(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する無人航空機であるプラットフォームに配置されたセンサにより収集されて記録された複数の以前のイベントのセンサデータを取得するステップと、
プラットフォーム操作者の経験レベルを決定するために、前記センサデータを分析するステップと、
前記センサデータを分析するステップに基づいて前記プラットフォーム操作者の前記経験レベルを特性評価するステップと、
前記特性評価に基づいて、前記プラットフォーム操作者に対する操作者プロフィールを設定するステップと、
前記操作者プロフィールに基づいて、前記プラットフォームの動作パラメータの初期の動作制限を設定するステップと、
前記センサデータが前記動作パラメータの前記初期の動作制限を超えるかどうかを決定するステップと、
前記特性評価により決定された経験があるプラットフォーム操作者が操作する場合にプラットフォーム性能特性を増大させるステップ、および、前記特性評価により決定された初心者が操作する場合にプラットフォーム性能特性を低減するステップの少なくとも一方を行うことで、前記プラットフォームの動作パラメータを更新するステップと、
を含み、
前記特性評価するステップは、
前記無人航空機により受信されるコントローラ入力及び加速度計に基づく、前記無人航空機の以前の飛行における前記無人航空機の姿勢および速度の相対的な滑らかさに基づいて、前記経験レベルを特性評価するステップを含み、
前記更新するステップは、
前記センサデータとして高度が最低高度を下回ることで前記初期の動作制限を超える場合に、前記プラットフォームの動作パラメータとして対気速度を変更するステップと、
前記センサデータとして高度が前記初期の動作制限内である場合に、前記プラットフォームの前記動作パラメータとして対気速度を維持するステップと、
を有する、方法。
【請求項２】
前記特性評価するステップは、
複数の以前の飛行の時間の長さ、飛行の間に前記無人航空機によって進んだ距離、及び以前の飛行の数の少なくとも１つにさらに基づいて、前記経験レベルを特性評価するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記センサデータを分析するステップは、前記センサから前記センサデータを受信するステップを有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記特性評価に基づいて、前記プラットフォームの異なるレベルの複数の機能を可能にするステップと、
をさらに含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記異なるレベルの複数の機能を可能にするステップは、前記プラットフォームの高さ、距離、および速度のうち少なくとも１つを制限するステップを有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記センサデータをデータ格納ユニットに記録するステップをさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記センサデータを地上の装置へと伝達するステップをさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記センサデータを伝達するステップは、前記プラットフォームの操作中に前記地上の装置へと前記センサデータを伝達するステップを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記収集されたセンサデータを少なくとも一の他の操作者へと送信するステップをさらに備える、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記センサデータを分析するステップは、前記プラットフォームの地理的位置、前記プラットフォームの高度、前記プラットフォームの加速度、前記プラットフォームの速度、および前記プラットフォームにより受信されるコントローラ入力のうち少なくとも１つに関連付けられたセンサデータを分析するステップを有する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記センサデータを分析するステップは、前記プラットフォームに搭載されたカメラからの複数の静止画像またはビデオを記録するステップを有する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記センサデータを分析するステップは、前記プラットフォームに搭載されたマイクロホンからの音声を記録するステップを有する、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記センサデータを分析するステップは、前記プラットフォームが関与する事故の原因を決定するステップを有する、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
移動する無人航空機であるプラットフォームに配置されたセンサと、
プラットフォーム操作者の経験レベルを決定するために、前記センサにより収集されて記録された複数の以前のイベントのセンサデータを取得し、前記センサデータを分析し、前記センサデータの分析に基づいて、前記プラットフォーム操作者の前記経験レベルを特性評価し、前記特性評価により決定された経験があるプラットフォーム操作者が操作する場合にプラットフォーム性能特性を増大させること、および、前記特性評価により決定された初心者が操作する場合にプラットフォーム性能特性を低減することの少なくとも一方を行うことで、前記プラットフォームの動作パラメータを更新するプロセッサと、
前記記録されたセンサデータを格納するデータ格納ユニットを有するデータレコーダと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記無人航空機により受信されるコントローラ入力及び加速度計に基づく、前記無人航空機の以前の飛行における前記無人航空機の姿勢および速度の相対的な滑らかさに基づいて、前記経験レベルを特性評価し、
前記特性評価に基づいて、前記プラットフォーム操作者に対する操作者プロフィールを設定し、
前記操作者プロフィールに基づいて、前記動作パラメータの初期の動作制限を設定し、
前記センサデータが前記動作パラメータの前記初期の動作制限を超えるかどうかを決定し、
前記センサデータとして高度が最低高度を下回ることで前記初期の動作制限を超える場合に、前記プラットフォームの動作パラメータとして対気速度を変更し、
前記センサデータとして高度が前記初期の動作制限内である場合に、前記プラットフォームの前記動作パラメータとして対気速度を維持する、システム。
【請求項１５】
前記プロセッサは、複数の以前の飛行の時間の長さ、飛行の間に前記無人航空機によって進んだ距離、及び以前の飛行の数の少なくとも１つにさらに基づいて、前記経験レベルを特性評価する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記プロセッサは、前記センサデータの統計解析を実行し、前記統計解析に応じて前記プラットフォームの性能特性を変更する、請求項１４または１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記統計解析は、プラットフォーム操作者の傾向、経験、および技量のうち少なくとも１つを学習することを含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記センサは、前記プラットフォームのリアルタイムな位置を決定するために、地理的位置情報センサ、加速度計、コントローラ入力センサ、姿勢および角速度を検出する慣性計測ユニット、超音波センサ、および双眼カメラのうち少なくとも１つを有する、請求項１４から請求項１７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記プロセッサは、前記プラットフォームが関与する事故の原因を決定することを実行する、請求項１４から請求項１８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記データ格納ユニットへと複数の静止画像またはビデオを記録するための、前記プラットフォームに搭載された撮像装置をさらに備える、請求項１４から請求項１９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２１】
前記撮像装置は、改善された事故の調査のために、事故が発生した際に前記事故の複数の画像またはビデオを撮像する、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記プロセッサは、改善された事故の調査のために、事故が発生した際に前記センサのデータを収集する、請求項１４から請求項２１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２３】
データ格納ユニットへと音声を記録するために、前記プラットフォームに搭載されたマイクロホンをさらに備える、請求項１４から請求項２２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記プロセッサは、前記特性評価に基づいて、前記プラットフォームの異なるレベルの複数の機能を可能にする、請求項１４から請求項２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記異なるレベルの複数の機能を可能にすることは、前記プラットフォームの高さ、距離、および速度のうち少なくとも１つを制限する、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記データレコーダに接続され、複数の地上局へと前記センサデータを送信する送信機をさらに備える、請求項１４から請求項２５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記複数の地上局は、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル電子デバイス、またはパーソナルコンピュータのうち少なくとも１つを有する、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記複数の地上局は、前記プラットフォームに電力を供給する複数のバッテリを再充電するために再充電ステーションを有し、
前記再充電ステーションは、前記プラットフォームの自動的ドッキング用に構成される、請求項２６または請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記送信機は、第３世代（３Ｇ）または第４世代（４Ｇ）のモバイル通信技術無線ネットワークによって、前記センサデータを送信する、請求項２６から請求項２８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記データ格納ユニットは、複数の冗長不揮発性メモリモジュールを有する、請求項１４から請求項２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記データレコーダはリムーバブルメモリ格納デバイスを有し、前記リムーバブルメモリ格納デバイスは、任意にフラッシュメモリドライブを有する、請求項１４から請求項３０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３２】
移動する無人航空機であるプラットフォームに配置されたセンサからセンサデータを受信するように構成されたデータレコーダであって、
前記センサデータを記録するためのデータ格納ユニットと、
プラットフォーム操作者の経験レベルを決定するために、前記センサにより収集されて、前記データ格納ユニットに記録された複数の以前のイベントのセンサデータを取得し、前記センサデータを分析し、前記センサデータの分析に基づいて、前記プラットフォーム操作者の前記経験レベルを特性評価し、前記特性評価により決定された経験があるプラットフォーム操作者が操作する場合にプラットフォーム性能特性を増大させること、および、前記特性評価により決定された初心者が操作する場合にプラットフォーム性能特性を低減することの少なくとも一方を行うことで、前記プラットフォームの動作パラメータを更新するプロセッサと、
を備え、
前記プロセッサは、
前記無人航空機により受信されるコントローラ入力及び加速度計に基づく、前記無人航空機の以前の飛行における前記無人航空機の姿勢および速度の相対的な滑らかさに基づいて、前記経験レベルを特性評価し、
前記特性評価に基づいて、前記プラットフォーム操作者に対する操作者プロフィールを設定し、
前記操作者プロフィールに基づいて、前記動作パラメータの初期の動作制限を設定し、
前記センサデータが前記動作パラメータの前記初期の動作制限を超えるかどうかを決定し、
前記センサデータとして高度が最低高度を下回ることで前記初期の動作制限を超える場合に、前記プラットフォームの動作パラメータとして対気速度を変更し、
前記センサデータとして高度が前記初期の動作制限内である場合に、前記プラットフォームの前記動作パラメータとして対気速度を維持する、データレコーダ。
【請求項３３】
前記プロセッサは、複数の以前の飛行の時間の長さ、飛行の間に前記無人航空機によって進んだ距離、及び以前の飛行の数の少なくとも１つにさらに基づいて、前記経験レベルを特性評価する、請求項３２に記載のデータレコーダ。
【請求項３４】
前記プロセッサは、前記センサデータの統計解析を実行し、前記統計解析に応じて前記プラットフォームの動作パラメータを変更する、請求項３２または３３に記載のデータレコーダ。
【請求項３５】
前記センサデータをエクスポートするためのデータ出力ポートをさらに備える、請求項３２から請求項３４のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【請求項３６】
前記センサと通信するために、前記センサデータを前記プロセッサへ提供するデータ入力ポートをさらに備える、請求項３２から請求項３５のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【請求項３７】
複数の冗長不揮発性メモリモジュールをさらに備える、請求項３２から請求項３６のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【請求項３８】
前記データレコーダは、フラッシュメモリドライブのようなリムーバブルメモリ格納デバイスをさらに備える、請求項３２から請求項３７のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【請求項３９】
前記データレコーダは、前記プラットフォームとは独立の電源をさらに備える、請求項３２から請求項３８のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【請求項４０】
複数の他の操作者へと前記センサデータを共有するために、前記データレコーダに接続された送信機をさらに備える、請求項３２から請求項３９のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【請求項４１】
前記データレコーダを収容する、硬化され、封止された防水性筐体をさらに備える、請求項３２から請求項４０のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【請求項４２】
