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無人駕駛飛行器通信、監(jiān)視和交通管理的制作方法

文檔序號:11934991閱讀:339來源:國知局
無人駕駛飛行器通信、監(jiān)視和交通管理的制作方法與工藝

本申請要求于2014年7月28日提交的美國申請序列號NO.14/444,670的優(yōu)先權(quán),其要求2014年7月14日提交的美國臨時(shí)申請?zhí)朜O.62/024,197的權(quán)益,每個(gè)申請的全部內(nèi)容通過引用全文并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本文檔總體上描述了用于與無人駕駛飛行器通信、監(jiān)視無人駕駛飛行器以及管理無人駕駛飛行器的空中交通的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。



背景技術(shù):

無人駕駛飛行器,有時(shí)被稱為無人駕駛航空器或“無人機(jī)”,是在航空器上沒有人類飛行員的情況下飛行的航空器。在一些情況下,無人駕駛飛行器由人通過基于地面的控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制、操作或駕駛。在一些情況下,無人駕駛飛行器由人類操作者通過基于地面的監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,但不被實(shí)時(shí)駕駛。在一些情況下,無人駕駛飛行器包括導(dǎo)航儀器和控制電路,其允許無人駕駛飛行器在沒有人類操作者的幫助下實(shí)時(shí)導(dǎo)航,使得無人駕駛飛行器能夠在沒有人類操作者實(shí)時(shí)幫助的情況下自主地控制其飛行。

無人駕駛飛行器已被用于軍事行動,如軍事監(jiān)視、戰(zhàn)斗和偵察行動。此外,已經(jīng)提出了會將書或其他商業(yè)上訂購的產(chǎn)品遞送到客戶的住宅的無人駕駛飛行器。

輿論普遍支持將無人駕駛飛行器用于國際上進(jìn)行的軍事監(jiān)視、戰(zhàn)斗和偵察行動,但是對于國內(nèi)應(yīng)用(無論是軍事、民用或商業(yè)用途),公眾輿論熱情較低。例如,已經(jīng)引起了關(guān)于未授權(quán)或侵入式監(jiān)視機(jī)會的隱私擔(dān)憂,其可能隨著無人駕駛飛行器變得更普遍而出現(xiàn)。此外,已經(jīng)引起了與可能由無人駕駛飛行器造成的傷害或財(cái)產(chǎn)損失有關(guān)的擔(dān)憂,或者無人駕駛飛行器在某人的私人財(cái)產(chǎn)或住宅附近的操作將是不受歡迎的麻煩事。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

在第一總體性方面中,一種與無人駕駛飛行器通信的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法包括:經(jīng)由照明組件的通信發(fā)射機(jī)發(fā)送第一消息,以由無人駕駛飛行器接收。第一消息包括與照明組件相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符,且照明組件位于道路附近。該方法還包括經(jīng)由照明組件的通信接收機(jī)從無人駕駛飛行器接收第二消息。第二消息包括與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符。該方法還包括經(jīng)由照明組件的通信發(fā)射機(jī)發(fā)送第三消息,以由無人駕駛飛行器接收。第三消息包括對無人駕駛飛行器應(yīng)當(dāng)飛行的高度的指示。

各種實(shí)現(xiàn)可以包括以下的一個(gè)或多個(gè)。對無人駕駛飛行器應(yīng)當(dāng)飛行的高度的指示可以包括空中走廊的標(biāo)識符,所述空中走廊具有與其相關(guān)聯(lián)的預(yù)定最小高度和預(yù)定最大高度。該方法還可以包括經(jīng)由照明組件的計(jì)算單元確定無人駕駛飛行器的高度,且第三消息可包括無人駕駛飛行器的高度。與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符可包括無人駕駛飛行器的位置指示符,且對無人駕駛飛行器的高度的確定可基于無人駕駛飛行器的位置指示符和照明組件的位置標(biāo)識符。與照明組件相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符可以包括照明組件的位置標(biāo)識符。照明組件的位置標(biāo)識符可以包括與照明組件相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)。道路可以與通行權(quán)(right-of-way)相關(guān)聯(lián),并且與照明組件相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符可以包括與通行權(quán)相關(guān)聯(lián)的位置指示符。與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符可以包括無人駕駛飛行器的位置指示符,并且該方法還可以包括確定無人駕駛飛行器在與通行權(quán)相關(guān)聯(lián)的空域之外,并且第三消息可以包括對無人駕駛飛行器在與通行權(quán)相關(guān)聯(lián)的空域之外的警告。第一消息可以包括對著陸區(qū)域的指示。第一消息可以包括與障礙物相關(guān)聯(lián)的位置標(biāo)識符。該方法還可以包括在照明組件的存儲器位置存儲時(shí)間戳和與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符。該方法還可以包括經(jīng)由照明組件的通信發(fā)射機(jī)發(fā)送第四消息,以由遠(yuǎn)離照明組件的控制中心接收,其中第四消息包括時(shí)間戳和與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符。該消息還可以包括從照明組件的充電單元發(fā)送用于對無人駕駛飛行器的電池充電的無線充電信號,以由無人駕駛飛行器接收。該方法還可以包括經(jīng)由照明組件的通信發(fā)射機(jī)發(fā)送第四消息,第四消息包括與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符和與無線充電信號相關(guān)聯(lián)的量。為了安全起見,第一消息、第二消息和第三消息中的每一個(gè)可被加密。第一消息、第二消息和第三消息中的每一個(gè)可以包括安全問題。與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符可以包括無人駕駛飛行器的位置指示符,并且該方法還可以包括基于無人駕駛飛行器的位置指示符和從第二無人駕駛飛行器接收的信息確定無人駕駛飛行器在第二無人駕駛飛行器的預(yù)定距離內(nèi),且第三消息可以包括對無人駕駛飛行器在第二無人駕駛飛行器的該預(yù)定距離內(nèi)的警告。該方法還可以包括確定無人駕駛飛行器的導(dǎo)航調(diào)整,并且第三消息可以包括無人駕駛飛行器的導(dǎo)航調(diào)整。第一消息可以包括對天氣的指示,或者可以包括對速度的指示。該方法還可以包括確定無人駕駛飛行器的速度。無人駕駛飛行器的速度可以超過預(yù)定速度閾值,并且該方法還可以包括發(fā)送包括對無人駕駛飛行器的速度的指示的第四消息。第一消息可以包括對噪聲水平的指示,或者可以包括對排放水平的指示。與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符可以包括無人駕駛飛行器的許可或注冊信息,并且該方法還可以包括確定無人駕駛飛行器的許可或注冊信息是否有效。該方法還可以包括確定無人駕駛飛行器包括武器。第一消息可以包括對無人駕駛飛行器應(yīng)當(dāng)避開的區(qū)域的指示。

在第二總體性方面,照明組件包括位于道路附近的燈柱以及燈具。照明組件還包括與照明組件相關(guān)聯(lián)的通信站。通信站包括通信發(fā)射機(jī),其被配置為發(fā)送第一消息,以由無人駕駛飛行器接收,其中第一消息包括與照明組件相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符。通信站還包括通信接收機(jī),其被配置為從無人駕駛飛行器接收第二消息,其中第二消息包括與無人駕駛飛行器相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符。通信站還包括處理模塊,其被配置為確定無人駕駛飛行器應(yīng)當(dāng)飛行的高度。通信發(fā)射機(jī)還被配置為發(fā)送第三消息,以由無人駕駛飛行器接收,其中第三消息包括對無人駕駛飛行器應(yīng)當(dāng)飛行的高度的指示。

各種實(shí)現(xiàn)可以包括以下的一個(gè)或多個(gè)。對無人駕駛飛行器應(yīng)當(dāng)飛行的高度的指示可以包括空中走廊的標(biāo)識符,所述空中走廊具有與其相關(guān)聯(lián)的預(yù)定最小高度和預(yù)定最大高度。處理模塊還可以被配置為確定無人駕駛飛行器的高度,并且第三消息可以包括無人駕駛飛行器的高度。

附圖說明

圖1是示例無人駕駛飛行器飛行環(huán)境以及用于與在該環(huán)境內(nèi)操作的無人駕駛飛行器通信的示例系統(tǒng)的概念圖。

圖2是示例性空中走廊的概念圖。

圖3A、3B和3C是示例通信站可以用以與示例無人駕駛飛行器通信的示例通信風(fēng)格的概念圖。

圖4是描繪從示例通信站接收充電信號的示例無人駕駛飛行器的概念圖。

圖5是示例通信站的框圖。

圖6是可以用于與無人駕駛飛行器通信的示例方法的流程圖。

圖7是示例通信組件的框圖。

圖8是示例無人駕駛飛行器飛行環(huán)境以及用于與在該環(huán)境內(nèi)操作的無人駕駛飛行器通信的示例系統(tǒng)的概念圖。

圖9是示例無人駕駛飛行器的框圖。

在各個(gè)附圖中,類似的附圖標(biāo)記表示類似的元素。

具體實(shí)施方式

根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),本文描述了可用于以下的一個(gè)或多個(gè)的系統(tǒng)、裝置和方法:提供與無人駕駛飛行器的通信,向無人駕駛飛行器提供信息和從無人駕駛飛行器接收信息,幫助無人駕駛飛行器,以日志方式記錄、以時(shí)間順序記錄或者驗(yàn)證無人駕駛飛行器的路線,管理無人駕駛飛行器交通的方面,減緩、減少或減輕與無人駕駛飛行器相關(guān)的隱私擔(dān)憂,檢查或驗(yàn)證無人駕駛飛行器的登記或許可信息,提高無人駕駛飛行器操作的可靠性,感測或監(jiān)視無人駕駛飛行器,以及改善與無人駕駛飛行器操作相關(guān)的公共安全狀況。通常,本文所討論的技術(shù)、系統(tǒng)和設(shè)備可以與任何類型的無人駕駛飛行器、無人機(jī)、無人駕駛航空器、遙控駕駛或遠(yuǎn)程操作的航空器或無人駕駛航空器系統(tǒng)一起使用,不受限制。為了簡單起見,這里討論的示例一般指無人駕駛飛行器。

無人駕駛飛行器(“UAV”)是在航空器上沒有人類飛行員的情況下飛行的航空器,并且已經(jīng)用于許多不同的目的。在軍用無人駕駛飛行器已經(jīng)長期存在進(jìn)行軍事行動或特殊作戰(zhàn)應(yīng)用的同時(shí),預(yù)計(jì)通用無人駕駛飛行器在日常生活中可能變得越來越普遍。例如,UAV可以用于各種民用應(yīng)用(例如,警察局、消防部門、搜救部門、災(zāi)難響應(yīng))、娛樂應(yīng)用、商業(yè)應(yīng)用或?qū)淼钠渌麘?yīng)用。作為潛在的未來商業(yè)用途的一個(gè)示例,一些企業(yè)已經(jīng)考慮使用UAV來執(zhí)行當(dāng)前由通過汽車、卡車、自行車或步行遞送貨物的地面遞送人員執(zhí)行的遞送功能。例如,這種遞送可以是從零售商或倉庫位置到消費(fèi)者的住宅,或者從零售商或倉庫到另一企業(yè)(與企業(yè)到企業(yè)交易相關(guān))。

無人駕駛飛行器通常使用空氣動力來提供升力并允許航空器實(shí)現(xiàn)飛行。一些UAV包括一個(gè)或多個(gè)固定翼;一些UAV包括一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片或旋翼;以及一些UAV包括一個(gè)或多個(gè)固定翼和一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片或旋翼。一些UAV可以在沒有直接人類輔助的情況下起飛和著陸,而其他無人駕駛飛行器需要某種形式的人類輔助,例如在一開始起飛或飛行時(shí)的輔助。一些UAV是氣體(或其他類型的燃料)供電,而其他的UAV是電池供電。一些UAV由氣體或燃料動力和電池動力的組合供電。

UAV可以具有許多形狀、尺寸、樣式和復(fù)雜程度。軍用級無人駕駛飛行器已經(jīng)趨向于大型、復(fù)雜和昂貴,并且已被裝備以進(jìn)行長距離飛行,而無需加油或充電。例如,一些版本的捕食者無人機(jī)有27英尺長,翼展接近50英尺,有效載荷能力超過1000磅,重量超過2000磅,當(dāng)載重時(shí)飛行范圍接近700英里,并且具有約400萬美元的單位成本。相反,預(yù)期用于商業(yè)或其他目的的許多UAV將小得多,簡單得多,便宜得多,并且具有小得多的飛行范圍。例如,包括八個(gè)小旋翼的某些版本的“直升機(jī)”UAV具有大約與一些傳統(tǒng)的遙控飛機(jī)類似的尺寸,是電池供電的,具有大約五磅的有效載荷能力,并且飛行范圍大約為十英里。已經(jīng)提出了其他遞送型UAV,其具有高達(dá)55磅的有效載荷容量和長一些的飛行距離。

傳統(tǒng)上,UAV由基于地面的操作者實(shí)時(shí)控制或駕駛,該操作者使用基于地面的控制系統(tǒng)來控制或部分地控制UAV。基于地面的控制系統(tǒng)和UAV之間的通信可以在一個(gè)或多個(gè)無線數(shù)據(jù)鏈路或通信路徑上發(fā)生。在一些情況下,通信信號可以包括一個(gè)或多個(gè)視頻信道或饋送。在一些示例中,可以使用衛(wèi)星通信,其中從基于地面的控制系統(tǒng)到UAV的通信(反之亦然)經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)軌道衛(wèi)星。備選地,從基于地面的控制系統(tǒng)到UAV的通信(反之亦然)可以通過一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或通信鏈路(例如一個(gè)或多個(gè)蜂窩或其他基于電話的網(wǎng)絡(luò)),通過遙控射頻鏈路、UHF或L頻帶頻率鏈路、微波頻率鏈路或其它適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)鏈路、網(wǎng)絡(luò)或通信路徑。

一些UAV配備有自動駕駛功能,使用一個(gè)或多個(gè)機(jī)載計(jì)算機(jī)和相關(guān)聯(lián)的傳感器以及其他導(dǎo)航儀器和控制電路來自主控制其飛行。自主控制的UAV通常經(jīng)由接收到的全球定位系統(tǒng)(“GPS”)信號來接收位置更新。然而,一些類型的GPS和其他基于衛(wèi)星的通信可能易受惡劣天氣條件的影響,可能局限于具有到適當(dāng)衛(wèi)星的視線的區(qū)域,或者可能容易受到阻塞、欺騙或黑客攻擊。在一些示例中,UAV通過一個(gè)或多個(gè)無線數(shù)據(jù)鏈路、網(wǎng)絡(luò)或通信路徑(例如,上面討論的數(shù)據(jù)鏈路、網(wǎng)絡(luò)或通信鏈路中的一個(gè)或多個(gè))自主地發(fā)送和/或接收信息。在一些示例中,可以使用前述通信方法的組合。

