CN110494356B - 多无人机地面车辆跨接起动 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种系统，其包括计算机，所述计算机被编程为致动多个无人机以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆提供跨接起动。

Description

多无人机地面车辆跨接起动
技术领域
本发明涉及一种系统，其包括计算机，所述计算机被编程为致动多个无人机以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆提供跨接起动。
背景技术
当车载电源(诸如电池)不足以致动车辆的起动机马达时，依赖于内燃发动机的车辆可能需要替代的电源。例如，可以经由“跨接起动”，例如，用户将车载电源连接到替代的电源(诸如另一车辆的电池)来提供电力。然而，在许多情况下，跨接起动目前不可用。
发明内容
一种系统包括计算机，所述计算机被编程为致动多个无人机以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆提供跨接起动。
所述计算机可以被编程为从多个无人机中指派主无人机和从无人机。
所述计算机可以被编程为响应于接收到包括跨接起动参数的跨接起动请求来致动多个无人机。跨接起动参数包括电压和电流强度中的一者。
一种系统包括第一计算机，所述第一计算机被编程为在第一无人机和第二无人机之间建立电连接，然后向车辆提供跨接起动。第一无人机计算机还被编程为将指定连接顺序的指令传输到第二无人机。连接顺序是串联和并联中的一者。
第一无人机计算机可以被编程为致动由第一无人机支撑的机械臂，以建立第一无人机和第二无人机之间的电连接。
第一无人机计算机可以被编程为基于由第一无人机的机械臂支撑的一对摄像头捕获的一对图像来确定由第二无人机支撑的导电末端执行器在三维空间中的位置，其中致动机械臂以建立第一无人机和第二无人机之间的电连接是基于所述三维空间中的位置。
所述系统可以包括第一无人机，所述第一无人机包括支撑电连接到第一无人机电源的导电末端执行器的伸缩式机械臂。
所述系统可以包括第一无人机，所述第一无人机包括支撑摄像头的机械臂和电连接到第一无人机电源的导电末端执行器。
所述系统可以包括第一无人机，所述第一无人机包括支撑末端执行器的机械臂，所述末端执行器包括锥形的公电连接器和母电连接器中的一者。
所述系统可以包括服务器计算机，所述服务器计算机被编程为与所述第一无人机计算机通信以致动所述第一无人机来建立所述电连接。
一种方法包括致动多个无人机以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆提供跨接起动。
所述方法可以包括从所述多个无人机中指派主无人机和从无人机。
所述方法可以包括将指定无人机的连接顺序的指令从主无人机传输到从无人机。
所述方法可以包括在致动多个无人机之前接收包括跨接起动参数的跨接起动请求。
所述方法中，跨接起动参数可以包括电压和电流强度中的一者。
所述方法可以包括致动由所述多个无人机中的第一无人机支撑的机械臂以将所述第一无人机和所述多个无人机中的第二无人机连接。
所述方法可以包括基于由第一无人机的机械臂支撑的一对摄像头捕获的一对图像来确定由第二无人机支撑的导电末端执行器中的一个在三维空间中的位置，其中基于所述三维空间中的位置来致动第一无人机的机械臂以连接到第二无人机。
附图说明
图1是示例车辆和跨接起动系统的部件的框图。
图2是图1的示例无人机和跨接起动系统的部件的框图。
图3是图1的车辆和图2的多个无人机的透视图。
图4是图2的无人机的透视图。
图5是图2的多个无人机的电连接的末端执行器的透视图。
图6是控制跨接起动输送系统的示例过程的流程图。
图7是控制空中无人机以提供跨接起动的示例过程的流程图。
具体实施方式
介绍
本文公开了一种方法，其包括致动多个无人机以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆提供跨接起动。
所述方法还可以包括从所述多个无人机中指派主无人机和从无人机。
所述方法还可以包括将指定无人机的连接顺序的指令从所述主无人机传输到所述从无人机。
所述方法还可以包括在致动所述多个无人机之前接收包括跨接起动参数的跨接起动请求。跨接起动参数可以包括电压和电流强度中的一者。
所述方法还可以包括致动由所述多个无人机中的第一无人机支撑的机械臂，以将所述第一无人机与所述多个无人机中的第二无人机连接。
所述方法还可以包括基于由第一无人机的机械臂支撑的一对摄像头捕获的一对图像来确定由第二无人机支撑的导电末端执行器中的一个在三维空间中的位置，其中基于三维空间中的位置来致动第一无人机的机械臂以连接到第二无人机。
所述方法还可以包括传输指定所述多个无人机的连接顺序的指令。连接顺序可以是串联和并联中的一者。
本文还公开了一种具有处理器和存储器的、被编程为执行所公开的方法中的一些或全部的计算机。还公开了一种存储计算机可执行指令以执行所公开的方法中的一些或全部的计算机可读介质。
本文还公开了一种系统，其包括计算机，所述计算机被编程为致动多个无人机以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆提供跨接起动。
所述计算机还可以被编程为从所述多个无人机中指派主无人机和从无人机。
所述计算机还可以被编程为响应于接收到包括跨接起动参数的跨接起动请求来致动多个无人机。跨接起动参数可以包括电压和电流强度中的一者。
