用于混合空域中的通信的系统和方法与流程

电子通信装置的制造及其应用技术1.本公开的实施例总体涉及可以由多于一种类型的飞行器占据的混合空域中的数据通信。背景技术：2.飞行器具有与其他飞行路径和空域区域分开的预定飞行路径和分配的空域区域，以调节交通流量并避免冲突。但是，飞行器有可能偏离规定路径和区域并侵占为其他飞行器指定的空间。3.目前有一种通信系统和消息传递协议(称为自动相关监视(ads))，它跟踪并传送有人驾驶飞行器在给定空域中的位置，以便为有人驾驶飞行器的机载飞行员提供情境感知。ads系统可以提供对特定有人驾驶飞行器附近的其他有人驾驶飞行器的感知，但ads系统目前不提供对其他类型飞行器(例如无人驾驶飞行器(例如无人机))的感知。随着无人驾驶飞行器随时间推移而激增以提供额外的服务(例如食品、邮件和其他包裹递送、监视、运输等)，预计混合空域中的无人驾驶飞行器的存在将会增加。无人驾驶飞行器密度的增加可能会加剧有人驾驶飞行器和无人驾驶飞行器之间发生碰撞的风险。技术实现要素：4.本公开的某些实施例提供了一种通信系统，该通信系统包括用于在受控空域中定位无人驾驶交通的交通中继(tr)设备。tr设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行接收来自无人驾驶飞行器(uav)的状态消息的步骤。该状态消息提供uav的标识和位置信息。一个或多个处理器还被配置为执行生成用于传达给至少一个有人驾驶飞行器(mav)或通信地连接到该至少一个mav的有人驾驶交通管理器(mtm)设备的警告消息的步骤。警告消息基于uav的位置与指定空域的比较。5.本公开的某些实施例提供了一种包括tr设备的通信系统。tr设备包括一个或多个处理器并且被通信地连接到一个或多个通信设备。tr设备被配置为经由一个或多个通信设备接收来自多个uav的状态消息。状态消息提供uav的标识和位置。tr设备确定至少暂时限制uav交通以便为mav交通提供通行权的指定空域，并生成用于传送给在状态消息中标识的至少一些uav的命令消息。命令消息命令接收命令消息的uav避开指定空域。6.本公开的某些实施例提供了一种传送数据的方法。该方法包括在包括一个或多个处理器的tr设备处接收来自uav的状态消息。状态消息提供uav的标识和位置。该方法包括生成用于传达给至少一个mav或通信地连接到该至少一个mav的mtm设备的警告消息。警告消息基于uav的位置与指定空域的比较。附图说明7.图1是根据本公开的一个实施例的通信系统的示意框图。8.图2示出根据本公开的一个实施例的通信系统。102可以是商用喷气机、私人喷气机、螺旋桨飞机、直升机等。uav 104是指不由机载人员控制或驾驶的飞行器。例如，uav 104可以没有机载的人。可选地，uav 104可以指具有至少一名机载乘客但未被任何机载乘客驾驶的飞行器。19.uav 104可以是完全自主控制的(例如，经由驾驶uav 104的整个行程的自动驾驶系统)或由场外源(例如使用远程控制设备的操作人员或位于固定设施内处或在另一飞行器上的控制设备)远程控制。uav 104可以是四轴飞行器、无人机等。20.通信系统100有利于在混合空域105中的mav 102和uav 104之间的通信。混合空域105是指可以由mav 102和uav 104两者占据的空气或空间的体积。如本文所用，混合空域105基于mav 102和uav 104的物理能力，而不是许可和/或法规。21.例如，如果从1000英尺到5000英尺的高度范围可能由mav 102中的至少一个和uav 104中的至少一个占据，则该空间可以被称为混合空域，即使uav 104不被准许或允许超过1000英尺以进入混合空域105。如果uav 104能够进入用于mav 102的机场上方和附近的空域(例如，没有物理围栏或其他阻碍进入的障碍物)，则该空域在本文中可以被认为是混合空域，即使此类进入将被禁止。在另一示例中，如果没有uav 104能够达到至少15000英尺的高度，则从15000英尺到20000英尺的高度范围可能不是混合空域105。22.根据一个或多个实施例，通信系统100可以随时间收集和分析与uav 104的位置有关的数据。通信系统100可选地还可以收集和分析与mav 102的位置有关的数据。基于这些数据，通信系统100与控制mav 102和uav 104的实体共享信息以用于情境感知和碰撞避免的目的。23.例如，通信系统100可以告知特定mav 102在受限空域内、在mav 102的指定邻近区内或在mav 102的预定飞行路径的指定邻近区内存在一个或多个uav 104。从通信系统100接收的信息可以增加mav 102的情境感知。例如，mav 102可以将一个或多个uav 104的位置信息并入动态地图或监视系统内，该动态地图或监视系统也包括其他mav 102的位置。mav 102可以根据更新的动态地图或监视系统来导航以避免在行程期间与uav 104和其他mav 102的潜在碰撞或干涉。已知系统没有将uav位置信息与mav位置信息集成在一起，因此在mav和uav之间存在碰撞的风险。24.在至少一个实施例中，通信系统100可以基于确定的与特定mav 102的相关性来过滤和组织提供给不同mav 102的信息。例如，通信系统100可以向特定mav 102通告被确定为与特定mav 102相关的一个或多个uav 104的子集，并且可能不会向特定mav 102通告不在该子集中的被确定为与特定mav 102不相关的其他uav 104。在将信息传达给mav 102之前过滤信息可以避免使mav 102或其飞行员因过多的信息要处理而过载。相关性确定可以至少部分地基于uav 104的相应位置与特定mav 102的接近度。例如，与离mav 102较远的与mav 102碰撞和/或干涉的可能性较小的uav 104相比，更靠近mav 102或mav 102的预定飞行路径的uav 104可能与mav 102更相关。