用于實現受限操作區(qū)域的系統(tǒng)、方法和交通工具的制作方法
【專利摘要】實施例涉及用于實現受限操作區(qū)域的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括配置為在實現受限操作區(qū)域的操作策略的指令集的開發(fā)時使用的指令開發(fā)模塊。該指令集配置為當被解釋時，通過控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具的至少一個功能來實現操作策略。該系統(tǒng)進一步包括：第一發(fā)射器，配置為發(fā)送指令集到交通工具，其中，交通工具的處理器配置為至少部分地基于交通工具嘗試在受限操作區(qū)域內操作的確定來解釋該指令集。
【專利說明】
用于實現受限操作區(qū)域的系統(tǒng)、方法和交通工具
技術領域
[0001]本公開總的來說涉及用于實現無人駕駛交通工具的受限操作區(qū)域的系統(tǒng)和操作法。更具體地說，本公開涉及用于定義受限操作區(qū)域和實現用于控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的無人駕駛交通工具的操作的操作策略的系統(tǒng)和操作法。
【背景技術】
[0002]無人駕駛交通工具(UV)包括無人空中交通工具(UAV)、無人陸上交通工具(UGV)和無人水中交通工具(UUV)。已經對于民用和軍用兩者開發(fā)了UV以執(zhí)行各種危險活動。例如，UV可以用于操作員不方便、危險或者不可能存在的應用。UV可以是不可回收的或者可回收的，且可以自主地或者遠程地操作。歷史上，UV的重要的使用是在智能監(jiān)視和勘測的領域中。因此，典型的UV包括捕獲情報的相機及其他監(jiān)視設備。
[0003]UAV定義為在其大部分飛行路線上由空氣動力升力維持飛行且沒有在其上的人員引導的有源空中交通工具。UGV定義為在與地面接觸的同時操作且沒有在其上的人類存在的交通工具。在典型的配置中，UGV包括觀察環(huán)境的一組傳感器。UGV典型地自主地決定其行為或者將信息傳遞給將遠程地控制交通工具的在不同位置的操作員。
[0004]雖然UV具有悠久的軍用歷史，但它們的商業(yè)和消費者使用是更近來的。聯(lián)邦、州和地方法律努力開發(fā)覆蓋UV的商業(yè)和消費者使用的一致和協(xié)調的規(guī)則。UV的商業(yè)和消費者使用的實際和潛在的問題是很多的，包括隱私權的侵犯、民航規(guī)則的破壞和數據保護問題。消費者UV的增長產生了關于涉及消費者UV發(fā)生的不幸的新的故事。報告的這種事件的一個實例涉及消費者UAV飛入煙花表演以捕獲煙花的空中視頻。在其被椅子腿固定住之前UAV沖入人群中間并傷害了至少一個人。UAV可能在飛行期間以將阻止操作者安全地操作該裝置的方式損壞，導致“飛出”或者毀傷著陸到參觀者中。由于落入參觀者區(qū)域中的危險碎片(來自煙花或者UAV)的增加的危險，UAV飛入煙花表演中也可能是不安全的。還存在與UAV碰撞的煙花可能將煙火轉向下到參觀者區(qū)域中，導致其引燃否則其不應該引燃的地方的可能性。
[0005]地理圍欄是使用全球定位系統(tǒng)(GPS)或者射頻標識(RFID)以定義地理邊界的特征。地理圍欄通常用在軟件程序中以作為虛擬位皇。包括地理圍欄的程序允許管理者設置觸發(fā)器，以使得當裝置進入(或者離開)由管理者定義的邊界時，發(fā)送文本消息或者電子郵件警報。已經對于幾個系統(tǒng)中的應用提出了地理圍欄技術。例如，網絡管理者可以設置警報以使得當醫(yī)院自己的iPad離開醫(yī)院場地時，管理者可以禁用該裝置。銷售者可以設置在商場中的零售店的地理圍欄并當顧客(和他/她的智能電話)跨過邊界時發(fā)送贈券給已經下載了特定移動app的顧客。
[0006]已經提出將地理圍欄的概念應用于UAV以將UAV保持在規(guī)定區(qū)域內。

【發(fā)明內容】

[0007]實施例涉及用于實現受限操作區(qū)域的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括配置為在實現受限操作區(qū)域的操作策略的指令集的開發(fā)時使用的指令開發(fā)模塊。該指令集配置為當被解釋時，通過控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具的至少一個功能來實現操作策略。該系統(tǒng)進一步包括:第一發(fā)射器，配置為發(fā)送指令集到交通工具，其中，交通工具的處理器配置為至少部分地基于交通工具嘗試在受限操作區(qū)域內操作的確定來解釋該指令集。
[0008]實施例進一步涉及實現受限操作區(qū)域的方法。該方法包括使用指令開發(fā)模塊來開發(fā)實現受限操作區(qū)域的操作策略的指令集。該指令集配置為當被解釋時，通過控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具的至少一個功能來實現操作策略。該方法進一步包括:由第一發(fā)射器發(fā)送指令集到交通工具，其中，交通工具的處理器配置為至少部分地基于交通工具嘗試在受限操作區(qū)域內操作的確定來解釋該指令集。
[0009]實施例進一步涉及用于實現受限操作區(qū)域的計算機程序產品。計算機程序產品包括具有以其具體表現的程序指令的計算機可讀存儲介質，其中，該計算機可讀存儲介質本質上不是瞬時的信號。該程序指令可由處理器電路讀取以使得處理器電路執(zhí)行包括以下的方法:由處理器通過控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具的至少一個功能來啟動實現受限操作區(qū)域的操作策略的指令集到交通工具的傳輸，其中，所述交通工具的處理器配置為至少部分地基于所述交通工具嘗試在受限操作區(qū)域內操作的確定來解釋所述指令集。
[0010]實施例進一步涉及用于實現受限操作區(qū)域的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括在第一發(fā)射器和嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具之間的通信信道。該系統(tǒng)進一步包括配置為解釋指令集的處理器，該指令集配置為經通信信道控制交通工具的至少一個功能以實現受限操作區(qū)域的操作策略。
[0011]實施例進一步涉及用于實現至少一個受限操作區(qū)域的交通工具。該交通工具包括配置為接收第一指令集的接收器，該第一指令集指定第一受限操作區(qū)域的第一操作策略。該接收器進一步配置為接收第一受限操作區(qū)域的數據。第一指令集配置為當被解釋時，通過控制交通工具的至少一個功能來實現第一操作策略。交通工具的處理器配置為至少部分地基于第一受限操作區(qū)域的數據來解釋指令集，其中，第一受限操作區(qū)域的數據包括指示交通工具正在嘗試在第一受限操作區(qū)域內操作的數據。
[0012]通過在這里描述的技術實現附加的特征和優(yōu)點。在這里詳細地描述其他實施例和方面。為了更好地理解，參考描述和附圖。
【附圖說明】
[0013]在說明書的結尾處的權利要求中特別地指出和清楚地要求被認為是實施例的主題。實施例的前述和其它特征和優(yōu)點從結合附圖的以下的詳細說明中很明顯，在附圖中:
[0014]圖1示出根據一個或多個實施例的云計算節(jié)點；
[0015]圖2示出根據一個或多個實施例的云計算環(huán)境；
[0016]圖3示出根據一個或多個實施例的抽象模型層；
[0017]圖4A示出圖示根據一個或多個實施例的系統(tǒng)的圖；
[0018]圖4B示出圖示圖4A所示的交通工具的附加細節(jié)的圖；
[0019]圖5A示出圖示根據一個或多個實施例的受限操作區(qū)域的圖；
[0020]圖5B示出圖示根據一個或多個實施例的受限操作及其各種子區(qū)域的圖；
[0021]圖6示出圖示圖4A所示的系統(tǒng)的更特定的實現的圖；
[0022]圖7示出根據一個或多個實施例的操作法的流程圖；
[0023]圖8A示出根據一個或多個實施例的操作法的流程圖；
[0024]圖SB示出根據一個或多個實施例的操作法的流程圖；和
[0025]圖9示出根據一個或多個實施例的計算機程序產品的圖。
[0026]在附圖和隨后的公開的實施例的詳細說明中，圖中圖示的各種要素提供有三個數字附圖標記。每個附圖標記中的最左邊的數字對應于首次圖示該要素的圖。
【具體實施方式】
[0027]首先應當理解，盡管本公開包括關于云計算的詳細描述，但其中記載的技術方案的實現卻不限于云計算環(huán)境，而是本公開的實施例能夠結合現在已知或以后開發(fā)的任何其它類型的計算環(huán)境而實現。此外，盡管本公開包括指向無人駕駛交通工具的實施例，但其中記載的技術方案的實現同樣可以應用于有人駕駛交通工具。
