(57)【要約】本開示は、複数のカメラを含む無人航空機（「ＵＡＶ」）などの航空機の構成を説明し、この複数のカメラは、選択的に組み合わせて、ステレオ画像を取得するために使用するステレオペアを形成することができ、ステレオ画像は、それらの画像内に表される物体に対応する深度情報を提供する。物体と航空機との間の距離に応じて、異なるカメラが、カメラ間の基線距離、及び物体と航空機との間の距離に基づいて、ステレオペアに選択され得る。例えば、飛行機に近い物体のステレオ画像及び深度情報を生成するために、基線距離の短い（互いに近接している）カメラが選択され得る。対照的に、飛行機から遠く離れた物体のステレオ画像及び深度情報を生成するために、基線距離の長いカメラが選択され得る。【選択図】図２Ａ
2019517091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
前記フレームに連結された複数のカメラと、
前記複数のカメラのそれぞれと通信するカメラ選択コントローラと
を備える航空機であって、前記カメラ選択コントローラは少なくとも、
前記複数のカメラのうちの第１のカメラから第１の画像を受信することと、
前記複数のカメラのうちの第２のカメラから第２の画像を受信することであって、前記第１のカメラと前記第２のカメラは第１の基線距離だけ離れている、前記複数のカメラのうちの前記第２のカメラから前記第２の画像を受信することと、
前記第１の画像及び前記第２の画像を処理して第１の深度情報を生成することと、
前記第１の深度情報で表される物体を検出することと、
前記航空機と前記物体との間の近似距離を特定することと、
前記複数のカメラのうちの第３のカメラと、前記複数のカメラのうちの第４のカメラとを、ステレオペアとして選択することであって、前記選択は、前記近似距離、及び前記第３のカメラと前記第４のカメラとの間の第２の基線距離に少なくとも部分的に基づき、前記第２の基線距離は前記第１の基線距離と異なる、前記複数のカメラのうちの前記第３のカメラと、前記複数のカメラのうちの前記第４のカメラとを、前記ステレオペアとして選択することと、
前記第３のカメラから第３の画像を受信することと、
前記第４のカメラから第４の画像を受信することと、
前記第３の画像及び前記第４の画像を処理して第２の深度情報を生成することであって、前記第２の深度情報は前記物体に対応する情報を含む、前記第３の画像及び前記第４の画像を処理して前記第２の深度情報を生成することと、
を実行するように構成される、前記航空機。
【請求項２】
前記航空機の前記フレームに連結された距離決定素子をさらに備え、
前記近似距離は、前記カメラ選択コントローラが前記距離決定素子から受信した距離情報に少なくとも部分的に基づいて特定される、
請求項１に記載の航空機。
【請求項３】
前記第１の基線距離の第１のアラインメントは、前記第２の基線距離の第２のアラインメントとは異なる、請求項１または２のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項４】
前記カメラ選択コントローラは少なくとも、
前記複数のカメラのうちの前記第１のカメラと、前記複数のカメラのうちの前記第４のカメラとを、前記ステレオペアとして選択することと、
前記第１のカメラから第５の画像を受信することと、
前記第４のカメラから第６の画像を受信することと、
前記第５の画像及び前記第６の画像を処理して第３の深度情報を生成することであって、前記第３の深度情報は前記物体に対応する情報を含む、前記第５の画像及び前記第６の画像を処理して前記第３の深度情報を生成することと、
を実行するようにさらに構成される、請求項１、２、または３のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項５】
航空機であって、
推進機構と、
前記航空機の周りに間隔を置いて配置された複数の撮像素子と、
前記複数の撮像素子のそれぞれと通信する撮像素子選択コントローラと
を備え、前記撮像素子選択コントローラは少なくとも、
前記航空機と物体との間の近似距離を特定することと、
前記複数の撮像素子のうちの第１の撮像素子と、前記複数の撮像素子のうちの第２の撮像素子とを、ステレオペアとして選択することであって、前記選択は、前記近似距離、及び前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との間の第１の基線距離に少なくとも部分的に基づく、前記複数の撮像素子のうちの前記第１の撮像素子と、前記複数の撮像素子のうちの前記第２の撮像素子とを、前記ステレオペアとして選択することと、
前記第１の撮像素子により取り込まれた第１の画像を取得することと、
前記第２の撮像素子により取り込まれた第２の画像を取得することと、
前記第１の画像及び前記第２の画像を処理して、前記物体に対応する深度情報を生成することと、
を実行するように構成される、前記航空機。
【請求項６】
前記複数の撮像素子のうちの少なくとも３つの撮像素子のそれぞれの間の基線距離が異なるように、前記複数の撮像素子のうちの前記少なくとも３つは、前記航空機の周りに間隔を置いて配置される、請求項５に記載の航空機。
【請求項７】
前記撮像素子選択コントローラは少なくとも、
前記航空機と第２の物体との間の第２の近似距離を特定することと、
前記複数の撮像素子のうちの前記第１の撮像素子と、前記複数の撮像素子のうちの第３の撮像素子とを、前記ステレオペアとして選択することであって、前記選択は、前記第２の近似距離、及び前記第１の撮像素子と前記第３の撮像素子との間の第２の基線距離に少なくとも部分的に基づく、前記複数の撮像素子のうちの前記第１の撮像素子と、前記複数の撮像素子のうちの前記第３の撮像素子とを、前記ステレオペアとして選択することと、
前記第１の撮像素子により取り込まれた第３の画像を取得することと、
前記第３の撮像素子により取り込まれた第４の画像を取得することと、
前記第３の画像及び前記第４の画像を処理して、前記第２の物体に対応する第２の深度情報を生成することと、
を実行するようにさらに構成される、請求項５または６のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項８】
前記撮像素子選択コントローラは少なくとも、
前記複数の撮像素子のうちの第３の撮像素子を選択することであって、前記選択は、前記第１の撮像素子、前記第２の撮像素子、及び前記第３の撮像素子の共通視野に少なくとも部分的に基づき、さらに前記物体の位置に少なくとも部分的に基づく、前記複数の撮像素子のうちの前記第３の撮像素子を選択することと、
前記第３の撮像素子により取り込まれた第３の画像を取得することと、
前記第３の画像を前記第１の画像及び前記第２の画像と共に処理して、前記物体に対応する第２の深度情報を生成することと、
を実行するようにさらに構成される、請求項５、６、または７のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項９】
画像は、前記複数の撮像素子のそれぞれにより定期的に生成され、
前記撮像素子選択コントローラは、前記第１の撮像素子が前記ステレオペアの撮像素子として選択されたことに応じて、前記飛行機のデータストアから前記第１の画像を取得する、
請求項５、６、７または８のいずれか１項に記載の航空機。
【請求項１０】
物体を監視することと、
航空機からある距離内に存在する物体を検出することと、
前記物体と前記航空機との間の近似距離を特定することと、
前記航空機の複数の撮像素子から第１の撮像素子及び第２の撮像素子を選択して撮像素子のペアを形成することであって、前記撮像素子のペアは、前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子との間の基線距離に少なくとも部分的に基づいて、さらに前記近似距離に少なくとも部分的に基づいて選択される、前記第１の撮像素子及び前記第２の撮像素子を選択して前記撮像素子のペアを形成することと、
前記第１の撮像素子からの第１の画像、及び前記第２の撮像素子からの第２の画像を受信することと、
前記第１の画像及び前記第２の画像を処理して深度情報を生成することであって、前記深度情報は前記物体に対応する深度情報を含む、前記第１の画像及び前記第２の画像を処理して前記深度情報を生成することと、
を含む方法。
【請求項１１】
前記物体と前記航空機との間の第２の近似距離を特定することと、
前記航空機の前記複数の撮像素子から第３の撮像素子及び第４の撮像素子を選択して前記撮像素子のペアを形成することであって、前記撮像素子のペアは、前記第３の撮像素子と前記第４の撮像素子との間の第２の基線距離に少なくとも部分的に基づいて、さらに前記第２の近似距離に少なくとも部分的に基づいて選択される、前記第３の撮像素子及び前記第４の撮像素子を選択して前記撮像素子のペアを形成することと、
前記第３の撮像素子からの第３の画像、及び前記第４の撮像素子からの第４の画像を受信することと、
前記第３の画像及び前記第４の画像を処理して第２の深度情報を生成することであって、前記第２の深度情報は前記物体に対応する第２の深度情報を含む、前記第３の画像及び前記第４の画像を処理して前記第２の深度情報を生成することと、
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記近似距離は、前記第２の近似距離より長く、
前記基線距離は、前記第２の基線距離より長い、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記物体と前記航空機との間の第３の近似距離を特定することと、
前記航空機の前記複数の撮像素子から前記第１の撮像素子及び前記第３の撮像素子を選択して前記撮像素子のペアを形成することであって、前記撮像素子のペアは、前記第１の撮像素子と前記第３の撮像素子との間の第３の基線距離に少なくとも部分的に基づいて、さらに前記第３の近似距離に少なくとも部分的に基づいて選択される、前記第１の撮像素子及び前記第３の撮像素子を選択して前記撮像素子のペアを形成することと、
前記第１の撮像素子からの第５の画像、及び前記第３の撮像素子からの第６の画像を受信することと、
前記第５の画像及び前記第６の画像を処理して第３の深度情報を生成することであって、前記第３の深度情報は前記物体に対応する第３の深度情報を含む、前記第５の画像及び前記第６の画像を処理して前記第３の深度情報を生成することと、
