシングループ１  ３２４、ロボットマシングループ２  ３２６、及びロボットマシングループｎ  ３２８は、任意の数のロボットマシングループ３１２に含めることができる任意の数のロボットマシングループの例とすることができる。
【００３４】
これらの実施例では、任意の数のロボットマシングループ３１２は同種ロボットマシングループ及び／又は異種ロボットマシングループとすることができる。例えば、任意の数のロボットマシングループ３１２は、これらのロボットマシングループの全てが略同じであり、略同じ種類の作業を実行し、および／または略同じ構成を有する場合に同種ロボットマシングループとすることができる。任意の数のロボットマシングループ３１２は、任意の数のロボットマシングループ３１２内の異なるロボットマシングループが異なり、異なる種類の作業を実行し、異なる構成を有し、および／または他の違いを有する場合に異種ロボットマシングループとすることができる。幾つかの例では、任意の数のロボットマシングループ３１２は、略同じ種類の作業を実行する異なる構成を有するか、または異なる種類の作業を実行する異なる構成を有することができる。
【００３５】
更に、任意の数のロボットマシングループ３１２内の各ロボットマシングループは、同種ロボットマシングループまたは異種ロボットマシングループとすることができる。例えば、ロボットマシングループ１  ３２４は、同種ロボットマシングループとすることができ、かつ全てが略同じであるロボットマシンを有することができる。ロボットマシングループ２  ３２６は、異種ロボットマシングループとすることができ、かつ異なる種類の作業を実行する異なる構成を有する異なるタイプのロボットマシンを有することができる。別の例では、ロボットマシングループ２  ３２６は、異種ロボットマシングループとすることができ、かつ略同じ種類の作業を実行する異なる構成を有する異なるタイプのロボットマシンを有することができる。
【００３６】
オペレータ３０２は、オペレータインターフェース３０８を使用して、コンピュータシステム３０６のミッションプランナー３１０にアクセスすることができる。ミッションプランナー３１０は、ミッションを計画し、リソースをそれに応じて割り当てることができる。ミッションは、例えばこれらには限定されないが、構造の点検、捜索及び救助作業、偵察ミッション、メンテナンス作業、及び／又は他のいずれかの適切なミッションまたは作業とすることができる。ミッションプランナー３１０はデータ３０５を複数のデータベース３０４から受信して、スケジューリングされたミッションまたは作業を開始することができる。スケジューリングされたミッションまたは作業は、複数のデータベース３０４によって認識される日、時間、またはイベントを以って開始される日常的な作業またはスケジューリングされたミッションとすることができる。例えば、図２の航空機２００に対する日常的なメンテナンスは、例えば複数のデータベース３０４に保存されている年次メンテナンス日のような日を以って開始することができる。
【００３７】
ミッションプランナー３１０は、データ３０７をオペレータ３０２からオペレータインターフェース３０８を使用して受信することにより、ミッションまたは作業を開始することができる。データ３０７は、これらには限定されないが、任意の数のタスクに関する情報、目的、構造、及び／又はミッションまたは作業に関する他のいずれかの適切な情報を含むことができる。ミッションプランナー３１０はデータ３０７及び／又はデータ３０５を受信することができ、受信した情報を処理して、任意の数のタスクを任意の数のリソースに割り当てるミッション計画を作成することができる。
【００３８】
ミッション計画３１１は、ミッションプランナー３１０によって作成されるミッション計画の一例とすることができる。実施例では、ミッションプランナー３１０は、１つのタスクを１つのロボットマシングループに、別のタスクを異なるロボットマシングループに割り当てることができる。ミッションプランナー３１０は、実行中のミッションまたは作業を監視し、ミッションまたは作業を、例えば任意の数のロボットマシングループ３１２のような任意の数のリソースから受信するフィードバックに基づいて変更することができる。本明細書において使用するように、「ｎｕｍｂｅｒ」とは、１つ以上のタスク、リソース、及び／又はロボットマシングループを指す。
【００３９】
ミッションプランナー３１０は、ミッション計画３１１を作成し、ミッション計画３１１を、任意の数のロボットマシングループ３１２の任意の数のミッション制御部３１５に送信することができる。任意の数のミッション制御部３１５は、各ロボットマシングループに対応する個々のミッション制御部を表わすことができる。各ロボットマシングループは、当該グループ固有の個別のミッション制御部を有することができる。ミッションプランナー３１０は、ミッション計画３１１を、無線通信システム３１４を使用して送信することができる。
【００４０】
無線通信システム３１４は、情報３１６をミッションプランナー３１０と任意の数のロボットマシングループ３１２との間で送受信することができる。ミッション計画３１１は、コマンド３１８及びプログラム３２０を含むことができ、これらのコマンド及びプログラムは、ロボットマシングループ１  ３２４のミッション制御部３３０のような指定されたロボットマシングループのミッション制御部に送信される。ミッション計画３１１を実行している間、ロボットマシングループ１  ３２４のミッション制御部３３０は、メッセージ３２２をミッションプランナー３１０に送信することができる。
【００４１】
メッセージ３２２は、例えばミッション制御部３３０が、ミッション計画３１１の実行の邪魔になる虞がある、ロボットマシングループ１  ３２４内の競合を解消することができない場合に送信することができる。ミッションプランナー３１０は、メッセージ３２２を使用してミッション計画３１１を変更することにより、ミッション制御部３３０によって特定される競合を解消することができる。次に、ミッションプランナー３１０は、新規コマンドまたはプログラムをミッション制御部３３０に送信して、変更済みミッション計画３３２を実行することができる。
【００４２】
任意の数の電源３３６は電源を、例えば任意の数のロボットマシングループ３１２のような、ミッションプランニングシステム３０１の構成要素に供給することができる。任意の数の電源３３６は、これらには限定されないが、バッテリ、移動式バッテリ充電器、ビーム電力、ネットワーク接続自律型バッテリ充電器、エネルギー回収装置、太陽電池、及び／又は他の適切な電源を含むことができる。
【００４３】
図３のミッションプランニング環境３００は、種々の有利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の他に、および／または替わりに、他の構成要素を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では不要とすることができる。また、ブロックを提示して、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、種々の有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、および／または異なるブロックに分割することができる。
【００４４】
例えば、ミッションプランニングシステム３０１は、自律メンテナンス／点検システムを含むことができ、この自律メンテナンス／点検システムは、当該システム自体を再構成して、異なるタイプの構造の点検を、現在利用可能な点検システムよりも速い方法で実行することができる。構造は、例えば図２の航空機２００とすることができる。別の実施例では、構造は、例えばこれらには限定されないが、航空機、宇宙船、潜水艦、水上艦、車両、戦車、建物、製造現場、エンジン、及び／又は他の或るタイプの構造とすることができる。
【００４５】
更に別の実施例では、構造は、構造物の一部とすることができる。例えば、航空機の実施例では、構造物の一部は、例えばこれらには限定されないが、翼、胴体、エンジン、及び／又は航空機構造の他の或る適切な部分とすることができる。
【００４６】
次に、図４を参照すると、有利な実施形態によるデータ処理システムの図が描かれている。データ処理システム４００を使用して、ミッションプランニング環境内に、図３のミッションプランニングシステム３０１及び／又はコンピュータシステム３０６のような異なるコンピュータ及びデータ処理システムを実現することができる。
【００４７】
この実施例では、データ処理システム４００は通信ファブリック４０２を含み、この通信ファブリック４０２は、プロセッサユニット４０４、メモリ４０６、固定記憶域４０８、通信ユニット４１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）ユニット４１２、及びディスプレイ４１４の間の通信を可能にする。特定の実施形態に依存するが、データ処理システム４００の異なるアーキテクチャ及び／又は構成を使用してもよい。
【００４８】
プロセッサユニット４０４は、メモリ４０６に読み込むことができるソフトウェアコマンドを実行する役割を担う。プロセッサユニット４０４は、１つ以上のプロセッサの集合とすることができるか、またはマルチプロセッサコアとすることができ、いずれとするかは、具体的な実施形態により異なる。更に、プロセッサユニット４０４は、１つ以上の異種プロセッサシステムを使用して実現することができ、この場合、主プロセッサは補助プロセッサとともに単一チップに搭載される。別の実施例として、プロセッサユニット４０４は、同じタイプの複数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。
【００４９】
メモリ４０６及び固定記憶域４０８は、ストレージデバイス４１６の例である。ストレージデバイスは、いずれかの数のハードウェアとすることができ、これらのハードウェアは、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／又は他の適切な情報を一時的に、および／または永久に保存することができる。メモリ４０６はこれらの例では、例えばランダムアクセスメモリとするか、または他のいず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。固定記憶域４０８は、具体的な実施形態により異なるが、種々の形態を採ることができる。
【００５０】
例えば、固定記憶域４０８は、１つ以上の構成要素またはデバイスを含むことができる。例えば、固定記憶域４０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書き込み可能な光ディスク、書き込み可能な磁気テープ、または上に挙げたデバイスの組み合わせとすることができる。固定記憶域４０８により使用される媒体は、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は、固定記憶域４０８に使用することができる。
【００５１】
通信ユニット４１０はこれらの例では、他のデータ処理システムまたはデバイスとの通信を可能にする。これらの例では、通信ユニット４１０はネットワークインターフェースカードとすることができる。通信ユニット４１０は、通信を、物理通信リンクまたは無線通信リンクのいずれかを、または両方を使用することにより可能にする。
【００５２】
入力／出力ユニット４１２によってデータの入力及び出力が、データ処理システム４００に接続することができる他のデバイスを用いて可能になる。例えば、入力／出力ユニット４１２は、ユーザ入力に対応する接続を、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可能にする。更に、入力／出力ユニット４１２は、出力をプリンタに送信することができる。ディスプレイ４１４は、情報をユーザに対して表示する機構となる。
【００５３】
オペレーティングシステムコマンド、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４１６に格納することができ、これらのストレージデバイス４１６はプロセッサユニット４０４と通信ファブリック４０２を介して通信する。これらの実施例では、これらのコマンドは、固定記憶域４０８に関数形式で記述されている。これらのコマンドをメモリ４０６に読み込んで、プロセッサユニット４０４により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４０４によりコンピュータ実行コマンド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コマンドは、メモリ４０６のようなメモリに格納することができる。
【００５４】
これらのコマンドは、プログラムコード、コンピュータ可用プログラムコード、またはプロセッサユニット４０４内のプロセッサが読み取り、実行することができるコンピュータ可読プログラムコードと表記される。プログラムコードは異なる実施形態では、メモリ４０６または固定記憶域４０８のような異なる物理コンピュータ可読媒体または有形コンピュータ可読媒体に埋め込むことができる。
【００５５】