该过滤功能完全或至少部分地由tr设备(例如，utm设备)执行。25.图示实施例中的通信系统100包括tr设备106，其在本文中被称为utm设备。通信系统100还包括通信地连接到utm设备106的一个或多个通信设备108。在至少一个实施例中，通信系统100还包括mtm设备110和通信地连接到mtm设备110的一个或多个通信设备112。为了描述清楚起见，一个或多个通信设备108被称为一个或多个第一通信设备108(或简称为第一通信设备108)，并且一个或多个通信设备112被称为一个或多个第二通信设备112(或简称为第二通信设备112)。26.utm设备106是计算设备，例如计算机、服务器等。utm设备106代表硬件电路系统，该硬件电路系统包括一个或多个处理器114(例如，一个或多个微处理器、集成电路、微控制器、现场可编程门阵列等)和/或与其连接。utm设备106包括有形且非暂时性的计算机可读存储介质(例如，存储器)116和/或与其连接。例如，存储器116可以存储编程指令(例如，软件)，这些编程指令由一个或多个处理器114执行以实施本文描述的utm设备106的操作。尽管处理器114和存储器116在图1中被图示为两个不同的部件，但这些部件可选地可以被集成到具有数据存储功能的单个处理部件中。27.在一个实施例中，utm设备106用作促进mav 102和uav 104之间的信息分配的过滤器和中介。例如，mav 102根据第一通信系统进行相互通信并与mtm设备110进行通信，该第一通信系统包括一种或多种特定消息格式、特定通信协议和/或特定通信装备(例如，硬件)。28.第一通信系统可以是预先存在的并且当前实施的。在非限制性实施例中，由mav 102和mtm设备110利用的特定通信协议是自动相关监视(ads)协议，其包括自动相关监视广播(ads-b)格式和自动相关监视转播(ads-r)格式。uav 104可以被配置为经由另一通信系统与彼此进行通信和/或与utm设备106进行通信，所述另一通信系统具有与由mav 102利用的通信系统不同的消息格式、不同的通信协议和/或不同的通信装备(例如，硬件)。29.例如，uav 104使用不同于ads-b格式和ads-r格式的无人驾驶飞机系统交通管理(uastm)格式来传送消息。如本文所述，utm设备106可以通过解释和分析以任何消息格式接收的数据并在不同消息格式之间转换数据来促进mav通信系统和uav通信系统之间的通信。30.utm设备106从uav 104中的一个或多个uav接收至少一个状态消息。在一个实施例中，多个uav 104中的每个uav周期性地传送由utm设备106接收的状态消息。这些状态消息提供uav 104的相应标识和位置。例如，由第一uav 104a生成的状态消息可以包括与第一uav 104a相关联的唯一标识符，例如序列号或注册号。由第一uav 104a生成的状态消息还包括第一uav 104a的相应位置信息。31.在一个实施例中，位置信息可以是坐标系内的绝对位置坐标。例如，位置信息可以是生成状态消息时第一uav 104a的全球定位系统(gps)坐标。uav 104可以具有布置在飞机上的gps接收器。从uav 104中的每一个传送状态消息。图1中示出了四个uav 104，但根据本文描述的实施例，utm设备106可以跟踪任意数量的uav 104。32.状态消息由第一通信设备108接收。第一通信设备108可以包括既接收消息又传送(例如，广播或发送)消息的收发器，或者可以具有分别执行接收和传送功能的接收器和分立的发射器。第一通信设备108还包括相关联的电路系统和其他硬件，例如一个或多个天线、抛物面天线、放大器、电源设备、导线等。第一通信设备108可以被配置为与每个uav 104建立通信链路118。每个通信链路118可以是第一通信设备108和特定uav 104之间的双向无线通信路径和/或协议。在非限制性实施例中，通信链路118可以是5g无线通信链路。33.在一个实施例中，状态消息具有第一消息格式。如上所述，状态消息的第一消息格式可以是uastm格式。第一通信设备108以第一消息格式接收状态消息并将该状态消息转发给utm设备106。在一个实施例中，第一通信设备108经由有线通信路径120通信地连接到utm设备106，该有线通信路径120是导电的和/或导光的。在替代实施例中，第一通信设备108被无线地连接到utm设备106，例如经由蓝牙、无线lan路由器等。可以定期从每个uav 104传送状态消息，例如每10秒一次、每30秒一次或每分钟一次。34.utm设备106分析经由第一通信设备108接收的状态消息以确定uav 104的更新的相应位置。utm设备106可以将uav 104的更新的相应位置连同uav标识信息一起存储在存储器中116，这使得utm设备106能够跟踪uav 104随时间的移动。35.例如，utm设备106可以确定在时间t1处第一uav 104a处于位置坐标(x1，y1，z1)，以及在时间t2处第一uav 104a处于位置坐标(x2，y2，z2)。可选地，代替或附加于将位置数据存储在存储器116中，utm设备106可以将位置数据上传到网络服务器(基于网络的服务器)122以用于场外存储。36.mtm设备110是计算设备，例如计算机、服务器等。mtm设备110代表硬件电路系统，该硬件电路系统包括一个或多个处理器124(例如，一个或多个微处理器、集成电路、微控制器、现场可编程门阵列等)和/或与其连接。mtm设备110包括有形且非暂时性的计算机可读存储介质(例如，存储器)126和/或与其连接。例如，存储器126可以存储由一个或多个处理器124执行的编程指令(例如，软件)以实施本文描述的mtm设备110的操作。37.mtm设备110被通信地连接到第二通信设备112。