をさらに含む、請求項１１または１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の近似距離は、前記第３の近似距離より長く、
前記第２の基線距離は、前記第３の基線距離より長い、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記基線距離は前記第２の基線距離と異なり、前記基線距離は第３の基線距離と異なり、前記第２の基線距離は前記第３の基線距離と異なる、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
優先権
本出願は、２０１６年６月８日に出願された“Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ  Ｐａｉｒｅｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｅｌｅｍｅｎｔｓ  Ｆｏｒ  Ｓｔｅｒｅｏ  Ｉｍａｇｅｓ”と題する米国特許出願第１５／１７６，７３４号の利益を主張するものであり、その全体は参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【０００２】
デジタル画像は、典型的にはアレイに配列されたピクセルの集合であり、光景における１つ以上の物体、背景、または他の地物の光学的に形成された再生を定義する。デジタル画像において、ピクセルのそれぞれは、そのような物体、背景、または地物の一部に対応付けられた色または他の明暗状態を表す、または特定する。例えば、白黒デジタル画像は、２値形式（例えば黒または白のいずれか）でピクセルの明暗状態を表す単一ビットを含み、一方、グレースケールデジタル画像は、複数ビット（例えば白黒の率または配分の観点からグレーの階調を定義する２〜８ビット）で明暗状態を表すことができ、カラーデジタル画像は、複数の基本色（例えば赤、緑、または青）のそれぞれに対応するビット群を含むことができ、ビット群は、ピクセルに対応付けられた色を集合的に表すことができる。１つの一般的なデジタル画像は、二十四ビット（２４ビット）のカラーデジタル画像であり、このデジタル画像において、ピクセルのそれぞれは、８ビットのチャネルを３つ含み、これには、ピクセル内の赤の程度を表す８ビットの第１のチャネル、ピクセル内の緑の程度を表す８ビットの第２のチャネル、及びピクセル内の青の程度を表す８ビットの第３のチャネルが含まれる。
【０００３】
深度画像または深度マップもまた、光景における１つ以上の物体、背景、または他の地物の光学的に形成された再生を定義するピクセルの集合である。しかしながら、デジタル画像のピクセルとは異なり、深度画像のピクセルのそれぞれは、そのような物体、背景、または地物の明暗状態または色ではなく、物体、背景、または地物までの距離を表す、または特定する。例えば深度画像のピクセルは、深度画像を取り込んだ撮像装置のセンサ（例えば深度カメラまたは距離センサ）と、ピクセルが対応するそれぞれの物体、背景、または地物との間の距離を表すことができる。
【０００４】
既知の基線で分離されたカメラにより取得された２つ以上のデジタル画像を比較して、２つ以上のデジタル画像の相関ピクセル間の視差を特定することにより、深度画像または深度マップを決定することができる。画像に表される物体の情報の解像度は、多くの場合、カメラと物体との間の距離、及び２つのカメラの間の基線距離に依存する。
【０００５】
発明を実施するための形態は、添付の図面を参照して説明される。図面中、参照番号の左端の数字（複数可）は、参照番号が最初に現れる図を特定する。異なる図面における同じ参照番号の使用は、類似または同一の項目または特徴を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】一実施態様による、無人航空機の構成図を示す。
【図２Ａ】一実施態様による、航空機の複数の選択可能な撮像素子の図を示す。
【図２Ｂ】一実施態様による、航空機の複数の選択可能な撮像素子の図を示す。
【図３】一実施態様による、航空機の複数の選択可能な撮像素子の別の図を示す。
【図４】一実施態様による、航空機の複数の選択可能な撮像素子の別の図を示す。
【図５】一実施態様による、撮像素子選択の例示的なプロセスを示すフロー図である。
【図６】様々な実施態様で使用することができる無人飛行機制御システムの例示的な実施態様のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書において実施態様は実施例として説明されるが、これらの実施態様は説明される実施例または図面に限定されないことが、当業者には認識されよう。図面及びその詳細説明には、実施態様を開示される特定の形態に限定する意図はなく、それとは逆に、添付の特許請求の範囲により定義される趣旨と範囲に入る全ての変更、均等物、及び代替物を包含する意図があることを理解されたい。本明細書において使用される見出しは、構成目的でのみ用いられ、明細書または特許請求項の範囲を限定するために用いられることを意図しない。本出願を通して使用される英単語「〜することができる、〜し得る、〜してもよい（ｍａｙ）」は、必須の意味（すなわち「〜しなければならない」という意味）ではなく、許容的な意味（すなわち「〜する可能性がある」という意味）で使用される。同様に、英単語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は「含むが、その対象に限定されない」ことを意味する。さらに、本明細書において使用される用語「連結された」は、相互接続された２つ以上の構成要素を指すことができ、その接続が、永久的（例えば溶接された）もしくは一時的（例えばボルトで固定された）、直接的もしくは間接的（すなわち中間物を介した）、機械的、化学的、光学的、または電気的な接続であることは関係ない。さらに、本明細書において使用される「水平」飛行とは、地面（すなわち海水位）に対し実質的に平行な方向に進む飛行を指し、「垂直」飛行とは、地球の中心から実質的に半径方向外向きに進む飛行を指す。軌道は、「水平」及び「垂直」の両方の飛行ベクトルの成分を含み得ることを、当業者には理解されたい。
【０００８】
本開示は、複数のカメラを含む無人航空機（「ＵＡＶ」）などの航空機の構成を説明し、この複数のカメラは、選択的に組み合わせて、画像を取得するために使用するステレオペアを形成することができ、取得された画像は、一緒に処理され、それらの画像内に表される物体に対応する深度情報を提供することができる。物体と航空機との間の距離に応じて、異なる組み合わせのカメラが、カメラ間の基線距離に基づいて、ステレオペアに選択され得る。例えば、飛行機に近い物体の深度情報を特定するために比較する画像を生成するには、基線距離の短い（互いに近接している）カメラが選択され得る。対照的に、飛行機から遠く離れた物体の深度情報を特定するために比較する画像を生成するには、基線距離の長いカメラが選択され得る。
【０００９】
図１は、一実施態様による航空機、この事例ではＵＡＶ１００の図を示す。図示されるように、ＵＡＶ１００は、前翼１２０と、下方後翼１２４と、上方後翼１２２と、２つの水平側部レール１３０‐１、１３０‐２とを含むペリメータフレーム１０４を有する。水平側部レール１３０は、前翼１２０の両端部、並びに上方後翼１２２及び下方後翼１２４の両端部に連結される。いくつかの実施態様では、連結は、前方左角接合部１３１‐１、前方右角接合部１３１‐２、後方左角接合部１３１‐３、及び後方右角接合部１３１‐４などの角接合部を有し得る。このような例では、角接合部もまたペリメータフレーム１０４の一部である。
【００１０】
前翼１２０、下方後翼１２４、上方後翼１２２、側部レール１３０‐１、１３０‐２、及び角接合部１３１などのペリメータフレーム１０４の構成要素は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタンなどの任意の１つ以上の好適な材料、またはこれらの任意の組み合わせで形成され得る。図示される例では、ＵＡＶ１００のペリメータフレーム１０４の構成要素はそれぞれ、炭素繊維で形成され、角接合部１３１を用いて角部で接合される。ペリメータフレーム１０４の構成要素は、様々な技術を用いて連結され得る。例えば、ペリメータフレーム１０４の構成要素が炭素繊維である場合、当業者に既知の技術により、これらは互いに嵌め込まれ、２次結合を用いて接合することができる。別の実施態様では、ペリメータフレーム１０４の構成要素は、ねじ、リベット、ラッチ、直角掛け留め具などの１つ以上の取付け機構により固定することができる、あるいは永久的な方法または取り外し可能な方法で相互に固定することができる。
【００１１】
前翼１２０、下方後翼１２４、及び上方後翼１２２は、三翼構成で配置され、ＵＡＶが水平成分を含む方向に移動している時、各翼はＵＡＶ１００に揚力を提供する。例えば、翼はそれぞれ、水平飛行中に翼の上を通過する気流によって揚力を生じる翼形状を有し得る。
【００１２】
前翼１２０の両端は、前方左角接合部１３１‐１及び前方右角接合部１３１‐２などの角接合部１３１に連結され得る。いくつかの実施態様では、前翼は、１つ以上のフラップ１２７または補助翼を含むことができ、これらは、単独で、あるいは揚力モータ１０６、揚力プロペラ１０２、推進モータ１１０、推進プロペラ１１２、及び／または後述の後翼上の他のフラップと組み合わせて、ＵＡＶ１００のピッチ、ヨー、及び／またはロールを調整するために使用することができる。いくつかの実施態様では、フラップ１２７はまた、ＵＡＶ１００の外部の物体による揚力プロペラ１０２へのアクセスをさらに阻止するための保護シュラウドとして使用することができる。例えば、ＵＡＶ１００が垂直方向に移動またはホバリングしている時、揚力プロペラ１０２の一部の周りの保護バリアの高さを増大させるために、フラップ１２７を拡張することができる。
【００１３】
いくつかの実施態様において、図１に示されるように、前翼１２０は、フラップ１２７の２つ以上のペアを含み得る。別の実施態様では、例えば前部推進モータ１１０‐１が存在しない場合、前翼１２０は、実質的に前翼１２０の長さにわたり延びる単一のフラップ１２７のみを含み得る。前翼１２０がフラップ１２７を含まない場合、揚力モータ１０６及び揚力プロペラ１０２、推進モータ１１０、推進プロペラ１１２、及び／または後翼のフラップを利用して、飛行中のＵＡＶ１００のピッチ、ヨー、及び／またはロールは制御され得る。
