(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人型航空機用衝突保護装置であって、前記装置は、
前記無人型航空機に結合され、かつ衝突時に前記無人型航空機によって経験される力を減少させるために膨張可能であるように構成される膨張可能部材と、
前記膨張可能部材に結合される容器であって、圧縮ガスを含む容器と、
前記無人型航空機に電力を提供する第２の電力源とは別個の第１の電力源により電力供給される制御機構であって、前記無人型航空機の機能不全を示す信号に応じて、前記圧縮ガスを前記容器から前記膨張可能部材内に流入せしめるように構成される制御機構と、
非活動化されない限り、前記膨張可能部材の膨張を防止する非活動化可能安全機構であって、前記安全機構は、前記無人型航空機が動作中であることを示す安全信号によって非活動化される、非活動化され得る安全機構と
を備える、衝突保護装置。
【請求項２】
前記圧縮ガスは二酸化炭素である、請求項１に記載の衝突保護装置。
【請求項３】
前記容器の容積は０．００１ｍ３以下である、請求項１に記載の衝突保護装置。
【請求項４】
前記容器内にあるときの前記圧縮ガスの圧力は、０．２×１０６Ｐａ以上である、請求項１に記載の衝突保護装置。
【請求項５】
前記制御機構は、前記圧縮ガスの前記膨張可能部材内への流れを制御するように構成される弁を備える、請求項１に記載の衝突保護装置。
【請求項６】
前記制御機構は、所定の範囲から外れ、かつ前記機能不全を示す前記無人型航空機の加速度を検出するように構成される加速度計を備える、請求項１に記載の衝突保護装置。
【請求項７】
前記加速度計は、前記無人型航空機が自由落下条件にあることを示す前記無人型航空機の加速度を検出するように構成される、請求項６に記載の衝突保護装置。
【請求項８】
前記機能不全を示す信号は前記無人型航空機から生成される、請求項１に記載の衝突保護装置。
【請求項９】
前記機能不全を示す信号は、前記無人型航空機と通信している外部デバイスから生成される、請求項１に記載の衝突保護装置。
【請求項１０】
機体と、
前記機体に結合される請求項１に記載の衝突保護装置と、
前記機体に結合され、かつ前記機体を推進するように構成される１つ以上の推進ユニットと
を備える、無人型航空機。
【請求項１１】
前記無人型航空機は、回転翼機である、請求項１０に記載の航空機。
【請求項１２】
衝突から無人型航空機を保護するための方法であって、前記方法は、
前記無人型航空機に結合される膨張可能部材を提供することと、
前記無人型航空機が動作中であることを示す安全信号を受信することと、
非活動化されない限り、前記膨張可能部材の膨張を防止する非活動化可能安全機構を、前記安全信号に応じて非活動化することと、
前記無人型航空機の機能不全を示す信号に応じて、かつ前記無人型航空機から独立に電力供給される制御機構手段により、圧縮ガスを前記膨張可能部材内に流入せしめることと、
前記衝突時に前記無人型航空機によって経験される力を減少させるように、前記圧縮ガスの前記の流れにより前記膨張可能部材の膨張をもたらすことと
を含む、方法。
【請求項１３】
前記無人型航空機の１つ以上の推進ユニットに電力を提供する電力源とは別個の電力源により、前記制御機構に電力供給することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記無人型航空機の飛行制御システムに電力を提供する電力源とは別個の電力源により、前記制御機構に電力供給することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記制御機構は、所定の範囲から外れ、かつ前記機能不全を示す前記無人型航空機の加速度を検出するように構成される加速度計を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記機能不全を示す前記無人型航空機の安定性の損失を、慣性測定ユニットからの動作センサを用いて、検出することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記機能不全を示す前記無人型航空機の電力の損失に、前記制御機構の援助で、応答することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
無人型航空機用衝突保護装置であって、前記装置は、
前記無人型航空機に結合されるように構成される膨張可能部材であって、衝突時に前記無人型航空機によって経験される力を減少させるために膨張可能である膨張可能部材と、
前記膨張可能部材に結合される容器であって、圧縮ガスを含む容器と、
前記無人型航空機の機能不全を示す信号に応じて、前記圧縮ガスを前記容器から前記膨張可能部材内に流入せしめるように構成される制御機構と、
非活動化されない限り、前記膨張可能部材の膨張を防止する非活動化可能安全機構であって、前記安全機構は、（１）前記無人型航空機の飛行制御システムによって提供される自動化された電気信号、または、（２）ユーザ入力を受けるように構成された遠隔端末か
らの電気信号によって非活動化される、非活動化可能安全機構と
を備える、衝突保護装置。
【請求項１９】
前記信号は、前記航空機の１つ以上の推進ユニット、前記航空機の飛行制御システム、および前記航空機に電力を提供する電力源からなる群から選択される部材の機能不全を示す、請求項１８に記載の衝突保護装置。
【請求項２０】
前記安全機構はピンを備え、前記安全機構の非活動化は前記ピンの取り外しを含む、請求項１８に記載の衝突保護装置。
【請求項２１】
前記ピンは、前記無人型航空機の動作に先立ってユーザにより取り外されるように構成される、請求項２０に記載の衝突保護装置。
【請求項２２】
前記安全機構は、前記無人型航空機が動作中であることを示す安全信号により非活動化される、請求項１８に記載の衝突保護装置。
【請求項２３】
前記安全信号は、前記無人型航空機の飛行制御システムにより提供される、請求項２２に記載の衝突保護装置。
【請求項２４】
無人型航空機であって、
機体と、
前記機体に結合される請求項１８に記載の衝突保護装置と、
前記機体に結合され、かつ前記機体を推進するように構成される１つ以上の推進ユニットと
を備える、無人型航空機。
【請求項２５】
無人型航空機を衝突から保護する方法であって、前記方法は、
前記無人型航空機に結合される膨張可能部材を提供することと、
（１）前記無人型航空機の飛行制御システム、または、（２）ユーザ入力を受けるように構成された遠隔端末から安全信号を受信することと、
非活動化されない限り、前記膨張可能部材の膨張を防止する非活動化され得る安全機構を、前記安全信号に応答して非活動化させることと、
前記航空機の機能不全を示す信号に応じて、圧縮ガスを含む容器から前記膨張可能部材内に前記圧縮ガスを流入せしめることと、
前記衝突時に前記無人型航空機によって経験される力を減少させるために、前記圧縮ガスの流れにより前記膨張可能部材の膨張をもたらすことと
を含む、方法。
【請求項２６】
前記圧縮ガスは、弁を用いて流入せしめられる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記無人型航空機の１つ以上の推進ユニットに電力を提供する電力源とは別個の電力源により、前記弁に電力供給することを更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記航空機の飛行制御システムに電力を提供する電力源とは別個の電力源により前記弁に電力供給することを更に含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記安全機構はピンを備え、前記安全機構の非活動化は前記ピンの取り外しを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
前記無人型航空機の動作に先立ってユーザにより前記ピンを取り外すことを更に含む、
請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
無人型航空機などの航空機は、軍事および民間の用途のための運搬、配送、監視、偵察、および探査作業を行うために使用され得る。そのような航空機は通常、周辺環境に応じた遠隔制御および／または自律的運動のための推進システムを含む。例えば、航空機は、推進システムにより大気中で推進され得、離陸、着陸、飛行、およびホバリングを行うことができる。
【０００２】
航空機は、空中で機能不全を生じると、落下に至る。このことは、いかなるペイロードまたは乗客のみならず航空機にも損傷を及ぼし得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
航空機等の、可動物体を保護するための改良されたシステム、方法、およびデバイスに対する必要性が存在している。本発明は、無人型航空機等の航空機が飛行中に落下するようなことがあっても、航空機の保護を支援し得るエアバッグのためのシステム、方法、およびデバイスを提供する。一部の実施形態では、本明細書で説明するシステム、方法、およびデバイスは、圧縮ガスを用いて膨張され得るエアバッグを提供する。航空機制御機構は、ガスがエアバッグに流入するかどうかを制御するガス弁を制御でき、エアバッグを膨張せしめる。制御機構は、航空機の他の部分に電力供給する電源とは独立した電源により電力供給をされ得る。
【０００４】
本発明の態様は、航空機用衝突保護装置を対象とし、本装置は、航空機に結合され、かつ衝突時に航空機によって経験される力を減少させるために膨張可能であるように構成される膨張可能部材と、膨張可能部材に結合される容器であって、圧縮ガスを含む容器と、航空機に電力を提供する電力源とは別個の電力源により電力供給される制御機構であって、航空機の機能不全を示す信号に応じて、圧縮ガスを容器から膨張可能部材内に流入せしめるように構成される制御機構と、を備える。
【０００５】
一部の実施形態では、圧縮ガスは二酸化炭素である。容器の容積は０．００１ｍ３以下でよい。一部の場合には、容器内にあるときの圧縮ガスの圧力は、０．２×１０６Ｐａ以上である。
【０００６】
制御機構の電力源はバッテリを含み得る。
【０００７】
一部の実施形態では、制御機構は、圧縮ガスの膨張可能部材内への流れを制御するように構成される弁を備える。任意選択的に、制御機構は、所定の範囲から外れ、かつ機能不全を示す航空機の加速度を検出するように構成される加速度計を備える。加速度計は、航空機が自由落下中であることを示す航空機の加速度を検出するように構成され得る。制御機構は、機能不全を示す航空機の安定性の損失を検出するように構成される動作センサを備え得る。動作センサは慣性計測ユニットでよい。制御機構は、機能不全を示す航空機の電力の損失に応答するように構成され得る。
【０００８】
部材の機能不全を示す信号は、航空機の１つ以上の推進ユニット、航空機の飛行制御システム、および航空機に電力を提供する電力源からなる群から選択され得る。信号は航空機から生成され得る。あるいは、信号は、航空機と通信している外部デバイスから生成され得る。
【０００９】
本発明の別の態様に従う航空機が提供され得る。航空機は、機体と、機体に結合される請求項１に記載の衝突保護装置と、機体に結合され、かつ機体を推進するように構成される１つ以上の推進ユニットと、を備え得る。
【００１０】
航空機は、無人型航空機であってもよい。無人型航空機は、回転翼機であり得る。
【００１１】
航空機の制御機構は、圧縮ガスの膨張可能部材への流入を制御するように構成される弁を備え得る。制御機構は、所定の範囲から外れ、かつ機能不全を示す航空機の加速度を検出するように構成される加速度計を備え得る。制御機構は、航空機の１つ以上の推進ユニットに電力を提供する電力源とは別個の電力源により電力供給され得る。制御機構は、航空機の飛行制御システムに電力を提供する電力源とは別個の電力源により電力供給され得る。
【００１２】
本発明の追加の態様は、衝突から航空機を保護するための方法を対象としてもよく、方法は、航空機に結合される膨張可能部材を提供することと、航空機の機能不全を示す信号に応じて、かつ航空機から独立に電力供給される制御機構により、圧縮ガスを膨張可能部材内に流入せしめることと、衝突時に航空機によって経験される力を減少させるように、圧縮ガスの流れにより膨張可能部材の膨張をもたらすことと、を含む。
【００１３】
圧縮ガスは二酸化炭素であってもよい。
【００１４】
一部の実施形態では、制御機構は、圧縮ガスの膨張可能部材内への流れを制御するように構成される弁を備え得る。方法は、航空機の１つ以上の推進ユニットに電力を提供する電力源とは別個の電力源により、制御機構に電力供給することを含み得る。一部の実装例では、方法は、航空機の飛行制御システムに電力を提供する電力源とは別個の電力源により、制御機構に電力供給することを含む。制御機構は、所定の範囲から外れ、かつ機能不全を示す航空機の加速度を検出するように構成される加速度計を備え得る。方法は、航空機が自由落下中であることを示す航空機の加速度を、加速度計の援助で、検出することを更に含み得る。方法は、機能不全を示す航空機の安定性の損失を、内部測定ユニットからの動作センサを用いて、検出することも含み得る。方法は、機能不全を示す航空機の電力の損失に、制御機構の援助で、応答することを含み得る。
【００１５】
航空機は無人型航空機でよい。無人型航空機は、一部の実装例に従った回転翼機であり得る。
【００１６】
更に、本発明の態様は、無人型航空機用衝突保護装置を対象とし得る。装置は、無人型航空機に結合されるように構成される膨張可能部材であって、衝突時に無人型航空機によって経験される力を減少させるために膨張可能な膨張可能部材と、膨張可能部材に結合され、圧縮ガスを含む容器と、該無人型航空機の機能不全を示す信号に応じて、圧縮ガスを容器から膨張可能部材内に流入せしめるように構成される制御機構と、非活動化されない限り、膨張可能部材の膨張を防止する安全機構と、を備え得る。
【００１７】
一部の場合には、圧縮ガスは二酸化炭素である。容器の容積は０．００１ｍ３以下であり得る。容器内にあるときの圧縮ガスの圧力は、０．２×１０６Ｐａ以上であり得る。
