(57)【要約】  航空機（１０）のための監視システム（５）は、航空機（１０）の特定の状態に応答してＬＩＤＡＲセンサ（３０）のパワーレベルを増減することにより、航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）の範囲を調整することができる。航空機（１０）が離陸モードまたは着陸モードで動作しているとき、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の範囲は、周囲の人または動物の眼が損傷する可能性を回避するために減少される。航空機（１０）がクルーズモードに移行するにつれて、航空機の近くに人または動物がいないことが予想されるので、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の範囲が増加され得る。システム（５）がクルーズモードでの動作中に航空機（１０）の近くに物体（１５）の存在を検出した場合、システム（５）は、物体（１５）に関連付けられる眼の安全上の懸念があるかどうかを決定し、物体（１５）の周囲のエリア内のＬＩＤＡＲセンサ（３０）の範囲を減少させることができる。
2020529583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機（１０）上の光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）センサ（３０）の範囲を調整するための方法であって、
少なくともＬＩＤＡＲセンサ（３０）を用いて、航空機（１０）の外部の物体（１５）を検知することと、
航空機（１０）に関連付けられる動的飛行特性を決定することと、
動的飛行特性に基づいて、航空機（１０）の飛行中に、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の送信パワーを変更して、ＬＩＤＡＲセンサの範囲を変更することと、
検知された物体（１５）に基づいて航空機（１０）の速度を制御することと
を含む、方法。
【請求項２】
動的飛行特性が、航空機（１０）の高度、航空機（１０）の飛行構成、および航空機（１０）の位置を含むグループからの少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
検知することが、航空機（１０）がホバリング飛行中に、物体（１５）のうちの少なくとも１つを検知することを含み、変更することが、航空機（１０）が前方飛行中または前方飛行への移行中に実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
航空機（１０）上の光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）センサ（３０）の範囲を調整するための方法であって、
第１のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させて、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の第１の検出範囲を得ることと、
航空機（１０）が所定の飛行段階に移行したかどうかを決定することと、
航空機（１０）が所定の飛行段階に到達したという決定に応答して、第２のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させて、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の第２の検出範囲を得ることと、
ＬＩＤＡＲセンサ（３０）に基づいて、航空機（１０）の外部の物体（１５）を検出することと、
検出に基づいて航空機（１０）の速度を制御することと
を含み、
第２のパワーレベルが第１のパワーレベルよりも大きく、第２の検出範囲が第１の検出範囲よりも大きい、
方法。
【請求項５】
検出された物体（１５）を評価して、検出された物体（１５）に関する情報を決定することと、
検出された物体（１５）の評価に応答して、第３のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させて、ＬＩＤＡＲセンサの第３の検出範囲を得ることと
をさらに含み、
第３のパワーレベルが第２のパワーレベルよりも小さく、第３の検出範囲が第２の検出範囲よりも小さい、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
検出された物体（１５）を評価することが、検出された物体（１５）の物体タイプを識別することを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第３のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させることが物体タイプに基づく、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
第３のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させることが、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）のスキャン範囲の一部に対して、第３のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させることを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
ＬＩＤＡＲセンサ（３０）のスキャン範囲の一部が、検出された物体（１５）の周囲のゾーンに対応する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
検出された物体（１５）を評価することが、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）のスキャン範囲に対して検出された物体（１５）の位置を決定することを含み、
検出された物体（１５）の周囲のゾーンが、検出された物体（１５）の位置、および、検出された物体（１５）の位置の両側の角度オフセット量を含む、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
第３のパワーレベルが、第１のパワーレベルまたは中間パワーレベルのうちの１つである、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
検出された物体（１５）を評価することが、検出された物体（１５）とＬＩＤＡＲセンサ（３０）との間の距離を決定することを含み、
中間パワーレベルが決定された距離に基づく、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１のパワーレベルでのＬＩＤＡＲセンサ（３０）の動作が、人の眼に安全であり、第２のパワーレベルでのＬＩＤＡＲセンサ（３０）の動作が、人の眼に安全でない、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
遮断システム（３７）を用いて、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の動作を停止することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項１５】
システム（５、２０５）であって、
航空機（１０）の外部の物体（１５）を検知するための光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）センサ（３０）であって、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）が、第１のパワーレベルで動作して、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の第１の検出範囲を得るように、および、第２のパワーレベルで動作して、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の第２の検出範囲を得るように構成され、第２のパワーレベルが第１のパワーレベルよりも大きく、第２の検出範囲が第１の検出範囲よりも大きい、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）と、
ＬＩＤＡＲセンサ（３０）によって検知された少なくとも１つの物体（１５）を示す第１のデータ、および航空機（１０）による所定の飛行段階への移行を示す第２のデータを受信するように構成された、少なくとも１つのプロセッサ（３１０）を有する検知および回避要素（２０７）と
を備え、
