(57)【要約】  検出された標的航空機の空中での無力化のためのシステムは、複数の反撃無人航空機（ＵＡＶ）と、検出された標的航空機を協調的にインターセプト及び捕捉するために複数の反撃ＵＡＶを共に連結する航空機捕捉対抗手段とを含む。システムは、標的航空機を検出するように動作可能であり、標的航空機を追跡及び無力化するために少なくとも１つの反撃ＵＡＶにコマンドデータを提供するように動作可能な少なくとも１つの検出センサを含む航空機検出システムを含む。可動基地局から反撃ＵＡＶ及びネットを展開可能であり、ネットは、反撃ＵＡＶがネットを展開又は開くよう動作するまで、低抗力構成で保持することができる。反撃ＵＡＶ及びシステムは自律的に動作され得る。関連するシステム及び方法が提供される。
2022501263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的航空機の空中での無力化のためのシステムであって、
複数の反撃無人航空機（ＵＡＶ）であって、それぞれは、検出された標的航空機をインターセプトするために、反撃ＵＡＶの飛行を促進するように動作可能な飛行制御システムを含む、複数の反撃ＵＡＶと、
前記複数の反撃ＵＡＶによって保持される航空機捕捉対抗手段であって、前記複数の反撃ＵＡＶは、該航空機捕捉対抗手段で前記標的航空機を捕捉するように協調して動作可能である、航空機捕捉対抗手段と、
含むシステム。
【請求項２】
前記反撃ＵＡＶのうちの少なくとも１つは、前記標的航空機の位置を検出するように構成された少なくとも１つのセンサを含み、前記飛行制御システムは、前記標的航空機の検出された位置に基づいて前記反撃ＵＡＶの自律飛行を制御するように動作可能なフライトコンローラを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
少なくとも１つの反撃ＵＡＶは通信装置を含み、該通信装置は少なくとも１つの他の反撃ＵＡＶ又は外部航空機検出システムの他の通信装置と通信可能に連結されて、少なくとも１つの反撃ＵＡＶのそれぞれの位置を通信することにより、前記複数の反撃ＵＡＶの協調飛行を促進する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
外部航空機検出システムをさらに含み、該外部航空機検出システムは、前記標的航空機を検出し、前記複数の反撃ＵＡＶによる前記標的航空機のインターセプトを促進するために、前記複数の反撃ＵＡＶのうちの少なくとも１つにコマンドデータを提供するように動作可能な少なくとも１つの検出センサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記外部航空機検出システムは、空域を監視するために地上構造に関連し、前記少なくとも１つの検出センサは、複数の標的航空機を検出するように構成された複数の検出センサを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
少なくとも１つの反撃ＵＡＶは、前記反撃ＵＡＶによって可動に支持された少なくとも１つのカメラを含み、該少なくとも１つのカメラは、前記標的航空機を検出及び追跡するために、前記外部航空機検出システムから受信した前記コマンドデータに基づいてポインティング位置を確立及び修正するために移動可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記航空機捕捉対抗手段は、前記反撃ＵＡＶが前記標的航空機に近接していることに応答して、前記標的航空機の動作を妨害するように構成された少なくとも１つの可撓性の絡み要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも1つの可撓性の絡み要素は、ネット、フィラメント、モノフィラメント、編み込みフィラメント、テンドリル、繊維、ストリング、コード、ストランド、スレッド、ロープ又はワイヤのうちの少なくとも１つを含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
各反撃ＵＡＶは、前記反撃ＵＡＶと前記航空機捕捉対抗手段との間に連結された力センサを含み、該力センサは、前記複数の反撃ＵＡＶの協調飛行を促進するために、前記航空機捕捉対抗手段によって加えられる力を検知するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
地上位置にある場合に前記複数の反撃ＵＡＶを支持するベースプラットホームをさらに含み、該ベースプラットホームは、前記複数の反撃ＵＡＶが地上位置にある場合に前記航空機捕捉対抗手段を支持する保持装置を含み、前記標的航空機の検出に応答して、前記複数の反撃ＵＡＶは前記ベースプラットホームから離れることにより、前記航空機捕捉対抗手段を前記保持装置から引き出すように動作可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記航空機捕捉対抗手段は、前記複数の反撃ＵＡＶの飛行中に低抗力輸送位置に構成可能なネットを含み、該ネットは、前記複数の反撃ＵＡＶの協調飛行に応答して、前記標的航空機を該ネット内に捕捉するために展開捕捉位置に移動可能である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ネットの下側領域に近接して連結される少なくとも１つの重りコンポーネントをさらに含み、前記複数の反撃ＵＡＶは、該少なくとも１つの重りコンポーネントが少なくとも部分的に前記ネットを展開された位置で維持するように前記ネットの上側領域を支持する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
各反撃ＵＡＶは位置センサ及び力センサを含み、該力センサは前記ネットに連結され、前記ネットが及ぼす抗力を検知するように構成され、各位置センサから生成された位置データは、別の反撃ＵＡＶ又は外部航空機検出システムのうちの少なくとも１つの間で通信され、前記位置データ及び前記力データは、前記反撃ＵＡＶの協調飛行を促進するために処理される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
標的航空機を検出及び無力化するためのシステムであって、当該システムは、
複数の反撃無人航空機（ＵＡＶ）であって、それぞれは、飛行体及び前記反撃ＵＡＶの飛行を制御する飛行制御システムを含む、複数の反撃ＵＡＶと、
前記複数の反撃ＵＡＶに連結された航空機捕捉対抗手段と、
標的航空機を検出し、前記複数の反撃ＵＡＶによる該標的航空機のインターセプトを促進するために、少なくとも１つの反撃ＵＡＶにコマンドデータを提供するように動作可能な少なくとも１つの検出センサを含む航空機検出システムと、
を含み、
前記標的航空機のインターセプトに応答して、前記複数の反撃ＵＡＶは、前記検出された標的航空機を前記航空機捕捉対抗手段で捕捉するために協調動作可能である、システム。
【請求項１５】
前記コマンドデータは、インターセプトデータ、航空機捕捉対抗手段展開コマンドデータ、標的航空機検出データ、反撃ＵＡＶ制御データ又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記航空機検出システムは、前記標的航空機の位置を検出するように構成された少なくとも１つのセンサを含むオンボード航空機検出システムを含み、前記飛行制御システムは、前記標的航空機の検出された位置に基づいて前記反撃ＵＡＶの自律飛行を制御するように動作可能なフライトコントローラを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記航空機検出システムは外部航空機検出システムを含み、該外部航空機検出システムは、前記標的航空機を検出し、前記標的航空機のインターセプトを促進するために少なくとも１つの反撃ＵＡＶにコマンドデータを提供するように動作可能な少なくとも１つの検出センサを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記外部航空機検出システムは空域を監視するために地上構造に関連し、前記少なくとも１つの検出センサは複数の標的航空機を検出するように構成された複数の検出センサを含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記飛行制御システムは中央処理装置（ＣＰＵ）及びフライトコントローラを含み、前記少なくとも１つのセンサは前記標的航空機の位置を検出するように動作可能であり、前記少なくとも１つのセンサは、前記標的航空機の動的な飛行位置を追跡するために、前記検出した位置に関連するデータを処理するため前記ＣＰＵに動作可能に連結され、前記フライトコントローラは、前記標的航空機の動的な飛行位置をインターセプトするために、前記反撃ＵＡＶのそれぞれの自律飛行を制御するように構成されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記航空機捕捉対抗手段は、前記複数の反撃ＵＡＶが前記標的航空機に近接していることに応答して、前記標的航空機の動作を妨害するように構成された少なくとも１つの可撓性の絡み要素を含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２１】
前記航空機捕捉対抗手段は、前記複数の反撃ＵＡＶの飛行中に低抗力輸送位置に構成可能なネットを含み、該ネットは、前記複数の反撃ＵＡＶの協調飛行に応答して、前記標的航空機を該ネット内に捕捉するために展開捕捉位置に移動可能である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
標的航空機の空中での無力化のための方法であって、
標的航空機を検出するステップと、
前記標的航空機をインターセプトするために複数の反撃無人航空機（ＵＡＶ）を動作させるステップと、
前記複数の反撃ＵＡＶが保持する航空機捕捉対抗手段で前記標的航空機を捕捉するステップと、
を含む方法。
【請求項２３】
前記標的航空機を検出するステップは、航空機検出システムで動的飛行位置を追跡することをさらに含み、該航空機検出システムは、前記反撃ＵＡＶに搭載された検出センサ又は前記反撃ＵＡＶから遠隔的に位置する検出センサのうちの少なくとも１つを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
協調飛行及び前記標的航空機の協調的な無力化を促進するために、別の反撃ＵＡＶ又は外部航空機検出システムのうちの少なくとも１つとの間で位置データを通信するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の反撃ＵＡＶの飛行を協調することにより前記航空機捕捉対抗手段を展開するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記標的航空機を検出するステップは、前記標的航空機を自律的に検出すること及び前記標的航空機を自律的に追跡することを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記標的航空機を追跡するために、少なくとも１つの反撃ＵＡＶのカメラのポインティング位置を確立するステップをさらに含み、該ポインティング位置は、前記航空機検出システムから受信されたコマンドデータに基づく、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
地上位置にある場合に前記複数の反撃ＵＡＶを支持するベースプラットホームから前記複数の反撃ＵＡＶを展開するステップをさらに含み、該ベースプラットホームは、前記複数の反撃ＵＡＶが地上位置にある場合に前記航空機捕捉対抗手段を支持する保持装置を含み、前記複数の反撃ＵＡＶは、前記複数の反撃ＵＡＶの展開に応答して、前記保持装置から前記航空機捕捉対抗手段を引き出す、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
基地局を監視空域に対して所定の位置に動かすステップと、前記複数の反撃ＵＡＶを前記基地局のプラットフォームの周囲で支持するステップと、前記基地局の保持装置の周囲に前記航空機捕捉対抗手段を束ねるステップと、をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数の反撃ＵＡＶの飛行中に、前記航空機捕捉対抗手段を束ねられたネットの低抗力構成で動作させるステップと、前記航空機捕捉対抗手段を定義するネット内に前記標的航空機を捕捉するために、前記航空機捕捉対抗手段を展開位置に動かすよう前記反撃ＵＡＶを動作させるステップとをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記反撃ＵＡＶから、前記航空機対抗手段及び捕捉された前記標的航空機を特定の場所でリリースするステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記標的航空機を検出するステップは、前記標的航空機の位置を検出するために、前記反撃ＵＡＶによってそれぞれ支持される光学センサ及びレーダーセンサを動作させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３３】
前記標的航空機を検出するステップは、前記標的航空機に関連する位置データを生成するために、地上構造に関連する複数の検出センサを動作させることをさらに含み、前記方法は、前記反撃ＵＡＶに前記位置データを連続的に通信するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３４】
前記標的航空機を検出するステップは、前記標的航空機に関連する位置データを生成するために複数の検出センサを動作させることをさらに含み、前記方法は、前記複数の検出センサに関連する信頼性階層に基づいて、１つ以上の検出センサに関連する位置データを除去するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３５】
１つ以上のコンピュータソフトウェアモジュールを含む、有形且つ非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体であって、該１つ以上のコンピュータソフトウェアモジュールは１つ以上のプロセッサに、
１つ以上の検出センサにより生成された標的航空機に関連するデータを受信することと、
