CN108513560B - 管制空域中的无人飞行载具 - Google Patents

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Abstract

由无人飞行载具（UAV）（10）或用于UAV的远程控制（30）执行以用于在管制空域中对UAV执行操作会话的方法包括将对准许在空域中操作的请求传送到空域授权功能（20）并且接收对该请求的答复的步骤。如果准许操作得到批准，则执行下列步骤：接收消息，其包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息；在空间和时间上监测UAV的位置；并且如果UAV的位置在区域内且UAV在离区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达区域的地理边界，则激活UAV的辅助控制来保持UAV在区域内。

Description

管制空域中的无人飞行载具
技术领域
提出的技术大体涉及无人载具，特别涉及管制空域中的无人飞行载具。
背景技术
存在有无人自主、半自主或远程操作载的不同的示例。提到飞行无人载具，像无人飞行载具（UAV），有两个主要类别。一个类别包括飞到视觉视线以外的UAV，像Google的Project Wing和Amazon的Prime Air。另一类别包括远程且在视线内操作的UAV，像PhantomDji、Parrot AR Drone等。
消费级UAV的受欢迎程度正迅速上升。根据商业技术新闻网站ZDNet(http://www.zdnet.com/article/an-air-traffic-control-system-for-drones/，2016年10月6日检索)，Phantom Dji每月卖出大约30000架UAV。UAV可以用于高调的商业案例-例如Amazon零售递送无人机、Coke补给递送无人机或Domino的披萨递送无人机 -- 但也有从电影制作和航拍扩展到例如房地产、耕作和管道维护等领域的日常使用案例。新闻工作者希望用它们来工作。气象学家也一样。消费者也可以使用UAV来拍摄令人惊奇的度假照片，或暗中窥探邻居的泳池区域等。
存在有与国家空域管制、飞行控制系统或空中交通管理系统有关的法律法规和系统。
正在进行的工作是解决在国家空域中应对数千架新型航行器的问题。一个示例是探路者号（Pathfinder）：由PrecisionHawk、Verizon等提供、被称作LATAS（低高度交通和空域安全系统）的无人航空系统交通管理，其使用蜂窝网络和卫星以用于空域管理。
美国联邦航空管理局（FAA）已开展消费者无人机注册，其帮助执法人员识别和跟踪飞入禁止空域的无人机，参见2016年3月Jonathan Camhi的无人机报告（The DronesReport）。
空域由管制空域和非管制空域组成。为了进入管制空域，要求来自空中交通管制（ATC）的许可。因为在机场接近市中心的情况下管制空域可能覆盖城市的全部或大部分，在许多城市地区内任何东西进入空中都要求许可。然而，在许多国家中，在人口密集地区上方不允许飞行低于1000英尺，其中起飞和降落除外。
对于在目视飞行规则（VFR）和仪表飞行规则（IFR）下飞行的有人驾驶航行器，向飞行计划中心（FPC）提交的飞行计划是对于获得飞入管制空域的许可的前提。对于本地VFR，事先通知可足够。由ATC通过无线电向机组人员给予许可并且其对于曾在许可中提到的航行器是有效的。许可规定待使用的应答机代码以及详细飞行参数（高度、方向、许可界限）或预定义规程，例如在IFR的情况下是标准仪表离场（SID）或标准终端进港航路（STAR）。在任一情况下，许可在时间和空间上定义轨迹。针对该规则的例外之处是例如专用于特技飞行、滑翔机飞行或军事空中活动的区段，其中为特定航行器或航行器队伍保留空中装箱(boxof air)。通过NOTAM（航空人员通告）服务公布主要空域限制。
专利US-9256994-B2描述用于例如由政府组织/公司对无人驾驶飞行载具授权的方法，并且牵涉向无人飞行载具提供生成的响应以指示批准由云系统对更新的地理围栏包络（geofence envelope）的请求。
专利申请CN-104836640-A公开了对于无人飞机编队的分布式合作通信方法。这些无人飞机形成团队并且建立通信机制，当无人飞机编队处于飞行中时使编队保持不变并且获取导航信息和对象信息。当无人飞机编队与地面移动接收站之间的距离小于距离L时，无人飞机编队形成虚拟多天线阵列。无人飞机编队和地面移动接收站通过使用虚拟多输入多输出（MIMO）技术来通信。
LATAS代表低高度跟踪和规避系统并且是机载系统，其基于现有的全球蜂窝网络使用实时飞行数据传输来对天空中的每架无人机提供飞行计划、跟踪和规避。LATAS由于在制造期间被开发为即插即用或集成到UAV的电路内，所以是小（3x2x1英寸）且轻（≈100g）的并且在低至2G的网络速度上运作。
Google和Amazon想要为UAV管制提供服务。Amazon已提出在200至400英尺高度之间、将仅针对自动控制下的无人机的高速无人机区这一构想。Google提出为无人机保留在500英尺以下的所有空域，其中具有应答机不断广播它们的位置并且采取来自计算机化的空中交通管制系统的命令。然后经由二次雷达和应答机来进行飞行跟踪。雷达发射带询问的脉冲并且应答机答复。存在许多不同类别的应答机。最基本的一个仅返回四位数的应答机代码。较先进的单元还返回压力高度、航行器身份等。限制是必须为二次雷达单元开启应答机以能够观察航行器。不这样做或有目的地使它保持关断使得航行器对空中交通管制不可见。
仍然需要有可靠的方法以用于管理管制空域中UAV的操作。
发明内容
目标是扩展用于在管制空域中管理无人飞行载具（UAV）的操作的可能性。
这些和其他目标由所提技术的实施例来满足。
根据第一方面，提供有由无人飞行载具UAV或用于UAV的远程控制执行的方法，该远程控制通过控制命令控制UAV并且与UAV通信，以用于在管制空域中对UAV执行操作会话。方法包括将准许在管制空域中操作的请求传送到空域授权功能的步骤和从空域授权功能接收对准许操作的请求的答复的步骤。如果准许操作得到批准，则执行下列步骤：从空域授权功能接收消息的步骤，该消息包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；在空间和时间上监测UAV的位置的步骤；以及如果UAV的位置在空间时间区域内且UAV在离空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达空间时间区域的地理边界，则直接或在预定时间后激活UAV的辅助控制来帮助UAV的操作者使UAV保持在空间时间区域内的步骤。
根据第二方面，提供有用于在管制空域中对UAV实现操作会话的执行的方法。该方法包括在从UAV或用于UAV的远程控制接收对准许在管制空域中操作的请求时评估这样的请求的步骤，和将对准许操作的请求的答复传送到UAV或用于UAV的远程控制的步骤。如果准许操作得到批准，则执行下列步骤：对UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作的步骤，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；和将包括关于空间时间区域的信息的消息传送到UAV或用于UAV的远程控制的步骤。
根据第三方面，在无人飞行载具UAV或用于UAV的远程控制中提供有这样的装置，其配置成在管制空域中对UAV执行操作会话，其中该装置配置成将对准许在管制空域中操作的请求传送到空域授权功能，并且从空域授权功能接收对准许操作的请求的答复。如果准许操作得到批准，则装置进一步配置成做以下事情：从空域授权功能接收消息，其包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；在空间和时间上监测UAV的位置；以及如果UAV的位置在空间时间区域内并且UAV在离空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达空间时间区域的地理边界，则直接或在预定时间后激活UAV的辅助控制来帮助UAV的操作者使UAV保持在空间时间区域内，
