生成支持區(qū)域、國內(nèi)和國際無人機(jī)系統(tǒng)的基于網(wǎng)絡(luò)云系統(tǒng)的系統(tǒng)及方法
【專利說明】生成支持區(qū)域、國內(nèi)和國際無人機(jī)系統(tǒng)的基于網(wǎng)絡(luò)云系統(tǒng)的系統(tǒng)及方法
[0001]交叉引用相關(guān)專利申請
本申請涉及美國專利申請N0.13/792，259，申請日為2013年03月11日，名稱為“與小型無人機(jī)系統(tǒng)(sUAS)的操作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信及信息傳遞的系統(tǒng)及方法”，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
[0002]本申請也涉及美國專利申請N0.14/318，569，申請日為2014年7年27日，名稱為“無人載具任務(wù)規(guī)劃、協(xié)調(diào)及合作”，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
[0003]本申請還涉及美國專利申請N0.14/612，273，申請日為2015年02月02日，名稱為“為提高態(tài)勢感知使用本地、可獲得的廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)信息來增加其它來源“認(rèn)識(shí)”的由無人駕駛飛行器地面控制站處理的本地飛行器位置信息”，在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生成支持區(qū)域、國內(nèi)和國際無人機(jī)系統(tǒng)的基于網(wǎng)絡(luò)云系統(tǒng)的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0005]術(shù)語“無人駕駛飛行器”(UAVs) —般指沒有人在機(jī)內(nèi)的飛行載具。術(shù)語“無人機(jī)系統(tǒng)” (UASs) 一般指的是一類UAVs，通常指的是作為遙控飛機(jī)和/或遙控飛行器(RPVs)，可以像傳統(tǒng)的飛機(jī)一樣，通過飛行操作控制飛行從起飛到收回和/或著陸。這些UASs的控制系統(tǒng)可以是遠(yuǎn)程控制臺(tái)的操作人員通過與特定的UAS不斷進(jìn)行溝通獲得的實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的飛行簡況的控制，或者，所述UASs的控制系統(tǒng)也可以是執(zhí)行預(yù)先計(jì)劃和預(yù)編程序飛行計(jì)劃，這些計(jì)劃可以通過特定的UAS獨(dú)立自主執(zhí)行。所述控制計(jì)劃也可以是上述兩種控制系統(tǒng)的集合，這樣可以使一個(gè)航班既包括遠(yuǎn)程操作控制時(shí)段又包括預(yù)編程控制時(shí)段。
[0006]關(guān)于UASs (通常為UAVs)的操作信息時(shí)常不是現(xiàn)成的或者其它某一相關(guān)部分是未知的，來自空中交通指揮員、國家航空當(dāng)局(例如:美國境內(nèi)的聯(lián)邦航空管理局，或FAA)、及其它類似于UASs飛行器(人工操作或無人駕駛)操作人員的操作。UASs操作信息的缺乏可能會(huì)導(dǎo)致無法想象的后果。這就是需要改進(jìn)的所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]—方面，本發(fā)明所公開的實(shí)施例涉及一種支持無人機(jī)操作的分層系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括一較高層次服務(wù)器，一與所述較高層次服務(wù)器直接通信連接的較低層次服務(wù)器，及一與所述較低層次服務(wù)器直接通信連接的控制站。所述控制站可以被構(gòu)形用以:控制一無人機(jī)的飛行操作；獲得所述無人機(jī)的飛行信息和位置信息；及為所述較低層次服務(wù)器提供關(guān)于所述無人機(jī)的飛行信息和位置信息的更新。所述較低層次服務(wù)器可以被構(gòu)形用以:處理收到的來自所述控制站的飛行信息和位置信息；及為所述較高層次服務(wù)器提供關(guān)于從所述控制站接收的飛行信息和位置信息的更新。
[0008]再一方面，本發(fā)明所公開的實(shí)施例涉及一種支持無人機(jī)操作的分層系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括一較高層次服務(wù)器及分別與所述較高層次服務(wù)器直接通信連接的多個(gè)較低層次服務(wù)器。其中所述多個(gè)較低層次服務(wù)器中的每個(gè)較低層次服務(wù)器被構(gòu)形用以:接收來自至少一個(gè)控制站的有關(guān)由所述至少一個(gè)控制站控制的至少一個(gè)無人機(jī)的信息飛行信息和位置信息的更新；合并從所述至少一個(gè)控制站接收的所述飛行信息和位置信息；以及為所述較高層次服務(wù)器提供合并的飛行信息和位置信息。
[0009]另一方面，本發(fā)明所公開的實(shí)施例涉及一種支持無人機(jī)操作的方法，所述方法可以包括:定義一較高層次服務(wù)器；定義分別與所述較高層次服務(wù)器直接通信連接的多個(gè)較低層次服務(wù)器，形成一分層網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；及構(gòu)形所述多個(gè)較低層次服務(wù)器中的每個(gè)較低層次服務(wù)器用以從至少一個(gè)控制站接收關(guān)于至少一個(gè)無人機(jī)的飛行信息和位置信息的更新；合并自所述至少一個(gè)控制站接收的飛行信息和位置信息；及提供合并的飛行信息和位置信息給所述較高層次服務(wù)器。