【００１８】
一部の実施形態では、制御機構は、圧縮ガスの膨張可能部材内への流れを制御するように構成される弁を備える。信号は、航空機の１つ以上の推進ユニット、航空機の飛行制御システム、および航空機に電力を提供する電力源からなる群から選択される部材の機能不全を示し得る。信号は、航空機から生成され得る。他の場合には、信号は、航空機と通信を行っている外部デバイスから生成され得る。
【００１９】
安全機構はピンを備え得、安全機構の非活動化はピンの取り外しを含み得る。ピンは、無人型航空機の動作に先立ってユーザにより取り外されるように構成され得る。安全機構は、無人型航空機が動作中であることを示す安全信号により非活動化され得る。安全信号は、無人型航空機の飛行制御システムにより提供され得る。
【００２０】
無人型航空機が、本発明の別の態様に従って提供され得る。航空機は、機体と、機体に結合される請求項３３に記載の衝突保護装置と、機体に結合され、かつ機体を推進するように構成される１つ以上の推進ユニットと、を備え得る。
【００２１】
任意選択的に、無人型航空機は回転翼機であり得る。
【００２２】
また、本発明の態様は無人型航空機を衝突から保護する方法を対象としてもよく、方法は、無人型航空機に結合される膨張可能部材を提供することと、膨張可能部材の膨張を防止する安全機構を非活動化させることと、航空機の機能不全を示す信号に応じて、圧縮ガスを容器から膨張可能部材内に流入せしめることと、衝突時に無人型航空機によって経験される力を減少させるために圧縮ガスの流れにより膨張可能部材の膨張をもたらすことと、を含み得る。
【００２３】
一部の実施形態では、圧縮ガスは二酸化炭素である。圧縮ガスは、弁を用いて流入せしめられてもよい。方法は、航空機の１つ以上の推進ユニットに電力を提供する電力源とは別個の電力源により弁に電力供給することを更に含み得る。方法は、航空機の飛行制御システムに電力を提供する電力源とは別個の電力源により弁に電力供給することも含み得る。
【００２４】
無人型航空機は、回転翼機であり得る。
【００２５】
一部の実装例では、安全機構はピンを備え得、安全機構の非活動化はピンの取り外しを含み得る。方法は、無人型航空機の動作に先立ってユーザによりピンを取り外すことも含み得る。安全機構は、無人型航空機が動作中であることを示す安全信号により非活動化され得る。方法は、安全信号を無人型航空機の飛行制御システムから受信することを更に含み得る。
【００２６】
本発明の様々な態様は、個別に、集合的に、または互いに組み合わせて認識され得ることを理解されたい。本明細書で説明される本発明の様々な態様は、以下に示される任意の特定の用途、または任意の他の類型の可動物体に適用され得る。本明細書中の航空機についてのいかなる説明も、任意の航空機等の、任意の可動物体、に対しても適用され得、かつそのために使用され得る。さらに、空中運動（例えば、飛行）の文脈において本明細書で開示されたシステム、デバイス、および方法はまた、地上または水上の運動、水中の運動、または宇宙の運動などの他の類型の運動の文脈に適用され得る。更に、本明細書中のエアバッグ組立体についてのいかなる説明も、衝突が発生し得るいかなる状況に対しても適用され得、かつそのために使用され得る。
【００２７】
本発明の他の目的および特徴は、明細書、特許請求の範囲、および添付の図面の検討によって明らかになるであろう。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
航空機用衝突保護装置であって、
前記航空機に結合され、かつ衝突時に前記航空機によって経験される力を減少させるために膨張可能であるように構成される膨張可能部材と、
前記膨張可能部材に結合される容器であって、圧縮ガスを含む容器と、
前記航空機に電力を提供する電力源とは別個の電力源により電力供給される制御機構であって、前記航空機の機能不全を示す信号に応じて、前記圧縮ガスを前記容器から前記膨張可能部材内に流入せしめるように構成される制御機構と、を備える、衝突保護装置。
（項目２）
前記圧縮ガスは二酸化炭素である、項目１に記載の衝突保護装置。
（項目３）
前記容器の容積は０．００１ｍ３以下である、項目１に記載の衝突保護装置。
（項目４）
前記容器内にあるときの前記圧縮ガスの圧力は、０．２×１０６Ｐａ以上である、項目１に記載の衝突保護装置。
（項目５）
前記制御機構は、前記圧縮ガスの前記膨張可能部材内への流れを制御するように構成される弁を備える、項目１に記載の衝突保護装置。
（項目６）
前記制御機構は、所定の範囲から外れ、かつ前記機能不全を示す前記航空機の加速度を検出するように構成される加速度計を備える、項目１に記載の衝突保護装置。
（項目７）
前記加速度計は、前記航空機が自由落下中であることを示す前記航空機の加速度を検出するように構成される、項目６に記載の衝突保護装置。
（項目８）
前記信号は前記航空機から生成される、項目１に記載の衝突保護装置。
（項目９）
前記信号は、前記航空機と通信している外部デバイスから生成される、項目１に記載の衝突保護装置。
（項目１０）
機体と、
前記機体に結合される項目１に記載の衝突保護装置と、
前記機体に結合され、かつ前記機体を推進するように構成される１つ以上の推進ユニットと、を備える、航空機。
（項目１１）
前記航空機は、回転翼機である無人型航空機である、項目１０に記載の航空機。
（項目１２）
衝突から航空機を保護するための方法であって、
前記航空機に結合される膨張可能部材を提供することと、
前記航空機の機能不全を示す信号に応じて、かつ前記航空機から独立に電力供給される制御機構により、圧縮ガスを前記膨張可能部材内に流入せしめることと、
前記衝突時に前記航空機によって経験される力を減少させるように、前記圧縮ガスの前記の流れにより前記膨張可能部材の膨張をもたらすことと、を含む、方法。
（項目１３）
前記航空機の前記１つ以上の推進ユニットに電力を提供する電力源とは別個の電力源により、前記制御機構に電力供給することを更に含む、項目１２に記載の方法。
（項目１４）
前記航空機の飛行制御システムに電力を提供する電力源とは別個の電力源により、前記制御機構に電力供給することを更に含む、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
前記制御機構は、所定の範囲から外れ、かつ前記機能不全を示す前記航空機の加速度を検出するように構成される加速度計を備える、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
前記機能不全を示す前記航空機の安定性の損失を、内部測定ユニットからの動作センサを用いて、検出することを更に含む、項目１２に記載の方法。
（項目１７）
前記機能不全を示す前記航空機の電力の損失に、制御機構の援助で、応答することを更に含む、項目１２に記載の方法。
（項目１８）
無人型航空機用衝突保護装置であって、
前記無人型航空機に結合されるように構成される膨張可能部材であって、衝突時に前記無人型航空機によって経験される力を減少させるために膨張可能である膨張可能部材と、
前記膨張可能部材に結合される容器であって、圧縮ガスを含む容器と、
前記無人型航空機の機能不全を示す信号に応じて、前記圧縮ガスを前記容器から前記膨張可能部材内に流入せしめるように構成される制御機構と、
非活動化されない限り、前記膨張可能部材の膨張を防止する安全機構と、を備える、衝突保護装置。
（項目１９）
前記信号は、前記航空機の１つ以上の推進ユニット、前記航空機の飛行制御システム、および前記航空機に電力を提供する電力源からなる群から選択される部材の機能不全を示す、項目１８に記載の衝突保護装置。
（項目２０）
前記安全機構はピンを備え、前記安全機構の非活動化は前記ピンの取り外しを含む、項目１８に記載の衝突保護装置。
（項目２１）
前記ピンは、前記無人型航空機の動作に先立ってユーザにより取り外されるように構成される、項目２０に記載の衝突保護装置。
（項目２２）
前記安全機構は、前記無人型航空機が動作中であることを示す安全信号により非活動化される、項目１８に記載の衝突保護装置。
（項目２３）
前記安全信号は、前記無人型航空機の飛行制御システムにより提供される、項目２２に記載の衝突保護装置。
（項目２４）
無人型航空機であって、
機体と、
前記機体に結合される項目１８に記載の衝突保護装置と、
前記機体に結合され、かつ前記機体を推進するように構成される１つ以上の推進ユニットと、を備える、無人型航空機。
（項目２５）
無人型航空機を衝突から保護する方法であって、
前記無人型航空機に結合される膨張可能部材を提供することと、
前記膨張可能部材の膨張を防止する安全機構を非活動化させることと、
前記航空機の機能不全を示す信号に応じて、圧縮ガスを前記容器から前記膨張可能部材内に流入せしめることと、
前記衝突時に前記無人型航空機によって経験される力を減少させるために、前記圧縮ガスの流れにより前記膨張可能部材の膨張をもたらすことと、を含む、方法。
（項目２６）
前記圧縮ガスは、弁を用いて流入せしめられる、項目２５に記載の方法。
（項目２７）
前記航空機の前記１つ以上の推進ユニットに電力を提供する電力源とは別個の電力源により、前記弁に電力供給することを更に含む、項目２６に記載の方法。
（項目２８）
前記航空機の飛行制御システムに電力を提供する電力源とは別個の電力源により前記弁に電力供給することを更に含む、項目２６に記載の方法。
（項目２９）
前記安全機構はピンを備え、前記安全機構の非活動化は前記ピンの取り外しを含む、項目２５に記載の方法。
（項目３０）
前記無人型航空機の動作に先立ってユーザにより前記ピンを取り外すことを更に含む、項目２９に記載の方法。
【００２８】
文献の援用
本明細書で言及した全ての刊行物、特許、および特許出願は、個別の刊行物、特許、または特許出願のそれぞれが具体的にかつ個別に示されて参照によって組み込まれるのと同程度に参照によって本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
本発明の新規の特徴は、添付の特許請求の範囲において、詳細に示される。本発明の特徴および利点のより良い理解が、その中で本発明の原理が利用される例示的な実施形態を示す以下の詳細な説明、および以下の付随する図面を参照することによって得られるであろう。
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に従って、航空機用衝突保護装置の実施例を示す。
【図２】本発明の実施形態に従って、航空機用衝突保護装置の別の実施例を示す。
【図３】本発明の実施形態に従って、安全機構を利用する衝突保護装置の実施例を示す。
【図４】エアバッグを展開させた無人型航空機（ＵＡＶ）の実施例を示す。
【図５】エアバッグを展開させた無人型航空機（ＵＡＶ）の別の実施例を示す。
【図６】本発明の実施形態に従う無人型航空機（ＵＡＶ）を示す。
【図７】実施形態に従って、キャリアおよびペイロードを備える可動物体を示す。
【図８】実施形態に従って、可動物体を制御するためのシステムのブロック図による概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明のシステム、デバイス、および方法は、航空機（例えば、無人型航空機（ＵＡＶ））等の、可動物体用の改良された衝突減少機構を提供する。一部の実施形態では、衝突時に航空機への力を減少させるために膨張可能であり得る１つ以上のエアバッグが提供され得る。エアバッグは、圧縮ガスを用いて膨張され得る。好都合なことに、圧縮ガスを用いてエアバッグを膨張させることは、化学反応を用いて膨張するエアバッグを用いる場合よりコスト効率の良い方法である。エアバッグは、航空機等の、可動物体により経験され得る衝突の力を減少させ得る。
【００３２】
航空機は、１つ以上の圧縮ガス容器を搭載し得る。ガス弁が提供され得、圧縮ガスが容器からエアバッグ内へ流れるかどうかを制御し得る。ガス弁は、弁制御装置を用いて制御され得る。弁および／または制御装置は、航空機の残部から独立した電力源により電力供給され得る。このことは、航空機の残部が電力を喪失した場合でもエアバッグの展開を許容し得る利点がある。このことは、電力を喪失した航空機は衝突が起こり得る状況にあり得るので、特に有益であり得る。
【００３３】
弁制御装置は、１つ以上のセンサを含み得、または１つ以上の他のセンサまたは制御装置からデータを受信し得る。弁制御装置は、このデータを用いて、容器からエアバッグへのガス流を開くためのトリガ信号を弁に送出するべきかどうかを決定し得る。センサは、自由落下、普通でない加速度、普通でない速度、普通でない方向、表面または物体への近接、過熱状態、電力喪失、誘導／航行または通信の故障、飛行制御装置故障、遠隔端末等の外部デバイスからの命令、または他の何らかの条件等の、条件を示し得る。そのような条件は機能不全を示している可能性があり、エアバッグを展開させることが望ましいかもしれない。
【００３４】
一部の実施形態では、安全機構が提供され得る。安全機構は、安全機構が非活動化されない限りエアバッグが展開することを防止されるように、所定の位置に配置され得る。このことは、エアバッグが尚早に展開することを防止し得る利点がある。例えば、このことは、ユーザがＵＡＶを担持しているとき、エアバッグが展開してユーザに負傷を負わせる可能性を防止し得る。安全機構は、ユーザにより手動で非活動化されてもよく、または航空機が飛行するとき自動的に非活動化されてもよい。一実施例では、安全機構はピンであってもよく、ピンが引き外されない限りエアバッグの展開を防止し得る。
【００３５】
種々の構成のエアバッグが提供され得る。例えば、航空機は、航空機の下方および／または上方に１つ以上のエアバッグを有し得る。エアバッグは、航空機本体、推進ユニット、アーム、制御システム、通信インタフェース、キャリア、ペイロード、乗客、着陸装置、または他の任意の部分等の、航空機の任意の部分に沿って分散配置され得る。
【００３６】