プログラムコード４２０は、選択的に取り外すことができるコンピュータ可読媒体４１８に関数形式で格納することができ、データ処理システム４００に読み込むか、または転送することによりプロセッサユニット４０４によって実行することができる。プログラムコード４２０及びコンピュータ可読媒体４１８は、コンピュータプログラム製品４２２をこれらの例において構成する。１つの例では、コンピュータ可読媒体４１８は、例えば光ディスクまたは磁気ディスクのような有形媒体とすることができ、この有形媒体を、固定記憶域４０８の一部とすることができるドライブまたは他のデバイスに挿入するか、または収納することにより、固定記憶域４０８の一部とすることができるハードドライブのようなストレージデバイスに搬送することができる。
【００５６】
有形形態では、コンピュータ可読媒体４１８は、データ処理システム４００に接続することができるハードドライブ、サムドライブ、またはフラッシュメモリのような固定記憶域の形態を採ることもできる。有形のコンピュータ可読媒体４１８は、コンピュータ記録可能ストレージ媒体と表記することもできる。幾つかの例では、コンピュータ可読媒体４１８は、取り外し可能とする必要はない。
【００５７】
別の構成として、プログラムコード４２０はデータ処理システム４００に、コンピュータ可読媒体４１８から通信リンクを介して通信ユニット４１０に達するように、および／または接続を介して入力／出力ユニット４１２に達するように転送することができる。通信リンク及び／又は接続は、これらの実施例では、物理リンク及び／又は物理接続、または無線リンク及び／又は無線接続とすることができる。コンピュータ可読媒体は、プログラムコードを伝送する通信リンクまたは無線伝送媒体のような無形媒体の形態を採ることもできる。
【００５８】
幾つかの例示的な実施形態では、プログラムコード４２０はネットワークを経由して、別のデバイスから固定記憶域４０８に、またはデータ処理システムにダウンロードして、データ処理システム４００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４００にダウンロードすることができる。プログラムコード４２０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４２０を格納し、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。
【００５９】
データ処理システム４００の異なる構成要素は、種々の有利な実施形態を実現することができる態様に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。異なる例示的な実施形態は、データ処理システム４００に関して示される構成要素の他の、または代わりの構成要素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４に示す他の構成要素は、図示の実施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いずれかのハードウェアデバイスまたはシステムを使用し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、無機構成要素と一体化される有機構成要素を含むことができる、および／またはヒトを除く有機構成要素により全てを構成することができる。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。
【００６０】
別の例として、データ処理システム４００内のストレージデバイスは、データを保存することができるいずれかのハードウェア装置とすることができる。メモリ４０６、固定記憶域４０８、及びコンピュータ可読媒体４１８は、有形のストレージデバイスの例である。
【００６１】
別の例では、バスシステムを使用して、通信ファブリック４０２を実現することができ、バスシステムまたは入力／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、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転送を可能にするいずれかの適切なタイプのアーキテクチャを使用して実現することができる。更に、通信ユニットは、データを送受信するために使用される、モデムまたはネットワークアダプターのような１つ以上のデバイスを含むことができる。更に、メモリは、例えばメモリ４０６とするか、または通信ファブリック４０２に組み込むことができるインターフェース及びメモリコントローラハブに設置されるようなキャッシュとすることができる。
【００６２】
次に、図５を参照すると、任意の数のロボットマシングループの図が有利な実施形態に従って描かれている。任意の数のロボットマシングループ５００は、図３の任意の数のロボットマシングループ３１２を実現することができる１つの態様の例とすることができる。
【００６３】
任意の数のロボットマシングループ５００は、任意の数のミッション制御部５０１を含むことができる。任意の数のロボットマシングループ５００内の各マシングループは、情報を、図３のミッションプランナー３１０のようなミッションプランナーから受信することができる当該グループ固有のミッション制御部を有することができる。ロボットマシングループ５０２は、任意の数のロボットマシングループ５００内の１つのマシングループの１つの形態の例とすることができる。ロボットマシングループ５０２は、ミッション制御部５０３と、任意の数のロボットマシン５０５とを含むことができる。ミッション制御部５０３は、ロボットマシングループ５０２宛の情報を、ミッションプランナーから受信し、メッセージをロボットマシングループ５０２からミッションプランナーに送信することができる。
【００６４】
ミッション制御部５０３は、ロボットマシングループ５０２にタスク割り当てされるミッションまたは作業の進行状態、ロボットマシングループ５０２内の任意の数のロボットマシン５０５の間の相互作用、及び任意の数のロボットマシン５０５の各ロボットマシンの状態を監視することができる。ミッション制御部５０３は、ミッションまたは作業の進行状態、及び個々のマシンを監視しながら、情報を収集することができる。収集される情報は、ミッション計画における競合を通知することができ、この競合を、ミッション制御部５０３が解消することができる。ミッション制御部５０３は、合意アルゴリズムを実行して、解を局所的に取り込むことができるかどうかについて判断することができ、解を局所的に取り込むことができる場合に、任意の数のロボットマシン５０５に対する任意の数のコマンドを生成して、解を実施することができる。解を局所的に取り込むことができない場合、ミッション制御部５０３は、メッセージをミッションプランナー５４３に、ミッション計画における競合に関する情報とともに送信することができる。ミッションプランナー５４３は、図３のミッションプランナー３１０の１つの形態の例とすることができる。
【００６５】
ロボットマシン５０４は、任意の数のロボットマシン５０５のうちの１つのマシンの例とすることができる。ロボットマシン５０４は、これらには限定されないが、ボディ５０６と、電源システム５０８と、走行システム５１０と、センサシステム５１２と、データ処理システム５１４と、無線通信ユニット５１６と、ロボットエンドエフェクタ５４２と、および／または他の適切な構成要素とを含むことができる。
【００６６】
ボディ５０６は、異なる構成要素をロボットマシン５０４上に設置する、および／またはロボットマシン５０４内に格納するための構造及び／又はハウジングとなることができる。電源システム５０８は、電源を供給してロボットマシン５０４を動作させることができる。電源システム５０８は、電源を、電源ユニット５３０を使用して生成することができる。電源ユニット５３０は、図３の任意の数の電源３３６の実施例とすることができる。電源ユニット５３０は、充電可能とする、取り外し可能とする、および／または取り替え可能とすることができる。電源ユニット５３０は、電源ユニット５３０が放電終了になると取り替えることができる。
【００６７】
電源ユニット５３０は、例えばこれらには限定されないが、バッテリ及び／又は他の或る適切なタイプの電源ユニットとすることができる。例えば、電源ユニット５３０は、電源を、有線を使用することなく受け取ることができる無線電力伝送ユニットとすることができる。
【００６８】
走行システム５１０は、ロボットマシン５０４に移動能力を持たせることができる。走行システム５１０は、種々の形態を採ることができる。走行システム５１０は、例えばこれらには限定されないが、推進システム５１８、操舵システム５２０、制動システム５２２、及び走行部品５２４を含むことができる。これらの例では、推進システム５１８は、ロボットマシン５０４を、データ処理システム５１４内のマシンコントローラ５３２からのコマンドに応答して、推進させる、または移動させることができる。
【００６９】
推進システム５１８は、ロボットマシン５０４が、データ処理システム５１４内のマシンコントローラ５３２から受信するコマンドに応答して移動する速度を維持する、または大きくすることができる。推進システム５１８は、電気的に制御される推進システムとすることができる。推進システム５１８は、例えばこれらには限定されないが、内燃機関、内燃機関／電気ハイブリッドシステム、電気エンジン、または他の或る適切な推進システムとすることができる。
【００７０】
操舵システム５２０は、ロボットマシン５０４の方向または操舵を、データ処理システム５１４内のマシンコントローラ５３２から受信するコマンドに応答して制御することができる。操舵システム５２０は、例えばこれらには限定されないが、電気的に制御される油圧操舵システム、電気的に駆動されるラックアンドピニオン操舵システム、デフ式操舵システム、または他の或る適切な操舵システムとすることができる。
【００７１】
制動システム５２２は、ロボットマシン５０４を、データ処理システム５１４内のマシンコントローラ５３２から受信するコマンドに応答して遅くする、および／または停止させることができる。制動システム５２２は、電気的に制御される制動システムとすることができる。この制動システムは、例えばこれらには限定されないが、油圧制動システム、摩擦制動システム、または電気的に制御することができる他の或る適切な制動システムとすることができる。
【００７２】
走行部品５２４は、ロボットマシン５０４に対し、データ処理システム５１４内のマシンコントローラ５３２から受信されて推進システム５１８、操舵システム５２０、及び制動システム５２２によって実行されるコマンドに応答して任意の数の方向及び／又は位置に移動する能力を付与することができる。走行部品５２４は、例えばこれらには限定されないが、ホイール、トラック、フィート、ロータ、プロペラ、ウィング、及び／又は他の適切な部品とすることができる。
【００７３】
センサシステム５１２は、任意の数のセンサ５２６と、センサデータ５２８とを含むことができる。例えば、任意の数のセンサ５２６は、これらには限定されないが、カメラ、スキャナ、電気機械疲労センサ、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、及び／又は図７に更に詳細に図示されるような他の或る適切なタイプのセンサとすることができる。センサデータ５２８は、任意の数のセンサ５２６が収集する情報とすることができる。
【００７４】
ロボットエンドエフェクタ５４２は、ロボット周辺部品、ロボット付属部品、ロボット工具またはロボット式工具、アーム先端工具、及び／又はアーム先端工具としても知られる１つ以上のロボットエンドエフェクタとすることができる。ロボットエンドエフェクタ５４２は、例えばこれらには限定されないが、自動工具交換器、ロボット把持具、バリ取りロボット、衝突センサ、塗装ガンロボット、アーク溶接ガンロボット、回転関節、真空カップ、３つ爪チャック、ニッパー、高速スピンドル、シリンダ、及び／又はドリルを含むことができる。
【００７５】
データ処理システム５１４は、これらの例では、ロボットマシン５０４による作業を、マシンコントローラ５３２を使用して、プログラム５３４を実行し、コマンド５３６を送信することにより制御することができる。プログラム５３４は、図３のミッションプランナー３１０のようなミッションプランナーから無線通信ユニット５１６及び／又は他の或るソースを介して受信することができる。これらの実施例では、無線通信ユニット５１６は、プログラム５３４及びコマンド５３６のような情報を、ロボットマシングループ５０２内のロボットマシン５０４と他のロボットマシンとの間で転送する能力を提供することができる。
【００７６】
１つの有利な実施形態では、プログラム５３４及びコマンド５３６は、図３のミッションプランナー３１０が生成し、無線通信システム３１４を介して図３の任意の数のロボットマシングループ３１２に送信される図３のプログラム３２０及びコマンド３１８の実施例である。別の有利な実施形態では、プログラム５３４及びコマンド５３６は、データ処理システム５１４が、無線通信ユニット５１６及び／又は他の或るソースを介して受信する情報５３８に基づいて生成することができる。例えば、情報５３８は、例えばこれらには限定されないが、構造物のメンテナンス業務のような日常的な作業、または計画されたミッションに関する情報とすることができる。
【００７７】
