CN109677445B - 操作无人驾驶飞行器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道车辆和车载安全无人机。本申请提供一种用于在涉及公共交通工具(MTV)的紧急情况(尤其是隧道中的紧急情况)下评估损坏并提供乘客帮助方法。该方法包括：(a)在MTV上设置至少一个无人驾驶飞行器(UAV)，每个UAV包括控制器，控制器包括处理器和存储器；(b)在UAV在隧道中的MTV上的同时，由UAV的控制器确定以下中的至少一项：正的或负的加速度是否大于预定加速度；角度是否大于预定角度；温度是否大于预定温度；以及是否存在其浓度大于预定浓度的颗粒、气体或者颗粒和气体；(c)响应于步骤(b)的确定结果，UAV与MTV分离并且在隧道内变为在空中；以及(d)在步骤(c)之后，由UAV执行UAV在隧道内的飞行运动。

Description

操作无人驾驶飞行器的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月18日提交的美国临时申请No. 62/573,817的权益，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及在紧急事件(例如，碰撞、脱轨、不可抗力(恐怖袭击、地震等)或火车的基础设施被禁用的任何其他类型的紧急事件) 期间向火车的乘客和乘务人员提供帮助，更具体地，涉及使用无人驾驶飞行器(UAV)自主地、半自主地或在UAV操作员的控制下提供这种帮助。

背景技术

迄今为止，响应于涉及诸如公共交通工具(MTV)的火车的紧急事件的发生，在紧急事件的发生与第一响应者到达来帮助乘客和乘务人员之间经常存在延迟,可能是严重延迟。这种延迟是由于需要识别紧急事件并且响应该紧急事件而将第一响应者派遣到紧急事件的位置而引起的，该位置有时可能是远程的或难以接近的。

将第一响应者派遣到在隧道中发生的紧急事件的挑战特别具有挑战性，这是因为在隧道中MTV的入口(即，隧道的任一端上的用于 MTV通过的开口和/或隧道的紧急入口)通常形成在隧道的一个或多个墙壁中。

因此，希望提供一种位于MTV上的装置，该装置构造为在发生碰撞事件或任何其他紧急事件时(优选地，最好在第一响应者的到达之前)向MTV的乘客和乘务人员提供快速帮助。

发明内容

总体地，提供了一种改进的设备和方法，用于在涉及公共交通工具(MTV)的紧急情况(尤其是隧道中的紧急情况)下评估损坏并提供乘客帮助。

根据一个优选且非限制性实施例，本文公开了一种MTV，例如，配备有一个或两个或更多个无人驾驶飞行器(UAV)(也被称为无人机)的公共交通工具(MTV)。每个UAV可以被编程为自主地、半自主地和/或手动控制操作以响应紧急事件，尤其是在隧道内发生的紧急事件。这种紧急事件的示例包括但不限于：过度加速(正或负)，例如，指示碰撞或脱轨事件；MTV的一个或多个车厢的过大角度，例如，指示所述车厢向一侧、向前或向后过度倾斜、指示碰撞或脱轨事件；温度超过阈值温度，例如，指示MTV上或附近的火灾；和/或与点火事件或火灾相关的烟雾(例如，颗粒和/或气体)。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，响应于检测到紧急事件(或由某些外部装置检测到紧急事件)，每个UAV可以(自主地或响应于手动启动的信号)从MTV分离并且变为在空中，在空中无人机可以自主地、半自主地或在操作员(例如，远离隧道的操作控制中心 (OCC)的操作员)的控制下执行飞行运动。在响应于紧急事件的飞行期间，UAV可以成为真实或虚拟紧急助手或操作员的眼睛和存在，以响应于紧急事件来评估和采取行动，例如，帮助乘客和操作员撤离紧急事件的现场。在示例中，UAV可以响应于紧急事件自主地或在OCC 的操作员的控制下或其组合地(即，半自主地)采取行动。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，每个UAV可响应于来自MTV的手动启动信号而分离，并且响应于未由UAV上的传感器触发的事件而变为空降。例如，可以使每个UAV响应于由于MTV的轨道或路径上或隧道中的障碍物使得MTV停止而变为在空中。在该示例中，可以使每个飞行UAV变为在空中并且可以由MTV的驾驶员、OCC的操作员或其组合来控制。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，UAV的半自主操作可以包括UAV被编程为在飞行期间自主地检测和避开物体，从而解放UAV 的操作员(例如，OCC的操作员)，从而控制UAV的总体操作和飞行，同时避免UAV移动到与操作员未检测到的物体(例如，隧道的墙壁或碰撞事件中的碎片)接触的可能性。在示例中，UAV可以经由车载摄像头、车载雷达系统或其组合来检测物体，并且UAV的控制器或处理器可以被编程或构造为处理摄像头和/或雷达的输出，并且基于所述输出来执行碰撞避免算法，该算法可以检测靠近UAV或在UAV的飞行路径中的物体，并使UAV自动采取行动以避免UAV飞行成接触物体。在一个示例中，该自动动作可以独立于UAV的操作员控制。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，当隧道中的可见度有限时(例如，当隧道中存在烟雾时)，可以使用雷达系统。在一个示例中，雷达系统输出的反射无线电波可以由雷达系统的接收器接收，该接收器可以处理反射的无线电波以产生UAV环境的虚拟图像，UAV 的操作员可以使用该虚拟图像来控制UAV的飞行运动和/或UAV可以自主地使用该虚拟图像来控制其飞行运动。对接收的反射无线电波的这种处理可以由UAV的控制器的处理器或OCC的处理器进行。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，一个或多个UAV可以通过包括在无线车载接收器或UAV或MTV的收发器接收的无线通信中的或者根据所述无线通信确定的信息在诸如隧道的环境中自定位或被自定位。例如，可以设想，在未来的蜂窝通信协议(例如，5G)中，蜂窝数据当前或可以包括这样的信息，每个UAV可以根据该信息在环境中自己进行自定位或者例如通过MTV的控制器来进行自定位，该信息可以单独使用或与其他数据(例如，摄像头数据和/或雷达数据等) 组合使用，以控制UAV的飞行运动和/或UAV可以使用该信息自主地控制其在环境中的飞行运动。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，UAV可包括一个或多个摄像头，用于获取紧急事件的现场的图像并且可选地将所述图像传送到OCC。UAV还可以包括音频扬声器和/或照明系统，其可以用于将口头命令(例如，预编程到UAV的控制器中的口头命令或来自OCC的口头命令)传送到紧急事件现场并且提供光亮以引导乘客和工作人员到安全地点。UAV还可以包括麦克风，以便于在紧急事件现场和OCC之间的声音通信(例如，语音通信)。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，UAV可包括以下中的一个或多个：用于检测用于乘客撤离的安全通道的装置；用于检测或扫描隧道中的紧急事件处或紧急事件附近的温度的装置；用于检测烟雾、可燃气体和/或一氧化碳(CO)的不安全水平的装置；用于呼叫应急人员的装置；以及用于向应急人员和乘客提供安全指示的装置。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，用于检测用于乘客撤离的安全通道的装置可包括UAV，其包括以下中的一个或多个：第一摄像头，其在人类可见光谱中操作(例如，在照明条件中使用)；第二摄像头，其在除人类可见光谱之外的光谱中(例如，在红外光谱中) 操作，以在低可见光条件或无可见光条件中使用；雷达系统，其输出无线电波并接收反射的无线电波(例如，由在飞行中的UAV用于物体检测并在低可见光条件或无可见光条件中使用)；以及灯，其用于紧急事件现场和紧急事件现场附近区域的可见照明。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，用于检测或扫描温度的装置可包括双金属温度传感器、电阻温度检测器(RTD)、非接触温度传感器(例如，红外传感器)或其组合。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，用于检测烟雾、可燃气体和/或CO的不安全水平的装置可包括常规烟雾和/或CO检测器。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，用于呼叫应急人员的装置可包括发射器或收发器，其构造为经由无线系统与应急人员无线通信。在示例中，发射器或收发器可以是使用无线电波或可见光或不可见光进行通信的无线电或光学发射器或收发器。在示例中，无线系统可以是局域网(LAN)广域网(WAN)、蜂窝网络或其组合。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，用于向应急人员和乘客提供安全指示的装置可包括用于输出语音指令和/或光的扬声器。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，每个UAV可以存储在 MTV的车厢上的壳体(enclosure)中。在一个示例中，每个UAV可以在可能的情况下通过MTV携带的太阳能电池充电。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，每个UAV可以构造和/ 或控制为在紧急事件期间执行除支持之外的操作。例如，UAV可用于检查和收集关于MTV、MTV的轨道或路径和/或与MTV的操作相关的地形的数据。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，隧道可包括可用于在 OCC与每个UAV之间的通信的无线系统。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，无线系统可包括无线电、红外和/或超声发射器，其可发射可由UAV的一个或多个合适的传感器接收的无线电信号、无线红外信号和/或无线超声信号。在示例中，用于接收无线电信号的传感器可以包括耦接到UAV的无线电接收器或收发器的天线。用于接收红外信号的传感器可包括红外光学检测器。用于接收超声信号的传感器可包括基于压电或电容的检测器。

