(57)【要約】      （修正有）【課題】実質的に任意の大きさ、重量、または数量の商品を航空輸送し、より長い距離を移動するなどのために使用され得るＵＡＶを提供する。【解決手段】いくつかの商品は、より大きなまたはより重い商品を持ち上げて航空輸送することが可能な、より大きなＵＡＶを必要とすることがある。同様に、商品についてのいくつかの注文は、より長い滞空時間を有するＵＡＶを必要とする配達先を指定することがある。複数のＵＡＶ構成を維持し、または大部分の商品配達には不必要なＵＡＶ構成を利用しなければならないよりも、複数のＵＡＶを利用して、より大きな及び／またはより重い商品を輸送すること、またはより長い距離を空中航行することが可能な、集合型ＵＡＶを形成する。【選択図】図１
2019051934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のＵＡＶと、前記第１のＵＡＶに着脱可能に連結される第２のＵＡＶと、を備え、
前記第１のＵＡＶは、
第１のモータ及び第２のモータと、
前記第１のモータに連結される第１のプロペラと、
第２のモータに連結される第２のプロペラと、
前記第１のモータ及び前記第２のモータのそれぞれに第１の回転速度命令を提供するように構成される第１のＵＡＶ制御システムと、
前記第１のＵＡＶ制御システム、前記第１のモータ、または前記第２のモータのうちの少なくとも１つに電力を供給するように構成される第１の電力モジュールと、
前記第２のＵＡＶを前記第１のＵＡＶに連結するように構成される第１の接続コンポーネントと、を有し、
前記第２のＵＡＶは、
第３のモータ及び第４のモータと、
前記第３のモータに連結される第３のプロペラと、
前記第４のモータに連結される第４のプロペラと、
前記第２のＵＡＶを前記第１のＵＡＶと連結するように構成される第２の接続コンポーネントと、
第２のＵＡＶ制御システム、前記第３のモータ、または前記第４のモータのうちの少なくとも１つに電力を供給するように構成される第２の電力モジュールと、を有し、
前記第２のＵＡＶ制御システムは、前記第３のモータ及び前記第４のモータのそれぞれに、第２の回転速度命令を提供するように構成されており、前記第２のＵＡＶ制御システムは少なくとも、
前記第１のＵＡＶから第１のＵＡＶ構成の情報を受信し、
前記第１のＵＡＶ構成、及び前記第２のＵＡＶのための第２のＵＡＶ構成に少なくとも一部基づき、集合型ＵＡＶ構成を決定し、
前記集合型ＵＡＶ構成に少なくとも一部基づき、前記第３のモータについての回転速度を決定し、及び
第３の回転速度命令を前記第３のモータに送信し、前記第３のモータの回転速度を調整するように構成される、集合型ＵＡＶ。
【請求項２】
前記第３の回転速度命令は、前記第３のプロペラの回転を停止するための命令を含む、請求項１に記載の集合型ＵＡＶ。
【請求項３】
前記第１のＵＡＶの前記第１の接続コンポーネントは、前記第２のＵＡＶの前記第２の接続コンポーネントに連結されている、請求項１又は請求項２に記載の集合型ＵＡＶ。
【請求項４】
前記第１の接続コンポーネントと前記第２の接続コンポーネントとの間において、データまたは電力のうちの少なくとも１つが、前記第１のＵＡＶと前記第２のＵＡＶとの間で交換される、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の集合型ＵＡＶ。
【請求項５】
前記第１の接続コンポーネント及び前記第２の接続コンポーネントは、前記第１のＵＡＶ及び前記第２のＵＡＶ間の電気的連結、前記第１のＵＡＶ及び前記第２のＵＡＶ間の機械的連結、前記第１のＵＡＶ及び前記第２のＵＡＶ間の電気機械的連結、前記第１のＵＡＶ及び前記第２のＵＡＶ間の磁気的連結、または前記第１のＵＡＶ及び前記第２のＵＡＶ間の光学的連結のうちの１つまたは複数を提供する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の集合型ＵＡＶ。
【請求項６】
前記第１のＵＡＶ制御システムは少なくともさらに、
連結中の前記第１のＵＡＶ及び前記第２のＵＡＶの間でリソースを分配するためのリソース分配を決定するように構成される、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の集合型ＵＡＶ。
【請求項７】
前記リソースは、電力モジュール、計算コンポーネント、航行コンポーネント、カメラ、モータ、または制御システムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の集合型ＵＡＶ。
【請求項８】
第１の飛行機と、第２の飛行機と、を備え、前記第１の飛行機は、
前記第１の飛行機の第１のモータに第１の命令を提供するように構成される第１の制御システムと、
前記第２の飛行機を前記第１の飛行機に連結するように構成される第１の接続コンポーネントと、を含み、
前記第２の飛行機は、
前記第２の飛行機を前記第１の飛行機と連結するように構成される第２の接続コンポーネントと、
前記第２の飛行機の第２のモータに第２の命令を提供するように構成される、第２の制御システムと、を含み、
前記第２の制御システムは少なくとも、
前記第１の飛行機に関する第１の飛行機構成の情報を受信し、
前記第１の飛行機構成、及び前記第２の飛行機のための第２の飛行機構成に少なくとも一部基づき、集合型飛行機構成を決定し、
前記集合型飛行機構成に少なくとも一部基づき、前記第２の飛行機の前記第２のモータの前記第２の命令を決定し、
前記第２の飛行機の前記第２のモータに前記第２の命令を送信するように構成される、システム。
【請求項９】
前記第２の命令は、前記第２の飛行機の前記第２のモータを停止する命令である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の飛行機の前記第１の飛行機構成は、前記第２の飛行機の前記第２の飛行機構成に結合されている、請求項８又は９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の飛行機と前記第２の飛行機との間で、連結時においてデータまたは電力のうちの少なくとも１つが交換される、請求項８から１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の飛行機はさらに、選択的に第１のペイロードを係合及び係合解除するように動作する第１のペイロード係合機構を備える、請求項８から１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の飛行機はさらに、前記第１のペイロードが前記第１の飛行機によって係合されている間に、前記第１のペイロードと係合するように動作し、前記第１のペイロードの航空輸送を可能とする第２のペイロード係合機構を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の制御システムはさらに、
連結中の前記第１の飛行機及び前記第２の飛行機の間でリソースを分配するためのリソース分配を決定するように構成される、請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の接続コンポーネント及び前記第２の接続コンポーネントは、前記第１の飛行機及び前記第２の飛行機間の電気的連結、前記第１の飛行機及び前記第２の飛行機間の機械的連結、前記第１の飛行機及び前記第２の飛行機間の電気機械的連結、前記第１の飛行機及び前記第２の飛行機間の磁気的連結、または前記第１の飛行機及び前記第２の飛行機間の光学的連結のうちの１つまたは複数を提供する、請求項８から請求項１４のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本出願は、２０１５年２月１９日に出願した「Ｃｏｌｌｅｃｔｉｖｅ  Ｕｎｍａｎｎｅｄ  Ａｅｒｉａｌ  Ｖｅｈｉｃｌｅ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ」と題する米国特許出願第１４／６２６，３７６号の利益を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
無人航空機（「ＵＡＶ」）は、多くの場合、積荷を運搬し、及び／または指定された期間の間離陸したままでいるように設計されている。例えば、多くのマルチプロペラ航空機（例えば、クアッドコプタ、オクトコプタ）は、最大１０ポンドの積荷を運搬し、最大３０分間離陸したままでいるように設計されている。より大きな積荷を運搬するためには、ＵＡＶは、典型的には、より大きなモータ、より大きなプロペラ、及びより大きな積荷を運搬するのに十分な揚力を発生させる、より大きな電力モジュールを備え、より大きくなければならない。同様に、延長された滞空時間のために、追加の、またはより大きな電力モジュールが典型的には必要である。
【０００３】
詳細な説明は、添付図面を参照して明記される。図面では、参照番号の最上位桁（複数可）は、参照番号が最初に現れる図面を識別する。異なる図面中の同一の参照記号の使用は、類似または同一の項目または特徴を指す。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】実施態様による、ＵＡＶ構成の図を示す。
【図２】実施態様による、集合型ＵＡＶを形成する複数のＵＡＶの上面図を示す。
【図３】実施態様による、集合型ＵＡＶ構成の上面図を示す。
【図４】実施態様による、別の集合型ＵＡＶ構成の上面図を示す。
【図５】実施態様による、別の集合型ＵＡＶ構成の図を示す。
【図６】実施態様による、ＵＡＶが集合型ＵＡＶから分離する、集合型ＵＡＶ構成の上面図を示す。
【図７】実施態様による、集合型ＵＡＶ構成の側面図を示す。
【図８】実施態様による、集合型ＵＡＶ構成の別の側面図を示す。
【図９】実施態様による、配達区域に到着する集合型ＵＡＶの上面図を示す。
【図１０】実施態様による、例としての集合型ＵＡＶ連結プロセスのフロー図である。
【図１１】実施態様による、例としての集合型ＵＡＶ航行プロセスのフロー図である。
【図１２】実施態様による、集合型ＵＡＶ分離プロセスのフロー図である。
【図１３】実施態様による、集合型ＵＡＶ計画プロセスのフロー図である。
【図１４】様々な実施態様と共に使用され得る、ＵＡＶ制御システムの例示的な実施態様のブロック図である。
【図１５】様々な実施態様と共に使用され得る、サーバシステムの例示的な実施態様のブロック図である。
【０００５】
