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図面 (12)

課題

無人ビークル用の制御システムを提供する。

解決手段

無人ビークル用の制御システム(530)は、無人ビークルを制御するための一次自動操縦プロセス(500)を実施するように構成された第1の処理装置(302)を含む。制御システム(530)はさらに、第1の処理装置(302)と動作可能に通信するプログラマブル論理アレイ(325)を含む。制御システム(530)はまた、プログラマブル論理アレイ(325)に構成されたステートマシン(542)を含む。ステートマシン(542)は、第1の処理装置(302)の無効出力に応じて、バックアップ自動操縦プロセス(520)に従って無人ビークルの制御を可能にするように構成される。

概要

背景

無人ビークル(UV)は、機内パイロットがいないビークルである。典型的には、無人航空機UAV)などの(UV)は、パイロットによって、機内制御システムによって、または遠隔パイロットと機内制御システムとの組合せによって遠隔制御される。ほとんどの無人航空機は、ビークル動作を制御する制御システムを含む。多くの場合、UAV用の制御システムは、慣性航法システムおよび衛星航法システムなどの機内航法システムを含む1以上のビークル制御システムを含む。無人航空機は、飛行位置決めおよび操縦のための加速度計およびジャイロスコープなどの慣性航法センサ、ならびに一般的な位置決めおよび航路探索のための衛星ベース航法を使用することができる。加えて、ほとんどの制御システムは、画像のキャプチャまたはペイロード送達などの1以上のミッション制御機能を実行するための1以上のミッション制御システムを含む。典型的には、個々のハードウェア構成要素は、各ビークル制御システムおよび各ミッション制御システム用にUAVに搭載される。

概要

無人ビークル用の制御システムを提供する。無人ビークル用の制御システム(530)は、無人ビークルを制御するための一次自動操縦プロセス(500)を実施するように構成された第1の処理装置(302)を含む。制御システム(530)はさらに、第1の処理装置(302)と動作可能に通信するプログラマブル論理アレイ(325)を含む。制御システム(530)はまた、プログラマブル論理アレイ(325)に構成されたステートマシン(542)を含む。ステートマシン(542)は、第1の処理装置(302)の無効出力に応じて、バックアップ自動操縦プロセス(520)に従って無人ビークルの制御を可能にするように構成される。

目的

第1の出力を受信することに応じて、方法は、ステートマシンによって、一次自動操縦プロセスに従って無人ビークルを制御するために第2の出力を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

無人ビークル(10)用の制御システム(50、80、530)であって、前記無人ビークル(10)を制御するための一次自動操縦プロセス(500)を実施するように構成された第1の処理装置(302)と、前記第1の処理装置(302)と動作可能に通信するプログラマブル論理アレイ(325)と、前記プログラマブル論理アレイ(325)に構成され、前記第1の処理装置(302)の無効出力に応じて、バックアップ自動操縦プロセス(520)に従って前記無人ビークル(10)の制御を可能にするように構成されるステートマシン(542)とを備える、制御システム。

請求項2

前記一次自動操縦プロセス(500)が、前記無人ビークル(10)の1以上のビークル装置を制御することと関連付けられる第1の組のプロセッサ可読命令を含み、前記バックアップ自動操縦プロセス(520)が、前記第1の組のプロセッサ可読命令とは異なり、前記無人ビークル(10)の前記1以上のビークルデバイスを制御することと関連付けられる第2の組のプロセッサ可読命令を含む、請求項1に記載の制御システム。

請求項3

前記ステートマシン(542)が、前記第1の処理装置(302)の前記出力と関連付けられる第1の信号(670、672)を受信し、遠隔装置(550)の1以上の入力装置(554)のユーザ操作を介して前記無人ビークル(10)を制御するように構成された前記遠隔装置(550)の出力(650)と関連付けられる第2の信号(680、682)を受信し、前記第2の信号(680、682)が少なくとも1つの自動操縦入力に基づいて前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示すと、前記一次自動操縦プロセス(500)または前記バックアップ自動操縦プロセス(520)による前記無人ビークル(10)の制御を可能にし、かつ前記第2の信号(680、682)が前記自動操縦プロセス(500、520)に基づいて前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示さないとき、前記遠隔装置(550)による前記UAV(10)の制御を可能にするように構成される、請求項1に記載の制御システム。

請求項4

前記ステートマシン(542)が、前記第2の信号(680、682)が前記少なくとも1つの自動操縦入力に基づいて前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示すと、前記一次自動操縦プロセス(500)の有効出力に応じて前記一次自動操縦プロセス(500)による前記UAV(10)の制御を可能にするように構成される、請求項3に記載の制御システム。

請求項5

前記一次自動操縦プロセス(500)の前記出力と関連付けられる複数の第1のサーボコマンド(630)を受信し、前記バックアップ自動操縦プロセス(520)の出力(640)と関連付けられる複数の第2のサーボコマンド(660)を受信し、かつ前記遠隔装置(550)の前記出力(650)と関連付けられる複数の第3のサーボコマンドを受信するように前記プログラマブル論理アレイ(325)に構成されたマルチプレクサ(544)をさらに備える、請求項3に記載の制御システム。

請求項6

前記マルチプレクサ(544)が、前記ステートマシン(542)が前記一次自動操縦プロセス(500)による前記UAV(10)の制御を可能にすると、前記複数の第1のサーボコマンド(630)を出力するように構成され、前記マルチプレクサ(544)が、前記ステートマシン(542)が前記バックアップ自動操縦プロセス(520)による前記UAV(10)の制御を可能にすると、前記複数の第3のサーボコマンドを出力するように構成される、請求項5に記載の制御システム。

請求項7

前記マルチプレクサ(544)が、前記ステートマシン(542)が前記遠隔装置(550)による前記UAV(10)の制御を可能にすると、前記複数の第3のサーボコマンドを出力するように構成される、請求項5に記載の制御システム。

請求項8

前記マルチプレクサ(544)から複数の前記第3のサーボコマンドを受信するように構成された複数のバッファ(560)をさらに備える、請求項6に記載の制御システム。

請求項9

前記プログラマブル論理アレイ(325)が、フラッシュベースフィールドプログラマブルゲートアレイを備える、請求項1に記載の制御システム。

請求項10

無人ビークル(10)を制御するための方法(800)であって、プログラマブル論理アレイ(325)に構成されたステートマシン(542)によって、第1の処理システム(230)で実施される一次自動操縦プロセス(500)と関連付けられる第1の出力を監視するステップ(802)と、前記第1の出力を受信することに応じて、前記ステートマシン(542)によって、前記一次自動操縦プロセス(500)に従って前記無人ビークル(10)を制御するために第2の出力を提供するステップ(812)と、前記ステートマシン(542)によって、前記第1の出力と関連付けられる信号損失を検出するステップと、前記信号損失を検出することに応じて、前記ステートマシン(542)によって、第2の処理システム(232)で実施されるバックアップ自動操縦プロセス(520)に従って前記無人ビークル(10)を制御するために前記第2の出力を提供するステップ(814)とを含む、方法。

請求項11

前記方法(800)が、前記ステートマシン(542)によって、遠隔装置(550)の1以上の入力のユーザ操作を介して前記無人ビークル(10)を制御するように構成された制御装置と関連付けられる第3の出力を監視するステップ(804)と、前記第3の出力を受信することに応じて、前記ステートマシン(542)によって、前記第3の出力が前記一次自動操縦プロセス(500)に従って前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示すかを判定するステップと、をさらに含む、請求項10に記載の方法。

請求項12

第4の出力が前記一次自動操縦プロセス(500)に従って前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示すと、前記ステートマシン(542)によって、前記一次自動操縦プロセス(500)または前記バックアップ自動操縦プロセス(520)に従って前記無人ビークル(10)を制御するために前記第2の出力を提供するステップ(812、814)をさらに含む、請求項10に記載の方法。

請求項13

第4の出力が前記自動操縦プロセスに基づいて前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示さないとき、前記ステートマシン(542)によって、遠隔装置(550)を介して受信された1以上のユーザ入力に従って前記無人ビークル(10)を制御するために前記第2の出力を提供するステップ(808)をさらに含む、請求項10に記載の方法。

請求項14

前記プログラマブル論理アレイ(325)が、不揮発性フィールドプログラマブルゲートアレイを備える、請求項10に記載の方法。

技術分野

0001

本開示は、一般に、無人航空機に関し、より具体的には、無人航空機用の制御システムに関する。

背景技術

0002

無人ビークル(UV)は、機内パイロットがいないビークルである。典型的には、無人航空機(UAV)などの(UV)は、パイロットによって、機内制御システムによって、または遠隔パイロットと機内制御システムとの組合せによって遠隔制御される。ほとんどの無人航空機は、ビークル動作を制御する制御システムを含む。多くの場合、UAV用の制御システムは、慣性航法システムおよび衛星航法システムなどの機内航法システムを含む1以上のビークル制御システムを含む。無人航空機は、飛行位置決めおよび操縦のための加速度計およびジャイロスコープなどの慣性航法センサ、ならびに一般的な位置決めおよび航路探索のための衛星ベース航法を使用することができる。加えて、ほとんどの制御システムは、画像のキャプチャまたはペイロード送達などの1以上のミッション制御機能を実行するための1以上のミッション制御システムを含む。典型的には、個々のハードウェア構成要素は、各ビークル制御システムおよび各ミッション制御システム用にUAVに搭載される。