在一个示例中，无线信号可包括位置数据，当卫星GPS信号不可用或者UAV不能利用卫星GPS信号用于此目的时(例如，当没有或不足的卫星GPS信号可以到达隧道中的UAV时)，UAV可以利用该位置数据来确定其地点或位置(例如，在隧道中)。然后，该位置数据可用于控制UAV例如在隧道中的飞行运动。

在示例中，UAV的一个或多个合适的传感器可以包括耦接到UAV 的控制器的GPS接收器66(图2)，所述GPS接收器66用于在可用时接收卫星GPS信号。基于所接收的卫星GPS信号和关于对UAV可用的隧道的地图数据，UAV的控制器可以通过某种方式控制UAV在隧道内的飞行，以避免UAV移动到与隧道的墙壁接触。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，无线系统可以广播本地定位信号，而不是源自卫星的GPS信号。UAV的天线和无线电接收器可以接收经由无线系统广播的本地定位信号。UAV的控制器可以使用嵌入在本地定位信号中的本地位置数据、以及对控制器可用的隧道的地图数据，以通过某种方式控制UAV在隧道内的飞行，以避免 UAV移动到与隧道的墙壁接触。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，无线电信号、红外信号、和/或超声信号可以同样地或替代地用于经由无线系统在 UAV和OCC之间的通信。为此，每个UAV可以包括天线和无线电收发器，用于当用作无线电天线时经由无线系统在UAV和OCC之间进行无线电通信。同样地或替代地，每个UAV除了用于红外和/或超声通信的红外和/或超声检测器性质的一个或多个接收传感器之外，还可包括一个或多个红外和/或超声发射器。在这种情况下，无线系统除了红外和/或超声发射器之外，还可以包括红外和/或超声接收器。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，每个UAV可配置为利用机载空气/烟雾传感器分析空气质量(或化学品/烟雾/颗粒)。在一个示例中，UAV可以局部地分析空气质量，并且可以通过UAV的控制器或UAV的操作者对要采取的动作(在可选的方向上撤离等)做出决定。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，每个UAV可配置为自主地(即，不接收来自OCC的命令)打开或释放MTV的车厢的门、紧急逃生途径(窗户、逃生门)等。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，MTV可包括两个或更多个例如用于冗余或用于彼此协调的UAV。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，每个UAV可以在除了端部车厢之外的车厢中(例如，每个UAV可以从MTV的任一端位于第三个车厢(车辆)上)，以减少或者避免UAV受到紧急事件的影响和/或使得UAV有足够的时间通过位于UAV本身的或一个车厢(通常是前部的车厢)上的传感器来检测撞击(或表示事故的加速度)，并且为了不受例如事故/碰撞的紧急事件的影响而腾空。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，UAV可以通过拍摄紧急事件的录像来记录紧急事件。UAV上的传感器可以检测UAV经受的加速度，并且当达到预定的加速度(正或负)阈值时从车厢中起飞。该阈值可小于最大加速度水平(正或负，即加速或减速)，该最大加速度水平表示UAV在不会遭受损坏的情况下可承受的最大加速度水平。一旦达到该阈值，UAV可以例如自主地起飞，以避免损坏或被波及到例如MTV碰撞的紧急事件中。可以在一定时间内测量加速度水平以确定冲击或撞击的严重性。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，UAV可以(在视觉上利用例如激光器的灯、或在听觉上经由扬声器利用声音指令、或通过经由UAV的无线电发射器或收发器直接向乘客的蜂窝电话发送信号)直接与MTV上的乘客通信。例如，可以要求乘客打开他们的蜂窝电话灯以产生安全照明，或者乘客可以在他们的电话上接收指令(即，书面的/文本说明或图形说明)。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，UAV可以将安全设备运送给乘客和工作人员。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，UAV可以配置为识别具有残障的乘客并向他们提供特殊帮助，或者经由UAV的扬声器请求同伴乘客向残障的乘客提供帮助。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，UAV可以配置有识别算法，该识别算法使得UAV能够识别可疑包裹、将其抬起、并使其无法对乘客造成伤害，即，UAV可以拿起车辆内的可疑包裹、通过门或窗户或其他开口离开车辆、并将包裹丢弃在安全区域。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，UAV可配备有一个或多个激光器以查探乘客要遵循的路径/通路。在一个示例中，UAV 可以配备有不同的传感器以评估紧急情况。例如，UAV可配备有传感器，其能够对乘客进行计数、引导乘客，和/或与MTV、或隧道、或轨道、或MTV路径进行交互以将乘客疏散到安全地点。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，虽然两个或更多个UAV可以独立地或冗余地起作用，但是它们也可以合作地/组合地起作用以分割要完成的任务、在物理上位于不同的位置、和/或相互交互，以完成将要求或受益于使用两个或更多个UAV的相同任务。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，可以在两个UAV 之间、或者在UAV和MTV的车厢之间、在UAV和轨道之间、或者在 UAV和MTV的乘客和/或工作人员之间进行交互。在示例中，UAV可以在隧道中操作或不在隧道中操作。在一个示例中，UAV可以通过例如飞入火中来牺牲自身以便检测重要参数(例如火的类型、燃烧产物等)。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，本文公开了在MTV 附近操作一个或多个UAV的方法，包括：在所述MTV上提供UAV；然后检测涉及所述MTV的事件；然后根据所述事件指示UAV与所述MTV 分离。

