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公開番号2024150529
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-23
出願番号2024111472,2022559800
出願日2024-07-11,2021-04-01
発明の名称非生物学的な可動の空中ターゲットの早期検出のためのシステムおよび方法
出願人サ-コスコーポレイション
代理人弁理士法人ITOH
主分類F41H 13/00 20060101AFI20241016BHJP(武器)
要約【課題】UAVの早期検出および無効化に対する解決策を提供すること。
【解決手段】空中ターゲットについて、1つまたは複数のカメラで空中風景の所定のエリアをスキャンすることと、1つまたは複数のカメラで空中ターゲットの複数の画像をキャプチャすることと、ここで、1つまたは複数のカメラはプロセッサと通信している、を行うためのシステムおよび方法が開示される。空中ターゲットの2次元画像のジオメトリの変化を含む、空中ターゲットの複数の画像間の微視的な時間的変動が増幅される。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
遠方の未知のターゲットを分類する方法であって、
空中ターゲットについて、１つまたは複数のカメラで空中風景の所定のエリアをスキャンすることと、
前記１つまたは複数のカメラで前記空中ターゲットの複数の画像をキャプチャすることであって、前記１つまたは複数のカメラはプロセッサと通信している、こと、
４００ｎｍ～７００ｎｍの周波数範囲における前記空中ターゲットの前記複数の画像間の微視的な時間的変動を増幅させることであって、検出した少なくとも１つの前記微視的な時間的変動には、前記空中ターゲットの２次元画像のジオメトリの変化が含まれる、こと、
前記空中ターゲットの前記画像の前記ジオメトリの変化を検出した後に、７００ｎｍ～１１００ｎｍの前記周波数範囲における前記空中ターゲットの強度値を検出すること、及び
前記空中ターゲットの前記強度値の時間変化率を連続的に示すプロファイルを、既知の空中の生物学的または非生物学的な対象の強度値の時間変化率を連続的に示すプロファイルと比較して、前記空中ターゲットが既知の生物学的な対象または非生物学的な対象であるかを判定すること、を含む、
方法。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記ターゲットの前記２次元画像の前記ジオメトリの検出した少なくとも１つの微視的な時間的変動の変化率のプロファイルを生成することと、
前記ターゲットの前記プロファイルを、複数の既知の空中の生物学的または非生物学的な対象の既存の集約プロファイルと比較することであって、前記集約プロファイルは、前記既知の空中の生物学的または非生物学的な対象の前記２次元画像のジオメトリの前記検出した少なくとも１つの微視的な時間的変動に対応する、こと、及び
前記空中ターゲットの前記プロファイルと前記複数の既知のターゲットの前記集約プロファイルとの間の差を検出し、前記空中ターゲットが前記既知のターゲットのうちの１つである確率を決定すること、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記空中ターゲットが非生物学的な対象である前記確率が所定の値を超えた場合、防御対策を実施することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記所定の値が５０パーセントより大きい、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記防御対策は、前記空中ターゲットに向けて妨害信号を伝搬すること、前記空中ターゲットに向けてミサイルを発射すること、前記空中ターゲットを捕獲するためのシステムを発射すること、および／または前記空中ターゲットを射撃すること、または他の手段によって前記空中ターゲットを無効にすることのうちの１つまたは複数を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
移動空中ターゲットを分類するように構成されたシステムであって、
１つまたは複数のプロセッサと通信しているカメラと、
前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合され、命令が記憶されている１つまたは複数のメモリと、を備え、
前記命令が、前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されると、前記システムに、
前記移動空中ターゲットの複数の画像をキャプチャすることであって、前記画像は、４００ｎｍ～７００ｎｍの範囲の第１の帯域および７００ｎｍ～１１００ｎｍの範囲の第２の帯域の光の周波数においてキャプチャされる、こと、
前記移動空中ターゲットの前記複数の画像間の微視的な時間的変動を増幅させ、前記第１の帯域における前記移動空中ターゲットの２次元画像のジオメトリの検出した少なくとも１つの微視的な時間的変動の変化率のプロファイルを生成すること、及び
前記第２の帯域においてキャプチャされた前記移動空中ターゲットの前記画像に基づいて前記移動空中ターゲットの色強度値を測定し、前記色強度値の時間変化率を連続的に示すプロファイルを、空中の生物学的な対象および非生物学的な対象に対応する既知の色強度値の時間変化率を連続的に示すプロファイルと比較すること、を行わせる、
