自適應(yīng)通信模式切換的制作方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]無人駕駛運(yùn)載工具(Unmanned vehicles，簡(jiǎn)稱無人駕駛載具)，例如，地面交通工具、空中飛行器、水上船只、水下交通工具、太空飛船已經(jīng)大范圍地應(yīng)用于監(jiān)視、搜索及營救作業(yè)、勘察以及其他領(lǐng)域。在一些例子中，無人駕駛載具可裝配有傳感器，該傳感器用于采集周圍環(huán)境數(shù)據(jù)。例如，無人飛行器(unmanned aerial vehicles,UAV)通常配備有用于航拍的攝像機(jī)。
[0002]無人駕駛載具采集的感測(cè)數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)地傳輸?shù)揭粋€(gè)遠(yuǎn)程用戶終端。然而，目前無人駕駛載具傳輸數(shù)據(jù)的方式還不夠理想。在一些例子中，數(shù)據(jù)傳輸以及其他與無人駕駛載具通信的范圍受到視距(line of sight)的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有必要提供一種改進(jìn)型的能夠與可移動(dòng)物體(例如無人駕駛載具)進(jìn)行通信的方式。本發(fā)明提供一種用于與可移動(dòng)物體進(jìn)行通信的系統(tǒng)、方法及裝置。在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)、方法及裝置提供一種根據(jù)預(yù)先定義的切換規(guī)則下的多個(gè)通信模式之間的自適應(yīng)切換模式，其優(yōu)點(diǎn)是，所述自適應(yīng)通信模式切換能夠擴(kuò)大可移動(dòng)物體傳輸數(shù)據(jù)的距離范圍以及增加可移動(dòng)物體傳輸數(shù)據(jù)的強(qiáng)度。
[0004]本發(fā)明一方面提供一種數(shù)據(jù)傳輸方法，該方法包括:提供多個(gè)通信模塊，每一個(gè)通信模塊使用不同的通信方法來傳輸數(shù)據(jù)；在所述多個(gè)通信模塊與遠(yuǎn)程終端之間建立多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路；計(jì)算每一個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路的一個(gè)或多個(gè)特性是否滿足切換規(guī)則；根據(jù)所述切換規(guī)則從所述多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路中選擇至少一個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)；以及通過根據(jù)所述切換規(guī)則從所述多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路中所選擇的至少一個(gè)通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0005]在一些實(shí)施例中，所述多個(gè)通信模塊安裝在一個(gè)可移動(dòng)物體上，該可移動(dòng)物體可以是無人飛行器。
[0006]在一些實(shí)施例中，每一個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路在多個(gè)通信模塊中的一個(gè)與所述遠(yuǎn)程終端的多個(gè)對(duì)應(yīng)的通信模塊中的一個(gè)之間建立。在一些實(shí)施例中，所述不同通信方法中至少有一種通信方法的最大通信距離范圍介于0.5千米與20千米之間。
[0008]在一些實(shí)施例中，所述不同通信方法中至少有一種通信方法無需在可視范圍內(nèi)操作。
[0009]在一些實(shí)施例中，所述不同通信方法中至少有一種通信方法包括直接通信方法，該直接通信方法可以是一種WiFi通信方法、WiMAX通信方法、或者編碼正交頻分復(fù)用(COFDM)通信方法。所述不同通信方法中至少有一種通信方法包括間接通信方法，該間接通信方法可通過移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，該移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)可以是3G網(wǎng)絡(luò)或4G網(wǎng)絡(luò)，該間接通信方法可以使用前向糾錯(cuò)方法進(jìn)行通信。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述切換規(guī)則以至少一個(gè)通信模塊所接收信號(hào)的強(qiáng)度為依據(jù)。[0011 ] 在一些實(shí)施例中，所述切換規(guī)則以至少一個(gè)通信模塊所接收信號(hào)的質(zhì)量為依據(jù)。