本文还公开了一种系统，其包括第一无人机计算机，所述第一无人机计算机被编程为在第一无人机和第二无人机之间建立电连接，然后向车辆提供跨接起动。
所述第一无人机计算机还可以被编程为将指定连接顺序的指令传输到所述第二无人机。连接顺序可以是串联和并联中的一者。
第一无人机计算机还可以被编程为致动由第一无人机支撑的机械臂，以建立第一无人机和第二无人机之间的电连接。
第一无人机计算机还可以被编程为基于由第一无人机的机械臂支撑的一对摄像头捕获的一对图像来确定由第二无人机支撑的导电末端执行器在三维空间中的位置，其中致动机械臂以建立第一无人机和第二无人机之间的电连接是基于三维空间中的位置。
所述系统还可以包括第一无人机，所述第一无人机包括伸缩式机械臂，所述伸缩式机械臂支撑电连接到第一无人机电源的导电末端执行器。
所述系统还可以包括第一无人机，所述第一无人机包括支撑摄像头的机械臂和电连接到第一无人机电源的导电末端执行器。
所述系统还可以包括第一无人机，所述第一无人机包括机械臂，所述机械臂支撑包括锥形的公电连接器和母电连接器中的一者的末端执行器。
所述系统还可以包括服务器计算机，所述服务器计算机被编程为与所述第一无人机计算机通信以致动所述第一无人机以建立所述电连接。
参考图1至图5，其中贯穿几个视图，相同的附图标记表示相同的零件，车辆跨接起动系统10向车辆12(其电池没电)提供电源，即使在车辆12的位置处没有可用的电源也是如此。因此，车辆跨接起动系统10包括服务器计算机14，所述服务器计算机14被编程为致动多个空中无人机16以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆12提供跨接起动。
广域网
网络18(有时被称为广域网，因为它可以包括在地理上彼此远离的装置之间的通信，即，不在同一建筑物，车辆等中)表示服务器计算机14可以通过其与远程装置(例如车辆12、空中无人机16、用户装置20等)通信的一种或多种机制。因此，网络18可以是一个或多个有线或无线通信机制，所述一个或多个有线或无线通信机制包括有线(例如，电缆和光纤)和/或无线(例如，蜂窝、无线、卫星、微波和射频)通信机制的任何期望的组合以及任何期望的网络拓扑(或当利用多个通信机制时的多个拓扑)。示例性通信网络包括提供数据通信服务的无线通信网络(例如，使用蓝牙、IEEE 802.11等)、局域网(LAN)和/或广域网(WAN)(包括因特网)。
车辆
参考图1，车辆12可以包括任何乘用或商用机动车，诸如汽车、卡车、运动型多功能车、跨界车、货车、小型货车、出租车、公共汽车等。在一些可能的情况下，车辆12是能够以自主(例如，无人驾驶)模式、部分自主模式和/或非自主模式操作的自主车辆。车辆12可以包括车辆电池22、起动机马达24、多个导电跨接起动充电点26、车辆传感器28、车辆导航装置30、发动机罩32、车辆收发器34、车辆用户接口36、车辆通信网络38和车辆计算机40。
车辆电池22向车辆计算机40和起动机马达24提供电力。车辆电池22可以包括例如锂离子电池、镍金属氢化物电池、铅酸电池或能够接收、存储和提供电能的(一个或多个)其他装置中的一者或多者。
起动机马达24提供扭矩以使车辆12的发动机的曲轴旋转。例如，起动机马达24可以是经由一个或多个齿轮、链条和链轮、皮带和带轮、轴等连接到曲轴的电动马达。起动机马达24可以例如响应于来自车辆计算机40的命令而致动以旋转曲轴。例如，起动机马达24可以包括起动机螺线管，所述起动机螺线管由车辆计算机40致动以从车辆电池22向起动机马达24提供电力。
多个导电跨接起动充电点26使得来自诸如无人机电源42的远程电源的负载电压能够被施加到车辆12，诸如施加到车辆电池22。充电点26中的一个与车辆电池22的正极端子电连通。充电点26中的另一个与车辆电池22的负极端子和/或车辆12的接地电连通。示例性充电点包括正极和负极电池端子、接线到电池端子的导电柱、接地的车辆部件(诸如车辆12的车架)等。
车辆传感器28可以检测车辆12的内部状态，例如车轮速度、车辆电池22的荷电和/或电压水平、车轮取向、轮胎压力以及发动机和变速器变量。车辆传感器28可以检测车辆12的位置或取向，例如全球定位系统(GPS)传感器；加速度计，诸如压电或微机电系统(MEMS)；陀螺仪，诸如速率、环形激光器或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；以及磁力计。车辆传感器28可以检测外部世界，例如，光测量传感器、光度计、风速测量传感器、雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(LIDAR)装置以及诸如摄像头的图像处理传感器。
车辆导航装置30确定车辆12相对于存储的映射图数据的位置。映射图数据可以包括道路和相关数据，诸如车道的数量以及路肩、停车场和公共休息区位置的可用性等。为了确定位置，车辆导航装置30可以依赖于来自全球导航卫星系统、来自附接到车辆12的传动系的车辆传感器28的距离数据、陀螺仪和/或加速度计的信息。映射图数据可以被本地存储，诸如在车辆12的计算机40存储器(下面讨论)中、在车辆导航装置30中等和/或远程地存储，诸如在服务器计算机14中。另外地或替代地，映射图数据可以存储在可以经由车辆12通信网络18访问的远程计算机或网络上。示例性车辆导航装置30包括已知的GPS(全球定位系统)导航装置、个人导航装置和汽车导航系统。
发动机罩32为发动机和利用车辆12的发动机舱所容纳的其他车辆部件提供装饰性和保护性覆盖。发动机罩32可以在打开位置和闭合位置之间移动。发动机罩32可以包括诸如线性致动器、液压活塞、齿条和小齿轮等的机电部件，这些机电部件被配置为诸如响应于来自车辆计算机40的命令来致动，以使发动机罩32在打开位置和闭合位置之间移动。