0003

開示される技術の態様および利点は、以下の説明に部分的に記載されており、または説明から明らかとなり、または本開示の実施を通して学ぶことができる。

0004

例示的な実施形態では、無人ビークル用の制御システムは、無人ビークルを制御するための一次自動操縦プロセスを実施するように構成された第1の処理装置を備える。制御システムは、第1の処理装置と動作可能に通信するプログラマブル論理アレイをさらに備える。加えて、制御システムは、プログラマブル論理アレイに構成されたステートマシンを備える。ステートマシンは、第1の処理装置の無効出力に応じて、バックアップ自動操縦プロセスに従って無人ビークルの制御を可能にするように構成される。

0005

別の例示的な実施形態では、無人航空機を制御するためのシステムオンモジュールは、第1の処理装置および第1のプログラマブル論理アレイを含む第1の処理システムを備える。第1の処理装置は、UAVを制御するための一次自動操縦プロセスを実施するように構成される。第1の処理装置は、一次自動操縦プロセスに基づいて出力を提供するようにさらに構成される。システムオンモジュールは、第2の処理装置および第2のプログラマブル論理アレイを含む第2の処理システムをさらに備える。より具体的には、第2のプログラマブル論理アレイは、第1の処理システムの有効出力に応じて、一次自動操縦プロセスに基づいてUAVの制御を可能にするように構成される。第2のプログラマブル論理アレイは、第1の処理システムの無効出力に応じて、バックアップ自動操縦プロセスに基づいてUAVの制御を可能にするようにさらに構成される。

0006

さらに別の例示的な実施形態では、無人ビークルを制御するための方法は、プログラマブル論理アレイに構成されたステートマシンによって、第1の処理システムで実施される一次自動操縦プロセスと関連付けられる第1の出力を監視するステップを含む。第1の出力を受信することに応じて、方法は、ステートマシンによって、一次自動操縦プロセスに従って無人ビークルを制御するために第2の出力を提供するステップを含む。方法は、ステートマシンによって、第1の出力と関連付けられる信号損失を検出するステップをさらに含む。信号損失を検出することに応じて、方法は、ステートマシンによって、第2の処理システムで実施されるバックアップ自動操縦プロセスに従って無人ビークルを制御するために第2の出力を提供するステップをさらに含む。

0007

開示される技術のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照することによってよりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成する添付の図面は、開示される技術の実施形態を例示し、説明と併せて開示される技術の原理を説明するのに役に立つ。

0008

本開示の完全かつ可能な開示は、その最良の形態を含み、当業者に向けられて、本明細書に記載されており、それは以下の添付の図を参照する。

図面の簡単な説明

0009

本開示の実施形態を実施することができる無人航空機(UAV)の一例を示すブロック図である。
バックプレーンおよびカードアーキテクチャを含むUAVの典型的な制御システムの一例を示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による機内制御システムを有するUAVの一例を示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による機内制御システムの制御ユニット制御モジュールを備える第1の回路基板を示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による第1の回路基板の第1の処理システムを示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による第1の回路基板の第2の処理システムを示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による制御ユニットのキャリアモジュールを備える第2の回路基板を示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による無人航空機用の制御システムを示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による制御システムの一部を示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による例示的な自動操縦制御システムを示すブロック図である。
本開示の例示的な実施形態による無人航空機を制御するための方法を示すフローチャートである。

実施例

0010

ここで、本開示の実施形態を詳細に参照するが、その1以上の例が図面に示されている。各例は、説明の目的で提示されており、開示される実施形態を限定するものではない。実際には、特許請求の範囲の範囲および精神から逸脱せずに、本開示において様々な修正および変更を加えることができることは、当業者には明らかであろう。例えば、例示的な実施形態の一部として図示または記載する特徴は、別の実施形態と共に用いて、なおさらなる実施形態を得ることができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内にあるそのような修正および変更を包含することが意図されている。

0011

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用する場合、単数形「1つの(a、an)」および「その(the)」は、別段文脈において明確に示されない限り、複数の指示対象を含む。数値と組み合わせた用語「約」の使用は、記載された量の25%以内を指す。

0012

本開示の例示的な態様は、無人航空機(UAV)を制御するためのシステムおよび方法に関し、より具体的には、制御システムを使用して無人航空機および無人航空機のビークル装置を制御するためのシステムおよび方法に関する。例示的な実施形態では、制御システムは、1以上の処理システムを含んでもよい。例えば、第1の処理装置および第2の処理装置を有する処理システムを含む制御基板を設けてもよい。加えて、処理システムは、UAVの動作の必要性に適した信頼性が高く、構成可能であり、かつ認証可能なソフトウェア構成を提供するために、フィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)などのプログラマブル論理アレイを含んでもよい。

0013

本開示の例示的な実施形態によれば、制御システムは、人間のオペレータからの支援なしにUAVを制御するための一次自動操縦プロセスを実施するように構成された第1の処理装置を含むことができる。制御システムは、第1の処理装置と動作可能に通信するプログラマブル論理アレイを含んでもよい。加えて、制御システムは、プログラマブル論理アレイに構成されたステートマシンを含んでもよい。ステートマシンは、一次自動操縦プロセスの出力と関連付けられる1以上の信号を監視するように構成されてもよい。このようにして、ステートマシンは、一次自動操縦プロセスの無効出力を検出することができる。加えて、ステートマシンは、無効出力に応じて、バックアップ自動操縦プロセスに従ってUAVの制御を可能にするように構成することができる。このようにして、一次自動操縦プロセスとバックアップ自動操縦プロセスとの間でスイッチする能力は、一次自動操縦プロセスが危険にさらされたときにUAVの損失を防止する。

0014

例示的な実施形態では、ステートマシンは、遠隔装置の1以上の入力装置ユーザ操作を介してUAVの動作を制御するために使用され得る遠隔装置の出力を監視するようにさらに構成されてもよい。例えば、ステートマシンは、第1の信号および第2の信号を受信してもよい。第1の信号は、一次自動操縦プロセスの出力と関連付けられてもよい。第2の信号は、遠隔装置の出力と関連付けられてもよい。

0015

第1および第2の信号に基づいて、ステートマシンは、UAVが一次自動操縦プロセス、バックアップ自動操縦プロセス、または遠隔装置によって制御されるべきかを判定してもよい。一例として、ステートマシンは、第2の信号が人間のオペレータからの支援なしにUAVを制御するためのユーザ選択を示すと、一次自動操縦プロセスまたはバックアップ自動操縦プロセスによるUAVの制御を可能にしてもよい。より具体的には、第1の信号が一次自動操縦プロセスの出力が有効出力であることを示す場合、次にステートマシンは、一次自動操縦プロセスによるUAVの制御を可能にする。そうでなければ、ステートマシンは、バックアップ自動操縦プロセスによるUAVの制御を可能にする。

0016

いくつかの例では、第2の信号は、人間のオペレータからの支援なしにUAVを制御するためのユーザ選択を示さなくてもよい。加えて、第2の信号は、失われるか、または復号することができない場合がある。そのような例では、ステートマシンは、遠隔装置によるUAVの制御を可能にする。このようにして、ユーザは、遠隔装置の1以上の入力装置のユーザ操作を介してUAVの動作を手動で制御することができる。しかしながら、何らかの理由でステートマシンが第2の信号を受信することを停止した場合、ステートマシンは、バックアップ自動操縦プロセスによるUAVの制御を可能にするように構成される。このようにして、UAVは、信号損失にもかかわらず動作し続けることができる。

0017

例示的な実施形態では、制御システムは、プログラマブル論理アレイに構成されたマルチプレクサを含む。より具体的には、マルチプレクサは、一次自動操縦プロセスの出力と関連付けられる複数の第1のサーボコマンド、バックアップ自動操縦プロセスの出力と関連付けられる複数の第2のサーボコマンド、および遠隔装置の出力と関連付けられる複数の第3のサーボコマンドを受信するように構成されてもよい。加えて、マルチプレクサは、ステートマシンによって提供される出力を受信してもよい。いくつかの例では、ステートマシンによって提供される出力は、マルチプレクサがUAVの1以上の制御面(例えば、アクチュエータ)を制御するように構成された1以上のサーボに提供する出力として、複数の第1のサーボコマンド、複数の第2のサーボコマンド、または複数の第3のサーボコマンドを選択するようにマルチプレクサに指示する。このようにして、本開示の制御システムは、自動操縦プロセスの利用可能性を向上させる。

0018

開示される技術の実施形態は、特に無人航空機の分野において、多数の技術的利益および利点を提供する。一例として、本明細書に記載の技術は、小型で軽量の電子的解決策を使用して無人航空機(UAV)の制御を可能にする。統合された処理システムを有する回路基板は、UAVの複数のビークル制御プロセスおよびミッション制御プロセスを提供するハードウェア実装の低減を可能にする。加えて、そのような解決策は、航空用途の高度な認証要件を満たすことができるバックアップ機能および複数のフェイルポイント実装を提供する。さらに、そのような処理システムを入力/出力(I/O)インターフェースを提供する1以上の回路基板と共にハウジングに統合することにより、スペースおよび重量の要件をさらに軽減することが可能になる。

0019

開示される技術の実施形態はまた、コンピューティング技術の分野において多数の技術的利益および利点を提供する。例えば、開示されるシステムは、UAV用途の様々な要求を満たすために多様なコンピューティング環境を提供することができる。複数の集積回路にわたる複数の処理装置は、用途統合のための一連高速処理オプションを提供する。ビークルおよびミッション制御プロセスは、重要度および性能の必要性に応じて様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア区画割り当てることができる。さらに、単一の集積回路で対応する処理装置と統合することによってこれらの処理装置に密接に結合された埋め込み型フィールドプログラマブルゲートアレイは、さらなる多様性を提供する。