[0012]本發(fā)明另一方面提供一種數(shù)據(jù)傳輸裝置，該裝置包括:多個(gè)通信模塊，每一個(gè)通信模塊使用不同的通信方法傳輸數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程終端，其中，在所述多個(gè)通信模塊與遠(yuǎn)程終端之間建立多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的的同步通信鏈路；一個(gè)或多個(gè)處理器，用于(i)根據(jù)同步通信鏈路的一個(gè)或多個(gè)特征來判斷每個(gè)所述對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路是否滿足切換規(guī)則；以及(ii)根據(jù)所述切換規(guī)則從所述多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路中選擇至少一個(gè)來傳輸數(shù)據(jù)；以及一個(gè)控制器，用于輸出控制信號(hào)來控制根據(jù)切換規(guī)則從所述多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路中所選擇的至少一個(gè)通信鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸。
[0013]本發(fā)明另一方面提供一種可移動(dòng)物體發(fā)送圖像的方法，該方法包括:提供包括第一通信模塊和第二通信模塊的可移動(dòng)物體，所述第一通信模塊使用第一通信方法發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，所述第二通信模塊使用不同于第一通信方法的第二通信方法發(fā)送圖像數(shù)據(jù)；通過所述可移動(dòng)物體獲取圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)切換規(guī)則執(zhí)行計(jì)算以選擇第一通信模塊與第二通信模塊中的至少一個(gè)來發(fā)送圖像數(shù)據(jù)；以及使用所述選擇的第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)來發(fā)送所述圖像數(shù)據(jù)。
[0014]本發(fā)明另一方面提供一種使用終端控制可移動(dòng)物體的方法，該方法包括:提供終端，該終端包括使用第一通信方法發(fā)送控制數(shù)據(jù)到可移動(dòng)物體的第一通信模塊和使用不同于第一通信方法的第二通信方法發(fā)送控制數(shù)據(jù)到可移動(dòng)物體的第二通信模塊；產(chǎn)生用于控制所述可移動(dòng)物體狀態(tài)的控制數(shù)據(jù)；根據(jù)切換規(guī)則執(zhí)行計(jì)算以選擇第一通信模塊與第二通信模塊中的至少一個(gè)來發(fā)送控制數(shù)據(jù)；以及使用所述選擇的第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)來發(fā)送所述控制數(shù)據(jù)。
[0015]在一些實(shí)施例中，所述可移動(dòng)物體是無人飛行器。
[0016]在一些實(shí)施例中，所述第一通信方法或第二通信方法中的至少一個(gè)通信方法不需要在視線范圍內(nèi)運(yùn)作。
[0017]在一些實(shí)施例中，所述第一通信方法的最大通信距離小于第二通信方法的最大通信距離。
[0018]在一些實(shí)施例中，所述第一通信方法可包括直接通信方法，該直接通信方法是一種WiFi通信方法、WiMAX通信方法、或者編碼正交頻分復(fù)用(COFDM)通信方法。所述第二通信方法包括間接通信方法，該間接通信方法包括通過移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的通信，該移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)是3G網(wǎng)絡(luò)或4G網(wǎng)絡(luò)，所述間接通信方法可以使用前向糾錯(cuò)方法進(jìn)行通信。
[0019]在一些實(shí)施例中，所述切換規(guī)則以所述第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)通信模塊所接收信號(hào)的強(qiáng)度為依據(jù)。
[0020]在一些實(shí)施例中，所述切換規(guī)則以所述第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)通信模塊所接收信號(hào)的質(zhì)量為依據(jù)。
[0021 ] 在一些實(shí)施例中，所述圖像數(shù)據(jù)從所述可移動(dòng)物體遠(yuǎn)程傳輸至終端。
[0022]在一些實(shí)施例中，所述可移動(dòng)物體包括一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器，所述圖像數(shù)據(jù)由所述一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器產(chǎn)生。
