用于促進無人駕駛飛行工具網絡的系統技術方案

提供用于促進無人駕駛飛行工具(UAV)網絡的系統。根據本公開的UAV網絡可包括多個UAV、地面處理站和/或任何其他組件。網絡中的特定UAV可攜帶由光學圖像傳感器、處理裝置、通信系統和/或任何其他組件組成的有效負載。網絡中的個別UAV可包括能夠吸收太陽能的光伏電池。提供用于將太陽能轉換到電能以用于將電力提供到UAV機上的有效負載以及對UAV機上的電池充電的實施例。在某些實施例中，UAV可飛行高達65,000英尺且在范圍上可覆蓋多達500km。本公開的一個動機在于將由UAV進行的一些或全部信息處理“外包”到現有的基礎設施，例如，地面處理站。本公開針對傳統UAV開發出有效的電源以確保在UAV機上的各種系統和有效負載的持續的功能性。

【技術實現步驟摘要】
用于促進無人駕駛飛行工具網絡的系統相關申請的交叉引用本申請要求2015年12月31日遞交的美國臨時專利申請第62/274,112號的優先權，所述申請的公開內容在此針對所有目的全部被以引用的方式并入。
本公開涉及通過無人駕駛飛行工具促進無線電通信，且更具體地說，涉及通過自續無人駕駛飛行工具促進無線電通信。
技術介紹
高空長航時太陽能供電的飛行器概念已被提出一段時間了。此類飛行工具提供顯著的潛在益處。舉例來說，天氣條件(例如，風力和湍流等級)在大約50,000到100,000英尺高度減弱了。在50,000英尺以上飛行的高空長航時飛行器可因此避開惡劣的天氣條件。這允許延長的飛行時間。另外，此高度范圍高于正常的航空管理局管制要求，且在此范圍可觀察到這個星球的大片區域，其中到地平面的距離超過500km。在此高度范圍中飛行的高空長航時飛行器因此適合于航空勘測、災難恢復情形中的監視和緊急通信，和/或任何其他應用。通常被稱為無人機(drone)且還有若干其它名稱的無人駕駛飛行工具(UAV)為在機上沒有人類駕駛員的飛行器。UAV的飛行可由機載計算機自主地控制，或通過地面上或另一飛行工具中的駕駛員的遠程控制來控制。UAV已主要發現在軍事和特殊操作應用中，而且也日益發現在民間應用(例如，警務、監視和消防)和非軍事安全工作(例如，電力或管線的檢查)中的用途。UAV擅長于搜集大量的視覺信息，且向人類操作員顯示這些視覺信息。然而，解讀由UAV搜集的信息可能花費大量時間和人力。在許多情況下，由UAV搜集的信息被人類操作員和分析員誤譯，這些操作員和分析員解讀信息的時間有限。多數傳統UAV系統通常包括推進系統、導航和控制系統和有效載荷。這些中的每一個都需要電力來維持其功能性。多數市售UAV是電池供電的，在一次電池充電時具有有限的飛行時間。通常，多數傳統UAV可連續地停留在空中不超過數小時。因此，需要針對傳統UAV開發出有效的電源以確保在UAV機上的各種系統和有效負載的持續的功能性。
技術實現思路
提供用于促進無人駕駛飛行工具(UAV)網絡的實施例。根據本公開的UAV網絡可包括多個UAV、地面處理站和/或任何其他組件。網絡中的特定UAV可攜帶由光學圖像傳感器、處理裝置、通信系統和/或任何其他組件組成的有效負載。網絡中的個別UAV可包括能夠吸收太陽能的光伏電池。提供用于將太陽能轉換到電能以將電力提供到UAV機上的有效負載以及對UAV機上的電池充電的實施例。在某些實施例中，UAV可飛行達到65,000英尺且在范圍上可覆蓋多達500km。本公開的一個動機在于將由UAV進行的一些或全部信息處理“外包”到現有的基礎設施，例如，地面處理站。根據本公開，可通過在UAV機上的通信硬件在網絡中的兩個UAV之間建立通信信道。在某些實施例中，可通過控制器建立通信信道。控制器可由地面處理站提供，或可由網絡中的UAV提供。在某些實施方案中，控制器可被配置以管理網絡要求，以管理網絡中的UAV以及地面處理站間的連接。通過一個或多個控制器，可在網絡中的任何兩個UAV之間和/或任一UAV與處理站之間建立數據路徑。在某些實施例中，由網絡中的個別UAV攜帶或安裝于其上的通信硬件可包括自由空間光學(FSO)通信單元。FSO單元可包括光學收發器中的一個或多個。光學收發器可被配置以將光束發射到另一UAV的FSO單元，或發射到地面處理站的FSO單元。提供一種用于促進無人駕駛飛行工具網絡的系統，其特征在于，所述系統包括一個或多個處理器，所述處理器與無人駕駛飛行工具通信連接，并且所述處理器被配置成能夠將一個或多個所述無人駕駛飛行工具的地理位置廣播至其他所述無人駕駛飛行工具；第一無人駕駛飛行工具，所述第一無人駕駛飛行工具被配置成能夠基于接收到的第二無人駕駛飛行工具的地理位置來與所述第二無人駕駛飛行工具建立通信信道，以及能夠經由所述通信信道將目的地為所述第二無人駕駛飛行工具的信息發送至所述第二無人駕駛飛行工具；第一地面控制器，所述第一地面控制器與所述第一無人駕駛飛行工具通信連接；第二地面控制器，所述第二地面控制器與所述第一地面控制器通信連接并且與第三無人駕駛飛行工具通信連接；其中，所述信息經由所述第一地面控制器和所述第二地面控制器而從所述第三無人駕駛飛行工具發送至所述第一無人駕駛飛行工具。