前記受信したデータに基づいて前記標的航空機の位置を特定することと、
前記特定された位置に関連するコマンドデータを少なくとも１つの反撃無人航空機（ＵＡＶ）に通信することと、
を行わせるように構成されている、コンピュータ読み取り可能媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は標的航空機を無力化するための対抗手段を有する航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチロータドローン、固定翼ドローン及び傾斜ロータドローン等の無人航空機（ＵＡＶ）は過去１０年間でますます人気が高まっている。この人気は、常に性能を向上させていることとあいまって、偶発的又は意図的であろうと他の航空機又は構造物との衝突という点で脅威となっている。また、政府の施設、国際空港、原子力又は他の発電所、石油化学施設、貯水池、スポーツイベント及び他の人口が多いか又は重要なインフラ又は場所等の価値の高い標的に対するテロ攻撃等より深刻な脅威がますます現実化し且つ可能性が高まっている。そのような脅威に寄与する要因は、ドローンの高速性、その小さな形跡及び多数の攻撃性ドローンからの同時的且つ秩序的攻撃の可能性及びそれらのかなり大きなペイロードを行う能力等である。これらの要因は、ドローンは比較的安価で、入手が容易で、携帯性が高く、機動性が高いという要因によって悪化している。さらに、消費者用ドローンは、耐久性、射程及びペイロード輸送能力の点で劇的に改善されており（例えば、一部の消費者用ドローンは最大で５０ポンドまで運搬でき、他のより高価で高度なドローンは最高で４００ポンドまで運搬できる)、これは、大量の爆発物、飛翔体、生物及び／又は化学兵器を運搬するのに十分である。多くの場合、意図的な攻撃のために操作されるドローンはわずか数秒のうちに保護された周辺に打ち上げて飛ばすことができ、攻撃するドローンを検知し、無力化するための時間が最小限にとどめられる。
【０００３】
これらの全ての考慮を念頭に置いて、プログラマ／オペレータによる非常に小さいコスト及び労力で、１つ以上の安価な敵対ドローンを自律的に又は手動で保護領域内に飛ばしながら、大きなダメージ及び／又は損害を潜在的に与えられ得る。既存の技術でそのような脅威に対処することは、特に、数百エーカー又は平方キロに及ぶ地所に関連する比較的大きな空域を保護しようとする場合には非常に費用がかかり且つ複雑になり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一つの例では、本開示は、標的航空機（target  aerial  vehicle）の空中での無力化のためのシステムを説明する。システムは複数の反撃（counterattack）ＵＡＶであって、それぞれは、検出された標的航空機をインターセプトするために、反撃ＵＡＶの飛行を促進するように動作可能な飛行制御システムを含む、複数の反撃ＵＡＶを含むことができる。システムは、前記複数の反撃ＵＡＶを共に連結する航空機捕捉対抗手段（aerial  vehicle  capture countermeasure）を含むことができる。前記複数の反撃ＵＡＶは、該航空機捕捉対抗手段で前記標的航空機を捕捉することにより前記標的航空機を無力化するために協調して動作可能である。
【０００５】
一つの例では、システムは外部航空機検出システムを含むことができ、該外部航空機検出システムは、前記標的航空機を検出し、前記複数の反撃ＵＡＶによる前記標的航空機のインターセプトを促進するために、前記複数の反撃ＵＡＶのうちの少なくとも１つに、位置データを含み得るコマンドデータを提供するように動作可能な少なくとも１つの検出センサを含む。
【０００６】
一つの例では、前記航空機捕捉対抗手段は、前記反撃ＵＡＶが前記標的航空機に近接していることに応答して、前記標的航空機の動作、例えば、少なくとも１つの回転プロペラを妨害するように構成された少なくとも１つの可撓性の絡み要素（例えば、ネット）を含む。
【０００７】
一つの例では、前記航空機捕捉対抗手段は、前記複数の反撃ＵＡＶの飛行中に低抗力輸送位置に構成可能なネットを含み、該ネットは、前記複数の反撃ＵＡＶの協調飛行に応答して、前記標的航空機を該ネット内に捕捉するために展開捕捉位置に移動可能である。
【０００８】
一つの例では、本開示は、標的航空機を検出及び無力化するためのシステムを説明する。システムは、反撃無人航空機（ＵＡＶ）であって、飛行体と、該飛行体の周りで支持されるととも、前記ＵＡＶの飛行を促進するために動作可能な飛行制御システムとを含む、反撃ＵＡＶと、前記飛行体に保持される航空機捕捉対抗手段と、を含むことができる。システムは、標的航空機を検出するように動作可能な少なくとも１つの検出センサを含む航空機検出システムを含むことができる。航空機検出システムは、前記反撃ＵＡＶによる標的航空機のインターセプトを促進するために、反撃ＵＡＶにコマンドデータを提供するように動作可能である。前記標的航空機のインターセプトに応答して、前記反撃ＵＡＶは、前記検出された標的航空機を前記航空機捕捉対抗手段で捕捉することにより前記標的航空機を無力化するためいよう動作可能である。
【０００９】
一つの例では、前記航空機検出システムは、前記標的航空機の位置を検出するように構成された少なくとも１つのセンサを含むオンボード航空機検出システムを含む。前記飛行制御システムは、前記標的航空機の検出された位置に基づいて前記反撃ＵＡＶの自律飛行を制御するように動作可能なフライトコントローラを含むことができる。
【００１０】
一つの例では、前記航空機検出システムは外部航空機検出システムを含み、該外部航空機検出システムは、前記標的航空機を検出し、前記反撃ＵＡＶによる前記標的航空機のインターセプトを促進するために反撃ＵＡＶにコマンドデータを提供するように動作可能な少なくとも１つの検出センサを含む。
【００１１】
一つの例では、前記外部航空機検出システムは空域を監視するために地上構造に関連し、前記少なくとも１つの検出センサは複数の標的航空機を検出するように構成された複数の検出センサを含む。
【００１２】
一つの例では、システムは、地上位置にある場合に前記複数の反撃ＵＡＶを支持するベースプラットホームを含む。ベースプラットホームは、前記複数の反撃ＵＡＶが地上位置にある場合に前記航空機捕捉対抗手段を支持する保持装置を含む。前記標的航空機の検出に応答して、前記複数の反撃ＵＡＶは前記ベースプラットホームから離れてることにより、前記航空機捕捉対抗手段を前記保持装置から引き出すように動作可能である。
【００１３】
一つの例では、本開示は、標的航空機の空中での無力化のための方法であって、標的航空機を検出するステップと、前記標的航空機をインターセプトするために複数の反撃ＵＡＶを動作させるステップと、前記複数の反撃ＵＡＶが保持する航空機捕捉対抗手段で前記標的航空機を捕捉するステップと、を含む方法を説明する。
【００１４】
一つの例では、本方法の前記標的航空機を検出するステップは、航空機検出システムで動的飛行位置を追跡することをさらに含む。
【００１５】
一つの例では、方法は、協調飛行及び前記標的航空機の協調的な無力化を促進するために、少なくとも１つの別の反撃ＵＡＶ又は外部航空機検出システムとの間で位置データを通信するステップを含む。
【００１６】
一つの例では、方法は、地上位置にある場合に前記複数の反撃ＵＡＶを支持するベースプラットホームから前記複数の反撃ＵＡＶを展開するステップを含む。該ベースプラットホームは、前記複数の反撃ＵＡＶが地上位置にある場合に前記航空機捕捉対抗手段を支持する保持装置を含み、前記複数の反撃ＵＡＶは、前記複数の反撃ＵＡＶの展開に応答して、前記保持装置から前記航空機捕捉対抗手段を引き出す。
【００１７】
一つの例では、方法は、基地局を監視空域に対して所定の位置に動かすステップと、前記複数の反撃ＵＡＶを前記基地局のプラットフォームの周囲で支持するステップと、前記基地局の保持装置の周囲に前記航空機捕捉対抗手段を束ねるステップと、含む。
【００１８】
一つの例では、方法は、前記反撃ＵＡＶから、前記航空機対抗手段及び捕捉された前記標的航空機を特定の場所でリリースするステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本発明の特徴及び利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明及び添付の図面は共に本発明の特徴を一例として示す。
【図１】図１は、本開示の一例に係る、反撃ＵＡＶで標的航空機を検出し、無力化するためのシステムを図式的且つ概略的に示す図である。
【図２】図２は、本開示の一例に係る、図１のシステムの潜在的な検出及び通信態様を示すブロック図である。
【図３】図３は、本開示の一例に係る、（例えば、図１内の等の）反撃ＵＡＶの潜在的な検出及び動作態様を示すブロック図である。
【図４】図４は、本開示の一例に係る、航空機捕捉対抗手段を支持又は保持する複数の反撃ＵＡＶのシステムを示すブロック図である。
【図５】図５は、航空機捕捉対抗手段を支持可能な、本開示の一例に係る、集団又は協調構成にある複数の反撃ＵＡＶの協調飛行制御のための計算方法を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本開示の一例に係る、航空機捕捉対抗手段を保持する複数の反撃ＵＡＶを支持し、ベースプラットホームから展開するためのシステムを示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図９Ａの航空機捕捉対抗手段を支持し且つ保持する保持装置を示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ａのベースステーションから展開され、図６Ｂの保持装置から航空機捕捉対抗手段を引っ張る反撃ＵＡＶを示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、飛行中であり且つ積み重ねられるか又は折り畳まれた位置にある航空機捕捉対抗手段を保持する図６Ｃの反撃ＵＡＶを示す。
【図６Ｅ】図６Ｅは、飛行中であり、標的航空機を捕捉するために展開された位置にある航空機捕捉対抗手段を維持する図６Ｄの反撃ＵＡＶを示す。
【図６Ｆ】図６Ｆは、図６Ｅの反撃ＵＡＶを示し、航空機捕捉対抗手段及び捕捉された標的航空機をある位置でリリースする準備が整っている。
【図７Ａ】図７Ａは、本開示の別の例に係る、飛行中であり且つ積み重ねられたか又は折り畳まれた位置にある航空機捕捉対抗手段を保持する複数の反撃ＵＡＶを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本開示の一例に係る、標的航空機を捕捉するために展開された位置にある航空機捕捉対抗手段を維持する図７Ａの反撃ＵＡＶを示す。
【図８】図８は、本開示の一例に係る、積み重ねられるか又は折り畳まれた位置にある航空機捕捉対抗手段を保持する複数の反撃ＵＡＶの飛行を制御するための計算を概略的に示す。
【図９Ａ】図９Ａは、本開示の別の例に係る、釣り合い重りを有し、積み重ねられるか又は折り畳まれた位置にある航空機捕捉対抗手段を保持し且つ飛行中の複数の反劇ＵＡＶを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、標的航空機を捕捉するために展開された位置にある航空機捕捉対抗手段を維持する図９Ａの反撃ＵＡＶを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、示された例示の実施形態について参照する。これを表す際に、特定の言語が使用される。ただし、これにより、本発明の範囲が制限されることは、意図されていないことが理解される。
【００２１】
本願において、「実質的に」という用語は、作用、特徴、特性、状態、構造、項目若しくは結果の完全な又はほぼ完全な範囲又は程度を表す。例えば、「実質的に」囲まれた物体は、完全に囲まれている物体又はほぼ完全に囲まれている物体を意味する。ある場合には、絶対的完全性からの正確な許容可能な逸脱の程度は、特定の文脈に依存する。ただし、一般には、完全性の近さは、絶対的及び完全な完成が得られた場合のような、同じような全体的結果が得られる。「実質的に」という用語は、否定の意味で使用される場合も同様に利用することができ、作用、特徴、特性、状態、構造、項目、もしくは結果の完全な又はほぼ完全な欠如を表す。
【００２２】
本願で使用される「隣接」という用語は、２つの構造又は要素の近接性を意味する。特に、「隣接」していると定められる要素は、境界を接しても、接続されてもよい。そのような素子は、相互に接近又は近づいていてもよく、必ずしも互いに接触している必要はない。ある場合には、正確な近接の度合いは、特定の状況に依存する。
【００２３】
本技術をさらに記載するため、図面を参照して実施例について説明する。
【００２４】
図１は、例示的な、外部航空機検出システム１００及び複数の反撃ＵＡＶ、例えばＵＡＶ１０２ａ〜ｄ及び１０２ｅ〜ｈを用いて空域Ａを保護するためのシステム及び方法を概略的且つ視覚的に示す。外部航空機検出システム１００は、空域Ａに侵入又は接近し、空域Ａに対して脅威であると判断され得る１つ以上の標的航空機（例えば、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂを参照）を無力化する目的で、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈと通信するように構成できる。図２は、外部航空機検出システム１００の構成要素及び標的航空機１０４ａ及び／又は１０４ｂの検出及びリアルタイム追跡を行い、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈにコマンドデータを通信するその能力を示すブロック図である。コマンドデータは、標的ＵＡＶの捕捉の促進に関連する任意のデータを含むことができ、限定されないが、標的ＵＡＶの位置に関するデータを含む。図３は、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂのうちの１つ以上を無力化ための、個々の反撃ＵＡＶ（例えば、１０２ａ〜ｈのいずれか）の制御システム及び制御システムがどのように外部航空機検出システム１００及び他の反撃ＵＡＶ１０２と共に動作可能かを示すブロック図である。最後に、図４は、標的航空機を追跡するための且つ特定の航空機捕捉対抗手段（例えば、図１の航空機捕捉対抗手段１３４ａ又は１３４ｂ参照）により１つ以上の他の反撃ＵＡＶに連結された反撃ＵＡＶの航行のための特定のＵＡＶ（例えば、１０２ａ〜ｈのいずれか）のシステムのブロック図を示す。