実施態様は、例として本明細書で説明されるが、当業者は、実施態様が、説明される実施例または図面に限定されないことを認識するであろう。図面及びその詳細な説明は、開示された特定の形態に実施態様を限定することを意図するものではないが、それどころか、意図することは、添付の特許請求の範囲によって定義される趣旨及び範囲内に入る全ての修正物、均等物及び代替物を包含することであることが理解されるべきである。本明細書で用いられる見出しは、構造化の目的のみのためであり、説明または請求項の範囲を限定するために用いられることを意味しない。本出願全体を通して用いられるように、「ｍａｙ（してもよい）」という語は、義務的な意味（即ち、しなければならないという意味）ではなく、許容的な意味（即ち、可能性を有するという意味）で用いられる。同様に、「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含んでいる）」、及び「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」は、含んでいるが限定はされないことを意味する。追加的に、本明細書で用いられる、「ｃｏｕｐｌｅｄ（連結される）」という用語は、接続が、永続的（例えば、溶接）であれ一時的（例えば、ボルト止め、機械仕掛け）であれ、直接的であれ間接的（即ち、中間物を通じて）であれ、機械的、化学的、光学的、または電気的のいずれであれ、２つ以上のコンポーネントまたはＵＡＶが互いに接続されることを指してもよい。さらに、本明細書で用いられる、「水平」飛行は、地面（即ち、海水面）に実質的に平行な方向に移動する飛行を指し、「垂直」飛行は、地球の中心から実質的に半径方向外向きに移動する飛行を指す。軌道は、「水平」及び「垂直」両方の飛行ベクトルの成分を含み得ると、当業者によって理解されるべきである。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示は、複数のＵＡＶが互いに連結されて集合型ＵＡＶを形成し得る、集合型ＵＡＶ構成を説明する。本明細書で用いられる、集合型ＵＡＶは、２つ以上の連結されたＵＡＶである。集合型ＵＡＶは、実質的に任意の大きさ、重量、または数量の商品を航空輸送し、より長い距離を移動するなどのために使用され得る。例えば、より大きなまたはより重い商品を運搬するために１つの大きなＵＡＶを使用するよりも、複数のより小さなＵＡＶが互いに連結して、より大きなまたはより重い商品を運搬するために使用される集合型ＵＡＶを形成する場合がある。
【０００７】
多くの場合、単一のＵＡＶ構成は、大多数の注文商品を配達することが可能であり得る。しかしながら、いくつかの商品は、より大きなまたはより重い商品を持ち上げて航空輸送することが可能な、より大きなＵＡＶを必要とすることがある。同様に、商品についてのいくつかの注文は、より長い滞空時間を有するＵＡＶを必要とする配達先を指定することがある。複数のＵＡＶ構成を維持し、または大部分の商品配達には不必要なＵＡＶ構成を利用しなければならないよりも、本明細書で説明される実施態様は、複数のＵＡＶを利用して、より大きな及び／またはより重い商品を輸送すること、またはより長い距離を空中航行することが可能な、集合型ＵＡＶを形成する。
【０００８】
より大きな及び／またはより重い商品を運搬し、またはより長い距離を空中航行するために集合型ＵＡＶを形成することに加えて、本明細書で説明されるように、他のＵＡＶから独立して商品を運搬することが可能なＵＡＶが、集合型ＵＡＶとして配達区域に空中航行するために、連結して集合型ＵＡＶを形成してもよい。ＵＡＶのうちの１つまたは全てが、配達区域に到達するとき、ＵＡＶは、異なる配達先に商品を配達するために分離してもよい。集合型ＵＡＶとして空中航行することによって、連結されたＵＡＶは、リソース（例えば、計算リソース、電力、ナビゲーションなど）を共有し、より効率的になり、より可視化され、より大きなレーダまたは物体検出をもたらし、地上設置レーダまたは航空交通管制によってより検出可能になるなどが可能である。例えば、複数の連結されたＵＡＶ（例えば、２０個）を含む集合型ＵＡＶは、航空交通管制と同様、他の航空機に対してもより可視化されることとなり、それによって、ＵＡＶ及び他の航空機についての安全性が向上する。同様に、複数のＵＡＶが連結されて集合型ＵＡＶを形成するとき、ＵＡＶのうちのいくつかは、集合型ＵＡＶの揚力に依存して、それらのモータのうちの１つまたは複数の回転速度を減少させてもよく、それによって、空中航行中に消費される全体のエネルギーが減少する。
【０００９】
図１は、実施態様による、ＵＡＶ１００の図を示す。例示されるように、ＵＡＶ１００は、フレーム１０４を含む。ＵＡＶ１００のフレーム１０４または本体は、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタンなど、またはそれらの任意の組み合わせなどの、任意の適当な材料で形成されてもよい。本実施例では、ＵＡＶ１００のフレーム１０４は、単一の炭素繊維フレームである。フレーム１０４は、ハブ１０６、モータアーム１０８、モータマウント１１１、支持アーム１１２、及び周辺防護壁１１４を含む。本実施例では、単一のハブ１０６、４本のモータアーム１０８、４個のモータマウント１１１、１２本の支持アーム１１２、及び単一の周辺防護壁１１４がある。他の実施態様では、ＵＡＶは、追加の、またはより少ないハブ、モータアーム、モータマウント、支持アーム、または防護壁を含んでもよい。
【００１０】
モータアーム１０８のそれぞれは、ハブ１０６から延び、モータマウント１１１に連結され、またはモータマウント１１１の中に入って終わる。揚力モータ１１６及び対応する揚力プロペラ１１８が、フレーム１０４の内側にあるように、揚力モータ１１６は、モータマウント１１１の内側に連結される。一実施態様では、揚力プロペラ１１８に取り付ける揚力モータのプロペラシャフトが、フレーム１０４に対して下向きに向いているように、揚力モータ１１６が取り付けられる。他の実施態様では、揚力モータが、ＵＡＶ１００のフレーム１０４に対して他の角度で取り付けられてもよい。揚力モータは、プロペラでＵＡＶ１００及び係合された積荷を持ち上げるのに十分な回転速度を発生させることが可能な任意の形態のモータであってもよく、それにより、積荷の航空輸送を可能にする。
【００１１】
各揚力モータ１１６に取り付けられるのは、揚力プロペラ１１８である。ＵＡＶ１００が、例えば、積荷を配達先に配達するために空中を航行することができるように、揚力プロペラ１１８は、任意の形態のプロペラ（例えば、グラファイト、炭素繊維）であってもよく、ＵＡＶ１００及びＵＡＶ１００によって係合された任意の積荷を持ち上げるのに十分な大きさのものであってもよい。例えば、揚力プロペラ１１８は、それぞれ、２９インチの寸法または直径を有する、炭素繊維プロペラであってもよい。図１の例示には、全て同じ大きさの揚力プロペラ１１８が示されているが、いくつかの実施態様では、揚力プロペラ１１８のうちの１つまたは複数が、異なる大きさ及び／または寸法であってもよい。同様に、本実施例は、４個の揚力プロペラを含むが、他の実施態様では、より多くのまたはより少ないプロペラが、揚力プロペラ１１８として利用されてもよい。同様に、いくつかの実施態様では、揚力プロペラ１１８は、ＵＡＶ１００上の異なる位置に配置されてもよい。さらに、駆動力の代替的な方法が、本明細書で説明される実施態様における「モータ」として利用されてもよい。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、内燃エンジンなどが、ＵＡＶに揚力をもたらすために（プロペラまたは他のデバイスのいずれかと共に）用いられてもよい。
【００１２】
各モータマウント１１１から延びるのは、周辺防護壁１１４に連結し、またはその中に入って終わる、３本の支持アーム１１２である。周辺防護壁１１４は、ＵＡＶの周囲の周りに延び、揚力プロペラ１１８を取り囲む。いくつかの実施態様では、周辺防護壁１１４は、支持アームから実質的に下向き、かつ揚力プロペラ１１８の回転軸にほぼ垂直に延びる、垂直コンポーネントを含んでもよい。垂直コンポーネントは、任意の縦寸法及び幅のものであってもよい。例えば、垂直コンポーネントは、約３インチの縦寸法、及び約０．５インチの幅を有してもよい。他の実施態様では、縦寸法及び／または幅が、より大きくてもよく、またはより小さくてもよい。同様に、周辺防護壁の垂直コンポーネントは、発泡体、木材、及び／またはプラスティックコアなどの、コアを含んでもよい。垂直コンポーネントは、支持アームのそれぞれに連結されてもよく、ＵＡＶ１００の横からプロペラへの接近を妨げるように、各プロペラ１１８の外周の周りに延びてもよい。
【００１３】
周辺防護壁１１４は、ＵＡＶ１００の横からプロペラ１１８への接近を妨げることによって、ＵＡＶ１００に無関係の物体についての安全性をもたらし、ＵＡＶ１００に対する保護をもたらし、ＵＡＶ１００の構造的一体性を向上させる。例えば、ＵＡＶ１００が、水平に移動しており、外部の物体（例えば、壁、建物）と衝突する場合、ＵＡＶと外部の物体との間の衝撃は、プロペラではなく周辺防護壁１１４との間にあることになる。同様に、フレームは相互接続されているため、衝撃からの力は、フレーム１０４全体に散逸される。
【００１４】
同様に、周辺防護壁１１４は、ＵＡＶの１つまたは複数のコンポーネントが取り付けられ得る面を提供する。例えば、１つまたは複数のアンテナは、周辺防護壁１１４に取り付けられてもよい。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てもよい。例えば、アンテナは、Ｗｉ−Ｆｉ、衛星、近距離無線通信（「ＮＦＣ」）、セルラ通信、または任意の他の形態の無線通信のために利用されてもよい。カメラ、飛行時間型センサ、距離判定素子、ジンバル、全地球測位システム（「ＧＰＳ」）受信機／送信機、レーダ、照明素子、スピーカ、及び／またはＵＡＶ１００もしくはＵＡＶ制御システム（以下で説明する）の任意の他のコンポーネントなどの他のコンポーネントが、同様に、周辺防護壁１１４に取り付けられてもよい。同様に、識別または反射識別子が、ＵＡＶ１００の識別を助けるために、垂直コンポーネントに取り付けられてもよい。
【００１５】
周辺防護壁１１４は、また、１つまたは複数の連結コンポーネント１２２を含んでもよい。連結コンポーネントは、ＵＡＶ１００と別のＵＡＶとの間の連結が、集合型ＵＡＶを形成することを可能にするように構成されてもよい。本実施例では、周辺防護壁１１４に沿って異なる位置に分布される複数の連結コンポーネント１２２が存在し、それによって、異なる位置でのＵＡＶ１００の連結、及び／またはＵＡＶ１００と複数の他のＵＡＶとの連結を可能にする。いくつかの実施態様では、防護壁１１４全体が、連結コンポーネントを含んでもよく、それによって、任意の位置及び／またはＵＡＶ１００との任意の向きでのＵＡＶの連結を可能にする。連結コンポーネントは、２つ以上のＵＡＶを互いに係合するのに十分な、任意の形態の連結を提供してもよい。例えば、連結コンポーネントは、機械的連結、電気的連結、電気機械的連結、磁気的連結、電磁気的連結などを含んでもよい。一実施態様では、防護壁１１４は、ＵＡＶ１００を別のＵＡＶと連結するためにＵＡＶ制御システム１１０によって作動され、またはＵＡＶ１００を別のＵＡＶから分離するために作動停止され得る、一連の電磁石を含んでもよい。他の実施態様では、連結は、２つ以上のＵＡＶを連結するために互いにかみ合う、一連のラッチまたは溝などの、静的な、または固定の連結であってもよい。
【００１６】
連結コンポーネント１２２は、異なる角度または向きでの他のＵＡＶとの連結を可能にするために、周辺防護壁１１４の側面、上面、または底面にあってもよい。例えば、ＵＡＶ１００が、第２のＵＡＶと縦構成で連結され得るように、ＵＡＶ１００は、取付板１２０の上面に連結コンポーネントを含んでもよい。ＵＡＶが異なる向きで連結される、例としての集合型ＵＡＶ構成が、図５に示される。
【００１７】
いくつかの実施態様では、連結コンポーネント１２２は、ヒンジで動くか、または連結されたＵＡＶ間の旋回もしくは回転を可能にするように構成され得る。例えば、図４に関して以下で述べるように、連結コンポーネントは、集合型ＵＡＶ構成が、それが航行する際に屈曲または調節されることを可能にするように、連結されたＵＡＶ間の回転における１つまたは複数の自由度を許容してもよい。
【００１８】
