(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無人航空機（ＵＡＶ）であって、
本体と、
空中で前記ＵＡＶを推進させる１つ又は複数の推進ユニットと、
前記本体によって支持され、搭載物を支持し且つ前記搭載物が前記本体に対して第１の方向に移動することを可能にし、少なくとも１つのロッドを含む支持機構と、
を備え、
前記少なくとも１つのロッドのうち、少なくとも２つのロッドは実質的に平行であり、前記本体を通過している、無人航空機（ＵＡＶ）。
【請求項２】
前記支持機構は、前記搭載物が前記本体の上側及び下側に動くことを可能にする、請求項１に記載のＵＡＶ。
【請求項３】
前記支持機構は、前記搭載物が前記本体に対して水平方向に平行移動することを可能にする、請求項１又は請求項２に記載のＵＡＶ。
【請求項４】
前記支持機構は、前記搭載物が前記本体に対して垂直方向に平行移動することを可能にする、請求項１から請求項３の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【請求項５】
前記支持機構は、前記支持機構の少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して、前記搭載物が前記垂直方向に平行移動することを可能にする、請求項４に記載のＵＡＶ。
【請求項６】
前記支持機構は、前記少なくとも１つのロッドに配置された少なくとも１つの作動アセンブリを含む、請求項１から請求項５の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの作動アセンブリは少なくとも１つのモータを含む、請求項６に記載のＵＡＶ。
【請求項８】
前記少なくとも１つのモータは前記本体の上側に設けられる、請求項７に記載のＵＡＶ。
【請求項９】
前記少なくとも１つのモータは前記本体の下側に設けられる、請求項７又は請求項８に記載のＵＡＶ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの作動アセンブリはガイドスクリューを含み、前記ガイドスクリューは前記少なくとも１つのロッドに配置され、且つ前記搭載物と係合されており、前記少なくとも１つのモータが前記ガイドスクリューを駆動して前記搭載物を前記本体に対して平行移動させる、請求項７から請求項９の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの作動アセンブリはベルトを含み、前記ベルトは前記少なくとも１つのロッドに配置され、且つ前記搭載物と接続されており、前記少なくとも１つのモータが前記ベルトを駆動して前記搭載物を前記本体に対して平行移動させる、請求項８から請求項１０の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの作動アセンブリがロープを含み、前記ロープは前記少なくとも１つのロッドに配置され、且つ前記搭載物と接続されることにより、前記少なくとも１つのモータが前記ロープを駆動して前記搭載物を前記本体に対して平行移動させる、請求項８から請求項１０の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【請求項１３】
前記搭載物は撮像装置である、請求項１から請求項１２の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【請求項１４】
前記支持機構は、前記撮像装置に結合されたジンバルを含み、前記ジンバルは前記撮像装置が平行移動しながら１つ又は複数の回転軸で回転することを可能にする、請求項１３に記載のＵＡＶ。
【請求項１５】
前記ジンバルは、３軸ジンバルである、請求項１４に記載のＵＡＶ。
【請求項１６】
前記本体に対する前記搭載物の平行移動距離は、予め決定されている、請求項１から請求項１５の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【請求項１７】
前記ＵＡＶは、前記搭載物の平行移動を制御するコントローラを含む、請求項１から請求項１６の何れか１項に記載のＵＡＶ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
無人車両、例えば地上車両、航空車両、水上車両（ｓｕｒｆａｃｅ  ｖｅｈｉｃｌｅｓ）、水中車両、及び宇宙船が、監視、捜索及び救難活動、探査、及び他の分野を含む広範囲の応用のために開発されている。場合によっては、無人車両は、動作中にデータを収集するように構成された搭載物を装備し得る。例えば、無人航空機（ＵＡＶ）は、空撮用の、カメラ等の撮像装置を装備し得る。搭載物は、１つ又は複数の自由度で搭載物を動かす支持機構を介して、無人車両に結合され得る。
【０００２】
しかしながら、撮像装置を装備している既存の無人車両は、写真撮影において理想とは言えないことがある。大抵の場合、撮像装置を無人車両に結合することによって生じる制約に起因して、既存の無人車両は、障害物に衝突する前に、限られたショット角を取り得るにすぎないとし得る。それゆえ、既存の無人車両が、例えば、パノラマ画像のために多次元の写真撮影を達成することは、困難である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
車両、例えば無人航空機（ＵＡＶ）上での搭載物のポジショニングを支持するための改良型の機構及び方法に対するニーズが存在する。本明細書では、搭載物のポジショニングを支持するためのシステム、方法、及び支持機構が説明されている。これらは、搭載物が異なる方向に動くことを可能にし、それにより、可動性及び可操作性が良好な搭載物を達成し得る。本明細書の支持機構は、車両の中心本体によって支持されるか又はそれに取り付けられ、且つ搭載物を支持し得る。動作中、支持機構は、搭載物が、車両の構成部品又は一部、例えば車両の中心本体又は推進ユニットに対して動くことを可能にするように構成され得る。本明細書におけるＵＡＶのいずれの説明も、任意の他のタイプの車両に適用してもよく、及び逆もまた同様である。
【０００４】
本明細書の支持機構は、搭載物をＵＡＶの中心本体又は推進ユニットに対して動かすように駆動し得る１つ又は複数のアクチュエータ又は作動アセンブリを含み得る。搭載物の順応性及び操作性を更に改善するために、ジンバル又はジンバル機構は、支持機構の一部としてもよく、及び搭載物に接続し得る。本明細書で説明するようなジンバル機構は、１つ又は複数の異なる軸の周りでの搭載物の回転をもたらしてもよく、異なる軸の周りでの回転は、互いに独立して作動され得るそれぞれの異なるアクチュエータによって制御される。アクチュエータは、互いに対して位置及び向きが任意選択的に固定され、アクチュエータは、他のアクチュエータによって駆動されないとし得る。それゆえ、ジンバル機構は、様々な自由度に関して搭載物の動きを同様に制御できる。ジンバル機構は小型構成を有し、ジンバル機構によってもたらされる動きの安定性を高めながらも、ジンバル機構の体積及び重量を最小にできる又は低減できる。
【０００５】
本発明の一態様では、無人航空機（ＵＡＶ）を説明する。無人航空機は中心本体を含む。無人航空機は、空中でＵＡＶを推進させるように構成された１つ又は複数の推進ユニットを更に含む。無人航空機は、中心本体によって支持された支持機構を更に含み、支持機構は、搭載物を支持するように構成され、且つ搭載物が中心本体に対して平行移動（ｔｒａｎｓｌａｔｅ）することを可能にするようにする。
【０００６】
本発明の別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）上での搭載物のポジショニングを制御するためのリモートコントローラを説明する。リモートコントローラは、上述のようにＵＡＶを制御するためのユーザ制御命令を生成するように構成されたプロセッサを含む。リモートコントローラは、ユーザ制御命令をＵＡＶに送信するように構成された通信ユニットを更に含み、ユーザ制御命令は、搭載物を中心本体に対して平行移動させるための、支持機構に対する命令を含む。
【０００７】
本発明の別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）上での搭載物のポジショニングを制御するための方法を説明する。方法は、ＵＡＶの中心本体上で支持機構を支持するステップを含む。方法はまた、空中でＵＡＶを推進させる１つ又は複数の推進ユニットを動作させるステップを含む。方法は、支持機構を使用して搭載物を支持するステップを更に含む。方法は、支持機構を作動させて、搭載物が中心本体に対して平行移動することを可能にするステップを更に含む。
【０００８】
本発明の別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）を説明する。ＵＡＶは中心本体を含む。ＵＡＶはまた、空中でＵＡＶを推進させるように構成された１つ又は複数の推進ユニットを含む。ＵＡＶは、中心本体によって支持された支持機構を更に含み、支持機構は、搭載物を支持し且つ搭載物が中心本体を通過することを可能にするように構成されている。
【０００９】
本発明の別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）上での搭載物のポジショニングを制御するためのリモートコントローラを説明する。リモートコントローラは、上述のようにＵＡＶを制御するためのユーザ制御命令を生成するように構成されたプロセッサを含む。リモートコントローラはまた、ユーザ制御命令をＵＡＶに送信するように構成された通信ユニットを含み、ユーザ制御命令は、搭載物が中心本体を通過することを可能にする、支持機構に対する命令を含む。
【００１０】
本発明の別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）上での搭載物のポジショニングを制御するための方法を説明する。方法は、ＵＡＶの中心本体上で支持機構を支持するステップを含む。方法はまた、空中でＵＡＶを推進させる１つ又は複数の推進ユニットを動作させるステップを含む。方法は、支持機構を使用して搭載物を支持するステップを更に含む。方法は、支持機構を作動させて、搭載物が中心本体を通過することを可能にするステップを更に含む。
【００１１】
本発明の別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）上の搭載物を支持するように構成された支持機構を説明する。支持機構は１つ又は複数のガイドを含む。支持機構はまた、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して平行移動することを可能にするように構成された第１のアクチュエータを含む。支持機構は、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にするように構成された第２のアクチュエータを更に含む。
【００１２】
本発明の別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）上での搭載物のポジショニングを制御するためのリモートコントローラを説明する。リモートコントローラは、上述のように支持機構を制御するためのユーザ制御命令を生成するように構成されたプロセッサを含む。リモートコントローラはまた、ユーザ制御命令をＵＡＶに送信するように構成された通信ユニットを含み、ユーザ制御命令は、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して平行移動することを可能にする支持機構に対する命令、及び搭載物が１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にする支持機構に対する命令を含む。
【００１３】
本発明の別の態様では、無人航空機（ＵＡＶ）上の搭載物を支持する方法を説明する。方法は、１つ又は複数のガイドを提供するステップを含む。方法はまた、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して平行移動することを可能にするように第１のアクチュエータを構成するステップを含む。方法は、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にするように第２のアクチュエータを構成するステップを更に含む。
【００１４】
本発明の異なる態様が、互いに個別に、まとめて、又は組み合わせて評価され得ることが理解される。本明細書で説明する本発明の様々な態様は、下記で説明する特定の応用のいずれかに、又は任意の他のタイプの可動物体のために適用され得る。航空車両の本明細書でのいずれの説明も、任意の可動物体、例えば任意の車両に適用し、且つ使用され得る。更に、空中でのモーション（例えば、飛行）との関連で本明細書で開示した装置及び方法はまた、他のタイプのモーション、例えば地面又は水面でのモーション、水面下のモーション、又は空間でのモーションの関連において適用され得る。
【００１５】
本発明の他の目標及び特徴は、明細書、特許請求の範囲、及び添付図面を検討することにより、明らかとなる。
【００１６】
参照による援用
本明細書において言及される全ての出版物、特許、及び特許出願は、個別の出版物、特許、又は特許出願のそれぞれの全体が参照することにより援用されるように具体的及び個別に示された場合と同じ程度で、参照することにより本書に援用される。
【００１７】
本発明の新規の特徴は、添付の特許請求の範囲において詳細に説明される。本発明の特徴及び利点は、本発明の原理が用いられる説明に役立つ実施形態を説明する以下の詳細な説明、及び添付図面を参照することにより、より良好に理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による支持機構を備える無人航空機（ＵＡＶ）の概略図を示す。
【図２】本発明の実施形態による、搭載物を上方に動かすことができる支持機構を備える、図１のＵＡＶの概略図を示す。
【図３】本発明の実施形態による支持機構を備えるＵＡＶの例である。
【図４】本発明の実施形態による、搭載物が底部位置にある、図３のＵＡＶの正面図である。
【図５】本発明の実施形態による、図４の領域「Ｉ」の拡大図である。
【図６】本発明の実施形態による、搭載物が底部にある、図３のＵＡＶの側面図でる。
【図７】本発明の実施形態による、搭載物が最上の位置にある、図３のＵＡＶの正面図である。
【図８】本発明の実施形態による、図７のＵＡＶの側面図である。
【図９】本発明の実施形態による、図３のＵＡＶを垂直方向から見た図である。
【図１０】本発明の実施形態による、支持機構を備えるＵＡＶの別の例である。
【図１１】本発明の実施形態による、搭載物が底部位置にある、図１０のＵＡＶの正面図である。
【図１２】本発明の実施形態による、図１１の領域「ＩＩ」の拡大図である。
【図１３】本発明の実施形態による、搭載物が底部位置にある、図１１のＵＡＶの側面図である。
【図１４】本発明の実施形態による、搭載物が最上の位置にある、図１１のＵＡＶの正面図である。
【図１５】本発明の実施形態による、図１１のＵＡＶの側面図である。
【図１６】本発明の実施形態による、図１１のＵＡＶを垂直方向から見た図である。
【図１７】本発明の実施形態による搭載物のポジショニングを制御するための方法を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の実施形態による搭載物のポジショニングを制御する別の方法を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の実施形態による搭載物のポジショニングを制御する更なる方法を示すフローチャートである。
【図２０】本発明の実施形態による可動物体を示す。
【図２１】実施形態に従って可動物体を制御するシステムのブロック図による概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書で説明するような装置、機構及び方法は、車両の１つ又は複数の構成部品又は部分に対する、例えば、無人航空機（ＵＡＶ）の中心本体（本体）又は推進ユニットに対する搭載物のポジショニングを制御する。搭載物は、支持機構によって車両に結合され、且つ支持機構は、搭載物が車両の１つ又は複数の構成部品に対して平行移動することを可能にし得るか又は搭載物をそのように駆動し得る。支持機構は、搭載物を支持し、且つ１つ又は複数のアクチュエータ又は作動アセンブリを使用して搭載物を駆動して動かすように構成され得る。支持機構は、１つ又は複数のガイドと、１つ、２つ又はそれを上回る数のアクチュエータとを含み得る。１つ又は複数のアクチュエータは、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して平行移動することを可能にするように構成され得る。別の１つ又は複数のアクチュエータは、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にするように構成され得る。幾つかの実施形態では、１つ又は複数のガイドは、中心本体上に配置されるか又はその内部に固定される１つ又は複数のバー又はロッドとしてもよく、及び搭載物は、バー又はロッドに沿って動いて、車両の中心本体に対して平行移動し得るか、又は車両の中心本体を通過し得る。
【００２０】
本明細書の支持機構は、任意選択的に、搭載物に結合されるジンバル機構を含み得る。ジンバル機構は、単軸又は複数の軸（例えば、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上等）の周りで搭載物を回転させ得る。各軸に対し、ジンバル機構は、対応するジンバル構成部品を含んでもよく、ジンバル構成部品は、アクチュエータ及び／又はフレーム構成部品を含み得る。それゆえ、ジンバル機構は、多自由度に関して搭載物の動きを同様に制御できる。更に、本明細書で説明するようなジンバル機構は、少なくとも１つの軸、２つの軸、又は３つの異なる軸の周りでの搭載物の回転をもたらしてもよく、それら軸の周りでの回転は、互いに独立して作動され得る対応するアクチュエータによって制御され得る。アクチュエータは、互いに位置及び向きが固定され、どちらのアクチュエータも他方のアクチュエータによって駆動されないようにし得る。本明細書で説明するジンバル機構は、ジンバル機構の体積及び／又は重量を最小限にするか又は低減させることができる一方、搭載物の回転安定性を高める小型構成を有し得る。
【００２１】
本明細書で説明する車両は、航空車両、例えば無人航空機（ＵＡＶ）としてもよく、及び空撮のために、撮像装置、例えば、カメラ等の搭載物を装備し得る。ＵＡＶの本明細書でのいずれの説明も、任意のタイプの車両、例えば任意のタイプの航空車両又は飛行できる車両に適用し得る。任意のタイプの車両のいずれの説明も、任意の車両又は任意の他のタイプの車両に適用し得る。搭載物は、支持機構によって支持されることができ、支持機構は、搭載物に動きをもたらす上述のようなジンバル機構を任意選択的に含み得る。体積及び重量が制限され得るＵＡＶに搭載物が結合されるとき、搭載物も、小さく且つ軽量とし得る。搭載物を支持するためにＵＡＶに結合されるべき支持機構も、搭載物に安定的なモーションをもたらしながらも、低体積及び低重量を有し得る。これにより、搭載物、例えば撮像装置が、多くの異なる位置及び／又は向きから眺めを撮ることができるようにし得る。搭載物の位置は、搭載物、支持機構、及び／又はＵＡＶに配置され得る１つ又は複数のセンサ、例えば慣性センサ又はホール効果センサを用いて決定され得る。
【００２２】
ＵＡＶに対する搭載物の動きは、支持機構の構成に基づいて、多くの異なる方法で実施され得る。幾つかの実施形態では、支持機構は、搭載物がＵＡＶの中心本体に対して平行移動することを可能にするように構成され得る。搭載物は、中心本体に対して垂直方向に平行移動し得る、及び／又はＵＡＶの構成部品、例えば中心本体に対して水平方向に平行移動し得る。支持機構はまた、搭載物がＵＡＶの中心本体又は推進ユニットの上側及び下側に動くことを可能にするように構成され得る。支持機構は、搭載物がＵＡＶの中心本体を通過することを可能にするように更に構成され得る。本明細書で説明するような動きは、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニットに対する搭載物の垂直運動及び水平運動のうちの少なくとも一方とし得る。幾つかの実施形態では、支持機構は、搭載物が、水平方向には全く平行移動する必要なく、垂直方向に平行移動することを可能にするように構成され得る。幾つかの他の実施形態では、支持機構は、搭載物が、水平方向の平行移動を可能にする間、垂直方向に平行移動することを可能にするように構成され得る。搭載物の動きは、支持機構の少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して開始し得る。ＵＡＶに対する搭載物のそのような平行移動は、搭載物の利用に更なる順応性及び多用途性を提供し得る。例えば、搭載物の位置がＵＡＶに対して切り替わるため、搭載物に対して異なる視点が与えられ得る。搭載物を使用して、ロケーションを変更することにより、ＵＡＶの下側及び上側の情報を収集し得る。
【００２３】
支持機構及び支持機構の回転部分（例えば、ジンバル）の平行移動部分の動作は、互いに独立して又は組み合わせて実施され得る。例えば、支持機構の平行移動部分は、ジンバルによって駆動された搭載物の回転を可能にする間、搭載物が垂直方向に平行移動することを可能にし得る。更に、支持機構は、搭載物が回転する必要なく、搭載物が平行移動すること（例えば、垂直方向又は水平方向に）を可能にし得る。このようにして、本発明の幾つかの実施形態は、ジンバルが全く関与することなく、実施され得る。
【００２４】
ここで図面を参照すると、図１及び図２は、それぞれ、支持機構１１を備える無人航空機（ＵＡＶ）１０の例を概略的に示す。搭載物１５は支持機構によって支持され、支持機構は、ＵＡＶに対して搭載物が動くことを可能にし得る。
【００２５】
ＵＡＶ１０は、中心本体１２と、中心本体１２にそれぞれ配置されたフレームアセンブリ１３とを含み得る。フレームアセンブリ１３にはそれぞれ、複数の推進ユニット１４が装着され得る。図１は、搭載物１５がＵＡＶの中心本体の下側にある時点を示す。図２は、搭載物１５がＵＡＶの中心本体の上側にある時点を示す。
【００２６】
ＵＡＶを使用して積載物を支持し得る。積載物は、支持機構及び／又は搭載物を含み得る。ＵＡＶの中心本体は、任意選択的に積載物を支持する。ＵＡＶは、積載物を支持しながら、飛行できるとし得る。
【００２７】
幾つかの実施形態では、フレームアセンブリは、中心本体から延在し得る１つ又は複数のアーム又はブランチとし得る。フレームアセンブリは、中心本体から放射状に延在し得る。各フレームアセンブリは、単一の推進ユニットを支持してもよいし、又は複数の推進ユニットを支持してもよい。推進ユニットは、１つ又は複数のロータブレードと、１つ又は複数のロータブレードの動きを駆動し得るアクチュエータとを含み得る。ＵＡＶには、任意の数のフレームアセンブリが設けられ得る。例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又はそれを上回る数のフレームアセンブリが中心本体から延在し得る。フレームアセンブリは、中心本体に対して実質的に横方向に延在し得る。推進ユニットは、中心本体と同一平面上になるように位置決めされ得る。或いは、推進ユニットは、中心本体の上側及び／又は中心本体の下側にあってもよい。中心本体に対する推進ユニットのロケーションは、固定されたままであってもよいし、又は可変としてもよい。場合によっては、フレームアセンブリの、互いに対する及び／又はＵＡＶの中心本体に対する鉛直角は、同じ状態のままでもよいし、又は可変としてもよい。
【００２８】
中心本体は、ＵＡＶの１つ又は複数の電気的構成部品を支持し得る。電気的構成部品の例は、限定されるものではないが、フライトコントローラ、１つ又は複数のプロセッサ、メモリ記憶ユニット、慣性計測装置（ＩＭＵ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）ユニット、１つ又は複数のセンサ、通信ユニット、及び／又はパワーユニット（例えば、バッテリー）を含み得る。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の電気的構成部品は、中心本体のハウジング内に部分的に又は完全に入れられ得る。１つ又は複数の電気的構成部品は、中心本体内にある１つ又は複数のキャビティに格納され得る。
【００２９】