圖1是示例性無人駕駛飛行器飛行環(huán)境100和用于與在環(huán)境100內(nèi)(或外部)操作的無人駕駛飛行器通信的示例系統(tǒng)的概念圖。例如,環(huán)境100可以表示但不限于城鎮(zhèn)、城市或城區(qū)的一部分。一般來說,通信站101(例如,站101a,101b,101c,101d)可被用于與UAV通信,根據(jù)各種實(shí)現(xiàn),通信站101可以位于路燈、交通燈、電線桿、塔(例如,蜂窩信號塔)、通信站桿、道路標(biāo)志或顯示監(jiān)視器、建筑物、樹木、公告牌、橋梁或者在道路或通行權(quán)附近的其他結(jié)構(gòu)上。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101還可以向UAV提供信息并從UAV接收信息,輔助UAV,以日志方式記錄、以時(shí)間順序記錄或驗(yàn)證UAV的路線,管理UAV交通的方面,減緩、減少或減輕與UAV相關(guān)聯(lián)的隱私關(guān)注,檢查或驗(yàn)證UAV的注冊信息,感測或監(jiān)視UAV,提高UAV操作的可靠性,以及改善與UAV操作相關(guān)的公共安全狀況。

道路102由第一道路邊緣104a和第二道路邊緣104b界定,并且與通行權(quán)106相關(guān)聯(lián),通行權(quán)106由第一通行權(quán)邊界108a和第二通行權(quán)邊界108b限定。在一些示例中,通行權(quán)106(以及本文稍后討論的其他通行權(quán))可以是公共通行權(quán)。在一些示例中,通行權(quán)106(以及本文稍后討論的其他通行權(quán))可以是合法的通行權(quán)。在所描繪的示例中,道路102位于通行權(quán)106內(nèi),并且大致位于通行權(quán)106的邊界108a、108b之間的中心。在一些示例中,對于雙車道道路,道路102可以具有大約24-32英尺的寬度(例如,邊緣104a和104b之間的距離),并且通行權(quán)106可以具有例如大約35-60英尺的寬度(例如,邊界108a和108b之間的距離)。為了簡單起見,盡管在圖1中將道路102示出為雙車道公路或道路,但是在其他示例中可以具有更多(例如三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)、七個(gè)、八個(gè)、九個(gè)、十個(gè)、十一個(gè)、十二個(gè)或更多)或更少(例如,一個(gè)或零個(gè))車道,并且可以是州際公路、聯(lián)邦或州公路、縣公路、城市街道等。道路102可以具有任何適當(dāng)?shù)膶挾?,并且通行?quán)106可以類似地具有任何適當(dāng)?shù)膶挾取T谝恍┦纠?,道?02包含在通行權(quán)106內(nèi),但是在一些示例中,道路102的一個(gè)或多個(gè)部分可以延伸到通行權(quán)106外部。

第一通行權(quán)邊界108a和第一道路邊緣104a限定在它們之間的第一通行權(quán)區(qū)域110a,并且第二通行權(quán)邊界108b和第二道路邊緣104b限定在它們之間的第二通行權(quán)區(qū)域110b。作為一個(gè)示例,對于雙車道道路102,道路102可以具有大約32英尺的寬度,通行權(quán)106可以具有大約60英尺的寬度。道路102通??梢晕挥谕ㄐ袡?quán)106內(nèi)的中間,使得第一通行權(quán)區(qū)域110a具有大約14英尺的寬度,并且第二通行權(quán)區(qū)域110b具有大約14英尺的寬度。如將在下面更詳細(xì)地描述的,本文所討論的系統(tǒng)、設(shè)備和方法的一些實(shí)現(xiàn)可以促進(jìn)在第一通行權(quán)區(qū)域110a和第二通行權(quán)區(qū)域110b中的一個(gè)或多個(gè)上方(或在其他通行權(quán)或通行權(quán)區(qū)域上方)的空域中的UAV交通。

環(huán)境100還描繪了由道路邊緣114a和114b界定的第二道路112以及由邊界118a和118b限定的第二通行權(quán)116。通行權(quán)區(qū)域119a和119b分別被限定在道路邊緣114a和邊界118a之間以及在道路邊緣114b和邊界118b之間。環(huán)境100類似地描繪了由道路邊緣122a和122b界定的第三道路120和由邊界126a和126b限定的第二通行權(quán)124。通行權(quán)區(qū)域128a和128b分別被限定在道路邊緣122a和邊界126a之間以及在道路邊緣122b和邊界126b之間。第三道路120包括橋梁129。

示出了若干汽車或卡車130在道路102、112和120上行駛,并且示出了多個(gè)行人132在人行道134上行走。在一些示例中,行人可以接近或離開零售店136或辦公樓138。描繪了樹140和公告牌142,并且在該示例中樹140和公告牌142剛好位于第二通行權(quán)區(qū)域110b的外部。樹140的一些分支和葉子144突出到通行權(quán)區(qū)域110b上方的空域中,如參考圖1可以看到的。在所示示例中,公告牌142位于第二通行權(quán)區(qū)域110b附近。在所描繪的示例中,另一樹143位于第一通行權(quán)區(qū)域110a中。

第一照明組件144a位于道路(例如,所示示例中的道路102)或通行權(quán)(例如,所示示例中的通行權(quán)106)或其二者的附近。在該示例中,照明組件144a是路燈,并且包括燈具145和柱146(例如,在該示例中的燈柱)。通信站101a與照明組件144a相關(guān)聯(lián),并且在所示示例中附接到照明組件144a。例如,通信站101a可以附接到燈柱146。

在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101a可以與在環(huán)境100中操作的UAV 150通信。在一些例子中,當(dāng)UAV 150在環(huán)境100中飛行時(shí),例如當(dāng)UAV 150在通信站101的附近或通信范圍內(nèi)飛行時(shí),通信站101可與UAV 150通信。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101a可以廣播第一消息,第一消息包括與通信站101a相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符、與第一照明組件144a相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符、或與通信站101a和第一照明組件144a二者相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符。UAV 150可以從通信站101a接收第一消息,并且可以發(fā)送包括與UAV 150相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符的第二消息,第二消息可由通信站101a接收。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101a可以發(fā)送第三消息,以供UAV 150接收,該第三消息包括對UAV 150應(yīng)當(dāng)飛行的高度的指示,如下面將更詳細(xì)地討論的。

在一些示例中,UAV 150可以當(dāng)其在第一通信站附近時(shí)與第一通信站通信,并且可以當(dāng)其在第二通信站附近時(shí)與第二通信站通信。例如,第二照明組件144b也位于道路102(以及該示例中的通行權(quán)106)的附近,并且通信站101b與照明組件144b相關(guān)聯(lián)(在該示例中附接到照明組件144b)。當(dāng)UAV 150沿方向158飛行時(shí),例如,UAV 150可以當(dāng)在通信站101a附近時(shí)與通信站101a通信,并且可以當(dāng)在通信站101b附近時(shí)與通信站101b通信。

在一些示例中,可以執(zhí)行UAV 150從第一通信站101a到第二通信站101b的逐通信切換。例如,當(dāng)UAV 150在方向158上遠(yuǎn)離第一通信站101a并朝向第二通信站101b飛行時(shí),通信站101a或101b中的一個(gè)或多個(gè)可以確定通信站101b應(yīng)當(dāng)承擔(dān)與UAV 150的較大的通信角色,和/或該通信站101a應(yīng)當(dāng)承擔(dān)與UAV 150的較小的通信角色,或其二者。在一些示例中,該確定可以發(fā)生在UAV 150到達(dá)比距離第二通信站101b比距離第一通信站101a近的位置處時(shí)或發(fā)生在大概該時(shí)刻。在一些示例中,UAV 150可以與通信站101a和通信站101b二者通信。在一些示例中,例如在給定時(shí)間,通信站101a或101b中的一個(gè)或多個(gè)可以通知UAV150通信站101a或101b中的哪個(gè)可以被認(rèn)為是UAV 150的主通信站。在一些示例中,UAV 150可以確定其將與通信站101a或101b中的哪一個(gè)通信或?qū)⒅饕c哪一個(gè)通信(例如,基于來自一個(gè)或多個(gè)站的接收信號的信號強(qiáng)度,基于飛行路線和站位置,基于當(dāng)前或預(yù)期的UAV位置或其他因素)。

第三照明組件144c位于道路112和通行權(quán)116附近,并且通信站101c與照明組件144c相關(guān)聯(lián)(在該示例中附接到照明組件144c),并且第四照明組件144d類似地位于道路112和通行權(quán)116附近,并且通信站101d與照明組件144d相關(guān)聯(lián)(在該示例中附接到照明組件144d)。第五照明組件器144e位于道路120和通行權(quán)124附近,并且通信站101e與照明組件144e相關(guān)聯(lián)(在該示例中附接到照明組件144e)。桿147也位于道路120和通行權(quán)124附近,并且通信站101f與桿147相關(guān)聯(lián)。在一些示例中,桿147是電線桿。在一些示例中,桿147是通信或通信站桿。

當(dāng)UAV 150沿著其飛行路徑行進(jìn)時(shí),其可以與沿線的通信站(例如,通信站101a、101b、101c、101d、101e和101f中的一個(gè)或多個(gè))通信。在一些示例中,具體通信站可以發(fā)起與UAV 150的通信。在一些示例中,UAV 150可以發(fā)起與具體通信站的通信。

在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以向UAV 150提供高度信息。例如,通信站101可以向UAV 150提供對高度的指示。在各種實(shí)現(xiàn)中,對高度的指示可以包括UAV 150當(dāng)前正在飛行的高度。在一些示例中,通信站101包括通信站101可以用于確定UAV 150正在飛行的高度的一個(gè)或多個(gè)傳感器。在一些示例中,通信站101可以基于通信站101從UAV 150接收的消息中所包括的信息來確定高度。例如,從UAV 150接收的消息可以包括提供對UAV 150的高度的指示的位置標(biāo)識符(例如,一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)或一個(gè)或多個(gè)緯度/經(jīng)度/海拔指示)。在一些示例中,通信站101可以基于無人駕駛飛行器的位置指示符并且基于與照明組件或通信站相關(guān)聯(lián)的位置標(biāo)識符(例如,針對照明組件或通信站的一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)或者海拔或高度指示)來確定高度。

在一些示例中,對高度的指示可以包括UAV 150應(yīng)當(dāng)飛行的高度或高度范圍,或者UAV 150應(yīng)當(dāng)在其中飛行的空中走廊的標(biāo)識符,如下面將進(jìn)一步描述的。在一些實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以提供對UAV 150應(yīng)當(dāng)避開在其處或在其中飛行的高度、高度范圍或一個(gè)或多個(gè)空中走廊的指示。

可由通信站101提供給UAV 150的其他信息可以包括對UAV 150在其飛行期間可能遇到或者UAV 150在其飛行期間應(yīng)當(dāng)避開的一個(gè)或多個(gè)障礙物的指示。例如,通信站101可以向UAV 150提供對以下各項(xiàng)的指示:辦公樓138或零售店136、樹140或143或者突出到通行權(quán)的110b的空域中的分支144、公告牌142、橋梁129、電線桿或電力線、交通燈、建筑設(shè)備(例如,大型起重機(jī))、山或丘陵、或UAV 150在其飛行期間應(yīng)避開的其他障礙物或障礙。在一些示例中,對障礙物的指示可以包括與對應(yīng)障礙物相關(guān)聯(lián)的位置標(biāo)識符(例如,一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)或一個(gè)或多個(gè)緯度/經(jīng)度指示或緯度/經(jīng)度/海拔指示)。

在一些示例中,通信站101可以提供對著陸區(qū)域156(例如,緊急著陸區(qū)域或安全著陸區(qū)域)的指示,如果UAV 150需要進(jìn)行計(jì)劃外的著陸,則UAV 150可以在所述著陸區(qū)域156中安全地著陸。在一些示例中,對著陸區(qū)域的指示可以包括與著陸區(qū)域156相關(guān)聯(lián)的位置標(biāo)識符(例如,一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)或一個(gè)或多個(gè)緯度/經(jīng)度或緯度/經(jīng)度/海拔指示)。在一些示例中,對著陸區(qū)域的指示可以包括基于UAV 150的當(dāng)前位置或地點(diǎn)的到著陸區(qū)域156的方向。在一些實(shí)現(xiàn)中,著陸區(qū)域156可以包括一個(gè)或多個(gè)充電站,并且UAV 150可以使用這些充電站中的一個(gè)來對UAV的一個(gè)或多個(gè)電池進(jìn)行充電。在一些示例中,著陸區(qū)域156或著陸區(qū)域156的一部分可以與通行權(quán)(例如,通行權(quán)106)的一部分重疊,或者可以與通行權(quán)區(qū)域(例如,區(qū)域110b)的一部分重疊。

在各種示例中,在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站可以提供對包裹樞紐區(qū)域(a package hub area)157的指示,包裹樞紐區(qū)域157可對應(yīng)于包裹拾取或放置位置或區(qū)域。例如,在UAV 150被用于遞送包裹的實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以提供對包裹樞紐區(qū)域157的指示,在包裹樞紐區(qū)域157中,一個(gè)或多個(gè)零售商可以放置要由遞送服務(wù)或公司遞送的商品或包裹,該遞送服務(wù)或公司利用UAV來遞送該商品或包裹。在各種實(shí)現(xiàn)中,由通信站101提供的指示可以包括針對包裹樞紐區(qū)域157的位置標(biāo)識符(例如,一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)或一個(gè)或多個(gè)緯度/經(jīng)度或緯度/經(jīng)度/海拔指示)。在一些實(shí)現(xiàn)中,指示可以包括基于UAV 150的當(dāng)前位置或地點(diǎn)的到包裹樞紐區(qū)域157的方向。包裹樞紐區(qū)域157可以包括一個(gè)或多個(gè)倉庫(圖1中未示出)。在一些示例中,單個(gè)零售商可以使用包裹樞紐區(qū)域157來組織(stage)包裹遞送,并且在一些實(shí)現(xiàn)中,若干零售商可以使用包裹樞紐區(qū)域157來組織包裹遞送。在一些實(shí)現(xiàn)中,包裹樞紐區(qū)域157可以包括一個(gè)或多個(gè)充電站,并且UAV 150可以使用這些充電站中的一個(gè)來對UAV的一個(gè)或多個(gè)電池進(jìn)行充電。在一些示例中,包裹樞紐區(qū)域157或包裹樞紐區(qū)域157的一部分可以與通行權(quán)(例如,通行權(quán)106)的一部分重疊,或者可以與通行權(quán)區(qū)域(例如,區(qū)域110b)的一部分重疊。

