(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
目的地内の配達位置に置かれる配達位置識別子をユーザに提供し、
無人航空機（ＵＡＶ）によって前記目的地上で前記配達位置識別子を検出し、
前記ＵＡＶを前記目的地に向けて降下させ、
前記ＵＡＶが第１高度にあるときに、前記ＵＡＶの画像取込み装置に前記配達位置識別子の第１表示を含む前記目的地の第１画像を取得させ、
前記ＵＡＶが前記第１高度と異なる第２高度にあるときに、前記ＵＡＶの前記画像取込み装置に前記配達位置識別子の第２表示を含む前記目的地の第２画像を取得させ、
前記配達位置識別子の第１表示の少なくとも一部に対応する第１特徴点を含む前記第１画像の第１複数の特徴点を判断させ、
前記第１画像の前記第１複数の特徴点のそれぞれについて、前記第１複数の特徴点の特徴点に、前記配達位置識別子の第２表示に対応する第２特徴点を含む前記第２画像の第２複数の特徴点を関連させ、前記第１画像の前記特徴点と前記第２画像の前記対応する特徴点を含む特徴点対を形成させ、
前記特徴点対の同形異義性に基づいて、前記特徴点対が同一平面内にある前記第１画像及び前記第２画像に基づく登録画像セットを生成させ、
前記登録画像セットに基づいて前記目的地の深度視差マップを生成させ、
前記深度視差マップに基づいて、前記目的地の実質的な平坦表面を決定させ、
前記ＵＡＶに前記実質的な平坦表面に向けた降下を継続させる、コンピュータ実行方法。
【請求項２】
前記登録画像セットの生成は、
前記第１画像の前記特徴点と前記第２画像の前記対応する特徴点との間の前記同形異義性を判断して、前記第１画像の前記特徴点と前記第２画像の前記対応する特徴点とが前記同じ平面内にある複数の第１特徴点対を決定することを包含する、請求項１に記載のコンピュータ実行方法。
【請求項３】
前記登録画像セットを生成することは、前記第１画像の前記第１複数の特徴点を前記第２画像の前記第２複数の特徴点に空間的に整列することを包含する、請求項１または請求項２のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。
【請求項４】
前記深度視差マップは、前記登録画像セットにステレオマッチングアルゴリズムを適用して生成される、請求項１から請求項３のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。
【請求項５】
更に、前記目的地に配置される配達位置識別子の回りに平面を画定すること、及び
前記配達位置識別子の回りの前記平面内に実質的な平坦表面があることを判断することを備える、請求項４に記載のコンピュータ実行方法。
【請求項６】
前記登録画像セットの生成することは、
前記第１複数の特徴点と前記第２複数の特徴点との間の前記同形異義性を判断して、前記同じ平面内にない特徴点対を外すことを含む、請求項１から請求項５のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。
【請求項７】
更に、前記ＵＡＶが前記目的地に向けた前記降下が完了したことを判断すること、及び、
前記目的地において前記ＵＡＶにペイロードを解放させることを備え、前記ペイロードは、電子商取引ウェブからオーダされたアイテムを包含する、請求項１から請求項６のいずれかに記載のコンピュータ実行方法。
【請求項８】
プロセッサと、
前記プロセッサに連結されかつプログラム命令を記憶するメモリと、を備え、このプログラム命令は、前記プロセッサが実行したときに、少なくとも、
目的地内の配達位置に置かれる配達位置識別子をユーザに提供し、
前記配達位置識別子を検出するために無人航空機（ＵＡＶ）を前記目的地上に位置させ、
前記ＵＡＶを前記目的地に向けて降下させ、
前記ＵＡＶが第１高度にあるときに前記ＵＡＶのカメラに、前記配達位置に配置される前記配達位置識別子の第１表示を包含する前記目的地の第１画像を取得させ、
前記ＵＡＶが前記第１高度と異なる第２高度にあるときに前記ＵＡＶのカメラに前記配達位置識別子の第２表示を包含する前記目的地の第２画像を取得させ、
前記配達位置識別子の第１表示に対応する第１特徴点を含む前記第１画像の複数の特徴点を判断させ、
前記第１画像の前記複数の特徴点のそれぞれを、前記配達位置識別子の第２表示に対応する第２特徴点を含む前記第２画像の対応する特徴点と対にし、複数の特徴点対を生成させ、
前記特徴点対の同形異義性に基づいて、前記第１画像の特徴点と前記第２画像の対応する特徴点とが同じ平面内にある複数の第１特徴点対を決定させ、
前記特徴点対の同形異義性に基づいて、前記第１画像の特徴点と前記第２画像の対応する特徴点とが同じ平面内にない複数の第２特徴点対を決定させ、
前記複数の第１特徴点対に基づいて、前記第１画像と前記第２画像とを登録して登録画像セットを形成させ、
前記登録画像セットに基づいて前記目的地の深度視差マップを生成させ、
前記深度視差マップに基づいて、前記目的地の実質的な平坦表面を決定させる、
コンピューティングシステム。
【請求項９】
前記プロセッサにより実行されたときに、前記プログラム命令は更に、前記プロセッサに少なくとも、
前記ＵＡＶを前記実質的な平坦表面に向けて降下させる、請求項８に記載のコンピューティングシステム。
【請求項１０】
前記カメラのポーズは、前記第１画像と前記第２画像との間で変化する、請求項８または請求項９のいずれかに記載のコンピューティングシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサにより実行されたときに、前記プログラム命令は更に、前記プロセッサに少なくとも、
前記ＵＡＶが第３高度にあるときに前記ＵＡＶの前記カメラに、前記配達位置識別子の第３表示を包含する前記目的地の第３画像を取得させ、
前記配達位置識別子の前記第２表示に対応する前記第２画像の複数の特徴点を判断させ、
前記第２画像の前記複数の特徴点のそれぞれを前記第３画像の対応する特徴点と対にし、複数の特徴点対を生成させ、
前記第２画像の前記第３画像との前記特徴点対の同形異義性に基づいて、同じ平面内にある複数の第３特徴点対を決定させ、
前記複数の第３特徴点対に基づいて、前記第２画像と前記第３画像とを登録して第２登録画像セットを形成させ、
前記第２登録画像セットに基づいて、前記実質的な平坦表面内にオブジェクトがあることを判断させ、
前記ＵＡＶに前記目的地に向けた降下を停止させる、請求項８から請求項１０のいずれかに記載のコンピューティングシステム。
【請求項１２】
前記深度視差マップは、
前記登録画像セットにステレオマッチングアルゴリズムを適用させて生成される、請求項８から請求項１１のいずれかに記載のコンピューティングシステム。
【請求項１３】
前記配達位置識別子の前記第１表示に対応する少なくとも１つの特徴点を有する特徴点対は、前記複数の第１特徴点対に包含される、請求項８から請求項１２のいずれかに記載のコンピューティングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、「ＵＮＭＡＮＮＥＤ  ＡＥＲＩＡＬ  ＶＥＨＩＣＬＥ  ＤＥＳＣＥＮＴ」と題する２０１５年９月２４日に出願された米国出願第１４／８６３，８７３号に対する優先権を主張し、その内容は、参照することによりその全体が本明細書に包含される。
【背景技術】
【０００２】
ユーザ指定の配達先へのアイテムの物理的配達は、長年にわたって劇的に改善されてきており、小売業者には注文アイテムの翌日配達を提示するものがある。ユーザ指定の目的地に対する物理的アイテムの最終またはラストマイル配達は、伝統的に人的に制御されるトラック、バイクまたはカート等を使用して達成される。例えば、ユーザはその自宅（配達先）にアイテムを配達することをオーダすることがある。アイテムは、物資取扱施設から選別され、包装され、そして、配送業者による最終配達のために顧客に発送される。配送業者は、配達先まで人の運転するトラックにアイテムを積み込み、運転手または他の同僚が運転手と共にトラックからアイテムを取り出し、目的地への配達を完了する。例えば、人は、そのアイテムを受取人に手渡し、そのアイテムをユーザのポーチに置き、そのアイテムを私書箱に格納する等してもよい。
【０００３】
詳細を、添付図面を参照して説明する。図面中、参照番号の左端の数字（複数を含む）は、参照番号が最初に現れる図を特定する。異なる図面における同じ参照番号の使用は、類似または同一の部材または特徴を指示する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】実施態様による目的地の画像の表示を表す。
【図２】実施態様による例示的目的地降下プロセスを示す流れ図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは実施態様による例示的降下分析サブプロセスを示す流れ図である。
【図４】実施態様による、目的地の第１画像に目的地の第２画像を重ねた表示を示す。
【図５】実施態様による、目的地の第１画像に目的地の第２画像を重ね、特徴点対を設けた表示を示す。
【図６】実施態様による、目的地の第１画像に目的地の第２画像を重ね、誤った特徴点対を除去した表示を示す。
【図７】実施態様による、特徴点対に基づいて登録された第１画像と第２画像とを含む登録画像セットの表示を示す。