搭載物は、様々な機能を果たすように構成され得る。更に、搭載物は、いずれの動作又は機能も果たさないように構成され得る。搭載物の例は、データを収集する装置（例えば、撮像装置（可視光、赤外線、紫外線（ＵＶ）、地熱又は任意の他のタイプの放射）；１種又は複数種の粒子を検出する装置；磁場、電場、放射場（ｒａｄｉｏ  ｆｉｅｌｄ）等の場を検出する装置；放射線検出器；マイクロホン、本明細書の他の箇所で詳細に説明されるような任意のタイプのセンサ、放射をもたらす装置（例えば、発光体、イメージエミッタ、発熱体、電波発信源（ｒａｄｉｏ  ｅｍｉｔｔｅｒ）、無線信号エミッタパーティクルエミッタ）、環境と相互作用する装置（例えば、ロボットアーム、サンプルコレクター、液体分配器、殺虫剤又は肥料散布装置）、又は任意の他のタイプの装置、又はこれらの組み合わせを含み得る。搭載物はまた、１つ又は複数の標的、例えば、センサ周囲の環境を調査するための１つ又は複数のセンサを含み得る。搭載物には、任意の好適なセンサ、例えば画像捕捉装置（例えば、カメラ）、オーディオ捕捉装置（例えば、パラボラマイクロホン）、赤外線撮像装置、又は紫外線（ＵＶ）撮像装置が組み込まれ得る。センサは、静的センシングデータ（例えば、写真）又は動的センシングデータ（例えば、映像）を提供し得る。幾つかの実施形態では、センサは、搭載物装置の標的に関するセンシングデータを提供し得る。その代わりに又はそれと組み合わせて、搭載物は、１つ又は複数の標的に信号を提供するための１つ又は複数のエミッタを含み得る。任意の好適なエミッタ、例えば照明光源又は音源を使用し得る。幾つかの実施形態では、搭載物は、可動物体から遠いところにあるモジュールと通信する等のために、１つ又は複数の送受信機を含み得る。任意選択的に、搭載物は、環境又は標的と相互作用するように構成され得る。例えば、搭載物は、ロボットアーム等の物体を操作できるツール、器具、又は機構を含み得る。搭載物は、ジンバル又はジンバル機構を介して支持機構に取り外し可能に結合され得るか又は装着され得る。更に、本明細書で使用されている搭載物は、ジンバルによって支持される積載物又は物体のいずれかの部品を指し得る。
【００３０】
幾つかの実施形態では、搭載物は、撮像装置の視野内にある物体の１つ又は複数の画像を取得及び／又は送信するように構成された撮像装置を含み得る。撮像装置の例は、カメラ、ビデオカメラ、赤外線撮像装置、紫外線撮像装置、サーマルイメージング装置、カメラ付きのスマートフォン／携帯電話、又は光信号を捕捉することができる任意の装置を含み得る。非撮像装置は、音、粒子、液体等を収集又は分配する等のための任意の他の装置を含み得る。非撮像装置の例は、マイクロホン、拡声器、粒子又は放射線検出器、消火ホース等を含み得る。カメラ搭載物の本明細書でのいずれの説明も、他のタイプの搭載物装置に適用され得る。
【００３１】
支持機構は、ＵＡＶの任意の好適な部分に結合され得る。例えば、支持機構は中心本体に結合され得る。例えば、支持機構は、中心本体が中空構造を有するものとして設計及び製造されるときに、中心本体の内縁又は外縁に結合され得る。支持機構は、ＵＡＶの中心本体の上側及び下側に延在するように構成され得る。中心本体の上側に延在する支持機構の長さは、中心本体の下側に延在する支持機構の長さに等しいとし得る。或いは、中心本体の上側に延在する支持機構の長さは、中心本体の下側に延在する支持機構の長さよりも長いとし得る、又は逆もまた同様である。支持機構は、ＵＡＶの中心本体を通過し得る。場合によっては、支持機構の横寸法は、中心本体の横寸法を越えない。或いは、支持機構の横寸法は、中心本体の横寸法を越えて広がり得る。
【００３２】
支持機構は、任意選択的に細長い構造を有し得る。支持機構の長さ部分は、ＵＡＶの推進ユニットを含む平面に対して垂直であるとし得る。例えば、支持機構は、ＵＡＶの中心本体に対して実質的に垂直に向けられ得る。或いは、支持機構の長さ部分は、ＵＡＶの推進ユニットを含む平面に対して平行であるとし得る。例えば、支持機構は、ＵＡＶの中心本体に対して実質的に水平に向けられ得る。場合によっては、支持機構の長さ部分は、ＵＡＶの推進ユニットを含む平面に対して任意の角度にあってもよい。例えば支持機構は、ＵＡＶの中心本体に対して実質的に斜角であるとし得る。
【００３３】
ＵＡＶと支持機構との間の結合部は、固定継手とし得る。場合によっては、ＵＡＶ（例えば、ＵＡＶの任意の構成部品）に対する支持機構のポジショニング及び／又は向きは固定されてもよい。或いは、ＵＡＶ（例えば、ＵＡＶの任意の構成部品）に対する支持機構のポジショニング及び／又は向きは、可変としてもよい。そのようなポジショニング及び／又は向きは、ユーザによって手動で、又は１つ又は複数のアクチュエータを用いて、変更され得る。場合によっては、ＵＡＶと支持機構との間の結合部は、いくらかの振動減衰性を与え得る。振動減衰性は、垂直方向、水平方向、又はそれらの任意の組み合わせにおける振動を低減させ得る。場合によっては、振動減衰機構は、支持機構に、ＵＡＶに対するその向きを維持させるようにし得る。場合によっては、振動減衰機構は、ＵＡＶに対する支持機構の向きにおいて、いくらかの変動を可能にし得る。支持機構は、支持機構によって支持される搭載物がＵＡＶに対して動く又は平行移動することを可能にし得る。ＵＡＶに対するポジショニング、向き、及び／又は動きのいずれの説明も、ＵＡＶの任意の構成部品に対するポジショニング、向き、及び／又は動きに適用し得る。ＵＡＶの構成部品の例は、限定されるものではないが、中心本体、フレームアセンブリ（例えば、アーム又はブランチ）、推進ユニット、着陸用スタンド、電子的構成部品、センサ、コントローラ、メモリユニット、パワーユニット（例えば、バッテリー）、又はＵＡＶの任意の他の構成部品を含み得る。
【００３４】
本発明の幾つかの実施形態では、搭載物は、支持機構によって駆動されて、搭載物を動かすように案内する１つ又は複数のガイドを支持機構が含むときに、支持機構の長さ部分に沿って平行移動し得る。搭載物は、ＵＡＶに対して平行移動し得る。搭載物は、静的基準系（例えば、環境）に対して平行移動し得る。例えば、搭載物は、重力の方向に対して平行移動し得る。例えば、図１及び図２に示すように、支持機構は、搭載物が垂直方向に平行移動することを可能にし得る（例えば、支持機構の底端部から支持機構の上端部まで、又は支持機構の上端部から支持機構の底端部まで）。このようにして、支持機構は、搭載物がＵＡＶの中心本体又は推進ユニットの下側又は上側に平行移動することを可能にする。更に、支持機構は、搭載物が中心本体を通過できるようにし得る。それゆえ、搭載物が撮像装置として供されるとき、撮像装置をＵＡＶの中心本体又はブレードの下側又は上側で動かすことによって、又は撮像装置をＵＡＶの中心本体に通過させるように動かすことによって、柔軟な撮影角度での及び遮るもののない視野での空撮が実現され得る。これにより、遮るもののない、より広範囲の捕捉画像を提供し得る。例えば、ユーザが、ＵＡＶの下側の画像を撮りたい場合、撮像装置は、ＵＡＶの中心本体の下側に位置決めされて、ＵＡＶの中心本体及び／又は推進ユニットによって遮られることなく、広範囲のビューイングオプションを提供し得る。ユーザがＵＡＶの上側で画像を撮りたい場合、撮像装置はＵＡＶの中心本体の上側に取り込まれて、ＵＡＶの中心本体及び／又は推進ユニットによって遮られることなく、中心本体の上側で広範囲のビューイングオプションを提供し得る。
【００３５】
支持機構は、搭載物がＵＡＶに対して平行移動することを可能にし得る。搭載物は、支持機構の長さ部分に沿って平行移動し得る。搭載物は、支持機構の全長を移動（ｔｒａｖｅｒｓｅ）し得る。場合によっては、搭載物は、支持機構の先端（例えば、支持機構の底部及び／又は支持機構の頂部）にある静的ビューイング位置に到達し得る。場合によっては、搭載物は、支持機構の長さ部分に沿ったどこかの静的ビューイング位置に到達し得る。例えば、搭載物は、支持機構の先端間のどこかで停止し得る。場合によっては、搭載物は、支持機構の先端間の１つ又は複数の定位置において停止し得る。或いは、搭載物は、支持機構の先端間の任意の点で停止することができる。
【００３６】
搭載物は、ＵＡＶに対して、１つ又は複数の軸の周りで回転できる。搭載物は、搭載物が支持機構に沿って停止されると、回転し得る。場合によっては、搭載物は、搭載物がもはや平行移動動作をしていないときにのみ、回転し得る。或いは、搭載物は、回転、及び平行移動動作を同時に行い得る。搭載物は、支持機構に沿って移動しながら、回転し得る。
【００３７】
本明細書で説明するような支持機構は、様々な構造又は配置構成を有するように構成され得る。場合によっては、支持機構は、少なくとも１つのロッド又はバーを有し、ロッド又はバーは、搭載物を支持し、且つ搭載物をロッド又はバーに沿って動かすように駆動し得る。他の幾つかの場合では、支持機構は、互いに実質的に平行であるように配置された２つのロッド又はバーを有し、それにより、支持機構は、１つ又は複数のアクチュエータ、例えば、モータを作動させることによって、搭載物が２つのロッド又はバーに沿って動くことを可能にし得る。場合によっては、単一のロッド又はバーが、搭載物のモーションを駆動し得る一方、１つ又は複数の他のロッド又はバーが、搭載物に安定性又は支持をもたらす。或いは、複数のロッド又はバーが、搭載物のモーションを駆動し得る。
【００３８】
ＵＡＶに対する搭載物の動きを可能にするために、支持機構は、１つ又は複数のアクチュエータ又は作動アセンブリを含み得る。アクチュエータは、１つ又は複数の可動部品を含み得る。アクチュエータは、ＵＡＶの任意の構成部品、例えばＵＡＶの中心本体又は推進ユニットに対して搭載物が動くことができるようにし得る。アクチュエータは、回転運動又はトルクを生じるように構成されたロータリーアクチュエータとし得る。アクチュエータは、自動式又はマシンドリブン式構成部品、例えば電動モータを含み得る。場合によっては、モータは、ブラシレスモータを含み得る。幾つかの実施形態では、モータは、ベルト、チェーン又はギアボックスから、全く低減されることなく回転力を獲得できる直接駆動式のモータとし得る。更に、直接駆動モータは、例えば、トルクのむらによる又はロストモーションすなわち空動きによる悪影響を受けることなく、高速で、高精度のポジショニングを提供し得る。場合によっては、モータはサーボモータを含み得る。サーボモータは、モータと、センサと、モータを精密制御するためのコントローラとを含み得る。サーボモータは、モータ及びモータに結合された搭載物の位置、速さ、及び／又は加速度を検出するためのセンサ（例えば、ホールセンサ又は電位差計）を含み得る。コントローラは、センサからデータ（例えば、情報）を受信し、及び更に、モータの角度位置、速度、加速度及び／又はトルクを所望通りに制御し得る。その代わりに又はそれと組み合わせて、アクチュエータは、手動で操作される構成部品、例えばレバー、ハンドル、ノブ、又はティルト機構を含み得る。搭載物は、対応するアクチュエータ（例えば、モータ）の作動に応答して、動き始めてもよい。
【００３９】
１つ又は複数のアクチュエータを含むシステムを作動させることによって、搭載物をＵＡＶに対して平行移動させ得る。例えば、１つ又は複数のアクチュエータは、搭載物に支持機構の長さ部分を移動させ得る。支持機構が１つ又は複数のロッド／バーを含む場合、アクチュエータは、１つ又は複数のロッド／バーの長さ部分に沿って動くように搭載物を駆動し得る。アクチュエータは、１つ又は複数のロッド／バーの１つ又は複数の構成部品を動かして、ロッド／バーに沿った搭載物の動きを生じ得る。
【００４０】
１つ又は複数のアクチュエータを含む作動アセンブリは、搭載物をＵＡＶに対して回転させ得る。例えば、１つ又は複数のアクチュエータは、１つ、２つ、３つ又はそれを上回る数の軸の周りで搭載物をＵＡＶに対して回転させることを可能にし得るジンバル機構の一部とし得る。１つ、２つ、３つ又はそれを上回る数の軸は、原点の状態（ｏｒｉｇｉｎａｌ  ｓｔａｔｅ）において互いに直交し得る。或いは、それら軸は、互いに直交している必要はない。軸は、搭載物のピッチ軸、ヨー軸、及び／又はロール軸を含み得る。
【００４１】
幾つかの実施形態では、アクチュエータは、アクチュエータの作動に影響を及ぼす命令をもたらす電子信号を受信し得る。場合によっては、命令は、リモートコントローラ（例えば、ユーザ制御命令又はコマンド）からもたらされ得る。作動させるためのユーザ制御命令は、人為的な入力に応答して受信され得る。ユーザが、搭載物のポジショニング／向き、及び／又は搭載物の動きを指定できる。ユーザは、搭載物の動きを直接的に手動で制御し得るため、ユーザからの入力は、搭載物による応答に直接つながる。例えば、ユーザが「上昇」コマンドを提供する間、搭載物は上方に動き、及びユーザが「上昇」コマンドをもたらすのをやめると、上方への動きをやめ得る。或いは、制御は自動化又は半自動化され得る。例えば、ユーザは、搭載物の所望の位置を指定してもよく、及びシステムは、搭載物を所望の位置に自動的に動かし得る。例えば、ユーザが、カメラが最上位置にあり且つ上方へ４５度の角度が付けられているというユーザの希望を指定する場合、システムは、搭載物をその位置へ自動的に動かし得る。場合によっては、ユーザは、手動制御と自動化又は半自動化制御モードとの間で切り換えることができる。その代わりに又はそれと併せて、作動させるためのコマンドが、全く人為的な干渉がなくても、コントローラによって自動的に生成され得る。自動生成は、リモートコントローラ又はＵＡＶ搭載コントローラにおいて生じ得る。自動生成は、１つ又は複数の検知した状況（例えば、環境、ＵＡＶ、支持機構、及び／又は搭載物に関して検知した状況）に応答して生じ得る。
【００４２】
アクチュエータは、電子信号に応答して作動し得る。アクチュエータが作動することにより、アクチュエータに結合されたフレーム及び／又は構成部品を直接駆動し得る。例えば、搭載物が結合され得るジンバルが作動され、及び／又は支持機構の平行移動部分が作動され得る。アクチュエータの作動によって、アクチュエータに直接結合された構成部品を、直接、１つ又は複数の軸の周りで回転させ得るか、又はアクチュエータの縦軸に対して平行に平行移動させ得る。本明細書では、作動は、搭載物を、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニットに対して動くようにさせ得る又はそのように駆動し得る（例えば、平行移動式及び／又は回転式に）。
【００４３】
搭載物は、ＵＡＶに対して一定速度で平行移動し得る。場合によっては、搭載物の動きは、最高限界速度を超えないとし得る。場合によっては、搭載物は、ＵＡＶに対して可変速度で平行移動し得る。場合によっては、ＵＡＶに対する搭載物の速度及び／又は加速度は、ユーザからの入力に依存し得る。ユーザは、搭載物の平行移動の速度及び／又は加速度を手動で制御し得る。或いは、搭載物の平行移動の速度及び／又は加速度は、自動又は半自動的に制御され得る。同様に、搭載物は、ＵＡＶに対して一定速度で回転し得る。場合によっては、搭載物の回転は、最高限界速度を超えないとし得る。場合によっては、搭載物は、ＵＡＶに対して可変速度で回転し得る。場合によっては、ＵＡＶに対する搭載物の角速度及び／又は角加速度は、ユーザからの入力に依存し得る。ユーザは、搭載物の角速度及び／又は角加速度を手動で制御し得る。或いは、搭載物の角速度及び／又は角加速度は、自動又は半自動的に制御され得る。
【００４４】
幾つかの実施形態では、搭載物は、少なくとも約１ｍｍ／秒、２ｍｍ／秒、３ｍｍ／秒、５ｍｍ／秒、１ｃｍ／秒、２ｃｍ／秒、３ｃｍ／秒、４ｃｍ／秒、５ｃｍ／秒、７ｃｍ／秒、１０ｃｍ／秒、１５ｃｍ／秒、２０ｃｍ／秒、２５ｃｍ／秒、３０ｃｍ／秒、４０ｃｍ／秒、５０ｃｍ／秒、７５ｃｍ／秒、又は１ｍ／秒の速度で平行移動できるとし得る。場合によっては、搭載物は、本明細書でもたらされた値のいずれか又はそれを下回る最大平行移動速度を有し得る。
【００４５】
構成部品（例えば、フレーム）の回転方向は、時計回りでも反時計回りでもよい。作動によって、時計回り方向又は反時計回り方向の構成部品の回転に影響を及ぼし得る。アクチュエータは、時計回り及び反時計回り方向の双方の回転を制御することを可能にし得る。時計回り方向又は反時計回り方向の構成部品の回転によって、搭載物を、支持機構の１つ又は複数のガイドに沿って、図２に例示的に示すように支持機構がガイドの反対側に到達するまで、動かし得る。場合によっては、アクチュエータの回転方向を変更して、搭載物のモーションの方向を変更し得る（例えば、平行移動方向を変更する、又は回転方向を変更する）。
【００４６】
場合によっては、支持機構は、支持機構に沿った搭載物による距離を測定するための１つ又は複数の距離測定構成部品を提供し得る。場合によっては、ＵＡＶの構成部品及び／又は支持機構の端部に対する搭載物の位置が決定され得る。このようにして、ＵＡＶに対する搭載物の動きは、精密に制御され得るため、搭載物によって実行されるような対応するタスクは、所望の又は要求されたロケーションにおいて完了され得る。動いた距離は、搭載物が動く絶対距離としても、又は異なる基準点（例えば、支持機構の端部、ＵＡＶの１つ又は複数の構成部品）の選択に基づいた相対距離としてもよい。支持機構に沿った搭載物の位置は、高い特異度（ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  ｓｐｅｃｉｆｉｃｉｔｙ）に決定され得る。場合によっては、搭載物の位置は、数ｃｍ以内、１ｃｍ、５ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、又は０．１ｍｍ又はそれを下回る値に決定され得る。搭載物が動いた距離は、異なる条件に従って、又は異なる目的のために、例えば、空撮、監視等のために、予め決定され得るか又は事前設定され得る。線形位置に加えて、搭載物の回転位置も、同様に決定され得る。搭載物に対する１つ又は複数の軸の周りでの回転の角度は、精密に制御され得る。場合によっては、搭載物の角度位置は、１０度以内、５度、３度、２度、１度、０．５度、又は０．１度、又はそれを下回る値に決定され得る。
【００４７】
幾つかの実施形態では、固定基準系（例えば、周囲環境）に対する及び／又は互いに対するＵＡＶ、支持機構、及び／又は搭載物の動きは、端末によって制御され得る。端末は、ＵＡＶ、支持機構、及び／又は搭載物から離れたロケーションにある遠隔制御装置又はリモートコントローラとし得る。任意の好適なユーザ入力、例えば、航空車両上での搭載物のポジショニングを制御するための、手動で入力されたコマンド、音声制御、ジェスチャー制御、又は位置制御（例えば、端末の動き、ロケーション又は傾きによって）を使用して、端末と相互作用できる。遠隔端末は、１つ又は複数のボタン、ジョイスティック、キー、トラックボール、タッチパッド、タッチスクリーン、マイクロホン、慣性センサ、熱センサ、カメラ、又は１人又は複数のユーザと対話することを可能にし得る任意の他のユーザ対話型装置を含み得る。
【００４８】
端末は、更に、ＵＡＶ、支持機構、及び／又は搭載物の任意の好適な状態を制御するために使用され得る。例えば、端末を使用して、固定基準系に対する及び／又は互いに対するＵＡＶ、支持機構、及び／又は搭載物の位置及び／又は向きを制御し得る。幾つかの実施形態では、端末を使用して、ＵＡＶ、支持機構、及び／又は搭載物の個々の要素、例えば支持機構の作動アセンブリ、搭載物のセンサ、又は搭載物のエミッタを制御し得る。端末は、通信ユニット、例えば、ＵＡＶ、支持機構、又は搭載物のうちの１つ又は複数と通信するように適合された無線通信ユニット装置を含み得る。端末は、ＵＡＶ、支持機構、及び／又は搭載物の情報を視覚的に又は図形で示すための好適な表示ユニットを含み得る。
【００４９】
図３は、本発明の実施形態による、支持機構を備えるＵＡＶ３０の例である。
【００５０】
ＵＡＶ３０は、中心本体３１と、中心本体にそれぞれ配置された１つ又は複数のフレームアセンブリ３２（例えば、アーム又はブランチ）と含み得る。中心本体から延在するフレームアセンブリには、それぞれ、複数の推進ユニット３３が装着されている。更に、ＵＡＶは１つ又は複数の支持部材３４を含み、支持部材は、表面（例えば、地面）に置かれるときにＵＡＶを支持するために設けられ得る。
【００５１】
中心本体３１は、多角形形状を有する平坦な構造として設計され得る。多角形は、規則的な形状、例えば円、三角形、四角形（例えば、正方形、長方形、台形、又は菱形）、六角形、八角形等とし得る。中心本体は、任意選択的に、中心孔又はキャビティ３５を有し得る。多角形内に置かれたキャビティは、多角形と同じ形状を有しても、又は外側の多角形とは異なる形状を有してもよい。例えば、キャビティは、中心本体の中心において、円、三角形、四角形（例えば、正方形、長方形、台形、又は菱形）、六角形、又は八角形の形状を有するように設計され得る。幾つかの実施形態では、中心本体は、マルチレイヤー構造、例えば、図３に示すように間隙を有して互いに平行な２つの層３１１及び３１２を有するように設計され得る。複数の層は、同じ形状又は寸法を有し得る、又は異なる形状又は寸法を有し得る複数のプレートによって形成され得る。推進ユニットと結合されるフレームアセンブリは、それぞれ、層間において、多角形の頂点で中心本体に結合され得る。例えば、８個のフレームアセンブリが設けられる場合、それらフレームアセンブリは、八角形の中心本体の頂点に置かれ得る。このようにして、ＵＡＶの構造的な配置構成は、より単純化され且つ小型になり、及びＵＡＶの良好なバランス、堅固さ及び安定化が達成され得る。
【００５２】
各推進ユニットを使用して、ＵＡＶが、それぞれ３自由度までの平行移動及び／又は３自由度までの回転に関して、離陸、着陸、ホバリング、及び空中を動くことができるようにする。推進ユニットは、１つ又は複数のロータ３３１を含み得る。ロータは、ロータ３３１のシャフトに結合された１つ又は複数のロータブレード３３２を含み得る。ロータブレード及びシャフトは、モータ等の好適な駆動機構によって回転するように駆動される。ＵＡＶの推進ユニットを８個のロータとして示してあるが、任意の好適な個数、タイプ、及び／又は配置構成の推進ユニットを使用し得る。例えば、ロータの数は、１、２、３、４、５、６、７、８、又はそれを上回る数とし得る。ロータは、中心本体又はＵＡＶに対して垂直に、水平に、又は任意の他の好適な角度に向けられ得る。ロータの角度は、固定されても、又は可変であってもよい。対向するロータのシャフト間の距離は、任意の好適な距離、例えば２ｍ以下、５ｍ以下等とし得る。任意選択的に、距離は、４０ｃｍ〜１ｍ、１０ｃｍ〜２ｍ、又は５ｃｍ〜５ｍの範囲内にあるとし得る。本明細書で説明するような推進ユニットは、任意の好適なモータ、例えばＤＣモータ（例えば、ブラシ付き又はブラシレス）又はＡＣモータによって駆動され得る。場合によっては、モータは、ロータブレードを装着し且つこれを駆動するように適合され得る。
【００５３】
幾つかの実施形態では、フレームアセンブリはそれぞれ、中心本体から取り外し可能とし得る。同様に、各推進ユニットのロータも、好都合には、積み込みのために取り外し可能とし、且つ好ましくはシャフトに取り外し可能に装着可能である。或いは、フレームアセンブリ及び／又は推進ユニットは、取り付けられたままとし得る。フレームアセンブリは、中心本体に対して可動であっても、又は可動でなくてもよい。場合によっては、フレームアセンブリは、１つ又は複数のアクチュエータを用いて可動であるとし得る。
【００５４】
図３に示すように、ＵＡＶは更に１つ又は複数の支持部材３４を含み、支持部材は、表面（例えば、地面）に置かれるときにＵＡＶを支持するために設けられ得る。支持部材は、ＵＡＶの中心本体に回転可能に接続され得るシャフト３４１と、クロスバー３４２とを含み得る。支持部材は、ＵＡＶの中心本体に対して回転できる。クロスバーは、シャフトの遠位端部に又は遠位端部付近にあり得る。クロスバーは、シャフトに対して好適な角度に配置され、例えば、シャフトに対して垂直に又はほぼ垂直に延在し得る。クロスバーは、クロスバーの中間点において又はその付近において等、クロスバーの任意の好適な部分を介してシャフトに結合され得る。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の支持構成部品３４３は、クロスバーの各端部又はその付近に配置され得る。１つ又は複数の支持構成部品は、１つ又は複数の周囲バンド又はフープとして供されてもよく、クロスバーの各端部又はその付近を覆い得る。１つ又は複数の支持構成部品はまた、クロスバーの各端部又はその付近に配置される１つ又は複数の車輪として供されてもよく、それにより、地面に着陸後、ＵＡＶを簡単に動かすことができる。本明細書の１つ又は複数の支持構成部品は、様々な材料、例えば金属又はプラスチック材料から作製され得る。幾つかの実施形態では、１つ又は複数の着陸部材は、ＵＡＶの着陸時に生成される振動を低減させるか又は振動を相殺するために、振動吸収材料、例えば人工材料から作製され得る。
【００５５】
幾つかの実施形態では、支持部材は、弾性要素３４４及びファスナー３４５を任意選択的に含む引張機構を含み得る。ファスナーは、ボルト又はナットによってシャフトに装着され、及び弾性要素の一方の端部はファスナーに、及び弾性要素の他方の端部はＵＡＶの中心本体に結合され得る。本明細書では、弾性要素は、中心本体に配置されているプーリー機構によって引っ張られ得るバネとして実装され得る。それにより、支持部材は、ＵＡＶの離陸後にバネが締められると、折り畳まれ得るか又は引っ込められ得、及び支持部材は、ＵＡＶがまさに地面に着陸しようとしているとき、広げられ得るか又は伸ばされ得る。本明細書では、弾性要素はまた、ピストンとして実装され、ピストンの往復運動によって、中心本体に対して支持部材を広げたり閉じたりするように駆動し得る。
【００５６】
幾つかの実施形態では、支持部材に起因する視界の妨げを回避するために、支持部材がそれらの閉鎖構成にあるとき、すなわち、ＵＡＶの飛行中に、支持機構に対する支持部材の相対的なロケーションを事前設定又は予め構成することが好ましい。このことを考慮して、幾つかの実施形態では、クロスバーの長さは、撮像装置の視野に入らないように短くされ得る。幾つかの実施形態では、クロスバーを使用する代わりに、ＵＡＶを直接支持するために、より多数のシャフトが適用され、例えば、３、４又はそれを上回る数のシャフトがＵＡＶの中心本体の周りに対称的に分布され得る。幾つかの実施形態では、引張機構は、支持機構に対して、例えば中心本体の下側にあるガイドの下部に対して１００度、１０５度、１１０度、１１５度、１２０度又はそれを上回る度数の角度となるようにシャフトを引っ張り得る。