在一些示例中,通信站101可以向UAV 150提供對天氣的指示。例如,通信站101可以提供對風(fēng)速和/或風(fēng)向的局部化(例如,通信站101或UAV 150的區(qū)域中的)指示,UAV 150可以在一些實(shí)現(xiàn)中使用其來進(jìn)行導(dǎo)航校正。在一些示例中,通信站101可以提供對惡劣天氣警告或條件的指示。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以配備有可感測一個(gè)或多個(gè)天氣狀況的一個(gè)或多個(gè)傳感器,并且通信站101可以例如通過無線消息將感測到的該一個(gè)或多個(gè)天氣狀況傳送給UAV 150。在一些示例中,通信站101可以(例如,從遠(yuǎn)程氣象站或氣象服務(wù))接收包括天氣相關(guān)信息的消息,并且通信站101可以向UAV 150發(fā)送包括天氣相關(guān)信息的消息??蓮耐ㄐ耪?01傳送給UAV 150的天氣相關(guān)信息的示例可以包括但不限于風(fēng)速和風(fēng)向、可見度水平、嚴(yán)重天氣警告、閃電指示、溫度指示、濕度指示、或?qū)Ρ?、雨夾雪、雪或雨的指示。

在一些示例中,通信站101可以向UAV 150提供對要避開的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域或者可能不允許UAV 150飛行的一個(gè)或多個(gè)禁飛區(qū)的指示。再次參考圖1,描繪了禁飛區(qū)159。在一些示例中,禁飛區(qū)159可以是永久禁飛區(qū),諸如對應(yīng)于機(jī)場、高安全區(qū)域(例如,白宮、五角大樓、軍事設(shè)施或基地等)的區(qū)域,或者其中UAV可能不受歡迎(例如,靠近學(xué)校,靠近一些企業(yè),靠近體育場,靠近古跡)的區(qū)域。在一些示例中,禁飛區(qū)159可以對應(yīng)于由于臨時(shí)狀況或情況而暫時(shí)限制的區(qū)域。這種臨時(shí)狀況或情況的示例可以包括但不限于自然災(zāi)害(例如地震、龍卷風(fēng)、颶風(fēng)、臺風(fēng)、洪水)或其他天氣相關(guān)狀況、緊急情況(例如火災(zāi)、事故、警察或急救反應(yīng)情況等等)、擁擠區(qū)域(例如,由于UAV交通、基于地面的車輛交通、行人交通或集會等而造成的擁塞)、受限區(qū)域、已經(jīng)識別出或接收到威脅的區(qū)域、或者與臨時(shí)危險(xiǎn)或令人擔(dān)憂的原因相關(guān)聯(lián)的區(qū)域。在一些情況下,通信站101可以向UAV 150通知備選路線以繞過禁飛區(qū)159或要避開的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域。在一些示例中,如果通信站101確定UAV 150在禁飛區(qū)159中飛行,在禁飛區(qū)159的預(yù)定距離內(nèi)飛行,或者似乎在向禁飛區(qū)的過程中159,則通信站101可以發(fā)送警告消息以由UAV 150接收。在一些示例中,在這樣的確定之后,通信站可以發(fā)送警告消息以由警察或消防部門、民用空域管理機(jī)構(gòu)、聯(lián)邦航空管理局、第一急救者(first responder)、安全部門、UAV的所有者等中的一個(gè)或多個(gè)接收。在一些示例中,通信站101可以在通信站101的存儲器位置中存儲UAV 150的指示(例如,標(biāo)識或注冊號)。在一些示例中,通信站101可以向違反一個(gè)或多個(gè)禁飛區(qū)限制的UAV發(fā)出罰單或罰款。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以發(fā)送包括與罰單或罰款有關(guān)的信息的消息,以由一個(gè)或多個(gè)違規(guī)UAV、由遠(yuǎn)離通信站101的控制中心148、由警察局或由UAV的所有者或操作者接收。在一些示例中,通信站101可以在通信站101的存儲器位置中存儲對罰單或罰款的指示。

在一些示例中,可以在重復(fù)時(shí)間段期間施加禁飛區(qū),例如每天從下午11:00到上午5:00,或者每天從下午9:00到上午6:00,或者每天從下午6:00到上午7:00。例如,城市或當(dāng)?shù)卣纱_定在某些時(shí)間(例如,實(shí)施“無人駕駛飛行器宵禁”的時(shí)間)不應(yīng)當(dāng)有UAV交通,并可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間在城市的較大部分或全部施加UAV禁飛區(qū)。根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),通信站101可以將這樣的禁飛區(qū)信息(例如,位置、時(shí)間等中的一個(gè)或多個(gè))傳送給UAV。

在一些示例中,通信站101可以向UAV 150提供速度指示。例如,在一些實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以確定UAV 150正在飛行的速度(例如,UAV的速度),并且可以向UAV 150提供對所確定的速度的指示。在一些示例中,通信站101可以包括可用于確定UAV 150的速度的一個(gè)或多個(gè)傳感器。在一些示例中,通信站101可以基于從UAV 150接收的信息來確定UAV 150的速度。例如,如果UAV 150在從UAV 150到通信站101的第一消息和第二消息中提供對其位置的指示,則通信站101可以計(jì)算UAV 150在一段時(shí)間內(nèi)行進(jìn)的距離(例如,消息之間的時(shí)間),并且可以通過將行進(jìn)的距離除以該時(shí)間段來計(jì)算速度。在一些示例中,可以基于消息何時(shí)被通信站101接收到來確定兩個(gè)消息之間的時(shí)間段,并且在一些示例中,可以基于與消息包括在一起的信息(例如一個(gè)或多個(gè)時(shí)間戳)來確定。

在一些示例中,針對靠近通信站101的區(qū)域或者UAV正在其中飛行、向其飛行或目的地在其的區(qū)域,通信站101可以為UAV 150提供對速度限制或多個(gè)速度限制(例如,上限或下限)的指示。例如,UAV可以使用該速度信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整以符合所提供的信息。在一些實(shí)現(xiàn)中,UAV可飛行的速度限制在環(huán)境100中可發(fā)生改變。例如,基于與第一通信站101a(或與第一照明組件144a)相關(guān)聯(lián)的區(qū)域的主要速度限制,第一通信站101a可以在與UAV 150通信時(shí)傳送一個(gè)或多個(gè)第一速度限制,而基于與第二通信站101b(或與第二照明組件144b)相關(guān)聯(lián)的區(qū)域的主要速度限制,第二通信站101b可以在與UAV 150通信時(shí)傳送一個(gè)或多個(gè)第二速度限制(其可以不同于第一速度限制)。在一些示例中,通信站101可以向違反速度限制或管制中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的UAV發(fā)出超速罰單或罰款。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以發(fā)送包括與超速罰單或罰款有關(guān)的信息的消息,以由一個(gè)或多個(gè)違規(guī)UAV、由遠(yuǎn)離通信站101的控制中心148、由警察局或由UAV的所有者或操作者接收。在一些示例中,通信站101可以在通信站101的存儲器位置中存儲對罰單或罰款的指示。

在一些示例中,通信站101可以向UAV 150提供對噪聲水平或聲音水平的指示。例如,通信站101可以提供對與UAV的操作相關(guān)聯(lián)的最大允許噪聲或聲級的指示。在一些示例中,通信站101可以向UAV 150提供對排放水平的指示。例如,通信站101可以提供對與UAV的操作相關(guān)聯(lián)的最大可允許排放水平的指示(例如,對于氣體驅(qū)動或以其他方式放出排放的UAV)。例如,UAV可以使用該噪聲或排放信息來進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,以符合所提供的信息。與上面討論的速度限制類似,噪音水平或排放水平針對不同的區(qū)域而改變,并且不同的通信站可以例如傳送與它們的具體區(qū)域或位置相關(guān)聯(lián)的水平。在一些示例中,通信站101可以向違反噪聲或排放限制或管制中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的UAV發(fā)出噪聲罰單或罰款或者排放罰單或罰款。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以發(fā)送包括與噪聲罰單或罰款或者排放罰單或罰款有關(guān)的信息的消息,以由一個(gè)或多個(gè)違規(guī)UAV、由遠(yuǎn)離通信站101的控制中心148、由警察局或由UAV的所有者或操作者接收。在一些示例中,通信站101可以在通信站101的存儲器位置中存儲對罰單或罰款的指示。

在一些示例中,通信站101(或通信站組)可以通過日志方式記錄、按時(shí)間順序記錄或驗(yàn)證UAV 150的路線。例如,通信站101可以在通信站101的存儲器位置中存儲以下一項(xiàng)或多項(xiàng):與UAV 150相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符、對UAV 150曾與通信站101通信的指示、或者對UAV 150曾在通信站101附近飛行的指示。在一些示例中,通信站101可存儲一個(gè)或多個(gè)時(shí)間戳或時(shí)間指示以及前述的一項(xiàng)或多項(xiàng),以建立UAV 150與通信站101交互或在通信站101附近的相關(guān)時(shí)間。當(dāng)UAV 150飛行其路線時(shí),例如,沿著該路線的每個(gè)通信站101(例如,站101a、101b、101c、101d、101e、101f或其它站,取決于路線)可以通過日志方式記錄、按時(shí)間順序記錄或記錄對UAV 150例如曾與通信站101通信的指示以及可選地該通信發(fā)生的時(shí)間。以這種方式,根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),可以收集和存儲UAV飛行模式或活動的無偏和可驗(yàn)證記錄,這可以驗(yàn)證UAV 150飛過其預(yù)期路線。這樣的記錄可以用于減緩例如隱私關(guān)注,并且可以允許使用UAV的公司提供UAV按預(yù)期操作的證據(jù)。

在一些示例中,通信站101可以發(fā)送消息以供遠(yuǎn)離照明組件144或通信站101的控制中心148接收,其中該消息包括與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符,以及可選地包括時(shí)間戳??刂浦行?48可以聚集這樣的消息,并且可以使用接收到的消息來映射對應(yīng)UAV的飛行路徑或活動,該消息可以由控制中心148從一個(gè)或多個(gè)通信站101(例如,從在城市或城市的一部分、地區(qū)、鄰區(qū)等內(nèi)的所有通信站101)接收。控制中心148在環(huán)境100中示出,并且在一些示例中,單個(gè)控制中心148可以與城市或地區(qū)內(nèi)的所有或基本上所有的通信站通信。在其他示例中,城市可以包括多個(gè)控制中心148。在一些示例中,UAV 150可以在UAV 150上的存儲器位置中存儲對其與一個(gè)或多個(gè)通信站的通信的一個(gè)或多個(gè)指示。

在一些示例中,一個(gè)或多個(gè)通信站101可以接收具有與UAV以及UAV的預(yù)期路線有關(guān)的信息的消息。在一些示例中,這樣的消息可以從UAV接收,并且在一些示例中,這樣的消息可以從控制中心148或從操作UAV的企業(yè)接收。該消息可以指示UAV的標(biāo)識符以及期望UAV位于通信站101附近和/或與通信站101通信的時(shí)間、時(shí)間窗口或時(shí)間范圍。通信站101可以監(jiān)視該時(shí)間、時(shí)間窗口或時(shí)間范圍,并且如果UAV在所標(biāo)識的時(shí)間處或者在時(shí)間窗口或時(shí)間范圍期間與通信站101通信失敗,則通信站101可以響應(yīng)通信失敗而發(fā)送一個(gè)或多個(gè)消息。例如,通信站101可以在期望的時(shí)間處或者在期望的時(shí)間窗口或時(shí)間范圍期間發(fā)送警告消息以警告UAV尚未與通信站101接觸。在一些示例中,一個(gè)通信站可以與一個(gè)或多個(gè)其他通信站通信,并且嘗試基于在該一個(gè)或多個(gè)其它通信站與不明UAV之間可能已經(jīng)建立的通信來定位該不明UAV。

在一些示例中,通信站101可以確定UAV 150是否具有有效的或當(dāng)前的注冊或許可。例如,通信站101可以從UAV 150請求注冊或許可標(biāo)識符,并且可以從UAV 150接收包括UAV 150的注冊或許可標(biāo)識符的消息。在各種實(shí)現(xiàn)中,例如,通信站101可以將從UAV 150接收的注冊或許可標(biāo)識符與有效(或在一些示例中,無效)注冊或許可標(biāo)識符的列表進(jìn)行比較。在一些示例中,通信站101可以在通信站101的存儲器中存儲注冊或許可標(biāo)識符的列表,并且可以將所接收的注冊或許可標(biāo)識符與所存儲的列表上的標(biāo)識符進(jìn)行比較。在一些示例中,通信站101可以基于標(biāo)識符本身或者標(biāo)識符內(nèi)的信息或指示符或代碼來確定注冊標(biāo)識符的有效性或無效性。以這些方式或其他方式中的任一種,通信站101可以確定例如所接收的注冊或許可標(biāo)識符是有效還是無效(例如,到期)。

在一些示例中,通信站101在從UAV 150接收到注冊或許可標(biāo)識符時(shí)可以與遠(yuǎn)離通信站101的控制中心148通信,以認(rèn)證或驗(yàn)證UAV 150的注冊或許可標(biāo)識符或者確定注冊或許可標(biāo)識符無效。例如,通信站101可以發(fā)送消息,以由控制中心148接收,該消息包括從UAV接收的注冊或許可標(biāo)識符。通信站101然后可以從控制中心148接收包括與來自UAV 150的注冊或許可標(biāo)識符有關(guān)的指示(例如,有效或無效)的消息。在一些示例中,控制中心148可以提供列表,并且通信站101可以將UAV注冊或許可標(biāo)識符與列表進(jìn)行比較,并做出關(guān)于UAV符合性的確定。