[0010]應(yīng)當(dāng)理解，以上概述及以下詳述僅為本發(fā)明的示范和解釋，并不用以限制本發(fā)明，附圖被納入并構(gòu)成說明書的一部分，與說明書共同解釋本發(fā)明的實(shí)施例，說明本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0011]通過參考下列附圖，本領(lǐng)域技術(shù)人員可更好理解本發(fā)明的多個(gè)優(yōu)點(diǎn):
圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例所述的一地面控制站與一區(qū)域性的無人機(jī)系統(tǒng)(UAS)服務(wù)器通信連接，形成第一層基于網(wǎng)絡(luò)云分層系統(tǒng)的示意圖；
圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例所述的多個(gè)區(qū)域性UAS服務(wù)器與一國家UAS服務(wù)器建立通信，形成第二層基于網(wǎng)絡(luò)云分層系統(tǒng)的示意圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例所述的多個(gè)接入點(diǎn)被構(gòu)形用以促進(jìn)與UAS服務(wù)器通信連接的示意圖；
圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例所述的基于網(wǎng)絡(luò)云分層系統(tǒng)提供一綜合態(tài)勢感知解決方案的不意圖；
圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例所述的一地面控制站與一區(qū)域性UAS服務(wù)器通信連接，一區(qū)域性UAS服務(wù)器與一國家UAS服務(wù)器通信連接，形成一分層系統(tǒng)的框圖；和
圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施例所述的支持無人機(jī)操作的方法的實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]詳細(xì)參考在此公開的本
【發(fā)明內(nèi)容】
的示例性實(shí)施例，其中的例子已在附圖進(jìn)行說明。
[0013]注意到各種系統(tǒng)和方法已經(jīng)被開發(fā)用于提供無人機(jī)系統(tǒng)(UASs)的態(tài)勢感知。例如，美國專利N0.8，886，459，名稱為“小型無人機(jī)系統(tǒng)的定位跟蹤及獲得任務(wù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)及方法”(在此引入其全部內(nèi)容作為參考)，公開了與一個(gè)或多個(gè)控制站通信連接的飛機(jī)信息服務(wù)器被構(gòu)形用以提供用來對UAS操作進(jìn)行控制與追蹤的接口。其它的一些技術(shù)，例如在以下文件中公開的與小型無人機(jī)系統(tǒng)(sUAS)的操作人員進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信及信息傳遞的系統(tǒng)及方法”的美國專利申請文件N0.13/792，259，“無人載具的任務(wù)規(guī)劃、協(xié)調(diào)及合作”的美國專利申請文件N0.14/318，569，及“為提高態(tài)勢感知使用本地的、可獲得的廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)信息來增加其它來源“認(rèn)識(shí)”的由無人駕駛飛行器地面控制站處理的本地飛行器位置信息”的美國專利申請文件N0.14/612，273，這些技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)用于支持各種通信線路和/或協(xié)議的應(yīng)用，以促進(jìn)信息共享及提高UASs的態(tài)勢感知。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所公開的進(jìn)一步提高上述系統(tǒng)及方法來建立基于網(wǎng)絡(luò)云的分層體系結(jié)構(gòu)，可以為大量用戶提供服務(wù)及綜合的態(tài)勢感知解決方案，這些用戶包括UAS的運(yùn)營商、空中交通管理指揮員、國家航空當(dāng)局，也包括其它運(yùn)營商，例如國家空域系統(tǒng)(NAS)運(yùn)營商等等。術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)云”指的是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施，可以通過私人或公共網(wǎng)絡(luò)建立和管理。術(shù)語“分層體系”指的是一種實(shí)施，其通過位于多個(gè)層次上的不同組件來共同形成計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施。基于網(wǎng)絡(luò)云的分層體系結(jié)構(gòu)被構(gòu)形用以為本發(fā)明所述的UASs(為了簡化呈文可以將其稱為“C-UAS”系統(tǒng))提供服務(wù)及態(tài)勢感知解決方案，因此所述分層體系結(jié)構(gòu)可以適用于本地、區(qū)域、國內(nèi)、國際層次的操作及提供服務(wù)。
[0015]圖