【００２５】
概観として、また図１及び図２をとりわけ参照した一例において、システムは、空域Ａ内のインフラ及び／又は資産（例えば、建物、空港又は飛行場、公共施設、発電所、スポーツスタジアム又は施設等のインフラ及び地所、航空機、人員等の資産)に対する脅威となり得る飛来する標的航空機１０４ａ及び１０４ｂを検出するように構成された外部航空機検出システム１００を含むことができる。外部航空機検出システム１００は、検出された標的航空機１０４ａ及び１０４に関する情報、例えば、時間と共に定期的に又はリアルタイムに追跡されたそれらの位置、それらの高度、それらの軌跡、速度及び標的航空機１０４ａ及び１０４ｂに関連する任意の他の検出又は取得された情報を取得及び通信するように構成することができる。この情報が一旦取得されると、以下でさらに詳述するように、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄ及び１０２ｅ〜ｈの１つ以上のグループ又は編隊（swarm）がそれぞれの標的航空機１０４ａ及び１０４ｂをインターセプト及び無力化できるように、情報が反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄ及び１０２ｅ〜ｈに通信される。標的航空機１０４ａ及び１０４ｂは自律的に又は手動で操作可能な、例えば、限定されないが無人のシングルロータ若しくはマルチロータＵＡＶ又は固定翼ＵＡＶ（又は傾斜ロータＵＡＶ）等の任意の種類のものである。あるいは、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂは、有人ヘリコプター、有人プロペラ機又は他の有人航空機等の有人の乗り物であり得る。前述したように、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂ（例えば、マルチロータＵＡＶ）は、空域で最大数キロメートル垂直に上昇／降下することができ、長時間滞空でき、非常に機敏、高速で、障害物の周囲を操縦可能であり、視覚／ＩＲ／レーダーシグニチャが小さく、実質的なペイロードを輸送できるため大きな脅威となり得る。したがって、比較的短い時間枠（例えば、数秒）内でそれらの位置及び速度を迅速に検出し且つ追跡することは空域Ａの侵入を効果的に防止するために、また、より重要なこととして監視空域Ａに関連する資産を保護するために極めて重要である。
【００２６】
「インターセプトする（to  intercept）」とは、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄ及び／又は１０２ｅ〜ｈ等の反撃ＵＡＶが、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０４ｄが標的航空機（例えば、標的航空機１０４ａ）に対して無力化機能を行うことを可能にする標的航空機１０４ａに対する位置に飛行することを意味し得る。これには、限定されないが、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄを、標的航空機１０４ａの予定される飛行経路内に飛ばすこと、標的航空機１０４ａからオフセットされているが近接する飛行経路に沿って飛ばすこと又は標的航空機１０４ａに近接する位置に飛ばすこと又は標的航空機１０４ａの後方の飛行経路に沿って飛ばすこと又は反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０４ａが標的航空機１０４ａに近接する任意の他の飛行経路に沿って又は任意の位置に飛ばすことを含む。
【００２７】
外部航空機検出システム１００は、地上構造、車両（例えば、陸上、海上又は空中）、可動プラットフォーム又は外部航空機検出システム１００と関連して本明細書で説明する多くの構成要素を支持可能な他のプラットフォームにより支持されるか又は関連できる。外部航空機検出システム１００は、ある領域の周りで又は異なる構造の周囲で互いに離隔された多数のセンサ又はプラットフォームを含むことができ、各センサ又はプラットフォームはジンバルを制御し、位置を指し示し、標的航空機に関連するデータを処理し、１つ以上の反撃ＵＡＶにコマンドデータを通信するために互いに及び／又は中央コンピュータシステムに通信可能に連結できる。なお、複数の航空機検出システム（例えば、１００）は、より大きな空域を保護するために領域の周囲に組み込みこむことができ、所定の空域を協調的に監視及び保護するために、他の航空機検出システムのコンピュータシステムに通信可能に連結されたコンピュータシステムをそれぞれが有することができる。
【００２８】
図２により詳細に示すように、外部航空機検出システム１００は、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂに関連するデータ（例えば、速度、地理位置、高度、軌道又は飛行経路等)を収集及び生成するように動作可能な少なくとも１つの検出センサ１０６ａ（図示していないが、当業者に理解されるように、最大でｎ個の検出センサが考えられる）を含むことができる。例えば、検出センサ１０６ａは、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂに関連するデータを収集及び生成するように動作可能な、音響センサ１０８ａ等の１つ以上の音響センサと、カメラ１１０ａ等の１つ以上のカメラとを含むことができる。検出センサ１０６ａは、それぞれがＣＰＵ１１２に連結され、標的航空機の方位角／傾斜角を測定する能力を有するレーダー装置１０７ａ、ＬＩＤＡＲ装置１０９ａ及び／又は双眼鏡１１１ａ等の他の標的取得資産を含むことができる。検出センサ１０６ａは、離陸前の標的航空機を検出するために用いられる電磁シグニチャセンサ及び／又はＬＷＩＲからＳＷＩＲから可視スペクトルまでの電磁スペクトルの異なる部分にわたって動作するカメラ等の他のセンサをさらに含むことができる。他の想定されるセンサには、検出器（例えば、カメラ）を備えた狭小バンドの発光装置であって、光エミッタのそれに近い検出バンドを有する発光装置及び／又は狭小バンド光エミッタ（例えば、ＵＶ源）等他のセンサであって、検出を容易にする電磁スペクトルの異なる部分において対象蛍光を発光させるセンサが含まれる。なお、検出センサ１０６ａは、複数の標的航空機を同時に検出してもよい。ＣＰＵ１１２（又は複数のＣＰＵ）は、どのセンサが標的航空機に関して最も信憑性又は信頼性があるかを決定するように構成され、その後、特定の標的航空機を追跡することに他のセンサを割り当てずに、そのようなセンサの１つ以上を割り当て、標的航空機を追跡及び監視し続けるように構成される。この概念は、「信頼性階層」に関して以下でさらに説明する。
【００２９】
一部の例では、音響センサ１１０ａは、１つ以上のマイクロホンを有し、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂを大きな距離（例えば、最大５００メートル、又はそれ以上）で検出し、追跡することができる。ＵＡＶ形跡のデータベースを取得又は構築し、航空機検出システム１１０ａのＣＰＵ１１２によりアクセスして、検出された標的航空機１０４ａ及び１０４ｂの存在及び種類を定めることができる。この方法では、ＣＰＵ１１２は、プロセッサを使用して、飛行可能性のある任意の（友好的な）反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｃの痕跡を除去又は無視する一方、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂの痕跡を検出できる（「友好的な」及び「敵対する」ＵＡＶが異なるタイプのＵＡＶである場合、又は、例えば、ＣＰＵ１１２が反撃ＵＡＶの既知の位置に基づいて、２つの間を区別するようにプログラムされていると仮定する場合）。
【００３０】
一部の例では、１つ以上のセンサ若しくはカメラ１１４ａ（例えば、ＩＲ、光学、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ）を、外部航空機検出システム１００の検出センサ１０６ａの１つ以上として組み込むことができる。例えば、赤外線（ＩＲ）カメラをシステムに実装し、特定の空域に向けて誘導し、侵入の可能性のある標的航空機を視認することができる。ＩＲカメラは、このシステムにおいて有用である。これらは、他のセンサ（例えば、光学カメラ）により生じる環境の課題の解決の支援ができるためである。何故なら、ＩＲカメラは、暗所、霧状、ほこり状又は曇った状態で動作することができるからである。このシステムで使用されるＩＲカメラは、標的航空機（例えば、ＵＡＶ）からのＩＲ信号が、飛行中の鳥類の信号とは大きく異なるという、追加の利点を有する。短波赤外（ＳＷＩＲ）スペクトルに基づくＩＲカメラは、反射性で、跳ね返る物体であり、可視波長と同様の方法で、対象と相互作用することができる。その結果、ＳＷＩＲ光は、そのイメージに影とコントラストを有する。ＳＷＩＲカメラからの画像は、解像度及び細部において可視画像と同等である。夜空の輝き又は夜光と呼ばれる大気の現象は、星光よりも５〜７倍の照度の光を放射し、そのほとんどは、ＳＷＩＲ波長に含まれる。このため、SＷＩＲカメラでは、月のない夜でも鮮明に物体を見ることができる。そのようなＳＷＩＲカメラを、本外部航空機検出システム１００（及び／又は反撃ＵＡＶ）に組み込むことができる。長波長赤外（ＬＷＩＲ）カメラは、ＳＷＩＲカメラよりも太陽からの放射線の影響を受けにくいため、屋外での使用により適切である。このように、ＬＷＩＲカメラを外部航空機検出システム１００に組み込み、屋外利用の利点を得て、標的航空機を検出し、追跡することができる。光学カメラ（例えば、ＨＤ、４Ｋ）のような他のカメラも、外部航空機検出システム１００の検出センサ１０６ａとして組み込み、標的航空機１０４ａ、１０４ｂの位置の検出及び追跡を支援することができる。
【００３１】
一部の例では、１つ以上の望遠レンズがＳＷＩＲ及びＬＷＩＲカメラ及び／又は光学カメラの１つ以上と共に設けられ、外部航空機検出システム１００に関連する高解像度モータジンバル（例えば、２軸又は３軸ジンバル）上に取り付けられ、ある場合には、使用センサの種類に応じて、角度位置及び／又は方位角の高さを含む、標的航空機１０４ａ、１０４ｂの動的位置の検出及び追跡が支援される。本願に記載された２つ以上の検出センサを使用して、標的航空機の範囲を計算することができる。また、特定のカメラ（例えば、ＩＲ、光学）をオンボード（又は遠隔サポート）のレーザレンジファインダと組み合わせて使用して、三次元空間（例えば、距離、方位角及び仰角）における標的航空機の位置を決定することができる。そのような望遠レンズ及びジンバルは、各々、関連するカメラのポインティング位置を確立する（及びポインティング位置を動的に修正する）ように作動され、従って、例えば、特定のカメラの視野（ＦＯＶ）１０５ａ（図１）が調整され、監視された標的航空機１０４ａを、カメラの略中心に維持できる（外部航空機検出システム１００のカメラ又はＦＯＶ１０５ｂの略中心に配置されている標的航空機１０４ｂについても同様である）。これらの望遠鏡レンズ及びジンバルは、手動又は自動で（以降に示す）作動され、特定の標的航空機の動的飛行位置又は経路を連続的に追跡する。また、ある例では、３６０°のカメラ装置（ＩＲカメラ又は光学カメラを有する）を、外部航空機検出システム１００と一体化して、全３６０°の空域を監視してもよい。これは、そのような空域を監視する動作に、ジンバルを必要としても、しなくてもよい。
【００３２】
外部航空機検出システム１００のＣＰＵ１１２により保管され処理されるコンピュータビジョンアルゴリズムは、標的航空機１０４ａ、１０４ｂの自動検出と追跡のために実装され得る。そのようなコンピュータビジョンアルゴリズムは、静止背景から移動物体を「引き抜き」、これを形状により分類できる（すなわち、特徴検出)。標的航空機１０４ａ、１０４ｂの分類の他の機構には、ニューラルネットワークを使用することが含まれ、これは、人間の脳の動作を模倣するように設計されたコンピュータアルゴリズムであり、特定の検出された標的航空機１０４ａ、１０４ｂに似たプロファイルの既知の／保管された画像を認識するように訓練される。当業者には、業界で知られるＹＯＵ  ＯＮＬＹ  ＬＯＯＫ  ＯＮＣＥ（ＹＯＬＯ）検出アーキテクチャによって提供されるような、迅速検出と組み合わされた「畳み込みニューラルネットワーク」（ＣＮＮ）を含む、各種既知のアルゴリズムを実装して、この機能を達成することが認識される。いったん、コンピュータビジョンシステム（例えば、ＣＮＮ、ＹＯＬＯ）により、標的航空機が検出されると、カメラを支持するジンバル配向を使用して、標的航空機の方位角及び高さが決定できる。複数のコンピュータビジョンシステムからの情報を組み合わせて、方位角及び仰角に加えて、範囲が計算される。さらに、コンピュータビジョンシステムを使用して収集された対象の分類及び位置情報は、別のセンサ（例えば、１０６ａ）から収集された情報と組み合わされ／融合され、検出の可能性及び／又は標的航空機の分類の精度、及び／又は、標的航空機の位置の追跡の可能性を高められる。
【００３３】
一部の例では、位相ベースのビデオモーション処理技術を、外部航空機検出システム１００に組み込むことができる（例えば、ＣＰＵ１１２により処理されるソフトウェア）。位相ベースのビデオモーション処理技術は、そうでなければ検出できないような、極めて小さな動きを増幅する。この技術は、２０１５年７月１日に出願された米国特許公開公報ＵＳ２０１７００００３５６Ａ１号にさらに記載されている。本文献は、本願の参照により取り入れられる。従って、標的航空機（例えば、ＵＡＶ）に固有の小さな振動運動を検出することができ、これは、カメラのみを使用して、標的航空機を検出し追跡することに伴う問題を克服できる。例えば、同様に米国特許公開公報ＵＳ２０１７００００３５６Ａ１号に記載されているように、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ１１２）により実行される方法では、入力としてビデオを受信し（例えば、標的航空機のビデオ）、微妙な変化及び微小な動きが誇張される。本方法では、動きの増幅のために特徴物の追跡、又は光学的流れ計算が実行されることはなく、単に時空間処理が使用され、一時的な変化が増幅される。このオイラーベースの方法では、固定空間領域において画素が一時的に処理され、有益な信号が明確化され、実世界のビデオにおける小さな動きが増幅される。オイラーベースの方法では、２つ以上の画像の画素値の検査から開始される。次に、この方法では、検査された画素値の時間変化が（プロセッサを用いて）定められる。この方法は、小さな時間変動のみを増幅するように設計される。この方法は、大きな時間変動に適用し得るが、この方法の利点は、標的航空機が長い範囲で検出される場合などに、小さな時間変動が提供されることである。従って、飛行中の特定の標的航空機の画像の間に、入力ビデオが小さな時間的変動を示す場合、この方法が最適化できる。この方法では、その後、画素値に信号処理が適用され得る。例えば、信号処理では、例えば、本開示の外部航空機検出システムの光学センサにより、連続画像に捕捉された標的航空機の振動のように、時間変動が小さい場合であっても、定められた時間変動が増幅できる。