如果UAV 150具有無效的注冊或許可,則通信站101可以向UAV 150發(fā)送消息,例如通知UAV 150它具有無效的注冊或許可。在一些情況下,通信站101可以發(fā)送由警察局(例如警站、警車或警長)或民用空域機(jī)管理構(gòu)(或其他適當(dāng)?shù)墓芾頇C(jī)構(gòu))處的通信設(shè)備接收的消息,以通知UAV具有無效的注冊或許可。在一些示例中,通信站可由于過期或無效的注冊或許可而發(fā)出“罰單”或罰款。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以將對罰單或罰款的指示存儲在通信站的存儲器位置中,可以發(fā)送由UAV或警察通信單元或民用空域管理機(jī)構(gòu)接收的消息,或者可以發(fā)送由控制中心148或與UAV相關(guān)聯(lián)的指揮站(例如,在操作UAV的公司的指揮站處)接收的消息。這樣的罰單也可以由通信站101針對違反速度限制、排放水平、噪聲水平、禁飛區(qū)或本文討論的其它違規(guī)而發(fā)出。

在一些情況下,通信站101可以確定注冊或許可當(dāng)前是有效的,但是它將很快到期,并且在這種情況下可以發(fā)送消息以由UAV 150(或由與UAV相關(guān)聯(lián)的指揮站)接收,以通知UAV 150其注冊或許可將很快到期。例如,這樣的消息可以包括到期日期。

本文討論的技術(shù)、系統(tǒng)和設(shè)備的一些實(shí)現(xiàn)可以用于促進(jìn)、指揮或強(qiáng)制實(shí)施UAV交通管理特征,例如要求,建議或提供信息以輔助UAV在具體空域內(nèi)飛行。作為一個(gè)示例,通信站101可以要求,建議或向UAV 150提供信息以輔助UAV 150在一個(gè)或多個(gè)具體空中走廊中飛行,其中在一些示例中,空中走廊可以指代通常橫向地或水平地限界的空域(例如,向左右界定的空域),并且在一些示例中也垂直地界定(例如,包括下邊界、上邊界或下邊界和上邊界二者的空域)。

例如,通信站101可以向UAV 150提供指示UAV 150在位于上述的一個(gè)或多個(gè)通行權(quán)區(qū)域(例如,區(qū)域110a、110b、119a、119b、128a和128b)上方的一個(gè)或多個(gè)空中走廊內(nèi)飛行的信息。可以通過通行權(quán)的邊界或通過道路的邊緣(或通過直接在邊界或邊緣上方的空域)來向左右界定或限定這樣的空中走廊,例如,或在某些情況下,可通過施加到通行權(quán)的邊界或道路的邊緣的預(yù)定橫向延伸(例如,2英尺、5英尺、10英尺、15英尺、20英尺或一些其他適當(dāng)?shù)臋M向延伸)來向左右界定或限定這樣的空中走廊。

在一些示例中,通信站101可以向UAV 150提供與空中走廊或與UAV 150應(yīng)當(dāng)在其中飛行的空域相關(guān)聯(lián)的位置信息。例如,通信站101可以提供與一個(gè)或多個(gè)走廊相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)或其他位置指示符(例如,緯度和經(jīng)度信息,或緯度/經(jīng)度/海拔信息)(例如,對應(yīng)于走廊的左邊界或右邊界,或?qū)?yīng)于走廊的上邊界或下邊界,或上述的一個(gè)或多個(gè)組合)。

在一些示例中,通信站101可以向UAV 150提供與UAV 150的位置或地點(diǎn)有關(guān)的位置信息,或與UAV 150相對于空中走廊、空中走廊邊界、通行權(quán)邊界、或UAV 150應(yīng)在其中飛行的空域的位置或地點(diǎn)有關(guān)的位置信息。例如,通信站101可以確定UAV 150的位置或地點(diǎn)(例如,基于來自通信站101的一個(gè)或多個(gè)傳感器的一個(gè)或多個(gè)傳感器讀數(shù),或者例如基于UAV 150在消息中提供的信息),并且可以確定UAV 150不在其應(yīng)飛行的地方飛行(例如,在具體空中走廊或UAV 150應(yīng)當(dāng)飛行的空域之外)。

在一些示例中,通信站101可以向UAV 150發(fā)送消息,向UAV 150通知UAV 150不在UAV 150應(yīng)當(dāng)飛行的具體空中走廊或空域中飛行。在一些示例中,通信站101可以向UAV 150發(fā)送包括一個(gè)或多個(gè)位置或地點(diǎn)標(biāo)識符或一個(gè)或多個(gè)空域標(biāo)識符的消息,并且UAV 150可以使用該信息來調(diào)整其路線,使得UAV 150可以在適當(dāng)?shù)目罩凶呃然蚩沼蛑酗w行。在一些示例中,通信站101可以向UAV 150發(fā)送消息,該消息包括關(guān)于UAV 150應(yīng)當(dāng)如何調(diào)整其路線的方向,使得UAV可以在適當(dāng)?shù)目罩凶呃然蚩沼蛑酗w行。在一些示例中,通信站可以在UAV飛行在規(guī)定區(qū)域或UAV應(yīng)當(dāng)飛行的區(qū)域之外時(shí)發(fā)出“罰單”或罰款(例如,如果UAV在錯(cuò)誤的高度、在不正確高度范圍內(nèi)或在不正確的空中走廊中飛行)。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以將對罰單或罰款的指示存儲在通信站的存儲器位置中,可以發(fā)送由UAV或由警察通信單元、民用空域管理機(jī)構(gòu)或控制中心148接收的消息,或者可以發(fā)送消息以供與UAV相關(guān)聯(lián)的指揮站接收(例如,在用于操作UAV的公司的指揮站處)。在一些示例中,通信站可以扣留、扣押或限制UAV前進(jìn),直到其采取適當(dāng)?shù)母叨?例如,在適當(dāng)?shù)母叨确秶蚩罩凶呃葍?nèi))。例如,通信站可以向UAV發(fā)送消息,該消息通知UAV它不能在其路線上前進(jìn),直到UAV開始在適當(dāng)?shù)母叨?、高度范圍、或適當(dāng)?shù)目罩凶呃葍?nèi)的飛行為止。如果并且當(dāng)UAV遵從時(shí),通信站可以釋放其對UAV的扣留(例如,通過向UAV發(fā)送通知UAV它可以繼續(xù)前進(jìn)的消息),并且UAV可以在其路線上前進(jìn)。

再次參考圖1,UAV 150位于與通行權(quán)106相關(guān)聯(lián)的空域中。具體地,UAV 150在由通行權(quán)邊界10Sa和108b橫向界定(例如,通過邊界108a和108b的垂直延伸)的空域中飛行。在所描繪的示例中,UAV 150還位于與通行權(quán)區(qū)域110a相關(guān)聯(lián)的空域中,并且在由通行權(quán)邊界10Sa和道路邊緣104a橫向界定(例如,分別由邊界108a和道路邊緣104a的垂直延伸152和154來界定)的空域中飛行。

還可以從上方和下方通過適當(dāng)?shù)母叨人?例如預(yù)定的最小高度水平和預(yù)定的最大高度水平)來界定或限定空中走廊??罩凶呃鹊氖纠叨壬线吔绾拖逻吔绲氖纠梢允抢纾旱谝蛔呃?,高度下邊界100英尺,高度上邊界150英尺;第二走廊,高度下邊界150英尺,高度上邊界200英尺;第三走廊,高度下邊界200英尺,高度上邊界250英尺;第四走廊,高度下邊界250英尺,高度上邊界300英尺;第五走廊,高度下邊界300英尺,高度上邊界350英尺;第六走廊,高度下邊界350英尺,高度上邊界400英尺,其中第一至第六走廊中的每一個(gè)在左側(cè)由通行權(quán)邊界108a上方的空域且在右側(cè)由道路邊緣104a上方的空域(或者備選地由通行權(quán)邊界108b上方的空域)界定。

在一些示例中,單個(gè)空中走廊可被限定在通行權(quán)區(qū)域上方(例如,在區(qū)域110a、110b、119a、119b、128a或128b上方),例如分別具有400英尺和100英尺的上邊界和下邊界。在一些示例中,可以為第一方向上的UAV交通預(yù)留一個(gè)或多個(gè)空中走廊(例如,第一、第二和第三走廊),并且可以為第二方向(例如與第一方向相反的方向)上的UAV交通預(yù)留一個(gè)或多個(gè)空中走廊(例如,第四、第五和第六走廊)。作為另一示例,可以為第一方向上的UAV交通預(yù)留第一、第三和第五走廊),并且可以為第二方向(例如與第一方向相反的方向)上的UAV交通預(yù)留第二、第四和第六走廊。

在一些實(shí)施例中,通信站101可引導(dǎo)交通或提供交通管理信息,以使得在通行權(quán)區(qū)域上方的空域中的全部或基本上全部UAV交通在相同的方向行進(jìn)。在一些實(shí)施例中,通信站101可引導(dǎo)交通或提供交通管理信息,以使得在與通行權(quán)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的空域中的全部或基本上全部UAV交通在與接近該通行權(quán)區(qū)域的車輛交通相一致的方向上流動。再次參考圖1,例如,通信站101可引導(dǎo)交通或提供交通管理信息,以使得在第一方向161上的UAV交通被限制到通行權(quán)區(qū)域110b上方的空域,并且在第二(相反)方向162上的UAV交通被限制在通行權(quán)區(qū)域110a上方的空域,其中在方向161和162上的這種UAV交通與在最接近相應(yīng)通行權(quán)區(qū)域110a和110b的道路102的車道中的車輛交通相一致。

如上所述,給定的通信站101可在給定時(shí)間或給定時(shí)間窗口期間與若干UAV 150通信。例如,通信站101a可以在通信站101a附近、在距離通信站101a的預(yù)定距離內(nèi)、或者在通信站101a的通信范圍內(nèi)保持與每個(gè)UAV 150的聯(lián)系或與其通信,或者為此,根據(jù)各種實(shí)現(xiàn),通信站101a是在給定時(shí)間最靠近UAV位置的站。因此,在一些實(shí)現(xiàn)中,通信站101a可以保持或具有對每個(gè)UAV 150的位置或地點(diǎn)的可見性,通信站101a在給定時(shí)間或在給定時(shí)間窗口期間與該每個(gè)UAV 150接觸或通信。

在一些示例中,通信站101a可以確定第一UAV與第二UAV太接近(例如,在第二UAV的預(yù)定距離內(nèi),反之亦然),并且可以向第一UAV和第二UAV中的一個(gè)或其兩個(gè)發(fā)送警告消息。在一些示例中,通信站101a可以確定針對第一UAV和第二UAV中的一個(gè)或其二者的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)航調(diào)整,并且可以將該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)航調(diào)整傳送給第一UAV或第二UAV,或者可以向第一UAV傳送第一導(dǎo)航調(diào)整并向第二UAV傳送第二導(dǎo)航調(diào)整。第一UAV、第二UAV或該兩個(gè)UAV可以使用該一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)航調(diào)整來改變位置或路線,例如以維持UAV之間的安全距離和/或避開UAV之間的碰撞。這可以減少UAV之間的碰撞,并且根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)改進(jìn)與UAV操作狀況相關(guān)的安全性。

圖2是示例空中走廊的概念圖。圖2中示出了道路102和通行權(quán),通行權(quán)包括圖1的通行權(quán)區(qū)域110a和110b。此外,圖1中還分別示出了通行權(quán)邊界108a和道路邊緣104a的垂直延伸152和154。在該示例中,位于通行權(quán)區(qū)域110a上方的第一空中走廊170被限定為具有高于地面100英尺的示例下邊界高度(例如,預(yù)定最小高度)和高于地面175英尺的示例上邊界高度(預(yù)定最大高度);第二空中走廊172位于第一空中走廊170的正上方,并且被限定為具有高于地面175英尺的示例下邊界高度和高于地面250英尺的示例上邊界高度;第三空中走廊174位于第二空中走廊172正上方,并且被限定為具有高于地面250英尺的示例下邊界高度和高于地面325英尺的示例上邊界高度;以及第四空氣廊道176位于第三空中走廊174正上方,并且被限定為具有高于地面325英尺的示例下邊界高度和高于地面400英尺的示例上邊界高度。為了簡單起見,僅在圖2中的通行權(quán)區(qū)域110a上方描繪空中走廊,但是類似的空中走廊也可以例如限定在通行道區(qū)域110b上方。本文討論的高度邊界水平旨在是說明性的,并且任何適當(dāng)?shù)母叨冗吔缍伎梢杂糜诳罩凶呃?。此外,盡管空中走廊在本文中被描述為位于通行權(quán)區(qū)域上方,但是將理解,本文所述的空中走廊可以存在于通行權(quán)的整個(gè)寬度上、在道路上方、在前述各項(xiàng)的組合上方、在通行權(quán)外部的區(qū)域上方、在與通行權(quán)相鄰的區(qū)域上方(例如,在通行權(quán)的橫向延伸之外的區(qū)域或在通行權(quán)的橫向延伸中包括的區(qū)域)、在從通行權(quán)分離的區(qū)域上方、或在任何合適的區(qū)域上方。

在一些示例中,通信站101可以發(fā)送由UAV 150接收的消息,該消息包括UAV 150應(yīng)當(dāng)飛行的高度。例如,消息可以向UAV 150指示UAV 150應(yīng)當(dāng)在其中飛行的具體空中走廊。在一些示例中,消息可以指示UAV 150在高度范圍內(nèi)飛行,例如在地面上方200-300英尺的高度范圍內(nèi)飛行。在各種實(shí)現(xiàn)中,在來自通信站101的消息中包括的信息包括通行權(quán)或通行權(quán)區(qū)域的指示符。在一些示例中,在來自通信站101的消息中包括的信息包括行進(jìn)方向的指示符。

在一些實(shí)現(xiàn)中,通信站101可以在一些實(shí)現(xiàn)中基于本地UAV交通水平或者基于包括預(yù)定的UAV飛行模式、天氣狀況、UAV的風(fēng)格或類型等的一個(gè)或多個(gè)其他因素來做出關(guān)于以下各項(xiàng)的確定:適當(dāng)?shù)目罩凶呃然蛘咄ㄐ袡?quán)或通行權(quán)區(qū)域的指示符、行進(jìn)方向或高度范圍。在一些示例中,通信站101可以例如通過類似于空中交通控制器協(xié)調(diào)機(jī)場附近的飛行器交通的方式來協(xié)調(diào)靠近通信站101的區(qū)域中的UAV交通。在一些示例中,例如,對于進(jìn)入接近通信站101或者通信站101所負(fù)責(zé)的區(qū)域的每個(gè)UAV,通信站101提供關(guān)于UAV應(yīng)當(dāng)在哪里飛行的信息。