検知および回避要素（２０７）の少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、第２のデータに基づいて、航空機（１０）が所定の飛行段階に移行したかどうかを決定し、航空機（１０）が所定の飛行段階に移行していないとの決定に応答して、第１のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させるように、および、航空機（１０）が所定の飛行段階に移行したとの決定に応答して、第２のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させるように構成され、
検知および回避要素（２０７）の少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、第１のデータに基づいて物体（１５）を検出し、検出された物体（１５）に応答してＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させるようにさらに構成される、
システム（５、２０５）。
【請求項１６】
ＬＩＤＡＲセンサ（３０）が、第３のパワーレベルで動作して、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の第３の検出範囲を得るようにさらに構成され、第３のパワーレベルが第２のパワーレベルよりも小さく、第３の検出範囲が第２の検出範囲よりも小さく、検知および回避要素（２０７）の少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、検出された物体（１５）を評価して、検出された物体（１５）に関する情報を決定し、検出された物体（１５）の評価に応答して、第３のパワーレベルで航空機（１０）内のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させるようにさらに構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
検知および回避要素（２０７）の少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、検出された物体（１５）の物体タイプを識別するようにさらに構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
検知および回避要素（２０７）の少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、物体タイプに応答して、第３のパワーレベルで航空機（１０）上のＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させるようにさらに構成される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
検知および回避要素（２０７）の少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）のスキャン範囲の一部に対して、第３のパワーレベルでＬＩＤＡＲセンサ（３０）を動作させるようにさらに構成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
ＬＩＤＡＲセンサ（３０）のスキャン範囲の一部が、検出された物体（１５）の周囲のゾーンに対応する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
検知および回避要素（２０７）の少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）のスキャン範囲に対する検出された物体（１５）の位置を決定するようにさらに構成され、検出された物体（１５）の周囲のゾーンが、検出された物体（１５）の位置、および検出された物体（１５）の位置の両側の角度オフセット量を含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
検知および回避要素（２０７）の少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、第１のデータに基づいて、検出された物体（１５）とＬＩＤＡＲセンサ（３０）との間の距離を決定するようにさらに構成され、第３のパワーレベルが、決定された距離に基づく、第１のパワーレベルまたは中間パワーレベルのうちの１つである、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２３】
ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の動作を停止するように構成された遮断システム（３７）をさらに備える、請求項１５に記載のシステム。
【請求項２４】
システムであって、
航空機（１０）の外部の物体（１５）を検知するために航空機（１０）に位置付けられた光検出および測距（ＬＩＤＡＲ）センサ（３０）と、
航空機（１０）に関連付けられる動的飛行特性を決定し、動的飛行特性に基づいて、航空機（１０）の飛行中に、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の送信パワーを変更して、ＬＩＤＡＲセンサ（３０）の範囲を変更するように構成された少なくとも１つのプロセッサ（３１０）であって、少なくとも１つのプロセッサ（３１０）が、検知された物体（１５）に基づいて航空機（１０）の速度を制御するようにさらに構成される少なくとも１つのプロセッサ（３１０）と
を備える、システム（５、２０５）。
【請求項２５】
動的飛行特性が、航空機（１０）の高度、航空機（１０）の飛行構成、および航空機（１０）の位置を含むグループのうちの少なくとも１つから選択される、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
動的飛行特性が航空機の位置であり、少なくとも１つのプロセッサが、地図に基づいて静止物体の位置を決定し、航空機の位置に対する静止物体の位置に基づいて送信パワーを変更するように構成される、請求項２４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
航空機は、飛行中に、破片、他の航空機、機器、建物、鳥、地形、および他の物体などの多種多様な衝突リスクに遭遇する可能性がある。任意のそのような物体と衝突すると、航空機に重大な損傷を引き起こす可能性があり、場合によっては、その乗員を傷つける可能性がある。センサは、衝突リスクをもたらす物体を検出し、検出された衝突リスクをパイロットに警告するために使用され得る。航空機が自己操縦式である場合、航空機の周囲の物体を示すセンサデータは、検出された物体との衝突を回避するためにコントローラによって使用されてよい。他の例では、物体は、他の方法で航空機のナビゲーションまたは制御を支援するために検知および分類されてよい。
【０００２】
物体を検出するために航空機で使用され得る１つのタイプのセンサは、ＬＩＤＡＲ（ｌｉｇｈｔ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｒａｎｇｉｎｇ）（光検出および測距）センサである。ＬＩＤＡＲセンサは、レーザーを使用して物体にレーザービームまたはパルスを送信し、測定された飛行時間および戻ってくるレーザービームまたはパルスの強度から距離を計算することによって機能する。ＬＩＤＡＲセンサの範囲は、戻ってくるレーザービームまたはパルスを収集するときのＬＩＤＡＲセンサの感度によって定義され得る。地上付近でのＬＩＤＡＲセンサの使用を伴う用途でのＬＩＤＡＲセンサの範囲は、ＬＩＤＡＲセンサのレーザーを高パワーで動作させることに関係する眼の安全上の懸念のために、通常、約１００〜２００メートルに制限される。眼の安全上の懸念によるＬＩＤＡＲセンサの比較的短い範囲が、通常ハイスピードで動作する移動中の航空機の、前にある物体を検出する際のＬＩＤＡＲセンサの有効性を制限する可能性がある。
【０００３】
本開示は、以下の図面を参照してより良く理解され得る。図面の要素は、必ずしも互いに対して縮尺通りではなく、代わりに、本開示の原理を明確に示すことに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本開示のいくつかの実施形態による、航空機監視システムを有する航空機の三次元斜視図である。
【図２】本開示のいくつかの実施形態による、図１によって描写されたような航空機の上面斜視図である。
【図３】本開示のいくつかの実施形態による、航空機監視システムの様々な構成要素を示すブロック図である。
【図４】本開示のいくつかの実施形態による、検知および回避要素を示すブロック図である。
【図５】本開示のいくつかの実施形態による、ＬＩＤＡＲセンサのパワーレベルを調整するための方法を示すフローチャートである。
【図６】本開示のいくつかの実施形態による、航空機の高度とＬＩＤＡＲセンサのレーザーパワーとの間の関係を示すグラフである。