【００１４】
下方後翼１２４の両端は、後方左角接合部１３１‐３及び後方右角接合部１３１‐４などの角接合部１３１に連結され得る。いくつかの実施態様では、下方後翼は、１つ以上のフラップ１２３または補助翼を含むことができ、これらは、単独で、あるいは揚力モータ１０６、揚力プロペラ１０２、推進モータ１１０、推進プロペラ１１２、及び／または前翼のフラップ１２７と組み合わせて、ＵＡＶ１００のピッチ、ヨー、及び／またはロールを調整するために使用することができる。いくつかの実施態様では、フラップ１２３はまた、ＵＡＶ１００の外部の物体による揚力プロペラ１０２へのアクセスをさらに阻止するための保護シュラウドとして使用することができる。例えば、ＵＡＶ１００が垂直方向に移動またはホバリングしている時、前翼１２０の前部フラップ１２７の拡張と同様に、フラップ１２３を拡張することができる。
【００１５】
いくつかの実施態様において、後翼１２４は、図１に示されるような２つ以上のフラップ１２３、またはフラップの２つ以上のペアを、それぞれ含み得る。別の実施態様では、例えば下方後翼に後部推進モータ１１０‐２が備え付けられていない場合、後翼１２４は、実質的に下方後翼１２４の長さにわたり延びる単一のフラップ１２３のみを含み得る。別の実施態様では、下方後翼が２つの推進モータを含む場合、下方後翼は、３つのフラップ１２３、すなわち下方後翼１２４の両端に１つずつ、下方後翼１２４に備え付けられた２つの推進モータの間に１つを含むように構成され得る。
【００１６】
上方後翼１２２の両端は、後方左角接合部１３１‐３及び後方右角接合部１３１‐４などの角接合部１３１に連結され得る。いくつかの実施態様では、下方後翼のように、上方後翼１２２は、１つ以上のフラップ（図示せず）または補助翼を含むことができ、これらは、単独で、あるいは揚力モータ１０６、揚力プロペラ１０２、推進モータ１１０、推進プロペラ１１２、及び／または他の翼の他のフラップと組み合わせて、ＵＡＶ１００のピッチ、ヨー、及び／またはロールを調整するために使用することができる。いくつかの実施態様では、フラップはまた、ＵＡＶ１００の外部の物体による揚力プロペラ１０２へのアクセスをさらに阻止するための保護シュラウドとして使用することができる。例えば、ＵＡＶ１００が垂直方向に移動またはホバリングしている時、前翼１２０の前部フラップ１２７または下方後翼のフラップ１２３の拡張と同様に、フラップを拡張することができる。
【００１７】
前翼１２０、下方後翼１２４、及び上方後翼１２２は、ＵＡＶ１００が水平成分を含む方向に移動している間、ＵＡＶに安定性を提供するように、相対的に配置及びサイズ決定が行われ得る。例えば、下方後翼１２４及び上方後翼１２２は垂直に配列され、よって下方後翼１２４及び上方後翼１２２のそれぞれにより生成される垂直揚力ベクトルが互いに近接するため、水平飛行中に不安定を生じ得る。対照的に、前翼１２０は後翼から長手方向に分離され、よって前翼１２０により生成される垂直揚力ベクトルは、下方後翼１２４及び上方後翼１２２の垂直揚力ベクトルと共に作用して、効率、安定、及び制御をもたらす。
【００１８】
いくつかの実施態様では、ＵＡＶ１００の安定性及び制御をさらに向上させるために、１つ以上のウィングレット１２１すなわちスタビライザアームも外周フレーム１０４に連結され、外周フレーム１０４の一部として含まれ得る。図１に関して示される実施例では、前方左角接合部１３１‐１及び前方右角接合部１３１‐２の下側に、２つの前部ウィングレット１２１‐１及び１２１‐２がそれぞれ備え付けられている。ウィングレット１２１は、前翼１２０及び側部レール１３０にほぼ垂直な下方向に延びる。同様に、２つの後方角接合部１３１‐３、１３１‐４も、ＵＡＶ１００が水平成分を含む方向に移動している時に、ＵＡＶ１００に付加的安定性及び制御を提供するウィングレットとして形成され作動する。
【００１９】
ウィングレット１２１及び後方角接合部１３１は、ＵＡＶ１００の長さ、幅、及び高さに比例した寸法を有することができ、水平飛行中のＵＡＶ１００に安定性及び制御を提供するように、ＵＡＶ１００の略重心に基づいて配置することができる。例えば、一実施態様では、ＵＡＶ１００はＵＡＶ１００の前部からＵＡＶ１００の後部まで約６４．７５インチの長さであり、約６０．００インチの幅であり得る。このような構成では、前翼１２０は、約６０．００インチ×約７．８７インチの寸法である。下方後翼１２４は、約６０．００インチ×約９．１４インチの寸法である。上方後翼１２２は、約６０．００インチ×約５．４７インチの寸法である。下方後翼と上方後翼との間の垂直分離距離は、約２１．６５インチである。ウィングレット１２１は、ＵＡＶの外周フレームとの角接合部において約６．４０インチの幅を有し、ウィングレットの対向端部において約５．９１インチの幅を有し、約２３．６２インチの長さを有する。後方角接合部１３１‐３、１３１‐４は、下方後翼１２４と連結する端部において約９．１４インチの幅を有し、対向端部において約８．０４インチの幅を有し、約２１．６５インチの長さを有する。ＵＡＶ１００の全体重量は、約５０．００ポンドである。
【００２０】
外周フレーム１０４の内部には、中央フレーム１０７が連結される。中央フレーム１０７は、ハブ１０８と、ハブ１０８から延びて外周フレーム１０４の内部に連結するモータアーム１０５とを含む。この実施例では、単一のハブ１０８と、４つのモータアーム１０５‐１、１０５‐２、１０５‐３、及び１０５‐４とが存在する。モータアーム１０５のそれぞれは、ハブ１０８のほぼ角から延びて、外周フレームのそれぞれの内部角に連結または終結する。いくつかの実施態様では、各モータアーム１０５は、外周フレーム１０４の角接合部１３１に連結し得る。外周フレーム１０４と同様に、中央フレーム１０７は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタンなどの任意の好適な材料、またはこれらの任意の組み合わせで形成され得る。この実施例では、中央フレーム１０７は、炭素繊維で形成され、角接合部１３１にて外周フレーム１０４の角と接合される。外周フレーム１０４への中央フレーム１０７の接合は、外周フレーム１０４の構成要素を接合するための前述の技術のうちの任意の１つ以上を用いて行われることができる。
【００２１】
揚力モータ１０６及び対応する揚力プロペラ１０２が外周フレーム１０４の略長方形内にあるように、揚力モータ１０６は各モータアーム１０５のほぼ中央に連結される。一実施態様では、揚力プロペラ１０２に備え付けられた揚力モータのプロペラ軸が下を向くように、揚力モータ１０６は各モータアーム１０５の下側または底側に下向きに備え付けられる。別の実施態様では、図１に示されるように、揚力プロペラ１０２に備え付けられた揚力モータのプロペラ軸が上を向くように、揚力モータ１０６は各モータアーム１０５の上部に上向きに備え付けられ得る。この実施例では、４つの揚力モータ１０６‐１、１０６‐２、１０６‐３、１０６‐４があり、それぞれ、それぞれのモータアーム１０５‐１、１０５‐２、１０５‐３、及び１０５‐４の上側に備え付けられている。
【００２２】
いくつかの実施態様では、複数の揚力モータが、各モータアーム１０５に連結されてもよい。例えば、図１は、各モータアームの上部に各揚力モータが備え付けられたクワッドコプタ構成を示すが、同様の構成が、オクトコプタにも用いることができる。例えば、各モータアーム１０５の上側にモータ１０６を備え付けることに加えて、別の揚力モータを各モータアーム１０５の下側に備え付けて、下向きに配置することもできる。別の実施態様では、中央フレームは、追加のモータアームなど、異なる構成を有することができる。例えば、８つのモータアームが異なる方向に延びてもよく、揚力モータは各モータアームに備え付けられてもよい。
【００２３】
揚力モータは、ＵＡＶ１００及び任意の係合されたペイロードを離陸させるのに十分な回転速度を揚力プロペラ１０２で生成することが可能な任意の形態のモータであり得、これによりペイロードの航空輸送が可能となる。
【００２４】
各揚力モータ１０６には、揚力プロペラ１０２が備え付けられる。揚力プロペラ１０２は、任意の形態のプロペラであり得（例えばグラファイト、炭素繊維）、ＵＡＶ１００及びＵＡＶ１００が係合する任意のペイロードを離陸させるのに十分なサイズを有することができ、よってＵＡＶ１００は空中を航行して、例えば配送場所までペイロードを配達することができる。例えば、揚力プロペラ１０２はそれぞれ、２４インチの寸法または直径を有する炭素繊維のプロペラであり得る。図１の例示は全て同じサイズの揚力プロペラ１０２を示すが、いくつかの実施態様では、揚力プロペラ１０２のうちの１つ以上は、異なるサイズ及び／または寸法であり得る。同様に、この実施例は４つの揚力プロペラ１０２‐１、１０２‐２、１０２‐３、１０２‐４を含むが、別の実施態様では、より多くまたはより少ないプロペラが揚力プロペラ１０２に利用され得る。同様に、いくつかの実施態様では、揚力プロペラ１０２は、ＵＡＶ１００上の異なる位置に配置され得る。さらに、本明細書に説明される実施態様では、代替的な推進方法が「モータ」として利用されてもよい。ＵＡＶの揚力を提供するために、例えばファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン、及び内燃エンジンなどが使用され得る（プロペラまたは他の装置のいずれかと共に）。
【００２５】
揚力モータ１０６及び揚力プロペラ１０２に加えて、ＵＡＶ１００はまた、１つ以上の推進モータ１１０と、対応する推進プロペラ１１２とを含み得る。推進モータ及び推進プロペラは、揚力モータ１０６及び揚力プロペラ１０２と同一であっても、異なっていてもよい。例えば、いくつかの実施態様では、推進プロペラは、炭素繊維で形成され、約１８インチの長さであり得る。別の実施態様では、推進モータは、ＵＡＶを進ませるために、別の形態の推進力を利用し得る。例えば、ファン、ジェット、ターボジェット、ターボファン、ジェットエンジン、及び内燃エンジンなどが、推進モータとして使用され得る（プロペラまたは他の装置のいずれかと共に）。
【００２６】