第二通信设备112被配置为向mav 102传送(例如，广播或发送)消息以及从mav 102接收消息。第二通信设备112也可以被配置为与卫星和其他通信设备通信。38.第二通信设备112可以包括既接收消息又传送(例如，广播或发送)消息的收发器，或者可以具有分别执行接收和传送功能的接收器和分立的发射器。第二通信设备112还包括相关联的电路系统和其他硬件，例如一个或多个天线、抛物面天线、放大器、电源设备、导线等。39.第二通信设备112可以经由导电的和/或导光的有线通信路径128通信地连接到mtm设备110。在替代实施例中，第二通信设备112可以被无线地连接到mtm设备110，例如经由蓝牙、无线lan路由器等。40.在一个实施例中，第二通信设备112可以从mav 102接收包括mav 102的相应标识和mav 102的位置的状态信号。第二通信设备112可以将来自mav 102的状态信号转发给mtm设备110，mtm设备110可以监控和跟踪mav 102的位置。41.例如，mtm设备110可以是为mav 102调度和修改飞行路径的空中交通控制器的部件。mtm设备110、第二通信设备112和mav 102之间的通信可以具有不同于uav系统通信的特定格式和/或协议，例如ads-b和ads-r。42.utm设备106被配置为与mtm设备110进行通信。例如，utm设备106可以经由有线通信路径130(例如电导线或光纤)通信地连接到mtm设备110。在替代实施例中，mtm设备110和utm设备106之间的通信路径可以是无线的，例如经由蓝牙、无线lan路由器等。43.在一个或多个实施例中，utm设备106被配置为确定指定空域132。指定空域132代表受限于uav交通的三维空间，使得uav 104不被准许存在并占据指定空域132。限制可以是暂时的(例如在紧急禁飞区的情况下)或永久的(例如在mav机场上方和机场周围的空域的情况下)。通过禁止uav交通，指定空域可以为mav交通提供通行权。44.utm设备106可以通过确定指定空域132的位置坐标和/或指定空域132的边界134或界线来确定指定空域132。例如，边界134可以由坐标系中的位置坐标(例如gps坐标、经度和纬度坐标和/或类似物)限定。边界134是虚拟的，并且可以代表地理围栏(geofence)。45.指定空域132可以是一个或多个子空域的拼凑。子空域的示例可以包括根据分类方案的预定义空域类别，例如根据美国(us)联邦航空管理局(faa)法规的a、b、c、d和d类空域。可以相对于mav的机场限定预定义空域类别。例如，mav机场上方和机场周围的空域可被视为子空域。限定指定空域132的至少一部分的子空域的另一示例可以是跨越管辖边界或界线的空域，例如非美国国家或领土上方的空域。另一示例可以包括高于阈值高度136的空域，例如高于地平面300英尺、400英尺、500英尺或类似高度。46.在图1所示的非限制性示例中，指定空域132由高于阈值高度136的子空域和低于阈值高度136的子空域限定，该子空域在第一边界134a和第二边界134b之间。第一边界134a和第二边界134b可以是沿着围绕机场或uav交通受限的另一位置的三维地理围栏的两个点。47.在又一示例中，指定空域132或子空域可以基于至少一个mav 102的当前位置或预定飞行路径。例如，如果mav 102的已知当前位置和预期位置是已知的，则可以基于该已知位置和/或预期位置来限定指定空域132。即使uav 104通常被准许在给定空域内飞行，但一旦确定mav 102被调度或预期沿着航线占据该空域，则可以至少暂时地禁止uav 104进入该空域，以避免空域的双重占用。48.utm设备106可以将预定受限空域存储在存储器116内。例如，存储器116可以包括数据库，该数据库被更新以包括已知a、b、c、d和/或e类空域的位置和边界、高度阈值(例如，阈值136)等。utm设备106可以基于存储在数据库中的信息来确定指定空域132。49.在一个实施例中，utm设备106可以基于从机外来源(off-board sources)接收的消息(例如从mtm设备110接收的消息)来确定指定空域132。例如，mtm设备110可以生成向utm设备106提供mav 102的飞行路径(例如预定飞行路径或紧急飞行路径)的通知消息。在接收后，utm设备106确定飞行路径本身以及可选地围绕飞行路径的缓冲区域代表指定空域132。50.在另一示例中，mtm设备110可以生成提供特定限定空域(例如，基于位置坐标)的查询消息，并询问是否有任何uav 104在该特定限定空域中或附近。响应于接收到查询消息，utm设备106可以将查询中的特定空域分类为指定空域132。51.uav 104被准许在指定空域132外但在混合空域105内的非指定空域133内飞行。mav 102不在非指定空域133内飞行。应注意，非指定空域133是指定空域132之外的空间，并且给定空间可以例如在紧急通行权、临时禁飞区等情况下在“指定”和“非指定”之间重新分类。52.在图示实施例中，指定空域是指以uav交通为代价的至少暂时为mav交通保留的空域。可选地，指定空域可以指以mav交通为代价的至少暂时为uav交通保留的空域。53.在图示实施例中，uav 104包括第一uav 104a、第二uav 104b、第三uav 104c和第四uav 104d。utm设备106被配置为将uav 104a-104d的相应位置(基于从uav接收的状态消息)与指定空域132的已知边界和/或坐标进行比较。根据该比较，utm设备106可以确定uav 104a-104d与指定空域132的相对接近度和/或绝对接近度。54.例如，在图1中，utm设备106检测到第一uav 104a和第二uav 104b在指定空域132之外，而第三uav 104c和第四uav 104d在指定空域132内。第三uav 104c和第四uav 104d两者占据受到uav交通限制并且预期没有uav 104的空域。