该方法可以进一步包括使用UAV上的传感器来检测事件。

该方法可以进一步包括在UAV连接到MTV时检测事件，可操作所述传感器以检测加速度、温度和烟雾中的至少一个。

该方法可以进一步包括确定至少两个UAV中的哪一个更靠近发生事件的位置。

该方法可以进一步包括在检测到事件可能对所述UAV的完整性有害时，所述至少两个UAV中的至少一个从MTV起飞。

该方法可以进一步包括所述至少两个UAV中的至少一个将其自身定位在门附近，以引导乘客朝向远离所述MTV的安全区域。

在该方法中，检测事件可以包括接收由MTV的乘客或工作人员发起的信号。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，本文还公开了用于MTV的现场观察系统，包括：搁置在车轮上的车身，车身具有车顶和侧门；以及位于所述车顶上的UAV，所述UAV纵向位于所述车身的中部。

UAV可配备有控制器和用于检测烟雾、加速度和温度中的至少一个的一个或多个传感器，在利用所述一个或多个传感器检测到烟雾、加速度和温度中的至少一个的水平超过预定阈值时，可操作所述控制器以从所述车顶启动所述UAV。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，本文还公开了列车，其至少包括彼此顺序地连接的第一车厢、中间车辆、和最后车厢，其中中间车辆配备有在其顶部上的UAV对接站以及适于对接到所述对接站的UAV，所述UAV配备有传感器和控制器，在从所述传感器接收到指示感测值超过预定阈值的信号时可操作所述控制器以启动所述UAV，可操作传感器以检测加速度、角度、温度和光中的一个。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，本文还公开了操作位于至少部分封闭的环境中的轨道车辆附近的UAV的方法，包括：在所述至少部分封闭的环境内提供用于所述UAV的对接站；提供附接到所述对接站的所述UAV；提供本地定位系统，其允许所述UAV在至少部分封闭的环境中对其自身物理地定位；然后，当所述MTV在所述至少部分封闭的环境内时，检测涉及所述MTV的事件；然后根据所述事件指示所述UAV从所述对接站起飞；然后导航所述UAV靠近所述轨道车辆的门。

该方法可以进一步包括使UAV向下朝向地面投射光，以便照亮轨道车辆的乘客或工作人员前方的地面。

该方法可以进一步包括UAV引导乘客和/或工作人员朝向至少部分封闭的环境的出口。

在一个优选的且非限制性的实施例或示例中，本文还公开了操作位于隧道中的轨道车辆附近的UAV的方法，该方法包括：提供轨道车辆；提供UAV；提供所述轨道车辆的顶部附近的UAV对接站；提供本地定位系统，其允许所述UAV在至少部分封闭的环境中对其自身物理地定位；然后使用所述UAV检测涉及所述轨道车辆的所述隧道内的事件；然后根据所述事件指示所述UAV从所述对接站起飞；然后，至少部分地基于所述本地定位系统，在隧道和所述轨道车辆之间限定的空间中导航所述UAV。

该方法可以进一步包括所述本地定位系统使用安装到隧道的信标。

该方法可以进一步包括所述信标发射无线电波、红外线波或超声波中的一种。

该方法可以进一步包括编码所述波，使得UAV的控制器可以计算UAV的空间位置。

该方法可以进一步包括提供两个UAV。

在以下内容中阐述了进一步优先和非限定性实施例或方面。

本公开提供一种方法，包括以下步骤：（a）在公共交通工具（MTV）上设置至少一个无人驾驶飞行器（UAV），每个UAV包括控制器，所述控制器包括处理器和存储器；（b）在所述UAV在隧道中的所述MTV上的同时，由所述UAV的控制器确定下列各项中的至少一项：正的或负的加速度是否大于预定加速度；角度是否大于预定角度；温度是否大于预定温度；以及是否存在其浓度大于预定浓度的颗粒、气体或两者；（c）响应于步骤（b）的确定结果，所述UAV与所述MTV分离并且在所述隧道内变为在空中；以及（d）在步骤（c）之后，由所述UAV执行所述UAV在所述隧道内的飞行运动。

在一个实施例中，步骤（d）可以包括：由所述UAV自主执行飞行运动，由所述UAV在位于所述隧道外的操作员的控制下执行飞行运动，或者由所述UAV部分地在位于所述隧道外的操作员的控制下且部分自主地执行飞行运动。

在一个实施例中，步骤（c）可以包括：所述UAV自主地变为在空中，或者响应于远程启动命令而变为在空中。

在一个实施例中，所述隧道可以包括构造为输出无线信号的局域无线系统；并且所述UAV可以包括用于接收由所述局域无线系统输出的无线信号的传感器，并且所述控制器可以构造为处理接收到的无线信号以：确定所述UAV在所述隧道中的空间位置，控制所述UAV在所述隧道中的飞行运动，或者确定所述UAV在所述隧道中的空间位置并且控制所述UAV在所述隧道中的飞行运动。

在一个实施例中，所述无线信号可以包括下列各项之一：无线电信号、红外信号和超声信号；并且所述传感器可以包括用于接收相应的无线电信号、红外信号或超声信号的天线、红外检测器或超声检测器。

在一个实施例中，控制所述UAV在所述隧道中的飞行运动可以包括将所述UAV布置在所述隧道的入口或出口附近。

在一个实施例中，所述UAV可以包括耦接至所述控制器的一个或多个加速度计，每个加速度计构造为输出与所述加速度、所述角度或者所述加速度和所述角度的变化相对应的信号；并且所述控制器可以构造为基于每个加速度计输出的信号以及存储在所述存储器中并且与所述预定加速度、所述预定角度或两者相对应的一个或多个值，来确定是否存在大于所述预定加速度的加速度、是否存在大于所述预定角度的角度、或者是否同时存在大于所述预定加速度的加速度和大于所述预定角度的角度。

在一个实施例中，步骤（d）可以包括：响应于所述UAV从位于所述隧道中的一个或多个天线接收到用于飞行运动的命令，由所述UAV执行飞行运动。

在一个实施例中，所述UAV可以包括下列各项中的至少一项：（i）一个或多个摄像头，其中，对于所述UAV的每个摄像头，所述控制器可以构造为经由所述UAV的天线向位于所述隧道中的一个或多个天线输出由所述摄像头获取的视频图像流；（ii）雷达系统，其构造为向所述控制器输出存在物体的指示；（iii）音频扬声器，其耦接至所述控制器，所述控制器可以构造为响应于经由所述UAV的天线从位于所述隧道中的一个或多个天线接收到音频数据而使所述音频扬声器输出音频信号；以及（iv）灯，其中，所述控制器可以构造为控制所述灯的开关状态。

在一个实施例中，所述音频信号可以包括音频声音（例如，嘟嘟声）或音频消息（例如，“出去并且向右移动”）。

在一个实施例中，所述灯可以为LED。

在一个实施例中，所述控制器可以构造为经由所述UAV的天线向位于所述隧道中的一个或多个天线输出存在物体的指示。

在一个实施例中，可以实时地输出存在物体的指示。

在一个实施例中，所述一个或多个摄像头可以包括下列各项中的至少一项：光学视频摄像头，其构造为输出在人类视觉光谱中的视频图像流；以及热感视频摄像头，其构造为输出红外光谱中的视频图像流。