[0028]云計算是一種服務交付模式，用于對共享的可配置計算資源池進行方便、按需的網絡訪問?？膳渲糜嬎阗Y源是能夠以最小的管理成本或與服務提供者進行最少的交互就能快速部署和釋放的資源，例如可以是網絡、網絡帶寬、服務器、處理、內存、存儲、應用、虛擬機和服務。這種云模式可以包括至少五個特征、至少三個服務模型和至少四個部署模型。
[0029]特征包括:
[0030]按需自助式服務:云的消費者在無需與服務提供者進行人為交互的情況下能夠單方面自動地按需部署諸如服務器時間和網絡存儲等的計算能力。
[0031]廣泛的網絡接入:計算能力可以通過標準機制在網絡上獲取，這種標準機制促進了通過不同種類的瘦客戶機平臺或厚客戶機平臺(例如移動電話、膝上型電腦、個人數字助理PDA)對云的使用。
[0032]資源池:提供者的計算資源被歸入資源池并通過多租戶(mult1-tenant)模式服務于多重消費者，其中按需將不同的實體資源和虛擬資源動態(tài)地分配和再分配。一般情況下，消費者不能控制或甚至并不知曉所提供的資源的確切位置，但可以在較高抽象程度上指定位置(例如國家、州或數據中心)，因此具有位置無關性。
[0033]迅速彈性:能夠迅速、有彈性地(有時是自動地)部署計算能力，以實現快速擴展，并且能迅速釋放來快速縮小。在消費者看來，用于部署的可用計算能力往往顯得是無限的，并能在任意時候都能獲取任意數量的計算能力。
[0034]可測量的服務:云系統(tǒng)通過利用適于服務類型(例如存儲、處理、帶寬和活躍用戶帳號)的某種抽象程度的計量能力，自動地控制和優(yōu)化資源效用?？梢员O(jiān)測、控制和報告資源使用情況，為服務提供者和消費者雙方提供透明度。
[0035]服務模型如下:
[0036]軟件即服務(SaaS):向消費者提供的能力是使用提供者在云基礎架構上運行的應用?？梢酝ㄟ^諸如網絡瀏覽器的瘦客戶機接口(例如基于網絡的電子郵件)從各種客戶機設備訪問應用。除了有限的特定于用戶的應用配置設置外，消費者既不管理也不控制包括網絡、服務器、操作系統(tǒng)、存儲、乃至單個應用能力等的底層云基礎架構。
[0037]平臺即服務(PaaS):向消費者提供的能力是在云基礎架構上部署消費者創(chuàng)建或獲得的應用，這些應用利用提供者支持的程序設計語言和工具創(chuàng)建。消費者既不管理也不控制包括網絡、服務器、操作系統(tǒng)或存儲的底層云基礎架構，但對其部署的應用具有控制權，對應用托管環(huán)境配置可能也具有控制權。
[0038]基礎架構即服務(IaaS):向消費者提供的能力是消費者能夠在其中部署并運行包括操作系統(tǒng)和應用的任意軟件的處理、存儲、網絡和其他基礎計算資源。消費者既不管理也不控制底層的云基礎架構，但是對操作系統(tǒng)、存儲和其部署的應用具有控制權，對選擇的網絡組件(例如主機防火墻)可能具有有限的控制權。
[0039]部署模型如下:
[0040]私有云:云基礎架構單獨為某個組織運行。云基礎架構可以由該組織或第三方管理并且可以存在于該組織內部或外部。
[0041 ]共同體云:云基礎架構被若干組織共享并支持有共同利害關系(例如任務使命、安全要求、政策和合規(guī)考慮)的特定共同體。共同體云可以由共同體內的多個組織或第三方管理并且可以存在于該共同體內部或外部。
[0042]公共云:云基礎架構向公眾或大型產業(yè)群提供并由出售云服務的組織擁有。
[0043]混合云:云基礎架構由兩個或更多部署模型的云(私有云、共同體云或公共云)組成，這些云依然是獨特的實體，但是通過使數據和應用能夠移植的標準化技術或私有技術(例如用于云之間的負載平衡的云突發(fā)流量分擔技術)綁定在一起。
[0044]云計算環(huán)境是面向服務的，特點集中在無狀態(tài)性、低耦合性、模塊性和語意的互操作性。云計算的核心是包含互連節(jié)點網絡的基礎架構。
[0045]現在參考圖1，其中顯示了云計算節(jié)點的一個例子。圖1顯示的云計算節(jié)點10僅僅是適合的云計算節(jié)點的一個示例，不應對本發(fā)明實施例的功能和使用范圍帶來任何限制。總之，云計算節(jié)點10能夠被用來實現和/或執(zhí)行以上所述的任何功能。
[0046]云計算節(jié)點10具有計算機系統(tǒng)/服務器12，其可與眾多其它通用或專用計算系統(tǒng)環(huán)境或配置一起操作。眾所周知，適于與計算機系統(tǒng)/服務器12—起操作的計算系統(tǒng)、環(huán)境和/或配置的例子包括但不限于:個人計算機系統(tǒng)、服務器計算機系統(tǒng)、瘦客戶機、厚客戶機、手持或膝上設備、基于微處理器的系統(tǒng)、機頂盒、可編程消費電子產品、網絡個人電腦、小型計算機系統(tǒng)、大型計算機系統(tǒng)和包括上述任意系統(tǒng)的分布式云計算技術環(huán)境，等等。
[0047]計算機系統(tǒng)/服務器12可以在由計算機系統(tǒng)執(zhí)行的計算機系統(tǒng)可執(zhí)行指令(諸如程序模塊)的一般語境下描述。通常，程序模塊可以包括執(zhí)行特定的任務或者實現特定的抽象數據類型的例程、程序、目標程序、組件、邏輯、數據結構等。計算機系統(tǒng)/服務器12可以在通過通信網絡鏈接的遠程處理設備執(zhí)行任務的分布式云計算環(huán)境中實施。在分布式云計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設備的本地或遠程計算系統(tǒng)存儲介質上。
[0048]如圖1所示，云計算節(jié)點10中的計算機系統(tǒng)/服務器12以通用計算設備的形式表現。計算機系統(tǒng)/服務器12的組件可以包括但不限于:一個或者多個處理器或者處理單元16，系統(tǒng)存儲器28，連接不同系統(tǒng)組件(包括系統(tǒng)存儲器28和處理單元16)的總線18。
[0049]總線18表示幾類總線結構中的一種或多種，包括存儲器總線或者存儲器控制器，外圍總線，圖形加速端口，處理器或者使用多種總線結構中的任意總線結構的局域總線。舉例來說，這些體系結構包括但不限于工業(yè)標準體系結構(ISA)總線，微通道體系結構(MAC)總線，增強型ISA總線、視頻電子標準協(xié)會(VESA)局域總線以及外圍組件互連(PCI)總線。
[0050]計算機系統(tǒng)/服務器12典型地包括多種計算機系統(tǒng)可讀介質。這些介質可以是能夠被計算機系統(tǒng)/服務器12訪問的任意可獲得的介質，包括易失性和非易失性介質，可移動的和不可移動的介質。
[0051]系統(tǒng)存儲器28可以包括易失性存儲器形式的計算機系統(tǒng)可讀介質，例如隨機存取存儲器(RAM)30和/或高速緩存存儲器(CACHE)32。計算機系統(tǒng)/服務器12可以進一步包括其它可移動/不可移動的、易失性/非易失性計算機系統(tǒng)存儲介質。僅作為舉例，存儲系統(tǒng)34可以用于讀寫不可移動的、非易失性磁介質(圖1未顯示，通常稱為“硬盤驅動器”)。盡管圖1中未示出，可以提供用于對可移動非易失性磁盤(例如“軟盤”)讀寫的磁盤驅動器，以及對可移動非易失性光盤(例如CD-R0M，DVD_R0M或者其它光介質)讀寫的光盤驅動器。在這些情況下，每個驅動器可以通過一個或者多個數據介質接口與總線18相連。存儲器28可以包括至少一個程序產品，該程序產品具有一組(例如至少一個)程序模塊，這些程序模塊被配置以執(zhí)行本發(fā)明各實施例的功能。
[0052]具有一組(至少一個)程序模塊42的程序/實用工具40，可以存儲在存儲器28中，這樣的程序模塊42包括但不限于操作系統(tǒng)、一個或者多個應用程序、其它程序模塊以及程序數據，這些示例中的每一個或某種組合中可能包括網絡環(huán)境的實現。程序模塊42通常執(zhí)行本發(fā)明所描述的實施例中的功能和/或方法。
[0053]計算機系統(tǒng)/服務器12也可以與一個或多個外部設備14(例如鍵盤、指向設備、顯示器24等)通信，還可與一個或者多個使得用戶能與該計算機系統(tǒng)/服務器12交互的設備通信，和/或與使得該計算機系統(tǒng)/服務器12能與一個或多個其它計算設備進行通信的任何設備(例如網卡，調制解調器等等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(I/O)接口 22進行。并且，計算機系統(tǒng)/服務器12還可以通過網絡適配器20與一個或者多個網絡(例如局域網(LAN)，廣域網(WAN)和/或公共網絡，例如因特網)通信。如圖所示，網絡適配器20通過總線18與計算機系統(tǒng)/服務器12的其它模塊通信。應當明白，盡管圖中未示出，其它硬件和/或軟件模塊可以與計算機系統(tǒng)/服務器12—起操作，包括但不限于:微代碼、設備驅動器、冗余處理單元、外部磁盤驅動陣列、RAID系統(tǒng)、磁帶驅動器以及數據備份存儲系統(tǒng)等。