【図８】実施態様による、登録した画像セットから生成される深度視差マップの表示を示す。
【図９】実施態様による、位置識別子を囲む三次元平面の内側及び外側に入るオブジェクトの表示を示す。
【図１０Ａ】実施態様による目的地の第１画像の表示を表す。
【図１０Ｂ】実施態様による目的地の第２画像の表示を表す。
【図１１】実施態様による、目的地の第１画像に目的地の第２画像を重ね、特徴点対を設けた表示を示す。
【図１２】実施態様による、第１画像と第２画像との間の特徴点対に基づいて登録された第１画像と第２画像とを含む登録画像セットの表示を示す。
【図１３】実施態様による、登録した画像セットから生成される深度視差マップの表示を示す。
【図１４】実施態様による、位置識別子を囲む三次元平面の表示を示す。
【図１５】実施態様による、無人航空機の上から見下ろした図のブロック線図を示す。
【図１６】実施態様による無人航空機の種々の構成要素を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
ここには例として実施態様が記載されているが、当業者であれば、これらの実施態様は記載された実施例または図に制限するものでないことが認識される。図面及びその詳細な説明は、実施態様が記載された特定の形態に制限することを意図するのではなく、逆に、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に含まれる全ての変形、均等物及び代替物を包含する意図であることを理解するべきである。本明細書で使用される見出しは、構成的な目的のためだけであり、明細書及び特許請求の範囲の範囲を制限するために使用することを意味するのではない。本出願を通じて使用されるように、単語「ｍａｙ」は、必須の意味（すなわち、「するべきである」を意味する）ではなく、許容的な意味（すなわち、「する可能性がある」を意味する）で使用される。同様に、単語「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、及び「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」は、「含むが、その対象を限定しない」ことを意味する。
【０００６】
詳細な説明
本開示は、無人航空機（「ＵＡＶ」）が目的地に向けて降下するときに、目的地を調査するための方法及びシステムを説明する。目的地は、着陸先、配達すべきペイロードの配達先等としてもよい。配送先にオブジェクトがなく、実質的な平坦表面等、安全な着陸または配達位置を有することを確認するため、ＵＡＶは降下中に異なる高度で画像を取込み、処理し得る。
【０００７】
例えば、第１高度で取り込んだ第１画像の特徴点を、異なる第２高度で取り込んだ第２画像の特徴点と対にしてもよい。同形意義性は、それぞれ特徴点対を計算し、特徴点が適正に対をなすことを確認してもよい。同形意義性は、２つの特徴点が同じ平面上にあるとき（例えば、双方の特徴点が地面上にある）場合に存在する。同形意義性は、特徴点が同じ平面上にない場合（例えば、第１特徴点が地面上にあり、第２特徴点がイスの上にある）は、特徴点対間に存在しない。
【０００８】
同形意義性を有しない特徴点対は、破棄される。同形意義性を有する特徴点対は、第１画像と第２画像とを登録し、登録画像セットを形成するために使用される。登録画像セットは、この後、ＵＡＶから異なる距離におけるオブジェクト（すなわち、異なる平面内のオブジェクト）の指示を提供する目的地の深度視差マップを生成するために使用される。深度視差マップは、この後、オブジェクトが目的地内にあるかどうか、及び／または、目的地に実質的な平坦表面が利用可能でかつＵＡＶが着陸してペイロード（例えば、荷物）等を配達するために十分なサイズであるかどうか確認するために利用してもよい。
【０００９】
いくつかの実施態様では、位置識別子（ここでは、配達位置識別子とも称する）を発送先に配置し、降下するＵＡＶを支援するために使用し、降下中にＵＡＶが取得した画像の処理に使用してもよい。例えば、ユーザは、目的地内の配達位置に置くべき配達位置識別子（「ＤＬＩ」）を、目的地に対する配達の一部としてＵＡＶがアイテムをどこに置くか識別するために設けてもよい。例えば、配達先は、ユーザの自宅としてもよい。ユーザの自宅の配達先内で、ユーザは、配達の一部として、オーダされたアイテム（ペイロード）をＵＡＶが配達すべき裏庭内のスポット等の配達位置を選択してもよい。
【００１０】
配達位置を識別するため、ユーザは配達位置にＤＬＩを物理的に置いてもよい。ＵＡＶがアイテムと共に配達先に到着したときに、ＵＡＶはＤＬＩを識別し、ＤＬＩにまたはその近くにアイテムを置いてアイテムの配達を完了する。ＤＬＩは、特徴点を選択し、降下中に異なる高度で取得した画像を登録するのに使用することのできる独特の識別子を有してもよい。同様に、深度視差マップは、ほぼ同じ平面内のオブジェクトが一緒に表示され、その平面内にないオブジェクトが識別されるように、三次元平面に適合し得る。ＵＡＶは、その後、オーダされたアイテムの安全な配達を可能とするために十分なサイズである領域がＤＬＩの平面内にあるかどうか判断する。十分なサイズの領域が検出されると、ＵＡＶはその領域に向けて降下を継続し、アイテムを検出した領域内に置く。しかし、アイテムを安全に配達するために十分なサイズの領域が存在しないと判断する場合は、ＵＡＶは目的地に向けた降下を停止し、更に、配達可能な領域（例えば、アイテムの配達のための実質的な平坦表面を含む）のを探し出し、アイテムの配達を中止し、または、他のアクションを取る。
【００１１】
ここで使用する「目的地」は、ペイロードを配達すべき場所または領域、及び／または、ＵＡＶが着陸または所定高度（例えば、２０フィート）より下に降下する場所または領域をいう。いくつかの実施態様では、目的地は位置識別子（例えば、ＤＬＩ）の位置、または、位置識別子の位置を囲みまたはこれに近接する目的地の部分に対応する。
【００１２】
位置識別子は、目的地に置かれ得る任意の物理的オブジェクトであってもよい。例えば、位置識別子は、視覚的識別子、音響的識別子、及び／または、高周波識別子（「ＲＦＩＤ」）タグを有してもよい。いくつかの実施態様では、ユーザは一時的な位置識別子を生成してもよい。例えば、ユーザは、視覚識別子の表示を含む電子ファイルを送信してもよい。ユーザは、標準のプリンタ、三次元プリンタ（３Ｄプリンタ）等を使用して紙片に視覚識別子の物理的表示を印刷してもよい。他の実施態様では、位置識別子は、ユーザに送信されるオブジェクトでもよい。このような実施態様では、位置識別子は、視覚識別子、音響識別子、及び／または、ＲＦＩＤタグを包含してもよい。いくつかの実施態様では、位置識別子は、識別及びＵＡＶの着陸領域の双方を提供してもよい。例えば、位置識別子は、位置識別子が着陸及び／または配達用荷物を置くことのできる大きな平坦表面（例えば、幅が３フィート、長さが３フィート及び厚さが１インチ）とすることができる。
【００１３】
視覚識別子は、任意の視覚的に識別可能なインジケータとしてもよい。例えば、視覚識別子は、クイックレスポンス（「ＱＲ」）コード（登録商標）、バーコード、ボーコード、文字、記号、色、形状、サイズ、光パターン等としてもよい。視覚識別子は、可視光スペクトル、赤外光スペクトル等のＵＡＶが検出可能な任意の光スペクトルで提示してもよい。いくつかの実施態様では、視覚識別子は、オーダに対して特有で、ユーザに対して特有で、配達先に対して特有で、位置識別子に対して特有で、または、これらの任意の組合わせとしてもよい。同様に、視覚識別子は、いくつかの実施態様では、配向性を判断するために使用してもよい。例えば、視覚識別子は、視覚識別子の形状に対してＵＡＶを配向または整列するために使用することのできる検出可能な形状を有してもよい。
【００１４】
ここに記載の実施例は物理的オブジェクトの配達を記載するが、デジタルアイテムも同様に、ここに記載の１つまたは複数の実施態様を使用して配達してもよい。例えば、ユーザは、デジタルアイテム（例えば、ビデオ、オーディオ、電子ブック、地図等）をオーダし、そのデジタルアイテムを、ＵＡＶを介して配達することを要求することがある。ここに記載の実施態様を使用し、デジタルアイテムはＵＡＶのメモリに記憶してもよく、ＵＡＶを目的地まで航行し、画定された高度に降下し、デジタルアイテムをユーザまたはユーザの装置（例えば、携帯電話、タブレットまたはラップトップコンピュータ）に伝達してもよい。例えば、ＵＡＶは、それを通してデジタルアイテムを伝達し得る無線ネットワークに接続及び／または作成してもよい。１つの実施例では、ＵＡＶは、ユーザが一時的に接続し、デジタルアイテムの送信を受信するローカル無線ネットワークを確立してもよい。他の実施例では、ＵＡＶは、既存の無線ネットワーク（例えば、ユーザのＷｉ−Ｆｉネットワーク）に接続し、デジタルアイテムをユーザの装置に送信してもよい。
【００１５】
図１は、実施態様による目的地の画像１００の表示を表す。画像は、目的地に向けて降下しているＵＡＶ（図示しない）の画像取込み装置（例えば、カメラ）を使用して取得される。図示のように、目的地は、パティオ１０４、ランプ１０８、テーブル及び椅子１０６、並びに、植木１１０等の多くのオブジェクトを有してもよい。目的地におけるオブジェクトの異なる深さを判断するために、ステレオカメラまたは深度センサを使用する試みではなく、ここに検討する実施態様は、異なる高度及び／または異なる位置で取得した多数の画像を用いて、安全に着陸し、ペイロードを配達し、または、ペイロードを配達するために降下するために十分なサイズの実質的な平坦表面が目的地に存在するかどうか、決定する。この簡略化した決定は、ＵＡＶの継続する降下が安全かどうか判断するスピード及び精度を改善する。