２つ以上のＵＡＶ間に物理的連結をもたらすことに加えて、連結コンポーネント１２２は、連結されたＵＡＶ間に電気及び／またはデータ通信を提供してもよい。例えば、ＵＡＶは、連結されたＵＡＶの連結コンポーネント１２２間で、データ伝送を介して航行情報を交換し、及び／または計算リソースを共有してもよい。同様に、電力リソースが、ＵＡＶの連結コンポーネント１２２を介して共有されてもよい。例えば、ＵＡＶ１００は、電力モジュールに蓄えられた余分な電力供給を有してもよい。ＵＡＶ１００が、別のＵＡＶと連結されている間、それは、余分な電力供給を、連結されたＵＡＶに接続コンポーネント１２２を介して提供してもよい。
【００１９】
図１に示される実施例は、垂直コンポーネント及び一連の連結コンポーネント１２２を有する周辺防護壁１１４を示しているが、他の実施態様では、周辺防護壁は、他の構成を有してもよい。例えば、周辺防護壁は、ＵＡＶ１００に対して角度付け（例えば、４５度の角度）されてもよく、それが支持アーム１１２と連結される揚力プロペラの上方から、揚力プロペラ１１８の下方に延びてもよい。ＵＡＶ１００の異なる側の角度は、反対方向に広がってもよい。他のＵＡＶは、反対側の角度付けされた側を、ＵＡＶ１００の側面と位置合わせし、２つのＵＡＶ間の連結コンポーネントを連結することによって、ＵＡＶ１００と連結してもよい。そのような構成は、ＵＡＶ１００及び／または集合型ＵＡＶ構成の空力を向上させ得る。他の実施態様では、周辺防護壁は、他の構成または設計を有してもよい。
【００２０】
ＵＡＶ１００のための保護をもたらすこと、及び複数のＵＡＶの連結を可能にするための連結コンポーネントに加えて、フレーム１０４は、ＵＡＶ１００のための構造的な支持をもたらす。ハブ１０６、モータアーム１０８、モータマウント１１１、支持アーム１１２、及び周辺防護壁１１４を相互接続することによって、結果として生じるフレームは、構造安定性を有し、揚力モータ、揚力プロペラ、積荷（例えば、商品）、ＵＡＶ制御システム、及び／またはＵＡＶの他のコンポーネントを十分支持することができる。
【００２１】
いくつかの実施態様では、フレーム１０４は、また、プロペラ１１８の上方または下方からプロペラへの垂直の接近を妨げるために、フレームの上面及び／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、スクリーン）を含んでもよい。同様に、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の取付板１２０が、コンポーネントをＵＡＶ１００に取り付けるための追加の表面領域を提供するために、フレーム１０４に貼り付けられてもよい。取付板１２０は、例えば、ねじ、留め具などを用いて、フレーム１０４に着脱可能に連結されてもよい。代替的には、取付板１２０は、フレーム１０４の一部として形成されてもよい。
【００２２】
ＵＡＶ制御システム１１０は、また、フレーム１０４に取り付けられてもよい。本実施例では、ＵＡＶ制御システム１１０は、ハブ１０６及び取付板１２０の間に取り付けられる。ＵＡＶ制御システム１１０は、図１４に関して以下でより詳細に述べるように、ＵＡＶ１００の動作、経路、航行、通信、モータ制御、リソース共有、連結コンポーネント１２２、及び積荷係合機構を制御する。
【００２３】
同様に、ＵＡＶ１００は、１つまたは複数の電力モジュール（図示せず）を含む。電力モジュールは、フレーム上の様々な位置に取り付けられてもよい。例えば、いくつかの実施態様では、４個の電力モジュールが、それぞれの取付板１２０及び／またはフレームのハブ１０６に取り付けられてもよい。ＵＡＶ１００のための電力モジュールは、電池電力、太陽光電力、ガス電力、スーパーキャパシタ、燃料電池、代替発電源、またはそれらの組み合わせの形態であってもよい。例えば、電力モジュールは、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）電池であってもよい。電力モジュール（複数可）は、ＵＡＶ制御システム１１０、揚力モータ１１６、積荷係合機構、連結コンポーネント１２２などに連結され、電力を供給する。
【００２４】
いくつかの実施態様では、電力モジュールのうちの１つまたは複数は、ＵＡＶが着陸しているかまたは飛行中に、それが自律的に除去され、及び／または別の電力モジュールと置換され得るように構成されてもよい。例えば、ＵＡＶが、ある場所に着陸されるとき、ＵＡＶは、電力モジュールを再充電することとなる場所において、帯電部材と係合してもよい。別の実施例として、ＵＡＶが、集合型ＵＡＶと連結され、かつ集合型ＵＡＶの一部であるとき、それは、別の連結されたＵＡＶから余分の電力を受け、その余分の電力を利用して、ＵＡＶ１００のコンポーネントに電力を供給し、及び／またはＵＡＶ１００の電力モジュール（複数可）を再充電してもよい。
【００２５】
上述したように、ＵＡＶ１００は、また、積荷係合機構（図示せず）を含んでもよい。積荷係合機構は、商品及び／または商品を保持するコンテナを係合及び係合解除するように構成されてもよい。本実施例では、積荷係合機構は、ＵＡＶ１００のフレーム１０４のハブ１０６の下に配置され連結される。積荷係合機構は、商品を包含するコンテナを確実に係合及び係合解除するのに十分な任意の大きさのものであってもよい。他の実施態様では、積荷係合機構は、中に商品（複数可）を包含するコンテナとして動作してもよい。積荷係合機構は、ＵＡＶ制御システム１１０と（有線または無線通信を介して）通信し、ＵＡＶ制御システム１１０によって制御される。いくつかの実施態様では、積荷係合機構は、より大きな商品を係合／係合解除するために、連結されて集合型ＵＡＶを形成する他のＵＡＶの積荷係合機構と併せて動作するように構成されてもよい。
【００２６】
本明細書で述べるＵＡＶ１００の実施態様は、プロペラを利用して飛行を実現及び維持するが、他の実施態様では、ＵＡＶは、他の方式で構成されてもよい。例えば、ＵＡＶは、固定翼、及び／またはプロペラ及び固定翼両方の組み合わせを含んでもよい。
【００２７】
図２は、実施態様による、集合型ＵＡＶ２０２を形成する複数のＵＡＶ２００の上面図を示す。本実施例に示すように、２つのＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂは、無線通信して、それらが連結して集合型ＵＡＶ２０２を形成するべきかどうかを判断する。例えば、各ＵＡＶ２００は、飛行計画情報、構成情報などを交換して、集合型ＵＡＶを形成することが有益であるかどうかを判断してもよい。一実施態様では、各ＵＡＶの飛行計画が相補的である場合、ＵＡＶが連結して集合型ＵＡＶ２００を形成するべきであると判断されてもよい。ＵＡＶ２００が、類似の方向に、類似の行先（例えば、荷役施設、配達区域など）に向かって航行している場合に、飛行計画は相補的であると判断されてもよく、連結が正味電力の節約をもたらし、連結が安全性の向上をもたらし、連結がより速い航空輸送をもたらすなどする。例えば、ＵＡＶ２００Ａ及びＵＡＶ２００Ｂが、いずれも同一の荷役施設に航行している場合、それらの飛行計画は、相補的であると判断されてもよい。別の実施例として、ＵＡＶ２００Ａが第１の配達区域に航行しており、ＵＡＶ２００Ｂが第２の配達区域に航行している場合に、ＵＡＶ２００Ｂが、第２の配達区域に航行する際に、定義された距離内の第１の配達区域を通過することになる場合、２つのＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂの飛行計画は相補的であると判断されてもよい。
【００２８】
他の要因もまた、ＵＡＶが連結すべきであるかどうかを判断する際に考慮されてもよい。例えば、各ＵＡＶの残電力が考慮されてもよく、天気及び／または他の外的要因もまた、考慮されてもよい。例えば、ＵＡＶが、他の航空機とともに区域内にいる場合、ＵＡＶは、他の航空機に対するＵＡＶの可視性を向上させるために、連結して集合型ＵＡＶを形成するべきであると判断されてもよい。
【００２９】
２つのＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂが連結すべきであると判断される場合、ＵＡＶは、集合型ＵＡＶ構成を決定し、次いで、その集合型ＵＡＶ構成に従って連結して、集合型ＵＡＶ２００を形成することとなる。集合型ＵＡＶ構成は、ＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂのうちの１つもしくは複数によって決定されてもよく、及び／または、遠隔計算リソース上で動作する集合型ＵＡＶ構成システム１５２８（図１５）によって決定され、ＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂのうちの１つまたは複数に無線で提供されてもよい。
【００３０】
一度連結されると、ＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂは、結合された動作情報及び集合型飛行計画を決定し、または集合型ＵＡＶ構成システム１５２８から受信してもよい。例えば、２つのＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂが、同一の荷役施設へ航行している場合、ＵＡＶのうちの１つまたは複数が、集合型ＵＡＶを荷役施設へ航行するために各ＵＡＶが従うべき集合型ＵＡＶ飛行計画を決定してもよい。
【００３１】
ＵＡＶは、各ＵＡＶが飛行計画のコンポーネントまたはオフセットをナビゲートし、ＵＡＶのモータを制御する、分散型の方式で動作してもよい。他の実施態様では、ＵＡＶのうちの１つまたは複数が、集合型ＵＡＶ構成を制御してもよい。例えば、ＵＡＶ２００Ａは、集合型ＵＡＶ２０２の動作及び航行を制御するために、集合型ＵＡＶ２０２のマスタＵＡＶと指定され、速度制御命令をＵＡＶ２００Ａのモータ及びＵＡＶ２００Ｂのモータに提供してもよい。そのような実施態様では、データが、ＵＡＶを連結する連結コンポーネントを通じてＵＡＶ間で交換されてもよく、及び／または無線伝送されてもよい。同様に、制御システムなどの、スレーブＵＡＶ２００Ｂの１つまたは複数のコンポーネントは、より低い電力状態に移行してもよく、それによって電力を浪費しないようにする。
【００３２】
いくつかの実施態様では、ＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂのうちの１つまたは複数は、また、ＵＡＶのモータのうちの１つまたは複数の回転速度が、減少され得るか、または終了され得るかを判断してもよい。例えば、ＵＡＶ２００Ａが、ＵＡＶ２００Ｂと連結しているため、集合型ＵＡＶ２０２は、８個のモータ及びプロペラを有する。いくつかの実施態様では、集合型ＵＡＶ２０２の内部モータ２１６−２、２１６−３、２１６−６、２１６−７及び対応する内部プロペラ２１８−２、２１８−３、２１８−６、２１８−７の回転速度は、減少されるか、または終了されてもよく、外部モータ２１６−１、２１６−４、２１６−５、２１６−８及び対応する外部プロペラ２１８−１、２１８−４、２１８−５、２１８−８が、集合型ＵＡＶ２０２を空中航行するために利用されてもよい。
【００３３】