この実施例では、ミッション制御部５０３は、複数指示をプログラム５３４に送り込んで、ロボットマシン５０４が作業５４１を実行することができるようにする。これらの指示によって、作業を実行するためのパラメータを供給する、または作業を実行するためのパラメータの一部を供給することができる。他の例では、これらの指示によって、作業を実行するためのパラメータを供給する必要はなく、プログラム５３４が、当該作業を実行するためのこれらのパラメータの全て、または一部を選択することができる。
【００７８】
プログラム５３４は、作業５４１の実行を制御する任意の数の構成５４３を有することができる。任意の数の構成５４３の各構成は、例えばこれらには限定されないが、任意の数のプロセス、プログラミングコード、任意の数のアルゴリズム、任意の数のツール、任意の数のコントロール、及び／又はプログラム５３４の構成に対応する任意の数の他の適切な要素を含むことができる。
【００７９】
例えば、これらには限定されないが、プログラム５３４の第１構成５４４では、数値制御プログラム５４５を使用することができる。これらの例では、ロボットマシン５０４は数値制御マシンとすることができる。具体的には、数値制御プログラム５４５を実行して作業５４１のうちの１つの作業を、ミッション制御部５０３からの指示に基づいて制御することができる。
【００８０】
１つの実施例として、ミッション制御部５０３は、複数指示を数値制御プログラム５４５に送信して、ロボットマシン５０４が任意の数の孔を所定の位置にドリルで開口することができる。この作業を行なうための全ての入力パラメータは、ミッション制御部５０３からのこれらの指示により供給することができる。他の例では、数値制御プログラム５４５を実行して、被加工部材の画像を、作業台の所定の位置で撮影することができる。これらの例では、数値制御プログラム５４５で、ロボットマシン５０４の意思決定をほとんど行なわないようにすることができる。
【００８１】
他の実施例では、数値制御プログラム５４５は、作業５４１を、パラメータ集合に基づいて制御するように構成することができる。これらのパラメータには、電力、速度、効率、安全性、状況認識、及び／又は他の幾つかの適切な要素のうちの少なくとも１つを取り入れることができる。数値制御プログラム５４５を、かなりの回数の意思決定により実行して、作業５４１をパラメータ集合内で実行することができる。
【００８２】
別の例として、プログラム５３４の第２構成５４６では、人工知能５４７を使用して、作業５４１を制御することができる。人工知能５４７は、ロボットマシン５０４に、例えばこれらには限定されないが、意思決定、推定、推論、問題解決、計画、学習、及び／又は他の能力のような能力を付与することができる。意思決定では、一連のルールを使用してタスクを実行することができる。
【００８３】
例えば、これらには限定されないが、プログラム５３４は、複数指示をミッション制御部５０３から受信することにより、ロボットマシン５０４が、２つの部品を互いに、一連のルールに基づいて取り付けることができるようになる。数値制御プログラム５４５の代わりに、人工知能５４７を使用して、この作業を実行することができる。人工知能５４７は、一連のルールを分析し、決定を一連のルールに基づいて下すように構成することができる。
【００８４】
別の例では、ミッション制御部５０３は、複数指示をプログラム５３４に送信することにより、ロボットマシン５０４が任意の数の孔を構造物にドリルで開口することができる。人工知能５４７を使用して、このドリル作業のパラメータを選択することができる。これらのパラメータは、例えばこれらには限定されないが、ドリルで開口されることになる任意の数の孔のパターン、ドリルで開口されることになる任意の数の孔の位置、ドリルで開口されることになる任意の数の孔のサイズ、及び／又はドリル作業に関する他のパラメータを含むことができる。この例では、人工知能５４７は、このドリル作業に関するパラメータを一連のルール及び／又はポリシーに基づいて選択することができる。
【００８５】
第２構成５４６をプログラム５３４に用いる場合、ロボットマシン５０４は、自律ロボットマシンの形態を採ることができる。別の表現をすると、数値制御プログラム５４５を使用する場合と比べると、ロボットマシン５０４は、作業５４１を実行するために人工知能５４７を使用することにより所望の自律性を持つことができる。例えば、これらには限定されないが、人工知能５４７は作業５４１を、外部ソースからの入力及び／又はコマンドがほとんどない、または全くない状態で実行することができる。
【００８６】
プログラム５３４の他の任意の数の構成５４３では、プログラム５３４は、ニューラルネットワーク５４８及び／又はファジーロジック５４９を含むことができる。ニューラルネットワーク５４８は、この例では、人工ニューラルネットワークとすることができる。これらの実施例では、ニューラルネットワーク５４８及び／又はファジーロジック５４９によって、ロボットマシン５０４は、作業５４１を所望の自律性をもって実行することができる。幾つかの例では、プログラム５３４の第２構成５４６は、ニューラルネットワーク５４８及びファジーロジック５４９を含むことにより、人工知能５４７を実現する。幾つかの有利な実施形態では、プログラム５３４に対応する任意の数の構成５４３のうちの１つの構成は、数値制御プログラム５４５、ニューラルネットワーク５４８、及びファジーロジック５４９を含むことができる。
【００８７】
データ処理システム５１４は更に、センサデータ５２８をセンサシステム５１２から受信し、メッセージ５４０を生成する。メッセージ５４０は、無線通信ユニット５１６を介して、ロボットマシングループ５０２内の別のロボットマシンに、または図３のミッションプランニング環境３００内の別の構成要素及び／又はデバイスに送信することができる。
【００８８】
ロボットマシン５０４は、異なる位置に、ケーブル、固定接続機構、レール、及び／又はロボットマシンにより種々のシステムにおいて現在使用されている他の構成要素を必要とすることなく移動する能力を呈することができる。
【００８９】
図５の任意の数のロボットマシングループ５００は、種々の有利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。図示の構成要素の他に、および／または構成要素の代わりに、他の構成要素を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では、不要とすることができる。また、複数ブロックを提示して、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、種々の有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、および／または分割して異なるブロックとすることができる。
【００９０】
例えば、幾つかの有利な実施形態では、マシンコントローラ５３２は不要とすることができる。マシンコントローラ５３２は、データ処理システム５１４が、プログラム５３４及びコマンド５３６を、ロボットマシン５０４から遠く離れて位置するミッション制御部５０３のようなマシンコントローラから直接受信する場合に、不要とすることができる。更に他の有利な実施形態では、ロボットマシン５０４は、本明細書では説明されない更に別のシステムを含むことにより、これらには限定されないが、点検、メンテナンス、偵察、探索及び救助、及び／又は他のいずれかの適切な作業またはミッションのような作業を実行することができる。
【００９１】
幾つかの有利な実施形態では、ロボットマシングループ５０２内の任意の数のロボットマシン５０５は、１つの種類の作業を実行するように構成される任意の数のロボットマシンと、別の種類の作業を実行するように構成される任意の数のロボットマシンとを含むことができる。他の有利な実施形態では、ロボットマシングループ５０２内の全てのロボットマシンが、略同じ種類の作業を実行するように構成することができるのに対し、任意の数のロボットマシングループ５００内の他のロボットマシングループは、異なる種類の作業を実行するように構成することができる。
【００９２】
次に、図６を参照すると、複数のデータベースの図が、有利な実施形態に従って描かれている。複数のデータベース６００は、図３の複数のデータベース３０４の１つの形態の例とすることができる。
【００９３】
複数のデータベース６００は、オブジェクト識別データベース６０２、オブジェクトメンテナンスデータベース６０４、オブジェクト信頼性／保守性データベース６０６、加工／材料管理データベース６０８、オブジェクト計画／制御データベース６１０、従前のミッションデータ６１２、マシン制御データベース６１４、ミッションプロセスデータベース６１６、天候情報６１８、リソースデータベース６２０、地理参照情報データベース６２２、地形マッピングデータベース６２４、参加ルールデータベース６２６、及び／又は他の適切な情報を含むことができる。
【００９４】
オブジェクト識別データベース６０２は、任意の数の異なるタイプ及びモデルのオブジェクトに関する識別情報を含むことができる。実施例では、異なる航空機型式に関する識別情報は、これらには限定されないが、主務機及び副務機の型式番号、尾翼番号、顧客固有番号、加工／製造登録番号、及び／又は他の適切な情報を含むことができる。
【００９５】
オブジェクトメンテナンスデータベース６０４は、オブジェクト識別データベース６０２内で特定される所定のオブジェクトのメンテナンス履歴に関する情報を含むことができる。オブジェクトのメンテナンス履歴を、オブジェクト計画／制御データベース６１０内のメンテナンス計画データに関連付けて使用することにより、規制コンプライアンスを遵守するために、どの規制対策及び／又はコンプライアンス対策を次のメンテナンスセッションで取り入れる必要があるかどうかを判断することができる。オブジェクトメンテナンスデータベース６０４は更に、過去の変更情報、実施される部品選択または構成選択、改修指示実施状況、過去の補修情報、オブジェクトに対するこれまでの点検において検出された全ての製造規格外れ、及び／又は他のいずれかの適切な情報を含むことができる。
【００９６】
オブジェクト信頼性／保守性データベース６０６は、補修消耗品に関するオブジェクト固有情報、交換部品入手可能性、補修及び交換部品に関する規制要求、平均故障時間間隔情報、所定のオブジェクトに関する平均修理／交換時間情報、及び／又は他のいずれかの適切な情報を含むことができる。例えば、航空機の実施例では、特定の航空機の航空機システムの階層を定義する航空輸送協会（ＡＴＡ）定款の章に規定する指定は、オブジェクト信頼性／保守性データベース６０６内に含めることができる。
【００９７】
加工／材料管理データベース６０８は、オブジェクト構成情報、所定のオブジェクトに関する電子幾何学ファイル、及び／又は他のいずれかの適切な情報を含むことができる。航空機の実施例では、加工／材料管理データベース６０８は、コンピュータ支援３次元対話方式アプリケーション（ＣＡＴＩＡ）幾何学ファイル、及び航空機の特定型式及び／又はタイプに関する航空機構成情報を含むことができる。
【００９８】
オブジェクト計画／制御データベース６１０は、オブジェクト識別データベース６０２内で定義されている各オブジェクトモデルに関する計画データを含むことができる。航空機の実施例では、この計画データは、どの予防メンテナンスを実施すれば、所定の航空機に関する耐空性基準及び連邦規制を遵守することができるかについて記述している。この情報は、規制要求、改修指示、及び／又は他のいずれかの適切な情報を含むことができる。計画データは更に、これらには限定されないが、例えば航空機の飛行履歴情報、極めて近い過去及び未来のスケジューリングされた飛行ルート、及び未来のメンテナンス実施スケジュールを含むことができる。
【００９９】
従前のミッションデータ６１２は、過去のミッションまたは作業に関して任意の数のロボットマシン及び／又は任意の数のロボットマシングループから送信される保存情報を含むことができる。従前のミッションデータ６１２は、オブジェクト識別子を含むことにより、従前のミッションデータを、特定のオブジェクト、場所、及び／又は人物に関して固有に特定することができる。
【０１００】
マシン制御データベース６１４は、例えば図３のミッションプランナー３１０のようなミッションプランナーが実行する任意の数の保存プログラムを含むことができる。
【０１０１】
ミッションプロセスデータベース６１６は、例えば図３のミッション計画３１１のようなミッションまたは作業を実行する任意の数の異なるタイプのプロセスを含むことができる。ミッションプロセスデータベース６１６は、これらには限定されないが、点検プロセス、探索プロセス、偵察プロセス、メンテナンスプロセス、及び／又は他の適切なプロセスを含むことができる。
【０１０２】
天候情報６１８は、領域または場所に対応する天候パターンに関する情報、現在の天候情報、予想天候情報、及び／又は他の適切な天候情報を含むことができる。
【０１０３】
リソースデータベース６２０は、図３のミッションプランニング環境３００のようなミッションプランニング環境において利用することができる任意の数のリソースに関する情報を含むことができる。任意の数のリソースは、例えばこれらには限定されないが、図３の任意の数のロボットマシングループ３１２を含むことができる。リソースデータベース６２０は、どのリソースを現在利用することができるか、どのリソースが現在稼働しているか、どのリソースが稼働していないか、任意の数のリソースの場所に関する情報、及び／又はリソースに関する他のいずれかの適切な情報を含むことができる。
【０１０４】