【００１６】
図１に例示するように、いくつかの実施態様では、位置識別子１０２を目的地に置き、目的地を判断するためにＵＡＶで使用し、以下に詳細に検討するように、画像の処理に用いてもよい。ここで検討する実施例は、テーブル、椅子、及び、ランプを有し、造園（例えば、木、低木等）で囲まれたパティオを示しているが、目的地は、どのような領域または位置であって、オブジェクトの数、タイプ、バラエティ、及び／または、オブジェクトの位置がどのようなものでもよいことが認められる。同様に、目的地の画像は、目的地に向けて降下する際に周期的に取得し、処理し、目的地に進入しまたは現存する任意のオブジェクトを検出してもよい。例えば、動物（例えば、ペット、人）が目的地に進入する場合、ここで検討する実施態様は、動物の存在を検出し、ＵＡＶの降下を停止する。
【００１７】
図２は、実施態様による目的地に降下するプロセス２００の実施例を示す流れ図である。このプロセス、及び、ここに記載のそれぞれのプロセスは、ここに記載のアーキテクチャまたは他のアーキテクチャにより実行してもよい。プロセスは、論理の流れにおけるブロックの集合として示してある。ブロックのいくつかは、ハードウェア、ソフトウェアまたはその組合わせで実行することが可能な作用を表す。ソフトウェアの文脈において、ブロックは、１つまたは複数のプロセッサで実行したときに、列挙した作用を実行する１つまたは複数のコンピュータ可読媒体に記憶されたコンピュータ実行可能命令を表す。一般に、コンピュータ実行可能命令には、特定の機能を実施するまたは特定の抽象データ型を実行する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などが含まれる。
【００１８】
コンピュータ可読媒体は、非一次的コンピュータ可読記憶媒体を包含してもよく、これは、ハードディスク装置、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、磁気若しくは光カード、固体状態記憶装置、または、電子命令を記憶するのに適切な他のタイプの記憶媒体を包含してもよい。更に、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で）を包含してもよい。コンピュータ可読信号の例は、キャリアを使用して変調したか否かに関わらず、制限するものではないが、インターネットまたは他のネットワークを通してダウンロードした信号を含む、コンピュータプログラムをホスティングまたは走らせ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る信号を包含する。最後に、動作が記載される順序は、制限するものと解釈されることを意図するものではなく、記載された動作の任意の数を、任意の順序で及び／または並行して組み合わせることでプロセスを実現することができる。
【００１９】
例示のプロセス２００は、２０２におけるように、ＵＡＶが目的地の上方の所定高度に位置したときに開始する。例えば、ＵＡＶには、目的地の座標を設けてもよく、ＵＡＶはこれらの座標に向けて空中を航行してもよい。ＵＡＶが目的地に到着したときに、それは、目的地に降下し、着陸してペイロード等の配達を完了する必要のある、目的地の上方の所定高度である。いくつかの実施態様では、この降下は、目的地にＵＡＶが着陸することを包含してもよい。他の実施態様では、降下は、目的地の上方の所定高度（例えば、１０フィート）としてもよい。
【００２０】
ＵＡＶは、目的地の上方の所定高度に位置したときに、２０４におけるように、位置識別子を検出してもよい。上記のように、ＤＬＩ等の位置識別子は、目的地に位置し、目的地において、位置決め、降下、配達等を支援する。位置識別子は、画像分析を使用して検出され、位置識別子の位置を視覚的に検出してもよく、つまり、ＵＡＶは、位置識別子等により送信された信号を受信してもよい。いくつかの実施態様では、位置識別子は、目的地に存在してないことがある。
【００２１】
位置識別子を検出したときに、または、位置識別子が存在しない場合、ＵＡＶは、２０５におけるように、目的地に向けて降下を開始する。ＵＡＶが降下するときに、この降下分析サブプロセス３００が、ＵＡＶの降下を継続するか、または、降下を中断すべきか判断するために実行される。降下分析サブプロセス３００を、図３Ａ〜３Ｂを参照して以下に更に詳細に説明する。降下分析サブプロセスは、中止通知またはオールクリアの通知のいずれかで戻る。
【００２２】
降下分析サブプロセス３００により戻された結果に基づいて、２０６におけるように、ＵＡＶの降下を中止すべきかどうかについて判断が行われる。例えば、降下分析サブプロセス３００が停止通知に戻ると、ブロック２０６において、ＵＡＶの降下を中止することが決定される。ＵＡＶの降下を中止すべきと決定されると、ＵＡＶの降下は、２０８におけるように、終了する。いくつかの実施態様では、損傷または衝突する可能性のあるオブジェクトの上方となるように、ＵＡＶは所定の高度（例えば、５０フィート）に降下することがある。他の実施態様では、ＵＡＶは、そのときの高度でホバリングしてもよい。いくつかの実施態様では、ＵＡＶは、目的地の内側で異なる位置を探し、降下を再開してもよい。他の実施態様では、人間オペレータが通知を受けてもよく、人間オペレータは、目的地にＵＡＶが降下するのを支援してもよい。例えば、ＵＡＶは、目的地に向けて降下するときに、ＵＡＶを制御する人間オペレータに目的地の画像を送信してもよい。
【００２３】
決定ブロック２０６で、ＵＡＶの降下が停止しないことを決定した場合は、２１０におけるように、ＵＡＶが目標高度に達したかどうか判断される。目標高度は、目的地にＵＡＶを着陸させるものでもよい。代替的に、ＵＡＶが目的地にペイロードを配達できるように、目標高度は、目的地の上方の所定高度（例えば、５フィート）としてもよい。
【００２４】
目標高度に達していないと判断した場合、実施例のプロセス２００は、ブロック２０５に戻り、そして、継続する。ＵＡＶが目標高度に達していると判断した場合、実施例のプロセス２００は、２１２におけるように、完了する。
【００２５】
図３Ａ〜３Ｂは実施態様による降下分析サブプロセス３００を示す流れ図である。実施例のサブプロセス３００は、３０２におけるように、目的地に向けてＵＡＶが降下している際に、第１高度及び／または第１ポーズ（位置及び配向）において第１画像を取得することにより開始する。画像は、任意のタイプの画像取込み装置を使用して取得してもよい。例えば、画像取込み装置は、標準の赤、緑、青（ＲＧＢ）カメラ、デジタルカメラ、ビデオカメラからのフレーム、赤外線カメラ等でもよい。
【００２６】
第１高度及び／または第１ポーズで第１画像を取得した後、ＵＡＶは、３０４におけるように、目的地に向けて降下を継続する。所定時間（例えば、３秒）、ＵＡＶが所定量（例えば、１０フィート）降下した後、及び／または、ＵＡＶのカメラのポーズが代わった後、３０６におけるように、目的地の第２画像が取得される。第２画像は、任意の所定時間の後、任意の所定降下量の後、及び／または、任意の所定ポーズ量の変化後に取得してもよい。カメラのポーズは、例えば、第１画像と第２画像との間のＵＡＶのヨーの変化で調整してもよい。高度及び／またはポーズの変化に関わらず、目的地の画像は、同様な領域を含み、したがって、画像間の特徴点を対にして、後述するように２つの画像を登録するために使用することができる。
【００２７】
この後、３０８におけるように、第１画像と第２画像とが重ねられる。例えば、図４を参照すると、実施態様による、目的地の第１画像に目的地の第２画像を重ねた表示４００を示してある。図示のように、２つの画像は、異なる時間で、異なる高度から更に異なるカメラポーズで撮ったものであるため、整合しない。例えば、テーブル及び椅子４０６は、互いにオフセットした２つの画像で表示されている。同様に、２つの画像に表示された位置識別子４０２、ランプ４０８及びパティオタイル４０４はオフセットしている。いくつかの実施態様では、画像取込み装置が第２画像を取込んだときに、ＵＡＶが降下を継続していることの結果として、画像取込み装置がオブジェクトにより近づいているため、２つの画像に表示されたオブジェクトのサイズも同様に僅かに相違している。２つの画像が異なる位置及び異なる高度から取得されているため、２つの画像は、更に処理することなく整合することはできない。
【００２８】
図３Ａに戻ると、第１画像の特徴点が決定され、第２画像の対応する特徴点と対にされ、３１０におけるように、特徴点対を形成する。それぞれの画像の特徴点は、エッジ検出アルゴリズム、中心点検出アルゴリズム、オブジェクト検出アルゴリズム等の任意の特徴点検出アルゴリズムを使用して決定してもよい。それぞれの画像間の決定したポイントは、それぞれの特徴点の特徴記述子及び／または生成された特徴ベクトルに基づいて対としてもよい。例えば、特徴点は、特徴記述子間の類似性または共通性に基づいて対としてもよい。多くの特徴点対は、２つの画像から形成してもよい。いくつかの実施態様では、第１画像及び第２画像に包含される位置識別子の表示を決定してもよく、位置識別子の対応する特徴点を２つの画像間で対としてもよい。