在一个实施例中，可以实时地输出每个视频图像流。

在一个实施例中，所述UAV可以包括下列各项中的至少一项：一个或多个加速度计，其构造为检测加速度、角度或两者；温度传感器，其构造为检测温度；以及烟雾探测器，其构造为检测其浓度大于所述预定浓度的颗粒、气体或两者的存在。

在一个实施例中，所述MTV可以包括多个UAV；并且所述多个UAV可以构造为：自主地协调地执行飞行运动，或者在位于所述隧道外的操作员的控制下协调地执行飞行运动，或者部分自主地或者部分地在位于所述隧道外的操作员的控制下协调地执行飞行运动。

在一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：（e）在步骤（d）之后，将所述至少一个UAV布置在所述MTV的门附近；以及（f）在步骤（e）之后并且在将所述至少一个UAV布置在所述MTV的门附近的同时，由所述UAV输出下列各项中的至少一项：音频信号、音频消息和可见光。

在一个实施例中，所述方法还可以包括以下步骤：（e）在步骤（d）之后，将所述至少一个UAV布置在所述隧道的入口或出口附近；以及（f）在步骤（e）之后并且在将所述至少一个UAV布置在所述隧道的入口或出口附近的同时，由所述UAV输出下列各项中的至少一项：音频信号、音频消息和可见光。

在一个实施例中，在步骤（a）中，每个UAV可以设置在所述MTV的在所述MTV的第一个交通工具和最后一个交通工具之间的交通工具上。

在一个实施例中，所述UAV可以是直升机UAV。

在一个实施例中，步骤（b）还可以包括：确定是否存在（例如，由乘客）手动启动的信号。

附图说明

图1是包括与操作控制中心耦接的无线系统的隧道内的诸如公共交通工具的火车的示意图，示出了根据本文所述的原理的从MTV 上的壳体或隔间调度一对无人驾驶飞行器；

图2是根据本文所述的原理的包括图1所示的每个无人驾驶飞行器的示例性元件的框图；

图3是示出根据本文所述的原理的可以包括图2所示的传感器的各种元件的框图；

图4A和图4B是根据本文所述的原理的示例流程图。

具体实施方式

出于以下详细描述的目的，应理解，除非明确地指出相反情况，否则本发明可以采用各种替代变型和步骤顺序。还应理解，以下说明书中描述的特定装置和方法仅是本发明的示例性实施例、示例或方面。此外，除了在任何操作示例中或另有说明之外，在说明书和权利要求中使用的、在优选且非限制性实施例、示例或方面中表达要素的数量的所有数字应理解为在所有情况下由“约”这个词修饰。因此，除非有相反的指示，否则在以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据本发明要获得的所需性质而变化。至少，并不是试图将等同原则的应用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。

尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但尽可能精确地报告具体示例中列出的数值。然而，任何数值固有地包含必然由其各自的测试测量中发现的标准偏差引起的某些误差。

而且，应该理解的是，本文列举的任何数值范围旨在包括其中包含的所有子范围。例如，“1到10”的范围旨在包括列出的最小值 1和列出的最大值10之间(并且包括列出的最小值1和列出的最大值10)的所有子范围，即，子范围具有等于或大于1的最小值和等于或小于10的最大值。

还应理解，附图中示出的以及以下说明书中描述的特定装置和过程仅是本发明的示例性实施例、示例或方面。因此，与本文公开的实施例、示例或方面有关的具体尺寸和其他物理特征不应视为限制。将参考附图描述本发明的某些优选且非限制性的实施例、示例或方面，在附图中，相同的附图标记对应于相同或功能上等同的元件。

在本申请中，除非另外特别说明，否则单数的使用包括复数并且复数包含单数。另外，在本申请中，除非另外特别说明，否则“或”的使用意味着“和/或”，即使在某些情况下可以明确地使用“和/ 或”。此外，在本申请中，除非另外特别说明，否则“一”或“一个”的使用意味着“至少一个”。

本公开涉及使用一个或多个无人驾驶飞行器(UAV)在列车失能的紧急事件(例如碰撞、脱轨或任何其他类型的紧急事件)期间向列车的乘客和乘务组提供帮助，并且更具体地，在隧道中发生的紧急事件期间，自主地、半自主地或在UAV操作的控制下，使用无人驾驶飞行器(UAV)提供这种帮助。

参考图1，诸如公共交通车辆(MTV)的MTV 2包括多个车厢，例如车厢4-1至4-5。车厢的数量不应被解释为限制意义。

在一个优选且非限制性的实施例或示例中，MTV 2可包括轮子6，例如，轮胎或钢轨轮子，其被配置成以本领域已知的方式沿着具有道路或钢轨性质的路径8滚动。然而，这不应被解释为限制意义，因为还可以设想轮子6可以配置成在单轨上滚动，或者在MTV 2配置成通过磁悬浮而浮在路径8上方的情况下可以完全省略轮子6。

在一个优选且非限制性的实施例或示例中，在MTV 2上提供至少一个无人驾驶飞行器(UAV)10，其也称为无人机(drone)。在一个示例中，如图1所示，MTV 2可以设置有两个或更多个无人机10-1、 10-2等，以便单独使用、用于冗余、或者用于彼此组合或协调。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，每个UAV 10可以容纳在MTV 2的车厢4的壳体12中。例如，UAV 10-1可以容纳在壳体12-1 中和/或UAV 10-2可以容纳在壳体12-2中。在一个示例中，每个壳体12可以纵向地定位在其相应的车厢4的中间处或中间附近。在一个示例中，每个壳体12可以包括对接站(docking station)，其相应的UAV 10可以附于该对接站。在一个示例中，每个UAV 10可以被配置成在确定一个或多个预定事件(例如，一个或多个紧急事件)的发生时离开其相应的壳体12(并且如果提供的话，离开对接站)而与MTV 2分离并且变为在空中(airborne)。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，UAV 10的与一个或多个紧急事件相关的使用找到与涉及在隧道14中行进的MTV 2的一个或多个紧急事件相关的特定应用，在隧道14中应急人员响应一个或多个紧急事件访问MTV 2受限。在一个示例中，设想在涉及MTV 2的紧急事件期间，一个或多个UAV 10可用于向隧道14中的MTV 2 的乘客和乘务组提供自主或远程帮助。虽然设想UAV 10找到与隧道 14中的MTV 2的乘客和乘务组相关的特定应用，这不应被解释为限制意义，因为可以设想一个或多个UAV 10也可以用于帮助隧道14 外的MTV 2的乘客和乘务组。下文中出于描述的目的，将描述一个或多个UAV 10与涉及隧道14中的MTV 2的紧急事件相关的使用。然而，这不应被解释为限制意义。

