(57)【要約】  位置を監視するための自動ドローンセキュリティシステムは、搭載センサを有する１つまたは複数のドローンおよび監視データを測定するための撮像装置を含む。監視データは、位置の画像、遠隔測定データ、赤外線のデータまたは他の検出可能な情報を含むことができる。ドローンは、１つまたは複数の飛行動作を実行することができるとともに、ドローンを調整して、監視データを受信するように動作可能なサーバアセンブリに、監視データを格納して送信することが可能である。ドローンを発進、着陸および／または、ドローンを格納するために、ドローンドックを含むことができる。ユーザコンピューティング装置はサーバアセンブリおよびドローンと通信することができ、ユーザコンピューティング装置は、ユーザ入力を受信して、ドローンからの監視データを表示することができる。位置を監視することに関連した飛行動作は、ユーザコンピューティング装置および／または位置に関連したサーバアセンブリによって、自動的におよび／または手動で制御することができる。
2018516024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置を監視するためのセキュリティシステムであって、
前記位置の画像と遠隔測定データとを少なくとも含む監視データを測定するための、１つまたは複数の搭載センサおよび撮像装置を含むドローンであって、前記ドローンは、一つの期間の間前記位置を監視するための飛行動作を実行し、前記監視データを格納してサーバアセンブリに送信することが可能であるドローンと、
前記ドローンを調整して、前記ドローンから測定される前記監視データを受信するための前記サーバアセンブリと、
ドローンを発進するように、着陸するように、および／または、前記ドローンを格納するように動作可能な、ドローンドックと、
前記サーバアセンブリおよび前記ドローンと通信するユーザコンピューティング装置であって、前記ユーザコンピューティング装置は、非一時的記憶媒体、前記サーバアセンブリと前記ドローンの間の前記監視データを処理するためのプロセッサ、およびユーザ入力を受信して前記ドローンからの監視データを表示するためのユーザインタフェースを有する、ユーザコンピューティング装置と、を含み、
前記飛行動作が、前記位置に接続する前記ユーザコンピューティング装置または前記サーバアセンブリにより自動的におよび／または手動で制御される、
セキュリティシステム。
【請求項２】
前記ドローンのバッテリが、導通パッドを介して、または、誘導型充電装置を介して、前記ドローンドックにより充電される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ドローンの前記バッテリが最少充電状態になると、前記ドローンは充電のために前記ドローンドックに自動的に戻される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記システムは、飛行およびセキュリティ制御論理をさらに含み、前記飛行およびセキュリティ制御論理は、
速度、タイマ、慣性測定ユニットおよび／または全地球測位システム（ＧＰＳ）を含む、前記ドローンの１つまたは複数の前記搭載センサと関連したセンサ状態によりトリガされる、１つまたは複数の予め定められた飛行および操作手順により定義される、実行論理と、
前記ドローンの前記バッテリの状態、および風速と風向、湿度、高度、温度および気圧を含む環境条件、ならびに、１つまたは複数の飛行動作と関連した飛行軌道プランナにより定義される、航続距離予測論理と、
衝突回避論理を含む前記航続距離予測論理、ならびに、前記ドローン、前記サーバアセンブリと前記ユーザコンピューティング装置の間で送信される情報のための制御および暗号化と関連した、自律的論理と、
の内の１つまたは複数のプロセスを含む、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記衝突回避論理が、予め定められた位置により定義される静的および動的な構造ならびに障害物と関連した検出および追跡モジュール、予め定められた飛行経路、および／または前記ドローンの前記搭載センサにより感知される静的および動的な構造ならびに障害物を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記システムは、ビデオフィードシステムをさらに含み、前記ビデオフィードシステムが、
クウォータビデオグラフィックアレイ（ＱＶＧＡ）ビデオを、前記ドローンの搭載コンピューティングシステムから前記サーバアセンブリと関連したクラウドサーバへ、所定の遅延時間でストリーミングするプロセスと、
ＱＶＧＡビデオを、前記クラウドサーバから前記ユーザコンピューティング装置へ同様の所定の遅延時間でリレーするプロセスと、
前記ドローンの前記搭載コンピューティングシステムから前記クラウドサーバへ、所定のフォーマットのビデオのストリーミングするかまたはアップロードし、前記所定のフォーマットはネットワーク帯域および暗号化が得られるまで決定されるプロセスと
の内の１つまたは複数を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記システムが、１つまたは複数の付加的なドローン、ならびに、飛行およびセキュリティ制御論理、撮像装置、搭載センサと関連するセンサ状態を有する、関連する搭載コンピューティングシステムをさらに含み、
前記ユーザコンピューティング装置または前記サーバアセンブリが、前記位置の連続的で動的な空中カバー範囲のための前記１つまたは複数の付加的なドローンのそれぞれに関連する飛行動作を部分的に、または自動的に管理する、
請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムが、各ドローンの前記１つまたは複数の搭載センサおよび撮像装置から集められた、以前に、そして、ライブで記録された２次元および／または３次元データの２次元および／または３次元ブレンディングにより定義される画像スティッチ論理で、前記位置の連続的に更新される２次元および／または３次元のマップを形成するかまたはモニタすることを含むプロセスをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムの前記ドローンの１つまたは複数が、３Ｇ／４Ｇ、ＲＦおよび／またはローカルワイヤレスネットワークによって、前記サーバアセンブリまたは前記ユーザコンピューティング装置との接続性を維持する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ドローンの１つまたは複数、または前記ユーザコンピューティング装置は、前記１つまたは複数のドローンの搭載センサから検出されるデータに基づいて自動的に構成され、アラートメッセージは、前記位置または前記ドローンの１つまたは複数の、予め定められた検出パラメータに基づいて自動的に構成され、そしてアラートメッセージが、前記ユーザコンピューティング装置またはそれに安全に接続された他のユーザコンピューティング装置に手動で、または自動的に送信されるようにさせる、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムが、前記位置上または全体にわたって配置された複数のドローンドックをさらに含み、各ドローンが、前記複数のドローンドックのいずれか１つと接続して、収容され、上に着陸し、またはバッテリに充電を受けることが可能であり、
各ドローンドックは、前記サーバアセンブリおよび前記ユーザコンピューティング装置にワイヤレスで接続可能であり、その上にドッキングされた前記ドローンの１つまたは複数からのデータを格納および送信する、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ユーザコンピューティング装置が、前記ドローンの１つを手動で、または自動的に選択して複数の飛行動作の１つを実行するための、イベントスケジューリングマネージャをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ユーザコンピューティング装置が、前記システムの前記ドローンよって実行されている前記飛行動作をライブで見るため、そして前記システムの前記ドローンよって以前にキャプチャされたデータを見るための、イベントビューアをさらに含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ユーザインタフェースが、前記ドローンの作動状態を表示する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記サーバアセンブリが、
１つまたは複数のネットワークにわたって１つまたは複数のウェブサーバに動作上接続しているデータベースサーバであって、各サーバは、マスター監視データ、遠隔測定情報、ミッションデータ、衝突マッピング、ドローン調整、航空交通制御、キャプチャ画像およびビデオストリームのデータベースを永続的に格納し、かつ連続的に更新するように動作可能である、データベースサーバと、
ライブビデオおよび画像ストリーミングのためのストリームサーバと、
前記ドローン、前記ユーザコンピューティング装置および前記サーバアセンブリの間で自動的にアラートメッセージを送信するための通知サーバとを含み、
ウェブサービスは、前記１つまたは複数のネットワーク、暗号化および前記ビデオおよび画像ストリーミングに関連するネットワーク帯域が得られるまで動的に提供される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記ドローンは、
前記ドローンドックにドッキングされていることにより定義される非作動状態、
前記ドローンドック上で充電を受けることにより定義される充電中状態、
前記ドローンが前記飛行動作を実行している稼働中状態、
前記ドローンが故障して修理を必要としている故障状態、
という状態の内の１つまたは複数に従って作動する、請求項２に記載のシステム。