任意の数または組合せのＵＡＶが、連結して任意の大きさ及び構成の集合型ＵＡＶ２０２を形成してもよい。図２に示されるように、第３のＵＡＶ２００Ｃが、集合型ＵＡＶ２０２と無線通信し、次いで、集合型ＵＡＶ２０２と連結して集合型ＵＡＶ２０２の一部となる。ＵＡＶ２００Ａ、２００Ｂの最初の連結と同様に、ＵＡＶ２００は、直接通信して、ＵＡＶ構成、集合型ＵＡＶ構成、飛行計画情報などを交換してもよい。代替的には、集合型ＵＡＶ構成システム１５２８が、命令を集合型ＵＡＶ２０２及び／またはＵＡＶ２００Ｃに無線送信して、ＵＡＶ２００Ｃの連結を集合型ＵＡＶ２０２に命令してもよい。
【００３４】
ＵＡＶ２００Ｃは、集合型ＵＡＶ２０２を形成する１つまたは複数のＵＡＶと連結してもよい。図２に示されるように、ＵＡＶ２００Ｃは、決定された集合型ＵＡＶ構成に従って、ＵＡＶ２００Ａ及びＵＡＶ２００Ｂの両方と連結されている。集合型ＵＡＶ構成は、任意の形態をとってもよく、例えば、集合型ＵＡＶを形成するＵＡＶの数、天気、集合型ＵＡＶのＵＡＶによって運搬される商品の数及び／または重量、電力要件、集合型ＵＡＶのＵＡＶのうちの１つまたは複数が、損傷しているかまたは動作不能であるか、などに応じて変化してもよい。
【００３５】
例えば、図３は、実施態様による、「Ｖ」構成を有する集合型ＵＡＶ３０２の上面図を示す。集合型ＵＡＶ３０２は、本実施例において、連結されて集合型ＵＡＶ３０２を形成する、７個のＵＡＶ３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ、３００Ｄ、３００Ｅ、３００Ｆ、３００Ｇを含む。各ＵＡＶ３００は、集合型ＵＡＶの１つの他のＵＡＶに連結されている。集合型ＵＡＶのＶ構成は、より良好な空力をもたらし、集合型ＵＡＶの先導ＵＡＶからの揚力の恩恵を受け、及び／または集合型ＵＡＶによって消費される全体の電力を減少させるために利用されてもよい。
【００３６】
図４は、実施態様による、異なる構成を有する集合型ＵＡＶ４０２の別の上面図を示す。本実施例では、互いに連結されて集合型ＵＡＶ４０２を形成する、１４個のＵＡＶ４００がある。本実施例では、各ＵＡＶは、少なくとも１つの他のＵＡＶに連結されて、集合型ＵＡＶ４０２を形成する。ＵＡＶのうちのいくつかは、最大６個の異なるＵＡＶに連結される。いくつかの実施態様では、集合型ＵＡＶ４０２のＵＡＶ４００のうちの１つまたは複数を連結する連結コンポーネントは、連結において１つまたは複数の回転の自由度を許容してもよい。例えば、集合型ＵＡＶ４００が、その進行方向、ヨー、ビッチ及び／またはロールを調整すると、先導の周辺ＵＡＶ４００が、調整を開始してもよく、それらの先導の周辺ＵＡＶ４００間の連結は、先導の周辺ＵＡＶと、それらが連結されているＵＡＶ４００との間の屈曲を許容してもよい。集合型ＵＡＶ４０２が、その進行方向、ヨー、ピッチ及び／またはロールを調整すると、他の連結されたＵＡＶ４００も同様に、集合型ＵＡＶ４０２の調整が完了するまで、調整することになる。
【００３７】
図５は、実施態様による、集合型ＵＡＶ５０２の別の図を示す。図２〜４に関して上述した集合型ＵＡＶと比較して、集合型ＵＡＶ５０２は、異なる向きで連結されるＵＡＶを示す。本実施例では、集合型ＵＡＶ５０２は、立方体を形成するように連結された合計２４個のＵＡＶ５００を含む立方体の形態であり、立方体の各側面は、４個のＵＡＶ５００を含む。図５は、立方体の形態の集合型ＵＡＶ５０２を示しているが、集合型ＵＡＶは、任意の形状を有するように配列されてもよい。例えば、立方体ではなく、ＵＡＶは、球状の集合型ＵＡＶ５０２を形成するように連結してもよい。
【００３８】
立方体形状では、図５に示されるように、集合型ＵＡＶ５０２は、集合型ＵＡＶ５０２の各側面上により大きな表面領域を含み、他の航空機及び／または飛行制御システムによってそれをさらに検出可能にする。同様に、集合型ＵＡＶ５０２の異なる側面上のＵＡＶのプロペラは、ＵＡＶの進行方向、ピッチ、ヨー、及び／またはロールを調整するために利用されてもよい。さらに、集合型ＵＡＶ５０２の側面上のプロペラのうちの１つまたは複数が、水平成分を含む方向に集合型ＵＡＶを推進するための水平推力をもたらすために利用されてもよい。例えば、集合型ＵＡＶ５０２の側面を形成するように連結される、ＵＡＶ５００Ａ、５００Ｂ、５００Ｃ及び５００Ｄのプロペラは、集合型ＵＡＶ５０２のための水平推力をもたらすために利用されてもよい。同様に、集合型ＵＡＶ５０２の上面及び／または底面上のプロペラは、集合型ＵＡＶ５０２を持ち上げるための揚力をもたらしてもよい。
【００３９】
図２に関して上述したように、集合型ＵＡＶのＵＡＶは、図２〜５に示されるように、リソースを共有し、１つまたは複数のモータの回転速度を減少させ、及び／または、集合型ＵＡＶによって消費される全体の電力を減少させ、及び／または集合型ＵＡＶが空中航行し得る距離もしくは時間を拡大するように、集合として機能させてもよい。例えば、図４を再び参照して、ＵＡＶ４００Ａなどの内部ＵＡＶは、６個の他のＵＡＶに連結され、ＵＡＶ４００Ａのモータの回転を減少及び／または終了させることが可能であってもよく、集合型ＵＡＶ４０２の他のＵＡＶ４００によって支持されてもよく、それによって電力を浪費しないようにする。比較すると、集合型ＵＡＶ４０２の周辺上にあるＵＡＶ４００Ｂは、集合型ＵＡＶ４０２を空中航行するのに十分な揚力をもたらすために、そのモータのいくつかまたは全ての回転速度を維持してもよい。本実施例では、ＵＡＶ４００Ｂは、集合型ＵＡＶ４０２の周辺に沿って連結された他のＵＡＶ４００のそれぞれと共に動作してもよい。
【００４０】
追加のＵＡＶが集合型ＵＡＶと連結するとき、及び／またはＵＡＶが集合型ＵＡＶから分離するとき、ＵＡＶ構成は変化し、集合の他のＵＡＶのうちの１つまたは複数が、そのモータのうちの１つもしくは複数の回転速度を減少もしくは増加させてもよく、及び／または、集合型ＵＡＶとリソースを共有してもよい。同様に、上述したように、集合型ＵＡＶは、各ＵＡＶが、モータ及び／またはＵＡＶの他のコンポーネントを維持及び動作する、分散型の方式で動作してもよい。代替的に、集合型ＵＡＶは、集合型ＵＡＶのＵＡＶのうちの１つが、マスタとして動作するマスタ−スレーブ構成で動作して、航行命令、モータ速度制御命令などを集合型ＵＡＶの他のＵＡＶに提供してもよい。集合型ＵＡＶの動作及び制御を維持するために、任意の制御方式が、利用されてもよく、分散型構成及びマスタ−スレーブ構成は、単なる実施例として提供される。例えば、集合型ＵＡＶ構成システム１５２８は、集合型ＵＡＶのＵＡＶのそれぞれに航行命令を提供してもよい。
【００４１】
図６は、実施態様による、ＵＡＶ６００Ｂが集合型ＵＡＶから分離する、集合型ＵＡＶ６０２の上面図を示す。本実施例では、集合型ＵＡＶ６０２は、飛行経路に沿って空中航行している、３つの連結されたＵＡＶ６００Ａ、６００Ｂ、６００Ｃを含む。空中航行中のある点で、ＵＡＶ６００Ｂが、集合型ＵＡＶ６０２から分離する。例えば、ＵＡＶ６００Ｂは、集合型ＵＡＶから分離して、別の場所（例えば、配達先）に航行するべき飛行経路中の点に到達していてもよい。
【００４２】
集合型ＵＡＶ６０２から分離すると、ＵＡＶ６００Ｂは、行先に空中航行するために、それ自体のＵＡＶ制御システムを利用して空中航行を再開してもよい。同様に、ＵＡＶが、集合型ＵＡＶ６０２から分離するとき、集合型ＵＡＶ６０２は、更新された集合型ＵＡＶ構成、及び／または集合型ＵＡＶ６０２の残りのＵＡＶ６００Ａ、６００Ｃが、異なる構成に再構成すべきかどうかを決定する。例えば、ＵＡＶ６００Ｂの分離後、残りのＵＡＶ６００Ａ、６００Ｃは、１つの連結コンポーネントで連結され、お互いからオフセットされる。これは、好ましいＵＡＶ構成ではない場合があるため、ＵＡＶ６００Ａ、６００Ｃが分離し、次いで、例示されるように再連結して異なるＵＡＶ構成を形成するべきであると決定されてもよい。他の実施態様では、ＵＡＶは、既存の構成のままであってもよい。
【００４３】
図６に示される実施例は、集合型ＵＡＶ６０２の周辺ＵＡＶ６００Ｂが分離することを示しているが、他の実施態様では、集合型ＵＡＶの任意のＵＡＶが、分離してもよい。例えば、図４に戻って、ＵＡＶ４００Ａが、集合型ＵＡＶ４０２から分離してもよい。そのような実施例では、集合型ＵＡＶ４０２が、再構成してもよく、集合型ＵＡＶと既に連結されているか、またはＵＡＶと連結するように要求しているかのいずれかの別のＵＡＶが、今分離されたＵＡＶ４００Ａの位置を推定するように命令されてもよく、または、空の空間が、集合型ＵＡＶ４０２の中に残されてもよい。
【００４４】
上述したように、集合型ＵＡＶの１つもしくは複数のＵＡＶが、積荷（例えば、商品もしくは商品パッケージ）を運搬してもよく、または集合型ＵＡＶの複数のＵＡＶが、単一の積荷を運搬するために、共同して動作してもよい。例えば、図７は、実施態様による、集合型ＵＡＶ構成７０２の側面図を示す。本実施例では、各ＵＡＶ７００Ａ、７００Ｂ、７００Ｃ、７００Ｄは、それぞれの積荷７０４Ａ、７０４Ｂ、７０４Ｃ、７０４Ｄを運搬している。さらに以下で述べるように、集合型ＵＡＶ７０２のＵＡＶ７００は、全て、配達区域に航行していてもよく、配達区域内で、それらが、それぞれの積荷７０４をその配達区域内の配達先に配達することとなる。ＵＡＶ７００は、それらが配達区域に到達するまで、ある場所（例えば、荷役施設）から空中航行するときに、連結して集合型ＵＡＶ７０２を形成してもよい。集合型ＵＡＶが、配達区域に到達すると、ＵＡＶ７００のうちの１つまたは複数が分離し、配達先への積荷の配達を完了してもよい。
【００４５】
同様に、ＵＡＶが、積荷の配達を完了すると、それらは、配達区域から空中航行するために、他のＵＡＶと連結して集合型ＵＡＶを形成してもよい。例えば、ＵＡＶ７００が、それぞれの配達先への積荷７０４の配達を完了すると、ＵＡＶは、互いに戻って連結して集合型ＵＡＶ７０２を形成し、別の場所（例えば、荷役施設に戻る）へ空中航行してもよい。
【００４６】
図８は、実施態様による、集合型ＵＡＶ８０２構成の別の側面図を示す。本実施例では、ＵＡＶ８００Ｂ、８００Ｃの２つが単一の積荷８０４に連結され、２つの他のＵＡＶ８００Ａ、８００Ｄは、ＵＡＶ８００Ｂ、８００Ｃに連結されるが、連結された積荷は何も有していない。本実施例では、積荷８０４は、単一のＵＡＶが航空輸送できるよりも重く、したがって、２つのＵＡＶ８００Ｂ、８００Ｃが、積荷８０４の航空輸送を可能にするために、積荷８０４に連結される集合型ＵＡＶを形成するように連結される。同様に、配達先が、２つの連結されたＵＡＶ８００Ｂ、８００Ｃがそれら自体の電力で到達可能な範囲外にあり、したがって、２つの追加のＵＡＶ８００Ａ、８００Ｄが、積荷８０４の航空輸送を可能にするために、ＵＡＶ８００Ｂ、８００Ｃと連結されて集合型ＵＡＶ８０２を形成する。そのような実施例では、集合型ＵＡＶが、積荷を配達区域まで空中航行してもよい。集合型ＵＡＶ８０２が、配達区域に到達するとき、２つのＵＡＶ８００Ｂ、８００Ｃが、他の２つのＵＡＶ８００Ａ、８００Ｄから分離して、配達先への積荷８０４の配達を完了してもよい。積荷が配達された後、２つのＵＡＶ８００Ｂ、８００Ｃは、２つのＵＡＶ８００Ａ、８００Ｄと再連結して、共に別の場所へ空中航行してもよい。
【００４７】
集合型ＵＡＶからＵＡＶのうちの１つまたは複数を分離して商品の配達を完了することは、配達先の周囲の安全性を改善し、商品を配達先に配達する際のＵＡＶまたは集合型ＵＡＶの敏捷性を向上させる。例えば、連結されて集合型ＵＡＶを形成する多数のＵＡＶがある場合、集合型ＵＡＶは、数フィートの幅であることがある。例えば、図４を再び参照すると、各ＵＡＶ４００が、幅約２フィート×長さ約２フィートである場合、集合型ＵＡＶ４０２は、幅約１０フィート×長さ約８フィートであることになる。別の実施例として、図５を参照すると、各ＵＡＶ５００が、幅約２フィート×長さ約２フィートである場合、集合型ＵＡＶ５０２は、幅約４フィート×長さ約４フィート×高さ約４フィートであることになる。
