(57)【要約】  本発明は、ＵＡＶの機能を無線制御するソフトウェアを実行するための制御プロセッサを含むシステムオンチップ（ＳｏＣ）回路を収容するためのハウジングと、第１スクリーンと、第２スクリーンとを備える、ＵＡＶの地上局に関する。ここでは、一方または両方のスクリーンが、ＳｏＣ制御プロセッサにより直接制御される。ハウジングは、制御プロセッサを収容するための第１ハウジング部材と、当該第１ハウジング部材に重なる第１の閉鎖位置と第２の開放位置との間で当該第１ハウジング部材に対して移動可能な第２ハウジング部材とを有するクラムシェル型ハウジングを備えてよい。これは、第２ハウジング部材が開放位置にあるときにユーザから両方のスクリーンが見えるように、第１ハウジング部材に第１スクリーンが装着され、第２ハウジング部材に第２スクリーンが装着される構成である。
2019533921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機（ＵＡＶ）の地上局であって、
ＵＡＶの機能を無線制御するソフトウェアを実行するための制御プロセッサを含むシステムオンチップ（ＳｏＣ）回路を収容するためのハウジングと、
第１スクリーンと、
第２スクリーンと
を備え、一方または両方のスクリーンが、前記制御プロセッサにより直接制御される、地上局。
【請求項２】
両方のスクリーンが、非無線接続で前記制御プロセッサにより直接制御され、前記非無線接続は、前記制御プロセッサと前記第１スクリーンおよび前記第２スクリーンの各々との間の有線接続であることが好ましい、請求項１に記載の地上局。
【請求項３】
前記第２スクリーンのサイズが、前記第１スクリーンのサイズよりも大きい、請求項１または請求項２に記載の地上局。
【請求項４】
前記地上局は、前記ＵＡＶ上のカメラから画像信号を無線受信するように構成され、前記ＳｏＣ回路は、受信された前記画像信号を処理することによって、受信された前記画像信号から取得される少なくとも一人称視点（ＦＰＶ）画像を前記第２スクリーンに表示するように構成される、請求項１から３の何れか一項に記載の地上局。
【請求項５】
前記第２スクリーンのアスペクト比が、前記ＵＡＶ上のカメラから無線受信された画像信号から処理される一人称視点（ＦＰＶ）画像のアスペクト比と同じであるか、または、密接な関係がある、請求項１から４の何れか一項に記載の地上局。
【請求項６】
前記第２スクリーンは、通常の視線方向に対して横向きに配置され、および／または、前記第１スクリーンは、通常の視線方向に対して縦向きに配置される、請求項１から５の何れか一項に記載の地上局。
【請求項７】
前記第１スクリーンの中心軸が、前記第２スクリーンの中心軸と位置合わせされ、および／または、前記第２スクリーンは、前記第１スクリーンの上方に配置される、請求項１から６の何れか一項に記載の地上局。
【請求項８】
前記第１スクリーンは、マップ、ユーザ制御アイコン、マルチコプタ設定およびマルチコプタセンサ測定値のうちの何れか１つ、または、これらの任意の組み合わせを表示するように構成される、請求項１から７の何れか一項に記載の地上局。
【請求項９】
前記第１スクリーンに表示される前記マップは、前記地上局の前方に示される、所定のサイズ、好ましくは可変サイズの領域のマップを含む、請求項８に記載の地上局。
【請求項１０】
前記地上局は、前記ＵＡＶ上のカメラから高解像度（ＨＤ）映像を受信し、かつ、前記ＳｏＣ回路において前記ＨＤ映像をモバイルインダストリプロセッサインタフェース（ＭＩＰＩ）フォーマットに変換して、１つまたは複数のハードウェア接続で前記第１スクリーンおよび前記第２スクリーンのうちの一方または両方に出力するように構成される、請求項１から９の何れか一項に記載の地上局。
【請求項１１】
前記ＳｏＣ回路は、前記地上局および／または前記ＵＡＶの制御機能および／または他の機能を実装するオペレーティングシステム（ＯＳ）ソフトウェアを実行するように構成され、前記ＯＳソフトウェアは、Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ＯＳソフトウェアを含むことが好ましい、請求項１から１０の何れか一項に記載の地上局。
【請求項１２】
前記ＳｏＣ回路で実行される前記Ａｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ＯＳソフトウェアは、ＵＡＶ制御ソフトウェアに加えて、モバイルデバイス・ソフトウェアアプリケーションを実装するように構成される、請求項１１に記載の地上局。
【請求項１３】
前記ハウジングは、前記制御プロセッサを収容するための第１ハウジング部材と、前記第１ハウジング部材に重なる第１の閉鎖位置と第２の開放位置との間で前記第１ハウジング部材に対して移動可能な第２ハウジング部材とを含むクラムシェル型ハウジングを有し、前記第２ハウジング部材が開放位置または開放位置の近くにあるときにユーザから両方のスクリーンが見えるように、前記第１ハウジング部材に前記第１スクリーンが装着され、前記第２ハウジング部材に前記第２スクリーンが装着される構成である、請求項１から１２の何れか一項に記載の地上局。