前記データレコーダは、飛行データレコーダを含む、請求項３２から請求項４１のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される複数の実施形態は、概して、複数のデータ記録および分析システムに関し、より具体的には、しかし排他的なものではないが、移動する複数のプラットフォームに配置された複数のセンサから記録されたセンサデータの記録および分析用のシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの民間用無人航空機（ＵＡＶ）は、事故再現用にＵＡＶの複数のセンサを飛行中に記録するためであり、一般には"ブラックボックス"として知られている、飛行データ記録機能を持っていない。飛行データレコーダを持った数少ない民間用ＵＡＶは比較的単純であり、そのような複数のシステムは、操作者に関する複数の使用傾向および好ましい構成の情報についての統計をまとめられない。さらに、現在利用可能な複数の飛行データ記録システムは、操作者の飛行記録を利用してＵＡＶの機能を調整することをしない。故に、複数の異なるレベルの操作者の経験に基づいた、変動する性能特性を許すことになる。また、現在の複数のシステムは、位置に基づいた複数のソーシャルネットワークを用いた飛行データの共有を許さない。最後に、民間用ＵＡＶは、飛行事故が発生した際に、事故の複数の画像またはビデオを定期的に格納しない。従って、改善された事故調査を許さない。
【０００３】
従って、操作者の飛行経験を最適化し、安全を改善するための、ＵＡＶ飛行データの飛行データ記録および分析のためのシステム、方法、および装置に対する必要性がある。
【０００４】
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、動作センサおよび制御データのデータ記録および分析に関する。開示されるシステム、方法、および装置は、プラットフォーム操作者の全経験を改善するために、無人航空機（ＵＡＶ）のような移動するプラットフォームからの収集、格納、および分析、並びにイベント後データ再構築を可能とする。口語表現では"ドローン"と呼ばれるＵＡＶは、機体に人間のパイロットが搭乗していない航空機であり、その飛行は、自律的に、または、遠隔パイロット（また、時としてその両者）によって制御される。開示されるシステムおよび方法により提供されるデータ分析は、操作者にとっての経験を改善するために、ＵＡＶの性能特性を変更する。
【０００６】
本明細書に開示される一態様に従うと、移動するプラットフォームに乗った状態で配置されたセンサによって収集された、記録されたデータを分析するための方法が説明される。この方法は、センサによって収集された、記録されたセンサデータを分析すること、および、この分析することに応じて、プラットフォームの動作パラメータを更新することを含む。
【０００７】
本方法のいくつかの実施形態において、センサデータを分析することは、プラットフォーム操作者に対する操作者プロフィールを設定することと、操作者プロフィールに基づいて、動作パラメータの初期の動作制限を設定することと、センサデータが動作パラメータの初期の動作制限を超えるかどうかを決定することを含む。
【０００８】
いくつかの実施形態において、更新することは、センサデータが初期の動作制限を超える場合に、プラットフォームの動作パラメータを更新することと、センサデータが初期の動作制限内である場合に、プラットフォームの動作パラメータを維持することを含む。
【０００９】
本方法のいくつかの実施形態において、センサデータを分析することは、センサからセンサデータを受信することを含む。
【００１０】
本方法のいくつかの実施形態において、動作パラメータを更新することは、複数の以前のイベントから記録されたセンサデータを取得することと、操作者の経験レベルを決定するために、記録されたセンサデータを分析することと、記録されたセンサデータを分析することに基づいて操作者の経験レベルを特性評価することと、操作者の経験レベルの特性評価により決定された経験のある操作者によってプラットフォームが操作されている場合、プラットフォーム性能特性を増大させること、および、操作者の経験レベルの特性評価により決定された初心者の操作者によってプラットフォームが操作されている場合、プラットフォーム性能特性を低減することの少なくとも一方と、を含む。
【００１１】
本方法のいくつかの実施形態においては、記録されたセンサデータに基づいて操作者の経験が特性評価され、操作者の経験の特性評価に基づいて、プラットフォームの異なるレベルの複数の機能を可能にする。
【００１２】
本方法のいくつかの実施形態において、異なるレベルの複数の機能を可能にすることは、移動するプラットフォームの高さ、距離、および速度のうち少なくとも１つを制限することを含む。
【００１３】
いくつかの実施形態において本方法は、センサデータをデータ格納ユニットに記録することをさらに含む。
【００１４】
いくつかの実施形態において本方法は、センサデータを地上の装置へと伝達することをさらに含む。
【００１５】
他の実施形態において開示される方法は、プラットフォームの操作中に地上局へとセンサデータを伝達することをさらに含む。
【００１６】
いくつかの実施形態において本方法は、収集されたセンサデータを少なくとも一の他の操作者へと送信することをさらに含む。
【００１７】
開示される方法のいくつかの実施形態において、センサデータを分析することは、プラットフォームの地理的位置、プラットフォームの高度、プラットフォームの加速度、プラットフォームの速度、およびプラットフォームにより受信されるコントローラ入力のうち少なくとも１つに関連付けられたデータを分析することを含む。
【００１８】
開示される方法のいくつかの実施形態において、センサデータは、プラットフォームに搭載されたカメラからの複数の静止画像またはビデオを記録することを含む。
【００１９】
開示される方法のいくつかの実施形態において、センサデータを分析することは、プラットフォームに搭載されたマイクロホンからの音声を記録することを含む。
【００２０】
いくつかの実施形態において、センサデータを分析することは、プラットフォームが関与する事故の原因を決定することを含む。
【００２１】
本明細書に開示される一態様に従うと、開示される方法の複数の態様または実施形態の任意のものを実行するための一組のコンピュータ命令が説明される。
【００２２】
本明細書に開示される一態様に従うと、移動するプラットフォームに搭載されて配置された動作センサにより収集された記録されたデータを分析するためのシステムが説明される。データレコーダは、動作センサにより収集された記録されたセンサデータを分析するように構成され、且つ、分析することに応じて移動するプラットフォームの動作パラメータを更新するように構成されたプロセッサ、および、記録されたデータを格納するように構成されたデータ格納ユニットを含む。
【００２３】
いくつかの実施形態において、プロセッサは、センサデータの統計解析を実行し、統計解析に応じてプラットフォームの性能特性を変更する。
【００２４】
いくつかの実施形態において、統計解析は、プラットフォーム操作者の傾向、経験、および技量のうち少なくとも１つを学習することを含む。
【００２５】
いくつかの実施形態において、動作センサは、プラットフォームのリアルタイムな位置を決定するための地理的位置情報センサ、加速度計、コントローラ入力センサ、姿勢および角速度を検出するための慣性計測ユニット、超音波センサ、単眼カメラ、および双眼カメラのうち少なくとも１つを含む。
【００２６】
いくつかの実施形態において、プロセッサは、移動するプラットフォームが関与する事故の原因を決定することを実行する。
【００２７】
いくつかの実施形態において本システムは、データ格納ユニットへの複数の静止画像またはビデオを記録するための、移動するプラットフォームに搭載された撮像装置をさらに含む。
【００２８】
いくつかの実施形態において、撮像装置は、改善された事故調査のために、事故が発生した際に複数の事故の複数の画像またはビデオを撮像する。
【００２９】
いくつかの実施形態においてプロセッサは、改善された事故調査のために、事故が発生した際に動作センサのデータを収集する。
【００３０】
いくつかの実施形態において本システムは、データ格納ユニットへの音声を記録するために、移動するプラットフォームに搭載されたマイクロホンをさらに含む。
【００３１】
いくつかの実施形態においてプロセッサは、複数の以前のイベントから記録されたセンサデータを取得するように構成され、プラットフォーム操作者の経験レベルを決定するために、記録されたセンサデータを分析するように構成される。
【００３２】
いくつかの実施形態においてプロセッサは、記録されたセンサデータを分析することに基づいてプラットフォーム操作者の経験レベルを特性評価する。プロセッサは、プラットフォーム操作者の経験レベルの特性評価により決定された経験のあるプラットフォーム操作者によってプラットフォームが操作されている場合、プラットフォーム性能特性を増大させるように構成され、プラットフォーム操作者の経験レベルの特性評価により決定された初心者のプラットフォーム操作者によってプラットフォームが操作されている場合、プラットフォーム性能特性を低減するように構成される。
【００３３】
いくつかの実施形態においてプロセッサは、操作者の経験の特性評価に基づいて、移動するプラットフォームの異なるレベルの複数の機能を可能にするように構成される。
【００３４】
いくつかの実施形態において、異なるレベルの複数の機能を可能にすることは、移動するプラットフォームの高さ、距離、および速度のうち少なくとも１つを制限することを含む。
【００３５】
本システムのいくつかの実施形態においては、データレコーダに接続され、複数の地上局へとセンサデータを送信するための送信機をさらに含む。
【００３６】
本システムのいくつかの実施形態において地上局は、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル電子デバイス、またはパーソナルコンピュータのうち少なくとも１つを含む。
【００３７】
いくつかの実施形態において地上局は、移動するプラットフォームに電力を供給する複数のバッテリを再充電するための再充電ステーションを含む。再充電ステーションは、移動するプラットフォームの自動的ドッキング用に構成される。
【００３８】
いくつかの実施形態において送信機は、第３世代（３Ｇ）または第４世代（４Ｇ）のモバイル通信技術無線ネットワークによって、および／または、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を介してセンサデータを送信する。
【００３９】
開示されるシステムのいくつかの実施形態においてデータ格納ユニットは、複数の冗長不揮発性メモリモジュールを含む。
【００４０】
開示されるシステムのいくつかの実施形態において、データレコーダはリムーバブルメモリ格納デバイスを含む。リムーバブルメモリ格納デバイスは、任意にフラッシュメモリドライブを含む。
【００４１】
いくつかの実施形態においてデータレコーダは、記録されたセンサデータを予め分析するためのプリプロセッサを含む。
【００４２】
本システムのいくつかの実施形態において、プラットフォームは航空機である。
【００４３】
本システムのいくつかの実施形態において、プラットフォームは飛行機である。
【００４４】
本システムのいくつかの実施形態において、プラットフォームは無人航空機である。
【００４５】
本明細書に開示される一態様に従うと、動作センサにより提供されるセンサデータを分析するためのプロセッサと、センサデータを記録するためのデータ格納ユニットを備えるデータレコーダが説明される。
【００４６】
データレコーダのいくつかの実施形態においてプロセッサは、センサデータの統計解析を実行し、統計解析に応じてプラットフォームの動作パラメータを変更する。
【００４７】
開示される装置のいくつかの実施形態においてデータレコーダは、センサデータをエクスポートするためのデータ出力ポートをさらに含む。
【００４８】
いくつかの実施形態においてデータレコーダは、複数の動作センサと通信するためであり、センサデータをプロセッサへ提供するためのデータ入力ポートをさらに含む。
【００４９】
開示される装置のいくつかの実施形態においてデータレコーダは、複数の冗長不揮発性メモリモジュールを含む。
【００５０】
開示される装置のいくつかの実施形態においてデータレコーダは、フラッシュメモリドライブのようなリムーバブルメモリ格納デバイスをさらに含む。
【００５１】
開示される装置のいくつかの実施形態においてデータレコーダは、センサデータの統計解析を実行し、統計解析に応じてプラットフォームの性能特性を変更するプロセッサを含む。
【００５２】
開示される装置のいくつかの実施形態においてデータレコーダは、プラットフォームとは独立の電源を含む。
【００５３】
開示される装置のいくつかの実施形態においてデータレコーダは、複数のその他の操作者へとセンサデータを共有するために、データレコーダに接続された送信機を含む。
【００５４】
開示される装置のいくつかの実施形態においてデータレコーダは、第３世代（３Ｇ）または第４世代（４Ｇ）のモバイル通信技術無線ネットワークによって、および／または、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を介してセンサデータを送信する送信機を含む。
【００５５】
開示される装置のいくつかの実施形態においてデータレコーダは、硬化され、封止された防水性筐体を含む。
【００５６】
開示される装置のいくつかの実施形態において、データレコーダは飛行データレコーダである。
【００５７】
開示される装置のいくつかの実施形態において、プラットフォームは飛行機である。
【００５８】
開示される装置のいくつかの実施形態において、プラットフォームは無人航空機である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】プラットフォームセンサデータを分析し、プラットフォームデータ分析の複数の結果に応じてプラットフォームの動作パラメータを更新するための方法の一実施形態を示す、例示的な最上位のフローチャートである。
【００６０】
【図２】図１の方法の代替的実施形態を示す例示的なフローチャートであり、センサデータ分析が、操作者プロフィールおよび動作パラメータを設定することを含む。
【００６１】
【図３】図１の方法の別の代替的実施形態を示す例示的なフローチャートであり、センサデータ分析が、センサデータを、変更された動作パラメータと比較することを含む。
【００６２】
【図４】図１の方法のさらに別の代替的実施形態を示す例示的なフローチャートであり、複数のデータ分析結果に応じて動作パラメータを更新することは、収集されたイベントデータに基づいて、操作者の経験を特性評価することを含む。
【００６３】
【図５】図１の方法の別の代替的実施形態を示す例示的なフローチャートであり、プラットフォームデータを記録することが示されている。
【００６４】
【図６】図１の方法の別の代替的実施形態を示す例示的なフローチャートであり、地上の装置へとセンサデータを伝達することが示されている。
【００６５】
【図７】図１の方法を実行するためのデータ記録および分析装置の一実施形態を示す、例示的な最上位のダイアグラムである。
【００６６】