推進モータ及び推進プロペラは、ＵＡＶ１００の外周フレーム１０４及び中央フレーム１０７に対して約９０度に配向され、水平成分を含む飛行の効率を高めるために利用され得る。例えば、ＵＡＶ１００が水平成分を含む方向に進む時、推進モータは、推進プロペラにより水平推力を提供して、ＵＡＶ１００を水平に進ませることに従事し得る。その結果、揚力モータ１０６が利用する速度及び動力は低減され得る。あるいは、選ばれた実施態様では、推力及び揚力の組み合わせを提供するために、推進モータは、外周フレーム１０４及び中央フレーム１０７に対して９０度より大きいまたは小さい角度で配向され得る。
【００２７】
図１に示される実施例では、ＵＡＶ１００は、２つの推進モータ１１０‐１、１１０‐２と、対応する推進プロペラ１１２‐１、１１２‐２とを含む。具体的には、図示される実施例では、前部推進モータ１１０‐１が、前翼１２０の略中間点に連結され、その近くに配置されている。前部推進モータ１１０‐１は、対応する推進プロペラ１１２‐１が外周フレーム１０４の内側に配置されるように、配向される。第２の推進モータは、下方後翼１２４の略中間点に連結され、その近くに配置される。後部推進モータ１１０‐２は、対応する推進プロペラ１１２‐２が外周フレーム１０４の内側に配置されるように、配向される。
【００２８】
図１に示される実施例は、２つの推進モータ１１０と対応する推進プロペラ１１２とを有するＵＡＶを示すが、別の実施態様では、推進モータ及び対応する推進プロペラは、より少なく、またはより多く存在し得る。例えば、いくつかの実施態様では、ＵＡＶ１００は、１つの後部推進モータ１１０及び対応する推進プロペラ１１２のみを含み得る。別の実施態様では、２つの推進モータ及び対応する推進プロペラは、下方後翼１２４に備え付けられ得る。このような構成では、前部推進モータ１１０‐１は、ＵＡＶ１００に含まれてもよく、ＵＡＶ１００から省略されてもよい。同様に、図１に示される実施例は、外周フレーム１０４の内側に推進プロペラを配置するように配向された推進モータを示すが、別の実施態様では、推進モータ１１０のうちの１つ以上は、対応する推進プロペラ１１２が保護フレーム１０４の外側を向くように配向され得る。
【００２９】
外周フレーム１０４は、ＵＡＶ１００の側面から揚力プロペラ１０２へのアクセスを防止することによりＵＡＶ１００以外の物体の安全性を確保し、ＵＡＶ１００を保護し、ＵＡＶ１００の構造保全を高める。例えば、ＵＡＶ１００が水平に進んでいて、異物（例えば壁、建物）と衝突した場合、ＵＡＶ１００と異物との衝撃は、プロペラではなく外周フレーム１０４にもたらされる。同様に、フレームは中央フレーム１０７と相互接続されているため、衝撃の力は、外周フレーム１０４と中央フレーム１０７の両方にわたって分散される。
【００３０】
外周フレーム１０４はまた、ＵＡＶ１００の１つ以上の構成要素が備え付けられ得る表面を提供する。これに対して代替的または付加的に、ＵＡＶの１つ以上の構成要素は、外周フレーム１０４の部分のキャビティ内に備え付けられ得る、または配置され得る。例えば、１つ以上のアンテナが、前翼１２０の上または中に備え付けられ得る。アンテナは、無線通信を送信及び／または受信するために使用され得る。例えば、アンテナは、Ｗｉ‐Ｆｉ、衛星、近距離通信（「ＮＦＣ」）、セルラ通信、または任意の他の形態の無線通信に利用され得る。撮像素子（例えばカメラ）、飛行時間センサ、加速度計、傾斜計、距離決定素子、ジンバル、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器／送信器、レーダ、照明素子、スピーカ、及び／またはＵＡＶ１００もしくは航空機制御システム（下記にて論述）の任意の他の構成要素などの他の構成要素も、同様に外周フレーム１０４にまたは中に備え付けられてもよい。同様に、ＵＡＶ１００の識別を支援するために、識別情報または反射型識別子が外周フレーム１０４に備え付けられてもよい。
【００３１】
いくつかの実施態様では、後述されるように、デジタルスチルカメラ、赤、緑、青（ＲＧＢ）カメラ、ビデオカメラ、サーモグラフカメラなどの複数の撮像素子１５０が、ＵＡＶ１００のフレームの周りに間隔を空けられて備え付けられ得る。同様に、１つ以上の距離決定素子１５１が、航空機のフレームに連結され得る。飛行時間センサ、距離計、ＳＯＮＡＲ、ＬＩＤＡＲなどを含むがこれらに限定されない任意の種類の距離決定素子が利用され得る。
【００３２】
撮像素子１５０は、複数の撮像素子の視野の少なくとも一部が重複するように配置され得る。さらに後述されるように、撮像素子１５０は、２つ以上の撮像素子をステレオペアすなわち撮像素子ペアとして動的に選択する撮像素子選択コントローラと通信し、これにより制御され得る。選択された撮像素子の組み合わせは、これらの選択された撮像素子の共通視野内の物体の画像を取得するために使用され、取得された画像は処理され、共通視野内に表される物体の視差や変位といった深度情報が生成される。
【００３３】
図示されるように、撮像素子１５０は、ＵＡＶ１００のフレームの任意の部分に固定されてもよい。例えば、撮像素子１５０の第１の群は、前翼１２０の前部に沿って配置され、これらの撮像素子の視野が少なくとも部分的に重複する（すなわち共通する）ように配向され得る。別の例では、撮像素子１５０の第２の群は、側部レール１３０‐１の下側または下方側に沿って配置され、これらの撮像素子の視野が少なくとも部分的に共通するように配向され得る。理解されるように、任意の数の撮像素子が、重複する視野を有する撮像素子のグループすなわちセットに含まれてもよく、任意の数の撮像素子のセットが、ＵＡＶ１００に沿って配置されてもよい。撮像素子１５０の各セットの撮像素子は、さらに後述されるように、１つ以上の撮像素子選択コントローラにより制御され得る。
【００３４】
いくつかの実施態様では、外周フレーム１０４はまた、外周フレーム１０４の上面及び／または下面にわたって広がる透過性材料（例えばメッシュ、網）を含んで、中央フレーム、揚力モータ、及び／または揚力プロペラを取り囲み得る。
【００３５】
航空機制御システム１１４も、中央フレーム１０７に備え付けられる。この実施例では、航空機制御システム１１４は、ハブ１０８に備え付けられ、防護壁に取り囲まれている。ＵＡＶ１００が雨及び／または雪の中でも制御システム１１４を壊すことなく作動できるように、防護壁は制御システム１１４を悪天候から保護し得る。いくつかの実施態様では、防護壁は、ＵＡＶが水平成分を含む方向に移動している時に、抗力を低減する空気力学的形状を有し得る。防護壁は、グラファイトエポキシ、ケブラー、及び／または繊維ガラスを含むがこれらに限定されない任意の材料から成り得る。いくつかの実施態様では、複数の材料が利用され得る。例えば、ケブラーは、信号を送信及び／または受信する必要がある領域で利用され得る。
【００３６】
同様に、ＵＡＶ１００は、１つ以上の電力モジュール１５３を含む。いくつかの実施態様では、電力モジュール１５３は、側部レール１３０‐１、１３０‐２のキャビティ内に配置され得る。別の実施態様では、電力モジュール１５３は、ＵＡＶの別の場所に備え付けられ得る、または配置され得る。ＵＡＶの電力モジュール１５３は、バッテリ電源、太陽電力、ガス電力、超コンデンサ、燃料電池、代替発電源、またはこれらの組み合わせの形態であり得る。例えば、電力モジュール１５３はそれぞれ、６０００ｍＡｈのリチウムイオンポリマー電池またはポリマーリチウムイオン（Ｌｉ‐ｐｏｌｙ、Ｌｉ‐Ｐｏｌ、ＬｉＰｏ、ＬＩＰ、ＰＬＩ、またはＬｉｐ）電池であり得る。電力モジュール（複数可）は、航空機制御システム１１４、揚力モータ１０６、推進モータ１１０、撮像素子１５０、及びペイロード係合機構１５４に連結され、電力を提供する。
【００３７】
いくつかの実施態様では、電力モジュール１５３のうちの１つ以上は、ＵＡＶが着陸または飛行している間に、自律的に取り外され、及び／または別の電力モジュールと交換できるように構成され得る。例えば、ＵＡＶがある場所に着陸した時に、ＵＡＶはその場所で、電力モジュールを充電する充電部材と係合してもよい。
【００３８】
上記のように、ＵＡＶ１００は、ペイロード係合機構１５４も含み得る。ペイロード係合機構１５４は、品物及び／または品物を保持するコンテナ（ペイロード）を係合及び係脱するように構成され得る。この実施例では、ペイロード係合機構１５４は、ＵＡＶ１００のフレーム１０４のハブ１０８の下に配置され、連結されている。ペイロード係合機構１５４は、ペイロードを確実に係合及び係脱するのに十分な任意のサイズであり得る。別の実施態様では、ペイロード係合機構１５４は、品物（複数可）を含むコンテナとして機能し得る。ペイロード係合機構１５４は、航空機制御システム１１４と通信し（有線または無線通信により）、航空機制御システム１１４により制御される。例示的なペイロード係合機構は、２０１４年９月３０日に出願された“ＵＮＭＡＮＮＥＤ  ＡＥＲＩＡＬ  ＶＥＨＩＣＬＥ  ＤＥＬＩＶＥＲＹ  ＳＹＳＴＥＭ”と題する同時係属中の特許出願第１４／５０２，７０７号に記載され、その内容全体は参照により本明細書に組み込まれるものとする。
【００３９】
図２Ａ及び２Ｂは、一実施態様による、ＵＡＶなどの航空機の複数の選択可能な撮像素子２５０、またはカメラの図を示す。この例では、７つの撮像素子が、航空機のフレーム２１０の一部に沿って配置されている。理解されるように、任意の数及び配置の撮像素子が、本明細書に説明される実施態様で利用され得る。同様に、任意の間隔配置が利用されてもよい。唯一の制約は、撮像素子のセットすなわち複数の撮像素子の各撮像素子２５０の視野は、そのセットのうちの少なくとも１つの他の撮像素子の視野と、少なくとも部分的に重複することである。いくつかの実施態様では、各撮像素子の視野が、複数の撮像素子のうちの少なくとも２つの他の撮像素子の視野と、少なくとも部分的に重複するように、撮像素子２５０の構成及び間隔は設定され得る。さらに別の実施態様では、各撮像素子の視野の少なくとも一部が、複数の撮像素子のうちの他の撮像素子のそれぞれの視野と重複するように、構成及び間隔は設定され得る。
【００４０】
図示される実施例では、撮像素子２５０‐１、２５０‐２、２５０‐３、２５０‐４、２５０‐５、２５０‐６、及び２５０‐７の配置及び間隔は、いずれの基線距離（ｂ１、ｂ２、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７、ｂ８、ｂ９、ｂ１０、ｂ１１、ｂ１２、ｂ１３、ｂ１４、ｂ１５、ｂ１６、ｂ１７、ｂ１８、ｂ１９、ｂ２０、及びｂ２１）も異なるように設定される。別の構成では、基線距離の一部または全ては、ほぼ同じ距離であってもよい。