地理参照情報データベース６２２は、例えば図３の任意の数のロボットマシングループ３１２のような任意の数のロボットマシングループに関する位置情報を含むことができる。地理参照情報データベース６２２は、例えばこれらには限定されないが、構造物の場所、ミッション実行の場所、ミッション目的の場所、任意の数のロボットマシンの目的地の場所、及び／又は他のいずれかの適切な位置情報のような、ミッションまたは作業に関連する地理的位置情報を含むことができる。
【０１０５】
地形マッピングデータベース６２４は、任意の数の場所に対応する任意の数の地形マップを含むことができる。地形マップは、複数の地理参照情報を含むことができ、これらの地理参照情報は、例えば地理参照情報データベース６２２を使用して特定することができる。
【０１０６】
参加ルールデータベース６２６は、任意の数のロボットマシングループが任意の数のイベントに応答して実行することができる、許可されたタスクまたは行動に関する情報を含むことができる。例えば、探索作業または救助作業では、敵との遭遇のようなイベントによって、ロボットマシンが参加ルールデータベース６２６に従って、任意の数の許可行動選択肢の中から選択を行なうようになる。
【０１０７】
図６の複数のデータベース６００は、種々の有利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。図示の構成要素の他に、および／または構成要素の代わりに、他の構成要素を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では、不要とすることができる。また、複数ブロックを提示して、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、種々の有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、および／または分割して異なるブロックとすることができる。
【０１０８】
例えば、幾つかの有利な実施形態では、図示しない更に別のデータベースを複数のデータベース６００に含めることができる。幾つかの有利な実施形態では、オブジェクト識別データベース６０２は、例えばオブジェクトメンテナンスデータベース６０４に統合することができる。
【０１０９】
次に、図７を参照すると、センサシステムの図が、有利な実施形態に従って描かれている。センサシステム７００は、図５のセンサシステム５１２の１つの形態の例とすることができる。
【０１１０】
センサシステム７００は、図５のロボットマシングループ５０２内の任意の数のロボットマシン５０５のような任意の数のロボットマシンに搭載することができる。センサシステム７００は、例えばこれらには限定されないが、視覚情報、温度情報、湿度情報、可視スペクトル域外の放射、構造の周波数応答情報、非可視光源からの光の反射、空気圧、流体圧、ガス圧、部品の歪み、または部品の撓み量、及び／又は他のいずれかの適切なパラメータのようなパラメータを検出することができる。
【０１１１】
センサシステム７００は、無線カメラ７０２、パン／チルト／ズームカメラ７０４、赤外線カメラ７０６、非破壊型解析スキャナ７０８、電気機械疲労センサ７１０、測位システム７１２、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス７１４、磁場センサ７１６、紫外光源及び光受容体７１８、温度センサ７２０、圧力センサ７２２、湿度センサ７２４、無線周波数識別リーダ７２６、光ファイバ７２８、レーダ７３０、レーザ７３２、超音波ソナー７３４、及び／又は他の適切なセンサ部品を含むことができる。
【０１１２】
無線カメラ７０２は、例えば静止画像及び／又は動画像のような視覚情報を撮影することができるいずれかのタイプの無線可視光カメラとすることができる。無線カメラ７０２は、これらの画像を、無線接続を介してコンピュータシステムに送信することができる。実施例では、無線カメラ７０２は、ローカルエリアネットワークまたはインターネットのいずれかを介した遠隔監視または偵察に使用される室内ＷｉＦｉ８０２．１１ｂ無線カメラとすることができる。
【０１１３】
パン／チルト／ズームカメラ７０４は、例えば静止画像及び／又は動画像のような視覚情報を撮影するためのパン操作、チルト操作、及びズーム操作が可能ないずれかのカメラとすることができる。パン操作とは、カメラの水平移動または水平回転を指す。チルト操作とは、カメラの垂直移動または垂直回転を指す。ズーム操作とは、カメラのレンズの焦点距離及び角度を変える機能を指す。
【０１１４】
赤外線カメラ７０６は、画像を、可視光ではなく赤外線放射を使用して生成することができる。航空機の実施例では、赤外線カメラ７０６を利用して、取得画像コントラスト比を熱強度に基づいて高くすることにより、例えば航空機ブレーキ、ベアリング、ギア、またはエンジン内の部品のような過熱部材が点検作業中に検出される可能性を高めることができる。１つの実施例では、赤外線カメラ７０６は、赤外スペクトル域で観測する場合に、過熱している航空機ブレーキを、航空機ブレーキが、近傍かつ周囲の航空機構造に対して著しく高いコントラストを示すことにより検出することができる。著しく高いコントラストは、例えば航空機ブレーキ材料が周囲構造の材料とは温度差があることに起因している可能性がある。
【０１１５】
非破壊型解析スキャナ７０８は、電磁放射及び顕微鏡検査を使用して、表面を詳細に分析することができる。非破壊型解析スキャナ７０８を使用して、可視スペクトル域外の放射を検出することができる。この分析から、特に、異なる光源を使用すると非常に明らかな結果が示される場合が多い。例えば、構造の表面に光を一瞬当てると、視野にすぐに明瞭には見えない詳細部を明らかにすることができる。使用される種々のタイプの電磁放射は、これらには限定されないが、Ｘ線、音波超音波、及び／又は他の適切な電磁放射を含むことができる。
【０１１６】
電気機械疲労センサ７１０は、圧電素子を使用して、長期間に亘る機械的負荷の結果として生じる飛行機の構造状態に関する情報を提供することができる。電気機械疲労センサ７１０を使用して、例えば構造の周波数応答情報を検出することができる。
【０１１７】
測位システム７１２は、ミッションプランニング環境における他のオブジェクトに対するロボットマシンの位置を特定することができる。測位システム７１２は、信号強度及び／又は飛行時間を利用するいずれかのタイプの視覚によるモーションキャプチャ方式、または高周波数三角測量方式とすることができる。例として、これらには限定されないが、全地球測位システム、Ｇｌｏｎａｓｓ（グローナス）、Ｇａｌｉｌｅｏ（ガリレオ）、携帯電話タワー相対信号強度測定システム、及び／又は他のいずれかの適切なシステムを挙げることができる。位置は通常、誤差を含む緯度及び経度として報告され、この誤差は、これらには限定されないが、電離層状態、衛星配置、環境要素に起因する信号減衰、及び／又は他の適切な要素のような要素によって変わる。
【０１１８】
微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス７１４を使用して、圧力、温度、湿度、加速度、及び回転のようなパラメータを、ＭＥＭＳ技術の小型、軽量、及び低電力特性を利用して検出することができる。このデバイスは更に、ＭＥＭＳと同様であるが、より小型であるナノ電気機械システム（ＮＥＭＳ）を含み、このデバイスを使用して、微小な変位及び力を分子スケールで検出することができる。
【０１１９】
磁場センサ７１６は、磁場センサ７１６の近傍の磁場の強度及び／又は方向を測定するために使用されるセンサとすることができる。磁場センサ７１６はまた、当該センサの近傍の磁場の変化を測定することができる。１つの実施例では、磁場センサ７１６は、近傍の電気回路を流れる電流を非破壊測定することができる。
【０１２０】
紫外光源及び光受容体７１８は、紫外光を放出し、検出することができる。紫外光は、可視光の波長よりも短い波長を持つ電磁放射とすることができる。紫外光を使用して、例えば流体漏れ、または可視光スペクトル域で特定することが難しい他の残渣のような不具合を点検作業中に検出することができる。紫外光源及び光受容体７１８は、放出紫外光の跳ね返り紫外光の波長を検出することができる。紫外光源及び光受容体７１８は、跳ね返った光の波長を、ヒトの眼に見える可視光スペクトルに変換することができる。
【０１２１】
温度センサ７２０は、温度センサ７２０の周りの作業環境の周囲温度を検出することができる。実施例では、温度センサ７２０は、熱電対またはサーミスターとすることができる。
【０１２２】
圧力センサ７２２は、圧力センサ７２２の周りの作業環境における力の圧力を検出することができる。圧力センサ７２２は、例えばこれらには限定されないが、空気圧、流体圧、及び／又はガス圧により生じる力の圧力を検出することができる。実施例では、圧力センサ７２２は、光ファイバセンサ、機械的撓み／歪みゲージセンサ、可変容量センサ、またはシリコン圧電抵抗圧力センサとすることができる。
【０１２３】
湿度センサ７２４は、湿度センサ７２４の周りの作業環境における相対湿度を測定することができる。実施例では、湿度センサ７２４は、湿度計、抵抗式相対湿度センサまたは静電容量式相対湿度センサとすることができる。
【０１２４】
無線周波数識別リーダ７２６は、保存データを利用することができ、データを、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグまたはトランスポンダーのようなデバイスを使用して、離れた場所で取り出すことができる。無線周波数識別タグは、例えばこれらには限定されないが、機器に、構造物に、任意の数のロボットマシンに、電源に、および／または他のいずれかの適切な場所に設置することができる。航空機の実施例では、無線周波数識別タグは、これらには限定されないが、救命胴衣、バッテリ、ブラックボックス、及び／又は他の適切な機器のような必要機器に設置することができる。この実施例では、無線周波数識別リーダ７２６は、種々の機器に設置される無線周波数識別タグを検出し、データを取り出すことにより、センサシステム７００が、必要機器が点検作業中の点検対象のオブジェクト上に、および／またはオブジェクト内に在るかどうかを検出することができる。
【０１２５】
光ファイバ７２８は、光ファイバ集合体を含むことができ、これらの光ファイバによって、他の通信形態よりも長い距離の伝送、及び高いデータレートの伝送が可能になる。光ファイバ７２８を使用することにより、例えばこれらには限定されないが、歪みを測定し、および／または部品の撓み量を検出することができる。光ファイバ７２８は、電磁干渉の影響を受けないようにすることができる。実施例では、光ファイバは、工業用内視鏡内で使用して、例えば飛行機構造物内の到達困難な領域の画像または動画像を点検作業中に取得することができる。
【０１２６】
レーダ７３０は、電磁波を使用して、移動オブジェクト及び固定オブジェクトの両方に関する距離、高度、方向、または速度を特定することができる。レーダ７３０は、この技術分野では良く知られており、飛行時間モードで使用することによりオブジェクトまでの距離を計算するだけでなく、ドップラーモードで使用することにより、オブジェクトの速度を計算することができる。
【０１２７】
レーザ７３２は、光または電磁放射を空間的にコヒーレントに放出することができる。空間的コヒーレンスとは、光を細い低発散ビームとして放出することができることを指すか、または光を細い低発散ビームに、例えばレンズのような光学部品を援用して変換することができることを指す。
【０１２８】
超音波ソナー７３４は、音を超音波周波数で伝搬させて、オブジェクトまでの距離を、パルスの送信から受信までの時間を測定し、測定値を、既知の音速を使用して距離に変換することにより測定することができる。超音波ソナー７３４は、この技術分野では良く知られており、レーダ７３０と同様に、飛行時間モードまたはドップラーモードで使用することもできる。
【０１２９】
図７のセンサシステム７００は、種々の有利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。図示の構成要素の他に、および／または構成要素の代わりに、他の構成要素を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では、不要とすることができる。また、複数ブロックを提示して、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、種々の有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、および／または分割して異なるブロックとすることができる。
【０１３０】
例えば、幾つかの有利な実施形態では、図示しない更に別のセンサをセンサシステム７００に含めることができる。別の例では、幾つかの有利な実施形態において、センサを一括してまとめて、例えば電気機械疲労センサ７１０、及び微小電気機械システムデバイス７１４のようなセンサスイートに統合することができる。
【０１３１】
次に、図８を参照すると、オペレータインターフェースの図が、有利な実施形態に従って描かれている。オペレータインターフェース８００は、図３のオペレータインターフェース３０８の１つの形態の例とすることができる。
【０１３２】