図１は、本発明の実施形態に従って、航空機用衝突保護装置１００の実施例を示す。衝突保護装置は、圧縮ガスを密閉するように構成される容器１１０、ガス弁１２０、および膨張可能部材１３０を含み得る。ガス弁は、容器から膨張可能部材へのガスの流れを制御し得る。制御装置１４０は、ガス弁と通信可能で、かつガス弁の動作を制御し得る。
【００３７】
航空機が機能不全を経験したときには、膨張可能部材はガスで迅速に膨張される必要がある。圧縮ガス技術を使用できる。ガス容器１１０は、圧縮ガスを収容するように構成され得る。一部の実施形態では、圧縮ガスは二酸化炭素（ＣＯ２）でよい。使用可能な圧縮ガスの他の実施例は、窒素を含む。しかし、二酸化炭素は、低コスト、安全／可燃性でない、ガス化したとき他の任意選択物のように熱を過剰に吸収しない、ことから好ましいガスであり得る。容器は、高圧で提供されるガスを収容し得る。例えば、ガス容器は、約２５ｐｓｉ、３０ｐｓｉ、４０ｐｓｉ、５０ｐｓｉ、６０ｐｓｉ、７０ｐｓｉ、８０ｐｓｉ、１００ｐｓｉ、１１０ｐｓｉ、１２０ｐｓｉ、１３０ｐｓｉ、１４０ｐｓｉ、１５０ｐｓｉ、１６０ｐｓｉ、１７０ｐｓｉ、１８０ｐｓｉ、１９０ｐｓｉ、２００ｐｓｉ、２２０ｐｓｉ、２５０ｐｓｉ、３００ｐｓｉ、４００ｐｓｉ、５００ｐｓｉ、７５０ｐｓｉ、１０００ｐｓｉ、２０００ｐｓｉ、３０００ｐｓｉ、４０００ｐｓｉ、または５０００ｐｓｉ以上の圧縮ガスを貯蔵し得る。一部の実施形態では、ガス容器は、７０ｐｓｉ、８０ｐｓｉ、１００ｐｓｉ、１１０ｐｓｉ、１２０ｐｓｉ、１３０ｐｓｉ、１４０ｐｓｉ、１５０ｐｓｉ、１６０ｐｓｉ、１７０ｐｓｉ、１８０ｐｓｉ、１９０ｐｓｉ、２００ｐｓｉ、２２０ｐｓｉ、２５０ｐｓｉ、３００ｐｓｉ、３５０ｐｓｉ、４００ｐｓｉ、５００ｐｓｉ、７５０ｐｓｉ、１０００ｐｓｉ、２０００ｐｓｉ、３０００ｐｓｉ、４０００ｐｓｉ、５０００ｐｓｉ、６０００ｐｓｉ、７０００ｐｓｉ、または７５００ｐｓｉを超過しない圧力を有する圧縮ガスを貯蔵し得る。ガス容器は、本明細書に述べる圧力値のうちのいずれかの間に収まる最大圧力を有する圧縮ガスを貯蔵しているかもしれない。一部の実施形態では、ガス容器圧力は０．２×１０６Ｐａ〜５０×１０６Ｐａ以内に収まり得る。
【００３８】
圧縮ガス容器は、上述した圧力でガスを貯蔵し得るもの等の、当該技術分野で公知の任意の材料で形成され得る。材料の一部の実施例は、炭素鋼、ステンレス鋼またはアルミニウム合金を含み得る。一部の場合には、プラスチックまたは高分子化合物を用いてガス容器を形成し得る。例えば、容器内部の圧力が過度に高くないならば、プラスチック製飲料ビンでも充分なのかもしれない。
【００３９】
圧縮ガスを用いることは、他の膨張技術と比較して低コストを提供し得る利点がある。例えば、化学反応を用いる膨張技術は、高コストとなり得る。しかし、一部の実装例では、使用に際して膨張時に化学反応が発生し得る。あるいは、使用に際して膨張時に化学反応が発生しない。既存の圧縮ガス容器は、航空機での使用に利用または適合され得る。現在、小型のＣＯ２キャニスターが販売されており、自転車ポンプを利用できないときに、自転車タイヤを充填するために一般的に使用され得る。そのようなキャニスターは、エアバッグを膨張させるための使用に適合され得る。既存の圧縮ガス用キャニスターまたは容器は、航空機エアバッグ用ガスを提供するために改造をしてもよい。
【００４０】
１つ以上のガス容器１１０が、ＵＡＶ等の、航空機に提供され得る。ガス容器が比較的軽量ならば有利であるかもしれない。例えば、ガスを空にした場合のガス容器は、約３グラム、５グラム、７グラム、１０グラム、１５グラム、２０グラム、３０グラム、３５グラム、４０グラム、５０グラム、６０グラム、７０グラム、１００グラム、１５０グラム、２００グラム、２５０グラム、３００グラム、４００グラム、５００グラム、７００グラム、１ｋｇ、１．５ｋｇ、２ｋｇ、３ｋｇ、４ｋｇ５ｋｇ、７ｋｇ、または１０ｋｇ以下の重量であってもよい。圧縮ガスで満たした場合のガス容器は、約１０グラム、１５グラム、２０グラム、３０グラム、３５グラム、４０グラム、５０グラム、６０グラム、７０グラム、１００グラム、１５０グラム、２００グラム、２５０グラム、３００グラム、４００グラム、５００グラム、７００グラム、１ｋｇ、１．５ｋｇ、２ｋｇ、３ｋｇ、４ｋｇ５ｋｇ、７ｋｇ、１０ｋｇ、１５ｋｇ、２０ｋｇ、または３０ｋｇ以下の重量であってもよい。
【００４１】
一部の実施形態では、ガス容器１１０が比較的小容積であることがやはり有利であるかもしれない。例えば、ガス容器は、適当なサイズに調整されてＵＡＶに担持されるようにしてもよい。他の実施形態では、ガス容器は、任意のタイプの航空機に搭載されるように適当なサイズに調整され得る。例えば、ガス容器は、約０．００１ｍｍ３、０．００５ｍｍ３、０．０１ｍｍ３、０．１ｍｍ３、１ｍｍ３、１０ｍｍ３、１００ｍｍ３、１ｃｍ３、２ｃｍ３、５ｃｍ３、１０ｃｍ３、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、２０００ｃｍ３、３０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、７０００ｃｍ３、１００００ｃｍ３、２００００ｃｍ３、５００００ｃｍ３、または１０００００ｃｍ３以下の容積を有し得る。
【００４２】
ガス容器１１０からのガスは、エアバッグとして機能し得る膨張可能部材１３０を膨張させるために使用され得る。膨張可能部材は、膨張していないとき、収縮時の構成を有し得る。収縮時の構成は、折り畳まれ、巻かれ、束ねられていても構わない。膨張可能部材は、膨張されたとき、いっぱいに膨張され、かつ張力を受けて伸ばされ得る。膨張可能部材は、織物、空気袋、エラストマー材料、または他の何らかの材料等の、可撓性材料で形成され得る。一部の実施例では、膨張可能部材は、ナイロン織物（例えば、ナイロン６、６）、ポリエステル織物、または塩化ビニル（ＰＶＣ）で形成され得る。材料は、圧縮ガスを放出したとき、液体状態からガス状態に変わって周囲から熱を吸収し得るため、低温に強いかもしれない。
【００４３】
膨張されると、膨張可能部材１３０は、ガス容器１１０の容積より大きい容積を有し得る。例えば、膨張可能部材は、１ｃｍ３、２ｃｍ３、５ｃｍ３、１０ｃｍ３、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、２０００ｃｍ３、３０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、７０００ｃｍ３、１００００ｃｍ３、２００００ｃｍ３、５００００ｃｍ３、または１０００００ｃｍ３以上の容積を有し得る。膨張可能部材は、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、２０００ｃｍ３、３０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、７０００ｃｍ３、１００００ｃｍ３、２００００ｃｍ３、５００００ｃｍ３、１０００００ｃｍ３、２０００００ｃｍ３、５０００００ｃｍ３、１ｍ３、１．５ｍ３、２ｍ３、５ｍ３、または１０ｍ３以下の容積を有し得る。
【００４４】
膨張可能部材は、任意の形状をとり得る。一部の場合には、膨張可能部材は、実質的に球形、楕円形、円筒形、角柱形、トーラス形、ティアドロップ形、平坦化した球形または楕円形または他の多角形、ボール形、または膨張時の他の何らかの形状であり得る。一部の場合には、複数の膨張可能部材を航空機に提供してもよい。膨張可能部材は、全て同一の形状および／または大きさでよく、または異なる形状および／または大きさであってもよい。
【００４５】
膨張可能部材は、ＵＡＶ等の、航空機に結合され得る。膨張可能部材は、衝突時に航空機または航空機の搭載物によって経験される力を減少させるために、膨張され得る。一部の場合には、膨張可能部材を有さない場合と比較して、力のうちの５％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、または９０％程度しか伝わらないように、力は減少され得る。
【００４６】
膨張可能部材１３０は、流路、管、通路、開口部、または他の接続部を介してガス容器１１０に接続され得る。ガス弁１２０は、膨張可能部材とガス容器との間に設けられ得る。ガス弁は、流路、管、通路、または開口部等の、接続手段に沿って設けられ得る。ガス弁は、ガス容器と膨張可能部材との間でガスの流れを制御し得る。一部の場合には、ガス弁は、ガス容器から膨張可能部材へのガスの流れに対するゲート機構として機能し得る。ガス弁は、開位置を有し得、ガスがガス容器と膨張可能部材との間を流れることを許容する。ガス弁が開位置にあるとき、流体連通がガス容器の内部と膨張可能部材の内部との間に提供され得る。ガス弁は、閉位置を有し得、ガスがガス容器と膨張可能部材との間を流れることを防止する。ガス弁が閉位置にあるとき、流体連通はガス容器の内部と膨張可能部材の内部との間に提供されない。
【００４７】
一部の場合には、ガス弁１２０は、開と閉との２位置をとり得る。あるいは、ガス弁は比例弁であってもよく、ガス容器と膨張可能部材との間を流れるガスの流量を制御し得る。例えば、比例弁は、小さい流量しか許容し得ない部分的開度の構成よりも大きい流量を許容し得る広開度の構成を有し得る。任意選択的に、調整弁、絞り弁、計量弁、またはニードル弁を用い得る。戻り弁または非戻り弁を用い得る。弁は、任意の数のポートを有し得る。例えば、２ポート弁を用い得る。あるいは、３ポート型、４ポート型またはその他の型の弁を、代替的構成に用い得る。本明細書中の弁についてのいかなる説明も、他のいかなるタイプの流れ制御機構に対しても適用され得る。流れ制御機構は、２方向流制御機構（例えば、開位置および閉位置のみを含む）または可変流制御機構（例えば、開および閉位置の程度を含み得る）のいずれのタイプであっても構わない。
【００４８】
膨張可能部材１３０の膨張前は、ガス弁１２０は閉鎖されていればよい。ガス容器１１０は、圧縮ガスを内部に収容でき、圧縮ガスは膨張可能部材に流入するのを閉鎖したガス弁により防止される。したがって、ガス容器内の圧力は、収縮時の膨張可能部材内の圧力よりも高くてもよい。ガス弁を開放させ得る信号が、ガス弁に提供され得る。一部の場合には、ガス弁を開放させる信号は、航空機の機能不全検出に応じて提供され得る。信号は、衝突が切迫しまたはその可能性を示し得る航空機状態に応じて、生成される得る。ガス弁が開いているときは、圧縮ガスはガス容器から膨張可能部材に流入でき、膨張可能部材を膨張させ得る。ガスは、ガス容器と膨張可能部材との内部圧力が比較的均等になるまで、流れ得る。膨張可能部材は、圧縮ガスを用いて迅速に膨張され得る。一部の場合には、膨張可能部材は、０．０１秒、０．０５秒、０．１秒、０．２秒、０．３秒、０．４秒、０．５秒、０．６秒、０．７秒、０．８秒、０．９秒、１秒、１．２秒、１．５秒、２秒、３秒、または５秒以内に完全に膨張され得る。一部の実施形態では、膨張可能部材が一旦膨張すると、完全な膨張を維持し得る。あるいは、時間の経過により収縮するかもしれない。
【００４９】
ガス弁１２０を制御し得る制御装置１４０が提供され得、ガス弁は、ガスが膨張可能部材１３０内に流入するかどうか、したがって膨張可能部材が膨張するかどうか、について制御し得る。制御装置は信号を生成でき、この信号がガス弁に提供されて、ガス弁を開放すべきかまたは閉鎖するべきかを、あるいは任意選択的にはガス弁を開放する程度を、示し得る。制御装置は、推進力、誘導、センサ、または通信等の、航空機の他の機能を制御し得る航空機制御機構と通信し得る。あるいは、ガス弁に信号を提供し得る制御装置は、航空機制御機構そのものであり得る。制御装置は、航空機上に設けられ得る。あるいは、制御装置は、航空機外部のデバイスまたはデバイスの一部であり得る。制御装置は、航空機の運転を規定し得る非一時的コンピュータ可読媒体に従って、１つ以上のステップを遂行し得るプロセッサを含み得る。プロセッサは、データに基づいて、ガス弁に信号を送出すべきかどうかを、または送出すべき信号のタイプを決定し得る。プロセッサは、データまたはデータの部分集合に対して遂行した計算に従って、この決定を行える。制御装置は、１つ以上のメモリユニットを有し得、メモリユニットは１つ以上のステップを遂行するためのコード、ロジック、または命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。プロセッサは、航空機の機能不全示す信号を生成し得、これをガス弁を開放させるために使用し得る。あるいは、制御装置は、機能不全を示す信号を受信し得る。信号は、航空機上で生成されてもよく、または航空機と通信している外部デバイスから生成されてもよい。
【００５０】
一実施例では、制御装置は、１つ以上のセンサからまたは別の航空機制御装置からデータを受信し得る。制御装置により受信されたデータに基づいて、制御装置は、プロセッサの援助で、信号を生成し、プロセッサは信号をガス弁に送出し得る。一部の場合には、信号は、ガス弁を閉状態から開放させ得る。信号は、ガス弁が開放される程度を決定付けてもまたは決定付けなくてもよい。一部の場合には、信号は、ガス弁を開状態から閉鎖せしめる。一部の実施形態では、デフォルト設定は、航空機の動作時にガス弁を閉鎖するためのものであり得る。ガス弁は、機能不全検出または他のタイプの特定の事象に際して、開放され得る。ガス弁が一旦開放されると、膨張可能部材はすでに膨張されているため、開放に維持され得る。
【００５１】
図２は、本発明の実施形態に従って、航空機用衝突保護装置２００の別の実施例を示す。衝突保護装置は、加圧ガスを密閉するように構成されるガス容器２１０、ガス弁２２０、および膨張可能部材２３０を含み得る。ガス弁は、容器から膨張可能部材へのガスの流れを制御し得る。弁制御装置２４０は、ガス弁と通信可能で、かつガス弁に送出され得るトリガ信号２４５によりガス弁の動作を制御し得る。弁制御装置電源２５０は、弁制御装置に電力を提供するように設けられかつ構成される。弁制御装置は、航空機飛行制御装置２６０と通信し得る。
【００５２】