【００４１】
撮像素子のそれぞれの可能性のあるペアが異なる基線を有するように撮像素子２５０を離間させることにより、利用可能な異なる基線距離の数が増える。例えば、全ての基線距離が異なる場合、利用可能な基線の数は、下記の２項係数に等しくなる。
【００４２】
【数１】
2019517091.tif 000003
ｎは撮像素子の数量であり、ｋは組み合わせに選択される撮像素子の数（例えば２つ）である。図２Ａ〜２Ｂに示される実施例では、７つの撮像素子（ｎ）２５０‐１、２５０‐２、２５０‐３、２５０‐４、２５０‐５、２５０‐６、及び２５０‐７が存在し、これは、２つの組み合わせ（ｋ）の場合、２１個の異なる組み合わせを生じる。全ての基線距離が異なるように撮像素子の位置を配置することにより、撮像素子選択コントローラは、選択対象として、２１個の異なる基線及び撮像素子組み合わせを有することになる。同様に、基線距離が同じか異なるかに関わらず、撮像素子の組み合わせを切り替える能力を提供することにより、冗長性が向上する。例えば、撮像素子のうちの１つが動作不能になった（例えば破損した）場合、深度情報は、航空機の異なる組み合わせの撮像素子から取得され得る。
【００４３】
当技術分野では知られているように、より短い基線は、撮像素子により近い物体の場合に通常好まれ、より近い物体のより良い撮像結果及び深度情報を提供する。同様に、より長い基線は、撮像素子から離れた物体の場合に通常好まれ、より離れた物体のより良い撮像結果及び深度情報を提供する。いくつかの実施態様では、撮像素子選択コントローラは、ＵＡＶから離れた物体の深度情報を生成するのに比較する画像を取得するために、どの組み合わせの撮像素子を選択するか、比を利用して決定し得る。例えば、撮像素子選択コントローラは、１：３０の比を利用して、物体とＵＡＶとの間のおよその距離に基づいて撮像素子の組み合わせを選択し得る。例えば、１：３０の比を使用して、検出された物体がＵＡＶから約１５メートル離れている場合、０．５メートルに最も近い基線を有する撮像素子が、撮像素子のステレオペアとして選択される。例えば、基線距離ｂ１０が約０．５メートルである場合、撮像素子２５０‐２、及び２５０‐４が選択され得る。
【００４４】
別の実施態様では、航空機からある距離内に存在する物体を検出するために、異なる組み合わせ間または組み合わせの複数のグループ間の一次距離、中間距離が監視され得る。物体検出の際に、どの組み合わせの撮像素子が、比較画像のピクセル間の視差などの最良の深度情報を提供するかを特定し得る。いくつかの実施態様では、ＵＡＶと物体との間の距離は、異なる組み合わせの撮像素子からの一連の画像にわたって推定され得る。例えば、物体が、基線の短い第１のステレオペアで表されるが、基線のより長い第２のステレオペアでは表されない場合、ＵＡＶと第２のステレオペアの共通視野との間の距離より短い規定距離内に物体が存在すると、判定することができる。別の例として、物体が、基線の短い第１の組み合わせの撮像素子内のいくつかのピクセルにより表されるが、基線の長い第２の組み合わせの撮像素子内のはるかに多いピクセルにより表される場合、物体はＵＡＶから遠く離れていると推測することができる。
【００４５】
物体とＵＡＶとの間の距離が変化すると、撮像素子の組み合わせを選択するために使用される技術に関係なく、撮像素子選択コントローラは、ステレオペアの撮像素子のうちの１つまたは両方を変更し得る。例えば、物体がＵＡＶのより近くに移動する場合、基線距離ｂ１３は基線距離ｂ１０より短いことから、撮像素子選択コントローラは、撮像素子２５０‐４及び２５０‐５を選択し得る。より短い基線距離ｂ１３は、より近い物体のより良い視差情報を提供する。同様に、物体とＵＡＶとの間の距離が減少し続ける場合、基線距離ｂ１５は基線距離ｂ１３より短いことから、撮像素子選択コントローラは、撮像素子２５０‐５を維持し、撮像素子２５０‐６をステレオペアとして選択し得る。
【００４６】
いくつかの実施態様では、撮像素子選択コントローラは、画像を取得し、複数の組み合わせの撮像素子から深度情報を特定し、深度情報を組み合わせ得る。例えば、撮像素子２５０‐１及び２５０‐２の組み合わせにより提供される画像から生成される深度情報は、撮像素子２５０‐３及び２５０‐６の組み合わせにより提供される画像から生成される深度情報と組み合わされ得る。異なる基線距離により、深度情報の異なるレベルの解像度が提供され、深度情報の組み合わせにより、深度情報の全体的精度が向上し得る。
【００４７】
いくつかの実施態様では、第１の組み合わせの撮像素子から深度情報の誤差または不正確さが検出された場合、異なる組み合わせの撮像素子が選択され得る。例えば、いくつかの組み合わせの撮像素子からの画像は、例えば視野が妨げられる、光（例えば太陽光）の影響を受けるなどの理由で、正確な深度情報を生成しないことがある。このような実施態様では、撮像素子の異なる組み合わせ、または撮像素子の組み合わせの異なるセットが選択され、深度情報を生成するのに使用され得る。
【００４８】
いくつかの事例では、撮像素子の組み合わせ間の基線の角度も変更され得る。例えば、図２Ａに示されるように、最初の６つの撮像素子２５０‐１〜２５０‐６は、ＵＡＶの部分２１０に沿って水平に整列される。このように、撮像素子２５０‐１〜２５０‐６の各組み合わせ間の基線距離は、ほぼ同じ角度またはアラインメントを有する。しかしながら、図２Ｂに示されるように、撮像素子２５０‐７を含む撮像素子の組み合わせを選択すると、異なる角度または向きに沿って延びる基線ができる。例えば、基線距離ｂ１６〜ｂ２１のそれぞれのアラインメントは、互いに異なり、基線距離ｂ１〜ｂ１５のそれぞれのアラインメントとも異なる。
【００４９】
理解されるように、物体を撮像し深度情報を生成するために、どの組み合わせの撮像素子を選択するか、他の形態の選択を利用して決定してもよい。同様に、いくつかの実施態様では、結果として得られた深度情報を分析して、組み合わされる結果が物体を潜在的に表すか否かが評価され得る。さらに別の例として、いくつかの実施態様では、撮像素子２５０の一部または全てが画像を取得し、これらの画像はＵＡＶのデータストアに記憶され得る。次いで撮像素子選択コントローラは、どの撮像素子をステレオペアとして利用するかを決定し、これらの撮像素子により取得された記憶画像を選択して、深度情報を生成するために使用し得る。
【００５０】
図３は、一実施態様による、航空機の複数の選択可能な撮像素子の別の図を示す。図２Ａに示される実施例を続けると、図３は、航空機の部分３１１に沿って配置された６つの撮像素子３５０‐１、３５０‐２、３５０‐３、３５０‐４、３５０‐５、及び３５０‐６を示す。図示されるように、撮像素子３５０のそれぞれは、撮像素子選択コントローラ３１０に連結され、撮像素子選択コントローラ３１０と通信し、撮像素子選択コントローラ３１０により制御される。図示されるように、撮像素子のそれぞれは、視野３６０‐１、３６０‐２、３６０‐３、３６０‐４、３６０‐５、及び３６０‐６を有する。それらの視野は部分的に重複し、共通視野を形成する。例えば、撮像素子３５０‐１の視野３６０‐１は、撮像素子３５０‐２の視野３６０‐２と部分的に重複し、共通視野３６６を形成する。同様に、撮像素子３５０‐５の視野３６０‐５は、撮像素子３５０‐６の視野３６０‐６と部分的に重複し、共通視野３６８を形成する。
【００５１】
撮像素子選択コントローラは、どの撮像素子をステレオペアの撮像素子として起動するかを決定し得る。例えば、最初に物体を監視するのに、撮像素子３５０‐１と３５０‐２、及び／または３５０‐５と３５０‐６など、撮像素子の１つ以上の組み合わせが使用され得る。物体３７０が検出された場合、ＵＡＶと物体との間の近似距離が特定される。
【００５２】
例えば、撮像素子３５０‐１と３５０‐２の共通視野３６６内に物体３７０が検出されたが、撮像素子３５０‐１と３５０‐２のそれぞれにより生成された画像の処理から視差または他の深度情報が特定できない、またはわずかに特定できる場合、物体はＵＡＶから遠く離れていると判定され得る。このような実施例では、撮像素子選択コントローラは、撮像素子３５０‐１と３５０‐６などの別の組み合わせの撮像素子を選択し、これらの撮像素子からの画像を処理して、処理した画像から物体の深度情報が取得可能かどうかを判定し得る。深度情報が依然として特定できない場合、物体は、ＵＡＶの潜在的関心距離を越えて存在すると判定され得る。しかしながら、撮像素子３５０‐１と３５０‐２により生成された画像の処理から深度情報が特定された場合、物体は監視され、追加の深度情報が取得され得る。
【００５３】
いくつかの実施態様では、撮像素子選択コントローラにより複数のステレオペアを起動することができ、これらのステレオペアからの画像は並列に処理され、どの組み合わせの撮像素子が、検出された物体の最良の解像度の深度情報を提供するかが特定される。例えば、撮像素子３５０‐１と３５０‐６を撮像素子のステレオペアとして選択することに加えて、撮像素子３５０‐３と３５０‐４も撮像素子のステレオペアとして起動され得る。このような実施態様では、２つのステレオペアの画像から生成された深度情報を組み合わせることで、航空機から物体の距離に関してより大きな解像度が提供され得る。同様に、異なる基線距離及び異なる共通視野を有する２つのステレオペアにより物体の距離を監視することにより、物体がステレオペアのうちの１つのペアの共通視野から出たとしても、第２のステレオペアの共通視野内に存在し続けることができる。
【００５４】
例えば、重複すなわち共通視野３６２により図示されるように、撮像素子３５０‐１の視野３６０‐１は、撮像素子３５０‐６の視野３６０‐６と重複する。同様に、物体３７０は、共通視野３６２内に位置する。同じような方法で、重複すなわち共通視野３６４により図示されるように、撮像素子３５０‐３の視野３６０‐３は、撮像素子３５０‐４の視野３６０‐４と重複する。物体３７０は同様に、共通視野３６４内に位置する。物体３７０がＵＡＶにより近くなるように、物体またはＵＡＶが移動した場合、物体３７０は、共通視野３６２を出るが、共通視野３６４内に存在し続け得る。
【００５５】