【００２９】
例えば、図５は、実施態様による、目的地の第１画像に目的地の第２画像を重ね、対特徴ポイント５１０，５１２を設けた表示５００を示す。対をなす特徴点を接続するラインで図示するように、目的地の２つの画像間に任意数の特徴点対を決定してもよい。同様に、特徴点のいくつかは、特徴点対５１０Ａ，５１０Ｂ，５１０Ｃのように正しい対をなす。しかし、特徴点対のいくつかは、特徴点対５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ等の正しい対をなさないものがある。
【００３０】
第１画像と第２画像との間の対となる特徴点は、実世界の目的地における同じ点に対応すべきである。例えば、特徴点対５１０Ａ，５１０Ｂのそれぞれは、目的地のパティオ５０４の実世界位置に対応する特徴点を有する。同様に、特徴点５１０Ｃは、それぞれの画像に表示される位置識別子５０２の特徴点に対応する。比較すると、特徴点対５１２Ａ，５１２Ｃは、配達先の同じポイントに対応しない。この実施例では、特徴点対５１２Ａ，５１２Ｃのそれぞれの第１画像の特徴点は、目的地のパティオ５０４のポイントに関連するが、しかし、第２画像の対をなす特徴点は、テーブル及び椅子５０６に対応する。
【００３１】
図３Ａに戻ると、特徴点対が目的地の同じ実世界の位置に対応するかどうか判断するため、３１２におけるように、２つの対をなす特徴点間で同形異義性が計算される。投影幾何学において、２つの点が同じ三次元平面内に存在する場合、二次元画内に像同形異義性が存在する。同形異義性が２つの特徴点対間で計算できる場合、この特徴点は、同じ平面内にあり、したがって正しい対をなす。比較すると、２つの特徴点が同じ平面内にない場合（例えば、パティオ上の位置に対応する１つの特徴点、並びに、テーブル及び椅子上の位置に対応する１つの特徴点）、同形異義性は、特徴点対に対して計算することができない。
【００３２】
同形異義性が、２つの対特徴ポイントが同じ三次元平面内にある場合、実質的な平面領域が目的地に存在するかどうか決定するプロセスが簡略化されるからである。平面領域が存在するかどうか判断しようとする（例えば、ステレオイメージングを使用して）のではなく、ここで検討する実施態様は、目的地の領域が画像間の平面的な特徴点対であると仮定し、この後、特徴点対間の同形異義性を計算し、特徴点対が同じ三次元平面内に実際にあるかどうか確認する。
【００３３】
特徴点対について、同形異義性が存在しないことが決定されると、３１４におけるように、特徴点対は考慮から外される。比較すると、特徴点対について同形異義性が存在すると判断される場合、３１６におけるように、特徴点対が維持される。特徴点対を維持または廃棄した後、３１８におけるように、ポイントが同じ三次元平面内に存在するかどうかについて、追加の特徴点対を確認すべきか判断が行われる。追加の特徴点対を確認すべきことを決定した場合、実施例のサブプロセス３００はブロック３１２に戻り、それぞれの追加の特徴点対について継続する。追加の特徴点対を確認しないことが決定した場合、サブプロセス３００は、図３Ｂについて検討するブロック３２０に続く。
【００３４】
対をなす特徴点のそれぞれを処理し、特徴点対のそれぞれが同じ三次元平面内にあることを確認した後、同じ平面内にあること（同形異義性を有する）が確認された特徴点対だけが残る。例えば、図６は、実施態様による、目的地の第１画像に、誤った対（同形異義性を有しない）を除去した特徴点対を有する目的地の第２画像を重ねた表示６００を示す。図示のように、２つの画像間に正しい特徴点対６１０だけが、２つの画像の追加処理のために保持される。この実施例では、特徴点対６１０Ａ，６１０Ｂ，６１０Ｃは、それぞれの対のそれぞれの特徴点間に同形異義性が存在するために保持される。比較すると、特徴点対５１２Ａ，５１２Ｂ，５１２Ｃ（図５）は、それぞれの対のそれぞれの特徴点に対して同形異義性が存在しないために、除去される。
【００３５】
図５〜６に示すように、位置識別子は既知の形状／サイズであり、固有であり得るため、位置識別子６０２に対してより多くの特徴点対が存在し得る。いくつかの実施態様では、保持される特徴点対（例えば、同形異義性を有する）の少なくともいくつかが位置識別子に対応することが必要とされることがある。これは、実質的な平坦表面が目的地内に存在するかどうか決定するとき、正しい三次元平面が考慮されることを確実にするために行ってもよい。
【００３６】
図３Ｂに戻ると、第１画像と第２画像との間の特徴点対が、同形異義性を有することを確認されると、第１画像と第２画像とが保持された特徴点対に基づいて登録され、３２０に置けるように、登録された画像セットを生成する。第２画像と共に第１画像が登録されることで、２つの画像が共通の座標系に整列される。これは、回転、拡大縮小、平行移動、及び／または、第１画像または第２画像の１つまたは複数のアフィン変換を包含してもよい。２つの画像の登録は、１つまたは複数の画像登録アルゴリズムを使用して実行してもよい。
【００３７】
図７に移ると、実施態様による、確認された同形異義性を有する特徴点対に基づいて登録された目的地の第２画像を重ねた目的地の第１画像の表示７００を示す。図示のように、２つの画像が登録されると、上記のように、登録された画像セットの結果である表示７００は、位置識別子７０２、ランプ７０８、パティオ７０４並びにテーブル及び椅子７０６が、２つの画像の登録に対して選択された共通の座標系にしたがって整列することを示す。
【００３８】
図３Ｂに戻ると、ステレオマッチングアルゴリズムがこの後、登録された画像セットに適用され、３２２におけるように、深度視差マップが生成される。例えば、図８は、ＵＡＶが目的地にむけて降下するときにＵＡＶにより取得された第１画像と第２画像との登録された画像セットから生成される深度視差マップ８００の表示を示す。深度視差マップ８００は、登録された画像セットに表示されるオブジェクトの異なる深度の図を提供する。例えば、深度視差マップ８００の一部８０２は、ＵＡＶの画像取込み装置から同様な距離である位置識別子の回りの領域を図示する。比較すると、深度視差マップ８００の部分８０６は、テーブル及び椅子が同じ画像取込み装置から異なる距離であることを識別する。同様に、部分８０８は、ランプが画像取込み装置から更に他の距離であることを識別する。
【００３９】
第１画像と第２画像との登録された画像セットから生成される深度視差マップは、画像に表示されたそれぞれの異なるオブジェクトに対する深度情報を提供するのではないが、しかし、目的地内に実質的な平坦表面が存在するかどうかの決定に使用するために十分なレベルの精度を提供する。追加の深度情報が望まれる場合、特徴点対の数を増大し、第１画像と第２画像との間の画像登録の精度を増大して登録された画像セットを生成してもよい。
【００４０】
再度、図３Ｂに戻ると、三次元平面を、３２４におけるように、深度視差マップに適用してもよい。例えば、ＵＡＶは、位置識別子が存在する平面を決定し、その平面に深度視差マップを適用してもよい。１つの実施例では、ＵＡＶと、位置識別子に対応するそれぞれ特徴点対との間の距離は、深度視差マップ８００（図８）に適用される三次元平面を画定するために決定し、適用してもよい。三次元平面の外側に入るあらゆるオブジェクトは、平面の外側として示してもよく、三次元平面内に入るあらゆるオブジェクトは、平面内として示してもよい。いくつかの実施態様では、三次元平面の所要の距離または閾値内のオブジェクトは、平面内と考えてもよく、三次元平面の所定距離または閾値を越えるあらゆるオブジェクトは、三次元平面の外側と考えてもよい。例えば、三次元平面の６インチ以内となるように決定された登録画像セット内に表示されるどのようなポイントも、平面内と考えてもよい。三次元平面の６インチを越えるように決定された登録画像セット内に表示されるどのようなポイントも、平面の外側と考えてもよい。
【００４１】
図９は、位置識別子の回りに画定される三次元平面内であると判断された登録画像セットの部分９０２、及び、三次元平面の外側であると判断された部分９０６の表示９００を示す。
【００４２】
再度、図３Ｂに戻ると、位置識別子の回りに画定される三次元平面内であると判断されたポイントに基づいて、３２６におけるように、ＵＡＶの降下を中止すべきかどうかについて判断される。例えば、安全に着陸及び／またはペイロードを配置するために十分なサイズである三次元平面内の領域がない場合は、降下を中止することを決定してもよい。１つの実施態様では、図９に示すように、位置識別子の回りの所定領域９０３は、三次元平面内に十分なサイズの領域があるかどうか判断するために考慮してもよい。他の実施態様では、ＵＡＶを安全に着陸及び／またはペイロードを配置するために三次元平面内に十分なサイズの任意の領域が存在するかどうか判断してもよい。
【００４３】
他の実施例では、三次元平面内のポイントは、画像取込み装置の視野内のオブジェクトが移動しているかどうか判断するために、ＵＡＶ降下の一部として生成される一連の登録画像セットに対して比較してもよい。例えば、実質的な平坦表面（位置識別子の回りの三次元平面内の領域）が第１登録画像セットに存在するが、第２登録画像セットでは変化している（例えば、平面の外側に見える部分）場合、オブジェクト（例えば、動物）が目的地に立ち入ったと判断してもよい。