システム。
【請求項７】
前記１つまたは複数のメモリは、その上に記憶された命令をさらに含み、該命令が、前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されると、前記システムに、
前記対象の前記プロファイルを、複数の既知の可動の生物学的または非生物学的な対象の既存の集約プロファイルと比較することであって、前記集約プロファイルは、前記既知の可動の生物学的または非生物学的なターゲットの前記２次元画像のジオメトリの前記検出した少なくとも１つの微視的な時間的変動に対応する、こと、
前記移動空中ターゲットの前記プロファイルと前記複数の既知のターゲットの前記集約プロファイルとの間の差を検出すること、及び
前記移動空中ターゲットが前記既知のターゲットのうちの１つである確率を決定すること、を行わせる、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記移動空中ターゲットに向けられた無線信号を伝搬するように構成された送信機をさらに備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記カメラおよび送信機は、無人航空機に搭載される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のメモリは、その上に記憶された命令をさらに含み、該命令が、前記１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されると、前記システムに、
前記無線信号を受けた前記移動空中ターゲットの前記プロファイルと、無線信号を受けた複数の既知の対象の集約プロファイルとの間の差を検出すること、及び
前記移動空中ターゲットが前記既知のターゲットのうちの１つである確率を決定することを行わせる、請求項８に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、２０２０年４月１日に出願された「System and Methods for Early Detection of Non-Biological Mobile Aerial Target」と題する米国仮出願第６３／００３，７１１号の利益を主張し、その全体は参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 3,400 文字）【０００２】
［技術分野］
本技術は、非生物学的な可動の空中物体の早期検出および識別のための改善されたデバイス、方法、およびシステムに関する。より詳細には、本技術は、３次元空間における物体のジオメトリの微視的な変化に基づいて無人航空機の存在を検出するためのデバイス、方法、およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
連邦航空局（ＦＡＡ）は、米国で飛行している無人航空機（ＵＡＶ）の数が３０，０００台にも上るとの見方を示している。これは、ＵＡＶによる攻撃または制限された空域へのＵＡＶによる他の望ましくない侵入から第三者の安全性を維持することに関心がある者にとって問題である。ＵＡＶに取り付けられ得る自己推進式軍需品の範囲を考慮すると、ＵＡＶの早期検出が最も重要な関心事である。音響センサまたはレーダは、より小型のＵＡＶの低速および低電磁シグネチャを検出できない場合がある。同様に、音響センサは、ターゲットＵＡＶを識別しようとするセンサの対気速度およびベクトルと一致する対気速度およびベクトルを有するＵＡＶを検出できない場合がある。赤外線センサおよび他のセンサは、遠く離れた距離にある生物学的なターゲットと非生物学的なターゲットとを区別することが困難な場合がある。ＵＡＶ衝突を検出し回避するための研究が行われてきた。しかしながら、ＵＡＶの早期検出および無効化に対する解決策はない。
【発明の概要】
【０００４】
本技術の範囲を限定するものではないが、本技術の一態様では、遠方の未知のターゲットを分類する方法であって、空中ターゲットについて、１つまたは複数のカメラで空中風景の所定のエリアをスキャンすることと、１つまたは複数のカメラで空中ターゲットの複数の画像をキャプチャすることとを含み、ここで、１つまたは複数のカメラはプロセッサと通信している、方法が開示される。空中ターゲットの複数の画像間の微視的な時間的変動が増幅され、ここで、少なくとも１つの微視的な時間的検出変動は、空中ターゲットの２次元画像のジオメトリの変化を含む。空中ターゲットの画像のジオメトリの変化を検出した後に、本方法は、空中ターゲットの強度値を検出することをさらに含む。
【０００５】
本技術の別の態様では、ターゲットの２次元画像のジオメトリの少なくとも１つの微視的な時間的検出変動の変化率のプロファイルを生成することと、ターゲットのプロファイルを、複数の既知の空中の生物学的または非生物学的な対象の既存の集約プロファイルと比較することとを含む方法であって、ここで、集約プロファイルは、既知の空中の生物学的または非生物学的な対象の２次元画像のジオメトリの少なくとも１つの微視的な時間的検出変動に対応する、方法が開示される。本方法は、空中ターゲットのプロファイルと複数の既知のターゲットの集約プロファイルとの間の差を検出し、空中ターゲットが既知のターゲットのうちの１つである確率を決定することをさらに含む。
【０００６】