如下面针对无人机收发器46所描述的那样实施车辆收发器34。收发器34可以与其他车辆和计算装置(例如，空中无人机16和服务器计算机14等)通信。收发器34可以直接通信，即，与在没有中间装置(例如中继器和其他网络部件)的情况下传输或接收的通信进行通信。收发器34可以替代地或另外地间接通信，即，与经由中间装置(例如，网络18的部件)传输或接收的通信进行通信。收发器34可以经由各种媒体和/或协议(例如，RF通信、专用短程通信(DSRC)、蓝牙、以太网连接或其他有线连接、IEEE 802.11等)与如本文中所描述的其他装置(包括网络18的部件)进行通信。
车辆用户接口36向车辆12的乘员呈现信息并从车辆12的乘员接收信息。用户接口36可以位于例如车辆的乘客舱中的仪表板上，或者位于乘员容易看到的任何地方。用户接口36可以包括用于向乘员提供信息的拨号盘、数字读出器、诸如触敏显示屏的屏幕、扬声器等，例如，人机接口(HMI)元件。用户接口36可以包括用于接收来自乘员的信息的按钮、旋钮、小键盘、传声器等。
车辆通信网络38包括用于根据多个通信协议(诸如专用短程通信(DSRC)通信协议、控制器局域网(CAN)、以太网、WiFi、本地互连网络(LIN)和/或其他有线或无线机制)促进车辆部件之间的有线或无线通信的硬件，诸如通信总线、天线、电路、芯片等。
车辆计算机40是包括车辆处理器和车辆存储器的计算装置。
如下面针对无人机处理器所描述的那样实施车辆处理器。车辆处理器被编程为处理经由车辆12通信网络18、车辆存储器、车辆导航装置30等接收的数据。处理数据和通信可以包括用以执行本文描述的过程(诸如在过程600中描述的那些过程)的处理。
如下面针对无人机存储器所描述的那样实施车辆存储器。车辆存储器可以存储用于执行本文描述的过程(诸如过程600)和从传感器和通信收集的数据的指令。车辆存储器可以存储包括充电点26规格和跨接起动参数的数据。
充电点26规格说明了用于连接到车辆12以向车辆电池22供电的一个或多个充电点26的位置。可以根据其原点在车辆12中或车辆12上的某处的三维笛卡尔坐标系来指定充电点26的位置。此外，计算机40的存储器可以存储车辆12的或其包括一个或多个充电点26的至少一部分的图像(有时称为基准图像)，连同例如根据二维像素坐标指定每个充电点在图像中的位置的数据，以及将二维像素坐标映射到三维车辆坐标的数据。计算机40可以将所述数据提供给无人机16计算机；替代地或另外地，数据可以存储在无人机16计算机的存储器中。无人机16计算机然后可以接收由无人机成像装置16捕获的静态和/或视频图像数据。通过将捕获的实时或近实时图像数据与存储的基准图像进行比较，并且使用所提供的车辆12坐标系和基准图像数据到三维坐标系的映射，无人机16可以识别充电点26。
跨接起动参数指示跨接起动车辆12所需的电参数。跨接起动参数可以包括电压，例如12伏特、24伏特等，和/或电流强度，例如50安培。跨接起动参数还可以包括车辆12上的(一个或多个)着陆位置，例如，在发动机部件覆盖件、车架或车身的一部分等上，和/或(一个或多个)无人机16在提供跨接起动时在车辆12附近占据的悬停位置(例如，着陆或悬停位置可根据车辆12坐标系相对于一个或多个充电点26指定)。如上文描述的，可以将上文所描述的基准图像与无人机16捕获的图像数据进行比较，以使无人机16能够着陆在着陆位置上。
车辆计算机40例如经由车辆通信网络38与用于向车辆计算机40提供数据的一个或多个输入装置以及用于接收来自车辆计算机40的数据和/或指令(例如，以致动输出装置)的一个或多个输出装置进行电子通信。示例性输入装置包括：人机接口(HMI)，诸如开关或图形用户接口(GUI)；成像装置，诸如激光雷达、静态和/或视频摄像头、红外传感器、车辆传感器28、车辆导航装置30、车辆收发器34等；以及已知在例如如车辆通信网络38上提供数据的其他传感器和/或电子控制单元(ECU)，诸如雷达、超声波传感器、加速度计、陀螺仪、压力传感器、温度计、气压计、高度计、电流感测装置、电压感测装置、传声器、光传感器等，等等。可由车辆计算机40致动的示例性输出装置包括：HMI、车辆导航装置30、车辆收发器34、车辆电池22、发动机罩32、起动机马达24等。
车辆计算机40可以被编程为传输跨接起动请求。如本文所使用的，“跨接起动请求”是指例如从车辆12和/或用户装置20到服务器计算机14和/或无人机16的请求跨接起动服务的通信。跨接起动请求可以包括车辆12的位置(例如，GPS坐标)和取向(例如，指示向前取向的罗盘航向)、充电点26规格、车辆12的跨接起动参数以及与车辆12相关联的车辆12识别信息(例如，序列号、唯一名称等)。替代地或另外地，可以在无人机16到达时由车辆12计算机40向无人机16提供上述信息中的一些，例如，充电26规格和跨接起动参数，以提供跨接起动。
例如，可以基于从车辆传感器28接收的信息，响应于对车辆12的用户接口36的输入、和/或响应于车辆计算机40确定车辆12的发动机没有运行(例如发动机的转速为零、以及车辆电池22的电压低于阈值量(例如7伏))，来传输跨接起动请求。
用户装置
用户装置20可以是经由电路、芯片、天线或其他电子部件实施的各种计算装置中的任何一种，并且通常是便携式或可穿戴用户装置，例如智能手机、平板电脑、个人数字助理等。用户装置20包括向用户装置20的用户呈现信息和从用户装置20的用户接收信息的用户接口。用户接口可以包括触敏显示屏、扬声器、传声器等。用户装置20可以与其他车辆和计算装置通信，如上文针对车辆收发器34所描述的。