第三uav 104c在为mav 102保留的高度范围中的阈值高度136上方。第四uav 104d跨越边界134b，并且可能在预定义的faa类空域内、离机场太近等。第三uav 104c和第四uav 104d两者处于违规状态，并且可能干涉或对mav 102构成威胁。55.第三uav 104c和第四uav 104d代表uav 104a-104d的子集138。如上所述，utm设备106基于uav 104的相应位置和指定空域132之间的比较(例如，接近度)来选择子集138。基于utm设备106确定第一uav 104a和第二uav 104b比uav 104c、104d更远离指定空域132，第一uav 104a和第二uav 104b代表uav的非选定子集140。如上所述，第一uav 104a和第二uav 104b在指定空域132之外。56.响应于确定一个或多个uav 104在指定空域132内，utm设备106可以基于环境采取一个或多个响应动作。响应动作可以考虑(或作为因素)指定空域132中的uav 104的数量、指定空域132中被每个uav 104占据的子空域的类型(例如，不同子空域的占用可以构成不同严重程度的威胁)，以及促使utm设备106检查uav 104与指定空域132的接近度的事件的类型。响应动作可以作为编程指令被存储在存储器116中。57.在至少一个实施例中，utm设备106被配置为持续监控uav 104，以便为mav 102和mav设备110提供增强的情境感知。例如，响应于检测到第三uav 104c和第四uav 104d在指定空域132内，utm设备106可以生成警告消息以便传达给mtm设备110和/或一个或多个mav 102。该警告消息提供两个uav 104c、104d的相应位置。58.警告消息可以包括附加信息，例如第三uav 104c和第四uav 104d中的每一个的载具类型、uav 104c、104d中的每一个的唯一标识符等。警告消息可选地包括从uav 104接收的一个或多个状态消息，或者至少包括包含在一个或多个状态消息中的信息，例如指定空域132内的uav 104c、104d的标识和位置。59.根据一个实施例的警告消息不包括其他两个uav 104a、104b的相应位置，因为那些uav 104a、104b在指定空域132之外并且不会对mav 102构成威胁。因此，utm设备106过滤uav 104的位置信息以仅向mtm设备110提供相关信息。第一uav 104a和第二uav 104b在图1所示的时间的位置与mtm设备110或mav 102无关。60.尽管图1中示出了四个uav 104，但是当utm设备106从数十个、数百个或甚至数千个不同的uav 104接收状态消息时，由utm设备106进行过滤的益处可能更容易被领会。utm设备106在生成警告消息之前的过滤减少了mtm设备110解压缩(unpack)和分析utm设备106的内容的计算负载(相对于在警告消息中包括更多信息)。61.在一个实施例中，utm设备106以与第一通信设备108从uav 104接收状态消息时的消息格式不同的消息格式生成警告消息。62.例如，utm设备106可以以ads-b格式生成警告消息。mtm设备110可以以ads-b格式接收警告消息并经由第二通信设备112以ads-r格式转发警告消息。然后第二通信设备112可以以ads-r格式广播警告消息，ads-r格式是与mav 102兼容的格式。63.在非限制性示例中，第二通信设备112包括用于将消息从mtm设备110广播到mav 102的陆基发射器。第二通信设备112的广播范围内的mav 102可以接收警告消息并分析警告消息以发现对mav 102有潜在威胁的两个uav 104c、104d的位置。64.警告消息中的信息提高了mav 102的飞行员的情境感知。例如，uav 104c、104d的相应位置可以被载具控制系统集成到在显示设备上为飞行员显示的图形用户界面中。该图形用户界面可以在动态地图中显示uav 104c、104d的位置，该动态地图还示出靠近相应mav 102的其他mav 102的位置。向mav 102的飞行员提供uav威胁的位置可以使得飞行员能够将mav 102转向(如有必要)以避免与附近的uav碰撞。65.在一个实施例中，mtm设备110在向mav 102广播警告消息之前不过滤警告消息。可选地，mav 102可以被配置为过滤警告消息中的信息以便与相应的mav 102相关。接收警告消息的mav 102可以过滤掉或忽略警告消息中由mav 102的载具控制系统确定为不是威胁的任何uav。66.例如，每个mav 102上的载具控制系统可以将警告消息中的uav 104c、104d的子集138的相应位置与mav 102自身的相应位置进行比较。每个mav 102的当前位置可以基于机载位置传感器(例如gps接收器)而获知。如果uav位置距当前位置和/或相应mav 102的预定(或预期)飞行路径超出给定阈值接近度，则载具控制系统可以不向飞行员显示那些uav位置以避免提供不相关的信息。只有警告消息中在mav 102的阈值接近度内的uav才可能被显示给飞行员。67.阈值接近度可以是1000英尺、2000英尺或类似值。阈值接近度可以是基于飞行员偏好、飞行路径的特性等可定制的。68.图1中示出了三个mav 102，包括第一mav 102a、第二mav 102b和第三mav 102c。警告消息提供第三uav 104c和第四uav 104d的位置。在示例中，第一mav 102a上的载具控制系统可以确定uav 104c、104d距第一mav102a超出阈值接近度。作为确定uav 104c、104d不是威胁的结果，载具控制系统可能不在图形用户界面上向飞行员显示uav 104c、104d的相应位置。69.