【００３４】
いったん、標的航空機１０４ａ、１０４ｂが（例えば、ＩＲ及び／若しくは４Ｋ光学カメラ並びに／又はレーダーのような他のセンサを使用して）ビデオの連続フレームに識別されると、標的航空機１０４ａ、１０４ｂの動的飛行位置又は経路が自動的に追跡され、異なる検知方法（例えば、カメラ及びレーダー）により提供される位置情報の融合が、カルマンフィルタ、拡張カルマンフィルタ、粒子フィルタ、又は別のベイズフィルタの変形を利用することにより、実行される。これらのフィルタは、例えば、特定の標的航空機１０４ａの速度、位置、及び配向の予測を取り、その後、標的航空機１０４ａがビデオの次のフレーム及び／又はレーダトラックのどこにあるかを予測することにより、作動する。その後、次のビデオフレームにおける標的航空機１０４ａの位置が予測された位置と比較され、速度、位置、及び方向の推定が更新される。カメラ１１４ａの１つによるそのような追跡の間、フィードバック制御ループは、（特定のカメラを支持する）ジンバルを、自動且つ連続的に調節して、カメラのＦＯＶ１０５ａの略中心に、標的航空機１０４ａを維持できる（システム１００のカメラ又はセンサのＦＯＶ１０５ｂの略中心にある標的航空機１０４についても同様である）。これは、特定の標的航空機の動的飛行位置の連続的な追跡を容易にし、又は維持する。一般的なアルゴリズムは、重心追跡、エッジ検出、特徴物ベースアルゴリズム、及び面積相関追跡を含む。カメラ及びフィルタのこのシステムを使用して、外部航空機検出システム１００は、特定の標的航空機空の飛行位置又は経路をリアルタイムで検出し、追跡できる。
【００３５】
実際に、外部航空機検出システム１００の位置の周囲の空域に関し、最大３６０°の周囲を協力的かつ集合的に監視することができるように、多数の検出センサ１０６ａを、外部航空機検出システム１００の構造又はプラットフォームの周囲に配置し、領域（例えば、空域の被覆率の半径５００メートル以上）を保護することができる。あるいは、検出センサ１０６ａは、峡谷、又は保護領域Ａに対して重要な他の特定の出口を介して、被覆率３６０°未満の特定の関心領域を示すように取り付けられ、構成されてもよい。
【００３６】
一部の例では、外部航空機検出システム１００は、レーザ又は高出力ＬＥＤのような、（上述したように標的航空機１０４ａを継続して追跡しながら）検出された標的航空機１０４ａに照射するように作動される、少なくとも１つの照射装置（照射装置１１６ａ参照）を有し得る。特定の照射装置１１６ａは、ジンバル装置（例えば、３軸）に取り付けることができ、これは、一定の照射で、照射装置のポインティング位置又は方向を変更して、標的航空機１０４ａに向かって、照射装置を連続的に誘導するように作動される。このように、コントローラ（ＣＰＵ１１２に動作可能に結合される）は、標的航空機１０４ａの追跡位置又は飛行経路に基づいて、ポインティング位置を制御するように作動され得る。以下に示すように、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈのそれぞれは、バンドパスフィルタ（又はカメラ）を有し、外部航空機検出システム１００の照射装置１１６ａにより、標的航空機に照射された光の狭小のバンドの周波数を検出できる。
【００３７】
外部航空機検出システム（１００）の検出センサの別の例では、望遠鏡、又は方位角センサと仰角センサとを備えた一組の人用双眼鏡を使用して、潜在的な標的航空機の位置を特定し、反撃ＵＡＶ（及び／又は外部航空機検出システムのＣＰＵ）に、部分位置情報を伝送してもよい。別の例では、望遠鏡又は双眼鏡系の検出システムは、レーザ距離検出器のような距離センサを備えることができ、この距離センサにより提供される情報は、方位角センサ及び仰角センサにより提供される情報と組み合わされ、これにより、対象ＵＡＶの位置を３Ｄで追跡することができる。
【００３８】
（例えば）標的航空機１０４ａが監視空域（例えば、外部航空機検出システム１００の半径５００ｍ以内）に侵入したことが検出されると、外部航空機検出システム１００は、航空機対抗手段１３４ａ（例えば、モノフィラメント繊維）で標的航空機１０４ａを無力化する目的で、コマンドデータを反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄのうちの少なくとも１つに伝送できる。そのようなデータを受信する前、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄは、外部航空機検出システム１００との通信範囲内にある限り、領域Ａの周囲の実質的に任意の位置で地面に置かれ得る（例えば、ベースプラットホーム４００上）。コマンドデータは、ＣＰＵ１１２により生成され、無線機１１８ａ〜ｄを介して反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄに送信される。任意で、双方向自由空間通信リンク１１３を、無線機１１８ａ〜ｃの交換（又は補足）に利用することができる。コマンドデータは、位置データを含むことができ、標的航空機１０４ａの検出された位置に関連付けることができ、コマンドデータは、飛行経路、高度、経度、緯度、ＧＰＳ座標（度、分、秒）に関連するデータ及び／又は特定の航空機の地理的位置及び／又は飛行経路に関連する他のデータを含むことができる。コマンドデータは、特定の標的航空機の検出された速度及び方向をインターセプトするために特定の速度で飛行するように反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄのうちの少なくとも１つに指令する情報又は命令等のインターセプトデータを含むこともできる。図１及び図７Ａに示す例における反撃ＵＡＶ１０２−ｈについても同様である。
【００３９】
外部航空機検出システム１００により、反撃ＵＡＶに伝送されるコマンドデータは、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈに特定の航空機捕捉対抗手段を特定の位置及び時間に展開させるよう指示若しくは命令する情報又は命令等の航空機捕捉対抗手段展開コマンドデータも含み得る。また、コマンドデータは、位置データ又は（前述の）情報のような標的航空機検出データ、及び検出センサ１０６ａによって検出された標的航空機のＵＡＶのタイプに関する識別情報のような、位置情報以外の情報を含むことができる。そのような情報は、外部航空機検出システム１００及び／又は反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈが、特定の標的航空機のサイズ、タイプ（例えば、固定翼又は回転翼）、オンボード特徴物及び／又は特性能力を定めることに役立つ。これらは、例えば、（以下で説明し、以下の説明から理解されるように）標的航空機を無力化するために展開すべき対抗手段の種類に影響を与え得る。
【００４０】
また、コマンドデータは反撃ＵＡＶ制御データを含むことができ、これは、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈのある又は全ての態様を制御する（外部航空機検出システム１００からの）命令を含み得る。このように、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈは、内部飛行制御を無効化し又は覆す「ダミー」ドローンとなり、その結果、外部航空機検出システム１００は飛行、展開、センサ位置等を制御することができる。したがって、外部航空機検出システム１００は、１つの検出センサ及び処理ユニットで、例えば反撃ＵＡＶ１０４ｂの位置又は飛行経路を検出及び監視しながら、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈの飛行及び対抗手段（例えば、ネット）の展開を制御することができる。
【００４１】
反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｈの１つ又は双方のグループは、そのような指令データの少なくとも一部を使用して、インターセプト及び無力化する目的で、標的航空機１０４ａ及び１０４ｂのそれぞれの位置（又は予測位置）の方に又は標的航空機１０４ａ及び１０４ｂの近位内に飛行するようガイド又は指示することができる。図１及び図２に関して説明したこのシステムは、標的航空機１０４ａ及び／又は１０４ｂが、空域Ａから数キロメートル離れ、さらに高度が数キロメートル離れている場合、特に有意である。これは、個々の反撃ＵＡＶにとって、妥当と思われる大きな空域と想定される長い範囲で、どこを「見るか」（及びどの方向に飛行するか）を把握ことは、容易ではないからである。これは、反撃ＵＡＶの多くのオンボードカメラは、ＦＯＶが著しく低下する場合（例えば１０度以下）、より大きな範囲（例えば、１００ｍ超）で対象を検出し、識別し、分類することしかできないためである。
【００４２】
前述のように、外部航空機検出システム１００は、複数の検出センサ（例えば、検出センサ１０６ａのうちの２つ以上）を作動し、標的航空機に関連する位置データを生成することができる。次に、ＣＰＵ１１２は、複数の検出センサに関する信頼性階層に基づいて、１つ以上の検出センサに関する位置データを除去するように作動できる。そのような信頼性の階層は、環境条件に基づくことができる。例えば雲のない昼間に動作する場合、信頼性階層は、優先順位付けされた検出センサの以下のリストから得られる位置データを含み得る：（１）光学カメラ、（２）双眼鏡、（３）赤外線カメラ、（４）レーダー装置、（５）ＬＩＤＡＲ（ライダー）装置、（６）音響センサ、（７）照射装置及び（８）他のセンサ。より具体的には、ＣＰＵ１１２がこのような環境条件を判断し、又は検知すると、ＣＰＵ１１２は、センサ３〜７に関する位置データを除去する（及び／又はそのようなセンサを動作から割り当てないようにする）一方、（１）光学カメラ、及び（２）双眼鏡（例えば、割り当てられた検出センサ）から生成された位置データを使用することができる。理想的には、光学カメラから生成された位置データは、雲や鳥類等がない、昼間の日中において、最も信頼される。しかしながら、（２）の双眼鏡から生成された信号が、任意の特定の理由でより信頼性が高い場合（例えば、双眼鏡は、光学カメラよりも間欠的な信号損失が少ない）、ＣＰＵ１１２は、光学カメラから生成された位置データを除去し、双眼鏡から生成された位置データを使用し、その後、位置データを１又は２以上の反撃ＵＡＶに伝送できる。特定の位置データを除去するそのような処理は、毎分何度も起こり得る。従って、最良のトラッキング情報は、反撃UAVに伝送するための外部航空機検出システム１００により生成され処理され、これにより、検出された標的航空機をインターセプトし、捕獲するチャンスが改善され、又は高められる。
【００４３】
信頼性階層の別の例では、作動条件が夜間であり、雲の覆いがあり、外部航空機検出システム１００により監視される領域に、非常に少ない光しか放射されないと仮定される。ここで、信頼性階層は、（１）赤外線カメラ、（２）音響センサ、（３）レーダー装置、（４）ライダー装置、（５）照射装置、（６）その他のセンサ、（７）光学カメラ、（８）双眼鏡であってもよい。これは、夜間、ＩＲカメラは、前述のように、最も信頼できる位置データを生成し得るからである。従って、ＣＰＵ１１２は、検出センサ４〜８から生成された位置データを除去し、その後、検出センサ１〜３から生成された信号を分析して、生成された最も信頼できる位置データを決定できる。例えば、音響センサが他の音からの干渉を受け、レーダー装置が気象パターンの影響を受けている場合、ＣＰＵは、ＩＲカメラからの位置データのみを、反撃ＵＡＶに伝送する最も信頼性の高い位置データ（及び唯一のデータ）として使用し、検出された標的航空機をインターセプトし、捕獲するチャンスを高めることができる。
【００４４】
ＣＰＵ１１２が１つ以上のプロセッサを誘導して、本願に記載の方法ステップ及び動作を実行するように構成された１つ以上のコンピュータソフトウェアモジュールを含む、有形で、非一時的なコンピュータ可読媒体を含み得ることは、当業者には明らかである。
【００４５】
図３に示すように、（例えば）特定の反撃ＵＡＶ１０２ａは１つ以上の光学センサ（例えば、光学センサ１１９を参照）及び／又は他の検出センサ１２０を含むことができる。光学センサ１１９及び他のセンサ１２０はＣＰＵ１２２に動作可能に結合され、例えば、標的航空機１０４ａの位置に関連する光学センサ１１９及び他のセンサ１２０により生成されたデータが処理される。
【００４６】
さらに、反撃ＵＡＶ１０２ａは、無線機１２４（例えば、モビリコムソフトウェアに定義された無線又は他の同様の無線）のような無線通信装置を備え、この無線通信装置は、外部航空機検出システム１００からのコマンドデータを無線受信することができる。次に、処理のためコマンドデータがＣＰＵ１２２に伝送される。無線機１２４を用いて、光学センサ１１９により捕捉されたビデオフィードが、外部航空機検出システム１００（又は他の外部コンピュータシステム又は手動監視ディスプレイ）に戻される。
【００４７】