【００４８】
集合型ＵＡＶ構成は、それを他の航空機にさらに見えるようにすることによって、ＵＡＶが高い高度にある間の可視性及び安全性を改善しているが、そのような大きな構成は、商品配達中の低い高度においては望ましくないことがある。例えば、ユーザが、商品を注文し、配達先として自宅の裏庭内の場所を指定した場合、幅約１０フィート×長さ８フィートの集合型ＵＡＶで商品の配達を試みるのは、危険である場合がある。これに対して、幅約２フィート×長さ２フィートの単一ＵＡＶでの配達は、より安全である場合がある。
【００４９】
上記の実施例に続いて、図９は、実施態様による、配達区域９０４に到着する集合型ＵＡＶ９０２の上面図を示す。集合型ＵＡＶ９０２が、配達区域９０４に到着すると、ＵＡＶ９００Ａ、９００Ｂ、９００Ｃが分離して、配達先９０６にＵＡＶによって運搬される積荷の配達を完了してもよい。例えば、ＵＡＶ９００Ａが、集合型ＵＡＶ９０２から分離して、配達先９０６Ａへの積荷の配達を完了してもよい。ＵＡＶ９００Ｂが、集合型ＵＡＶ９０２から分離して、配達先９０６Ｂへの積荷の配達を完了してもよい。同様に、ＵＡＶ９００Ｃが、集合型ＵＡＶから分離して、配達先９０６Ｃへの積荷の配達を完了してもよい。
【００５０】
本実施例は、集合型ＵＡＶ９０２のＵＡＶ９００の全てが、配達区域９０４内の配達先に積荷を配達するために集合型ＵＡＶから分離することを示しているが、他の実施態様では、集合型ＵＡＶ９０２のＵＡＶのうちの１つまたは複数は、配達区域内の配達先に積荷を配達しなくともよい。例えば、集合型ＵＡＶ９０２のいくつかのＵＡＶが、第２の配達区域内の配達先への積荷の配達を完了するために、配達区域９０４を通り過ぎて第２の配達区域に空中航行していてもよい。別の実施例として、集合型ＵＡＶのＵＡＶのうちのいくつかは、集合型ＵＡＶの航空輸送のための支援を提供するだけであってもよく、配達する積荷を全く運搬しなくともよい。例えば、ＵＡＶのうちのいくつかは、集合型ＵＡＶの滞空時間及び／または飛行距離を拡大するために集合型ＵＡＶによって利用され得る追加の電力モジュールを、積荷として運搬していてもよい。別の実施例として、ＵＡＶのうちの１つが、集合型ＵＡＶのマスタＵＡＶとして構成されてもよく、配達区域への集合型ＵＡＶの空中航行を助けるように構成されてもよい。
【００５１】
図１０は、実施態様による、例としての集合型ＵＡＶ連結プロセス１０００のフロー図である。このプロセス、及び本明細書で説明される各プロセスは、本明細書で説明される構造によって、または他の構造によって実装されてもよい。プロセスは、論理フローグラフ内のブロックの集まりとして示される。ブロックのうちのいくつかは、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実装され得る動作を表す。ソフトウェアの文脈では、ブロックは、１つまたは複数のプロセッサによる実行時に、記載された動作を実行する、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体上に記憶されるコンピュータ実行可能命令を表す。概して、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を実行し、または特定の抽象データ型を実装する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。
【００５２】
コンピュータ可読媒体は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含んでもよい。非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、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、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気もしくは光学カード、固体メモリデバイス、または電子命令を記憶するのに適した他の種類の記憶媒体を含んでもよい。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態による）を含んでもよい。コンピュータ可読信号の実施例は、搬送波を用いて変調されるか否かに関わらず、インターネットまたは他のネットワークを通じてダウンロードされた信号を含む、コンピュータプログラムをホストする、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され得る信号を含むが、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ことを意図するものではなく、任意の数の説明される動作が、プロセスを実装するために、任意の順序で、及び／または並行して結合され得る。
【００５３】
例としてのプロセス１０００は、ＵＡＶ、集合型ＵＡＶ、及び／または集合型ＵＡＶ構成システム１５２８（図１５）によって実行されてもよい。図１０に関して以下に述べる実施例は、２つのＵＡＶを説明するが、他の実施態様では、例としてのプロセスは、１つのＵＡＶ、１つの集合型ＵＡＶ、または２つの集合型ＵＡＶと共に使用されてもよい。
【００５４】
例としてのプロセス１０００は、１００２のように、第２のＵＡＶの定義された距離内の第１のＵＡＶを判断することによって開始する。定義された距離は、ＵＡＶ間の任意の定義された距離（例えば、１マイル）であってもよい。第１のＵＡＶが、第２のＵＡＶの定義された距離内にあると判断すると、１００４のように、ＵＡＶ（複数可）の飛行計画が受信される。例えば、２つのＵＡＶが、飛行計画をそれぞれ伝送してもよい。代替的には、集合型ＵＡＶ構成システムが、ＵＡＶについての飛行計画を周期的に受信し、及び／または決定してもよい。
【００５５】
飛行計画に基づいて、１００８のように、２つのＵＡＶの飛行計画が相補的であるかどうか、及び２つのＵＡＶが連結されて集合型ＵＡＶを形成すべきであるかどうかについての判断が行われる。例えば、両方の飛行計画が類似であり、類似の方向で、類似の行先（例えば、配達区域、荷役施設）に向かうものである場合、２つのＵＡＶの飛行計画は、相補的であると判断されてもよい。同様に、それらが両方とも互いに連結可能である場合、連結が有益であるそれらのそれぞれの飛行計画において、十分な距離が残っている場合など、ＵＡＶは連結すべきであると判断されてもよい。他の要因もまた、ＵＡＶが連結すべきであるかどうかを判断する際に考慮されてもよい。例えば、ＵＡＶを集合型ＵＡＶに連結することによって節約されることになる正味エネルギーが、推定され、考慮されてもよく、集合型ＵＡＶの可視性の向上が考慮されてもよく、集合型ＵＡＶの最大揚力などが考慮されてもよい。
【００５６】
飛行計画が相補的でない、及び／または２つのＵＡＶが連結すべきでないといういずれかの判断がされる場合、例としてのプロセス１０００は、１０１８のように、完了する。一方、飛行計画が相補的であり、ＵＡＶが連結すべきであると判断される場合、１０１２のように、集合型ＵＡＶ構成が決定される。上述のように、任意の集合型ＵＡＶ構成が決定されてもよい。
【００５７】
集合型ＵＡＶ構成を決定すると、１０１４のように、決定された集合型ＵＡＶ構成に従って、第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶが連結して集合型ＵＡＶを形成する。１０１６のように、飛行計画も更新されるか、または集合型ＵＡＶのための単一の飛行計画が、各ＵＡＶの行先に基づいて決定される。例えば、２つＵＡＶが、距離が離れた異なる行先に航行している場合、その集合型ＵＡＶに、２つのＵＡＶが分離する前に２つの行先間の点まで空中航行させ、それぞれの行先に独立して航行を完了させる、集合型ＵＡＶの飛行計画が決定されてもよい。いくつかの実施態様では、行先間の点は、中間点であってもよい。他の実施態様では、行先間の点は、行先の位置、ＵＡＶの電力及び航行能力、ＵＡＶの配達時間などに基づいて決定されてもよい。例えば、第１のＵＡＶは、第２のＵＡＶよりも多くの残電力を有してもよく、したがって、飛行計画は、第１のＵＡＶの行先に向かって航行し、第２のＵＡＶのために飛行計画に沿った点で分離して第２のＵＡＶの行先への航行を完了するように、集合型ＵＡＶに命令してもよい。
【００５８】
図１１は、実施態様による、例としての集合型ＵＡＶ航行プロセス１１００のフロー図である。例としてのプロセス１１００は、１１０２のように、集合型ＵＡＶとのＵＡＶの連結を検出することによって開始する。図１０に関して上述したように、ＵＡＶは、集合型ＵＡＶ構成に従って、集合型ＵＡＶと連結するように命令されてもよい。ＵＡＶが一度集合型ＵＡＶと連結すると、連結は、集合型ＵＡＶの少なくとも１つの他のＵＡＶによって検出される。例えば、第２のＵＡＶが連結する集合型ＵＡＶの第１のＵＡＶは、第２のＵＡＶが集合型ＵＡＶと連結したことを判断してもよい。
【００５９】
連結後、１１０４のように、連結されたＵＡＶのＵＡＶ構成情報が、連結されたＵＡＶから受信される。ＵＡＶ構成情報は、ＵＡＶ識別子、航行情報、電力供給能力、モータ及びプロペラ構成、ＵＡＶ及び／または積荷の重量、ＵＡＶのセンサの位置などを含んでもよい。連結されたＵＡＶからＵＡＶ構成情報を受信することに加えて、１１０６のように、集合型ＵＡＶ構成情報が、連結されたＵＡＶに提供されてもよい。集合型ＵＡＶ構成情報は、例えば、集合型ＵＡＶの航行情報、動作パラメータ、集合型ＵＡＶの構成、集合型ＵＡＶによって使用されているセンサのセンサ位置を識別してもよい。
【００６０】
情報を交換することに加えて、１１０８のように、集合型ＵＡＶの構成が、連結されたＵＡＶを含むように更新されてもよい。さらに、１１１０のように、集合型ＵＡＶへのＵＡＶの追加に基づいて、任意のリソースが分配または再分配されるべきかどうかについての判断が行われてもよい。上述のように、１つまたは複数のリソース（例えば、電力、モータ／プロペラ、制御システムなど）が、集合型ＵＡＶの複数のＵＡＶ間で共有されてもよい。いくつかの実施態様では、集合型ＵＡＶの周辺上のＵＡＶは、集合型ＵＡＶを空中航行するための揚力をもたらすように、それらのモータを作動させてもよい。そのような実施態様では、内部ＵＡＶのモータ及び／または周辺ＵＡＶの内部モータの回転速度は、電力を浪費しないように減少または終了させてもよい。したがって、ＵＡＶが、集合型ＵＡＶと連結するとき、リソースが、分配または再分配されるべきかどうかが判断されてもよい。例えば、集合型ＵＡＶと連結されたＵＡＶは、揚力をもたらすためにそのモータ及びプロペラを回転させ続けるように命令されてもよく、別のＵＡＶは、そのモータ及び対応するプロペラの回転を減少または終了させるように命令されてもよい。
【００６１】
集合型ＵＡＶのリソースを分配または再分配することに加えて、１１１２のように、集合型ＵＡＶの飛行計画が更新される。例えば、集合型ＵＡＶの進行方向が、追加されたＵＡＶの行先を占めるように調整されてもよく、及び／または、追加されたＵＡＶの電力能力に基づいて調整されてもよい。１１１４のように、例としてのプロセス１１００は、次いで完了する。
【００６２】