根据第四方面，提供有无人飞行载具，其包括这样的装置。
根据第五方面，提供有这样的装置，其配置成在管制空域中对无人飞行载具UAV实现操作会话的执行，其中装置配置成在从UAV或用于UAV的远程控制接收对准许在管制空域中操作的请求时评估这样的请求，并且将对准许操作的请求的答复传送到UAV或用于UAV的远程控制。如果准许操作得到批准，则装置进一步配置成做以下事情：为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分，并且将包括关于空间时间区域的信息的消息传送到UAV或用于UAV的远程控制。
根据第六方面，提供有计算机程序，用于在由处理器执行时在管制空域中对无人飞行载具UAV执行操作会话，其中计算机程序包括指令，这些指令在由处理器执行时促使处理器准备对准许在管制空域中操作的请求以传输到空域授权功能、处理从空域授权功能接收的对准许操作的请求的答复，以及如果准许操作得到批准，则做以下事情：处理消息，其包括从空域授权功能接收的关于操作所在的空域的空间时间区域的信息，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；在空间和时间上监测UAV的位置；以及如果UAV的位置在空间时间区域内并且UAV在离空间时间区域的地理边界的预定距离内或预计在预定时间内到达空间时间区域的地理边界，则直接或在预定时间之后激活UAV的辅助控制来帮助UAV的操作者使UAV保持在空间时间区域内。
根据第七方面，提供有计算机程序，用于在由处理器执行时在管制空域中对无人飞行载具UAV实现操作会话的执行，其中该计算机程序包括指令，这些指令在由处理器执行时促使处理器在从UAV或用于UAV的远程控制接收对准许在管制空域中操作的请求时评估这样的请求、准备对准许操作的请求的答复以传输到UAV或用于UAV的远程控制，并且如果准许操作得到批准，则做以下事情：对UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；以及准备包括关于空间时间区域的信息的消息以传输到UAV或用于UAV的远程控制。
根据第八方面，提供有在无人飞行载具UAV或用于UAV的远程控制中的装置，用于在管制空域中对UAV执行操作会话。该装置包括：传输模块，用于将对准许在管制空域中操作的请求传送到空域授权功能；接收模块，用于从空域授权功能接收对准许操作的请求的答复，并且如果准许操作得到批准，则接收包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分。装置进一步包括监测模块，用于如果准许操作得到批准则在空间和时间上监测UAV的位置；和辅助控制模块，用于如果准许操作得到批准则帮助UAV的操作者使UAV保持在空间时间区域内，如果UAV的位置在空间时间区域内并且如果UAV在离空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达空间时间区域的地理边界，则直接或在预定时间后激活辅助控制模块。
根据第九方面，提供有用于在管制空域中对无人飞行载具UAV实现操作会话的执行的装置，其中该装置包括：评估模块，用于在从UAV或用于UAV的远程控制接收对准许在管制空域中操作的请求时评估这样的请求；传输模块，用于将对准许操作的请求的答复传送到UAV或用于UAV的远程控制，并且如果准许操作得到批准则将包括关于UAV操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息传送到UAV或用于UAV的远程控制，其中空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分。装置进一步包括分配模块，用于如果准许操作得到批准则为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作。
提出的解决方案的一些优势是：
能够使通过UAV的空域使用能够与对于空中交通管制的已有系统集成。这将减少或消除现今导致机场关闭的UAV空域侵犯，机场关闭在跨国范围内可能对空中交通流产生涟漪效应。
将使UAV能够具有合法且安全的方式以使用城市空域。然后能够对用于医疗应急的UAV给予优先权和安全通道，即使空域被商业空中交通所使用也如此。
用UAV飞行不需要驾驶执照。该解决方案加强针对恶意和无知UAV飞行员的防御。
在阅读详细描述时将意识到其他优势。
附图说明
实施例连同其另外的目标和优势可以通过参考连同附图一起的下列描述而最好理解，其中：
图1是根据实施例用于管理管制空域中UAV的飞行的系统的示意图示。
图2是图示根据实施例用于在管制空域中对UAV执行操作会话的方法的示例的示意流程图。
图3是图示根据实施例用于在管制空域中对UAV实现操作会话的执行的方法的示例的示意流程图。
图4是图示用于管理管制空域中UAV的飞行的方法的特定示例的示意流程图。
图5是1维空间中的空间时间切片和UAV轨迹的示例的示意图示。
图6是2维空间中的空间时间切片和UAV轨迹的示例的示意图示。
图7是图示根据实施例配置成在管制空域中对UAV执行操作会话的装置的示例的示意框图。
图8是图示根据实施例配置成在管制空域中对UAV实现操作会话的执行的装置的示例的示意框图。
图9是图示根据实施例配置成在管制空域中对UAV执行操作会话/实现操作会话的执行的装置的另一示例的示意框图。
图10是图示根据实施例的计算机实现的示例的示意图。
图11是图示根据实施例中的任一个的UAV/远程控制的示例的示意框图，该UAV/远程控制包括这样的装置，其配置成在管制空域中对UAV执行操作会话。
图12是图示根据实施例中的任一个的空域授权功能的示例的示意框图，该空域授权功能包括这样的装置，其配置成在管制空域中对UAV实现操作会话的执行。
图13是图示根据实施例用于在管制空域中对UAV执行操作会话的装置的示例的示意图。
图14是图示根据实施例用于在管制空域中对UAV实现操作会话的执行的装置的示例的示意图。
具体实施方式
通篇附图中，相同参考标号用于相似或对应元件。
如在背景章节中描述的，需要有用于管理管制空域中UAV的操作的可靠方法。管制空域是具有所定义维度的空域，在其内提供空中交通管制（ATC）服务。控制级别随不同类别的空域而变化。
关于现有解决方案的一些问题是：
无人机未集成在空中交通管制系统中。已部署或多或少的应对管制空域中无人机飞行的非正式方式。作为无人机操作者，可能需要你呼叫最近的空中交通管制并且得到他们的批准以在某一时间在某一区域内操作。没有可用的飞行计划系统并且对于给予的许可没有实施机制。没有机制来防止具有或没有许可的无人机进入可能危及商业空中交通的管制空域部分。这导致机场关闭、延误和巨大成本。
除无人机对运营的空中交通造成负担外，无人机还可能与其他无人机或建筑/物体碰撞，这进而可能导致对财产或人的损害。对于某一空域只为无人机而保留的情况也仍然适用。
在对各种服务部署无人机方面有很大兴趣，这将使得规定空域成为稀缺资源并且安全界限将下降。
尽管应答机可以提供无人机行踪的信息，通过从空中交通管制的远程控制方向来管理无人机轨迹并不是鲁棒的解决方案。无人机轨迹突变可能将它们置于碰撞的过程中。间歇性连接性可能阻止关键的闪避动作命令到达无人机。
当前提出的解决方案涉及例如用于空域授权功能20（在下面缩为ASA）的方法和系统（参见图1），其通过为UAV在其中飞行分配空域的空间时间区域来管理管制空域中UAV 10的飞行。在空间和时间上监测UAV的位置，并且如果UAV在接近所分配的空间时间区域的边界，则激活辅助控制功能来确保UAV留在空间时间区域内。UAV的辅助控制可以直接或在预定时间后被激活。