【請求項１４】
前記第２ハウジング部材は、前記第２ハウジング部材が開放位置にあるとき、前記第１ハウジング部材に対して１１０度から１７０度の範囲の角度をなすか、または、前記第２ハウジング部材が開放位置にあるとき、前記第１ハウジング部材に対して１２５度から１４５度の範囲の角度をなすか、または、前記第２ハウジング部材が開放位置にあるとき、前記第１ハウジング部材に対して１３０度から１４０度の角度をなすか、または、前記第２ハウジング部材が開放位置にあるとき、前記第１ハウジング部材に対して１３５度の角度をなす、請求項１３に記載の地上局。
【請求項１５】
前記第２ハウジング部材の内部には、１つまたは複数の地上局無線アンテナが装着される、請求項１３または請求項１４に記載の地上局。
【請求項１６】
ＵＡＶの地上局であって、
制御プロセッサを収容するための第１ハウジング部材と、前記第１ハウジング部材に重なる第１の閉鎖位置と第２の開放位置との間で前記第１ハウジング部材に対して移動可能な第２ハウジング部材とを有するクラムシェル型ハウジングを備え、前記第２ハウジング部材が開放位置にあるときにユーザから両方のスクリーンが見えるように、前記第１ハウジング部材に第１スクリーンが装着され、前記第２ハウジング部材に第２スクリーンが装着される構成であり、両方のスクリーンが、前記制御プロセッサにより直接制御される、地上局。
【請求項１７】
前記制御プロセッサは、システムオンチップ（ＳｏＣ）回路に提供され、前記第１スクリーンおよび前記第２スクリーンはそれぞれ、非無線接続で前記制御プロセッサに接続され、前記非無線接続は、有線接続であることが好ましい、請求項１６に記載の地上局。
【請求項１８】
ＵＡＶのカメラから高解像度（ＨＤ）画像信号を無線受信するように構成されている無線周波用受信機と、
受信された前記ＨＤ画像信号をＭＩＰＩ信号に変換するための画像信号処理モジュールと、
非無線接続で第１地上局スクリーンおよび第２地上局スクリーンのうちの一方または両方に前記ＭＩＰＩ信号を出力するためのプロセッサと
を備える、ＵＡＶの地上局。
【請求項１９】
前記非無線接続は、ハードウェア接続である、請求項１８に記載の地上局。
【請求項２０】
前記画像信号処理モジュールおよび前記プロセッサはどちらも、システムオンチップ（ＳｏＣ）回路に提供される、請求項１８または請求項１９に記載の地上局。
【請求項２１】
スプリッタモジュールを備え、前記スプリッタモジュールは、受信された前記ＨＤ画像信号を、前記スプリッタモジュールから前記画像信号処理モジュールに出力される第１ＨＤ画像信号、および、前記スプリッタモジュールからＨＤユーザ出力コネクタに出力される第２ＨＤ画像信号に分割する、請求項１８または１９に記載の地上局。
【請求項２２】
前記スプリッタモジュールは、前記ＳｏＣ回路にも提供される、請求項２０に従属する場合の請求項２１に記載の地上局。
【請求項２３】
前記ＵＡＶの前記カメラから無線受信される前記ＨＤ画像信号は、前記地上局の一人称視点（ＦＰＶ）画像モジュールによりまず受信される、請求項１８から２２の何れか一項に記載の地上局。
【請求項２４】
前記ＨＤ画像信号は、高解像度マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））信号である、請求項１８から２３の何れか一項に記載の地上局。
【請求項２５】
ＵＡＶと、
請求項１から２４の何れか一項に記載の地上局と
を備えるＵＡＶシステム。
【請求項２６】
ＵＡＶの機能を無線制御するソフトウェアを実行するための制御プロセッサと、
第１スクリーンおよび第２スクリーンに信号を出力するための１つまたは複数の出力と
を備えるシステムオンチップ（ＳｏＣ）回路であって、
一方または両方のスクリーンが、前記制御プロセッサにより直接制御される、ＳｏＣ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型ＵＡＶ、例えば、以下に限定されるわけではないが、ドローンまたはマルチコプタの操作を無線制御するための地上局に関する。
【背景技術】
【０００２】
「ドローン」と呼ばれることが多いマルチロータまたはマルチコプタは、普通は２つより多くのロータを備えた回転翼機である。マルチコプタ航空機の利点は、飛行制御に必要とされるロータ機構がより単純なことである。飛行の安定性および制御を目的としたブレードの回転に伴ってピッチが変化する複雑な可変ピッチロータを使用するシングルロータヘリコプタおよびダブルロータヘリコプタとは違って、マルチコプタは通常、固定ピッチブレードを使用している。故に、各ロータの相対速度を変えて各ロータにより生成される推力およびトルクを変えることにより、車両運動の制御が達成される。
【０００３】