ガス容器２１０は加圧ガスを収容し得る。任意の数のガス容器が提供され得る。ガス容器は互いに流体的に接続される。１つ以上のガス容器が、単一の弁２２０により制御され得る。あるいは、複数の弁が提供されてもよい。弁を開放させることにより、１つ以上のガス容器から膨張可能部材２３０内へガスの流入を生じ、このことにより航空機用エアバッグとして機能し得る。一部の場合には、単一の弁が、膨張可能部材へのガスの流れを制御し得る。あるいは、複数の弁を提供して、それらにより膨張可能部材へのガスの流れを制御させてもよい。任意選択的には、複数の弁の各々を、１つ以上の別個のガス容器に接続してもよい。
【００５３】
弁制御装置２４０はガス弁２２０と通信してもよく、トリガ信号２４５によりガス弁の動作を制御してもよい。弁制御装置は、ガス弁に信号を送出して閉状態から開放させてもよく、これによりガス容器２１０から膨張可能部材２３０へガスの流れを許容する。弁制御装置は、単一の弁と通信してこれを制御し得る。あるいは、弁制御装置は、複数の弁と通信してこれらを制御し得る。複数の弁は、単一の膨張可能部材または複数の膨張可能部材へのガスの流れを制御し得る。一部の実施形態では、流れ制御機構が提供され得、これにより１つ以上の容器から１つ以上の膨張可能部材へガスの流れを制御してもよい。流れ制御機構は、１つ以上のガス弁および１つ以上の弁制御装置を含み得る。トリガ信号は、航空機の機能不全を示し得る。航空機の機能不全についての本明細書中のいかなる説明も、衝突の蓋然性が高まりまたは切迫し得る航空機のいかなる状態をも含み得またはそれに適用され得る。航空機の機能不全についての本明細書中のいかなる説明も、１つ以上のエアバッグを展開するのが望ましい状態を示し得る。
【００５４】
弁制御装置２４０はプロセッサを有してもよく、このプロセッサが１つ以上のセンサまたは１つ以上の他の制御装置からデータを受信してもよく、かつ弁２２０に送出され得るトリガ信号２４５を生成してもよい。一部の実施形態では、１つ以上のセンサが、弁制御装置と直接通信し得る。あるいは、１つ以上のセンサは、航空機飛行制御装置２６０と通信でき、これが弁制御装置と通信してもよい。一部の実施形態では、同一のセンサが、弁制御装置および航空機飛行制御装置の両方に直接通信してもよい。これらの同一のセンサからの情報は、航空機の飛行制御におよびエアバッグの展開に有用であり得る。一部の場合には、航空機飛行制御装置は、航空機の１つ以上の複数の機能を制御し得るマスタ制御装置であってもよい。あるいは、航空機飛行制御装置は、マスタ制御装置と通信してもよい。本明細書中の航空機飛行制御装置についてのいかなる説明も、マスタ制御装置に対してまたはその逆に適用され得る。
【００５５】
一実施例では、弁制御装置２４０は、１つ以上の機上加速度計を有する。弁制御装置は、ロケータ（例えば、ＧＰＳ）または別個の１、２、または３軸に沿う方向センサ等の、他の位置検出センサを有し得る。弁制御装置は、速度検出器（例えば、１、２、または３軸に沿う線形運動用、または１、２、または３軸まわりの回転角度用）、または加速度検出器（例えば、１、２、または３軸に沿う線形運動用、または１、２、または３軸まわりの回転角度用）等の、１つ以上の他の動作検出センサを有し得る。あるいは、そのようなセンサは、航空機飛行制御装置２６０の一部分であるか、または弁制御装置および航空機飛行制御装置の両方と通信してもよい。一部の場合には、位置または動作検出センサは、弁制御装置および航空機飛行制御装置のために用いられ得る。
【００５６】
航空機は、慣性計測装置（ＩＭＵ）を含み得る。ＩＭＵは、１つ以上の加速度計、１つ以上のジャイロスコープ、１つ以上の磁力計、またはそれらの適当な組み合わせを備え得る。例えば、ＩＭＵは、最大３つの並進の軸に沿って可動物体の線形加速度を測定する最大３つの直交する加速度計と、最大３つの回転の軸の周りの角加速度を測定する最大３つの直交するジャイロスコープと、を備え得る。ＩＭＵは、航空機の運動がＩＭＵの運動に対応するように、航空機に堅く結合され得る。あるいは、ＩＭＵは、最大６つの自由度に関して航空機に対して移動することができる。ＩＭＵは、航空機に直接に取り付けることができる、または航空機に取り付けられた支持構造に結合され得る。ＩＭＵは、航空機の筐体の外に、または筐体の中に設けることができる。ＩＭＵは、航空機に恒久的または分離可能に取り付けられ得る。ＩＭＵは、航空機の位置、方向、速度、および／または加速度などの航空機の運動を示す信号を提供することができる（例えば、並進の１、２、または３軸、およびまたは、回転の１、２、または３軸に関して）。例えば、ＩＭＵは、航空機の加速度を表す信号を検出でき、その信号は速度情報を提供するために１度積分され、場所および／または方向情報を提供するために２度積分することができる。ＩＭＵは、信号を弁制御装置および／または航空機飛行制御装置に提供し得る。
【００５７】
追加のセンサが、航空機上に提供されてもよい。例えば、１つ以上のセンサが提供されてもよく、これらは１つ以上のモーターまたは他のアクチュエータ、モータードライブ、ローターの動作を測定し得る。例えば、センサは、航空機のローターが回転している速度を検出し得る。ローターは、航空機の推進システムの一部であり得る。ローターは、１つ以上の動翼を有し得、動翼は航空機に対して揚力を生成するように回転し得る。一部の場合には、温度センサが提供され得る。温度センサは、航空機の１つ以上の構成部品についての過熱状態を検出し得る。電力レベルセンサも提供され得る。電力レベルセンサは、航空機に電力を供給し得るバッテリまたはバッテリパック等の、電源の電荷状態を検出し得る。例えば、電力レベルセンサが、航空機バッテリが電力枯渇していることを示すと、このことがモーターおよび飛行制御装置が電力枯渇していることを示しているのかもしれない。航空機バッテリが電力枯渇した場合、このことは推進システムが電力枯渇したことおよび／または航空機飛行制御装置ならびにマスタ制御装置が電力枯渇している可能性があることを示すかもしれない。
【００５８】
センサからの情報は、分析されて、エアバッグを展開すべき状態に航空機があるかどうかが決定される。一実施例では、この状態を、航空機に機能不全が発生したとき、であるとし得る。これには、過熱状態が検出されたとき、短絡または発火が検出されたとき、誘導または航行システムが動作を停止したとき、外部デバイスとの通信が失われたとき、電源が非常に低いとき、航空機の１つ以上の構成部品への電力が失われたとき、に航空機が機能不全（例えば、自由落下、普通でない加速度、衝突、高速進行しながら表面への近接、普通でない方向）を示す場所または動作を呈する条件を含み得る。例えば、ＩＭＵデータが異常であるとき、複数のモーター、モータードライブ、またはローターに航空機が安定化され得ないような問題が存在するとき、または航空機が建物に衝突するとき、エアバッグを膨張させるのが望ましいかもしれない場合に潜在的衝突状態が決定され得る。弁制御装置２４０は次に弁２２０にトリガをかけて開弁させてもよく、圧縮ガスは収縮時のエアバッグ２３０に入りそれを膨張させことになる。
【００５９】
１つ以上の警戒条件が提供され得、これらはエアバッグを展開すべき潜在的な衝突状態の検出に寄与し得る。一部の場合には、単一の警戒条件で充分にエアバッグの膨張にトリガをかけ得る。あるいは、エアバッグの膨張にトリガをかけるために、ある組み合わせの警戒条件が必要かもしれない。
【００６０】
一実施例では、警戒条件は、ＵＡＶ等の、航空機の１つ以上のセンサ（例えば、加速度計）が航空機が自由落下していることを検出したときに、提供され得る。航空機の加速度は、航空機が重力の加速度に等しい加速度で落下していることを反映し得る。一部の場合には、警戒条件は、航空機の加速度が航空機が生じ得る加速度より大きいときに、提供され得る。警戒条件は、このより大きい加速度が重力方向で下方に、または他の任意の方向に、検出されたときに、トリガがけられ得る。航空機が自由落下していたりまたは所定の閾値を超える加速度で動いているときに、エアバッグの膨張にトリガをかけるのが望ましいのかもしれない。
【００６１】
別の実施例では、警戒条件は、航空機が所定の閾値を超える速度で進行しているときに、発生し得る。任意選択的には、警戒条件は、航空機が衝突するかもしれない表面の所定の近接以内にある間に、航空機が所定の閾値を超える速度で進行しているとき、発生し得る。例えば、航空機が（地面に近い）低い高度で、所定の閾値を超える速度で下方に進行しているとき、警戒条件が生じ得る。別の実施例では、航空機が建物の表面に近くに存在し、所定の速度を超える速度で建物の表面に向かっていれば、警戒条件を生起させ得る。このことは、衝突が切迫していてエアバッグを膨張させるのが望ましいことを示唆し得る。
【００６２】
別の場合には、警戒条件は、航空機の方向が所定の閾値頻度を超える頻度でまたは特定の仕方で変化するときに、発生し得る。例えば、高頻度の方向変化または揺らぎは不安定さを示し得る。不安定さは、航空機が間もなく落下しかつ／または衝突が切迫していて、それに対してエアバッグの膨張が望ましいかもしれないことを示し得る。
【００６３】
警戒条件は、航空機の方向が所定範囲外にあるとき、発生し得る。例えば、航空機（例えば、回転翼機等の、ＵＡＶ）が上下逆の場合、落下が切迫している可能性があるので警戒条件が提供され得る。同様に、航空機が重力に対して９０度以上傾く（例えば、右上がりよりむしろ上下逆）ように向けられた場合、警戒条件を提供し得る。航空機の方向は、不安定さ、航空機の制御不能、または航空機が、地面等の、表面に向けて落下する、ことを示している可能性があり、エアバッグの膨張にトリガをかけてもよい。
【００６４】
航空機のモーター、モータードライブ、またはローターの検出された条件も、警戒条件の生成に関連する。例えば、推進ユニットを駆動しているモーターが停止した場合、警戒条件を提供し得る。同様に、ローターの回転が停止しまたは所定の閾値を下回って回転していることを検出した場合、警戒条件が発生してもよい。一部の場合には、計算を行って他のモーターまたはローターが停止／速度低下したモーターまたはローターの補償をしているかどうかを決定してもよい。補償が充分でなければ、モーターまたはローターの停止は航空機が推進力（例えば、揚力）または制御を失い、落下しまたは衝突を受け得ることを示している可能性がある。これにより、エアバッグの膨張にトリガをかけてもよい。
【００６５】
加えて、警戒条件は、温度センサが航空機の１つ以上の構成部品についての過熱状態を検出したとき、提供されてもよい。検知した温度が所定の閾値温度を超えるとき、過熱状態が示され得る。過熱状態は、航空機の一部が働きを停止するかもしれず、または安全機構が航空機の一部を遮断するために起動するかもしれないことを示し得る。航空機のある部分（例えば、推進力）の遮断は、航空機を落下させまたは衝突を受けさせるかもしれない。航空機の他の部分（例えば、航行／通信）の遮断は、航空機を盲目的なまたは制御されない動作を引き起こすかもしれず、このことは航空機の衝突または損傷に至るかもしれない。そのような状況では、エアバッグの解放が望ましいのかもしれない。
【００６６】
更に、警戒条件は、電源の電力充電レベルが低いとき、発生してもよい。例えば、航空機は、航空機の部分に電力供給するバッテリまたはバッテリパック等の、１つ以上の電源を有し得る。例えば、１つ以上の電源は、航空機全体、または航空機のシステムの異なる部分に電力供給し得る。例えば、単一の電源は、航空機の推進力、航空機の誘導／航行、航空機の通信インターフェース、航空機のキャリア、航空機のペイロード、航空機の感知システム（例えば、ＩＭＵ）、および／または航空機の他の任意のシステムに電力供給し得る。あるいは、別個の電源が、航空機の１つ以上の別個の部分またはシステムに電力供給し得る。電源の充電レベルが所定の閾値を下回ったとき、このことには、電源により電力供給を受けている当該部分またはシステムへの電力が間もなく喪失し得ることを示している可能性があり、警戒条件を生成することになる。例えば、航空機の推進システムに電力供給する電源が閾値充電値を下回って降下したとき、警戒条件が発生してもよい。このことは、推進システムが適当に動作していないかもしれないことまたは間もなく停止するであろうことを示している可能性がある。このことは、航空機の落下または衝突に至るかもしれず、エアバッグを膨張させ得る。別の実施例では、航空機の誘導／航行システムまたは通信システムに電力供給している電源が閾値充電値を下回って降下するかもしれず、これにより警戒条件を生じ得る。このことは、航空機が盲目的にまたは制御されずに動作しているかもしれないことを示しているかもしれず、このことは航空機の衝突または損傷に至るかもしれない。このことは、更に、エアバッグの展開を生じさせ得る。
【００６７】
同様に、電力がもはや航空機または航空機の１つ以上のシステムに供給されなくなると、警戒条件が提供され得る。例えば、推進システムが電力を喪失すると、推進ユニットは働きを停止し、航空機を落下させるかもしれない。別の実施例では、誘導／航行システムまたは通信システムが電力を喪失すると、このことは航空機の盲目的な動作または不安定さに至る可能性があり、衝突の蓋然性を高め得る。ある種のセンサが電力を喪失すると、このことが誘導／航行の適当な動作を妨げ得る。電力条件の損失は、エアバッグを展開させ得る。
【００６８】
弁制御装置電源２５０は、衝突保護装置の一部として提供され得る。弁制御装置電源は、弁制御装置２４０に電力を供給し得る。弁制御装置電源は、弁２２０にも電力を供給し得る。弁制御装置電源は、流れ制御機構に電力を供給し得、これには１つ以上の弁制御装置および１つ以上の弁を含み得る。弁制御装置電源は、航空機の他の電源から独立した電源であり得る。流れ制御機構は、たとえ航空機の他の電源が機能しなくなっても、膨張可能部材の膨張を生じさせるように機能し得る。たとえ航空機の残部での電力の損失があっても、弁制御装置はトリガ信号を弁に送出するための条件を検出できるので、弁は信号に応じて開弁でき、ガスの膨張可能部材への流入を許容し得る。例えば、弁制御装置電源は、航空機の残部とは別個の電源であり得る。弁制御装置電源は、推進用電源から独立とし得る。したがって、たとえ推進ユニットが電力を失っても、弁制御装置電源は、電力を弁制御装置および／または弁に依然供給し得る。同様に、弁制御装置電源は、航空機飛行制御装置またはマスタ制御装置電源から独立的であってもよい。したがって、たとえ電力が航空機飛行制御装置に対して失われても、弁制御装置は、トリガ信号２４５を弁２２０に提供すべきかどうかを決定し得る。弁制御装置は、電力が航空機飛行制御装置またはマスタ制御装置に対して失われたことが検出されると、トリガ信号を弁に提供し得る。弁制御装置は、電源も、誘導システムおよび／または通信システム電源から独立的であってもよい。したがって、たとえ航空機が機能上の航行または誘導の制御では動作していないか、または遠隔端末等の、外部デバイスとの通信を喪失した場合でも、弁制御装置電源は電力を弁制御装置に依然供給し得る。