0020

開示されるシステムは、自動操縦システムの動作を可能にするための冗長性を有する軽量の検証可能な解決策を提供する。一次およびバックアップ自動操縦システムを有する単一の制御ボックスで提供される固有の解決策は、様々な機関によるUAVの認証要件を満たすことができる。さらに、システムを異種動作環境に設けることによって、UAVの1以上の制御システムの利用可能性の向上を達成することができる。例えば、一次自動操縦システムを高い処理能力を有する処理装置に設けることによって、堅牢で効果的な自動操縦システムを提供することができる。さらにまた、バックアップ自動操縦システムを、例えばフラッシュベースのFPGAに設けることによって、バックアップ自動操縦システムを最小限の遅延で可能にすることができる。このバックアップ自動操縦システムは、一次自動操縦が危険にさらされるような状況において望ましいものである。

0021

図1は、例示的な無人航空機(UAV)UAV10の概略図である。UAV10は、機内パイロットがいなくても飛行可能なビークルである。例えば、限定はしないが、UAV10は、固定翼航空機チルトロータ航空機ヘリコプタクワッドプタなどのマルチロータドローン航空機、小型軟式飛行船飛行船、または他の航空機であってもよい。

0022

UAV10は、少なくとも1つの推進移動(PM)装置14を含む複数のビークル装置を含む。PM装置14は、制御された力を発生し、かつ/またはUAV10の場所、配向、もしくは位置を維持もしくは変更する。PM装置14は、推力装置または制御面であり得る。推力装置は、推進力または推力をUAV10に提供する装置である。例えば、限定はしないが、推力装置は、モータ駆動プロペラジェットエンジン、または他の推進源であり得る。制御面は、制御面を通過する空気流の偏向に起因する力を提供する制御可能面または他の装置である。例えば、限定はしないが、制御面は、エレベータラダーエルロンスポイラフラップスラットエアブレーキ、またはトリム装置であってもよい。様々なアクチュエータ、サーボモータ、および他の装置を使用して、制御面を操作することができる。PM装置14はまた、プロペラもしくはロータブレードピッチ角を変えるように構成された機構、またはロータブレードの傾斜角を変えるように構成された機構であってもよい。

0023

UAV10は、限定はしないが、制御ボックス100と、地上制御ステーション図1には図示せず)と、少なくとも1つのPM装置14とを含む機内制御システムを含む本明細書に記載のシステムによって制御されてもよい。UAV10は、例えば、限定はしないが、地上制御ステーションからUAV10によって受信されたリアルタイムコマンド、地上制御ステーションからUAV10によって受信された一組の事前プログラムされた命令、機内制御システムに記憶された一組の命令および/もしくはプログラミング、またはこれらの制御の組合せによって制御されてもよい。

0024

リアルタイムコマンドは、少なくとも1つのPM装置14を制御することができる。例えば、限定はしないが、リアルタイムコマンドは、機内制御システムによって実施されると、スロットル調整、フラップ調整、エルロン調整、ラダー調整、または他の制御面もしくは推力装置調整を行う命令を含む。

0025

いくつかの実施形態では、リアルタイムコマンドは、1以上の二次装置12など、UAV10の追加のビークル装置をさらに制御することができる。二次装置12は、UAVの推進または移動を指示する1以上の二次機能を実行するように構成された電気または電子装置である。二次装置は、UAVの推進または移動に関連し得るが、典型的には、ビークル推進の直接制御または運動制御とは無関係に、1以上のビークルまたはミッション機能を提供することができる。例えば、二次装置は、オブジェクトの検出および追跡に使用されるカメラまたは他のセンサなどのミッション関連装置を含んでもよい。二次装置12の他の例は、LIDAR/SONAR/RADARセンサ、GPSセンサ通信装置航法装置、および様々なペイロード送達システムなどのセンサを含んでもよい。例えば、限定はしないが、リアルタイムコマンドは、機内制御システムによって実施されると、カメラに画像をキャプチャさせる、通信システムにデータを送信させる、または処理構成要素に1以上の処理要素をプログラムまたは構成させる命令を含む。

0026

UAV10は、限定ではなく例として示されている。本開示の多くは無人航空機に関して説明されているが、開示される技術の実施形態は、無人海洋ビークルおよび無人地上ビークルなど、任意の無人ビークル(UV)と共に使用されてもよいことが理解されよう。例えば、開示される制御システムは、無人ボート、無人潜水艦無人車、無人トラック、または移動可能な任意の他の無人ビークルと共に使用されてもよい。

0027

図2は、UAVの典型的な制御システム50の一例を示すブロック図である。この例では、制御システムは、複数のカードスロット71、72、73、74、75を有するバックプレーン60を使用して形成される。各カードスロットは、所定の組の機械的および電気的基準を満たすカードを受け取るように構成される。各カードは、典型的には、特定のビークルまたはミッション制御機能を実行するように構成された1以上の集積回路を含む1以上の回路基板を含む。カードスロットは、カード、ならびにカードとその下にあるバスとの間の電気的接続構造的サポートする。第1のカードスロット71に設置されたCPUカード61、第2のカードスロット72に設置された共処理カード62、およびカードスロット73、74、75にそれぞれ設置されたアドオンカード63、64、65を有する特定の例が示されている。例として、CPUカード61は、プロセッサPCI回路スイッチング回路、およびカード61をカードスロット71に構造的および電気的に接続するように構成された電気コネクタを有する回路基板を含んでもよい。同様に、共処理カード62は、プロセッサ、PCI回路、スイッチング回路、およびコネクタを含んでもよい。

0028

アドオンカード63、64、65は、1以上のビークルおよび/またはミッション機能を実行するように構成された任意の数および種類のカードを含むことができる。アドオンカードの例は、入力/出力(I/O)カード、ネットワークカード、操縦および航法機能カードセンサインターフェースカード(例えば、カメラ、レーダなど)、ペイロードシステム制御カード、画像処理装置(GPU)カード、ならびに特定の種類のビークルおよび/またはミッション機能の任意の他のカードを含む。

0029

図2のような典型的なバックプレーンアーキテクチャは、各カードが任意の他のスロットのカードと通信することを可能にするスイッチ66を含む。異なる種類のバックプレーンアーキテクチャを定義するための様々な基準を含む、多数の例が存在する。例えば、スイッチ66はカードスロット71、72、73、74、75とは別に示されているが、いくつかのアーキテクチャは、中央スイッチをバックプレーンの特定のスロットに載置することができる。いずれの場合も、ノード装置は、スイッチを介して互いに通信することができる。5つのカードスロットが図2に示されているが、バックプレーンは、任意の数のカードスロットを含んでもよい。

0030

図2のようなバックプレーンアーキテクチャを利用するUAVの機内制御システムは、何らかの機能制御を提供するのに効果的であり得る。加えて、そのようなアーキテクチャは、ハードウェアの変更を通じていくらかの構成可能性を提供することができる。しかしながら、従来のバックプレーンアーキテクチャは、UAVの実装においていくつかの欠点を有し得る。例えば、電気的および機械的接続を組み合わせて複数のカードに結合するバックプレーンの構造的性能は、一部のUAVの高応力環境にはあまり適していない場合がある。振動、温度、および他の要因により、機械的および/または電気的な障害がバックプレーンの1以上のカードに発生することがある。加えて、そのようなアーキテクチャは、かなりのスペースおよび重量を必要とするが、処理能力は限られている。各カードは、典型的には、コネクタ、スイッチング回路、通信回路などを含むそれ自体の回路基板を含む。各回路基板がこれらの共通の機能のためにそれ自体の回路を必要とするので、バックプレーンアーキテクチャは、比較的高い重量とスペースの要件を提示し得る。さらに、これらの種類のシステムのコンピューティング能力および容量は、典型的には、複数のカードのアプローチによって制限される。カード間および様々な処理要素間の通信は、計算能力の低下を招く可能性がある。

0031

図3は、開示される技術の実施形態による制御システム80を含む無人航空機(UAV)10を示すブロック図である。制御システム80は、ビークルおよびミッション機能の集中制御を提供する制御ボックス100を含む。制御ボックスは、内部を画定するハウジング110を含む。第1の回路基板120および第2の回路基板122は、ハウジング110の内部内に配置され、I/Oコネクタ126は、後述するように第2の回路基板122からハウジング110を通って延びる。制御ボックス100は、制御ボックス100の電気構成要素から熱を放散するために設けられたヒートシンク118を含む。例示的な実施形態では、ヒートシンク118は、後述するようにハウジング110の少なくとも一部を形成することができる。制御システム80は、ビークルまたはミッション制御プロセスを実行する追加の制御ユニットまたは他の要素などの追加の構成要素を含んでもよい。

0032

いくつかの実装では、第1の回路基板120は、UAV10のビークルおよびミッション制御プロセスを制御するための制御モジュールを備え、第2の回路基板122は、UAVの制御ユニットと様々なPM装置および二次装置との間の通信インターフェースを提供するためのキャリアモジュールを備える。

0033

いくつかの例では、第1の回路基板120は、各々が様々なビークルおよびミッション機能の管理を提供するための再構成可能な処理アーキテクチャを有する、複数の異種処理システムを含む。再構成可能な機能を有する複数の異種処理システムは、無人航空機によって実行される多様な機能、ならびにこれらのビークルに典型的には必要とされる高度な認証に適している。

