(57)【要約】      （修正有）【課題】無人航空機（ＵＡＶ）の自律着陸のための方法を提供する。【解決手段】機載センサを使用し、オブジェクトに対応するセンサデータを取得するステップと、センサデータに基づく３次元世界モデルである次元証拠グリッドを作成するステップ１０１と、先験的データを３次元証拠グリッドと結合させるステップ１０５と、３次元証拠グリッドおよび先験的データに基づいて着陸ゾーンを捜し出すステップ１０７と、着陸ゾーン内の空いている地点を確認するステップ１０９であって、その空いている地点の表面の表面状態評価を実行するステップを含むステップと、着陸ゾーン運動特性評価を生成するステップと、その３次元証拠グリッドデータを処理して、空いている地点の１つにその飛行機を着陸させるための飛行制御を生成するステップ１１１と、その飛行制御に従ってその飛行機を制御してその飛行機を着陸させるステップとを含む。【選択図】図１
2015006874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機（ＵＡＶ）の自律着陸のための方法（１００）であって、
少なくとも１つの機載センサを使用し、前記飛行機の外側の１つまたは複数のオブジェクトに対応するセンサデータを取得するステップと、
前記センサデータを使用して３次元証拠グリッドを作成するステップ（１０１）であって、前記３次元証拠グリッドが前記センサデータに基づく３次元世界モデルである、ステップと、
先験的データを前記３次元証拠グリッドと結合させるステップ（１０５）と、
前記結合された３次元証拠グリッドおよび先験的データに基づいて着陸ゾーンを捜し出すステップ（１０７）と、
前記着陸ゾーン内の空いている地点を確認するステップ（１０９）であって、前記空いている地点の表面の表面状態評価を実行するステップを含む、ステップと、
着陸ゾーン運動特性評価を生成するステップであって、前記着陸ゾーン運動特性評価が、リアルタイムの着陸ゾーンの縦揺れ、上下揺れ、横揺れまたは前進運動の特性を示すステップを含む、ステップと、
前記空いている地点のうちの１つに前記飛行機を着陸させるために、前記３次元証拠グリッドデータを処理して飛行制御を生成するステップ（１１１）と、
前記飛行機を着陸させるために、前記飛行制御に従って前記飛行機を制御するステップ（１１３）と
を含む、方法。
【請求項２】
先験的データを使用して履歴証拠グリッドを作成するステップ（１０３）と、
前記履歴証拠グリッドを前記３次元証拠グリッドと結合させるステップと
を含む、請求項１に記載の方法（１００）。
【請求項３】
移動するプラットフォームである着陸ゾーンの動きと前記ＵＡＶのアプローチ運動をマッチさせるステップ（１１３）
を含む、請求項１に記載の方法（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元証拠グリッド（ＴＨＲＥＥ  ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ  ＥＶＩＤＥＮＣＥ  ＧＲＩＤ）を使用する自律着陸のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0001]自律貨物、諜報、監視および偵察（ＩＳＲ）および他の無人航空機（ＵＡＶ）ミッション主導のシステムは、発進、航路上、ペイロード配信、および着陸を通して完全な飛行プロファイル認識および誘導を必要とする。水上の船への着陸のためには、船舶を捜し出すことと、甲板着陸地点を捜し出すことと、障害物および車両のない甲板地点を選択することと、垂直離陸および着陸（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｔａｋｅ−ｏｆｆ  ａｎｄ  ｌａｎｄｉｎｇ）（ＶＴＯＬ）ＵＡＶ運動の船舶甲板運動へのマッチングと、所望の甲板地点での安全な着陸への誘導の提供とが、完全な自律性のために必要とされる。