受信コマンドデータに基づき、反撃ＵＡＶ１０２ａは自動で作動して、標的航空機１０４ａの位置又は飛行経路をインターセプトするために標的航空機１０４ａの検出された位置の方の方向に飛行できる。より具体的には、反撃ＵＡＶ１０２ａは、ＣＰＵ１２２に結合されたフライトコントローラ１２６を有し、ＣＰＵ１２２により処理されたコマンドデータに関するコマンド信号が受信される。次に、フライトコントローラ１２６は、各種ロータアセンブリ（例えば、ロータアセンブリ１２８参照）を制御することができ、この各々は、電子速度制御器１３０及びモータ／プロペラ１３２を有し、反撃ＵＡＶ１０２ａに自律的に飛行するよう動作させる。従って、ＣＰＵ１２２、フライトコントローラ１２６及びロータアセンブリ１２８は、後でさらに説明するように、標的航空機１０４ａをインターセプトするために反撃ＵＡＶ１０２ａの飛行を促進するよう動作可能なフライト制御システム１３３を定義できる。
【００４８】
更新されたコマンドデータは、例えば反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄのうちの少なくとも１つと連続的に通信することができ、フライトコントローラ１２６は、標的航空機１０４ａの追跡飛行経路又は位置に対応して、特定の反撃ＵＡＶ１０２ａの飛行を制御することができる。このように、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄは、標的航空機１０４ａをインターセプトでき、そして、図６Ａ〜図６Ｆに関して以下にさらに例示するように、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄを共に連結する航空機捕捉対抗手段１３４ａで標的航空機１０４ａを無力化することができる。同様に、反撃ＵＡＶ１０２ｅ〜ｈは標的航空機１０４ｂをインターセプトでき、そして、図７Ａ〜図７Ｆに関して以下にさらに例示するように、反撃ＵＡＶ１０２ｅ〜ｈを共に連結する航空機捕捉対抗手段１３４ｂで標的航空機１０４ｂを無力化することができる。
【００４９】
光学センサ１１９（及び／又は他のセンサ１２０）及びＣＰＵ１２２は、オンボード航空機検出システム１３７を定め、これは、一例では（例えば、外部の航空機検出システムの支援がなくても）、標的航空機１０４ａをそれ自身で検出するように作動される。従って、反撃ＵＡＶ１０２ａは、標的航空機１０４ａを検出することができ（範囲内であることを仮定）、その後、ＣＰＵ１２２は、コマンドデータを生成し、次に、コマンドデータに関する信号をフライトコントローラ１２６に伝送でき、標的航空機１０４ａをインターセプトするために反撃ＵＡＶの飛行が容易となる。そのようなオンボード航空機検出システム１３７は、外部航空機検出システム１００と連動して、標的航空機１０４ａの動的飛行位置を追跡することができ、その結果、外部航空機検出システム１００がそれを行うことをできない場合、オンボード航空機検出システム１３７が、バックアップ検出システムとして、それ自身でそれを継続できる。
【００５０】
これとともに（又はこれとは別に）、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄが地面の位置から標的航空機１０４ａの方に離陸する前に、反撃ＵＡＶ１０２ａ（及び／又は他の反撃ＵＡＶ）のＣＰＵ１２２により、外部航空機検出システム１００からのコマンドデータが処理され、光学センサ１１９のポインティング位置が制御され、例えば、反撃ＵＡＶ１０２ａに、空中で、標的航空機１０４ａを「見つける」位置を「知らせる」ことができる。具体的には、光学センサ１１９のうちの１つは、１つ以上のジンバル装置１３８により、反撃ＵＡＶ１０２ａの飛行本体又はプラットフォームに回転可能に取り付けられる。次に、ＣＰＵ１２２は、ジンバル制御器に制御信号を伝送し、該ジンバル制御器は、ジンバル装置１３８（例えば３軸ジンバル）の動作を制御し、光学センサ１１９のポインティング位置が確立され、制御される（すなわち、検出された標的航空機に向かって、カメラを指向させる）。標的航空機１０４ａがカメラの検出範囲内にある限り（例えば、いくつかの例では、最大１５０ｍ又はそれ以上）、反撃ＵＡＶ１０２ａは、必要に応じて、外部航空機検出システム１００の支援がなくても、それ自体で、標的航空機１０４ａの位置を検出し、追跡できる。他の反撃ＵＡＶ１０２ｂ〜ｈのいずれかもそのような特徴及び機能を有することができる。
【００５１】
一部の例では、別のセンサ１２０は、小型位相アレイレーダー及び自動車レーダー等の１つ以上のレーダー装置を備えることができる。Ｅｃｈｏｄｙｎｅ  Ｍｅｓａ−Ｘ７、Ｆｏｒｔｅｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＴｒｕｅＶｉｅｗ  Ｒ２０のような、小型位相アレイレーダシステム、及びＤｅｌｐｈｉ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｒａｄａｒのような、自動車レーダシステムは、反撃ＵＡＶ１０２ａに組み込まれ、これは、小型の民生ドローン（例えば、ＤＪＩ  Ｆａｎｔｏｍ  ４）等の小型対象用に、２００ｍを超える射程を有する。また、レーダーアレイは、標的航空機の検出用の外部航空機検出システム１００の検出センサとして使用され得る。
【００５２】
一部の例では、外部航空機検出システム１００が、（例えば、天候又は断続的な信号損失のため）、標的航空機１０４ａを検出できない場合、反撃ＵＡＶ１０２は、その構成部材（図３）を利用して、標的航空機１０４ａ検出、追跡及びインターセプトすることができる。そのような外部航空機検出システム１００が存在しないか又は使用可能ではない場合、複数の反撃ＵＡＶは、それぞれのカメラが関心方向に向けられるように空域Ａに関連する地面（例えば、プラットフォーム上に）の周囲に又は周りに位置することができる。そして、侵入する標的航空機の検出に応答して、反撃ＵＡＶは、(本明細書において、様々な例でさらに記載されるように、ＦＯＶ及びオンボードカメラの範囲内にある）標的航空機を自律的に検出、分類、追跡、インターセプト及び無力化することができる。
【００５３】
航空機捕捉対抗手段がネットを含む例では、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、ＣＰＵ１２２に動作可能に連結されたネットコントローラ１４０を含むネット制御システムを支持又は保持することができる。ネットアセンブリ１４６の一部は、ネット／ＵＡＶインターフェース装置１４８、例えば、クイックリリース装置又は他の連結装置を介して、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれの飛行本体又はプラットフォームに連結できる。標的航空機１０４ａが捕捉されると、例えば（図１）、（ネットアセンブリ１４６及び反撃ＵＡＶ１０２ａに連結される）力センサ１５０は、捕捉された標的航空機１０４ａの質量が、例えばネット内で補足されることにより１つ以上の反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄに力（重力及び空気抗力）を加えることに起因して標的航空機が捕捉されたことを検知できる。それに応じて、力センサ１５０はＣＰＵ１２２（又はネットコントローラ１４０に）に信号を送信し、次いで、ネットコントローラ１４０は、図６Ｆに関してさらに以下で詳述するように、特定の位置（例えば、人又は構造から離れた安全な位置）でネットアセンブリ１４６及び捕捉された標的航空機１０４ａをリリースするためにリリース装置１４２を作動させるように動作できる。リリース装置１４２は通信可能にＣＰＵ１２２に連結でき、これは、リリース機構２１４への制御信号の送信を引き起こして、リリース装置を作動させ、航空機捕捉対抗手段（例えば、ネット）を反撃ＵＡＶ１０２ａ（及びネットによって連結された他の反撃ＵＡＶ）から分離することができる。互いに連結された２つの物体又は部品を分離する任意の好適な機械的及び／又は電気的リリース機構を組み込むことができる。
【００５４】
図３に示す様々な構成要素は、反撃ＵＡＶ１０２ａ（及び本明細書で説明の他の反撃ＵＡＶ）の飛行体２０１（図６Ａ）により支持できるか又は周囲にある。飛行体２１０は、図３に関連して説明した構成要素を構造的に支持する（構成要素の一部又は全てに動力を与えるバッテリも支持する）飛行体又はその一部を含むことができる。
【００５５】
図１に示すように、一つの例では、標的航空機１０４ａが光学センサ１１９のＦＯＶ１３６ａ内にあるように、飛び立った反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄが標的航空機１０４ａの特定の距離（例えば、１０〜１５０ｍ）内に移動すると、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄは、インターセプト及び無力化する目的で、光学センサ１１９を利用して標的航空機１０４ａの位置を連続的に追跡し得る（１つ以上の反撃ＵＡＶ１０２ｅ〜ｈの特定のセンサのＦＯＶ１３６ｂ内にある標的航空機１０４ｂを検出する場合も同様である）。例えば、特定の光学センサは、（反撃ＵＡＶ１０２ａにより支持及び操作される）ジンバル装置に取り付けられたビデオカメラを含むことができ、このビデオカメラは、外部航空機検出システム１００の検出センサに関して前述したのと同様に、標的航空機１０４ａを特定及び追跡するように動作可能である。より具体的には、カルマンフィルタ（又はベイズフィルタの別のバリエーション）は、ＣＰＵ１２２のプロセッサによりアルゴリズムとして実行することができ、ビデオカメラにより生成されたデジタル信号を使用して、特定の標的航空機の速度、位置及び方向が推定及び予測し、その後にジンバル装置を自律的に且つ連続的に調節するフィードバック制御ループを実行して、例えば、ビデオカメラのＦＯＶ１３６ａを中心に、標的航空機が維持される。そのようなカメラは長焦点又は中焦点の望遠写真レンズを備え、カメラのＦＯＶを低下させるコストで、標的航空機を特定し且つ追跡する距離を一部の例では最大で１５０ｍ〜３００ｍの範囲に最大化できる。しかしながら、外部航空機検出システム１００は、標的航空機１０４ａの検出された位置に関するコマンドデータを１つ以上の反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄに伝送できるため、オンボードカメラがより長い範囲の検出及び追跡能力を有することを意味する場合、ある例では、狭小のＦＯＶを許容できる。
【００５６】
一部の例では、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄ（及び１０２ｅ〜ｈ）は、狭小バンドパスフィルタを有する光学カメラ（例えば、１１９）を備え、光周波数整合照明源（例えば、高出力ＬＥＤ）を伴うことができる。ＬＥＤは、バックグラウンド寄与を低減したまま、標的航空機１０４ａを照らすように指向することができ、カメラ及びフィルタは、標的航空機１０４ａをよりいっそう検出し追跡することができる。また、図１に関して前述したように、そのようなオンボードカメラ及び狭小バンドパスフィルタを使用して、外部航空機検出システム１００の照射装置１１６ａにより、標的航空機に照射された光の周波数のみを検出できる。
【００５７】
一部の例では、本明細書で例示する各反撃ＵＡＶは、ＧＰＳの支援なしでランドマークのみに基づく経路を飛行するのを支援するために、視覚慣性オドメトリ（ＶＩＯ）技術を利用することができる。ＶＩＯ技術は、ＩＭＵ単独の固有のドリフトを軽減するために、単眼カメラ（又はステレオ追跡されたランドマーク）とＩＭＵとを融合させたものである。最近、Ｑｕａｌｃｏｍｍ  ＲｅｓｅａｒｃｈらはＶＩＯ技術を利用した場合、６５０ｍの飛行経路上でのドローンのドリフトがＧＰＳの支援なしで１％未満しかなかったことを示した。これにより、運動計画及び障害物マッピングが可能になる。したがって、本明細書で説明する反撃ＵＡＶは、指定された標的航空機を「追跡」するために（高解像度ビデオ（例えば、４Ｋ）、他の低解像度カメラ、デュアルバンドＷｉ−Ｆｉ、ＧＮＳＳ、ＩＭＵ及び気圧センサと共に）このＶＩＯ技術を実施でき、その際、反撃ＵＡＶの編隊が、ある一定の距離でその標的航空機を追うことができ、その飛行経路をブロックし得る障害物を避けて航行する。一部の例では、反撃ＵＡＶは、ＧＰＳ信号が間欠的な(そのため、正確な衛星測位が利用できないか又は不正確である)状況で航行を支援するためにＧＰＳ−ＶＩＯ融合技術を利用できる。このシナリオでは、各反撃ＵＡＶは、正確な位置を特定及び／又は更新するために（例えば、オンボードＣＰＵの一部として）センサ融合位置推定器を含むことができる。センサ融合位置推定器は、オンボードＧＰＳ装置(間欠的な信号)、オンボードカメラ及びＩＭＵからデータを受信できる。このアプローチでは、ＧＰＳが利用可能な場合にカルマンフィルタを用いてＧＰＳ及びＶＩＯからの情報を組み合わされ、それによりＶＩＡのみが利用可能な領域においてＶＩＯを使用して計算された軌道誤差を最小化する。この目的のために、システムの状態（例えば、位置及び速度）を推定し、ＧＰＳ及びＶＩＯのような異なる方法を用いて得られたデータを融合するためにカルマンフィルタが用いられ得る。異なる検出システム及び方法論から得られたデータを融合するために、相補的フィルタ又はベイジアン／マルコフ法等の他のアプローチも用いられ得る。
【００５８】
一部の例では、ＵＡＶの編隊（例えば、１０２ａ〜ｄ又は１０２ｅ〜ｈ）のうちの１つ以上の反撃ＵＡＶは異なる種類のＵＡＶであってもよく、搭載される検出センサが異なる種類のものであってもよい。例えば、より大きい反撃ＵＡＶは比較的大きなレーダー装置及び大きな３６０°高解像度カメラを支持し得るのに対して、より小さい反撃ＵＡＶは、ジンバル上の比較的小さい光学カメラを支持し得る。さらに、より大きいＵＡＶはネットの最上部で飛行し得るのに対して、より小さいＵＡＶはネットの最下部で飛行し得る。そのため、ネットを支持する特定のグループ又は編隊の反撃ＵＡＶは選択された検出センサでカスタム化でき、それらのサイズ、ペイロード容量、性能等に基づいてネットの周りに選択的に配置され得る。
【００５９】
図３（及び図４にも該当可能）を参照して、反撃ＵＡＶ１０２ａはフライトコントローラ１２６に結合されたＧＰＳ装置１３５（例えば、リアルタイム速度（ＲＴＫ）ＧＰＳ）を有し、反撃ＵＡＶ１０２ａの位置を特定及び更新することができる。反撃ＵＡＶ１０２ａは、ＵＡＶ間編隊通信システムを有し、これは、反撃ＵＡＶ間の通信のためのＣＰＵ１２２に結合されたＵＡＶ間無線１４１を有し、図４に関して下記で及び本明細書の他の箇所で詳述するように、編隊又は調整された飛行構成が容易化される。ＵＡＶ間編隊通信システムは、さらに、ＣＰＵ１２２に連結された、ＵＡＶ間位置センサ１３９（例えば、超広帯域（ＵＷＢ）タブ）を有し、反撃ＵＡＶ１０２ａの個々の位置の決定を支援し、編隊又は他の反撃ＵＡＶ１０２ｎとの調整された飛行構成が容易化される。