[0023]在一些實(shí)施例中，所述圖像數(shù)據(jù)可以由獨(dú)立于所述可移動(dòng)物體提供的一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器來產(chǎn)生。
[0024]在一些實(shí)施例中，所述控制數(shù)據(jù)包括用于控制可移動(dòng)物體的高度、瑋度或經(jīng)度中一個(gè)或多個(gè)的指令。
[0025]在一些實(shí)施例中，所述控制數(shù)據(jù)包括用于控制可移動(dòng)物體的滾轉(zhuǎn)角度、俯仰角或偏航角度中一個(gè)或多個(gè)的指令。
[0026]在一些實(shí)施例中，所述控制數(shù)據(jù)可以根據(jù)用戶的輸入來產(chǎn)生。
[0027]本發(fā)明另一方面提供一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)目梢苿?dòng)物體，該可移動(dòng)物體包括:使用第一通信方法傳輸圖像數(shù)據(jù)的第一通信模塊和使用不同于第一通信方法的第二通信方法傳輸圖像數(shù)據(jù)的第二通信模塊；一個(gè)或多個(gè)處理器，用于根據(jù)一種切換規(guī)則執(zhí)行計(jì)算以選擇第一通信模塊與第二通信模塊中的至少一個(gè)來傳輸圖像數(shù)據(jù)；以及控制器，用于輸出控制信號(hào)，所述控制信號(hào)用于控制根據(jù)所述切換規(guī)則所選擇的第一通信模塊或第二通信模塊的至少一個(gè)來傳輸圖像數(shù)據(jù)。
[0028]本發(fā)明另一方面提供一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)有用于傳輸數(shù)據(jù)至可移動(dòng)物體的程序指令。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括:終端的程序指令，該終端包括使用第一通信方法傳輸控制數(shù)據(jù)到可移動(dòng)物體的第一通信模塊和使用不同于第一通信方法的第二通信方法傳輸控制數(shù)據(jù)到可移動(dòng)物體的第二通信模塊，其中，所述終端的程序指令能夠使終端執(zhí)行如下操作:產(chǎn)生用于控制所述移動(dòng)物體狀態(tài)的控制數(shù)據(jù)；根據(jù)一種切換規(guī)則來執(zhí)行計(jì)算以選擇第一通信模塊與第二通信模塊中的至少一個(gè)來傳輸控制數(shù)據(jù)；以及使用根據(jù)所述切換規(guī)則所選擇的所述第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)來傳輸所述控制數(shù)據(jù)。
[0029]可以理解的是，本發(fā)明不同方面的實(shí)施例能夠獨(dú)立存在、共同存在、或者相互結(jié)合。本發(fā)明的各種實(shí)施例適合以下任何特殊的應(yīng)用或者任何類型的可移動(dòng)物體。本發(fā)明中任何有關(guān)無人飛行載具的描述可適用于任何移動(dòng)物體，例如任何無人駕駛交通工具。另外，本發(fā)明描述的用于航空飛行動(dòng)作的系統(tǒng)、設(shè)備和方法也適合其它類型的動(dòng)作，例如地面運(yùn)動(dòng)、水上運(yùn)動(dòng)、水下運(yùn)動(dòng)、或太空飛行等動(dòng)作。
[0030]本發(fā)明其它目的及技術(shù)特征將在如下說明書、權(quán)利要求和附圖作詳細(xì)闡述。
參考文獻(xiàn)
[0031]本案說明書所提到的任何出版物、專利、專利申請(qǐng)都全文列入本文作為參考。
【附圖說明】
[0032]為了更好地了解本發(fā)明的特征及有益效果，以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，該描述并非限制性的，其中，所述附圖中:
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的可移動(dòng)物體與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信的示意圖。
[0034]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例的可移動(dòng)物體與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信的示意圖。
[0035]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中自適應(yīng)通信模式切換方法的示意方塊圖。
[0036]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中用于自適應(yīng)通信模式切換的可移動(dòng)物體的示意圖。