【請求項１７】
自動ドローンセキュリティシステムに対するアクセスを有するソフトウェアアプリケーションを含むモバイル装置であって、前記自動ドローンセキュリティシステムは、
前記位置の画像と遠隔測定データとを含む監視データを測定するための、１つまたは複数の搭載センサおよび撮像装置を含むドローンであって、ある期間の飛行動作を実行し、前記監視データを格納してサーバアセンブリに送信することが可能であるドローンと、
前記ドローンを調整して、前記ドローンから測定されるデータを受信するための前記サーバアセンブリと、
前記ドローンを発進するように、着陸するように、および／または、前記ドローンを格納するように動作可能なドローンドックとを含み、
前記モバイル装置は、前記サーバアセンブリおよび前記ドローンと通信し、前記モバイル装置は、非一時的記憶媒体と、前記サーバアセンブリと前記ドローンの間で送信されるデータを処理するためのプロセッサと、ユーザ入力を受信して、前記ドローンから送信されるデータを表示するためのユーザインタフェースとを含む、
モバイル装置。
【請求項１８】
前記モバイル装置の前記ソフトウェアアプリケーションが、
連続的に更新される監視マップおよび前記位置の１つまたは複数のライブストリームを形成することによって、前記位置を連続的にモニタすること、
１つまたは複数のアラートメッセージおよび前記１つまたは複数のアラートメッセージの受取人を送信するためのアラートメッセージパラメータを構成すること、
選択的に前記１つまたは複数のライブストリームを見ること、
１つまたは複数のドローンを非活動状態および／または再活動状態にすること、
前記撮像装置のための予め定められたアラートまたはパン、ズーム、チルト、方向および毎秒当たりのフレーム数のための最小閾値を含む、前記ドローンの前記搭載センサの１つまたは複数のパラメータを制御すること、または、
前記搭載センサの１つまたは前記撮像装置上の１つまたは複数のアラーム条件を活動状態にすること、
という管理機能を含む、請求項１７に記載のモバイル装置。
【請求項１９】
前記サーバアセンブリが、飛行およびセキュリティ制御論理をさらに含み、前記飛行およびセキュリティ制御論理が、
速度、タイマ、慣性測定ユニットまたは全地球測位システム（ＧＰＳ）を含む、前記ドローンの搭載センサと関連したセンサ状態によりトリガされる、１つまたは複数の予め定められた飛行および操作手順により定義される、実行論理と、
前記ドローンの前記バッテリの状態、および風速と風向、湿度、高度、温度および気圧を含む環境条件、ならびに、１つまたは複数の飛行動作と関連した飛行軌道プランナにより定義される、航続距離予測論理と、
衝突回避論理を含む前記航続距離予測論理、ならびに、前記ドローン、前記サーバアセンブリと前記モバイル装置の間で送信される情報のための制御および暗号化と関連した、自律的論理と、
というプロセスの内の１つまたは複数を含む、請求項１７に記載のモバイル装置。
【請求項２０】
前記自動ドローンセキュリティシステムが、１つまたは複数の付加的なドローンと、飛行およびセキュリティ制御論理、撮像装置ならびにセンサ状態を有する、関連する搭載コンピューティングシステムとをさらに含み、
前記モバイル装置または前記サーバアセンブリが、前記位置の連続的で動的な空中カバー範囲のためのドローンのそれぞれに関連する飛行動作を部分的に、または自動的に管理し、
連続的に更新される２次元および／または３次元のマップは、各ドローンの前記１つまたは複数の搭載センサおよび撮像装置から集められた、以前に、そして、ライブで記録された２次元および／または３次元データの２次元および／または３次元ブレンディングにより定義される画像スティッチ論理で、前記位置の前記モバイル装置の前記ユーザインタフェースに形成される、
請求項１７に記載のモバイル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１５年３月１２日に出願された米国仮特許出願第６２／１３２，３１１号に対する優先権および米国特許法１１９条（ｅ）の下でのその利点を主張し、これは、あたかも以下に完全に記載されているかのように、参照によりその全体を本明細書に組み込む。
【０００２】
本開示は、概して無人航空機（例えばレクリエーション用のドローン）のためのセキュリティシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
知られているセキュリティシステムは、構成要素のわずらわしい設置、および中に設置される撮像装置（例えばカメラ）の関連する静的な配置の対象となる。カメラは静的であり、設置するのが困難であるので、暗い場所が侵入者によって悪用されえる。加えて、スマートフォンのユーザが、記録された画像（もしくは記録中の画像）またはメッセージなどの情報を見ることができるように、記録および／またはストリーミング画像をコンピューティング装置または携帯型コンピューティング装置に送信することが提案されている。この点に関しては、このような情報を格納して、分析して、送信するために、携帯型コンピューティング装置（例えばスマートフォンまたはタブレット）が、用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特定のシステムのいかなる設定（すなわち、異なるカメラを見ること、カメラの位置を移動すること、またはあらゆる他の管理機能）をもうまく操作するためには、エンドユーザは通常、このような変化を許容されるものとするために、カメラの位置の近くにいなければならず、かつ／または実際の監視システムが位置する所に位置していなければならない。以下に記載する各種実施形態が示されるのは、これらおよびその他の考慮点に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の実施形態は自動ドローンセキュリティシステムを含み、位置を監視するセキュリティシステムが開示され、システムは、１つまたは複数の搭載センサおよび監視データを測定するための撮像装置を備えるドローンを含む。監視データは、特定のイベント（例えば窃盗、強盗、侵入、事故など）に関連した１つまたは複数の変化を識別するための、その位置の画像、遠隔測定（テレメトリ）データ、赤外線のデータまたは他の検出可能な情報を含んでもよく、ここで位置とは、構造物（複数可）、建物（複数可）、土地の区画（複数可）、通り（複数可）および／または同様のものとして理解することができる。ドローンは、ある期間の間、１つまたは複数の飛行動作を実行し、ならびに、監視データを格納してサーバアセンブリに送信することができる。システムのサーバアセンブリは、次にドローンを調整して監視データを受信するように動作可能とすることができる。ドローンの発進、着陸、および／またはドローンを格納するためのドローンドックが、システムに含まれてもよい。ユーザコンピューティング装置もシステムに含まれて、サーバアセンブリおよびドローンと通信することができ、ユーザコンピューティング装置は、非一時的記憶媒体、サーバアセンブリとドローン間のデータ（監視データを含む）の処理ためのプロセッサ、およびユーザ入力を受信して、ドローンから送信されたデータを表示するためのユーザインタフェースを有する。位置を監視することと、関連した飛行動作は、位置に関連したユーザコンピューティング装置またはサーバアセンブリによって、自動的にかつ／または手動で制御することができる。
【０００６】
特定の実施形態では、ドローンのバッテリは、導通パッドを介して、かつ／または誘導型充電装置を介して、ドローンドックによって充電することができる。特定の実施形態では、ドローンのバッテリが最少充電状態になると、ドローンは充電のためにドローンドックに自動的に戻すことができる。この点に関しては、システムは、以下のプロセスの１つまたは複数を含む飛行およびセキュリティ制御論理を含むこともでき、そのプロセスとは、速度、タイマ、慣性測定ユニットおよび／または全地球測位システム（ＧＰＳ）を含むドローンの１つまたは複数の搭載センサと関連したセンサ状態によりトリガされる、１つまたは複数の予め定められた飛行および操作手順により定義される実行論理、ドローンのバッテリの状態、および風速と風向、湿度、高度、温度および気圧を含む環境条件、ならびに１つまたは複数の飛行動作と関連した飛行軌道プランナにより定義される、航続距離予測論理、そして、衝突回避論理を含む航続距離予測論理、ならびに、ドローン、サーバアセンブリとユーザコンピューティング装置の間で送信される情報のための制御および暗号化と関連した、自律的論理である。
【０００７】
特定の実施形態では、衝突回避論理は、監視されている位置の予め定められた位置により定義される静的および動的な構造および障害物、予め定められた飛行経路ならびに／または、ドローンの搭載センサにより検出される静的および動的な構造および障害物と関連した、検出および追跡モジュールを含むことができる。
【０００８】
システムは、クウォータビデオグラフィックアレイ（ＱＶＧＡ）ビデオを、ドローンの搭載コンピューティングシステムからサーバアセンブリと関連したクラウドサーバへ、所定の遅延時間（レイテンシ）でストリーミングするプロセス、ＱＶＧＡビデオを、クラウドサーバからユーザコンピューティング装置へ同様の所定の遅延時間でリレーするプロセス、そして、ドローンの搭載コンピューティングシステムからクラウドサーバへ、所定のフォーマットのビデオのストリーミングするかまたはアップロードし、所定のフォーマットはネットワーク帯域および暗号化が得られるまで決定されるプロセスの１つまたは複数を含むビデオフィードシステムを含むこともできる。
【０００９】
他の実施形態では、システムは、１つまたは複数の付加的なドローン、ならびに、飛行およびセキュリティ制御論理、撮像装置、搭載センサと関連するセンサ状態を有する搭載コンピューティングシステムを含むこともできる。ユーザコンピューティング装置またはサーバアセンブリは、監視されている位置の連続的な、中断のない、および／または、動的な空中カバー範囲のための１つまたは複数の付加的なドローンのそれぞれと関連する、位置を監視するための飛行動作を部分的に、または自動的に管理することもできる。