【０００３】
[0002]通常は、ＵＡＶに着陸するための２つの態様が存在する：（１）どこに着陸するかを決定することと、（２）制御信号を使用して航空機を着陸に導くこと。どこに着陸するかの決定の問題は、ナビゲーションおよび追跡技法に関わる。
【０００４】
[0003]既存の方法は、視覚ベースの解決法を含む。それらは、底面向きカメラ（ｎａｄｉｒ−ｆａｃｉｎｇ  ｃａｍｅｒａ）、および、画像処理コンピュータを含む。自律着陸のための従来の視覚ベースの手法は、標準画像処理アルゴリズムによって容易に識別することができる、大きな「Ｈ」記号など、高コントラストランドマークにしばしば依存する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
３次元証拠グリッドを使用する自律着陸のためのシステムおよび方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0004]一実施形態で、無人航空機（ＵＡＶ）の自律着陸のための方法が提供される。本方法は、少なくとも１つの機載センサを使用し、その飛行機の外側の１つまたは複数のオブジェクトに対応するセンサデータを取得するステップと、そのセンサデータを使用して３次元証拠グリッドを作成するステップであって、その３次元証拠グリッドがそのセンサデータに基づく３次元世界モデルである、ステップと、先験的データを３次元証拠グリッドと結合させるステップと、その結合された３次元証拠グリッドおよび先験的データに基づいて着陸ゾーンを捜し出すステップと、その着陸ゾーン内の空いている地点を確認するステップであって、その確認がその空いている地点の表面の表面状態評価を実行するステップを含むステップと、着陸ゾーン運動特性評価を生成するステップであって、その着陸ゾーン運動特性評価がリアルタイムの着陸ゾーンの縦揺れ（ｐｉｔｃｈｉｎｇ）、上下揺れ（ｈｅａｖｉｎｇ）、横揺れ（ｒｏｌｌｉｎｇ）または前進運動の特性を示すステップを含む、ステップと、その３次元証拠グリッドデータを処理して、それらの空いている地点のうちの１つにその飛行機を着陸させるための飛行制御を生成するステップと、その飛行制御に従って飛行機を制御してその飛行機を着陸させるステップとを含む。
【０００７】
[0005]図面は例示的実施形態を示すのみであり、したがって、範囲を限定するものとして考えられるべきではないことを理解し、例示的実施形態が、以下のような添付の図面の使用を介して、さらなる特異性および詳細とともに説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】[0006]３次元証拠グリッドを使用する自律着陸の例示的方法の流れ図である。
【図２】[0007]証拠グリッドを使用する移動するプラットフォームへの自律着陸のための例示的システムのブロック図である。
【図３】[0008]証拠グリッドを使用する移動するプラットフォームへの自律着陸のための例示的制御システムのブロック図である。
【図４】[0009]例示的甲板運動キャプチャ事象を示す１組のグラフである。
【図５】[0010]証拠グリッドを使用する移動するプラットフォームへの自律着陸のためのシステムの例示的ハードウェアのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
[0011]飛行機を自律的に着陸させるための既存の方法は、主に、高コントラスト固定ランドマークを識別することができることに依存する。理想的な環境のおよび気象の状態は、常に入手可能ではない。風、雨、雪などの気象、および、照明、甲板運動、汚れ、および粉塵のような環境要因は、視覚ベースのシステムまたはアルゴリズムのための高コントラスト固定ランドマークの識別を困難にし得る。事態をさらに悪くし得る、閉塞効果（ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ  ｅｆｆｅｃｔ）もまた存在し得る。