【００４４】
三次元平面内に十分なサイズの領域が存在しない場合、及び／または、画像取込み装置の視野内に移動するオブジェクトが存在する場合、ＵＡＶの降下は中止される。三次元平面内に、ＵＡＶが安全に着陸及び／またはペイロードを配置できる十分なサイズの領域が存在する場合、降下は中止されない。ＵＡＶの降下を中止すべきと判断された場合、実施例のサブプロセス３００は、３３０におけるように、中止通知に戻る。ＵＡＶの降下を中止すべきでないと判断された場合、実施例のサブプロセス３００は、３２８におけるように、クリアー通知に戻る。
【００４５】
実施例のプロセス２００及び対応する実施例のサブプロセス３００は、ＵＡＶが目的地に向けて降下する毎に、目的地を調査して実行し、目的地に位置する何らかのオブジェクトを損傷する可能性なしで目的地で着陸及び／または所定高度に降下することが安全であるかどうか判断してよい。上記のように、実施例のプロセス２００及び対応する実施例のサブプロセスは、ＵＡＶの降下中に周期的に及び／または連続的に実行してもよい。いくつかの実施態様では、画像が１つまたは複数の登録画像セット内で使用してもよい。例えば、第１高度で取得した第１画像は、より低い第２高度で取得した第２画像と共に登録してもよい。第２画像は、その後、第２高度よりも低い第３高度で取得される第３画像と共に登録してもよい。それぞれの画像登録は、他の画像登録から独立してもよい。他の実施態様では、第１画像はソース画像と見なしてもよく、全ての画像登録は、第１画像に対応するように変換してもよい。
【００４６】
図１０Ａ〜１４は、実施態様により、目的地に実質的な平坦表面が存在するかどうか判断するために、ＵＡＶの降下中に異なる高度から取得した２つの画像の登録の別の表示を示す。図１０Ａは、目的地の第１画像１０００Ａを示し、図１０Ｂは、目的地の第２画像１０００Ｂを示す。２つの画像１０００Ａ，１０００Ｂは、ＵＡＶが目的地に向けて降下するときに、異なる高度においてＵＡＶの画像取込み装置により取込まれる。第１画像１０００Ａは、明らかなように、第１画像１０００Ａに表示されるオブジェクトが、第２画像１０００Ｂ内に表示されるオブジェクトよりも小さく見えるため、第２画像１０００Ｂよりもより高い高度から取得される。同様に、ＵＡＶの画像取込み装置のポーズは、２つの画像１０００Ａ，１０００Ｂ間で変更されている。しかし、それぞれの画像１０００Ａ，１０００Ｂ内には、位置識別子の表示が包含されている。
【００４７】
図１１は、特徴点対１１１０Ａ，１１１０Ｂ，１１１０Ｃと共に、第２画像１０００Ｂを重ねた第１画像１０００Ａの表示１１００を示す。２つの画像間の特徴点は、上記の技術を使用して判断し、対とされる。２つの画像間の特徴点は、２つの画像間の画像取込み装置のポーズが相違しても、検出することができる。例えば、位置識別子１１０２に対応する特徴点対は、２つの画像間のポイントの相互関係を示す。
【００４８】
特徴点対１１１０を利用して、２つの画像が登録され、図１２に示すように、登録画像セットを生成する。図１２は、実施態様により、目的地の第２画像を重ね、目的地の第１画像と目的地の第２画像との間で判断された特徴点対に基づいて登録された目的地の第１画像の表示１２００を示す。図示のように、２つの画像の配向及び拡大縮小は、単一の座標スペースに変換され、したがって、登録画像は、位置識別子１２０２、ランプ１２０８並びにテーブル及び椅子１２０６の整列により示すように、整列される。２つの画像の登録は、図２〜３Ｂに関して上記のように実行される。
【００４９】
上記のように、ステレオアルゴリズムが登録画像セットに適用され、登録画像セットで表されるポイントの深度情報を表す深度視差マップを生成する。例えば、図１３は、実施態様による、登録した画像セットから生成される深度視差マップ１３００の表示を示す。深度視差マップ１３００は、画像取込み装置の視野内の異なるオブジェクトの異なる深度を示す。例えば、位置識別子の回りの領域１３０２は、第１深度であり、テーブル及び椅子の回りの領域１３０６は異なる深度を有し、ランプの位置に対応する深度１３０８は異なる深度を有する。
【００５０】
最後に、図１４に示すように、位置識別子に対応する三次元平面は、深度視差マップに適用し、実施態様による、三次元平面の視野内のＵＡＶの画像取込み装置の視野内のポイントと、三次元平面の外側となるポイントとを決定する。例えば、領域１４０２は、位置識別子の回りの三次元平面内にあるため、実質的に平行面と考えられる領域に対応する。同様に、領域１４０６は、三次元平面の外側である。
【００５１】
上記のように、三次元平面からの情報を用いることで、ＵＡＶの降下を中止または継続すべきかどうか決定してもよい。
【００５２】
上記検討及び実施例で示すように、目的地の画像は、ＵＡＶが配達位置に向けて降下するときに、ＵＡＶの画像取込み装置を使用して取得してもよい。取得した画像は、その位置に向けた降下を継続可能かまたは中止すべきかを判断するために処理される。画像は、異なる高度で、降下中の異なる時に、異なるポーズで等、取得してもよい。２つの画像間の特徴点対が平面内にあることを仮定することにより、この仮定は、２つの特徴点間の同形異義性を計算しまたは判断することにより、確認することができる。同形異義性が計算できる場合、２つの特徴点は同じ平面内にあり、２つの画像の登録に使用するために保持される。同形異義性が２つの特徴点から計算できない場合、２つの特徴点は同じ平面内になく、廃棄されることが決定される。保持される特徴点対を利用し、画像が登録されかつ処理され、実質的な平坦表面が目的地に存在するかどうか判断する。
【００５３】
図１５は、実施態様による、ＵＡＶ１５００の上から見下ろした図のブロック図を示す。図示のように、ＵＡＶ１５００は、ＵＡＶのフレーム１５０４の回りに離隔した８つのプロペラ１５０２−１、１５０２−２、１５０２−３、１５０２−４、１５０２−５、１５０２−６、１５０２−７、１５０２−８を有する。プロペラ１５０２は、任意の形態のプロペラの形態（例えば、グラファイト、炭素繊維）で、ＵＡＶ１５００及びＵＡＶ１５００に係合する任意のインベントリを上昇するのに十分なサイズとしてもよく、したがって、ＵＡＶ１５００は、配達先等の目的地に空中を航行することができる。この実施例は、８つのプロペラを有するが、他の実施態様では、より多くまたはより少ないプロペラを用いてもよい。同様に、いくつかの実施態様では、プロペラは、ＵＡＶ１５００上の異なる位置に位置してもよい。更に、ここに記載の実施態様では、他の推進方法を、「モータ」として利用してもよい。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、内燃エンジン等を、ＵＡＶを推進するために使用してもよい（プロペラまたは他の装置と共に）。
【００５４】
ＵＡＶ１５００のフレーム１５０４も同様に、グラファイト、炭素繊維及び／またはアルミニウム等の任意の適切な材料で形成してもよい。この実施例では、ＵＡＶ１５００のフレーム１５０４は、４つの剛性部材１５０５−１、１５０５−２、１５０５−３、１５０５−４、または、ほぼ垂直な角度で交差及び結合した剛性部材でハッシュパターンに配置したビームを有する。この実施例では、剛性部材１５０５−１及び１５０５−３は、互いに実質的に平行に配置され、ほぼ同じ長さである。剛性部材１５０５−２及び１５０５−４は、実質的に互いに平行であるが、剛性部材１５０５−１及び１５０５−３に垂直に配置される。剛性部材１５０５−２及び１５０５−４は、ほぼ同じ長さである。いくつかの実施形態では、剛性部材１５０５の全ては、ほぼ同じ長さでもよいが、一方、他の実施態様では、剛性部材のいずれかまたは全てが異なる長さでもよい。同様に、剛性部材の２つのセット間の間隔及び／または配向は、ほぼ同じかまたは相違してもよい。
【００５５】
図１５に示す実施態様は、フレーム１５０４を形成するために結合される４つの剛性部材１５０５を有するが、他の実施態様では、フレーム１５０４に対してより少ないまたは多い部材であってもよい。例えば、４つの剛性部材ではなく、他の実施態様では、ＵＡＶ１５００のフレーム１５０４は６つの剛性フレームを包含するように構成してもよい。このような実施例では、２つの剛性部材１５０５−２，１５０５−４は互いに平行に配置してもよい。剛性部材１５０５−１，１５０５−３及び剛性部材１５０５−１，１５０５−３の両側の２つの追加の剛性部材は、全て互いに平行にかつ剛性部材１５０５−２，１５０５−４に垂直に位置してもよい。追加の剛性部材と共に、フレーム１５０４により、全ての４つの側に剛性部材で追加凹部を形成してもよい。更に後述するように、フレーム１５０４内の凹部は、アイテム（複数を含む）及び／またはアイテム（複数を含む）を内包するコンテナの係合、輸送及び配達のためのインベントリ係合機構を有するように構成してもよい。
【００５６】