【００５７】
幾つかの実施形態では、推進ユニットから切り離された１つ又は複数の支持部材を使用する代わりに、推進ユニットに結合される１つ又は複数の支持構成部品が、ＵＡＶが地面に着陸するときにＵＡＶを支持するために、適用され得る。１つ又は複数の支持構成部品は、フレームアセンブリの幾つか又は全ての任意の好適な部分に、例えば、推進ユニットの下の方に等、推進ユニットの近くに位置し得る。本明細書では、１つ又は複数の支持構成部品は、静的とし得る、例えば、推進ユニットの下の方で固定され得る。或いは、１つ又は複数の支持構成部品は、推進ユニット又はフレームアセンブリに対して、摺動、回転、折り畳み、枢動、延在、収縮等によって可動とし得る。
【００５８】
本明細書で説明するようなＵＡＶの中心本体を使用して、支持機構３６及び搭載物３７を支持し得る。支持機構は、中心本体の任意の好適な部分、例えば中心本体の底部又は下面に結合され得る。支持機構は、中心本体の側面又は上面に取り付けられ得る。場合によっては、支持機構は、中心本体のキャビティを通過し得る。支持機構は、中心本体のキャビティの内側面に取り付けられ得る。例えば、キャビティが多角形形状内に切り欠きを含む場合、支持機構は、切り欠き部分を通過し得る及び／又は切り欠きの側面に接触し得る。支持機構と中心本体との間の結合部は、固定継手又は一体軸継手としてもよく、支持機構が中心本体に対して動かないようにし得る。場合によっては、本明細書では結合部は、支持機構と中心本体との間がある程度動くことを可能にし得るたわみ継手とし得る。支持機構は、中心本体に永久的に固定されてもよいし、又は支持機構は、中心本体から取り外し可能としてもよい。
【００５９】
幾つかの実施形態では、支持機構３６は、互いに実質的に平行である２つのガイド３６１及び３６２を有し得る。本明細書では、ガイドは、バー又はロッド等、異なる形態で供されてもよく、それらは伸長可能とし得るため、運搬及び梱包が簡単である。限定されるものではないが、１、２、３、４、５、６、又はそれを上回る数のガイドを含む、任意の数のガイドが設けられ得る。ガイドは、中心本体の任意の好適な部分に配置され得る。幾つかの実施形態では、ガイドは、様々な手法、例えば溶接、半田付け、リベット締め、ボルト締め等によって、中心本体の内側に垂直に固定され得る。１つ又は複数のガイドは１つ又は複数の作動アセンブリ３６３を有し、作動アセンブリは、搭載物をガイドに沿って動くように駆動して、搭載物がＵＡＶ、又はＵＡＶの任意の構成部品に対して自由に位置決めされ得るようにし得る。これにより、中心本体及び／又は推進ユニットの上側又は下側に搭載物は自由に移動できるようになる。幾つかの実施形態では、作動アセンブリは、同期ベルトアセンブリ３９によって実装され得る。ガイドに配置された同期ベルトアセンブリは、ガイドに沿って装着された１つ又は複数のモータを使用して、搭載物を、ガイドに沿って動くように駆動し得る。１つ又は複数のモータは、ガイドの底部、ガイドの頂部、又はガイドの頂部と底部との間のどこかに装着され得る。
【００６０】
本明細書に図示するようなガイドは、例として提示されるにすぎず、及び当業者は、本明細書で提示する教示に基づいて、支持機構が他の構造によって実装され得ることを理解することに留意されたい。例えば、既存のガイドに対して垂直であり且つそれらに接続された１つ又は複数の追加的なガイドが配置され得る。この場合、支持機構は、搭載物がＵＡＶの中心本体又は推進ユニットに対して水平に動くことを可能にし、それにより、異なる方向での搭載物の柔軟な動きを獲得し得る。
【００６１】
図３の支持機構によって駆動される搭載物は、撮像装置、例えばカメラとして示され、中心本体に対して下方又は上方に向くことができ、それにより、ローアングルの撮影及びハイアングルの撮影をそれぞれ実行し得る。カメラはまた、横向きを狙い得る。カメラは、中心本体に対して回転するように構成され（例えば、ジンバル又は他の装着プラットフォームによって）、複数のビューイング角（ｖｉｅｗｉｎｇ  ａｎｇｌｅ）から画像を撮り得る。搭載物は、ジンバル３８、例えば、図示のような３軸ジンバルを介してガイドに接続するように構成され得る。カメラは例として提供されるにすぎず、他のタイプの搭載物が設けられてもよい。ジンバルは、１軸ジンバル、２軸ジンバル、３軸ジンバル、又は任意の他のタイプのジンバルとし得る。代替の実施形態では、カメラは、固定された向きのままとし得るが、ＵＡＶに対して平行移動できる。
【００６２】
ジンバルを、ＵＡＶの下側にあるとして示すが、支持機構の装着位置に依存して、本明細書で開示されたジンバルは、ＵＡＶの上面、ＵＡＶの下面、ＵＡＶの中心本体の上側又は下側、ＵＡＶの周辺部分の上側又は下側等に装着され得る。それゆえ、幾つかの実施形態では、撮像装置に結合された別のジンバルが支持機構の上端部に配置されてもよいため、２つの撮像装置は、ＵＡＶの上面及び下面にそれぞれ配置される。幾つかの実施形態では、１、２、３又はそれを上回る数の搭載物が、支持機構を移動することができる。搭載物は、同時に支持機構を移動し得る。搭載物は、支持機構に沿って互いにすれ違ったり追い越したりする（ｐａｓｓ  ｏｎｅ  ａｎｏｔｈｅｒ）ことができても、できなくてもよい。
【００６３】
ジンバルは、１つ又は複数の回転軸の周りでの搭載物の回転をもたらし且つ搭載物の動きを安定させるように構成された単一のアクチュエータ又は複数のアクチュエータ３８１、３８２及び３８３を含み得る。幾つかの実施形態では、ジンバルは、ＵＡＶに対する搭載物の状態（例えば、位置及び／又は向き）を制御するように適合され得る。例えば、ジンバルは、ＵＡＶに対して（例えば、１、２、又は３自由度の平行移動及び／又は１、２、又は３自由度の回転に関して）搭載物を動かすように構成され、ＵＡＶの動きに関わらず、搭載物、例えばカメラは、好適な基準系に対するその位置及び／又は向きを維持するようにし得る。基準系は固定基準系（例えば、周囲環境）とし得る。或いは、基準系は、可動基準系（例えば、ＵＡＶ又は搭載物標的）とし得る。例えば、搭載物は、固定基準系に対して安定化され、且つＵＡＶが飛び回るときでも、実質的に同じ向きを維持し得る。場合によっては、振動又はジッターの影響は、低減又は除去され得る。
【００６４】
場合によっては、図５に示すように、ジンバルは、１つ又は複数のフレームアセンブリ３８４、３８５及び３８６を含み得る。フレームアセンブリは、搭載物に対して構造的支持体を提供し得る。フレームアセンブリは、個々のフレーム構成部品を含んでもよく、そのうちの幾つかは、互いに対して可動とし得る。フレーム構成部品は、互いに対して回転し得る。ジンバルの１つ又は複数のアクチュエータ（例えば、モータ）３８１、３８２、３８３は、個々のフレーム構成部品の動きを作動し得る。アクチュエータは、複数のフレーム構成部品を同時に動かすことを可能にし得るか、又は一度に１つのフレーム構成部品を動かすことを可能にするように構成され得る。フレーム構成部品の動きは、搭載物の対応する動きを生じ得る。例えば、作動アセンブリは、１つ又は複数の回転軸（例えば、ロール軸、ピッチ軸、又はヨー軸）の周りでの１つ又は複数のフレーム構成部品の回転を作動させ得る。１つ又は複数のフレーム構成部品が回転することによって、搭載物、例えば、撮像装置を、航空車両に対して、１つ又は複数の回転軸の周りで回転させ得る。
【００６５】
幾つかの実施形態では、搭載物装置の回転順序は、真下に向けたとき等の搭載物装置の通常の動作環境下で「ジンバルロック」の問題をしょうじることなく、搭載物装置を回転できるように選択される。例えば、一実施形態では、回転順序は、最内から最外の回転軸へ、ピッチ、ロール及びヨーとし得る。別の実施形態では、回転順序は、最外から最内の回転軸へ、ピッチ、ロール及びヨーとし得る。搭載物装置の任意の回転順序（例えば、最外から最内の回転軸、又は最内から最外の回転軸へ、ピッチ／ヨー／ロール、ロール／ピッチ／ヨー、ロール／ヨー／ピッチ、ヨー／ロール／ピッチ、又はヨー／ピッチ／ロール）が考慮され得る。
【００６６】
図４は、本発明の実施形態による、搭載物が底部位置にある状態の、図３のＵＡＶ３０の正面図である。搭載物、例えば図示の通りの撮像装置は、点線の楕円による領域「Ｉ」として囲まれるジンバルによって、支持機構のガイドに接続され得る。前述の通り、ジンバル（例えば、本明細書に図示するような３軸ジンバル）は、１、２、３又はそれを上回る数の軸の周りでの撮像装置の回転を支援し得る。その一方で、例示的な同期ベルトの実装形態に基づいて、撮像装置は、同期ベルトによって引っ張られ、ガイドの長さに沿った任意の好適な位置に到達し得る。接続関係及び作動原理について更に説明するために、図５を参照して説明する。
【００６７】
図５は、図４の領域「Ｉ」の拡大図である。搭載物５１（例えば、カメラ）は、ジンバルに結合され得る。これまで説明してきたように、本明細書ではジンバルは３軸ジンバルとし得るため、３つの作動アセンブリ、例えば作動アセンブリ３８１、作動アセンブリ３８２及び作動アセンブリ３８３を含み得る。この結合に基づいて、搭載物は、異なる自由度の周りで、例えばピッチ軸、ヨー軸、及びロール軸の周りで回転できるとし得る。ガイドに沿った搭載物の動きを可能にするために、支持機構は、第１の接続要素５２及び第２の接続要素５３を提供し得る。第１の接続要素は支持機構を第１のガイド３６２に接続し、及び第２の接続要素は支持機構を第２のガイド３６１に接続し得る。
【００６８】
幾つかの実施形態では、第１のガイドに結合される第１の接続要素５２の一方の側面５２１は、１つ又は複数の突起、例えばタブ、ブロック、又はギアを有するように構成され、これら突起は、ガイドの内部溝内にスナップ嵌めし、且つ内部溝の長さに沿って動き得る。ガイドの内部溝はガイドと同じ長さを有し得る。或いは、内部溝の長さは、ガイドの長さよりも短いとし得る。１つ又は複数の突起は溝とかみ合って、第１の接続要素がガイドと密接に係合し、且つ撮像装置がジンバルと一緒にガイドに沿って動くときに、ガイドから抜け落ちたり滑り落ちたりできないようにする。第１の接続要素の他方の側面５２２は、ジンバル（例えば、フレームアセンブリ３８４）に結合され得る。例えば、第１の接続要素は、ジンバルのフレームアセンブリと螺合され得る。第１の接続要素は、フレームアセンブリが第１のガイドに対して回転できるように、ジンバルのフレームアセンブリに接続され得る。
【００６９】
第２の接続要素５３の一方の側面５３１は、ジンバル（例えば、作動アセンブリ８３１）に結合され、且つ第２の接続要素の別の側面５３２は、第２のガイドに結合され得る。第２のガイドは、任意選択的に、同期ベルトアセンブリを有し得る。第２の接続要素は、同期ベルトアセンブリに接続され得る。第２の接続要素と同期ベルトアセンブリとの間の結合は、考えられる複数の手法、例えば溶接、半田付け、リベット締め、ボルト締め等によって実施され得る。
【００７０】
同期ベルトアセンブリは、同期ベルト３９１を含み得る。同期ベルトは、歯車３９２と係合し得る歯付きベルトとし得る。歯車すなわちギアホイールは、モータ等の作動アセンブリ、例えば、作動アセンブリ３６３によって、回転するように駆動され得る。作動アセンブリは、ガイドの任意の好適なロケーションに配置され得る。例えば、図３に示すように、作動アセンブリは、ガイドの前側又は裏側に配置され得る。代替例として、作動アセンブリは、図３及び図４に示すようにＵＡＶの中心本体に対してガイドの底端部に配置されるのではなく、ガイドの上端部に配置され得るか、又はガイドの長さ部分に沿ったどこかに配置され得る。同期ベルトが滑らかに回転するように、別のギア又は駆動輪３９３がまた、ガイドの他方の側に、例えば、図３に示すもの等、ガイドの上端部に、配置され得る。任意のロケーションに任意の数の駆動輪を設け得る。
【００７１】
本明細書で説明する歯付きベルト、プーリー又はギアは、特にモータ用の歯付きベルト駆動装置の伝導装置すなわちギアリング用に、任意の好適な合成材料から成形され得る。これは、金属ギアを使用する同じ装置と比較すると、駆動装置のコストをかなり削減し、且つ、歯付きベルトの摩耗を最小限にまで低減させるという利点を更に有し、それゆえ、機械的アセンブリの寿命を長くするという利点を獲得し得る。
【００７２】
本明細書で説明するような同期ベルトアセンブリは、説明のためにすぎず、及び当業者は、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニットに対する搭載物の動きをもたらす他の同期ベルト配置構成も適用可能とし得ることを理解できる。同期ベルトを運転するために使用される作動アセンブリは、ガイドの任意の好適なロケーションに配置され得る。例えば、作動アセンブリは単一のガイドの両側に配置され得る。更に、潜在的なコスト及び複雑さに関わらず、対向するガイドに、別の同期ベルトを使用し得る。それゆえ、良好なバランスが達成され、及び搭載物は、より迅速及び簡単に動かされ得る。作動アセンブリが複数のガイドに設けられるとき、それらは同期されて、搭載物の両端部を同じ速度で動かし得る。例えば、第１のガイド及び第２のガイドの双方とも、同じ速さで動作するアクチュエータを有し、ベルト配置構成を同じ速さ及び方向で駆動し、それにより、両ガイドによって支持される搭載物が、ガイドに起因して実質的に回転されることなく、ガイドを移動できるようにし得る。
【００７３】
更に、同期ベルトの長さ、駆動輪の歯の数、駆動輪のサイズ、又は作動アセンブリのパワーは、搭載物の移動距離又は移動速度を考慮するときには、意図的に予め決定又は設定され得る。例えば、搭載物が高速で動く必要があるとき、比較的高出力の作動アセンブリは、駆動輪により多くのエネルギーをもたらすように適用されて、同期ベルトがより迅速に回転されるようにする必要があり得る。ここでも、搭載物の正確な動きが必要とされるとき、小径の駆動輪は、ガイドに沿った搭載物の動きが正確に制御され得るように、適用され得る。それゆえ、上述のような同期ベルト配置構成は、上述の要因のうちの１つ又は複数を考慮することによって、設計され得る。その代わりに又はそれと組み合わせて、本明細書で説明する同期ベルト配置構成は、同期ベルトに結合された装着構造を含んでもよく、及び装着構造は、例えば、機械的な締結具、接着剤、又は１つ又は複数のかみ合い接続によってジンバルを支持機構のガイドにしっかりと結合するように構成される。
【００７４】
図６は、本発明の実施形態による、搭載物が底部にある、図３のＵＡＶの側面図である。撮像装置の裏側に配置されているジンバルの作動アセンブリ３８３に起因して、搭載物（例えば、撮像装置）は、ロール軸の周りで回転され得ることが分かる。撮像装置は、ＵＡＶの中心本体及び推進ユニットの下側にある間、中心本体及び推進ユニットに起因して視界が遮断されることなく、ローアングルの撮影を実施し得る。しかしながら、この向きであるゆえに、撮像装置が、ハイアングルの撮影を実施することは理想的ではない。なぜなら、撮像装置が上方を狙うとき、特に、ピッチ軸の周りでジンバルによって駆動される撮像装置の回転が一定の程度に達すると、中心本体又は推進ユニットの画像が撮像装置の光学ビューファインダーに出現し得るためである。そのようなタイプの視覚的干渉を回避するために、本発明の実施形態による支持機構は、搭載物が、上方へ、中心本体又は推進ユニットの上側に動くことを可能にし得る。それゆえ、搭載物によって実施されるハイアングルの撮影には、遮るものがない。搭載物は、遮るもののない画像又は他のデータを収集するために必要とされるように、中心本体の上側又は下側に動き得る。
【００７５】
図７は、本発明の実施形態による、搭載物が最上の位置にある、図３のＵＡＶの正面図である。
【００７６】
支持機構によって支持される搭載物は、ガイドの上端部又はその付近になるように、支持機構のガイドに沿って動かされた。搭載物は、作動アセンブリ、例えば同期ベルトによって動かされ得る。本発明の幾つかの実施形態では、ガイドに沿った搭載物の平行移動は、多くの態様において構成され得る。考えられる構成は、ＵＡＶに対する搭載物の平行移動を可能にし、ＵＡＶ（例えば、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニット）に対する搭載物の平行移動を無効にし、ＵＡＶに対して平行移動する搭載物に対して１つ又は複数の平行移動方向を設定し、及びＵＡＶに対して平行移動する搭載物に対して１つ又は複数の平行移動距離を設定するための、１つ又は複数のオプションを含み得る。これらの構成は、ユーザの好み又は適用条件に応じて、予め決定され得るか又は事前設定され得る。搭載物に表示された、ＵＡＶ上のコントロールパネルに配置された、又はリモートコントローラに視覚的に表示されたユーザインターフェースを用いて、様々なオプションが実施され得る。
【００７７】
搭載物の平行移動を可能にし得るオプションが選択され得る。そのような状況では、搭載物は、支持機構のガイドに沿って動かされ得る。これは、ユーザの命令に応答して発生し得るか、又は自動的に発生し得る。場合によっては、搭載物は、所与の時刻（例えば、４：００ＰＭに又は任意の他の指定した時間に）動いてもよいし、又は所与の期間後（例えば、ＵＡＶが空中に打ち上げられた１分又は２分後）に動いてもよい。搭載物は、カメラ用の所与のモーションのスケジュールに従ってガイドに沿って動き得る。スケジュールは、絶対時間に関して、又はＵＡＶの運転機能、例えばスイッチが入ること、又は離陸することに関して提供され得る。場合によっては、搭載物は、環境、ＵＡＶ、支持機構、又は搭載物の検知した状況に応答して動き得る。例えば、搭載物は、支持機構の底部側で動き始めてもよい。ＵＡＶ上のセンサは、ＵＡＶの上側で発生したモーションを検出し得る。カメラは、ＵＡＶの中心本体の上側に動いて、ＵＡＶの上側でモーションを引き起こしているものを、より良好に見えるようにしてもよい。
【００７８】
搭載物の平行移動を無効にし得るオプションが選択され得る。搭載物の平行移動を無効にすることによって、ＵＡＶの動作及び／又はＵＡＶの飛行中に搭載物をガイドに沿って動かさないようにし得る。場合によっては、ＵＡＶの自動的平行移動は生じなくてもよい。幾つかの実施形態では、搭載物の平行移動を生じるユーザ入力は、無効にされ得るか又は無視され得る。それゆえ、ユーザがリモートコントロールによって、搭載物を平行移動させるような入力をもたらす場合でも、搭載物は、平行移動が無効にされるときには、平行移動しなくてもよい。これは、搭載物の回転を無効にすることと併用されても、又は併用されなくてもよい。場合によっては、搭載物の平行移動が無効にされる一方で、搭載物の回転は可能にされ得る。例えば、回転を制御するためのユーザ入力が許可され得るか、又は自動回転が発生し得る。他の例では、平行移動を無効にすることによって、搭載物の回転を自動的に無効にし得る。これは、ＵＡＶに対する搭載物の全ての動きの無効と称し得る。或いは、ＵＡＶの回転を無効にする又は無効にしないオプションは、同時に選択され得る。場合によっては、逆のことも発生し得る。例えば、搭載物の回転が無効にされ得る一方で、搭載物の平行移動が可能にされる。
【００７９】
搭載物の平行移動を可能にする及び／又は無効にすることは、ユーザ命令に応答して発生し得る。場合によっては、ユーザ命令は、ＵＡＶの飛行の前にもたらされる。場合によっては、これによって、ＵＡＶの飛行中に、ユーザが搭載物に対する平行移動の設定を変更しないようにし得る。或いは、命令は、ＵＡＶの飛行中にもたらされてもよい。命令は、リモートコントローラによってユーザからもたらされ得る。場合によっては、命令は、ユーザによって、ＵＡＶにおいて直接、手動でもたらされ得る。ＵＡＶにおいて命令がもたらされるとき、ユーザは、リモートコントローラを介して、それに続く命令をもたらすことができても、又はできなくてもよい。場合によっては、飛行中に平行移動の無効が選択されるとき、搭載物は、一時的に停止し、且つ、更なるユーザ制御命令を受信するまで、その現在の位置に留まり得る。これは、現在の位置が、幾つかの壮大な眺めを撮影するのに非常に良好な位置であると判明する場合、好都合とし得る。前述の通り、無効は、平行移動のみ、回転のみ、又は平行移動及び回転の双方を指し得る。
【００８０】
幾つかの実施形態では、搭載物の動きの範囲及び／又は方向は、事前設定され得るか又は限定され得る。例えば、ユーザは、搭載物の上方への動き、又は搭載物の下方への動きのみを許可する入力をもたらし得る。ユーザは、搭載物が支持機構に沿って移動することができる距離を制限する入力をもたらし得る。ユーザはまた、支持機構に沿って搭載物が移動できるロケーションを制限する入力をもたらし得る（例えば、上限及び／又は下限）。
【００８１】
飛行前又はその最中の平行移動方向は制御され得る。例えば、飛行前、搭載物の現在のロケーションに応じて、ユーザは、搭載物を反対方向に動くように設定して、一回の動きでハイアングルの撮影又はローアングルの撮影を行い得るようにし得る。更に、ユーザは、飛行前に、搭載物を、元のロケーション、例えば、中心本体に対するガイドの底端部又はガイドの上端部まで動くように構成し得る。飛行の最中、ユーザはまた、中心本体又は推進ユニットに対する搭載物の平行移動方向を制御できるようにし得る。例えば、ローアングルの撮影が好ましい場合、ユーザは、ガイドの上部まで動くように搭載物を無線で制御し得る。これは、ユーザに対して、ユーザ選択に関して「上」及び「下」方向がそれぞれ表示されるユーザインターフェースを表示することによって、なされ得る。更に、これはまた、リモートコントローラに配置されたジョイスティックによって、又は音声認識技術による音声入力によって、なされ得る。
【００８２】
ユーザはまた、搭載物が動くための１つ又は複数の平行移動距離を構成し得る。場合によっては、様々な撮影標的又は異なる撮影条件に関して、ユーザは、搭載物を、多かれ少なかれ動くように構成し得る。例えば、ＵＡＶの遥か上方又は下方にある撮影標的に関し、搭載物の平行移動距離は、通常よりも長く設定され得る。なぜなら、搭載物は、より長い距離動いて、ガイドのそれぞれの対向端部に到達し、それによりローアングルの撮影又はハイアングルの撮影を獲得し得るようにするためである。更に、推進ユニットに起因して遮られたビューすなわち眺めが許容可能であるかどうかに依存して、平行移動距離は、長い距離又は短い距離として事前設定され得る（例えば、異なる分類又は指定された数値範囲）。例えば、推進ユニットによる視覚的干渉が許容できない場合、平行移動距離は、長い距離として事前設定され得る。対照的に、推進ユニットによる視覚的干渉が固く禁じられていない場合、短い平行移動距離が予め決定又は事前設定され得る。それゆえ、搭載物の動きは、効率的に制御され得る。
【００８３】
幾つかの実施形態では、搭載物によって実施される撮影又は写真撮影の動作は、飛行前又は飛行の最中に、予め決定又は事前設定され得る。例えば、ユーザは、特定のタイプの搭載物として撮像装置を構成し、平行移動しながら撮影し続け得る。反対に、ユーザは、撮像装置を、平行移動しながら撮影しないように、すなわち、平行移動中は撮影をやめるすなわち停止するように構成し得る。場合によっては、ユーザは、撮像装置を、一定の平行移動距離内で撮影し続けるように構成し得る。対照的に、ユーザは、撮像装置を、一定の平行移動距離内では撮影しない、すなわち、撮影をやめるように構成し得る。搭載物装置が動作しているかどうかは、平行移動距離、平行移動速さ、平行移動加速度、平行移動距離、検知した環境状の況、検知したＵＡＶの状態、検知した支持機構の状態、検知した搭載物の状態、ユーザ命令、及び／又は任意の他の要因に依存する。このようにして、撮影動作は柔軟に制御され、及びバッテリー寿命が延ばされ得る。
【００８４】
搭載物の移動距離、例えば平行移動距離は、より良好に制御するためにモニタリングされ得る。場合によっては、１つ又は複数のセンサを使用して、平行移動情報、例えば平行移動の距離、方向、又は動きを決定し得る。場合によっては、１つ又は複数のアクチュエータからの情報を使用して、その情報を判断し得る。例えば、モータに出力されたパワー、モータから出力されたパワー、モータの動作時間の長さ、モータの回転速度、及び／又は平行移動を生じ得るモータの回転の方向を使用して、平行移動情報を判断し得る。場合によっては、支持機構は、中心本体に対する搭載物の平行移動距離を測定するための１つ又は複数のホール効果センサを備え得る。例えば、当業者に公知のように、タコメータによる調査及びカウントにおいて、ホールセンサを使用し得る。モータ上のホールセンサによって実施された回転のカウントに基づいて、同期ベルトの運転距離が決定され、それゆえ、搭載物の移動距離が得られ得る。他の幾つかの場合には、支持機構は、中心本体に対する搭載物の移動距離を測定するために、１つ又は複数のデジタルノギスを提供し得る。その結果得られた測定距離は、ユーザに送信され得る。幾つかの実施形態では、測定距離は、リモートコントローラの表示装置上に表示され、ユーザは、搭載物の動きをやがて知り得る。例えば、測定された平行移動距離は、ＵＡＶのユーザに図形で又は視覚的に、例えば、搭載物の動きが図形的にリアルタイムで表示される軌跡で、表示され得る。
【００８５】
幾つかの実施形態では、搭載物は、少なくとも１５０ｍｍだけ、垂直方向に平行移動することが可能にされ、及び搭載物は、少なくとも１５ｍｍ／秒の速度で垂直方向に平行移動することが可能にされ得る。