【００１０】
[0012]ＵＡＶが船舶に基づく誘導信号なしに甲板地点着陸ゾーンを見つけることができることは有利である。証拠グリッドを作成するためのＵＡＶ機載センサに基づく、そして、履歴証拠グリッドなどの先験的知識を使用する、新しい方法が、提案される。
【００１１】
[0013]図１は、移動するプラットフォームでの自律着陸のための例示的方法１００を示すブロック図である。ブロック１０１で、少なくとも１つの機載センサからのセンサデータが、センサ融合を使用して結合されて３次元（３Ｄ）証拠グリッドを作成する。３Ｄ証拠グリッドは、センサデータによって投入された３次元世界モデルを備える。３Ｄ証拠グリッドは、ＵＡＶまたはＶＴＯＬのメモリで記憶される。たとえば、ＵＡＶのレーダセンサは、空域を横断してスキャンし、オブジェクトが存在するかどうかおよびどこに存在するかを感知する。このデータおよびＵＡＶの他の使用可能なセンサからのデータに基づいて、そのオブジェクトは、３Ｄ証拠グリッドに投入されることになる。一実施形態で、３Ｄ証拠グリッドは、ボクセル（すなわち、３Ｄ証拠グリッド内の小さい３Ｄ立方体）の形をしている。ボクセルのサイズおよびセンサの解像度は、その証拠グリッド内で表され得る障害物のサイズを決定する。一実施形態で、３Ｄ証拠グリッドを作成するために使用される機載センサは、１つまたは複数の下向きのセンサを含む。その１つまたは複数の下向きのセンサは、複数のセンサを含むことが可能であり、単一のセンサに限定されないことを理解されたい。いくつかの実施形態で、その１つまたは複数の下向きのセンサは、レーダ、ライダー、光学センサ、またはそのようなセンサの組合せを含み得る。
【００１２】
[0014]任意選択のブロック１０３で、先験的データが使用されて履歴証拠グリッドを作成する。一実施形態で、先験的データは、既存の情報のデータベースから受信され得る。先験的データは、世界モデル、デジタル地形標高データ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｅｒｒａｉｎ  Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  Ｄａｔａ）（ＤＩＥＤ）、船舶モデル、視覚地図、川、丘、山および障害物などのランドマークなどの情報と、当業者に知られるものとして使用され得る他のそのような情報とを備える。
【００１３】
[0015]ブロック１０５で、先験的データは３Ｄ証拠グリッドと結合される。３Ｄ証拠グリッドは、機載センサから取得される情報と、そのセンサからデータを取得する以前に知られていた先験的データとで更新および追加される。３Ｄ証拠グリッドは、着陸ゾーンおよび甲板地点を捜し出すために、そして、甲板地点が次のブロックに関して論じられるように占有されるまたは有効であるかどうかを判定するために、使用される。一実施形態で、その先験的データは、任意選択のブロック１０３で作成される履歴証拠グリッドである。
【００１４】
[0016]ブロック１０７で、着陸ゾーンが、３Ｄ証拠グリッドに基づいて捜し出される。一実施形態で、着陸ゾーンは、船舶である。着陸ゾーンを捜し出すステップは、着陸ゾーンを識別するステップを含む。船舶の場合、これは、それが貨物船舶、航空母艦、駆逐艦、または他の種類の船舶であるかどうかの識別など、船舶の分類を含む。その分類は、そのシステムが、着陸する適切な船舶を選択すること、および、指定された着陸甲板地点がその船舶上でどこに位置するかを知るために正確な先験的甲板構成を引き出すことを可能にする。ある場合には、複数の船舶が存在することがあり、または、船舶または着陸ゾーンが、厳密には、ＵＡＶまたはＶＴＯＬが予測した場所ではないことがある。したがって、３Ｄ証拠グリッドおよび先験的データの結合は、船舶または着陸ゾーンを捜し出すために使用される。たとえば、ＵＡＶまたはＶＴＯＬは、船舶または着陸ゾーンのプロファイルと３Ｄ証拠グリッド内の表現のマッチングに基づいて、船舶または着陸ゾーンを捜し出すことができる。３Ｄ証拠グリッド内のマッチング表現が識別されるとき、ＵＡＶまたはＶＴＯＬは、そのマッチング表現を船舶または着陸ゾーンに関連付けることができる。