在替代实施例中，mtm设备110被配置为提供对警告消息中标识的uav的基于接近度的过滤，而不是(或附加于)对个体mav 102进行过滤。例如，mtm设备110可以随时间与mav 102进行通信并且跟踪mav 102的移动。在mtm设备110知道mav 102的位置的实施例中，在接收到警告消息后，mtm设备110可以将被视为潜在威胁的uav(例如，104c和104d)的位置与mav 102的位置进行比较。70.mtm设备110可以采取一个或多个步骤来定制被传递给接收警告消息的mav 102的信息。例如，在确定警告消息与第二mav 102b和第三mav 102c相关但与第一mav 102a无关时，mtm设备110可以控制第二通信设备112仅向第二mav 102b和第三mav 102c(而非第一mav 102a)发送警告消息。71.第二通信设备112可以通过物理地瞄准预期接收方mav 102b、102c并且背离其他mav 102a来实现这一点。替代地，第二通信设备112可以将信息(例如将预期接收方标识为仅第二mav 102b和第三mav 102c的标签或地址)插入到警告消息中。72.utm设备106可以随时间生成类似于初始警告消息的附加警告消息，附加警告消息也被传达给mav 102。附加警告消息提供uav 104c、104d的更新的位置信息。附加警告消息还可以表明uav 104c、104d中的任何一个是否已经离开指定空域132，以及任何其他uav(例如，104a或104b)是否已经进入指定空域132。73.在一个或多个实施例中，除了经由警告消息向mav通知uav入侵之外，utm设备106可以被配置为采取行动以移除和补救uav入侵。74.例如，响应于确定两个uav 104c、104d在指定空域132内，utm设备106可以生成命令消息，以便至少传达给处于违规状态的uav 104c、104d，并且可选地传达给所有uav 104。可以由第一通信设备108以与uav 104兼容的消息格式(例如uastm格式)传达命令消息。第一通信设备108可以经由相应的通信链路118将命令消息仅发送给第三uav 104c和第四uav 104d。75.命令消息可以向接收方uav(无论是人工还是自动)的操作员通告该uav处于受限空域中。命令消息还可以提供关于如何离开受限空域的信息，例如通过引导uav 104移动到阈值高度136下方、跨越边界134b等。76.可选地，如果命令消息被传送(经由广播或单独发送)到多于入侵的uav 104c、104d，则命令消息可以提供处于违规状态的uav 104的标识。77.在一个实施例中，如果uav 104被远程控制，则uav 104在接收到命令消息后可以将命令消息转发给驾驶相应uav 104的远程控制设备。例如，远程控制设备可以包括具有显示屏的用户界面142。远程控制设备可以在显示屏上向操作员显示uav 104处于受限空域并且需要离开受限空域的图形消息。可选地，可以经由网络服务器122将命令消息从utm设备106传达给远程控制设备，替代或附加于将命令消息传达给飞行中的uav 104。78.用户界面142不限于在用于操作uav的远程控制设备上。用户界面142可以是被远程访问并且被通信地连接到网络服务器122的计算机。对提供给利用用户界面142的人员的信息的访问级别可以取决于在用户界面142上输入的人员的凭证。例如，第一响应者、公共安全官员、执法人员等可能能够经由用户界面142访问uav的位置信息和/或utm设备106记录的数据的数据库。79.可选地，utm设备106可以被配置为响应于检测到指定空域132内的一个或多个uav 104而采取附加动作。例如，utm设备106可以生成消息以通知当局(例如执法部门)、由入侵的uav 104c、104d占据的不动产和/或空域的所有者和/或运营商等。通知可以经由网络服务器122和/或第一通信设备108来传送。80.utm设备106可选地可以将检测到的入侵的记录记录在数据库中，例如存储器116或网络服务器122中的数据库。该记录可以包括入侵的uav 104c、104d的身份、uav 104c、104d的位置、时间戳和其他相关联的信息。81.可以通过检测到占据指定空域132的一个或多个uav 104来触发上述响应。例如，一旦指定空域132的边界被限定，则utm设备106可以在每次从uav 104接收到新状态消息时比较uav 104的相应位置与指定空域132。82.可选地，utm设备106还可以基于接收到的查询和/或命令来进行操作。例如，mtm设备110或mav 102之一可以传送用于utm设备106的查询消息。该查询消息可以提供指定空域的边界和/或位置坐标。mtm设备110和/或mav 102可以生成查询以确定指定空域是否被任何uav 104占据。例如，mtm设备110和/或mav 102可以在规划飞行路径或重新规划(例如，修改)飞行路径时提交查询消息。在决定飞行路径之前，mtm设备110和/或mav 102可以向查询消息内的utm设备106提交提议的飞行路径。83.utm设备106可以将正被监控的uav 104的当前位置与查询消息中限定的指定空域进行比较。utm设备106可以生成响应消息以便于传送回到查询源。响应消息可以提供位于查询中限定的指定空域内或附近的任何uav的位置。84.在一个或多个实施例中，utm设备106进行操作以提供交通抢占和/或优先次序。例如，utm设备106可用于至少暂时地从空域中清除uav 104，以便为通过该空域的至少一个mav 102提供通行权。在情境示例中，mtm设备110和/或特定mav 102可以确定特定mav 102需要从规划的飞行路径转向通过当前不受uav交通限制的空域(例如，非指定空域133)，例如用于紧急着陆。85.mtm设备110和/或mav 102可以生成标识期望飞行路径的边界和/或位置坐标的命令消息。命令消息还可以包括附加信息，例如期望飞行路径应该没有其他交通以避免碰撞的时间段。