【図８】図７の装置の代替的実施形態を示す、例示的な最上位のダイアグラムであり、装置はさらにデータ格納ユニットを含む。
【００６７】
【図９】図７の装置の別の代替的実施形態を示す、例示的な最上位のダイアグラムであり、データ記録および分析システム内に装置が配置されている。
【００６８】
【図１０】図７の装置を組み込んだデータ記録および分析システムを示す、例示的な最上位のダイアグラムであり、システムは、リムーバブルデータ格納カードと通信するための拡張データポートを備える。
【００６９】
【図１１】図１０のシステムの別の代替的実施形態を示す、例示的な最上位のダイアグラムであり、システムは、選択された地上の要素と通信することができる。
【００７０】
【図１２】図１０のシステムのさらに別の代替的実施形態を示す、例示的な最上位のダイアグラムであり、システムは、無人航空機での使用に向けて適合されている。
【００７１】
【図１３】図１の方法に向けて使用されることのできる、例示的なクアッドコプター無人航空機の図説である。
【００７２】
全図面を通して例示を目的とするために、これらの図面は縮尺通りには描かれていないこと、および、類似した複数の構造または機能の複数の要素は同様な参照番号によって一般に表されていることに留意されたい。複数の図面は、複数の好ましい実施形態の説明を容易にすることのみが意図されたものであることについても留意されたい。複数の図面は、記載される複数の実施形態のあらゆる態様を示すものではなく、本開示の範囲を限定するものではない。
【００７３】
【発明を実施するための形態】
【００７４】
現在利用可能な複数のデータレコーダは、移動するプラットフォームのセンサデータの飛行中の分析を実行することが不可能であるので、データ記録および分析を実行するためのシステムおよび方法が開示される。本システムおよび方法は、有利にも、広範な複数の移動するプラットフォームに関して適用されることができる。例示的なプラットフォームを移動させることは、航空機、自動車、クルーズ船、および／または、機関車を含むことができる。別の代替的実施形態においては、プラットフォームは無人航空機（ＵＡＶ）であることができる。
【００７５】
例えば図１を参照すると、データ記録および分析のための方法１００の一実施形態は、１１０において、センサデータを分析すること、および、１２０において、センサデータ分析の複数の結果に応じて動作パラメータを更新することを含むように示されている。更新することは、パラメータを変化させる、変更する、または維持することを含むことができる。
【００７６】
方法１００は、有利にも、広範な複数の移動するプラットフォーム２００に関して実行されることができる（図１１に示される）。開示される方法１００の代替的実施形態においてプラットフォーム２００は、航空機、自動車、クルーズ船、および／または機関車であることができる。別の代替的実施形態においてプラットフォーム２００は、無人航空機（ＵＡＶ）２００Ａであることができる（図１２に示される）。
【００７７】
１１０において分析されるセンサデータは、プラットフォーム２００に対する基本センサデータを含むことができる。例示的なセンサデータは、無制限に、プラットフォーム２００についての現在の姿勢、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）データ、電力レベル、コントローラ入力データ、複数のナビゲーションポイントの緯度および経度のような複数のコントローラコマンド、高度、速度、角回転の機首方位および程度、および／または、視覚的および非視覚的データのようなカスタム定義された拡張されたデータを含むことができる。
【００７８】
センサデータは、プラットフォーム２００に配置された様々なセンサ２１０、２２０、２３０（図１１に示される）から収集されることができる。これらのセンサ２１０、２２０、２３０は、これらに限定されるものではないが、プラットフォーム２００の高度、加速度（ピッチ、ロール、およびヨー）、姿勢地理的位置、速度、外気温、および／または気圧を含むことができる。
【００７９】
一実施形態においては、それぞれのセンサ２１０、２２０、２３０は、予め定められたサンプリングレートを有する。サンプリングレートは、プラットフォーム２００に配置された他のセンサ２１０、２２０、２３０のサンプリングレートと同様であってよい。および／または異なるものであってよい。加速度の急激な降下または変化のような選択された複数の条件下で、全てのセンサ２１０、２２０、２３０から選択される複数のサンプリングレートが変化することができる。監視され得るセンサ２１０、２２０、２３０の数および種類は、プラットフォーム２００ごとに変化することができる。また、センサ２１０、２２０、２３０の異なる複数の構成が、同じ種類のプラットフォーム２００に乗った状態で配置されることができる。
【００８０】
方法１００の一実施形態においては、収集されたセンサデータは、センサ２１０、２２０、２３０からの複数の電気信号として、データ処理および分析ユニット２４２へと送信されることができる（図１０に示される）。データ処理および分析ユニット２４２は、センサデータを生データとしてメモリに保存することができる。および／または、分析される前にセンサデータをフィルタリングすることができる。生データおよび／またはフィルタリングされたデータは、分析に先立って、または分析と同時に、もしくは分析に続いてデータレコーダ２４０（図１１に示される）に保存されることができる。いくつかの実施形態においてセンサ２１０、２２０、２３０は、データ分析のために、送信に先立って、内部でセンサデータをフィルタリングすることができる。いくつかの実施形態においてセンサ２１０、２２０、２３０は、その後の送信用にセンサデータを内部でバッファリングすることができる。
【００８１】
一実施形態において方法１００は、分析されるべき一組の動作パラメータを予め決定することを含むことができる。データ分析は、センサ２１０、２２０、２３０から捕捉されたセンサデータを、予め定められた複数の動作パラメータの組と比較する。もしも、センサデータが複数の設定されたパラメータの動作制限を超えていることが決定された場合、複数の動作パラメータは変更されることができる。予め定められた複数の動作パラメータの組は、最小数のパラメータとして単一のパラメータを、または、データ処理および分析ユニット２４２の処理能力までの最大数のパラメータを含むことができる。
【００８２】
データ分析は、統計解析用の任意の従来の方式を用いて成されることができる。データ分析は、有用な情報を発見すること、結論を提案すること、および、意思決定を支援することを目的として、データを調査する、きれいにする、変換する、および／またはモデル化する処理のことである。ここで、データ分析は、プラットフォーム操作者の傾向、経験、および／または技量を学習すること、および／または、プラットフォーム２００の動作をより安全にするために、プラットフォーム２００の性能を変更することを含むことができる。
【００８３】
一実施形態においては、複数の分析結果がメモリに格納されることができ、要望に応じて、事故再現のようなイベント分析のために、その後呼び出されることができる。
【００８４】
１２０において、複数のデータ分析結果に応じて動作パラメータを更新することは、任意の従来の方式で実行されることができる。１つの例示的な方式は、設定された複数のパラメータから外れた、選択された１つの動作パラメータのみを更新することを含む。例えば、プラットフォーム２００が地面の極めて近くにある時に、もしも設定された速度パラメータをプラットフォーム２００が超えている場合には、方法１００は、全ての高度に対し、プラットフォーム２００の最大速度を制限することができる。
【００８５】
いくつかの実施形態においては、全てのセンサデータが分析される。複数の他の実施形態においては、センサデータの選択されたサブセットのみが分析される。いくつかの実施形態においては、予め定められた期間にわたって、および／または、離散的な複数のイベントにわたって、センサデータのサブセットが定義される。
【００８６】
１２０において、複数のデータ分析結果に応じて動作パラメータを更新するための別の方式は、複数の動作パラメータの組み合わせを同時に変更することを含む。同じ例を用いると、もしも操作者が、地面の極めて近くで高い対気速度でプラットフォーム２００を操作している場合、方法１００は、（ある速度にわたる）最大速度と最低高度の両者を制限することができる。
【００８７】
別のアプローチは、いくつかの動作パラメータを監視することを含む。複数の分析結果に基づいて、その他複数の動作制限から外れた場合にのみ、選択された動作パラメータが変更されてよい。例えば、このアプローチを用いると、もしもプラットフォーム２００がある最低高度を下回る場合に、対気速度制限が適用されるであろう。対気速度制限は、より高い高度においては影響が無いだろう。
【００８８】
方法１００は、これら複数の方式の任意のものを個々に、あるいは、任意の予め選択された組み合わせで使用することができる。方法１００はまた、監視されている複数のセンサパラメータに基づいて、プラットフォーム２００のプログラミングによって決定されるように変化することができる。図１は２つの別個の動作として方法１００を示すが、一方で方法１００は、任意の数の動作で実行されることができる。方法１００は、多数の異なるセンサ２１０、２２０、２３０からのセンサデータを収集および分析することができる。さらにセンサ２１０、２２０、２３０は、任意の従来の有線および／または無線方式でセンサデータを送信することができる。方法１００は、単一のデータレコーダ２４０（図９に示される）によって実行されることができる。または、データ分析および記録機能の冗長性を提供するために、任意の適切な数のデータレコーダ２４０を用いて実行されることができる。最後に、データ分析は、プラットフォーム２００に配置されたセンサ２１０、２２０、２３０の内部で部分的に、または完全に実行されることができる。
【００８９】
図２は、方法１００の代替的実施形態を示す。図２を参照すると、１１０においてセンサデータを分析することは、１１２においてプラットフォーム操作者についてのプロフィールを設定することを含むように示されている。
【００９０】
一実施形態においては、１１２において操作者についてのプロフィールを設定することは、プラットフォーム２００（図１１に示される）を操作している操作者の好み、経験、および／または技量レベルを詳述するデータファイルを受信することを含むことができる。データファイルは、データ格納デバイスから、および／または、オンラインのデータ格納位置からデータファイルをロードすることを含め、任意の従来の方式でプラットフォーム２００にアップロードされることができる。新たな操作者は、初期設定によって、および／または、例えば、プラットフォームコントローラ３１０（図１１に示される）の感度を含め、いくつかの好みを予め操作者に選択させることを許すことによって、プロフィールを設定してよい。方法１００は、有利にも、ある期間にわたって、および／または、一連のイベントにわたって、操作者のプロフィールが自動的に更新されることを可能にする。
【００９１】
操作者各個人は、それぞれの操作者プロフィールに関連付けられることができる。操作者プロフィールは、１または複数の以前のイベントからのセンサデータを含むことができる。一実施形態において操作者プロフィールは、全ての以前のイベントからのセンサデータを含む。１つのイベントは、操作者とプラットフォーム２００との間の単一の相互作用を含む。一実施形態において、イベントは航空機（不図示）の飛行であることができる。別の実施形態において、イベントは、無人航空機２００Ａ（図１３に示される）の飛行を含むことができる。操作者プロフィールは、複数の以前のイベントからのセンサデータのサブセットを含むことができる。プロフィールは、特定の操作者およびプラットフォーム２００を操作することに対するいくつかの選択された操作者の好みを識別するための情報を含むことができる。
【００９２】
操作者プロフィールは、プラットフォーム２００を制御することにおける操作者の熟練度を定量化する。操作者プロフィールは、１または複数の以下の特性を分析することによって設定されることができる。複数の以前のイベントの時間の長さ、イベントの間にプラットフォーム２００によって進んだ距離、以前のイベントの数、複数のコントローラ入力および加速度計データに基づいた複数の以前のイベントの相対的な滑らかさ、および、プラットフォーム２００で様々な操作を実行することの精度である。
【００９３】
一実施形態において方法１００は、選択された以前のイベントのイベント時間、イベント距離、および／または、最大イベント高度、並びに、操作者の全経験レベルを決定するために、時間および周波数領域の分析を含む。例えば、無人航空機２００Ａに関連した複数のイベントに対し、方法１００は、全経験を決定するために、操作者が１または複数の選択された操作を実行したかどうかを評価することができる。例示的な複数の選択された操作は、後方および前方を向いた飛行、および／または、複数のホットスポット周りでの複数の旋回パターンが相対的に滑らかであるかどうか、および／または、通常の飛行において複数の飛行機器姿勢および速度が滑らかにされているかどうかを含むことができる。
【００９４】
一実施形態において操作者プロフィールは、プラットフォーム２００のデータ格納ユニット２４４（図８に示される）に格納されることができる。これに加えて、および／または、これに代えて、操作者プロフィールは地上局３２０（図１１に示される）に対してエクスポートされることができる。または、インターネットを通じてオンラインでアクセスできるデータベース（不図示）に格納されることができる。
【００９５】
ひとたび操作者プロフィールがロードされると、操作者プロフィールに基づいて、１１４において動作パラメータが設定される。動作パラメータは、加速度制限、速度制限、高度制限、または、これらの制限の１または複数の様々な組み合わせを含むことができる。例えば、動作パラメータは低高度における速度制限の組み合わせであることができる。
【００９６】
操作者プロフィールに基づいて１１４において動作パラメータを設定することは、関連する操作者によるプラットフォーム２００の操作に先立って起こる。監視されるべき複数の特定のパラメータは、操作者のプロフィールに基づいて変化することができる。例えば、もしも、過去のいくつかのイベントにわたって、または現在の期間にわたって、プラットフォーム２００の高度制御が不安定であることを操作者プロフィールが示す場合、方法１００は、垂直速度（上昇または下降の速度）を特に監視されるべきであるパラメータとして設定することができる。操作者プロフィールに基づいて、複数の動作パラメータの１または複数、あるいは任意の組み合わせが、監視する複数の動作パラメータとして選択されることができる。さらに、１１４において動作パラメータを設定することは、最大または最小値に対するある範囲の値にわたってパラメータが評価されるであろうかどうかについて、および、動作パラメータのあらゆる変更に先立って、いくつのセンサデータポイントが、設定された範囲または複数の値から外れる必要があるかについて決定することができる。
【００９７】