【００６０】
一部の例では、人間のオペレータが反撃ＵＡＶ１０２ａを制御し、そしてその飛行及び航空機捕捉対抗手段１３４ａの展開を操作して標的航空機１０４ａを捕捉することができる。人間のオペレータはライブビデオフィードを視聴でき、遠隔制御を用いて反撃ＵＡＶ１０２ａを制御できる。しかしながら、インターセプト及び無力化を目的とした標的航空機の自律的追跡及び反撃ＵＡＶの自律的航行と比べて、人間の反応時間はシームレス又はタイムリーではない。
【００６１】
実際に、標的航空機を検出／追跡するための人間による監視、次に標的航空機をインターセプト／無力化するために航空機を展開するための有人のやりとり又は指令が必要な有人の監視システムでは、数分以内はもちろんのこと、それを数秒以内に行うことは不可能である。しかしながら、本開示の例は、航空機検出システムを用いた標的航空機の自律的な検出及び追跡、次いで、１つ以上の反撃ＵＡＶへの自律的な通信、次いで、１つ以上の反撃ＵＡＶを用いた標的航空機の自律的なインターセプト及び無力化を提供し、これらの全てはたった数分（又は数秒）以内で済み、人間の介入又はやりとりを要さない。図４は、複数の反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎ（例えば、１０２ａ〜ｄ及び／又は１０２ｅ〜ｈ及び最大でｎ個のＵＡＶ）のシステムのブロック図を示し、標的航空機（例えば、１０４ａ）を追跡するための特定の例の反撃ＵＡＶ３０２ａの詳細を示す。反撃ＵＡＶ３０２ａは、図３に関して説明した反撃ＵＡＶ１０２ａと同様の特徴を一部又は全てを有することができる。反撃ＵＡＶ３０２ａは、以下に詳述し、本明細書の他の箇所で例示するように、ネットアセンブリ等の航空機捕捉対抗手段３３４により複数の反撃ＵＡＶ３０２ｂ〜ｎに連結できる。
【００６２】
反撃ＵＡＶ３０２ａは複数のセンサを含むことができ、センサは、センサにより収集されたデータを処理するためにＣＰＵに動作可能に連結されている（ＣＰＵはＧＰＵを有することができる）。いくつかの例として、反撃ＵＡＶ３０２ａは、（ａ）温度センサ、（ｂ）気圧計／高度計、（ｃ）慣性測定ユニット（ＩＭＵ）（ジャイロ加速度計）、（ｄ）コンパス(マグノメータ)、（ｅ）超音波及び光学流量センサ、（ｆ）光学レンジファインダ（例えば、ＬｅｄｄａｒｔｃｈのＬＩＤＡＲ）、（ｇ）ＲＴＫ−ＧＰＳタグ及びＵＷＢタグ、（ｈ）ステレオカメラ（光学ガイダンスシステム）、（ｉ）高解像度カメラ、（ｊ）低解像度カメラ、（ｋ）ＬＷＩＲカメラ及び（ｌ）ジンバル位置センサの一部又は全てを含むことができる。センサ（ａ〜ｅ）、（ｇ）、（ｉ）、及び（ｊ）は、図示のようにフライトコントローラ及びビデオダウンリンク無線に連結することもできる。そのようなセンサから収集されたデータに基づいて、フライトコントローラは、図１〜図３を参照して説明したのと同様に、標的航空機の（動的）位置に基づいて、反撃ＵＡＶ３０２ａの航行のための１つ以上のプロペラ／モータ及びジンバル装置を操作するように構成できる。
【００６３】
反撃ＵＡＶ３０２ａと外部航空機検出システム１００（例えば、図１参照）との間でデータを送信するために、１つ以上の無線（例えば、遠隔測定無線）をフライトコントローラ及びＣＰＵに連結できる。例えば、ディスプレイ上でビデオフィードを見るために、ビデオダウンリンク無線を反撃ＵＡＶ３０２ａと人間のオペレータとの間に通信可能に連結することもできる。システムの活動を監視及び監督するために、人間のオペレータを外部航空機検出システム１００と関連付けることができる。
【００６４】
航空機捕捉対抗手段３３４は、本明細書の例で図示説明した特徴を有するネットアセンブリであってもいいし、反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎのそれぞれに連結された単なるネット（又は他の絡み要素）であってもよい。「ネットアセンブリ」として、航空機捕捉対抗手段３３４は、実際のネット材料と反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎのそれぞれとの間に連結されたネット連結方向センサ（net  coupling  orientation  sensor）を含むことができる。各ネット連結方向センサは、それぞれの反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎに対するネットのそれぞれの位置又は方向に関連するデータを収集し、次いで、それぞれの反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎの航行を協調的に制御するために、そのような収集した位置／方向データを処理のためにそれぞれのＣＰＵに送信できる。同様に、ネット力センサをネットとそれぞれの反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎとの間に連結して、それぞれの反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎに対してネットに作用するそれぞれの力（例えば、空気抵抗及び／又は他の反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎからの引っ張り力）に関連するデータを収集できる。そのような収集された力データは、以下でさらに説明するように、それぞれの反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎの航行を協調的に制御するために、処理のためにＣＰＵに送信できる。
【００６５】
一部の例では、航空機捕捉対抗手段３４４は、ネット及び捕捉された標的航空機をリリースために、ネットとそれぞれの反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎとの間に連結されたネットリリース装置（例えば、図６Ｆに関連して説明したリリース装置等）を含むことができる。
【００６６】
飛行の間、お互いに対する各反撃ＵＡＶの位置は、それぞれの航行及びそれらの編隊飛行経路を決定及び制御する場合に重要である。その結果、それらは互いに衝撃を与えたり、けん引ネットに絡まったりせず、それらが標的航空機を効果的に捕捉できる。一部の例では、本開示の各反撃ＵＡＶは、ＧＰＳ装置、ＲＴＫ−ＧＰＳ装置、ＵＷＢタグ、視覚慣性オドメトリ（ＶＩＯ）技術及び／又はＧＰＳとＶＩＯとの融合のうちの１つ以上を有することができる（例えば、図３参照）。大半の利用可能なＵＡＶ（例えば、ドローン）はＩＭＵに加えてＧＰＳが組み込まれ、ＧＰＳが利用できない場合（例えば、見えるところの衛星の数が不十分）、ＵＡＶはそのＩＭＵのみを用いて飛行し、（ＵＡＶ上で視覚的な追跡が利用可能でない限り）概して航行のためにオペレータからのコマンドに依存しなければならない。標準ＧＰＳの精度は約±２ｍ〜±５ｍであるが、位置の不確かさをもたらす誤差の原因が数多くある。垂直の精度は概して水平の精度の約半分である。ＷＡＡＳ(Wide  Area  Augmentation  System)が有効なＧＰＳ受信機は、最良の場合±１ｍの不確実性の範囲内に収まる。そのため、多くのＵＡＶは、ＧＰＳ技術を用いた場合ある程度の精度で、互いに約２ｍ以内で集団の構成で飛行できる。
【００６７】
補正を用いてより良い位置精度を実現する別の種類のＧＰＳは、ＧＮＳＳ（米国）に加えて、ＧＬＯＮＡＳＳ(ロシア)及びＧａｌｉｌｅｏ（欧州連合）等の他のものからバンドを受信するＲＴＫ（リアルタイム運動学）ＧＰＳである。重要な区別は、既知の位置から補正を送信する地上の基地局（例えば、外部航空機検出システム１００）からの追加の無線リンクである。この技術は、協調飛行方式で動作する集団又は複数の反撃ＵＡＶの場合に±５ｃｍよりも良好な、通常は±２ｃｍの位置精度を実現できる。そのため、一つの例では、各反撃ＵＡＶは、協調して又はフォーメーションで飛行する反撃ＵＡＶのグループを制御するためにＲＴＫ−ＧＰＳ技術を利用できる。
【００６８】
反撃ＵＡＶの互いに対する位置に関する別の例では、各反撃ＵＡＶは、ＧＰＳが利用できない場合は、測位の目的のための代替又はバックアップとして正確な位置センサとしてＵＷＢタグ（図４）を有することができる。ＵＷＢ測距は、２つのＵＷＢタグ間で送信される非常に短い（〜９ｐｓ）パルスの飛行時間（ＴＯＦ）を測定することにより機能する。一般に、ＵＷＢタグに関して、正確なクロックを使用して、ノード１はノード２にパケットを送信し、ノード２はパケットの正確な到着時間（ＴＯＡ）を測定する。次に、要求パケットのＴＯＡから返信パケットの送信までの合計時間を含むパケットを返す。次に、ノード１は２つのパケットのＴＯＦを特定し、２つのノード間の正確な距離を決定できる。自由空間の範囲は、１０ｃｍを超える精度で最大４１０ｍとすることができる。一般的な地上の三次元測定システムは、既知の位置にある３〜４個のアンカータグで構成される。その空間内には、三次元の位置を正確に測定できる複数のターゲットタグがあり得る。ＵＡＶ協調編隊（すなわち、反撃ＵＡＶ協調編隊）内での正確な位置を特定するためにＵＷＢタグを用いることができる。これは、反撃ＵＡＶ間の正確な距離を求めるために、各ＵＷＢタグ間のピアツーピア測距を用いる。これは、反撃ＵＡＶ上のＵＷＢタグは、未知の位置を持つアンカータグと同等である点を除いてアンカータグ構成と同様である。ピアツーピア測距自体により提供される情報は、各反撃ＵＡＶの厳密な（ｘ、ｙ、ｚ）座標位置を解くには不十分である。
【００６９】
したがって、図５に示す一例では、３つの座標のうちの１つ（例えば、高度（ｚ）及び第１の反撃ＵＡＶ３１２ａの元のノードとして任意に指定された位置（Ｐ１））が既知の場合に、相対的な測位解を計算できる。各反撃ＵＡＶ３１２ａ〜ｄ（及び本明細書に例示のＵＡＶの任意の他のグループ）上の高度計を用いてｚ座標を求め、次に、Ｐ１からＰ２（第２の反撃ＵＡＶ３１２ｂの位置）のx座標線をx軸として定義すると、５つの変数の（ｘ２、ｘ３、ｙ３、ｘ４、ｙ４）で、Ｐ２からＰ３、Ｐ３からＰ４、Ｐ１からＰ４、Ｐ２からＰ３及びＰ１からＰ３という距離に関する５つの未知の方程式を解く。この種の一組の非線形の方程式を解くために、よく知られたニュートン法等のいくつかの数値法が開発されてきた。あるいは、開始座標としてＧＰＳ座標を用い、ＧＰＳ誤差を補正するためにＵＷＢ距離を用いることもできる。ＵＷＢタグはピアツーピア通信にも用いられ得る。
【００７０】
一部の例では、ＧＰＳ信号が間欠的な(そのため、正確な衛星測位が利用できないか又は不正確である)状況で航行を支援するために各反撃ＵＡＶはＧＰＳ−ＶＩＯ融合技術を利用できる。このシナリオでは、各反撃ＵＡＶは、正確な位置を特定及び／又は更新するために（例えば、オンボードＣＰＵの一部として）センサ融合位置推定器を含むことができる。センサ融合位置推定器は、上述したように、オンボードＧＰＳ装置(間欠的な信号)、オンボードカメラ及びＩＭＵからデータを受信できる。
【００７１】
図６Ａ〜図６Ｆは、図１の例に関して最初に説明したように、複数の反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄで標的航空機をインターセプト及び無力化するシステム及び方法を示す。複数の反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、標的航空機１０４ａの検出に応答して標的航空機１０４ａを航空機捕捉対抗手段１３４ａ(例えば、ネット)で無力化ために、ベースプラットホーム４００からサポート及び展開できる。同様に、上述したように、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、標的航空機１０４ａの検出された位置に関連して、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄのうちの１つ以上にコマンドデータを通信するように構成された外部航空機検出システム１００に通信可能に連結できる。あるいは、各反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、図４の反撃ＵＡＶ３０２ａ〜３０２ｎに関連して説明したように、標的航空機１０４ａの検出及び追跡を促進する多数のセンサ及び装置を有することができる。そのため、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、航空機検出システム１００から反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄに送信されるコマンドデータに基づいて、ベースプラットホーム４００（又は他のプラットフォーム又は表面）から展開できる。
【００７２】
１つの例では、ベースプラットホーム４００は、ベースプラットホーム４００の位置を確立又は変更するために表面の周囲を移動可能な、ホイール４０６等の移動機構を含むことができる。ホイール４０６は（例えば、電気モータによって）モータ駆動することができ、ベースプラットホーム４００を表面の周囲で動かすために手動又は自律的に動作させることができる。自律的な例では、ベースプラットホーム４００は、外部航空機検出システム１００からコマンドデータを受信できるコントローラを含むことができ、コントローラは電気ホイールを制御して、１つ以上の標的航空機の位置に基づいてベースプラットホーム４００を異なる位置に動かすことができる。あるいは、ベースプラットホーム４００は、地面又は建物、船舶等の構造物に静的に取り付けるか又は連結することができる。ベースプラットホーム４００は車両に取り付けられて、所望の位置に牽引することができるか又は車両に搭載されて所望の位置に動かすことができる。
【００７３】