[0037]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中用于自適應(yīng)通信模式切換的可移動(dòng)物體的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D。
[0038]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中自適應(yīng)通信模式切換方法的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒虉D。
[0039]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)據(jù)傳輸?shù)那跋蚣m錯(cuò)(FEC)方法的流程圖。
[0040]圖8是本發(fā)明實(shí)施例中無人飛行器的示意圖。
[0041]圖9是本發(fā)明實(shí)施例中可移動(dòng)物體的示意圖。
[0042]圖10為本發(fā)明實(shí)施例的一種可移動(dòng)物體控制系統(tǒng)的方塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和裝置提供一種改進(jìn)型的能夠與可移動(dòng)物體進(jìn)行的通信方式，例如，一種自力推進(jìn)的可移動(dòng)物體(例如，無人飛行器(unmanned aerialvehicle, UAV))。在一些實(shí)施例中，所述可移動(dòng)物體使用多種不同通信方法來傳輸數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程終端。本發(fā)明所提供的系統(tǒng)、方法和裝置能夠根據(jù)預(yù)先定義的切換規(guī)則在不同的通信方法之間進(jìn)行自適應(yīng)切換，來優(yōu)化通信的速度、延遲時(shí)間、通信帶寬、信號(hào)質(zhì)量、和\或數(shù)據(jù)傳輸范圍。應(yīng)當(dāng)可以理解，本發(fā)明不同方面的實(shí)施例能夠獨(dú)立存在、共同存在、或者相互結(jié)合。本發(fā)明描述的各種實(shí)施例可以適用于任何一些提及的特殊應(yīng)用或者適用于任何類型的可移動(dòng)物體。
[0044]例如，本發(fā)明可用于用于航拍的無人飛行器上。所述無人飛行器安裝有一個(gè)圖像傳感器(例如攝像機(jī))，用于獲取圖像數(shù)據(jù)。為了提供實(shí)時(shí)空中監(jiān)控、視覺導(dǎo)航或者其它合適的應(yīng)用，所述圖像數(shù)據(jù)需要從無人飛行器傳輸至遠(yuǎn)程終端?，F(xiàn)有的從無人飛行器發(fā)送圖像數(shù)據(jù)的方法通常是使用直接或者點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信鏈路，其受限于相對(duì)較短距離的通信范圍和視線要求。本發(fā)明提供的系統(tǒng)、方法和裝置能夠在多個(gè)通信鏈路之間相互切換來進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)傳輸，所述通信鏈路包括直接通信鏈路和間接通信鏈路。所述間接通信鏈路比直接通信鏈路具有更長(zhǎng)的通信距離，并且可在非視線范圍內(nèi)適用。因此，通過在不同的通信鏈路之間作自適應(yīng)切換，即使在較長(zhǎng)的通信距離或者視線受到干擾時(shí)都能夠持續(xù)傳輸圖像數(shù)據(jù)。
[0045]在一方面，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)傳輸方法，包括如下一個(gè)或多個(gè)步驟。在本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)傳輸方法包括:提供多個(gè)通信模塊，每一個(gè)通信模塊使用不同的通信方法來傳輸數(shù)據(jù)；在所述多個(gè)通信模塊與遠(yuǎn)程終端之間建立多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路；計(jì)算每個(gè)所述對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路的一個(gè)或多個(gè)特性是否滿足切換規(guī)則；根據(jù)所述切換規(guī)則從所述多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路中選擇至少一個(gè)用于傳輸數(shù)據(jù)；以及通過根據(jù)所述切換規(guī)則從所述多個(gè)對(duì)應(yīng)于各自通信模塊的同步通信鏈路中所選擇的至少一個(gè)通信鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0046]本發(fā)明所述通信模塊能夠搭載在可移動(dòng)物體上，所述可移動(dòng)物體能夠與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行通信。