１１５において、複数のセンサからセンサデータが受信される。図１に関して以前に説明されたように、センサデータは、同様なレートで、および／または、複数の異なるレートでサンプリングされることができる。設定された複数の動作パラメータからセンサデータが外れているかどうかを決定するために、１１６において、センサデータは、設定された複数のパラメータと比較される。もしもセンサデータが動作パラメータ内である場合には、センサデータは１１５において受信され続け、１１６において設定された動作パラメータと比較され続ける。もしもセンサデータが設定する動作パラメータから外れている場合、複数のデータ分析結果に応じて、１２０において性能特性が変更されることができる。例えば、１１６において、もしも低高度において高速で操作者がプラットフォーム２００を操作しているとデータ分析が決定した場合、速度制限、高度制限、範囲制限、または、それらの任意の組み合わせが設定されることができる。別の例においては、操作者の複数の制御入力が不安定で、操作者により誘起されたプラットフォーム２００の振動をもたらすことを複数の分析がもしも決定する場合、プラットフォームコントローラ３１０（図１１に示される）の感度が低減されることができる。
【００９８】
一実施形態において方法１００は、有利にも、無人航空機（ＵＡＶ）２００Ａに適用されることができる。データ処理および分析ユニット２４２（図７に示される）は、操作者のプラットフォーム経験を分析すること、および、ＵＡＶ２００Ａの操作者の操作について統計をまとめることができる。
【００９９】
一実施形態において方法１００は、操作者のプラットフォームの好みを決定するために、ビッグデータ分析を使用することができる。例えば、センサデータを分析することにより、プラットフォームを操作するために操作者が好むモード、好まれる高度、および操作者が行った任意の操作のような、操作者の複数の好みおよび傾向が学習されることができる。方法１００は、１つよりも多くの動作パラメータに対し、最小パラメータ値および最大パラメータ値等、複数のパラメータの様々な範囲に対して当てはまる。
【０１００】
図３を参照すると、方法１００は、１２０においてパラメータが調節された後に、１１７においてセンサデータを受信するように示されている。受信されるセンサデータの種類および／または量は、操作者のプロフィール、初期分析の複数の結果、または、これらの組み合わせのいくつかに依存することができる。方法１００は、有利にも、センサデータの繰り返される分析を提供することができる。図３に示されるように、方法１００は、センサデータを１１７において受信すること、および、センサデータが、変更された複数の動作パラメータから外れているかどうかを１１８において決定することを含むことができる。１１８において、もしも変更された複数の動作パラメータ内にセンサデータがある場合、処理は、１１７において追加のセンサデータを受信することができる。１１８において、もしも変更された動作パラメータからセンサデータが外れている場合、本方法は、１２１において、複数のデータ分析結果に応じて動作性能特性を再び変更することをさらに含む。１２１における動作性能特性の変更に続いて、処理は、１１７において追加のセンサデータを受信することができる。
【０１０１】
図４を参照すると、１２０における複数のデータ分析結果に応じて動作パラメータを更新するための処理は、さらに、１２２において複数の以前のイベントからデータを取得すること、操作者の経験を決定するために１２４において以前のイベントデータを分析すること、およびイベントデータに基づいて１２６において経験を特性評価すること、を含む。操作者の経験は、１２６において、初心者または経験者のどちらかとして特性評価される。初期の特性評価は初心者である。もしも操作者が初心者の操作者として特性評価された場合には、方法１２０は、プラットフォーム２００の性能特性を低減することをさらに含む（１２７）。もしも操作者が経験のある操作者として特性評価された場合には、方法１２０は、プラットフォーム２００の性能特性を増大させることをさらに含む（１２８）。一実施形態において初心者用設定は、プラットフォーム２００（図１１に示される）の範囲、対気速度、高度、視点（ＰＯＶ）、または加速度を制限することができる。経験のある操作者用の設定は、プラットフォーム２００の設計性能限界まで増大した、プラットフォーム２００の範囲、対気速度、高度、ＰＯＶ、および加速度をもたらすことができる。初心者用設定は、プラットフォームの前方部分（図１３に示される）の向きを合わせることができる。それで、前方部分が初心者のプラットフォーム操作者から遠い方を向く。例えば、初心者の操作者がプラットフォームコントローラを保持しており、コントローラが、ある角度で地面と平行に時計回りまたは反時計回りに回転された場合、プラットフォームは同じ方向に同じ角度回転して、プラットフォームの前方部分がプラットフォームコントローラから遠い方を向き、プラットフォームの後方部分がプラットフォームコントローラの方を常に向いていることを確実にする。
【０１０２】
無人航空システムの実施形態においては、センサデータは、動作および拡張センサデータを含むことができる。センサデータは、慣性センサ、動きセンサ、位置センサ、および近接センサのような複数の動作飛行センサ２１０Ａ（図１２に示される）からの情報を含む。拡張データは、複数の視覚センサ２２０Ａ（図１２に示される）および複数の非視覚センサ２３０Ａ（図１２に示される）からの情報を含む。動作および拡張センサデータは最初に処理されてよいであろう。何故ならば、センサデータは、飛行中に計算された中間的データ、および飛行制御またはその他の周辺通信データのような、無関係なセンサデータを多量に含んでいるかもしれないからである。データ処理はまた、操作者に特定の複数の設定に従って、センサデータを変換する必要があるかもしれない。そのような処理は、無関係のデータを削除すること、および／または、選択された格納されたデータを抽出することを含む。動作飛行センサ２１０Ａが、高速での降下のような、潜在的に事故に先行するであろう複数の条件を検出した場合、方法１００は、事故の場面を再現するために、カメラでの複数の画像のような視覚的データを自動的に記録することができ、画像格納を完了する。処理されたデータはまた、その後の分析用に、格納機器に格納されることもできる。操作者の飛行時間、飛行距離等は、操作者の飛行経験を決定し、ＵＡＶ２００Ａを操作する操作者の熟練度および好ましいデータ統計に関する統計をまとめるために、データ処理および分析ユニット２４２（図８に示される）において分析されることができる。
【０１０３】
図５を参照すると、データ記録および分析のための方法１００は、１３０において、データ格納ユニットにセンサデータを記録することをさらに含む。示される方法１００とは別個であるように示され、記載されているが、１３０においてデータ格納ユニットにセンサデータを記録することは、処理１１０および／または１２０内に少なくとも部分的に統合されることができる。データは選択されたレートでサンプリングされることができ、これはサンプリングされるセンサ２１０、２２０、２３０に依存し得る。例えば、方法１００は、１秒間に１，０００サンプルまでのレートで、慣性計測ユニットをサンプリングすることができる。比較として、ＧＰＳセンサは、より低い頻度でサンプリングされるであろう。一実施形態において方法は、位置データ用に、１秒間に１０サンプルでＧＰＳをサンプリングするであろう。
【０１０４】
データ格納ユニット２４４（図８に示される）へとセンサデータが書き込まれる速度は、特定のセンサ２１０、２２０、２３０にも依存して変化することができる。一実施形態においては、速度は、１秒間に記録されるデータが１から１０メガバイト（Ｍｂ）の範囲に及んでよい。センサデータおよび拡張データは、プラットフォーム２００に接続された複数のセンサからデータ処理および分析ユニット２４２（図８に示される）へと内部的に送信され、データ格納ユニット２４４に保存される。
【０１０５】
もしも慣性計測ユニット（ＩＭＵ）センサが、事故の結果として急激な加速度の変化のような壊滅的なイベントを検出した場合、方法１００は、事故再現に有用であろう追加的な情報を捕捉するために、視覚センサ２２０のような、いくつかのセンサ２１０、２２０、２３０のサンプリングレートを変化させることができる。
【０１０６】
図６において、データ記録および分析のための方法１００は、１４０において、センサデータを地上の装置へと伝達することをさらに含む。示される方法１００とは別個なものとして示され、記載されているものの、地上の装置へとセンサデータを伝達すること１４０は、１または複数の処理１１０または１２０または１３０内に少なくとも部分的に統合されることができる。センサデータは、有線または無線のような、任意の従来の方式で地上局３２０（図１１に示される）へと伝達されてよい。航空機または無人航空機に対し、有線データ伝達は、通常はプラットフォーム２００（図１１に示される）が地上にある間に成される。
【０１０７】
これに加えて、および／または、これに代えて、動作および拡張データは、プラットフォーム２００が動作している間に、操作者または他の複数の操作者に対して伝達されることができる。一度には一人の操作者だけがプラットフォーム２００の動作を制御することができるが、一方で、第２操作者は複数の拡張データセンサを制御することができる。例えば、ＵＡＶの実施形態２００Ａ（図１２に示される）に対し、一人の操作者が複数の飛行コマンド（パワー、ピッチ、ロール、およびヨーコマンド）を制御してよく、第２操作者がＵＡＶ２００Ａ（図１２に示される）に取り付けられた可動式カメラの動きを命令してよい。
【０１０８】
一実施形態においては、複数の飛行コマンドを提供する操作者についての飛行データプロフィールが、複数の飛行性能設定を決定するだろう。別の実施形態においては、拡張センサの操作者が拡張センサの操作者プロフィールを発展させることができ、これは、拡張センサの操作者にとっての複数の好みを保存するであろう。しかしながら、拡張センサの操作者のプロフィールは、ＵＡＶ２００Ａの飛行性能特性には影響を与えないであろう。
【０１０９】
地上の装置３２０（図１１に示される）に保存されたセンサデータは、定期メンテナンスのタイミング（例えば、飛行時間１００時間ごとのメンテナンス）を決定するために使用されることができる。または、プラットフォーム２００が損傷したまたは破壊された場合に、後で呼び出されるようにオンラインデータベースにアップロードされることができる。
【０１１０】
一実施形態において、動作および拡張センサデータは、位置に基づいた複数のサービス位置においてその他複数と共有されることのできるプラットフォーム経験の全ての兆候を捕捉することができる。共有されることのできる拡張データは、複数の航空写真／画像、地理的位置（緯度／経度データ）、並びに、複数の画像が撮られた時の複数の写真/画像の高さ、姿勢を記録することを含む。拡張された無人航空機データの社会的な共有は、より多くの操作者が美しい複数の画像やビデオを見ることだけでなく、他者達の遠隔の航空視覚についての経験を共有することも可能にする。
【０１１１】
伝達されたデータは、例えば、予め定められたイベント数の後に、プラットフォーム２００に対して定期メンテナンスを実行するように操作者に思い出させることにより、安全を増大させるために使用されることもできる。このリマインダは、操作者が、スマートフォンまたはタブレットアプリケーション（Ａｐｐ）またはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）上のスケジューリングソフトウェアのような地上局３２０（図１１に示される）へと接続した場合に成される。ソフトウェアは、データレコーダ２４０（図１１に示される）を監視するであろうし、必要なメンテナンス（例えばバッテリまたはモータのサービス）を操作者に思い出させるためのダイアログボックスを使用することができる。それにより、プラットフォーム２００に関与する複数のイベントを、より安全なものにすることができる。
【０１１２】
図７は、データ記録および分析用の装置２４０を示す。これは、データ処理および分析ユニット２４２と、入力ポート２４６Ｉとを備える。
【０１１３】
データ記録および分析用の装置２４０は、複数のマルチメディアスマートフォンに見られる設計と同様なチップセットの周りに組み込まれる。データ処理および分析ユニット２４０のそのような１つの実施形態は、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）ベースのコンピュータ設計アプローチを用いて実現されることができる。これは、単純化された命令セットを使用し、１つの命令当り、より少ないマイクロプロセッササイクルを用いて、それら複数の命令を実行することにおけるより高い性能をもたらす。ＲＩＳＣベースのコンピュータ設計アプローチの１つの利点は、設計中のトランジスタの数を低減できることであり、それにより、コスト、熱、および電力使用を低減する。これらのＣＰＵ特性は、軽量で携帯可能な、複数のバッテリ駆動式デバイスに対して望ましい。より単純な設計は、より効率的なマルチコアＣＰＵ、および、より低コストでのより高いコアカウントを容易にし、改善されたエネルギー効率を提供する。一実施形態において設計は、３２ビットプロセッサであることができる。代替的な実施形態において設計は、６４ビットプロセッサであることができる。
【０１１４】
センサデータは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、コントローラーエリアネットワーク（ＣＡＮ）、シリアルおよび／またはその他の標準ネットワーク接続を通じ、プラットフォーム２００のセンサ２１０、２２０、２３０からセンサデータを受信する入力ポート２４６Ｉを通じて、データ処理および分析ユニット２４２によって受信されることができる。
【０１１５】
図８は、データ記録および分析用の装置２４０が、データ処理および分析ユニット２４２、データ格納ユニット２４４、入力ポート２４６Ｉ、出力ポート２４６Ｏ、および拡張データポート２４８をさらに備えることを示す。
【０１１６】
センサデータは、データ処理および分析ユニット２４２により、出力ポート２４６Ｏを通じてデータレコーダ２４０から伝達される。出力ポート２４６Ｏは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、コントローラーエリアネットワーク（ＣＡＮ）、シリアルおよび／またはその他の標準ネットワーク接続であることができる。
【０１１７】
拡張データポート２４８は、リムーバブルメディアカード２４９（図１０に示される）の使用を可能とする。拡張データポートは、セキュアデジタル（ＳＤ）カード、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ）カード、外部Ｕ−ディスク、および、その他のフラッシュまたは格納機器を受け入れることができる。操作者は、リムーバブルメディアカード２４９に記録されることのできる動作および拡張データを特定することができる。拡張されたデータをリムーバブルメディアカード２４９に保存することを操作者に許すことにより、複数の操作者が、他者達と共有するために、自分達の複数のプラットフォームイベントの複数の画像およびビデオを記録することができる。一実施形態においては、様々なプラットフォーム２００間でのプロフィールの簡単な伝達を可能にするために、ある操作者のプロフィールはリムーバブルメディアカード２４９に保存されることができる。拡張データポート２４８は、４ギガバイト（ＧＢ）から３２ＧＢまで、またはそれ以上の容量を持ったリムーバブルメディアカード２４９をサポートすることができる。
【０１１８】
図９を参照すると、データ記録および分析用のシステム４００内に配置されたデータレコーダ２４０を示す。システム４００は、動作センサ２１０、送受信機２５０、およびプラットフォーム制御システム２６０をさらに備えるように示されている。システム４００のいくつかの実施形態は、視覚センサ２２０および／または非視覚センサ２３０も備えることができる。