【００６９】
航空機の他の電源から独立した弁制御装置電源２５０を有していることは、電力が航空機の残部に対して失われたとき、エアバッグに対するトリガを好都合に許容し得る。航空機の残部に対する電力喪失は、エアバッグの膨張が重要である場合の条件の１つであり得る。このことは、マスタ制御装置が弁制御器と同一の電源で電力供給される従来のシステムに対して、利点を提供する。これらの状況では、バッテリが電力枯渇すると、モーターおよび飛行制御装置もまた電力枯渇する。マスタ制御装置が故障した場合、エアバッグを膨張させるためのトリガ信号を送信する方法はなく、このことは最も致命的事項の１つかもしれない。したがって、本明細書に説明されるシステム、方法、およびデバイスは、好都合に、別個に電力供給される弁制御装置を提供する。
【００７０】
弁制御装置電源は、１つ以上のバッテリを含み得る。バッテリは、一次（例えば、単一使用）バッテリまたは二次（再充電可能）バッテリでよい。弁制御装置電源の充電状態は、モニタされまたはされなくてもよい。一部の場合には、弁制御装置電源は、周期的にまたは１つ以上の事象に応じて、再充電され得る。一部の場合には、弁制御装置電源は、推進ユニットのモーターが動作している間に自動的に再充電され得る。
【００７１】
一部の場合には、単一の別個の弁制御装置電源２５０は、弁制御装置２４０に対して専用に提供され得る。あるいは、複数の弁制御装置電源が提供されてもよく、互いにバックアップとして機能し得る。本明細書に説明される構成部品のいずれについての冗長性も、提供され得る。
【００７２】
図３は、本発明の実施形態に従って、安全機構を利用する衝突保護装置３００の実施例を示す。衝突保護装置は、ＵＡＶ等の、航空機用に提供され得る。衝突保護装置は、流体を密閉するように構成される容器３１０、流れ制御弁３２０、および膨張可能部材３３０を含み得る。ガス弁は、容器から膨張可能部材へのガスの流れを制御し得る。弁制御装置３４０は、ガス弁と通信でき、ガス弁へ送出され得るトリガ信号３４５によりガス弁の動作を制御し得る。弁制御装置電源３５０は、弁制御装置に電力を提供するように提供されかつ構成される。安全機構３６０は、非活動化されない限り、膨張可能部材の膨張を防止するように提供され得る。
【００７３】
容器３１０は、ガス等の、流体を収容し得る。好ましくは、流体は圧縮ガスでよい。あるいは、流体には、液体、またはガスと液体との混合物を含み得る。流体は、加圧または圧縮され得る。流体は、膨張可能部材３３０に配送されて、膨張可能部材を膨張させる。流れ制御弁３２０は、容器から膨張可能部材への流体の流れを制御し得る。一部の場合には、弁は、当初は閉状態であって、容器から膨張可能部材への流体の流れを防止し得る。弁は、弁制御装置３４０からの信号に応じて開放され得る。弁の開放により、容器からの流体を膨張可能部材に流入せしめ、膨張可能部材を膨張させ得る。
【００７４】
弁制御装置３４０は、弁制御装置電源３５０により電力供給され得る。弁制御装置電源は、航空機の１つ以上の他の電源から独立であり得る。例えば、弁制御装置電源は、航空機の推進機構または航空機のマスタ制御装置に電力供給する電源から独立であり得る。弁制御装置は、航空機の残部が電力枯渇、または停止したときでも、動作し得る。したがって、弁制御装置は、航空機の残部が動作可能であるか否かに拘わらず、膨張可能部材の膨張のトリガをかけるための信号を提供し得る。弁制御装置は、１つ以上の信号またはセンサ入力に応じてトリガ信号を送出し得る。弁制御装置は、トリガ信号を提供すべきかどうかについて決定するために、信号またはセンサ入力の分析を遂行する。弁制御装置は、そのような決定を、連続的に、周期的に、または散発的に行う。
【００７５】
別の実施例では、弁制御装置は、航空機に対して遠隔の端末からの信号に応じてトリガ信号を提供し得る。端末は、航空機と通信し得る。一部の場合には、端末は、航空機の位置、方向、または飛行を制御し得る。端末は、場所または飛行情報等の、航空機からのデータまたは、航空機のペイロードにより収集されたデータを受信し得る。一部の場合には、ユーザは、エアバッグの展開を遠隔的にトリガをかけるために、端末に入力を提供し得る。例えば、ユーザは、航空機がまさに何かに衝突しようとしていることを目撃でき、かつエアバッグ膨張を遠隔でトリガをかけ得る。端末との通信システムは、弁制御装置電源３５０または別の電源により電力供給され得る。一部の場合には、端末から弁制御装置３４０への通信は、たとえ航空機の他の部分（例えば、推進ユニット、飛行制御装置、マスタ制御装置、誘導／航行）が故障していても、発生し得る。
【００７６】
一部の実施形態では、安全機構３６０は、非活性化されない限り、膨張可能部材の膨張を防止するように、提供され得る。一部の場合には、安全機構のデフォルトは、オンにされ得、かつ膨張可能部材の膨張を防止し得る。このことは、エアバッグが尚早に展開をすることを防止し得る。例えば、このことは、航空機が人により担持されているとき、エアバッグが展開して人に負傷を負わせるのを防止し得る。このことは、航空機がオンで無く（またはオンとはみなされず誤ってオフにされる）、または個人により運行されている間に、エアバッグが展開するのを防止し得る。一実施例では、航空機の飛行制御装置がオンにされまたは有効化された後、航空機の推進ユニット（例えば、ローター）は飛行のために機能し始める。飛行制御装置がオンにされると、信号が安全機構に発信されて、これが非活動化（「オフ」に）される。安全機構を非活動化させることは、弁制御装置３４０からのトリガ信号に応じてエアバッグが展開するのを許容し得る。安全機構は、無人型航空機が動作中であることを示す安全信号により非活動化され得る。安全信号は、無人型航空機の飛行制御システムまたは無人型航空機の別のシステムにより提供され得る。
【００７７】
別の実施形態では、安全機構３６０は安全ピンを含み得る。安全ピンは、消火器と同様に提供され得るので、ピンが引き抜かれなければエアバッグは膨張し得ない。一部の実施形態では、安全機構はピンを備え、安全機構の非活動化はピンの取り外しを含み得る。ピンは、航空機の動作に先立ってユーザにより取り外されるように構成され得る。ピンは、航空機が動作するのを許容される前にユーザにより手動で取り外され得る。一部の場合には、航空機は、安全ピンをまず取り外さなければ動作し得なくてもよい。別の実施例では、航空機をオンにすることまたは航空機を動作させるここにより、安全ピンが自動的に取り外されるようにしてもよい。
【００７８】
本発明の種々の実施形態に従えば、単一の容器または複数の容器が存在し得る。形態は、複数の膨張可能部材に接続される単一で大型の容器、または単一の膨張可能部材用の単一の小型容器でよい。あるいは、複数の容器が、単一の膨張可能部材用に提供されても構わない。各膨張可能部材は、単一の弁または複数の弁により制御され得る。各弁は自身の弁制御装置を有し得、または複数の弁は弁制御装置を共有し得る。単一の弁制御装置電源が、単一の弁制御装置用にまたは複数の弁制御装置用に提供され得る。一部の場合には、複数の単一の弁制御装置電源が、単一の弁制御装置用にまたは複数の弁制御装置用に提供され得る。単一の安全機構が、単一の弁または弁制御装置用に、または複数の弁または弁制御装置用に提供され得る。一部の場合には、複数の安全機構が、複数の弁または弁制御装置用に提供される。
【００７９】
図４は、展開したエアバッグを有する無人型航空機（ＵＡＶ）４００の実施例を示す。本明細書中のＵＡＶについてのいかなる説明も、任意のタイプの航空機等の、他の任意のタイプの可動物体、にまたはその逆に適用され得る。一部の実施形態では、ＵＡＶはＵＡＶ機体４１０またはハブを有し得る。１つ以上の推進ユニット４２０ａ、４２０ｂがＵＡＶに対して提供され得る。一部の実施形態では、エアバッグがＵＡＶの上方４３０に展開され、かつエアバッグがＵＡＶの下方４４０に展開され得る。
【００８０】
ＵＡＶは、軽量の本体４１０を有し得る。ＵＡＶは、本明細書の更に他の箇所で説明するような重量を有し得る。ＵＡＶは小さい寸法を有し得る。ＵＡＶは、本明細書の更に他の箇所で説明するような任意の寸法を有し得る。ＵＡＶは、人により片手または両手を用いて持ち上げられ得る。
【００８１】
ＵＡＶは、１つ以上の推進ユニット４２０を有し得る。推進ユニットは、１つ以上のアクチュエータ駆動ローターを含み得る。ローターは、１つ以上の動翼を含み得る。ローターは、ローター動翼を含んでおり、回転軸まわりに回転し得る。一実施例では、ＵＡＶは複数のアームを有し得、各アームはその上に推進ユニットを有する。アームは、近位端で、軽量の本体４１０に接続され得る。推進ユニットは、アームの遠位端またはその近くに提供され得る。例えば、推進ユニットは、アームの遠位端からアーム長の５０％、４０％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、３％、または１％以内にある。推進ユニットは、ＵＡＶに揚力を提供するように垂直に向けられる。一部の場合には、１つ以上の推進ユニットが、ＵＡＶに側方推力を提供するように横方向に角度付けまたは方向付けられ得る。任意の数のアームおよび／または推進ユニットが提供され得る。例えば、１つ、２つ、３、つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ以上のアームおよび／または推進ユニットが提供され得る。
【００８２】
１つ以上のエアバッグが、ＵＡＶに対して提供され得る。一部の実施形態では、単一のエアバッグが、ＵＡＶの下方で展開されるように構成され得る。あるいは、単一のエアバッグが、ＵＡＶの上方で展開されるように構成され得る。一部の実施形態では、複数のエアバッグが提供され得る。複数のエアバッグは、ＵＡＶの下方で、ＵＡＶの上方で、またはＵＡＶの下方および上方の任意の組み合わせで展開されるように構成される。例えば、１つ以上のエアバッグがＵＡＶの下方に展開され得、かつ１つ以上のエアバッグがＵＡＶの上方に展開され得る。一部の場合には、１つ以上のエアバッグが、ＵＡＶの一側に展開されるように構成され得る。
【００８３】
１つ以上のエアバッグは、ＵＡＶの任意の部分から展開され得る。例えば、エアバッグのうちの１つ以上は、ＵＡＶ機体４１０から展開するように構成され得る。同様に、１つ以上のエアバッグは、ＵＡＶの中央部分から、または１つ以上のアームが合体し得るＵＡＶのハブから展開するように構成され得る。収縮時のエアバッグは、筐体内に収容されればよく、またはＵＡＶの機体または一部分の筐体により部分的に密閉されればよい。あるいは、収縮時のエアバッグは、機体筐体外部に提供されてもよく、または少なくとも部分的に露出されてもよい。エアバッグは、任意の仕方でＵＡＶに結合されればよい。一実施例では、大型のエアバッグが、ＵＡＶ機体からＵＡＶ４３０上方に、かつＵＡＶ機体からＵＡＶ４４０下方に展開され得る。一部の実施形態では、ＵＡＶの「上方」部分は、推進ユニットが動作しているときの揚力方向のＵＡＶアーム上方の部分であればよい。一部の実施形態では、ＵＡＶの「下方」部分は、推進ユニットが動作しているときの揚力方向に対向する方向のＵＡＶアーム下方の部分であればよい。展開時に、エアバッグはＵＡＶ機体筐体の開口部を通過するように、またはＵＡＶ機体筐体の一部分を外させるように構成され得る。あるいは、ＵＡＶ機体は、エアバッグが展開するとき、影響を受けなくても構わない。
【００８４】
一部の実施形態では、ＵＡＶは制御下での飛行時に、ＵＡＶの「下方」部分が重力ｇの方向にあり、「上方」部分が重力ｇの方向に対向するように方向付けられ得る。ＵＡＶは制御不能（例えば、反転）時に、ＵＡＶの上方部分が地面に向き、かつＵＡＶの下方部分が空に向くように方向を変え得る。そのような状況では、ＵＡＶの上方および下方に展開するエアバッグを有するのが有利であり得る。一部の場合には、ＵＡＶは降下時に宙返りし得るので、ＵＡＶが着地する側を予測することは困難かもしれない。そのような状況では、予測不能な角度で着地するときにＵＡＶを保護するようにＵＡＶの複数の側にエアバッグを有することは有利であろう。
【００８５】
エアバッグは、単一のエアバッグがＵＡＶの衝突の力を充分に減少させ得るように、充分にサイズ調整され得る。エアバッグは、ＵＡＶに対するいかなる損傷またはかなりの損傷も防止するために、ＵＡＶの衝突の力を充分に減少させ得る。１つ以上の膨張時のエアバッグの容積は、ＵＡＶの容積より大きくてもよい。あるいは、１つ以上の膨張時のエアバッグの容積は、ＵＡＶの容積と等しくてもよく、またはＵＡＶの容積より少なくてもよい。例えば、膨張時のエアバッグの容積のＵＡＶの容積に対する比率は、約５：１、４：１、３：１、２：１、１．５：１、１．２：１、１：１、１：１．２、１：１．５、１：２、１：３、１：４、または１：５以下でよい。膨張時のエアバッグの容積のＵＡＶの容積に対する比率は、約２：１、１．５：１、１．２：１、１：１、１：１．２、１：１．５、１：２、１：３、１：４、１：５、または１：６以上でもよい。膨張時のエアバッグの占有面積のＵＡＶの占有面積に対する比率は、約３：１、２：１、１．５：１、１．２：１、１：１、１：１．２、１：１．５、１：２、１：３、１：４、または１：５以下でよい。膨張時のエアバッグの占有面積のＵＡＶの占有面積に対する比率は、約２：１、１．５：１、１．２：１、１：１、１：１．２、１：１．５、１：２、１：３、１：４、１：５、または１：６以上でもよい。
【００８６】