0034

例示的な実施形態では、第2の回路基板122は、第1の回路基板120とUAV10の様々なPM装置および二次装置との間のインターフェースを提供するキャリアモジュールである。例えば、図3は、推力装置30と、制御面32と、位置決めシステム34とを含む一組のPM装置を示す。加えて、図3は、画像センサ20と、レーダセンサ22と、LIDARセンサ24と、ソナーセンサ26と、GPSセンサ28と、ペイロード送達システム36と、通信システム38とを含む一組の二次装置を示す。第2の回路基板122は、第1の回路基板の対応するI/Oコネクタに接続するI/Oコネクタと、ハウジングから延びるI/Oコネクタとを含むことができる。加えて、第2の回路基板は、ハウジングから延びる複数のセンサコネクタを含むことができる。第2の回路基板は、データを送受信するために使用される関連する電子回路を含む通信または入力/出力(I/O)インターフェースを提供し得る。より具体的には、通信インターフェースは、第2の回路基板の様々な集積回路のいずれかの間、および第2の回路基板と他の回路基板との間でデータを送受信するために使用することができる。例えば、アイテムインターフェースは、I/Oコネクタ126、I/Oコネクタ238、および/またはI/Oコネクタ124を含んでもよい。同様に、インターフェース回路のいずれか1つの通信インターフェースは、別の航空機、センサ、他のビークル装置、および/または地上制御装置などの外部の構成要素と通信するために使用することができる。通信インターフェースは、適切な有線または無線通信インターフェースの任意の組合せであり得る。

0035

いくつかの例では、制御ボックス100は、追加の構成要素を含んでもよい。例えば、別の実施形態では、メザニンカードなどの第3の回路基板を制御ボックス100内に設けることができる。第3の回路基板は、いくつかの例では、1以上の不揮発性メモリアレイを含んでもよい。例えば、ソリッドステートドライブSSD)は、メザニンカードの1以上の集積回路として設けられてもよい。さらに、制御ボックス100は、制御モジュールを形成する追加の回路基板と、追加のキャリアモジュールを形成する追加の回路基板とを含むことができる。

0036

図4は、開示される技術の例示的な実施形態による第1の回路基板120を説明するブロック図である。図4では、第1の回路基板120は、無人航空機(UAV)の制御モジュール(例えば、制御基板)として構成される。例示的な実施形態では、第1の回路基板120は、システムオンモジュール(SOM)カードである。第1の回路基板120は、第1の処理システム230と、第2の処理システム232と、メモリブロック234と、I/Oコネクタ238とを含む。

0037

第1および第2の処理システムは、任意の適切な数の個々のマイクロプロセッサ電源記憶装置、インターフェース、および他の標準的な構成要素を含むか、またはそれらと関連付けることができる。処理システムは、任意の数のソフトウェアプログラム(例えば、ビークルおよびミッション制御プロセス)または航空機10の動作に必要な様々な方法、プロセスタスク、計算、および制御/表示機能を行うように設計された命令を含むか、またはそれらと協働することができる。メモリブロック234は、限定はしないが、対応する処理システムをサポートするように構成されたSDRAMなどの任意の適切な形態のメモリを含んでもよい。例えば、第1のメモリブロック234は、第1の処理システム230をサポートするように構成されてもよく、第2のメモリブロック234は、第2の処理システム232をサポートするように構成されてもよい。任意の数および種類のメモリブロック234を、使用してもよい。例として、各々が個々の集積回路を備える4つのメモリブロックが第1の処理システム230をサポートするために設けられてもよく、2つのメモリブロックが第2の処理システム232をサポートするために設けられてもよい。

0038

I/Oコネクタ238は、第1の回路基板120の第1の面から延び、第2の回路基板122への動作可能な通信リンクを提供する。

0039

第1の処理システム230および第2の処理システム232は、開示される技術の例示的な実施形態では、UAV10の多様で安定した必要性に適した異種の再構成可能なコンピューティングアーキテクチャを形成する。第1の処理システム230は、第1の処理プラットフォームを形成する1以上の処理装置302と、第2の処理プラットフォームを形成する1以上のプログラマブル論理回路304とを含む。例として、1以上の処理装置302は、中央処理装置を含んでもよく、プログラマブル論理回路304は、RAMベースのフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)などの揮発性プログラマブル論理アレイを含んでもよい。任意の数および種類の処理装置を、処理装置302に使用してもよい。複数の処理装置302およびプログラマブル論理回路304は、いくつかの実施形態では、一般に処理回路と呼ばれる第1の集積回路内に設けることができる。

0040

第2の処理システム232は、第3の処理プラットフォームを形成する1以上の処理装置322と、第4の処理プラットフォームを形成する1以上のプログラマブル論理回路324とを含む。例として、1以上の処理装置302は、共処理装置を含んでもよく、プログラマブル論理回路324は、フラッシュベースのFPGAを含んでもよい。任意の数および種類の処理装置を、処理装置322に使用してもよい。1以上の処理装置322およびプログラマブル論理回路324は、いくつかの実施形態では、処理回路とも呼ばれる第2の集積回路内に設けることができる。

0041

各処理システムにおいて異なる処理装置の種類ならびに異なるプログラマブル論理回路の種類を設けることによって、第1の回路基板120は、高応力用途のUAVの処理および動作要件に固有に適した異種コンピューティングシステムを提供する。例えば、RAMベースとフラッシュベースのFPGA技術を組み合わせることで、UAV用途に両方の長所を活かすことができる。異種処理装置302および322ならびに異種プログラマブル論理回路304および324の固有の能力は、ハードウェアとソフトウェアの両方の区画化動作環境をサポートする。ビークルおよびミッション制御プロセスは、重要度と性能の必要性に応じて異なる区画に割り当てることができる。これにより、重要な動作に適した制御および監視アーキテクチャが提供される。例えば、不可逆的な重要な機能を制御するためのオンオフまたはレッドグリーンアーキテクチャが提供される。さらなる例として、フィールドプログラマブルゲートアレイの1以上は、機内センサ処理のためのファブリックアクセラレータを提供するように構成されてもよい。

0042

図5は、開示される技術の例示的な実施形態による第1の処理システム230のさらなる詳細を説明するブロック図である。図5では、第1の処理システム230は、図4で説明するような3つの処理装置302を含む。より具体的には、第1の処理システム230は、アプリケーション処理装置APU)306と、画像処理装置(GPU)308と、リアルタイム処理装置(RPU)310とを含む。処理装置306、308、310の各々は、SDRAMなどの任意の数および種類のメモリを含むことができるメモリ312によってサポートされ得る。各処理装置は、処理回路と呼ばれる個々の集積回路に実装される。一例では、APU306は、第1の処理回路に形成され、4つのプロセッサを備えるクアッドコア処理装置を含む。RPU310は、第3の処理回路に形成され、2つのプロセッサを備えるデュアルコア処理装置を含む。GPU308は、第3の処理回路に形成され、単一のコア処理装置を含む。第4の処理装置は、以下に説明するように第2の処理システムに対して設けられる。スイッチファブリック316は、処理システム230の様々な構成要素を接続する。スイッチファブリック316は、例えば、いくつかの例では、低電力スイッチと、中央スイッチとを含んでもよい。通信インターフェース314は、第1の処理システム230を第1の回路基板120に結合する。

0043

プログラマブル論理回路304は、揮発性プログラマブル論理アレイ305を含む。例示的な実施形態では、論理アレイは、RAM論理ブロックまたはメモリセルを含むRAMベースの浮動小数点ゲートアレイなどのRAMベースのプログラマブル論理アレイ305を含むことができる。揮発性プログラマブル論理アレイ305は、通信インターフェース314を介して第1の処理システムに提供される構成データでプログラムすることができる。例えば、RAMベースのFPGAは、ラッチアレイを備える組織内など、アレイの静的メモリに構成データを記憶することができる。論理ブロックは、プログラマブル論理回路304が開始または電源投入されたときにプログラム(構成)される。構成データは、外部メモリ(例えば、後述するような第1の回路基板120の不揮発性メモリまたはメザニン基板)から、または(例えば、第2の回路基板122を使用して)UAV10の外部ソースから論理アレイ305に提供され得る。RAMベースのFPGAは、高レベルの構成可能性および再構成可能性を提供する。図示されていないが、論理アレイ305は、イーサネット登録商標)インターフェースおよびPCIインターフェースなどの様々なプログラムされた回路、ならびに本明細書に記載の様々なビークルおよびミッション制御プロセスを含むことができる。

0044

図6は、開示される技術の例示的な実施形態による第2の処理システム232のさらなる詳細を説明するブロック図である。図6では、第2の処理システム232は、アプリケーション処理装置(APU)326と、メモリ332とを含む。一例では、APU326は、第2の処理回路に形成され、4つのプロセッサを備えるクアッドコア処理装置を含む。メモリ332は、SDRAMなどの任意の数および種類のメモリを含んでもよい。スイッチファブリック336は、処理システム232の様々な構成要素を接続する。通信インターフェース334は、第2の処理システム232を第1の回路基板120に結合する。