【００１５】
[0017]船舶または着陸ゾーンが捜し出された後は、そのマッチング表現に対応する船舶または着陸ゾーンが識別され得る。一実施形態で、飛行機の位置は、その時点での船舶または着陸ゾーン位置の先験的データ期待値に基づいて、どの船舶または着陸ゾーンがそのマッチング表現に対応するかを識別するために使用され得る。飛行機の位置は、その飛行機に機載された慣性航行システム（ＩＮＳ）またはグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）などの任意の適切な手段を使用し、判定され得る。知られている飛行機の位置で、そのマッチング表現に対応する船舶または着陸ゾーンの識別は、その飛行機のセンサ範囲内に予期される位置を有する任意の船舶または着陸ゾーンに絞られ得る。もう１つの例では、その飛行機の位置に関する３Ｄ証拠グリッド内のマッチング表現の位置が使用されて、捜し出される船舶または着陸ゾーンがあるその飛行機のセンサ範囲内のより正確なボリューム（ｖｏｌｕｍｅ）を判定することができる。このより正確なボリュームは、どの船舶または着陸ゾーンがそのマッチング表現に対応するかを識別するために、船舶（複数可）または着陸ゾーン（複数可）の予期される位置（複数可）と比較され得る。
【００１６】
[0018]船舶または着陸ゾーンが３Ｄ証拠グリッド内で識別された後は、その船舶または着陸ゾーンでの着陸のための１つまたは複数の空いている地点が、識別され得る。いくつかの実施形態で、着陸するための空いている地点は、ほぼ平面である。着陸ゾーン内の空いている甲板地点および空いている地点は、識別された船舶または着陸ゾーンに対応する先験的データに基づいて、識別され得る。たとえば、そのマッチング表現が特定の船舶または着陸ゾーンとリンクされた後は、その特定の船舶または着陸ゾーンに関する先験的データが、着陸するための空いている地点（複数可）はその特定の船舶または着陸ゾーンのどこかを指定することができる。
【００１７】
[0019]ブロック１０９で、船舶上の空いている甲板地点または着陸ゾーン内の空いている地点が、次いで、確認される。空いている甲板地点の確認は、表面評価、障害物のチェック、着陸するために甲板地点がクリアであることを確かめる他の方法、および、どの空いている地点に着陸するかの選択を含む。表面評価は、雨もしくは雪の存在、または、それが草地であるか、汚れているかなどの着陸表面の状態の評価を含むが、これらに限定されない。これは、機載センサを使用し、達成され得る。一実施形態で、これは、２次元干渉レーダを使用し、達成され得る。
【００１８】
[0020]ブロック１１１で、結合された証拠グリッドデータおよび先験的データが使用されて、選択された／確認された空いている地点に飛行機を着陸させるための飛行制御を生成する。その飛行制御は、自律軌道誘導機能を含む。飛行制御の生成は、飛行機が船舶または着陸ゾーンの選択された空いている地点に適切に接近し、着陸するように、ＵＡＶまたはＶＴＯＬを制御するための誘導コマンドの生成を含む。いくつかの例で、飛行機が着陸する船舶は、波の中で上下揺れ、縦揺れおよび横揺れすることがある。そのような例で、飛行制御の生成は、ブロック１１３で示すように、甲板地点の動きにＵＡＶのアプローチ運動をマッチさせるように誘導コマンドを生成するための甲板地点運動追跡を含み得る。甲板運動のマッチングは、３Ｄ証拠グリッドに基づいて甲板または着陸地点の運動を計算するステップを含み得る。制御の機能を果たす追跡信号が、次いで、その甲板または着陸地点に飛行機のアプローチ運動をマッチさせるために生成され得る。