従来から利用可能なマルチコプタなどといったＵＡＶは通常、無線のリンクまたは接続を介してマルチコプタを遠隔制御する、一般に「地上局」と呼ばれるハンドヘルドデバイスを使用している。地上局およびマルチコプタの各々に、飛行制御信号およびテレメトリ信号などを含む、無線信号を送信および受信するのに適した無線トランシーバが設けられている。従来から利用可能な係るマルチコプタのうちの多くが、マルチコプタ上のカメラから受信され、かつ、地上局と関連付けられるスクリーンを介して見られる、一人称視点（ＦＰＶ）画像を使って飛行中に制御される。使用されるスクリーンが地上局の不可欠な構成要素を備えず、地上局により提供されるブラケットに装着されている、スマートフォン、ファブレットまたはタブレットコンピュータなどの汎用電子デバイスを備えることは普通である。地上局とそれに装着されている汎用電子デバイスとの間の通信は、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）無線接続などの近距離無線接続を介して行われるのが通常であるが、ＷｉＦｉ（登録商標）無線接続を介して行われるのがより普通である。とはいえ、汎用電子デバイスがｉＰｈｏｎｅ（登録商標）またはｉＰａｄ（登録商標）などのＡｐｐｌｅ（登録商標）社製品である場合は、Ａｐｐｌｅ（登録商標）社により提供されるＬｉｇｈｔｎｉｎｇ（登録商標）コネクタなどの物理ケーブルが使用されてよい。
【０００４】
マルチコプタ地上局の典型的セットアップで、マルチコプタカメラにより撮影されたライブ映像シーンが、マルチコプタから地上局へ無線伝送される。地上局では、受信された映像信号を処理し、近距離無線接続または専有物理ケーブル接続で、地上局のＦＰＶスクリーンとして機能する汎用電子デバイスに再伝送しなければならない。この構成ではまた、地上局スクリーンとして使用する前に汎用電子デバイスに最適なソフトウェアをダウンロードして、汎用電子デバイスがＦＰＶスクリーンとして機能できるようにする必要がある。
【０００５】
汎用電子デバイスをＵＡＶ地上局のＦＰＶスクリーンとして使用すると、複数の問題が生じる。典型的構成で生じる係る問題のうちの１つは、映像信号処理における望ましくないレイテンシが比較的高いことである。これは、複数の理由、特に、地上局で処理される、受信されたデジタル映像信号を地上局から汎用電子デバイスに無線で再伝送しなければならないこと、または、地上局と汎用電子デバイスとの間で接続される専有物理ケーブルで再伝送されるように再フォーマットしなければならないことから起きる。更には、汎用電子デバイスがＵＡＶ地上局のＦＰＶスクリーンとして機能するように最適化されていないことによって、ユーザがＦＰＶ画像の中に見るものと、ＵＡＶのカメラが見ているものとの間のレイテンシレベルが上昇することもある。レイテンシの量が増えるほど、ＵＡＶの制御が難しくなり、ＵＡＶの飛行制御および画像収集のユーザ体験が低下する。
【０００６】
上記のような典型的構成で生じる別の問題は、汎用電子デバイスが地上局のブラケットから取り外されるのが珍しくないことである。汎用電子デバイスがブラケットから取り外されると、ユーザがＵＡＶの飛行制御を実行する邪魔になるだけではなく、視界からＦＰＶ画像がなくなることで飛行制御が危殆化し得る。ＵＡＶが建物のような障害物の近くまたは木の上空などを飛ぶように制御されている場合、これは重大な問題になり得る。
【０００７】
典型的構成における更なる問題は、多くの汎用電子デバイスがＨＤＭＩ（登録商標）画像などの高解像度（ＨＤ）映像を出力できるようになっているが、これらの汎用電子デバイスには、デジタルＨＤ映像を受信するための入力が全く設けられてないことが多いことである。故に、デジタルＨＤ映像がＵＡＶから汎用電子デバイスに伝達されるルートは、信号レイテンシの観点から見て、最適化されていないものである。
【０００８】
また、典型的構成において、汎用電子デバイスは、マップの提供など、地上局の他の機能を幾つか提供する必要がある。マップの提供において、汎用モバイルデバイスは、マップアプリケーションを実行し、近距離無線接続または専有ケーブルで地上局とマップ信号およびマップデータを交換する必要がある。ここでもやはり、システム信号の伝送に望ましくないレイテンシが伴う。
【０００９】
故に、上記のようなＵＡＶ地上局の典型的構成において、データ転送路、信号変換過程、無線通信経路、アプリケーション処理、処理された画像データを地上局と関連付けられる汎用電子デバイスのスクリーンに表示することは、ＵＡＶ操作におけるユーザ体験の質を低下させる高いシステムレイテンシにつながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、無人航空機（ＵＡＶ）、例えば、幾つかの固定翼ＵＡＶを含む、ドローン、マルチコプタまたは他のタイプの小型ＵＡＶの地上局を改良することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、ユーザ体験を向上させるための、マルチコプタなどのＵＡＶの地上局を提供することにある。
【００１２】
本発明の更なる目的は、既知のＵＡＶ地上局と関連付けられる１つまたは複数の問題をある程度まで軽減または回避すること、または、少なくとも有用な代替手段を提供することにある。
【００１３】
上記の目的は、独立請求項の特徴の組み合わせにより達成され、従属請求項は、本発明の更なる有利な実施形態を開示する。
【００１４】