[0054]現在參考圖2，其中顯示了示例性的云計算環(huán)境50。如圖所示，云計算環(huán)境50包括云計算消費者使用的本地計算設備可以與其相通信的一個或者多個云計算節(jié)點10，本地計算設備例如可以是個人數字助理(PDA)或移動電話54A，臺式電腦54B、筆記本電腦54C、UAV54D和/或汽車計算機系統(tǒng)54N。云計算節(jié)點10之間可以相互通信。可以在包括但不限于如上所述的私有云、共同體云、公共云或混合云或者它們的組合的一個或者多個網絡中將云計算節(jié)點10進行物理或虛擬分組(圖中未顯示)。這樣，云的消費者無需在本地計算設備上維護資源就能請求云計算環(huán)境50提供的基礎架構即服務(IaaS)、平臺即服務(PaaS)和/或軟件即服務(SaaS)。應當理解，圖2顯示的各類計算設備54A-N僅僅是示意性的，云計算節(jié)點10以及云計算環(huán)境50可以與任意類型網絡上和/或網絡可尋址連接的任意類型的計算設備(例如使用網絡瀏覽器)通信。
[0055]現在參考圖3，其中顯示了云計算環(huán)境50(圖2)提供的一組功能抽象層。首先應當理解，圖3所示的組件、層以及功能都僅僅是示意性的，本發(fā)明的實施例不限于此。如圖3所示，提供下列層和對應功能:
[0056]硬件和軟件層60包括硬件和軟件組件。硬件組件的例子包括:主機61;基于RISC(精簡指令集計算機)體系結構的服務器62;服務器63;刀片服務器64;存儲設備65;以及網絡和網絡組件66。在一些實施例中，軟件組件包括:網絡應用服務器軟件67;和數據庫軟件68 ο
[0057]虛擬層70提供一個抽象層，該層可以提供下列虛擬實體的例子:虛擬服務器71、虛擬存儲72、虛擬網絡73(包括虛擬私有網絡)、虛擬應用和操作系統(tǒng)74，以及虛擬客戶端75。
[0058]在一個示例中，管理層80可以提供下述功能:資源供應功能81:提供用于在云計算環(huán)境中執(zhí)行任務的計算資源和其它資源的動態(tài)獲取;計量和定價功能82:在云計算環(huán)境內對資源的使用進行成本跟蹤，并為此提供帳單和發(fā)票。在一個例子中，該資源可以包括應用軟件許可。安全功能:為云的消費者和任務提供身份認證，為數據和其它資源提供保護。用戶門戶功能83:為消費者和系統(tǒng)管理員提供對云計算環(huán)境的訪問。服務水平管理功能84:提供云計算資源的分配和管理，以滿足必需的服務水平。服務水平協(xié)議(SLA)計劃和履行功能85:為根據SLA預測的對云計算資源未來需求提供預先安排和供應。
[0059]工作負載層90提供云計算環(huán)境可能實現的功能的示例。在該層中，可提供的工作負載或功能的示例包括:地圖繪制與導航91;軟件開發(fā)及生命周期管理92;虛擬教室的教學提供93;數據分析處理94;交易處理95;以及和模塊96，用于與用于控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的UV的操作的操作策略的實現一起，支持受限操作區(qū)域的定義和實現。
[0060]如在這里預先注意到的，UV包括UAV、UGV和UUV。已經對于民用和軍用兩者開發(fā)UV以執(zhí)行各種單調的、骯臟的和危險的活動。例如，UV可以用于操作員不方便、危險或者不可能存在的應用。UV可以是不可回收的或者可回收的，且可以自主地或者遠程地操作。歷史上，UV的重要的使用是在智能監(jiān)視和勘測的領域中。因此，典型的UV包括捕獲情報的相機及其它監(jiān)視設備。
[0061]UAV定義為在其大部分飛行路線上由空氣動力升力維持飛行且沒有在其上的人員引導的有源空中交通工具。UGV定義為在與地面接觸的同時操作且沒有在其上的人類存在的交通工具。在典型的配置中，UGV包括觀察環(huán)境的一組傳感器。典型的UGV自主地決定其行為，或者其將信息傳遞給遠程地控制交通工具的在不同位置的操作員。
[0062]雖然UV具有悠久的軍用歷史，但它們的商業(yè)和消費者使用是更近來的。聯(lián)邦、州和地方法律努力開發(fā)覆蓋UV的商業(yè)和消費者使用的一致和協(xié)調的規(guī)則。UV的商業(yè)和消費者使用的實際和潛在的問題是很多的，包括隱私權的侵犯、民航規(guī)則的破壞和數據保護問題。消費者UV的增長產生了關于涉及消費者UV發(fā)生的不幸的無數的新的故事。報告的這種事件的一個實例涉及消費者UAV飛入煙花表演以捕獲煙花的空中視頻。UAV沖入人群中間并在其被椅子腿固定住之前傷害了至少一個人。UAV可能在飛行期間以將阻止操作者安全地操作該裝置的方式損壞，導致“飛出”或者毀傷著陸到參觀者中。由于落入參觀者區(qū)域中的危險碎片(來自煙花或者UAV)的增加的危險，UAV飛入煙花表演中也可能是不安全的。還存在與UAV碰撞的煙花可能將煙火轉向下到參觀者區(qū)域中，導致其引燃否則其不應該引燃的地方的可能性。
[0063]地理圍欄(Geo-fencing)是使用GPS和/或RFID以定義地理邊界的特征。地理圍欄通常以軟件程序實現。因此，地理圍欄作為虛擬位皇。包括地理圍欄的程序允許管理者設置觸發(fā)器，以使得當裝置進入(或者離開)由管理者定義的邊界時，發(fā)送文本消息或者電子郵件警報。地理圍欄技術已經建議用于多個使用。例如，網絡管理者可以設置警報因此當醫(yī)院自己的iPad離開醫(yī)院場地時，管理者可以禁用該裝置。銷售者可以設置在商場中的零售店的地理圍欄并當顧客(和他/她的智能電話)跨過邊界時發(fā)送贈券給已經下載了特定移動app的顧客。已經提出將地理圍欄的概念應用于UAV以將UAV保持在規(guī)定區(qū)域內。
[0064]本公開總的來說涉及用于實現UV的受限操作區(qū)域的系統(tǒng)和操作法。更具體地，本公開涉及用于定義受限操作區(qū)域和實現用于控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的UV的操作的操作策略的系統(tǒng)和操作法。工作負載層和模塊96可以提供支持本公開的一個或多個實施例的某些或者所有功能。
[0065]現在轉到本公開的概述，一個或多個實施例涉及一種系統(tǒng)，其允許用戶與用于控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的UV的操作的操作策略一起定義用于特定位置的受限操作區(qū)域。可以使用4-D區(qū)域(例如，3D多面體的頂點的坐標加上使用X、Y和Z軸的標準化時間間隔，加上時間要素)在空間與時間兩者中定義受限操作區(qū)域。雖然很多技術可用于實現受限操作區(qū)域，但是一個或多個實施例使用在特定位置的全向信標(NDB)發(fā)射器以從該位置生成和發(fā)送信標信號或者其他電信號或者無線電信號。信標發(fā)射器使用GPS確定它自己的坐標，并使用這些坐標來計算受限操作區(qū)域的全球定位坐標。信標發(fā)射器然后發(fā)送GPS受限操作區(qū)域到UV。受限操作區(qū)域可以劃分為多個子區(qū)域，例如包括通知子區(qū)域、警告子區(qū)域和受限操作子區(qū)域。子區(qū)域可以是斷開的或者同心的或者其他3-D和4-D時空布置。
[0066]雖然UV的基本操作保持完整，但是對UV做出有限的修改以允許其接收附加的通信和控制軟件程序。例如，可以對UV的操作系統(tǒng)做出修改以允許UV與指令一起接收定義受限操作區(qū)域的信號。指令包括控制UV的功能的控制指令，其中，已經確定UV正在嘗試在受限操作區(qū)域內操作?？刂浦噶顚崿F受限操作區(qū)域的預定操作策略。
[0067]該指令可以從各種源發(fā)送到UAV，包括但不限于服務器、網絡環(huán)境、服務(例如，處理請求和/或發(fā)送答復的服務器上的代碼)、云計算系統(tǒng)、遠程計算機和發(fā)送NDB信號的同一NDB發(fā)射器?？梢匀Q于受限操作區(qū)域內UAV的位置而做出由UAV實現的實際的控制指令。為了促進此，受限操作區(qū)域包括多個子區(qū)域，該多個子區(qū)域包括但不限于通知子區(qū)域、警告子區(qū)域和受限操作區(qū)域。如果UAV確定其正在嘗試在通知子區(qū)域內操作，則由該指令控制的UAV功能是通知通信功能。如果UAV確定其正在嘗試在警告子區(qū)域內操作，則由該指令控制的UAV功能是警告通信功能。如果UAV確定其正在嘗試在受限操作子區(qū)域內操作，則由該指令控制的UAV功能是受限操作功能。
[0068]UAV的控制指令也可以包括沖突解決功能，該沖突解決功能允許UAV如果其正在多于一個NDB信號之間的重疊區(qū)域中飛行則選擇一個NDB發(fā)射器。例如，UAV可以同時嘗試在第一位置的第一受限操作區(qū)域內和第二位置的第二受限操作區(qū)域內操作。UAV可以使用各種沖突解決標準以選擇和響應于第一受限操作區(qū)域的指令或者第二受限操作區(qū)域的指令。例如，如果UAV同時嘗試在第一受限操作區(qū)域的通知子區(qū)域內和第二受限操作區(qū)域的受限操作子區(qū)域內操作，則UAV的修改的操作系統(tǒng)可以優(yōu)先受限操作子區(qū)域的指令的選擇和執(zhí)行。