【００１０】
他の実施形態では、システムは、各ドローンの１つまたは複数の搭載センサおよび撮像装置から集められた、以前に、そして、ライブで記録された２次元および／または３次元データの２次元および／または３次元ブレンディングにより定義される画像スティッチ論理で、位置の連続的に更新される２次元および／または３次元のマップを形成するかまたはモニタするプロセスを含むこともできる。さらに、システムのドローンの１つまたは複数は、３Ｇ／４Ｇ、ＲＦおよび／またはローカルワイヤレスネットワークによって、サーバアセンブリまたはユーザコンピューティング装置との接続性を維持することができる。
【００１１】
他の実施形態では、１つまたは複数のドローンおよび／またはユーザコンピューティング装置は、１つまたは複数のドローンの搭載センサから検出されるデータに基づいて、自動的に構成することができる。この実施形態のアラートメッセージは、監視されている位置の１つまたは複数の予め定められた検出パラメータまたは位置を監視しているドローンの１つまたは複数に基づいて、自動的に構成することもできる。この点に関しては、アラートメッセージは、ユーザコンピューティング装置またはそれに安全に接続された他のユーザコンピューティング装置に手動で、または、自動的に送信させられるようにすることができ、それによりエンドユーザは、関心イベントがその位置で起こっている可能性があることを短時間で、かつ確実に検出することができる。
【００１２】
システムはまた、位置上またはその全体にわたって配置された複数のドローンドックを含むこともでき、各ドローンは、複数のドローンドックのいずれか１つと接続して、収容され、上に着陸し、かつ／またはバッテリに充電を受けることが可能である。各ドローンドックは、サーバアセンブリおよび／またはユーザコンピューティング装置にワイヤレスで接続可能で、その上にドッキングされたドローンの１つまたは複数からのデータを格納および送信することができる。
【００１３】
他の実施形態では、ユーザコンピューティング装置は、ドローンの１つを手動で、または自動的に選択して複数の飛行動作の１つを実行するための、イベントスケジューリングマネージャを含むことができる。飛行動作は、指定された関心ある構造を監視すること、周辺部を監視すること、監視されている位置の全体にわたるまたはそれのある部分のパターンを監視すること、位置を指定された高度である継続時間の間監視すること、または、動的であるが、正確な空中監視カバー範囲を提供することと整合した、他のいかなる操作も含むことができる。
【００１４】
システムのユーザコンピューティング装置は、システムのドローンにより実行されている飛行動作をライブで見るため、かつ／またはシステムのドローンによって、事前にキャプチャされたデータを見るための、イベントビューアを含むこともできる。ユーザインタフェースは、ドローンの作動状態を表示することもできる。
【００１５】
サーバアセンブリは、１つまたは複数のネットワークにわたって１つまたは複数のウェブサーバに動作上接続しているデータベースサーバを含むことができ、各サーバは、マスター監視データ、遠隔測定情報、ミッションデータ、衝突マッピング、ドローン調整、航空交通制御、キャプチャ画像およびビデオストリームのデータベースを永続的に格納し、かつ／または連続的に更新するように動作可能である。サーバアセンブリはまた、ライブビデオおよび画像ストリーミングのためのストリームサーバ、ならびに／または、ドローン、ユーザコンピューティング装置およびサーバアセンブリ間のアラートメッセージを自動的に送信するための通知サーバを含むことができる。この点に関しては、ウェブサービスは、１つまたは複数のネットワーク、暗号化およびビデオおよび画像ストリーミングに関連するネットワーク帯域が得られるまで、動的に提供することもできる。
【００１６】
システムの１つまたは複数のドローンは、以下の状態の１つまたは複数に従って作動することもでき、その状態とは、ドローンドックにドッキングされることにより定義される非作動状態、ドローンドック上で充電を受けることにより定義される充電中状態、ドローンが飛行動作を実行している稼働中状態、および／または、ドローンが故障して、修理を必要としている故障状態である。
【００１７】
他の実施形態では、本明細書に開示されたいずれのドローンセキュリティシステムにもアクセスする、ソフトウェアアプリケーションを含むモバイル装置が開示される。この点に関しては、モバイル装置は、サーバアセンブリおよび１つまたは複数のドローンと通信することができ、そしてモバイル装置は、非一時的記憶媒体、サーバアセンブリとドローンの間で送信されるデータの処理のためのプロセッサ、そして、ユーザ入力を受信して、１つまたは複数のドローンから送信されるデータを表示するためのユーザインタフェースを含むことができる。
【００１８】
モバイル装置のソフトウェアアプリケーションは、以下の管理機能を含むことができ、その管理機能とは、連続的に更新される監視マップおよび位置の１つまたは複数のライブストリームを形成することによって、位置を連続的にモニタすること、１つまたは複数のアラートメッセージおよび１つまたは複数のアラートメッセージの受取人を送信するためのアラートメッセージパラメータを構成すること、手動および／または自動で選択的に、１つまたは複数のライブストリームを見ること、１つまたは複数のドローンを非活動状態および／または再活動状態にすること、撮像装置のための予め定められたアラートまたはパン、ズーム、チルト、方向および毎秒当たりのフレーム数のための最小閾値を含む、ドローンの搭載センサの１つまたは複数のパラメータを制御すること、および／または、搭載センサの１つまたは撮像装置上の１つまたは複数のアラーム条件を活動状態にすること、である。
【００１９】
本開示の他の態様および特徴は、添付の図に関連して以下の詳細な説明を検討すれば直ちに、当業者にとって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】例示の実施形態による、本明細書に開示された自動ドローンセキュリティシステムと組み合わせて使用する説明用のコンピューティング装置アーキテクチャのブロック図である。
【図２】例示の実施形態による、自動ドローンセキュリティシステムアーキテクチャの図である。
【図３】例示の実施形態による、自動ドローンセキュリティシステムの機能の図である。
【図４】例示の実施形態による、例示的なミッションの間のドローン状態遷移の図である。
【図５】例示の実施形態による、閉鎖状態の自動ドローンセキュリティシステムドックの図である。
【図６】例示の実施形態による、開いた状態の自動ドローンセキュリティシステムドックの図である。
【図７】モバイル装置上のアプリの例示的なイベントビューアの図である。
【図８】モバイル装置上のアプリの例示的なイベントビューアの図である。
【図９】モバイル装置上のアプリの例示的なイベントビューアの図である。
【図１０】モバイル装置上のアプリの例示的なイベントビューアの図である。
【図１１Ａ】モバイル装置上のアプリの例示的なイベントスケジューラの図である。
【図１１Ｂ】ウェブベースのアプリの例示的なイベントスケジューラの図である。
【図１２Ａ】モバイル装置上のアプリの例示的なイベントビューアの図である。
【図１２Ｂ】ウェブベースのアプリの例示的なイベントビューアの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示の全体にわたって、特定の実施形態は、自動ドローンセキュリティシステムを設計して、作動させ、維持することに関して、例証として記載される。しかしながら、開示された技術の実施形態は、そのように限定的なものではなく、他の手動操作および自律型の機械式航空機に適用することができるものであり得る。本開示のいくつかの実施形態は、添付の図面を参照して以下により完全に記載されている。しかしながら、本開示は、多くの異なる形で具体化することができるものであり、本明細書において記載される実施形態に限定されるように解釈されてはならない。
【００２２】
以下の記述では、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、本開示の実施形態がこれらの具体的な詳細無しで実施することができることを理解すべきである。他の例において、良く知られている方法、構造および技術は、この記述の理解を不明瞭にしないために、詳細には示されていない。「一実施形態」、「実施形態」、「例示の実施形態」、「いくつかの実施形態」、「特定の実施形態」、「各種実施形態」などの参照は、そのように記載されている本開示の実施形態が特定の機能、構造または特性を含むことができることを示すが、すべての実施形態が特定の機能、構造または特性を必ずしも含むというわけではない。さらに、「一実施形態では」というフレーズの反復使用は、そうすることはできるのだが、必ずしも同じ実施形態を参照しているというわけではない。
【００２３】
仕様および請求項の全体にわたって、以下の用語は、明確に異なるように前後関係が指示しない限りは、少なくとも本明細書において、明示的に関連する意味を持つ。用語「または」は、包含的な「または」を意味することを意図している。さらに、用語「ａ」、「ａｎ」、そして「ｔｈｅ」は、特に明記しない限り、または前後関係から単数形を対象とすることが明らかでない限り、１つまたは複数を意味することを意図している。従って、「ドローン」または「そのドローン」は、該当する場合、１つまたは複数のドローンを指すことができる。
【００２４】
特に明記しない限り、共通の対象を記述するための順序の形容詞「第１の」、「第２の」、「第３の」などの使用は、単に、似た対象の異なる例を指していることを示すだけであり、そのように記載されている対象が、時間的、空間的、順序付け、または任意の他の状態でも、所与の順序でなければならないと意味することを意図していない。