オペレータインターフェース８００は、ディスプレイ８０２と、コマンドインターフェース８０４と、通信プロトコル８０６と、適応的意思決定モジュール８０８と、データ処理／分析モジュール８１０と、データベースマネージャ８１２と、データ取得プロトコル８１４と、クエリインターフェース８２４とを含むことができる。ディスプレイ８０２は、図４のディスプレイ４１４の１つの形態の例とすることができる。ディスプレイ８０２はまた、図３の任意の数のデバイス３０９のうちのディスプレイ３１３の１つの例とすることができる。
【０１３３】
コマンドインターフェース８０４は、図３のオペレータ３０２のようなオペレータからのコマンドであって、任意の数のデバイス３０９を使用して送信されるコマンドを解釈することができ、データをオペレータに、例えばディスプレイ８０２または他のデバイスを使用して出力することができる。通信プロトコル８０６は、コマンドインターフェース８０４に、オペレータインターフェース８００の他の構成要素、及び図３のミッションプランニングシステム３０１の他の構成要素とどのようにして相互作用すればよいかについて通知することができる。通信プロトコル８０６は、例えば図３の無線通信システム３１４のような、ミッションプランニングシステム３０１が使用する通信機能によって変わり得る。
【０１３４】
適応的意思決定モジュール８０８は、問題及び解を、データ処理／分析モジュール８１０が下す判断により生じる結果に基づいて、オペレータにディスプレイ８０２を介して提示することができる。適応的意思決定モジュール８０８は、データ処理／分析モジュール８１０が下す判断、及び図３のオペレータ３０２が下す決定から得られる情報を、ディスプレイ８０２及びコマンドインターフェース８０４を使用して学習し、蓄積することができる。
【０１３５】
データ処理／分析モジュール８１０は、データ取得プロトコル８１４が受信する情報を分析し、分析結果を適応的意思決定モジュール８０８に送信することができる。データ取得プロトコル８１４が受信する情報は、例えば任意の数のロボットマシングループ８２２から受信することができる。
【０１３６】
データベースマネージャ８１２は、複数のデータベース８２０にアクセスして、データ８１８を取り出すことができる。複数のデータベース８２０は、例えば図３の複数のデータベース３０４の１つの形態の例とすることができる。１つの実施例では、データベースマネージャ８１２は、データ８１８をデータ処理／分析モジュール８１０に送信して分析することができる。
【０１３７】
別の実施例では、ディスプレイ８０２を使用するオペレータは、クエリインターフェース８２４にアクセスして、データベースマネージャ８１２に特定の情報について問い合わせることができる。データベースマネージャ８１２は、複数のデータベース８２０をサーチして、データ８１８を、オペレータからのクエリに応答して取り出すことができる。更に別の実施例では、オペレータはディスプレイ８０２を使用して、ロギング装置８２６にアクセスすることができる。
【０１３８】
ロギング装置８２６は、オペレータに許可して、例えばシングルサインオンプロトコルのようなオペレータインターフェース８００にアクセスするためのサインオンプロトコルとすることができる。ロギング装置８２６は、データベースマネージャ８１２を使用して、複数のデータベース８２０にアクセスすることにより、許可オペレータ情報またはサインオン情報を取り出して、オペレータインターフェース８００へのオペレータによるアクセスを許可することができる。
【０１３９】
オペレータはまた、ディスプレイ８０２を使用して、レポート生成装置８２８にアクセスすることができる。レポート生成装置８２８を使用して、例えば複数のデータベース８２０に含まれる情報に関するレポートを行なうことができる。レポート生成装置８２８は、データベースマネージャ８１２を使用して、複数のデータベース８２０にアクセスし、レポートを生成して、ディスプレイ８０２を介してオペレータに提示することができる。
【０１４０】
データ取得プロトコル８１４は、データ８１６を任意の数のロボットマシングループ８２２から受信することができ、データ８１６をデータ処理／分析モジュール８１０に送信することができる。データ処理／分析モジュール８１０は、データ８１６を分析し、分析結果を適応的意思決定モジュール８０８に送信することができる。次に、適応的意思決定モジュール８０８は、決定及び／又は選択肢をオペレータに、ディスプレイ８０２を使用して提示することができる。適応的意思決定モジュール８０８によってオペレータは状況を理解することができ、決定を、任意の数のロボットマシングループ８２２からのデータまたは情報を組み合わせ、情報を関連度または重要度の順に抽出することにより通知することができる。データをこのように組み合わせ、情報抽出に優先度を付けることにより、オペレータは、リアルタイム情報にアクセスして行動を起こすか、または決定を下すことができる。
【０１４１】
別の実施例では、適応的意思決定モジュール８０８は、下される決定、または解決される問題が重要であるか、または重要ではないかについて判断することができる。重要な決定は、オペレータが行う必要がある決定とすることができる。重要ではない決定は、適応的意思決定モジュール８０８が下すことができる、または問題を解決することができる決定とすることができる。決定の種類に関する判断は、適応的意思決定モジュール８０８が、複数のデータベース８２０からの情報であって、データベースマネージャ８１２を使用して取り出される情報に基づいて行なうことができる。例えば、複数のデータベース８２０は、重要ではない決定または問題を列挙した表、問題または決定が重要であるか、または重要ではないかを決定するルールベースシステム、及び／又はデータ処理／分析モジュール８１０が提示する問題の種類に関する決定を適応的意思決定モジュール８０８が下すことができるような他のいずれかの適切な情報を含むことができる。
【０１４２】
適応的意思決定モジュール８０８が、問題が重要ではないと判断する場合、適応的意思決定モジュール８０８は、任意の数の要素を利用して決定を下すか、または問題を解決することができる。任意の数の要素は、これらには限定されないが、経済的関心事、安全性、生産性、ロボットマシン性能、ロボットマシン状態、効率、及び／又は他のいずれかの適切な要素を含むことができる。適応的意思決定モジュール８０８は、これらには限定されないが、意思決定のためのルールベース法、モデルベース法、統計的手法、データ主導型手法、ファジーロジック法、ニューラルネットワーク法、及び／又は他のいずれかの適切な方法のような任意の数の異なる種類の意思決定理論を使用して決定を下すことができる。
【０１４３】
図８のオペレータインターフェース８００は、種々の有利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。図示の構成要素の他に、および／または構成要素の代わりに、他の構成要素を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では、不要とすることができる。また、複数ブロックを提示して、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、種々の有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、および／または分割して異なるブロックとすることができる。例えば、幾つかの有利な実施形態では、図示しない更に別の構成要素をオペレータインターフェース８００に含めることができる。
【０１４４】
次に、図９を参照すると、ミッションプランナーの図が、有利な実施形態に従って描かれている。ミッションプランナー−１  ９００は、図３のミッションプランナー３１０の１つの形態の例とすることができる。
【０１４５】
ミッションプランナー−１  ９００は通信プロトコル９０２を含むことができる。通信プロトコル９０２は、例えばオペレータインターフェース−１  ９０４、複数のデータベース９０６、及び任意の数のミッション制御部９０８のようなミッションプランニングシステムの他の構成要素に対してデータのクエリを実行し、データをこれらの他の構成要素から受信することができる。ミッションプランナー−１  ９００は更に、これらには限定されないが、ミッションスケジューラ９１２、ロジスティックプランナー９１４、マルチマシンタスクシミュレーション／プランナー９１６、データウェアハウス９１８、マップ／リソースベースプランナー９２４、状況認識モジュール９２６、及びリフレクシブプランナー（ｒｅｆｌｅｘｉｖｅ  ｐｌａｎｎｅｒ）９２８を含むことができる。
【０１４６】
ミッションスケジューラ９１２は、データ９２０のようなデータを複数のデータベース９０６から取り出すことができ、複数のデータベース９０６は、ミッションスケジュール、ミッション履歴、及びリソース情報を含むことができる。ミッションスケジュールは、例えばこれらには限定されないが、メンテナンススケジュールとすることができる。ミッション履歴は、例えばこれらには限定されないが、航空機のようなオブジェクトに関する運行履歴またはメンテナンス履歴とすることができる。
【０１４７】
リソース情報は、例えばこれらには限定されないが、オブジェクト使用量、交換部品入手可能性、修理消耗品、及び／又は他の適切なリソース情報を含むことができる。ミッションスケジューラ９１２は、例えば計画主導型スケジューラ、イベント主導型スケジューラ、または予防的なスケジューラとすることができる。実施例では、ミッションスケジューラ９１２が計画主導型である場合、複数のデータベース９２０からのデータは、計画されたメンテナンスが、航空機のようなオブジェクトに対して行なわれる時期に達していることを示唆することができる。
【０１４８】
次に、ミッションスケジューラ９１２は、メンテナンス計画を確認することにより、メンテナンスが計画通りであることを確認し、メンテナンス履歴を確認して、航空機に対する過去のメンテナンスを確認し、計画されたメンテナンスに必要なリソース情報を特定することができる。次に、特定されたこの情報を、ロジスティックプランナー９１４が使用することにより、例えば航空機に対して計画されたメンテナンスのミッションを完了させるために必要なタスクを特定することができる。
【０１４９】
ロジスティックプランナー９１４は、ミッションスケジューラ９１２が取り出したデータを使用することにより、ミッションに対応する任意の数のタスクを特定し、選択することができる。データウェアハウス９１８も、データ９２０のようなデータを複数のデータベース９０６から、またはオペレータインターフェース−１  ９０４を使用するオペレータから受信することができる。データウェアハウス９１８は、データ９２０を保存することにより、例えばマップ／リソースベースプランナー９２４のような、ミッションプランナー−１  ９００の他の構成要素が当該データにアクセスすることができる。マップ／リソースベースプランナー９２４は、データウェアハウス９１８に保存される情報だけでなく、ロジスティックプランナー９１４によって特定されるミッションに対応する選択された数のタスクを使用することにより、利用可能なロボットマシングループを特定し、ミッションが実行されることになる場所に割り当てることができる。
【０１５０】
マルチマシンタスクシミュレーション／プランナー９１６は、ロジスティックプランナー９１４及びマップ／リソースベースプランナー９２４からの情報を分析することができ、包括的シミュレーションを実行して、タスクに優先順位を付け、タスクを組み合わせ、１または任意の数のオペレータからの要求を分析し、および／または特定されたミッションの１または任意の数の解を特定することができる。実施例では、マルチマシンタスクシミュレーション／プランナー９１６は、ロジスティックプランナー９１４によってミッションに対応して特定され、選択される任意の数のタスクを、マップ／リソースベースプランナー９２４によってミッションが実行されることになる場所に特定されるロボットマシングループも併せて分析することにより、任意の数の解をシミュレーションにより求めることができ、これらの解に従って、任意の数のタスクがロボットマシングループによって実行される。
【０１５１】
次に、任意の数の解をマルチマシンタスクシミュレーション／プランナー９１６がコマンド９３０として、例えば任意の数のミッション制御部９０８のうちのミッション制御部９１０に送信することができる。任意の数の解は、任意の数のミッション制御部９０８に、解または任意の数の解で特定される各ロボットマシングループに対応して送信することができる。本明細書において使用されるように、任意の数とは、１つ以上のミッション制御部及び／又は１つ以上の解を指す。実施例では、任意の数のミッション制御部９０８のうちのミッション制御部９１０は、ミッションが実行されることになる場所に位置しているものとして特定されるロボットマシングループに対応するミッション制御部とすることができ、コマンド９３０は、ミッション制御部９１０に送信することができる。
【０１５２】
任意の数のミッション制御部９０８はまた、データ９２２をミッションプランナー−１  ９００に送信することができる。例えば、ミッション制御部９１０は、コマンド９３０を実行することができ、実行中に、競合を、コマンド９３０で定義される解によって特定することができる。ミッション制御部９１０は、データ９２２をミッションプランナー−１  ９００に返送して、例えば、この競合をミッションプランナー−１  ９００に通知することができる。任意の数のミッション制御部９０８からのデータ９２２は、ミッションプランナー−１  ９００の状況認識モジュール９２６が受信することができる。