0045

プログラマブル論理回路324は、不揮発性プログラマブル論理アレイ325を含む。例示的な実施形態では、論理アレイ325は、フラッシュ論理ブロックまたはメモリセルを含むフラッシュベースの浮動小数点ゲートアレイなどのフラッシュベースのプログラマブル論理アレイ325を含むことができる。不揮発性プログラマブル論理アレイ325は、通信インターフェース334を介して第2の処理システムに提供される構成データでプログラムすることができる。例えば、フラッシュベースのFPGAは、構成データをアレイの不揮発性メモリに記憶することができる。フラッシュメモリは、RAMベースのメモリが不要になるように、構成データを記憶するための一次リソースとして使用される。構成データが不揮発性メモリ内に記憶されるので、起動時または電源投入時に構成データを論理アレイに読み出す必要はない。そのため、フラッシュベースの論理アレイは、電源投入時に直ちにアプリケーションを実施することができる。さらに、構成データの外部記憶は、必要とされない。フラッシュベースの論理アレイは、論理アレイに現在記憶されている構成データを上書きするために更新された構成データを提供することによって再プログラムまたは再構成することができる。フラッシュベースの論理アレイは、RAMベースの論理アレイよりも消費する電力が少なく、かつ干渉に対してより多くの保護を提供することができる。図示されていないが、論理アレイ325は、本明細書に記載の様々なビークルおよびミッション制御プロセスなどのための様々なプログラムされた回路を含むことができる。一例では、論理アレイ325は、機内センサ処理のための少なくとも1つのFPGAファブリックアクセラレータを含んでもよい。

0046

図7は、開示される技術の例示的な実施形態による第2の回路基板122のさらなる詳細を示すブロック図である。図7では、第2の回路基板122は、無人航空機(UAV)のキャリアモジュール(例えば、キャリアカード)として構成される。第2の回路基板122は、制御ボックス100にI/O能力を提供するインターフェース回路などの複数の集積回路を含む。インターフェース回路は、センサコネクタを介してUAVの複数のビークル装置の出力を受信するように構成される。インターフェース回路は、I/Oコネクタ124を介して第1の回路基板にビークル装置の出力に基づいてビークル装置データを提供する。第2の回路基板122は、制御ボックス100のハウジングから延びてUAV10のPM装置および二次装置への動作可能な通信リンクを提供するI/Oコネクタ126を含む。加えて、第2の回路基板122は、第2の回路基板122の第1の面から延びて第1の回路基板120への動作可能な通信リンクを提供するI/Oコネクタ124を含む。図示されていないが、第2の回路基板122は、例えばソリッドステートドライブを含むメザニンカードに結合するための追加のI/Oコネクタを含んでもよい。I/Oコネクタ126、124、および238のいずれか1つまたはそれらの組合せは、第2の回路基板のインターフェース回路と第1の回路基板の第1および第2の処理システムとの間にI/Oインターフェースを形成することができる。

0047

図7は、制御ボックス100の特定の実装で使用され得るような特定の組のインターフェース回路を説明する。しかしながら、特定の実装に適したものであれば、任意の数および種類のインターフェース回路を使用してもよいことが理解されよう。第2の回路基板122は、LIDAR/SONARインターフェース420、Pitot/静的インターフェース422、電気光学グリッド参照システムEOGRS)受信機インターフェース424、および第1の回路基板120と通信するための第1の回路基板インターフェース432などの複数のインターフェース回路を含む。第2の回路基板122はまた、ソフトウェア無線426、航法システム428、コントローラエリアネットワークバス(CANBUS)430、および電源434などのインターフェース回路を含む。いくつかの実施形態では、航法システム428は、慣性測定センサなどの様々なセンサを含む、統合航法センサスイートを提供する集積回路である。加えて、第2の回路基板122は、UAV10の複数のビークル装置(例えば、PM装置または二次装置)と動作可能に通信する多数のインターフェース回路を含む。複数のセンサコネクタ458が、UAV10のビークル装置に結合するために制御ボックス100のハウジングから延びる。

0048

図7の特定の例では、1以上のパルス幅変調器(PWM)402が、第1のセンサコネクタ458を介して1以上のサーボ442と動作可能に通信する。PWMサーボコマンドインターフェースが示されているが、他の種類のサーボコマンドインターフェースが使用されてもよい。例えば、アナログ電圧電流ループ、RS−422、RS−485、MILSTD−1553は、すべて可能なサーボ制御信号の例である。GPS受信機404は、第2のセンサコネクタ458を介して1以上のGPSアンテナ444と動作可能に通信する。GPSアンテナ444は、GPSセンサ28の一例である。データリンク受信機406は、第3のセンサコネクタ458を介して1以上のデータリンクアンテナ446と動作可能に通信する。シリアル受信リンク(SRXL)入力408は、第4のセンサコネクタ458を介してパイロットインコントロール(PIC)受信機448と動作可能に通信する。プログラマブル電源ユニット(PSU)410は、第5のセンサコネクタ458を介してサーボ電源450と動作可能に通信する。1以上の比較器412は、第6のセンサコネクタ458を介して1以上の個別入力452と動作可能に通信する。1以上のドライバ414は、第7のセンサコネクタ458を介して1以上の個別出力454と動作可能に通信する。1以上のアナログ−デジタル変換器ADC)416は、第8のセンサコネクタ458を介して1以上のアナログ入力456と動作可能に通信する。

0049

図8は、開示される技術の実施形態による第1の回路基板120(図5)の一例を示すブロック図である。図8は、第1の回路基板120の特定の実装を示す。図8は、前述のような第1の処理システム230および第2の処理システム232を示す。説明を明確にするために、処理システム230および232の構成要素のサブセットのみが示されている。処理装置302と、揮発性プログラマブル論理アレイ305とを含む第1の処理システム230の簡略版が示されている。第2の処理システム232は、処理装置322およびプログラマブル論理アレイ305と共に示されている。

0050

ここで図8および図9を組み合わせて参照すると、第1の処理システム230は、人間のオペレータ(例えば、パイロット)からの支援なしにUAVを案内する一次自動操縦プロセス500を実施するように構成される。例として、一次自動操縦プロセスは、メモリ312(図5)に記憶されてRPU310(図5)によって実施される第1の組のプロセッサ可読命令に基づいて実施されてもよい。示すように、一次自動操縦プロセス500は、航法システム428からセンサデータ610を受信し、第1の処理システム230の揮発性プログラマブル論理アレイ305に提供され得る出力620を生成する。示すように、揮発性プログラマブル論理アレイ305は、一次自動操縦プロセス500の出力620を受信し、1以上の第1のサーボコマンド630を生成するサーボコマンド生成ユニット510を含むように構成され得る。例示的な実施形態では、サーボコマンド生成ユニット510によって生成された1以上の第1のサーボコマンド630は、PWMサーボコマンドとすることができる。しかしながら、サーボコマンド生成ユニット510は、任意の適切な方法を介して1以上の第1のサーボコマンド630を生成するように構成されてもよいことを理解されたい。

0051

第2の処理システム232は、人間のオペレータからの支援なしにUAVを案内するバックアップ自動操縦プロセス520を実施するように構成することができる。例として、バックアップ自動操縦プロセス520は、メモリ332(図6)に記憶されてAPU326(図6)によって実施される第2の組のプロセッサ可読命令に基づいて実施されてもよい。例示的な実施形態では、第2の組のプロセッサ可読命令は、一次自動操縦プロセス500を実装するためにRPU326(図5)によって実施される第1の組のプロセッサ可読命令とは異なり得る。より具体的には、第1の組のプロセッサ可読命令は、第2の組のプロセッサ可読命令に含まれていない1以上の機能を含むことができる。このようにして、バックアップ自動操縦プロセス520は、一次自動操縦プロセス500の簡略版とすることができる。

0052

示すように、バックアップ自動操縦プロセス520は、航法システム428からセンサデータ610を受信し、第2の処理システム232の不揮発性プログラマブル論理アレイ325に提供され得る出力640を生成する。示すように、不揮発性プログラマブル論理アレイ325は、自動操縦制御システム530を含むように構成され得る。例示的な実施形態では、自動操縦制御システム530は、サーボコマンド生成ユニット510によって生成された1以上のサーボコマンド630を受信する。自動操縦制御システム530はまた、バックアップ自動操縦プロセス520によって生成された出力640を受信することができる。

0053

例示的な実施形態では、自動操縦制御システム530はまた、遠隔装置550の出力650を受信することができる。より具体的には、遠隔装置550は、第2の回路基板122を介して第2の処理システム232に通信可能に結合することができる。いくつかの例では、遠隔装置550は、ディスプレイ552と、1以上のユーザ入力装置554(例えば、ジョイスティック)とを含む。したがって、出力650は、1以上の入力装置554を操作する人間のオペレータ(例えば、地上パイロット)に応じて生成され得る。例えば、1以上のユーザ入力装置554は、第1の場所と第2の場所との間で移動可能なスイッチを含み、一次自動操縦プロセス500に従ってUAVの制御を可能および無効にすることができる。一例として、スイッチが第1の場所にあるとき、出力650は、一次自動操縦プロセス500を可能にするコマンドを含み得る。あるいは、スイッチが第2の場所にあるとき、出力650は、一次自動操縦プロセス500を無効にするコマンドを含み得る。一次自動操縦プロセス500は、任意の適切な技術を使用して可能および無効にされ得ることを理解されたい。例えば、一次自動操縦プロセス500は、遠隔装置550のディスプレイ552に設けられた1以上のアイコンを選択することによって無効および可能にされてもよい。