utm设备106可以从mtm设备110接收命令消息。utm设备106将命令消息中标识的空域分类为指定空域。86.utm设备106确定是否有任何uav 104在为mav的紧急着陆保留的指定空域(例如，在1000英尺内、2000英尺内等)中或接近为mav的紧急着陆保留的指定空域。响应于标识在保留空域中或附近的一个或多个uav 104，utm设备106生成用于传达给保留空域中或附近的uav 104的命令消息。该命令消息可以标识为uav交通临时限制的空域以及该空域被限制的时间段。命令消息还可以命令指定空域内的特定uav 104离开指定空域。通过生成命令消息以命令uav 104避开为mav 102临时保留的指定空域，utm设备106可以为mav 102清除路径以降低碰撞风险。87.图2示出了根据一个实施例的通信系统100。图2所示的实施例可以是图1所示示意图的更具体的版本。本文描述的实施例不限于图2所示的具体部件和布置。88.在图2中，uav 104在状态消息中将其远程标识和位置发送到第一通信设备108。uav 104可以是四旋翼无人机。第一通信设备108可以是或包括陆基接收器设备202，例如天线塔。89.以uastm格式传送状态消息。第一通信设备108将状态消息转发给分析信息的utm设备106。utm设备106基于相关性或威胁级别过滤数据，相关性或威胁级别可以至少部分地对应于uav 104与至少暂时为mav 102交通保留的指定空域的接近度。utm设备106以ads-b格式生成传出消息(例如，警告消息)。90.mtm设备110从utm设备106接收该传出消息。mtm设备110控制一个或多个第二通信设备112以ads-r格式广播该传出消息。91.在一个实施例中，一个或多个第二通信设备112包括广播消息的陆基发射器204。发射器204可以是被称为iridium(铱星)的地面控制网络的一部分。消息被一个或多个卫星206接收，并且这些卫星将该消息引导至mav 102。92.mav 102可以是商用喷气机。mav 102使用ads-b消息格式相互通信并与mtm设备110进行通信。在一个实施例中，一个或多个第二通信设备112包括陆基接收器设备202(例如天线塔)，该陆基接收器设备202从mav 102接收ads-b消息并将该消息转发到mtm设备110。93.图3是根据一个实施例的用于在有人驾驶飞行器系统和无人驾驶飞行器系统之间传送数据的方法的流程图300。该方法可以至少部分地由图1和图2所示的utm设备106执行。可选地，该方法可以包括与图3所示的步骤相比附加的步骤、更少的步骤和/或不同的步骤。94.在302处，接收来自uav的状态消息。该状态消息可以包括生成状态消息的特定uav的标识和特定uav例如在坐标系内的位置。可以以第一消息格式(例如uastm格式)接收状态消息。95.在304处，基于uav的相应位置与指定空域之间的比较来选择一个或多个uav的子集。指定空域可以是至少暂时对uav交通关闭的限定空间。例如，可以为mav交通保留指定空域。该比较可以包括确定uav与指定空域的相对接近度。该子集可以被选择以包括(i)被确定为在指定空域内的一个或多个uav和/或(ii)被确定为在指定空域之外但在距指定空域的阈值接近度或缓冲距离内的一个或多个uav。步骤304中的子集选择过程基于与指定空域的相关性和接近度有效地过滤在状态消息中接收的信息。96.在306处，生成警告消息以便传达给至少一个mav或被通信地连接到至少一个mav的mtm设备。警告消息可以提供子集中的每个uav的相应位置。子集中的uav的位置可以被显示或以其他方式传达给至少一个mav的一个或多个飞行员，以增强情境感知并降低mav和uav之间的碰撞风险。由于步骤304处的过滤，警告消息可能包含比在来自uav的状态消息中接收的信息量更少的信息。97.在308处，生成命令消息以便至少传达给子集中的uav(并且可选地传达给距指定空域更远的其他uav)。命令消息可以标识禁止uav交通的指定空域的边界和/或坐标，并且可以命令接收方uav避开指定空域。命令消息可用于为某些载具(例如mav)建立和/或维持通行权，以降低碰撞风险。命令消息包括被视为至少与子集中的uav相关的过滤信息。98.被视为不适用于子集中的uav或与子集中的uav不相关的信息不被包括在命令消息中。这种可能不相关的信息可以包括不靠近子集中的uav和/或子集中的uav不预期行进通过的另一指定空域的边界和/或坐标。可以以适用于或适合于uav通信的特定格式(例如uastm格式)来传送该命令消息。99.可选地，该方法可以用于以改变其他类型的载具(例如mav)的飞行为代价建立和/或维持uav的通行权。例如，可能存在至少暂时对mav交通关闭的指定空域。该指定空域可以为无人驾驶救生紧急载具提供路径，以穿过通常被mav交通占据和/或为mav交通保留的受控空域，以接近需要帮助的人员或接近医院。在这种情况下，可以生成命令消息(不同于步骤308处的命令消息)以便传达给在临时为紧急uav保留的指定空域中和/或附近的至少一些mav。该命令消息可以标识禁止mav交通的指定空域的边界和/或坐标，并且可以命令接收方mav在至少指定的时间量内避开指定空域。可以以适用于或合适于mav通信的特定格式(例如ads-b消息格式)来传送该命令消息。100.如本文所用，术语“控制设备”、“中央处理单元”、“cpu”、“计算机”等可以包括任何基于处理器或基于微处理器的系统，包括使用微控制器的系统、精简指令集计算机(risc)、专用集成电路(asic)、逻辑电路和任何其他电路或处理器(包括能够执行本文所述功能的硬件、软件或其组合)。这仅是示例性的，因此不旨在以任何方式限制这些术语的定义和/或含义。例如，utm设备106(和mtm设备110)可以是或包括被配置为控制如本文所述的操作的一个或多个处理器。