【０１５３】
状況認識モジュール９２６は、任意の数のミッション制御部９０８からの種々の要求またはメッセージを解読し、解読情報をリフレクシブプランナー９２８に送信することができる。これらのメッセージは、例えばミッションの解によって特定される競合に関する情報を含むことができる。リフレクシブプランナー９２８は、対応するミッションを変更して、メッセージの要求または情報に対処することができる。リフレクシブプランナー９２８は、任意の数のミッション制御部９０８からのフィードバックに基づいてミッション実行中に対処することにより、ミッションを変更して現在の状態に適合させることができる。
【０１５４】
状況認識モジュール９２６はまた、オペレータインターフェース−１  ９０４を使用するオペレータからのコマンド入力を解読することができ、これらのコマンド入力は、ミッション実行中に受信することができる。実施例では、オペレータは、ミッションの実行を監視し、コマンドを入力して、例えばミッションプランナー−１  ９００が提示する解を無効とする。この実施例では、オペレータからのコマンド入力を状況認識モジュール９２６が解読し、リフレクシブプランナー９２８に送信して、任意の数のミッション制御部９０８に送信されるミッションコマンド９３０を変更することができる。
【０１５５】
マルチマシンタスクシミュレーション／プランナー９１６は、全ての既知の状態及び要素を分析することにより、ミッション目的を満たす任意の数の解を、ロジスティックプランナー９１４、マップ／リソースベースプランナー９２４、及びリフレクシブプランナー９２８から受信する情報に基づいて導出することができる。次に、ミッションプランナー−１  ９００は、ミッション計画を、任意の数の外部コマンドから入力された情報、及びリアルタイムフィードバックに基づいて調整することができる。
【０１５６】
ミッションプランナー−１  ９００は、動的レプリケーションプロセス９３１を含むことができる。動的レプリケーションプロセス９３１は、ミッションプランナー−１  ９００に、複数のロボットマシングループを必要とするシナリオを動的に複製する能力９３３を付与することができる。ミッションプランナー−１  ９００は、スケーラブルであり、当該ミッションプランナー自体を、動的レプリケーションプロセス９３１を使用して複製することにより、複数のミッションを同時に管理するか、または極めて任意の数のロボットマシングループを必要とする非常に複雑な単一ミッションを管理することができる。有利な実施形態では、ミッションプランナー−１  ９００に対して、動的レプリケーション９３３を実施して、複雑なミッションまたはシナリオに対応する、例えばミッションプランナー−２  ９３２及びミッションプランナー−３  ９３４のような任意の数のミッションプランナーを提供することができる。３つのミッションプランナーを示しているが、いずれの数のミッションプランナーでも、動的レプリケーションプロセス９３１によって提供することができる。本明細書において使用されるように、任意の数とは、１つ以上のミッションプランナーを指す。
【０１５７】
複数ミッションシナリオケースに対応する実施例では、各ミッションプランナーは、対応する単一ミッションを担当することができ、当該ミッションを担当するロボットマシングループを管理することができる。各ロボットマシングループは、当該グループ固有のミッション制御部を有する。単一ミッションが非常に複雑である場合、当該ミッションを任意の数の小規模なタスクに分解することができる。各ミッションプランナーは、特定のタスクを担当することができ、サブタスクを所定数のロボットマシングループに、更に詳細には、任意の数のロボットマシングループの各ロボットマシングループに対応するミッション制御部に割り当てることができる。
【０１５８】
１つの有利な実施形態では、オペレータインターフェース−１  ９０４はまた、動的レプリケーションを実施して、ミッションプランナー（）とオペレータインターフェース（）との間の情報の流れを処理することができる。この実施例では、ミッションプランナー−１  ９００、ミッションプランナー−２  ９３２、及びミッションプランナー−３  ９３４のような各ミッションプランナーは、オペレータインターフェース−１  ９０４、オペレータインターフェース−２  ９３６、及びオペレータインターフェース−３  ９３８のような個々のオペレータインターフェースを有することができる。別の有利な実施形態では、オペレータインターフェース−１  ９０４のような単一のオペレータインターフェースは、ミッションプランナー−１  ９００、ミッションプランナー−２  ９３２、及びミッションプランナー−３  ９３４のような複数のミッションプランナーを担当することができる。
【０１５９】
オペレータインターフェース−１  ９０４は、対応するミッションプランナーレプリケーションごとにレプリケーションを実施する必要はない。多くのタスクが単一のミッションプランナーにおいて発生する可能性があるが、結果のうちの必要な情報、または抽出部分のみをミッションプランナーからオペレータインターフェースに送信すればよく、逆に、オペレータインターフェースからミッションプランナーに送信すればよい。単一のオペレータインターフェースは、複数のミッションプランナーからの情報を処理する容量を持つことができるので、レプリケーションを実施する必要はない。そのような容量を持たない場合には、オペレータインターフェース−１  ９０４は、情報の流れを処理するために必要なだけレプリケーションを実施すればよい。
【０１６０】
複数ミッションシナリオの１つの実施例は、空中輸送ロボットとすることができ、この空中輸送ロボットは、地上搬送ロボットが探索及び救助ミッションを当該領域において実行している間に、偵察を行なって領域の周辺の安全を確保する。当該領域は、例えばこれらには限定されないが、都市環境とすることができる。ミッションプランナー−１  ９００は、偵察を行なっている空中輸送ロボットグループを管理することができるのに対し、ミッションプランナー−２  ９３２は、例えば探索及び救助ミッションを実行している地上搬送ロボットグループを管理することができる。
【０１６１】
ミッションプランナー−１  ９００が、動的複製を所定の複雑なミッションまたはシナリオに対応して実施する能力によって、効率性及び堅牢性が得られる。複雑なミッションまたはシナリオを複数のミッションプランナー及びオペレータインターフェースで管理するのは、複雑なミッションまたはシナリオを単一のミッションプランナー及びオペレータインターフェースで管理するよりも効率的となり得る。更に、個々のミッションプランナーまたはオペレータインターフェースに関する問題または異常は、複数のミッションプランナー及び／又はオペレータインターフェースが機能的に分離されているか、またはモジュール式になっており、これらのミッションプランナー及び／又はオペレータインターフェースの各々を容易に取り替えることができるので、ミッション全体に影響を及ぼす恐れはない。
【０１６２】
図９のミッションプランナー−１  ９００は、種々の有利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。図示の構成要素の他に、および／または構成要素の代わりに、他の構成要素を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では、不要とすることができる。また、複数ブロックを提示して、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、種々の有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、および／または分割して異なるブロックとすることができる。例えば、幾つかの有利な実施形態では、図示しない更に別の構成要素をミッションプランナー−１  ９００に含めることができる。
【０１６３】
次に、図１０を参照すると、ミッション制御部の図が、有利な実施形態に従って描かれている。ミッション制御部１０００は、例えば図３のミッション制御部３３０、または任意の数のミッション制御部３１５のうちの１つのミッション制御部の１つの形態の例とすることができる。
【０１６４】
ミッション制御部１０００は通信プロトコル１００２を含むことができ、これらの通信プロトコル１００２は、ミッションプランナー１００４のような、ミッションプランニングシステムの他の構成要素に対してデータのクエリを実行し、データをこれらの他の構成要素から受信することができる。データ１００６は、コマンド、プログラム、及び／又は情報を含むことができる。データ１００６は、ミッションプランナー１００４から受信する、例えばミッション目的及び任意の数のタスクを含む情報のような情報の１つの例とすることができる。ミッションプランナー１００４は、データ１００６をミッション制御部１０００に、通信プロトコル１００２を使用して送信することができる。データ１００６をミッション制御部１０００が使用することによりミッションを、ロボットマシングループ１００７を使用して実行することができる。
【０１６５】
ロボットマシングループ１００７は、ミッション制御部１０００により制御されるロボットマシングループとすることができる。各ロボットマシングループは、図３の任意の数のロボットマシングループ３１２及び任意の数のミッション制御部３１５のように、当該グループ固有のミッション制御部を有することができる。ロボットマシングループ１００７は、任意の数のロボットマシン１０１３を含むことができる。任意の数のロボットマシン１０１３は、例えば図５のロボットマシングループの任意の数のロボットマシン５０５の１つの形態の例とすることができる。
【０１６６】
任意の数のロボットマシン１０１３は、メッセージ１０１５をミッション実行中に生成し、送信することができる。メッセージ１０１５は、例えばこれらには限定されないが、ミッションの状態、任意の数のロボットマシン１０１３の状態、ミッションの競合可能性、及び／又は他のいずれかの適切な情報のような、ミッション及び／又は任意の数のロボットマシン１０１３に関する情報を含むことができる。
【０１６７】
通信プロトコル１００２は、データ１００６及びメッセージ１０１５のような情報を、データ操作モジュール１００８にルーティングすることができる。データ操作モジュール１００８は、これらには限定されないが、グループミッション分析１０１０、局所状態分析１０１２、及びマシンデータ分析１０１４を行なうことができる。グループミッション分析１０１０では、ロボットマシングループ１００７が実行しているミッションの進行状態を監視することができる。局所状態分析１０１２では、ロボットマシングループ１００７内の任意の数のロボットマシン１０１３の間の相互作用を監視することができる。
【０１６８】
実施例では、任意の数のロボットマシン１０１３の間の相互作用において、これらには限定されないが、任意の数のロボットマシン１０１３の各ロボットマシンの間の相対距離を最小に維持することができる。マシンデータ分析１０１４では、任意の数のロボットマシン１０１３内の各個々のロボットマシンの状態を監視することができる。「ｓｔａｔｕｓ（状態）」とは、例えばこれらには限定されないが、可用性、正常作動状態、機能性、タスクの進行状態、位置、及び／又は個々のロボットマシンの他の適切な状態を指す。
【０１６９】
データ操作モジュール１００８は、グループミッション分析１０１０、局所状態分析１０１２、及びマシンデータ分析１０１４の実行を監視している間に収集される情報を処理し、保存することができる。データ操作モジュール１００８は、ロボットマシングループ１００７を競合に関して継続的に監視することができ、特定される全ての競合を意思決定モジュール１０１６に伝えることができる。意思決定モジュール１０１６は、データ操作モジュール１００８が収集する情報を集めることができ、ミッションが競合を起こすことなく実行されているかどうかについて、または競合がミッション実行中に激しくなっているかどうかについて判断することができる。競合がミッション実行中に激しくなった場合、意思決定モジュール１０１６は、合意アルゴリズムを実行して、解１０１８のような当該競合を解消する局所解を特定し、生成することができる。意思決定モジュール１０１６が解１０１８を生成することができる場合、意思決定モジュール１０１６は、解１０１８をグループ作業制御モジュール１０２０に送信することができる。
【０１７０】
グループ作業制御モジュール１０２０は、コマンド１０２８を生成して、ロボットマシングループ１００７内の任意の数のロボットマシン１０１３に解１０１８に基づいて送信することができる。グループ作業制御モジュール１０２０は、ナビゲーションコマンド１０２２と、ガイダンスコマンド１０２４と、局所経路計画１０２６とを含むことができる。例えば、局所状態分析１０１２では、任意の数のロボットマシン１０１３のうち、最小距離で離間する状態を維持することができない１つ以上のロボットマシンを特定することができる。解１０１８の複数指示をグループ作業制御モジュール１０２０が使用してナビゲーションコマンド１０２２を生成することにより、１つ以上のロボットマシンを、例えば適切な距離で離間するように誘導することができる。
【０１７１】