参考图2并继续参考图1，在一个优选且非限制性实施例或示例中，每个UAV 10可包括控制器20，控制器20包括处理器22和存储器24。在一个示例中，UAV 10可以是包括多个组合转子/电机16的直升机型UAV，这些组合转子/电机以本领域已知的方式在控制器20 的控制下操作，以使UAV 10能够以本领域也已知的方式飞行和执行飞行运动。然而，对作为直升机型UAV的每个UAV 10的描述不应被解释为限制意义，因为可以设想一个或多个UAV 10可以是固定翼型 UAV。在此出于描述的目的，将假设每个UAV 10是直升机型UAV。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，UAV 10可包括可操作地耦接到控制器20的以下元件中的一个或多个：一个或多个摄像头 26；雷达系统28；一个或多个摄像头红外/紫外发射器30；一个或多个传感器32；一个或多个灯34；麦克风36；音频扬声器38；以及与无线电收发器42耦接的天线40。每个UAV 10还可以包括DC电源44，该DC电源44被配置为为UAV10的需要DC电力用于其操作的各种元件20至42的操作供应电力。DC电源44可以利用来自MTV 2的电力和/或来自位于MTV 2的一个或多个车厢4顶上的一个或多个太阳能电池板的电力充电。

参考图3并继续参考图1和图2，在一个优选且非限制性实施例或示例中，所述一个或多个传感器32可包括以下中的一个或多个：一个或多个红外检测器46；一个或多个超声检测器48；一个或多个加速度计50；一个或多个温度检测器52；以及一个或多个烟雾检测器54。然而，这不应被解释为限制意义，因为也可以设想使用其他传感器。此外，应当理解，当用于接收无线电信号时，天线40也可以被认为是传感器，但是其被单独示出。

已经描述了在隧道14中的MTV 2，现在将描述一个优选且非限制性实施例或示例、包括可操作地耦接到控制器20的示例元件的示例UAV 10和使用一个或多个示例UAV 10的方法。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，在MTV 2上提供至少一个UAV 10。UAV 10在隧道14中的MTV 2上时，可以参考一个或多个合适的传感器32的输出来操作UAV 10的控制器20以确定以下事件中的至少一个：大于存储在存储器24中的预定加速度的加速度(加速度计50)(正或负)；大于存储在存储器24中的预定角度的角度 (加速度计50)；大于存储在存储器24中的预定温度的温度(温度传感器52)；以及存在大于存储在存储器24中的一个或多个预定浓度的烟雾(烟雾检测器54)(包括颗粒、气体或者两者)。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，如本文所使用的，当装置(例如，加速度计)的输出被描述为具有大于预定值的值时，应理解为所述“更大的”值可以是以下中的一个或多个：大于存储在存储器24中的预定正值的值、小于存储在存储器24中的预定负值的值、或者大于或小于存储在存储器中的预定绝对值的值。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，响应于UAV 10的控制器20确定前述事件中的至少一个，UAV 10可以与MTV 2分离(在一个示例中，自主地分离)并且在隧道14内变为在空中。此后，控制器20可以使UAV 10在隧道14内执行飞行运动。

在一个优选且非限制性的实施例或示例中，UAV 10可以：在控制器20的单独控制下自主地执行飞行运动；经由在一个或多个信号上调制的命令而在位于隧道14外部的操作员的控制下执行飞行运动，所述一个或多个信号通过一个或多个传感器46、48接收或者通过天线40经由隧道14的无线系统18接收；或者部分自主地和部分在位于隧道14外部的操作员的控制下(即，半自主地)执行飞行运动。在一个示例中，控制UAV 10在隧道14中的飞行运动可以包括将 UAV 10定位在隧道14的入口60或出口62附近。

在一个优选且非限制性的实施例或示例中，UAV 10可以自主地或者响应于远程发起的命令而变为在空中。在UAV自主地变为在空中的示例中，控制器20可以配置为检测前述事件(即，大于预定加速度的加速度、大于预定角度的角度、大于预定温度的温度、以及/或者存在大于一个或多个预定浓度的颗粒、气体或两者)中的一个或多个，并且作为响应，可以使UAV 10在没有任何人为干预的情况下与 MTV 2分离并且变为在空中。以这种方式，响应于检测到紧急事件， UAV 10可以快速地与MTV 2分离，从而避免由紧急事件引起的对UAV10的损坏。

在UAV响应于远程发起的命令而变为在空中的一个优选且非限制性实施例或示例中，远程发起的命令可以是由MTV 2的乘客或乘务员发出的本地命令，例如按下按钮，或者可以通过安装在隧道14中的无线系统18传送到UAV 10并且耦合到操作控制中心(OCC)56。在一个示例中，OCC处的操作员可以使无线系统18输出远程发起的命令，其可以由UAV 10的控制器20经由一个或多个传感器32和/ 或天线40接收。响应于接收到该命令，UAV 10可以与MTV 2分离并且在隧道14内变为在空中。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，设想至少在当MTV 2 运行时，至少UAV10的控制器20和一个或多个传感器32可处于活动、加电和操作状态。以这种方式，UAV 10能够快速响应紧急事件而不必首先启动或初始化到其操作状态。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，无线系统18还可以或替代地输出无线信号，其本质上是本地定位信号，该信号可包括嵌入其中的本地数据，以供控制器20处理以确定UAV 10在隧道14中的空间位置、以控制UAV 10在隧道14中的飞行运动，或确定UAV 10 在隧道14中的空间位置并控制UAV 10在隧道14中的飞行运动。这些无线信号(本质上是本地定位信号)可以包括以下信号中的至少一种：无线电信号、红外信号或超声信号。UAV用于接收这些无线信号的传感器可包括用于接收无线电信号、红外信号或超声信号的相应的天线40、红外检测器46或超声检测器48。这些无线信号由图1中的参考标号58单独地和共同地表示。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，UAV 10可包括耦接到控制器20的一个或多个加速度计50。每个加速度计50被配置为输出与加速度对应的信号。控制器20可以被配置为基于每个加速度计 50输出的信号以及存储在存储器24中的与预定加速度、预定角度或预定加速度和预定角度两者对应的一个或多个值，确定加速度大于预定加速度的存在、角度大于预定角度的存在、或加速度大于预定加速度和角度大于预定角度两者的存在。在示例中，大于预定的加速度(正或负)的加速度(正或负)可以指示MTV 2即将发生碰撞，例如适用完全制动，或MTV 2在行进(in process)中存在碰撞。存在角度大于预定角度可以指示MTV 2的一个或多个车厢4响应于碰撞或脱轨事件而向前、向后或侧向倾斜。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，无线系统18可包括一个或多个天线或信标台(beacon)64。在示例中，无线系统18可包括策略性地定位在隧道14内的多个天线或信标台64，以便于OCC 56 和每个UAV 10之间的通信，并且可选地，向每个UAV提供本地定位信号，以使所述UAV 10的控制器20能够确定UAV 10在隧道14内的位置。在紧急事件中，通过一起使用嵌在本地定位信号中的本地位置数据和包括在控制器20的存储器24中的或者经由无线系统18下载到控制器20的隧道14的地图数据，每个UAV 10的控制器20可以以避免飞入障碍物的方式在隧道14内导航(飞行)、确定用于疏散MTV 2的乘客和全体机组人员的最近开口等。这种开口可包括隧道14的入口60、隧道14的出口62、和/或在隧道14的壁中形成的一个或多个通道，以提供进入和离开隧道14的路径。