【図７】本開示のいくつかの実施形態による、航空機上のＬＩＤＡＲセンサからのスキャン範囲を示すブロック図である。
【図８】本開示のいくつかの実施形態による、図７によって描写されたようなＬＩＤＡＲセンサのレーザーパワーとスキャン範囲角度との間の関係を示すグラフである。
【図９】本開示のいくつかの実施形態による、経時的なＬＩＤＡＲセンサのレーザーパワーと検出された障害物との間の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
本開示は、一般に、航空機などの乗り物システムによって使用されるＬＩＤＡＲセンサの範囲を調整するための乗り物システムおよび方法に関する。いくつかの実施形態では、航空機は、衝突回避、ナビゲーション、または他の目的のために航空機の周囲の物体の存在を検知するために使用されるセンサを有する航空機監視システムを含む。センサのうちの少なくとも１つは、ＬＩＤＡＲセンサの範囲（すなわち、ＬＩＤＡＲセンサが物体を検出することができる距離）を増加させるために調整され得るＬＩＤＡＲセンサである。ＬＩＤＡＲセンサの範囲は、航空機（および対応するＬＩＤＡＲセンサ）が、レーザーのパワーを上げても人間または動物に眼の損傷のリスクをもたらさない場所にあるときに、ＬＩＤＡＲセンサのレーザーへのパワーを増加させることによって増加され得る。
【０００６】
ＬＩＤＡＲセンサの増加された範囲は、航空機が巡航高度においてクルーズモードで動作している（前方飛行に従事しているか、または水平方向に移動している）ときに使用され得る。クルーズモードで動作しているとき、航空機が、ＬＩＤＡＲセンサのビームスキャンまたはスキャン範囲内で物体を検出した場合、その物体に関連付けられる眼の安全上の懸念があるかどうかに関して決定が行われる。物体に関連付けられる眼の安全上の懸念がある場合（たとえば、物体が鳥、ヘリコプター、または建物である場合）、ＬＩＤＡＲセンサのパワーレベル（および対応する範囲）は、人または動物に対する眼の損傷のいかなるリスクも回避するために減少される。ＬＩＤＡＲセンサのパワーレベルは、物体に関連付けられるスキャン範囲の一部（たとえば、物体の角度方向に関連付けられた安全範囲）に対して減少され得る。物体に関連付けられないビームスキャンの一部に対して、ＬＩＤＡＲセンサは範囲およびパワーレベルを増加されたままでいることができる。ひとたび物体がＬＩＤＡＲセンサのスキャン範囲から移動すると、減少されたパワーレベルにあったスキャン範囲の一部でＬＩＤＡＲセンサの範囲およびパワーレベルが増加され得る。航空機によって検出された物体に関連付けられる眼の安全上のいかなる懸念もない場合、ＬＩＤＡＲセンサは増加された範囲およびパワーレベルで動作し続けることができる。
【０００７】
ホバリング飛行における離陸および着陸の動作中、航空機の離陸／着陸エリアまたはホバリングエリアの近くにいる可能性がある任意の人または動物への眼の損傷を防止するために、航空機のＬＩＤＡＲセンサは減少された範囲およびパワーレベルで動作させられ得る。人または動物の存在が予想されない巡航高度では人または動物への眼の損傷の可能性が低いので、航空機がホバリング飛行における離陸動作から巡航動作に移行するにつれて、ＬＩＤＡＲセンサの範囲およびパワーレベルは増加され得る。逆に、航空機が巡航動作から着陸動作またはホバリング飛行に移行するにつれて、人または動物の存在が予想されるエリアに航空機が移動するので、人または動物に対する眼の損傷の可能性を回避するために、ＬＩＤＡＲセンサの範囲およびパワーレベルは減少される。
【０００８】
図１は、本開示のいくつかの実施形態による、航空機監視システム５を有する航空機１０の三次元斜視図を描写する。システム５は、センサ２０、３０を使用して、航空機１０の飛行経路付近などの、航空機１０の特定の近傍内にある物体１５を検出するように構成される。
【０００９】
物体１５は、飛行中に航空機１０が遭遇する可能性がある様々なタイプの物体であり得ることに留意されたい。一例として、物体１５は、ドローン、飛行機、またはヘリコプターなどの別の航空機であってよい。物体１５はまた、航空機１０の経路の近くにある鳥、破片、または地形であり得る。いくつかの実施形態では、物体１５は、航空機１０と物体１５が衝突した場合に航空機１０を損傷する可能性がある様々なタイプの物体であり得る。この点に関して、航空機監視システム５は、本明細書に説明されたように、衝突のリスクをもたらすいかなる物体１５も検知し、それを分類するように構成される。
【００１０】
図１の物体１５は、特定のサイズおよび形状を有する単一の物体として描写されているが、物体１５は様々な特性を有してよいことが理解されよう。加えて、単一の物体１５が図１によって描写されているが、他の実施形態では、航空機１０の近くに任意の数の物体１５が存在してよい。物体１５は、物体１５が建物であるときのように静止していてよいが、いくつかの実施形態では、物体１５は運動が可能であってよい。たとえば、物体１５は、航空機１０との衝突のリスクをもたらす可能性がある経路に沿って運動している別の航空機であってよい。物体１５は、他の実施形態では、航空機１０の安全な動作にリスクをもたらす他の障害物（たとえば、地形または建物）であってよい。
【００１１】
航空機１０は様々なタイプの航空機であってよいが、図１の実施形態では、航空機１０は自律的な垂直離着陸（ＶＴＯＬ）航空機１０として描写されている。航空機１０は、様々なタイプのペイロード（たとえば、乗客、貨物など）を運ぶために構成されてよい。航空機１０は有人であっても無人であってもよく、様々なソースからの制御下で動作するように構成されてよい。図１の実施形態では、航空機１０は、自己操縦式（たとえば、自律的な）飛行用に構成されている。一例として、航空機１０は、その目的地までの所定のルートを辿ることにより、自律飛行を実行するように構成されてよい。航空機監視システム５は、本明細書に説明されたように航空機１０を制御するために、航空機１０上の飛行コントローラ（図１には示されず）と通信するように構成されている。他の実施形態では、航空機１０は、離れたパイロットとのワイヤレス（たとえば、無線）通信などによる遠隔制御下で動作するように構成されてよい。航空機１０の動作を制御するために、様々な他のタイプの技法およびシステムが使用されてよい。航空機の例示的な構成は、参照により本明細書に組み込まれる、ＰＣＴ出願番号２０１７／０１８１３５、および参照により本明細書に組み込まれる、「Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｔａｋｅｏｆｆ  ａｎｄ  Ｌａｎｄｉｎｇ  Ａｉｒｃｒａｆｔ  ｗｉｔｈ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｗｉｎｇ  Ｔｉｌｔ」と題され、これとともに同日に出願されたＰＣＴ出願番号２０１７／０４０４１３によって開示されている。他の実施形態では、他のタイプの航空機が使用されてよい。
【００１２】
本明細書で開示された実施形態は、一般に、航空機内に実現される航空機監視システム５に帰される機能に関するが、他の実施形態では、同様の機能を有するシステムは、自動車または船舶などの他のタイプの乗り物１０とともに使用されてよい。一例として、ひとたびボートまたは船が海岸または港から一定の距離を移動すると、ＬＩＤＡＲセンサのパワーレベルおよび範囲を増加させることが可能である。
【００１３】
図１の実施形態では、航空機１０は、航空機１０の周囲の空間を監視するための１つ以上のセンサ２０（たとえば、レーダーおよび／またはカメラ）と、同じ空間の冗長な検知またはさらなる空間の検知を提供する１つ以上のＬＩＤＡＲ（光検出および測距）センサ３０とを有する。いくつかの実施形態では、各センサ２０、３０は、センサのそれぞれの視野内の物体１５の存在を検知し、そのような視野内の任意の物体１５の位置を示すセンサデータを提供することができる。次いで、そのようなセンサデータは、物体１５が乗り物１０に衝突の脅威を与えるかどうかを決定するために処理されてよい。一実施形態では、センサ２０は、カメラ、電気光学もしくは赤外線（ＥＯ／ＩＲ）センサ、無線検出および測距（レーダー）センサ、または他のセンサタイプなどの、物体の存在を検出するための任意の光学センサまたは非光学センサを含んでよい。センサ２０、３０を使用して物体を検知するための例示的な技法は、ＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／２５５９２およびＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／２５５２０に説明されており、それらの各々はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００１４】