图2是图示由UAV或用于UAV的远程控制30执行以用于在管制空域中对UAV执行操作会话的方法的示例的示意流程图。远程控制通过控制命令控制UAV并且与UAV通信，参见图1。远程控制30是无线设备。它可以是具有例如显示器和物理控制（像用于高/低速的切换、拍摄装置控制、前向和后向微调器、上下悬停微调器、侧向控制杆和微调器）的专门的远程控制。远程控制也可以例如是通信设备，例如具有客户端应用的移动电话，其中该客户端应用可以用于UAV的远程控制，例如使用对等无线局域网（WLAN）连接，例如WiFi。客户端应用可以例如是Android或iOS类型的移动app，其不仅可以连接到UAV 10和ASA，而且还连接到运行与UAV关联的服务的其他服务器。UAV 10如果配备有蜂窝通信能力则可以具有比远程控制30更好的蜂窝覆盖，因为它通常比远程控制30更高级。在UAV具有蜂窝能力（例如WiFi）的情况下，蜂窝连接性或专用链路可以在UAV与远程控制之间使用，以经由UAV将连接中继到ASA和其他服务器/服务。在其他情况下，UAV可以下到地下室来搜寻炸弹，并且操作者站在具有蜂窝覆盖的大街上，而UAV却没有。在该情况下，信令经由远程控制行进。然而，它仍然可以是例如WiFi、蜂窝连接性或到UAV的专有链路。远程控制的第三示例将例如是无线连接的可穿戴设备，像智能钟和无线连接护目镜或眼镜，其例如具有用于至少部分控制UAV的眼睛跟踪技术。
图2的方法包括将对准许在管制空域中操作的请求传送到空域授权功能的步骤S100和从空域授权功能接收对准许操作的请求的答复的步骤S200。如果准许操作得到批准，则执行下列步骤：从空域授权功能接收包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息的步骤S300，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；在空间和时间上监测UAV的位置的步骤S400；以及如果UAV的位置在空间时间区域内并且UAV在离空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达空间时间区域的地理边界，以及则直接或在预定时间之后激活UAV的辅助控制来帮助UAV的操作者使UAV保持在空间时间区域内的步骤S500。
辅助控制可以采用各种方式实现。在实施例中，向UAV的操作者/驾驶员发送消息来通知操作者UAV在接近空间时间区域的边界。在备选实施例中，可以修改来自远程控制的控制命令以便使UAV保持在空间时间区域内。又在另一实施例中，UAV可以不依赖来自远程控制的控制命令来操纵，例如通过允许自动驾驶功能接管UAV的控制并且例如迫使它在考虑像树和高楼等环境的预定义地点悬停或着落。
ASA与UAV之间的通信应被保护免受操纵，并且ASA和UAV都应能够证实另一方可被信任。从而，在实施例中，图2的方法包括使用牵涉空域授权功能的验证的安全协议来与空域授权功能通信。
UAV在实施例中可以将端到端安全状态参数传达到ASA，在特定实施例中可能经由远程控制。要求来自ASA的安全确认；否则可以激活UAV的辅助控制。从而，在实施例中，图2的方法包括将端到端安全状态参数发送到空域授权功能并且从空域授权功能接收作为响应的确认。确认在一个实施例中包括关于UAV应在其中操作的空域的空间时间区域的信息。在特定实施例中，将端到端安全状态参数发送到空域授权功能可以在UAV的操作会话期间在经常性场合（recurring ocassion）上被执行。在这样的实施例中，如果在这些经常性场合之一上未能从空域授权功能接收到确认，则可以激活UAV的辅助控制。
在应激活UAV的辅助控制的另一可能事件是假如在UAV与远程控制之间的通信被丢失。从而，在图2的方法的实施例中，如果在UAV 10与用于UAV的远程控制之间的通信失败，则执行激活UAV的辅助控制的步骤S500。
包括关于对于UAV在其中操作的空间时间区域的信息的消息在一个实施例中可以实现为受保护的票（ticket）（在下文参见进一步的细节）。从而，在图2的方法的一个实施例中，接收包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息的步骤S300包括接收对于空间时间区域的受保护的票，其中保护该票以防篡改和/或被加密。
图3是图示用于在管制空域中对UAV实现操作会话的执行的方法的示例的示意流程图。该方法包括在从UAV或用于UAV的远程控制接收对准许在管制空域中操作的请求时评估这样的请求的步骤S20，和将对准许操作的请求的答复传送到UAV或用于UAV的远程控制的步骤S30。如果准许操作得到批准，则执行下列步骤：为UAV分配操作所在的空域的空间时间区域的步骤S40，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；和将包括关于空间时间区域的信息的消息传送到UAV或用于UAV的远程控制的步骤S50。
ASA在一个实施例中可以从ATC请求空域，例如使用如上文描述的技术发展水平的机制。从而，在一个实施例中，图3的方法进一步包括从ATC获得对于在管制空域中操作的许可的步骤S10。
证实UAV是服从合法性设备（例如没有遭到入侵）可以例如通过例如远程认证或密封存储等一些证实机制来执行。从而，在图3的方法中，评估对准许操作的请求的步骤S20包括使用例如远程认证或密封存储等可信的计算技术来证实UAV是否是服从合法性设备。
如上文提到的， ASA与UAV之间的通信应被保护免受操纵，并且ASA和UAV两者都应能够证实另一方可被信任。此外，还可能感兴趣的是证实UAV的操作者/驾驶员可被信任。例如，在未来可能要求有某种用于操作UAV的执照，并且则应可能证实请求准许飞行的UAV的驾驶员实际上有该执照。即使对执照没有需求，可能值得为了保险目的和/或其他安全目的而能够识别操作者。驾驶员的身份可以例如通过输入生物计量数据、使用电子ID（例如瑞典银行ID）、交换可信证书或使用某一其他证实技术（例如经由驾驶员的智能移动电话）来证实。从而，在实施例中，图3的方法包括使用牵涉UAV和/或UAV的操作者的验证的安全协议与UAV或用于UAV的远程控制通信。
如上文提到的，UAV在实施例中可以将端到端安全状态参数传达到ASA，其然后应由ASA确认。从而，在实施例中，图3的方法包括向UAV或用于UAV的远程控制发送确认以作为对从UAV或用于UAV的远程控制接收端到端安全状态参数的响应。确认在一个实施例中可以包括关于UAV应在其中操作的空域的空间时间区域的信息。
考虑到特定UAV的飞行参数（例如电池使用时间、速度等），所分配的空域的空间时间区域对该UAV应是适合的。发布的空间时间区域还可以考虑空域内的地理形势，例如建筑、树、湖、较大和较小地标等。还可以考虑当前和预测的天气形势。从而，在图3的方法的实施例中，为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作的步骤S40基于对于UAV的操作性能参数。在图3的方法的另一实施例中，为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作的步骤S40基于管制空域内的地理条件和天气条件中的至少一个。
在为特定UAV分配空间时间区域时可以考虑不同航行器的优先级。例如，运送心脏起搏器的UAV可以优先于其他飞机。从而，在图3的方法的实施例中，为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作的步骤S40基于如与管制空域内的其他交通相比UAV的优先级。
如上文提到的，包括关于对于UAV在其中操作的空间时间区域的信息的消息在一个实施例中可以实现为受保护的票。从而，在图3的方法的一个实施例中，为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作的步骤S40包括对空间时间区域发行受保护的票，并且传送包括关于空间时间区域的信息的消息的步骤S50包括传送受保护的票，其中保护该票以防篡改和/或被加密。
在实施例中，为要求UAV采取异常路线的异常情况（例如如果电池电量低或UAV与远程控制之间失去连接或UAV只是必须在某处着落等）预留空间时间区域的部分。
如上文描述的，提出的解决方案涉及对于空域授权功能管理管制空域的部分的方法。从而，在实施例中，图3的方法由空域授权功能执行。
在下面，描述了一些非限制性示例实施例。