0054

ここで図10を参照すると、自動操縦制御システム530の例示的な実施形態が示されている。示すように、自動操縦制御システム530は、バックアップ自動操縦プロセス520の出力640を受信し、1以上の第2のサーボコマンド660を生成するサーボコマンド生成ユニット532を含む。例示的な実施形態では、サーボコマンド生成ユニット532によって生成された1以上の第2のサーボコマンド660は、PWMサーボコマンドとすることができる。しかしながら、サーボコマンド生成ユニット532は、任意の適切な方法を介して1以上の第2のサーボコマンド660を生成するように構成されてもよいことを理解されたい。

0055

例示的な実施形態では、自動操縦制御システム530はまた、シリアル通信リンク(図示せず)を介して自動操縦制御システム530に送信される1以上の第1のサーボコマンド630を再構築する第1のデシリアライザ534を含む。自動操縦制御システム530はまた、遠隔装置550の出力650を再構築する第2のデシリアライザ536を含むことができる。したがって、第1のデシリアライザ534は、一次自動操縦プロセス500(図8および図9)の出力620(図9)と関連付けられる1以上の第1のサーボコマンド630および第1のデシリアライザユニット出力信号670を出力する。同様に、第2のデシリアライザ536は、遠隔装置550の出力650および遠隔装置550の出力650と関連付けられる第2のデシリアライザユニット出力信号680を出力する。

0056

例示的な実施形態では、第1のデシリアライザユニット出力信号670は、出力620が有効出力または無効出力であるかを示すことができる。より具体的には、無効出力は、第1のデシリアライザユニット出力信号670を欠如している場合がある。いくつかの例では、第1のデシリアライザユニット出力信号670の欠如は、第1の処理システム230(図8)が危険にさらされていることを示し得る。代替的にまたは追加的に、第1のデシリアライザユニット出力信号670またはその欠如は、第1の処理システム230(図8)が故障状態にある、電力を失った、または任意の他の適切な種類の故障状態に遭遇したことを示し得る。

0057

同様に、第2のデシリアライザユニット出力信号680は、出力650が有効出力または無効出力であるかを示すことができる。例示的な実施形態では、遠隔装置550の出力650は、ステートマシン542が第2のデシリアライザユニット出力信号680を受信しなくなる信号損失イベントが発生した場合、無効出力と見なすことができる。信号損失イベントは、UAVと遠隔装置550との間の距離が遠隔装置550を介してUAVを制御することができる最大距離を超えると発生し得る。

0058

例示的な実施形態では、第2のデシリアライザユニット出力信号680は、人間のオペレータが一次自動操縦プロセス500を可能または無効にしたかを示すことができる。より具体的には、人間のオペレータは、1以上の入力装置554を操作して、一次自動操縦プロセス500を可能または無効にすることができる。一例として、1以上の入力装置554は、第1の場所と第2の場所との間で移動可能なスイッチを含むことができる。スイッチが第1の場所にあるとき、一次自動操縦プロセス500を可能にすることができる。逆に、スイッチが第2の場所にあるとき、一次自動操縦プロセス500を無効にすることができる。

0059

例示的な実施形態では、自動操縦制御システム530は、第1の監視ユニット538と、第2の監視ユニット540とを含んでもよい。示すように、第1の監視ユニット538は、第1のデシリアライザユニット出力信号670を受信する。同様に、第2の監視ユニット540は、第2のデシリアライザユニット出力信号680を受信する。第1の監視ユニット538が第1のデシリアライザユニット出力信号670を受信すると、第1の監視ユニット538は、第1のデシリアライザユニット出力信号670が有効であることを示す第1の監視ユニット出力信号672を生成することができる。しかしながら、第1の監視ユニット538が第1のデシリアライザユニット出力信号670を受信しないとき、第1の監視ユニット出力信号672は、一次自動操縦プロセス500と関連付けられる出力620が無効であることを示し得る。同様に、第2の監視ユニット540が第2のデシリアライザユニット出力信号680を受信すると、第2の監視ユニット540は、第2の監視ユニット出力信号682を生成して遠隔装置550の出力650が有効であることを示す。対照的に、第2の監視ユニット540が第2のデシリアライザユニット出力信号680を受信しないとき、第2の監視ユニット出力信号682は、遠隔装置550の出力650が無効であることを示す。第1および第2の監視ユニット538、540は、他の問題に関して、それぞれ第1のデシリアライザユニット出力信号670および第2のデシリアライザユニット出力信号680を監視するように構成されてもよいことを理解されたい。

0060

示すように、自動操縦制御システム530は、ステートマシン542を含むことができる。例示的な実施形態では、ステートマシン542は、第1の信号および第2の信号を受信してもよい。示すように、第1の信号は、第1の監視ユニット出力信号672を含むことができ、第2の信号は、第2の監視ユニット出力信号682を含むことができる。代替の実施形態では、第1の信号は、第1のデシリアライザユニット出力信号670を含むことができ、第2の信号は、第2のデシリアライザユニット出力信号680を含むことができる。後述するように、ステートマシン542は、UAV10(図1)を制御するために、一次自動操縦プロセス500、遠隔装置550、またはバックアップ自動操縦プロセス520を選択するように構成されてもよい。

0061

例示的な実施形態では、ステートマシン542は、第1の信号、第2の信号、またはその両方に基づいて出力690を生成する。示すように、自動操縦制御システム530は、ステートマシン542の出力690を受信するように構成されたマルチプレクサ544を含む。加えて、マルチプレクサ544は、一次自動操縦プロセス500と関連付けられる1以上の第1のサーボコマンド630、バックアップ自動操縦プロセス520と関連付けられる1以上の第2のサーボコマンド660、および遠隔装置550の出力650を受信することができる。より具体的には、マルチプレクサ544によって受信された出力650は、1以上の第3のサーボコマンドを含むことができる。より詳細に後述するように、ステートマシン542によって生成された出力690は、マルチプレクサ544の出力700を判定する。

0062

第2の信号が少なくとも1つの自動操縦入力に基づいてUAVを制御するユーザ選択を示すと、ステートマシン542は、一次自動操縦プロセス500またはバックアップ自動操縦プロセス520によるUAVの制御を可能にする。第1のデシリアライザ出力670が一次自動操縦プロセス500の出力620が無効である(例えば、一貫していないまたは存在しない)ことを示す場合、次にステートマシン542は、バックアップ自動操縦プロセス520によるUAVの制御を可能にする。したがって、ステートマシン542の出力690は、マルチプレクサ544の出力700として1以上の第2のサーボコマンド660を選択するようにマルチプレクサ544に指示することができる。しかしながら、第1の信号(例えば、第1の監視ユニット出力信号672)が一次自動操縦プロセス500の出力620が有効である(例えば、存在しておりかつ一貫している)ことを示す場合、次にステートマシン542は、一次自動操縦プロセス500によるUAVの制御を可能にする。したがって、ステートマシン542の出力690は、マルチプレクサ544の出力700として1以上の第1のサーボコマンド630を選択するようにマルチプレクサ544に指示することができる。

0063

第2の信号(例えば、第2のデシリアライザユニット出力信号680)が少なくとも1つの自動操縦入力に基づいてUAVを制御するユーザ選択を示さないとき、ステートマシンは、遠隔装置550によるUAVの制御を可能にする。したがって、ステートマシン542の出力690は、マルチプレクサ544の出力700として遠隔装置550の出力650を選択するようにマルチプレクサ544に指示することができる。より具体的には、出力690は、出力700として遠隔装置550の出力650と関連付けられる1以上の第3のサーボコマンドを選択するようにマルチプレクサ544に指示することができる。しかしながら、ステートマシン542が第2のデシリアライザ出力680を受信することを停止した場合、ステートマシン542は、バックアップ自動操縦プロセス520によるUAVの制御を可能にする。したがって、ステートマシン542は、マルチプレクサ544が出力700として1以上の第2のサーボコマンド660を選択するように、マルチプレクサ544に提供される出力690を修正する。

0064

マルチプレクサ544は、自動操縦制御システムの一部として追加の入力装置および/または処理システムからデータ(例えば、サーボコマンド)を受信するように構成されてもよいことを理解されたい。例えば、マルチプレクサ544は、図10に示すように、3つ以上の自動操縦プロセスまたは2つ以上の遠隔装置からデータを受信することができる。追加の自動操縦プロセスは、第1もしくは第2の処理システムに、または上述の第1および第2の処理システム230、232以外の追加の処理システムに構成することができる。さらに、本開示は自動操縦制御システムに関して提示されているが、開示される技術は、任意の適切な航空機システムおよび/または装置に適用されてもよいことを理解されよう。説明したようなマルチプレクサは、任意の適切な航空機システムおよびどのデータを出力として提供するかを判定するように構成された関連するステートマシンからデータを受信するように構成することができる。例えば、説明したようなマルチプレクサは、複数の航空機航法システムまたはプロセスからデータを受信し、ステートマシン制御に基づいて特定の出力を提供するように構成されてもよい。他の例は、複数のプロセスがステートマシンによって選択される出力を生成する通信システムまたはペイロード送達システムを含んでもよい。

0065

再び図8および図9を参照すると、マルチプレクサ544の出力700は、第2の回路基板122の1以上のバッファ560に提供され得る。示すように、(1以上の)バッファ560は、出力700を1以上のサーボモータ570に提供することができる。このようにして、UAVの飛行経路は、航法システム428から取得されたセンサデータ610に少なくとも部分的に基づいて調整することができる。代替の実施形態では、マルチプレクサ544の出力は、1以上のサーボモータ570に直接提供されてもよい。

