遙控方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】遙控方法和系統(tǒng)
[0001]交叉引用
[0002]本申請要求2013年10月9日提交的中國申請CN201310468739.0的權(quán)益，其全部公開內(nèi)容在此引入作為參考。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)代無人飛行器(UAV)以其小尺寸和靈活性，在諸如監(jiān)視與跟蹤、遙感、搜救、科研等多種軍事和民用應(yīng)用中得到了廣泛的運用。通常通過遙控設(shè)備和/或通過機載控制程序來無線控制UAV0
[0004]大部分UAV具有至少兩個無線通信模塊。所述無線通信模塊中的一個可用于接收由控制終端傳輸?shù)目刂茢?shù)據(jù)?；诮邮盏降目刂茢?shù)據(jù)，可以調(diào)節(jié)UAV的各種操作狀態(tài)，包括位置、姿態(tài)、速度等。另一無線模塊可用于向監(jiān)控終端傳輸反饋數(shù)據(jù)。所述反饋數(shù)據(jù)可包括UAV的操作狀態(tài)、由UAV獲取的傳感器數(shù)據(jù)(例如，由機載相機捕捉的圖像數(shù)據(jù))，以及其他類似的數(shù)據(jù)。所述監(jiān)控終端可包括支持無線的計算設(shè)備(例如，膝上型計算機、服務(wù)器，或者其他記錄/存儲設(shè)備)。
[0005]通常，相同的頻帶(例如，2.4GHz頻帶)既用于控制數(shù)據(jù)傳輸，又用于反饋數(shù)據(jù)傳輸。然而，當在共享頻帶上與反饋數(shù)據(jù)同時傳輸控制數(shù)據(jù)時可能會發(fā)生干擾，從造成數(shù)據(jù)接收不良、正常操作中斷或者甚至UAV失控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，需要減少在數(shù)據(jù)的同時傳輸之間的干擾。本發(fā)明提供了用于減少在數(shù)據(jù)的同時傳輸之間的干擾的方法、系統(tǒng)和設(shè)備。在一些實施方式中，本文描述的系統(tǒng)、方法和設(shè)備提供了基于通信環(huán)境條件在多個通信鏈路之間的動態(tài)切換。有利地，本文公開的動態(tài)通信鏈路切換可用于防止干擾和提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)健性。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種監(jiān)控終端。所述監(jiān)控終端可包括第一通信模塊，在第一頻帶上與受控終端之間具有第一通信鏈路，所述第一通信模塊通過所述第一通信鏈路與所述受控端進行雙向通信；以及第二通信模塊，所述第二通信模塊用于經(jīng)由第二通信鏈路從控制終端接收控制數(shù)據(jù)，所述第二通信鏈路與所述第一通信鏈路互不干擾。在一些實施方式中，所述控制數(shù)據(jù)經(jīng)由所述第一通信鏈路傳送至所述受控終端，并使用在所述控制終端處生成的控制數(shù)據(jù)來控制所述受控終端。
[0008]在一些實施方式中，所述受控終端是可移動物體。所述可移動物體可以是無人飛行器(UAV)。所述控制數(shù)據(jù)用于控制所述可移動物體的推進。備選地或附加地，所述控制數(shù)據(jù)用于控制由所述可移動物體所攜帶的有效載荷。一般而言，所述控制數(shù)據(jù)用于控制所述受控終端的功能。
[0009]在一些實施方式中，所述控制終端能夠經(jīng)由第三通信鏈路向所述受控終端傳輸所述控制數(shù)據(jù)，從而控制所述受控終端。所述第三通信鏈路可在第一頻帶上操作。在一些實施方式中，所述控制終端不能夠從所述受控終端接收數(shù)據(jù)。