【００２５】
本明細書において使用する場合、用語「ドローン」は、必要に応じて「無人航空機」（ＵＡＶ）または「無線制御」（ＲＣ）飛行機を指すことができるか、またはそれと取り換えて用いることができる。
【００２６】
いくつかの例では、コンピューティング装置は、モバイル装置、モバイルコンピューティング装置、移動局（ＭＳ）、端末、携帯電話、セルラハンドセット、パーソナル携帯情報装置（ＰＤＡ）、スマートフォン、ワイヤレス電話、オーガナイザ、ハンドヘルドコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット型コンピュータ、タブレット、端末、ディスプレイ装置、または、いくつかの他の似た用語として呼ばれてもよい。他の例において、コンピューティング装置は、プロセッサ、コントローラまたは中央演算処理装置（ＣＰＵ）であってもよい。さらに他の例において、コンピューティング装置は、一組のハードウェアコンポーネントであってもよい。
【００２７】
本明細書において、記載されている各種の態様は、標準プログラミングおよび／またはエンジニアリング技術を使用して実施することができ、開示された主題を実施するコンピューティング装置を制御するための、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェアおよび／またはそれらの任意の組合せを作り出すことができる。コンピュータ可読媒体は、例えば、ハードディスク、フロッピーディスクまたは磁気ストリップなどの磁気記憶装置、コンパクトディスク（ＣＤ）またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光学記憶装置、スマートカード、そして、カード、スティックもしくはキードライブまたは埋め込みコンポーネントなどのフラッシュメモリ装置を含むことができる。加えて、ストリーミングビデオなどの電子的なデータを送信および受信する際に、または、インターネットもしくはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）などのコンピュータネットワークにアクセスする際に使用するものを含む、コンピュータ可読の電子的なデータを送信するために、搬送波を使用することができることを理解すべきである。もちろん、当業者であれば、請求された主題の範囲または精神を逸脱せずに多くの修正をこの構成に行うことができることを認識するであろう。
【００２８】
（システム概要）
本開示は、自動ドローンセキュリティシステム２００を提供するためのソリューションシステム、方法およびコンピュータ可読媒体を記述する。例示の実施形態によれば、システム２００は、以下の機能の１つまたは複数を有することができるか、または以下の要件の１つまたは複数を満たすかもしくは上回ることができる。特定の実施例において、システム２００は、コンピューティング装置上に常駐するソフトウェア（例えばモバイルアプリ）を介してアクセスまたはストリーミングすることのできるビデオフィードを含む、ビデオストリーミングを含むことができる。このソリューションは、リアルタイムで、または２秒などの予め定められた遅延でビデオフィードを見るユーザ機能を提供するように、動作可能であり得る。予め定められた遅延は、必要に応じて、または要求されるように調節可能とすることができる。
【００２９】
好ましい実施形態においては、システム２００のビデオフィードは、以下のプロセスを含むことができ、そのプロセスとは、搭載計算機からクラウドサーバへ、クウォータ―ビデオグラフィックアレイ（ＱＶＧＡ）ビデオのストリーミングを、限られた遅延時間（例えば約１秒より短い遅延時間）で行うこと、クラウドサーバからモバイル装置上のユーザのアプリへ、ＱＶＧＡビデオを、同様の限られた遅延時間（例えば約１秒より短い遅延時間）でリレーすること、所定のフォーマット（例えば高解像度）のビデオを、搭載計算機からクラウドサーバまでストリーミングするかまたはアップロードし、そこにおいて、ストリーム、アップロードおよび／またはビデオフォーマットはネットワーク帯域が得られるまで実行されること、および／または、約１秒の遅延時間でのクラウドサーバからのＨＤビデオの１対多の放送、および／または暗号化、である。
【００３０】
システム２００は、以下のプロセスを含む実行飛行制御論理および飛行システムセキュリティ上の要件を含むこともできる。高レベル実行論理は、予め定められた飛行および操作手順を有する状態マシンを含むことができ、そこにおいて、特定の飛行および操作手順はタイマ、慣性測定ユニット（ＩＭＵ）からの測定値、全地球測位システム（ＧＰＳ）、速度、大気条件などのセンサ状態によりトリガすることができる。航続距離予測論理も、バッテリ／システム状態および環境条件に基づいて含むことができる。自律的ＲＴＬ論理も、航続距離予測を活用するために含むことができる。システム２００に含まれる他の論理は、衝突回避および制御ならびにセキュリティのための状態通信暗号化を備えた飛行軌道プランナ含むことができる。
【００３１】
システム２００は、監視カバー範囲をリレーするための重なった操作またはミッションを行う複数のドローンおよび／または複数の同時飛行を調整する機能を含むこともできる。マルチドローンリレーミッションは、単一ドローンのバッテリ制約によって、動機付けすることができ、また、クラウドサーバベースのドローン飛行コーディネータを有する、ウェブベースの複数ドローン登録の機能を含む。クラウドサーバベースのドローンコーディネータは、部分的または完全な自動調整機能を含むことができる。最後に、本明細書に開示するシステム２００のマルチドローン制御機能は、連続的な空中ミッションのために複数のドローンをリレーする機能を含むことができる。
【００３２】
ソリューション１は、飛行データを用いたグローバルなマップを動的に更新するための機能を含む環境マッピング機能を含むこともできる。マップタイプは、天候、飛行禁止空域、飛行専用路、グラウンドレベルおよび飛行上昇限度などを含むことができる。マップタイプは、静的な障害物、動的な障害物、ネットワーク接続性および／またはカスタムユーザ指定された費用関数マップを含むこともできる。
【００３３】
特定の実施例において、本明細書に開示されるシステム２００は、新しい画像が処理されるにつれて、継続的に精緻化されていく検出環境、障害物などによりマップを形成する、２次元および／または３次元処理のためのプロセスを含む、画像スティッチ論理を含むこともできる。このようなデータは、２次元から３次元において、一緒にスティッチされる実時間画像およびデータを集めるために搭載されるセンサから送信することができる。例えば、３次元障害物マップは、障害物回避、経路計画およびインテリジェントナビゲーションのためのマップとともに含むことができる。
【００３４】
画像スティッチプロセスは、ドローン上の１つまたは複数のセンサからの画像スキャンの継続的な更新と処理を含むことができ、環境、障害物、ドック、プロパティ境界、構造などの１つまたは複数の特徴を抽出して、マップを形成する。開示されるシステム２００がドローン上の１つまたは複数のセンサから画像スキャンを受信し続けるにつれて、１つまたは複数の特徴と関連した値は、初期の画像スキャンとブレンドして更新することができ、かつ／または初期の画像スキャンと照合することができ、システム２００からのさらなる調査またはアクションを必要とする何らかの変化が発生したか否かを決定する。
【００３５】
システム２００は、ドローンのための手動非常停止（ｅ停止）などの１つまたは複数の基本的な安全動作を含むこともできる。ＲＴＬおよび／または電源切断を含む複数のｅ停止動作である。１つまたは複数の基本的な安全動作は、常に３Ｇ／４Ｇ、Ｗｉ−ＦｉまたはＲＦを介してワイヤレスで１つまたは複数のドローンとのハートビート接続性を維持するように作動可能であり得る。ドローンとの接続性が失われるか、または、システムステータス信号がミッションを続けることができないことを示す場合、ドローンはドックへ自律的に帰還するように作動可能であり得る。加えて、航空交通コントローラまたはコーディネータを含むシステム２００のユーザは、１つまたは複数のドローンの自動の、部分的に自動の、および／または、手動でのドックへの帰還を実行するために、それに応じて反応することができる。この点に関しては、本明細書に開示するシステム２００のソリューション１は、ｅ停止のカスタマイズ可能なトリガまたは条件（例えば異常な動作のプログラムによる検出）を含むことができる。
【００３６】
システム２００は、ナビゲーションおよび制御信号のための暗号化された通信のための操作性を有するネットワークセキュリティを含むこともできる。ネットワークセキュリティは、ビデオストリーミングおよび／または飛行センサデータ取得のための暗号化された通信のための操作性を含むこともできる。様々なシステム、方法およびコンピュータ可読媒体は、本明細書に開示する自動ドローンセキュリティシステム２００を提供するために利用することもでき、以下に添付の図面を参照して記載される。
【００３７】
（フロントエンドシステム）
図２は、例示の実施形態による自動ドローンセキュリティシステムのアーキテクチャの図を示す。特定の実施形態によれば、セキュリティシステム２００は、ドローン２２０をモニタリングおよび／または制御するためのソフトウェア、ファームウェアおよび／またはハードウェアを含む、ユーザ対向のフロントエンド２１０を含むことができる。いくつかの実施形態では、ユーザに対するこのインタフェースは、モバイルコンピューティング装置２１０（例えばスマートフォン）上で実行可能なモバイルアプリケーション（「アプリ」）２１５ａまたは他のソフトウェアを含むことができる。別の実施形態では、インタフェースは、ブラウザまたは他のソフトウェアによって、アクセス可能なウェブベースのアプリケーション２１５ｂまたはデスクトップアプリケーションを含むことができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、モバイルアプリ２１５ａは、システム２００のドローン（複数可）２２０によって守られている１つまたは複数の位置を管理するためのクライアントを含むことができる。位置は、以下のパラメータの１つまたは複数によって、構成することができ、そのパラメータは、ジオフェンス（例えば、位置の境界を定めている２次元または３次元の構造）、建物（例えば、指定された高さを有するポリゴン）、障害物（例えば、仮定の無限の高さを有するポリゴン、事実上飛行禁止ゾーンなど）、マーカ（例えば、関心地点を識別するマップマーカ）、および／またはベース／ドック２２５（例えばドローンドック２２５の位置を識別するマップマーカ）である。