[0069]現在轉到本公開的更詳細說明，圖4Α示出圖示根據一個或多個實施例的系統(tǒng)400的圖。系統(tǒng)400包括配置、布置和示出的指令開發(fā)模塊402、云50(也如圖2所示)、節(jié)點10、保存指令集406的遠程計算機/存儲裝置404、傳輸路徑408、交通工具410和一組受限操作區(qū)域數據414。云50可以補充、支持或者替換指令開發(fā)模塊402、保存指令406的遠程計算機/存儲裝置404、交通工具410和受限操作區(qū)域數據414的某些或者全部功能。另外，指令開發(fā)模塊402、保存指令406的遠程計算機/存儲裝置404、交通工具410和受限操作區(qū)域數據414的某些或者全部功能可以實現為云50的節(jié)點10(在圖1和圖2中示出)。云50是可以用于實現本公開的一個或多個實施例的聯(lián)網計算環(huán)境的一個實例。如在這里預先注意到的，應當理解雖然本公開包括關于云計算的詳細說明，在這里敘述的教導的實現不限于云計算環(huán)境。而是，本公開的實施例能夠結合現在已知或者之后開發(fā)的任何聯(lián)網或者其他類型的計算環(huán)境實現。
[0070]在操作中，對于受限操作區(qū)域500內特定位置的受限操作區(qū)域500開發(fā)操作策略420。示例性受限操作區(qū)域500的細節(jié)在圖5A和圖5B中圖示并在本公開中之后更詳細地描述?？偟膩碚f，受限操作區(qū)域500由多個維度定義，比如空間維度和時間維度。操作策略420描述當交通工具410嘗試在受限操作區(qū)域500內操作時用于交通工具410的操作的一般規(guī)貝1J。例如，如果位置是在9:30PM和10:15PM的時間之間的大聯(lián)盟棒球比賽的結束之后在棒球場進行的煙花表演，則用于煙花顯示位置的操作策略是如果/當UV嘗試在9:30PM和10:15PM之間在煙花顯示周圍的定義的受限操作區(qū)域內時，UV(例如，UAV)應該怎樣操作的寫入的描述。
[0071]程序員422使用指令開發(fā)模塊402以開發(fā)在遠程計算機/存儲裝置404上存儲的指令406?？偟膩碚f，指令開發(fā)模塊402廣泛地涉及已知的計算機程序開發(fā)技術的使用，以制備進行操作策略的計算機程序的指令，在計算機上運行那些指令，測試程序以查看其是否適當地工作和對程序做出校正。指令406可以實現為由接收單元(例如，UV)解釋的說明性規(guī)范(或者數據)。替代地，指令406可以是所有代碼完全開發(fā)的完整的指令集。如在本公開中使用的，術語指令指的是說明性規(guī)范和完整的代碼指令集兩者。
[0072]開發(fā)程序指令涉及與任何問題解決任務類似的步驟。在編程處理中通常存在五個主要操作，包括定義問題、計劃解決方案、編碼程序、測試程序和文檔化程序。編碼程序以編程語言表示解決方案(例如，操作策略420)。解決方案后面的邏輯被從流程圖或者偽代碼或者某些其它工具翻譯為編程語言。編程語言是提供指令計算機執(zhí)行什么操作的方式的一組規(guī)則。存在許多編程語言，例如包括從31(:、0?01^、？38031小01^1^1拓￥3、？7訪011和(:。然后以計算機可以理解的形式使用指令開發(fā)模塊402(例如，終端、文本編輯器或者個人計算機)鍵入編碼的程序。
[0073]指令406被提供給遠程計算機/存儲裝置404并存儲在遠程計算機/存儲裝置404上。指令406可以從遠程計算機/存儲裝置404以各種方式在系統(tǒng)400的各種節(jié)點(例如，云50、交通工具410)當中分布。例如，指令406可以被提供給云50，云50解釋或者發(fā)送指令406。在云50解釋指令406的配置中，云50例如經自組織網絡向交通工具410提供控制信號。從云50到交通工具410的控制信號事實上將在某些條件下接管交通工具410的操作，如由指令406和操作策略420規(guī)定的那樣。
[0074]在云50發(fā)送指令406的配置中，云50可以通過與交通工具410的直接通信(例如，經自組織網絡)或者通過傳輸路徑408發(fā)送指令406。遠程計算機/存儲裝置404也可以經傳輸路徑408提供指令406到交通工具410?？偟膩碚f，傳輸路徑408是網絡中兩個節(jié)點之間的任何路徑或者信道。傳輸路徑408可以采取使遠程計算機/存儲裝置404能夠與比如交通工具410或者云50的一個或多個其他計算裝置通信的各種格式，包括任何裝置(例如，網絡卡、便攜式閃存、調制解調器等)。這種通信可以包括人工介入，比如在可以手動地插入到交通工具410中的便攜式計算機程序產品中存儲指令406以使得可以從便攜式計算機程序產品下載指令406。這種通信還可以經一個或多個網絡，比如局域網(LAN)、一般廣域網(WAN)、公共網絡(例如，因特網)和/或自組織網絡，經由輸入/輸出(I/O)接口發(fā)生。裝置之間的自組織無線通信可以大概地定義為方案，通常稱為自組織聯(lián)網，其允許裝置在沒有中心基本設施的幫助的情況下在任何時間和任何地方建立通信。
[0075]傳輸路徑408可以被保護/加密或者僅在某個頻率范圍內操作以允許某個類別的發(fā)射器與某個類別的接收器通信。例如，消費者UV可能具有開放的通信，而商業(yè)UAV的通信可能具有低加密級別。政府或者軍隊UV可以在甚至更高的安全性級別。在某些條件下，在給定區(qū)域中操作的UV可能不被允許解碼關于受限操作區(qū)域的傳輸。例如，可能操作經傳輸路徑408到商業(yè)UV的通信，指示在哪里獲得消費者UV看不到的封裝。
[0076]因此，交通工具410可以經傳輸路徑408或者通過例如經自組織網絡與遠程計算機/存儲裝置404或者云50的直接通信來接收指令406。交通工具410可以采取各種形式，包括但不限于UAV、UGV和UUV。如在這里預先注意到的，已經對于民用和軍用兩者開發(fā)UV以執(zhí)行各種單調的、骯臟的和危險的活動。例如，UV可以用于操作員不方便、危險或者不可能存在的應用。UV可以是不可回收的或者可回收的，且可以自主地或者遠程地操作。歷史上，UV的重要的使用是在智能監(jiān)視和勘測的領域中。因此，交通工具410可以包括相機及其他偵察設備以捕獲情報。
[0077]向交通工具410提供修改指令412，該修改指令412修改交通工具410的標準操作以使得交通工具410能夠接收指令406或者控制信號(例如，從云50)。在交通工具410接收指令406的配置中，修改指令412允許交通工具410的操作系統(tǒng)解釋指令406，事實上，該指令406在如由操作策略420/指令406規(guī)定的一定條件下接管交通工具410的操作。在交通工具410接收控制信號的配置中，修改指令412允許交通工具410的操作系統(tǒng)響應于所接收的控制信號以使得事實上，所接收的控制信號在如由操作策略420/指令406規(guī)定的一定條件下接管交通工具410的操作。
[0078]交通工具410包括允許交通工具410確定交通工具410的位置的功能(例如，GPS、高度計等)。交通工具410也接收受限操作區(qū)域數據414?？偟膩碚f，受限操作區(qū)域數據414包括關于受限操作區(qū)域500的維度(例如，空間與時間維度)的任何類型的數據。交通工具410進一步包括允許交通工具410確定交通工具410相對于受限操作區(qū)域500的位置的功能。圖5A和5B中圖示了受限操作區(qū)域500的實例，且將在本公開中之后更詳細地描述?？偟膩碚f，可以使用4-D區(qū)域(例如，X、Y和Z軸加上時間要素)在空間與時間兩者中定義受限操作數據414。雖然很多技術可用于實現公開的受限操作區(qū)域，一個或多個實施例使用發(fā)送具有Χ、Υ和Z軸加上可選的時間要素的全向信標(NDB)的位置內的發(fā)射器。受限操作區(qū)域可以是靜止的或者移動的。受限操作區(qū)域也可以被劃分為多個子區(qū)域，該多個子區(qū)域例如包括通知子區(qū)域504、警告子區(qū)域506和受限操作子區(qū)域508，所有都如圖5Β所示。
[0079]對于區(qū)域的解釋和它們的相關聯(lián)的操作策略留給UV的配置，從安全性的觀點，到UV的某個指令可能事實上公開了專有信息。例如，即使從遠處，UV也可以看見指令，比如“如果你到了位置XYZ的1000英尺以內，你必須立即著陸”。該指令可能無意地向UV提議位置XYZ可能是高價值的軍隊資產，且盡管XYZ可能具有偽裝，在XYZ的崩潰將有效地破壞該目標。以不同頻率或者加密操作UV可以解決該問題。關于該問題的另一方式可以是指定僅最相關的指令(“如果...則”規(guī)則)被發(fā)送到UV，且僅當確定UV處于或者將要處于受限區(qū)域(S卩，某些陸基的傳感)時發(fā)生傳輸。關于該問題的又一方式是UV感應且然后發(fā)送其位置到作為所有局部空域限制的交換所的中心(安全)服務器?；貋淼膬H是與“如果...則”規(guī)則相反的功能指導(數據/規(guī)范)，且其是確定區(qū)域侵害的服務器。因此，僅服務器知道區(qū)域的位置。