意思決定モジュール１０１６が、特定された競合を解消する解を特定することができない場合、意思決定モジュール１０１６は、レポート１０３２を生成してミッションプランナー１００４に送信することができる。次に、ミッション制御部１０００は、ロボットマシングループ１００７に対するコマンド１０２８を更新するために、更に別のコマンド及び／又は複数解がミッションプランナー１００４から送信されるのを待機することができる。
【０１７２】
図１０のミッション制御部１０００は、種々の有利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。図示の構成要素の他に、および／または構成要素の代わりに、他の構成要素を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では、不要とすることができる。また、複数ブロックを提示して、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、種々の有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、および／または分割して異なるブロックとすることができる。例えば、幾つかの有利な実施形態では、図示しない更に別の構成要素をミッション制御部１０００に含めることができる。
【０１７３】
次に、図１１を参照すると、マシンコントローラの図が、有利な実施形態に従って描かれている。マシンコントローラ１１００は、図５のマシンコントローラ５３２の１つの形態の例とすることができる。
【０１７４】
マシンコントローラ１１００はロボットマシン１１０１を制御することができる。マシンコントローラ１１００は通信プロトコル１１０２を含むことができる。通信プロトコル１１０２は、ミッション制御部１１０４からの着信コマンド１１０６、プログラム１１０８、及び情報１１１０を処理することができる。通信プロトコル１１０２は更に、ミッション制御部１１０４に送信されている発信センサ情報１１１４及びメッセージ１１２６を処理することができる。データ取得部１１１２は、センサ情報を、図５のセンサシステム５１２のような、ロボットマシンのセンサシステムから受信することができ、センサ情報１１１４をミッション制御部１１０４に通信プロトコル１１０２を使用して送信することができる。センサ情報１１１４は、これらには限定されないが、作業環境、構造物、ミッション目的、リソース、マシン状態に関する情報、及び／又は他の適切なセンサ情報を含むことができる。
【０１７５】
調整モジュール１１１６は、ミッション制御部１１０４から送信されるロボットマシン１１０１に対するグループ要求を、コマンド１１０６、プログラム１１０８、または情報１１１０を使用して解読することができる。実施例では、コマンド１１０６は、例えば航空機構造の「翼を点検する」またはロボットマシングループ内で他のロボットマシンに関わる「フォーメーションを維持する」指示とすることができる。マシン目的モジュール１１１８は、ロボットマシン１１０１に対する個々のマシン要求を解読することができる。実施例では、個々の要求は、「この軌道または作業点座標を辿ること」または「位置Ａから位置Ｂに進むこと」という要求とすることができる。
【０１７６】
ローカルインテリジェンスモジュール１１２０は、例えば図１０のミッション制御部１０００が制御するロボットマシングループ１００７内の他のロボットマシンのような近傍の他のロボットマシンからの情報を検出することができる。ローカルインテリジェンスモジュール１１２０によって検出される情報は、これらには限定されないが、ロボットマシン１１０１に対する任意の数のロボットマシンの近接度、任意の数のロボットマシンが移動している方向、及び／又は他の適切な情報を含むことができる。ローカルインテリジェンスモジュール１１２０は、センサ情報１１１４を使用して、他のロボットマシンからの情報を検出することができる。例えば、センサ情報１１１４は、図７のセンサシステム７００の無線カメラ７０２、赤外線カメラ７０６、測位システム７１２、及び他のセンサ部品からのデータを含むことができ、これらの構成要素は、ロボットマシン１１０１に実装することができる。
【０１７７】
マシン電源管理／正常作動状態監視モジュール１１２２は、ロボットマシン１１０１の動力／正常作動状態を管理することができる。動力／正常作動状態として、例えばこれらには限定されないが、バッテリ充電状態のような測定／追跡に利用可能なエネルギーを挙げることができる。マシン電源管理／正常作動状態監視モジュール１１２２は、例えば電源を充電する、または電源に燃料を補給する必要がある時点に関する情報を意思決定モジュール１１２４に供給することができる。
【０１７８】
マシン電源管理／正常作動状態監視モジュール１１２２は、例えば図７のセンサシステム７００のような、ロボットマシン１１０１のセンサシステムの正常作動状態監視センサを管理することができる。マシン電源管理／正常作動状態監視モジュール１１２２は、データを管理し、データ主導型の、またはモデルベースの予測及び／又は診断アルゴリズムを使用して、ロボットマシン１１０１の正常作動状態を判断することができる。意思決定モジュール１１２４は、情報を調整モジュール１１１６、マシン目的モジュール１１１８、ローカルインテリジェンスモジュール１１２０、及びマシン電源管理／正常作動状態監視モジュール１１２２の各々から受信することができる。意思決定モジュール１１２４は、受信した情報を使用して、ミッション制御部１１０４から送信された所定のミッションを達成することができるかどうかを判断することができる。制御コマンド１１２８は、経路計画データ、ガイダンスデータ、及びアクチュエータ制御データを含むことができる。
【０１７９】
制御コマンド１１２８は、例えばこれらには限定されないが、センサをオンまたはオフする、パン／チルト／ズームカメラの向きを制御する、または他のセンサパラメータを設定するように、ロボットマシン１１０１のセンサに対する制御を可能にする。意思決定モジュール１１２４が、ミッションを達成することができると判断する場合、意思決定モジュール１１２４は、制御コマンド１１２８をロボットマシン１１０１に、ミッション制御部１１０４から受信した対応するコマンドと一緒に送信することができる。意思決定モジュール１１２４が、ミッションをロボットマシン１１０１によって達成することができないと判断する場合、意思決定モジュール１１２４は、メッセージ１１２６をミッション制御部１１０４に返送して、ミッション制御部１１０４から送信されたミッションに関する競合または問題を通知することができる。次に、マシンコントローラ１１００は、制御コマンドをロボットマシン１１０１に送信する前に必ず、ミッション制御部１１０４からの新規コマンドを待機する。
【０１８０】
図１１のマシンコントローラ１１００は、種々の有利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。図示の構成要素の他に、および／または構成要素の代わりに、他の構成要素を使用してもよい。幾つかの構成要素は、幾つかの有利な実施形態では、不要とすることができる。また、複数ブロックを提示して、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、種々の有利な実施形態において実装される場合に、組み合わせることができる、および／または分割して異なるブロックとすることができる。例えば、幾つかの有利な実施形態では、図示しない更に別の構成要素をマシンコントローラ１１００に含めることができる。
【０１８１】
次に、図１２を参照すると、異種自律作業を監視し、制御するプロセスのフローチャートの図が、有利な実施形態に従って描かれている。図１２のプロセスは、例えば図３のミッションプランナー３１０のような構成要素によって実行することができる。
【０１８２】
当該プロセスは、ミッション計画指示を受信して開始することにより始まる（操作１２０２）。これらのミッション計画指示は、例えば図３のオペレータインターフェース３０８及び任意の数のデバイス３０９を使用するオペレータ３０２のようなオペレータが受信することができる。これらのミッション計画指示はまた、図３の複数のデータベース３０４のようなデータベースから、スケジュール主導型の、またはイベント主導型のミッションに応答して受信することができる。
【０１８３】
当該プロセスでは、これらのミッション計画指示を使用して、ミッション計画を作成する（操作１２０４）。図３のミッション計画３１１のようなミッション計画は、任意の数のタスク、ミッション目的、及び例えば図３の任意の数のロボットマシングループ３１２または図５の任意の数のロボットマシン５０５のような任意の数のロボットマシンを使用して任意の数のミッション制御部がミッション計画を実行するために必要なその他の情報を含むことができる。次に、当該プロセスでは、ミッション計画を、図３の任意の数のロボットマシングループ３１２のような任意の数のロボットマシングループに送信することができる（操作１２０６）。
【０１８４】
ミッション計画は、例えばこれらには限定されないが、図３の任意の数のミッション制御部３１５のようなミッション制御部に、ミッション計画に特定される各ロボットマシングループに対応して送信することができる。次に、当該プロセスでは、ミッション進行状態を監視することができる（操作１２０８）。当該進行状態は、任意の数のロボットマシングループから受信する情報、更に詳細には、図３の任意の数のロボットマシングループ３１２の任意の数のミッション制御部３１５のような、任意の数のロボットマシングループの任意の数のミッション制御部から受信する情報を使用して監視することができる。
【０１８５】
当該プロセスでは、任意の数のロボットマシングループから、ミッション計画に関するデータを受信することができ（操作１２１０）、その後、当該プロセスが終了する。受信するデータは、ロボットマシングループからの、例えばミッション実行中に深刻になった競合または問題に関する図３のメッセージ３２２のようなメッセージを含むことができる。当該データは更に、ミッションの進行状態、ミッションの完了、及び／又は他の適切な情報に関するメッセージを含むことができる。
【０１８６】
次に、図１３を参照すると、ミッション計画を作成するプロセスのフローチャートの図が、有利な実施形態に従って描かれている。図１３のプロセスは、例えば図３のミッションプランナー３１０のような構成要素によって実行することができる。
【０１８７】
当該プロセスは、情報を、例えば図３の複数のデータベース３０４のような複数のデータベースから取り出す（操作１３０２）ことから始まる。取り出した情報は、例えばこれらには限定されないが、ミッションスケジュール、ミッション履歴、及びリソース情報を含むことができる。取り出した情報を使用して、図９のミッションスケジューラ９１２が使用することにより、ミッション計画を作成するために必要とされるスケジューリングされたミッション、ミッション履歴、及びリソース情報を特定することができる。図９のロジスティックプランナー９１４は、操作１３０２で取り出される情報を使用して、例えばミッション計画を完了するために必要とされる任意の数のタスクを特定することができる。次に、当該プロセスはミッションを任意の数のタスクに分解することができる（操作１３０４）。
【０１８８】
次に、当該プロセスでは、任意の数のリソースを、任意の数のタスクの各タスクに割り当てることができる（操作１３０６）。図９のマップ／リソースベースプランナー９２４は、ロジスティックプランナー９１４によって特定される任意の数のタスクを利用して、例えばロボットマシングループのような可用リソースを特定し、ミッション計画を実行することになる場所に割り当てることができる。図９のマップ／リソースベースプランナー９２４は更に、操作１３０２で取り出され、かつデータウェアハウス９１８に保存される情報を使用して、
可用リソースを特定し、割り当てることができる。
【０１８９】
次に、当該プロセスでは、コマンドを任意の数のリソースに送信して、任意の数のタスクの各タスクを実行させる（操作１３０８）ことができ、その後、当該プロセスは終了する。任意の数のリソースは、これらには限定されないが、例えば図３の任意の数のロボットマシングループ３１２とすることができる。
【０１９０】
次に、図１４を参照すると、ミッション計画競合を解消するプロセスのフローチャートの図が、有利な実施形態に従って描かれている。図１４のプロセスは、例えば図１０のミッション制御部１０００のような構成要素によって実行することができる。
【０１９１】
当該プロセスは、任意の数のロボットマシンからミッションに関する情報を受信する（操作１４０２）ことから始まる。当該ミッションは、例えばロボットマシングループ１  ３２４に、実行するようにタスクが割り当てられている図３のミッション計画３１１とすることができる。当該プロセスでは、任意の数のロボットマシンが実行しているミッションの競合を特定する（操作１４０４）ことができる。１つの実施例では、ミッションの競合は、これらには限定されないが、任意の数のロボットマシンが検出される状態、及び／又は任意の数のロボットマシンが移動している状態が発生して、所望のミッション実行「完了時間」指標を達成しようとする際に競合に陥ってしまう状態のような予定外の機能低下とすることができる。
【０１９２】