本技術の別の態様では、移動空中ターゲットを分類するように構成されたシステムであって、１つまたは複数のプロセッサと通信しているカメラと、１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合され、命令が記憶されている１つまたは複数のメモリとを備えるシステムが開示される。１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されると、命令は、システムに、移動空中ターゲットの複数の画像をキャプチャさせ、ここで、画像は、４００ｎｍ～７００ｎｍの範囲の第１の帯域および７００ｎｍ～１１００ｎｍの範囲の第２の帯域の光の周波数においてキャプチャされる。命令はさらに、システムに、ターゲットの複数の画像間の微視的な時間的変動を増幅させ、第１の帯域におけるターゲットの２次元画像のジオメトリの少なくとも１つの微視的な時間的検出変動の変化率のプロファイルを生成することを行わせる。そして、第２の帯域においてキャプチャされた空中ターゲットの画像に基づいて移動空中ターゲットの色強度値を測定させ、色強度値を、空中の生物学的な対象および非生物学的な対象に対応する既知の色強度値のプロファイルと比較させる。
【０００７】
本技術の別の態様では、移動空中ターゲットを分類するように構成されたシステムであって、１つまたは複数のプロセッサと通信しているカメラと、１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合され、命令が記憶されている１つまたは複数のメモリとを備えるシステムが開示される。１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されると、命令は、システムに、移動空中ターゲットの複数の画像をキャプチャすることと、ターゲットの複数の画像間の微視的な時間的変動を増幅させ、ターゲットの画像の２次元ジオメトリの少なくとも１つの微視的な時間的検出変動のプロファイルを生成することとを行わせ、ここで、２次元ジオメトリの少なくとも１つの微視的な時間的検出変動は、移動ターゲットの２次元ジオメトリの垂直変動を含む。
【０００８】
本技術の別の態様では、移動空中ターゲットを分類するように構成されたシステムであって、１つまたは複数のプロセッサと通信しているカメラと、１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つに動作可能に結合され、命令が記憶されている１つまたは複数のメモリとを備えるシステムが開示される。命令が１つまたは複数のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行されると、命令は、システムに、移動空中ターゲットの複数の画像をキャプチャすることと、ターゲットの複数の画像間の微視的な時間的変動を増幅させ、ターゲットの画像の２次元ジオメトリの少なくとも１つの微視的な時間的検出変動のプロファイルを生成することとを行わせ、ここで、ターゲットの画像の２次元ジオメトリの少なくとも１つの微視的な時間的検出変動は、移動ターゲットの２次元ジオメトリの変化の頻度（frequency）の変動を含む。
【０００９】
本技術の別の態様では、命令を記憶する１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体を備える１つまたは複数のコンピュータ可読媒体が開示され、ここで、命令は、１つまたは複数のコンピューティングデバイスによって実行されると、１つまたは複数のコンピューティングデバイスのうちの少なくとも１つに、空中ターゲットについて、空中風景の所定のエリアをスキャンすることと空中ターゲットの複数の画像をキャプチャすることとを行わせる。それはまた、１つまたは複数のコンピューティングデバイスに、４００ｎｍ～７００ｎｍの周波数範囲における空中ターゲットの複数の画像間の微視的な時間的変動を増幅させることを行わせ、ここで、少なくとも１つの微視的な時間的検出変動は、空中ターゲットの２次元画像のジオメトリの変化を含む。空中ターゲットの画像のジオメトリの変化を検出した後に、１つまたは複数のコンピューティングデバイスは、７００ｎｍ～１１００ｎｍの周波数範囲における空中ターゲットの強度値を検出する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本技術は、添付の図面と併せて解釈される以下の説明および特許請求の範囲からより完全に明らかになるであろう。これらの図面は単に本技術の例示的な態様を示すものであり、したがって、本技術の範囲を限定するものと見なされるべきではないことを理解されたい。本技術の構成要素は、本明細書において一般的に説明され、図面に示されているように、多種多様な異なる構成で配置および設計され得ることが容易に理解されよう。それにもかかわらず、本技術は、添付の図面を用いて、追加の特異性および詳細をもって記載および説明される。
固定位置にいる観察者の視点から見た、動いている物体のジオメトリの相対論的変化の一例である。
ＵＡＶの複数の異なる図である。
本技術の一態様による未知のターゲットビューの２－Ｄ断面ピクセルビューである。
本技術の態様を示すフローチャートである。
本技術の態様を示す複数の図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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