[0080]至少部分地基于受限操作數據414和交通工具410相對于受限操作區(qū)域500的位置的確定，交通工具410解釋指令406，或者響應于所接收的控制信號，該所接收的控制信號事實上使得交通工具410根據操作策略420操作。例如，至少部分地基于交通工具410的位置在(圖5B所示的)通知子區(qū)域504內的確定，操作策略420(經由指令406和/或控制信號)可以指令交通工具410啟動提供各種通知的功能，例如包括交通工具410正在嘗試在受限操作區(qū)域500內操作的通知。另外，至少部分地基于交通工具410的位置在(圖5B所示的)警告子區(qū)域506內的確定，操作策略420(經由指令406和/或控制信號)可以指令交通工具410啟動提供各種警告的功能，例如包括交通工具410裝置嘗試在受限操作區(qū)域500內操作和可能很快接管、限制和/或禁止交通工具410的某個操作的警告。另外，至少部分地基于交通工具410的位置在(圖5B所示的)受限操作子區(qū)域508內的確定，操作策略420(經由指令406和/或控制信號)可以指令交通工具410啟動接管、限制和/或禁止交通工具410的某個操作的功能。可以以許多方式確定交通工具410的位置，包括但不限于交通工具410的當前位置與受限操作區(qū)域或者子區(qū)域的比較，和交通工具410的規(guī)劃的將來位置與受限操作區(qū)域或者子區(qū)域的比較。
[0081 ]其中交通工具410實現為UAV的接管、限制和/或禁止交通工具410的某個操作的功能的實例包括但不限于:如果UAV即將沖破受限操作區(qū)域500的某個子區(qū)域(例如，對于軍隊地區(qū))所需的斷電和返回基地，或者盤旋就位；不進入受限操作區(qū)域500的某個子區(qū)域(例如，對于機場)；等待直到3: OOPM進入受限操作區(qū)域500的某個子區(qū)域和/或在5:30PM離開受限操作區(qū)域500的某個子區(qū)域(例如，對于煙花表演)；在給定時間段期間對于受限操作區(qū)域500的某個子區(qū)域在某個高度以下關閉相機(或者其他感應/記錄裝置)(例如，對于名人事件)；在受限操作區(qū)域500的某個子區(qū)域中以某個速度在某個高度內飛行(例如，為了避開建筑)；和在給定時間段期間在受限操作區(qū)域500的某個子區(qū)域周圍繞行(例如，對于比如游行的公眾事件)。除啟動上述功能之外，操作策略420(經由指令406和/或控制信號)可以啟動其它對策，比如警告警察或者其他人類執(zhí)行者(例如，經由電子郵件傳輸)，或者在受影響的受限操作區(qū)域中使人們的警報發(fā)聲。在可能由UV在特定的受限操作區(qū)域中的存在引起的損害保證更極端的響應以確保UV將遵守的某些情況下，更極端的對策也是可能的，包括但不限于阻塞、竊聽、物理地屏蔽等。給定的受限區(qū)域內的操作可能涉及滿足除位置之外的先決條件。例如，UV可能需要協(xié)商支付以進入給定區(qū)域。
[0082]在一定條件下，受限操作區(qū)域可能重疊，且交通工具410可以從多于一個受限操作區(qū)域接收受限操作數據。因此，交通工具410包括允許交通工具410如果交通工具410正在嘗試在多于一個受限操作區(qū)域中操作則選擇一個操作政策的功能。例如，如果交通工具410在第一受限操作區(qū)域的通知子區(qū)域內和在第二受限操作區(qū)域的警告子區(qū)域內，則交通工具410可以相比通知優(yōu)先警告并選擇和實現第二受限操作區(qū)域的指令。另外，交通工具410可以總是相對通知子區(qū)域或者警告子區(qū)域優(yōu)先受限操作子區(qū)域。另外，如果交通工具410正在嘗試操作的多個子區(qū)域相同以使得沒有一個子區(qū)域具有優(yōu)先級，則交通工具410可以隨機地選擇任何一個子區(qū)域。
[0083I圖4B示出包括圖4A所示的交通工具410的附加細節(jié)的交通工具410A。如圖4B所示，交通工具410A包括如圖所示配置和布置的操作系統(tǒng)450、修改指令集412A、用于指令406A的解釋器452、指令406A和交通工具組件454。指令406A在解釋器452內部運行。修改指令412A用于選擇性地連接操作系統(tǒng)450到交通工具組件454，交通工具組件454包括但不限于致動和/或運動模塊(例如，著陸裝置、輪)、傳感器(例如，相機)、操作控制器(例如，飛行控制器)、路徑規(guī)劃模塊(例如，飛行規(guī)劃器)、位置確定模塊(例如，GPS模塊)、網絡通信模塊(連接到云50)、具有至少一個接收器的接收器系統(tǒng)(例如接收修改指令、指令、從信標的傳輸等)、時鐘、聲發(fā)生器模塊(用于可聽的警報)、燈(用于可見的警報)、馬達(用于斷電)。應當理解，在本公開中任何對交通工具410中所示的配置的參考包括對交通工具410A中所示的配置的參考。另外，在本公開中對修改指令412和/或指令406的任何參考包括對修改指令412A和/或指令406A的參考。
[0084]圖5A示出圖示根據一個或多個實施例的示例性受限操作區(qū)域500的三維視圖的圖。受限操作區(qū)域500的圓柱形形狀是用于說明目的，且任何形狀適于受限操作區(qū)域500，包括不規(guī)則的和/或非對稱的形狀。以多個維度，例如包括空間與時間定義受限操作區(qū)域500，比如具有X、Y和Z軸加上時間要素的4-D區(qū)域。許多技術可以用于形成受限操作區(qū)域500。例如，受限操作區(qū)域500可以由位于受限操作區(qū)域500內或者受限操作區(qū)域500外部(例如，圖2和圖4示出的云50)的發(fā)射器形成。為了便于說明，受限操作區(qū)域500由位于受限操作區(qū)域500內的發(fā)射器502形成。圖5Β是示出了受限操作區(qū)域500的各種子區(qū)域的受限操作區(qū)域500的頂視圖。多個子區(qū)域例如可以包括通知子區(qū)域504、警告子區(qū)域506和受限操作子區(qū)域508。
[0085]許多技術可以用于實現受限操作區(qū)域500。本公開的一個或多個實施例將發(fā)射器502定位在受限操作區(qū)域500內的位置，并將發(fā)射器502實現為具有Χ、Υ和Z軸加上時間要素的全向信標(NDB)?？偟膩碚f，NBD是在已知位置的無線電發(fā)射器。NDB通常用作航空或者船舶導航輔助。與比如低頻率無線電測距、VHF全向測距(V0R)和TACAN之類的其它導航輔助對比，發(fā)送的信號不包括固有的方向信息。NDB信號遵循地球表面曲率，所以它們可以在較低海拔以大得多的距離接收。但是，NDB信號特別在長距離，相對更易受大氣條件、山地、海岸折射和雷雹的影響。用于航空的NDB由ICAO附錄10標準化，該ICAO附錄10指定NDB操作在190kHz和1750kHz之間的頻率，雖然通常北美的所有航空NDB操作在190kHz和535kHz之間。每個NDB由一個、兩個或者三個字母的莫爾斯電碼呼叫標記標識。北美的NDB由功率輸出分類，低功率額定在小于50瓦，中等的從50瓦到2,000瓦，且高的在2,000瓦以上。
[0086]NDB導航由兩個部分組成，S卩，檢測NDB信號的空中交通工具上的自動測向器(或者ADF)設備和NDB發(fā)射器。ADF也可以在標準AM中波廣播頻段中定位發(fā)射器，該標準AM中波廣播頻段在美國是以1kHz遞增的從530kHz到1700kHz，且在美國以外是以9kHz遞增的531kHz到1602kHz JDF設備確定NDB站相對于UAV的方向。這可以在相對承載指示器(RBI)上顯示。該顯示看來像具有重疊的針的羅盤卡，除了該卡以與空中交通工具的中心線對應的零(O)度位置固定之外。
[0087]圖6示出圖示根據一個或多個實施例的系統(tǒng)600的圖。更具體地說，系統(tǒng)600是(圖4A所示的)系統(tǒng)400的特定實現，其中，系統(tǒng)600與定義受限操作區(qū)域的NDB技術一起利用位于受限操作區(qū)域內的靜止發(fā)射器。因此，系統(tǒng)600包括如圖所示配置和布置的NDB發(fā)射器602和云50。冊8發(fā)射器602定義具有通知子區(qū)域5044、警告子區(qū)域5064和受限操作子區(qū)域508八的受限操作區(qū)域500A。示出第一UAV 606在受限操作區(qū)域500A的外部操作。示出第二UAV608在通知子區(qū)域504A內操作。示出第三UAV 610在警告子區(qū)域508A內操作。云50可以補充、支持或者替換NDB發(fā)射器602、第一UAV 606、第二UAV 608和第三UAV 610的某些或者全部功能。另外，NDB發(fā)射器602、第一UAV 606、第二UAV 608和第三UAV 610的某些或者全部功能可以實現為云50的節(jié)點10(圖1和圖2示出的)。