図１２は、実施態様による、集合型ＵＡＶ分離プロセス１２００のフロー図である。例としてのプロセス１２００は、１２０２のように、集合型ＵＡＶからのＵＡＶの分離が決定されるときに開始する。図６及び図９に関して上述したように、ＵＡＶは、例えば、配達先への積荷の配達を完了するために、集合型ＵＡＶから分離してもよい。ＵＡＶが一度集合型ＵＡＶから分離すると、分離は、集合型ＵＡＶの少なくとも１つの他のＵＡＶによって検出される。例えば、第２のＵＡＶが分離する集合型ＵＡＶの第１のＵＡＶは、第２のＵＡＶが集合型ＵＡＶから分離したことを判断してもよい。同様に、第２のＵＡＶは、それが集合型ＵＡＶから分離しているという通知を提供してもよい。
【００６３】
分離後、１２０４のように、更新された集合型ＵＡＶ構成が、集合型ＵＡＶのために決定される。更新された集合型ＵＡＶ構成に基づいて、１２０６のように、集合型ＵＡＶが、再構成すべきかどうかについての決定が行われる。例えば、図６に関して上述したように、集合型ＵＡＶの残りのＵＡＶが、さらなる効率性、電力の節約などをもたらすやり方で再構成され得る場合、集合型ＵＡＶが再構成されるべきと判断されてもよい。
【００６４】
集合型ＵＡＶが再構成するべきと判断される場合、１２０８のように、依然として集合型ＵＡＶの一部であるＵＡＶに、集合型ＵＡＶの再構成を完了するように、命令が送信される。集合型ＵＡＶが一度再構成されると、１２１０のように、更新された集合型ＵＡＶ構成が決定される。集合型ＵＡＶを再構成すること、または集合型ＵＡＶが再構成されるべきでないと判断される場合（ブロック１２０６）のいずれかの後、１２１２のように、更新されたＵＡＶ構成に従って、集合型ＵＡＶのリソースが、分配及び／または再分配される。上述のように、１つまたは複数のリソース（例えば、電力、モータ／プロペラ、制御システムなど）が、集合型ＵＡＶの複数のＵＡＶ間で共有されてもよい。いくつかの実施態様では、集合型ＵＡＶの周辺上のＵＡＶは、集合型ＵＡＶを空中航行するための揚力をもたらすように、それらのモータを作動させてもよい。そのような実施態様では、内部ＵＡＶのモータ及び／または周辺ＵＡＶの内部モータの回転速度は、電力を浪費しないように減少または終了させてもよい。したがって、ＵＡＶが、集合型ＵＡＶから分離するとき、リソースが、分配または再分配されるべきかどうかが判断されてもよい。例えば、集合型ＵＡＶから分離したＵＡＶが、周辺上にあり、集合型ＵＡＶに揚力をもたらしていた場合、残りのＵＡＶが、そのモータ及び対応するプロペラを回転して集合型ＵＡＶに揚力をもたらす役割を負うことができるように、集合型ＵＡＶのリソースが再分配される必要があると判断されてもよい。
【００６５】
集合型ＵＡＶのリソースを分配または再分配することに加えて、１２１４のように、集合型ＵＡＶの飛行計画が更新される。例えば、集合型ＵＡＶの進行方向が、ＵＡＶの分離を占めるように調整されてもよい。１２１６のように、例としてのプロセス１２００は、次いで完了する。
【００６６】
図１３は、実施態様による、例としての集合型ＵＡＶ計画プロセス１３００のフロー図である。例としての集合型ＵＡＶ計画プロセス１３００は、集合型ＵＡＶ構成システム１５２８によって実行されてもよい。例えば、集合型ＵＡＶ構成システム１５２８は、商品が、荷役施設において配達用に包装されている間、その集合型ＵＡＶ計画プロセスを実行して、荷役施設から配達区域へ空中航行することになる集合型ＵＡＶを決定してもよい。
【００６７】
例としてのプロセス１３００は、１３０２のように、定義された時間ウィンドウの間、相補的な飛行計画を有する、または有することとなるＵＡＶを決定することによって、開始する。例えば、顧客によって注文された商品は、類似の配達予想及び／または配達時間をそれぞれ有してもよい。配達時間、商品がそこから輸送されることとなる荷役施設間の距離、及び航空輸送の速度に基づいて、おおよその出発時間が、商品を輸送することとなるＵＡＶのために決定されてもよい。おおよその出発時間が、定義された時間ウィンドウ内にあり、飛行計画が相補的である場合、ＵＡＶは、集合型ＵＡＶを形成するように選択されてもよい。
【００６８】
ブロック１３０２で決定されたＵＡＶの数に基づいて、１３０４のように、集合型ＵＡＶ構成が決定される。集合型ＵＡＶ構成が、構成の形状、及び集合型ＵＡＶ構成において各ＵＡＶがどこに配置されるべきかを、指定してもよい。集合型ＵＡＶ構成内のＵＡＶの配置は、ＵＡＶの電力能力、モータ、プロペラ、及び／またはＵＡＶの揚力能力、ＵＡＶの大きさ、ＵＡＶの積荷重量、ＵＡＶの配達先の場所などに基づいて、決定されてもよい。例えば、集合型ＵＡＶから最初に分離することになるＵＡＶは、集合型ＵＡＶの周辺上に配置されてもよい。
【００６９】
集合型ＵＡＶ構成を決定することに加えて、１３０６のように、集合型ＵＡＶリソース分配が、集合型ＵＡＶのために決定される。集合型ＵＡＶ構成内のＵＡＶの配置と同様に、例えば、ＵＡＶの電力能力、モータ、プロペラ、及び／またはＵＡＶの揚力能力、ＵＡＶの大きさ、ＵＡＶの積荷重量、ＵＡＶの配達先の場所などに基づいて、リソース分配が決定されてもよい。例えば、その配達先までの距離及び／または積荷の重量に基づいて余分な電力を有することとなるＵＡＶは、集合型ＵＡＶの動作を可能にするために、集合型ＵＡＶの他のＵＡＶに電力を提供するように命令されてもよい。
【００７０】
決定されたＵＡＶ、決定された集合型ＵＡＶ構成、及び決定されたリソース分配に基づいて、１３０８のように、集合型ＵＡＶに構成し、決定されたリソース分配に従ってリソースを分配するために、命令が、集合型ＵＡＶに含まれる各ＵＡＶに送信される。注文された商品が、梱包され、出発準備が行われる時、ＵＡＶの航行命令の一部などとして、命令はＵＡＶに送信されてもよい。最後に、１３１０のように、例としてのプロセス１３００は完了する。
【００７１】
図１４は、例としてのＵＡＶ制御システム１１０を示すブロック図である。様々な実施例では、ブロック図は、本明細書で述べる様々なシステム及び方法を実装するため、及び／または本明細書で説明するＵＡＶの動作を制御するために使用され得る、ＵＡＶ制御システム１１０の１つまたは複数の態様の例示であってもよい。例示される実施態様では、ＵＡＶ制御システム１１０は、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１４１０を介して、メモリ、例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１４２０に連結される１つまたは複数のプロセッサ１４０２を含む。ＵＡＶ制御システム１１０は、また、電子速度制御１４０４（ＥＳＣ）、電力供給モジュール１４０６、航行システム１４０７、及び／または慣性測定ユニット（ＩＭＵ）１４１２を含んでもよい。いくつかの実施態様では、ＩＭＵは、航行システム１４０７に組み込まれてもよい。ＵＡＶ制御システム１１０は、また、ＵＡＶを他のＵＡＶと連結／他のＵＡＶから分離するために用いられる連結コンポーネント（複数可）を制御するように構成される、連結コントローラ１４１９を含んでもよい。ＵＡＶ制御システム１１０は、また、積荷係合コントローラ（図示せず）、ネットワークインタフェース１４１６、及び１つまたは複数の入力／出力デバイス１４１７を含んでもよい。
【００７２】
様々な実施態様では、ＵＡＶ制御システム１１０は、１つのプロセッサ１４０２を含むユニプロセッサシステム、または複数のプロセッサ１４０２（例えば、２個、４個、８個、または別の適当な数）を含むマルチプロセッサシステムであってもよい。プロセッサ（複数可）１４０２は、命令を実行可能な任意の適当なプロセッサであってもよい。例えば、様々な実施態様では、プロセッサ（複数可）１４０２は、ｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ、ＳＰＡＲＣ、もしくはＭＩＰＳ  ＩＳＡ、または任意の他の適当なＩＳＡなどの多様な命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）のいずれかを実装する汎用または組み込みプロセッサであってもよい。マルチプロセッサシステムでは、各プロセッサ（複数可）１４０２は、一般に、しかし必須ではなく、同一のＩＳＡを実装してもよい。
【００７３】
非一時的コンピュータ可読記憶媒体１４２０は、実行可能命令、データ、飛行計画、飛行制御パラメータ、集合型ＵＡＶ構成情報、ＵＡＶ構成情報、及び／またはプロセッサ（複数可）１４０２によってアクセス可能なデータ項目を記憶するように構成されてもよい。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１４２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同期式動的ＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性／フラッシュ型メモリ、または任意の他の種類のメモリなどの、任意の適当なメモリ技術を用いて実装されてもよい。例示される実装では、本明細書で説明されるような所望の機能を実装するプログラム命令及びデータが、プログラム命令１４２２、データ記憶１４２４及び飛行制御１４２６としてそれぞれ、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１４２０内に記憶されて示される。他の実装では、プログラム命令、データ及び／または飛行制御が、受信され、送信され、また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な媒体、または非一時的コンピュータ可読記憶媒体１４２０もしくはＵＡＶ制御システム１１０とは別の類似の媒体上に記憶されてもよい。概して言うと、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体が、Ｉ／Ｏインタフェース１４１０を介してＵＡＶ制御システム１１０に連結される磁気または光学媒体、例えば、ディスクまたはＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭなどの、記憶媒体またはメモリ媒体を含んでもよい。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、または電気、電磁気、またはデジタル信号などの信号によって伝送されてもよく、信号は、ネットワークインタフェース１４１６を介して実装され得るような、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てもよい。
【００７４】