航空機１０が巡航モードから離陸／着陸モードに移行すると、航空機監視システム５は、航空機１０の動きの方向に構成され方向付けられたセンサ２０、３０からのデータを処理することができる。この点に関して、航空機１０および航空機監視システム５は、航空機１０の運動の方向にある空間内で検知するように構成され方向付けられたセンサ２０、３０からセンサデータを受信するように構成される。航空機監視システム５は、システム５が任意の方向から航空機１０に接近する物体１５を検出することができるように、他の空間内で検知するように構成され方向付けられたセンサ２０、３０からセンサデータを受信することもできる。
【００１５】
図１は、物体１５の検出に応答して航空機監視システム５によって生成された避難エンベロープ２５をさらに示す。避難エンベロープ２５は、避難経路が選択され得る領域の境界を定義する。避難エンベロープは、航空機の現在の動作条件（対気速度、高度、方位（たとえば、ピッチ、ロール、またはヨー）、スロットル設定、利用可能なバッテリパワー、既知のシステム障害など）、現在の動作条件下の航空機の能力（たとえば、操縦性）、気象、空域上の制限などの様々な要因に基づいてよい。一般に、避難エンベロープ２５は、航空機がその現在の動作条件下で飛行することが可能な様々な経路を定義する。避難エンベロープ２５は、一般に、航空機１０が進むにつれてその現在の経路からより遠くに旋回することが可能であるという事実を示す、航空機１０から離れた点に広がる。図１に示された実施形態では、避難エンベロープは漏斗の形状であるが、他の実施形態では、他の形状、たとえば、円錐形が可能である。
【００１６】
その上、センサ２０、３０によって検知されたデータにおいて物体１５が識別されると、航空機監視システム５は、航空機１０に関する情報を使用して、航空機１０が安全に辿ることができる経路の可能な範囲（たとえば、事前定義された安全性のマージン内など）を表す避難エンベロープ２５を決定することができる。避難エンベロープ２５に基づいて、システム５は、次いで、検出された物体１５を回避するために、航空機１０が辿るためのエンベロープ２５内の避難経路を選択する。この点に関して、図２は、システム５によって識別され検証された例示的な避難経路３５を描写する。避難経路３５を識別する際に、システム５は、検知された物体１５の位置、速度、および（たとえば、物体が鳥、航空機、破片、建物などである）可能性がある分類などの、検知された物体１５に関するセンサ２０、３０からの情報を使用することができる。避難経路３５はまた、航空機１０が回避措置を実行する前に航空機１０が辿っていたおおよその方向に戻るように定義されてよい。避難エンベロープ２５および／または避難経路３５を決定するための例示的な技法は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願第６２／５０３，３１１号に説明されている。
【００１７】
図３は、本開示のいくつかの実施形態による、航空機監視システム５の様々な構成要素を示すブロック図である。図３に示されたように、航空機監視システム５は、検知および回避要素２０７と、複数のセンサ２０、３０と、航空機制御システム２２５とを含んでよい。特定の機能は航空機監視システム５の様々な構成要素に帰されてもよいが、いくつかの実施形態では、そのような機能はシステム５の１つ以上の構成要素によって実行されてよいことが理解されよう。加えて、いくつかの実施形態では、システム５の構成要素は航空機１０またはその他に存在することができ、有線（たとえば、導電性）、光、またはワイヤレスの通信を含む様々な技法を介して、システム５の他の構成要素と通信することができる。さらに、システム５は、本明細書に説明された機能を実現し、一般に、脅威検知動作および航空機制御を実行するための、図３に具体的に描写されていない様々な構成要素を含んでよい。
【００１８】
航空機監視システム５の検知および回避要素２０７は、センサ２０、３０および航空機制御システム２２５から受信されたデータの処理を実行して、ＬＩＤＡＲセンサ３０の範囲およびパワーレベルを調整することができる。加えて、検知および回避要素２０７は、各ＬＩＤＡＲセンサ３０のための遮断システム３７を制御することができる。遮断システム３７は、ＬＩＤＡＲセンサ３７のレーザーからのレーザービームまたはパルスの送信を停止するために使用され得る。遮断システム３７は、機械装置（たとえば、シャッター装置）および／または電気装置（たとえば、切断スイッチ）を組み込んで、レーザービームまたはパルスの送信を停止することができる。いくつかの実施形態では、図３に示されたように、検知および回避要素２０７は、各センサ２０、３０に結合され、センサ２０、３０からのセンサデータを処理し、航空機制御システム２２５に信号を提供することができる。検知および回避要素２０７は、センサ２０、３０からのセンサデータを受信および処理することが可能な様々なタイプのデバイスであってよい。検知および回避要素２０７は、ハードウェアまたはハードウェアとソフトウェア／ファームウェアの組合せに実装されてよい。一例として、検知および回避要素２０７は、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアもしくはファームウェアでプログラムされたマイクロプロセッサ、または説明された機能を実行するための他のタイプの回路を含んでよい。検知および回避要素２０７の例示的な構成は、図４を参照して以下により詳細に説明される。
【００１９】
いくつかの実施形態では、航空機制御システム２２５は、航空機１０の速度およびルートを含む、航空機１０の動作を制御するための様々な構成要素（具体的に図示せず）を含んでよい。一例として、航空機制御システム２５は、推力発生装置（たとえば、プロペラ）、飛行制御面（たとえば、１つ以上の補助翼、フラップ、エレベータ、および舵）、ならびにそのような構成要素を制御するための１つ以上のコントローラおよびモータを含んでよい。航空機制御システム２２５はまた、航空機の構成要素の動作および飛行に関する情報を得るためのセンサおよび他の計器を含んでよい。
【００２０】
図４は、本開示のいくつかの実施形態による、検知および回避要素２０７を描写する。図４に示されたように、検知および回避要素２０７は、１つ以上のプロセッサ３１０と、メモリ３２０と、データインターフェース３３０と、ローカルインターフェース３４０とを含んでよい。プロセッサ３１０は、センサ２０、３０（図１および図２参照）からのセンサデータの処理などの様々な機能を実行するために、メモリ３２０に記憶された命令を実行するように構成されてよい。プロセッサ３１０には、中央処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）、ＦＰＧＡ、他のタイプの処理ハードウェア、またはそれらの任意の組合せが含まれてよい。さらに、プロセッサ３１０は、以下により詳細に説明されるように、より高速の処理スピードおよび冗長性を提供するために、任意の数の処理装置を含んでよい。プロセッサ３１０は、少なくとも１つのバスを含むことができるローカルインターフェース３４０を介して、検知および回避要素２０７内の他の要素と通信し、それらを駆動することができる。さらに、データインターフェース３３０（たとえば、ポートまたはピン）は、検知および回避要素２０７の構成要素を、センサ２０、３０などのシステム５の他の構成要素とインターフェース接続することができる。
【００２１】
図４によって示されたように、検知および回避要素２０７は、検知および回避ロジック３５０ならびにＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５を含んでよく、それらの各々がハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せに実装され得る。図４では、検知および回避ロジック３５０ならびにＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ソフトウェアに実装され、プロセッサ３１０による実行のためにメモリ３２０に記憶される。しかしながら、他の実施形態では、検知および回避ロジック３５０ならびにＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５の他の構成が可能である。
【００２２】
検知および回避ロジック３５０ならびにＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ソフトウェアに実装されると、命令をフェッチおよび実行することができる命令実行装置によって、またはそれとともに使用するための任意のコンピュータ可読媒体に記憶および転送され得ることに留意されたい。本文書のコンテキストでは、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行装置によって、またはそれとともに使用するためのコードを含むかまたは記憶することができる任意の手段であり得る。