提出的解决方案涉及用于空域授权（ASA）的方法和系统（参见图1），其通过请求空域并且对UAV和驾驶员分配空域的空间时间切片来管理管制空域的部分。在一个示例中，ASA代表ATC管理空域。在特定实施例中，ASA实际在功能性上变得能够在例如由ATC托管的服务器中实现，但我们在该描述中对这两者进行区分。
在实施例中，ASA在一个实施例可以例如使用技术发展水平的机制（例如飞行计划/许可机制或上文描述的现有技术通知机制）从ATC请求空域，或在另一实施例中被专门给予空间区域权（例如，在城市中如Google建议的低于500英尺）。
图4是图示用于在管制空域中管理UAV的飞行的方法的特定示例的示意流程图。UAV/远程控制请求ASA准许飞行。该请求可以是路线或只是请求飞行。ASA使用某一协议（例如，超文本传输协议（HTTP）、约束应用协议（CoAP））通过某一无线通信技术（例如，蜂窝、无线局域网（WLAN））与UAV通信并且读取设备的状态和其他参数以及读取UAV是没有遭到入侵的服从合法性设备。后者可以通过例如UAV的嵌入式计算设备的远程认证[https://en.wikipedia.org/wiki/Trusted_Computing]等某一证实机制来执行，由此可以安全测量UAV的状态。使用采用安全存储在UAV中的可信密钥材料（不允许用户/驾驶员改变）验证的技术发展水平的安全协议，ASA与UAV之间的通信可以直接或经由远程控制进行并且被保护免受操纵。
ASA对它管理的空域的空间时间切片（随时间改变的空中部分）发行适合于该设备的受保护的票（考虑到在之前的步骤中获得的它的速度、电池和其他参数）。发行的空间时间切片考虑类地理形势，例如建筑、大树以及较大和较小地标。票可以经由远程控制传递给UAV。为了实现对票的请求并且票的预备，可以使用OAuth框架[https://tools.ietf.org/html/rfc6749]，特别如在对约束环境的验证和授权（ACE）[https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-ace-oauth-authz]中描述的。票的示例是OAuth或ACE访问令牌（token）(JWT[https://tools.ietf.org/html/rfc7519],CWT[https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-ace-cbor-web-token])。
票在UAV上的可信执行环境（TEE）中被处理并且经证实(例如ARM TrustZone[http://www.arm.com/products/security-on-arm/trustzone,在2016年10月6日检索]或GlobalPlatforms TEE(http://www.globalplatform.org/mediaguidetee.asp,在2016年10月6日检索))并且不断监测UAV在空间时间中的位置。如果UAV到达票中规定的空间时间边界，UAV内的自动驾驶应用接管并且使UAV保持在所分配的切片内，而不管它从驾驶员接收什么其他指令或远程控制命令。这例如在UAV中使用可信计算技术来实施。因此，UAV应从未离开它的切片，这提供用于控制空域的高效方法。
为异常情况（如果电池电量低或UAV只是必须在某处着落）预留切片的部分。异常路线可以采用与切片的其他部分相同的方式在不同UAV之间进行分离。
票也可以通过提取表示切片的当前允许区域和UAV的位置的地理信息而在远程控制上使用，从而支持驾驶员在所允许区域中飞行并且通知驾驶员何时接近边界。
UAV在特定场合上将端到端安全状态参数传达到ASA（“心跳”），潜在地经由远程控制。要求来自ASA的安全确认，否则UAV自主采取异常路线（在初始票中描述），从而典型地采用安全方式使UAV悬停或下降。心跳可以例如用采用互联网层安全（例如IPSec）、传输层安全（例如通过安全套接层的HTTP或通过传输层安全的HTTP）或应用层安全（例如安全外壳）来保护的简单HTTP或CoAP请求/响应来实现。
ASA可以通过确认消息废除票并且撤回或替换发出的票使得给定切片不再得到允许。以该方式，优先的UAV或其他飞机可以接管之前预留的切片，例如当需要跨城市紧急交付心脏起搏器时或在其他紧急情形中。相同机制可以适用于临时防止商业飞行交通，其在这样的情况下具有较低优先级。优先级可以在票中规定，或是某一其他声明，从而使UAV能够向彼此以及向当局证明它们有哪个优先级。备选地，优先级可以只是为ASA/ATA所知并且用作用于重新指挥交通的手段。
如上文提到的，提出的解决方案是用于空域授权的方法和系统，其例如代表ATC通过对UAV和驾驶员分配空间时间切片来管理管制空域的部分。在一个实施例中，不管UAV是否已请求切片，ASA在定期的基础上从ATC请求空域。参见图4。这与遗留提交飞行计划/许可规程相比略为不同之处在于，请求的是空域而不是飞行计划。空域不必然具有起始点和目的地。
在备选实施例中，ASA首先从UAV接收对切片的请求，并且然后ASA对空域提出请求。这很好地映射到采用ATC的遗留“事先通知”规程。
切片和轨迹
空间时间的切片化允许管理大量UAV的高效使用。图5给出空间区域如何可以在不同UAV之间安全共享的简单示例。为了简单起见，空间被视为1维而不是3维。x=a与x=b之间的区域根据对第一UAV（UAV1）与第二UAV（UAV2）已分配的切片而在它们之间被分时（time-shared）。图5中的切片可以用以x和t表示的线性方程来表达，这些线性方程易于分析UAV位置并且与之比较。
图5示出UAV1和UAV2的轨迹。UAV1从a飞到b、在b处持续一段时间地静止不动并且然后飞回a。UAV2也经过b，但是在UAV1位于b之前和之后。因为空间时间切片被很好分离，并且只要UAV保持在它们的分配切片内则在UAV之间就没有碰撞的风险。
图6图示2维空间的UAV切片和轨迹的示例。该切片再次采用线性方程表达，从而使得证实变简单。这同样适用于3维空间。
将意识到本文描述的方法和布置可以采用多种方式实现、组合和重新布置。
例如，实施例可以在硬件中或在软件中实现以供适合的处理电路执行，或其组合中实现。
本文描述的步骤、功能、规程、模块和/或块可以使用任何常规技术在硬件中实现，例如分立电路或集成电路技术，其包括通用电子电路和专用电路。
备选地或作为补充，本文描述的步骤、功能、规程、模块和/或块中的全部或至少一些可以在例如计算机程序等软件中实现以供适合的处理电路（例如一个或多个处理器或处理单元）执行。
处理电路的示例包括但不限于一个或多个微处理器、一个或多个数字信号处理器（DSP）、一个或多个中央处理单元（CPU）、视频加速硬件和/或任何适合的可编程逻辑电路，例如一个或多个现场可编程门阵列（FPGA）或一个或多个可编程逻辑控制器（PLC）。
还应理解可能可以重新使用其中实现所提技术的任何常规设备或单元的一般处理能力。还可能可以重新使用现有软件，例如通过对现有软件重新编程或通过添加新的软件组件。
根据所提技术的方面，提供有在无人飞行载具UAV或用于UAV的远程控制中的装置，其配置成在管制空域中对UAV执行操作会话，其中装置配置成将对准许在管制空域中操作的请求传送到空域授权功能，并且从空域授权功能接收对准许操作的请求的答复。装置进一步配置成如果准许操作得到批准则做以下事情：从空域授权功能接收包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；在空间和时间上监测UAV的位置；并且如果UAV的位置在空间时间区域内且UAV在离空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达空间时间区域的地理边界，则直接或在预定时间后激活UAV的辅助控制来帮助UAV的操作者使UAV保持在空间时间区域内。
如上文提到的，辅助控制可以采用各种方式实现。在实施例中，装置可以配置成向UAV的操作者发送消息来通知操作者UAV在接近空间时间区域的地理边界。在另一实施例中，装置可以配置成修改来自用于UAV的远程控制的控制命令以便使UAV保持在空间时间区域内。又在另一实施例中，装置可以配置成不依赖来自用于UAV的远程控制的控制命令来操纵UAV以便使UAV保持在空间时间区域内。