当業者であれば、以下の説明から本発明の他の目的を導き出すであろう。従って、上述の目的の記述は、包括的なものではなく、本発明の多くの目的のうちの幾つかを示す役割を果たすに過ぎない。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
第１の主な態様において、本発明は、ＵＡＶの機能を無線制御するソフトウェアを実行するための制御プロセッサを含むシステムオンチップ（ＳｏＣ）回路を収容するためのハウジングと、第１スクリーンと、第２スクリーンとを備える、ＵＡＶ、例えば、ドローンまたはマルチコプタの地上局を提供する。ここでは、一方または両方のスクリーンが、ＳｏＣ制御プロセッサにより直接制御される。
【００１６】
第２の主な態様において、本発明は、制御プロセッサを収容するための第１ハウジング部材と、当該第１ハウジング部材に重なる第１の閉鎖位置と第２の開放位置との間で当該第１ハウジング部材に対して移動可能な第２ハウジング部材とを有するクラムシェル型ハウジングを備えたＵＡＶ地上局を提供する。これは、第２ハウジング部材が開放位置にあるときにユーザから両方のスクリーンが見えるように、第１ハウジング部材に第１スクリーンが装着され、第２ハウジング部材に第２スクリーンが装着される構成であり、両方のスクリーンが制御プロセッサにより直接制御される。第３の主な態様において、本発明は、デジタルフォーマットで出力された高解像度（ＨＤ）画像信号をＵＡＶのカメラから無線受信するように構成されている無線周波モジュールと、受信された当該デジタルフォーマットのＨＤ画像信号をＭＩＰＩ信号に変換するための画像信号処理モジュールと、第１地上局スクリーンおよび第２地上局スクリーンのうちの一方または両方に当該ＭＩＰＩ信号を非無線接続で出力するためのプロセッサとを備えるＵＡＶ地上局を提供する。
【００１７】
第４の主な態様において、本発明は、ＵＡＶと、本発明の前述の態様のうちの何れか１つに係る地上局とを備えるＵＡＶシステムを提供する。
【００１８】
本発明の第５の主な態様では、プロセッサにより実行されるとＵＡＶの地上局に本発明に従って動作させるプログラム命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。
【００１９】
本発明の第６の主な態様では、ＵＡＶ、例えば、マルチコプタの機能を無線制御するソフトウェアを実行するための制御プロセッサを含むシステムオンチップ（ＳｏＣ）回路が提供される。当該システムオンチップ（ＳｏＣ）回路は、第１スクリーンおよび第２スクリーンに信号を出力するための１つまたは複数の出力を有する。ここでは、一方または両方のスクリーンがＳｏＣ制御プロセッサにより直接制御される。
【００２０】
本発明の概要は、必ずしも本発明を定義するのに不可欠な特徴を全て開示しているわけではなく、本発明は、開示されている特徴の部分的組み合わせに属するかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
以下の好ましい実施形態の説明からは、本発明の上述の特徴および更なる特徴が明らかになるであろう。これらの好ましい実施形態は、添付図との関連で単なる例として提供される。
【００２２】
【図１】本発明に係る地上局のある実施形態の斜視図である。ここでは、第２ハウジング部材が第１の主なハウジング部材に対して開放位置に見えている。
【００２３】
【図２】図１の地上局の前部である。
【００２４】
【図３】図１の地上局の側面図である。
【００２５】
【図４】図１の地上局の上面図である。
【００２６】
【図５】第１スクリーンおよび第２スクリーンの好ましい使用を示した、図１の地上局の別の斜視図である。
【００２７】
【図６】システムをめぐるＦＰＶビデオ信号の経路を示した、図１の地上局のシステムオンチップ（ＳｏＣ）回路のブロック図の一部である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下の説明は、好ましい実施形態を単なる例として説明したものであり、本発明を実行に移すのに必要な特徴の組み合わせに限定しているわけではない。
【００２９】
本明細書では、「１つの実施形態（ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」または「ある実施形態（ａｎ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」に言及することによって、その実施形態との関連で説明する特定の特徴、構造または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれていることを意味する。本明細書の様々な箇所に現れる「１つの実施形態において（ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」という言い回しは、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけでも、他の実施形態と相互排他的な別個の実施形態または代替実施形態であるわけでもない。更には、幾つかの実施形態では示されるが、他の実施形態では示されないこともある、様々な特徴について説明する。同様に、幾つかの実施形態にとっては要件であるが、他の実施形態にとっては要件でないこともある、様々な要件について説明する。