例如，遠(yuǎn)程終端可以將控制數(shù)據(jù)傳送到可移動(dòng)物體上，而可移動(dòng)物體收集的數(shù)據(jù)(例如監(jiān)視數(shù)據(jù))可以回傳至所述遠(yuǎn)程終端?？梢苿?dòng)物體中的每一個(gè)通信模塊可以通過對(duì)應(yīng)的通信鏈路與遠(yuǎn)程終端中一個(gè)對(duì)應(yīng)的通信模塊進(jìn)行通信，每一個(gè)通信模塊使用不同的通信方法進(jìn)行通信。在一些實(shí)施例中，所述通信方法比其它數(shù)據(jù)傳輸具有更優(yōu)化的通信性能，例如傳輸速度、通信帶寬、通信延遲、通信范圍、通信質(zhì)量、通信成本以及其它特性。因此，當(dāng)幾個(gè)通信鏈路同時(shí)可用時(shí)，可以通過合適的切換規(guī)則選擇一個(gè)或多個(gè)通信鏈路來提供最優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸。例如，執(zhí)行計(jì)算來判斷每一個(gè)同步通信鏈路的特性是否符合所述切換規(guī)則設(shè)置的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)。在一些例子中，所述通信方法不再適用當(dāng)前的數(shù)據(jù)通信時(shí)，所述合適的切換規(guī)則可以用于偵測(cè)這種情況，以便選擇另外一條通信鏈路。通過在多個(gè)通信鏈路之間做自適應(yīng)切換，本發(fā)明能夠提供無縫的數(shù)據(jù)傳輸來提高通信質(zhì)量和通信穩(wěn)定性。
[0047]在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種從可移動(dòng)物體發(fā)送圖像的方法，該方法包括:提供一個(gè)包括第一通信模塊和第二通信模塊的可移動(dòng)物體，所述第一通信模塊使用第一通信方法發(fā)送圖像數(shù)據(jù)，所述第二通信模塊使用不同于第一通信方法的第二通信方法發(fā)送圖像數(shù)據(jù)；通過所述可移動(dòng)物體獲取圖像數(shù)據(jù)；根據(jù)切換規(guī)則執(zhí)行計(jì)算以選擇第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)來發(fā)送圖像數(shù)據(jù)；使用所述選擇的第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)來發(fā)送所述圖像數(shù)據(jù)。
[0048]在本實(shí)施例中，所述可移動(dòng)物體具有如前述所述多個(gè)通信模塊。根據(jù)需要，所述可移動(dòng)物體可以包括一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器(例如攝像機(jī))。所述圖像傳感器用于產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)，該圖像數(shù)據(jù)包括可移動(dòng)物體周圍環(huán)境的照片或者視頻。優(yōu)選地，所述圖像數(shù)據(jù)由獨(dú)立于可移動(dòng)物體提供的圖像傳感器(例如一個(gè)能夠與可移動(dòng)物體進(jìn)行通信的圖像設(shè)備中的圖像傳感器)來產(chǎn)生。所述可移動(dòng)物體可以通過根據(jù)切換規(guī)則所選擇的通信模塊將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程終端。因此，這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)將可移動(dòng)物體收集的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫傳輸。
[0049]在另外一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種使用終端控制可移動(dòng)物體的方法。該方法包括:提供終端，包括使用第一通信方法發(fā)送控制數(shù)據(jù)到可移動(dòng)物體的第一通信模塊和使用不同于第一通信方法的第二通信方法發(fā)送控制數(shù)據(jù)到可移動(dòng)物體的第二通信模塊；產(chǎn)生用于控制所述移動(dòng)物體狀態(tài)的控制數(shù)據(jù)；執(zhí)行計(jì)算來根據(jù)切換規(guī)則以選擇第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)用于發(fā)送控制數(shù)據(jù)；以及使用所述選擇的第一通信模塊或第二通信模塊中的至少一個(gè)來發(fā)送所述控制數(shù)據(jù)。
[0050]所述終端和可移動(dòng)物體已經(jīng)如上所描述可適用于這個(gè)實(shí)施例。根據(jù)需要，所述終端可包括多個(gè)用于傳輸控制數(shù)據(jù)到可移動(dòng)物體的通信模塊。所述控制數(shù)據(jù)用于