在一个优选且非限制性的实施例或示例中，UAV 10在隧道14 内的飞行运动可在OCC 56处的操作员的控制下被自主地、半自主地或完全地执行。在示例中，UAV 10响应于由UAV 10的天线40、红外检测器46和/或超声检测器48从OCC 56经由位于隧道14中的无线系统18接收的飞行运动的命令来执行飞行运动。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，为了在UAV 10在隧道 14中的飞行期间使OCC 56处的操作员能够控制UAV 10，UAV 10可包括以下中的一个或多个：一个或多个摄像头26，每个摄像头都可以向UAV 10的控制器20提供由所述摄像头获取的视频图像流。控制器20又可以通过天线40和无线系统18向OCC 56输出由所述摄像头 26获取的视频图像流。所述一个或多个摄像头26可以包括以下中的至少一个：光学视频摄像头，其被配置为输出人类视觉光谱的视频图像流；以及热感视频摄像头，其被配置为输出红外光谱的视频图像流。在示例中，可以实时或实质上实时地输出每一视频图像流。OCC 56 处的操作员可以在监视器上观看所述视频图像流，并且可以基于在所述监视器上显示的视频图像流控制UAV 10在隧道14中的飞行。

在一个优选且非限制性的实施例或示例中，雷达系统28可以以本领域已知的方式配置成向控制器20输出隧道14内存在物体的指示。该指示可以由控制器20本地用于自主冲突避免并且/或者可以经由无线系统18转发到OCC 56，以供OCC 56处的操作员使用以控制UAV 10在隧道14内的飞行运动以避免碰撞。例如，控制器20可以被配置为经由UAV 10的天线40输出存在被UAV 10的雷达系统28 检测到的物体的指示，并将该指示经由无线系统18输出到OCC 56。然后OCC 56处的操作员可以利用该指示来控制UAV 10在隧道14内的飞行运动。在示例中，可以实时或实质上实时地输出存在物体的指示，从而使得OCC 56处的操作员能够对隧道14中的UAV 10进行实时或实质上实时的控制。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，控制器20可以被配置为使音频扬声器38输出被编程到控制器20中的和/或由控制器20 经由无线系统18和UAV 10的天线40从OCC56接收的音频信号，例如语音命令。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，控制器20可被配置为自主地、半自动地、或者响应于经由无线系统18和天线40从OCC 56 接收的一个或多个光控制命令来控制一个或多个灯34的开关状态。在示例中，每个灯可以是LED或激光二极管。然而，这不应被解释为限制意义。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，UAV 10可包括以下传感器中的一种或多种：一个或多个加速度计50(如上所述)，其被配置为检测加速度、角度或加速度和角度两者(其可以表示即将发生碰撞或行进中的碰撞)；以及温度检测器或传感器52，其被配置为检测UAV 10附近的温度，控制器20可以将其与存储在存储器24中的预定温度进行比较，以确定所检测的温度是否大于预定温度。在示例中，预定温度可以指示UAV 10附近存在火。在示例中，UAV 10还可以包括烟雾检测传感器，其被配置为检测大于一个或多个预定浓度的颗粒、气体或颗粒和气体两者的存在，这可以指示UAV 10附近存在火或烟。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，所述传感器中的一个或多个可以设置在MTV 2的一个或多个车厢4上(除了一个或多个 UAV 10之外或作为其替代)并且每个所述传感器的输出可以通过有线和/或无线通信链路直接提供给一个或多个UAV 10，以便以上述方式进行处理。在另一优选且非限制性的实施例或示例中，设置在MTV 2的一个或多个车厢4上的每个所述传感器的输出可以被提供给MTV 2的车载控制器，例如列车控制和管理系统(TCMS)的控制器，其可以处理所述传感器的输出以确定所述输出的值是否大于TCMS的存储器中存储的预定值。在TCMS控制器确定由所述传感器输出的值大于预定值时，TCMS确定可以经由有线和/或无线通信链路使一个或多个 UAV 4飞行。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，可以在UAV 10和车厢 4的任一组合上设置一个或多个传感器，并且每个所述传感器的输出可以由一个或多个UAV 10的控制器20、MTV 2的控制器或其某种组合来处理，因此可以响应于由一个或多个UAV 10的控制器20、MTV 2 的控制器或其某种组合发出的合适命令使一个或多个UAV 10飞行。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，MTV 2可包括多个UAV 10。所述多个UAV10中的每一个可被配置为在不参考另一个UAV 10 的飞行运动的情况下执行飞行运动，或者可以被配置为自主地与另一个UAV 10协调执行飞行运动，或者在位于隧道14外部(例如在OCC 56处)的操作员的控制下执行飞行运动，或者部分自主地并且部分地在位于隧道14外部的操作员的控制下(即，半自主地)执行飞行运动。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，一旦UAV 10处于飞行中，UAV 10可定位在MTV 2的门68附近。门68可以是传统的乘客门或紧急逃生门。在示例中，一旦UAV 2定位在门68附近，UAV可以在OCC 56处的操作员的控制下经由无线系统18和UVA 10的天线 40自主地、或者半自主地经由音频扬声器38输出音频信号或音频消息，和/或经由一个或多个灯34输出可见光。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，一旦UAV 10处于飞行中，UAV 10可定位在隧道14的开口附近，例如隧道14的入口60或出口62。在UAV 10定位在隧道14的开口附近时，UAV可以在OCC 56 的操作员的控制下通过无线系统18和天线40自主地、或者半自主地经由音频扬声器38输出音频消息或音频信号，和/或经由一个或多个灯34输出可见光。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，虽然设想OCC 56和UAV 10之间的大多数通信可以是经由UAV 10的天线40和无线电收发器 42的无线电通信，但是也可以或者替换地设想利用无线通信系统18 与一个或多个传感器32通过使用红外信号和/或超声信号进行通信。例如，传感器32可以包括用于接收来自无线系统18的红外信号的红外检测器46，并且一个或多个灯34可以是红外灯，其可以用于将红外信号输出到无线系统18。在另一示例中，UAV 10的传感器32可以包括用于从无线系统18接收红外信号的超声检测器48，并且音频扬声器38可以被配置为将超声信号输出到无线系统18。在示例中，无线系统18可以包括配置有一个或多个合适的发射器和/或接收器的信标台64以输出和接收红外光和/或超声波。以这种方式，无线系统18和每个UAV 10之间的通信不必仅限于无线电信号。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，每个UAV 10可以设置在MTV 2的第一个与最后一个车辆(vehicle)或车厢之间的MTV 2 的车或车厢上。将每一UAV 10定位在除了MTV 2的第一个或最后一个车厢4之外的MTV 2的车厢4上被认为有助于避免或减少在MTV 2发生碰撞时对UAV 10的可能损坏，这种碰撞可能涉及MTV 2的第一个和/或最后一个车厢。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，每个UAV 10可以是直升机式的UAV。然而，这不以限制意义进行解释，因为设想了使用任何类型或风格的UAV 10，包括但不限于，固定翼UAV。

最终，在一个优选且非限制性实施例或示例中，另外，或替代确定紧急事件的发生(如上所述)，UAV 10能够响应于检测到手动发起的信号的存在，与MTV 2分离并执行飞行运动。该信号能够通过在MTV 2上的操作者或位于OCC 56的操作者发起。