101.utm设备106和mtm设备110被配置为执行存储在一个或多个数据存储单元或元件(例如一个或多个存储器)中的一组指令，以便处理数据。数据存储单元还可以根据需求或需要存储数据或其他信息。数据存储单元可以是处理机器内的信息源或物理存储器元件的形式。102.多组指令可以包括指示utm设备106作为处理机器执行特定操作(例如本文描述的主题的各种实施例的方法和过程)的各种命令。多组指令可以是软件程序的形式。该软件可以是各种形式，例如系统软件或应用软件。此外，该软件可以是单独程序的集合、较大程序内的程序子集或程序的一部分的形式。该软件还可以包括面向对象编程形式的模块化编程。处理机器对输入数据的处理可以是响应于用户命令，或响应于先前处理的结果，或响应于另一处理机器作出的请求。103.本文实施例的图表可以图示一个或多个控制或处理设备，例如utm设备106和mtm设备110。应该理解，处理或控制单元可以代表电路、电路系统或其一些部分，其可以是被实施为执行本文描述的操作的具有相关联指令(例如，存储在有形和非暂时性计算机可读存储介质(例如计算机硬盘驱动器、rom、ram等)上的软件)的硬件。硬件可以包括被硬连线以执行本文描述的功能的状态机器电路系统。可选地，硬件可以包括电子电路，该电子电路包括和/或被连接到一个或多个基于逻辑的设备，例如微处理器、处理器、控制器等。可选地，utm设备106和mtm设备110可以代表处理电路系统，例如现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、微处理器和/或类似物中的一个或多个。各种实施例中的电路可以被配置为执行一种或多种算法以实施本文描述的功能。所述一种或多种算法可以包括本文公开的实施例的各个方面，无论是否在流程图或方法中明确标识。104.如本文所用，术语“软件”和“固件”是可互换的，并且包括存储在数据存储单元(例如，一个或多个存储器，包括ram存储器、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器和非易失性ram(nvram)存储器)中以供计算机执行的任何计算机程序。上述数据存储单元类型仅是示例性的，因此不限制可用于存储计算机程序的存储器类型。105.如本文所述，本公开的某些实施例提供附近飞行器的增强的情境感知并降低有人驾驶飞行器和无人驾驶飞行器之间的碰撞风险。此外，本公开的某些实施例提供交通抢占或优先次序以至少暂时将uav从通过混合空域的指定路径清除，以便为一个或多个mav提供通行权。某些实施例还提供对进入未经许可空域的uav的自动检测，以及将该检测与相关信息及时传达给一个或多个mav以使得能够避免失常的、侵占的uav。106.此外，本公开包括根据以下条款的实施例：107.条款1.一种通信系统，包括：108.交通中继(tr)设备，其用于在受控空域中定位无人驾驶交通，该tr设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为执行以下步骤：109.接收来自无人驾驶飞行器(uav)的状态消息，该状态消息提供uav的标识和位置信息；以及110.生成用于传达给至少一个有人驾驶飞行器(mav)或通信地连接到至少一个mav的有人驾驶交通管理器(mtm)设备的警告消息，该警告消息基于uav的位置与指定空域的比较。111.条款2.根据条款1所述的通信系统，其中警告消息包括来自状态消息的uav的标识和位置信息。112.条款3.根据条款1或条款2所述的通信系统，其中状态消息处于第一消息格式，并且tr设备以不同于第一消息格式的第二消息格式生成警告消息。113.条款4.根据条款3所述的通信系统，其中第一消息格式是无人驾驶飞机系统交通管理格式，并且第二消息格式是自动相关监视广播(ads-b)格式。114.条款5.根据条款4所述的通信系统，还包括mtm设备，其中该mtm设备被配置为以ads-b格式接收警告消息并以自动相关监视重播(ads-r)格式重播警告消息以便由至少一个mav接收。115.条款6.根据条款1-5中任一项所述的通信系统，还包括mtm设备，其中mtm设备被通信地连接到陆基发射器并且被配置为控制该陆基发射器广播警告消息以便由至少一个mav在至少一个mav的飞行期间接收。116.条款7.根据条款1-6中任一项所述的通信系统，其中该uav(104)是多个uav之一，并且其中tr设备被配置为基于与指定空域的接近度来选择uav的子集，其中该警告消息基于非选定子集比uav的子集位于更远离指定空域的位置而没有指向uav中的一个或多个uav的非选定子集的信息。117.条款8.根据条款7所述的通信系统，其中tr设备还被配置为生成用于传达给uav的子集的命令消息，其中该命令消息命令uav的子集避开指定空域以便为mav交通提供通行权。118.条款9.根据条款1-8中任一项所述的通信系统，还包括通信地连接到tr设备的一个或多个通信设备，其中一个或多个通信设备被配置为经由5g无线通信链路接收来自uav的状态消息。119.条款10.根据条款1-9中任一项所述的通信系统，其中tr设备被配置为基于接收到由至少一个mav或mtm设备生成的查询消息来确定指定空域，该查询消息提供指定空域的边界或位置坐标中的一个或多个。120.条款11.根据条款1-10中任一项所述的通信系统，其中指定空域是限制uav交通以便为mav交通提供通行权的预定义空域，并且指定空域的边界或位置坐标中的一个或多个被存储在tr设备的存储设备中。121.条款12.根据条款11所述的通信系统，其中指定空域包括根据分类方案的预定义空域类别、至少一个mav的预定行进路径、跨越管辖边界的空域或高于阈值高度的空域中的一个或多个。122.条款13.一种通信系统，包括：123.交通中继(tr)设备，其包括一个或多个处理器并通信地连接到一个或多个通信设备，tr设备被配置为经由一个或多个通信设备接收来自多个无人驾驶飞行器(uav)的状态消息，该状态消息提供uav的标识和位置，124.