【００１９】
[0021]図２は、移動するプラットフォームでの自律着陸のためのシステム２００のシステムブロック図である。２０１で、障害物および傾斜情報を提供する少なくとも１つのセンサからのデータが、３Ｄ証拠グリッド内に融合され、集められる。一実施形態で、この情報は、３Ｄ証拠グリッド内にボクセルまたは小さい３Ｄ立方体の形で記憶される。立方体のサイズおよびセンサの解像度は、検出することができる障害物のサイズを決定する。甲板は、関わるオブジェクトと比べると大きいので、大きなボクセルが使用される。これらのボクセルから、甲板傾斜および状態が、判定され得る。
【００２０】
[0022]先験的データ２０３は、センサデータと統合されて、船舶を識別する、および潜在的着陸甲板地点を識別する。先験的データは、船舶モデル、船舶位置、甲板サイズ、甲板位置、障害物、地形、ランドマーク情報、および、他のそのような知られているもしくは前に取得された情報を含むが、これらに限定されない。一実施形態で、これは、少なくとも１つの前向きのセンサから収集されたデータを含む。ＩＮＳおよび／またはＧＰＳ２０５データが、ＵＡＶまたはＶＴＯＬが帰るときの時点でのその船舶位置の先験的データ期待値での船舶識別で使用される。
【００２１】
[0023]３Ｄ証拠グリッドデータ２１０は、２１２で船舶ＩＤ、甲板地点目標、障害物、および、甲板の場所および傾斜を生成するために処理される。たとえば、長いミリメートル波（ＭＭＷ）レーダセンサ、ライダー、または他のセンサ出力は、３Ｄ証拠グリッドに動的レンジング（ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｇｉｎｇ）、海抜、および甲板傾斜情報を提供する。そのアプローチの最終段階で、光学センサは、最終地点位置決めのためのガイドポスト（ｇｕｉｄｅ  ｐｏｓｔｓ）として３Ｄ証拠グリッドに参照された甲板のマーキングを提供することができる。
【００２２】
[0024]出力されるデータは動的であり、したがって、この情報は、２１４で船舶の縦揺れ、上下揺れ、および横揺れを反映する甲板運動の北、東、および海抜トラックを開発するために使用される。甲板の上下揺れ、縦揺れ、および横揺れ運動は、専有されたボクセルとして３Ｄ証拠グリッド内で保持される。それにより、所望の甲板地点運動は、軌道プランナへの出力として３Ｄ甲板地点トラックを開発する。
【００２３】
[0025]情報は、次いで、甲板運動にマッチさせ、その甲板に合うための飛行制御２１８追跡目標コマンド（ｆｌｉｇｈｔ  ｃｏｎｔｒｏｌｓ  ２１８  ｔｒａｃｋｉｎｇ  ｔａｒｇｅｔ  ｃｏｍｍａｎｄ）を生成する誘導機能２１６に供給される。その誘導コマンドは、機体飛行制御への目標コマンドを生成する。自律軌道誘導機能は、甲板地点トラックを使用して、甲板に接近し、動いている甲板の運動にマッチして安全に着陸するためのＵＡＶ／ＶＴＯＬ機体制御システムへの誘導コマンドを生成する。
【００２４】
[0026]一実施形態で、ＵＡＶまたはＶＴＯＬのシステムメモリは、ＵＡＶまたはＶＴＯＬのプロセッサによって実行されるときに２１０−２１８に記載のシステムの動作を生じさせる命令を含む。そのシステムメモリは、そこからプロセッサが命令を読み取ることができるコンピュータ可読媒体を備える。適切なコンピュータ可読媒体は、磁気または光媒体などの記憶領域またはメモリ媒体を含み得る。たとえば、記憶領域またはメモリ媒体は、従来のハードディスク、コンパクトディスク、ランダムアクセスメモリ、読取り専用メモリ、電子的消去可能プログラム可能読取り専用メモリ、フラッシュメモリなどの揮発性または不揮発性媒体を含み得る。
【００２５】