一実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース１４１０は、プロセッサ（複数可）１４０２、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１４２０、及び任意の周辺デバイス間のＩ／Ｏトラフィック、ネットワークインタフェース、及び／または入力／出力デバイス１４１７などの他の周辺インタフェースを協調させるように構成されてもよい。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース１４１０は、１つのコンポーネント（例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１４２０）からのデータ信号を、別のコンポーネント（例えば、プロセッサ（複数可）１４０２）による使用に適したフォーマットに変換するために、任意の必要なプロトコル、タイミングまたは他のデータ変換を実行してもよい。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース１４１０は、例えば、周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）バス標準またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）標準の変形などの、様々な種類の周辺バスを通じて取り付けられたデバイスのためのサポートを含んでもよい。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース１４１０の機能は、例えば、ノースブリッジ及びサウスブリッジなどの２つ以上の別々のコンポーネントに分割されてもよい。さらに、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１４２０へのインタフェースなどのＩ／Ｏインタフェース１４１０の機能性のうちのいくつかまたは全てが、プロセッサ（複数可）１４０２に直接組み込まれてもよい。
【００７５】
ＥＳＣ１４０４は、航行システム１４０７及び／またはＩＭＵ１４１２と通信し、ＵＡＶを安定させ決定された飛行計画に沿ってＵＡＶを導くために各揚力モータの回転速度を調整する。航行システム１４０７は、ＧＰＳ、屋内測位システム（ＩＰＳ）、ＩＭＵ、またはＵＡＶ１００をある場所に、及び／またはある場所から航行するために使用され得る他の類似のシステム及び／またはセンサを含んでもよい。積荷係合コントローラは、商品を係合し、及び／または係合解除するために用いら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。
【００７６】
連結コントローラ１４１９は、プロセッサ１４０２及び／または他のコンポーネントと通信し、ＵＡＶと他の連結されたＵＡＶとの間で共有する連結、データ及び／またはリソースを制御する。例えば、連結コンポーネントが、電磁石である場合、連結コントローラ１４１９は、ＵＡＶを別のＵＡＶと連結するために電磁石を作動させ、または別のＵＡＶからＵＡＶを分離するために電磁石を作動停止するために利用されてもよい。
【００７７】
ネットワークインタフェース１４１６は、ＵＡＶ制御システム１１０、他のコンピュータシステム（例えば、遠隔計算リソース）などのネットワークに取り付けられた他のデバイス間、及び／または他のＵＡＶのＵＡＶ制御システムと、データが交換されることを可能にするように構成されてもよい。例えば、ネットワークインタフェース１４１６は、制御システム１１０を含むＵＡＶと、別の連結されたＵＡＶのＵＡＶ制御システムとの間の通信を可能にしてもよい。別の実施例では、制御システム１１０は、制御システム１１０を含むＵＡＶと、１つまたは複数の遠隔計算リソース上に実装されるＵＡＶ制御システムとの間の無線通信を可能にしてもよい。無線通信のために、ＵＡＶのアンテナ、及び／または他の通信コンポーネントが利用されてもよい。別の実施例として、ネットワークインタフェース１４１６は、多数のＵＡＶ間の無線または有線通信を可能にしてもよい。例えば、ＵＡＶが連結されているとき、それらは、連結コンポーネントを介した有線通信を利用して通信してもよい。
【００７８】
ＵＡＶが連結されていないとき、それらは、無線通信を利用して通信してもよい。様々な実施態様では、ネットワークインタフェース１４１６は、Ｗｉ−Ｆｉ、衛星、及び／またはセルラネットワークなどの無線汎用データネットワークを介した通信をサポートしてもよい。
【００７９】
入力／出力デバイス１４１７は、いくつかの実施態様では、１つまたは複数のディスプレイ、撮像デバイス、熱センサ、赤外線センサ、飛行時間型センサ、加速度計、圧力センサ、気象センサ、カメラ、ジンバル、着陸装置などを含んでもよい。複数の入力／出力デバイス１４１７が存在してもよく、ＵＡＶ制御システム１１０によって制御されてもよい。これらのセンサのうちの１つまたは複数が、着陸を援助するため、及び飛行中に障害物を回避するために利用されてもよい。
【００８０】
図１４に示されるように、メモリは、プログラム命令１４２２を含んでもよく、プログラム命令１４２２は、本明細書で説明される例としてのプロセス及び／またはサブプロセスを実装するように構成されてもよい。データ記憶１４２４は、飛行計画を決定し、着陸し、商品を係合解除する場所を識別し、押し出しモータを係合／係合解除するために提供され得るデータ項目を保持するための様々なデータストアを含んでもよい。様々な実施態様では、パラメータ値及び１つまたは複数のデータストアに含まれるものとして本明細書に示される他のデータが、説明されない他の情報と結合されてもよく、または、より多くの、より少ない、または異なるデータ構造に、異なるように区分されてもよい。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位置されてもよく、２つ以上のメモリに分散されてもよい。
【００８１】
ＵＡＶ制御システム１１０が、単に例示的なものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを、当業者は理解するであろう。特に、コンピューティングシステム及びデバイスは、示される機能を実行することが可能な、任意の組み合わせのハードウェアまたはソフトウェアを含んでもよい。ＵＡＶ制御システム１１０は、また、例示されない他のデバイスに接続されてもよく、またはその代わりに、スタンドアロンシステムとして動作してもよい。さらに、例示されるコンポーネントによって提供される機能性は、いくつかの実施態様では、より少ないコンポーネントに結合されてもよく、または追加のコンポーネントに分散されてもよい。同様に、いくつかの実施態様では、例示されるコンポーネントのうちのいくつかの機能性が提供されなくともよく、及び／または他の追加の機能性が利用可能であってもよい。
【００８２】
様々な項目が、使用中にメモリまたは記憶装置に記憶されているものとして説明されるが、これらの項目またはそれらの部分は、メモリ管理及びデータ整合性の目的で、メモリ及び他の記憶装置間で移転され得ることを、当業者はまた、理解するであろう。代替的に、他の実施態様では、ソフトウェアコンポーネントのうちのいくつかまたは全てが、連結されたＵＡＶのＵＡＶ制御システムなどの、別のデバイス上のメモリ内で実行され、例示されるＵＡＶ制御システム１１０と通信してもよい。システムコンポーネントまたはデータ構造のうちのいくつかまたは全てが、また、非一時的な、コンピュータアクセス可能な媒体、または適当なドライブによって読み取られる携帯用品上に（例えば、命令または構造化データとして）記憶されてもよい。いくつかの実施態様では、ＵＡＶ制御システム１１０とは別のコンピュータアクセス可能な媒体上に記憶される命令は、伝送媒体、または無線リンクなどの通信媒体を介して伝達される、電気、電磁気、もしくはデジタル信号などの信号を介して、ＵＡＶ制御システム１１０に伝送されてもよい。様々な実施態様は、コンピュータアクセス可能な媒体上に前述の説明に従って実装される、命令及び／またはデータを受信すること、送信すること、または記憶することをさらに含んでもよい。したがって、本明細書で説明される技術は、他のＵＡＶ制御システム構成で実施されてもよい。
【００８３】
図１５は、本明細書で説明される実施態様において使用され得る、サーバシステム１５２０の例示的な実施態様の絵図である。サーバシステム１５２０は、１つまたは複数の冗長プロセッサなどのプロセッサ１５００、ビデオ表示アダプタ１５０２、ディスクドライブ１５０４、入力／出力インタフェース１５０６、ネットワークインタフェース１５０８、及びメモリ１５１２を含んでもよい。プロセッサ１５００、ビデオ表示アダプタ１５０２、ディスクドライブ１５０４、入力／出力インタフェース１５０６、ネットワークインタフェース１５０８、及び／またはメモリ１５１２は、通信バス１５１０によって互いに通信可能に連結されてもよい。
【００８４】
ビデオ表示アダプタ１５０２は、表示信号をディスプレイ（図１５には示されない）に提供して、サーバシステム１５２０のエージェントが、サーバシステム１５２０の動作を監視及び構成し、及び／または情報（例えば、集合型構成、航行経路などに関する）を提供することを可能にする。入力／出力インタフェース１５０６は、同様に、マウス、キーボード、スキャナ、またはサーバシステム１５２０のエージェントによって動作可能な他の入力及び出力デバイスなどの、図１５に示されない外部入力／出力デバイスと通信する。ネットワークインタフェース１５０８は、他のコンピューティングデバイスと通信するための、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを含む。例えば、ネットワークインタフェース１５０８は、ネットワークを介して、サーバシステム１５２０と、荷役施設、配達場所、及び／またはＵＡＶのコンピューティングデバイスなどの他のコンピューティングデバイスとの間の通信を提供するように構成されてもよい。
【００８５】
メモリ１５１２は、概して、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、及び／または他の揮発性もしくは永続的メモリを含む。メモリ１５１２は、サーバシステム１５２０の動作を制御するためのオペレーティングシステム１５１４を記憶して示される。サーバシステム１５２０の低水準の動作を制御するためのバイナリ入力／出力システム（ＢＩＯＳ）１５１６もまた、メモリ１５１２に記憶される。
【００８６】
メモリ１５１２は、追加的に、ネットワークサービスを、ＵＡＶ、荷役施設、在庫管理システム１５２６、及び／または集合型ＵＡＶ構成システム１５２８に提供するためのプログラムコード及びデータを記憶する。プログラム命令は、データストア１５０９、在庫管理システム１５２６、及び／または集合型ＵＡＶ構成システム１５２８の間のデータ交換を容易にするために、データストアマネージャアプリケーション１５２１との通信を可能にする。
【００８７】
本明細書で使用される、「データストア」という用語は、データを記憶し、アクセスし、取得することが可能な任意のデバイスまたはデバイスの組み合わせを指し、それは、任意の標準、分散型、またはクラスタ化環境における任意の組み合わせ及び数のデータサーバ、データベース、データ記憶デバイス、及びデータ記憶媒体を含んでもよい。サーバシステム１５２０は、集合型ＵＡＶ、荷役施設、配達場所、集合型ＵＡＶ構成システム１５２８、及び／または在庫管理システム１５２６のための１つまたは複数のアプリケーションの態様を実行するのに必要なものとしてデータストア１５０９と統合するための、任意の適当なハードウェア及びソフトウェアを含み得る。
【００８８】
データストア１５０９は、特定の態様に関するデータを記憶するための、複数の別々のデータテーブル、データベースまたは他のデータ記憶機構及び媒体を含み得る。例えば、例示されるデータストア１５０９は、動作、在庫、地図、ＧＰＳデータなどに関する情報を保持するための機構を含み、それは、情報を生成して、１つまたは複数のＵＡＶ、在庫管理システム１５２６、及び／または集合型ＵＡＶ構成システム１５２８に伝えるために用いられ得る。データストア１５０９に記憶され得る追加的な態様があってもよく、例示されるもの以外の追加的なデータストアが含まれ得ると理解されるべきである。例えば、データストア１５０９は、集合型ＵＡＶ構成、及びそれぞれの集合型ＵＡＶ構成に従って連結されるときのＵＡＶの効率性、滞空時間などに関する情報を保持してもよい。データストア１５０９は、データストアと関連付けられるロジックを通じて、サーバシステム１５２０から命令を受信し、それに応答してデータを取得し、更新し、または処理するように動作可能である。