いくつかの実施態様では、ＵＡＶは空力抵抗を減少するように構成してもよい。例えば、空力学的ハウジングがＵＡＶに設けられてもよく、これは、ＵＡＶ制御システム１５１０、１つまたは複数の剛性部材１５０５、フレーム１５０４及び／またはＵＡＶ１５００の他の構成要素を囲む。ハウジングは、グラファイト、炭素繊維、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ガラス繊維等の任意の適切な材料（複数を含む）で形成してもよい。同様に、いくつかの実施態様では、位置及び／またはインベントリ（例えば、アイテムまたはコンテナ）の形状は空力学的に設計してもよい。例えば、いくつかの実施態様では、インベントリ係合機構は、インベントリが係合したときにＵＡＶ１５００のフレーム及び／またはハウジング内に囲まれるように構成してもよく、したがって、ＵＡＶ１５００によるインベントリの輸送中に生成される追加の抗力はない。他の実施態様では、インベントリは、抗力を低減するように成形し、ＵＡＶ及びインベントリにより空力学的デザインを設けてもよい。例えば、インベントリがコンテナであり、コンテナの一部が、係合したときにＵＡＶの下側に延びる場合、コンテナの露出部は、湾曲形状を有してもよい。
【００５７】
プロペラ１５０２及び対応するプロペラモータは、それぞれの剛性部材１５０５の両端に位置してもよい。プロペラモータは、ＵＡＶ１５００及びあらゆる係合したインベントリを上昇するために十分な速度をプロペラに生成することができ、これにより、インベントリを航空輸送することを可能とする任意の形態のモータとしてもよい。
【００５８】
それぞれの剛性部材から外方に、安全枠１５０８に接続される支持アーム１５０６が延びる。この実施例では、安全枠は、モータ及びプロペラ１５０２が安全枠１５０８の外周の内側となる態様で、ＵＡＶ１５００の回りに配置されかつ取付けられる。安全枠は、プラスチック、ゴム等としてもよい。同様に、支持アーム１５０６の長さ、及び／または、剛性部材１５０５の長さ、数、若しくは、位置にしたがって、安全枠は、丸、楕円または他の形状としてもよい。
【００５９】
フレーム１５０４には、ＵＡＶ制御システム１５１０が搭載される。この実施例では、ＵＡＶ制御システム１５１０は、フレーム１５０４の中央部及び頂部に搭載される。ＵＡＶ制御システム１５１０は、図１６に関して更に後述するように、ＵＡＶ１５００の作動、ルーティング、ナビゲーション、通信、降下、及び、インベントリ係合機構を制御する。
【００６０】
同様に、ＵＡＶ１５００は、１つまたは複数のパワーモジュール１５１２を有する。この実施例では、ＵＡＶ１５００は、フレーム１５０４に取外し可能に搭載される２つのパワーモジュール１５１２を有する。ＵＡＶ用のパワーモジュール（複数を含む）は、バッテリパワー、ソーラパワー、ガスパワー、超コンデンサ、燃料電池、代替発電源またはこれらの組合わせの形態であってもよい。パワーモジュール１５１２は、ＵＡＶ制御システム１５１０及びプロペラモータに連結され、電力を供給する。
【００６１】
いくつかの実施態様では、１つまたは複数のパワーモジュールは、ＵＡＶが着陸している間に、自動的に取外し及び／または他のパワーモジュールと交換できるように構成してもよい。例えば、ＵＡＶが中継位置及び／または材料取扱設備に着陸したときに、ＵＡＶは、パワーモジュールを再充電する場所で充電部材に係合してもよい。いくつかの実施態様では、コンテナはパワーモジュールを有し、ＵＡＶの係合機構がコンテナと係合したときに、コンテナのパワーモジュールがＵＡＶに電力を供給してもよい。例えば、アイテムが配達位置に配達されたときに、コンテナに包含されたパワーモジュールは、ＵＡＶ１５００のパワーモジュール１５１２に対して及び／またはこれに追加してではなく、ＵＡＶに電力を供給してもよい。コンテナが係合を解除されたときに、コンテナにより供給される電力は取外され、ＵＡＶ１５００は、ＵＡＶのパワーモジュール１５１２からの電力を使用して作用する。
【００６２】
上述のように、ＵＡＶ１５００は更に、インベントリ係合機構１５１４を有する。インベントリ係合機構は、アイテム及び／またはアイテムを保持するコンテナ（全体をペイロードと称する）を係合及び係合解除するように構成してもよい。この実施例では、インベントリ係合機構１５１４は、剛性部材１５０５の交差により形成されるフレーム１５０４の凹部内に位置している。この実施例では、インベントリ係合機構は、ＵＡＶ制御システム１５１０の下側に位置している。追加の剛性部材を有する実施態様では、ＵＡＶは、追加のインベントリ係合機構を有し、及び／または、インベントリ係合機構１５１４がフレーム１５０４内の異なる凹部内に位置してもよい。インベントリ係合機構は、インベントリを内包するコンテナに強固に係合及び係合解除するために十分である任意のサイズとしてもよい。他の実施態様では、係合機構は、配達すべきインベントリアイテム（複数を含む）を包含するコンテナとして作用してもよい。
【００６３】
いくつかの実施態様では、インベントリ係合機構１５１４は、ＵＡＶから伸張または下ろして、インベントリ位置におけるアイテムまたはアイテムを内包するコンテナを配置する引込み可能なケーブル、プーリまたは他の部材を有してもよい。インベントリ係合機構は、ＵＡＶ制御システム１５１０と通信し（有線または無線通信を介して）、これにより制御されてもよい。
【００６４】
ＵＡＶ１５００は更に、１つまたは複数の入出力部材を有してもよい。例えば、ＵＡＶは、目的地、配達位置、位置識別子等の画像を観察及び／または取得するように位置し得るカメラ１５１６等の１つまたは複数の画像取込み装置を有してもよい。例えば、カメラ１５１６は、ＵＡＶに対してカメラに２軸回転を提供するために使用することができるジンバルに搭載してもよい。カメラは、赤、緑、青色カメラ、スティルカメラ、ビデオカメラ等の任意タイプのカメラとしてもよい。
【００６５】
同様に、ＵＡＶは、位置識別子に包含されるＲＦＩＤタグを検出するために、パワーモジュール１５１８で電力を供給してもよい１つまたは複数のＲＦＩＤリーダ６１８を有してもよい。ＵＡＶ１５００に包含されてもよい他の入出力部材は、オーディオトランスデューサ（スピーカ）、マイクロフォン、光センサ等を含む。
【００６６】
ここに説明するＵＡＶの実施態様は飛行を行い、維持するためにプロペラを利用するが、他の実施態様では、ＵＡＶは他の方法で構成してもよい。例えば、ＵＡＶは固定翼及び／またはプロペラと固定翼との双方の組合わせを有してもよい。例えば、ＵＡＶは離陸及び着陸を可能とするために１つまたは複数のプロペラを、ＵＡＶが飛行している際は、飛行を持続させるために固定翼構造または翼とプロペラとの組合わせ構造を利用してもよい。
【００６７】
図１６は、ＵＡＶ１５００のＵＡＶ制御システム１６１０の実施例を示すブロック図である。種々の実施例では、ブロック図は、上記の種々のシステム及び方法を実施するために使用してもよいＵＡＶ制御システム１６１０の１つまたは複数の態様を示す。図示の実施態様では、ＵＡＶ制御システム１６１０は、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース１６１１を介して非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０に連結される１つまたは複数のプロセッサ１６０２を有する。ＵＡＶ制御システム１６１０は更に、電子速度制御（ＥＳＣ）、パワーモジュール１６０６、及び／または、航法システム１６０８等のプロペラモータコントローラ１６０４を有してもよい。ＵＡＶ制御システム１６１０は更に、インベントリ係合機構コントローラ１６１２と、ネットワークインターフェース１６１６と、１つまたは複数の入出力装置１６１８とを有する。
【００６８】
種々の実施態様では、ＵＡＶ制御システム１６１０は、１つのプロセッサ１６０２を有する単一プロセッサシステム、または、複数のプロセッサ１６０２（例えば、２、４、８または他の適切な数）を有するマルチプロセッサシステムであってもよい。プロセッサ（複数を含む）１６０２は、命令を実行することが可能な任意の適切なプロセッサとしてもよい。例えば、種々の実施態様では、プロセッサ（複数を含む）１６０２は、例えば、ｘ８６、ＰｏｗｅｒＰＣ、ＳＰＡＲＣ、もしくはＭＩＰＳ  ＩＳＡ、またはいずれかの他の適切なＩＳＡ等、様々な命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）のいずれかを実施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、それぞれのプロセッサ（複数を含む）１６０２は、必ずではないが、一般には同じＩＳＡを実装してもよい。
【００６９】