[0027]図３は、一実施形態による移動するプラットフォームへの自律着陸の制御システム３００の例示的制御システムブロック図である。軌道プランナ３０１は、３次元証拠グリッドおよび先験的データに基づいて、軌道を表す中間地点を作成する。パストラッカ３０３は、その中間地点を使用して制御信号を制御システム３１０の速度制御器３１１（外側ループ制御器）に提供する。速度制御器３１１はＵＡＶの速度を制御し、速度制御器の出力は、姿勢制御器（ａｔｔｉｔｕｄｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）３１３（内側ループ制御器）の入力になる。姿勢制御は、ＵＡＶの方向を制御する。制御システム３１０の結合された出力は、機体３０５への制御コマンドを備える。その制御コマンドは、機体自体３０５の運動を制御する。その機体の動きは、フィードバックループを完成させる視覚ベースのセンサ３０７によってキャプチャされる。
【００２６】
[0028]図４は、海抜４０１、東距離４０３、および北距離４０５に関して軌道誘導システムによって取られたシミュレートされたキャプチャ事象を示す。本シミュレーションは、この実施形態では、甲板地点着陸が５０秒以内にキャプチャされることを示す。各々の円は、起こり得る甲板地点キャプチャ機会、または、機体運動が甲板運動とマッチした着陸の機会を示す。
【００２７】
[0029]図５は、自律着陸のためのシステム５００の一実施形態によるハードウェアブロック図である。本システムは、無人航空機（ＵＡＶ）５１０の部分である。ＵＡＶ５１０は、少なくとも１つの機載センサ５２０を含む。機載センサ５２０は、プロセッサ５２０に結合される。プロセッサ５２０は、メモリおよび／またはコンピュータ可読媒体５３０に結合される。コンピュータ可読媒体５３０は、無人航空機のための自律着陸命令５３１、および、世界モデル先験的データ５３２を含む。自律着陸のための命令は、プロセッサ５２０によって実行されるとき、そのプロセッサに少なくとも１つの機載センサからセンサデータを取得させ、３次元（３Ｄ）証拠グリッドを作成させる。３Ｄ証拠グリッドは、動的センサデータおよび先験的船舶および甲板モデル５３２によって投入された、３次元世界モデルを備える。３Ｄ証拠グリッドは、ＵＡＶまたはＶＴＯＬのメモリ内で記憶される。次いで、そのプロセッサは、先験的データを３Ｄ証拠グリッドと結合させて船舶または着陸ゾーンにナビゲートする。先験的データは、ＵＡＶに船舶の予期される位置、または、そのＵＡＶがナビゲートすることができる他の着陸ゾーンを提供する。３Ｄ証拠グリッドは、先験的データとの組合せで使用されて、変更された状態、障害物、着陸ゾーンもしくは船舶位置、または場所などのリアルタイム情報を識別する。船舶または着陸ゾーンが捜し出された後は、空いている地点が確認される。空いている地点の確認は、表面状態評価、または、空いている地点の選択を含むが、これらに限定されない。そのプロセッサは、次いで、証拠グリッドデータを使用してＵＡＶのための軌道の計画を立てる。そのプロセッサは、次いで、その軌道をたどり着陸するための飛行制御を生成する。船舶上など、着陸ゾーンが動いている場合、プロセッサは、安全に着陸するために、３Ｄ証拠グリッドを使用してＵＡＶの運動を甲板運動にマッチさせる。
【００２８】
例示的実施形態
[0030]例１は、以下を含む無人航空機（ＵＡＶ）の自律着陸のための方法を含む：少なくとも１つの機載センサを使用し、その飛行機の外側の１つまたは複数のオブジェクトに対応するセンサデータを取得するステップと、そのセンサデータを使用して３次元証拠グリッドを作成するステップであって、３次元証拠グリッドがそのセンサデータに基づく３次元世界モデルであるステップと、先験的データをその３次元証拠グリッドと結合させるステップと、その結合された３次元証拠グリッドおよび先験的データに基づいて着陸ゾーンを捜し出すステップと、その着陸ゾーン内の空いている地点を確認するステップであって、空いている地点の表面の表面状態評価を実行するステップを含むステップと、着陸ゾーン運動特性評価を生成するステップであって、その着陸ゾーン運動特性評価がリアルタイムの着陸ゾーンの縦揺れ、上下揺れ、横揺れまたは前進運動の特性を示すステップを含む、ステップと、その３次元証拠グリッドデータを処理して、それらの空いている地点のうちの１つにその飛行機を着陸させるための飛行制御を生成するステップと、その飛行制御に従ってその飛行機を制御してその飛行機を着陸させるステップ。