【００２３】
検知および回避ロジック３５０は、センサ２０、３０によって検知されたデータを受信し、データに基づいて物体１５を分類し、物体１５と航空機１０との間に衝突リスクがあるかどうかを評価するように構成される。検知および回避ロジック３５０は、物体の位置および速度などの様々な情報に基づいて衝突の脅威を識別するように構成される。
【００２４】
いくつかの実施形態では、検知および回避ロジック３５０は、スピードおよび操縦性などの物体１５の可能な飛行性能、ならびに脅威リスクをより良く評価するために、物体１５を分類するように構成される。この点に関して、検知および回避要素２０７は、飛行中に航空機１０が遭遇する可能性がある鳥または他の航空機などの、様々なタイプの物体を示す物体データ３４４を格納することができる。物体タイプごとに、物体データ３４４は、検知された物体が物体タイプに対応するときを決定するために、センサデータ３４３と比較され得る署名を定義する。一例として、物体３４４は、物体１５が物体タイプと一致するかどうかを決定するために、物体の実際のサイズおよび形状と比較され得る物体の予想されるサイズおよび形状を示すことができる。物体のカテゴリ（鳥、ドローン、飛行機、ヘリコプターなど）だけでなく、カテゴリ内の特定の物体タイプも識別することが可能である。一例として、物体を特定のタイプの飛行機（たとえば、セスナ１７２）として識別することが可能である。いくつかの実施形態では、検知および回避要素２０７は、機械学習アルゴリズムを利用して物体タイプを分類することができる。物体タイプごとに、物体データ３４４は、物体の作業性能および脅威リスクを示す情報を定義する。
【００２５】
検知および回避ロジック３５０は、新しいデータが利用可能になるにつれて、センサデータ３４３を動的に処理するように構成される。一例として、検知および回避要素２０７がセンサ２０、３０から新しいデータを受信すると、検知および回避ロジック３５０は新しいデータを処理し、以前に行われた任意の決定を必要に応じて更新する。したがって、検知および回避ロジック３５０は、センサ２０、３０から新しい情報を受信すると、物体の位置、速度、脅威エンベロープなどを更新することができる。したがって、センサデータ３４３は、状態が変化するにつれて繰り返し更新される。
【００２６】
航空機監視システム５の例示的な動作では、センサ２０、３０の各々は、上で説明されたように、物体１５を検知し、物体の場所および速度を示すデータを検知および回避要素２０７に提供することができる。検知および回避要素２０７（たとえば、ロジック３５０）は、各センサ２０、３０からのデータを処理し、（たとえば、センサデータ３４３またはその他に基づいて）各センサからのデータによって示された情報間の不一致に注意することができる。検知および回避ロジック３５０はさらに、センサデータ３４３として、またはさもなければ他の実施形態で格納され得る、センサ２０、３０ごとの較正データなどの様々な情報に基づいて、センサ２０、３０からのデータ内に存在する不一致を解決することができる。この点に関して、検知および回避ロジック３５０は、航空機１０のセンサ２０、３０によって検知された物体に関する情報が、ＬＩＤＡＲセンサ３０の範囲およびパワーレベルを調整する際のＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５による使用に対して正確であることを確実にするように構成されてよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、検知および回避ロジック３５０は、物体１５の存在または位置を検出するための他の航空機１０からの情報を使用するように構成されてよいことに留意されたい。たとえば、いくつかの実施形態では、航空機１０は、航空機の近傍内の物体を検出するために同様に構成され得る航空機のフリートの１単位であってよい。さらに、航空機は、検知された物体に関する情報を共有するために互いに通信するように構成されてよい。一例として、検知および回避要素２０７は、他の航空機と通信するために、図３に示されたように、トランシーバ３９９に結合されてよい。検知および回避要素２０７が物体１５を検知すると、物体のタイプ、位置、速度、性能特性、または他の情報などの物体１５に関する情報を他の航空機に送信することができ、その結果、他の航空機上の検知および回避要素は物体１５を監視し回避することができる。さらに、検知および回避要素２０７は、他の航空機によって検出された物体１５に関する同様の情報を受信し、そのような情報を使用してそのような物体１５を監視し回避することができる。いくつかの実施形態では、乗り物間の調停は、ＡＤＳ−Ｂビーコンなどの様々なタイプのプロトコルを介して行われてよい。いくつかの実施形態では、様々な航空機間の通信は、複数の航空機１０からの情報を受信し処理する、以後「フリートコントローラ」と呼ばれる中央コントローラ（図示せず）との通信を使用することによって促進されてよい。そのようなフリートコントローラは、地上設備（たとえば、航空管制塔）または他の位置などの任意の位置にあってよい。検出された物体に関する情報はフリートコントローラに送信されてよく、フリートコントローラは、次いで、複数の航空機１０からの情報を物体の３次元マップに取り込み、そのようなマップまたは他の情報を航空機１０に配信し、その結果、各航空機１０は他の航空機によって検出された物体の位置を認識する。他の実施形態では、航空機１０の間で情報を共有するためのさらに他の技法が可能である。
【００２８】
ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーに提供されるパワーレベルを制御することにより、ＬＩＤＡＲセンサ３０の範囲を調整するために使用され得る。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、レーザーからの出力パワーレベルを制御するために、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーに信号を提供することができる。一実施形態では、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５によってＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーに提供される信号は、パルス幅変調信号であり得る。しかしながら、他の実施形態では、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーに他のタイプの信号を提供することができる。加えて、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０のレーザーの現在のパワーレベルを示す信号をＬＩＤＡＲセンサ３０から連続して受信することができる。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーのパワーレベルを調節する信号を生成するときに、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーの現在のパワーレベルに関する情報を使用することができる。
【００２９】
航空機が離陸／着陸モードにある（すなわち、離陸動作または着陸動作を実行している）ときなどの、ＬＩＤＡＲセンサ３０内のレーザーから眼の損傷を受けやすい人または動物が存在する可能性があるエリア内に航空機１０がいるとき、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、人または動物の眼にとって安全であるとみなされるレーザーからのビームまたはパルスのパワーレベルに対応する「眼に安全な」レベルで、ＬＩＤＡＲセンサ３０内のレーザーを動作させることができる。対照的に、航空機１０が巡航高度（すなわち、人または動物が位置すると予想されない、地上レベル（ａｂｏｖｅ  ｇｒｏｕｎｄ  ｌｅｖｅｌ）（ＡＧＬ）から所定の距離）にあり、クルーズモードにある（すなわち、前方飛行のための巡航動作を実行している（または実行しようとしている））場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、「拡張範囲」レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０内のレーザーを動作させて、レーザーからのビームまたはパルスのパワーレベルが、眼の安全なレベルで動作するときのＬＩＤＡＲセンサ３０に利用可能な範囲に対して、ＬＩＤＡＲセンサ３０からのより大きな距離で物体を検出することが可能であるようにできる。一実施形態では、拡張範囲レベルで動作するＬＩＤＡＲセンサ３０の検出範囲は、約１０００メートルであり得る。しかしながら、他の実施形態では、拡張範囲レベルで動作するＬＩＤＡＲセンサ３０の範囲は、１０００メートルより大きくても小さくてもよい。拡張範囲レベルで動作するＬＩＤＡＲセンサ３０の範囲は、約１００〜２００メートルであり得る、眼の安全レベルで動作するＬＩＤＡＲセンサ３０の範囲よりも約５〜１０倍（またはそれより大きい）大きくなり得る。拡張範囲レベルで動作するときのレーザーのパワーレベルは、航空機１０のサイズおよび構成、ならびに巡航動作中の航空機１０の速度などの多くの異なる要因に基づいて変わる可能性がある。たとえば、巡航動作中に高速で動作する航空機１０は、低速で動作する航空機１０に比べて、衝突を回避するのに十分な時間で物体１５を検出するために、ＬＩＤＡＲセンサ３０からのより広い範囲（および対応するより高いパワーレベル）を要求してよい。