【００３０】
図面を参照しながら、マルチコプタの地上局１０の実施形態を提供する。以下の説明では、無人航空機（ＵＡＶ）、特に、重量が約４０ｋｇまでの小型ＵＡＶの例として、マルチコプタの実施形態を説明するが、これによって重量サイズが限定されるわけではない。地上局１０は、ハウジング２０を備える。好ましい実施形態において、ハウジング２０は２つの部分にあってよく、第１ハウジング部材２０Ａおよび第２ハウジング部材２０Ｂを有するクラムシェル型ハウジングを備えてよい。図面から分かるように、第２ハウジング部材２０Ｂは、第１ハウジング部材２０Ａに重なる第１の閉鎖位置と第２の開放位置との間で当該第１ハウジング部材２０Ａに対して移動可能であることが好ましい。
【００３１】
第２ハウジング部材２０Ｂは、当該第１ハウジング部材２０Ａに枢動可能に装着されることが好ましい。図面に示されている開放位置は全開位置であるが、第２ハウジング部材２０Ｂは、ユーザの必要に応じて、閉鎖位置と開放位置との間の任意の位置まで開けられてよい。第１ハウジング部材２０Ａと第２ハウジング部材２０Ｂとの間のピボット連結３０がこれらのハウジング部材間に十分な摩擦を提供することで、第２ハウジング部材２０Ｂは、閉鎖位置と開放位置との間の任意の位置まで開けられたときにその位置を保つことができる。とはいえ、閉鎖位置と開放位置との間の任意の位置まで第２ハウジング部材２０Ｂを開けるのに適した任意のメカニズムが利用されてよいことが解るであろう。
【００３２】
地上局１０は、第１ハウジング部材２０Ａに装着される第１スクリーン４０と、第２ハウジング部材２０Ｂに装着される第２スクリーン５０とを含むことが好ましい。これは、第２ハウジング部材２０Ｂが少なくとも全開位置または全開位置の近くにあるとき、ユーザから両方のスクリーン４０、５０が見えるような構成である。
【００３３】
図面に示されている好ましい実施形態からは、第２スクリーン５０のサイズが第１スクリーン４０のサイズよりも大きいことが好ましいと分かる。第１スクリーン４０が第２スクリーン５０よりも高いスクリーン解像度を有することも好ましい。第２スクリーン５０が通常の視線方向に対して横向きに配置されること、および、第１スクリーン４０が好ましくは通常の視線方向に対して縦向きに配置されることも好ましい。
【００３４】
図４から分かるように、第１スクリーン４０の中心軸Ｙ−Ｙは、第２スクリーン５０の中心軸Ｘ−Ｘと位置合わせされることが好ましく、第２スクリーン５０は、通常の視線方向から見て、図示の通り第１スクリーン４０の上方に配置されることが好ましい。
【００３５】
図５からよりはっきりと分かるように、使用中に、第２スクリーン５０がマルチコプタ上のカメラから受信された映像を表示するように制御されること、および、好ましくはこれがユーザによるマルチコプタの飛行制御を支援するＦＰＶ映像６０を含むことが好ましい。通常の視線方向に対して第１スクリーン４０の上方に第２スクリーン５０を設置すると、飛行中のマルチコプタを直接見ることから第２スクリーン５０上のＦＰＶ画像６０を見ることに切り替えるとき、地上局１０のユーザが頭を上方または下方に傾けなければならない量が減るという利点が少なくともある。更に、第２スクリーン５０を通常の視線方向に対して横向きに配置すると、ワイドアスペクト比のＦＰＶ画像６０を用いて飛行制御を実行するユーザ能力が高まる。しかしながら、第１スクリーン４０および第２スクリーン５０の機能は可逆的であることが解るであろう。
【００３６】
これも図５からよりはっきりと分かるように、飛行中のマルチコプタの位置を特定する地上局１０の周辺領域または少なくとも前方領域の少なくともマップビュー７０、および、マップビュー７０内の地理的特徴を表示するために、第１スクリーン４０を使用することが好ましい。幾つかの実施形態では、マルチコプタが見えない、または、ほとんど見えないとき、すなわち、マルチコプタがユーザから例えば、約２００ｍから３００ｍ以上ほど離れた、視覚的に識別困難な距離にあるときに、第１スクリーン４０で提供されるマップビュー７０によって、ユーザがマルチコプタの飛行を制御することができる。マップビューの倍率は、ユーザにより異なってよい。第１スクリーン４０は、マップビューの倍率を制御するユーザ入力および他のユーザ入力を受信するためのタッチセンシティブスクリーンとして設けられてよい。
【００３７】
第１スクリーン４０を縦向きに配置する少なくとも１つの利点は、地上局１０の前方向におけるマップビュー７０の範囲または規模が増えることにある。通常、地上局を用いてマルチコプタの飛行を制御するユーザは、地上局を飛行中のマルチコプタの一般的方向に向けがちであり、係る方向を向きがちでもある。第１スクリーン４０に示されるマップビュー７０は、固定されたマップビューでないことが好ましいが、検出された地上局１０の向きに応じて向きを調整するように配置される。故に、第１スクリーン４０を縦向きに配置すると、地上局１０の操作におけるユーザの典型的行動または予想される行動に基づいて、当該スクリーン４０が、マルチコプタの飛行方向Ｆに直交する方向Ｚよりも、当該飛行方向Ｆと概して一致する方向において、より広い範囲のマップビュー７０を示すことから、予想外の利益がある。飛行方向Ｆに言及することで、マルチコプタの絶対的な地理的飛行方向を指しているではないが、ユーザが地上局１０を概して飛行中のマルチコプタの方向を向いた状態に保っている時点での、地上局１０に対する飛行方向を指していることが解るであろう。