如上文描述的，用户装置20可以被编程为例如响应于对用户装置20用户接口的用户输入来传输跨接起动请求。
服务器计算机
服务器计算机14是包括例如电路、芯片、天线等的硬件的计算装置，所述计算装置被编程为例如经由网络18向和从诸如车辆12、空中无人机16、用户装置20等中的那些的其他计算装置传输、接收和处理信息。服务器计算机14可以是一个或多个计算机，每个计算机通常包括如本文所述实施的至少一个处理器和至少一个存储器，所述存储器存储可由处理器执行的指令，所述指令包括用于执行本文描述的各种步骤和过程的指令。服务器计算机14可以包括或通信地耦合到用于存储所收集的数据、数据库和其他信息的数据存储装置。
服务器计算机14被编程为致动多个无人机16以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆12提供跨接起动。为了致动多个无人机16，服务器计算机14可以例如经由网络18向多个无人机16传输跨接起动命令。如本文所使用的，“跨接起动命令”是指例如来自服务器计算机14的指示无人机16前进到指定位置以向指定位置处的车辆12提供电力的通信。服务器计算机14可以响应于例如经由网络18从车辆12和/或用户装置20接收到跨接起动请求而传输跨接起动命令。
跨接起动命令可以包括车辆12的位置、充电点26规格、用于无人机16的主或从指派、跨接起动参数、车辆12位置、取向和识别信息以及关于意图接收跨接起动命令的其他无人机16的信息，例如主/从指派、无人机识别信息、来自无人机参数数据库的信息等。跨接起动命令可以基于从车辆12和/或用户装置20接收的跨接起动请求。跨接起动命令可以例如通过包括与特定无人机16相关联的无人机识别信息(例如序列号、唯一名称等)而被传输到特定无人机16。
跨接起动命令可以指示特定无人机16提供跨接起动。例如，服务器计算机14可以使用存储在服务器计算机14上的无人机参数数据库。无人机参数数据库可以包括与各种特定无人机16相关联的电参数，例如可以经由导电末端执行器44提供的电压和/或电流强度、位置、识别信息等。服务器计算机14可以基于跨接起动请求和无人机参数数据库(例如基于从各种无人机16到车辆12的位置的距离，无人机16和/或无人机16的组合满足车辆12的跨接起动参数的能力(例如无人机16串联和/或并联以提供所需电压和/或电流强度的能力))来识别要指示哪些无人机16。
服务器计算机14可以被编程为从多个无人机16中指派主无人机16(即被指示向其他无人机16传输命令的无人机16)，以及从无人机16(即被指示服从来自其他无人机16的命令的无人机16)。例如，服务器计算机14可以例如通过传输包括针对特定无人机16的无人机识别信息的此类命令来传输指示特定无人机16为主无人机或从无人机的命令。作为另一示例，所述指派可以被包括在跨接起动命令中。服务器计算机14可以基于跨接起动请求和无人机数据库中的信息来确定是将无人机16指派为主无人机还是从无人机，例如，可以将最接近跨接起动请求中的位置的无人机16指派为主无人机。
无人机
参考图2，空中无人机16是无人驾驶飞行器并且包括诸如无人机计算机48的计算装置，所述计算装置可以包括多个电路、芯片或能够控制空中无人机16的各种操作的其他电子部件。例如，空中无人机16可以根据输出到其螺旋桨马达的控制信号来飞行。空中无人机16的部件可以包括第一导电末端执行器和第二导电末端执行器44、多个机械臂50、无人机电源42、无人机导航装置52、无人机通信网络54、无人机收发器46、成像装置56以及一个或多个无人机传感器58。空中无人机16的部件可以安装在空中无人机16的主体之上或之内。所述主体可以包括内部或外部支撑机架、壳体等。
第一导电末端执行器和第二导电末端执行器44可以向车辆12提供负载电压，以允许车辆12电池存储电力，例如，用以起动车辆12的内燃发动机，例如，将无人机16用作被称为“跨接起动”的电源。末端执行器44可以包括电路、芯片、计算装置或可以诸如响应于来自计算机48的命令控制末端执行器44的各种操作的其他电子部件。例如，第一导电末端执行器和第二导电末端执行器44可以与无人机电源42和/或无人机计算机48电连通，即，电连接到无人机电源42和/或无人机计算机48，例如，电力可以在由无人机计算机48致动时从无人机电源42流向末端执行器44。
第一导电末端执行器和第二导电末端执行器44可以包括爪60。在该示例中，末端执行器44可以被称为“夹持器”，并且爪60可以在打开位置和闭合位置之间致动，诸如，以夹持车辆12的跨接起动充电点26，诸如，电池的端子，和/或夹持另一无人机16的导电末端执行器44。因此，第一导电末端执行器和第二导电末端执行器44可以包括各种驱动机构(诸如已知的液压机构和机电机构)，所述驱动机构利用活塞和气缸布置、伺服系统、马达、链条和链轮驱动、皮带和带轮驱动、齿条和小齿轮驱动、线性致动器等来提供爪60的移动。爪60可以至少部分地由导电材料制成。例如，爪60可由实心铜结构、具有铜壳的塑料芯等制成。第一爪可以与无人机电源42和/或无人机计算机48电连通。
第一导电末端执行器和第二导电末端执行器44可以包括电连接器62，诸如公连接器62m和/或母连接器62f。公连接器62m可以包括外部锥形导电表面65m，并且母连接器62f可以包括内部锥形导电表面64f。连接器62电连接到无人机电源42。