通過促進(jìn)在通行權(quán)區(qū)域上方的空域中的UAV交通,在一些實(shí)現(xiàn)中,可以提升安全和可預(yù)測的操作條件。例如,如果通常被限制在通行權(quán)區(qū)域上方飛行的UAV失去控制并在通行權(quán)區(qū)域內(nèi)撞毀,則與例如在道路上或在行人經(jīng)常光顧的區(qū)域中撞毀相比,其可能導(dǎo)致較少的損失。此外,通過根據(jù)具體空中走廊來促進(jìn)UAV交通,例如可以更好地管理UAV交通擁塞并且可以減少或最小化UAV碰撞的可能性。

通過針對全部UAV飛行路線或其一部分將UAV交通促進(jìn)或限制到或基本上促進(jìn)或限制到通行權(quán)或通行權(quán)區(qū)域上方的空域,根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),可以減少或減緩與UAV有關(guān)的隱私問題。例如,通過將UAV限制為通常在這種通行權(quán)上方或這種通行權(quán)區(qū)域上方的空域中飛行,公眾可能不太關(guān)注隱私侵入、侵入式監(jiān)視或可能由于UAV在關(guān)于UAV可能與私人住宅或私人財(cái)產(chǎn)相關(guān)地飛行方面無人管制地或無限制地飛行而導(dǎo)致的麻煩的可能性。將理解的是,一般來說,對于UAV飛行路線,例如對于UAV將包裹遞送到私人住宅或企業(yè),或從包裹樞紐區(qū)域157拾取或放置包裹,或出于其他原因,UAV可能必須在UAV的飛行路線的一部分期間在不與通行權(quán)相關(guān)聯(lián)的區(qū)域上方飛行。

在一些示例中,通信站可以擔(dān)當(dāng)UAV收費(fèi)站。例如,通信站可以評估UAV在具體空域內(nèi)(例如在具體空中走廊內(nèi))飛行的收費(fèi)。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站可以在通信站的存儲器位置中存儲對與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符的指示,可選地,收費(fèi)指示。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站可以發(fā)送包括與收費(fèi)有關(guān)的信息的消息,以由一個(gè)或多個(gè)UAV、由遠(yuǎn)離通信站的控制中心148、或由UAV的所有者或操作者接收。

在一些示例中,一個(gè)或多個(gè)空中走廊可以是“快速”走廊。例如,UAV的所有者或操作者可以購買可允許UAV在指定的快速走廊中飛行的許可或通行證,并且通信站可以將對快速走廊的訪問僅限制為具有在快速走廊操作的許可或通行證的那些UAV。如果通信站確定UAV正在快速走廊中飛行而沒有授權(quán)該UAV在快遞走廊中飛行的牌照或通行證,則通信站可以通過與本文中參考其他類型的罰單或罰款所討論的方式類似的方式來發(fā)出罰單或罰款。

圖8是示例無人駕駛飛行器飛行環(huán)境400和用于與在該環(huán)境內(nèi)操作的無人駕駛飛行器通信的示例系統(tǒng)的概念圖。例如,環(huán)境400可以表示但不限于城鎮(zhèn)、城市或城區(qū)的一部分。環(huán)境400包括一系列街道或道路,其中街道或道路通常可以位于通行權(quán)內(nèi)(例如,在公共通行權(quán)或合法通行權(quán)內(nèi),或其二者)。為了簡單起見,道路、通行權(quán)以及與道路和/或通行權(quán)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)通行權(quán)區(qū)域在圖8中被描繪為單線。由數(shù)字402、404、405、406、408、410和412來描繪和表示北/南道路/通行權(quán)。類似地,由數(shù)字414、416、418、420、422、424和426來描繪和表示東/西道路/通行權(quán)。倉庫428位于道路/通行權(quán)402和414的交叉點(diǎn)附近,并且可以表示零售遞送出發(fā)位置,例如,其中UAV可以離開倉庫428以遞送包裹。倉庫428可以備選地表示傳遞服務(wù)提供商或包裹樞紐區(qū)域157(參考圖1)。在環(huán)境400中描繪了十二個(gè)示例通信站:A 430、B 432、C 434、D 436、E 438、F 440、G 442、H 444、1446、J 448、K 450和L 452。在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站430-452中的一個(gè)或多個(gè)可以與照明組件相關(guān)聯(lián),例如路燈、交通燈、停車場燈、留言板等,并且在一些示例中可以附接到照明組件。通信站430-452中的一個(gè)或多個(gè)可以與建筑物、公告牌、樹、橋梁、塔、電線桿、通信桿、道路標(biāo)志或其他結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。在一些示例中,通信站430-452可以對應(yīng)于本文所討論的任何通信站(例如,通信站101a-f、202、222、252)。在環(huán)境400中描繪了幾個(gè)住宅454、456、458、460、462、464、466、468、470、472、474、476(例如,房屋、公寓、聯(lián)排別墅、公寓樓等)。

在一些示例中,UAV可以遵循飛行路線478以將包裹從倉庫428遞送到住宅464。一般來說,路線478在倉庫428處或其附近開始,穿過道路/通行權(quán)414,向東行前進(jìn)直到接近道路/通行權(quán)404和道路/通行權(quán)414的交叉點(diǎn),沿著道路/通行權(quán)404向南轉(zhuǎn),并繼續(xù)行進(jìn)到道路/通行權(quán)404和道路/通行權(quán)424的交叉點(diǎn)附近,沿著道路/通行權(quán)424向東轉(zhuǎn),直到到達(dá)住宅464(例如,越過道路/通行權(quán)424),在那里它可以遞送包裹。

如上所述,UAV通??稍诳沼騼?nèi)飛行,該空域與通行權(quán)、通行權(quán)區(qū)域、道路中的一項(xiàng)或多項(xiàng)相關(guān)聯(lián),或與包括通行權(quán)、通行權(quán)區(qū)域或道路的橫向延伸中的前述任一項(xiàng)相關(guān)聯(lián)。一般來說,通信站430-452可以向UAV提供本文中參考圖1和圖2描述的任何信息。通信站430-452還可以如本文所述地從UAV收集信息。例如,通信站430-452可以提供指示UAV在具體空域或空中走廊中飛行的信息。通信站430-452還可以通過日志方式記錄、按時(shí)間順序記錄或記錄UAV的路線478,或者可以記錄對與UAV的通信或?qū)AV在相應(yīng)通信站附近的存在性的指示,包括對發(fā)生這種通信的時(shí)間的指示。

在一些示例中,通信站A 430可以在UAV離開倉庫428之前與UAV建立通信,并且可以基于UAV沿著其路線行進(jìn)時(shí)其與UAV的出發(fā)點(diǎn)478的臨近在一開始作為UAV的主通信站。在一些示例中,通信站A 430可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)404和道路/通行權(quán)416的交叉點(diǎn)處或附近的位置,其中通信站D 436可以接管通信站A 430來作為UAV的主通信站。在一些示例中,通信站D 436可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)404和道路/通行權(quán)420的交叉點(diǎn)處或附近的位置,其中通信站G 442可以接管通信站D 436來作為UAV的主通信站。

在一些示例中,通信站G 442可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)404和道路/通行權(quán)424的交叉點(diǎn)處或附近的位置,其中通信站J 448可以接管通信站G 442來作為UAV的主通信站。備選地,通信站G 442可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)405和道路/通行權(quán)424的交叉點(diǎn)處或附近的位置,其中通信站K 450可以接管通信站G 442來作為UAV的主通信站。在一些示例中,通信站K 450可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)408和道路/通行權(quán)424的交叉點(diǎn)處或附近的位置,其中通信站L 452可以接管通信站K 450來作為UAV的主通信站。在一些示例中,在UAV將其包裹遞送到住宅464時(shí),通信站L 452可以保持為UAV的主通信站。

在進(jìn)行到住宅464的遞送之后,UAV可以返回到倉庫428。在一些示例中,UAV可以例如沿著路線478在相反方向返回,并且一般可以與上面參考路線478描述的通信站通信。在一些示例中,與圖8中在上面描述并描繪的路線478相比,UAV遵循與路線478類似的路線,但是在道路/通行權(quán)的相對側(cè)上飛行,以使得可在與最近的基于地面的車道大致相同的方向上飛行。因此,例如,在其從住宅464到倉庫428的返回航線上,UAV可以沿著道路/通行權(quán)424的北側(cè),沿道路/通行權(quán)404的東側(cè),并沿著道路/通行權(quán)414的北側(cè)飛行,但是例如通常仍然遵循路線478。

在一些示例中,一個(gè)或多個(gè)住宅可以與聚合遞送區(qū)域480(圖8中標(biāo)記為“A”)相關(guān)聯(lián)。例如,為了便于更容易地進(jìn)行包裹的UAV遞送,住宅466、468、470、472、474和476可以與聚合遞送區(qū)域480相關(guān)聯(lián),聚合遞送區(qū)域480可以對應(yīng)于UAV可以遞送對應(yīng)住宅466-476中任一者的包裹的位置。根據(jù)各種實(shí)現(xiàn)或者根據(jù)任何其他合適的分組,住宅466-476可以對應(yīng)于具體街區(qū)或具體鄰區(qū)中的住宅,或例如具體房屋開發(fā)商或協(xié)會內(nèi)的住宅。

在一些示例中,UAV可以遵循飛行路線482,以將包裹從倉庫428遞送到聚合遞送區(qū)域480。一般來說,路線482在倉庫428處或其附近開始,穿過道路/通行權(quán)414,向東行前進(jìn)直到接近道路/通行權(quán)410和道路/通行權(quán)414的交叉點(diǎn),沿著道路/通行權(quán)410向南轉(zhuǎn),并繼續(xù)行進(jìn)到道路/通行權(quán)410和道路/通行權(quán)426的交叉點(diǎn)附近,沿著道路/通行權(quán)426向東轉(zhuǎn),直到到達(dá)聚合遞送區(qū)域480(例如,越過道路/通行權(quán)426)。

在一些示例中,通信站A 430可以在UAV離開倉庫428之前與UAV建立通信,并且可以基于其與UAV出發(fā)點(diǎn)的臨近在一開始作為UAV的主通信站。在一些示例中,通信站A 430可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)405和道路/通行權(quán)414的交叉點(diǎn)處或附近的位置,其中通信站B 432可以接管通信站A430來作為UAV的主通信站。在一些示例中,通信站B 432可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)408和道路/通行權(quán)414的交叉點(diǎn)處或附近的位置,其中通信站C 434可以接管通信站B 432來作為UAV的主通信站。在一些示例中,通信站C 434可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)410和道路/通行權(quán)416的交叉點(diǎn)處或附近的位置,在該位置處通信站F 440可以接管通信站C 434來作為UAV的主通信站。在一些示例中,通信站F 440可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)410和道路/通行權(quán)420的交叉點(diǎn)處或附近的位置,在該位置處通信站I 446可以接管通信站F 440來作為UAV的主通信站。在一些示例中,通信站I 446可以保持為UAV的主通信站,直到UAV到達(dá)道路/通行權(quán)410和道路/通行權(quán)424的交叉點(diǎn)處或附近的位置,在該位置處通信站L 452可以接管通信站I 446來作為UAV的主通信站。在一些示例中,在UAV將其包裹遞送到聚合遞送區(qū)域480過程中,通信站L 452可以保持為UAV的主通信站。

在各種實(shí)現(xiàn)中,通信站430-452中的一個(gè)或多個(gè)可以彼此通信(例如,共享信息),并且可以傳送UAV交通信息,例如一般性UAV交通或擁塞水平、與具體空中走廊或空中走廊組相關(guān)聯(lián)的UAV交通或擁塞水平、與具體通行權(quán)或通行權(quán)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的UAV交通或擁塞水平、或與例如環(huán)境400的具體區(qū)域(例如,具體鄰區(qū)、事件附近的區(qū)域、情況、結(jié)構(gòu)等)相關(guān)聯(lián)的UAV交通或擁塞水平。在一些示例中,通信站可以使用該交通信息來為UAV確定適當(dāng)?shù)穆肪€或路線調(diào)整。例如,如果UAV交通沿著路線478的一個(gè)或多個(gè)部分特別繁重,則通信站A 430(或另一通信站)例如可以改為建議UAV沿著道路/通行權(quán)405、406、408、410或412向南飛,而不是沿著道路/通行權(quán)404(如路線478所描繪的)飛行。例如,通信站A 430可以將該路線或路線調(diào)整或另一適當(dāng)?shù)穆肪€調(diào)整傳達(dá)給UAV。

再次參考圖1,在一些示例中,UAV 150可以向通信站101請求在指定區(qū)域之外(例如,在通行權(quán)上方的規(guī)定空域之外或在通行權(quán)區(qū)域上方的規(guī)定空域之外)飛行的許可。例如,UAV 150可能正在向個(gè)人住宅遞送包裹,并且可能需要在規(guī)定的空域外飛行以進(jìn)行遞送。例如,在將包裹遞送到住宅464(參見圖8)時(shí),UAV可能暫時(shí)需要飛到通行權(quán)空域之外。在一些示例中,通信站101可以接收請求,并且可以授權(quán)UAV在規(guī)定的空域之外飛行。在一些情況下,例如,通信站101可以監(jiān)視UAV以確保UAV在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)返回到規(guī)定的空域。在一些示例中,UAV 150可以不向通信站101請求在指定區(qū)域之外飛行的許可。

在一些例子中,本文討論的技術(shù)、系統(tǒng)和設(shè)備可以指示、建議或通知UAV在通行權(quán)上方的空域中飛行,例如在通行權(quán)106、116或124的正上方,或者在位于通行權(quán)106、116或124的正上方的空間之外的預(yù)定距離內(nèi)。在一些實(shí)例中,本文討論的技術(shù)、系統(tǒng)和設(shè)備可以指示、建議或通知UAV在通行權(quán)區(qū)域110a、110b、119a、119b、128a或128b之一的上方的空域中飛行,。例如,在通行權(quán)區(qū)域110a、110b、119a、119b、128a或128b之一的正上方的空域中,或在位于通行權(quán)區(qū)域110a、110b、119a、119b、128a或128b之一的正上方的空間之外的預(yù)定距離(例如該區(qū)域的橫向延伸)內(nèi)。

圖3A、3B和3C是示例通信站可以用以與示例UAV通信的示例通信風(fēng)格的概念圖。在圖3A中,在該示例中與照明組件203a相關(guān)聯(lián)的通信站202經(jīng)由直接無線通信鏈路206與UAV 204通信。直接通信鏈路206的示例可以包括但不限于藍(lán)牙通信鏈路、近場通信(“NFC”)鏈路、機(jī)器對機(jī)器(“M2M”)通信鏈路、蜂窩鏈路、IEEE 802風(fēng)格(例如,使用各種基于IEEE 802的協(xié)議中的任何協(xié)議)的通信鏈路、紅外通信鏈路、ISM頻帶通信鏈路、射頻識別(“RFID”)通信鏈路或其它適當(dāng)?shù)闹苯訜o線通信鏈路。