図５は、展開したエアバッグを有する無人型航空機（ＵＡＶ）５００の別の実施例を示す。一部の実施形態では、ＵＡＶはＵＡＶ機体５１０またはハブを有し得る。１つ以上の推進ユニット５２０ａ、５２０ｂがＵＡＶに対して提供され得る。一部の実施形態では、エアバッグ５３０ａ、５３０ｂは、推進ユニットに近接して展開され得る。
【００８７】
ＵＡＶは、軽量および／または小型の機体５１０を有し得る。ＵＡＶは、人により片手または両手を用いて持ち上げられ得る。
【００８８】
ＵＡＶは１つ以上の推進ユニット５２０ａ、５２０ｂを有し得る。ＵＡＶは、充分に速い速度で回転するとき揚力を生成し得る動翼を有する１つ以上のローターの付いた回転翼機であってもよい。推進ユニットは、ＵＡＶに揚力を提供するように、垂直に方向付けられ得る。一部の場合には、１つ以上の推進ユニットが、ＵＡＶに側方推力を提供するように横方向に角度付けまたは方向付けられ得る。任意の数のアームおよび／または推進ユニットが提供され得る。例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０またはそれ以上のアームおよび／または推進ユニットが提供され得る。アームは、ＵＡＶの中央ハブまたは機体５１０から半径方向に延び得る。アームは、実質的に同一面にあり得る。一部の場合には、推進ユニットは実質的に同一面にあり得る。
【００８９】
１つ以上のエアバッグが、ＵＡＶに対して提供され得る。エアバッグは、ＵＡＶの推進ユニット近くで展開するように構成され得る。一部の実施形態では、単一のエアバッグが、推進ユニットの下方で展開されるように構成され得る。あるいは、単一のエアバッグが、推進ユニットの上方で展開されるように構成され得る。一部の実施形態では、複数のエアバッグが提供され得る。複数のエアバッグは、推進ユニットの下方で、推進ユニットの上方で、または推進ユニットの下方および上方の任意の組み合わせで展開されるように構成され得る。例えば、１つ以上のエアバッグがＵＡＶの下方に展開され得、１つ以上のエアバッグが推進ユニットの上方に展開され展開され得る。一部の場合には、１つ以上のエアバッグが、推進ユニットの一側に展開されるように構成され得る。推進ユニットは、１つ以上のエアバッグによりそれらが展開されたとき異なる側から囲まれ得る。
【００９０】
１つ以上のエアバッグが、ＵＡＶの任意の部分から展開され得る。例えば、エアバッグのうちの１つ以上は、推進ユニットまたは推進ユニットに近接する領域から展開するように構成され得る。一部の実施形態では、エアバッグは１つまたは推進ユニット近くのアームから展開され得る。エアバッグは、１つ以上のアームから、アームの遠位端からのアーム長の５０％、４０％、３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、３％、または１％以内で展開され得る。エアバッグは、アーム上の推進ユニットの場所からのアーム長の３０％、２５％、２０％、１５％、１０％、５％、３％、または１％以内で展開され得る。収縮時のエアバッグは、筐体内に収容されればよく、またはＵＡＶのアームまたは推進ユニットの筐体により部分的に密閉されればよい。あるいは、収縮時のエアバッグは、機体筐体外部に提供されてもよく、または少なくとも部分的に露出されてもよい。一実施例では、エアバッグは、実質的に推進ユニットの下方５３０ａ、５３０ｂにかつ／または推進ユニットの側方に展開され得る。各推進ユニットは、近接して展開される１つ以上のエアバッグを有し得る。一部の実施形態では、複数のエアバッグが、各推進ユニットに近接して展開され得る。エアバッグは推進ユニットの周囲に房状に設けてもよい。展開時に、エアバッグはＵＡＶアーム筐体または推進ユニット筐体の開口部を通過するように、またはＵＡＶ筐体の一部分を外させるように構成され得る。あるいは、ＵＡＶ構造体は、エアバッグが展開するとき、影響を受けなくても構わない。
【００９１】
エアバッグは、単一のエアバッグが推進ユニットおよび／またはＵＡＶの機体の衝突の力を充分に減少させ得るように、充分に大きさが調整され得る。エアバッグは、ＵＡＶの推進ユニットおよび／または機体に対するいかなる損傷またはかなりの損傷も防止するために推進ユニットの衝突の力を充分に減少させ得る。１つ以上の膨張時のエアバッグの容積は、推進ユニットの容積より大きくてもよい。あるいは、１つ以上の膨張時のエアバッグの容積は、推進ユニットの容積と等しくてよく、または推進ユニットの容積より少なくてもよい。例えば、膨張時のエアバッグの容積の推進ユニットの容積に対する比率は、約５：１、４：１、３：１、２：１、１．５：１、１．２：１、１：１、１：１．２、１：１．５、１：２、１：３、１：４、または１：５以下でよい。膨張時のエアバッグの容積の推進ユニットの容積に対する比率は、約２：１、１．５：１、１．２：１、１：１、１：１．２、１：１．５、１：２、１：３、１：４、１：５、または１：６以上でもよい。膨張時のエアバッグの占有面積の推進ユニットの占有面積に対する比率は、約３：１、２：１、１．５：１、１．２：１、１：１、１：１．２、１：１．５、１：２、１：３、１：４、または１：５以下でよい。膨張時のエアバッグの占有面積の推進ユニットの占有面積に対する比率は、約２：１、１．５：１、１．２：１、１：１、１：１．２、１：１．５、１：２、１：３、１：４、１：５、または１：６以上でもよい。
【００９２】
エアバッグの位置および数は、航空機型式、大きさ、容積、重量、および他の要因に依存する。例えば、１人以上の乗客を担持するように設計された航空機より、ＵＡＶに対してはより小型のエアバッグを使用できまたはより少数のエアバッグを使用できる。エアバッグは、１つの角または複数の角から航空機を保護するように構成され得る。例えば、エアバッグは、衝突が航空機の下方で、航空機の上方で、航空機の一側で、および／または航空機の他の何らかの角で発生したとき、航空機により経験される力を減少させるように構成され得る。
【００９３】
全部のエアバッグが、同時に展開されてもよい。一部の場合には、エアバッグが展開されるべき状態の検出は、航空機の全部のエアバッグが展開される結果になり得る。一部の場合には、このことは、航空機がどの側で表面または他のデバイスと衝突するかの予測が困難であり得る状況で有利であるかもしれない。あるいは、選択された数のエアバッグを展開させてもよい。例えば、衝突が航空機の底部側で起きそうであることが検出されたら、航空機の底部側のエアバッグを展開させればよい。あるいは、衝突が航空機の上部または側部で起きそうであることが検出されたら、上部および／または側部のエアバッグを展開させればよい。
【００９４】
エアバッグの展開は、衝突時に航空機が受け得る損傷を減少させ得る。同様に、エアバッグの展開は、ペイロード（例えば、カメラ、照明デバイス、音声デバイス、計測または感知設備）、乗客、または航空機に担持されたまたは装着されたその他の何らかの品目等の、航空機の搭載物に対する損傷または負傷を減少させ得る。衝突は、航空機が表面（例えば、地面、壁、天井、水、絶壁）、可能性ある障害物（例えば、木、群葉、人々または他の生物、支柱、照明ユニット、電線、看板、建物）、または移動物体（例えば、他の航空機、他のタイプの航空機、生物）と衝突したときに、発生し得る。
【００９５】
本明細書で説明されるシステム、デバイス、および方法は、広範の様々な可動物体に適用することができる。前述のように、本明細書の航空機の一切の説明は、任意の可動物体に適用、かつ使用することができる。一部の実施形態において、本明細書の航空機の一切の説明は、ＵＡＶに適用することができる。
【００９６】
本発明の可動物体は、空中（例えば、固定翼型航空機、回転翼型航空機、または固定翼も回転翼も有さない航空機）、水中（例えば、船舶または潜水艦）、地上（例えば、車、トラック、バス、バン、モーターサイクルなどの電力車、棒、釣竿などの可動構造またはフレーム、または電車）、地下（例えば、地下鉄）、宇宙（例えば、スペースプレーン、衛星、またはプローブ）、またはこれらの環境の任意の組み合わせなどの任意の適当な環境内で移動するように構成され得る。可動物体は、本明細書の他の箇所で説明される輸送機体などの輸送機体であり得る。一部の実施形態では、可動物体は、人または動物等の、生物上に載せられ得る。適当な動物は、鳥、イヌ、ネコ、ウマ、ウシ、ヒツジ、ブタ、イルカ、げっ歯類、または昆虫を含むことができる。
【００９７】
可動物体は、６つの自由度（例えば、並進の３つの自由度および回転の３つの自由度）に関して環境内を自由に移動することが可能であり得る。あるいは、可動物体の運動は、所定のパス、トラック、または方向などによって、１つ以上の自由度に関して制約され得る。運動は、エンジンまたはモーターなどの任意の適当な作動機構によって作動され得る。可動物体の作動機構は、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはそれらの任意の適当な組み合わせなどの任意の適当なエネルギー源によって電力供給され得る。可動物体は、本明細書の他の箇所で説明されるように、推進システムを介して自走することができる。推進システムは、任意選択的に、電気エネルギー、磁気エネルギー、太陽エネルギー、風力エネルギー、重力エネルギー、化学エネルギー、核エネルギー、またはそれらの任意の適当な組み合わせなどのエネルギー源で動作することができる。あるいは、可動物体は、生体によって担持されてもよい。
【００９８】
いくつかの場合では、可動物体は輸送機体であり得る。適当な輸送機体は、水用輸送機体、航空機、宇宙用輸送機体、または地上用輸送機体を含み得る。例えば、航空機は、固定翼型航空機（例えば、飛行機、グライダー）、回転翼型航空機（例えば、ヘリコプター、回転翼機）、固定翼と回転翼の両方を有する航空機、またはどちらも有さない航空機（例えば、飛行船、熱気球）であり得る。輸送機体は、自走することができ、例えば空中、水上また水中、宇宙、または地上もしくは地下などを自走することができる。自走式輸送機体は、１つ以上のエンジン、モーター、ホイール、車軸、磁石、ローター、プロペラ、ブレード、ノズル、またはそれらの任意の適当な組み合わせを備える推進システムなどの、推進システムを利用することができる。いくつかの場合では、推進システムは、可動物体が表面から離陸すること、表面に着陸すること、現在の位置および／または方向を維持すること（例えば、ホバリング）、方向を変更すること、および／または位置を変更すること、を可能にするために使用され得る。
【００９９】
可動物体は、ユーザによって遠隔で制御され得る、または可動物体内または可動物体上の乗員によって局所で制御され得る。一部の実施形態において、可動物体は、ＵＡＶなどの無人型可動物体である。ＵＡＶなどの無人型可動物体は、可動物体内に乗員を有し得ない。可動物体は、人間または自律制御システム（例えば、コンピュータ制御システム）、またはそれらの任意の適当な組み合わせによって制御され得る。可動物体は、人工知能を使用して構成されたロボットなどの自律または半自律ロボットであり得る。
【０１００】
可動物体は、任意の好適な大きさおよび／または寸法を有し得る。一部の実施形態において、可動物体は、輸送機体内または輸送機体上に人間の乗員を有するような大きさおよび／または寸法のものであってもよい。代替として、可動物体は、輸送機体内または輸送機体上に人間の乗員を有することが可能なものよりも小さい大きさおよび／または寸法のものであってもよい。可動物体は、人間によって持ち上げる、または運ばれるために好適な大きさおよび／または寸法のものであってもよい。代替として、可動物体は、人間によって持ち上げる、または運ばれるために好適な大きさおよび／または寸法よりも大きくてもよい。一部の場合において、可動物体は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、もしくは１０ｍ未満、または同等の最大寸法（例えば、長さ、幅、高さ、直径、対角線）を有し得る。最大寸法は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、もしくは１０ｍを超える、または同等であってもよい。例えば、可動物体の向かい合ったローターのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、もしくは１０ｍ未満、または同等であってもよい。代替として、向かい合ったローターのシャフト間の距離は、約２ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、５ｍ、もしくは１０ｍを超える、または同等であってもよい。
【０１０１】
一部の実施形態において、可動物体は、１００ｃｍ×１００ｃｍ×１００ｃｍ未満、５０ｃｍ×５０ｃｍ×３０ｃｍ未満、または５ｃｍ×５ｃｍ×３ｃｍ未満の容積を有し得る。可動物体の全容積は、約１ｃｍ３、２ｃｍ３、５ｃｍ３、１０ｃｍ３、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、１０、０００ｃｍ３、１００、０００ｃｍ３、１ｍ３、もしくは１０ｍ３未満、または同等であってもよい。反対に、可動物体の全容積は、約１ｃｍ３、２ｃｍ３、５ｃｍ３、１０ｃｍ３、２０ｃｍ３、３０ｃｍ３、４０ｃｍ３、５０ｃｍ３、６０ｃｍ３、７０ｃｍ３、８０ｃｍ３、９０ｃｍ３、１００ｃｍ３、１５０ｃｍ３、２００ｃｍ３、３００ｃｍ３、５００ｃｍ３、７５０ｃｍ３、１０００ｃｍ３、５０００ｃｍ３、１０、０００ｃｍ３、１００、０００ｃｍ３、１ｍ３、もしくは１０ｍ３を超える、または同等であってもよい。
【０１０２】
一部の実施形態において、可動物体は、約３２、０００ｃｍ２、２０、０００ｃｍ２、１０、０００ｃｍ２、１、０００ｃｍ２、５００ｃｍ２、１００ｃｍ２、５０ｃｍ２、１０ｃｍ２、もしくは５ｃｍ２未満、または同等の専有面積（可動物体に包囲される水平断面積としても称され得る）を有し得る。反対に、専有面積は、約３２、０００ｃｍ２、２０、０００ｃｍ２、１０、０００ｃｍ２、１、０００ｃｍ２、５００ｃｍ２、１００ｃｍ２、５０ｃｍ２、１０ｃｍ２、または５ｃｍ２を超えるまたは同等であってもよい。
【０１０３】