0066

図11は、本開示の例示的な実施形態による無人航空機を制御するための例示的な方法800のフロー図を示す。方法800は、例えば、図8を参照して上述した第1および第2の処理システム230、232を使用して実装することができる。図11は、図示および説明の目的のために特定の順序で実行されるステップを示す。当業者であれば、本明細書で提供される本開示を使用して、本明細書に開示される方法800またはあらゆる他の方法の様々なステップは、本開示の範囲から逸脱することなく様々な方法で適合、修正、再配置、同時に実行または修正することができることを理解するであろう。

0067

ステップ802において、方法800は、プログラマブル論理アレイに構成されたステートマシンによって、第1の処理システムで実施される一次自動操縦プロセスと関連付けられる第1の出力を監視することを含む。例示的な実施形態では、第1の出力は、一次自動操縦プロセスと関連付けられる第1の信号(例えば、第1の監視ユニット出力信号672)を含み得る。

0068

ステップ804において、方法800は、ステートマシンによって、遠隔装置の1以上の入力のユーザ操作を介してUAVを制御するように構成された遠隔装置と関連付けられる第3の出力を監視することを含む。いくつかの例では、第3の出力は、図8および図9を参照して上述した遠隔装置の出力を含み得る。より具体的には、第3の出力は、一次自動操縦プロセス500が無効または可能にされているかを示すことができる。

0069

ステップ806において、方法800は、一次自動操縦プロセスが可能にされているかを判定することを含む。第3の出力が一次自動操縦プロセスが無効にされていることを示すとき、方法800は、ステップ808に進む。そうでなければ、方法800は、ステップ810に進む。

0070

ステップ808において、方法800は、ステートマシンによって、遠隔装置を介して受信されたユーザ入力に従ってUAVを制御するために第2の出力を提供することを含む。例えば、人間のオペレータは、遠隔装置の1以上の入力装置を操作してUAVを飛行させることができる。

0071

ステップ810において、方法800は、ステートマシンによって、第1の出力が有効であるかを判定することを含む。例示的な実施形態では、第1の出力が有効であると判定することは、一次自動操縦プロセスの出力と関連付けられる信号損失を検出することを含むことができる。ステートマシンが第1の出力が有効出力であると判定したとき、方法800は、ステップ812に進む。そうでなければ、方法800は、ステップ814に進む。

0072

ステップ812において、方法800は、ステートマシンによって、一次自動操縦プロセスに従ってUAVを制御するために第2の出力を提供することを含む。例示的な実施形態では、ステートマシンは、プログラマブル論理アレイに構成されたマルチプレクサに第2の出力を提供することができる。より具体的には、第2の出力は、ステートマシンの出力であり得、マルチプレクサの出力として一次自動操縦プロセスと関連付けられる1以上の第1のサーボコマンドを選択するようにマルチプレクサに指示することができる。このようにして、UAVは、一次自動操縦プロセスに従って制御され得る。

0073

ステップ814において、方法800は、ステートマシンによって、第2の処理システムで実施されるバックアップ自動操縦プロセスに従ってUAVを制御するために第2の出力を提供することを含む。例示的な実施形態では、ステートマシンは、第2の出力をマルチプレクサに提供することができる。より具体的には、第2の出力は、マルチプレクサの出力としてバックアップ自動操縦プロセスと関連付けられる1以上の第2のコマンドを選択するようにマルチプレクサに指示することができる。このようにして、UAVは、バックアップ自動操縦プロセスに従って制御され得る。

0074

開示される技術のいくつかの実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの組合せとして実装され得る。ソフトウェアは、プロセッサ可読コードとして記憶され、例えばプロセッサをプログラムするためのプロセッサ可読コードとして、プロセッサに実装されてもよい。いくつかの実装では、構成要素の1以上は、例えば、他のユニット、関連する機能の特定の機能を通常実行するプロセッサによって実施可能なプログラムコードの一部(例えば、ソフトウェアまたはファームウェア)、またはより大型のシステムとインターフェースする内蔵型ハードウェアもしくはソフトウェア構成要素と共に使用するように設計されたパッケージされた機能ハードウェアユニット(例えば、1以上の電気回路)として個別にまたは1以上の他の構成要素と組み合わせて実装することができる。各ハードウェアユニットは、例えば、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)、回路、デジタル論理回路アナログ回路、個別の回路の組合せ、ゲート、または任意の他の種類のハードウェアもしくはそれらの組合せを含んでもよい。代替的にまたは追加的に、これらの構成要素は、様々なミッションおよびビークル制御プロセスを含む、本明細書に記載の機能を実行するようにプロセッサをプログラムするためにプロセッサ可読装置(例えば、メモリ)に記憶されるソフトウェアを含んでもよい。

0075

処理装置は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、または他の適切な処理装置などの任意の数および種類のプロセッサを含むことができる。(1以上の)メモリ装置は、限定はしないが、非一時的コンピュータ可読媒体、RAM、ROM、ハードドライブフラッシュドライブ、または他のメモリ装置を含む、1以上のコンピュータ可読媒体を含むことができる。

0076

本明細書に記載のメモリブロックおよび他のメモリは、1以上のプロセッサによって実施することができるコンピュータ可読命令を含む、1以上の処理装置または論理アレイによってアクセス可能な情報を記憶することができる。命令は、プロセッサによって実施されると、プロセッサに動作を実行させる任意の組の命令とすることができる。命令は、任意の適切なプログラミング言語で書かれたソフトウェアであってもよいし、ハードウェアに実装されてもよい。いくつかの実施形態では、命令は、プロセッサにビークルおよび/またはミッション機能を制御するための動作、および/またはコンピューティング装置の任意の他の動作もしくは機能などの動作を実行させるためにプロセッサによって実施することができる。

0077

本明細書で説明した技術は、コンピュータベースのシステム、ならびにコンピュータベースのシステムにより行われるアクション、およびそれとの間でやりとりされる情報を参照する。当業者であれば、コンピュータベースのシステムの固有の柔軟性によって、構成要素間の多種多様な可能な構成、組合せ、ならびにタスクおよび機能の分割が可能になることを認識するであろう。例えば、本明細書で説明したプロセスは、単一のコンピューティング装置または組み合わせて働く複数のコンピューティング装置を使用して実装することができる。データベース、メモリ、命令、およびアプリケーションは、単一のシステムに実装してもよいし、複数のシステムに分散してもよい。分散した構成要素は、順次または並列に動作することができる。

0078

様々な実施形態の具体的な特徴がいくつかの図面には示されており、他の図面には示されていない場合があるが、これは単に便宜上のものである。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および/または特許請求することができる。

0079

本明細書は、特許請求される主題を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む特許請求される主題の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を用いている。開示される技術の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者であれば想到でき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、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を含んでおり、あるいは特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。

0080

[実施態様1]
無人ビークル(10)用の制御システム(50、80、530)であって、
前記無人ビークル(10)を制御するための一次自動操縦プロセス(500)を実施するように構成された第1の処理装置(302)と、
前記第1の処理装置(302)と動作可能に通信するプログラマブル論理アレイ(325)と、
前記プログラマブル論理アレイ(325)に構成され、前記第1の処理装置(302)の無効出力に応じて、バックアップ自動操縦プロセス(520)に従って前記無人ビークル(10)の制御を可能にするように構成されるステートマシン(542)と
を備える、制御システム(50、80、530)。

0081

[実施態様2]
前記一次自動操縦プロセス(500)が、前記無人ビークル(10)の1以上のビークル装置を制御することと関連付けられる第1の組のプロセッサ可読命令を含み、
前記バックアップ自動操縦プロセス(520)が、前記第1の組のプロセッサ可読命令とは異なり、前記無人ビークル(10)の前記1以上のビークルデバイスを制御することと関連付けられる第2の組のプロセッサ可読命令を含む、
実施態様1に記載の制御システム(50、80、530)。

0082

[実施態様3]
前記ステートマシン(542)が、
前記第1の処理装置(302)の前記出力と関連付けられる第1の信号(670、672)を受信し、
遠隔装置(550)の1以上の入力装置(554)のユーザ操作を介して前記無人ビークル(10)を制御するように構成された前記遠隔装置(550)の出力(650)と関連付けられる第2の信号(680、682)を受信し、
前記第2の信号(680、682)が少なくとも1つの自動操縦入力に基づいて前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示すと、前記一次自動操縦プロセス(500)または前記バックアップ自動操縦プロセス(520)による前記無人ビークル(10)の制御を可能にし、かつ
前記第2の信号(680、682)が前記自動操縦プロセス(500、520)に基づいて前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示さないとき、前記遠隔装置(550)による前記UAV(10)の制御を可能にする
ように構成される、実施態様1に記載の制御システム(50、80、530)。

0083

[実施態様4]
前記ステートマシン(542)が、
前記第2の信号(680、682)が前記少なくとも1つの自動操縦入力に基づいて前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示すと、前記一次自動操縦プロセス(500)の有効出力に応じて前記一次自動操縦プロセス(500)による前記UAV(10)の制御を可能にする
ように構成される、実施態様3に記載の制御システム(50、80、530)。

0084

[実施態様5]
前記一次自動操縦プロセス(500)の前記出力と関連付けられる複数の第1のサーボコマンド(630)を受信し、
前記バックアップ自動操縦プロセス(520)の出力(640)と関連付けられる複数の第2のサーボコマンド(660)を受信し、かつ
前記遠隔装置(550)の前記出力(650)と関連付けられる複数の第3のサーボコマンドを受信する
ようにFPGAに構成されたマルチプレクサ(544)をさらに備える、実施態様3に記載の制御システム(50、80、530)。