【００３０】
前方飛行のための巡航モードにおける航空機１０の動作中、検知および回避ロジック３５０は、物体１５がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲（または掃引）内にあるかどうかを決定することができる。ＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲は、ＬＩＤＡＲセンサ３０によるスキャンの開始とＬＩＤＡＲセンサ３０によるスキャンの終了との間のＬＩＤＡＲセンサ３０のレーザーからのビームまたはパルスの角変位に対応する。一実施形態では、図７に示されたように、ＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲は９０度であり得る。しかしながら、他の実施形態では、ＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲は９０度より大きくても小さくてもよい。
【００３１】
検知および回避ロジック３５０が、ＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲内に物体１５が存在すると決定した後、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０のレーザーのパワーレベルが、物体１５に関連付けられる眼の安全上の懸念に起因して、拡張範囲レベルから調節されるべきかどうかを決定することができる。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、検知および回避ロジック３５０によってＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５に提供される物体識別情報、距離情報（すなわち、ＬＩＤＡＲセンサ３０と物体１５との間の距離）、ならびに環境情報に基づいて、物体１５が関連付けられる眼の安全上の懸念を有するかどうかの決定を行うことができる。物体１５が眼の安全上の懸念を引き起こす場合、たとえば、物体１５が動物（たとえば、ガチョウ）であるか、または１人もしくは複数の人々（たとえば、建物もしくはヘリコプター）を収容し、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーからのビームまたはパルスの増加されたパワーレベルが安全ではなく、人または動物に眼の損傷を引き起こす可能性があるＬＩＤＡＲセンサ３０からの距離にいるときなどの場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーのパワーレベルを拡張範囲から減少させる。たとえば、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、建物などの既知の静止物体に対する航空機１０の近接度に基づいて、ＬＩＤＡＲセンサ３０のパワーを調整または制限することができる。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５に提供される（またはそれによって生成される）３Ｄマップ情報から建物の位置を知ることができる。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、次いで、３Ｄマップにおける航空機１０の場所を決定し、建物に対する航空機１０の距離および／または方向を計算することができる。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、次いで、距離および／または方向の情報を使用して、ＬＩＤＡＲセンサ３０へのパワーを調節することができる。
【００３２】
ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０のレーザーのパワーレベルを、眼の安全レベル、または眼の安全レベルと拡張範囲レベルとの間の中間レベルのいずれかに減少させることができる。一実施形態では、中間レベルは物体１５からの航空機１０の距離に基づく。別の実施形態では、中間レベルは、物体の位置で眼の安全上の懸念を引き起こさないパワーレベルに対応することができる。言い換えれば、レーザーによって送信されるビームまたはパルスのパワーレベルは、ビームまたはパルスが人または動物に対する眼の安全上の懸念を引き起こさないように、ビームまたはパルスが物体に到達したときに、ビームまたはパルスが十分なエネルギーを消散してしまうように十分な量だけ減少される。さらに他の実施形態において、中間レベルは、物体のタイプ（たとえば、動物と人間は異なる中間レベルを有してよい）、または物体の速度（たとえば、より速く動く物体とより遅く動く物体は異なる中間レベルを有してよい）に基づくことができる。物体が地形（たとえば、山）の一部またはドローンであるときなどの、物体１５が眼の安全上の懸念を引き起こさない場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０のレーザーのパワーレベルを拡張範囲レベルで保ち続けることができる。
【００３３】
ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５が、ＬＩＤＡＲセンサ３０のレーザーのパワーレベルが減少されるべきであると決定すると、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、物体１５が位置するエリアまたはゾーンに対応するスキャン範囲の一部のみに対してパワーレベルを減少させることができる。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、センサ２０、３０ならびに検知および回避ロジック３５０からの情報を使用して、ＬＩＤＡＲセンサ３０に対する物体１５の位置または場所を決定することができる。ひとたび物体１５の場所が知られると、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、上で議論されたように、物体に対応するスキャン範囲の一部に対して、減少されたパワーレベルでＬＩＤＡＲセンサ３０のレーザーを動作させることができる。一実施形態では、ＬＩＤＲ制御ロジック３５５は、所望のマージンの誤差を提供するために、角度オフセットを加えた対象物１５の方向において、減少されたパワーでレーザーを動作させる。一実施形態では、角度オフセットは約±１０度であり得るが、他の実施形態では他のオフセットが可能である。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、拡張範囲レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲の残りを動作させることができる。スキャン範囲の残りに対して拡張範囲のパワーレベルを維持しながら、眼の安全上の懸念を有する物体のエリアまたはゾーンにおいてＬＩＤＡＲセンサ３０のパワーレベルを減少させることにより、ＬＩＤＡＲセンサ３０は、物体１５に関連付けられる人または動物に眼の安全上の懸念をもたらすことなく、拡張範囲で情報を受信し続けることができる。ひとたび物体１５がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲から移動すると、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、眼の安全上の懸念を有する新しい物体１５が検出されない限り、ＬＩＤＡＲセンサの全スキャン範囲に対して、拡張範囲レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーを動作させることができる。一実施形態では、ＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲内で眼の安全上の懸念を有する複数の物体１５が検出された場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、上で説明されたように、スキャン範囲内の物体１５の各々のパワーレベルを減少させることができる。
【００３４】