连接器62和/或爪60提供无人机16之间和/或无人机16和车辆12之间建立的电连接。如本文所使用的，“电连接”是指用于从无人机16到车辆12和/或另一无人机16的电力流动的路径。电连接可以设置有部件的物理接触，例如，一个导电部件邻接另一个导电部件。例如，公连接器62m的外表面64m可以抵靠母连接器62f的内表面64f(例如另一无人机16的内表面64f)推压，反之亦然。作为另一示例，爪60可夹持车辆12的导电元件(例如，充电点26)和/或另一无人机16的导电元件(例如，另一无人机16的导电末端执行器44)。可以在没有电气部件的物理接触的情况下(例如，使用电磁电感装置和技术)提供电连接。
导电末端执行器44可例如由无人机16的主体经由机械臂50支撑。例如，机械臂50的一端可以连接到主体，并且机械臂50的相对端可以连接到导电末端执行器44中的一个，例如，作为机械臂50的末端执行器。
机械臂50可以包括通过枢转或旋转铰链连接的一个或多个连杆构件。机械臂50可以包括各种驱动机构(诸如已知的液压和机电驱动机构)，所述驱动机构利用活塞和气缸布置、伺服系统、马达、链条和链轮驱动、皮带和带轮驱动、齿条和小齿轮驱动、线性致动器等来向机械臂50提供移动。机械臂50可以包括多个电路、芯片、计算装置或能够控制机械臂50的各种操作(诸如响应于来自无人机计算机48的命令的各种驱动机构的致动)的其他电子部件。
机械臂50可以伸缩或以其他方式致动以改变机械臂50的长度。例如，机械臂50可以包括在一对铰链70之间的第一连杆构件66和第二连杆构件68。第一连杆构件66可由第二连杆构件68可滑动地接收。驱动机构的致动，例如响应来自无人机计算机48的命令，导致第一连杆构件66相对于第二连杆构件68滑动，从而改变机械臂50的长度。作为另一示例，链接构件可以被配置为例如响应于来自无人机计算机48的命令而相对于铰链70(例如，利用齿条和小齿轮或驱动机构)线性地移动。
无人机电源42提供负载电压(例如，在12伏时50安培)以跨接起动车辆12。无人机电源42可以是电池，诸如锂离子聚合物电池、镍金属氢化物电池等。无人机电源42可以是电容器。无人机电源42可以提供电力以导航空中无人机16，诸如向螺旋桨马达提供动力，以移动机械臂50并操作各种末端执行器，诸如导电末端执行器44等。
无人机导航装置52确定无人机16相对于所存储的映射图数据的位置。映射图数据可以包括道路和相关数据，诸如建筑物、塔楼、禁飞区等。为了确定位置，无人机导航装置52可以依赖于来自全球导航卫星系统、来自无人机传感器58的距离数据、陀螺仪和/或加速度计的信息。映射图数据可以本地存储，诸如存储在无人机存储器上，或存储在无人机导航装置52上。另外地或替换地，映射图数据可以被存储在经由网络18可访问的服务器计算机14上。示例无人机导航装置52包括已知的GPS(全球定位系统)导航装置。
无人机通信网络54包括用于根据多个通信协议(诸如专用短程通信(DSRC)通信协议、控制器局域网(CAN)、以太网、WiFi、本地互连网络(LIN)和/或其他有线或无线机制)促进无人机部件之间的有线或无线通信的硬件，诸如天线、电路、芯片等。
无人机收发器46无线地传输信息和从其他收发器接收信息，使得能够与其他计算机和网络系统交换信号、数据和其他信息。收发器46经由能够促进无线通信的天线、电路、芯片或其他电子部件来实施。示例收发器包括Wi-Fi系统、无线电发射器和接收器、电信系统、系统、蜂窝系统和移动卫星收发器。收发器46可以与其他车辆和计算装置(例如，车辆12、其他无人机16和服务器计算机14等)通信，例如，如上文关于收发器34所描述的。
无人机成像装置56可以包括捕获可见光谱中的光的数字(静态和/或视频)摄像头中的一个或多个，例如激光雷达、红外光检测器、超声波传感器和/或其他传感器。众所周知，激光雷达是用于传输扫描光脉冲(其可以来自例如激光器)并测量脉冲的飞行时间以确定到周围现实世界中的点的定3D距离或距离的技术。此外，众所周知，摄像头可以捕获由像素组成的二维数字图像。通常，成像装置56捕获可见光谱中的常规图像，和/或捕获可见光谱外的图像，例如示出检测到的温度的红外图像。
机械臂50可以支撑一个或多个无人机成像装置56，例如摄像头。例如，一对摄像头56可以相对于彼此定位，例如，彼此平行对准，间隔确定的距离D(见图4)，以捕获可以用立体技术分析的对象的图像，以识别这些对象相对于彼此和相对于一对摄像头56的三维位置。
无人机传感器58收集数据并将数据发送到无人机计算机48。无人机传感器58可以检测无人机16的内部状态，例如螺旋桨马达的速度、无人机电源42的荷电水平和/或电压、用导电末端执行器44施加的压力、第一导电末端执行器和第二导电末端执行器44两端的电压等。无人机传感器58可以检测空中无人机16的位置或取向，例如全球定位系统(GPS)传感器；加速度计，诸如压电或微机电系统(MEMS)；陀螺仪，诸如速率、环形激光器或光纤陀螺仪；惯性测量单元(IMU)；以及磁力计。无人机传感器58可以检测外部世界，例如，光测量传感器、光度计、风速测量传感器、雷达传感器、扫描激光测距仪、光探测和测距(LIDAR)装置以及诸如摄像头的图像处理传感器。
无人机计算机48是包括处理器和存储器的计算装置。
无人机处理器经由电路、芯片或其他电子部件实施，并且可以包括一个或多个微控制器、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一个或多个专用电路(ASIC)、一个或多个数字信号处理器(DSP)、一个或多个客户集成电路等。无人机处理器被编程为处理经由无人机传感器58、成像装置56、收发器46、无人机导航装置52、无人机存储器等接收的数据和通信。处理数据和通信可以包括用以执行本文描述的程序和过程(诸如过程600和700中描述的那些)的处理。