【００８６】
搭載物が支持機構の最上の位置に到達すると、対応する動作を実施し得る。例えば、搭載物が撮像装置として供されると、図７に例示的に示すように、撮影又は写真撮影の動作を実施し得る。前に述べた通り、１つ又は複数のアクチュエータ（例えば、モータ）を介してジンバルによってもたらされた駆動力に基づいて、撮像装置は、１つ又は複数の回転軸の周りを回転し得る。例えば、複数のアクチュエータの作動に基づいて、撮像装置は、ピッチ軸、ヨー軸、及びロール軸のうちの１つ又は複数の周りを回転できるとし得る。撮像装置がヨー軸の周りを回転するとき、支持機構の画像が撮像装置の視野角すなわち画角（ｖｉｅｗ  ａｎｇｌｅ）に入り、例えば、支持機構のガイドが撮像装置の視野角を遮り、これは、撮影に望ましくない。この目的のために、幾つかの実施形態では、撮像装置は、例えば、アクチュエータ３８２の回転作動に基づいて、ピッチ軸の周りで回転することができ、支持機構のガイドが撮像装置の視野角を遮らないようにし得る。例えば、撮像装置は、支持機構のガイドに対して反転されて、頂部に位置決めされるようにし得る。それゆえ、支持機構のガイドによって与えられた視覚的な障害物を除外することが可能である。この反転動作は、撮像装置の視野角における支持機構の画像の検出に応答して、実施され得る。或いは、反転動作は、ひとたび搭載物が支持機構の最上の位置に、例えば、ガイドの上端部に到達すると、自動的に実施され得る。
【００８７】
図８は、本発明の実施形態による図７のＵＡＶの側面図である。図８に示すように、支持機構は、搭載物がＵＡＶの中心本体を、及びＵＡＶ又はＵＡＶの推進ユニットの下側及び上側に通過することを可能にし得る。所与の時点において、搭載物が中心本体によって横方向に囲まれるように、搭載物はＵＡＶの中心本体を通過し得る。搭載物は、約３６０度、又は１８０度又はそれよりも大きい角度範囲にわたって取り囲まれ得る。ひとたび搭載物が下方位置から上方位置に到達すると、搭載物は、対応するタスクを実施し得る。前に述べた通り、搭載物が撮像装置であるとき、ピッチ軸の周りで上方に回転することによって、ローアングルの撮影を実施し始め得る。それにより、一般的にハイアングルの撮影を実施し得る従来の撮影とは異なる撮影角度を達成できる。例えば、撮影標的が、空中に浮かんでいるパラシュート降下している愛好家である場合、撮像装置は、ＵＡＶが愛好家の下側を飛行している場合には、パラシュートの下のその愛好家の写真又は映像を撮る。幾つかの実施形態では、リモートコントローラを保持しているユーザは、リアルタイムのフィードバックデータに基づいて、搭載物を制御して、異なる軸で回転させながら、その位置を調整し、例えば、少し下方に動かしたり、又は垂直方向に動かしたりし、それにより、高品質の画像又は映像データを異なる視界で記録し得る。幾つかの実施形態では、ハイアングルの撮影及びローアングルの撮影によってそれぞれ獲得された画像の組み合わせ又は融合は、パノラマ像又は画像を生じ、それにより、より包括的で詳細な高品質の画像を獲得する。
【００８８】
図９は、本発明の実施形態による、図３のＵＡＶを垂直方向から見た図である。図９に示すように、例示的なＵＡＶは、それぞれの延在アーム又はフレームアセンブリを使用して中心本体にそれぞれ配置された８個の推進ユニットを含む。任意の数の推進ユニットが設けられ得る。推進ユニットは、任意選択的に放射状に配置され得る。場合によっては、推進ユニットは、中心本体から等距離にあるとし得る。推進ユニットは、互いに対して横方向に同じ角度にあるフレームアセンブリによって支持され得る。
【００８９】
更に、ＵＡＶが地面に置かれるときにＵＡＶを支持するための、２つの支持部材も中心本体に結合され得る。支持部材は、ＵＡＶが地面にあるときにＵＡＶの重量を支えるように構成された着陸用スタンドとし得る。支持部材は、ＵＡＶを支持するために支持部材が下げられた位置にあるときに、支持機構及び／又は搭載物が地面に触れないようにし得る十分な長さを有し得る。
【００９０】
本発明の実施形態による支持機構は、中心本体の中心領域に配置され得る。図示の通り、支持機構の１つ、２つ、又はそれを上回る数のガイドが、中心本体の中心キャビティの周辺に垂直に、且つ互いに平行に固定され得る。搭載物、例えば、撮像装置は、支持機構のガイドによって結合されたジンバルによって支持され得る。それゆえ、本発明の実施形態による搭載物は、回転しながら又は回転せずに、ガイドの長さに沿って動き得る。更に、これまで説明してきたように、端末、例えば、リモートコントローラが、それに応じてＵＡＶでの搭載物のポジショニングを制御するように設けられ得る。幾つかの実施形態では、リモートコントローラは、図３〜９に示すようにＵＡＶを制御するためのユーザ制御命令を生成するように構成された１つ又は複数のプロセッサを含み得る。ユーザ制御命令は、搭載物の動きを可能にする、搭載物の動きを無効にする、搭載物を所与の期間、所与の方向に動かす、搭載物の動きを停止させる、搭載物の動きを再開する、動いている間は撮影をやめる、予め決定された距離内での撮影を停止、開始、又は再開することを含み得る。リモートコントローラは、ＵＡＶへ、上述のようなユーザ制御命令を送信するために、無線送受信機等の通信ユニットを更に含み得る。対応して、ＵＡＶは、そのようなユーザ制御命令を受信するための無線送受信機等の通信ユニットを含み、及びこのユーザ制御命令を処理するための１つ又は複数のプロセッサを含み、それにより、搭載物が、例えば中心本体の上側又は下側に動く、推進ユニットの上側又は下側に動く、垂直方向に動く、水平方向に動く、１つ又は複数の回転軸の周りを回転する等の対応する動作を行い得る。
【００９１】
図１０は、本発明の実施形態による支持機構を備えるＵＡＶ１００の別の例を示す。
【００９２】
図１０に示すように、ＵＡＶ１００は、図３に示すものとよく似ている。例えば、ＵＡＶはまた、マルチプレイヤー構造を備える中心本体１０１と、空中を飛行するようにＵＡＶを推進させる１つ又は複数の推進ユニット１０２と、地面等の表面に置かれているＵＡＶ用の着陸用ギア（ｌａｎｄｉｎｇ  ｇｅａｒｓ）１０４を備える２つの平行支持部材１０３とを含む。図１０に示すＵＡＶと図３に示すものとの違いは、支持機構構造が異なることである。図３〜９を参照して前で詳述したように、本明細書で説明したＵＡＶは、主に同期ベルトに基づいて、作動アセンブリの特定の形態として実装された支持機構を含み、それにより搭載物が支持機構のガイドに沿って自由に動くことを可能にし得る。同期ベルトの代替例として、図１０に示す支持機構は、作動アセンブリの別の特定の形態としてガイドスクリューアセンブリを提供し、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニットの上側又は下側に動くように搭載物を駆動し得る。
【００９３】
特に、本明細書の支持機構１０５は、互いに実質的に平行である２つのガイド１０５１及び１０５２を含み、及び一方のガイド、例えば、ガイド１０５１上には、１つ又は複数のモータ等の作動アセンブリを含むガイドスクリューアセンブリ１０５３として示される作動アセンブリが配置されている。ジンバル１０６はガイドと接続される。例えば、ジンバルの片側は、ガイドスクリューアセンブリに配置される支持機構のガイド（例えば、ガイド１０５１）と接続される。ジンバルの別の側は、支持機構の他方のガイド（例えば、ガイド１０５２）と接続される。カメラ等の撮像装置として示す搭載物１０７は、支持機構に結合されて、ジンバルによって駆動される搭載物が、ジンバルが３軸ジンバルである場合、ピッチ軸、ロール軸及びヨー軸等の周りで１つ又は複数の自由度で回転できるようにし得る。
【００９４】
図１１は、本発明の実施形態による、図１０のＵＡＶ１００の正面図である。図１１に示すように、囲まれた領域「ＩＩ」では、搭載物の例示的な形態としてのカメラ１０７が、ジンバルに結合されており、ジンバルは、ガイドスクリューアセンブリに結合されている。作動アセンブリの動作に基づいて、支持機構のガイドに入れられ得るガイドスクリューは回転し続け、それにより、ジンバルを、所望のロケーションに達するまで、ガイドに沿って垂直に動くように駆動する。垂直方向におけるジンバルの動きは、搭載物も垂直に動かすことを可能にし得る。それゆえ、搭載物は、ガイドに沿って平行移動し、それゆえ、ＵＡＶの中心本体又はＵＡＶの推進ユニットの上側に動き得る。以下、領域「ＩＩ」に示すガイドスクリューアセンブリについて詳細に説明する。
【００９５】
図１２は、図１１の領域「ＩＩ」の拡大図である。図示の通り、支持機構は、２つのバー又はロッドとして供され得る２つのガイド１０５１及び１０５２を含む。ガイドのいずれか一方、例えば、ガイド１０５１には、ガイドスクリューアセンブリ１０５３が配置されている。ガイド１０５２は、任意選択的に、ガイドスクリューアセンブリを有してもよいし、又はガイド１０５２は、ガイドスクリューアセンブリに接続されてもよい。ガイドスクリューアセンブリは、第１のギア要素１０５５を駆動するためにアクチュエータ１０５４、例えば、モータを含み得る。本明細書で説明するようなモータは、任意の好適なモータ、例えばＤＣモータ（例えば、ブラシ付き又はブラシレス）又はＡＣモータとして供され得る。場合によっては、モータは、１つ又は複数のギア要素を装着し且つそれらを回転させるように駆動するように適合され得る。ガイドスクリューロッド１０５６を動かすために、第２のギア要素１０５７が適用され得る。第２のギア要素は、ガイドスクリューロッドに固定され、且つそのねじ山によって第１のギア要素に係合し得る。場合によっては、第２のギア要素は、溶接、リベット締め等によってガイドスクリューロッドに結合され得る。第２のギア要素及びガイドスクリューロッドは、一体形に成形され得る。ジンバルをＵＡＶに接続するために、支持機構は、第１の接続要素１０５８及び第２の接続要素１０５９を更に含み得る。第１の接続要素は、２つの動作面を有してもよく、そのうちの一方は、１つ又は複数の突起によってガイド１０５２に摺動可能に接続され、及びそのうちの他方は、ジンバルに回転可能に接続され得る。本明細書の１つ又は複数の突起は、ガイド１０５２の内リムに嵌り得る１つ又は複数のタブ、１つ又は複数の摺動ブロック又は１つ又は複数のプーリーとし得る。第２の接続要素１０５９はまた、２つの動作面を有してもよく、そのうちの一方は、ガイド１０５１（特に、ガイドスクリューロッド１０５６）に摺動可能に接続され、及びそのうちの他方は、ジンバルに回転可能に接続され得る。幾つかの実施形態では、第２の接続要素には、ガイドスクリューロッドの表面のねじ山に対応し得るねじ山があり、第２の接続要素は、ガイドスクリューロッドと螺合し得る。幾つかの実施形態では、第２の接続要素の動作面上には、ガイドスクリューロッド上のねじ山に係合し得る１つ又は複数の歯があってもよい。本明細書でしたような第１及び第２の接続要素は、フレームアセンブリが支持機構のガイドに対して回転し得るように、ジンバルのそれぞれのフレームアセンブリに接続され得る。その代わりに又はそれと組み合わせて、本明細書で説明するガイドスクリューの配置構成は、ガイドスクリューロッドに結合された１つ又は複数の装着構造を含んでもよく、及びこれらの装着構造は、例えば、機械的な締結具、接着剤、又は１つ又は複数のかみ合い接続によってジンバルを支持機構にしっかりと結合するように構成される。
【００９６】
作動アセンブリが複数のガイドに設けられるとき、これら作動アセンブリは同期して、搭載物の両端部を同じ速度で動かす。例えば、第１のガイド及び第２のガイドの双方とも、ガイドスクリューロッドを同じ速さ及び方向で駆動するために同じ速さで動作するアクチュエータを有し、それにより、両ガイドによって支持される搭載物が、ガイドに起因して実質的に回転することなく、ガイドを移動できるようにし得る。
【００９７】
上記の様々な接続に基づいて、動作中、支持機構の作動アセンブリ（例えば、モータ）は、ガイドスクリューロッドを回転するように作動し得る。ガイドスクリューロッドが回転すると、第１及び第２の接続要素は、ジンバルを前後に動かし得る、例えば、ＵＡＶの中心本体の下側のロケーションから中心本体の上側のロケーションまで上方に動かす。幾つかの実施形態では、ジンバルは、中心本体のキャビティを通過し且つガイドの対向端部に到達するように平行移動され得る。それゆえ、搭載物は、ジンバルに結合され且つ撮像装置として組み入れられるとき、マルチアングル撮影を実行し得る。例えば、撮像装置がＵＡＶの中心本体の下側にあるときは、ハイアングルの撮影を実行し得る。撮像装置がＵＡＶの中心本体の上側に平行移動されるときは、ローアングルの撮影を実行し得る。このようにして、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニットからの視覚的干渉がなくなる。なぜなら搭載物の自由運動によってこの干渉を克服し得るためである。更に、ジンバルは搭載物を１つ又は複数の回転軸の周りで回転可能にし得るため、搭載物の動きは、複数の方向に、より順応性がある。幾つかの実施形態では、１つ、２つ、３つ、又はそれを上回る数の搭載物が支持機構を移動できるとし得る。搭載物は、同時に支持機構を移動し得る。搭載物は、支持機構に沿って互いにすれ違ったり追い越したりでききても、又はできなくてもよい。
【００９８】
図１３は、本発明の実施形態による、搭載物が底部位置にある、図１１のＵＡＶの側面図である。図１３に示すように、ジンバルの作動アセンブリ１３０１（例えば、モータ）は、搭載物、例えば、撮像装置に結合されている。それゆえ、撮像装置は、作動アセンブリからの作動に基づいて、ロール軸の周りで回転され得る。撮像装置は、ＵＡＶの中心本体及び推進ユニットの下側にある間、中心本体又は推進ユニットによって視界が遮断されずに、ローアングルの撮影を実行し得る。しかしながら、撮像装置がハイアングルの撮影を実行することは理想的ではない。なぜなら、撮像装置が上方を狙うとき、特にジンバルによって駆動される撮像装置のピッチ軸の周りでの回転が、一定の程度に達するときは、中心本体又は推進ユニットの画像が、撮像装置の光学ビューファインダーに出現する可能性があるためである。この目的のために、本発明の実施形態による支持機構は、例えば、本明細書で説明するようなガイドスクリューアセンブリを介して、搭載物が上方へ、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニットの上側に動くことを可能にし得る。それゆえ、搭載物によって実行されるローアングルの撮影は遮られず、及び搭載物がＵＡＶの中心本体の下側にあるときに実行されるようなハイアングルの撮影を補足するために使用され得る。搭載物は、遮るもののない画像又は他のデータを収集する必要に応じ、中心本体の上側又は下側に動き得る。ハイアングルの撮影及びローアングルの撮影によってそれぞれ獲得された画像の組み合わせ又は融合は、パノラマ像又は画像を生じ、それにより、より包括的で詳細な高品質の画像を獲得する。
【００９９】
図１４は、本発明の実施形態による、搭載物が最上の位置にある、図１１のＵＡＶの正面図である。
【０１００】
支持機構によって支持された搭載物は、ジンバルに結合され、且つガイドスクリューの上端部又はその付近になるまでガイドに沿って垂直に動く。搭載物は、ガイドスクリュー等の作動アセンブリによって動かされ得る。本明細書では、ガイドの底端部からガイドの上端部までの平行移動は、複数の要因を考慮することによって構成され得る。幾つかの実施形態では、ユーザは、平行移動を可能にしないすなわち無効にするかどうか、１つ又は複数の平行移動方向、及び１つ又は複数の平行移動距離を構成する幾つかのオプションを与えられ得る。更に、ユーザは、平行移動オプション及び撮影オプションの双方を一緒に構成するように選択し得る。これらの構成は、ユーザの好み又は適用条件に従って予め決定又は事前設定され、及び搭載物に表示されるか、ＵＡＶのコントロールパネルに配置されるか、又はリモートコントローラに視覚的に表示されるユーザインターフェースによって実施され得る。幾つかの実施形態では、これらの構成の幾つか又は全ては、ユーザの繰り返しの入力が無くても、現在の構成に対し変更又は訂正が行われるまで、有効なままであってもよい。
【０１０１】
搭載物の平行移動を可能にし得るようなオプションが選択され得る。そのような状況では、搭載物は、支持機構のガイドに沿って動かされ得る。これは、ユーザ命令に応答して発生し得るか、又は自動的に発生し得る。場合によっては、搭載物は、所与の時刻（例えば、４：００ＰＭ又は任意の他の指定した時刻）に動いてもよいし、又は所与の期間後（例えば、ＵＡＶが空中に打ち上げられた１又は２分後）に動いてもよい。搭載物は、カメラに対する所与のモーションのスケジュールに従って、ガイドに沿って動き得る。スケジュールは、絶対時間に関して、又はＵＡＶの活動、例えばスイッチが入る、又は離陸することに関して、もたらされ得る。場合によっては、搭載物は、環境、ＵＡＶ、支持機構、又は搭載物の検知した状況に応答して動き得る。例えば、搭載物は、支持機構の底部側で動き始め得る。ＵＡＶのセンサは、ＵＡＶの上側で発生するモーションを検出し得る。カメラは、ＵＡＶの中心本体の上側に動いて、ＵＡＶの上側でモーションを引き起きしているものを、より良好に見えるようにする。
【０１０２】
搭載物の平行移動を無効にし得るようなオプションが選択され得る。搭載物の平行移動を無効にすることによって、ＵＡＶの動作及び／又はＵＡＶの飛行の最中に、搭載物がガイドに沿って動かないようにし得る。場合によっては、ＵＡＶの自動的平行移動が生じなくてもよい。幾つかの実施形態では、搭載物の平行移動を生じるユーザ入力は、無効にされても又は無視されてもよい。それゆえ、ユーザがリモートコントロールを介して、搭載物を平行移動させるための入力を提供しても、搭載物は、平行移動が無効にされるときには平行移動しなくてもよい。これは、搭載物の回転の無効と併用されても、又は併用されなくてもよい。場合によっては、搭載物の平行移動は無効にされるが、搭載物の回転は可能にされてもよい。例えば、回転を制御するユーザ入力が可能にされ得るか、又は自動回転が発生し得る。他の場合には、平行移動を無効にすることによって、搭載物の回転を自動的に無効にし得る。これは、ＵＡＶに対する搭載物の全ての動きの無効と称し得る。或いは、ＵＡＶの回転を無効にする又は無効にしないオプションは、同時に選択され得る。場合によっては、逆も発生し得る。例えば、搭載物の回転が無効にされるが、搭載物の平行移動は可能にされ得る。
【０１０３】
搭載物の平行移動を可能にする及び／又は無効にすることは、ユーザ命令に応答して発生し得る。場合によっては、ユーザ命令は、ＵＡＶの飛行前にもたらされる。場合によっては、これは、ユーザが、ＵＡＶの飛行中に搭載物に関する平行移動設定を変更しないようにし得る。或いは、命令は、ＵＡＶの飛行中にもたらされ得る。命令は、ユーザからリモートコントローラを介してもたらされ得る。場合によっては、命令は、ユーザによって手動で、ＵＡＶにおいて直接、もたらされ得る。命令がＵＡＶにおいてもたらされるとき、ユーザは、それに続く命令を、リモートコントローラを介してもたらすことができても又はできなくてもよい。場合によっては、飛行中に平行移動の無効が選択されると、搭載物は、一時的に停止し、且つ更なるユーザ制御命令を受信するまで、その現在の位置に留まり得る。これは、現在の位置が幾つかの壮大な眺めの撮影に非常に良好な位置であると分かる場合、好都合とし得る。前述の通り、無効は、平行移動のみ、回転のみ、又は平行移動及び回転の双方を指し得る。
【０１０４】
幾つかの実施形態では、搭載物の動きの範囲及び／又は方向は、事前設定され得るか又は限定され得る。例えば、ユーザは、搭載物の上方への動き、又は搭載物の下方への動きのみを許可する入力をもたらし得る。ユーザは、搭載物が支持機構に沿って動くことができる距離を制限する入力をもたらし得る。ユーザはまた、支持機構に沿って搭載物が移動し得るロケーションを制限する入力をもたらし得る（例えば、上限及び／又は下限）。
【０１０５】
搭載物をより良好に制御するために、幾つかの実施形態では、搭載物によって実施されるような撮影動作又は写真撮影動作は、飛行前又は飛行中に予め決定又は事前設定され得る。例えば、ユーザは、平行移動しながら撮影し続ける、特定のタイプの搭載物として撮像装置を構成し得る。反対に、ユーザは、平行移動する間は撮影しないように撮像装置を構成し得る。場合によっては、ユーザは、一定の平行移動距離内で撮影し続けるように撮像装置を構成し得る。対照的に、ユーザは、一定の平行移動距離内では撮影しない（すなわち、撮影を停止する）ように撮像装置を構成し得る。搭載物装置が動作しているかどうかは、平行移動距離、平行移動の速さ、平行移動加速度、平行移動距離、検知した環境の状況、検知したＵＡＶの状態、検知した支持機構の状態、検知した搭載物の状態、ユーザ命令、及び／又は任意の他の要因に依存し得る。このようにして、撮影動作は、柔軟に制御され、及びバッテリー寿命が延ばされ得る。
【０１０６】
搭載物の平行移動距離等の移動距離は、より良好に制御するためにモニタリングされ得る。これは、１つ又は複数のセンサを用いて行われ得る。場合によっては、１つ又は複数のセンサは、平行移動情報、例えば平行移動の距離、方向、又は動きを決定するために用いられ得る。場合によっては、１つ又は複数のアクチュエータからの情報を使用して、その情報を判断し得る。例えば、モータへの出力、モータからの出力、モータの動作時間の長さ、モータの回転速度、及び／又は平行移動を生じ得るモータの回転方向を使用して、平行移動情報を判断し得る。場合によっては、支持機構は、中心本体に対する搭載物の平行移動距離を測定するための１つ又は複数のホールセンサを含み得る。例えば、当業者に知られているように、ホールセンサは、タコメータによる調査及びカウントにおいて使用され得る。モータに対してホールセンサによって実施された回転のカウントに基づいて、ガイドスクリューロッドの運転距離は決定され、それゆえ搭載物の移動距離が獲得され得る。他の幾つかの場合では、支持機構は、中心本体に対する搭載物の移動距離を測定するために１つ又は複数のデジタルノギスを提供し得る。その結果得られた測定距離は、ユーザにリアルタイムで又はほぼリアルタイムで送信される。幾つかの実施形態では、測定された距離は、リモートコントローラの表示装置に表示されて、ユーザは、搭載物の移動状況を極めて迅速に知り得る。例えば、測定された平行移動距離は、ＵＡＶのユーザに図形で又は視覚的に、例えば、搭載物の動きが図形的にリアルタイムで表示される軌跡で、表示され得る。
【０１０７】
幾つかの実施形態では、搭載物装置の回転順序は、搭載物装置の元の動作環境下で、例えば真下に向いているときに「ジンバルロック」の問題を生じることなく、搭載物装置の回転を許可するように選択される。例えば、一実施形態では、回転順序は、最内から最外の回転軸へ、ピッチ、ロール及びヨーとし得る。別の実施形態では、回転順序は、最外から最内の回転軸へ、ピッチ、ロール及びヨーとし得る。搭載物装置の任意の回転順序（例えば、最外から最内の回転軸へ、又は最内から最外の回転軸へ、ピッチ／ヨー／ロール、ロール／ピッチ／ヨー、ロール／ヨー／ピッチ、ヨー／ロール／ピッチ、又はヨー／ピッチ／ロール）が考慮され得る。
【０１０８】
図１５は、本発明の実施形態による図１１のＵＡＶの側面図である。図１５に示すように、ガイドスクリューロッドを含む支持機構は、搭載物がＵＡＶの中心本体へ、及びＵＡＶ又はＵＡＶの推進ユニットの下側及び上側に通過することを可能にする。搭載物は、所与の時点において、搭載物が中心本体によって横方向に取り囲まれるように、ＵＡＶの中心本体を通過し得る。搭載物は、約３６０度、又は１８０度又はそれを上回る角度範囲にわたって取り囲まれ得る。ひとたび搭載物が下方位置から上方位置に到達すると、搭載物は、対応するタスクを実行し得る。上述の通り、搭載物が撮像装置であるとき、ピッチ軸の周りで上方に回転することによってローアングルの撮影を実行可能とし得る。それにより、一般的にハイアングルの撮影を実行する従来の撮影とは異なる撮影角度を達成できる。例えば、撮影標的が、空中に浮かんでいるパラシュート降下している愛好家である場合、撮像装置は、ＵＡＶが愛好家の下側を飛行している場合には、パラシュートの下のその愛好家の写真又は映像を撮る。幾つかの実施形態では、リアルタイムのフィードバックデータ又はほぼリアルタイムのフィードバックデータに基づいて、問題のパラシュート降下している愛好家も含むユーザは、リモートコントローラを使用して、搭載物の位置を制御し、例えば、異なる軸で回転しながら下方に少し動かし、又は垂直方向に動かし、それにより、異なる視野角で画像又は映像データを記録し得る。幾つかの実施形態では、ハイアングルの撮影及びローアングルの撮影によってそれぞれ獲得された画像の組み合わせ又は融合は、パノラマ像又は画像を生じ、それにより、より包括的で詳細な高品質の画像を獲得し得る。
【０１０９】