【０１１９】
データ記録および分析用のシステム４００は、プラットフォーム２００の状態を感知するための様々な動作センサ２１０が備えられることができる。そのような複数の動作センサ２１０は、慣性計測ユニット、加速度計、プラットフォーム制御入力、高度計、グローバルポジショニングシステム、並進センサ、および外気温センサを含むことができる。
【０１２０】
複数のプラットフォーム動作に関連する複数のセンサ２１０は、ＩＭＵのような、複数の慣性センサを含むことができる。これは通常、速度、方位、および選択されたプラットフォーム２００に作用する重力について報告するために、複数の加速度計、ジャイロスコープ、および／または磁力計の組み合わせを頼りとしている。ＩＭＵは、本質的に、機械式スピニングマス垂直ジャイロスコープの現代の代替品として使用される。この点でＩＭＵは、姿勢、動き、および時としていくつかの位置の度数を検出するために使用されてよい閉システムである。ＩＭＵは通常、複数の加速度計および角速度センサの組み合わせを使用し、一般に、３つの軸を測定する３つの加速度計、および、直交するように搭載された複数のレートジャイロの３つの軸を備える。ソフトウェアおよび関連付けられたプロセッサは、通常、カルマンフィルタリングを使用し、次いで、加速度および角速度データを知的に組み合わせて、重力には参照されるが、プラットフォーム２００の加速度には依存しない、ピッチ／ロール姿勢データを与える。故にＩＭＵは、純粋に慣性測定に基づいた正確なピッチ／ロール姿勢および機首方位データストリームを提供し、視覚情報、衛星、または任意の外部技術への依存に頼らない。ＩＭＵは、データレコーダ２４０の複数の入力の１つに接続されることができる。
【０１２１】
複数のＩＭＵシステムが当該分野においてよく知られており、そのいくつかの説明は、Smith等の米国特許第４，６７５，８２０号明細書、Morrisonの米国特許第４，７１１，１２５号明細書、Cardarelliの米国特許第６，７２５，７１９号明細書、および、Kohler等の米国特許第７，０６６，００４号明細書にて参照されることができる。同様なデータはまた、ピッチおよびロール軸におけるプラットフォームの姿勢を決定するために、赤外の複数の特徴を使用する赤外水平検出器のようなその他複数の手段を用いても生成されることができる。
【０１２２】
垂直な重力（Ｇ）を測定するために、加速度計が使用されることができる。加速度計は、微小電気機械システムＭＥＭＳ技術を用いて、マイクロマシン半導体製造されることができる。プラットフォーム２００の３つの軸のうちの１または複数に沿ったＧの力を加速度計が測定するように、加速度計はセンサボードに搭載されることができる。加速度計は、イベントの間にプラットフォーム２００が重大な構造上の複数のストレスにさらされたかどうかを決定するために使用される。プラットフォーム２００の航空機での実施形態に対しては、乱気流条件の間の高度の突然の変化、特に航空機が訓練に使用されている場合の失速、回転または曲技飛行操作および硬着陸の間の異常な姿勢の結果、ストレスが発生し得る。
【０１２３】
一実施形態において、加速度計の出力は、Ｇの力、および、適切な較正を確実にするために出力に対して調整回路が設定するオフセットおよびスケール計数に比例したＤＣ電圧であることができる。調整回路は、可変成分およびいくつかのバイパスコンデンサを持つ抵抗器のネットワークから成ることができる。抵抗器−コンデンサ回路から成るフィルタは、高周波ノイズを除去することができる。その結果生じるアナログ信号は、垂直なＧの力を表すことができ、飛行データレコーダ２４０の複数のアナログ入力のうちの１つに接続されることができる。
【０１２４】
プラットフォームピッチは、例えば、加速度計を用いて測定されることができる。一実施形態において、加速度計は、ＭＥＭＳ技術を用いて製造された、微少機械加工された半導体デバイスである。このデバイスは、デバイス中に微少機械加工されることができる吊るされた梁に働く重力の変化を検出することによってピッチ角を測定することができる。加速度計の出力は、傾きまたはピッチ角に比例したＤＣ電圧であることができる。加速度計の出力がロードされることを防ぐために、バッファが使用されることができる。バッファの出力に存在するかもしれない望ましくないノイズをローパスフィルタが除去することができる。その結果生じるアナログ信号は、ピッチ角を表し、飛行データレコーダ２４０の複数のアナログ入力のうちの１つに接続されることができる。
【０１２５】
制御システム２６０は、例えば、プラットフォーム２００の姿勢（ピッチ、ロール、およびヨー）、パワー、および／または速度のような１または複数の飛行特性を制御することができる。プラットフォームコントローラ３１０への操作者の入力は、プラットフォーム２００へと無線で送信されてよい。操作者の複数の入力は、プラットフォームコントローラ３１０にある１または複数の操縦桿の動きを通して成されることができる。あるいは、いくつかのプログラムされたウェイポイントへと航行するための、プラットフォーム２００に対する一組のコマンド命令であることができる。これらの操作者入力は、プラットフォーム送受信機２５０によって受信され、プラットフォーム制御システム２６０と飛行データレコーダ２４０の両者に対して送信されることができる。これらの操作者制御入力は、様々なイベントの分析に使用されることができ、事故後調査のような、その後の分析用に記録されることができる。複数の操作者制御入力は、事故の原因またはプラットフォーム２００を制御する操作者の技量を決定することにおいて有用であり得る。
【０１２６】
プラットフォーム２００の高度は、これらに限定されるものではないが、レーザ、赤外、ステレオビジョン、音波レンジファインダを含む能動型および受動型高度計、および気圧高度計のような、様々なセンサを通して決定されることができる。同様に、ビルや丘の斜面のような垂直の物体に対するプラットフォーム２００の垂直および水平な動きを決定するために、複数の追加の距離センサおよび視覚感知システムが、近くの物体の動きを観察するようにプラットフォーム２００の機体に指示することができる。
【０１２７】
一実施形態において気圧センサは、静気圧に比例したＤＣ電圧を生成する半導体デバイスであることができる。気圧センサの出力は、気圧に正比例するＤＣ電圧である。センサからのあらゆるノイズをフィルタリングするために、ノイズ分離フィルタが使用され得る。その結果生じるアナログ信号は、気圧高度を表し、飛行データレコーダ２４０の複数のアナログ入力のうちの１つに接続されることができる。
【０１２８】
加速センサの複数の積分演算のような、コンピュータによる様々な演算を通して、センサデータからプラットフォーム２００の位置が外挿されることができる。これに代えて、または、これに加えて、プラットフォーム２００は、プラットフォームの地理的位置を感知するためのグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）を備えることができる。いくつかの実施形態においてプラットフォーム２００は、相互に補完し合うように使用されることができる、複数の慣性センサと複数のＧＰＳシステムの両者が備えられることができる。
【０１２９】
複数の衛星からの複数のＧＰＳ信号は、それぞれの衛星に対して固有の擬似ランダムコードによる直接シーケンススペクトラム拡散を用いて変調される。ＧＰＳは、ベースバンド信号を形成するために擬似ランダムコードを再生し、ＧＰＳ信号を逆拡散させる特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である信号プロセッサを備えることができる。
【０１３０】
ＧＰＳ受信機は、１２ものチャネルを有することにより、いくつかの衛星からの複数の信号を同時に受信することが可能である。プラットフォームの位置を決定するためには、少なくとも６つの衛星が通常必要とされる。ＧＰＳは、それぞれの衛星からの複数の信号の到着時間を推定し、軌道中の複数の衛星の情報および既知の位置を用いて、緯度および経度の観点での受信機の位置が計算される。その結果生じるデータは、内部バスを通じたシリアルポートを通して、データ処理および分析ユニット２４０へと送出されることができる。
【０１３１】
ＧＰＳ受信機用のアンテナは、アンテナとして機能する銅パターンを持った印刷回路基板（ＰＣＢ）であることができる。ＧＰＳ技術は、およそ１．５ＧＨｚのマイクロ波帯で動作する。それにより、比較的小型の複数のアンテナを可能とさせる。アンテナは、プラットフォーム２００の機体の上面に搭載されることができる。
【０１３２】
並進センサシステムは、位置および／または速度を検出するためのシステムである。カメラシステムによって撮像された複数の画像から始めて、オプティックフロー、または、視覚システムの視野内の１または複数の物体の動きに関連した同様なデータが収集されることができる。データは、一緒に結合された並進および回転データの両者を含むので、好ましくは、さらなるデータ処理を通してデータが分離される。分離は、ＩＭＵセンサシステムからの測定結果を用いて成されることができる。ＩＭＵは、姿勢および／または角速度を検出するための１つのセンサであるが、その他複数のセンサが使用され得る。姿勢および／または角速度データは、並進データを生成するために、オプティックフローまたは同様なデータによって処理されることができる。データの大きさは高度の関数であるので、データの複数のユニットは高度によって変化する。
【０１３３】
並進データを既知の複数のユニットにするために、高度センサデータが収集され、並進データを処理するために利用されることができる。処理の後に、プラットフォーム２００の位置および／または速度データは、一定の複数のユニットにおいて既知であり、ここでは高度データとは独立している。プラットフォーム位置および／または速度データ、人間または別のコンピュータからのプラットフォーム位置コマンドデータ、人間または別のコンピュータからのプラットフォーム速度コマンドデータ、高度検出器からのデータ、プラットフォーム２００の姿勢および／または角速度センサからのデータは、プラットフォーム制御システム２６０へと提供されることができる。制御システム２６０がどのように設定されているのかに依存して、これらの入力のどちらか一方、または両者が使用されてよい。操作者により命令された複数の動きをプラットフォーム２００に最適に実行させるために、制御システム２６０から、一連のコントローラコマンドが生成される。
【０１３４】
上記で参照された分離処理が、ここで詳細に記載されるであろう。第１に、従来のオプティックフローおよび／または複数の物体追跡方法に従って、オプティックフローまたは同様なデータが、視覚センサデータから決定されることができる。次に、プラットフォーム２００の姿勢および／または角速度に関するデータが入力され、これらの動きに対応するオプティックフローまたは同様なデータが補われる。例えば、もしもプラットフォーム２００が時計回りに１．２５度回転したことが検出された場合、データ分離処理の間に減算することによって１．２５度が説明される。ひとたび回転量が減算されると、視覚的データで検出された複数の動きは、今やプラットフォームの位置の変化のみの結果であり、あらゆる曖昧さは除去された。故に、光学データを、姿勢および／または角速度データとしっかりと統合することによって、プラットフォームの位置が決定されることができる。ひとたび位置が決定されると、位置の時間微分を取ることによって、プラットフォーム２００の速度が決定されることができる。
【０１３５】
ビデオシステムに関連付けられた処理が第１に記載されるであろう。複数の計算方法を用いた画像内の物体追跡のコンピュータビジョン界内には、設定された学術分野が既に存在する。Jacksonの米国特許第４，７９４，３８４号明細書、Barrowsの米国特許第６，３８４，９０５号明細書、Gordon等の米国特許第６，４３３，７８０号明細書、および、Royの米国特許第６，５０７，６６１号明細書を参照されたい。一実施形態において、観察者が複数の物体に対して移動する際に認識される、それら複数の物体の視覚的な動きは、いくつか複数の物体のどれだけ近くにその人がいるのか、および、それらに対するその人の動きを、操作者に判断させることを可能とする。例えば、操作者にとって、ある物体がゆっくりと段々大きくなっていくが、操作者の視覚の一方の側へと動いてはいかないということは、操作者が観察者に向かって真っ直ぐに動いていることとして理解されることができよう。この一実施形態において中央処理ユニット２４２は、ビデオ画像内の全ての"物体"またはランドマークを追跡することができる。カメラが地面に向けられ、画像内の複数のランドマークが全て地上にある場合、追跡された複数の物体は、全ておよそ同じ速度および方向で移動するはずである。画像内の複数のランドマークの複数の動きの間の相関がプロセッサ２４２によって検出される。処理は、プラットフォーム２００のすぐ下を飛んでいる鳥のような、相関に適合しないあらゆるランドマークを排除または無視することができるであろう。カメラによって検出されたような相対的な動きを決定するために、様々なソフトウェア方法が使用されることができるであろう。さらに、様々なソフトウェア方法は、変動する堅牢性の程度および複数の偽の動きの排除の程度を提供することができる。
【０１３６】
並進データ計算システムは、物体追跡の手段である特徴選択を使用することができる。ここでは、コントラスト特性視点から最も良好な複数の特徴が追跡される。画像化システムにとっては、木または車、あるいは地上に描かれた線のような複数の物体を正確に識別し、ラベルする必要は無い。並進データ計算システムは、観察される物体（木の場合は、背の高い緑色の物体）が、以降の複数の画像フレームを通して追跡されるべき何らかのものであることを単に知るだけでよい。物体の正体を知ることは、物体に対するプラットフォームの動きを理解するためには必要ない。物体追跡機能は有利である。何故ならば、物体追跡は、通常の安価な複数のプロセッサおよび現在入手可能なコンピュータの能力を用いて実行されることができるからである。物体追跡の方法はまた、プラットフォーム２００の下の地形およびプラットフォーム２００付近の複数の障害物が、予め知られている必要が無いこと、または予め定義されている必要が無いことを意味する。代替的実施形態において、視覚システムの視野内の特定の物体に対してプラットフォーム２００が移動することを操作者が望む場合、システムは、１または複数の認識可能な物体を識別および追跡することができる。
【０１３７】
開示される並進データ計算方法は、システム４００によって分析されるビデオシーケンス中のある画像における動きベクトルを決定することができる。もしもプラットフォーム２００の並進移動がある場合に、コンピュータは、ビデオシーケンスの分析からではその量を決定することが依然としてできない。それらの問題およびそれぞれに対する解決策が本明細書に記載される。
【０１３８】
プラットフォーム２００の回転運動は、並進移動と同様なビデオシーケンスをもたらす。故に、純粋に視覚的データスチームによってプラットフォーム２００を動作させることを試みると、複数の操作者制御入力が曖昧なデータに対して成される結果となるであろう。これは、プラットフォーム２００が任意の大きな複数の姿勢変化に出くわした場合に、悲惨なことになるであろう。しかしながら、ビデオシーケンス中の並進移動から回転運動を分離することにより、曖昧なデータが確かなものとなる。分離は、正しく適合されたＩＭＵを用いることによって起こる。ＩＭＵは、純粋に複数の慣性測定によって決定された正確なピッチ／ロール／ヨー姿勢情報のデータストリームを出力することができる。ＩＭＵから出力されたデータストリームは、ビデオシーケンス中に観察された動きのうちのどれだけが回転のプラットフォーム変化によるもの（姿勢変化）であるのかに対する、動きのうちのどれだけが並進によるもの（例えば位置の変化）であるのかを決定するために使用される。