【００３８】
マップビュー７０に加えて、第１スクリーン４０は、ユーザ制御アイコン、マルチコプタ設定、およびマルチコプタセンサ測定値のうちの何れかを表示するように構成されてよい。これらの更なる表示特徴は、マップビュー７０上のオーバーレイまたは第１スクリーン４０の別個の部分に表示されてよい。
【００３９】
第２スクリーン５０は、ユーザのタッチ入力を受信するように構成されているタッチセンシティブスクリーンとして設けられてもよい。第２スクリーン５０は、ユーザ制御アイコン、マルチコプタ設定、マルチコプタセンサ測定値、および、第１スクリーン４０に示されているよりも任意選択的に高い異なる倍率のマップビューうちの何れかを表示するように構成されてよい。第２スクリーン５０は、ソフトボタン、インジケータ、グラフィックスおよびテキストのうちの何れかを表示するように構成されてよい。任意選択的な代替倍率のマップビューは、マップビュー７０の、第１スクリーン４０に示される部分を含んでよい。これらの更なる表示特徴は、ＦＰＶ画像ビュー６０上のオーバーレイ、または、第２スクリーン５０の別個の部分に表示されてよい。
【００４０】
１つの実施形態では、第２スクリーン５０の画面がある方の平面が、第２ハウジング部材２０Ｂが第１ハウジング部材２０Ａに対して全開位置にあるとき、第１スクリーン４０の画面がある方の平面に対して１１０度から１７０度の範囲の角度をなす。別の実施形態において、当該角度は１２５度から１４５度の範囲、または、１３０度から１４０度の範囲にある。しかしながら、当該角度は約１３５度であることが好ましい。なぜなら、この角度は、第１スクリーン４０または第２スクリーン５０を見ることと、飛行中のマルチコプタを見ることとを切り替えるときに、地上局１０のユーザに最良の人間工学的体験を提供するものとみなされるからである。
【００４１】
ある好ましい実施形態において、第１スクリーン４０の対角寸法サイズは約１２．５ｃｍである。第１スクリーン４０を縦向きに配置する更なる利点の１つは、これによって、地上局の幅を減らしながらも、第１ハウジング部材２０Ａに比較的大きなスクリーンを提供できること、および、第１スクリーン４０の両側に制御ジョイスティック１００Ａ、１００Ｂのためのスペースを提供できることにある。
【００４２】
制御ジョイスティック１００Ａ、１００Ｂは、第２ハウジング部材２０Ｂが閉鎖位置にあるときにジョイスティック１００Ａ、１００Ｂの最上部が、地上局の閉鎖を妨げることなく、更には比較的コンパクトなプロファイルを維持するように、第１ハウジング部材２０Ａの凹部に置かれる。
【００４３】
ある好ましい実施形態において、第２スクリーンの対角寸法サイズは約１７．５ｃｍである。
【００４４】
ある好ましい実施形態では、第２スクリーン５０のアスペクト比が、マルチコプタ上のカメラから無線受信された画像信号から処理される一人称視点（ＦＰＶ）画像ビュー６０のアスペクト比と同じであるか、または、密接な関係がある。
【００４５】
地上局１０は、第２ハウジング部材２０Ｂ内の１つまたは複数の適切な位置に取り付けられる、マルチコプタとの無線通信を実行するための１つまたは複数のアンテナ８０を備える。図２の破線で示されているように、１つまたは複数のアンテナ８０は、それらがハウジング部材２０Ｂまたは地上局１０から突出しないように、すなわち、地上局１０が外部アンテナを有さないように、第２ハウジング部材２０Ｂ内に装着されることが好ましい。１つまたは複数のアンテナ８０は、スクリーンに対して概して垂直の向きに、第２スクリーン５０の隣および／または上方に位置決めされてよい。１つまたは複数のアンテナ８０を第２ハウジング部材２０Ｂに位置決めする少なくとも１つの利点は、これによって、ユーザが、１つまたは複数のアンテナ８０の位置合わせを誤る、例えば、使用中の地上局１０を、１つまたは複数のアンテナ８０が地面と水平になるような向きに保つ可能性が減ることにある。
【００４６】
第１ハウジング部材２０Ａは、図６に示されているように、非無線接続で第１スクリーン４０および第２スクリーン５０の両方を直接制御するように構成されている制御プロセッサ１１０を収容すべく配置されることが好ましい。この非無線接続は、１つまたは複数の有線接続１２０を備えることが好ましい。制御プロセッサ１１０は、システムオンチップ（ＳｏＣ）回路１３０に提供されることが好ましい。システムオンチップ（ＳｏＣ）回路１３０は、ＳｏＣ集積回路を備えてよく、かつ、他のプロセッサ、入力ポートおよび出力ポートを含んでもよいし、他のプロセッサ、入力ポートおよび出力ポートと関連付けられてもよい。第１スクリーン４０および第２スクリーン５０はそれぞれ、１つまたは複数の有線接続１２０で当該ＳｏＣ回路１３０上の当該制御プロセッサ１１０に接続される。