无人机存储器经由电路、芯片或其他电子部件实施，并且可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、电可编程存储器(EPROM)、电可编程且可擦除存储器(EEPROM)、嵌入式多媒体卡(eMMC)、硬盘驱动器或任何易失性或非易失性介质等中的一者或多者。无人机存储器可以存储用于执行本文描述的过程(诸如过程600和700中描述的那些)的指令，以及从传感器和通信收集的数据。
无人机计算机48可以被编程为例如经由无人机收发器46从其他无人机16、服务器计算机14和/或车辆12传输和/或接收命令。
无人机计算机48可以被编程为将无人机16导航到车辆12的位置。例如，无人机计算机48例如将来自跨接起动命令的车辆12的位置提供给无人机导航装置52。无人机计算机48然后可以至少基于从无人机导航装置52接收的信息来致动螺旋桨马达以将空中无人机16导航到车辆12的位置。
无人机计算机48可以被编程为传输和/或接收指定连接顺序的指令(例如，从主无人机16到从无人机16)。如本文所使用的，“连接顺序”是指无人机16与车辆12的物理连接顺序，以在其间建立电连通以提供跨接起动。连接顺序可以包括将无人机16串联、并联或其某种组合连接的指令。连接顺序可以包括例如车辆12和/或其他无人机16的电连接点，用于例如与接收无人机16的特定导电末端执行器44进行连接。连接顺序可以包括例如基于跨接起动参数来接收无人机16占据的悬停和/或着陆位置。
无人机计算机48被编程为在无人机16之间建立电连接，然后例如响应于接收到跨接起动命令而向车辆12提供跨接起动。
为了建立连接，无人机计算机48可以被编程为致动由无人机16支撑的机械臂50以与多个无人机16中的另一个连接。无人机计算机48可以基于从传感器58、无人机成像装置56和/或其他无人机16接收的信息来致动机械臂50。例如，传感器58可以例如使用各种数据处理技术(诸如用于处理激光雷达数据的已知技术)来检测其他无人机16的各种部件，例如，导电末端执行器44。作为另一示例，无人机计算机48可以基于图像数据，例如由一对摄像头56c捕获的一对图像(诸如每50毫秒重复捕获和分析的图像)和/或流数据，确定另一无人机16的部件(例如连接器62或末端执行器44)在三维空间中相对于所述一对摄像头56c的位置。可以例如通过计算机48利用已知的立体分析和图像识别技术、方法和算法来分析图像数据以做出此类确定。
服务器计算机14可以例如通过经由无人机通信网络54向机械臂50发送致动命令来致动机械臂50以基于三维空间中的位置与其他无人机16连接。例如，为了建立电连接，服务器计算机14可以向导电末端执行器44发送命令以致动爪60朝向闭合位置的移动，以夹持另一无人机16的导电末端执行器44。作为替代示例，无人机计算机48可以将机械臂50致动到由机械臂50支撑的公连接器或母连接器62的位置，以与由另一无人机16支撑的配合连接器62连接(参见图5)。
无人机计算机48可以被编程为经由由空中无人机16支撑的第一导电末端执行器和第二导电末端执行器44向车辆12施加负载电压。例如，无人机计算机48可以控制无人机电源42和导电末端执行器44之间的电力流动。
过程
图6是示出用于利用多个无人机16向车辆12提供跨接起动的示例性过程600的过程流程图。过程600在框610中响应于用户输入(例如，到车辆12的用户接口36和/或用户装置20的用户接口的用户输入)和/或响应于计算机40确定车辆12的发动机不在运行并且电池22的电压低于阈值(例如，8伏特)等而开始。根据存储在一个或多个无人机计算机48、服务器计算机14和/或车辆计算机40的存储器中的程序，可由处理器执行过程600的框。
在框610处，例如从车辆12例如从收发器34传输跨接起动请求。可以响应于来自车辆计算机40经由通信网络38和/或来自用户装置20的指令而将所述请求经由网络18传输到服务器计算机14。
接下来，在框620处，服务器计算机14例如经由网络18向多个无人机16传输一个或多个跨接起动命令。一个或多个跨接起动命令基于跨接起动请求。服务器计算机14可以识别要向其传输(一个或多个)跨接起动命令的特定无人机16。例如，可以基于跨接起动请求中的信息(诸如跨接起动参数和车辆12位置)来选择无人机16以接收跨接起动命令。此外，例如，可以将无人机参数数据库中的信息与车辆12位置进行比较，以识别距离车辆12最短行进距离(例如，考虑禁飞区的飞行距离)、并且能够串联和/或并联连接以提供足够的电压和/或电流强度以跨接起动车辆12的一个或多个无人机16。
接下来，在框630处，多个无人机16响应于接收到跨接起动命令而向车辆12提供跨接服务。例如，无人机16可以导航到如在跨接起动命令中指定的车辆12的位置。
在到达所述位置时，无人机16可以与其他无人机16和/或车辆12建立通信，例如，无人机计算机16可以指示收发器46建立此类通信。为了实现此类通信连接，无人机计算机16可以例如基于包括在跨接起动命令中的车辆和无人机识别信息将通信发送到车辆12和/或(一个或多个)其他无人机16。无人机16和车辆12可以相互通信以对车辆12执行跨接起动，如下面进一步描述的。例如，来自一个或多个无人机16的消息可以导致车辆计算机40向一个或多个车辆部件提供命令，例如打开车辆12的发动机罩32。作为另一示例，来自车辆12和/或一个或多个其他无人机16的消息可以使无人机计算机48向一个或多个无人机部件提供命令，例如，以建立与(一个或多个)其他无人机16的电连接、向车辆12提供负载电压、终止电连接等。
如上所述，当无人机16执行跨接起动时，它们可以例如基于包括在跨接起动命令中的跨接起动参数中、连接顺序消息中和/或从车辆12传送的悬停或着陆位置来着陆在车辆12上或悬停在车辆12附近。