【００３９】
システム２００はいくつかのドローン２２０を含むこともでき、各ドローン２２０は特定のドック２２５に、または、動的な操作のための複数のドックに割り当てることができる。いくつかの実施形態では、アプリ２１５ａ／２１５ｂまたは他のソフトウェアの追加の機能が、制御されるドローン２２０、またはドック２２５、装置２１０および／または関連するサーバアセンブリの特性に依存して利用可能とすることができる。例示の実施形態では、アプリ２１５ａ／２１５ｂは、ソフトウェアを実行するホスト装置機能を決定することができ、それに応じてそれ自体を構成することができる。別の実施形態では、アプリ２１５ａ／２１５ｂは、制御されるドローン２２０の構成に基づいて、それ自体を構成することができる。あるいはその代わりに、ソフトウェアは、特定のホスト装置、エンドユーザによって定義することができるホストもしくは標的ドローンのために、または、特定の標的ドローンのために、予め構成されて用いることができる。
【００４０】
いくつかの実施形態では、アプリ２１５ａ／２１５ｂは、ドローン２２０および位置管理を可能にする機能を提供またはサポートすることができる。さらに、アプリは、ドローン２２０の手動引き継ぎ、役割管理、手動および自動制御の間のアラート、および／またはコメントおよびシェアリング機能をルーチン操作設定およびスケジューリングに提供することができる。
【００４１】
特定の実施形態によれば、アプリ２１５ａ／２１５ｂは、関連するドローン２２０についての情報をダッシュボード図で提示することができる。例示の実施形態では、ドローン２２０の作動状態またはバッテリ充電を表示することができ、かつ／または、他の表示可能な情報は、ドローンの目的地、位置、速度、向きおよび高度を含むことができる。ドローンユーザインタフェース項目を選択することにより、ドローン２２０の状態を管理して、それをドック２２５に割り当てるかまたは１つまたは複数の予め定められた操作を実行するための、編集可能な詳細および制御を有する図を表すことができる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、アプリ２１５ａ／２１５ｂは、現在動作中の操作に関する情報をダッシュボード図で提示することができる。例示の実施形態では、操作は位置によって分類することができ、かつ／または、各操作項目の１つまたは複数の指示は操作と関連したライブビデオフィードから周期的に更新された画像を含むことができる。ユーザは、アプリ２１５ａ／２１５ｂのユーザインタフェースを介した入力（例えばタップまたはクリックすることまたは操作項目を選択すること）を送信することによって、操作ブロードキャスト一覧にアクセスすることができる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、ユーザは、１つまたは複数の現在の操作の状態を示している通知（例えばアラートメッセージ）を受け取ることができる。例えば、新規な動作が始まるときに、ユーザはアプリ２１５ａ／２１５ｂを介して通知を受け取ることができる。通知の形は、アプリそのものの範囲内でのアプリ通知、電子メールおよびメッセージ送信（例えば、ＳＭＳ、ＭＭＳなど）を含む。いくつかの実施形態では、複数ユーザが、アプリ２１５ａ／２１５ｂのメッセージ送信インタフェースおよび／または他のソフトウェアを介して互いに通信することができる。メッセージ送信インタフェースを介して、またはそれ以外の手段で、ユーザは、他のユーザによって所有または操作されるドローンと関連した１つまたは複数のライブビデオフィードおよび作動上の統計を見る許可を受けることができる。例示の実施形態では、第１のユーザは、進行中のドローン操作のビデオフィードへのリンクを第２のユーザに提供することができる。第２のユーザはリンクをたどって、関連するドローンからのライブ映像を示しているライブブロードキャストインタフェースを起動することができる。操作は、アプリ２１５ａ／２１５ｂ等のダッシュボードから起動することができる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、適切なドローン２２０は、１つまたは複数の操作パラメータおよび利用することができるドローンの状態に基づいて、自動的に操作のために選択することができる。ドローンは、１つまたは複数の予め定められた位置への近接度、バッテリの状態、特定の操作のための特定のドローンのサイズ、ドローンの範囲、ドローンの速度、ドローンのペイロード機能または他の要因などの要因に基づいて選択することもできる。
【００４５】
特定の実施形態によれば、アプリ２１５ａ／２１５ｂのインタフェースは、１つまたは複数の操作を管理するためにカレンダまたは他のスケジューリングインタフェースを提供することもできる。例えば、図１１Ａには、例示的なイベントスケジューラ２５０ａを表す装置２１０上のアプリ２１５ａの実施形態が示され、同様に図１１Ｂはアプリ２１５ｂおよび例示的なイベントスケジューラ２５０ｂを表す。いずれのイベントスケジューラも、操作を予定することができて、ある時間の間に指定された間隔で（例えば、午前８時から午後４時までの時間ごと）、特定の日に（例えば、毎週月月曜から金曜に）、あるいは、周期的に（例えば４週ごとに１回、２カ月ごとなど）、１つまたは複数の操作を繰り返すように構成することもできる。特定の操作と関連した１つまたは複数の飛行経路は、複数の中間地点を１つまたは複数のマップに配置することによって、前もって構成することができる。アプリ２１５ａ／２１５ｂを含むシステム２００のコンポーネントにより、飛行経路が特定の最大の期間、範囲または他のパフォーマンスパラメータ、例えば、「安全な」ドローン飛行時間を上回らないように保証することができる。ユーザは、日時で並べた記録のリストを見ることが可能であってもよい。いくつかの実施形態では、スケジューリングインタフェースは検索機能を含んで、使いやすさを改善するとともに、１つまたは複数の以前に実行された操作の繰返し性を容易にすることができる。
【００４６】
特定の実施形態によれば、アプリ２１５ａまたは２１５ｂは、キャプチャされたビデオおよび他の記録データを見るための再生インタフェースを含むことができる。例えば、図１２Ａは、例示的なイベントビューア２４０ａを表す装置２１０上のアプリ２１５ａの実施形態が示され、同様に図１２Ｂはアプリ２１５ｂおよび例示的なイベントビューア２４０ｂを表す。これは、構造が火災となっている図１２Ｂに示されるような事故と関連した損傷または損失を緩和するために特定の構造またはオブジェクトをモニタすることができる場合に、特に役立つ。この例では、図１２Ｂのようなエピソードに対して、ユーザが直ちに対応することが可能であり得るか、または、システム２００が自動的にそれを検出して、適切な対応要員と調整するように、構成することができる。各ビューア２４０ａおよび２４０ｂの再生インタフェースはライブブロードキャストインタフェースと類似しているが、ユーザは前者での再生位置を制御することが可能であってもよい。
【００４７】
ユーザは、記録に記述、表題または他の注記を追加することが可能であってもよい。ユーザは１つまたは複数のマップと組み合わせてビューア２４０ａおよび２４０ｂを利用することが可能であってもよく、このような追加の情報は記録のリストの一部として見ることが可能であってもよい。別の実施形態では、アプリは、コンテンツを見るためにホスト装置上の別のアプリケーションを起動またはトリガすることができる。ユーザは、記録をアプリ２１５ａおよび２１５ｂを介して他のユーザと共有することもできる。いくつかの実施形態では、ユーザは、関心があるクリップなどの、記録の望ましい部分だけにタグを付けて共有することが可能であってもよい。
【００４８】
加えて、ライブ映像に関しては、例示的なライブであるか以前のイベントビューア２４０ａを表す図７〜１０に示されるように、装置２１０上のアプリ２１５ａは、システム２００および対応するエンドユーザのための異なる制御およびインジケータを含むことができる。例えば、図７で、ビューア２４０ａは、「Ｌａｇｕｎｉｔａ湖」と称するイベントに関連した情報を表示するように示され、そこにおいては、予め定められた位置「西ビル入口」で以前に行われた「アラートイベント」に関連した情報について、１つまたは複数のアラートが定められている。情報は、ビデオ、写真、位置などの組合せを含む図７のイベントに関連付けてコンパイルすることができる。同様に、図８は、ネスト（nest）２２５、位置に関連付けられた１つまたは複数のマーカ、建物、位置の周辺部、およびシステム２００が、１つまたは複数のドローン２２０をディスパッチして経路を実行するか、位置に行くか、または１つまたは複数の操作を実行するか、の能力を含む、図７の位置に関連付けられた複数の位置に関する情報を有する、装置２１０のアプリ２１５ａに見られるような、図７のイベントに関連した情報を表す。
【００４９】