【００２９】
[0031]例２は、３次元証拠グリッドが複数のボクセルとしてオブジェクトを表す、例１の方法を含む。
[0032]例３は、以下を含む、例１−２のいずれかの方法を含む：先験的データを使用して履歴証拠グリッドを作成するステップと、その履歴証拠グリッドを３次元証拠グリッドと結合させるステップ。
【００３０】
[0033]例４は、少なくとも１つの機載センサが前向きである、例１−３のいずれかの方法を含む。
[0034]例５は、３次元証拠グリッドを作成するための少なくとも１つの機載センサが下向きである、例１−４のいずれかの方法を含む。
【００３１】
[0035]例６は、着陸ゾーンが船舶であり、そして、空いている地点が、ＵＡＶの着陸のために構成されたその船舶の甲板上のエリアである、例１−５のいずれかの方法を含む。
[0036]例７は、以下を含む、例１−６のいずれかの方法を含む：ＵＡＶのアプローチ運動を、移動するプラットフォームである着陸ゾーンの動きとマッチさせるステップ。
【００３２】
[0037]例８は、例７の方法を含み、そのアプローチ運動を着陸ゾーンの動きにマッチさせるステップが、一連の起こり得る着陸機会を判定する。
[0038]例９は、以下を備える無人航空機（ＵＡＶ）の自律着陸のためのシステムを含む：３次元証拠グリッドを生成するために使用される情報を提供するデータを収集するように構成された少なくとも１つの機載センサと、その少なくとも１つの機載センサに結合されたプロセッサと、以下のようなコンピュータ可読媒体。
【００３３】
[0039]そのコンピュータ可読媒体は、移動するプラットフォームへの自律着陸を実行するためのプロセッサのための命令を含み、そのプロセッサに以下を行わせる：その少なくとも１つの機載センサからセンサデータを収集するステップと、そのセンサデータに基づいて３次元証拠グリッドを生成するステップと、その少なくとも１つの機載センサで感知する前に知られていた情報に基づいて世界モデルデータベースを提供する先験的データをその３次元証拠グリッドと結合させるステップと、その結合された３次元証拠グリッドおよび先験的データに基づいて着陸ゾーンを捜し出すステップと、その確認が表面状態評価を含み、その着陸が平面プラットフォームである、着陸ゾーンにおいて空いている地点を確認するステップと、リアルタイムの着陸ゾーンの縦揺れ、上下揺れ、横揺れまたは前進運動の特性を示すステップを含む着陸ゾーン運動特性評価を生成するステップと、その３次元証拠グリッドを処理して飛行制御を生成するステップ。
【００３４】
[0040]例１０は、例９のシステムを含み、その少なくとも１つの機載センサは、少なくとも１つの前向きのセンサをさらに備える。
[0041]例１１は、例９−１０のいずれかのシステムを含み、その少なくとも１つの機載センサは下向きである。
【００３５】
[0042]例１２は、例９−１１のいずれかのシステムを含み、先験的データが使用されて履歴証拠グリッドを作成し、その履歴証拠グリッドは３次元証拠グリッドと結合される。
[0043]例１３は、例９−１２のいずれかのシステムを含み、そのコンピュータ可読媒体は、アプローチ運動をその着陸ゾーンの動きにマッチさせる飛行制御を生成するための命令をさらに含み、その着陸ゾーンは移動するプラットフォームであり、そのアプローチ運動は、無人航空機またはそこにシステムが見つけられる垂直離陸および着陸機体の動きである。
【００３６】
[0044]例１４は、例１２のシステムを含み、ＵＡＶの動きが着陸ゾーンの動きとマッチさせされた後は、起こり得る着陸機会が判定される。