在执行跨接起动之后，无人机16返回它们各自的起始位置。将在下面参考图7的过程700提供关于无人机16可以如何响应跨接起动请求的更多细节。在框630之后，过程600结束。
图7是示出用于无人机16向车辆12提供跨接起动的示例性过程700的过程流程图。可由一个或多个无人机计算机48的处理器根据存储在一个或多个无人机计算机48存储器中的程序来执行过程700的框。当无人机16接收到跨接起动命令时，过程700在框702中开始。
接下来，在框704处，无人机16导航到请求跨接起动的车辆12的位置。例如，无人机计算机48通常将例如来自跨接起动命令的车辆12的位置提供给无人机导航装置52。无人机计算机16然后可以至少基于从无人机导航装置52接收的信息来致动螺旋桨马达和其他无人机16部件以将空中无人机16导航到车辆12的位置。
接下来，在框706处，无人机16确定其是否是主无人机或从无人机。作为一个示例，无人机16可以基于一组规则(诸如将第一无人机16指派为主无人机以到达车辆12)来确定其是否是主无人机或从无人机。服务器计算机14和/或车辆计算机40可以例如基于所述一组规则来确定主指派或从指派，并且向无人机16传输指令。例如，无人机计算机48基于包括在跨接起动命令中的主无人机或从无人机的指派做出此类确定。当无人机计算机48确定无人机16是主无人机16时，过程700移动到框708。当无人机计算机48确定无人机16是从无人机16时，所述过程移动到框732。
在框708处，无人机16传输发动机罩打开命令。发动机罩打开命令可以例如通过包括来自跨接起动命令的车辆识别信息被发送到车辆12。
接下来，在框710处，无人机16将包括连接顺序的连接顺序消息传输到提供跨接起动的其他无人机16中的一个或多个，例如指派为从无人机的无人机16。主无人机16可以用连接顺序消息将跨接起动命令中识别的各种悬停或着陆位置指派给从无人机16。
接下来，在框712处，无人机16与一个或多个其他无人机16和/或车辆12建立电连接。当建立电连接时，无人机16占据包括在跨接起动参数中的着陆或悬停位置，例如，跨接起动命令或连顺序令消息中包括的位置。
为了建立与另一无人机16的电连接，无人机计算机48可以例如经由通信网络54提供命令，以致动无人机16的一个或多个机械臂50。所述命令可以部分地基于由无人机计算机48从收发器46、成像装置56、传感器58等接收的信息。例如，可以例如利用已知的立体和图像识别技术来分析来自一对摄像头56c的图像数据，以识别另一无人机16的导电末端执行器44和/或连接器62相对于摄像头56c的三维位置。
为了建立与车辆12的电连接，无人机计算机48可以使用无人机成像装置56来定位充电点26，诸如使用已知的图像处理技术分析来自成像装置56的图像，并且将其与充电点规格(例如，如包括在跨接起动命令中)中的图像进行比较。
无人机计算机48可以致动机械臂50，以相对于充电点26的识别位置、另一无人机16的导电末端执行器44和/或连接器62来定位末端执行器44和/或连接器62，例如连接连接器62、夹持另一无人机16的末端执行器44或车辆12的充电点26等。
接下来，在框714处，无人机16从被指派为从无人机的一个或多个其他无人机16接收一个或多个连接确认消息，例如，如下面在框736中所描述的。连接确认消息指示发射无人机16已经与其他无人机16和/或车辆12建立了电连接，例如，以提供跨接起动并且如连接顺序消息所指示的那样。连接确认消息可以包括用于发射无人机16和用于接收无人机16的无人机识别信息。
接下来，在框716处，无人机16传输通电消息。通电消息是对一个或多个其他无人机16，诸如(一个或多个)从无人机16的指令，指示(一个或多个)接收无人机16向其导电末端执行器44施加电压，例如，如本文所描述的。可以在从参与跨接起动的每个无人机16接收到相应的连接确认消息时发送通电消息。
接下来，在框718处，无人机16向其导电末端执行器44施加电压。例如，无人机计算机48可以控制无人机电源42和导电末端执行器44之间的电力流动，无人机计算机48允许电力在无人机电源42和导电末端执行器44之间流动，同时导电末端执行器44夹持充电点26和/或连接到另一无人机16。
接下来，在框720处，无人机16向车辆12传输起动命令。无人机计算机48可以在施加负载电压时向车辆12发送起动命令，例如，如关于框718所描述的。
接下来，在框722处，无人机计算机从车辆12接收发动机起动验证消息。发动机起动验证消息指示车辆的发动机已经起动，例如，如由车辆计算机40基于来自传感器28的信息来确定。
接下来，在框724处，无人机16将断开命令传输到(一个或多个)其他无人机16，例如，传输到(一个或多个)从无人机16。断开命令是对(一个或多个)其他无人机16的用于终止它们与其他无人机16和/或车辆12的连接的指令。无人机16可以在接收到发动机起动验证消息时传输断开命令。
接下来，在框726处，无人机16终止与一个或多个其他无人机16和/或车辆12的电连接。为了终止连接，无人机计算机48可以指示致动(一个或多个)机械臂50，例如，释放对(一个或多个)其他无人机16的导电末端执行器44和/或车辆12的充电点26的夹持，将连接器62从其他无人机16的连接器62移开，即，从其他无人机16的连接器62断开，等等。
接下来，在框728处，无人机16接收例如来自被指派为从无人机的一个或多个其他无人机16的全部清除消息。所述全部清除消息指示发射无人机16已经终止与其他无人机16和/或车辆12的电连接，并且离开车辆12，例如，发射无人机16不在会干扰闭合车辆12的发动机罩32的位置，诸如发动机罩32和车辆12的发动机舱之间的区域。所述全部清除消息可以包括用于发射无人机16和用于接收无人机16的无人机识别信息。