１つの例では、ベースプラットホーム４００は発射デッキ４１０を支持するベースサポート４０８を含むことができる。発射デッキ４１０は平面を有することができ、航空機捕捉対抗手段１３４ａの展開を容易にする中央開口４１２を含むことができる。一つの態様では、ベースプラットホーム４００は、複数の反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄが図６Ａの地面位置にある場合に、航空機捕捉対抗手段１３４ａ（例えば、ネット１３５）を収容及び支持するネット保持装置４１４を含むことができる。具体的には、ネット１３５は、取り外し可能シャフト４１６の周囲に巻き付けることができるか又はコイル状に巻き付けることができ、次いで、巻き付けられたネット１３５及び取り外し可能シャフト４１６の両方をネット保持装置４１４の開口又はボア４１８内に格納できる。反撃ＵＡＶｓ１０２ａ〜ｄが地面位置にある場合にネット１３５を取り外し可能シャフトの周囲で適切に保持することができ、反撃ＵＡＶｓ１０２ａ〜ｄの飛行に応答して取り外し可能シャフト４１６から垂直に巻き出す（unspool）ことができるように、取り外し可能シャフト４１６は丸みを帯び且つ面取りされた上端を有することができる。ネット保持装置４１４は、開口４１８が発射デッキ４１０の中央開口４１２を通して露出されるか又は中央開口４１２に隣接するようにベースサポート４０８によって垂直に支持することができる。したがって、標的航空機４０４の位置の検出に応答して、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、互いに協調飛行するようにベースプラットホーム４００から自律的に離陸できる。そのような飛行によって、ネット１３５がネット保持装置４１４から引き出されるか又は巻き出されることにより、ベースステーション４００からそれが解放される。
【００７４】
一部の例では、メッシュソック等のネット格納装置（net  containment  device）は輸送の間にネット１３５の大半又は全てを束ねるか又は格納することができ、標的航空機１０４ａをインターセプトする直前に展開する準備が整うまで、低抗力で目立たないネット（net  in-tow）を提供することができる。ネット格納装置は直径が比較的小さい（例えば、１／２インチ、より大きなネットの場合は最大で５インチ）。ネット格納装置は、図６Ｅに示すように、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄの分離に応答してネット１３５から自動的に外れ、ネットを展開又は広げることができる。ネット格納装置は、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄが密な編隊構成にある場合に、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄ上のネット１３５によって飛行中に課される抗力を最小化に抑えるか又は低減できる。
【００７５】
飛行中、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、図６Ｄのように、航空機捕捉対抗手段１３４を折り畳まれた構成又は束ねられた構成で輸送しながら、密な編隊等の協調飛行の形で航行及び飛行するように動作可能である。反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、図４及び図５に関して説明したナビゲーション装置及びシステムの一部又は全てを有することができ、これは、上記で詳述したように、協調飛行及び航行のためのそれらの相対位置に関して反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄ間での通信を促進する。それらの相対位置に基づいて、各反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、協調飛行の形で（例えば、ネット１３５を運びながら密な編隊で）標的航空機１０４ａの方に航行するために、自身の航行及び飛行パターンを個々に且つ自律的に制御できる。
【００７６】
特定の例では、（ネット１３５を編隊の後ろでけん引する間）反撃ＵＡＶ１０２ａ及び１０２ｂは（概して互いに水平に）約２ｍ離れて飛行するのに対して、反撃ＵＡＶ１０２ｃ及び１０２ｄは（概して互いに水平に）約３ｍ離れて且つ反撃ＵＡＶ１０２ａ及び１０２ｂの約３ｍ下を飛行し得る。この「密な編隊」の反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄが（上記で詳述したように）検出された標的航空機１０４ａをインターセプトすると、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、図６Ｅに示すようにネット１３５が捕捉又は展開位置になるように展開及び完全に広げるために、互いから離れるように（例えば、中央から斜めに）自律的に飛行する。
【００７７】
このような自律的飛行制御は、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄが互いにそれぞれの位置を連続的に通信することによって開始でき、それらのそれぞれのＣＰＵは、ネット１３５が完全に広げられるか又は展開されるまで特定の方向に測定の時間／加速度で特定の時間にわたって飛行するようにそれらのそれぞれのフライトコントローラに制御信号を通信するようプログラムされている。そのような制御信号は、ネット１３５の既知のサイズ（すなわち、高さ２０ｍ×幅４０ｍのネット）に基づくことができ、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、例えば、矩形のネットの角によって表される位置に飛行するよう操作される。あるいは、各反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、図３に関して例示されているように、各反撃ＵＡＶ１０２ａ〜ｄに連結されたネット１３５の各角の近位でネット１３５にかかる引っ張り力及びネットの方位を検知するオンボードネット力センサ及びネット連結方位センサ（図４）によって提供されるデータを処理することができる。
【００７８】
標的航空機１０４ａがネット１３５に捕捉されると、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄはネット１３５及び捕捉された標的航空機１０４ａを特定の位置で落下させるか又はリリースするように動作可能である。このように、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、捕捉された標的航空機１０４ａの存在を（例えば、ネット及びＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄに連結された力センサを介して）検知できる。そして、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、ネット１３５及び捕捉された標的航空機１０４ａを牽引しながら協調して飛行できる。反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄによって支持されているネット１３５がリリースされるようにリリース装置（例えば、図２及び図３）を操作できる。反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、（上述した）物体認識を用いてネット１３５及び捕捉した航空機１０４ａを落下するための安全な位置を選択できるか又は反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、ネット１３５及び捕捉した航空機１０４ａをリリースするために、外部航空機検出システム１００により特定の位置に行くよう命令することができるか又は反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、リリースのために特定の位置に自律的に飛行／作動するようにプログラムできる。
【００７９】
次に、（ＣＰＵ１２２によりプログラム記録された）落下領域のタグ付けされた位置に基づいて、航空機捕捉対抗手段１３４ａ及び捕捉された航空機１０４ａを回収し、標的航空機１０４ａを取り除き、航空機捕捉対抗手段１３４ａを別のオペレーションのために再利用できる。
【００８０】
一部の例では、ネット１３５が展開位置にある場合でも、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは、標的航空機１０４ａの動的位置の監視及び追跡を継続でき、それにより標的航空機１０４ａをインターセプト及び捕捉するために一定期間協調的に飛行を続けることができる。これは、ネット１３５が、例えば非常に薄く、高強度のモノフィラメント要素で構成され、比較的大きいメッシュ形状（例えば、一部の例では、最大で５００ｃｍのメッシュサイズ）を有する構成である低抗力構成の利点のためである。何らかの理由から、標的航空機１０４ａを捕捉できなくても（例えば、回避技術を用いるか又は早すぎる場合）又はもはや脅威ではくなっても（外部航空機検出システム１００及び／又は１つ以上の反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄによって決定される)、反撃ＵＡＶ１０２ａ〜１０２ｄは密な編隊構成（図６Ｄ）に戻り、特定の場所（例えば、ベースプラットホーム４００）に戻ることができるか又はもし搭載バッテリの電力が許容すれば標的航空機の侵入の可能性のある空域の監視を続けることができる。
【００８１】
一部の例では、本明細書に記載の例の少なくとも１つの柔軟な絡み要素は、ネット、フィラメント、モノフィラメント、編み込みフィラメント、テンドリル、繊維、ストリング、コード、ストランド、糸、ロープ又はワイヤのうちの少なくとも１つを含むことができる。すなわち、標的航空機のロータアセンブリに絡まることが可能な実質的にあらゆる可撓性又は半可撓性の要素を実施できる（又は標的航空機がロータ／プロペラを有さない場合には、ジェットエンジン又はタービンに引き込まれることが可能な任意の要素）。別の言い方をすると、格納された位置から展開された位置に移動可能な任意の可撓性の絡み要素を実施することができる。より具体的には、一つの例において、ネットに形成された特定の大きな直径のコード又はロープは、特定の標的航空機のロータの周りに巻かれるか又はその周りに絡まる必要はないかもしれないが、そのような「ロープネット」は、ロープの柔軟性により、また、複数の反撃ＵＡＶが、標的航空機を袋に入れるか又は包むように（袋のように）互いの方に協調飛行することにより、ロープネット内に標的航空機を捕捉できるという事実から、標的航空機を依然捕捉できる。さらに、多くの消費者用ＵＡＶ（すなわち、標的航空機）は、何かに衝突した場合にそれらのロータの動作を自動的に停止するように設計されているのため、特定の柔軟な絡み要素（例えば、ケーブル、ロープ等）への衝突に応答して、そのような柔軟な絡み要素が標的航空機のロータに必ずしも絡んでいなくても、標的航空機の動作を依然妨げ得る。
【００８２】
ネット１３５（及び本明細書に記載の他のネット又はフィラメント要素）は多数の異なる高強度フィラメントとして製造できる。例えば、ＤＳＭ社製のＤｙｎｅｅｍａ（登録商標）又はハネウエル社製のＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）等の高強度の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）繊維(すなわち、モノフィラメント)を用いることができ、個々の繊維内に荷重を伝達するために長い分子鎖を用いている。他の種類のものも当業者には明らかであろう。用途に応じて、様々なポンドテスト及びメッシュサイズを用いることができ、例えば、限定されないが、１．５ポンドテスト及び２．２５平方インチメッシュは任意の数の利用可能なＵＡＶを捕捉するのに適している。一部のネットは、それらが交わる結び目を有し、他のネットは結び目を排除するために４ストランド編み込み技術を利用した結び目のないものであり得る。結び目をなくすことで抗力が低減し、特定のネット、例えば、ネット１３５及び本明細書で説明した他のものの展開時及び収納時の取り扱い性を改善する。
【００８３】
１つ以上の標的航空機を捕捉するのに必要なネットの強度は、必要とされるフィラメントのタイプを最終的に決定する。ネットが展開されないようにし、牽引されて展開された場合に反撃ＵＡＶのかなり後ろを及び水平に後追いしないようにするために、フィラメントの種類及びその直径に基づいて、またメッシュサイズ及び全体的なネットのカバレッジに基づいて、所与の角度における空気力学的抗力のバランスを取る必要がある。1つ以上の釣り合い重りを使用してネット又は個々のストランド若しくはフィラメントに連結することにより、そのような効果を防止できる。
【００８４】
本明細書に開示の様々なネットの１つの主な利点は、ネットの軽量、低抗力の特徴であり、比較的大きな捕捉領域又は表面積を可能にする。例えば、（２，５００ｍ２をカバーする）幅１６フィート、長さ５５０ヤードのネットの１．５ポンドのテストモノフィラメントは、平均約３インチ四方のメッシュサイズで重さはわずか５ポンドである。また、長さが１６フィートの１つのサポート部材自体の重さは数ポンドしかないため、航空機捕捉対抗手段全体は２，５００平方メートルの捕獲表面積をカバーしながら、重さが１０ポンド未満に抑えられる。そのため、例えば、３０ポンドのペイロード容量を有する各反撃ＵＡＶは、標的航空機をインターセプトするために比較的高速で移動に抗力が潜在的に高くても(例えば、１０〜２０ポンド)、そのような航空機捕捉対抗手段を容易に牽引できる。
【００８５】
図７Ａ及び図７Ｂは、複数の反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄで標的航空機をインターセプト及び無力化するシステム及び方法を示す。この例では、標的航空機をネット５３５等の航空機捕捉対抗手段５３４で無力化するために、標的航空機の検出に応答して複数の反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄを展開することができる。反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄは上述の例に従って動作させることができる。この例の目的は、所定の構成について輸送中及び展開後のネットの空気力学的抗力推定値の決定及び計算を図示説明することである。これは、所定のネットが過剰な抗力を受けることにより、反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄの制御された飛行が潜在的に阻害されるか又は妨げられることを防止するために重要である。これは、反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄのバッテリをあまりにも早く消耗させる可能性もある。