一部の場合において、可動物体は、１０００ｋｇ以下の重量であり得る。可動物体の重量は、約１０００ｋｇ、７５０ｋｇ、５００ｋｇ、２００ｋｇ、１５０ｋｇ、１００ｋｇ、８０ｋｇ、７０ｋｇ、６０ｋｇ、５０ｋｇ、４５ｋｇ、４０ｋｇ、３５ｋｇ、３０ｋｇ、２５ｋｇ、２０ｋｇ、１５ｋｇ、１２ｋｇ、１０ｋｇ、９ｋｇ、８ｋｇ、７ｋｇ、６ｋｇ、５ｋｇ、４ｋｇ、３ｋｇ、２ｋｇ、１ｋｇ、０．５ｋｇ、０．１ｋｇ、０．０５ｋｇ、もしくは０．０１ｋｇ未満、または同等であってもよい。反対に、重量は、約１０００ｋｇ、７５０ｋｇ、５００ｋｇ、２００ｋｇ、１５０ｋｇ、１００ｋｇ、８０ｋｇ、７０ｋｇ、６０ｋｇ、５０ｋｇ、４５ｋｇ、４０ｋｇ、３５ｋｇ、３０ｋｇ、２５ｋｇ、２０ｋｇ、１５ｋｇ、１２ｋｇ、１０ｋｇ、９ｋｇ、８ｋｇ、７ｋｇ、６ｋｇ、５ｋｇ、４ｋｇ、３ｋｇ、２ｋｇ、１ｋｇ、０．５ｋｇ、０．１ｋｇ、０．０５ｋｇ、もしくは０．０１ｋｇを超える、または同等であってもよい。
【０１０４】
一部の実施形態において、一可動物体は、可動物体によって担持される搭載物に対して小さくてもよい。搭載物は、本明細書の以下でさらに詳細に説明されるように、ペイロードおよび／またはキャリアを含み得る。一部の実施例において、可動物体重量と搭載物重量の比率は、約１：１を超える、未満、または同等であってもよい。一部の場合において、可動物体重量と搭載物重量の比率は、約１：１を超える、未満、または同等であってもよい。任意選択的に、キャリア重量と搭載物重量の比率は、約１：１を超える、未満、または同等であってもよい。所望に応じて、可動物体重量と搭載物重量の比率は、１：２、１：３、１：４、１：５、１：１０、もしくはより小さいものより小さい、または同等であってもよい。反対に、可動物体重量と搭載物重量の比率はまた、２：１、３：１、４：１、５：１、１０：１、もしくはより大きいものを超える、または同等であってもよい。
【０１０５】
一部の実施形態において、可動物体は、低エネルギー消費を有し得る。例えば、可動物体は、約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ未満、またはそれ以下を使用し得る。一部の場合において、可動物体のキャリアは、低エネルギー消費を有し得る。例えば、キャリアは、約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ未満、またはそれ以下を使用し得る。任意選択的に、可動物体のペイロードは、約５Ｗ／ｈ、４Ｗ／ｈ、３Ｗ／ｈ、２Ｗ／ｈ、１Ｗ／ｈ未満、またはそれ以下といった低エネルギー消費を有し得る。
【０１０６】
図６は、本発明の実施形態に従う無人型航空機（ＵＡＶ）６００を示す。ＵＡＶは、本明細書で説明される可動物体の実施例であり得る。ＵＡＶ６００は、４つのローター６０２、６０４、６０６、および６０８を有する推進システムを備え得る。任意の数のローターを設けることができる（例えば、１、２、３、４、５、６つ以上）。ローターは、本明細書の他の箇所で説明される自己締結ローターの実施形態であり得る。無人型航空機のローター、ローター組立体、または他の推進システムは、無人型航空機がホバリング／位置を維持すること、方向を変えること、および／または場所を変えること、を可能にすることができる。対向するローターのシャフト間の距離は、任意の適当な長さ６１０であり得る。例えば、長さ６１０は、２ｍ以下、または５ｍ以下であり得る。一部の実施形態において、長さ６１０は、４０ｃｍ〜７ｍ、７０ｃｍ〜２ｍ、または５ｃｍ〜５ｍの範囲内であり得る。本明細書のＵＡＶに関する任意の説明は、異なる類型の可動物体などの可動物体に適用することができ、およびその逆も可能であり得る。
【０１０７】
一部の実施形態において、可動物体は搭載物を運ぶように構成され得る。搭載物は、乗客、貨物、機器、計器などのうちの１つ以上を含み得る。搭載物は、筐体内に設けられ得る。筐体は、可動物体の筐体から分離していてよい、または可動物体のための筐体の一部であってよい。あるいは、搭載物は筐体を備えることができるが、可動物体は筐体を有することができない。あるいは、搭載物の一部または搭載物全体は、筐体が設けられ得ない。搭載物は、可動体に対して堅く固定され得る。任意選択的に、搭載物は、可動体に対して移動可能であり得る（可動物体に対して並進可能または回転可能）。
【０１０８】
一部の実施形態では、搭載物はペイロードを含む。ペイロードは、何らの動作または機能を遂行しないように構成され得る。あるいは、ペイロードは、機能的ペイロードとして公知でもある、動作または機能を遂行するように構成されるペイロードであり得る。例えば、ペイロードは、１つ以上の標的を監視するための１つ以上のセンサを含み得る。任意の適当なセンサは、画像取り込みデバイス（例えば、カメラ）、音声取り込みデバイス（例えば、パラボラマイクロフォン）、赤外線撮像デバイス、または紫外線撮像デバイス等の、ペイロードに組み込まれ得る。センサは、静的感知データ（例えば、写真）または動的感知データ（例えば、映像）を提供し得る。一部の実施形態では、センサは、ペイロードの標的に対する感知データを提供する。あるいは、または組み合わせで、ペイロードは、１つ以上の標的に信号を提供するための１つ以上のエミッタを含み得る。照明源または音源等の、任意の適当なエミッタが用いられ得る。一部の実施形態では、ペイロードは、可動物体から遠隔のモジュールとの通信用等の、１つ以上のトランシーバを含む。任意選択的に、ペイロードは、環境または標的と相互に作用するように構成され得る。例えば、ペイロードは、ロボットのアーム等の、物体を操作し得る工具、計器、または機構を含み得る。
【０１０９】
任意選択的には、搭載物にはキャリアを含み得る。キャリアはペイロードのために提供され得、ペイロードはキャリアを介して可動物体に直接に（例えば、可動物体に直接接触して）または間接的に（例えば、可動物体には接触しないで）のいずれかで結合され得る。逆に、ペイロードは、キャリアを要さずに可動物体上に搭載され得る。ペイロードは、キャリアと一体に形成され得る。あるいは、ペイロードはキャリアに解放可能に結合され得る。一部の実施形態では、ペイロードには、１つ以上のペイロード構成要素を含み得、１つ以上のペイロード構成要素は、上述のように、可動物体および／またはキャリアに対して移動可能であり得る。
【０１１０】
キャリアは可動物体と一体に形成され得る。あるいは、キャリアは可動物体に解放可能に結合され得る。キャリアは可動物体に直接または間接的に結合され得る。キャリアは、ペイロードに支持を提供し得る（例えば、ペイロードの重量の少なくとも一部を担持する）。キャリアは、ペイロードの移動を安定化および／または方向付けることが可能な適当な載置構造体（例えば、ジンバルプラットフォーム）を含み得る。一部の実施形態では、キャリアは、可動物体に対してペイロードの状態（例えば、位置および／または方向）を制御するように適合化され得る。例えば、キャリアは、可動物体の運動に拘わらず適切な基準フレームに対してペイロードがその位置および／または方向を維持するように、可動物体に対して（例えば、並進の１つ、２つ、または３つの自由度および／または回転の１つ、２つ、または３つの自由度に関して）動くように構成され得る。基準フレームは、固定基準フレーム（例えば、周辺環境）とし得る。あるいは、基準フレームは、移動基準フレーム（例えば、可動物体、ペイロード標的）とし得る。
【０１１１】
一部の実施形態では、キャリアは、キャリアおよび／または可動物体に対してペイロードの運動を許容するように構成され得る。運動は３つまでの（例えば、１、２、または３軸に沿う）自由度に関する並進または３つまでの（例えば、１、２、または３軸に沿う）自由度に関する回転、もしくはそれらの任意の適当な組み合わせであり得る。
【０１１２】
一部の場合には、キャリアは、キャリアフレーム組立体およびキャリア作動組立体を含み得る。キャリアフレーム組立体は、ペイロードに対して構造的支持を提供し得る。キャリアフレーム組立体は個々のキャリアフレーム構成部品を含み得、それらの一部は互いに移動可能である。キャリア作動組立体は、個々のキャリアフレーム構成部品の運動を作動する１つ以上のアクチュエータ（例えば、モーター）を含み得る。アクチュエータは、複数のキャリアフレーム構成部品の運動を同時に許容し得、または単一のキャリアフレーム構成部品の運動を一度に許容し得る。キャリアフレーム構成部品の運動は、対応するペイロードの運動を生じ得る。例えば、キャリア作動組立体は、１つ以上のキャリアフレーム構成部品の１つ以上の回転軸（例えば、ロール軸、ピッチ軸、またはヨー軸）まわりの回転を作動し得る。１つ以上のキャリアフレーム構成部品の回転は、可動物体に対してペイロードを１つ以上の回転軸まわりに回転させ得る。あるいはまたは組み合わせで、キャリア作動組立体は、１つ以上のキャリアフレーム構成部品の１つ以上の並進軸に沿う並進を作動し得、それによりペイロードの１つ以上の対応軸に沿う並進を可動物体に対して生じ得る。
【０１１３】
１つ以上のエアバッグは、機能不全等の、状態検出の際に展開され得る。エアバッグは、衝突時に経験される力を減少させるために展開され得る。エアバッグは、可動物体および／または物体の搭載物のいかなる部分も保護するように展開され得る。エアバッグは、可動物体のペイロードまたはキャリアを保護するために展開され得る。
【０１１４】
一部の実施形態において、固定基準フレーム（例えば、周囲の環境）に対する、および／または相互に対する可動物体、キャリア、およびペイロードの運動は、端末によって制御され得る。端末は、可動物体、キャリア、および／またはペイロードから遠い場所にある遠隔制御デバイスであり得る。端末は、支持プラットフォーム上に配置され得る、または支持プラットフォームに取り付けられ得る。あるいは、端末は手持ち型または装着型デバイスであり得る。例えば、端末は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロホン、またはそれらの適当な組み合わせを含み得る。端末は、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、またはディスプレーなどのユーザインターフェースを含み得る。手動で入力されるコマンド、音声制御、ジェスチャー制御、位置制御などの任意の適当なユーザ入力は、端末と対話するために使用され得る（例えば、端末の運動、場所、または傾斜を介して）。
【０１１５】
端末は、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの任意の適当な状態を制御するために使用され得る。例えば、端末は、固定基準に対するおよび／または相互に対する可動物体、キャリア、および／もしくはペイロードの位置および／または方向を制御するために使用され得る。一部の実施形態において、端末は、キャリアの作動組立体、ペイロードのセンサ、またはペイロードのエミッタなどの可動物体、キャリア、および／もしくはペイロードの個別の要素を制御するために使用され得る。端末は、可動物体、キャリア、またはペイロードのうちの１つ以上と通信するように適合された無線通信デバイスを含み得る。
【０１１６】
端末は、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの情報を見るための適当な表示ユニットを含み得る。例えば、端末は、位置、並進速度、並進加速度、方向、角速度、角加速度、またはそれらの任意の適当な組み合わせに関して、可動物体、キャリア、および／またはペイロードの情報を表示するように構成され得る。一部の実施形態において、端末は、機能的ペイロードが提供するデータなどのペイロードが提供する情報（例えば、カメラまたは他の撮像デバイスが記録した画像）を表示することができる。
【０１１７】
任意選択的に、同じ端末が、可動物体、キャリア、および／もしくはペイロード、または可動物体、キャリア、および／もしくはペイロードの状態を共に制御し、かつ可動物体、キャリア、および／もしくはペイロードから情報を受け取る、および／または表示することができる。例えば、端末は、環境に対するペイロードの位置決めを制御することができ、同時にペイロードが捕捉した画像データ、またはペイロードの位置に関する情報を表示することができる。あるいは、異なる端末が異なる機能に使用され得る。例えば、第１の端末は、可動物体、キャリア、および／もしくはペイロードの運動または状態を制御することができ、一方第２の端末は、可動物体、キャリア、および／またはペイロードから情報を受け取り、表示することができる。例えば、第１の端末は、環境に対するペイロードの位置決めを制御するために使用することができ、一方第２の端末は、ペイロードが捕捉した画像データを表示する。様々な通信モードが、可動物体と可動物体を制御するともにデータを受け取る統合端末との間で、または可動物体と可動物体を制御するとともにデータを受け取る複数の端末との間で、利用され得る。例えば、少なくとも２つの異なる通信モードが、可動物体と可動物体を制御するとともに可動物体からデータを受け取る端末との間に形成され得る。
【０１１８】
図７は、実施形態に従って、キャリア７０２およびペイロード７０４を備える可動物体７００を示す。可動物体７００は航空機として描写されているが、この描写は限定することを意図せず、本明細書で前述されたように、任意の適当な類型の可動物体を使用することができる。当業者は、航空機システムの文脈において本明細書で説明される任意の実施形態が任意の適当な可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用され得ることを理解するであろう。いくつかの場合では、ペイロード７０４は、キャリア７０２を必要とせずに可動物体７００上に設けることができる。可動物体７００は、推進機構７０６、検出システム７０８、および通信システム７１０を含み得る。
【０１１９】