[0088]現在將描述系統(tǒng)600的操作?？梢哉J為在系統(tǒng)600的緊隨其后的描述中，已經根據圖4A所示的系統(tǒng)400開發(fā)了反映受限操作區(qū)域500A及其子區(qū)域(504A、506A、508A)的操作策略的指令406。進一步假定UAV 606、608、610已經被修改以包括圖4A和圖4B示出的修改指令412，且指令406已經使用如圖4A所示和在本公開中之前描述的操作法之一載入到UAV 606、608、610中。進一步假定UAV 606、608、610每個包括足夠的ADF或等效功能以允許每個UAV606、608、610確定其相對于NDB發(fā)射器602的位置。
[0089]第一UAV 606充分地接近于受限操作區(qū)域500A，其從NDB發(fā)射器602獲得信號。但是，至少部分地基于第一UAV 606相對于NDB發(fā)射器602的位置的確定，第一UAV 606的修改指令(例如，圖4A和圖4B示出的修改指令412、412A)確定第一UAV 608在受限操作區(qū)域500A的外部。因此，不由計算機軟件406采取行動來接管第一UAV 606的操作。第二UAV 608充分地接近于受限操作區(qū)域500A，其從NDB發(fā)射器602獲得信號。但是，至少部分地基于第二 UAV608相對于NDB發(fā)射器602的位置的確定，第二UAV 608的修改指令(例如，圖4A和圖4B示出的修改指令412、412A)確定第二UAV 608在受限操作區(qū)域500A的通知子區(qū)域504A內。因此，指令406實現第二UAV 608的通知通信功能。第三UAV 610充分地接近于受限操作區(qū)域500A，其從NDB發(fā)射器602獲得信號。但是，至少部分地基于第三UAV 610相對于NDB發(fā)射器602的位置的確定，第三UAV 610的修改指令(例如，圖4A，圖4B示出的修改指令412、412A)確定第三UAV610在受限操作區(qū)域500A的警告子區(qū)域506A內。因此，指令406實現第三UAV610的警告通信功能。如果至少部分地基于第三UAV 610相對于NDB發(fā)射器602的位置的確定，第三UAV 610嘗試進入受限操作子區(qū)域508A，則第三UAV 610的修改指令(例如，圖4A、圖4B示出的修改指令412、412A)確定第三UAV 610正在嘗試進入受限操作區(qū)域500A的受限操作子區(qū)域508A。因此，指令406實現第三UAV 610的受限操作功能。受限操作功能的實例包括但不限于指令UAV斷電、控制UAV的飛行以將其移動遠離受限操作區(qū)域、禁止UAV的監(jiān)視功能等。
[0090]圖7圖示根據一個或多個實施例由(圖4A所示的)系統(tǒng)400執(zhí)行的操作法700的流程圖。操作法700通過開發(fā)指令而在塊702開始，該指令當被實現時將控制UV的操作以符合特定位置的操作策略。塊704實現受限操作區(qū)域。受限操作區(qū)域可以是靜止的或者移動的。受限操作區(qū)域也可以被劃分為多個子區(qū)域?？梢允褂酶鞣N技術以實現受限操作區(qū)域，包括但不限于NDB發(fā)射器。塊706發(fā)送指令到UV。當由UV解釋時，該指令通過如果UV嘗試在受限操作區(qū)域內操作/當UV嘗試在受限操作區(qū)域內操作時控制UV的至少一個功能來實現特定位置的操作策略。UV的處理器配置為至少部分地基于UV正在嘗試在受限操作區(qū)域內操作的確定來解釋指令。
[0091]圖8A圖示根據一個或多個實施例由(圖4A所示的)交通工具410執(zhí)行的操作法800的流程圖。操作法800通過接收實現第一受限操作區(qū)域的第一操作策略的第一計算機程序指令集而在塊802開始。第一指令集當被解釋時，通過控制交通工具或者UV的至少一個功能來實現第一操作策略。在塊804，接收第一受限操作區(qū)域的數據。第一受限操作區(qū)域的數據可以包括關于第一受限操作區(qū)域的維度(例如，空間與時間維度)的任何類型的數據。塊806確定UV相對于第一受限操作區(qū)域的位置。判定塊808確定是否正在接收第二受限操作區(qū)域的數據。如果在判定塊808對詢問的答復是“是”，則操作法800進行到塊810以實現基于預定標準選擇第一受限操作區(qū)域或者第二受限操作區(qū)域的沖突解決過程。操作法800從塊810進行到塊814。如果在判定塊808對詢問的答復是“否”，則操作法800進行到塊814。塊814實現基于預定標準選擇第一受限操作區(qū)域或者第二受限操作區(qū)域的沖突解決過程。操作法800從塊810進行到塊814。塊814實現所選的受限操作區(qū)域的指令集。所選的指令集當被解釋時，通過控制UV的至少一個功能來實現所選的操作策略。UV的處理器至少部分地基于使用所選的受限操作區(qū)域的數據確定UV正在嘗試在所選的受限操作區(qū)域內操作而解釋所選的指令集。
[0092]圖8B圖示根據一個或多個實施例的由(圖4A所示的)UV416執(zhí)行的操作法850的流程圖。操作法850在塊852開始，其中，信標發(fā)射器發(fā)送由UAV獲得的信標ID。在塊854，UAV確定其自己的位置和時間。在塊856，UAV將信標ID作為請求傳遞到云服務提供者。在塊858，云服務提供者響應于4-D區(qū)域的規(guī)范(例如，GPS位置、高度、時間等)。在塊860，UAV確定它在哪里關于受限區(qū)域，假定UAV正在嘗試進入與在其嘗試通電和起飛的區(qū)域內相反的區(qū)域。例如，UAV可以在該區(qū)域內，或者接近該區(qū)域，或者在該區(qū)域之上/之下/內部/外部，等等。在塊862，UAW向云服務提供者通知其相對于受限區(qū)域的位置。在塊864，至少部分地基于UAV位置，云服務提供者根據受限區(qū)域的操作策略計算用于控制UAV的操作的指令集。在塊866，云服務提供者發(fā)送指令集到UAV。在塊866的云服務提供者也可以僅對于比如發(fā)送電子郵件的某些指令執(zhí)行指令。某些指令可能是復雜的，在于它們啟動可以由UAV單獨進行、云服務單獨提供或者UAV和云服務提供者將級聯(lián)地工作的執(zhí)行步驟。
[0093]在操作法850中，云服務提供者發(fā)送區(qū)域的規(guī)范，例如某些類的3D多面體的頂點的GPS坐標加上何時認為該3D區(qū)域敏感的標準化時間間隔。取決于UAV本身來確定其是否已經進入給定的4D體積或者將進入它。在塊864，云服務提供者發(fā)送基于UAV侵犯不同區(qū)域的規(guī)定的補救的規(guī)范(數據)，例如，下降和著陸、在10秒內偏離航向、禁止相機等等，且UAV必須優(yōu)先這些?？赡茉谑芟迏^(qū)域內被剝奪的操作可以包括記錄關于空間的廣播音頻/視覺或者感覺信息、以任何方式改變該空間的物理狀態(tài)(例如，采樣、從該空間/在該空間中拾取物體/放下物體)、與臨時或者永久地位于該空間中的其它物體/人的實況通信、作為一組連接的UV進入該空間、在某個時間量內以某個速度在某個高度內飛行或者在該空間中著陸。
[0094]在操作法850的可選實施例中，可以省略信標發(fā)射器和塊852、854、856和858，且代替地，UAV將規(guī)則地向服務器報告其位置和軌跡，服務器(使用其本地時鐘)將其與所有存儲的4-D區(qū)域比較且可能向UAV返回動作限制或者建議。
[0095]可能有例如軍隊的應用，其中，將需要保持全部操作策略是秘密的。在此情況下，信標發(fā)射器本身(或者某些其它傳感器)可以確定UAV已經侵犯定義受限區(qū)域的4D體積。在這種情況下，將廣播需要的動作(例如，“UAV23-417，關閉相機”)，且UAV將必須執(zhí)行該動作。
[0096]可能有實現策略的指令的通信首先需要數字證書(X.509)的需要以確定接收策略數據的服務器中的UV的信賴的情形。如果不信賴該服務器，則UV可以采取行動來警告當事人。
[0097]在另一替代中，UAV可以不包括用于雙向通信的發(fā)射器。在該情況下，“信標”(或者等效地“服務器”)可以以協(xié)議的格式廣播其策略。UAV然后將確定其對4-D區(qū)域的關系并本地地實現規(guī)定的動作。
[0098]因此。可以從前述詳細說明看到本公開的一個或多個實施例提供技術益處和優(yōu)點。代替需要對UV的操作的顯著修改，本公開提供虛擬的或者物理的受限操作區(qū)域。在其中UV是UAV的一個或多個實施例中，受限操作區(qū)域可以由信標發(fā)射器定義，該信標發(fā)射器可以位于一位置或者放在廣播包括受限操作區(qū)域的操作策略的信號的移動交通工具(例如，卡車、船等)上。需要UAV是可由信標檢測的，在不侵犯操作策略的情況下接收和操作。這可能涉及無視它自己的操作模式，對其操作模式協(xié)商可接受的妥協(xié)或者補充其操作模式。本質上，公開的系統(tǒng)和操作法允許“位置”定義其受限操作區(qū)域，創(chuàng)建嘗試在其受限操作區(qū)域內操作的UAV的操作策略，和允許該“位置”(經由指令和/或控制信號)控制在附近的UAV而不是允許UAV不考慮受限操作區(qū)域的操作策略地操作。