现在参考图4A和图4B，并继续参考所有之前的图，在一个优选且非限制性实施例或示例中，根据本文描述的原理的方法包括从开始步骤100进行到步骤102，其中，一个或更多个UAV 10设置在MTV 2 上。该方法可以进行至步骤104、106、108和110。在步骤104，确定加速度是否大于预定值。在步骤106，确定角度是否大于预定值。在步骤108，确定温度是否大于预定值。最终，在步骤110，确定气体和/或颗粒中的一者或两者是否以大于一个或更多个预定值或浓度而存在。在示例中，在步骤104至110中进行的确定能够通过每个 UAV 10的控制器20参考(一个或更多个)加速度计50的(步骤104 和步骤106)、温度传感器52(步骤108)和烟检测器54(步骤110)的一个或更多个输出进行。然而，这不以限制意义进行解释，因为预期的是能够通过MTV 2的(一个或更多个)适当的传感器进行这些确定中的一种或更多种，该(一个或更多个)确定然后能够以任何适当和 /或期望的方式被发送至一个或更多个UAV 10的(一个或更多个)控制器20。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，如果在步骤104至110 中的每个中的确定为否(No)，则方法能够重复步骤104至110。然而，如果在步骤104至110中的任一个的实例中的确定为肯定的(Yes)，则方法经由连接符A进行到步骤114，且可选择地，经由(可选择地) 连接符B进行到步骤116。

在步骤114，从MTV 2调度UAV 10。在示例中，该调度可以包括UAV 10-1与MTV 2分离且在隧道14内变为在空中。从步骤114，方法然后能够进行到步骤118，其中，UAV 10-1执行隧道14中的飞行运动。如，在能够位于OCC 56的操作者的控制下,该飞行运动能够是自动的、半自动的或全手动的。随后，一旦UAV 10-1被认为是已经完成执行该任务，该方法可以进行到步骤120，UAV 10-1着陆。最终，该方法能够进行到停止步骤122。

在一个优选且非限制性实施例或示例中，假设还执行可选择的步骤116(除了步骤114)，则从MTV 2调度UAV 10-2。这种调度可以包括UAV 10-2与MTV 2分离且在隧道14内变为在空中。该方法然后可以进行到步骤124，其中，UAV 10-2单独地执行隧道14中的飞行运动，或者在一个示例中通过使用群体机器人和群体智能技术来控制UAV 10-1和UAV 10-2的协调的运动，从而与UAV 10-1的飞行运动协调/合作地执行在隧道14中的飞行运动。一旦UAV 10-2已经完成执行该任务，该方法就可以进行到步骤126，其中，UAV 10-2着陆。从步骤126，方法能够进行到步骤122。

可见，本文公开了一种方法，该方法包括以下步骤：(a)在公共交通工具(MTV)2上设置至少一个无人驾驶飞行器(UAV)10，每个UAV 10包括控制器20，控制器20包括处理器22和存储器24；(b) 在UAV 10在隧道14中的MTV 2上的同时，由UAV 10的控制器20 确定下列各项中的至少一项：正的或负的加速度是否大于预定加速度；角度是否大于预定角度；温度是否大于预定温度；以及是否存在其浓度大于预定浓度的颗粒、气体或两者；(c)响应于步骤(b)的确定结果，UAV 10与MTV 2分离并且在隧道14内变为在空中；以及 (d)在步骤(c)之后，由UAV 10执行UAV 10在隧道14内的飞行运动。

在所述方法中，步骤(d)可以包括：由UAV 10自主地执行飞行运动，UAV 10在位于隧道14外(例如，位于OCC 56处)的操作员的控制下执行飞行运动，或者部分地在位于隧道14外的操作员的控制下由UAV 10部分自主地执行飞行运动。

步骤(c)可以包括：UAV 10自主地变为在空中或者响应于远程启动命令而变为在空中。

隧道14可以包括构造为输出无线信号58的局域无线系统18。 UAV 10可以包括用于接收由局域无线系统18输出的无线信号58的传感器32/40，并且所述控制器20可以构造为处理接收到的无线信号58以：确定UAV 10在隧道14中的空间位置，控制UAV 10在隧道 14中的飞行运动，或者确定UAV 10在隧道14中的空间位置并且控制UAV 10在隧道14中的飞行运动。

无线信号58可以包括下列各项之一：无线电信号、红外信号和超声信号；并且传感器32/40可以包括用于接收相应的无线电信号、红外信号或超声信号的天线40、红外检测器46或超声检测器48。

控制UAV 10在隧道14中的飞行运动可以包括将UAV 10布置在隧道的入口60或出口62附近。

UAV 10可以包括耦接至控制器20的一个或多个加速度计50，每个加速度计50构造为输出与加速度、角度或两者的变化相对应的信号；并且控制器20可以构造为基于每个加速度计50输出的信号以及存储在存储器24中并且与预定加速度、预定角度或两者相对应的一个或多个值，来确定是否存在大于所述预定加速度的加速度、是否存在大于所述预定角度的假定、或是否同时存在两者。

步骤(d)可以包括：响应于UAV 10从位于隧道14中的一个或多个天线64接收到用于飞行运动的命令，由UAV 10执行飞行运动。

UAV 10可以包括下列各项中的至少一项：(i)一个或多个摄像头26，其中，对于UAV10的每个摄像头26，控制器20可以构造为经由UAV的天线40向位于隧道14中的一个或多个天线64输出由摄像头26获取的视频图像流；(ii)雷达系统28，其构造为向控制器 20输出存在物体的指示；(iii)耦接至控制器20的音频扬声器38，控制器20构造为响应于经由UAV 10的天线40从位于隧道14中的一个或多个天线64接收到音频数据而使音频扬声器38输出音频信号；以及(iv)灯34，其中，控制器20可以构造为控制灯34的开关状态。

音频信号可以包括音频声音(例如，嘟嘟声)或音频消息(例如，“出去并且向右移动”)。灯34可以为LED。

控制器20可以构造为经由UAV 10的天线40向位于隧道14中的一个或多个天线64输出存在物体的指示。

可以实时地输出存在物体的指示。

一个或多个摄像头26包括下列各项中的至少一项：光学视频摄像头，其构造为输出在人类视觉光谱中的视频图像流；以及热感视频摄像头，其构造为输出红外光谱中的视频图像流。

可以实时地输出每个视频图像流。

UAV 10可以包括下列各项中的至少一项：一个或多个加速度计 50，其构造为检测加速度、角度或两者；温度传感器52，其构造为检测温度；以及烟雾探测器54，其构造为检测其浓度大于预定浓度的颗粒、气体或两者的存在。

MTV 2可以包括多个UAV 10-1和10-2；并且多个UAV可以构造为：自主地协调地执行飞行运动，或者在位于隧道14外的操作员的控制下协调地执行飞行运动，或者部分自主地并且部分地在位于隧道 14外的操作员的控制下协调地执行飞行运动。

所述方法还包括以下步骤：(e)在步骤(d)之后，将所述至少一个UAV 10布置在MTV2的门68附近；以及(f)在步骤(e)之后并且在将所述至少一个UAV 10布置在MTV 2的门68附近的同时，由UAV 10输出下列各项中的至少一项：音频信号、音频消息和可见光。