[0010]在一些實施方式中，通過所述第一通信鏈路與所述受控端進行的所述雙向通信是基于時分復(fù)用(TDM)方案的通信。所述第一通信模塊可通過周期性重復(fù)的TDM幀的子集從所述受控終端接收數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，通過所述第一通信鏈路與所述受控端進行的所述雙向通信是基于頻分復(fù)用(FDM)方案的通信。
[0011]在一些實施方式中，所述第一通信模塊用于從所述受控終端接收反饋數(shù)據(jù)。所述反饋數(shù)據(jù)可包括傳感器數(shù)據(jù)。所述傳感器數(shù)據(jù)可包括圖像傳感器數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，所述反饋數(shù)據(jù)指示出所述受控終端的操作狀態(tài)、位置或姿態(tài)。
[0012]在一些實施方式中，本文描述的監(jiān)控終端進一步包括顯示器，所述顯示器用于顯示經(jīng)由所述第一通信鏈路從所述受控終端接收到的反饋數(shù)據(jù)。所述顯示器可用于顯示由所述受控終端的一個或多個圖像傳感器所捕捉的圖像。所述顯示器還可用于顯示指示出所述受控終端位置的信息。
[0013]在一些實施方式中，所述第二通信鏈路是有線通信鏈路。在一些其他的實施方式中，所述第二通信鏈路是無線通信鏈路，所述無線通信鏈路使用不同于所述第一頻帶的第二頻帶。在一些實施方式中，所述第二通信模塊可包括教練接口(trainer interface)，所述教練接口用于接收來自所述控制終端的教練接口的控制數(shù)據(jù)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于控制受控終端的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括本文所描述的監(jiān)控終端；受控終端，其中所述受控終端用于經(jīng)由所述第一通信鏈路向所述第一通信模塊發(fā)送反饋數(shù)據(jù)；以及控制終端。
[0015]在一些實施方式中，所述控制終端包括處理器，所述處理器使得控制數(shù)據(jù)經(jīng)由所述第二通信鏈路傳輸，同時阻止所述控制數(shù)據(jù)經(jīng)由第三通信鏈路直接向所述受控終端傳輸。
[0016]在一些實施方式中，所述控制終端包括用戶接口，所述用戶接口能夠接收有助于所述控制數(shù)據(jù)的生成的用戶輸入，諸如操縱桿、觸摸屏等。在一些實施方式中，所述用戶接口能夠顯示從所述受控終端接收到的反饋數(shù)據(jù)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種用于與受控終端通信的方法。所述方法包括經(jīng)由第一通信鏈路從受控終端接收反饋數(shù)據(jù)；經(jīng)由與所述第一通信鏈路互不干擾的第二通信鏈路從控制終端接收控制數(shù)據(jù)；以及經(jīng)由所述第一通信鏈路向所述受控終端發(fā)送所述控制數(shù)據(jù)，并使用在所述控制終端處生成的控制數(shù)據(jù)來控制所述受控終端。
[0018]在一些實施方式中，所述受控終端是可移動物體。所述可移動物體可以是無人飛行器(UAV)。所述控制數(shù)據(jù)能夠用于控制所述可移動物體的組件。備選地或附加地，所述控制數(shù)據(jù)能夠用于控制由所述可移動物體攜帶的有效載荷。
[0019]在一些實施方式中，所述控制終端能夠經(jīng)由第三通信鏈路向所述受控終端傳輸控制數(shù)據(jù)，從而控制所述受控終端的活動。所述第三通信鏈路可在與所述第一通信鏈路所使用的相同的頻帶上操作。在一些實施方式中，所述控制終端不能夠從所述受控終端接收數(shù)據(jù)。