[0045]例１５は、例９−１４のいずれかのシステムを含み、その少なくとも１つの機載センサのうちの１つは干渉レーダである。
【００３７】
[0046]例１６は、以下を備える装置を含む：３次元証拠グリッドを生成するために使用される情報を提供するデータを収集するように構成された少なくとも１つの機載センサ、その３次元証拠グリッドに基づいて軌道を表すための中間地点を作成するように構成された軌道プランナであって、以下を行う軌道プランナ：前に知られていた情報に基づいて世界モデルデータベースを提供する先験的データを３次元証拠グリッドと結合させるステップと、その結合された３次元証拠グリッドおよび先験的データに基づいて着陸ゾーンを捜し出すステップと、その確認が表面状態評価の実行を含み、その着陸が平面プラットフォームである、着陸ゾーン内の空いている地点を確認するステップと、その３次元証拠グリッドデータを処理して飛行制御を生成するステップと、リアルタイムの着陸ゾーンの縦揺れ、上下揺れ、横揺れまたは前進運動の特性を示すことを含む着陸ゾーン運動特性評価を生成するステップ、ならびに、軌道プランナに結合されたパストラッカであって、制御システムに制御信号を提供するために中間地点を使用するように構成されたパストラッカ、その制御システムはその制御信号に基づいて制御コマンドを生成するように構成され、以下をさらに備える：無人航空機の速度を制御するように構成された速度制御器、および、無人航空機の方向を制御するように構成された姿勢制御器。
【００３８】
[0047]例１７は、例１６の装置を含み、軌道プランナは、アプローチ運動を着陸ゾーンの動きにマッチさせる飛行制御を生成し、着陸ゾーンは移動するプラットフォームであり、そのアプローチ運動は、そのシステムが見つかる無人航空機または垂直離陸および着陸機体の動きである。
【００３９】
[0048]例１８は、例１６−１７のいずれかの装置を含み、軌道プランナは、マッチさせられたアプローチ運動と着陸ゾーンの動きに基づいて着陸機会を判定し、パストラッカは、その着陸機会に基づいて制御信号を生成し、制御システムは、無人航空機を着陸させるためにその制御信号に基づいて制御コマンドを生成する。
【００４０】
[0049]例１９は、例１６−１８のいずれかの装置を含み、先験的データは少なくとも１つの機載センサから収集され、少なくとも１つの機載センサのうちの少なくとも１つは前向きである。
【００４１】
[0050]例２０は、例１６−１９のいずれかの装置を含み、先験的データは、軌道プランナによって使用される履歴証拠グリッドとして表される。
【符号の説明】
【００４２】
１００  方法
２００  システム
２０３  先験的データ
２０５  ＩＮＳおよび／またはＧＰＳ
２１０  ３Ｄ証拠グリッドデータ
２１６  誘導機能
２１８  飛行制御
３００  制御システム
３０１  軌道プランナ
３０３  パストラッカ
３０５  機体
３０７  視覚ベースのセンサ
３１０  制御システム
３１１  速度制御器
３１３  姿勢制御器
４０１  海抜
４０３  東距離
４０５  北距離
５００  自律着陸のためのシステム
５１０  無人航空機
５２０  機載センサ
５２０  プロセッサ
５３０  メモリおよび／またはコンピュータ可読媒体
５３１  無人航空機のための自律着陸命令
５３２  先験的データ
【図１】
2015006874.tif 000003
【図２】
2015006874.tif 000004
【図３】
2015006874.tif 000005
【図４】
2015006874.tif 000006
【図５】
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【外国語明細書】
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