ASA与UAV之间的通信应被保护免受操纵，并且ASA和UAV两者都应能够证实另一方可被信任。从而，在实施例中，装置配置成使用牵涉空域授权功能的验证的安全协议来与空域授权功能通信。
在实施例中，装置配置成将端到端安全状态参数发送到空域授权功能并且从空域授权功能接收作为响应的确认。装置在一个实施例中配置成从空域授权功能接收确认，其包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息。在特定实施例中，装置配置成在UAV的操作会话期间在经常性场合上向空域授权功能发送端到端安全状态参数。在这样的实施例中，装置配置成如果在这些经常性场合之一未能从空域授权功能接收到确认则激活UAV的辅助控制。
在应激活UAV的辅助控制的另一可能事件是假如UAV与远程控制之间的通信被丢失。从而，在实施例中，装置配置成如果UAV与用于UAV的远程控制之间的通信失败则激活UAV的辅助控制。
如上文提到的，包括关于UAV操作所在的空间时间区域的信息的消息在一个实施例中可以实现为受保护的票。从而，在一个实施例中，装置配置成通过接收对于空间时间区域的受保护的票来接收包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息，其中保护该票以防篡改和/或被加密。
根据所提技术的特定方面，提供有无人飞行载具，其包括根据上文的装置。
图7是图示根据实施例基于处理器-存储器实现的装置100的示例的示意框图。在该特定示例中，装置100包括至少一个处理器110和存储器120，该存储器120包括指令，这些指令在由至少一个处理器110执行时促使至少一个处理器110在管制空域中对UAV执行操作会话。
根据所提技术的另一方面，提供有这样的装置，其配置成在管制空域中对无人飞行载具UAV实现操作会话的执行，其中装置配置成在从UAV或用于UAV的远程控制接收对准许在管制空域中操作的请求时评估这样的请求，并且将对准许操作的请求的答复传送到UAV或用于UAV的远程控制。装置进一步配置成如果准许操作得到批准则做以下事情：为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；以及将包括关于空间时间区域的信息的消息传送到UAV或用于UAV的远程控制。
在特定实施例中，装置进一步配置成从ATC获得对于在管制空域中操作的许可。
在实施例中，装置配置成通过使用例如远程认证或密封存储等可信计算技术证实UAV是否是服从合法性设备来评估对准许操作的请求。
在实施例中，装置配置成使用牵涉UAV和/或UAV的操作者的验证的安全协议来与UAV或用于UAV的远程控制通信。在这样的实施例中，装置在一个实施例中可以配置成向UAV或用于UAV的远程控制发送确认以作为对从UAV或用于UAV的远程控制接收端到端安全状态参数的响应。在特定实施例中，确认包括关于UAV在其中操作的空域的空间时间区域的信息。
在实施例中，装置配置成基于管制空域内的地理条件和/或天气条件来为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作。在另一实施例中，装置配置成基于对于UAV的操作性能参数（例如速度、电池使用时间等）来为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作。
在实施例中，装置配置成基于如与管制空域内其他交通相比UAV的优先级来为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作。
在实施例中，装置配置成通过对空间时间区域发行受保护的票来为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作，并且通过传送该受保护的票来传送包括关于空间时间区域的信息的消息，其中保护该票以防篡改和/或被加密。
在实施例中，为要求UAV采取异常路线的异常情况（例如如果电池电量低或UAV与远程控制之间的连接丢失，或UAV只是必须在某处着落等）预留空间时间区域的部分。
在一个实施例中，装置包括在空域授权功能中。
图8是图示根据实施例基于处理器-存储器实现的装置200的示例的示意框图。在该特定示例中，装置200包括至少一个处理器210和存储器220，该存储器220包括指令，这些指令在由至少一个处理器210执行时促使至少一个处理器210在管制空域中对UAV实现操作会话的执行。
图9是图示根据实施例基于硬件电路实现的装置300的另一示例的示意框图。适合的硬件电路310的特定示例包括一个或多个适当配置或可能可重新配置的电子电路，例如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或任何其他硬件逻辑，例如基于互连以连同适合的寄存器（REG）和/或存储器单元（MEM）320执行专门功能的离散逻辑门和/或双稳态多谐振荡器(flip-flops)的电路。
可选地，装置300还可以包括通信电路330。该通信电路330可以包括用于与网络中的其他设备和/或网络节点进行有线和/或无线通信的功能。在特定示例中，通信电路330可以基于用于与一个或多个其他节点通信（包括传送和/或接收信息）的无线电电路。通信电路330可以互连到处理器110；210和/或存储器120；220。通信电路330可以互连到硬件电路310和/或REG/MEM 320。通过示例方式，通信电路330可以包括以下中的任一项：接收器、传送器、收发器、输入/输出（I/O）电路、输入端口和/或输出端口。
也可能提供基于硬件和软件的组合的解决方案。实际硬件-软件分区可以由系统设计者基于许多因素（包括处理速度、实现成本和其他要求）来决定。
图10是图示根据实施例的计算机实现400的示例的示意图。在该特定示例中，本文描述的步骤、功能、规程、模块和/或块中的至少一些在计算机程序425；435中实现，该计算机程序采用存储器的形式装载到计算机可读存储介质420内以供处理电路（包括一个或多个处理器410）执行。处理器410和存储器彼此互连以实现正常软件执行。可选的输入/输出设备440也可以互连到处理器410和/或存储器来实现例如输入参数和/或所得输出参数等相关数据的输入和/或输出。
术语‘处理器’在一般意义上应解释为能够执行程序代码或计算机程序指令来执行特定处理、确定或计算任务的任何系统或设备。
包括一个或多个处理器410的处理电路从而配置成在执行计算机程序425时执行明确定义的处理任务，例如本文描述的那些。
处理电路不必专用于仅执行上文描述的步骤、功能、规程和/或块，而也可以执行其他任务。
在特定实施例中，用于在管制空域中对无人飞行载具UAV执行操作会话的计算机程序425；435包括指令，其在由至少一个处理器410执行时促使处理器410准备对准许在管制空域中操作的请求以传输到空域授权功能、处理从空域授权功能接收的对准许操作的请的答复以及如果准许操作得到批准则做以下事情：处理从空域授权功能接收的消息，其包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；在空间和时间上监测UAV的位置；并且如果UAV的位置在空间时间区域内且UAV在离空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达空间时间区域的地理边界，则直接或在预定时间后激活UAV的辅助控制来帮助UAV的操作者使UAV保持在空间时间区域内。
在另一实施例中，用于在管制空域中对无人飞行载具UAV实现操作会话的执行的计算机程序425；435包括指令，这些指令在由至少一个处理器410执行时促使处理器410在从UAV或用于UAV的远程控制接收对准许在管制空域中操作的请求时评估这样的请求、准备对准许操作的请求的答复以传输到UAV或用于UAV的远程控制以及如果准许操作得到批准则做以下事情：为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分；以及准备包括关于空间时间区域的信息的消息以传输到UAV或用于UAV的远程控制。