[0020]在一些實施方式中，通過所述第一通信鏈路與所述受控端進行的所述雙向通信是基于時分復(fù)用(TDM)方案的通信。所述第一通信模塊可通過周期性重復(fù)的TDM幀的子集接收來自所述受控終端的數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，通過所述第一通信鏈路與所述受控端進行的所述雙向通信是基于頻分復(fù)用(FDM)方案的通信。[0021 ] 在一些實施方式中，所述反饋數(shù)據(jù)可包括傳感器數(shù)據(jù)。所述傳感器數(shù)據(jù)可包括圖像傳感器數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，所述反饋數(shù)據(jù)指示出所述受控終端的操作狀態(tài)、位置或姿態(tài)。
[0022]在一些實施方式中，本文描述的方法進一步包括提供顯示器，所述顯示器用于顯示經(jīng)由所述第一通信鏈路從所述受控終端接收到的反饋數(shù)據(jù)。所述顯示器可用于顯示由所述受控終端的一個或多個圖像傳感器所捕捉的圖像。所述顯示器還可配置用于顯示指示出所述受控終端位置的信息。
[0023]在一些實施方式中，在第一頻帶上經(jīng)由第一通信鏈路接收所述反饋數(shù)據(jù)，并且在所述第一頻帶上向所述受控終端發(fā)送所述控制數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，在不同于所述第一頻帶的第二頻帶上從所述控制終端接收控制數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，使用有線通信鏈路從所述控制終端接收控制數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，經(jīng)由教練接口從所述控制終端接收控制數(shù)據(jù)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制受控終端的方法。所述方法包括在第一頻帶上經(jīng)由第一通信鏈路從控制終端接收控制數(shù)據(jù)，從而使用在所述控制終端處生成的控制數(shù)據(jù)來控制所述受控終端的活動；在第一頻帶上經(jīng)由第二通信鏈路向監(jiān)控終端傳輸反饋數(shù)據(jù)；借助處理器，確定何時在相同的第一頻帶上同時發(fā)生接收和傳輸；以及當在相同的第一頻帶上同時發(fā)生接收和發(fā)射時，實現(xiàn)所述第一通信鏈路的終止，并造成來自所述控制終端的控制數(shù)據(jù)經(jīng)由第三通信鏈路向所述監(jiān)控終端傳輸，所述第三通信鏈路與所述第一通信鏈路或第二通信鏈路互不干擾。
[0025]在一些實施方式中，所述受控終端是可移動物體。所述可移動物體可以是無人飛行器(UAV)。所述控制數(shù)據(jù)能夠用于控制所述可移動物體的推進。備選地或附加地，所述控制數(shù)據(jù)能夠用于控制由所述可移動物體攜帶的有效載荷。
[0026]在一些實施方式中，所述方法進一步包括使用第二通信鏈路使得所述控制數(shù)據(jù)從監(jiān)控終端向受控終端傳輸。通過所述第二通信鏈路與所述受控端進行的所述雙向通信是基于時分復(fù)用(TDM)方案的通信?；蛘撸ㄟ^所述第二通信鏈路與所述受控端進行的所述雙向通信是基于頻分復(fù)用(FDM)方案的通信。
[0027]在一些實施方式中，所述反饋數(shù)據(jù)可包括傳感器數(shù)據(jù)。所述傳感器數(shù)據(jù)可包括圖像傳感器數(shù)據(jù)。在一些實施方式中，所述反饋數(shù)據(jù)指示出所述受控終端的操作狀態(tài)、位置或姿態(tài)。
[0028]在一些實施方式中，所述第三通信鏈路是有線通信鏈路。在一些其他的實施方式中，所述第三通信鏈路是無線通信鏈路，所述無線通信鏈路使用不同于所述第一頻帶的第二頻帶。在一些實施方式中，所述第三通信鏈路采用教練接口。
[0029]在一些實施方式中，基于一個或多個通信環(huán)境特性來確定何時在相同的第一頻帶上同時發(fā)生接收和傳輸。所述一個或多個通信環(huán)境特性可包括檢測到的能量水平、信噪比或誤碼率中的至少一個。