航空機１０が飛行経路の終わりに到達して着陸する準備をしているときなどの、航空機１０がクルーズモードから離陸／着陸モードに移行するにつれて、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０のレーザーのパワーレベルを拡張範囲レベルから眼の安全レベルに戻すように調整することができる。一実施形態では、航空機１０がホバリングモードを有するＶＴＯＬ航空機である（すなわち、航空機１０が事前定義された場所および高度を維持する）場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、異なるタイプのスキャンのためにＬＩＤＡＲセンサ３０の異なるパワーレベルを提供することができる。たとえば、ＬＩＤＡＲセンサからの垂直スキャンは眼の安全レベルであり得るが、ＬＩＤＡＲセンサ３０からの水平スキャンは、航空機１０の高度および航空機１０を取り巻く環境に応じて拡張範囲レベルであり得る。
【００３５】
ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、航空機１０がクルーズモードで動作しているときに検知および回避ロジック３５０から新しいデータが利用可能になるにつれて、動的にデータを処理するように構成される。たとえば、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、検知および回避ロジック３５０から、眼の安全上の懸念を有する物体１５がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲から出たか、またはＬＩＤＡＲセンサ３０に対する場所を変更したことのいずれかを示す新しいデータを受信することができる。物体１５がスキャン範囲を出た場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、拡張範囲レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーを動作させることができる。物体１５がＬＩＤＡＲセンサ３０の近くに移動した場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、（まだ眼の安全レベルにない場合）ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーへのパワーレベルを低下させることができ、物体１５がＬＩＤＡＲセンサ３０から離れて移動した場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、眼の安全上の懸念に依然として対処できる、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーへのパワーレベルを増加させることができる。
【００３６】
一実施形態では、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５が、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーからのビームまたはパルスが眼の安全上の懸念をすぐにもたらすと決定した場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、遮断システム３７に信号を送信して、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーがビームまたはパルスを送信することを防止または停止することができる。一例として、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５が最初にＬＩＤＡＲセンサ３０に近接した（たとえば、しきい値未満の距離にある）眼の損傷を受けやすい物体を検出した場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、そのパワーを減少させるのではなく、レーザーを完全に遮断することができる。一実施形態では、遮断システム３７は、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーがビームまたはパルスを送信することを防止するために閉じられ得るシャッター装置またはカバーを組み込むことができる。別の実施形態では、遮断システム３７は、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーからパワーを除去し、レーザーからのビームまたはパルスのいかなる送信も防止することができる切断スイッチを組み込むことができる。さらに他の実施形態では、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーによるパルスまたはビームの送信を防止するために、他の機械装置または電気装置が使用され得る。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、次いで、次の信号を遮断システム３７に送信して、ＬＩＤＡＲセンサ３０用のレーザーがビームまたはパルスを送信することを可能にする動作状態に戻ることができる。
【００３７】
航空機１０のＬＩＤＡＲセンサ３０の範囲およびパワーレベルを調整するためのシステム５の例示的な使用および動作が、図５を参照して以下により詳細に説明される。説明のために、航空機１０が地上に位置し、離陸動作を開始しようとしていると仮定する。
【００３８】
ステップ８０２において、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、航空機１０が地上に位置するか、または離陸動作を開始しているので、眼の安全なレベルでＬＩＤＡＲセンサ３０を動作させることができる。次いで、ステップ８０４において、航空機１０が航空機１０に関連付けられる事前定義された飛行特性を満たしている（たとえば、所定の飛行段階に到達している）かどうかに関して決定が行われる。事前定義された飛行特性は、高度の測定、特定の飛行構成（たとえば、ホバリング飛行もしくは前方飛行のための構成）への移行、または航空機の位置に対応してよい。さらに、所定の飛行段階に到達することは、航空機１０が事前定義された高度に達するかまたは新しい高度範囲に入ること、航空機が新しい飛行構成に移行すること（たとえば、ホバリング飛行用の構成と前方飛行用の構成との間を移行すること）、または航空機が飛行計画に沿って事前定義された位置に到達すること（たとえば、人口の少ない地域もしくは都市部への進入もしくは到着）のうちの１つ以上であり得る。一例として、ひとたび航空機１０が特定の高度（たとえば、巡航高度）に達するか、前方飛行用の構成に移行するか、または都市部から人口密度の低い地域に出ると、以下に説明されるように、ＬＩＤＡＲセンサの送信パワーが増加され得るように、眼の損傷のリスクは十分に減少することが想定され得る。
【００３９】
ステップ８０４を参照すると、航空機１０が飛行特性を満たさなかった場合、プロセスはステップ８０２に戻り、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、眼の安全レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０を動作させ続けることができる。しかしながら、航空機１０が飛行特性を満たしている場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ステップ８０６において拡張範囲レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０を動作させることができる。図６に示されたように、ＬＩＤＡＲセンサ３０は、航空機１０が巡航高度まで上昇している間、眼の安全レベルで動作させられ得る。ひとたび航空機１０が巡航高度に達すると、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３０のパワーレベルを拡張範囲レベルまで増加させることができる。
【００４０】