在特定实施例中，用于在管制空域中对无人飞行载具UAV实现操作会话的执行的计算机程序425；435包括指令，这些指令在由处理器410执行时促使处理器410从ATC获得对于在管制空域中操作的许可。
提出的技术还提供载体，其包括计算机程序，其中该载体是电子信号、光信号、电磁信号、磁信号、电信号、无线电信号、微波信号或计算机可读存储介质中的一个。
通过示例方式，软件或计算机程序425；435可以实现为计算机程序产品，其通常在计算机可读存储介质420；430（尤其是非易失性介质）上承载或存储。计算机可读介质可以包括一个或多个可移除或不可移除存储器设备，其包括但不限于只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、紧致盘（CD）、数字多功能盘（DVD）、蓝光盘、通用串行总线（USB）存储器、硬盘驱动（HDD）存储设备、闪速存储器、磁带或任何其他常规存储器设备。计算机程序从而可以装载到计算机的操作存储器或等效处理设备内以供其处理电路执行。
图11是图示根据任何实施例的UAV 10/远程控制30的示意框图，该UAV 10/远程控制30包括装置100；300；400。
图12是图示根据任何实施例的空域授权功能20的示例的示意框图，该空域授权功能20包括装置100；200；300；400。
在由一个或多个处理器执行时，本文呈现的流程图或多个图可以视为计算机流程图或多个图。对应装置可以定义为一组功能模块，其中由处理器执行的每个步骤对应于功能模块。在该情况下，功能模块实现为在处理器上运行的计算机程序。
驻留在存储器中的计算机程序从而可以组织为合适的功能模块，其配置成在由处理器执行时执行本文描述的步骤和/或任务的至少部分。
图13是图示用于在管制空域中对UAV执行操作会话的UAV或用于UAV的远程控制中的装置500的示例的示意图。该装置500包括：传输模块510，用于将对准许在管制空域中操作的请求传送到空域授权功能；接收模块520，用于从空域授权功能接收对准许操作的请求的答复，并且如果准许操作得到批准，则接收包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息，其中该空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分。装置500进一步包括：监测模块530，用于如果准许操作得到批准则在空间和时间上监测UAV的位置；和辅助控制模块540，用于如果准许操作得到批准则帮助UAV的操作者使UAV保持在空间时间区域内，其中如果UAV的位置在空间时间区域内且如果UAV在离空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达空间时间区域的地理边界，则直接或在预定时间后激活辅助控制模块540。
图14是图示用于在管制空域中对UAV实现操作会话的执行的装置600的示例的示意图。该装置600包括：评估模块620，用于在从UAV或用于UAV的远程控制接收对准许在管制空域中操作的请求时评估这样的请求；传输模块630，用于将对准许操作的请求的答复传送到UAV或用于UAV的远程控制，并且如果准许操作得到批准则将包括关于对于UAV操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息传送到UAV或用于UAV的远程控制，其中空间时间区域定义为随时间变化的管制空域的至少一部分。装置600还包括分配模块640，用于如果准许操作得到批准则为UAV分配空域的空间时间区域以在其中操作。
在特定实施例中，装置600进一步包括获得模块610，用于从ATC获得对于在管制空域中操作的许可。
备选地，可能采用相关模块之间合适的互连主要地通过硬件模块或备选地通过硬件来实现图13和14中的模块。特定示例包括一个或多个适当配置的数字信号处理器和其他已知电子电路，例如如前面提到的互连以执行专门功能的离散逻辑门，和/或专用集成电路（ASIC）。可用的硬件的其他示例包括输入/输出（I/O）电路和/或用于接收和/或发送信号的电路。软件与硬件相比的程度纯粹是实现选择。
尽管本实施例已经主要在管制空域中飞行的无人飞行载具的上下文中描述，提出的技术也可能对其他场景和载具（有人驾驶和无人）可被实现，例如地面车辆（例如汽车、卡车等）或水面载具（例如船只、船舶等）。
上文描述的实施例仅仅作为示例给出，并且应理解提出的技术不限于此。本领域内技术人员将理解可以对实施例作出各种修改、组合和改变而不偏离如由附上的权利要求所定义的本范围。特别地，不同实施例中的不同的部分解决方案在技术可能的情况下可以在其他配置中组合。

Claims (54)

1.一种由无人飞行载具UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）执行的方法，所述远程控制（30）通过控制命令与所述UAV（10）通信并且控制所述UAV（10），以用于在管制空域中对所述UAV（10）执行操作会话，其中所述方法包括以下步骤：
-将准许在所述管制空域中操作的请求传送（S100）到空域授权功能（20）；
-从所述空域授权功能（20）接收（S200）对准许操作的所述请求的答复；以及
-如果准许操作得到批准，则执行下列步骤：
-从所述空域授权功能（20）接收（S300）消息，所述消息包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息，所述空间时间区域定义为随时间变化的所述管制空域的至少一部分；
-在空间和时间上监测（S400）所述UAV（10）的位置；以及
-如果所述UAV（10）的位置在所述空间时间区域内且所述UAV（10）在离所述空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达所述空间时间区域的所述地理边界，则直接或在预定时间后激活（S500）所述UAV（10）的辅助控制来帮助所述UAV（10）的操作者使所述UAV（10）保持在所述空间时间区域内。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述辅助控制包括以下中的至少一个：
-向所述UAV（10）的所述操作者发送消息来通知所述操作者所述UAV（10）在接近所述空间时间区域的地理边界；
-修改来自用于所述UAV（10）的远程控制（30）的控制命令以便使所述UAV（10）保持在所述空间时间区域内；
-不依赖来自用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）的控制命令来操纵所述UAV（10）以便使所述UAV（10）保持在所述空间时间区域内。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包括使用牵涉所述空域授权功能（20）的验证的安全协议来与所述空域授权功能（20）通信。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述方法包括向所述空域授权功能（20）发送端到端安全状态参数并且从所述空域授权功能（20）接收作为响应的确认。
5.如权利要求4所述的方法，其中从所述空域授权功能（20）接收的所述确认包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息。
6.如权利要求4或5所述的方法，其中向所述空域授权功能（20）发送端到端安全状态参数在所述UAV（10）的所述操作会话期间在经常性场合上执行。
7.如权利要求6所述的方法，其中如果在所述经常性场合之一上未能从所述空域授权功能（20）接收到确认，则执行激活（S500）所述UAV（10）的辅助控制的步骤。
8.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中如果所述UAV（10）与用于所述UAV（10）的远程控制（30）之间的通信失败则执行激活（S500）所述UAV（10）的辅助控制的步骤。