搭載物が支持機構の最上の位置に到達すると、対応する動作を実行し得る。例えば、搭載物が撮像装置であるとき、撮影動作又は写真撮影動作を実行し得る。前に述べた通り、ジンバルによって１つ又は複数のアクチュエータ（例えば、モータ）を介してもたらされた駆動力に基づいて、撮像装置は、１つ又は複数の回転軸の周りで回転し得る。例えば、複数のアクチュエータの作動に基づいて、撮像装置は、ピッチ軸、ヨー軸、及びロール軸のうちの１つ又は複数の周りで回転できる。撮像装置がヨー軸の周りで回転するとき、支持機構の画像が、撮像装置の視野角に入る可能性があり、例えば、支持機構のガイドが撮像装置の視野角を遮り、これは撮影に望ましくない。この目的のために、幾つかの実施形態では、撮像装置は、例えば、アクチュエータ３８２の回転作動に基づいてピッチ軸の周りで回転し、支持機構のガイドが撮像装置の視野角を遮断しないようにし得る。例えば、撮像装置は、支持機構のガイドに対して反転されて、頂部に位置決めされ得るようにする。それゆえ、支持機構のガイドによって与えられた視覚的障害物を除外することが可能である。例えば、パノラマ撮影が望ましいとき、この最上の位置にある撮像装置は、全く障害物なく、３６０度の写真撮影を実行できるか、又はより横方向の写真撮影を実行できる。この反転動作は、撮像装置の視野角における支持機構の画像の検出に応答して実行され得る。或いは、反転動作は、ひとたび搭載物が支持機構の最上の位置、例えば、ガイドの上端部に到達すると、自動的に実行され得る。
【０１１０】
図１６は、本発明の実施形態による、図１１のＵＡＶを垂直方向から見た図である。図１６に示すように、例示的なＵＡＶは８個の推進ユニットを含み、それらは、それぞれの延在アーム又はフレームアセンブリを使用して、中心本体にそれぞれ配置されている。任意の数の推進ユニットが設けられ得る。推進ユニットは、任意選択的に放射状に配置され得る。場合によっては、推進ユニットは、中心本体から等距離にあるとし得る。推進ユニットは、互いに対して横方向に同じ角度にあるフレームアセンブリによって支持され得る。更に、地面に置かれるときにＵＡＶを支持するために、２つの支持部材も中心本体に結合される。幾つかの実施形態では、ＵＡＶが空中を飛行するとき、２つの支持部材は後退されるため、ＵＡＶに対してより多くの動作空間を提供する。支持部材は、ＵＡＶが地面上にあるときにＵＡＶの重量を支えるように構成された着陸用スタンドとし得る。支持部材は、支持部材がＵＡＶを支持するために下げられた位置にあるときに支持機構及び／又は搭載物が地面に接触しないようにし得るのに十分な長さを有し得る。本発明の実施形態による支持機構は、中心本体の中心領域に配置され得る。図示の通り、支持機構の１つ、２つ、又はそれを上回る数のガイドが、中心本体の中心キャビティの周辺に垂直に且つ互いに平行に固定されている。搭載物、例えば、撮像装置は、支持機構のガイドに結合されたジンバルによって担持され得る。それゆえ、搭載物は、回転しながら又は回転せずに、ガイドの長さに沿って動き得る。
【０１１１】
更に、これまで説明してきたように、それに応じてＵＡＶ上での搭載物のポジショニングを制御するために、端末、例えば、リモートコントローラが提供され得る。幾つかの実施形態では、リモートコントローラは、図１０〜１６に示すように、ＵＡＶを制御するためのユーザ制御命令を生成するように構成された１つ又は複数のプロセッサを含み得る。ユーザ制御命令は、搭載物の動きを可能にする、搭載物の動きを無効にする、搭載物を所与の方向に、所与の期間動かす、搭載物の動きを停止する、搭載物の動きを再開する、動いている間は撮影を停止する、予め決定された距離内で撮影を停止、開始、又は再開することを含み得る。リモートコントローラは、更に、通信ユニット、例えば上述したようにＵＡＶにユーザ制御命令を送信するための無線送受信機を含み得る。対応して、ＵＡＶは、通信ユニット、例えばそのようなユーザ制御命令を受信するための無線送受信機を含み、及びこのユーザ制御命令を処理するための１つ又は複数のプロセッサを含み、それにより搭載物に、中心本体の上側又は下側への動き、推進ユニットの上側又は下側への動き、垂直方向への動き、水平方向への動き、１つ又は複数の回転軸の周りでの回転等の対応する動作を実行させ得る。幾つかの実施形態では、ユーザは、動きながら撮影を実行する又は実行しないように撮像装置を構成し得る。例えば、ユーザは、リモートコントローラ上のタッチセンシティブスクリーンを介して、支持機構が、撮像装置が動くことを可能にしている間に、撮影を実行するように、撮像装置を構成し得る。更に、ユーザはまた、動いているときには撮影を停止するように撮像装置を構成し得る。このようにして、中心本体又は推進ユニット（例えば、ブレード）を含む画像又は映像は、排除され得る。更に、特定の移動距離内で撮影を実行するかどうかはまた、予め決定又は構成され得る。例えば、撮影が行われる可能性のない最小運動範囲が決定される場合、搭載物は、ひとたびこの範囲に入ると、撮影を実行することが許されない。本明細書では、この範囲は、中心本体の下側のガイド上の一定のロケーションから、中心本体の上側のガイド上の一定のロケーションまでの距離とし得る。幾つかの実施形態では、本明細書では、この範囲は、推進ユニットの下側のガイド上の一定のロケーションから、推進ユニットの上側のガイド上の一定のロケーションまでの距離とし得る。本明細書では、この範囲は、更に、ガイド上の一定のロケーションからガイドの底端部までの距離、又はガイド上の一定のロケーションからガイドの上端部までの距離とし得る。搭載物がこの範囲内で動くとき、撮影を実行することを許される。なぜなら、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニットは、一定の程度までその視野角（ａｎｇｌｅ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）を遮断しない可能性があるためである。
【０１１２】
図１７は、本発明の実施形態による搭載物のポジショニングを制御する方法を示すフローチャートである。図１７に示すように、方法１７００は、１７０１において、ＵＡＶの中心本体上で支持機構を支持するステップを含み得る。本明細書では、ＵＡＶは、図１〜１６に示すようなものとし得る。方法１７００はまた、１７０２において、空中でＵＡＶを推進させるために１つ又は複数の推進ユニットを動作させるステップを含む。１つ又は複数の推進ユニットは、それぞれ、中心本体から延在する１つ又は複数のフレームアセンブリ又はアームによって中心本体に配置され得る。方法１７００は、更に、１７０３において、支持機構を使用して搭載物を支持するステップを含み得る。方法１７００は、更に、１７０４において、支持機構を作動させて、支持機構が中心本体に対して平行移動することを可能にするステップを含み得る。
【０１１３】
幾つかの実施形態では、支持機構は、搭載物が中心本体の上側及び下側に動くことを可能にするように構成され得る。それに加えて又はその代わりに、支持機構は、搭載物が１つ又は複数の推進ユニットの上側及び下側に動くことを可能にするように構成される。支持機構が搭載物を平行移動させることを可能にし得る方向は、中心本体に対して水平方向又は垂直方向とし得る。垂直に動くとき、搭載物は、中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の上側及び／又は下側に平行移動し得る。水平に動くとき、搭載物は、中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の右及び／又は左に、中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の前及び／又は後ろに、又は中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の任意の第１の側面及び／又は対向する第２の側面に、平行移動し得る。水平に動くとき、搭載物は、中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の上側に、又は中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の下側に留まり得る。搭載物はまた、ジンバルアセンブリを用いて、１つ又は複数の回転軸の周りで回転することができるとし得る。それゆえ、支持機構は、搭載物の回転を可能にしながら、搭載物が垂直方向に平行移動することを可能にし得る。支持機構は、搭載物が全く回転する必要なく、搭載物が垂直方向に平行移動することを可能にし得る。すなわち、搭載物が回転することを可能にされるかどうかは、柔軟に構成され得る。幾つかの実施形態では、支持機構は、搭載物が、水平方向での平行移動を可能にする一方で、又は水平方向には全く平行移動する必要なく、垂直方向に平行移動することを可能にし得る。本明細書の支持機構は、１つ又は複数のアクチュエータを含んでもよく、及び支持機構は、支持機構の少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して、搭載物が垂直方向に平行移動することを可能にする。
【０１１４】
本発明の実施形態による支持機構は、支持機構が搭載物を所望の方向に動かすことができる限り、多くの形態で実装され得る。幾つかの実施形態では、支持機構は、少なくとも１つの垂直ロッドを含んでもよく、及びこの垂直ロッドは、ＵＡＶの中心本体を通過している。或いは、支持機構は、少なくとも２つの垂直ロッドを含んでもよく、これら垂直ロッドは、互いに実質的に平行であり、且つＵＡＶの中心本体を通過している。
【０１１５】
搭載物を、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニットの上側又は下側に動かすように駆動するために、支持機構は、ＵＡＶの中心本体を通過し得る少なくとも１つの垂直ロッドに配置された少なくとも１つの作動アセンブリを含み得る。
【０１１６】
本明細書で説明するような少なくとも１つの作動アセンブリは、少なくとも１つのモータ含んでもよく、及びその位置は、柔軟に選択され得る。例えば、少なくとも１つのモータは、中心本体の上側又は下側に位置決めされ得る。幾つかの実施形態では、少なくとも１つの作動アセンブリは、図１０〜１６のＵＡＶにおいて例示的に示すように、ガイドスクリューを含んでもよく、及びガイドスクリューは、少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ搭載物と係合することにより、少なくとも１つのモータがガイドスクリューを駆動して搭載物を中心本体に対して平行移動させるようにする。幾つかの実施形態では、図３〜９のＵＡＶにおいて例示的に示すように、少なくとも１つの作動アセンブリは同期ベルトを含んでもよく、及び同期ベルトは、少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ搭載物と接続することにより、少なくとも１つのモータが同期ベルトを駆動して搭載物を中心本体に対して平行移動させるようにする。或いは、少なくとも１つの作動アセンブリは鋼線ロープを含んでもよく、及び鋼線ロープは、少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ搭載物と接続することにより、少なくとも１つのモータが鋼線ロープを駆動して搭載物を中心本体に対して平行移動させるようにする。
【０１１７】
本明細書では、搭載物は、ＵＡＶに結合され且つ対応するタスクを実行し得る任意の好適な積載物とし得る。幾つかの実施形態では、搭載物は撮像装置としてもよく、及び支持機構は、画像装置に結合されたジンバルを含み、及び方法は、更に、撮像装置を１つ又は複数の回転軸で回転させるようにジンバルを構成するステップを含み得る。換言すると、ジンバルは、撮像装置が動いている間に、撮像装置を様々な方向で回転するように作動させ得る。
【０１１８】
異なる構成に依存して、方法は、平行移動しながら撮影し続けるように撮像装置を動作させるステップを含み得る。更に、方法は、平行移動している間は撮影を停止するように撮像装置を動作させるステップを含み得る。幾つかの実施形態では、撮像装置の動作をより精密に又は正確に制御するために、方法は、更に、一定の平行移動距離内では撮影し続けるように撮像装置を動作させるステップ、又は一定の平行移動距離内では撮影を停止するように撮像装置を動作させるステップを含み得る。
【０１１９】
撮像装置は、ＵＡＶの中心本体の上側又は下側に自由に動き得るため、方法は、更に、中心本体に対して支持機構の底端部においてハイアングルの撮影を実行するように撮像装置を動作させるステップ、及び中心本体に対して支持機構の上端部においてローアングルの撮影を実行するように撮像装置を動作させるステップを含み得る。それゆえ、撮像装置は、マルチアングル撮影を実行でき、及び中心本体の上側及び中心本体の下側でそれぞれ撮られた画像は、組み合わせられるか又は融合されて、より明瞭な詳細なパノラマ画像を形成し得る。
【０１２０】
方法は、更に、中心本体に対する搭載物の平行移動距離を予め決定するステップを含み得る。それゆえ、搭載物は、事前構成に従って、対応する距離だけガイドに沿って動き得る。幾つかの実施形態では、方法は、更に、中心本体に対する搭載物の平行移動距離を測定するために、１つ又は複数のセンサ又はアセンブリを適用するステップを含み得る。これらの１つ又は複数のセンサ又はアセンブリは、１つ又は複数のホールセンサ又は１つ又は複数のデジタルノギスを含み得る。それにより、ユーザは、中心本体に対する搭載物の現在のロケーションを知らされ得る。例えば、方法は、測定された平行移動距離をユーザに視覚的に表示するステップを含み得る。
【０１２１】
この目的のために、ユーザは、リモートコントローラを使用して、現在のロケーション、平行移動方向、移動距離等のフィードバックデータを受信し、及びフィードバックデータを受信すると、ユーザは、対応する調整を行うかどうかを判断し得る。例えば、ユーザは、搭載物に、更に垂直方向に動いてローアングルの撮影を実施し得るかどうかを命令し得る。ここでも、ユーザはまた、搭載物に、これ以上動かないように命令し得る。なぜなら、電力供給が低い状態にあるためである。搭載物とユーザとの間の通信は、多くの好適な方法で行われ得る。例えば、ＵＡＶ及びリモートコントローラには通信ユニットがそれぞれあってもよく、及び送受信機として供され得るこれらの通信ユニットを使用して、ＵＡＶとリモートコントローラとの間に無線通信を確立し、且つ双方向通信を行い得る。
【０１２２】
図１８は、本発明の実施形態に従って搭載物のポジショニングを制御するための別の方法１８００を示すフローチャートである。
【０１２３】
図１８に示すように、方法１８００は、１８０１において、ＵＡＶの中心本体上で支持機構を支持するステップを含み得る。方法１８００はまた、１８０２において、ＵＡＶを空中で推進させるように１つ又は複数の推進ユニットを動作させるステップを含み得る。方法１８００は、更に、１８０３において、支持機構を使用して搭載物を支持するステップを含み、及び、更に、１８０４において、搭載物が中心本体を通過することを可能にするように支持機構を作動させるステップを含み得る。本明細書では、ＵＶＡは、添付図面に例示的に示すようなものを指し得る。
【０１２４】
異なる配置構成及び構成によれば、支持機構は、搭載物に異なる動きを実行させるように構成され得る。例えば、幾つかの実施形態では、支持機構は、搭載物が中心本体を垂直方向に通過することを可能にするように構成され得る。更に、支持機構は、搭載物を全く回転させる必要なく、搭載物が中心本体を垂直方向に通過することを可能にするように構成され得る。或いは、支持機構は、搭載物が中心本体を垂直方向に通過することを可能にする一方で、搭載物の回転を可能にするように構成され得る。更に、支持機構は、水平方向における平行移動を全く必要とすることなく、又は水平方向での動きを可能にしながら、搭載物が中心本体を垂直方向に通過することを可能にするように構成され得る。垂直に動くとき、搭載物は、中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の上側及び／又は下側に平行移動し得る。水平に動くとき、搭載物は、中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の右及び／又は左へ、中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の前及び／又は後ろへ、又は中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品のいずれかの第１の側面及び／又は対向する第２の側面へ、平行移動し得る。水平に動くとき、搭載物は、中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の上側に、又は中心本体又はＵＡＶの任意の他の構成部品の下側に、留まり得る。本発明の実施形態による搭載物は、柔軟に動き得ることを理解されたい。
【０１２５】
支持機構は、支持機構の少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して、搭載物が中心本体を垂直方向に通過することを可能にする。幾つかの実施形態では、支持機構は、図１及び図２に例示的に示すような、ＵＡＶの中心本体を通過し得る少なくとも１つの垂直ロッドを含み得る。その代わりに及びそれに加えて、支持機構は、ＵＡＶの中心本体を通過している、互いに実質的に平行である少なくとも２つの垂直ロッドを含み得る。
【０１２６】
搭載物をＵＡＶの中心本体を横切って動くように作動させるために、支持機構は、少なくとも１つの垂直ロッドに配置された少なくとも１つの作動アセンブリを含み、及び少なくとも１つの作動アセンブリは、少なくとも１つのモータを含み得る。少なくとも１つのモータのロケーションは、好適に選択され得る。例えば、少なくとも１つのモータは、中心本体の上側又は下側に位置決めされる。
【０１２７】
中心本体に対して搭載物を滑らかに動かすのを容易にするために、幾つかの実施形態では、少なくとも１つの作動アセンブリはガイドスクリューを含み、及びガイドスクリューは、少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ搭載物と係合することにより、少なくとも１つのモータがガイドスクリューを駆動して中心本体に対して搭載物を動かすようにし得る。幾つかの実施形態では、少なくとも１つの作動アセンブリは同期ベルトを含み、及び同期ベルトは、少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ搭載物と接続することにより、少なくとも１つのモータが同期ベルトを駆動して中心本体に対して搭載物を動かすようにし得る。その代わりに及びそれに加えて、少なくとも１つの作動アセンブリは鋼線ロープを含み、及び鋼線ロープは、少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、及び搭載物と接続することにより、少なくとも１つのモータが鋼線ロープを駆動して中心本体に対して搭載物を動かすようにし得る。
【０１２８】
本明細書では、搭載物は、ＵＡＶに結合され且つ様々なタスクを実行し得る任意の所望の積載物とし得る。幾つかの実施形態では、搭載物は撮像装置としてもよく、及び支持機構は、撮像装置に結合されたジンバルを含み、及び方法は、更に、撮像装置を１つ又は複数の回転軸の周りで回転させるようにジンバルを構成するステップを含み得る。このようにして、垂直又は水平方向での動きに加えて、搭載物は、ロール軸、ピッチ軸及びヨー軸のいずれかの周りで回転可能とし得る。
【０１２９】
幾つかの実施形態では、方法は、動きながら撮影し続けるように撮像装置を動作させるステップを含み得る。方法はまた、動いている間は撮影を停止するように撮像装置を動作させるステップを含み得る。例えば、節電するために、撮影は、動いている間は一時的に中断されて、所望のロケーション、例えば、中心本体の上側のガイドの上端部に到達した後で再開され得る。幾つかの実施形態では、方法は、更に、一定の移動距離内では撮影し続けるように撮像装置を動作させるステップを含み得る。方法は、更に、一定の移動距離内では撮影を停止するように撮像装置を動作させるステップを含み得る。移動距離は、ユーザの好み又は実験データに従って構成され得る。例えば、移動距離は、ガイドの底端部から、中心本体又は推進ユニットの画像が撮像装置のビューファインダーに出現し得るロケーションまでとし得る。ＵＡＶの中心本体に対する撮像装置の移動距離は、１つ又は複数のセンサ又はアセンブリによって測定され得る。１つ又は複数のセンサは、１つ又は複数のホールセンサを含み得る。その代わりに及びそれに加えて、１つ又は複数のデジタルノギスは、撮像装置の移動距離を測定するために適用され得る。幾つかの実施形態では、測定された移動距離は、ユーザに戻され得る。この目的のために、ＵＡＶは、１つ又は複数のプロセッサと、無線送受信機として供され得る通信ユニットとを含み得る。通信ユニットは、測定された移動距離を、ユーザによって保持されたリモートコントローラに送信し得る。測定された移動距離を受信すると、ユーザは、撮像装置の動きをリアルタイムで知り、且つ対応する調整を行い得る。
【０１３０】
方法は、更に、中心本体に対して支持機構の底端部においてハイアングルの撮影を実行するように撮像装置を動作させるステップと、中心本体に対して支持機構の上端部においてローアングルの撮影を実行するように撮像装置を動作させるステップとを含み得る。このようにして、異なる眺めのいずれかで記録された異なる画像を組み合わせるか又は融合して、パノラマ画像を獲得する。
【０１３１】
図１９は、本発明の実施形態による搭載物のポジショニングを制御するための更なる方法１９００を示すフローチャートである。
【０１３２】
図１９に示すように、方法１９００は、１９０１において、１つ又は複数のガイドを提供するステップを含み得る。方法１９００はまた、１９０２において、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して平行移動することを可能にするように第１のアクチュエータを構成するステップを含み得る。方法１９００は、更に、１９０３において、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にするように第２のアクチュエータを構成するステップを含み得る。
【０１３３】
幾つかの実施形態では、１つ又は複数のガイドは、垂直に又は水平に向けられ得る１つ又は複数のバーとし得る。第１のアクチュエータは、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して水平又は垂直方向に平行移動することを可能にするように構成され得る。異なる構成及び配置構成によれば、第１のアクチュエータは、第２のアクチュエータによって搭載物が全く回転されることなく、搭載物が垂直方向に平行移動することを可能にし得るか、又は第１のアクチュエータは、搭載物が垂直方向に平行移動することを可能にし得る一方で、第２のアクチュエータは搭載物の回転を可能にする。その代わりに及びそれに加えて、第１のアクチュエータは、搭載物が、水平方向には全く平行移動する必要なく、垂直方向に平行移動することを可能にし得る。更に、第１のアクチュエータは、搭載物が、水平方向での平行移動を可能にしながら、垂直方向に平行移動することを可能にし得る。
【０１３４】
方法は、ＵＡＶの中心本体を通過し得る少なくとも１つの垂直ガイドを提供するステップを含み得る。更に、方法は、互いに実質的に平行であり且つＵＡＶの中心本体を通過し得る少なくとも２つの垂直ガイドを提供するステップを含み得る。搭載物が動くことを可能にするために、方法は、少なくとも１つの垂直ガイドに第１のアクチュエータを配置するステップを含み得る。第１のアクチュエータは、ＵＡＶの中心本体の上側又は下側に位置決めされた少なくとも１つのモータを含み得る。幾つかの実施形態では、第１のアクチュエータはガイドスクリューを含んでもよく、及びガイドスクリューは、少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ搭載物と係合することにより、少なくとも１つのモータがガイドスクリューを駆動して搭載物を平行移動させるようにする。幾つかの実施形態では、第１のアクチュエータは同期ベルトを含んでもよく、及び同期ベルトは、少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ搭載物と接続することにより、少なくとも１つのモータが同期ベルトを駆動して搭載物を平行移動させ得る。それに加えて又はその代わりに、第１のアクチュエータは鋼線を含んでもよく、及び鋼線ロープは、少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ搭載物と接続することにより、少なくとも１つのモータが鋼線のラインを駆動して搭載物を平行移動させ得る。
【０１３５】
方法は、搭載物に結合されたジンバルを含むように第２のアクチュエータを構成するステップと、搭載物が１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にするようにジンバルを構成するステップと含み得る。例えば、ジンバルは３軸ジンバルとし、及び搭載物は撮像装置とし得る。平行移動している最中、撮像装置は、それに応じた構成にされ得る。幾つかの実施形態では、撮像装置は、平行移動しながら撮影し続けるように構成され得る。幾つかの他の実施形態では、撮像装置は、平行移動している間は撮影を停止するように構成され得る。撮像装置の撮影動作を更に精密に制御するために、幾つかの実施形態では、撮像装置は、一定の平行移動距離内では撮影し続けるように構成され得るか、又は一定の平行移動距離内では撮影を停止するように構成され得る。
【０１３６】