在圖3B中,在該示例中與照明組件203b相關(guān)聯(lián)的通信站202經(jīng)由衛(wèi)星通信鏈路208與UAV 204通信,其中通信站202和UAV 204之間的通信通過衛(wèi)星210。

在圖3C中,在該示例中與照明組件203c相關(guān)聯(lián)的通信站202經(jīng)由聯(lián)網(wǎng)通信鏈路212與UAV 204通信,其中通信站202和UAV 204之間的通信經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)214(由圖3C中的“云”示出)。網(wǎng)絡(luò)214的示例可以包括一個(gè)或多個(gè)蜂窩或其他基于電話的網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)、“云”或提供對因特網(wǎng)或云的接入的一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)、微波網(wǎng)絡(luò)、射頻網(wǎng)絡(luò)、或其他適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)鏈路或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會知道的網(wǎng)絡(luò)。在各種示例中,一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)214可以包括公共網(wǎng)絡(luò)和/或?qū)S镁W(wǎng)絡(luò)。

在圖3A-3C中,通信站202被描繪為靠近照明組件的燈柱的頂部。將通信站定位在照明組件上的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,例如,照明組件已經(jīng)為電源布線,并且根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),將通信站定位在燈柱頂部附近可以阻止破壞者試圖篡改以訪問通信站202,損壞通信站202,或者不正確地使用通信站202。在其他示例中,通信站202可以位于燈柱上或照明組件上的其他位置處,例如更接近圖3C中所示的燈具。如在圖3C中可以看出的,通信站202位于照明組件203c的大致水平(在一些示例中)或拱形(在一些示例中)部分。

照明組件203a類似于圖1中所示的照明組件144。圖3B和3C分別示出了備選照明組件203b和203c,并且一般地,本文所討論的通信站可以與任何類型的照明組件(例如,路燈、停車場燈、交通燈、顯示監(jiān)視器)相關(guān)聯(lián)。組件203b包括通常位于組件203b的燈柱上方的燈具216b。組件203c包括例如大體上形狀類似于面板的燈具216c。如前所述,根據(jù)各種實(shí)現(xiàn),通信站還可以或備選地位于交通燈、電線桿、通信站桿、塔(例如,蜂窩信號塔)、道路標(biāo)志或顯示監(jiān)視器、建筑物、樹木、公告牌、橋梁或靠近道路或通行權(quán)的其他結(jié)構(gòu)上。在一些實(shí)施例中,通信站可以不位于道路或通行權(quán)附近。

在一些示例中,可以使用移動通信站。例如,車輛(例如,汽車、卡車、貨車等)可以配備有本文所述的通信站或配備有本文所述的通信站的功能。在各種實(shí)現(xiàn)中,例如,移動通信站可以用于向UAV提供機(jī)械、電子或信息技術(shù)支持。在一些示例中,移動通信站可以用于響應(yīng)落在安全著陸區(qū)域(例如,著陸區(qū)域156,參見圖1)中的UAV。在一些示例中,移動通信站可以向已經(jīng)著陸的UAV提供充電服務(wù),使得例如UAV可以對其電池進(jìn)行充電。在一些示例中,移動通信站可以檢索可能不能操作或者以其他方式不能飛到其預(yù)期目的地或返回其基地的UAV。在各種實(shí)現(xiàn)中,移動通信站可以與本文所述的一個(gè)或多個(gè)通信站(例如,本文所述的通信站101a、101b、101c、101d、101e、101f、202或其它通信站中的任一個(gè))通信。

圖4是描繪示例UAV 221從示例通信站222接收充電信號的概念圖220。如在圖4中可以看出的,UAV 221相對靠近通信站222盤旋。通信站222的充電單元223可以發(fā)送充電信號224以由UAV 221的充電模塊226接收,并且UAV 221的充電模塊226可以使用經(jīng)由充電信號224接收的能量來對UAV 221的一個(gè)或多個(gè)電池228充電。通過這種方式,例如,UAV 221可以無線地對UAV 221的一個(gè)或多個(gè)電池228充電,而不返回到基地。UAV 221可以無線地對UAV 228的一個(gè)或多個(gè)電池228充電,而不著陸(例如,在保持在空中的同時(shí))。在各種實(shí)現(xiàn)中,可以使用近場充電(“NFC”)技術(shù)或其他適當(dāng)?shù)某潆娂夹g(shù)。

在一些示例中,UAV 221可以相對靠近通信站222盤旋,并且可以降下或降低可與通信站222的一部分接觸的通信或充電線(未示出),并且充電單元223可以經(jīng)由充電線發(fā)送充電信號來為UAV 221提供有線充電。在一些示例中,UAV 221可以降下線纜或線,該線纜或線可以與通信站222物理接觸或可以不與通信站222物理接觸,但可靠近通信站222,并且可用于提供超短程通信(例如,消息傳遞通信、無線充電能力等),這可以允許UAV 221盤旋在某個(gè)距離(例如,距離通信站幾英尺、幾碼或幾米)處,該距離還允許線纜、線或者線纜或線的一部分更加靠近通信站222(例如,在幾英尺內(nèi)、在一英尺內(nèi)、在幾英寸內(nèi)、在一英寸內(nèi)、或物理觸碰或接觸),以在一些實(shí)現(xiàn)中更好地促進(jìn)無線充電或基于接觸的充電。在一些示例中,例如,可以使用可釋放的磁接觸來促進(jìn)線纜或線的一部分與通信站222之間的接觸。

通信站222附接到包括燈具229的示例照明組件225。虛線輪廓227示出了照明組件225上的備選位置的示例,通信站222在一些實(shí)現(xiàn)中可以位于該位置處(或者位于照明組件225上的任何其他適當(dāng)位置處)。

在一些示例中,通信站222跟蹤與充電信號224相關(guān)聯(lián)的量,例如由通信站222提供給UAV 221的能量的量,并且通信站222的計(jì)費(fèi)模塊230可以引起消息發(fā)送,該消息包括對與UAV 221相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符和與充電信號相關(guān)聯(lián)的量的指示。通過這種方式,例如,UAV操作者可以被收取適當(dāng)?shù)慕痤~。

在一些示例中,通信站可以詢問UAV關(guān)于UAV的一個(gè)或多個(gè)電池的剩余電池電荷。在一些示例中,通信站可以詢問UAV關(guān)于UAV的燃料水平。在一些示例中,通信站可以基于來自UAV的響應(yīng)來評估UAV是否具有足夠的電池電力或燃料以到達(dá)其預(yù)期目的地。在一些示例中,如果通信站確定UAV可能沒有足夠的電池電力或燃料到達(dá)其預(yù)期目的地,則UAV可以建議(例如,經(jīng)由發(fā)送的消息)UAV對其電池充電(例如,如本文參考圖4所討論的經(jīng)由通信站),或者可以建議UAV降落在安全著陸區(qū)域(例如,區(qū)域156,參見圖1)中,在該安全著陸區(qū)域處,UAV例如可以進(jìn)行加油或?yàn)槠潆姵卦俪潆?,或者可以獲得其他幫助。作為另一示例,通信站可以建議UAV在移動通信站當(dāng)前所處的位置附近著陸。

在一些示例中,通信站可以通過不同于與UAV建立通信的方式來檢測UAV的存在。例如,通信站的一些實(shí)現(xiàn)可以包括檢測UAV的存在的一個(gè)或多個(gè)傳感器。在一些示例中,通信站包括可以檢測UAV的一個(gè)或多個(gè)相機(jī),如通過將所捕獲的UAV或UAV的一部分的圖像(例如,標(biāo)識號或其他標(biāo)識符)與所存儲的UAV或UAV的一部分的圖像進(jìn)行比較。在通信站已經(jīng)檢測到UAV的存在之后,通信站可以例如以本文所討論的方式中的一種或多種方式與UAV交互。

在一些示例中,通信站包括可大致向上(例如,朝向天空)定向的第一定向麥克風(fēng)和可大致向下(例如,朝向地面)定向的第二定向麥克風(fēng)。在一些示例中,通信站監(jiān)視由第一麥克風(fēng)和第二麥克風(fēng)提供的信號,并且從第一麥克風(fēng)的信號中減去第二麥克風(fēng)的信號。在一些示例中,通信站可以使用聲音隔離或噪聲消除技術(shù)來隔離背景聲音,以允許檢測UAV。通信站可以將所得到的信號與所存儲的UAV的信號表示進(jìn)行比較,以確定UAV的存在。在通信站已經(jīng)檢測到UAV的存在之后,通信站可以例如以本文所討論的方式中的一種或多種方式與UAV交互。在一些示例中,將單個(gè)麥克風(fēng)用于檢測UAV的存在。

在一些示例中,通信站101檢測與通信站101無響應(yīng)或不合作的UAV(例如,通過與UAV通信,或者通過使用一個(gè)或多個(gè)相機(jī)或麥克風(fēng)的檢測)。通信站101可以在通信站的存儲器位置中存儲對UAV的指示,例如與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符、通信站捕獲的UAV的一個(gè)或多個(gè)照片或視頻(例如,如上所述使用一個(gè)或更多的相機(jī))、或通信站捕獲的UAV的一個(gè)或多個(gè)音頻記錄(例如,使用一個(gè)或多個(gè)麥克風(fēng))。在一些示例中,通信站可以發(fā)送具有對不響應(yīng)或不合作的UAV的指示的消息,以供例如警察單位、民用空域管理機(jī)構(gòu)單位、聯(lián)邦航空管理局或遠(yuǎn)離通信站的控制中心或站接收。在一些示例中,消息可以包括與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符、UAV的一個(gè)或多個(gè)照片或視頻、或與UAV相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)音頻記錄、以及對通信站和/或與通信站相關(guān)聯(lián)的區(qū)域的指示(例如,位置標(biāo)識符或地址)。

在一些示例中,通信站101可以檢測UAV是否包括武器。例如,通信站可以捕獲UAV的照片、圖像或視頻,并且與一個(gè)或多個(gè)所存儲的照片、圖像或視頻進(jìn)行比較,以確定UAV包括武器并且可能是威脅。在一些示例中,UAV可以發(fā)送具有對被確定為包括武器的UAV的指示的消息,以供例如警察單位、民用空域管理機(jī)構(gòu)單位、聯(lián)邦航空管理局或遠(yuǎn)離通信站的控制中心或站接收。在一些示例中,消息可以包括與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符、UAV的一個(gè)或多個(gè)照片或視頻、或與UAV相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)音頻記錄、以及對通信站和/或與通信站相關(guān)聯(lián)的區(qū)域的指示(例如,位置標(biāo)識符或地址)。

圖5是示例通信站252的框圖250。在一些實(shí)現(xiàn)中,通信站252可以對應(yīng)于本文所描述的任何通信站(例如,站101、202或222)。通信站252包括通信模塊254,通信模塊254包括可以接收無線(或在一些示例中為有線)消息的通信接收機(jī)256和可以發(fā)送無線(或在一些示例中為有線)消息的通信發(fā)射機(jī)258。通信接收機(jī)256和通信發(fā)射機(jī)258可以通過一個(gè)或多個(gè)天線260分別接收和發(fā)送消息。通信模塊254還包括安全組件262,安全組件262可用于對要發(fā)送的消息進(jìn)行加密或編碼,以及對接收到的消息進(jìn)行解密或解碼,并且可選地提供安全問題和答案,以提供通信站252和UAV之間的安全通信,如將在下面進(jìn)一步詳細(xì)討論的。

計(jì)算單元264包括可以執(zhí)行指令(例如,軟件指令、固件指令等)并執(zhí)行通信站252的功能的一個(gè)或多個(gè)處理器。通信站252包括位置信息266。例如,位置信息266可以包括與通信站252相關(guān)聯(lián)或者與照明組件(例如,與通信站252相關(guān)聯(lián)的照明組件)相關(guān)聯(lián)的位置信息。位置信息266可以包括但不限于與以下各項(xiàng)相關(guān)聯(lián)的位置信息:一個(gè)或多個(gè)道路或通行權(quán)、一個(gè)或多個(gè)通行權(quán)區(qū)域、一個(gè)或多個(gè)空中走廊、一個(gè)或多個(gè)障礙物或障礙、一個(gè)或多個(gè)安全著陸區(qū)、一個(gè)或多個(gè)遞送樞紐區(qū)域、一個(gè)或多個(gè)禁飛區(qū)或者一個(gè)或多個(gè)其它通信站。位置信息的示例可以包括一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)、緯度/經(jīng)度信息或緯度/經(jīng)度/海拔信息中的一項(xiàng)或多項(xiàng)、一個(gè)或多個(gè)因特網(wǎng)協(xié)議(IP)地址或其他基于通信的地址等。

通信站252可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器268。例如,通信站252可以包括可確定風(fēng)速和/或風(fēng)向的一個(gè)或多個(gè)傳感器。通信站252可以包括其他天氣相關(guān)傳感器(例如,環(huán)境光傳感器、降水傳感器、溫度計(jì)、空氣質(zhì)量傳感器等)。在一些示例中,通信站252可以包括例如可用于確定UAV正在飛行的高度的一個(gè)或多個(gè)高度檢測或高度確定傳感器。在一些示例中,通信站252可以包括例如可用于確定UAV的位置的一個(gè)或多個(gè)位置檢測傳感器。在一些示例中,通信站252可以包括例如可用于確定UAV正在飛行的速度的一個(gè)或多個(gè)速度檢測傳感器。在一些示例中,通信站可以包括例如一個(gè)或多個(gè)相機(jī)或麥克風(fēng)。

通信站252可以包括交通管理模塊270。根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),交通管理模塊270可以用于管理UAV交通。例如,交通管理模塊270可以確定UAV應(yīng)當(dāng)飛行的適當(dāng)高度,并且通信站252可以向UAV傳送對該高度的指示。在一些示例中,交通管理模塊270可以確定UAV應(yīng)當(dāng)飛入的適當(dāng)?shù)目罩凶呃龋⑶彝ㄐ耪?52可以向UAV傳送對該空中走廊的指示。在一些示例中,交通管理模塊270可以確定UAV應(yīng)當(dāng)在其中飛行的適當(dāng)?shù)母叨确秶?,并且通信?52可以向UAV傳送對該高度范圍的指示。在一些示例中,交通管理模塊270可以確定UAV不在認(rèn)為其正在飛行之處飛行,并且通信模塊可以發(fā)送本文中如上所述的消息。在一些示例中,交通管理模塊270可以基于主要交通狀況、擁塞、生效限制(例如,一個(gè)或多個(gè)禁飛區(qū))等來確定UAV的路線或備選路線。在一些示例中,交通管理模塊可以確定第一UAV過于接近第二UAV(例如,在第二UAV的預(yù)定距離內(nèi),反之亦然),并且通信站252可以向第一UAV和第二UAV中的一個(gè)或其兩個(gè)發(fā)送警告消息。