[0099]對標準UV以于公開的系統(tǒng)和操作法接口連接的必要的修改相對最小。例如，在其中UV是UAV的一個或多個實施例中，公開的系統(tǒng)包括可以作為在UAV操作系統(tǒng)上的應用運行的修改指令及其他指令。這些相對小的修改允許UAV實現以下步驟:接收作為關于UAV及其機上設備的操作的動作和/或約束的序列的操作策略;解釋動作的序列;檢查UAV的位置(例如，使用GPS坐標、高度計讀數、凸包相交等)以監(jiān)控限制；如果侵犯限制，則UAV運行可以經由聲音、電子消息、可見的標識、飛行圖案(包括替代路徑)等等警告UAV的操作者、信標發(fā)射器或者其它的一組動作規(guī)則;如果UAV接收關于操作的限制，則如果需要，其修改當前路徑以避免侵犯該限制;根據新路徑設置機上設備的定時/觸發(fā)的操作;和如果避免侵犯該限制不可能，則UAV運行可以警告在一個或多個受影響的區(qū)域中的警察、其他人類執(zhí)行者或者人們的另一組動作規(guī)則。UAV還可以通過比如首先收聽最關鍵的信標(例如，軍隊、機場等)、收聽最近的信標和允許比如“斷電”指令之類的關鍵性“中斷”之類的策略來處理多個沖突信標。
[0100]現在參考圖9，一般地示出了根據實施例的計算機程序產品900，其包括計算機可讀存儲介質902和程序指令904。
[0101]本公開可以是系統(tǒng)、方法和/或計算機程序產品。計算機程序產品可以包括在其上具有用于使得處理器進行本公開的方面的計算機可讀程序指令的計算機可讀存儲介質(或者介質)。
[0102]計算機可讀存儲介質可以是可以保持和存儲指令以用于由指令執(zhí)行裝置使用的有形的裝置。計算機可讀存儲介質例如可以是，但不限于電子存儲裝置、磁存儲裝置、光存儲裝置、電磁存儲裝置、半導體存儲裝置或者前述的任何適當的組合。計算機可讀存儲介質的更特定實例的非窮舉列表包括以下:便攜式計算機磁盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)可擦可編程只讀存儲器(EPR0M或者閃存存儲器)、靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)、便攜式致密盤只讀存儲器(CD-ROM)、數字多用途盤(DVD)、存儲棒、軟盤、比如具有在其上記錄的指令的凹槽中的穿孔卡片或者凸起結構之類的機械編碼的裝置，和前述的任何適當的組合。如在此使用的，計算機可讀存儲介質不被看作是本質上瞬時的信號，比如無線電波或者其他自由地傳播的電磁波，通過波導或者其他傳輸介質傳播的電磁波(例如，通過光纜的光脈沖)，或者通過有線發(fā)送的電信號。
[0103]在這里描述的計算機可讀程序指令可以經由例如因特網、局域網、廣域網和/或無線網絡的網絡，從計算機可讀存儲介質下載到各個計算/處理裝置或者下載到外部計算機或者外部存儲裝置。網絡可以包括銅傳輸電纜、光傳輸纖維、無線傳輸、路由器、防火墻、交換機、網關計算機和/或邊緣服務器。每個計算/處理裝置中的網絡適配卡或者網絡接口從網絡接收計算機可讀程序指令，并轉送計算機可讀程序指令以用于存儲在各個計算/處理裝置內的計算機可讀存儲介質中。
[0104]用于進行本公開的操作的計算機可讀程序指令可以是匯編指令、指令集架構(ISA)指令、機器指令、機器相關的指令、微代碼、固件指令、狀態(tài)設置數據或者以一個或多個編程語言的任何組合所寫的源代碼或者目標代碼，該一個或多個編程語言包括比如Sma 111 a I k、C++等的面向對象編程語言和比如“C”編程語言或者類似編程語言的傳統(tǒng)的過程編程語言。計算機可讀程序指令可以完全在用戶的計算機上執(zhí)行，部分在用戶的計算機上執(zhí)行，作為獨立軟件封裝執(zhí)行，部分在用戶的計算機上和部分在遠程計算機上執(zhí)行或者完全在遠程計算機或者服務器上執(zhí)行。在后一方案中，遠程計算機可以通過任何類型的網絡連接到用戶的計算機，包括局域網(LAN)或者廣域網(WAN)，或者可以做出到外部計算機的連接(例如，通過使用因特網服務提供者的因特網)。在一些實施例中，例如包括可編程邏輯電路、現場可編程門陣列(FPGA)或者可編程邏輯陣列(PLA)的電子電路可以通過使用計算機可讀程序指令的狀態(tài)信息來個性化電子電路，而執(zhí)行計算機可讀程序指令，以執(zhí)行本公開的方面。
[0105]在這里參考根據本公開的實施例的方法、設備(系統(tǒng))和計算機程序產品的流程圖附圖和/或框圖描述本公開的方面。將理解流程圖附圖和/或框圖的每個塊以及流程圖附圖和/或框圖中的塊的組合可以由計算機可讀程序指令實現。
[0106]這些計算機可讀程序指令可以提供給通用計算機、專用計算機或者其他可編程數據處理設備的處理器以產生機器，以使得經由計算機或者其他可編程數據處理設備的處理器執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實現在流程圖和/或框圖的一個或多個塊中指定的功能/動作的裝置。這些計算機可讀程序指令還可以存儲在計算機可讀存儲介質中，該計算機可讀存儲介質可以引導計算機、可編程數據處理設備和/或其他裝置以特定的方式工作，以使得具有在其中存儲的指令的計算機可讀存儲介質包括制造物品，該制造物品包括實現在流程圖和/或框圖的一個或多個塊中指定的功能/動作的方面的指令。
[0107]計算機可讀程序指令也可以被加載到計算機、其他可編程數據處理設備，其他裝置上以使得在計算機、其他可編程設備或者其他裝置上執(zhí)行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，以使得在計算機，其他可編程設備或者其他裝置上執(zhí)行的指令實現在流程圖和/或框圖的一個或多個框中指定的功能/動作。
[0108]在圖中的流程圖和框圖圖示根據本發(fā)明的各種實施例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產品的可能實現的架構、功能和操作。在這點上，流程圖或者框圖中的每個塊可以表示指令的模塊、分段或者部分，其包括用于實現一個或多個特定邏輯功能的一個或多個可執(zhí)行指令。在某些替代的實現中，在塊中標注的功能可以不以圖中標注的次序發(fā)生。例如，取決于涉及的功能，連續(xù)示出的兩個塊可以事實上實質上同時地執(zhí)行，或者多個塊有時可能以相反次序執(zhí)行。也注意到，框圖和/或流程圖附圖的每個塊和框圖和/或流程圖附圖中多個塊的組合可以由基于專用硬件的系統(tǒng)實現，該基于專用硬件的系統(tǒng)執(zhí)行指定的功能或者動作或者進行專用硬件和計算機指令的組合。
[0109]在這里使用的術語僅用于描述特定的該本公開的目的而不意在限制本公開。如在此使用的，單數形式“一”、“一個”和“該”意在也包括復數形式，除非上下文清楚地指示例夕卜。另外將理解術語“包括”和/或“包含”當在該說明書中使用時指定所述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存在，而不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組的存在或者附加。
[0110]在以下的權利要求中的相應的結構、材料、動作和所有裝置或者步驟加功能元件的等效意在包括與如特別地要求的其他權利要求的要素結合執(zhí)行功能的任何結構、材料或者動作。已經為了說明和描述的目的呈現了本公開的描述，但是本公開的描述不意在為排它的或者限于以公開的形式的本公開。在不脫離本公開的范圍和精神的情況下，許多修改和變化將是對本領域技術人員顯而易見的。選擇和描述實施例以最好地解釋本公開和實際應用的原理，且使其它本領域技術人員能夠理解本公開，各種實施例具有適合于考慮的特定使用的各種修改。
【主權項】