9.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中接收（S300）包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息的步骤包括接收对于所述空间时间区域的受保护的票，其中保护所述票以防篡改和/或被加密。
10.一种用于在管制空域中对无人飞行载具UAV（10）实现操作会话的执行的方法，其中所述方法包括以下步骤：
-在从UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）接收对准许在所述管制空域中操作的请求时评估（S20）这样的请求；
-将对准许操作的所述请求的答复传送（S30）到所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）；
-如果准许操作得到批准，则执行下列步骤：
-为所述UAV（10）分配（S40）空域的空间时间区域以在其中操作，所述空间时间区域定义为随时间变化的所述管制空域的至少一部分；以及
-将包括关于所述空间时间区域的信息的消息传送（S50）到所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述方法进一步包括以下步骤：
-从空中交通控制（ATC）获得（S10）在所述管制空域中操作的许可。
12.如权利要求10或11所述的方法，其中评估（S20）对准许操作的所述请求的步骤包括使用可信计算技术证实所述UAV（10）是否是服从合法性设备。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述可信计算技术为远程认证或密封存储。
14.如权利要求10至11中任一项所述的方法，其中所述方法包括使用牵涉所述UAV（10）和/或所述UAV（10）的所述操作者的验证的安全协议来与所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）通信。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述方法包括向所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）发送确认以作为对从所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）接收端到端安全状态参数的响应。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述确认包括关于对于所述UAV（10）操作所在的空域的空间时间区域的信息。
17.如权利要求10至11中任一项所述的方法，其中为所述UAV（10）分配（S40）空域的空间时间区域以在其中操作的步骤基于所述管制空域内地理条件和天气条件中的至少一个。
18.如权利要求10至11中任一项所述的方法，其中为所述UAV（10）分配（S40）空域的空间时间区域以在其中操作的步骤基于所述UAV（10）的操作性能参数。
19.如权利要求10至11中任一项所述的方法，其中为所述UAV（10）分配（S40）空域的空间时间区域以在其中操作的步骤基于如与所述管制空域内的其他交通相比所述UAV（10）的优先级。
20.如权利要求10至11中任一项所述的方法，其中为所述UAV（10）分配（S40）空域的空间时间区域以在其中操作的步骤包括对所述空间时间区域发行受保护的票，并且传送（S50）包括关于所述空间时间区域的信息的消息包括传送所述受保护的票，其中保护所述票以防篡改和/或被加密。
21.如权利要求10至11中任一项所述的方法，其中为要求所述UAV（10）采取异常路线的异常情况预留所述空间时间区域的部分。
22.如权利要求10至11中任一项所述的方法，其中所述方法由空域授权功能执行。
23.一种在无人飞行载具UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）中的装置（100），其配置成在管制空域中对所述UAV（10）执行操作会话，
其中所述装置（100）配置成将对准许在所述管制空域中操作的请求传送到空域授权功能（20）；
其中所述装置（100）配置成从所述空域授权功能（20）接收对准许操作的所述请求的答复；以及
其中如果准许操作得到批准，则所述装置（100）配置成做以下事情：
从所述空域授权功能（20）接收消息，其包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息，所述空间时间区域定义为随时间变化的所述管制空域的至少一部分；
在空间和时间上监测所述UAV（10）的位置；以及
如果所述UAV（10）的所述位置在所述空间时间区域内并且所述UAV（10）在离所述空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达所述空间时间区域的所述地理边界，则直接或在预定时间后激活所述UAV（10）的辅助控制来帮助所述UAV（10）的操作者使所述UAV（10）保持在所述空间时间区域内。
24.如权利要求23所述的装置，其中当激活所述UAV（10）的辅助控制时，所述装置（100）配置成做以下事情中的一个：
向所述UAV（10）的所述操作者发送消息来通知所述操作者所述UAV（10）在接近所述空间时间区域的地理边界；
修改来自用于所述UAV（10）的远程控制（30）的控制命令以便使所述UAV（10）保持在所述空间时间区域内；
不依赖来自用于所述UAV（10）的远程控制（30）的控制命令来操纵所述UAV（10）以便使所述UAV（10）保持在所述空间时间区域内。
25.如权利要求23或24所述的装置，其中所述装置（100）配置成使用牵涉所述空域授权功能（20）的验证的安全协议来与所述空域授权功能（20）通信。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述装置（100）配置成向所述空域授权功能（20）发送端到端安全状态参数并且从所述空域授权功能（20）接收作为响应的确认。
27.如权利要求26所述的装置，其中所述装置（100）配置成从所述空域授权功能（20）接收确认，其包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息。
28.如权利要求26或27所述的装置，其中所述装置（100）配置成在所述UAV（10）的操作会话期间在经常性场合上向所述空域授权功能（20）发送端到端安全状态参数。
29.如权利要求28所述的装置，其中所述装置（100）配置成如果在所述经常性场合之一上未能从所述空域授权功能（20）接收到确认，则激活所述UAV（10）的辅助控制。
30.如权利要求23至24中任一项所述的装置，其中所述装置（100）配置成如果所述UAV（10）与用于所述UAV（10）的远程控制（30）之间的通信失败，则激活所述UAV（10）的辅助控制。
31.如权利要求23至24中任一项所述的装置，其中所述装置（100）配置成通过接收对于空间时间区域的受保护票来接收包括关于操作所在的空域的所述空间时间区域的信息的消息，其中保护所述票以防篡改和/或被加密。
32.如权利要求23至24中任一项所述的装置，其中所述装置（100）包括至少一个处理器（110）和存储器（120），所述存储器（120）包括指令，所述指令在由所述至少一个处理器（110）执行时促使所述至少一个处理器（110）在管制空域中对UAV（10）执行操作会话。
33.一种无人飞行载具（10），其包括如权利要求23至32中任一项的装置。
34.一种装置（200），其配置成在管制空域中对无人飞行载具UAV（10）实现操作会话的执行，
其中所述装置配置成在从UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）接收对准许在所述管制空域中操作的请求时评估这样的请求；
其中所述装置配置成将对准许操作的所述请求的答复传送到所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）；以及