撮像素子選択コントローラ３１０が撮像素子の組み合わせを選択し、これらの撮像素子により取得された画像を受信または取得すると、当技術分野において知られているように、これらの画像の重複部分に対し、撮像素子が較正された時に確立されたピクセル関係に基づいて、アラインメントが行われる。選択された撮像素子間のピクセル情報及び既知の基線情報のアラインメントを使用して、両画像内に表される物体の深度情報が特定される。本実施態様では、複数のカメラが、異なる基線を有する異なる潜在的な組み合わせとして較正される。次いで撮像素子選択コントローラは、深度情報を形成するために使用される画像を取得するステレオペアとして、好適な組み合わせの撮像素子を選択し得る。
【００５６】
図４は、一実施態様による、航空機の複数の選択可能なカメラの別の図を示す。この実施例では、２つのペアのステレオカメラが、航空機の部分４１１に連結されている。第１の動作モードでは、撮像素子４５０‐１及び４５０‐２を含む第１のステレオカメラ配置が、画像を処理するステレオコントローラ４１０‐１に、画像を提供する。同様に、撮像素子４５０‐３及び４５０‐４を含む第２のステレオカメラ配置が、画像を処理するステレオコントローラ４１０‐２に、画像を提供する。２つのペアのステレオカメラからの処理された画像は分析され、物体が検出されたかどうかが判定され得る。例えば、ピクセル値の変化、または深度情報は、物体の存在を示し得る。これに対して代替的または付加的に、１つ以上の画像処理アルゴリズムを利用して、画像内に表される物体が検出され得る。
【００５７】
航空機から遠く離れたところで物体が検出された場合、撮像素子選択コントローラ４１２は、撮像素子４５０‐２及び撮像素子４５０‐３など、ステレオペアのそれぞれからの撮像素子を使用して、撮像素子の第３のステレオペアを動的に生成することができ、これは、物体の撮像情報を生成するために使用され得る。例えば、撮像素子４５０‐２及び撮像素子４５０‐３の共通視野４６４内に物体が存在する場合、撮像素子選択コントローラ４１２は、これらの撮像素子４５０‐２及び４５０‐３から画像を取得し、これらの画像を処理して、共通視野４６４内の物体の深度情報を生成し得る。
【００５８】
図２Ａ〜４は、異なる基線距離に基づいて深度情報を生成するために撮像素子選択コントローラにより選択的にペアリングされ得る複数の撮像素子の異なる構成を示すが、任意の数、組み合わせ、及び／または間隔の撮像素子が、本明細書にて論述される実施態様で利用されてもよいことは理解されよう。同様に、論述では２つの撮像素子のペアリングが説明されるが、いくつかの実施態様では、撮像素子選択コントローラは、３つ以上の撮像素子からの画像を組み合わせることができる。同様に、任意の数の撮像素子を起動して、ほぼ同時に画像を取得することができる。次いで撮像素子選択コントローラは、これらの画像の異なる組み合わせを処理して、これらの画像上で表される物体に関する異なるセットの深度情報を生成し得る。その後、異なるセットの深度情報を組み合わせることで、深度情報の解像度が高められ得る。例えば、撮像素子３５０‐２、３５０‐３、３５０‐４、及び３５０‐６などの４つの撮像素子が起動され、これらの撮像素子のそれぞれがほぼ同時に画像を生成した場合、撮像素子選択コントローラは、６つの異なるセットの深度情報を生成することができ、各セットは、撮像素子の異なる組み合わせ及び基線に基づく。具体的には、撮像素子選択コントローラは、撮像素子３５０‐２及び３５０‐３により生成された画像に基づく第１のセットの深度情報、撮像素子３５０‐２及び３５０‐４により生成された画像に基づく第２のセットの深度情報、撮像素子３５０‐２及び３５０‐６により生成された画像に基づく第３のセットの深度情報、撮像素子３５０‐３及び３５０‐４により生成された画像に基づく第４のセットの深度情報、撮像素子３５０‐３及び３５０‐６により生成された画像に基づく第５のセットの深度情報、撮像素子３５０‐４及び３５０‐６により生成された画像に基づく第６のセットの深度情報を生成し得る。
【００５９】
その後、これらのセットの深度情報を組み合わせて、より高い解像度の深度情報が提供され得る。これに対して代替的または付加的に、異なるセットの深度情報を比較して、ＵＡＶに対する物体の位置を監視するために継続的に画像生成を行う撮像素子の組み合わせが選択され得る。
【００６０】
図５は、一実施態様による、撮像素子選択の例示的なプロセスを示すフロー図である。図５のプロセス、及び本明細書において論じられる他のプロセス及びサブプロセスのそれぞれは、ハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの組み合わせで実施され得る。ソフトウェアの文脈において、説明される動作は、１つ以上のコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令を表し、コンピュータ実行可能命令は１つ以上のプロセッサにより実行されると、詳述される動作を実行する。一般に、コンピュータ実行可能命令には、特定機能を実行する、または特定抽象データ類を実施するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、及びデータ構造などが含まれる。
【００６１】
コンピュータ可読媒体には、ハードドライブ、フロッピーディスケット、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、読出専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気もしくは光カード、ソリッドステートメモリ装置、または電子命令を記憶するのに好適な他の種類の記憶媒体を含み得る、非一時的コンピュータ可読記憶媒体が含まれ得る。さらに、いくつかの実施態様では、コンピュータ可読媒体は、一時的コンピュータ可読信号（圧縮または非圧縮形式）を含み得る。コンピュータ可読信号の例には、搬送波を用いて変調したか否かに関わらず、インターネットまたは他のネットワークを通してダウンロードされる信号を含む、コンピュータプログラムを提供または実行するコンピュータシステムがアクセスするように構成できる信号が含まれるが、これに限定されない。最後に、動作が説明される順序は、限定として解釈される意図はなく、任意の数の説明動作を、任意の順序で及び／または並行して組み合わせて、プロセスを実施することができる。
【００６２】
例示的なプロセス５００は、５０２にて、第１のステレオペアの撮像素子を使用して、物体を監視することから始まる。例えば、プロセスは、物体の初期検出のために、最短の基線及び／または最大の共通視野を有する撮像素子のペアを利用し得る。あるいは、監視対象となる一次距離または好ましい距離が存在し、その一次距離または好ましい距離で検出された物体に関して、最高の解像度を提供する撮像素子のペアが選択され得る。前述のように、画像は、撮像素子のペアを使用して取得され、組み合わされた画像に表される物体を検出するように処理され得る。
【００６３】
第１のペアの撮像素子からの画像を使用して物体を検出することに加えてまたは代えて、距離計、飛行時間センサ、ＳＯＮＡＲ、ＬＩＤＡＲ、及び／または他の同様の構成要素などの距離決定素子を使用して、航空機からある距離内に存在する物体が検出され得る。さらに別の例では、ペアのカメラからの画像を使用するのではなく、１つのカメラからの画像を取得及び処理して、潜在的な物体の存在が特定され得る。例えば、ピクセル値が画像間で比較され、物体を表し得る視野内の変化が検出され得る。潜在的な物体が検出された場合、物体の存在を特定するために、前述のように、例えばペアの撮像素子及び／または距離決定素子を使用する追加処理が利用され得る。
【００６４】
５０４にて、監視に基づいて、物体が検出されたか否かに関する判定が行われる。物体が検出されていないと判定された場合、例示的なプロセス５００は、ブロック５０２に戻り、動作を継続する。物体が検出されたと判定された場合、５０６にて、物体と航空機との間の近似距離が特定される。例えば、物体と航空機との間の近似距離を特定するために、ステレオ撮像情報及び既知の基線が利用され得る。同様に、距離決定素子により決定された距離が、近似距離として利用され得る。
【００６５】
特定された近似距離に基づいて、物体に関する深度情報を生成するために使用される物体の画像を取得するのに用いる撮像素子の組み合わせが、選択される。選択は、特定された近似距離、及び利用可能な組み合わせの撮像素子の基線に少なくとも部分的に基づいて行われ得る。例えば、１：３０などの比を利用して、物体と航空機との間の特定された近似距離に基づいて、比に最も近い撮像素子の組み合わせが選択され得る。あるいは、複数の組み合わせの撮像素子が選択され、視差情報が生成され得る。最大の視差情報を有する撮像素子の組み合わせが、物体を監視するのに選択され得る。撮像素子の組み合わせを選択するのに、他の技術も同様に利用することができる。
【００６６】
物体と航空機との間の距離が変わると、及び／または航空機の任意の動作中に、例示的なプロセス５００は動作を継続し得る。例えば、航空機と物体との間の距離が変化（増大または減少）する場合、例示的なプロセス５００が完了するたびに、選択された組み合わせの撮像素子は変更され得る。例えば、航空機と物体との間の距離が増大した場合、物体と航空機との間の最新の距離に基づいて、選択された組み合わせの撮像素子間の基線距離が、例示的なプロセス５００の比及び／または他の基準に対応するように、撮像素子のうちの１つ以上が変更され得る。
【００６７】
本明細書で論じられる実施例は、無人航空機などの航空機による実施態様の使用を説明するが、説明される実施態様は、他の乗り物及び／または他のシナリオでも同様に使用することができることは、理解されよう。例えば、複数の撮像素子が地上ベース及び／または水ベースの乗り物といった別の種類の乗り物に配置され、撮像素子選択コントローラは、前述のように、撮像素子の組み合わせを選択するために利用され得る。
【００６８】