其中tr设备确定至少暂时限制uav交通以便为有人驾驶飞行器(mav)交通提供通行权的指定空域，并且生成用于传达给在状态消息中标识的至少一些uav的命令消息，该命令消息命令接收该命令消息的uav避开指定空域。125.条款14.根据条款13所述的通信系统，其中tr设备被配置为基于uav与指定空域的接近度来选择将接收命令消息的至少一些uav。126.条款15.根据条款13或条款14所述的通信系统，其中tr设备基于在tr设备处从远程源接收的通知消息确定指定空域，该通知消息标识指定空域和避开指定空域的时间段。127.条款16.根据条款15所述的通信系统，其中以第一消息格式接收通知消息，并且tr设备以不同于第一消息格式的第二消息格式生成命令消息。128.条款17.根据条款16所述的通信系统，其中第一消息格式是自动相关监视广播(ads-b)格式，并且第二消息格式是无人驾驶飞机系统交通管理格式。129.条款18.根据条款13-17中任一项所述的通信系统，其中通信地连接到tr设备的一个或多个通信设备经由5g无线通信链路从uav接收状态消息。130.条款19.根据条款13-18中任一项所述的通信系统，其中tr设备基于在tr设备处从远程源接收的查询消息确定指定空域，并且tr设备响应于该查询消息生成用于传达给远程源的响应消息，该响应消息提供在指定空域内的每个uav的位置。131.条款20.根据条款13-19中任一项所述的通信系统，其中tr设备基于uav的相应位置与指定空域之间的比较来确定uav中的一个或多个uav的子集位于指定空域内，并且tr设备生成用于传达给至少一个mav或通信地连接到至少一个mav的有人驾驶交通管理器(mtm)设备的警告消息，该警告消息提供该子集中的每个uav的位置。132.条款21.根据条款13-20中任一项所述的通信系统，其中指定空域包括根据分类方案的预定义空域类别、至少一个mav的预定行进路径、跨越管辖边界的空域或高于阈值高度的空域中的一个或多个，并且指定空域的边界或位置坐标中的一个或多个被存储在tr设备的存储设备中。133.条款22.一种方法，包括：134.在包括一个或多个处理器的交通中继(tr)设备处接收来自无人驾驶飞行器(uav)的状态消息，该状态消息提供uav的标识和位置；以及135.生成用于传达给至少一个有人驾驶飞行器(mav)或通信地连接到至少一个mav的有人驾驶交通管理器(mtm)设备的警告消息，该警告消息基于uav的位置与指定空域的比较。136.条款23.根据条款22所述的方法，其中以无人驾驶飞机系统交通管理格式接收状态消息，并且以自动相关监视广播(ads-b)格式生成警告消息。137.条款24.根据条款22或条款23所述的方法，其中该uav是多个uav之一，并且被接收的状态消息是从uav接收的提供uav中的每一个的标识和位置信息的多个状态消息之一，其中该方法还包括：138.经由tr设备基于uav与指定空域的接近度来选择uav中的一个或多个uva的子集，其中生成警告消息包括提供该子集中的每个uav的相应位置，该警告消息没有指向uav中的一个或多个uav的非选定子集的信息，非选定子集比uav的子集位于更远离指定空域的位置。139.尽管可以使用各种空间和方向术语(例如顶部、底部、下部、中间、横向、水平、竖直、前部和类似术语)来描述本公开的实施例，但应当理解，这些术语仅用于关于图中所示的取向。该取向可以被反转、旋转或以其他方式改变，使得上部部分为下部部分(反之亦然)，水平变为竖直等。140.如本文所用，“被配置为”执行任务或操作的结构、限制或元素具体地以对应于任务或操作的方式在结构上形成、构造或适配。为清楚起见和避免疑问，仅能够被修改以执行任务或操作的对象不被“配置为”执行如本文所用的任务或操作。141.应当理解，以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的各种实施例的教导而不脱离各种实施例的范畴。虽然本文描述的材料的尺寸和类型旨在限定本公开的各种实施例的参数，但实施例绝不是限制性的并且是示例性实施例。在阅读以上描述后，许多其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本公开的各种实施例的范畴应当参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等价物的全部范畴来确定。在所附权利要求和本文的详细描述中，术语“包括(including)”和“在其中(in which)”被用作相应术语“包含(comprising)”和“其中(wherein)”的简单英语等价物。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对其对象施加数字要求。此外，随附权利要求的限制不是以装置加功能格式书写的，也并非旨在根据35 u.s.c.§112(f)来解释，除非并且直到此类权利要求限制明确使用带着功能声明而没有进一步结构的短语“用于……的装置”。142.该书面描述使用示例来公开本公开的各种实施例(包括最佳模式)，并且还使得本领域的任何技术人员能够实践本公开的各种实施例，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本公开的各种实施例的专利范畴由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果示例具有与权利要求的字面语言没有区别的结构元素，或者如果示例包括与权利要求的字面语言没有实质性差异的等效结构元素，则此类其他示例旨在处于权利要求的范畴内。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!