通信站252包括可用于存儲信息(例如從一個(gè)或多個(gè)UAV接收的信息)或通信站在執(zhí)行本文所述功能時(shí)使用的信息的數(shù)據(jù)存儲器272。在一些示例中,通信站252將與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符存儲在數(shù)據(jù)存儲器272中。在一些示例中,通信站252將時(shí)間戳和與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符存儲在數(shù)據(jù)存儲器272中。在一些示例中,通信站252在與UAV建立通信之后將與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符存儲在數(shù)據(jù)存儲器272中。在一些示例中,通信站252將與UAV相關(guān)聯(lián)的路線信息存儲在數(shù)據(jù)存儲器272中。在一些示例中,通信站252將注冊信息(例如,針對具體UAV或注冊列表)存儲在數(shù)據(jù)存儲器272中。在一些示例中,通信站252將與UAV相關(guān)聯(lián)的路線信息存儲在數(shù)據(jù)存儲器272中。在一些示例中,通信站252將與其他通信站相關(guān)聯(lián)的信息存儲在數(shù)據(jù)存儲器272中。在一些示例中,通信站252在數(shù)據(jù)存儲器272中存儲照片、圖像、音頻文件或記錄以及其他信息。在一些示例中,通信站252將與警察局、消防部門、民用空域管理機(jī)構(gòu)、聯(lián)邦航空管理局、氣象服務(wù)、位置服務(wù)、控制中心、遞送樞紐區(qū)域、移動通信站或遞送公司相關(guān)聯(lián)的信息存儲在數(shù)據(jù)存儲器272中。在一些示例中,通信站252在數(shù)據(jù)存儲器272中存儲與罰單或罰款相關(guān)聯(lián)的信息(例如,超速行車罰單、噪聲罰單、排放罰單、禁飛區(qū)罰單等)

通信站252包括充電單元274,其可提供UAV可用于對UAV的一個(gè)或多個(gè)電池充電的充電信號。電源276向通信站252的各種電子組件提供一個(gè)或多個(gè)電壓。通信站252容納在外殼中,外殼可由任何適當(dāng)?shù)牟牧现瞥?,例如塑料、金屬、石墨或其它?fù)合材料或其它合適的材料。外殼可以保護(hù)通信站的組件不受元件影響,并且在一些示例中防止用于獲得通信站的物理訪問的惡意嘗試。

在一些示例中,與通信站相關(guān)聯(lián)的照明組件包括跟蹤由通信站使用的功率量(例如,在預(yù)定時(shí)間段內(nèi))的功率計(jì)。在一些示例中,功率計(jì)可以與通信站(圖5中未示出)包括在一起。在各種實(shí)現(xiàn)中,可以讀取或詢問功率計(jì)以確定使用的功率量。在一些示例中,功率計(jì)發(fā)送出這樣的信息以由例如公用事業(yè)公司或由控制中心接收。

在一些示例中,第一通信站可以與一個(gè)或多個(gè)其他通信站通信。例如,第一通信站可以以周期性間隔(例如,每分鐘、每兩分鐘、每五分鐘、每十分鐘、每小時(shí)一次等)與位于第一通信站的預(yù)定距離內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)其它通信站通信,以確認(rèn)該一個(gè)或多個(gè)其它通信站是可操作的(例如,通過從該一個(gè)或多個(gè)其它通信站接收響應(yīng)消息)。在一個(gè)或多個(gè)其它通信站不可操作或不能操作(例如,由于故障)的情況下,在一些實(shí)現(xiàn)中,第一通信站可以承擔(dān)針對該一個(gè)或多個(gè)不能操作的通信站的通信責(zé)任。例如,第一通信站可以通過故障通信站在正常操作時(shí)通常與UAV通信的方式發(fā)起與該一個(gè)或多個(gè)故障通信站附近的UAV的通信。通過這種方式,例如可以在系統(tǒng)中建立冗余,其可以提供更魯棒的性能。第一通信站可以在第一通信站的一個(gè)或多個(gè)存儲位置存儲關(guān)于在第一通信站的預(yù)定距離內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)其它通信站的信息,以允許第一通信站例如在需要時(shí)承擔(dān)通信責(zé)任。

圖6是可以用于與無人駕駛飛行器通信的示例方法的流程圖300。在第一步驟302處,發(fā)送第一消息以由UAV接收,其中第一消息包括與照明組件相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符。在一些示例中,第一消息可以經(jīng)由照明組件的通信發(fā)射機(jī)發(fā)送。在一些實(shí)例中,照明組件可以位于道路附近。與照明組件相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符例如可以是照明組件的標(biāo)識符或與照明組件相關(guān)聯(lián)的通信站的標(biāo)識符。標(biāo)識符可以是位置指示符,諸如與照明組件或與關(guān)聯(lián)于照明組件的通信站相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)、緯度/經(jīng)度信息或緯度/經(jīng)度/海拔信息。在一些示例中,第一消息可以包括對天氣的指示。在一些示例中,第一消息可以包括對速度的指示(例如,速度限制)。在一些示例中,第一消息可以包括對噪聲水平或排放水平的指示。在一些示例中,第一消息可以包括對一個(gè)或多個(gè)安全著陸區(qū)域或一個(gè)或多個(gè)遞送樞紐區(qū)域的指示。在一些示例中,第一消息可以包括對一個(gè)或多個(gè)障礙物或障礙的指示。在一些示例中,第一消息可以包括對禁飛區(qū)的指示。

在第二步驟304處,從UAV接收第二消息,并且第二消息包括與UAV相關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符。在一些示例中,第二消息可以包括與UAV相關(guān)聯(lián)的位置信息(例如,UAV的一個(gè)或多個(gè)GPS坐標(biāo)、緯度/經(jīng)度信息或者緯度/經(jīng)度/海拔信息)。在一些示例中,第二消息可以包括路線信息。在一些示例中,第二消息可以包括描述UAV的信息,例如UAV的類型、UAV所關(guān)聯(lián)的公司、UAV的注冊信息或許可信息等。在一些示例中,第二消息可以包括請求UAV可用來對UAV的一個(gè)或多個(gè)電池充電的充電能量的請求。

在步驟306,發(fā)送第三消息以供UAV接收,其中第三消息包括對UAV應(yīng)當(dāng)飛行的高度的指示。在一些示例中,對UAV應(yīng)飛行的高度的指示包括對空中走廊的指示,其中空中走廊與預(yù)定最小高度和預(yù)定最大高度相關(guān)聯(lián)。在一些示例中,第三消息包括對UAV的高度的指示(例如,UAV當(dāng)前正在飛行的高度)。在一些示例中,第三消息包括一個(gè)或多個(gè)高度水平。例如,第三消息可以包括指示UAV應(yīng)當(dāng)在該高度范圍內(nèi)飛行的高度范圍。在一些示例中,第三消息包括對方向的指示(例如,航向或羅盤航向)。在一些示例中,第三消息包括對速度的指示,例如UAV當(dāng)前正在飛行的速度,或一個(gè)或多個(gè)速度限制(例如,最大速度、最小速度或其二者)。在一些示例中,第三消息包括以上在步驟302參考第一消息討論的可能消息項(xiàng)中的一個(gè)或多個(gè)。

在一些示例中,通信站和UAV之間或者通信站之間或者通信站和控制中心或站或本文所討論的其它實(shí)體之間的通信可以包括可用于幫助打擊未授權(quán)方的惡意意圖的安全特征。例如,除了在發(fā)送側(cè)上的消息加密和在接收側(cè)上的解密之外,所發(fā)送的消息可以包括挑戰(zhàn)問題。消息的接收者然后可以解譯挑戰(zhàn)問題并且提供對挑戰(zhàn)問題的回答。如果接收機(jī)提供對挑戰(zhàn)問題的正確回答,則接收機(jī)將獲得對消息的有效載荷的有效訪問,而如果接收機(jī)提供對挑戰(zhàn)問題的不正確回答,則接收機(jī)將不能訪問消息的有效載荷。

圖7示出了可以用于實(shí)現(xiàn)示例加強(qiáng)安全通信協(xié)議的設(shè)備的示例。安全/驗(yàn)證模塊302可以創(chuàng)建挑戰(zhàn)問題和對挑戰(zhàn)問題的對應(yīng)回答,并且消息有效載荷模塊304可以創(chuàng)建消息的有效載荷。處理器305可以從安全/驗(yàn)證模塊302接收挑戰(zhàn)問題和回答,并且可以從消息有效載荷模塊304接收消息有效載荷,并且可以將它們進(jìn)行布置并且將它們轉(zhuǎn)發(fā)到加密/解密模塊306。在一些示例中,消息有效載荷模塊304的功能中的一些或全部可以由處理器305執(zhí)行。在一些示例中,處理器305可以對應(yīng)于計(jì)算單元264(參見圖5)。有效載荷、挑戰(zhàn)問題和回答可以由加密/解密模塊306加密。有效載荷、挑戰(zhàn)問題和回答可以由加密/解密模塊306簽名。此后,發(fā)射機(jī)308可以經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)天線310無線地發(fā)送消息。在一些實(shí)現(xiàn)中,有線發(fā)送也是可能的。在各種示例中,可以通過一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)或者如上面參考圖3A、3B和3C所討論的一種或多種方式來發(fā)送消息。

可以在接收機(jī)312處經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)天線310無線地接收消息。接收機(jī)312將加密的消息傳遞給加密/解密模塊306,在加密/解密模塊306處消息被認(rèn)證并且有效載荷被解密。然后將解密的有效載荷遞送給處理器305,處理器305在一些示例中解析有效載荷,并且在一些示例中將有效載荷傳遞給消息有效載荷模塊304以用于解析。處理器305還將挑戰(zhàn)問題遞送給安全/驗(yàn)證模塊302。安全/驗(yàn)證模塊302可以解譯挑戰(zhàn)問題并用對問題的回答來回復(fù)。處理器305可以驗(yàn)證來自安全/驗(yàn)證模塊302的響應(yīng)與消息中包括的回答匹配,并且如果回答是正確的,則可以處理有效載荷。如果回答不正確,則處理器305可能不能處理有效載荷。這可向標(biāo)準(zhǔn)加密/解密方法添加額外的安全層,并且可以添加對安全性的特定檢查。在一些示例中,負(fù)責(zé)通信站的實(shí)體可以是能夠訪問安全/驗(yàn)證模塊302的唯一一方。在一些情況下,挑戰(zhàn)-響應(yīng)安全對可以僅是一次性使用的,并且可以是時(shí)間限制的。安全/驗(yàn)證模塊302可能需要在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)提供正確的響應(yīng);否則,超時(shí)可能會阻止進(jìn)一步的行動。

在一些示例中,如果安全問題被不正確地回答一次或多次(例如,在UAV或在通信站處),或者在預(yù)定次數(shù)之后,通信站可以通知警察、民用空域管理機(jī)構(gòu)、聯(lián)邦航空管理、控制中心或其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)。在一些實(shí)例中,如果確定威脅條件存在,一些空域可被關(guān)閉。當(dāng)本文描述的其他緊急情況或威脅狀況發(fā)生時(shí)(例如,當(dāng)確定UAV可能呈現(xiàn)威脅或可能包括武器時(shí)),也可能發(fā)生空域的關(guān)閉。

在一些實(shí)現(xiàn)中,系統(tǒng)的組件之間的所有通信可以服從類似于上面參考圖7所描述的安全協(xié)議。例如,通信站、UAV和控制中心或站可以包括圖7的一個(gè)或多個(gè)方面(例如,加密/解密模塊306、處理器305、安全/驗(yàn)證模塊302、消息有效載荷模塊304、發(fā)射機(jī)308、接收機(jī)312),并且可以通過上述方式裝配和編碼和/或解析和解碼消息。

在一些情況下,由模塊306提供的加密和解密可能足以減緩安全問題,但是在一些情況下,可能需要由挑戰(zhàn)問題(或安全問題)和回答功能提供的額外安全性。發(fā)送消息的系統(tǒng)組件可被配置為提供有效載荷和挑戰(zhàn)問題/響應(yīng)。接收消息的系統(tǒng)組件可被配置為接收并處理有效載荷和挑戰(zhàn)問題。在各種實(shí)現(xiàn)中,由各種組件使用的通信算法可以包括檢測未授權(quán)方堵塞或劫持系統(tǒng)的嘗試,例如通過某種類型的網(wǎng)絡(luò)攻擊或設(shè)計(jì)為欺騙系統(tǒng)的妨害干擾。在一些示例中,可將單個(gè)IP地址用于系統(tǒng)的組件之間的通信。在一些示例中,可將兩個(gè)IP地址用于系統(tǒng)的組件之間的通信。在一些實(shí)現(xiàn)中,可以不需要加強(qiáng)的安全通信,并且可以在沒有安全問題/回答的情況下進(jìn)行通信。

根據(jù)各種實(shí)現(xiàn),本文所討論的技術(shù)中的一些或全部可以用于補(bǔ)充現(xiàn)有的UAV通信協(xié)議。例如,對于主要依賴于接收的GPS信號進(jìn)行導(dǎo)航的UAV,本文所討論的技術(shù)中的一些或全部可以在UAV不能通過其主要方式進(jìn)行通信(發(fā)送、接收或其二者)時(shí),向UAV提供輔助的、補(bǔ)充的或冗余的信息或支持。在一些實(shí)現(xiàn)中,例如,這可以為UAV提供更魯棒的操作環(huán)境。

圖9是示例UAV 502的框圖500。示例UAV 502被以簡化的表示來描繪,并且可以表示例如本文討論的任何UAV。UAV 502可以表示可與本文所討論的通信站通信的各種類型的UAV中的任一種。

UAV 502包括通信模塊504,其包括可以接收無線消息的通信接收機(jī)506和可以發(fā)送無線消息的通信發(fā)射機(jī)508。通信接收機(jī)506和通信發(fā)射機(jī)508可以通過一個(gè)或多個(gè)天線509分別接收和發(fā)送消息。通信模塊504還包括安全組件510,安全組件510可用于對要發(fā)送的消息進(jìn)行加密或編碼,以及對接收到的消息進(jìn)行解密或解碼,并且可選地提供安全問題和答案,以提供通信站和UAV 502之間的安全通信,如上所述。在一些示例中,可以使用有線通信。