0085

[実施態様6]
前記マルチプレクサ(544)が、前記ステートマシン(542)が前記一次自動操縦プロセス(500)による前記UAV(10)の制御を可能にすると、前記複数の第1のサーボコマンド(630)を出力するように構成され、
前記マルチプレクサ(544)が、前記ステートマシン(542)が前記バックアップ自動操縦プロセス(520)による前記UAV(10)の制御を可能にすると、前記複数の第3のサーボコマンドを出力するように構成される、
実施態様5に記載の制御システム(50、80、530)。

0086

[実施態様7]
前記マルチプレクサ(544)が、前記ステートマシン(542)が前記遠隔装置(550)による前記UAV(10)の制御を可能にすると、前記複数の第3のサーボコマンドを出力するように構成される、実施態様5に記載の制御システム(50、80、530)。

0087

[実施態様8]
前記マルチプレクサ(544)から前記第3の複数のサーボコマンドを受信するように構成された複数のバッファ(560)
をさらに備える、実施態様6に記載の制御システム(50、80、530)。

0088

[実施態様9]
前記プログラマブル論理アレイ(325)が、フラッシュベースのフィールドプログラマブルゲートアレイを備える、実施態様1に記載の制御システム(50、80、530)。

0089

[実施態様10]
無人航空機(UAV)(10)を制御するためのシステムオンモジュールであって、
第1の処理装置(302)および第1のプログラマブル論理アレイ(325)を含む第1の処理システム(230)であって、前記第1の処理装置(302)は、前記UAV(10)を制御するための一次自動操縦プロセス(500)を実施するように構成され、前記第1の処理装置(302)は、前記一次自動操縦プロセス(500)に基づいて出力を提供するようにさらに構成される第1の処理システム(230)と、
第2の処理装置(322)および第2のプログラマブル論理アレイ(305)を含む第2の処理システム(232)であって、前記第2のプログラマブル論理アレイ(305)は、前記第1の処理システム(230)の有効出力に応じて、前記一次自動操縦プロセス(500)に基づいて前記UAV(10)の制御を可能にするように構成され、前記第2のプログラマブル論理アレイ(305)は、前記第1の処理システム(230)の無効出力に応じて、バックアップ自動操縦プロセス(520)に基づいて前記UAV(10)の制御を可能にするようにさらに構成される第2の処理システム(232)と
を備える、システムオンモジュール。

0090

[実施態様11]
前記第2のプログラマブル論理アレイ(305)が、前記第1の処理装置(302)の前記出力と関連付けられる信号損失に基づいて前記無効出力を検出するように構成される、実施態様10に記載のシステムオンモジュール。

0091

[実施態様12]
前記第2の処理装置(322)が、前記バックアップ自動操縦プロセス(520)を実施するように構成される、実施態様10に記載のシステムオンモジュール。

0092

[実施態様13]
前記第2のプログラマブル論理アレイ(305)が、
前記UAV(10)を選択的に制御するように構成された遠隔装置(550)の出力(650)を受信し、かつ
前記遠隔装置(550)の有効出力に応じて前記遠隔装置(550)による前記UAV(10)の制御を可能にする
ようにさらに構成される、実施態様10に記載のシステムオンモジュール。

0093

[実施態様14]
前記第2のプログラマブル論理アレイ(305)が、前記第1の処理システム(230)の有効出力および前記遠隔装置(550)の前記有効出力に応じて、前記一次自動操縦プロセス(500)に基づいて前記UAV(10)の制御を可能にするようにさらに構成される、実施態様10記載のシステムオンモジュール。

0094

[実施態様15]
前記第1のプログラマブル論理アレイ(325)が、RAMベースのフィールドプログラマブルゲートアレイを備え、
前記第2のプログラマブル論理アレイ(305)が、フラッシュベースのフィールドプログラマブルゲートアレイを備える、
実施態様10記載のシステムオンモジュール。

0095

[実施態様16]
無人ビークル(10)を制御するための方法(800)であって、
プログラマブル論理アレイ(325)に構成されたステートマシン(542)によって、第1の処理システム(230)で実施される一次自動操縦プロセス(500)と関連付けられる第1の出力を監視するステップ(802)と、
前記第1の出力を受信することに応じて、前記ステートマシン(542)によって、前記一次自動操縦プロセス(500)に従って前記無人ビークル(10)を制御するために第2の出力を提供するステップ(812)と、
前記ステートマシン(542)によって、前記第1の出力と関連付けられる信号損失を検出するステップと、
前記信号損失を検出することに応じて、前記ステートマシン(542)によって、第2の処理システム(232)で実施されるバックアップ自動操縦プロセス(520)に従って前記無人ビークル(10)を制御するために前記第2の出力を提供するステップ(814)と
を含む、方法(800)。

0096

[実施態様17]
前記方法(800)が、
前記ステートマシン(542)によって、遠隔装置(550)の1以上の入力のユーザ操作を介して前記無人ビークル(10)を制御するように構成された制御装置と関連付けられる第3の出力を監視するステップ(804)と、
前記第3の出力を受信することに応じて、前記ステートマシン(542)によって、前記第3の出力が前記一次自動操縦プロセス(500)に従って前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示すかを判定するステップと、
をさらに含む、実施態様16に記載の方法(800)。

0097

[実施態様18]
第4の出力が前記一次自動操縦プロセス(500)に従って前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示すと、
前記ステートマシン(542)によって、前記一次自動操縦プロセス(500)または前記バックアップ自動操縦プロセス(520)に従って前記無人ビークル(10)を制御するために前記第2の出力を提供するステップ(812、814)
をさらに含む、実施態様16に記載の方法(800)。

0098

[実施態様19]
前記第4の出力が前記自動操縦プロセスに基づいて前記無人ビークル(10)を制御するユーザ選択を示さないとき、
前記ステートマシン(542)によって、前記遠隔装置(550)を介して受信された1以上のユーザ入力に従って前記無人ビークル(10)を制御するために前記第2の出力を提供するステップ(808)
をさらに含む、実施態様16に記載の方法(800)。

0099

[実施態様20]
前記プログラマブル論理アレイ(325)が、不揮発性フィールドプログラマブルゲートアレイを備える、実施態様16に記載の方法(800)。

0100

10無人航空機(UAV)、12二次装置、14推進移動(PM)装置、20画像センサ、22レーダセンサ、24LIDARセンサ、26ソナーセンサ、28GPSセンサ、30推力装置、32制御面、34位置決めシステム、36ペイロード送達システム、38通信システム、50 制御システム、60バックプレーン、61CPUカード、62 共処理カード、63アドオンカード、64 アドオンカード、65 アドオンカード、66 スイッチ、71 第1のカードスロット、72 第2のカードスロット、73 カードスロット、74 カードスロット、75 カードスロット、80 制御システム、100制御ボックス、110ハウジング、118ヒートシンク、120 第1の回路基板、122 第2の回路基板、124 入力/出力(I/O)コネクタ、126 I/Oコネクタ、200 第1の回路基板、230 第1の処理システム、232 第2の処理システム、234 第1のメモリブロック,第2のメモリブロック、238 I/Oコネクタ、302処理装置、304プログラマブル論理回路、305揮発性プログラマブル論理アレイ、306アプリケーション処理装置(APU)、308画像処理装置(GPU)、310リアルタイム処理装置(RPU)、312メモリ、314通信インターフェース、316スイッチファブリック、322 処理装置、324 プログラマブル論理回路、325不揮発性プログラマブル論理アレイ、326 アプリケーション処理装置(APU)、332 メモリ、334 通信インターフェース、336 スイッチファブリック、402パルス幅変調器(PWM)、404GPS受信機、406データリンク受信機、408シリアル受信機リンク(SRXL)入力、410プログラマブル電源ユニット(PSU)、412比較器、414ドライバ、416アナログ−デジタル変換器(ADC)、420 LIDAR/SONARインターフェース、422 Pitot/静的インターフェース、424電気光学グリッド参照システム(EOGRS)受信機インターフェース、426ソフトウェア無線、428航法システム、430コントローラエリアネットワークバス(CANBUS)、432 第1の回路基板インターフェース、434電源、442サーボ、444GPSアンテナ、446 データリンクアンテナ、448パイロットインコントロール(PIC)受信機、450サーボ電源、452 個別入力、454 個別出力、456アナログ入力、458 第1のセンサコネクタ,第2のセンサコネクタ,第3のセンサコネクタ,第4のセンサコネクタ,第5のセンサコネクタ,第6のセンサコネクタ,第7のセンサコネクタ,第8のセンサコネクタ、500 一次自動操縦プロセス、510 サーボコマンド生成ユニット、520バックアップ自動操縦プロセス、530自動操縦制御システム、532 サーボコマンド生成ユニット、534 第1のデシリアライザ、536 第2のデシリアライザ、538 第1の監視ユニット、540 第2の監視ユニット、542ステートマシン、544マルチプレクサ、550遠隔装置、552ディスプレイ、554ユーザ入力装置、560バッファ、570サーボモータ、610センサデータ、620 出力、630 第1のサーボコマンド、640 出力、650 出力、660 第2のサーボコマンド、670 第1のデシリアライザユニット出力信号、672 第1の監視ユニット出力信号、680 第2のデシリアライザユニット出力信号、682 第2の監視ユニット出力信号、690 出力、700 出力、800 方法

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