【０１３９】
ＩＭＵおよび視覚システムの両者によって検出された回転度はＹ軸を構成し、サンプリング数はＸ軸を構成する。毎秒数千のセンサデータサンプルが取得されるので、わずか数秒間のセンサデータが何千ものデータポイントをもたらす。センサデータは、視覚信号から回転成分を除去し、それにより並進位置を取得するために、お互いから減算されるであろう。一方の信号を他方の信号から減算することは、ここでは、ゼロ並進移動もたらす。
【０１４０】
そのようなシステムが備えられたプラットフォーム２００の高度に関わらず、複数の回転運動がビデオシーケンス中に同様に現れるであろう。何故ならば、１秒間にカメラがある量の度数地形上で動かされているからである。故に、プラットフォーム２００のピッチ／ロール姿勢を取得し、ピッチ／ロールデータおよびビデオデータを均等化するための因子をこれに乗算し、その後、ビデオシーケンスから認識されるカメラの変位をこの量から減算することによって、ビデオシーケンスは、分離されることができる。
【０１４１】
開示されるシステム４００の一実施形態においては、固体温度センサを用いて、外気温が測定されることができる。外気温センサは、温度センサを取り囲む空気の温度に正比例するＤＣ電圧を生成する集積回路を含むことができる。２つのワイヤが、幾分かの利得および低インピーダンス出力を提供する差動増幅器へと、センサを接続する。その結果生じるアナログ信号は外気温を表し、データレコーダ２４０の複数のアナログ入力の１つへと接続されることができる。
【０１４２】
システム４００の一実施形態においては、図９に示されるように、視覚飛行データを捕捉するために視覚センサ２２０が使用されることができる。視覚センサ２２０は有利なことに軽量であり、リアルタイムまたはリアルタイムに近い視覚的データの収集および提示を容易にするために、データ記録および分析システム４００の他の複数の構成要素へと高周波数のデータ供給を提供することができる。視覚センサ２２０は、画像およびビデオ取得用に、様々な従来のカメラを含むことができる。
【０１４３】
これに加えて、および／または、これに代えて、プラットフォーム２００は、音、温度、圧力、湿度、降水量、風速および風向、および／または、視覚的には簡単に捕捉されないその他複数の環境因子に関する非視覚的データを収集するための少なくとも１つの非視覚センサ２３０が備えられることができる。非視覚的データ収集用の例示的な複数の機器は、これらに限定されるものではないが、電気光学センサ、熱／赤外センサ、カラーまたはモノクロセンサ、多重スペクトルイメージングセンサ、分光光度計、分光計、温度計、照度計、マイクロホン／音響変換器、圧力センサ、高度センサ、流量センサ、湿度センサ、降水量センサ、風速センサ、風向センサ、風速計、光学式レインセンサ、および／または、データ収集に適したその他複数のデバイスを含むことができる。
【０１４４】
図９はまた、システム４００がデータレコーダ２４０を含み得ることも示す。データレコーダ２４０は、拡張データに加えて、動作プラットフォームデータの収集、分析、および／または格納を提供する。データレコーダ２４０は、図７および図８が参照された上記においてより詳細に説明されている。一実施形態においてデータレコーダ２４０は、ステンレス鋼のような金属から形成された筐体（不図示）中に搭載されることができる。筐体は、衝撃、火および／または水に対するデータレコーダ保護の第１の層として機能する。複数の他の実施形態において筐体は、アルミ、繊維ガラス、複合繊維材料、またはその他の保護材料のような、１または複数のその他の適切な材料から形成されることができる。シリカをベースとする材料から成る断熱材は、熱からデータレコーダ２４０を保護し、火に対する保護の第２の層として機能する。
【０１４５】
データレコーダのそのような実施形態の１つは、旅客機に使用されることができる飛行データレコーダ２４０Ａ（図１２に示される）である。複数の飛行データレコーダ２４０Ａは、制御およびアクチュエータ位置、エンジン情報、地理的位置、および／または時刻のような、予め定められた複数の飛行パラメータを記録することができる。ＦＡＡは、旅客機について８８のパラメータが監視され、記録されることを要求しているが、いくつかのシステムは、もっと多くのパラメータを監視する。一般に、それぞれのパラメータは１秒間に数回記録されるが、いくつかの飛行データレコーダ２４０Ａは、データが素早く変化し始めた場合に、遥かに高い周波数でデータの"激発"を格納する。大抵の飛行データレコーダ２４０Ａは、連続的ループにおいて、およそ１７から２５時間に値するデータを記録することができる。米国連邦規則は、現在のところ、無人機２００Ａ（図１２に示される）に対する飛行データレコーダ２４０Ａを要求していない。
【０１４６】
図９に示されるように、データ記録および分析システム４００は、プラットフォーム２００と、プラットフォームコントローラ３１０および地上局３２０を含む地上の複数のシステム３００との間のデータの送信および受信用の送受信機２５０を組み込む。送受信機２５０は、プラットフォームコントローラ３１０から複数のプラットフォーム制御コマンドを受信することができ、有線または無線のような任意の従来の方式で、複数のコマンドをプラットフォーム制御システム２６０へ送ることができる。送受信機２５０は、センサデータおよび拡張センサデータを地上局３２０へと送信することができる。
【０１４７】
送受信機２５０セクションは、所望の信号帯域のみを通過させることを可能とする無線周波数（ＲＦ）フィルタを含め、いくつかの要素から成る。送受信機２５０はまた、ＲＦ信号を中間周波数（ＩＦ）信号へとダウンコンバートし、ＩＦ信号を増幅し、ＩＦフィルタを用いて信号をフィルタリングし、複数のオンチップ・アナログ−デジタルコンバータを用いて２つのデジタル成分、つまり符号と大きさへと信号を変換する機能を実行する集積回路であるＲＦフロントエンドも有する。時間基準として機能する基準水晶と一緒にＲＦフロントエンドに組み込まれるダウンコンバータ振動子用に、位相ロックループフィルタが使用される。ＲＦフロントエンドＩＦ増幅器の利得は、自動利得制御（ＡＧＣ）信号によって制御されることができる。
【０１４８】
データ送受信機の動作周波数は、５．７２８ＧＨｚ−５．８５ＧＨｚのマイクロ波領域内であることができる。データ送受信機アンテナは、複数の無線信号を受信および送信する。インピーダンスは、インダクタ／キャパシタネットワークから成るアンテナマッチングネットワークを用いた回路の残りの部分に適合されることができる。送受信機は、複数のマイクロ波信号を受信および送信する機能を実行する特定用途向け集積回路であることができる。送受信機は短距離、すなわち３００から５００メートルにわたって動作するように設計されているので、パワー出力は、数ミリワットの範囲内であることができる。
【０１４９】
一実施形態においてプラットフォーム２００は、無線で通信するために、プラットフォームコントローラ３１０および／または地上局３２０のような、データ記録および分析システム４００の１または複数のその他のシステム構成要素が備えられることができる。データ記録および分析システム４００のプラットフォーム２００は、無線通信ネットワーク内で、携帯電話のような通信エンドポイントとして動作することができる。故に、複数の通信エンドポイントに対して適当な、任意の従来の無線通信プロトコルが、同様な複数のプラットフォーム２００、プラットフォームコントローラ３１０、および／または、データ記録および分析システム４００のその他任意の構成要素の間の通信を容易にすることができる。例えば、プラットフォーム２００は、コントローラ３１０または地上局３２０と、データアップリンクおよび／またはダウンリンクチャネルを確立することができる。
【０１５０】
送受信機２５０はまた、従来の無線通信の任意のカテゴリー、例えば無線、ワイヤレスフィデリティ（ＷｉＦｉ）、セル方式、衛星、および放送を用いて動作することもできる。例示的で適切な無線通信技術は、これらに限定されるものではないが、グローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））、ジェネラルパケットラジオサービス（ＧＰＲＳ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ２０００、ＩＭＴ単一キャリア、ＧＳＭ（登録商標）進化型高速データレート（ＥＤＧＥ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、時分割ＬＴＥ（ＴＤ−ＬＴＥ）、高性能無線ローカルエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＬＡＮ）高性能無線広域ネットワーク（ＨｉｐｅｒＷＡＮ）、高性能無線メトロポリタンエリアネットワーク（ＨｉｐｅｒＭＡＮ）、ローカルマルチポイント配信サービス（ＬＭＤＳ）、Worldwide Interoperability for Microwave Access（ＷｉＭＡＸ）、ジグビー、ブルートゥース（登録商標）、フラッシュ直交周波数分割多重（Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭ）、大容量空間分割多重アクセス（ＨＣ−ＳＤＭＡ）、アイバースト、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）、ＵＭＴＳ時間分割複信（ＵＭＴＳ−ＴＤＤ）、Ｅｖｏｌｖｅｄ高速パケットアクセス（ＨＳＰＡ＋）、時分割同期符号分割多重アクセス（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）、Evolution-Data Optimized（ＥＶ−ＤＯ）、Digital Enhanced Cordless Telecommunications（ＤＥＣＴ）、およびその他を含む。
【０１５１】
いくつかの実施形態において、プラットフォーム２００と、データ記録および分析システム４００の複数のサブシステムとは、第３または第４世代無線３Ｇまたは４Ｇモバイル通信技術を介して通信することができる。３Ｇおよび４Ｇ技術は、国際電気通信連合（ＩＴＵ）により公布された国際仕様に準拠するモバイル通信用の複数の規格に基づいている。３Ｇおよび４Ｇ技術は、１秒間に２００キロビットから１秒間に数ギガビットまでの範囲に及ぶ転送速度で情報を提供する。これは、これらの技術を、広い帯域を使用する高解像度の複数の画像およびビデオの送信用に広く適したものとする。３Ｇ技術は、一般に、信頼性およびデータ転送速度に対するInternational Mobile Telecommunications ２０００（ＩＭＴ−２０００）規格を満たす技術である。通常の商用３Ｇ技術は、例えば、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）によって標準化されたＵＭＴＳシステム、Ｗ−ＣＤＭＡ無線インターフェース、中国で提供されているＴＤ−ＳＣＤＭＡ無線インターフェース、ＨＳＰＡ＋  ＵＭＴＳリリース、ＣＤＭＡ２０００システム、および、ＥＶ−ＤＯのような、スペクトラム拡散無線送信技術に基づいた複数のシステムおよび無線インターフェースを含む。さらに、ＥＤＧＥ、ＤＥＣＴ、およびモバイルＷｉＭＡＸのようなその他複数の技術もＩＭＴ−２０００を満たし、故に、ＩＴＵにより、３Ｇ規格として承認されてもいる。従って、本明細書にて使用される"３Ｇ"という用語は、これらに限定されるものではないが、本明細書において説明されたものを含め、任意のＩＭＴ−２０００準拠技術を含む。
【０１５２】
対照的に、４Ｇ技術は、International Mobile Telecommunications Advanced（ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）仕様に準拠するものとして一般に理解されており、高移動性通信に対しては１秒間に１００メガビット、低移動性通信に対しては１秒間に１ギガビットのピーク速度要件を要求している。２０１０年１０月時点で、ＩＴＵに承認された複数の４Ｇ規格は、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄおよび無線ＭＡＮ−Ａｄｖａｎｃｅｄ（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ）を含む。しかしながら、多くの商用通信業者が、ＬＴＥ、モバイルＷｉＭＡＸ、およびＴＤ−ＬＴＥのような、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ仕様に完全には準拠していないであろう４Ｇサービスを宣伝している。従って、本明細書にて使用されるように、"４Ｇ"という用語は、これらに限定されるものではないが、ＬＴＥ、モバイルＷｉＭＡＸ、およびＴＤ−ＬＴＥのようなこれら後者の技術、並びに、本明細書に記載されるような複数の技術を含めたＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄに準拠するものをも含む。
【０１５３】
複数の他の実施形態においては、データ記録および分析システム４００および方法の複数の関連したサブシステム間での通信を容易にするために、プラットフォーム２００は第５世代（５Ｇ）モバイル通信ネットワークを使用することができる。５Ｇは、現在の４Ｇ／ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ規格を超える、モバイル通信規格の次の段階である。
【０１５４】
いくつかの実施形態において、本システムの複数のサブシステムによって使用される無線通信は、安全な通信にとって有利であり得るので、データ記録および分析システム４００において暗号化されることができる。適切な複数の暗号化方法は、これらに限定されるものではないが、インターネット鍵交換、インターネットプロトコルセキュリティ（ＩＰｓｅｃ）、ケルベロス、ポイント・ツー・ポイントプロトコル、トランスポート層セキュリティ、ＳＳＩＤ  ｈｉｄｉｎｇ、ＭＡＣ  ＩＤフィルタリング、固定ＩＰアドレス指定、８０２．１１セキュリティ、Wired Equivalent Privacy（ＷＥＰ）、ワイファイプロテクテッドアクセス（ＷＰＡ）、ＷＰＡ２、Temporal Key Integrity Protocol（ＴＫＩＰ）、拡張可能認証プロトコル（ＥＡＰ）、軽量拡張可能認証プロトコル（ＬＥＡＰ）、保護された拡張可能認証プロトコル（ＰＥＡＰ）、および、その他の商業的に利用可能な複数の暗号化技術を含む。
【０１５５】
故に、現在の複数の通信エンドポイントによる使用に向けた複数の既存の無線技術が、プラットフォーム２００による使用に向けて容易に適合されることができる。例えば、複数の携帯電話用に使用されるものと同様な無線カード、またはその他の適切な無線通信ハードウェアをそれぞれのプラットフォーム２００に装備させることにより、プラットフォーム２００は、既存の複数のネットワーク中に容易に統合されることができる。これに代えて、および／または、これに加えて、占有通信ハードウェアが必要に応じて使用されることができる。