同様に、図９は、ライブビデオフィードならびにシステム２００の１つまたは複数のドローン２２０の経路を示すアプリ２１５ａ内の、１つまたは複数のマップの図を表す。この点に関しては、ユーザは、どのドローン２２０を操作するべきか、どの操作を実行すべきかについて選択することができるとともに、作動状態、位置、経路、バッテリなどと関連した情報にアクセスすることができる。同様に、図１０に示すように、アプリ２１５ａは、画像および／または映像制御をエンドユーザに与えることが可能であってもよい。例えば、アプリ２１５ａを介して、ユーザが手動で、または、システム２００が自動で、複数の方向と位置の間でドローン２２０のカメラのためのカメラチルト、向きおよび／またはひねりを制御することができる。
【００５０】
（バックエンドアーキテクチャ）
特定の実施形態によれば、ドローンセキュリティシステム２００は、１つまたは複数のサーバ２４０を含むバックエンドを含むことができる。サーバ２４０は、衝突マッピング、ドローン調整および航空交通制御ならびにキャプチャ画像およびビデオストリームの記憶／処理を含む様々な機能を実行することができる。１つの例示の実施形態では、バックエンドアーキテクチャは、データベースサーバ、ウェブサーバ、ドローン調整リレー、ストリームサーバ、通知サーバおよび／またはスケジューラの１つまたは複数を含むか、またはそれと通信することができる。いくつかの実施形態では、この機能は複数サーバの間に分割することができ、それは１つまたは複数の別々のプロバイダにより提供されることが可能である。例示の実施形態では、コンピュータアプリケーションまたは他のクラウドコンピューティングリソースのホスティングのためのウェブサービスは、需要とマッチして、ドローンセキュリティシステム２００のサービス品質を確実にするために、動的に提供することができる。例えば、ドローンセキュリティシステム２００は、アマゾンＥＣ２クラウドコンピューティングプラットホームと互換性を持つことができる。
【００５１】
（データベースサーバ）
特定の実施形態によれば、上記のデータベースサーバは、マスターデータ、遠隔測定情報とミッションデータ、ならびにロギングおよび追跡情報を格納することができる。データベースサーバのソフトウェアは、オブジェクト関係データベースシステムＰｏｓｔｇｒｅｓＳＱＬに基づいてもよく、データベースサーバはそれで限定されず、他のアプローチが必要に応じてあるいは要求によって、用いられることが可能である。このデータベースシステムはデータを系統化して、格納するためだけに限られておらず、その代わりに、アプリケーションサーバ（例えば第２レイヤ）を有する要求を排除するためにそれを用いることもできる。いくつかの実施形態では、ほぼあらゆる機能要求は、データベースのプログラミング言語ＰＬ／ｐｇＳＱＬを用いて実現することができる。データベースは、ＪＳＯＮ仕様に基づくデータ交換のためのウェブサーバに対するＡＰＩを提供することもできる。いくつかの実施形態では、データベースは、記載されているドローン調整リレーと直接対話して、１つまたは複数のドローン２２０を制御および追跡することもできる。
【００５２】
特定の実施形態によれば、データベースサーバは、大量のデータ量を記憶して、短時間で着信要求に応答して、高可用性を有して、マスターデータを履歴管理するために、最適に設計することができる。例示の実施形態では、データベースサーバは（例えばドローン２２０当たり）１０メガバイトの未処理データ（例えば遠隔測定および追跡に関連したデータ）ならびに２００メガバイトのビデオ資料を格納することができる。このデータ量を扱うために、テーブル分割、テーブル継承ならびにデータベースクラスタリングの高度な組合せは、これらの要件を満たすために実施することができる。
【００５３】
（ミッション制御モジュール）
特定の実施形態によれば、ミッション制御モジュールは、データベースバックエンドの一部であってもよい。図４は、例示の実施形態による、例示的なミッションの間のドローン状態遷移の図を示す。三角形でマークされた状態は、ドローン状態およびユーザコマンド状態を含んで、ミッション制御モジュールによって扱われる。いくつかの実施形態では、ミッション制御モジュールは、１つまたは複数の予定のミッションをトリガすること、ミッションにドローン２２０をディスパッチすること、ミッションの間のドローン２２０の操作、状態追跡の制御を命じること、オペレータ指示を受け入れて伝達すること、ミッションおよびミッションデータを確定させアーカイブすること、ならびに、ドローン２２０、他のドローン２２０および他の静的および動的オブジェクトとして操作安全性を確実にすることの内の１つまたは複数を実行することができる。
【００５４】
このモジュールは、ドローン調整リレーおよび／またはドローンナビゲータプロセスと直接対話することができて、ミッションに特有の要件、センサデータ、ドローン状態、状態遷移などに基づいて、これらのコンポーネントを制御することもできる。ミッション制御モジュールは低充電、バックエンドハードウェアが応答しない場合のフェールオーバおよびドローン２２０自体により示される故障のような状態を処理することもできる。いくつかの実施形態では、このモジュールは、衝突回避のための論理を含むことができる。
【００５５】
（ウェブサーバ）
例示の実施形態では、ウェブサーバは、ＡｐａｃｈｅウェブサーバおよびＰＨＰに基づく標準コンポーネントまたは同様のものでもよい。可用性および性能上の理由のために、負荷は、複数ノード全体にわたってバランスを保つことができる。
【００５６】
（ドローン調整リレー）
特定の実施形態によれば、ドローン調整リレーは、データベースサーバと直接対話することができる。例えば、ミッションが予定されている場合、手動で、または、自動的に、データベースサーバはドローン調整リレーにドローン調整でミッションにディスパッチして、ドローンナビゲータプロセスをフォークすることができる。このプロセスは、ドローン調整リレーと独立して動作させることができ、かつ／または周期的（例えば、２秒ごと）にドローンから状態を読み込んでその状態をデータベースバックエンドへ書き込むことを含むタスクを引き継ぐことができる。周期的な読み込みは、読み込みがバンド幅、記憶能力または利用者選好に応じてより短時間で、または、よりゆっくりと行われるように、カスタマイズ可能でもよい。データベースは、次に進むための次の命令（例えば、アプローチする次の中間地点）を戻すこともできる。
【００５７】
命令がデータベースバックエンドによって与えられると、ドローンナビゲータプロセスはドローン調整に連絡して所望のアクションを開始することができる。このアクションは、例えば、新しい目的地へ飛ぶか、あるパターンで現在位置において飛ぶか、または、カメラをチルトすることでもよい。データベースバックエンドが、最後の中間地点に達したことを示す場合、ドローンナビゲータプロセスは戻って着陸する手順を開始することができる。ドローンが着陸して、「アイドルの」状態へ切り替わった後、プロセスは終わることができる。ミッションが再び始まるときに、ドローン調整リレーはドローンナビゲータプロセスおよび／またはストリーミングサーバプロセスもフォークすることができる。いくつかの実施形態では、ドローン調整リレーは、シェル記述言語を使用してプログラムすることができる。
【００５８】
（ストリームサーバ）
特定の実施形態によれば、ストリーミングサーバプロセスは、ドローンの１つまたは複数のカメラからビデオを受け取ることができ、接続した消費者にそれを多重送信することができる。加えて、ストリーミングサーバプロセスは、ビデオの周期的スナップショットを撮ることができ、ビデオをディスクに記憶することができる。ミッションが終わった場合、ストリーミングサーバプロセスはビデオをアーカイブして、ファイルをデータベースに登録することができる。その後、ストリーミングサーバプロセスは終了することができる。
【００５９】
（通知サーバ）
特定の実施形態によれば、通知サーバは、アプリ内のインスタントメッセージ、ＳＭＳメッセージを含む通知をユーザに送付することができ、かつ／または、携帯電話、タブレット、ラップトップ、パーソナルコンピュータおよび他のコンピューティング装置のようなユーザ装置に、電子メールを送付することができる。予め定められた状態（例えば、ドローンのバッテリの所定レベルまたは監視される位置の環境の変化を示している搭載赤外センサからの感知のレベル）がデータベースバックエンドで認識されれば、通知サーバによって、インスタントメッセージをトリガして、配信することが可能である。
【００６０】
（スケジューラ）
特定の実施形態によれば、スケジューラは、自動的に開始して、反復ミッションのスケジュールを組み直すことができる。スケジューラは、現在離陸していないドローンの状態を観察し、そしてドローン調整リレーの仕掛り中の残作業を実行することもできる。さらに、スケジューラは、データベースおよびオペレーティングシステム上の日々の保守操作を開始することができる。いくつかの実施形態では、データベース上の日々の保守は、以下のタスクの１つまたは複数を含むことができ、そのタスクとは、１．テーブルを再編成すること、２．より良好な性能のためにテーブル統計を計算すること、３．旧式のプロトコル情報を切り捨てること、４．新規な分割を作成すること、および／または、５．データベースをバックアップすること、である。
【００６１】
（ドローンアーキテクチャ）
特定の実施形態によれば、ドローンセキュリティシステム２００は、１つまたは複数のドローン２２０を含むことができるか、またはそれらとともに作動するように構成することができる。いくつかの実施形態では、ドローンセキュリティシステム２００は、各種の様式、モデルおよび機能の複数のドローン２２０と互換性を持つことができる。
【００６２】
ドローンセキュリティシステム２００で使うことができる例示的なドローン２２０は、以下の基準の１つまたは複数を満たすことができる。１．飛行時間／範囲：完全に充電されたドローン２２０は、ドローンタイプに応じて１０〜３０分間飛行可能であり得る。２．ロイター飛行時間：各々の中間地点でのドローンのロイター飛行時間は、それぞれ独立に設定可能である。３．カメラ焦点、チルトおよびズーム制御：カメラは、アプリを介して制御することができる。４．安全システム：展開可能なパラシュート、無線ベースの自己位置ブロードキャスト、非常用着陸システムおよびｅ停止機能。および／または、５．システム冗長性：動力伝達ハードウェア、通信ハードウェア、搭載計算ハードウェアおよび搭載センサ（例えばＩＭＵ、ＧＰＳ）は、バックアップを備えているかまたは、能力を落として作動することが可能であり得る。