図６は、例示的な航空機制御システム６１４を示すブロック図である。様々な実施例において、ブロック図は、本明細書で論じられる様々なシステム及び方法を実施するため、及び／または本明細書に説明される航空機の動作を制御するために使用され得る航空機制御システム６１４の１つ以上の態様を例示し得る。図示される実施態様では、航空機制御システム６１４は、例えば非一時的コンピュータ可読記憶媒体６２０といったメモリに入出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース６１０を介して連結された１つ以上のプロセッサ６０２を含む。航空機制御システム６１４はまた、電子速度制御６０４（ＥＳＣ）、電源モジュール６０６、ナビゲーションシステム６０７、及び／またはペイロード係合コントローラ６１２を含み得る。いくつかの実施態様では、ナビゲーションシステム６０７は、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）を含み得る。航空機制御システム６１４はまた、ネットワークインターフェース６１６と、１つ以上の入出力装置６１８とを含み得る。
【００６９】
様々な実施態様では、航空機制御システム６１４は、１つのプロセッサ６０２を含むユニプロセッサシステム、またはいくつか（例えば２つ、４つ、８つ、もしくは別の好適な個数）のプロセッサ６０２を含むマルチプロセッサシステムであり得る。プロセッサ（複数可）６０２は、命令を実行可能な任意の好適なプロセッサであり得る。例えば、様々な実施態様では、プロセッサ（複数可）６０２は、様々な命令集合アーキテクチャ（ＩＳＡ）、例えばｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ、ＳＰＡＲＣ、もしくはＭＩＰＳ  ＩＳＡ、または任意の他の好適なＩＳＡなどのうちのいずれかを実行する汎用または組み込みプロセッサであり得る。マルチプロセッサシステムでは、各プロセッサ（複数可）６０２は通常、必ずではないが、同一のＩＳＡを実行し得る。
【００７０】
非一時的コンピュータ可読記憶媒体６２０は、プロセッサ（複数可）６０２によりアクセス可能な実行可能命令、データ、飛行経路、飛行制御パラメータ、及び／またはデータ項目を記憶するように構成され得る。データ項目には、例えば、撮像素子のうちの１つ以上から取得された画像、距離情報、組み合わされた画像情報（例えば深度情報）などが含まれ得る。
【００７１】
様々な実施態様では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体６２０は、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同期式動的ＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性／フラッシュメモリ、または任意の他の種類のメモリなど、任意の好適なメモリ技術を使用して実行され得る。例示される実施態様では、本明細書に説明されるような所望の機能を実行するプログラム命令及びデータは、プログラム命令６２２、データストレージ６２４、及び飛行制御６２６として、非一時的コンピュータ可読記憶媒体６２０にそれぞれ記憶されることが示される。別の実施態様では、プログラム命令、データ、及び／または飛行制御は、非一時的媒体などの異なる種類のコンピュータアクセス可能媒体上で、または非一時的コンピュータ可読記憶媒体６２０もしくは航空機制御システム６１４とは別個の同様の媒体上で、受信、送信、または記憶され得る。一般に、非一時的コンピュータ可読記憶媒体には、例えばＩ／Ｏインターフェース６１０を介して航空機制御システム６１４に連結されたディスクまたはＣＤ／ＤＶＤ‐ＲＯＭといった、磁気媒体または光学媒体などの記憶媒体またはメモリ媒体が含まれ得る。非一時的コンピュータ可読媒体を介して記憶されるプログラム命令及びデータは、伝送媒体、すなわち電気信号、電磁信号、またはデジタル信号などの信号により送信することができ、これらは、ネットワークインターフェース６１６を介して実施され得るようなネットワーク及び／または無線リンクなどの通信媒体を介して伝達され得る。
【００７２】
一実施態様では、Ｉ／Ｏインターフェース６１０は、プロセッサ（複数可）６０２と、非一時的コンピュータ可読記憶媒体６２０と、ネットワークインターフェース６１６、または入出力装置６１８などの他の周辺インターフェースといった任意の周辺装置との間のＩ／Ｏトラフィックを調整するように構成され得る。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインターフェース６１０は、１つの構成要素（例えば非一時的コンピュータ可読記憶媒体６２０）からのデータ信号を、別の構成要素（例えばプロセッサ（複数可）６０２）が使用するのに好適な形式に変換するために、任意の必要なプロトコル変換、タイミング変換、または他のデータ変換を実行し得る。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインターフェース６１０は、例えば周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）バス規格または汎用シリアルバス（ＵＳＢ）規格の変形など、様々な種類の周辺バスを介して取付けられた装置のサポートを含み得る。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインターフェース６１０の機能は、例えばノースブリッジとサウスブリッジなど、２つ以上の別々の構成要素に分割され得る。また、いくつかの実施態様では、非一時的コンピュータ可読記憶媒体６２０に対するインターフェースなど、Ｉ／Ｏインターフェース６１０の機能の一部または全ては、プロセッサ（複数可）６０２に直接取り込まれ得る。
【００７３】
ＵＡＶを安定化させ、決定された飛行経路に沿ってＵＡＶを案内するために、ＥＳＣ６０４は、ナビゲーションシステム６０７と通信し、各揚力モータ及び／または推進モータの回転速度を調節する。ナビゲーションシステム６０７は、ＧＰＳ、屋内測位システム（ＩＰＳ）、ＩＭＵ、あるいはＵＡＶ１００をある場所へ及び／またはある場所からナビゲートするために使用できる他の同様のシステム及び／またはセンサを含み得る。ペイロード係合コントローラ６１２は、品物を係合及び／または係脱するために使用されるアクチュエータ（複数可）またはモータ（複数可）（例えばサーボモータ）と通信する。
【００７４】
ネットワークインターフェース６１６は、航空機制御システム６１４、他のコンピュータシステム（例えばリモートコンピューティングリソース）などのネットワークに接続された他の装置、及び／または他のＵＡＶの航空機制御システムの間で、データ交換を可能にするように構成され得る。例えば、ネットワークインターフェース６１６は、制御システム６１４を含むＵＡＶと、１つ以上のリモートコンピューティングリソース上に実装された航空機制御システムとの間の無線通信を可能にし得る。無線通信には、ＵＡＶのアンテナまたは他の通信構成要素が利用され得る。別の例では、ネットワークインターフェース６１６は、多数のＵＡＶ間の無線通信を可能にすることができる。様々な実施態様では、ネットワークインターフェース６１６は、ＷｉＦｉネットワークなどの無線一般データネットワークを介した通信に対応し得る。例えば、ネットワークインターフェース６１６は、セルラ通信ネットワーク、及び衛星ネットワークなどの電気通信ネットワークを介した通信に対応し得る。
【００７５】
入出力装置６１８は、いくつかの実施態様では、１つ以上のディスプレイ、撮像装置、温度センサ、赤外線センサ、飛行時間センサ、加速度計、圧力センサ、気象センサ、撮像素子（例えばカメラ）、ジンバル、着陸装置などを含み得る。複数の入出力装置６１８が存在し、航空機制御システム６１４により制御され得る。これらのセンサのうちの１つ以上は、着陸を支援し、並びに飛行中の障害を回避するために利用され得る。
【００７６】
図６に示されるように、メモリは、本明細書に説明される例示的なルーチン及び／またはサブルーチンを実行するように構成され得るプログラム命令６２２を含み得る。データストレージ６２４は、飛行経路の決定、着陸、品物を係脱する場所の特定、推進モータの係合／係脱、ステレオ撮像を行う撮像素子の組み合わせの選択などのために提供され得るデータ項目を保持する様々なデータストアを含み得る。様々な実施態様では、１つ以上のデータストアに含まれるものとして本明細書に例示されるパラメータ値及び他のデータは、記載されていない他の情報と組み合わされてもよく、またはより多い、より少ない、もしくは異なるデータ構造に別様に分割されてもよい。いくつかの実施態様では、データストアは、１つのメモリ内に物理的に配置されてもよく、または２つ以上のメモリに分散されてもよい。
【００７７】
航空機制御システム６１４はまた、撮像素子選択コントローラ６２８を含み得る。前述のように、撮像素子選択コントローラは、複数の撮像素子と通信し、ステレオペアとして使用する撮像素子の組み合わせを選択して、選択された撮像素子が取得した画像内に表される物体に関する深度情報を生成する。いくつかの実施態様では、撮像素子選択コントローラ６２８はまた、距離決定素子と通信して、航空機と検出された物体との間の近似距離を特定する。前述のように、近似距離を利用して、例えば近似距離と、異なる組み合わせの撮像素子間の基線距離との比に基づいて、撮像素子の組み合わせが選択され得る。
【００７８】
航空機制御システム６１４は、単なる例示であり、本開示の範囲を限定する意図はないことが、当業者には理解されよう。具体的には、コンピューティングシステム及び装置には、示された機能を実行することができる任意の組み合わせのハードウェアまたはソフトウェアが含まれてもよい。また航空機制御システム６１４は、例示されていない他の装置に接続されてもよく、あるいはスタンドアロンシステムとして作動してもよい。さらに、例示される構成要素により提供される機能は、いくつかの実施態様では、より少ない構成要素に合併されてもよく、または追加の構成要素に分散されてもよい。同様に、いくつかの実施態様では、例示される構成要素のうちのいくつかの機能が提供されなくてもよく、及び／または他の追加の機能が利用可能であってもよい。
【００７９】