【００４７】
システムオンチップ（ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  ａ  ｃｈｉｐ）またはシステムオンチップ（ｓｙｓｔｅｍ  ｏｎ  ｃｈｉｐ、ＳｏＣ）は通常、コンピュータまたは他の電子システムの全ての構成要素を単一のチップ基板に統合した集積回路（ＩＣ）である。それは、デジタル信号、アナログ信号、混合信号、および無線周波機能を全て単一のチップ基板に含んでよい。それは、集積回路または集積回路のＰＣＢに更なるプロセッサおよび入力／出力ポートを含んでもよい。
【００４８】
地上局１０は、マルチコプタ上のカメラからデジタル画像信号を無線受信するように構成され、ＳｏＣ回路１３０は、受信された当該画像信号を処理することによって、当該第２スクリーン５０に少なくともＦＰＶビュー６０を表示するように構成される。地上局１０は、カメラから高解像度（ＨＤ）デジタル映像を受信し、かつ、ＳｏＣ回路１３０内の当該ＨＤ映像をモバイルインダストリプロセッサインタフェース（ＭＩＰＩ）フォーマットに変換して、第１スクリーン４０および第２スクリーン５０のうちの一方または両方に出力するように構成される。
【００４９】
ＳｏＣ回路１３０は、地上局１０および／またはマルチコプタの制御機能および他の機能を実装するオペレーティングシステム（ＯＳ）ソフトウェアを実行するように構成されることが好ましい。ここで、ＯＳはＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ＯＳを備えることが好ましい。また、ＳｏＣ回路１３０で実行されるＡｎｄｒｏｉｄ（登録商標）ＯＳソフトウェアは、地上局およびマルチコプタの制御命令に加えて、汎用モバイルデバイス・ソフトウェアアプリケーションを実装するように構成されることが好ましい。
【００５０】
より具体的には、図６に示されているように、地上局１０は、マルチコプタカメラから高解像度（ＨＤ）画像信号を無線受信するように構成されている無線周波用受信機またはトランシーバ１４０と、受信された当該ＨＤ画像信号をＭＩＰＩ信号に変換するための画像信号処理モジュール１５０とを備える。制御プロセッサ１１０は、当該有線接続１２０で第１スクリーン４０および第２スクリーン５０のうちの一方または両方に当該ＭＩＰＩ信号を出力するように構成される。画像信号処理モジュール１５０およびプロセッサ１１０はどちらも、ＳｏＣ１３０に設けられることが好ましいが、ＳｏＣ回路基板／ＰＣＢに共存してよい。
【００５１】
地上局１０は、スプリッタモジュール１６０を備えてよく、スプリッタモジュール１６０は、受信された当該ＨＤ画像信号を、スプリッタモジュール１６０から画像信号処理モジュール１５０に出力される第１ＨＤ画像信号、および、スプリッタモジュール１６０からＨＤユーザ出力コネクタ１７０に出力される第２ＨＤ画像信号に分割する。スプリッタモジュール１６０は、ＳｏＣ１３０に設けられることが好ましいが、ＳｏＣ回路基板／ＰＣＢに共存してよい。無線周波用受信機またはトランシーバ１４０は、一人称視点（ＦＰＶ）画像モジュールを備えてよい。デジタルビデオ・ダウンリンクモジュール（画像モジュール）の受信機部分は、レイテンシが少ないビデオストリーミング機能を提供する。ＨＤ画像信号は、高解像度マルチメディアインタフェース（ＨＤＭＩ（登録商標））信号であることが好ましい。
【００５２】
一般に、本発明は、マルチコプタの機能を無線制御するソフトウェアを実行するための、制御プロセッサを含むシステムオンチップ（ＳｏＣ）集積回路、並びに、更なるプロセッサおよび入力／出力ポートを有する関連ＰＣＢを収容するためのハウジングと、第１スクリーンと、第２スクリーンとを備えるマルチコプタ地上局に関する。ここでは、一方または両方のスクリーンが、ＳｏＣ制御プロセッサおよび関連回路により直接制御される。ハウジングは、制御プロセッサを収容するための第１ハウジング部材と、当該第１ハウジング部材に重なる第１の閉鎖位置と第２の開放位置との間で当該第１ハウジング部材に対して移動可能な第２ハウジング部材とを有するクラムシェル型ハウジングを備えてよい。これは、第２ハウジング部材が開放位置にあるときにユーザから両方のスクリーンが見えるように、第１ハウジング部材に第１スクリーンが装着され、第２ハウジング部材に第２スクリーンが装着される構成である。
【００５３】
本発明に係る地上局は、埋め込み式のＨＤビデオ処理機能を持つ、ＳｏＣ回路と、更なるプロセッサおよび入力／出力ポートを含む関連ＰＣＢとを有する地上局を提供する。第２スクリーンに表示される画像ビューは、完全にカスタマイズ可能である。なぜなら、受信されたＵＡＶ画像信号は、第２スクリーンに出力される前に、ＳｏＣ集積回路を含むＳｏＣ回路で処理されるからである。
【００５４】