【００６３】
いくつかの実施形態では、ドローン２２０は、ワイヤレス、モバイルおよび／または、衛星ネットワーク接続をサポートすることもできる。例えば、ドローン２２０は、ＬＴＥ接続を介して遠隔測定およびビデオデータを送信することができる。暗号化または他の技術を、ドローン２２０との間の安全な通信に用いることもできる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、ドローン２２０は、カメラまたはその他画像キャプチャ装置、赤外センサ、光学、多重スペトル、ハイパースペクトルのレーザなどの１つまたは複数の多重のセンサ装置、および、その上に搭載された光学ＳＡＲ技術、ガスセンサなどを含むことができる。ドローン２２０がカメラを備えているそれらの実施形態では、カメラは、永続的に固定されても着脱自在に接続されてもよい。カメラは、ドローン２２０の周囲の画像および／またはビデオをキャプチャすることができる。いくつかの実施形態では、キャプチャされたビデオまたは画像は、ドローン２２０からバックエンドを介してアプリにライブでストリーミングすることができる。別の実施形態では、コンテンツは、ドローン２２０から副操縦部つまりアプリソフトウェアをホストしている装置にストリーミングするか、または副操縦部に、そして、次に別のネットワークまたは接続上のアプリにストリーミングすることができる。別の実施形態では、ドローン２２０は、搭載メモリまたは他の記憶にローカルにビデオを保存することができ、かつ／または外部記憶媒体にキャプチャされたコンテンツを遠隔で保存することができる。キャプチャされたコンテンツは、ドローン２２０、外部記憶媒体などから、後で、例えば、ネストまたは他のドッキングステーションへの着陸の後で、読み出すことができる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、ドローン２２０は、キャプチャされているビデオまたは画像の解像度、フレーム率またはその他の品質を、自動的に変えることが可能であってもよい。例えば、ドローン２２０は、通常はストリーミングまたはローカル記録のための第１の解像度で、ビデオをキャプチャすることができる。関心領域が現れる、または、特定のイベントまたは状態が満たされるときに、ドローン２２０はより高い解像度でビデオをキャプチャするように切り替えることができる。品質のこの変更は、ユーザによって手動でトリガすることも、イベントに応答して自動的に行われてもよい。例えば、より高い品質でのキャプチャは、１つまたは複数のセンサによる、ドローン２２０にキャプチャの品質の変更をさせ得る温度または周囲雑音レベルの急変などのアクティビティを検出したことに応答して、活動状態にすることができる。
【００６６】
いくつかの実施形態では、ドローン２２０は、限定するものではないが、加速度計、ジャイロスコープ、高度計、気圧計、マイクロホン、温度センサ、熱光学部品および位置センサを含む様々な付加的なセンサを装備することができる。ドローン２２０のいくつかまたはすべてのセンサにより提供されるデータは、ユーザおよび／または処理／記憶への提示のためにフロントエンドまたはバックエンドコンピューティング装置へ送信することができる。特定の実施形態によれば、ドローン２２０は、以下の状態、すなわち、格納中（例えば、ドローン２２０はベースに割り当てられておらず、非作動）、充電中（例えば、ドローン２２０はベースに割り当てられて、ドッキングされて、充電している）、稼働中（例えば、ドローン２２０は現在ミッションで飛行している）、故障中（ドローン２２０は故障して、修理を必要とする）、そして、修理中（ドローン２２０はそのベースからアサインされておらずサービスを受けている）の１つまたは複数に従って作動することができる。
【００６７】
特定の実施形態によれば、ドローン２２０は、以下の操作、すなわち、手動（例えば、ユーザは、アプリを使用して指定された座標にドローン２２０を手動でディスパッチする）、アラーム（ドローン２２０はアラームがトリガされた場所に自動的にディスパッチされる）、そして、スケジュールあり（例えば、日常的なドローン２２０フライトは予め定められた時間間隔で自動的にディスパッチされる）の１つまたは複数に係わることもできる。
【００６８】
いくつかの実施形態では、ユーザは、手動操作を開始することができるとともに、進行中のアラームおよびスケジュールされた操作の手動制御を引き受けることができる。手動操作の間、操作の手動制御を行えるのは単一のユーザだけである。例示の実施形態では、現在のオペレータだけが、手動で制御された操作を却下し、終了し、編集し、かつ／または、一時停止することができる。いくつかの実施形態では、オペレータは、手動制御を引き受けることを別のユーザに促すか、または手動制御を別のユーザに割り当てることができる。別の実施形態では、充分な特権を持つユーザは、現在のオペレータを無視して、手動制御自体を許可なく引き受けることができる。
【００６９】
手動操作の間、ユーザは、ジェスチャ、マウスまたは他の入力装置を用いて、マップと対話して、ならびに、カメラパン、チルト、ズームを制御することによって、複数の座標にドローン２２０を送ることができる。操作の却下または完了の後、ドローン２２０は、そのドックまたはベースまたは別の予め定められた位置に自律的に戻ることができる。いくつかの実施形態では、ドローン２２０のバッテリが低充電であるなどの、１つまたは複数の予め定められた条件が満たされる場合、操作は自動的に却下することができ、または、さもなければ、ドローン２２０は強制的に退去させられる。第１のドローン２２０が強制的に退去させられるときに、操作は第２のドローン２２０によって引き受けることもできる。このリレーは、ドローンのブロードキャストに割込みがほとんどまたは全くないように実行することができる。
【００７０】
いくつかの実施形態では、ドローン離陸および／または着陸は、ドローン調整サーバによって、自律的に処理することができる。あるいは、ドローン２２０は、これらのシーケンスの間、少なくとも部分的に手動制御の下に置くことができる。
【００７１】
（副操縦部および自動操縦）
特定の実施形態によれば、ドローンセキュリティシステム２００は、ドローン管理によって、支援するための「副操縦部（コパイロット）」を含むことができる。副操縦部は、ドローン２２０の外部にある、ドローン２２０から遠隔測定データを受けるように構成されるソフトウェア、ファームウェアおよび／またはハードウェアを含むことができる。例示の実施形態では、副操縦部は、コンピューティング装置で少なくとも部分的に実行されるかまたは常駐の、専用の通信およびドローン管理ソフトウェアを含むことができる。例えば、副操縦部は、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉまたは他のチップ上システム（ＳＯＣ）で実行することができる。あるいは、副操縦部は、異なるシングルボードコンピュータの組合せを含むことができる。
【００７２】
いくつかの実施形態では、副操縦部は、アプリまたは他のユーザソフトウェアからユーザコマンドを受け取ることができる。副操縦部は、ＲＯＳおよび／またはＨＴＴＰ／ＲＥＳＴによって、ドローン調整リレーにリンクすることができる。副操縦部は、視界にない飛行機を遠隔で操縦する自動操縦システムと通信することができる。例示の実施形態では、自動操縦システムは、自律型飛行機に適応するオープンソース自動操縦システムを含むことができる。
【００７３】
（アクセス制御）
特定の実施形態によれば、システム２００はアクセス制御機能を含むことができ、そこにおいて、ドローン機能に対するアクセスは、ユーザごと、および／または位置ごとに制限することができる。許可は、どの機能をユーザが利用することができるかについて定めることができる。役割は、システム全体グループまたは分類別の許可でもよく、ユーザは各位置に対して異なる役割を与えられることが可能である。
【００７４】
（ドローンドック）
特定の実施形態によれば、ドローンセキュリティシステム２００は、ドローン２２０の格納および着陸／発進のためのドッキングステーションまたは他のプラットホーム２２５を含むことができる。例えば、例示の実施形態によれば、図５は、閉鎖状態の自動ドローンセキュリティシステムドックの図を示す。図６は、例示の実施形態による、開いた状態の自動ドローンセキュリティシステムドックの図を示す。
【００７５】
このようなドック２２５は、本明細書において、「ネスト」と呼ぶことができる。いくつかの実施形態では、ドック２２５は、ドローン２２０のためのハウジングとして役割を果たすことができて、裏庭またはどこか他の所の屋根、車に置くことができる。ドック２２５は、ドローン２２０を、それが再充電するかまたは操作を待つ間は、天候から保護することができる。ドック２２５が設置された後で、ドローン２２０の編隊を遠隔で操作することができ、その結果、ルーチン操作の間、手動でドック２２５にアクセスする必要がない。
【００７６】
いくつかの実施形態では、ドローン２２０はドッキングされている間に充電することができる。例示の実施形態では、ネストは、高速充電のために１０アンペアで、最低１２ボルトを供給することができる。ドック２２５は、外部電源グリッドに接続していることができるか、または太陽光、風力および／または熱などの代用源からの電力を受けることができ、かつ／またはこの電力を１つまたは複数のバッテリなどの外部電源に記憶することができる。特定の実施形態では、ドック２２５の外部電源は、１つまたは複数のバックアップバッテリとすることができ、それによりドック２２５は、停電、曇った天気および／または電源への他の中断の間でも、まだ開閉することができ、またはドローン２２０に充電し続けることさえできる。