その動きに基づいて、撮像装置は、中心本体に対し支持機構の底端部においてハイアングルの撮影を実行し、及び中心本体に対し支持機構の上端部においてローアングルの撮影を実行し得る。このようにして、異なる画像及び映像データを、撮像装置から異なる視点で撮ることができる。
【０１３７】
方法は、１つ又は複数のガイドに対する搭載物の平行移動距離を予め決定するステップを含み得る。例えば、ユーザの好み又は実験データによれば、ユーザは、搭載物をガイドに沿って１つ又は複数の所望のロケーションまで動かすように構成し得る。１つ又は複数の所望のロケーションは、撮影に良好であるか又は搭載物を簡単に安定させるロケーションとし得る。
【０１３８】
１つ又は複数のガイドに対する搭載物の移動距離をより良好に制御するために、幾つかの実施形態では、方法は、１つ又は複数のセンサ又は測定アセンブリ、例えば、１つ又は複数のホールセンサ、又は１つ又は複数のデジタルノギスを用いて、１つ又は複数のガイドに対する搭載物の平行移動距離を測定するステップを含み得る。測定された平行移動距離は、ユーザへ、例えば、ユーザによって保持されたリモートコントローラへ送信され得る。これは、ＵＡＶ及びリモートコントローラのそれぞれの送受信機を介して行われ得る。測定された距離を受信すると、ユーザは、搭載物の現在のロケーションを知り、且つ対応する調整を行い得る、例えば、搭載物に動き続けるように命令するか又は搭載物に停止するように命令する。幾つかの実施形態では、ユーザは、更に関与することなく、搭載物が所望のロケーションに到達するまで搭載物の移動状況をモニタリングするだけとし得る。動きをより良好に制御するために、方法は、例えば、リモートコントローラからの平行移動命令に応答して、搭載物の平行移動距離を制御するように、ＵＡＶに搭載された制御システムを構成し得る。平行移動命令は、リモートコントローラに組み込まれた１つ又は複数のプロセッサによって実行された処理に基づいて、自動的に生成され得る。例えば、１つ又は複数のプロセッサは、搭載物のリアルタイムの動きをモニタリングし、且つ必要な場合には、ＵＡＶに平行移動命令を送信し得る。平行移動命令はまた、ユーザ入力に基づいて生成され得る。例えば、ユーザは、リモートコントローラ上の表示装置を用いてユーザ命令を入力し、その後、命令は、リモートコントローラの通信ユニットを介してＵＡＶに送信され得る。本明細書では、入力手法は、単に説明のためとしてもよく、及び既存の又は将来開発される入力手法も本発明の実施形態に適用可能とし得る。
【０１３９】
図２０は、本発明の実施形態による可動物体２００を示す。可動物体２００は、航空機として示すが、この説明は、説明のためにすぎず、及び本明細書で既に説明したような任意の好適なタイプの可動物体を使用し得る。前述の通り、ＵＡＶの本明細書でのいずれの説明も、任意のタイプの可動物体に適用可能とし、及び逆もまた同様である。
【０１４０】
図示の通り、可動物体は、本発明の実施形態に従って前述したように、支持機構２０２を介して可動物体に結合される積載物２０１を支えるように構成され得る。積載物は、乗客、貨物、備品、器具等のうちの１つ又は複数を含み得る。積載物は、ハウジング内に設けられ得る。ハウジングは、可動物体のハウジングとは分離していても、又は可動物体用のハウジングの一部であってもよい。或いは、積載物はハウジングを備え得る一方、可動物体はハウジングを有しない。或いは、積載物の複数の部分又は積載物全体は、ハウジングがない状態で設けられる。積載物は、可動物体に対して堅固に固定され得る。任意選択的に、積載物は、可動物体に対して可動とし得る（例えば、可動物体に対して平行移動可能又は回転可能）。
【０１４１】
幾つかの実施形態では、積載物は搭載物を含む。搭載物は、どんな動作又は機能も実行しないように構成され得る。或いは、搭載物は、機能的搭載物としても知られている、ある動作又は機能を実行するように構成された搭載物とし得る。例えば、搭載物は、１つ又は複数の標的を調査するための１つ又は複数のセンサを含み得る。撮像装置（例えば、カメラ）、オーディオ捕捉装置（例えば、パラボラマイクロホン）、赤外線撮像装置、又は紫外線撮像装置等の任意の好適なセンサが、搭載物に組み込まれ得る。センサは、静的センシングデータ（例えば、写真）又は動的センシングデータ（例えば、映像）を提供し得る。幾つかの実施形態では、センサは、搭載物の標的にセンシングデータを提供し得る。その代わりに又はそれと組み合わせて、搭載物は、１つ又は複数の標的に信号を提供するための１つ又は複数のエミッタを含み得る。照明光源又は音源等の任意の好適なエミッタを使用できる。幾つかの実施形態では、搭載物は、可動物体から離れたモジュールと通信するため等の１つ又は複数の送受信機を含む。任意選択的に、搭載物は、環境又は標的と相互作用するように構成され得る。例えば、搭載物は、ロボットアーム等の物体を操作できるツール、器具、又は機構を含み得る。
【０１４２】
場合によっては、積載物は、副支持機構２０３を含み得る。副支持機構は搭載物に提供され、及び搭載物は、副支持機構を介して支持機構に結合され得る。反対に、搭載物は、副支持機構を必要とせずに、可動物体に装着され得る。幾つかの実施形態では、搭載物は、副支持機構と一体的に形成され得る。或いは、搭載物は、副支持機構に解放可能に又は取り外し可能に結合され得る。幾つかの実施形態では、搭載物は、１つ又は複数の搭載物要素を含んでもよく、及び搭載物要素のうちの１つ又は複数は、可動物体及び／又は支持機構に対して可動とし得る。
【０１４３】
支持機構は、可動物体と一体的に形成され得る。或いは、支持機構は、可動物体に解放可能に結合され得る。支持機構は、可動物体に直接又は間接的に結合され得る。支持機構は、副支持機構及び搭載物に支持をもたらし得る（例えば、搭載物及び副支持機構の重量の少なくとも一部を支える）。支持機構は、副支持機構に接続するための好適な装着構造（例えば、同期ベルト、ガイドスクリュー又は鋼線ロープ）を含み得る。副支持機構はまた、搭載物の動きを安定させる及び／又は方向付けることができる好適な装着構造（例えば、ジンバルプラットフォーム）を含み得る。この場合、副支持機構は、ジンバル又はジンバルアセンブリとして供され得る。幾つかの実施形態では、副支持機構は、可動物体に対する搭載物の様々な状態（例えば、位置及び／又は向き）を制御するように適合され得る。例えば、支持機構（例えば、ジンバル）は、可動物体に対して動くように構成され（例えば、１、２、又は３自由度の平行移動及び／又は１、２、又は３自由度の回転に関して）、可動物体が動くのにも関わらず、搭載物が好適な基準系に対してその位置及び／又は向きを維持するようにし得る。基準系は、固定基準系（例えば、周囲環境）とし得る。或いは、基準系は、可動基準系（例えば、可動物体、搭載物標的、可動物体の中心本体、可動物体の１つ又は複数の推進ユニット）とし得る。
【０１４４】
幾つかの実施形態では、支持機構は、可動物体の中心本体に対して搭載物が平行移動することを可能にするように構成され得る。支持機構はまた、搭載物が可動物体の中心本体又は可動物体の推進ユニットの上側又は下側へ動くことを可能にするように構成され得る。図１〜１９を参照して前述したように、支持機構は、ロッド又はバーとして供され得る少なくとも１つのガイドを含み得る。１つ又は複数の作動アセンブリ、例えば、モータは、ガイドに配置され、及び搭載物をガイドに沿って動くように作動させ、搭載物が可動物体の中心本体を通過しているか又は可動物体の中心本体又は推進ユニットに対して平行移動するようにし得る。
【０１４５】
搭載物の可動性及び操縦性を更に改善するために、副支持機構は、副支持機構及び／又は可動物体に対する搭載物の動きを可能にするように構成され得る。本明細書では、動きは、３自由度（例えば、１、２、又は３軸に沿った）までの平行移動、又は３自由度（例えば、１、２、又は３軸の周りでの）までの回転、又はそれらの任意の好適な組み合わせとし得る。
【０１４６】
場合によっては、副支持機構は、フレームアセンブリ及び作動アセンブリを含み得る。フレームアセンブリは、搭載物に構造的支持体を提供し得る。フレームアセンブリは、個々のフレーム構成部品を含んでもよく、それらのうちの幾つかは、互いに対して可動であるとし得る。作動アセンブリは、個々のフレーム構成部品の動きを作動させる１つ又は複数のアクチュエータ（例えば、モータ）を含み得る。アクチュエータは、同時に複数のフレーム構成部品の動きを可能にし得るか、又は一度に１つのフレーム構成部品の動きを可能にするように構成され得る。フレーム構成部品の動きは、搭載物の対応する動きを生じ得る。例えば、作動アセンブリは、１つ又は複数の回転軸（例えば、ロール軸、ピッチ軸、又はヨー軸）の周りでの１つ又は複数のフレーム構成部品の回転を作動させ得る。１つ又は複数のフレーム構成部品が回転することによって、搭載物を可動物体に対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転させる。その代わりに又はそれと組み合わせて、作動アセンブリは、１つ又は複数の平行移動軸に沿って１つ又は複数のフレーム構成部品の平行移動を作動させ、それにより、可動物体に対する１つ又は複数の対応する軸に沿った搭載物の平行移動を生じ得る。
【０１４７】
場合によっては、搭載物は、副支持機構を必要とせずに、可動物体に設けられ得る。可動物体は、推進機構、検知システム、及び通信システムを含み得る。本明細書で既に説明したように、推進機構は、ロータ、プロペラ、ブレード、エンジン、モータ、車輪、アクスル、磁石、又はノズルのうちの１つ又は複数を含み得る。可動物体は、１つ又は複数の、２つ以上の、３つ以上の、又は４つ以上の推進機構を有し得る。推進機構は全て同じタイプとし得る。或いは、１つ又は複数の推進機構は、異なるタイプの推進機構とし得る。幾つかの実施形態では、推進機構は、可動物体の水平運動を全く必要とせずに（例えば、滑走路を進むことなく）、可動物体が表面から垂直に離陸、又は表面に垂直に着陸できるようにし得る。任意選択的に、推進機構は、指定された位置及び／又は向きで可動物体が空中をホバリングすることを可能にするように動作可能とし得る。
【０１４８】
例えば、可動物体は、可動物体に揚力及び／又は推力を発生させ得る、複数の水平に向けられたロータを有し得る。複数の水平に向けられたロータは、可動物体に垂直離陸能力、垂直着陸能力、及びホバリング能力をもたらすように作動され得る。幾つかの実施形態では、水平に向けられたロータのうちの１つ又は複数は、時計回り方向に回転し得る一方、水平のロータのうちの１つ又は複数は、反時計回り方向に回転し得る。例えば、時計回りのロータの数は、反時計回りロータの数に等しいとし得る。水平に向けられたロータのそれぞれの回転速度は、独立して変化させて、各ロータによって生じた揚力及び／又は推力を制御し、それにより、可動物体の空間的配置、速度、及び／又は加速度を調整し得る（例えば、３自由度までの平行移動及び３自由度までの回転に関して）。
【０１４９】
当業者は、飛行機システムとの関連で本明細書で説明する実施形態のいずれかが、任意の好適な可動物体（例えば、ＵＡＶ）に適用され得ることを認識するであろう。ＵＡＶは、１つ又は複数のロータを有する推進システムを含み得る。任意の数のロータが設けられ得る（例えば、１、２、３、４、５、６、又はそれを上回る数）。ロータ又はＵＡＶの他の推進システムは、ＵＡＶがホバリングする／位置を維持する、向きを変える、及び／又はロケーションを変えることを可能にし得る。対向するロータのシャフト間の距離は、任意の好適な長さとし得る。例えば、その長さは、２ｍ以下、又は５ｍ以下とし得る。幾つかの実施形態では、その長さは、４０ｃｍ〜７ｍ、７０ｃｍ〜２ｍ、又は５ｃｍ〜５ｍの範囲内にあるとし得る。ＵＡＶの本明細書でのいずれの説明も、可動物体、例えば異なるタイプの可動物体に適用し得る、及び逆もまた同様である。
【０１５０】
検知システムは、可動物体の空間的配置、速度、及び／又は加速度を検知し得る（例えば、３自由度までの平行移動及び３自由度までの回転に関して）、１つ又は複数のセンサを含み得る。更に、１つ又は複数のセンサを使用して、ＵＡＶの中心本体又は推進ユニット、例えば、１つ又は複数のホールセンサ又はデジタルノギスに対する搭載物の移動距離を検知及び測定し得る。更に、１つ又は複数のセンサは、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、モーションセンサ、慣性センサ、近接センサ、又はイメージセンサを含み得る。検知システムによって提供されたセンシングデータを使用して、可動物体の空間的配置、速度、及び／又は向き（例えば、下記で説明するような好適なプロセッシングユニット及び／又は制御モジュールを使用して）、及び搭載物の移動方向及び移動距離を制御し得る。或いは、検知システムを使用して、可動物体を取り囲む環境に関するデータ、例えば天候の状況、潜在的障害物に対する近接性、地理的特徴のロケーション、人工構造物のロケーション等を提供し得る。
【０１５１】
通信システムは、無線信号２１６を介して、通信システム２１４を有する端末２１２との通信を可能にし得る。
【０１５２】
幾つかの実施形態では、固定基準系（例えば、周囲環境）及び／又は互いに対する可動物体、支持機構、及び搭載物の動きは、端末によって制御され得る。端末は、可動物体、支持機構、副支持機構、及び／又は搭載物から離れたロケーションにある遠隔制御装置とし得る。端末は、支持プラットフォームに配置又は取り付けられ得る。或いは、端末は、ハンドヘルド又は装着型の装置とし得る。例えば、端末は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、コンピュータ、眼鏡、手袋、ヘルメット、マイクロホン、又はこれらの好適な組み合わせを含み得る。端末は、ユーザインターフェース、例えばキーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、又はディスプレイを含み得る。手動で入力されたコマンド、音声制御、ジェスチャー制御、又は位置制御（例えば、端末の動き、ロケーション又は傾斜による）等の任意の好適なユーザ入力を使用して、端末と対話できる。
【０１５３】
端末を使用して、可動物体、支持機構、副支持機構、及び／又は搭載物の任意の好適な状態を制御し得る。例えば、端末を使用して、固定基準系及び／又は互いに対する可動物体、支持機構、副支持機構、及び／又は搭載物の位置及び／又は向きを制御し得る。幾つかの実施形態では、端末を使用して、可動物体、支持機構、副支持機構、及び／又は搭載物の個々の要素、例えば支持機構の作動アセンブリ、副支持機構の作動アセンブリ、搭載物のセンサ、又は搭載物のエミッタを制御し得る。端末は、可動物体、支持機構、副支持機構又は搭載物のうちの１つ又は複数と通信するように適合された無線通信装置を含み得る。例えば、端末は、可動物体の中心本体又は推進ユニットに対する搭載物の平行移動又は動きを制御し得る。
【０１５４】
端末は、可動物体、支持機構、副支持機構及び／又は搭載物の情報を見るための好適な表示ユニットを含み得る。例えば、端末は、位置、平行移動速度、平行移動加速度、向き、角速度、角加速度、又はこれらの任意の好適な組み合わせに関して、可動物体、支持機構、副支持機構、及び／又は搭載物の情報を表示するように構成され得る。幾つかの実施形態では、端末は、搭載物によって提供された情報、例えば機能的搭載物によって提供されたデータ（例えば、カメラ又は他の画像捕捉装置によって記録された画像）を表示し得る。幾つかの実施形態では、端末は、可動物体の中心本体又は推進ユニットに対する搭載物の平行移動の詳細、例えば平行移動方向、平行移動距離、運動状態等を表示し得る。
【０１５５】
任意選択的に、同じ端末が、可動物体、支持機構、副支持機構及び／又は搭載物の制御、又は可動物体、支持機構、副支持機構及び／又は搭載物の状態の制御、並びに可動物体、支持機構、副支持機構及び／又は搭載物からの情報の受信及び／又は表示の双方を行い得る。例えば、端末は、搭載物によって撮られた画像データ又は搭載物の位置に関する情報を表示しながら、可動物体の中心本体又は推進ユニットに対する搭載物のポジショニングを制御し得る。或いは、異なる機能には異なる端末を使用し得る。例えば、第１の端末は、可動物体、支持機構、副支持機構及び／又は搭載物の動き又は状態を制御する一方、第２の端末は、可動物体、支持機構、及び／又は搭載物からの情報を受信及び／又は表示し得る。例えば、第１の端末を使用して、環境（例えば、可動物体の中心本体又は推進ユニット）に対する搭載物のポジショニングを制御し得る一方、第２の端末は、搭載物によって撮られた画像データを表示する。可動物体と、可動物体の制御及びデータの受信の双方を行う統合端末との間、又は可動物体と、可動物体の制御及びデータの受信の双方を行う複数の端末との間では、様々な通信モードが使用され得る。例えば、可動物体と、可動物体の制御及び可動物体からの受信の双方を行う端末との間には、少なくとも２つの異なる通信モードが形成され得る。
【０１５６】
幾つかの実施形態では、端末は、制御データを、可動物体、支持機構、副支持機構、及び搭載物のうちの１つ又は複数に提供し、且つ可動物体、支持機構、副支持機構及び搭載物のうちの１つ又は複数から情報を受信し得る（例えば、可動物体、支持機構、副支持機構又は搭載物の位置及び／又はモーションの情報；カメラによって撮られた画像データ等、搭載物によって検知されたデータ）。場合によっては、端末からの制御データは、可動物体、支持機構、副支持機構及び／又は搭載物の相対位置、動き、作動、又は制御に関する命令を含み得る。例えば、制御データは、可動物体のロケーション及び／又は向きの修正（例えば、推進機構の制御を介して）、又は可動物体に対する搭載物の動き（例えば、支持機構及び副支持機構の制御を介して）を生じ得る。端末からの制御データは、搭載物の制御、例えばカメラ又は他の画像捕捉装置の動作の制御（例えば、静止画像又は動画を撮ること、ズームイン又はズームアウト、電源を入れる又は切ること、撮像モードを切り替えること、画像解像度を変更すること、焦点を変えること、被写界深度を変えること、露出時間を変更すること、ビューイング角又は視界を変更すること、支持機構のガイドに沿って動くこと）を生じ得る。
【０１５７】
場合によっては、可動物体、支持機構、副支持機構及び／又は搭載物からの通信は、（例えば、検知システム又は搭載物の）１つ又は複数のセンサからの情報を含み得る。通信は、１つ又は複数の異なるタイプのセンサ（例えば、ＧＰＳセンサ、モーションセンサ、慣性センサ、近接センサ、又はイメージセンサ）からの、検知された情報を含み得る。そのような情報は、可動物体、支持機構、副支持機構及び／又は搭載物の位置（例えば、ロケーション、向き）、動き、又は加速度に関連し得る。搭載物からのそのような情報は、搭載物によって撮られたデータ、又は搭載物の検知された状態を含み得る。端末によって送信された制御データを使用して、可動物体、支持機構、副支持機構又は搭載物のうちの１つ又は複数の状態を制御し得る。その代わりに又はそれと組み合わせて、支持機構、副支持機構及び搭載物は、それぞれ、端末と通信するように構成された通信モジュールを含み、端末が、可動物体、支持機構、副支持機構及び搭載物のそれぞれと独立して通信及び制御できるようにし得る。
【０１５８】
幾つかの実施形態では、可動物体は、端末に加えて、又は端末の代わりに、別の遠隔装置と通信するように構成され得る。端末はまた、別の遠隔装置並びに可動物体と通信するように構成され得る。例えば、可動物体及び／又は端末は、別の可動物体、支持機構若しくは副支持機構、又は別の可動物体の搭載物と通信し得る。所望する場合には、遠隔装置は、第２の端末又は他の計算装置（例えば、コンピュータ、ラップトップ、タブレット、スマートフォン、又は他のモバイル機器）とし得る。遠隔装置は、可動物体にデータを送信し、可動物体からデータを受信し、端末にデータを送信し、及び／又は端末からデータを受信するように構成され得る。任意選択的に、遠隔装置は、インターネット又は他の電気通信ネットワークに接続され、可動物体及び／又は端末から受信したデータがウェブサイト又はサーバーにアップロードされるようにし得る。
【０１５９】
通信システムは、無線通信に好適な任意の数の送信機、受信機、及び／又は送受信機を含み得る。通信は単方向通信とし得るため、データは、一方向にのみ送信され得る。例えば、単方向通信は、端末にデータを送信する可動物体のみを含み得るか、又は逆もまた同様である。データは、通信システムの１つ又は複数の送信機から通信システムの１つ又は複数の受信機へ送信され得る、又は逆もまた同様である。或いは、通信は双方向通信とし得るため、データは、可動物体と端末との間で両方向に送信され得る。双方向通信は、通信システムの１つ又は複数の送信機から通信システムの１つ又は複数の受信機へデータを送信することを含み得る、及び逆もまた同様である。
【０１６０】
図２１は、実施形態による可動物体を制御するためのシステム２１０のブロック図による概略図である。システム２１０は、本明細書で開示するシステム、装置、及び方法の任意の好適な実施形態と組み合わせて使用され得る。システム２１０は、検知モジュール２１１、プロセッシングユニット２１２、非一時的な（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ）コンピュータ可読媒体２１３、制御モジュール２１４、及び通信モジュール２１５を含み得る。
【０１６１】
検知モジュールは、可動物体に関する情報を異なる方法で収集し且つ可動物体の中心本体又は推進ユニット等の可動物体の一部に対する搭載物の動きに関する情報を収集する、異なるタイプのセンサを用い得る。異なるタイプのセンサは、異なるタイプの信号又は異なる発信源からの信号を検知し得る。例えば、センサは、慣性センサ、ＧＰＳセンサ、近接センサ（例えば、ライダー）、又は視覚／イメージセンサ（例えば、カメラ）を含み得る。検知モジュールは、複数のプロセッサを有するプロセッシングユニットに動作可能に結合され得る。幾つかの実施形態では、検知モジュールは、センシングデータを好適な外部装置又はシステムに直接送信するように構成された送信モジュール２１６（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ画像送信モジュール）に動作可能に結合され得る。例えば、送信モジュールを使用して、検知モジュールのカメラによって撮られた画像を遠隔端末に送信し得る。更に、送信モジュールを使用して、可動物体（例えば、ＵＡＶ）の中心本体に対する搭載物の移動距離を遠隔端末に送信して、ユーザが観察できるようにし得る。
【０１６２】
プロセッシングユニットは、１つ又は複数のプロセッサ、例えばプログラム可能プロセッサ（例えば、セントラルプロセッシングユニット（ＣＰＵ））を有し得る。プロセッシングユニットは、非一時的なコンピュータ可読媒体に動作可能に結合され得る。非一時的なコンピュータ可読媒体は、１つ又は複数のステップ、例えば図１７〜１９に例示的に示されるようなステップを実行するためにプロセッシングユニットによって実行可能な論理、コード、及び／又はプログラム命令を記憶し得る。非一時的なコンピュータ可読媒体は、１つ又は複数のメモリユニット（例えば、取り外し可能な媒体又は外部記憶装置、例えばＳＤカード又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））を含み得る。幾つかの実施形態では、検知モジュールからのデータは、非一時的なコンピュータ可読媒体のメモリユニットに直接伝達されて、そこに記憶され得る。非一時的なコンピュータ可読媒体のメモリユニットは、本明細書で説明する方法の任意の好適な実施形態を実行するためにプロセッシングユニットによって実行可能な論理、コード及び／又はプログラム命令を記憶し得る。例えば、プロセッシングユニットは、検知モジュールによって作り出されたセンシングデータをプロセッシングユニットの１つ又は複数のプロセッサに解析させる命令を実行するように構成され得る。メモリユニットは、プロセッシングユニットによって処理されるべき検知モジュールからのセンシングデータを記憶し得る。幾つかの実施形態では、非一時的なコンピュータ可読媒体のメモリユニットを使用して、プロセッシングユニットによって作り出された処理済の結果を記憶し得る。
【０１６３】
幾つかの実施形態では、プロセッシングユニットは、図１〜２０を参照して説明したような、可動物体、支持機構、副支持機構、及び／又は搭載物の様々な状態を制御するように構成された制御モジュールに、動作可能に結合され得る。例えば、制御モジュールは、６自由度に関して可動物体の空間的配置、速度、及び／又は加速度を調整するために、可動物体の推進機構を制御するように構成され得る。幾つかの実施形態では、制御モジュールは、搭載物の平行移動距離、平行移動方向、動きの付勢（ｅｎａｂｌｅｍｅｎｔ）又は無効等を制御するように構成され得る。
【０１６４】
プロセッシングユニットは、データを送信する及び／又は１つ又は複数の外部装置（例えば、端末、表示装置、又は他のリモートコントローラ）から受信するように構成された通信モジュールに動作可能に結合され得る。下記で更に詳細に説明するように、有線通信又は無線通信等、任意の好適な通信手段を使用し得る。通信モジュールは、検知モジュールからのセンシングデータ、プロセッシングユニットによって作り出された処理済の結果、予め決定された制御データ、端末やリモートコントローラからのユーザコマンド等のうちの１つ又は複数を送信及び／又は受信し得る。例えば、ユーザコマンドは、搭載物に多少動くように、動きを停止するように、及び動きを再開するように命令するためのユーザ制御命令を含み得る。幾つかの実施形態では、搭載物がカメラとして供される場合、ユーザ制御命令を使用して、移動している間も撮影し続けるように、移動している間は撮影を停止するように、規定の移動距離内では撮影し続けるように、及び規定の移動距離内では撮影を停止するようにカメラを制御し得る。幾つかの実施形態では、通信モジュールは、本明細書の他の個所で説明するように、適応通信モードの切り替えを実行するように構成され得る。