【０１５６】
図９に示されるように、データ記録および分析システム４００は、プラットフォーム制御システム２６０を含むことができる。プラットフォーム制御システム２６０は、送受信機を介してプラットフォームコントローラ３１０から、または、以前に説明されたように、センサデータの分析に基づいてデータレコーダ２４０から複数の制御コマンドを受信することができる。
【０１５７】
データ記録および分析システム４００は、無人航空機２００Ａを含め、様々な種類のプラットフォーム２００に組み込まれることができる。人気の高いＵＡＶ２００Ａの種類の１つは、例えば、複数のロータによって推進される回転翼航空機である。４つのロータを持つ回転翼機は、クアッドコプター、クアッドロータヘリコプタ、または、クアッドロータとして知られている。図１３はクアッドコプターを示す。そのような設計は、ＵＡＶ２００Ａに高い行動範囲を提供し、垂直離着陸、並びに、静止航空画像取得のために空中でホバリングする能力を提供する。データ記録および分析システム４００での使用に適した例示的な複数のクアッドコプターは、現在商業的に入手可能な多くのモデルを含む。単一ロータヘリコプタ、デュアルロータ、トライロータ、ヘキサロータ、およびオクトロータ設計を含むその他複数のロータ設計を含め、その他の様々な種類の無人航空機２００Ａが、データ記録および分析システム４００での使用に適している。固定翼および回転翼機−固定翼ハイブリッドＵＡＶ２００Ａも使用されることができる。
【０１５８】
図１３は、４つの中型ロータが、それらの推進力ベクトルが同じ下方向を指すように搭載された、クアッドロータの図説を提供する。複数のロータ／ファンがＵＡＶ２００Ａのそれぞれのコーナーに配置され、各ロータ／ファンは、関連するコーナーを支持するための揚力を提供する。複数のファンは、（１つのファンが前方、１つが後方、１つが右、そして１つが左にある）ダイアモンド型配置、および／または、（２つのファンが左、２つのファンが右にある）長方形型配置を含め、任意の適切な方式で配置されることができる。それぞれのロータの推進力の総計は、ロータの回転速度（ＲＰＭ）を変化させることによるもの、および／または、それぞれのプロペラのピッチを変化させることによるものを含め、任意の従来の方式で制御されることができる。クアッドコプターは、４つのプロペラのそれぞれに対して個別の推進力コマンドを出力する制御システム２６０からのピッチおよびロールコマンドを読み取るコンピュータ（不図示）を含んだ混合ユニットを含む。例えば、制御システム２６０が"右傾き"を命令する場合、混合ユニットは、（速度を上げることまたはピッチを増大させることのどちらかにより）増大した推進力を提供するように左のファンに命令することができ、（速度を落とすことまたはピッチを低減することのどちらかにより）より小さな推進力を右のファンが提供することができる。同様に、前方傾きコマンドは、後方のファンからのより大きな推進力、および、前方のファンからのより小さな推進力をもたらすことができる。２つのファンが１つの方向に動作し、２つが他の方向に動作することを仮定すると、ヨーコマンドは、時計回りに回転する２つのファンの速度を上げさせ、反時計回りの２つのファンを遅くさせるであろう。
【０１５９】
無人で垂直離着陸（ＶＴＯＬ）航空機を制御するための１つのアプローチは、ＵＡＶ２００Ａ（図１２に示される）を、遠隔コントローラを用いて外部の位置から遠隔制御されるようにすることである。全ての操縦コマンドは、無線でＵＡＶ２００Ａへと送信される。従って、遠隔操作者は、離れた位置からＵＡＶ２００Ａを制御することができる。遠隔操作者は、透明な照準線を用いること、複数のビデオディスプレイを観察すること、複数のセンサ、またはそれらの組み合わせのいくつかのいずれかによって視覚的にＵＡＶ２００Ａを監視することができる。遠隔で見ることのできる１または複数のビデオカメラをＵＡＶ２００Ａに搭載することにより、遠隔的に位置される操作者が、ＵＡＶ２００Ａの位置および速度についてある種の感覚を得ることができる。いずれの場合も、ビデオシステムから離れた航空機からの直接的で視覚的な手がかりを操作者が得ることができるように、離陸および着陸操作の間のような、地面の極めて近くにおける操作のための直接的視覚照準線を有することは有利である。故に、ＵＡＶ２００Ａを制御するための開示される方法は固定翼航空機に使用されてきた一方で、遠隔航空機制御は、ＶＴＯＬ  ＵＡＶに適用された場合、高いレベルの操作者の技量および介入を必要とするという欠点を持つ。
【０１６０】
無人のＶＴＯＬ航空機を制御するために使用される別のアプローチは、上述の複数の技術のいくつかを、複数の搭載された安定制御システムおよび"自動操縦"システムと組み合わせる。自動操縦システムは、ＵＡＶ２００Ａが水平飛行および／またはホバリングを維持するために複数の小さな調節を行うことを可能にするための慣性計測ユニット（ＩＭＵ）を使用することができる。ここに開示される制御方法は回転感覚に関する情報を提供するものの、並進情報は少しも提供しない。従ってシステムは、ホバリングしている航空機と高速で飛んでいる航空機との間の差異を把握しないであろう。何故ならば、両方のＵＡＶ２００Ａとも、地球に対しては水平であるだろうからである。リモートコントロールでの自動操縦システムの使用は、リモートコントロールだけのアプローチを用いる場合よりもＵＡＶ２００Ａをより簡単に制御できるが、本質的に全ての同じ欠点が当てはまる。
【０１６１】
ＵＡＶ２００Ａを制御する第３のアプローチは、第２のものと同様であるが、ＵＡＶ２００Ａの飛行経路を制御するために搭載されたＧＰＳ機能の追加のみ異なる。このアプローチを用いて操作者は、いくつかのウェイポイントを、ＵＡＶ２００Ａの飛行コンピュータにプログラムするであろう。すると、ＵＡＶ２００Ａが特定の経路を飛行するようにコンピュータは制御するであろう。システムの低い解像度のため、通常、複数の障害物から遠く離れたところに飛行経路が取られるであろう。非常に広い開けた着陸区域が利用可能であり、航空機が、決して滑らかではない着陸を扱うことが可能な場合でない限り、ＵＡＶを離陸および着陸させるためには、通常、人間である操作者が必要とされるであろう。しかしながら、ＧＰＳで命令された自動操縦システムにより、地面、ビル、またはその他の関心点の近くで遠隔的にゆっくり時間をかけることは、通常、実現可能な選択ではない。
【０１６２】
例示だけを目的として１つの動作センサを含むように図９に示され、記載されているが、プラットフォームは、任意の適切な数の動作センサ２１０を含むことができる。例示的で適切な複数のセンサは、加速度計、ジャイロスコープ、慣性計測ユニット、高度計、全地球測位センサ、気圧センサ、および大気温度センサのうち少なくとも１つを含むことができる。複数の動作センサ２１０は、選択されたプラットフォーム２００に対して同様なものであること、および／または異なることができる。および／または、複数のセンサの数および／または組み合わせは、複数のプラットフォーム２００の一団中のそれぞれのプラットフォーム２００に対して同様であること、および／または異なることができる。
【０１６３】
図１０は、データ処理および分析ユニット２４２、データ格納ユニット２４４、ネットワークポート２４５、入力ポート２４６Ｉ、出力ポート２４６Ｏ、および拡張データポート２４８並びにリムーバブルデータ格納カード２４９を備えたデータ記録および分析用の別の装置を示す。
【０１６４】
データレコーダ２４０はまた、データ格納ユニット２４４を組み込む。データ格納ユニット２４４は、複数の保護筐体の別個の組を組み込むことができる。複数の保護筐体の別個の組は、たとえデータレコーダ２４０の内部パーツの大部分が損傷した場合であっても、データ格納ユニット２４４に格納された記録されたデータが回復され得る確率を増大させることを補助できる。データ格納ユニット２４４に対する複数の保護筐体の別個の組の使用は、全体の筐体のコストを低減するというさらなる利点を提供する。何故ならば、データレコーダ２４０と比較された場合にずっと小さな構成要素であるデータ格納ユニット２４４に、保護の程度が集中されることができるからである。
【０１６５】
データ格納ユニット２４４は、複数のメモリモジュールを含むことにより、内部冗長性を提供することができる。それぞれのメモリモジュールは、少なくとも４ギガバイト（ＧＢ）のデータを記録することが可能である。複数のメモリモジュールは、有利なことに、電気的に消去可能且つプログラム可能なメモリデバイスであり、書き込まれることおよび／または電力が無い状態でさえも内容を無期限に保持することができるフラッシュメモリを使用する。不揮発性フラッシュメモリは、シリアルポートおよび／またはパラレルポートを通じたもの含め、任意の従来の方式でデータ処理および分析ユニット２４０とインターフェース接続することができる。
【０１６６】
データ取得は、普通、プラットフォーム２００が地上で移動していないときに成される。しかし、無人航空システムの複数の実施形態は、動作および拡張データの飛行中のエクスポートを可能にする。携帯可能なパーソナルコンピュータ（ＰＣ）が、地上局３２０として機能することができる。スマートフォンまたはタブレットのようなポータブル電子デバイスもまた、地上局３２０として機能することができる。地上局３２０へとひとたび伝達されると、動作または拡張プラットフォームデータは、実験、事故後のデータ分析、または、位置ベースのソーシャルネットワークでの社会的な共有用に使用されることができる。
【０１６７】
データレコーダ２４０は、動作センサ２１０、視覚センサ２２０、および非視覚センサ２３０の全てからのデータを格納するための容量を有する。一実施形態において操作者は、データレコーダ２４０がデータ格納ユニット２４４に記録するであろう複数のセンサを選択することができる。データ格納ユニット２４４は、動作センサ情報、視覚的および非視覚的データに値するいくつかのイベントまたは飛行を格納することができる。記録されたデータは、独自仕様のフォーマットを含め、任意の従来のフォーマットで複数のデータモジュール２４４に格納されることができる。
【０１６８】
格納された動作および拡張データは、データの社会的な使用を含め、様々なイベント後の分析を可能にする。動作および拡張データは、操作者のプラットフォーム２００の経験を決定するために使用されることができる。操作者は、プロフィールを作成し、プラットフォーム２００での自身の複数のイベントからのセンサデータを保存することができる。
【０１６９】
飛行データレコーダ２４０への電力は、プラットフォームの電源供給から得ることができ、通常、１１．１−１２．６ボルトＤＣの範囲内であることができる。プラットフォームは、コントローラモジュール、ＧＰＳ受信機モジュール、センサおよび信号調整モジュールのいくつかの回路、バックアップメモリモジュール、および無線周波数データ送受信機２５０へと電力を供給する。動作中の電源障害の間、データレコーダ２４０は、オプションのバックアップバッテリ（不図示）の使用を通じて動作を続けることができる。
【０１７０】
ネットワークポート２４５は、入力ポート２４６Ｉおよび出力ポート２４６Ｏの両者に対する共通のインターフェースを可能とする。データは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、コントローラーエリアネットワーク（ＣＡＮ）、シリアルおよびその他複数の標準ネットワーク接続を通じて、データ出力ポート２４６Ｏを通して伝達されることができる。ネットワークポート２４５は、以前に説明されたように、データ入力ポート２４６Ｉを通じて、プラットフォーム２００に配置された複数のセンサからデータを受信する。センサデータはデータ入力ポート２４６Ｉを通じて入力され、データ処理および分析ユニット２４２へと伝達される。データは、出力ポート２４６Ｏを通じて、ＵＡＶ２００Ａ（図１２に示される）から地上局３２０へと送信される。
【０１７１】
図１１は、動作センサ２１０、視覚センサ２２０、非視覚センサ２３０、データレコーダ２４０、送受信機２５０、プラットフォーム制御システム２６０、プラットフォームコントローラ３１０、および地上局３２０を備えるデータ分析用のシステム４００の別の実施形態を示す。これらの構成要素のそれぞれは、上記のように説明され、また図１―１０に示された方式で操作されることができる。
【０１７２】
例示だけを目的として１つの地上局を含むように図１１に示され、記載されているが、プラットフォームは、任意の適切な数の地上局３２０を含むことができる。例示的で適切な複数の地上局は、スマートフォン、タブレット、またはパーソナルコンピュータのうち少なくとも１つを含むことができる。地上局３２０は、選択されたプラットフォーム２００に対して同様なものであること、および／または異なることができる。および／または、複数の地上局の数および／または組み合わせは、複数のプラットフォーム２００の一団中のそれぞれのプラットフォーム２００に対して同様であること、および／または異なることができる。
【０１７３】
図１２は、プラットフォーム２００が無人航空機２００Ａであるような、データ分析用のシステム４００の別の実施形態を示す。システム４００は、動作センサ２１０Ａ、視覚センサ２２０Ａ、非視覚センサ２３０Ａ、飛行データレコーダ２４０Ａ、ＵＡＶ送受信機２５０Ａ、ＵＡＶ制御システム２６０Ａ、ＵＡＶコントローラ３１０Ａ、およびＵＡＶ地上局３２０Ａを含む。
【０１７４】
いくつかの実施形態において地上局３２０は、空いている着陸区域に位置されることができる。ここでは、ＵＡＶ２００Ａは、ＵＡＶ２００Ａが手動で位置され、再充電され、および／または、さらなる動作用にメンテナンスされることができるまで、安全に着陸することが許される。複数の他の実施形態において地上局３２０Ａは、ＵＡＶ２００Ａに電力を供給する複数のバッテリを再充電するための再充電ステーションのような、いくつかのサポートシステムを含むことができる。電気以外の動力源によってＵＡＶ２００Ａに動力が供給されるような複数の他の実施形態においては、地上局３２０Ａは、ＵＡＶ２００Ａの動力供給を再充填するためのその他複数の適切なサポートシステムを同様に含むことができる。そのような複数の再充電ステーションおよびその他複数の動力装置は、人の介入無しに再充電／動力再供給を可能にするために、好ましくはＵＡＶ２００Ａの自動的なドッキングを可能とする。いくつかの実施形態において、地上局３２０Ａの複数のサポートシステムは、地上局３２０の移転が所望される場合に邪魔にならず簡単に動かされるように、軽量且つ携帯可能である。
【０１７５】
いくつかの実施形態において、それぞれの地上局３２０Ａは、単一のＵＡＶ２００Ａを収容するように構成される。複数のその他の実施形態においては、それぞれの地上局３２０Ａは、複数のＵＡＶ２００Ａを同時に収容するように構成される。
【０１７６】
例示的なソフトウェアインターフェースは、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク上のモバイルデバイスを用いて、単一のＵＡＶ２００Ａの操作者による制御を可能にする。様々な入力および出力機能が、例示的な操作者インターフェースを介して実行されることができる。操作者インターフェースは、無制限に、複数のメニューと複数のモードとの間のナビゲーション、カメラ制御、飛行姿勢およびレーダー機能、複数の飛行パラメータ、無線信号強度、ＵＡＶパワーレベル、ＵＡＶのＧＰＳ状況、メモリ状況、メモリスロット状況、カメラシャッターボタン、カメラ記録ボタン、複数のカメラ設定、および複数の飛行パラメータを含む。一実施形態において、視覚的および非視覚的データの両者が視覚的に提示される。視覚的データの提示は、スクリーン上に表示される複数の画像の形態である。一方、非視覚的データの提示は、やはり視覚的に表示される複数のパラメータの形態である。