【００７７】
いくつかの実施形態では、ドローン２２０は、電磁誘導によって、または、ドック２２５上の導電性レシーバおよびドローン２２０の本体との接触によって、充電することができる。例示の実施形態では、導電性レシーバは、ドック２２５の床または着陸パッド上の充電端子に接触するドローン２２０の脚部および／または足元の導電性パッドでもよい。いくつかの実施形態では、操作間、または操作の最中のドローン２２０のダウン時間または不稼働率を最少化することができるように、ドローン２２０は「急速充電」することができる。
【００７８】
いくつかの実施形態では、ドック２２５は、有線（イーサネット（登録商標））またはワイヤレス接続（例えば、ＷｉＦｉ、３Ｇ、４Ｇ、ＬＴＥなど）によるネットワーク接続を維持することができる。ドック２２５は、ドック２２５が開いているか閉じているか、空であるか占有されてるか、ドローン２２０に充電中であるか否か、外部電源を受電しているか、ドック２２５の位置、１つまたは複数のバックアップバッテリの充電のレベル、保守アラートまたはドック２２５に関連した他のセンサデータを含む、ドック状態を報告することもできる。別の実施形態では、ドック２２５は、そのネットワーク接続をドッキングされたドローン２２０と共有することもでき、またはドローン２２０に加えて、または、それの代わりに、ドローン状態を報告することに対する責任を引き受けることもできる。
【００７９】
いくつかの実施形態では、ドック２２５は、１つまたは複数のカメラを備えることができる。従って、ドック２２５は、その周囲のライブビデオフィードまたは２次元および／または３次元の画像を提供することもできる。ドック２２５は各種センサを備えることもでき、そして、さらに別の態様では、ドック２２５はレーダーまたは他のオブジェクト検出システムを備えることができる。
【００８０】
いくつかの実施形態では、ドック２２５は、自律的着陸ガイダンスを提供することができる。例えば、機上で検出されるディファレンシャルＧＰＳデータ（例えば、ＲＴＫ  ＧＰＳ）は、光学認識の範囲の中で自動的または一部自動的にドローンを導くために使うことができる。ドローン２２０が範囲内に入った後で、カメラまたは他の画像キャプチャ装置を使用して、ドローン２２０上で光または他の識別子を認識することができる。例示の実施形態では、ドック２２５の着陸パッド上に複数のモノラルおよび／またはステレオカメラを有することができる。ドローン２２０は、カスタムメイドのパターンの焦束されたＬＥＤ照明で装備していることができて、順番に点灯していることができる。ドローン２２０上の冗長な視覚のセンサ配置およびＬＥＤ配列体／リフレクタは、例えば、太陽が直接１つまたは複数の視覚センサの見通し線にある場合、照明条件が理想的条件を満たさなくても、ＬＥＤ配列体／リフレクタが常にドック２２５上の光センサの１つに見えるような方法で、調整することができる。
【００８１】
さらに偏光フィルタを使用することができ、その結果、カメラは矛盾する光源でさえＬＥＤ配列体／リフレクタを認識する。ストローブパターンまたは他の所定パターンは、ドック２２５のプロセッサがドローン２２０の方向およびおよその距離を識別するのを助けることができる。従って、ドック２２５は、正しいドローン２２０がドック２２５に対して適切な位置にあることを、視覚的に確かめることができる。画像化アルゴリズムが遠隔測定法と連携して用いられて着陸軌道を確立することができて、それから、それはドローン２２０に伝達することができる。
【００８２】
いくつかの実施形態では、ドック２２５は、物理的および／または電子的干渉を妨げるために、安全確保することができる。例えば、ロッキング機構は、ドローン２２０が発進するかまたはドック２２５に着陸する準備をしていないときには、ドック２２５を密閉するように保つことができる。さらに、ドック２２５に対する電子的アクセスは、本明細書において記載されているアクセス制御等で制限することができる。例示の実施形態では、応答をトリガすることができる（例えばアラームを設定する）ように、侵入または不正操作することは自動的に検出することができる。アラームは、聞き取れるサイレンまたは非常イベントの他の表示を発することを含むことができる。アラームは、アプリ、テキストメッセージまたは他の電子手段によって、ドック２２５の所有者または運営者に通知することを含むこともできる。いくつかの実施形態では、リスクの高い領域に置かれると思われるドック２２５は、強化するかまたは追加の機能を含んで、侵入または天候による損害を防止することができる。
【００８３】
本開示の特定の実施形態は、本開示の例示の実施形態によるシステムと方法および／またはコンピュータプログラム製品のブロック図およびフロー図を参照して上で記載されている。ブロック図およびフロー図の１つまたは複数のブロック、そして、ブロック図およびフロー図のブロックの組合せは、それぞれ、コンピュータ実行可能なプログラム命令によって実施可能であることが理解されるであろう。同様に、本開示のいくつかの実施形態によれば、ブロック図およびフロー図のいくつかのブロックは、必ずしも示される順序で実行される必要はなく、または必ずしもすべて実行される必要はない。
【００８４】
これらのコンピュータ実行可能なプログラム命令は汎用計算機、専用計算機、プロセッサまたは他のプログラム可能なデータ処理装置上へロードされて特定のマシンを製作することができ、それにより、コンピュータ、プロセッサまたは他のプログラム可能なデータ処理装置で実行する命令はフロー図のブロックまたは複数のブロックで指定されている１つまたは複数の機能を実施するための手段を作成する。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置に特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ読取可能メモリに記憶することもでき、そうすることで、コンピュータ読取可能メモリに記憶される命令がフロー図ブロックまたは複数ブロックで指定されている１つまたは複数の機能を実施する命令手段を含む製品を生産する。
【００８５】
一例として、本開示の実施形態は、実施されるコンピュータ可読のプログラムコードまたはプログラム命令をその中に有するコンピュータ使用可能な媒体を含む、コンピュータプログラム製品を提供することができ、前記コンピュータ可読のプログラムコードは、フロー図のブロックまたは複数のブロックで指定されている１つまたは複数の機能を実施するために実行されるのに適している。コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置にロードすることもできて、一連の操作要素またはステップがコンピュータまたは他のプログラム可能な装置に実行されるようにして、コンピュータ実施プロセスを生じさせ、その結果、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行する命令が、フロー図のブロックまたは複数のブロックで指定された機能を実施するための要素またはステップを提供する。
【００８６】
従って、ブロック図およびフロー図の複数のブロックは、指定された機能を実行する手段の組合せ、指定された機能を実行する要素またはステップの組合せ、指定された機能を実行するプログラム命令手段をサポートする。ハードウェアベースの計算機システムによって、ブロック図およびフロー図の各ブロック、ならびにブロック図およびフロー図のブロックの組合せが、指定された機能、要素もしくはステップ、または専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組合せを実行する、専用、ハードウェアベースのコンピュータシステムによって実施することができる、ということも理解されるであろう。
【００８７】
本開示の特定の実施形態は、現在最も現実的で多角的と考えられるものと関連して説明されてきたが、本開示は、説明した実施形態に限定されるものではなく、それとは逆に、添付の請求項の範囲内に包含される様々な変更や等価な構成もカバーすることを意図するものであることを理解すべきである。特定の用語が本明細書において、使用されていても、それらは一般的および説明的な意味においてだけ使われるものであり、限定の目的ではない。
【００８８】
この書かれた記述は、実施例を使用して最良の形態を含んで本開示の特定の実施形態を開示して、さらに当業者の誰もが、任意の装置またはシステムを製作および使用して、任意の組み込まれた方法を実行することを含んで、本開示の特定の実施形態を行うことを可能とする。本開示の特定の実施形態の特許され得る範囲は、請求項において定められて、当業者に見出される他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、それらが請求項の文字通りの言葉と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の文字通りの言葉と実質的に異ならない等価な構造要素を含む場合、請求項の範囲内にあるということを意図するものである。
【符号の説明】
【００８９】
１０２  ＣＰＵ
１０４  キーボードインタフェース
１０６  ディスプレイインタフェース
１０７  存在感知ディスプレイ
１０８  存在感知入力インタフェース
１１０  アンテナインタフェース
１１２  ネットワーク接続インタフェース
１１４  カメラインタフェース
１１６  サウンドインタフェース
１１８  ＲＡＭ
１２０  ＲＯＭ
１２２  記憶媒体
１２４  オペレーティングシステム
１２６  アプリケーションプログラム
１２８  データファイル
１３０  電源
１３２  電話サブシステム
１５０  外部／遠隔ディスプレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【国際調査報告】
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