其中如果准许操作得到批准，则所述装置进一步配置成做以下事情：
为所述UAV（10）分配空域的空间时间区域以在其中操作，所述空间时间区域定义为随时间变化的所述管制空域的至少一部分；以及
将包括关于所述空间时间区域的信息的消息传送到所述UAV（10）或对于所述UAV（10）的所述远程控制（30）。
35.如权利要求34所述的装置，其中所述装置进一步配置成从空中交通管制（ATC）获得对于在所述管制空域中操作的许可。
36.如权利要求34或35所述的装置，其中所述装置配置成通过使用可信计算技术证实所述UAV（10）是否是服从合法性设备来评估对准许操作的请求。
37.如权利要求36所述的装置，其中所述可信计算技术为远程认证或密封存储。
38.如权利要求34至35中任一项所述的装置，其中所述装置配置成使用牵涉所述UAV（10）和/或所述UAV（10）的操作者的验证来与所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）通信。
39.如权利要求38所述的装置，其中所述装置配置成向所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）发送确认以作为对从所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）接收端到端安全状态参数的响应。
40.如权利要求39所述的装置，其中所述确认包括关于所述UAV（10）操作所在的空域的空间时间区域的信息。
41.如权利要求34至35中任一项所述的装置，其中所述装置配置成基于所述管制空域内的地理条件和天气条件中的至少一个为所述UAV（10）分配空域的空间时间区域以在其中操作。
42.如权利要求34至35中任一项所述的装置，其中所述装置配置成基于对于所述UAV（10）的操作性能参数为所述UAV（10）分配空域的空间时间区域以在其中操作。
43.如权利要求34至35中任一项所述的装置，其中所述装置配置成基于如与所述管制空域内的其他交通相比所述UAV（10）的优先级来为所述UAV（10）分配空域的空间时间区域以在其中操作。
44.如权利要求34至35中任一项所述的装置，其中所述装置配置成通过对所述空间时间区域发行受保护的票来为所述UAV（10）分配空域的空间时间区域以在其中操作，并且其中所述装置配置成通过传送所述受保护的票来传送包括关于所述空间时间区域的信息的消息，其中保护所述票以防篡改和/或被加密。
45.如权利要求34至35中任一项所述的装置，其中为要求所述UAV（10）采取异常路线的异常情况预留所述空间时间区域的部分。
46.如权利要求34至35中任一项所述的装置，其中所述装置（200）包括至少一个处理器（210）和存储器（220），所述存储器（220）包括指令，所述指令在由所述至少一个处理器（210）执行时促使所述至少一个处理器（210）在管制空域中对UAV（10）实现操作会话的执行。
47.如权利要求34至35中任一项所述的装置，其中所述装置包括在空域授权功能（20）中。
48.一种计算机程序（425；435），用于在由处理器（410）执行时在管制空域中对无人飞行载具UAV（10）执行操作会话，其中所述计算机程序包括指令，所述指令在由所述处理器（410）执行时促使所述处理器（410）用于：
准备对准许在所述管制空域中操作的请求以传输到空域授权功能（20）；
处理从所述空域授权功能（20）接收的对准许操作的所述请求的答复；以及
如果准许操作得到批准，则做以下事情：
处理消息，其包括从所述空域授权功能（20）接收的关于操作所在的空域的空间时间区域的信息，所述空间时间区域定义为随时间变化的所述管制空域的至少一部分；
在空间和时间上监测所述UAV（10）的位置；以及
如果所述UAV（10）的所述位置在所述空间时间区域内并且所述UAV（10）在离所述空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达所述空间时间区域的所述地理边界，则直接或在预定时间之后激活所述UAV（10）的辅助控制来帮助所述UAV（10）的操作者使所述UAV（10）保持在所述空间时间区域内。
49.一种计算机程序（425；435），用于在由处理器（410）执行时在管制空域中对无人飞行载具UAV（10）实现操作会话的执行，其中所述计算机程序包括指令，所述指令在由所述处理器（410）执行时促使所述处理器（410）用于：
在从UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）接收对准许在所述管制空域中操作的请求时评估这样的请求；
准备对准许操作的所述请求的答复以传输到所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）；以及
如果准许操作得到批准，则做以下事情：
为所述UAV（10）分配空域的空间时间区域以在其中操作，所述空间时间区域定义为随时间变化的所述管制空域的至少一部分；以及
准备包括关于所述空间时间区域的信息的消息以传输到所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30）。
50.如权利要求49所述的计算机程序，其中所述计算机程序进一步包括指令，所述指令在由所述处理器（410）执行促使所述处理器（410）从空中交通管制（ATC）获得对于在所述管制空域中操作的许可。
51.一种计算机可读存储介质（420；430），其具有存储在其上的如权利要求49和/或50所述的计算机程序（425；435）。
52.一种在无人飞行载具UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）中用于在管制空域中对所述UAV（10）执行操作会话的装置（500），其中所述装置（500）包括：
-传输模块（510），用于将对准许在所述管制空域中操作的请求传送到空域授权功能（20）；
-接收模块（520），用于从所述空域授权功能（20）接收对准许操作的所述请求的答复，并且如果准许操作得到批准，则接收包括关于操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息，所述空间时间区域定义为随时间变化的所述管制空域的至少一部分；
-监测模块（530），用于如果准许操作得到批准则在空间和时间上监测所述UAV（10）的位置；以及
-辅助控制模块（540），用于如果准许操作得到批准则帮助所述UAV（10）的操作者使所述UAV（10）保持在所述空间时间区域内，如果所述UAV（10）的所述位置在所述空间时间区域内并且如果所述UAV（10）在离所述空间时间区域的地理边界预定距离内或预计在预定时间内到达所述空间时间区域的所述地理边界，则直接或在预定时间后激活所述辅助控制模块（540）。
53.一种用于在管制空域中对无人飞行载具UAV（10）实现操作会话的执行的装置（600），其中所述装置（600）包括：
-评估模块（620），用于在从UAV（10）或用于所述UAV（10）的远程控制（30）接收对准许在所述管制空域中操作的请求时评估这样的请求；
-传输模块（630），用于将对准许操作的所述请求的答复传送到所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30），并且如果准许操作得到批准则将包括关于对于所述UAV（10）操作所在的空域的空间时间区域的信息的消息传送到所述UAV（10）或用于所述UAV（10）的所述远程控制（30），所述空间时间区域定义为随时间变化的所述管制空域的至少一部分；
-分配模块（640），用于如果准许操作得到批准则为所述UAV（10）分配空域的所述空间时间区域以在其中操作。
54.如权利要求53所述的装置（600），其中所述装置（600）进一步包括获得模块（610），用于从空中交通管制（ATC）获得对于在所述管制空域中操作的许可。
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