【０１６５】
システムの構成部品は、任意の好適な構成に配置され得る。例えば、システムの１つ又は複数の構成部品は、可動物体、支持機構、搭載物、端末、検知システム、又は上記のうちの１つ又は複数と通信する追加的な外部装置にあり得る。更に、図２１は、単一のプロセッシングユニット及び単一の非一時的なコンピュータ可読媒体を示すが、当業者は、これは限定を意図するものではなく、及びシステムは、複数のプロセッシングユニット及び／又は非一時的なコンピュータ可読媒体を含み得ることを認識するであろう。幾つかの実施形態では、複数のプロセッシングユニット及び／又は非一時的なコンピュータ可読媒体のうちの１つ又は複数は、可動物体、支持機構、搭載物、端末、検知モジュール、上記のうちの１つ又は複数と通信する追加的な外部装置、又は好適なこれらの組み合わせ等、異なるロケーションに置かれ、システムによって実行される処理機能及び／又はメモリ機能の任意の好適な態様は、上述のロケーションのうちの１つ又は複数で生じ得る。
【０１６６】
本発明の好ましい実施形態を本明細書で図示及び説明したが、当業者には、そのような実施形態は、例として提供されるにすぎないことが明らかである。多数の変形、変更、及び代替が、ここで、本発明から逸脱することなく、当業者には思い浮かぶであろう。本明細書で説明する本発明の実施形態の様々な代替例が、本発明の実施において用いられ得ることが理解される。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を定義し、及びそれにより、これらの特許請求の範囲内にある方法及び構造及びそれらの等価物が網羅されるものとする。
[項目１]
無人航空機（ＵＡＶ）であって、
中心本体と；
空中で前記ＵＡＶを推進させるように構成された１つ又は複数の推進ユニットと；
前記中心本体によって支持されたキャリアであって、ペイロードを支持し且つ前記ペイロードが前記中心本体に対して平行移動することを可能にするように構成されたキャリアと
を含む、無人航空機（ＵＡＶ）。
[項目２]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記中心本体の上側及び下側に動くことを可能にするように構成されている、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目３]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記中心本体に対して水平方向に平行移動することを可能にするように構成されている、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目４]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記中心本体に対して垂直方向に平行移動することを可能にするように構成されている、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目５]
前記キャリアが、前記ペイロードを全く回転させる必要なく、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４に記載のＵＡＶ。
[項目６]
前記キャリアが、前記ペイロードの回転を可能にする一方で、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４に記載のＵＡＶ。
[項目７]
前記キャリアが、前記ペイロードが水平方向には全く平行移動する必要なく、前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４に記載のＵＡＶ。
[項目８]
前記キャリアが、水平方向に平行移動することを可能にする一方で、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４に記載のＵＡＶ。
[項目９]
前記キャリアが、前記キャリアの少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４に記載のＵＡＶ。
[項目１０]
前記キャリアが少なくとも１つの垂直ロッドを含む、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目１１]
前記少なくとも１つの垂直ロッドが前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目１０に記載のＵＡＶ。
[項目１２]
互いに実質的に平行である少なくとも２つの垂直ロッドが、前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目１０に記載のＵＡＶ。
[項目１３]
前記キャリアが、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置された少なくとも１つの作動アセンブリを含む、項目１０に記載のＵＡＶ。
[項目１４]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが少なくとも１つのモータを含む、項目１３に記載のＵＡＶ。
[項目１５]
前記少なくとも１つのモータが前記中心本体の上側に位置決めされている、項目１４に記載のＵＡＶ。
[項目１６]
前記少なくとも１つのモータが前記中心本体の下側に位置決めされている、項目１４に記載のＵＡＶ。
[項目１７]
前記少なくとも１つの作動アセンブリがガイドスクリューを含み、及び前記ガイドスクリューは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと係合することにより、前記少なくとも１つのモータが前記ガイドスクリューを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して平行移動させるようにする、項目１４に記載のＵＡＶ。
[項目１８]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが同期ベルトを含み、及び前記同期ベルトは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記同期ベルトを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して平行移動させるようにする、項目１４に記載のＵＡＶ。
[項目１９]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが鋼線ロープを含み、及び前記鋼線ロープは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記鋼線ロープを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して平行移動させるようにする、項目１４に記載のＵＡＶ。
[項目２０]
前記ペイロードが撮像装置である、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目２１]
前記キャリアが、前記撮像装置に結合されたジンバルを含み、及び前記ジンバルは、前記撮像装置が平行移動しながら１つ又は複数の回転軸で回転することを可能にする、項目２０に記載のＵＡＶ。
[項目２２]
前記ジンバルが３軸ジンバルである、項目２１に記載のＵＡＶ。
[項目２３]
前記撮像装置が、平行移動しながら撮影し続ける、項目２１に記載のＵＡＶ。
[項目２４]
前記撮像装置が、平行移動する間は撮影を停止する、項目２１に記載のＵＡＶ。
[項目２５]
前記撮像装置が、一定の平行移動距離内では撮影し続ける、項目２１に記載のＵＡＶ。
[項目２６]
前記撮像装置が、一定の平行移動距離内では撮影を停止する、項目２１に記載のＵＡＶ。
[項目２７]
前記撮像装置が、前記中心本体に対し前記キャリアの底端部においてハイアングルの撮影を実行し、及び前記中心本体に対し前記キャリアの上端部においてローアングルの撮影を実行する、項目２１に記載のＵＡＶ。
[項目２８]
前記中心本体に対する前記ペイロードの平行移動距離が、予め決定されている、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目２９]
前記１つ又は複数の推進ユニットが、前記中心本体から延在する１つ又は複数のアームによって支持されている、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目３０]
前記１つ又は複数の推進ユニットが、前記ＵＡＶの上昇を生じる１つ又は複数のロータブレードを含む、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目３１]
前記ＵＡＶが、前記ペイロードの前記平行移動を制御するためのコントローラを含む、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目３２]
前記コントローラが、前記ペイロードの前記平行移動を制御するための１つ又は複数のユーザ命令を生成するように構成された１つ又は複数のプロセッサを含む、項目３１に記載のＵＡＶ。
[項目３３]
前記コントローラが、前記ＵＡＶに搭載されており、及び前記１つ又は複数のユーザ命令に基づいて前記ペイロードの前記平行移動を制御するように構成されている、項目３２に記載のＵＡＶ。
[項目３４]
前記コントローラが、ユーザ選択のための１つ又は複数の平行移動構成を表示するための表示装置を含む、項目３１に記載のＵＡＶ。
[項目３５]
前記表示装置が、前記１つ又は複数の平行移動構成の前記ユーザ選択を受信するためのタッチセンシティブディスプレイである、項目３４に記載のＵＡＶ。
[項目３６]
前記１つ又は複数の平行移動構成が、平行移動の付勢、平行移動の無効、１つ又は複数の平行移動方向、１つ又は複数の平行移動距離のうちの１つ又は複数を含む、項目３４に記載のＵＡＶ。
[項目３７]
前記中心本体に対する前記ペイロードの平行移動距離が、１つ又は複数のセンサを用いて測定可能である、項目１に記載のＵＡＶ。
[項目３８]
前記キャリアが、前記中心本体に対する前記ペイロードの前記平行移動距離を測定するホールセンサを含む、項目３７に記載のＵＡＶ。
[項目３９]
前記キャリアが、前記中心本体に対する前記ペイロードの前記平行移動距離を測定するためのデジタルノギスを含む、項目３７に記載のＵＡＶ。
[項目４０]
前記測定された平行移動距離が、前記ＵＡＶのユーザに視覚的に表示される、項目３７に記載のＵＡＶ。
[項目４１]
無人航空機（ＵＡＶ）上でのペイロードのポジショニングを制御するためのリモートコントローラであって：
項目１に記載のＵＡＶを制御するためのユーザ制御命令を生成するように構成されたプロセッサと；
項目１に記載のＵＡＶに前記ユーザ制御命令を送信するように構成された通信ユニットであって、前記ユーザ制御命令は、前記ペイロードを前記中心本体に対して平行移動させるための前記キャリアに対する命令を含む、通信ユニットと
を含む、リモートコントローラ。
[項目４２]
無人航空機（ＵＡＶ）上でのペイロードのポジショニングを制御する方法であって、
前記ＵＡＶの中心本体上でキャリアを支持するステップと；
前記空中で前記ＵＡＶを推進させるように１つ又は複数の推進ユニットを動作させるステップと；
前記キャリアを使用して前記ペイロードを支持するステップと；
前記キャリアを作動させて、前記ペイロードが前記中心本体に対して平行移動することを可能にするステップと
を含む、方法。
[項目４３]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記中心本体の上側及び下側に動くことを可能にするように構成されている、項目４２に記載の方法。
[項目４４]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記１つ又は複数の推進ユニットの上側及び下側に動くことを可能にするように構成されている、項目４２に記載の方法。
[項目４５]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記中心本体に対して水平方向に平行移動することを可能にするように構成されている、項目４２に記載の方法。
[項目４６]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記中心本体に対して垂直方向に平行移動することを可能にするように構成されている、項目４２に記載の方法。
[項目４７]
前記キャリアが、前記ペイロードを全く回転させる必要なく、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４６に記載の方法。
[項目４８]
前記キャリアが、前記ペイロードの回転を可能にしながら、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４６に記載の方法。
[項目４９]
前記キャリアが、水平方向には全く平行移動する必要なく、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４６に記載の方法。
[項目５０]
前記キャリアが、水平方向の平行移動を可能にしながら、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４６に記載の方法。
[項目５１]
前記キャリアが、前記キャリアの少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目４６に記載の方法。
[項目５２]
前記キャリアが少なくとも１つの垂直ロッドを含む、項目４２に記載の方法。
[項目５３]
前記少なくとも１つの垂直ロッドが前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目５２に記載の方法。
[項目５４]
互いに実質的に平行である少なくとも２つの垂直ロッドが、前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目５２に記載の方法。
[項目５５]
前記キャリアが、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置された少なくとも１つの作動アセンブリを含む、項目５２に記載の方法。
[項目５６]
前記少なくとも１つの垂直ロッドが前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目５５に記載の方法。
[項目５７]
互いに実質的に平行である少なくとも２つの垂直ロッドが、前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目５５に記載の方法。
[項目５８]
前記キャリアが、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置された少なくとも１つの作動アセンブリを含む、項目５５に記載の方法。
[項目５９]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが少なくとも１つのモータを含む、項目５８に記載の方法。
[項目６０]
前記少なくとも１つのモータが前記中心本体の上側に位置決めされている、項目５９に記載の方法。
[項目６１]
前記少なくとも１つのモータが前記中心本体の下側に位置決めされている、項目５９に記載の方法。
[項目６２]
前記少なくとも１つの作動アセンブリがガイドスクリューを含み、及び前記ガイドスクリューは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと係合することにより、前記少なくとも１つのモータが前記ガイドスクリューを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して平行移動させるようにする、項目５９に記載の方法。
[項目６３]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが同期ベルトを含み、及び前記同期ベルトは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記同期ベルトを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して平行移動させるようにする、項目５９に記載の方法。
[項目６４]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが鋼線ロープを含み、及び前記鋼線ロープは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記鋼線ロープを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して平行移動させるようにする、項目５９に記載の方法。
[項目６５]
前記ペイロードが撮像装置であり、及び前記キャリアは、前記画像装置に結合されたジンバルを含み、及び前記方法は、前記撮像装置を１つ又は複数の回転軸で回転させるように前記ジンバルを構成するステップを更に含む、項目４２に記載の方法。
[項目６６]
平行移動しながら撮影し続けるように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目６５に記載の方法。
[項目６７]
平行移動している間は撮影を停止するように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目６５に記載の方法。
[項目６８]
一定の平行移動距離内では撮影し続けるように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目６５に記載の方法。
[項目６９]
一定の平行移動距離内では撮影を停止するように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目６５に記載の方法。
[項目７０]
前記中心本体に対し前記キャリアの底端部においてハイアングルの撮影を実行するように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目６５に記載の方法。
[項目７１]
前記中心本体に対し前記キャリアの上端部においてローアングルの撮影を実行するように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目６５に記載の方法。
[項目７２]
前記中心本体に対する前記ペイロードの平行移動距離を予め決定するステップを更に含む、項目４２に記載の方法。
[項目７３]
１つ又は複数のセンサを適用して、前記中心本体に対する前記ペイロードの平行移動距離を測定するステップを更に含む、項目４２に記載の方法。
[項目７４]
前記センサが１つ又は複数のホールセンサを含む、項目７３に記載の方法。
[項目７５]
前記センサが１つ又は複数のデジタルノギスを含む、項目７３に記載の方法。
[項目７６]
前記測定された平行移動距離を視覚的に表示するステップを更に含む、項目７３に記載の方法。
[項目７７]
無人航空機（ＵＡＶ）であって、
中心本体と；
前記空中で前記ＵＡＶを推進させるように構成された１つ又は複数の推進ユニットと；
前記中心本体によって支持されたキャリアであって、ペイロードを支持し且つ前記ペイロードが前記中心本体を通過することを可能にするように構成されたキャリアと
を含む、ＵＡＶ。
[項目７８]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記中心本体を垂直方向に通過することを可能にするように構成されている、項目７７に記載のＵＡＶ。
[項目７９]
前記キャリアが、前記ペイロードを全く回転させる必要なく、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目７８に記載のＵＡＶ。
[項目８０]
前記キャリアが、前記ペイロードの回転を可能にしながら、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目７８に記載のＵＡＶ。
[項目８１]
前記キャリアが、水平方向には全く平行移動する必要なく、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目７８に記載のＵＡＶ。
[項目８２]
前記キャリアが、水平方向の動きを可能にしながら、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目７８に記載のＵＡＶ。
[項目８３]
前記キャリアが、前記キャリアの少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目７８に記載のＵＡＶ。
[項目８４]
前記キャリアが少なくとも１つの垂直ロッドを含む、項目７７に記載のＵＡＶ。
[項目８５]
前記少なくとも１つの垂直ロッドが前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目８４に記載のＵＡＶ。
[項目８６]
互いに実質的に平行である少なくとも２つの垂直ロッドが、前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目８４に記載のＵＡＶ。
[項目８７]
前記キャリアが、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置された少なくとも１つの作動アセンブリを含む、項目８４に記載のＵＡＶ。
[項目８８]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが少なくとも１つのモータを含む、項目８７に記載のＵＡＶ。
[項目８９]
前記少なくとも１つのモータが前記中心本体の上側に位置決めされている、項目８８に記載のＵＡＶ。
[項目９０]
前記少なくとも１つのモータが前記中心本体の下側に位置決めされている、項目８８に記載のＵＡＶ。
[項目９１]
前記少なくとも１つの作動アセンブリがガイドスクリューを含み、及び前記ガイドスクリューは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと係合することにより、前記少なくとも１つのモータが前記ガイドスクリューを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して動かすようにする、項目８８に記載のＵＡＶ。
[項目９２]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが同期ベルトを含み、及び前記同期ベルトは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記同期ベルトを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して動かすようにする、項目８８に記載のＵＡＶ。
[項目９３]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが鋼線ロープを含み、及び前記鋼線ロープは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記鋼線ロープを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して動かすようにする、項目８８に記載のＵＡＶ。
[項目９４]
前記ペイロードが撮像装置である、項目７７に記載のＵＡＶ。
[項目９５]
前記キャリアが、前記撮像装置に結合されたジンバルを含み、及び前記ジンバルが、前記撮像装置が動きながら１つ又は複数の回転軸で回転することを可能にする、項目９４に記載のＵＡＶ。
[項目９６]
前記ジンバルが３軸ジンバルである、項目９５に記載のＵＡＶ。
[項目９７]
前記撮像装置が、動きながら撮影し続ける、項目９５に記載のＵＡＶ。
[項目９８]
前記撮像装置が、動いている間は撮影を停止する、項目９５に記載のＵＡＶ。
[項目９９]
前記撮像装置が、一定の移動距離内では撮影し続ける、項目９５に記載のＵＡＶ。
[項目１００]
前記撮像装置が、一定の移動距離内では撮影を停止する、項目９５に記載のＵＡＶ。
[項目１０１]
前記撮像装置が、前記中心本体に対し前記キャリアの底端部においてハイアングルの撮影を実行し、及び前記中心本体に対し前記キャリアの上端部においてローアングルの撮影を実行する、項目９５に記載のＵＡＶ。
[項目１０２]
前記中心本体の上側及び下側に動く前記ペイロードの移動距離が、予め決定される、項目７７に記載のＵＡＶ。
[項目１０３]
前記１つ又は複数の推進ユニットが、前記中心本体から延在する１つ又は複数のアームによって支持されている、項目７７に記載のＵＡＶ。
[項目１０４]
前記１つ又は複数の推進ユニットが、前記ＵＡＶの上昇を生じるように構成された１つ又は複数のロータブレードを含む、項目７７に記載のＵＡＶ。
[項目１０５]