所述方法还可以包括以下步骤：(e)在步骤(d)之后，将所述至少一个UAV 10布置在隧道14的入口60或出口62附近；以及(f) 在步骤(e)之后并且在将所述至少一个UAV 10布置在隧道14的入口60或出口62附近的同时，由UAV 10输出下列各项中的至少一项：音频信号、音频消息和可见光。

在步骤(a)中，每个UAV 10可以设置在MTV 2的在MTV 2的第一个交通工具4-1和最后一个交通工具4-5之间的交通工具(或车厢)4上。

UAV 10可以是直升机UAV。

最后，步骤(b)还可以包括：确定是否存在(例如，由MTV 2 的乘客)手动启动的信号。

如能够见到的，无线系统18能够作为OCC 56和每个UAV 10之间的通信系统操作。无线系统18还能够作为局部定位系统操作以输出局部定位信号，该信号包括嵌入的局部位置数据，该数据能够由每个UAV的控制器用作确定UAV在隧道中的位置的辅助。

虽然为了说明而已经基于当前被认为是最实用且优选的实施例而详细描述了本发明，但是应当理解，这种细节仅用于该目的且本发明不限于所公开的实施例，但相反，本发明还旨在覆盖在随附权利要求的精神和范围内的修改和等效布置。例如，应当理解，本发明考虑到，在可能的范围内，任何实施例的一个或更多个特征能够与任何其他实施例的一个或更多个特征结合。

Claims (22)

1.一种操作无人驾驶飞行器的方法，包括以下步骤：

(a)在公共交通工具上设置至少一个无人驾驶飞行器，每个无人驾驶飞行器包括控制器，所述控制器包括处理器和存储器；

(b)在所述无人驾驶飞行器在隧道中的所述公共交通工具上的同时，由所述无人驾驶飞行器的控制器确定下列各项中的至少一项：

正的或负的加速度是否大于预定加速度；

正的或负的角度是否大于预定角度；

温度是否大于预定温度；以及

是否存在其浓度大于预定浓度的颗粒、气体或者颗粒和气体；

(c)响应于步骤(b)的确定结果，所述无人驾驶飞行器与所述公共交通工具分离并且在所述隧道内变为在空中；以及

(d)在步骤(c)之后，由所述无人驾驶飞行器执行所述无人驾驶飞行器在所述隧道内的飞行运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(d)包括：

由所述无人驾驶飞行器自主地执行飞行运动，

由所述无人驾驶飞行器在位于所述隧道外的操作员的控制下执行飞行运动，或者

由所述无人驾驶飞行器部分地在位于所述隧道外的操作员的控制下且部分自主地执行飞行运动。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(c)包括：所述无人驾驶飞行器自主地变为在空中，或者响应于远程启动命令而变为在空中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述隧道包括构造为输出无线信号的局域无线系统；并且

所述无人驾驶飞行器包括用于接收由所述局域无线系统输出的无线信号的传感器，并且所述控制器构造为处理接收到的无线信号以：

确定所述无人驾驶飞行器在所述隧道中的空间位置，

控制所述无人驾驶飞行器在所述隧道中的飞行运动，或者

确定所述无人驾驶飞行器在所述隧道中的空间位置，并且控制所述无人驾驶飞行器在所述隧道中的飞行运动。

5.根据权利要求4所述的方法，其中：

所述无线信号包括下列各项之一：无线电信号、红外信号和超声信号；并且

所述传感器包括用于接收相应的无线电信号、红外信号或超声信号的天线、红外检测器或超声检测器。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，控制所述无人驾驶飞行器在所述隧道中的飞行运动包括将所述无人驾驶飞行器布置在所述隧道的入口或出口附近。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述无人驾驶飞行器包括耦接至所述控制器的一个或多个加速度计，每个加速度计构造为输出与所述加速度、所述角度或者所述加速度和所述角度相对应的信号；并且

所述控制器构造为基于每个加速度计输出的信号以及存储在所述存储器中并且与所述预定加速度、所述预定角度或者所述预定加速度和所述预定角度相对应的一个或多个值，来确定是否存在大于所述预定加速度的加速度、是否存在大于所述预定角度的角度、或者是否同时存在大于所述预定加速度的加速度和大于所述预定角度的角度。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(d)包括：响应于所述无人驾驶飞行器从位于所述隧道中的一个或多个天线接收到用于飞行运动的命令，由所述无人驾驶飞行器执行飞行运动。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述无人驾驶飞行器包括下列各项中的至少一项：

(i)一个或多个摄像头，其中，对于所述无人驾驶飞行器的每个摄像头，所述控制器构造为经由所述无人驾驶飞行器的天线向位于所述隧道中的一个或多个天线输出由所述摄像头获取的视频图像流；

(ii)雷达系统，其构造为向所述控制器输出存在物体的指示；

(iii)音频扬声器，其耦接至所述控制器，所述控制器构造为响应于经由所述无人驾驶飞行器的天线从位于所述隧道中的一个或多个天线接收到音频数据而使所述音频扬声器输出音频信号；以及

(iv)灯，其中，所述控制器构造为控制所述灯的开关状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述音频信号是音频消息。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述灯为LED。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述控制器构造为经由所述无人驾驶飞行器的天线向位于所述隧道中的一个或多个天线输出存在物体的指示。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，实时地输出存在物体的指示。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述一个或多个摄像头包括下列各项中的至少一项：

光学视频摄像头，其构造为输出在人类视觉光谱中的视频图像流；以及

热感视频摄像头，其构造为输出红外光谱中的视频图像流。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，实时地输出每个视频图像流。

16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无人驾驶飞行器包括下列各项中的至少一项：

一个或多个加速度计，其构造为检测加速度、角度或者加速度和角度；

温度传感器，其构造为检测温度；以及

烟雾探测器，其构造为检测其浓度大于所述预定浓度的颗粒、气体或者颗粒和气体的存在。

17.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述公共交通工具包括多个无人驾驶飞行器；并且

所述多个无人驾驶飞行器构造为：

自主地协调地执行飞行运动，或者

在位于所述隧道外的操作员的控制下协调地执行飞行运动，或者

部分自主地并且部分地在位于所述隧道外的操作员的控制下协调地执行飞行运动。

18.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

(e)在步骤(d)之后，将所述至少一个无人驾驶飞行器布置在所述公共交通工具的门附近；以及

(f)在步骤(e)之后并且在将所述至少一个无人驾驶飞行器布置在所述公共交通工具的门附近的同时，由所述无人驾驶飞行器输出下列各项中的至少一项：音频信号、音频消息和可见光。

19.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

(e)在步骤(d)之后，将所述至少一个无人驾驶飞行器布置在所述隧道的入口或出口附近；以及

(f)在步骤(e)之后并且在将所述至少一个无人驾驶飞行器布置在所述隧道的入口或出口附近的同时，由所述无人驾驶飞行器输出下列各项中的至少一项：音频信号、音频消息和可见光。

20.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(a)中，每个无人驾驶飞行器设置在所述公共交通工具的在所述公共交通工具的第一个交通工具和最后一个交通工具之间的交通工具上。

21.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无人驾驶飞行器是直升机无人驾驶飞行器。

22.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)还包括：确定是否存在手动启动的信号。

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