推進機構７０６は、前述のようにローター、プロペラ、ブレード、エンジン、モーター、ホイール、車軸、磁石、またはノズルのうちの１つ以上を含み得る。例えば、推進機構７０６は、ローター組立体、または他の回転推進ユニットであればよい。可動物体は、１つ以上、２つ以上、３つ以上、または４つ以上の推進機構を有し得る。推進機構は、全て同じ類型であり得る。あるいは、１つ以上の推進機構は、異なる類型の推進機構であり得る。推進機構７０６は、本明細書の他の箇所で説明したように、支持要素（例えば、駆動シャフト）などの任意の適当な手段を使用して可動物体７００上に装着され得る。推進機構７０６は、可動物体７００の任意の適当な部分、例えば上部、底部、前部、後部、側部、またはそれらの適当な組み合わせなどに装着され得る。
【０１２０】
一部の実施形態において、推進機構７０６は、可動物体７００が、可動物体７００の一切の水平方向の運動を必要とせずに（例えば、滑走路を移動せずに）、表面から垂直に離陸する、または表面に垂直に着陸することを可能にすることができる。任意選択的に、推進機構７０６は、可動物体７００が指定された位置および／または方向で空中にホバリングすることを可能にするように動作することができる。１つ以上の推進機構７００は、他の推進機構から独立して制御され得る。あるいは、推進機構７００は、同時に制御されるように構成され得る。例えば、可動物体７００は、可動物体に揚力および／または推力を与えることができる複数の水平方向に向けられたローターを有することができる。複数の水平方向に向けられたローターは、垂直離陸、垂直着陸、およびホバリング能力を可動物体７００に提供するように作動され得る。一部の実施形態において、１つ以上の水平方向に向けられたローターが時計方向に回転することができ、同時に１つ以上の水平方向に向けられたローターが反時計方向に回転することができる。例えば、時計方向のローターの数は、反時計方向のローターの数に等しくあり得る。水平方向に向けられたローターのそれぞれの回転速度は、それぞれのローターが生成する揚力および／または推力を制御し、それによって可動物体７００の空間的配置、速度および／または加速度を調整する（例えば、並進の最大で３度および回転の最大で３度に関して）ために、独立して変えることができる。
【０１２１】
検出システム７０８は、可動物体７００の空間的配置、速度、および／または加速度（例えば、並進の最大で３自由度および回転の最大で３自由度に関して）を検出することができる１つ以上のセンサを備え得る。１つ以上のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、またはイメージセンサを含み得る。検出システム７０８が提供する検出データは、可動物体７００の空間的配置、速度、および／または加速度を制御するために使用され得る（例えば、後述するように適当な処理ユニットおよび／または制御モジュールを使用して）。あるいは、検出システム７０８は、例えば天候状態、潜在的な障害物の接近、地理的特徴の場所、人工の構造物の場所、などの可動物体を囲む環境に関するデータを提供するために使用され得る。検出システムデータは、可動物体の１つ以上のエアバッグを展開すべき条件を決定する際に有益であり得る。
【０１２２】
通信システム７１０は、無線信号７１６を介して通信システム７１４を有する端末７１２との通信を可能にする。通信システム７１０、７１４は、無線通信に適する任意の数の送信機、受信機、および／またはトランシーバを備え得る。通信は、データが一方向で送信され得るような一方向通信であり得る。例えば、一方向通信は、データを端末７１２に送信する可動物体７００だけに関与することができる、またはその逆であり得る。データは、通信システム７１０の１つ以上の送信機から通信システム７１２の１つ以上の受信機に送信することができる、またはその逆であり得る。あるいは、通信は、可動物体７００と端末７１２との間の両方向でデータが送信できるように、双方向通信であり得る。双方向通信は、通信システム７１０の１つ以上の送信機から通信システム７１４の１つ以上の受信機にデータを送信することに関与することができ、かつその逆もあり得る。
【０１２３】
一部の実施形態において、端末７１２は、可動物体７００、キャリア７０２、およびペイロード７０４のうちの１つ以上に制御データを提供し、可動物体７００、キャリア７０２、およびペイロード７０４のうちの１つ以上から情報を受け取ることができる（例えば、可動物体、キャリア、もしくはペイロードの位置および／または運動情報、ペイロードのカメラが捕捉した画像データなどのペイロードが検出したデータ）。いくつかの場合では、端末からの制御データは、可動物体、キャリア、および／もしくはペイロードの相対的位置、運動、作動、または制御に関する命令を含み得る。例えば、制御データは、可動物体の場所および／または方向（例えば、推進機構７０６の制御を介して）、または可動物体に対するペイロードの運動（例えば、キャリア７０２の制御を介して）、の変更をもたらすことができる。端末からの制御データは、カメラまたは他の画像捕捉デバイスの動作の制御などのペイロードの制御をもたらすことができる（例えば、静止画または動画の撮影、ズームインまたはズームアウト、オンまたはオフ、撮影モードの切り換え、画像解像度の変更、フォーカスの変更、被写界深度の変更、露光時間の変更、視野角または視野の変更）。いくつかの場合では、可動物体、キャリア、および／またはペイロードからの通信は、１つ以上のセンサ（例えば、検出システム７０８の、またはペイロード７０４の）からの情報を含み得る。通信は、１つ以上の異なる類型のセンサからの検出された情報を含み得る（例えば、ＧＰＳセンサ、運動センサ、慣性センサ、近接センサ、またはイメージセンサ）。このような情報は、可動物体、キャリア、および／もしくはペイロードの位置（例えば、場所、方向）、運動、または加速度に関連し得る。ペイロードからのこのような情報は、ペイロードが捕捉したデータ、またはペイロードの検出された状態を含み得る。端末７１２によって送信されて提供される制御データは、可動物体７００、キャリア７０２、またはペイロード７０４のうちの１つ以上の状態を制御するように構成され得る。あるいはまたは組み合わせで、キャリア７０２およびペイロード７０４は、各々、端末が可動物体７００、キャリア７０２、およびペイロード７０４の各々と独立に通信しかつそれを制御し得るように、端末７１２と通信するように構成される通信モジュールを含み得る。
【０１２４】
一部の実施形態において、可動物体７００は、端末７１２に加えて、または端末７１２の代わりに、別の遠隔のデバイスと通信するように構成され得る。端末７１２はまた、別の遠隔のデバイス、ならびに可動物体７００と通信するように構成され得る。例えば、可動物体７００および／または端末７１２は、別の可動物体、または別の可動物体のキャリアもしくはペイロードと通信することができる。所望であれば、遠隔のデバイスは、第２の端末または他のコンピューティングデバイス（例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、または他のモバイルデバイス）であり得る。遠隔のデバイスは、可動物体７００にデータを送信し、可動物体７００からデータを受け取り、端末７１２にデータを送信し、かつ／または端末７１２からデータを受け取るように構成され得る。任意選択的に、遠隔のデバイスは、可動物体７００および／または端末７１２から受け取ったデータをウェブサイトまたはサーバーにアップロードできるように、インターネットまたは他の電気通信ネットワークに接続され得る。
【０１２５】
図８は、実施形態に従って、可動物体を制御するためのシステム８００のブロック図による概略図である。システム８００は、本明細書で説明されるシステム、デバイス、および方法の任意の適当な実施形態と組み合わせて使用され得る。システム８００は、検出モジュール８０２、処理ユニット８０４、非一時的コンピュータ可読媒体８０６、制御モジュール８０８、および通信モジュール８１０を含み得る。
【０１２６】
検出モジュール８０２は、異なる方法で可動物体に関連する情報を収集する異なる類型のセンサを利用することができる。異なる類型のセンサは、異なる類型の信号または異なる源からの信号を検出することができる。例えば、センサは、慣性センサ、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、ライダー）、またはビジョン／イメージセンサ（例えば、カメラ）を含み得る。検出モジュール８０２は、複数のプロセッサを有する処理ユニット８０４に連係可能に結合することができる。一部の実施形態において、検出モジュールは、検出データを適当な外部のデバイスまたはシステムに直接に送信するように構成された送信モジュール８１２（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ画像送信モジュール）に連係可能に結合することができる。例えば、送信モジュール８１２は、検出モジュール８０２のカメラが捕捉した画像を遠隔の端末に送信するために使用され得る。
【０１２７】
処理ユニット８０４は、プログラマブルプロセッサ（例えば、中央処理ユニット（ＣＰＵ））などの１つ以上のプロセッサを有することができる。処理ユニット８０４は、非一時的コンピュータ可読媒体８０６に連係可能に結合することができる。非一時的コンピュータ可読媒体８０６は、１つ以上のステップを行うために処理ユニット８０４が実行可能であるロジック、コード、および／またはプログラム命令を記憶できる。非一時的コンピュータ可読媒体は、１つ以上のメモリユニットを含むことができる（例えば、ＳＤカードやランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの分離可能な媒体または外部の記憶装置）。一部の実施形態において、検出モジュール８０２からのデータは、非一時的コンピュータ可読媒体８０６のメモリユニットに直接に搬送されてその中に記憶することができる。非一時的コンピュータ可読媒体８０６のメモリユニットは、本明細書で説明される方法の任意の適当な実施形態を行うために、処理ユニット８０４が実行可能であるロジック、コード、および／またはプログラム命令を記憶することができる。例えば、処理ユニット８０４は、処理ユニット８０４の１つ以上のプロセッサに検出モジュールが生成した検出データを分析させるための命令を実行するように構成され得る。メモリユニットは、処理ユニット８０４によって処理される検出モジュールからの検出データを記憶することができる。一部の実施形態において、非一時的コンピュータ可読媒体８０６のメモリユニットは、処理ユニット８０４によって生成される処理結果を記憶するために使用され得る。
【０１２８】
一部の実施形態において、処理ユニット８０４は、可動物体の状態を制御するように構成された制御モジュール８０８に連係可能に結合することができる。例えば、制御モジュール８０８は、６つの自由度に関して可動物体の空間的配置、速度、および／または加速度を調整するために可動物体の推進機構を制御するように構成され得る。あるいは、または組み合わせて、制御モジュール８０８は、キャリア、ペイロード、または検出モジュールの状態のうちの１つ以上を制御することができる。
【０１２９】
処理ユニット８０４は、１つ以上の外部のデバイス（例えば、端末、表示装置、または他の遠隔の制御器）からのデータを送信および／または受け取るように構成された通信モジュール８１０に連係可能に結合することができる。有線通信または無線通信などの任意の適当な通信手段を使用することができる。例えば、通信モジュール８１０は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、赤外線、無線、ＷｉＦｉ、ポイントツーポイント（Ｐ２Ｐ）ネットワーク、電気通信ネットワーク、クラウド通信などのうちの１つ以上を利用することができる。任意選択的に、タワー、衛星、または移動局などの中継局を使用することができる。無線通信は近接依存または近接独立であり得る。一部の実施形態において、視線を通信に必要としてもしなくてもよい。通信モジュール８１０は、検出モジュール８０２からの検出データ、処理モジュール８０４が生成した処理結果、所定の制御データ、端末または遠隔の制御器からのユーザコマンドなどのうちの１つ以上を送信および／または受け取ることができる。
【０１３０】
システム８００の構成要素は、任意の適当な構成で配設することができる。例えば、システム８００の１つ以上の構成要素は、可動物体、キャリア、ペイロード、端末、検出システム、または上記のうちの１つ以上と通信可能である追加の外部のデバイス上に配置することができる。さらに、図８は単一の処理ユニット８０４および単一の非一時的コンピュータ可読媒体８０６を描写しているが、当業者は、これが限定することを意図しないこと、およびシステム８００が複数の処理ユニットおよび／または非一時的コンピュータ可読媒体を備えることができること、を理解するであろう。一部の実施形態において、複数の処理ユニットのうちの１つ以上および／または非一時的コンピュータ可読媒体は、システム８００が行う処理および／またはメモリ機能の任意の適当な態様が後述の場所のうちの１つ以上で発生できるように、可動物体、キャリア、ペイロード、端末、検出モジュール、上記のうちの１つ以上と通信可能である追加の外部のデバイス、またはそれらの適当な組み合わせの上などの、異なる場所に位置することができる。
【０１３１】
本発明の好ましい実施形態が、本明細書に示され、説明されたが、そのような実施形態が例としてのみ提供されることは、当業者には明らかであろう。ここで、当業者が、多数の変化形、変更、および置換を、本発明から逸脱することなく想定するであろう。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する種々の代替手段が、本発明の実施において採用され得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲に含まれる方法および構造、ならびにそれらの等価物が、それによって包含されることが意図される。
【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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