前記ＵＡＶが、前記ペイロードの前記動きを制御するコントローラを含む、項目７７に記載のＵＡＶ。
[項目１０６]
前記コントローラが、前記ペイロードの前記動きを制御するための１つ又は複数のユーザ命令を生成するように構成された１つ又は複数のプロセッサを含む、項目１０５に記載のＵＡＶ。
[項目１０７]
前記コントローラが、前記ＵＡＶに搭載されており、及び前記１つ又は複数のユーザ命令に基づいて前記ペイロードの前記動きを制御するように構成されている、項目１０６に記載のＵＡＶ。
[項目１０８]
前記コントローラが、ユーザ選択用の１つ又は複数の移動構成を表示するための表示装置を含む、項目１０５に記載のＵＡＶ。
[項目１０９]
前記表示装置が、前記１つ又は複数の移動構成の前記ユーザ選択を受信するためのタッチセンシティブディスプレイである、項目１０８に記載のＵＡＶ。
[項目１１０]
前記１つ又は複数の移動構成が、移動の付勢、移動の無効、移動方向、及び移動距離のうちの１つ又は複数を含む、項目１０８に記載のＵＡＶ。
[項目１１１]
前記中心本体に対する前記ペイロードの移動距離が、１つ又は複数のセンサを用いて測定可能である、項目７７に記載のＵＡＶ。
[項目１１２]
前記キャリアが、前記中心本体に対する前記ペイロードの前記移動距離を測定するための１つ又は複数のホールセンサを含む、項目１１１に記載のＵＡＶ。
[項目１１３]
前記キャリアが、前記中心本体に対する前記ペイロードの前記移動距離を測定するための１つ又は複数のデジタルノギスを含む、項目１１１に記載のＵＡＶ。
[項目１１４]
前記測定された移動距離が、前記ＵＡＶのユーザに視覚的に表示される、項目１１１に記載のＵＡＶ。
[項目１１５]
無人航空機（ＵＡＶ）上でのペイロードのポジショニングを制御するためのリモートコントローラであって、
項目７７に記載のＵＡＶを制御するためのユーザ制御命令を生成するように構成されたプロセッサと；
項目７７に記載のＵＡＶに前記ユーザ制御命令を送信するように構成された通信ユニットであって、前記ユーザ制御命令は、前記ペイロードが前記中心本体を通過することを可能にする前記キャリアに対する命令を含む、通信ユニットと
を含む、ＵＡＶ。
[項目１１６]
無人航空機（ＵＡＶ）上でのペイロードのポジショニングを制御する方法において、
前記ＵＡＶの中心本体上でキャリアを支持するステップと；
前記空中で前記ＵＡＶを推進させるように１つ又は複数の推進ユニットを動作させるステップと；
前記キャリアを使用して前記ペイロードを支持するステップと；
前記キャリアを作動させて、前記ペイロードが前記中心本体を通過することを可能にするステップと
を含む、方法。
[項目１１７]
前記キャリアが、前記ペイロードが前記中心本体を垂直方向に通過することを可能にするように構成されている、項目１１６に記載の方法。
[項目１１８]
前記キャリアが、前記ペイロードを全く回転させる必要なく、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目１１７に記載の方法。
[項目１１９]
前記キャリアが、前記ペイロードの回転を可能にしながら、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目１１７に記載の方法。
[項目１２０]
前記キャリアが、水平方向には全く平行移動する必要なく、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目１１７に記載の方法。
[項目１２１]
前記キャリアが、水平方向の動きを可能にしながら、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目１１７に記載の方法。
[項目１２２]
前記キャリアが、前記キャリアの少なくとも１つのアクチュエータの作動に応答して、前記ペイロードが前記中心本体を前記垂直方向に通過することを可能にする、項目１１７に記載の方法。
[項目１２３]
前記キャリアが少なくとも１つの垂直ロッドを含む、項目１１６に記載の方法。
[項目１２４]
前記少なくとも１つの垂直ロッドが前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目１２３に記載の方法。
[項目１２５]
互いに実質的に平行である少なくとも２つの垂直ロッドが、前記ＵＡＶの前記中心本体を通過している、項目１２３に記載の方法。
[項目１２６]
前記キャリアが、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置された少なくとも１つの作動アセンブリを含む、項目１２３に記載の方法。
[項目１２７]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが少なくとも１つのモータを含む、項目１２６に記載の方法。
[項目１２８]
前記少なくとも１つのモータが前記中心本体の上側に位置決めされている、項目１２７に記載の方法。
[項目１２９]
前記少なくとも１つのモータが前記中心本体の下側に位置決めされている、項目１２７に記載の方法。
[項目１３０]
前記少なくとも１つの作動アセンブリがガイドスクリューを含み、及び前記ガイドスクリューは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと係合することにより、前記少なくとも１つのモータが前記ガイドスクリューを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して動かすようにする、項目１２７に記載の方法。
[項目１３１]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが同期ベルトを含み、及び前記同期ベルトは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記同期ベルトを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して動かすようにする、項目１２７に記載の方法。
[項目１３２]
前記少なくとも１つの作動アセンブリが鋼線ロープを含み、及び前記鋼線ロープは、前記少なくとも１つの垂直ロッドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記鋼線ロープを駆動して前記ペイロードを前記中心本体に対して動かすようにする、項目１２７に記載の方法。
[項目１３３]
前記ペイロードが撮像装置であり、及び前記キャリアが、前記撮像装置に結合されたジンバルを含み、及び前記方法が、前記撮像装置を１つ又は複数の回転軸で回転させるように前記ジンバルを構成するステップを更に含む、項目１１６に記載の方法。
[項目１３４]
動きながら撮影し続けるように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目１３３に記載の方法。
[項目１３５]
動いている間は撮影を停止するように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目１３３に記載の方法。
[項目１３６]
一定の移動距離内では撮影し続けるように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目１３３に記載の方法。
[項目１３７]
一定の移動距離内では撮影を停止するように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目１３３に記載の方法。
[項目１３８]
前記中心本体に対し前記キャリアの底端部においてハイアングルの撮影を実行するように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目１３３に記載の方法。
[項目１３９]
前記中心本体に対し前記キャリアの上端部においてローアングルの撮影を実行するように前記撮像装置を動作させるステップを更に含む、項目１３３に記載の方法。
[項目１４０]
前記中心本体に対する前記ペイロードの移動距離を予め決定するステップを更に含む、項目１１６に記載の方法。
[項目１４１]
１つ又は複数のセンサを適用して、前記中心本体に対する前記ペイロードの移動距離を測定するステップを更に含む、項目１１６に記載の方法。
[項目１４２]
前記センサが１つ又は複数のホールセンサを含む、項目１４１に記載の方法。
[項目１４３]
前記センサが１つ又は複数のデジタルノギスを含む、項目１４１に記載の方法。
[項目１４４]
前記測定された移動距離を視覚的に表示するステップを更に含む、項目１４１に記載の方法。
[項目１４５]
無人航空機（ＵＡＶ）上のペイロードを支持するように構成されたキャリアであって：
１つ又は複数のガイドと；
前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して平行移動することを可能にするように構成された第１のアクチュエータと；
前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にするように構成された第２のアクチュエータと
を含む、キャリア。
[項目１４６]
前記１つ又は複数のガイドが１つ又は複数のバーである、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１４７]
前記１つ又は複数のバーが垂直に向けられている、項目１４６に記載のキャリア。
[項目１４８]
前記１つ又は複数のバーが水平に向けられている、項目１４６に記載のキャリア。
[項目１４９]
前記第１のアクチュエータが、前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して水平方向に平行移動することを可能にするように構成されている、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１５０]
前記第１のアクチュエータが、前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して垂直方向に平行移動することを可能にするように構成されている、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１５１]
前記第１のアクチュエータが、前記第２のアクチュエータによって前記ペイロードが全く回転されずに、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目１５０に記載のキャリア。
[項目１５２]
前記第１のアクチュエータが、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする一方で、前記第２のアクチュエータが前記ペイロードの回転を可能にする、項目１５０に記載のキャリア。
[項目１５３]
前記第１のアクチュエータが、水平方向には全く平行移動する必要なく、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目１５０に記載のキャリア。
[項目１５４]
前記第１のアクチュエータが、水平方向の平行移動を可能にしながら、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目１５０に記載のキャリア。
[項目１５５]
前記キャリアが少なくとも１つの垂直ガイドを含む、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１５６]
前記少なくとも１つの垂直ガイドが前記ＵＡＶの中心本体を通過している、項目１５５に記載のキャリア。
[項目１５７]
互いに実質的に平行である少なくとも２つの垂直ガイドが、前記ＵＡＶの中心本体を通過している、項目１５５に記載のキャリア。
[項目１５８]
前記第１のアクチュエータが前記少なくとも１つの垂直ガイドに配置される、項目１５５に記載のキャリア。
[項目１５９]
前記第１のアクチュエータが少なくとも１つのモータを含む、項目１５８に記載のキャリア。
[項目１６０]
前記少なくとも１つのモータが、前記ＵＡＶの中心本体の上側に位置決めされる、項目１５９に記載のキャリア。
[項目１６１]
前記少なくとも１つのモータが、前記ＵＡＶの中心本体の下側に位置決めされる、項目１５９に記載のキャリア。
[項目１６２]
前記第１のアクチュエータがガイドスクリューを含み、及び前記ガイドスクリューは、前記少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ前記ペイロードと係合することにより、前記少なくとも１つのモータが前記ガイドスクリューを駆動して前記ペイロードを平行移動させるようにする、項目１５９に記載のキャリア。
[項目１６３]
前記第１のアクチュエータが同期ベルトを含み、及び前記同期ベルトは、前記少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記同期ベルトを駆動して前記ペイロードを平行移動させるようにする、項目１５９に記載のキャリア。
[項目１６４]
前記第１のアクチュエータが鋼線ロープを含み、及び前記鋼線ロープは前記少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ前記ペイロードに接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記鋼線のラインを駆動して前記ペイロードを平行移動させるようにする、項目１５９に記載のキャリア。
[項目１６５]
前記第２のアクチュエータが、前記ペイロードに結合されたジンバルを含み、及び前記ジンバルは、前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にする、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１６６]
前記ジンバルが３軸ジンバルである、項目１６５に記載のキャリア。
[項目１６７]
前記ペイロードが撮像装置である、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１６８]
前記撮像装置が、平行移動しながら撮影し続ける、項目１６７に記載のキャリア。
[項目１６９]
前記撮像装置が、平行移動する間は撮影を停止する、項目１６７に記載のキャリア。
[項目１７０]
前記撮像装置が、一定の平行移動距離内では撮影し続ける、項目１６７に記載のキャリア。
[項目１７１]
前記撮像装置が、一定の平行移動距離内では撮影を停止する、項目１６７に記載のキャリア。
[項目１７２]
前記撮像装置が、前記中心本体に対し前記キャリアの底端部においてハイアングルの撮影を実行し、及び前記中心本体に対し前記キャリアの上端部においてローアングルの撮影を実行する、項目１６７に記載のキャリア。
[項目１７３]
１つ又は複数のガイドに対する前記ペイロードの平行移動が、予め決定されている、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１７４]
前記１つ又は複数のガイドに対する前記ペイロードの平行移動距離が測定可能である、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１７５]
前記キャリアが、前記ペイロードの前記平行移動距離を測定するための１つ又は複数のホールセンサを含む、項目１７４に記載のキャリア。
[項目１７６]
前記キャリアが、前記ペイロードの前記平行移動距離を測定するための１つ又は複数のデジタルノギスを含む、項目１７４に記載のキャリア。
[項目１７７]
前記１つ又は複数のガイドに対する前記ペイロードの平行移動距離が制御可能である、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１７８]
前記ＵＡＶに制御システムが搭載されており、前記ペイロードの前記平行移動距離を制御する、項目１７７に記載のキャリア。
[項目１７９]
前記ペイロードの前記平行移動距離が、リモートコントローラによって無線で制御される、項目１７７に記載のキャリア。
[項目１８０]
前記キャリアが、前記ペイロードの前記平行移動を制御する制御システムを含む、項目１４５に記載のキャリア。
[項目１８１]
前記制御システムが、リモートコントローラから平行移動命令を受信するように構成されている、項目１８０に記載のキャリア。
[項目１８２]
前記制御システムが、ユーザから直接、平行移動命令を受信するように構成されている、項目１８０に記載のキャリア。
[項目１８３]
無人航空機（ＵＡＶ）上でのペイロードのポジショニングを制御するリモートコントローラであって、
項目１４５に記載のキャリアを制御するためのユーザ制御命令を生成するように構成されたプロセッサと；
項目１４５に記載のＵＡＶに前記ユーザ制御命令を送信するように構成された通信ユニットと
を含み、
前記ユーザ制御命令は、前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して平行移動することを可能にする前記キャリアに対する命令、及び前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にする前記キャリアに対する命令を含む、リモートコントローラ。
[項目１８４]
無人航空機（ＵＡＶ）上のペイロードを支持する方法であって、
１つ又は複数のガイドを提供するステップと；
前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して平行移動することを可能にするように第１のアクチュエータを構成するステップと；
前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りで回転することを可能にするように第２のアクチュエータを構成するステップと
を含む、方法。
[項目１８５]
前記１つ又は複数のガイドが１つ又は複数のバーである、項目１８４に記載の方法。
[項目１８６]
前記１つ又は複数のバーが垂直に向けられている、項目１８５に記載の方法。
[項目１８７]
前記１つ又は複数のバーが水平に向けられている、項目１８５に記載の方法。
[項目１８８]
前記第１のアクチュエータが、前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して水平方向に平行移動することを可能にするように構成されている、項目１８４に記載の方法。
[項目１８９]
前記第１のアクチュエータが、前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して垂直方向に平行移動することを可能にするように構成されている、項目１８４に記載の方法。
[項目１９０]
前記第１のアクチュエータが、前記第２のアクチュエータによって前記ペイロードを全く回転させずに、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目１８９に記載の方法。
[項目１９１]
前記第１のアクチュエータが、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする一方で、前記第２のアクチュエータが前記ペイロードの回転を可能にする、項目１８９に記載の方法。
[項目１９２]
前記第１のアクチュエータが、水平方向には全く平行移動する必要なく、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目１８９に記載の方法。
[項目１９３]
前記第１のアクチュエータが、水平方向の平行移動を可能にする間、前記ペイロードが前記垂直方向に平行移動することを可能にする、項目１８９に記載の方法。
[項目１９４]
前記方法が、少なくとも１つの垂直ガイドを提供するステップを含む、項目１８４に記載の方法。
[項目１９５]
前記少なくとも１つの垂直ガイドが前記ＵＡＶの中心本体を通過している、項目１９４に記載の方法。
[項目１９６]
互いに実質的に平行である少なくとも２つの垂直ガイドが、前記ＵＡＶの中心本体を通過している、項目１９４に記載の方法。
[項目１９７]
前記方法が、前記少なくとも１つの垂直ガイドに前記第１のアクチュエータを配置するステップを含む、項目１９４に記載の方法。
[項目１９８]
前記第１のアクチュエータが少なくとも１つのモータを含む、項目１９７に記載の方法。
[項目１９９]
前記方法が、前記ＵＡＶの中心本体の上側に前記少なくとも１つのモータを位置決めするステップを含む、項目１９８に記載の方法。
[項目２００]
前記方法が、前記ＵＡＶの中心本体の下側に前記少なくとも１つのモータを位置決めするステップを含む、項目１９８に記載の方法。
[項目２０１]
前記第１のアクチュエータがガイドスクリューを含み、及び前記ガイドスクリューが、前記少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ前記ペイロードと係合することにより、前記少なくとも１つのモータが前記ガイドスクリューを駆動して前記ペイロードを平行移動させるようにする、項目１９８に記載の方法。
[項目２０２]
前記第１のアクチュエータが同期ベルトを含み、及び前記同期ベルトが前記少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ前記ペイロードと接続することにより、前記少なくとも１つのモータが前記同期ベルトを駆動して前記ペイロードを平行移動させるようにする、項目１９８に記載の方法。
[項目２０３]
前記第１のアクチュエータが鋼線ロープを含み、及び前記鋼線ロープが前記少なくとも１つの垂直ガイドに配置され、且つ前記ペイロードと接続し、前記少なくとも１つのモータが前記鋼線のラインを駆動して前記ペイロードを平行移動させるようにする、項目１９８に記載の方法。
[項目２０４]
前記方法が、前記ペイロードに結合されたジンバルを含むように前記第２のアクチュエータを構成するステップと、前記ペイロードが前記１つ又は複数のガイドに対して１つ又は複数の回転軸の周りを回転することを可能にするように前記ジンバルを構成するステップとを含む、項目１８４に記載の方法。
[項目２０５]
前記ジンバルが３軸ジンバルである、項目２０４に記載の方法。
[項目２０６]
前記ペイロードが撮像装置である、項目２０４に記載の方法。
[項目２０７]
前記撮像装置が、平行移動しながら撮影し続ける、項目２０６に記載の方法。
[項目２０８]
前記撮像装置が、平行移動する間は撮影を停止する、項目２０６に記載の方法。
[項目２０９]
前記撮像装置が、一定の平行移動距離内では撮影し続ける、項目２０６に記載の方法。
[項目２１０]
前記撮像装置が、一定の平行移動距離内では撮影を停止する、項目２０６に記載の方法。
[項目２１１]
前記撮像装置が、前記中心本体に対し前記キャリアの底端部においてハイアングルの撮影を実行し、及び前記中心本体に対し前記キャリアの上端部においてローアングルの撮影を実行する、項目２０６に記載の方法。
[項目２１２]
前記方法が、１つ又は複数のガイドに対する前記ペイロードの平行移動距離を予め決定するステップを含む、項目１８４に記載の方法。
[項目２１３]
前記方法が、前記１つ又は複数のガイドに対する前記ペイロードの平行移動距離を測定するステップを含む、項目１８４に記載の方法。
[項目２１４]
前記ペイロードの前記平行移動距離を測定するように１つ又は複数のホールセンサを構成するステップを更に含む、項目２１３に記載の方法。
[項目２１５]
前記ペイロードの前記平行移動距離を測定するように１つ又は複数のデジタルノギスを構成するステップを更に含む、項目２１３に記載の方法。
[項目２１６]
前記方法が、前記１つ又は複数のガイドに対して前記ペイロードの平行移動距離を制御するステップを含む、項目１８４に記載の方法。
[項目２１７]
前記ペイロードの前記平行移動距離を制御するように、前記ＵＡＶに搭載された制御システムを構成するステップを更に含む、項目２１６に記載の方法。
[項目２１８]
前記方法が、リモートコントローラから平行移動命令を受信するステップを含む、項目１８４に記載の方法。
[項目２１９]
前記方法が、ユーザ入力から平行移動命令を受信するステップを含む、項目１８４に記載の方法。
【図１】
0006283425.tif 000002
【図２】
0006283425.tif 000003
【図３】
0006283425.tif 000004
【図４】
0006283425.tif 000005
【図５】
0006283425.tif 000006
【図６】
0006283425.tif 000007
【図７】
0006283425.tif 000008
【図８】
0006283425.tif 000009
【図９】
0006283425.tif 000010
【図１０】
0006283425.tif 000011
【図１１】
0006283425.tif 000012
【図１２】
0006283425.tif 000013
【図１３】
0006283425.tif 000014
【図１４】
0006283425.tif 000015
【図１５】
0006283425.tif 000016
【図１６】
0006283425.tif 000017
【図１７】
0006283425.tif 000018
【図１８】
0006283425.tif 000019
【図１９】
0006283425.tif 000020
【図２０】
0006283425.tif 000021
【図２１】
0006283425.tif 000022