用于混合空域中的通信的系统和方法技术方案

本申请题为“用于混合空域中的通信的系统和方法”。一种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。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。指定空域的比较。指定空域的比较。

【技术实现步骤摘要】
用于混合空域中的通信的系统和方法


[0001]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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]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。
[0005]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。
[0006]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
[0007]图1是根据本公开的一个实施例的通信系统的示意框图。
[0008]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]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。
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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)。
[0026]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/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通信系统(100)，包括：交通中继设备即TR设备(106)，其用于在受控空域中定位无人驾驶交通，所述TR设备包括一个或多个处理器(114)，所述一个或多个处理器(114)被配置为执行以下步骤：接收来自无人驾驶飞行器即UAV(104)的状态消息，所述状态消息提供所述UAV的标识和位置信息；以及生成用于传达给至少一个有人驾驶飞行器即MAV(102)或通信地连接到所述至少一个MAV的有人驾驶交通管理器设备即MTM设备(110)的警告消息，所述警告消息基于所述UAV的位置与指定空域(132)的比较。2.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中所述警告消息包括来自所述状态消息的所述UAV(104)的所述标识和位置信息。3.根据权利要求1所述的通信系统(100)，其中所述状态消息处于第一消息格式，并且所述TR设备(106)以不同于所述第一消息格式的第二消息格式生成所述警告消息。4.根据权利要求3所述的通信系统(100)，其中所述第一消息格式是无人驾驶飞机系统交通管理格式，并且所述第二消息格式是自动相关监视广播格式即ADS
‑
B格式。5.根据权利要求4所述的通信系统(100)，还包括所述MTM设备(110)，其中所述MTM设备被配置为以所述ADS
‑
B格式接收所述警告消息并以自动相关监视重播格式即ADS
‑
R格式重播所述警告消息以便由所述至少一个MAV(102)接收。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的通信系统(100)，还包括所述MTM设备(110)，其中所述MTM设备被通信地连接到陆基发射器(204)并且被配置为控制所述陆基发射器广播所述警告消息以便由所述至少一个MAV(102)在所述至少一个MAV的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：