【００８９】
メモリ１５１２は、また、上述した、在庫管理システム１５２６を含んでもよい。在庫管理システム１５２６は、サーバシステム１５２０の機能のうちの１つまたは複数を実装するために、プロセッサ１５００によって実行可能であってもよい。１つの実施態様では、在庫管理システム１５２６は、メモリ１５１２に記憶される１つまたは複数のソフトウェアプログラムにおいて具現化される命令を表してもよい。別の実施態様では、在庫管理システム１５２６は、ハードウェア、ソフトウェア命令、またはそれらの組み合わせを表し得る。
【００９０】
メモリ１５１２は、また、上述した集合型ＵＡＶ構成システム１５２８を含んでもよい。集合型ＵＡＶ構成システム１５２８は、サーバシステム１５２０の機能のうちの１つまたは複数を実装するために、プロセッサ１５００によって実行可能であってもよい。一実施態様では、集合型ＵＡＶ構成システム１５２８は、メモリ１５１２に記憶される１つまたは複数のソフトウェアプログラムにおいて具現化される命令を表してもよい。別の実施態様では、集合型ＵＡＶ構成システム１５２８は、ハードウェア、ソフトウェア命令、またはそれらの組み合わせを表し得る。
【００９１】
サーバシステム１５２０は、一実施態様では、１つまたは複数のコンピュータネットワークまたは直接接続を用いて、通信リンクを介して相互接続される複数のコンピュータシステム及びコンポーネントを利用する分散型環境である。しかしながら、そのようなシステムは、図１５に示されるものより少数の、または多数のコンポーネントを有するシステムにおいて、同様に良好に動作し得ると、当業者によって理解されるであろう。よって、図１５の描写は、実際には例示的であると取られるべきであり、開示の範囲に限定されるべきでない。
【００９２】
いくつかの実施態様では、上述したプロセス及びシステムによって提供される機能性は、より多くのソフトウェアモジュールまたはルーチンに分割され、より少ないモジュールまたはルーチンに合併されるなどの、代替的な方法で提供されてもよいことを、当業者は理解するであろう。同様に、いくつかの実施態様では、例示されるプロセス及びシステムは、他の例示されるプロセスが、代わりに、そのような機能性それぞれがないか、もしくは含むとき、または提供される機能性の量が変更されるときなどに、説明されるより多くの、またはより少ない機能性を提供してもよい。さらに、様々な動作は、特定の方式で（例えば、連続して、もしくは並行して）及び／または特定の順序で実行されるものとして示されてもよいが、当業者は、他の実施態様では、動作が他の順序及び他のやり方で実行されてもよいと理解するであろう。図に示され、本明細書で説明される、様々な方法、システム、及びプロセスは、例としての実施態様を表す。方法、システム、及びプロセスが、他の実施態様では、ソフトウェア、ハードウェア、またはそれらの組み合わせで実装されてもよい。同様に、他の実施態様では、任意のプロセスの順序が変更されてもよく、様々な要素が追加され、再配列され、結合され、省略され、修正されるなどしてもよい。
【００９３】
本明細書で開示される実施形態は、第１のＵＡＶと、第１のＵＡＶに着脱可能に連結される第２のＵＡＶと、第２のＵＡＶを第１のＵＡＶに連結するように構成される第１の接続コンポーネントと、のうちの１つまたは複数を含む、集合型無人飛行機（「ＵＡＶ」）を含んでもよい。第１のＵＡＶは、第１のモータと、第２のモータと、第１のモータに連結される第１のプロペラと、第２のモータに連結される第２のプロペラと、第１のモータ及び第２のモータのそれぞれに回転速度命令を提供するように構成される第１のＵＡＶ制御システムと、第１のＵＡＶ制御システム、第１のモータ、または第２のモータのうちの少なくとも１つに電力を供給するように構成される第１の電力モジュールと、のうちの１つまたは複数を含んでもよい。第２のＵＡＶは、第３のモータと、第４のモータと、第３のモータに連結される第３のプロペラと、第４のモータに連結される第４のプロペラと、第２のＵＡＶを第１のＵＡＶと連結するように構成される第２の接続コンポーネントと、第２のＵＡＶ制御システム、第３のモータ、または第４のモータのうちの少なくとも１つに電力を供給するように構成される第２の電力モジュールと、のうちの１つまたは複数を含んでもよい。第２のＵＡＶ制御システムは、第３のモータ及び第４のモータのそれぞれに、回転速度命令を提供するように構成されてもよい。第２のＵＡＶ制御システムは、第１のＵＡＶから第１のＵＡＶ構成情報を受信すること、第１のＵＡＶ構成、及び第２のＵＡＶのための第２のＵＡＶ構成に少なくとも一部基づいて、集合型ＵＡＶ構成を決定すること、第３のモータについての回転速度を決定することであって、回転速度が、集合型ＵＡＶ構成に少なくとも一部基づいて決定される、決定すること、及び／または、回転速度命令を第３のモータに送信して、第３のモータの回転速度を調整すること、のうちの１つまたは複数を行うように構成されてもよい。
【００９４】
任意で、回転速度命令は、第３のモータが、第３のプロペラの回転を停止するための命令を含んでもよい。任意で、第１のＵＡＶの第１の接続コンポーネントは、第２のＵＡＶの第２の接続コンポーネントに連結されてもよい。任意で、データまたは電力のうちの少なくとも１つが、第１の接続コンポーネントと第２の接続コンポーネントとの間において、第１のＵＡＶと第２のＵＡＶとの間で交換されてもよい。任意で、第１の接続コンポーネント及び第２の接続コンポーネントが、第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶ間の電気的連結、第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶ間の機械的連結、第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶ間の電気機械的連結、第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶ間の磁気的連結、及び／または第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶ間の光学的連結のうちの１つまたは複数を提供してもよい。
【００９５】
本明細書に開示された実施形態は、空中航行可能な第１の無人航空機（「ＵＡＶ」）に商品を連結すること、空中航行可能な第２のＵＡＶに第１のＵＡＶを連結すること、第２のＵＡＶと連結された第１のＵＡＶを用いて、商品を配達区域に航空輸送すること、及び／または商品を配達区域内の配達先に配達すること、のうちの１つまたは複数を含む、配達先への商品の空中投下を提供するための方法を含んでもよい。
【００９６】
任意で、方法は、第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶを、配達区域内の場所へ空中航行すること、第１のＵＡＶを第２のＵＡＶから分離すること、及び／または第１のＵＡＶを使用して、商品を場所から配達先へ航空輸送すること、のうちの１つまたは複数を含んでもよい。任意で、第２の商品が、第２のＵＡＶに連結されてもよく、第２のＵＡＶが、第２の商品を第２の配達先に航空輸送するように構成されてもよい。任意で、方法は、第３のＵＡＶから要求を受信して、第１のＵＡＶまたは第２のＵＡＶのうちの少なくとも１つと連結すること、第１のＵＡＶ、第２のＵＡＶ、及び第３のＵＡＶの連結についての集合型ＵＡＶ構成を決定すること、及び／または集合型ＵＡＶ構成に従って、第１のＵＡＶまたは第２のＵＡＶのうちの少なくとも１つと連結するように、第３のＵＡＶに命令することを含んでもよい。任意で、方法は、第３のＵＡＶの第１の飛行計画と、連結された第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶの第２の飛行計画とが相補的であると判断することを含んでもよい。任意で、方法は、第１のＵＡＶまたは第３のＵＡＶのうちの少なくとも１つから第２のＵＡＶが分離することを検出すること、第１のＵＡＶ及び第３のＵＡＶに少なくとも一部基づいて、更新された集合型ＵＡＶ構成を決定すること、更新された集合型ＵＡＶ構成が、再構成されるべきであると決定すること、及び／または第１のＵＡＶ及び第３のＵＡＶの間の連結を再構成させること、のうちの１つまたは複数を含んでもよい。任意で、方法は、連結中の第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶの間でリソースを分配するためのリソース分配を決定することを含んでもよく、リソースが、電力モジュール、計算コンポーネント、航行コンポーネント、カメラ、モータ、及び／または制御システムのうちの１つまたは複数を含んでもよい。任意で、方法は、第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶの間の連結に少なくとも一部基づいて、第１のＵＡＶの複数のモータのうちの少なくとも１つのモータについての回転速度を決定することを含んでもよい。任意で、第１のＵＡＶ及び第２のＵＡＶの連結が、商品の航空輸送中に行われてもよい。
【００９７】
実行可能な命令で構成される１つまたは複数のコンピューティングシステムの制御下で、本明細書で開示される実施形態は、定義された時間ウィンドウの間、相補的な飛行計画をそれぞれが有する、複数の無人航空機（「ＵＡＶ」）を決定すること、複数のＵＡＶのうちの各ＵＡＶが、複数のＵＡＶのうちの少なくとも１つの他のＵＡＶに連結される、集合型ＵＡＶ構成を決定すること、及び／または、集合型ＵＡＶ構成に従って複数のＵＡＶのうちの少なくとも１つの他のＵＡＶと連結して、集合型ＵＡＶを形成するように、複数のＵＡＶのそれぞれに命令すること、のうちの１つまたは複数を含むコンピュータ実装された方法を含んでもよい。
【００９８】
任意で、コンピュータ実装された方法は、集合型ＵＡＶのための集合型ＵＡＶリソース分配を決定すること、及び／または、集合型ＵＡＶリソース分配に従ってリソースを分配するように、複数のＵＡＶのそれぞれに命令すること、のうちの１つまたは複数を含んでもよい。任意で、コンピュータ実装された方法は、複数のＵＡＶのうちの少なくとも１つの他のＵＡＶに連結される間、空中航行するように、複数のＵＡＶのそれぞれに命令することを含んでもよい。任意で、複数のＵＡＶのうちの少なくとも１つは、配達先に航空輸送されるべき商品に連結されてもよい。任意で、複数のＵＡＶのうちの少なくとも１つは、配達先に航空輸送されるべき商品に連結されなくともよい。
【００９９】
主題について、構造的特徴及び／または方法論的動作に特有の言い回しで説明したが、添付の特許請求の範囲で定義される主題は、必ずしも説明した特定の特徴または動作に限定されるものではないと理解されたい。むしろ、特定の特徴及び動作は、特許請求の範囲を実装する例示の形態として開示されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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