在某些實施例中，其中，所述第一無人飛行駕駛工具和所述第二無人飛行駕駛工具通過所攜帶或所安裝的通信硬件進行通信。在某些實施例中，所述通信硬件包括天線、高頻無線電收發器、光學收發器和/或用于遠程通信的通信組件。在某些實施例中，其中，所述第一無人駕駛飛行工具、所述第二無人駕駛飛行工具和所述第三無人駕駛飛行工具攜帶自由空間光學通信(FSO)單元。在某些實施例中，所述自由空間光學通信(FSO)單元包括光學收發器。在某些實施例中，其中，所述第一地面控制器包括通信組件。在某些實施例中，所述第二地面控制器包括通信組件。在某些實施例中，其中，所述第一地面控制器和所述第二地面控制器配置為能夠獲取相關聯的無人駕駛飛行工具的清單。在某些實施例中，所述清單包括指示空中的特定無人駕駛飛行工具的啟動時間的信息、無人駕駛飛行工具的最后已知地理位置、與特定無人駕駛飛行工具有關的一個或多個事件和/或由特定無人駕駛飛行工具覆蓋的區域。在某些實施例中，所述第一地面控制器和所述第二地面控制器配置為能夠獲取指示無人駕駛飛行工具的負荷的狀態、指示無人駕駛飛行工具可用以接收任何信息的狀態、指示無人駕駛飛行工具自從啟動開始的飛行時間的狀態和/或指示無人駕駛飛行工具正飛行在的天氣條件的狀態。基于以下附圖和詳細描述，本技術的其他目標和優勢將為所屬領域的技術人員顯而易見。附圖說明被包含以提供對本技術的進一步理解被并入且構成本說明書的一部分的附圖示出本技術的實施例且與具體實施方式一起用以解釋本技術的原理。不嘗試以比對于本技術的基本理解和其可實踐的各種方式可能是必要的更詳細方式展示本技術的結構細節。圖1示出根據本公開的示例性UAV網絡。圖2A示出在網絡中的UAV之間建立的通信信道的第一實例。圖2B示出在網絡中的UAV之間建立的通信信道的第二實例。圖2C示出在網絡中的UAV之間建立的通信信道的第三實例。圖3A示出根據本公開的個別UAV的兩個實例。圖3B示出由3A中展示的UAV利用的太陽能系統的實例。圖3C為通過在圖1中展示的網絡中的UAV機上的FSO單元發送信息的實例。圖4示出一框圖，其展示可包括于圖3C中展示的FSO單元中的FSO收發器的一個示例性架構。圖5示出根據本公開的用于促進UAV網絡100的系統的實例。圖6示出根據本公開的用于促進UAV網絡的控制器的實例。圖7示出根據本公開的用于促進UAV網絡的一個示例性方法。圖8示出根據本公開的示例性實施例的簡化計算機系統。在附圖中，類似的組件和/或特征可具有相同的數值附圖標記。另外，同一類型的各種組件可通過用在類似組件和/或特征當中作出區別的字母放在附圖標記后來區分。如果在說明書中只使用第一數值附圖標記，那么描述可適用于具有相同第一數值附圖標記的類似組件和/或特征中的任一個,與字母后綴無關。具體實施方式以下將參照構成本說明書的一部分的附圖描述本公開的各種具體實施例。應理解，雖然在本本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種用于促進無人駕駛飛行工具網絡的系統，其特征在于，所述系統包括：一個或多個處理器，所述處理器與無人駕駛飛行工具通信連接，并且所述處理器被配置成能夠將一個或多個所述無人駕駛飛行工具的地理位置廣播至其他所述無人駕駛飛行工具；第一無人駕駛飛行工具，所述第一無人駕駛飛行工具被配置成能夠基于接收到的第二無人駕駛飛行工具的地理位置來與所述第二無人駕駛飛行工具建立通信信道，以及能夠經由所述通信信道將目的地為所述第二無人駕駛飛行工具的信息發送至所述第二無人駕駛飛行工具；第一地面控制器，所述第一地面控制器與所述第一無人駕駛飛行工具通信連接；第二地面控制器，所述第二地面控制器與所述第一地面控制器通信連接并且與第三無人駕駛飛行工具通信連接；其中，目的地為所述第二無人駕駛飛行工具的所述信息經由所述第一地面控制器和所述第二地面控制器而從所述第三無人駕駛飛行工具發送至所述第一無人駕駛飛行工具。

【技術特征摘要】
2015.12.31 US 62/274,112;2016.11.02 US 15/341,797;1.一種用于促進無人駕駛飛行工具網絡的系統，其特征在于，所述系統包括：一個或多個處理器，所述處理器與無人駕駛飛行工具通信連接，并且所述處理器被配置成能夠將一個或多個所述無人駕駛飛行工具的地理位置廣播至其他所述無人駕駛飛行工具；第一無人駕駛飛行工具，所述第一無人駕駛飛行工具被配置成能夠基于接收到的第二無人駕駛飛行工具的地理位置來與所述第二無人駕駛飛行工具建立通信信道，以及能夠經由所述通信信道將目的地為所述第二無人駕駛飛行工具的信息發送至所述第二無人駕駛飛行工具；第一地面控制器，所述第一地面控制器與所述第一無人駕駛飛行工具通信連接；第二地面控制器，所述第二地面控制器與所述第一地面控制器通信連接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈瑋，
申請(專利權)人：沈瑋，
類型：新型
國別省市：中國臺灣,71