計(jì)算單元512包括可以執(zhí)行指令(例如,軟件指令、固件指令等)并執(zhí)行UAV 502的功能的一個(gè)或多個(gè)處理器。UAV 502包括控制UAV 502的飛行操作的飛行控制模塊514。在一些示例中,飛行控制模塊514控制與起飛、著陸和飛行中操作相關(guān)的操作。在一些示例中,飛行控制模塊514控制UAV 502的導(dǎo)航操作。在一些示例中,飛行控制模塊包括導(dǎo)航儀器。在一些示例中,飛行控制模塊514響應(yīng)于導(dǎo)航命令(例如,來自諸如本文所述的通信站,來自基于地面的控制站或系統(tǒng),來自移動控制站或系統(tǒng)等),并在UAV 502處實(shí)現(xiàn)它們。UAV 502包括可用于在操作UAV 502的方面進(jìn)行幫助的一個(gè)或多個(gè)傳感器516。UAV 502包括推進(jìn)單元518,推進(jìn)單元518可用于推進(jìn)并為UAV 502提供高度控制和方向控制。

UAV 502包括可用于存儲針對UAV操作的各方面的信息的數(shù)據(jù)存儲器520??梢源鎯υ跀?shù)據(jù)存儲器520中的信息的示例可以包括但不限于路線信息、通信站信息、注冊或許可信息、通信協(xié)議信息、天氣信息、地圖相關(guān)信息、零售商訂單和遞送信息、產(chǎn)品信息、許可信息等。

充電模塊522(在一些實(shí)現(xiàn)中,其可對應(yīng)于圖4的充電模塊226)可用于對UAV 502的一個(gè)或多個(gè)電池524充電。如上面參考圖4所示,根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),充電模塊522可以從通信站無線地接收充電信號。在一些示例中,UAV 502可以在空中時(shí)對其一個(gè)或多個(gè)電池進(jìn)行再充電,如通過從諸如圖4所示的通信站接收充電信號。根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),也可以使用有線充電。在一些示例中,一個(gè)或多個(gè)電池524可以向UAV 502提供推進(jìn)動力和用于操作UAV 502的電子組件的一個(gè)或多個(gè)電壓。在一些示例中,UAV 502可以由氣體或另一適當(dāng)?shù)娜剂咸峁﹦恿Γ蕴峁┩七M(jìn)動力。

在一些示例中,UAV 502包括降落傘(在圖9中未示出)和降落傘展開模塊(在圖9中未示出)。在各種實(shí)現(xiàn)中,UAV的降落傘展開模塊可以確定UAV應(yīng)當(dāng)展開其降落傘,在一些實(shí)現(xiàn)中,降落傘可以輔助UAV著陸。在一些示例中,UAV 502可以從通信站(例如,站101a)接收指示UAV的降落傘展開模塊展開UAV的降落傘的消息。

在一些示例中,UAV 502包括安全氣囊(圖9中未示出)和安全氣囊展開模塊(圖9中未示出)。在各種實(shí)現(xiàn)中,UAV的氣囊展開模塊可以確定UAV應(yīng)當(dāng)展開其安全氣囊,安全氣囊可以部分地或完全地圍繞UAV并保護(hù)UAV,并且在一些實(shí)現(xiàn)中,安全氣囊可以輔助UAV著陸。例如,安全氣囊可以在碰撞著陸中保護(hù)UAV或限制對UAV的損壞,以及潛在地保護(hù)或最小化對行人、車輛或財(cái)產(chǎn)的損壞或傷害。在一些示例中,UAV 502可以從通信站(例如,站101a)接收指令UAV的氣囊展開模塊展開UAV的氣囊的消息。在一些示例中,可以與如上所述的降落傘的展開相結(jié)合地展開氣囊。

在本文所討論的通信站和UAV之間可以使用各種通信協(xié)議。在一些實(shí)例中,該通信站發(fā)送或周期性地發(fā)射信標(biāo)消息(例如,每秒一次,幾秒一次,五秒一次,十秒一次,十五秒一次,二十秒一次,二十五秒一次,三十秒一次,每分鐘一次等),并且UAV接收信標(biāo)消息并通過發(fā)送消息以由通信站接收來進(jìn)行回復(fù)。在一些示例中,UAV接收消息(該消息可以包括本文中以上參考圖1討論的任何信息),并且不回復(fù)通信站。

在一些示例中,UAV周期性地發(fā)送或發(fā)射信標(biāo)消息(例如,每秒一次,幾秒一次,五秒一次,十秒一次,十五秒一次,二十秒一次,二十五秒一次,三十秒一次,每分鐘一次等),并且通信站接收信標(biāo)消息并通過發(fā)送消息供UAV接收來進(jìn)行回復(fù)。

本文所描述的通信站和/或本文所描述的UAV可以包括以下組件中的一個(gè)或多個(gè):處理器、存儲器(例如,隨機(jī)存取存儲器(RAM)和/或其他形式的易失性存儲器)、存儲設(shè)備(例如,固態(tài)硬盤驅(qū)動器、硬盤驅(qū)動器和/或其他形式的非易失性存儲器)、將各種組件彼此連接(例如,將一個(gè)或多個(gè)處理器連接到存儲器和/或連接到高速擴(kuò)展端口)的高速接口、和/或?qū)⒏鞣N組件彼此連接(例如,將一個(gè)或多個(gè)處理器連接到低速總線和/或存儲設(shè)備)的低速接口。這樣的組件可以使用各種總線互連,并且可以跨一個(gè)或多個(gè)母板或電路板安裝,這些母板或電路板彼此通信地連接,或以其他適當(dāng)?shù)姆绞竭B接。

在一些實(shí)現(xiàn)中,計(jì)算設(shè)備可以包括多個(gè)上面列出的組件,包括多個(gè)處理器、多個(gè)存儲器、多種類型的存儲器、多個(gè)存儲設(shè)備和/或多個(gè)總線。多個(gè)計(jì)算設(shè)備可以彼此連接并且可以協(xié)調(diào)它們的計(jì)算資源的至少一部分以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)操作。

處理器可以處理用于在計(jì)算設(shè)備內(nèi)執(zhí)行的指令,包括存儲在存儲器中和/或存儲在存儲設(shè)備上的指令。指令的這種處理可以導(dǎo)致執(zhí)行各種操作,例如這里討論的操作、任務(wù)或方法。處理器可以被實(shí)現(xiàn)為芯片的芯片組,包括單獨(dú)的和/或多個(gè)模擬和數(shù)字處理器??梢允褂枚鄠€(gè)架構(gòu)中的任意架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)處理器,例如CISC(復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī))處理器架構(gòu)、RISC(精簡指令集計(jì)算機(jī))處理器架構(gòu)和/或MISC(最小指令集計(jì)算機(jī))處理器架構(gòu)。處理器可以提供例如對其他組件計(jì)算設(shè)備的協(xié)調(diào),例如控制用戶接口、設(shè)備所運(yùn)行的應(yīng)用以及設(shè)備進(jìn)行的無線通信。

存儲器可以在計(jì)算設(shè)備內(nèi)存儲信息,包括要由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的指令。存儲器可以包括易失性存儲器單元,例如同步RAM(例如,雙倍數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DDR SDRAM)、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、DDR4 SDRAM)、異步RAM(例如,快速頁模式動態(tài)RAM(FPM DRAM)、擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出DRAM(EDO DRAM))、圖形RAM(例如,圖形DDR4(GDDR4)、GDDR5)。在一些實(shí)現(xiàn)中,存儲器可以包括非易失性存儲器單元(例如,閃存)。存儲器還可以是另一種形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),例如磁盤和/或光盤。存儲設(shè)備能夠?yàn)橛?jì)算設(shè)備提供大容量存儲,并且可以包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),例如軟盤設(shè)備、硬盤設(shè)備、光盤設(shè)備、微驅(qū)動器或磁帶設(shè)備、閃存或其他類似的固態(tài)存儲器設(shè)備、或設(shè)備陣列(包括存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)或其他配置中的設(shè)備)。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以有形地體現(xiàn)在信息載體(例如存儲器、存儲設(shè)備、處理器內(nèi)的高速緩沖存儲器和/或其它適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀介質(zhì))中。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品還可以包含當(dāng)由一個(gè)或多個(gè)計(jì)算設(shè)備執(zhí)行時(shí)執(zhí)行一種或多種方法或技術(shù)(例如上述那些)的指令。

計(jì)算設(shè)備可以通過一個(gè)或多個(gè)通信接口無線地通信,通信接口可以在需要時(shí)包括數(shù)字信號處理電路。通信接口可以提供在各種模式或協(xié)議下的通信,例如GSM語音呼叫、消息傳遞協(xié)議(例如,SMS、EMS或MMS消息傳遞)、CDMA、TDMA、PDC、WCDMA、CDMA2000、GPRS、4G協(xié)議(例如,4G LTE)、和/或其他適當(dāng)?shù)膮f(xié)議。這樣的通信可以例如通過一個(gè)或多個(gè)射頻收發(fā)器發(fā)生。此外,可例如使用藍(lán)牙、Wi-Fi或其他這樣的收發(fā)器發(fā)生短程通信。此外,GPS(全球定位系統(tǒng))接收機(jī)模塊可以向計(jì)算設(shè)備提供附加的導(dǎo)航和位置相關(guān)的無線數(shù)據(jù),其可以由在計(jì)算設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用適當(dāng)?shù)厥褂谩?/p>

計(jì)算設(shè)備還可以包括一個(gè)或多個(gè)傳感器,通過其可以檢測計(jì)算設(shè)備的各種狀態(tài)和計(jì)算設(shè)備周圍的各種狀態(tài)。例如,計(jì)算設(shè)備可以包括:可用于檢測計(jì)算設(shè)備的運(yùn)動和與檢測到的運(yùn)動有關(guān)的細(xì)節(jié)(例如,速度、方向、旋轉(zhuǎn))的一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì);可用于檢測計(jì)算設(shè)備在3D空間中的取向的一個(gè)或多個(gè)陀螺儀;其可用于檢測在計(jì)算設(shè)備處或計(jì)算設(shè)備周圍的環(huán)境光的水平的光傳感器;可用于檢測與計(jì)算設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)部分的接觸和/或近接觸(near-contact)的觸摸和存在傳感器;可以檢測關(guān)于周圍環(huán)境(例如,環(huán)境空氣溫度、空氣壓力、濕度)的信息的環(huán)境傳感器(例如,氣壓計(jì)、光度計(jì)、溫度計(jì));可用于測量加速度和旋轉(zhuǎn)力的其它運(yùn)動傳感器(例如,重力傳感器、旋轉(zhuǎn)矢量傳感器);可用于檢測計(jì)算設(shè)備的物理位置的位置傳感器(例如,取向傳感器、磁力計(jì))和/或其它適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳌?/p>

這里描述的系統(tǒng)、設(shè)備和技術(shù)的各種實(shí)現(xiàn)可以在數(shù)字電子電路、集成電路、專門設(shè)計(jì)的ASIC(專用集成電路)、計(jì)算機(jī)硬件、固件、軟件和/或其組合中實(shí)現(xiàn)。這些各種實(shí)現(xiàn)可以包括在可編程系統(tǒng)上可執(zhí)行和/或可解譯的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序中的實(shí)現(xiàn),可編程系統(tǒng)包括至少一個(gè)可編程處理器,該至少一個(gè)可編程處理器可以是專用的或通用的,被耦合以從存儲系統(tǒng)、至少一個(gè)輸入設(shè)備和至少一個(gè)輸出設(shè)備接收數(shù)據(jù)和指令,并向存儲系統(tǒng)、至少一個(gè)輸入設(shè)備和至少一個(gè)輸出設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)和指令。這些計(jì)算機(jī)程序(也稱為程序、軟件、軟件應(yīng)用或代碼)可以包括用于可編程處理器的機(jī)器指令,并且可以以高級過程和/或面向?qū)ο蟮木幊陶Z言和/或以匯編/機(jī)器語言來實(shí)現(xiàn)。如本文所使用的,術(shù)語“機(jī)器可讀介質(zhì)”、“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”指代用于向可編程處理器提供機(jī)器指令和/或數(shù)據(jù)的任何計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、裝置和/或設(shè)備(例如,磁盤、光盤、存儲器、可編程邏輯器件(PLD))。

在一些實(shí)現(xiàn)中,UAV可以直接點(diǎn)到點(diǎn)地(例如,直接從倉庫到住宅)飛行,而不考慮通行權(quán)或通行權(quán)區(qū)域,或者僅部分地考慮通行權(quán)或通行權(quán)區(qū)域,并且在這種實(shí)現(xiàn)中,本文所討論的通信站可以通過與上文所討論的類似的方式與UAV通信,包括向UAV提供上文所討論的任何信息或從UAV接收上文所討論的任何信息,而不做限制。

以上描述提供了一些實(shí)現(xiàn)的示例。上面沒有明確描述的其他實(shí)現(xiàn)也是可能的,例如基于對上述特征的修改和/或變化的實(shí)現(xiàn)。例如,上述技術(shù)可以以不同的順序?qū)崿F(xiàn),包括一個(gè)或多個(gè)附加步驟和/或排除一個(gè)或多個(gè)所標(biāo)識的步驟。另外,上面描述為由一些計(jì)算設(shè)備和/或系統(tǒng)執(zhí)行的步驟和技術(shù)可以備選地或附加地由上述的其他計(jì)算設(shè)備和/或系統(tǒng)或未被顯式地描述的其他計(jì)算設(shè)備和/或系統(tǒng)來執(zhí)行。類似地,系統(tǒng)、設(shè)備和裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)附加特征,可以排除一個(gè)或多個(gè)所標(biāo)識的特征,和/或包括以與上面不同的方式組合所標(biāo)識的特征。被描述為單數(shù)的特征可以被實(shí)現(xiàn)為多個(gè)這樣的特征。同樣,被描述為多個(gè)的特征可以被實(shí)現(xiàn)為這種特征的單個(gè)實(shí)例。附圖旨在是說明性的,并且可以不精確地描繪一些實(shí)現(xiàn)。尺寸、放置、形狀、角度和/或特征相對于彼此的定位中的變化是可能的。

上述描述旨在是說明性的而非限制性的。已經(jīng)描述了多個(gè)實(shí)現(xiàn)和示例。然而,將理解,可以進(jìn)行各種修改。因此,其他實(shí)現(xiàn)在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

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