【００８６】
一つの例では、ネット５３５は、輸送中の及び図７Ｂの展開捕捉位置に動かされる前に風の抗力を最小限に抑えるために、図７Ａに示すような低抗力輸送構成又は位置（例えば、折り畳まれるか、束ねられるか、巻き付けられる）に構成することができる。これは、各ＵＡＶ上での電力消費を最小限に抑えるのに役立ち、ＵＡＶが動作可能な距離及び時間を最大化し、それにより特定の標的航空機を排除する可能性を高める。
【００８７】
ネット５３５は、例えばネットを包み込む拘束装置（例えば、展開前に１つ以上の反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄの拘束装置により取り外し、破壊又はロック解除可能なクリップ、ハーネス、コード等の)を用いる等多くの方法で低抗力輸送位置に配置できる。そのため、サーボモータ等の小さな電気アクチュエータは、ネット５３５の展開を促進にするためにクリップ又はバンドを破壊するよう拘束装置を作動させることができる。他の例は、例えば、ネット５３５をその展開位置に展開する際に反撃ＵＡＶ５０２ａ〜ｄでネット５３５を引っ張ることから生じるたった数ポンド等の軽い力で破られるように構成された弾性バンド等の破ることが可能な拘束具を含む。あるいは、ネット５３５は、互いに１又は２メートルの範囲内で密に飛行する反撃ＵＡＶの対（例えば、５０２ａ、ｂ及び５０２ｃ、ｄ）により自然に束ねることができる（すなわち、バンドル装置なしで）。いずれのシナリオでも、束ねられたネット５３５は輸送中は比較的小さな全径又は断面積（例えば、いくつかの例では数平方センチメートル）を有することができる。
【００８８】
（例えば、図６Ｄ及び７Ａにおける）輸送中の空気力学的なネットの抗力の推定は、ネット５３５の適切な向き及び反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄの適切な航行を確実にするために重要である(抗力は、飛行中の各反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄの速度及び電力消費に影響を及ぼし得るため)。より具体的には、図８は、(図７Ａ等の一対の隣接する航空機のそれぞれを表し得る)第１の反撃ＵＡＶ６０２ａ及び第２の反撃ＵＡＶ６０２ｂに作用するネットの抗力の推定を示す。理解できるように、飛行中の相対風速は、ネット６３５にかかる重力及び空気力学的抗力により、牽引された航空機捕捉対抗手段６３４（例えば、ネット６３５）にカテナリ曲線の形状を取らせる。所与の速度でのカテナリの方程式及び反撃ＵＡＶ６０２ａ及び６０２ｂの任意の位置について解くことは、各反撃ＵＡＶ６０２ａ及び６０２ｂの運動方程式に適用するために必要な反力成分を提供する。
【００８９】
各反撃ＵＡＶ
６０２ａ及び６０２ｂのための反力成分の計算は、風速を垂直軸に合わせるために、各反撃ＵＡＶ６０２ａ及び６０２ｂの支持点の座標の変換を必要とする。次に、ネットの既知の長さについて、カテナリ方程式のパラメータを解き、次に力成分を計算し、グローバルフレームに戻す。すなわち、無人航空機６０２ａ及び６０２ｂ端点を「重力」がz軸に沿って垂直に配向される座標系内に回転させるために相対風速方向が用いられる。
【００９０】
ネットの全長を知ることで、その形状を特定するためにカテナリ方程式のパラメータが解かれる。次に、既知の風速及び関連するネット６３５の単位長当たりの抗力を用いて垂直及び水平力成分を計算し、「チェーン」(すなわち、ネット)を力平衡に維持する。最後に、力成分がグローバル座標系に戻され、それぞれのドローンに、それら自身の抗力に加えて追加の抗力として加えられる。
【００９１】
無人航空機６０２ａ、６０２ｂの誘導は、無人航空機６０２ａ、６０２ｂの間の中間点に加えて、回転方向及びそれらの間の分離距離を制御することにより実現される。中間点位置誤差を特定し、各反撃ＵＡＶ６０２ａ及び６０２ｂのための第１の組のx推力及びz推力成分を制御するためにｘ位置及びｚ位置が用いられる。次に、差分x推力を用いて回転を制御し、差分z推力を用いて分離を制御し、これらの全ては入力パラメータとして所定の比例制御ゲインを用いる。推力成分が適用された後、総推力の大きさは利用可能な最大推力に制限され、各成分はこの目的のために適切にスケールされる。この概念は、輸送中の空気力学的なネットの抗力の推定に関して上記で及び以下の段落の例でさらに詳述している。適切な捕獲戦略を推定するために、反撃ＵＡＶの既知の性能包絡線と共に、対抗攻撃ＵＡＶの後に続くネットの空気速度、方向及び飛行経路の直接測定並びに反撃ＵＡＶに適用される測定力を含む、他の推定方法を利用できる。
【００９２】
１つの具体的な例では、１０００ｍの射程距離（downrange）で始動高度３００ｍに位置し、２１ｍ/秒で移動する標的をインターセプトするために、それぞれの重量が２ｋｇであり、両者が１００Ｎの最大推力を有する反撃ＵＡＶ６０２ａ及び６０２ｂを地面位置から発射又は展開できる。１８．５秒後、反撃ＵＡＶ６０２ａ及び６０２ｂは標的から規定の５０ｍ以内にあり、１５０ｍの長さのネットの展開を始める。それらの所望の分離距離１００ｍは２４秒後に標的航空機に出会う前に達成され、そこで標的航空機の速度に合わせるために減速する。上述したように、標的航空機が瞬間的に反転したとしても、反撃ＵＡＶ６０２ａ及び６０２ｂは位置を維持し、新たな軌跡に沿って追跡を続けることができる。いずれにしても、反撃ＵＡＶ６０２ａ及び６０２ｂは全速力になるように通常加速してネット６３５内に標的航空機を捕捉し、急速な速度変化により標的航空機を失う可能性を低減する。
【００９３】
展開後の空気力学的なネットの抗力の推定（図７Ｂ）も、標的航空機の効果的な捕捉のためのネット５３５の適切な方向を確実にするために重要である。例えば、ネット５３５の一般的な垂直方向は捕捉領域を最大化するために望ましい。例えば、（例えば、航空機の最高速度での高い風抵抗力のために）反撃ＵＡＶ５０２ａ〜５０２ｄのあまりにも後で展開されたネットが後追いしている場合、ネット５３５がつぶれているか又は平坦化されている可能性があるために、捕捉ゾーンが小さくなり得る。これは、反撃ＵＡＶ５０２ａ〜ｄが互いに衝突したり、自身のネットに引っ掛かったりする可能性があるため危険である。この目的のために、以下のようなプリズムセクションの周りの抗力のための式を用いることができる。
【００９４】
Ｆｄｒａｇ＝１／２ρＶ２ＣｄＡ
ここで、ρは空気の密度であり、Ｖは相対空気速度であり、Ｃｄは抗力係数であり（円形断面の場合１．０が適切）、Ａは自由流に提示される総前面面積である。前面面積については、所与のメッシュ領域内のフィラメントの全長にフィラメントの厚さを乗じる（ただし、結び目の存在は無視される）。
【００９５】
速度とメッシュサイズの関数としての抗力の計算では、１．５ポンドのナイロンモノフィラメントで構成され、直径が０．２ｍｍで、試験強度が６ポンド／フィラメントの高さ３０ｍ×幅３０ｍの展開ネットの場合、空気力学的なネットの抗力は速度の二乗でスケールするが、メッシュ密度に対して線形である。（９００ｍ２のカバー面積を有する）そのようなネットのための様々なメッシュサイズ／密度を用いて、所与の用途のための抗力を最適化できる。例えば、１５ｃｍ×１５ｃｍの対角メッシュ（diagonal  mesh）は、３０ｃｍ×３０ｃｍの対角メッシュのネットよりも高い抗力を有し、とりわけ、速度の増加につれて、抗力は非線形的に増加する。最終的には、標的航空機を捕捉するために必要な特定のネットの強度によって、（メッシュサイズ及びカバー面積と共に）抗力を決定するフィラメントに必要な厚さが決定される。
【００９６】
なお、本開示の反撃ＵＡＶは、標的航空機を捕捉する可能性を高めるために特定のネットを様々な方向に向けることができる。例えば、地面に対して概ね一定の水平方向に飛行する追跡標的航空機を捕捉するために、ネットを概して垂直に向けることができる。さらに、地面に対して概ね一定の垂直方向に飛行する追跡標的航空機を捕捉するために、ネットを概して水平に向けることができる。ネットの任意の角度又は平面は、捕捉すべき標的航空機の飛行経路に応じて反撃ＵＡＶによって保持され得る。別の例では、反撃ＵＡＶは、ある速度で移動しながら、牽引されたネットの３Ｄ捕捉ゾーンを生成するように互いの方に「集まる（come  together）」ことができ、これにより、標的航空機が逃げるか又は捕捉を逃れることができる空域を減少させることができる。
【００９７】
図９Ａ及び図９Ｂは、複数の反撃ＵＡＶで標的航空機を無力化するためのシステム及び方法を示す。この例では、航空機捕捉対抗手段７３４(例えば、ネット７３５である可撓性の絡み要素)で標的航空機を無力化するために、標的航空機の検出に応答して複数の反撃ＵＡＶ７０２ａ〜ｃを(例えば、地上又はプラットフォームから)展開できる。反撃ＵＡＶ７０２ａ〜７０２ｃは、上述の例に従って動作可能である。この例の目的は、輸送中及びネット７３５の展開後の空気力学的なネットの抗力に対抗するために、少なくとも１つの重りコンポーネント、例えば１つ以上の釣り合い重り７０５ａ〜７０５ｃをネット７３５の下端に近接して連結することができることを示すことである。これは、所与のネットが過度に大きな抗力を受け、反撃ＵＡＶ７０２ａ〜７０２ｄの飛行を潜在的に中断又は停止させ得ることにつながるネットが過度に水平に引っぱられるのを防止するのを助ける。
【００９８】
一つの例では、ネット７３５は、輸送中の及び図９Ｂの展開捕捉位置に動かされる前に抗力を最小限に抑えるために、図９Ａに示すような折り畳まれるか又は束ねられた低抗力状態に構成することできる。ネット７３５は、図７Ａに関して説明したように折り畳むか又は束ねることができ及び／又は釣り合い重り７０５ａ〜７０５ｃは、例えば、離陸した反撃ＵＡＶ７０２ａ〜７０２ｃによるネット７３５の展開に応答して解消される磁力によって互いにリリース可能に連結できる。したがって、束ねられたネット７３５は輸送中数平方センチメートル等の比較的小さな直径又は断面積を有することができる。
【００９９】
釣り合い重り７０５ａ〜７０５ｃのそれぞれは、ネットの下端に連結されることで互いに空間的に分離できる。一つの例では、ネット７３５の角に２つの釣り合い重り（７０５ａ及び７０５ｃ）があればよい。別の例では、特定のネットの下端に沿って横方向に連結される細長いロッドのような１つの釣り合い重りのみが用いられ得る。別の例では、特定のネットの側面に沿って垂直ロッドを連結でき、そのような垂直ロッドはそれぞれの反撃ＵＡＶに連結できる。
【０１００】
展開された場合に飛行中のネットを適切に方向付けるために（すなわち、後追いするネットが水平になりすぎるのを防止するために）、垂直に対する所与の角度において、特定の空気力学的なネットの抗力に対する全釣り合い重りのバランスを取る必要がある。例えば、垂直に対して１５度で、所与のネットに対する抗力が１０ポンドの場合、合計で２０ポンドの釣り合い重りが利用され得る。そして、垂直に対して４５度で、所与のネットに対する抗力が１０ポンドの場合、合計で約５ポンドの釣り合い重りが必要になり得る。理解されるように、３台の反撃ＵＡＶ７０２ａ〜７０２ｃの総ペイロード容量（例えば、それぞれが３０ポンドのペイロード容量を有する場合は９０ポンドの総ペイロード容量）は、潜在的な抗力及び釣り合い重りの質量と共にネットのサイズ、種類及び構成を決定する。
【０１０１】
なお、円形若しくは楕円形、多角形、不規則な形状等の任意の数の形状及び構成のネットを実施することができる。一部の例では、複数の反撃ＵＡＶは、例えば、テンドリルの追加等の三次元捕捉領域を有するネットを展開することさえでき、例えば、半径方向支持部材と共に展開される球面ネットを展開することさえできる。この例では、少なくとも１つの「ネット面」又は表面積は、ネットの回転位置に関係なく常に特定の標的航空機の方を向き、標的航空機を捕捉する可能性を高める。
【０１０２】
本明細書で説明した様々な例において、標的航空機の無力化を支援するために、１つ以上の空中戦域オブザーバＵＡＶを監視領域の周囲でホバリング又は飛行させるように操作できる。例えば、高性能空中戦域オブザーバＵＡＶは、標的航空機の端末追跡及び無力化を「観測」できる本明細書に記載の様々なセンサ及び装置（例えば、光学カメラ、ジンバル等）を有することができ、これは、空中戦域オブザーバＵＡＶがリアルタイムで標的航空機を追跡でき、そして収集したデータを１つ以上の反撃ＵＡＶ及び／又は外部航空機検出システム１００に通信できることを意味する。このシステムは、１つ以上の反撃ＵＡＶにより及び／又は外部航空機検出システム１００にとって（例えば、天候、検知範囲の問題、鳥等のため）追跡が間欠的か又は利用できない場合に標的航空機の追跡の提供を支援する。人間の観察者はそのような空中戦域オブザーバＵＡＶからライブビデオフィード等のデータを受信して、標的航空機の無力化の成功又は失敗を観察でき、標的航空機が反撃ＵＡＶによる無力化を回避した場合に、バックアップシステムとして機能することができる。
【０１０３】
図面に示した例を参照し、これを記載するために特定の用語を用いてきた。しかしながら、これは、技術の範囲を限定することを意図するものではないことが理解される。本明細書で示した特徴の変更及びさらなる修正並びに本明細書に示す例の追加の適用も本明細書の範囲内にあると考えられる。
【０１０４】
さらに、１つ以上の例において、説明した特徴、構造又は特性が任意の好適な方法で組合され得る。先行する説明では、説明した技術の例を完全に理解できるように様々な構成の例等の数々の具体的な詳細を提供してきた。しかしながら、係る技術は１つ以上の具体的な詳細なしで又は他の方法、構成要素、装置等を用いて実施され得ることを認識すべきである。他の場合では、当該技術の態様をあいまいにするのを避けるために、周知の構造又は動作が詳細に図示されていないか又は説明されていない。
【０１０５】
構造的な特徴及び／又は動作に特有の言葉で主題を説明してきたが、添付の特許請求の範囲で定義される主題は、上述した特定の特徴及び動作に必ずしも限定されないことを理解すべきである。むしろ、上述した具体的な特徴及び作用は、特許請求の範囲を実施するための例示的な形態として開示している。説明した技術の精神及び範囲から逸脱することなく、数多くの変更及び代替的な構成が考案され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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