非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０は、プロセッサ（複数を含む）１６０２によりアクセス可能な実行可能な命令、データ、航行経路及び／またはデータアイテムを記憶するように構成される。種々の実施態様では、非一次的コンピュータ可読記憶媒体１６２０は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、同時性ダイナミックＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）、不揮発性／フラッシュメモリまたは任意の他のメモリ等の任意の適切なメモリを使用して実現してもよい。図示の実施態様では、上述のような所要の機能を実行するプログラム命令及びデータは、それぞれプログラム命令１６２２、データ記憶装置１６２４及び航行経路データ１６２６として、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０内に格納して示してある。他の実施態様では、プログラム命令、データ及び／または航行経路は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０またはＵＡＶ制御システム１６１０とは別の非一時的または同様な媒体等の異なるタイプのコンピュータアクセス可能媒体に受信し、送信し、格納してもよい。一般的に、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、ＵＡＶ制御システム１６１０にＩ／Ｏインタフェース１６１１を介して連結されるディスクまたはＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭである磁気または光媒体等の格納媒体または記憶媒体を包含してもよい。非一時的コンピュータ可読媒体を介して格納されたプログラム命令及びデータは、電気、電磁またはデジタル信号等の送信媒体または信号により送信してもよく、これは、ネットワークインターフェース１６１６を介して実現し得るようなネットワーク及び／または無線リンク等の通信媒体を介して伝えてもよい。
【００７０】
１つの実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース１６１１は、プロセッサ（複数を含む）１６０２、非一時的コンピュータ可読媒体１６２０、及び、ネットワークインターフェース１６１１または入出力装置１６１８等の他の周辺インタフェースである任意の周辺装置間のＩ／Ｏトラフィックを調整するように構成してもよい。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース１６１１は、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、データ信号を１つの構成要素（例えば、非一時的コンピュータ可読記憶媒体１６２０）から他の構成要素（例えば、プロセッサ（複数を含む）１６０２）により使用するために適切なフォーマットに変換してもよい。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース１６１１は、例えば、周辺構成要素相互接続（ＰＣＩ）バス規格または汎用シリアルバス（ＵＳＢ）規格の別形等の種々のタイプの周辺バスを通じて取り付けられたデバイスに対するサポートを含んでよい。いくつかの実施態様では、Ｉ／Ｏインタフェース１６１１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つ以上の別々の構成要素に分けられてもよい。更に、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１６２０に対するインタフェース等、Ｉ／Ｏインタフェース１６１１の一部または全ては、プロセッサ（複数を含む）１６０２内に直接組込まれてもよい。
【００７１】
プロペラモータ（複数を含む）コントローラ１６０４は、航法システム１６０８と通信し、それぞれのプロペラモータの出力を調整し、ＵＡＶを決定した航行経路に沿って目的地に案内する。航法システム１６０８は、ＧＰＳまたはＵＡＶを目的地に及び／またはこれから航行するために使用可能な同様のシステムを有してもよい。インベントリ係合機構コントローラ１６１２は、インベントリに係合及び／または係合解除するために使用されるモータ（複数を含む）（例えば、サーボモータ）と通信する。例えば、ＵＡＶが所定の高度（または、着陸した）で目的地の上方に位置したときに、インベントリ係合機構コントローラ１６１２は、インベントリ係合機構を制御してインベントリを解放する命令をモータに供給してもよい。
【００７２】
ネットワークインターフェース１６１６は、ＵＡＶ制御システム１６１０、他のコンピュータシステム等のネットワークに接続される他の装置、及び／または、他のＵＡＶのＵＡＶ制御システム間でデータを交換できるように構成してもよい。例えば、ネットワークインターフェース１６１６は、種々の目的地にインベントリを移送する多くのＵＡＶ間で無線通信してもよい。種々の実施形態では、ネットワークインターフェース１６１６は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ネットワーク等、無線一般データネットワークを介して通信をサポートしてもよい。例えば、ネットワークインターフェース１６１６は、移動体通信ネットワーク、衛星ネットワーク等の電気通信ネットワークを介する通信をサポートしてもよい。
【００７３】
入出力装置１６１８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、画像取込み装置（例えば、カメラ）、熱センサ、赤外線センサ、飛行時間センサ、加速度計、圧力センサ、気象センサ、ＲＦＩＤリーダ、マイクロフォン等を包含する。複数の入出力装置１６１８が存在し、ＵＡＶ制御システム１６１０により制御してもよい。
【００７４】
図１６に示すように、メモリ１６２０は、上述の実施例のプロセス及び／またはサブプロセスを実行するように構成し得るプログラム命令１６２２を有してもよい。データ記憶装置１６２４は、航行経路、インベントリの回収、着陸、目的地の確認、位置識別子の確認等を判断するために設け得るデータアイテムを維持するため種々のデータストアを有してもよい。
【００７５】
種々の実施態様では、パラメータ値及び１つまたは複数のデータストアに包含されるものとしてここに示した他のデータは、記載してない他の情報と組合わせてもよく、または、より多く、より少なく若しくは異なるデータ構造に別個に分割してもよい。いくつかの実施態様では、データストアは、１つのメモリ内に物理的に配置してもよく、または、２以上のメモリに分散してもよい。
【００７６】
当業者であれば、ＵＡＶ制御システム１６１０は、単に説明するものであり、本開示の範囲を制限することを意図するものではないことが理解される。ＵＡＶ制御システム１６１０は更に、説明してない他の装置に接続し、または、独立型システムとして作用してもよい。更に、例示の構成要素で提供される機能は、いくつかの実施態様では、より少ない構成要素に組み合わされ、または、追加の構成要素に分散してもよい。同様に、いくつかの実施態様では、例示される構成要素の一部の機能は、提供されない場合もあり、及び／または、他の追加の機能が使用可能である場合もある。
【００７７】
種々のアイテムは、使用されている間に、メモリまたは記憶装置に格納されるように示してあるが、これらのアイテムまたはその一部は、メモリ管理及びデータの完全性の目的で、メモリと他の記憶装置との間で移動される場合もあることが、当業者にも理解される。代替的に、他の実施態様では、ソフトウェア構成要素の一部または全ては、他の装置のメモリ内で実行し、例示したＵＡＶ制御システムと通信してもよい。システムコンポーネントまたはデータ構造の一部または全ては、非一時的コンピュータアクセス可能媒体または適正装置で読み取られる携帯物品に格納（例えば、命令または構造化データとして）してもよく、その種々の実施例が上述してある。いくつかの実施態様では、ＵＡＶ制御システム１６１０とは別のコンピュータアクセス可能媒体に格納された命令は、無線ネットワーク等の通信媒体を介して搬送される、電気、電磁、または、デジタル信号等伝送媒体または信号を介して、ＵＡＶ制御システム１６１０に伝えられる。種々の実施態様は更に、上述の説明に従って実行される命令及び／またはデータをコンピュータアクセス可能媒体上で受信すること、送信すること、または、格納することを包含してもよい。したがって、ここに記載の技術は、他のＵＡＶ制御システム構成で実行してもよい。
【００７８】
ここに記載の実施形態は、目的地における実質的な平坦表面領域を判断することを包含してもよく、この方法は、無人航空機（「ＵＡＶ」）のカメラにより、目的地上の第１高度において目的地の第１画像を取得すること、ＵＡＶのカメラにより、目的地上の第２高度において目的地の第２画像を取得すること、第１画像の複数の第１特徴点を決定すること、第１画像の複数の第１特徴点のそれぞれに対して、複数の第１特徴点の特徴点を、第２画像の対応する特徴点に関連させて第１画像の第１特徴点と第２画像の第２特徴点とを有する特徴点対を形成すること、第１画像の第１特徴点と第２画像の第２特徴点とが同じ面内に存在する複数の第１特徴点対を決定すること、複数の第１特徴点対に少なくとも部分的に基づいて第１画像と第２画像とを登録し、登録画像セットを生成すること、登録画像セットに基づいて目的地の深度視差マップを生成すること、及び／または、深度視差マップに少なくとも部分的に基づいて、ＵＡＶから荷物またはＵＡＶの少なくとも一方を受取るために十分なサイズの実質的な平坦表面が目的地において使用可能であることを決定すること、の１つまたは複数を包含する。
【００７９】
選択的に、方法は、目的地に配置された位置識別子を判断することを包含してもよく、第１画像の複数の第１特徴点の少なくともいくつかが、位置識別子に対応する特徴点を包含してもよい。選択的に、方法は更に、第１画像の第１特徴点と第２画像の第２特徴点とが同じ平面内にない複数の第２特徴点対を決定すること、及び／または、複数の第２特徴点対を廃棄することの１つまたは複数を包含してもよい。選択的に、第１画像と第２画像とは、ＵＡＶが目的地に向けて降下するときに取得してもよく、方法は更に、実質的な平坦表面が目的地で使用可能であることの判断に応じて、ＵＡＶの降下を継続することを備えてもよい。