次に、当該プロセスでは、競合を局所的に解消することができるかどうかを判断する（操作１４０６）ことができる。局所解とは、ロボットマシングループ１  ３２４に対応するミッション制御部３３０のような、ロボットマシングループに対応するミッション制御部が、競合を解消し、任意の数のロボットマシンに解を送信することができる能力を指す。当該プロセスにおいて局所解が可能になる場合、当該プロセスでは、競合を解消して解を生成する（操作１４０８）ことができる。次に、当該プロセスでは、任意の数のロボットマシンに解を送信する（操作１４１０）ことができ、その後、当該プロセスは終了する。
【０１９３】
競合の解消では、任意の数のロボットマシンに、例えば新規コマンドまたはプログラムの形式で送信することができる解を生成することができる。有利な実施形態では、ロボット装置のバッテリの充電量が、点検全体を指定終了時刻内に完了させるために必要な速度で点検タスクを実行するために必要なセンサ電力量を供給するためには不十分である場合、その影響を受けるロボット装置は、コマンドを他のロボット装置に送信して点検タスクをより速い速度で実行させながら、点検タスクをより遅い速度で実行することにより競合を解消して、点検全体を確実に制限終了時刻内に完了させることができる。
【０１９４】
操作１４０６を再度参照すると、当該プロセスにおいて、ミッション制御部による局所解が不可能な場合、当該プロセスはミッションプランナーに競合レポートを送信する（操作１４１２）ことができ、その後、当該プロセスは終了する。次に、ミッションプランナーは、可能な場合に、競合を解消し、例えば図３の変更ミッション計画３３２を任意の数のロボットマシンに送信することができる。有利な実施形態では、ロボット装置のバッテリの充電量が、点検タスクを実行するためには不十分である場合、ミッションプランナーは、フル充電されたバッテリを有するロボット装置を割り当てることにより、競合を解消することができる。
【０１９５】
ミッションプランナーが、競合を解消することができない場合、警告またはメッセージを、例えば図３のオペレータインターフェース３０８及び任意の数のデバイス３０９を使用するオペレータ３０２のようなオペレータに送信することができる。有利な実施形態では、ロボット装置のバッテリの充電量が、点検タスクを実行するためには不十分であり、かつ割り当て可能な他のロボット装置が無い場合、ミッションプランナーは、オペレータに警告を発することができる。
【０１９６】
異なる図示の実施形態におけるこれらのフローチャート及びブロック図は、種々の有利な実施形態における幾つかの可能な形態の装置及び方法のアーキテクチャ、機能、及び動作を示している。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、操作またはステップのモジュール、セグメント、機能、及び／又は一部を表わすことができる。幾つかの別の実施形態では、これらのブロックに記載される機能または機能は、これらの図に記載される順番とは異なる順番で実行することができる。例えば、幾つかの場合には、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か、またはこれらのブロックは、搭載する機能によって変わるが、逆の順番で実行することができる場合がある。
【０１９７】
種々の有利な実施形態では、現在使用されているミッションプランニングシステムが、ミッション実行中の現在の状態を検出し、監視するために必要なデータを継続的及び／又は定期的に供給しないことを考慮に入れ、認識する。種々の有利な実施形態では更に、既存のミッションプランニング方法が、同じ解を特定のタスクまたは作業に関して集めることができる単一システムに焦点を当てていることを認識する。
【０１９８】
種々の有利な実施形態では、現在使用されているプランニングシステムが、複数のロボットマシングループを動的に計画し、調整するためには堅牢ではなく、これらのロボットマシングループの各ロボットマシングループを、所定の高度なミッション実行中に一時的に派遣し、呼び出す可能性があることを考慮に入れ、認識する。また、大きなオペレータ作業負荷が、機能障害または他の不測の環境状態またはミッション作業状態に起因して、このような複雑な結合系のシステムの動作を維持するために要求される。
【０１９９】
このように、種々の有利な実施形態のうちの１つ以上の実施形態は、任意の数のロボットマシングループ、ミッションプランナー、及びミッション制御部を含むことができる装置を提供することができる。ミッションプランナーは、任意の数のロボットマシングループのミッションを設定することができる。ミッション制御部は、任意の数のロボットマシングループを使用してミッションを実行することができる。
【０２００】
種々の有利な実施形態は更に、ミッション管理方法を提供することができる。ミッション計画を作成することができる。当該ミッション計画は、任意の数のロボットマシングループに送信することができる。ミッション計画の進行状態は、任意の数のロボットマシングループにより監視することができる。ミッション計画に関するデータは、任意の数のロボットマシングループから受信することができる。
【０２０１】
種々の有利な実施形態は更に、ミッション管理方法を提供することができる。ミッションに関する情報は、任意の数のロボットマシンから受信することができる。ミッションの競合は、特定することができる。競合を解消することができるかどうかについての判断を下すことができる。
【０２０２】
種々の有利な実施形態は更に、任意の数のロボットマシングループ、ミッションプランナー、ミッション制御部、無線通信システム、ロジスティックプランナー、及びリフレクシブプランナーを含むことができる装置を提供することができる。ミッションプランナーは、任意の数のロボットマシングループのミッションを設定することができる。ミッション制御部は、任意の数のロボットマシングループを使用してミッションを実行することができる。無線通信システムは、任意の数のロボットマシングループ、ミッション制御部、及びミッションプランナーとの通信を可能にする。ロジスティックプランナーは、任意の数のタスクを特定して、ミッションを実行することができる。リフレクシブプランナーは、任意の数のロボットマシングループからの任意の数のメッセージに応答してミッションを変更することができる。
【０２０３】
種々の有利な実施形態は更に、ミッションのミッション計画を作成する方法を提供することができる。情報は、複数のデータベースから取り出すことができる。取り出した情報は、ミッションスケジュール、ミッション履歴、及びリソース情報のうちの少なくとも１つを含むことができる。当該ミッション計画は、任意の数のタスクに分解することができる。任意の数のリソースは、ミッション計画の任意の数のタスクに割り当てることができる。当該ミッション計画は、任意の数のロボットマシングループに送信することができる。当該ミッション計画は、ミッションに対応する任意の数のタスクを含むことができる。ミッション計画の進行状態は、任意の数のロボットマシングループにより監視することができる。ミッション計画に関するデータは、任意の数のロボットマシングループから受信することができる。
【０２０４】
種々の有利な実施形態は、スケーラブルかつフレキシブルなミッションプランニングシステムを提供することができ、このミッションプランニングシステムは、ミッション目的が時間の経過とともに変化する動的な作業状態に置かれる複数の異種ロボットマシングループを計画し、制御するために堅牢である。
【０２０５】
種々の有利な実施形態は更に、任意の数の異なるミッションを達成することができる自律系のシステムを提供することができる。種々の有利な実施形態は、継続的かつ自律的なミッション計画及び実行を可能にする。種々の有利な実施形態は、移動ロボットユニット及び固定ロボットユニットの両方を搭載して、継続的かつ自律的なミッション計画及び実行を可能にするシステムを実現することができる。種々の有利な実施形態は、ミッションを構成し、ミッションを変更して、現在の状態に適合させるコストを最小限に抑えることができる。種々の有利な実施形態によって、協働する異種ロボットマシングループに関する自動決定制御機能、調整機能、及びタスクスケジューリング機能を効率的に検証することができる。
【０２０６】
種々の有利な実施形態は、全体がハードウェアの実施形態、全体がソフトウェアの実施形態、またはハードウェア要素及びソフトウェア要素の両方を含む実施形態の構成を採ることができる。幾つかの実施形態は、ソフトウェアとして実現され、このソフトウェアは、これらには限定されないが、例えばファームウェア、常駐ソフトウェア、及びマイクロコードのような構成を含む。
【０２０７】
更に、異なる実施形態は、コンピュータプログラム製品の形態を採ることができ、このコンピュータプログラム製品はプログラムコードを供給して、指示を実行するコンピュータまたはいずれかのデバイスまたはシステムによって、または関連して使用されるコンピュータ可用媒体またはコンピュータ可読媒体からアクセスすることができる。本開示を行なうために、コンピュータ可用媒体またはコンピュータ可読媒体は普通、命令実行システム、装置、またはデバイスによって、または関連して使用されるプログラムを格納する、保存する、送受信する、伝送する、または転送することができるいずれかの有形装置とすることができる。
【０２０８】
コンピュータ可用媒体またはコンピュータ可読媒体は、例えばこれらには限定されないが、電子システム、磁気システム、光システム、電磁システム、赤外線システム、または半導体システム、或いは伝送媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体の非限定的な例として、半導体メモリまたは固体メモリ、磁気テープ、取り外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク、及び光ディスクを挙げることができる。光ディスクは、コンパクトディスク−リードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−リード／ライト（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、及びＤＶＤを含むことができる。
【０２０９】
更に、コンピュータ可用媒体またはコンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読プログラムコードまたはコンピュータ可用プログラムコードを格納または保存することができるので、コンピュータ可読プログラムコードまたはコンピュータ可用プログラムコードがコンピュータ上で実行されると、このコンピュータ可読プログラムコードまたはコンピュータ可用プログラムコードの実行によって、コンピュータが別のコンピュータ可読プログラムコードまたはコンピュータ可用プログラムコードを、通信リンクを介して送信するようになる。この通信リンクは、例えばこれらには限定されないが、物理媒体または無線媒体である媒体を使用することができる。
【０２１０】
コンピュータ可読プログラムコードまたはコンピュータ可用プログラムコードを保存する、および／または実行するために適するデータ処理システムは、メモリ素子に直接接続されるか、またはシステムバスのような通信ファブリックを介して間接的に接続される１つ以上のプロセッサを含むことになる。これらのメモリ素子は、プログラムコードを実際に実行している間に用いられるローカルメモリ、バルクストレージ、及びキャッシュメモリを含むことができ、キャッシュメモリは、少なくとも幾つかのコンピュータ可読プログラムコードまたはコンピュータ可用プログラムコードの一時的な保存を行なって、コードをバルクストレージからコード実行中に取り出すことができる回数を減らすことができる。
【０２１１】
入力／出力デバイスまたはＩ／Ｏデバイスは当該システムに、直接接続することができる、または中間Ｉ／Ｏコントローラを介して接続することができる。これらのデバイスは、例えばこれらには限定されないが、キーボード、タッチスクリーンディスプレイ、及びポインティングデバイスを含むことができる。異なる通信アダプターを更に当該システムに接続して、データ処理システムが他のデータ処理システムまたはリモートプリンタ、或いはストレージデバイスに、介在する専用ネットワークまたは公衆ネットワークを介して接続されるようにすることができる。非限定的な例は、モデム及びネットワークアダプターであり、ほんの幾つかの現在利用可能なタイプの通信アダプターである。
【０２１２】
種々の有利な実施形態の説明を提供して、図示及び記述を行なってきたが、当該説明を網羅的に記載しようとするものではない、または開示される構成の実施形態に限定しようとするものではない。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る。更に、種々の有利な実施形態は、他の有利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は、これらの実施形態の原理、実際の用途を最も分かり易く説明するために、この技術分野の当業者が、想定される特定の使用に適合するように種々の変更が為される種々の実施形態に関する開示を理解することができるように選択され、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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