次に、ステップ８０８において、航空機１０が着陸動作を開始しているかどうかに関して決定が行われる。航空機１０が着陸動作を開始している場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、人または動物がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲内にあることが予想されるので、ステップ８１０においてＬＩＤＡＲセンサ３０を眼の安全なレベルで動作させることができ、プロセスは終了することができる。航空機１０がステップ８０８において着陸動作を行っていない場合、ステップ８１２において、航空機１０がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲内で物体１５を検出したかどうかに関して決定が行われ得る。検知および回避ロジック３５０は、センサ２０、３０から信号を受信して、ＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲内に物体１５が存在するかどうかに関して決定を行うことができる。検知および回避ロジック３５０がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲内で物体１５を検出しなかった場合、プロセスはステップ８０６に戻り、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、拡張範囲レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０を動作させ続けることができる。しかしながら、検知および回避ロジック３５０がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲内で物体１５を検出した場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、次に、ステップ８１４において、物体１５が眼の安全上の懸念をもたらすかどうかを決定することができる。上で説明されたように、物体１５が人または動物に関連付けられ、ＬＩＤＡＲセンサ３０に十分近い距離にある場合、物体１５は眼の安全上の懸念を有する。
【００４１】
ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５が、物体１５が眼の安全上の懸念をもたないと決定した場合、プロセスはステップ８０６に戻り、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、拡張範囲レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０を動作させ続けることができる。しかしながら、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５が、物体１５が眼の安全上の懸念を有すると決定した場合、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ステップ８１６において、物体１５の近くのＬＩＤＡＲセンサ３０のパワーレベルを減少させることができる。上で説明されたように、眼の安全上の懸念を有する物体１５に関連付けられるＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲の一部は、眼の安全レベル、または、物体１５とＬＩＤＡＲセンサ３０との間の対応する距離にある物体１５に関連付けられる人もしくは動物に対する、眼の損傷のリスクをもたらさない中間レベルのいずれかに対応する減少されたパワーレベルで動作させられ得る。
【００４２】
ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５が物体１５の近くのＬＩＤＡＲセンサ３０のパワーレベルを調節した後、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ステップ８１８において、物体がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲を出たかどうかを決定する。ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、検知および回避ロジック３５０から、物体１５がスキャン範囲を出たことを示す更新された情報を受信することにより、物体１５がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲を出たかどうかを決定することができる。物体１５は、ＬＩＤＡＲセンサのスキャン範囲から離れる方向もしくは高度に進むことにより、または衝突回避アルゴリズムの一部として航空機１０にその飛行経路もしくは高度を変更させることにより、ＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲を出ることができる。物体１５がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲を出ていない場合、プロセスはステップ８１６に戻り、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、上で説明されたように、スキャン範囲の対応する一部に対して減少されたパワーレベルでＬＩＤＡＲセンサ３０を動作させ続けることができる。しかしながら、物体１５がＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲を出た場合、プロセスはステップ８０６に戻り、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、拡張範囲レベルでＬＩＤＡＲセンサ３０を動作させることができる。
【００４３】
図７に示された例示的な一実施形態では、３つの物体１５（山、ドローン、およびヘリコプター）が、ＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲内で検出され得る。前述されたように、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、物体１５の各々を評価し、物体１５の各々に関連付けられる眼の安全上の懸念が存在するかどうかを決定することができる。ヘリコプターには人間がいることが予想されるので、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、ヘリコプターが眼の安全上の懸念を有すると識別し、ドローンおよび山が眼の安全上の懸念をもたないと識別する。ヘリコプターに関するＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５による決定に応答して、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、図８に示されたように、ヘリコプター周囲のエリアにおけるＬＩＤＡＲセンサ３０のパワーレベルを、拡張範囲レベルから減少範囲レベルに調節する。ＬＩＤＡＲセンサ３０とヘリコプターとの間の距離に応じて、減少範囲レベルは、眼の安全なレベルまたは中間レベルのいずれかであり得る。さらに、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５は、また図８に示されたように、ヘリコプターの位置の周囲のゾーンＺに対して減少範囲でＬＩＤＡＲセンサ３０を動作させることができる。ゾーンＺは、ＬＩＤＡＲセンサ３０からのビームまたはパルスがヘリコプター内の人に接触しないことを確実にするために、ヘリコプターの位置の周囲に角度オフセットを含む。図９は、ヘリコプターがＬＩＤＡＲセンサ３０のスキャン範囲を離れるまで、ヘリコプターの検出の結果として、ＬＩＤＡＲ制御ロジック３５５がＬＩＤＡＲセンサ３０の減少範囲レベルを提供する時間期間を示す。
【００４４】
上記は本開示の原理の単なる例示であり、本開示の範囲から逸脱することなく、当業者によって様々な修正が行われてよい。上で説明された実施形態は、限定ではなく例示の目的で提示されている。本開示はまた、本明細書に明示的に説明されたもの以外に多くの形態を取ることができる。したがって、本開示は、明示的に開示された方法、システム、および装置に限定されず、以下の特許請求の範囲の趣旨内にあるそれらの変形形態および修正形態を含むものとすることが、強調される。
【００４５】
さらなる例として、本明細書に図示され説明されたように、提供された構造、デバイス、および方法をさらに最適化するために、装置またはプロセスのパラメータ（たとえば、寸法、構成、構成要素、プロセスステップ順序など）の変形形態が作成されてよい。いずれにしても、本明細書に説明された構造およびデバイス、ならびに関連する方法は多くの適用例を有する。したがって、開示された主題は、本明細書に説明されたいかなる単一の実施形態にも限定されるべきでなく、むしろ、添付の特許請求の範囲による広がりおよび範囲内で解釈されるべきである。
【図１】
2020529583.tif 000003
【図２】
2020529583.tif 000004
【図３】
2020529583.tif 000005
【図４】
2020529583.tif 000006
【図５】
2020529583.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020529583.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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