【００８０】
本開示の実施形態は、実行可能命令で構成される１つまたは複数のコンピューティングシステムの下で、無人航空機（ＵＡＶ）を目的地に向けて降下させること、ＵＡＶが第１位置にあるときにＵＡＶの画像取込み装置に目的地の第１画像を取得させること、ＵＡＶが第２位置にあるときにＵＡＶの画像取込み装置に目的地の第２画像を取得させること、第１画像と第２画像とを処理して登録画像セットを生成すること、登録画像セットの少なくとも一部に基づいて目的地で実質的な平坦表面が使用可能であることを判断すること、及び／または、目的地に向けてＵＡＶを継続して降下させること、の１つまたは複数を包含する、コンピュータ実行方法を有してもよい。
【００８１】
選択的に、目的地は位置識別子を有してもよい。選択的に、目的地における使用可能と判断される実質的な平坦表面は、ＵＡＶからの荷物またはＵＡＶの少なくとも１つを受入れるために十分なサイズとしてもよい。選択的に、第１画像と第２画像とを処理することは更に、第１画像の複数の第１特徴点のそれぞれについて第１画像の複数の第１特徴点を判断すること、複数の第１特徴点の特徴点に、第２画像の対応する特徴点を関連させ、第１画像の特徴点と第２画像の対応する特徴点とを含む特徴点対を形成すること、第１画像の特徴点と第２画像の対応する特徴点とが同じ平面にある複数の第１特徴点対を判断すること、及び／または、複数の第１特徴点対に少なくとも部分的に基づいて第１画像と第２画像とを登録すること、を包含してもよい。選択的に、第１画像の特徴点と第２画像の対応する特徴点とが同じ平面内にある複数の第１特徴点対を判断することは更に、特徴点対のそれぞれについて、第１画像の特徴点と第２画像の対応する特徴点との間の同形異義性を決定することを包含する。選択的に、第１画像と第２画像とを処理して登録特徴セットを生成することは、第１画像の複数の第１特徴点に第２画像の複数の第２特徴点を空間的に整合させることを包含してもよい。
【００８２】
選択的に、コンピュータ実行方法は更に、登録画像セットに基づいて、目的地の深度視差マップを生成することを包含してもよい。選択的に、深度視差マップを生成することは、登録画像セットにステレオマッチングアルゴリズムを適用して、深度視差マップを生成することを包含してもよい。選択的に、請求項１１のコンピュータ実行方法は更に、目的地に位置する位置識別子の回りの平面を画定すること、及び／または、位置識別子の回りの面内に実質的な平坦表面があることを判断することを包含してもよい。選択的に、第１画像と第２画像とを処理することは、第１画像に表示される位置識別子の第１特徴点を決定すること、第２画像に表示される位置識別子の対応する特徴点を決定すること、及び／または、第１特徴点及び対応する特徴点に少なくとも部分的に基づいて第１画像と第２画像とを登録すること、の１つまたは複数を包含してもよい。選択的に、コンピュータ実行方法は更に、ＵＡＶが目的地に向けた降下が完了したことを判断すること、及び／または、ＵＡＶに目的地でペイロードを解放させることの１つまたは複数を包含してもよく、ペイロードは、電子商取引ウェブサイトからオーダされたアイテムを包含する。
【００８３】
ここに記載の実施形態は、１つまたは複数のプロセッサと、プロセッサに連結されかつプログラム命令を記憶するメモリとを有するコンピューティングシステムを包含してもよく、このプログラム命令は、プロセッサにより実行されたときに、プロセッサに、少なくとも、無人航空機（ＵＡＶ）を目的地に向けて降下させ、ＵＡＶが第１位置にあるときに目的地の第１画像をＵＡＶのカメラに取得させ、第１画像は目的地に位置する位置識別子の表示を包含してもよく、ＵＡＶが第２位置にあるときに目的地の第２画像をＵＡＶのカメラに取得させ、第２画像は位置識別子の表示を包含してもよく、第１画像の複数の特徴点を決定し、複数の特徴点の少なくとも１つは位置識別子の表示に対応してもよく、第１画像の複数の特徴点のそれぞれを第２画像の対応する特徴点と対にして複数の特徴点対を生成し、第１画像の特徴点と第２画像の対応する特徴点とが同じ平面内にある複数の特徴点対を決定し、第１画像の特徴点と第２画像の対応する特徴点とが同じ平面内にない複数の第２特徴点対を決定し、複数の第１特徴点対に少なくとも部分的に基づいて第１画像と第２画像とを登録して登録画像セットを形成し、及び／または、登録画像セットに少なくとも部分的に基づいて目的地に実質的に平坦表面を使用可能であることを決定させる。
【００８４】
選択的に、プロセッサにより実行されたときに、プログラム命令は更に、プロセッサにより、実質的な平坦表面に向けてＵＡＶを降下させてもよい。選択的に、カメラのポーズは、第１画像と第２画像との間で変更してもよい。選択的に、プロセッサにより実行されたときに、プログラム命令はプロセッサに、ＵＡＶが第３高度にあるときにＵＡＶのカメラに目的地の第３画像を取得させ、この第３画像は位置識別子の表示を包含してもよく、第２画像の複数の特徴点を決定し、この第２画像の複数の特徴点の少なくとも１つは位置識別子の表示に対応してもよく、第２画像の複数の特徴点のそれぞれを第３画像の対応する特徴点と対にして複数の第２特徴点対を生成し、複数の第２特徴点対に対して、第２画像の特徴点と第３画像の対応する特徴点とが同じ平面内あることを決定し、複数の第２特徴点対に少なくとも部分的に基づいて第２画像と第３画像とを登録し、第２登録画像セットを形成し、及び／または、オブジェクトが実質的に平坦表面内にある第２登録画像セットに少なくとも部分的に基づいて決定し、及び／または、ＵＡＶが目的地に向けて降下するのを停止すること、の１つまたは複数を行わせる。選択的に、第１画像の特徴点と第２画像の対応する特徴点とが同じ平面にある複数の第１特徴点対をプロセッサに決定させるプログラム命令は、更に、プロセッサに、少なくとも、複数の第１特徴点対のそれぞれについて、第１画像の特徴点と第２画像の対応する特徴点との間の同形異義性を判断させる。選択的に、位置識別子の表示に対応する少なくとも１つの特徴点を有してもよい特徴点対は、複数の第１特徴点対に包含されてもよい。選択的に、目的地における使用可能と判断される実質的な平坦表面は、ＵＡＶからの荷物またはＵＡＶの少なくとも１つを受入れるために十分なサイズとしてもよい。
【００８５】
当業者は、いくつかの実施態様において、プロセスにより提供される機能及び上記システムは、より多くのソフトウェアモジュール若しくはルーチンに分割され、または、より少ないモジュール若しくはルーチンに統合されるように、他の方法で提供してもよいことが理解される。同様に、いくつかの実施態様では、図示したプロセス及びシステムは、他の図示のプロセスが代りにそのような機能をそれぞれ欠き若しくは含む場合、または、提供される機能の量が変更される場合等、記載したよりも多い若しくは少ない機能を提供してもよい。更に、種々の作用が、特定の方法（例えば、直列または並列で）で及び／または特定の順序で実行されるように説明されることがあるが、当業者には、他の実施態様では、作用が他の順序及び他の態様で実行してもよいことが認められる。当業者には更に、単一のデータ構造を多数のデータ構造に分割し、または、複数のデータ構造を単一のデータ構造に統合することによる等、上記のデータ構造は異なる方法で構成してもよいことが理解される。同様に、いくつかの実施態様では、説明したデータ構造は、他の説明したデータ構造が代りにそのような情報をそれぞれ欠きまたは有する場合、または、記憶された情報の量またはタイプが変更された場合等、記載よりもより多くまたは少ない情報を記憶してもよい。図に示し、ここに記載のように種々の方法及びシステムは、例示的な実施態様を表す。方法及びシステムは、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合わせで実行してもよい。同様に、他の実施態様では、方法の順序は変更されてもよく、種々の要素が追加、再順序付け、結合、省略、変更等がされてもよい。
【００８６】
上述から、説明の目的のために、特別な実施態様をここに記載してきたが、添付の請求の範囲及びここに記載の特徴の趣旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更を行ってもよいことが理解される。更に、特定の態様が特定の請求項の形態で以下に提供されているが、発明者はいずれの有効な請求項の形態における種々の態様を意図する。例えば、いくつかの態様のみがコンピュータ可読記憶媒体で具体化されるようにこれまで説明してきたが、他の態様も同様に具体化し得る。本開示の利点を有する当業者に明白であるように、種々の変形及び変更を行ってもよい。全てのそのような変形及び変更を含むことを意図しており、したがって、上記説明が限定的な意味ではなく、例示的であると考えるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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【図１６】
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