様々な項目は使用されている間にメモリまたはストレージに記憶されているように例示されているが、これらの項目またはこれらの一部は、メモリ管理及びデータ保全の目的で、メモリと他のストレージ装置との間で転送され得ることも、当業者には理解されよう。あるいは、別の実施態様では、ソフトウェアコンポーネントの一部または全ては、別の装置上のメモリにおいて実行され、例示される航空機制御システム６１４と通信することができる。システム構成要素またはデータ構造の一部または全ては、好適なドライブにより読み出される非一時的コンピュータアクセス可能媒体または携帯製品にも記憶することができる（例えば命令または構造化データとして）。いくつかの実施態様では、航空機制御システム６１４とは別個のコンピュータアクセス可能媒体に記憶された命令は、伝送媒体、すなわち無線リンクなどの通信媒体を介して伝達される電気信号、電磁信号、またはデジタル信号などの信号により、航空機制御システム６１４へ送信され得る。様々な実施態様はさらに、コンピュータアクセス可能媒体上で、前述の説明に従って命令及び／またはデータの受信、送信、または記憶を実施することを含み得る。従って、本明細書に説明される技術は、他の航空機制御システム構成で実行することができる。
【００８０】
本明細書で開示される実施態様は、フレーム、フレームに連結された複数のカメラ、及び複数のカメラのそれぞれと通信するカメラ選択コントローラのうちの１つ以上を備える航空機を含み得る。カメラ選択コントローラは少なくとも、複数のカメラのうちの第１のカメラから第１の画像を受信することと、複数のカメラのうちの第２のカメラから第２の画像を受信することであって、第１のカメラと第２のカメラは第１の基線距離だけ離れている、複数のカメラのうちの第２のカメラから第２の画像を受信することと、第１の画像及び第２の画像を処理して第１の深度情報を生成することと、第１の深度情報で表される物体を検出することと、航空機と物体との間の近似距離を特定することと、複数のカメラのうちの第３のカメラと、複数のカメラのうちの第４のカメラとを、ステレオペアとして選択することであって、選択は、近似距離、及び第３のカメラと第４のカメラとの間の第２の基線距離に少なくとも部分的に基づくことができ、第２の基線距離は第１の基線距離と異なり得る、複数のカメラのうちの第３のカメラと、複数のカメラのうちの第４のカメラとをステレオペアとして選択することと、第３のカメラから第３の画像を受信することと、第４のカメラから第４の画像を受信することと、第３の画像及び第４の画像を処理して第２の深度情報を生成することであって、第２の深度情報は物体に対応する情報を含む、第３の画像及び第４の画像を処理して第２の深度情報を生成することとを、実行するように構成され得る。
【００８１】
任意で、近似距離は、第１の深度情報に少なくとも部分的に基づいて特定され得る。任意で、航空機はさらに、航空機のフレームに連結された距離決定素子を含むことができ、近似距離は、カメラ選択コントローラが距離決定素子から受信した距離情報に少なくとも部分的に基づいて特定され得る。任意で、第１の基線距離の第１のアラインメントは、第２の基線距離の第２のアラインメントとは異なり得る。任意で、カメラ選択コントローラは少なくとも、複数のカメラのうちの第１のカメラと、複数のカメラのうちの第４のカメラとをステレオペアとして選択することと、第１のカメラから第５の画像を受信することと、第４のカメラから第６の画像を受信することと、第５の画像及び第６の画像を処理して第３の深度情報を生成することであって、第３の深度情報は物体に対応する情報を含む、第５の画像及び第６の画像を処理して第３の深度情報を生成することとを、実行するようにさらに構成され得る。
【００８２】
本明細書で開示される実施態様は、推進機構、航空機の周りに間隔を置いて配置された複数の撮像素子、及び複数の撮像素子のそれぞれと通信する撮像素子選択コントローラのうちの１つ以上を含む航空機を含み得る。撮像素子選択コントローラは少なくとも、航空機と物体との間の近似距離を特定することと、複数の撮像素子のうちの第１の撮像素子と、複数の撮像素子のうちの第２の撮像素子とをステレオペアとして選択することであって、選択は、近似距離、及び第１の撮像素子と第２の撮像素子との間の第１の基線距離に少なくとも部分的に基づき得る、複数の撮像素子のうちの第１の撮像素子と、複数の撮像素子のうちの第２の撮像素子とをステレオペアとして選択することと、第１の撮像素子により取り込まれた第１の画像を取得することと、第２の撮像素子により取り込まれた第２の画像を取得することと、第１の画像及び第２の画像を処理して、物体に対応する深度情報を生成することとを、実行するように構成され得る。
【００８３】
任意で、複数の撮像素子のうちの少なくとも３つの撮像素子のそれぞれの間の基線距離が異なるように、複数の撮像素子のうちの少なくとも３つは、航空機の周りに間隔を置いて配置され得る。任意で、撮像素子選択コントローラは少なくとも、航空機と第２の物体との間の第２の近似距離を特定することと、複数の撮像素子のうちの第１の撮像素子と、複数の撮像素子のうちの第３の撮像素子とをステレオペアとして選択することであって、選択は、第２の近似距離、及び第１の撮像素子と第３の撮像素子との間の第２の基線距離に少なくとも部分的に基づき得る、複数の撮像素子のうちの第１の撮像素子と、複数の撮像素子のうちの第３の撮像素子とをステレオペアとして選択することと、第１の撮像素子により取り込まれた第３の画像を取得することと、第３の撮像素子により取り込まれた第４の画像を取得することと、第３の画像及び第４の画像を処理して、第２の物体に対応する第２の深度情報を生成することとを、実行するようにさらに構成され得る。任意で、近似距離は第２の近似距離よりも長くあり得、第１の基線距離は第２の基線距離より長くあり得る。任意で、第１の撮像素子と第２の撮像素子との間の第１の基線距離の第１のアラインメントは、第１の撮像素子と第４の撮像素子との間の第２の基線距離の第２のアラインメントと、異なり得る。任意で、撮像素子選択コントローラは少なくとも、複数の撮像素子のうちの第３の撮像素子を選択することであって、選択は、第１の撮像素子、第２の撮像素子、及び第３の撮像素子の共通視野に少なくとも部分的に基づき、さらに物体の位置に少なくとも部分的に基づき得る、複数の撮像素子のうちの第３の撮像素子を選択することと、第３の撮像素子により取り込まれた第３の画像を取得することと、第３の画像を第１の画像及び第２の画像と共に処理して、物体に対応する第２の深度情報を生成することとを、実行するようにさらに構成され得る。任意で、物体の位置は、第１の撮像素子、第２の撮像素子、及び第３の撮像素子の共通視野内に存在し得る。任意で、複数の撮像素子のそれぞれの視野の少なくとも一部は重複する。任意で、画像は、複数の撮像素子のそれぞれにより定期的に生成され得、撮像素子選択コントローラは、第１の撮像素子がステレオペアの撮像素子として選択されたことに応じて、飛行機のデータストアから第１の画像を取得し得る。
【００８４】
本明細書で開示される実施態様は、物体を監視することと、航空機からある距離内に存在する物体を検出することと、物体と航空機との間の近似距離を特定することと、航空機の複数の撮像素子から第１の撮像素子及び第２の撮像素子を選択して撮像素子のペアを形成することであって、撮像素子のペアは、第１の撮像素子と第２の撮像素子との間の基線距離に少なくとも部分的に基づいて、さらに近似距離に少なくとも部分的に基づいて選択され得る、第１の撮像素子及び第２の撮像素子を選択して撮像素子のペアを形成することと、第１の撮像素子からの第１の画像、及び第２の撮像素子からの第２の画像を受信することと、第１の画像及び第２の画像を処理して深度情報を生成することであって、深度情報は物体に対応する深度情報を含む、第１の画像及び第２の画像を処理して深度情報を生成することの、以上のうちの１つ以上を含む方法を含み得る。
【００８５】
任意で、方法は、物体と航空機との間の第２の近似距離を特定することと、航空機の複数の撮像素子から第３の撮像素子及び第４の撮像素子を選択して撮像素子のペアを形成することであって、撮像素子のペアは、第３の撮像素子と第４の撮像素子との間の第２の基線距離に少なくとも部分的に基づいて、さらに第２の近似距離に少なくとも部分的に基づいて選択され得る、第３の撮像素子及び第４の撮像素子を選択して撮像素子のペアを形成することと、第３の撮像素子からの第３の画像、及び第４の撮像素子からの第４の画像を受信することと、第３の画像及び第４の画像を処理して第２の深度情報を生成することであって、第２の深度情報は物体に対応する第２の深度情報を含む、第３の画像及び第４の画像を処理して第２の深度情報を生成することとを、さらに含み得る。任意で、近似距離は第２の近似距離よりも長くあり得、基線距離は第２の基線距離より長くあり得る。方法は、物体と航空機との間の第３の近似距離を特定することと、航空機の複数の撮像素子から第１の撮像素子及び第３の撮像素子を選択して撮像素子のペアを形成することであって、撮像素子のペアは、第１の撮像素子と第３の撮像素子との間の第３の基線距離に少なくとも部分的に基づいて、さらに第３の近似距離に少なくとも部分的に基づいて選択され得る、第１の撮像素子及び第３の撮像素子を選択して撮像素子のペアを形成することと、第１の撮像素子からの第５の画像、及び第３の撮像素子からの第６の画像を受信することと、第５の画像及び第６の画像を処理して第３の深度情報を生成することであって、第３の深度情報は物体に対応する第３の深度情報を含む、第５の画像及び第６の画像を処理して第３の深度情報を生成することとを、さらに含み得る。任意で、第２の近似距離は第３の近似距離よりも長くあり得、第２の基線距離は第３の基線距離より長くあり得る。任意で、基線距離は第２の基線距離と異なり得、基線距離は第３の基線距離と異なり得、第２の基線距離は第３の基線距離と異なり得る。
【００８６】
本発明の内容は、構造的特徴及び／または方法論的動作に特有の言語で説明されたが、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の内容は、説明される具体的な特徴または動作に必ずしも限定されないことが理解されよう。むしろ、具体的な特徴及び動作は、特許請求の範囲を実施する例示的な形態として開示される。
【図１】
2019517091.tif 000004
【図２Ａ】
2019517091.tif 000005
【図２Ｂ】
2019517091.tif 000006
【図３】
2019517091.tif 000007
【図４】
2019517091.tif 000008
【図５】
2019517091.tif 000009
【図６】
2019517091.tif 000010
【国際調査報告】
2019517091.tif 000011
2019517091.tif 000012
2019517091.tif 000013