1.一種用于實現受限操作區(qū)域的信息處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 存儲器； 第一處理器裝置，通信地耦合到所述存儲器； 指令開發(fā)模塊，通信地耦合到所述存儲器和所述第一處理器裝置，其中，所述指令開發(fā)模塊配置為開發(fā)指令集，所述指令集當被解釋時通過控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具的至少一個功能來實現受限操作區(qū)域的操作策略； 第一發(fā)射器裝置，配置為發(fā)送所述指令集到所述交通工具;和 在所述交通工具中的第二處理器裝置，配置為至少部分地基于所述交通工具正在嘗試在受限操作區(qū)域內操作的確定來解釋所述指令集。2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中: 所述受限操作區(qū)域由信標定義;和 所述信標由第二發(fā)射器裝置發(fā)送。3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，單個單元包括所述第一發(fā)射器裝置和所述第二發(fā)射器裝置。4.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第一發(fā)射器裝置和所述第二發(fā)射器裝置的至少一個包括云計算系統(tǒng)的節(jié)點。5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中: 所述受限操作區(qū)域包括空間分量、范圍分量和時間分量。6.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一發(fā)射器裝置包括配置為將所述指令集下載到所述交通工具的遠程計算機。7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述交通工具的所述至少一個功能包括監(jiān)視功能。8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述受限操作區(qū)域進一步包括多個子區(qū)域。9.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中: 所述多個子區(qū)域中的至少一個包括通知子區(qū)域;和 所述至少一個功能包括所述交通工具的通知通信功能。10.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中: 所述多個子區(qū)域中的至少一個包括警告子區(qū)域;和 所述至少一個功能包括所述交通工具的警告通信功能。11.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中: 所述多個子區(qū)域中的至少一個包括受限操作子區(qū)域;和 所述至少一個功能包括所述交通工具的受限操作功能。12.—種用于實現受限操作區(qū)域的信息處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 存儲器； 第一處理器裝置，通信地耦合到所述存儲器； 第一發(fā)射器裝置;和 指令開發(fā)模塊，通信地耦合到所述存儲器、所述第一處理器裝置和所述第一發(fā)射器裝置，其中，所述指令開發(fā)模塊配置為開發(fā)指令集，所述指令集當被解釋時通過控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具的至少一個功能來實現受限操作區(qū)域的操作策略； 所述系統(tǒng)配置為執(zhí)行包括以下的方法: 由所述第一發(fā)射器裝置發(fā)送所述指令集到所述交通工具； 其中，在所述交通工具中的第二處理器裝置配置為至少部分地基于所述交通工具正在嘗試在受限操作區(qū)域內操作的確定來解釋所述指令集。13.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中: 所述受限操作區(qū)域由信標定義； 所述信標由系統(tǒng)的第二發(fā)射器裝置發(fā)送； 所述信標配置為由所述交通工具接收;和 所述交通工具正在嘗試在受限操作區(qū)域內操作的所述確定至少部分地基于所述信標。14.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述確定包括以下的至少一個: 所述交通工具的當前位置與所述受限操作區(qū)域的比較;和 所述交通工具的規(guī)劃未來位置與所述受限操作區(qū)域的比較。15.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述第一發(fā)射器裝置包括配置為將所述指令集下載到所述交通工具的遠程計算機。16.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述交通工具的所述至少一個功能包括監(jiān)視功會K。17.如權利要求12所述的系統(tǒng)，其中: 所述受限操作區(qū)域進一步包括多個子區(qū)域； 所述多個子區(qū)域的至少一個包括通知子區(qū)域、警告子區(qū)域和受限操作區(qū)域中的至少一個； 其中，所述至少一個功能包括以下的至少其中之一: 嘗試在所述通知子區(qū)域內操作的交通工具的通知通信功能； 嘗試在所述警告子區(qū)域內操作的交通工具的警告通信功能;和 嘗試在所述受限操作子區(qū)域內操作的交通工具的受限操作功能。18.—種用于實現受限操作區(qū)域的方法，所述方法包括: 由第一處理器電路啟動到交通工具的指令集的傳輸，當被解釋時，所述指令集通過控制嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具的至少一個功能來實現受限操作區(qū)域的操作策略； 其中，在所述交通工具中的第二處理器電路配置為至少部分地基于所述交通工具正在嘗試在受限操作區(qū)域內操作的確定來解釋所述指令集。19.如權利要求18所述的方法，其中，所述第一處理器電路包括云計算系統(tǒng)的節(jié)點。20.如權利要求18所述的方法，其中，所述指令集的所述傳輸包括所述指令集從遠程計算機到所述交通工具的下載。21.如權利要求18所述的方法，其中: 所述受限操作區(qū)域進一步包括多個子區(qū)域； 所述多個子區(qū)域的至少一個包括通知子區(qū)域、警告子區(qū)域和受限操作區(qū)域中的至少一個； 其中，所述至少一個功能包括以下的至少其中之一: 所述交通工具的通知通信功能； 所述交通工具的警告通信功能;和 所述交通工具的受限操作功能。22.—種用于實現受限操作區(qū)域的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 第一發(fā)射器裝置和嘗試在受限操作區(qū)域內操作的交通工具之間的通信信道;和處理器裝置，配置為解釋指令集，所述指令集配置為經所述通信信道控制所述交通工具的至少一個功能以實現受限操作區(qū)域的操作策略。23.如權利要求22所述的系統(tǒng)，其中: 所述受限操作區(qū)域進一步包括多個子區(qū)域； 所述多個子區(qū)域的至少一個包括通知子區(qū)域、警告子區(qū)域和受限操作區(qū)域中的至少一個； 其中，所述交通工具的所述至少一個功能包括以下的至少其中之一: 正在嘗試在所述通知子區(qū)域內操作的交通工具的通知通信功能； 正在嘗試在所述警告子區(qū)域內操作的交通工具的警告通信功能;和 正在嘗試在所述受限操作子區(qū)域內操作的交通工具的受限操作功能。24.—種用于實現至少一個受限操作區(qū)域的交通工具，所述交通工具包括: 接收器系統(tǒng)，包括至少一個接收器裝置； 所述接收器系統(tǒng)配置為接收第一指令集，所述第一指令集配置為當被解釋時通過控制所述交通工具的多個功能中的至少一個來實現第一受限操作區(qū)域的第一操作策略； 所述接收器系統(tǒng)進一步配置為接收所述第一受限操作區(qū)域的數據;和所述交通工具的至少一個處理器裝置配置為至少部分地基于所述第一受限操作區(qū)域的所述數據解釋所述第一指令集； 其中，所述第一受限操作區(qū)域的所述數據包括指示所述交通工具正在嘗試在所述第一受限操作區(qū)域內操作的數據。25.如權利要求24所述的交通工具，其中: 所述接收器系統(tǒng)進一步配置為接收第二計算機程序指令集，所述第二計算機程序指令集配置為當被解釋時通過控制所述交通工具的多個功能中的所述至少一個來實現第二受限操作區(qū)域的第二操作策略； 所述接收器系統(tǒng)進一步配置為接收所述第二受限操作區(qū)域的數據;和所述交通工具中的所述至少一個處理器裝置進一步配置為至少部分地基于所述第一受限操作區(qū)域的所述數據和所述第二受限操作區(qū)域的所述數據的評估來解釋所述第一指令集或者所述第二指令集； 其中，所述第一受限操作區(qū)域的所述數據包括指示所述交通工具正在嘗試在所述第一受限操作區(qū)域內操作的數據;和 其中，所述第二受限操作區(qū)域的所述數據包括指示所述交通工具正在嘗試在所述第二受限操作區(qū)域內操作的數據。
【文檔編號】G08G7/00GK106023657SQ201610181739
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】M.阿舒里, J.H.康奈爾二世, J.B.埃利斯, R.G.法雷爾, D.索羅克
【申請人】國際商業(yè)機器公司