[0030]在一些實施方式中，實現(xiàn)所述第一通信鏈路的終止可包括停止與所述控制終端相關(guān)聯(lián)的通信模塊的操作，所述通信模塊用于向所述受控終端傳輸控制數(shù)據(jù)。備選地或附加地，實現(xiàn)所述第一通信鏈路的終止可包括停止與所述受控終端相關(guān)聯(lián)的通信模塊的操作，所述通信模塊用于從所述控制終端接收控制數(shù)據(jù)。
[0031]在各個實施方式中，所述處理器可存在于監(jiān)控終端、受控終端或控制終端之中。
[0032]應(yīng)當明白，本發(fā)明的不同方面可以被單獨地、共同地或彼此結(jié)合地理解。本文所描述的本發(fā)明的各個方面可應(yīng)用于下面闡述的任何特定應(yīng)用或者任何其他類型的可移動和/或靜止物體之間的數(shù)據(jù)通信。通過考察說明書、權(quán)利要求書和附圖，本發(fā)明的其他目標和特征將會變得顯而易見。
[0033]援引并入
[0034]本說明書中所提及的所有出版物、專利和專利申請均以相同程度通過引用而并入于此，程度猶如具體地和個別地指出要通過引用而并入每一個別出版物、專利或?qū)＠暾垺?br>【附圖說明】
[0035]在所附權(quán)利要求書中具體闡述了本發(fā)明的新穎特征。通過參考對在其中利用到本發(fā)明原理的說明性實施方式加以闡述的以下詳細描述和附圖，將會對本發(fā)明的特征和優(yōu)點獲得更好的理解；在附圖中:
[0036]圖1示出了本發(fā)明一實施方式中的通信系統(tǒng)。
[0037]圖2a示出了本發(fā)明一實施方式中減少數(shù)據(jù)傳輸之間的干擾的方法。
[0038]圖2b示出了本發(fā)明另一實施方式中的通信系統(tǒng)。
[0039]圖3示出了本發(fā)明一實施方式中實現(xiàn)干擾避免的流程。
[0040]圖4示出了本發(fā)明一實施方式中數(shù)據(jù)通信的流程。
[0041]圖5示出了本發(fā)明另一實施方式中數(shù)據(jù)通信的流程。
[0042]圖6示出了本發(fā)明又一實施方式中數(shù)據(jù)通信的流程。
[0043]圖7示出了本發(fā)明實施方式中的受控終端。
[0044]圖8示出了本發(fā)明實施方式中的控制終端。
[0045]圖9示出了本發(fā)明實施方式的監(jiān)控終端。
[0046]圖10示出了本發(fā)明實施方式中的無人飛行器(UAV)。
【具體實施方式】
[0047]本發(fā)明提供了減少在數(shù)據(jù)的同時傳輸之間的干擾的遙控系統(tǒng)和方法。諸如無人飛行器(UAV)等受控終端可用于從諸如遙控終端等控制終端接收控制數(shù)據(jù)。所述控制數(shù)據(jù)可用于控制受控終端的狀態(tài)或操作。例如，所述控制數(shù)據(jù)可導(dǎo)致對UAV的位置、姿態(tài)、速度、加速度等的調(diào)節(jié)。受控終端還可用于向諸如基站處的服務(wù)器等監(jiān)控終端傳輸反饋數(shù)據(jù)。反饋數(shù)據(jù)可包括UAV的操作狀態(tài)、由UAV獲取的傳感器數(shù)據(jù)(例如，由機載相機捕捉的圖像數(shù)據(jù))以及其他類似的數(shù)據(jù)。然而，當控制數(shù)據(jù)的傳輸和反饋數(shù)據(jù)的傳輸同時發(fā)生在同一頻帶上時可能發(fā)生干擾。為了防止由控制數(shù)據(jù)和反饋數(shù)據(jù)的同時傳輸所造成的干擾，控制終端可首先使用與反饋數(shù)據(jù)的傳輸互不干擾的通信鏈路一一諸如通過有線連接或者通過使用不同頻帶的無線連接一一將控制數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控終端。在一些實施方式中，現(xiàn)有的教練接口可用于這樣的控制數(shù)據(jù)傳輸。隨后