【０１７７】
一般に、データレコーダ２４０から地上局３２０へとデータは送信される。例えば、あなたはデータを表示するためのアプリケーションがインストールされたポータブル電子デバイスを持つことができる。動作および拡張データはまた、ＵＡＶ２００Ａが飛行している間に、スマートフォンのような、その他複数の種類のポータブル電子デバイスへと送信されることもできる。
【０１７８】
例示だけを目的として１つのＵＡＶ地上局３２０Ａを含むように図１２に示され、記載されているが、無人航空機２００Ａは、任意の数のＵＡＶ地上局３２０Ａを含むことができる。例示的で適切な複数のＵＡＶ地上局３２０Ａは、スマートフォン、タブレット、またはパーソナルコンピュータのうち少なくとも１つを含むことができる。ＵＡＶ地上局３２０Ａは、選択された無人航空機２００Ａに対して同様なものであること、および／または異なることができる。および／または、複数のＵＡＶ地上局３２０Ａの数および／または組み合わせは、複数のＵＡＶの一団中のそれぞれのＵＡＶ２００Ａに対して同様であること、および／または異なることができる。
【０１７９】
開示される複数の実施形態は、様々な変更および代替的形態を許すことができ、それらの複数の具体例が、例示を目的として複数の図面中に示され、本明細書中に詳細に記載されてきた。しかしながら、開示される複数の実施形態は開示される特定の複数の形態または方法に限定されるものではなく、それとは反対に、開示される複数の実施形態が全ての変更、均等物、および代替物に及ぶべきものであることが理解されるべきである。
［項目１］
移動するプラットフォームに配置されたセンサにより収集されて記録されたデータを分析するための方法であって、
上記センサにより収集されて記録されたセンサデータを分析するステップと、
上記分析するステップに応じて、上記プラットフォームの動作パラメータを更新するステップと、
を含む方法。
［項目２］
上記センサデータを分析するステップは、
プラットフォーム操作者に対する操作者プロフィールを設定するステップと、
上記操作者プロフィールに基づいて、上記動作パラメータの初期の動作制限を設定するステップと、
上記センサデータが上記動作パラメータの上記初期の動作制限を超えるかどうかを決定するステップと、
を有する、項目１に記載の方法。
［項目３］
上記更新するステップは、
上記センサデータが上記初期の動作制限を超える場合に、上記プラットフォームの動作パラメータを変更するステップと、
上記センサデータが上記初期の動作制限内である場合に、上記プラットフォームの上記動作パラメータを維持するステップと、
を有する、項目２に記載の方法。
［項目４］
上記センサデータを分析するステップは、上記センサから上記センサデータを受信する段階を有する、項目１から項目３のいずれか１項に記載の方法。
［項目５］
上記動作パラメータを更新するステップは、
複数の以前のイベントから記録されたセンサデータを取得するステップと、
プラットフォーム操作者の経験レベルを決定するために、上記記録されたセンサデータを分析するステップと、
上記記録されたセンサデータを分析するステップに基づいて上記プラットフォーム操作者の上記経験レベルを特性評価するステップと、
上記プラットフォーム操作者の上記経験レベルの上記特性評価により決定された経験があるプラットフォーム操作者によって上記プラットフォームが操作されている場合、プラットフォーム性能特性を増大させるステップ、および、上記プラットフォーム操作者の上記経験レベルの上記特性評価により決定された初心者のプラットフォーム操作者によって上記プラットフォームが操作されている場合、プラットフォーム性能特性を低減するステップの少なくとも一方と、
を有する、項目１から項目４のいずれか１項に記載の方法。
［項目６］
上記記録されたセンサデータに基づいて、上記プラットフォーム操作者の上記経験を特性評価するステップと、
上記操作者の上記経験の上記特性評価に基づいて、上記プラットフォームの異なるレベルの複数の機能を可能にするステップと、
をさらに含む、項目５に記載の方法。
［項目７］
上記異なるレベルの複数の機能を可能にするステップは、上記移動するプラットフォームの高さ、距離、および速度のうち少なくとも１つを制限するステップを有する、項目６に記載の方法。
［項目８］
上記センサデータをデータ格納ユニットに記録するステップをさらに備える、項目１から項目７のいずれか１項に記載の方法。
［項目９］
上記センサデータを地上の装置へと伝達する段階をさらに備える、項目１から項目８のいずれか１項に記載の方法。
［項目１０］
上記センサデータを伝達するステップは、上記プラットフォームの操作中に上記地上局へと上記センサデータを伝達するステップを有する、項目９に記載の方法。
［項目１１］
上記収集されたセンサデータを少なくとも一の他の操作者へと送信するステップをさらに備える、項目１から項目１０のいずれか１項に記載の方法。
［項目１２］
上記センサデータを分析するステップは、上記プラットフォームの地理的位置、上記プラットフォームの高度、上記プラットフォームの加速度、上記プラットフォームの速度、および上記プラットフォームにより受信されるコントローラ入力のうち少なくとも１つに関連付けられたセンサデータを分析するステップを有する、項目１から項目１１のいずれか１項に記載の方法。
［項目１３］
上記センサデータを分析するステップは、上記プラットフォームに搭載されたカメラからの複数の静止画像またはビデオを記録するステップを有する、項目１から項目１２のいずれか１項に記載の方法。
［項目１４］
上記センサデータを分析するステップは、上記プラットフォームに搭載されたマイクロホンからの音声を記録するステップを有する、項目１から項目１３のいずれか１項に記載の方法。
［項目１５］
上記センサデータを分析するステップは、上記プラットフォームが関与する事故の原因を決定するステップを有する、項目１から項目１４のいずれか１項に記載の方法。
［項目１６］
項目１から項目１５のいずれか１項に記載の方法を実行するための一組のコンピュータ命令。
［項目１７］
移動するプラットフォームに配置された動作センサにより収集されて記録されたデータを分析するためのシステムであって、
動作センサと、
上記動作センサにより収集された記録されたセンサデータを分析するように構成され、上記分析に応じて上記移動するプラットフォームの動作パラメータを更新するように構成されたプロセッサと、
上記記録されたデータを格納するように構成されたデータ格納ユニットを有するデータレコーダと、
を備えるシステム。
［項目１８］
上記プロセッサは、上記センサデータの統計解析を実行し、上記統計解析に応じて上記プラットフォームの性能特性を変更する、項目１７に記載のシステム。
［項目１９］
上記統計解析は、ユーザの傾向、経験を学習すること、およびプラットフォーム操作者の技量のうち少なくとも１つを含む、項目１８に記載のシステム。
［項目２０］
上記動作センサは、上記プラットフォームのリアルタイムな位置を決定するために、地理的位置情報センサ、加速度計、コントローラ入力センサ、姿勢および角速度を検出する慣性計測ユニット、超音波センサ、および双眼カメラのうち少なくとも１つを有する、項目１７から項目１９のいずれか１項に記載のシステム。
［項目２１］
上記プロセッサは、上記移動するプラットフォームが関与する事故の原因を決定することを実行する、項目１７から項目２０のいずれか１項に記載のシステム。
［項目２２］
上記データ格納ユニットへと複数の静止画像またはビデオを記録するための、上記移動するプラットフォームに搭載された撮像装置をさらに備える、項目１７から項目２１のいずれか１項に記載のシステム。
［項目２３］
上記撮像装置は、改善された事故調査のために、上記事故が発生した際に上記事故の複数の画像またはビデオを撮像する、項目２２に記載のシステム。
［項目２４］
上記プロセッサは、改善された事故調査のために、事故が発生した際に上記動作センサのデータを収集する、項目１７から項目２３のいずれか１項に記載のシステム。
［項目２５］
データ格納ユニットへと音声を記録するために、上記移動するプラットフォームに搭載されたマイクロホンをさらに備える、項目１７から項目２４のいずれか１項に記載のシステム。
［項目２６］
上記プロセッサは、複数の以前のイベントから記録されたセンサデータを取得するように構成され、プラットフォーム操作者の経験レベルを決定するために、上記記録されたセンサデータを分析するように構成される、項目１７から項目２５のいずれか１項に記載のシステム。
［項目２７］
上記プロセッサは、上記記録されたセンサデータを上記分析することに基づいてプラットフォーム操作者の経験レベルを特性評価し、
上記プロセッサは、上記プラットフォーム操作者の上記経験レベルの上記特性評価により決定された経験があるプラットフォーム操作者によって上記プラットフォームが操作されている場合、プラットフォーム性能特性を増大させるように構成され、上記プラットフォーム操作者の上記経験レベルの上記特性評価により決定された初心者のプラットフォーム操作者によって上記プラットフォームが操作されている場合、プラットフォーム性能特性を低減するように構成される、項目１７から項目２６のいずれか１項に記載のシステム。
［項目２８］
上記プロセッサは、上記操作者の上記経験の上記特性評価に基づいて、上記移動するプラットフォームの異なるレベルの複数の機能を可能にするように構成される、項目２７に記載のシステム。
［項目２９］
上記異なるレベルの複数の機能を可能にすることは、上記移動するプラットフォームの高さ、距離、および速度のうち少なくとも１つを制限する、項目２８に記載の方法。
［項目３０］
上記データレコーダに接続され、複数の地上局へと上記センサデータを送信する送信機をさらに備える、項目１７から項目２９のいずれか１項に記載のシステム。
［項目３１］
上記複数の地上局は、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル電子デバイス、またはパーソナルコンピュータのうち少なくとも１つを有する、項目３０に記載のシステム。
［項目３２］
上記複数の地上局は、上記移動するプラットフォームに電力を供給する複数のバッテリを再充電するために再充電ステーションを有し、
上記再充電ステーションは、上記移動するプラットフォームの自動的ドッキング用に構成される、項目３０または項目３１に記載のシステム。
［項目３３］
上記送信機は、第３世代（３Ｇ）または第４世代（４Ｇ）のモバイル通信技術無線ネットワークによって、および／または、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を介して上記センサデータを送信する、項目３０から項目３２のいずれか１項に記載のシステム。
［項目３４］
上記データ格納ユニットは、複数の冗長不揮発性メモリモジュールを有する、項目１７から項目３３のいずれか１項に記載のシステム。
［項目３５］
上記データレコーダはリムーバブルメモリ格納デバイスを有し、上記リムーバブルメモリ格納デバイスは、任意にフラッシュメモリドライブを有する、項目１７から項目３４のいずれか１項に記載のシステム。
［項目３６］
上記データレコーダは、記録されたセンサデータを予め分析するためのプリプロセッサを有する、項目１７から項目３５のいずれか１項に記載のシステム。
［項目３７］
上記プラットフォームは航空機である、項目１７から項目３６のいずれか１項に記載のシステム。
［項目３８］
上記プラットフォームは飛行機である、項目１７から項目３７のいずれか１項に記載のシステム。
［項目３９］
上記プラットフォームは無人航空機である、項目１７から項目３８のいずれか１項に記載のシステム。
［項目４０］
移動するプラットフォームに配置されたセンサからデータを受信するように構成されたデータレコーダであって、
上記動作センサにより提供されるセンサデータを分析するためのプロセッサと、
上記センサデータを記録するためのデータ格納ユニットと、
を備えるデータレコーダ。
［項目４１］
上記プロセッサは、上記センサデータの統計解析を実行し、上記統計解析に応じて上記プラットフォームの動作パラメータを変更する、項目４０に記載のデータレコーダ。
［項目４２］
上記データをエクスポートするためのデータ出力ポートをさらに備える、項目４０または項目４１に記載のデータレコーダ。
［項目４３］
上記複数の動作センサと通信するために、上記センサデータを上記プロセッサへ提供するデータ入力ポートをさらに備える、項目４０から項目４２のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
［項目４４］
複数の冗長不揮発性メモリモジュールをさらに備える、項目４０から項目４３のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
［項目４５］
上記データレコーダは、フラッシュメモリドライブのようなリムーバブルメモリ格納デバイスをさらに備える、項目４０から項目４４のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
［項目４６］
上記データレコーダは、上記プラットフォームとは独立の電源をさらに備える、項目４０から項目４５のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
［項目４７］
複数の他の操作者へと上記センサデータを共有するために、上記データレコーダに接続された送信機をさらに備える、項目４０から項目４６のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
［項目４８］
上記送信機は、第３世代（３Ｇ）または第４世代（４Ｇ）のモバイル通信技術無線ネットワークによって、および／または、伝送制御プロトコル／インターネットプロトコル（ＴＣＰ／ＩＰ）を介して上記センサデータを送信する、項目４７に記載のデータレコーダ。
［項目４９］
上記データレコーダを収容する、硬化され、封止された防水性筐体をさらに備える、項目４０から項目４８のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
［項目５０］
上記データレコーダは、飛行データレコーダを含む、項目４０から項目４９のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
［項目５１］
上記プラットフォームは飛行機を含む、項目４０から項目５０のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
［項目５２］
上記プラットフォームは、無人航空機を含む、項目４０から項目５１のいずれか１項に記載のデータレコーダ。
【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】
0006559677.tif 000009
【図９】
0006559677.tif 000010
【図１０】
0006559677.tif 000011
【図１１】
0006559677.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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