更に、地上局は、ＨＤ出力コネクタを用いてＨＤ映像を外部デバイスに出力するためのスタンドアロンデバイスとして使用され得る。これによって、ＵＡＶからの映像をリアルタイムで外部デバイスにストリーミング配信するため、および、インターネットなどのネットワークを介して係る映像をリアルタイムで伝送するために、地上局を使用することができる。地上局は、オーディオエディタおよび他の機能として使用されてもよい。ここで、２つのスクリーンを設けることは、依然として更なる利点である。
【００５５】
本発明に係る地上局は、マルチコプタ（ドローン）カメラの視野を示すことに特化した１つのスクリーンまたはディスプレイを提供する一方で、別のスクリーンまたはディスプレイに、全てではないが、ほとんどの飛行情報を保持する。スクリーンが１つだけ提供される場合、多くの従来型地上局と同様に、ユーザは、例えば、ＦＰＶ画像ビューとマップビューとを切り替えるか、または、非常に雑然としたＦＰＶビューに耐える必要がある。
【００５６】
本発明に係る地上局は、レイテンシが少ないモジュールおよび回路を用いることにより、および更には、マルチコプタカメラ画像信号が処理されるべき、伝送されるべき、または、信号フォーマット間で変換されるべき回数を最小限にすることにより、従来のマルチコプタシステムで通常生じるレイテンシ遅延を克服または低減する。
【００５７】
本発明に係る地上局によって、ユーザは、特に高環境光条件においてより快適に見られるよう、第２スクリーンの傾きを容易に操作または調整することができる。地上局は、明るい光条件における可読性を上げるために高光出力スクリーンも使用する。地上局は、感知される条件および／またはユーザの好みに従ってスクリーンバックライトを自動調整する内蔵式光センサを含んでよい。
【００５８】
本発明に係る地上局、好ましくは、その第２ハウジング部材２０Ｂには、ユーザの画像を撮影する前方向きカメラが設けられてよい。
【００５９】
この説明は、本発明の原理を示している。故に、本明細書で明示的に説明または図示されているわけではないが、本発明の原理を具現化し、かつ、本発明の主旨および範囲に含まれている、様々な構成を、当業者であれば考案できることが解るであろう。
【００６０】
更に、本明細書において本発明の原理、態様および実施形態、ならびにこれらの具体的な例を記載した全ての記述は、これらの構造的等価物および機能的等価物の両方を包含するように意図されている。加えて、係る等価物は、現在知られている等価物と、将来開発される等価物、すなわち、構造に関わらず同じ機能を実行する、開発される任意の要素とを両方含むように意図されている。
【００６１】
図面および上述の説明には、本発明が詳しく示され、説明されているが、これは例示的なものとみなされるべきであり、特徴を限定するものとみなされるべきではない。ここには典型的な実施形態だけが図示および説明されており、これらはいかなる方式によっても本発明の範囲を限定するものではないことが理解されよう。本明細書で説明される特徴は何れも、任意の実施形態とともに使用されてよいことが理解され得る。例示的な実施形態は、互いに排除し合うものでも、本明細書に記載されていない他の実施形態を排除するものでもない。結果的に、本発明は、上記の例示的な実施形態のうちの１つまたは複数の組み合わせを含む実施形態も提供する。本明細書に記載の本発明に対する修正および変更が、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく行われ得る。従って、添付の請求項により示されるような限定だけが課されるべきである。
【００６２】
本明細書の請求項において、指定されている機能を実行するための手段として表されている要素は何れも、その機能を実行する任意のやり方を包含するように意図されている。係る請求項により定義される本発明は、記載されている様々な手段で提供される機能が、請求項に求められる方式で組み合わされ、結集されているという事実において成立する。故に、これらの機能を提供し得る手段は何れも、本明細書に示されている手段に相当するものとみなされる。
【００６３】
以下の請求項、および、本発明の前述の説明では、明示的な言葉または必然的な示唆によって文脈上他の意味に解すべき場合を除き、単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、または「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの派生語は、包括的な意味で使用されるもの、すなわち、述べられている特徴の存在を規定するために使用されるものであり、本発明の様々な実施形態における更なる特徴の存在または追加を排除するために使用されるものではない。
【００６４】
本明細書において任意の先行技術に言及する場合、係る先行技術は、その先行技術が当該分野における技術常識の一部を形成すると認めているわけではないことを理解すべきである。
【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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【国際調査報告】
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