接下来，在框730处，无人机16将结束过程消息传输到车辆12。结束过程消息指示跨接起动已经完成并且参与跨接起动的无人机16处于使得车辆12可以将发动机罩32致动到闭合位置的位置。可以在从参与跨接起动的所有无人机16接收到所述全部清除消息时发送结束过程消息。在框740之后，过程700前进到框748，如下所述。
在可以在框706之后的框732处，从无人机16例如从主无人机16接收连接顺序消息。
接下来，在框734处，无人机16与一个或多个其他无人机16和/或车辆12建立电连接。例如，如以上在框712处描述的。
接下来，在框736处，无人机16将连接确认消息传输到例如被指派为主无人机的另一无人机16，并如上文针对框714所述那样接收。可以在与一个或多个其他无人机16和/或车辆12建立电连接时(例如，在完成框734时)发送连接确认消息。
接下来，在框738处，无人机例如从主无人机16接收通电消息。
接下来，在框740处，无人机16向其导电末端执行器44施加电压，例如，如上文在框718处所描述的。可以响应于接收到通电消息而施加电压。
接下来，在框742处，无人机16例如从主无人机16接收断开命令，例如，如上文在框724处所描述的。
接下来，在框744处，无人机16终止与一个或多个其他无人机16和/或车辆12的电连接，例如，如上文在框726处所描述的。
接下来，在框746处，无人机将所述全部清除消息传输到例如主无人机16。
在框748处，无人机16导航回家。例如，无人机计算机16可以至少基于从无人机导航装置52接收的信息来致动螺旋桨马达以将空中无人机16导航到无人机16的起始位置。起始位置可以本地存储在例如无人机计算机48和/或导航装置中，和/或远程存储在例如服务器计算机14上。
总结
计算装置通常包括计算机可执行指令，其中所述指令可由诸如上文列出的那些的一个或多个计算装置执行。计算机可执行指令可以从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解译，所述编程语言和/或技术单独地或组合地包括但不限于JavaTM、C、C++、VisualBasic、JavaScript、Perl等。这些应用程序中的一些可以在虚拟机(诸如Java虚拟机、Dalvik虚拟机等)上编译和执行。通常，处理器(例如，微处理器)接收例如来自存储器、计算机可读介质等的指令并且执行这些指令，由此执行一个或多个过程，其包括本文所述的过程中的一个或多个。可以使用多种计算机可读介质来存储和传输此类指令和其他数据。
计算机可读存储介质(也被称为处理器可读介质)包括参与提供可由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的任何非暂时性的(例如，有形的)介质。此类介质可以采用许多形式，其包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其他持久存储器。易失性介质可以包括例如通常构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。此类指令可由一个或多个传输介质传输，所述传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，其包括构成联接到计算机的处理器的系统总线的电线。计算机可读介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD、任何其他光学介质、穿孔卡、纸带、任何其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、快闪EEPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带，或计算机可从中读取的任何其他介质。
本文描述的数据库、数据储存库或其他数据存储装置可以包括用于存储、访问和检索各种类型的数据的各种机制，其包括分层数据库、文件系统中的一组文件、专有格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每个此类数据存储装置通常包括在采用诸如上述那些计算机操作系统中的一个的计算机操作系统的计算装置内，并且经由网络以各种方式中的任何一种或多种来访问。文件系统可以通过计算机操作系统进行访问，并且可以包括以各种格式存储的文件。除了用于创建、存储、编辑和执行已存储的程序的语言(诸如上述PL/SQL语言)之外，RDBMS还通常采用结构化查询语言(SQL)。
在一些示例中，系统元件可以被实施为存储在与其相关联的计算机可读介质(例如，磁盘、存储器等)中的一个或多个计算装置(例如，服务器、个人计算机等)上的计算机可读指令(例如，软件)。计算机程序产品可以包括存储在计算机可读介质中的用于执行本文描述的功能的此类指令。
形容词“第一”和“第二”贯穿本文档用作识别符，并非意图表示重要性或顺序。
关于本文描述的介质、过程、系统、方法等，应理解，虽然已经将此类过程等的步骤描述为根据某一有序顺序发生，但是此类过程可以在以与本文所述顺序不同的顺序执行所描述步骤的情况下来实践。还应理解，可以同时执行某些步骤，可以添加其他步骤或者可以省略本文所述的某些步骤。换句话说，本文对系统和/或过程的描述是出于说明某些实施例的目的而提供的，并且决不应被解释为限制所公开的主题。
已经以说明性方式描述了本公开，并且应理解，已经使用的术语意图是描述性而不是限制性的词语的性质。鉴于上述教导，本公开的许多修改和变化是可能的，并且本公开可以以不同于具体描述的方式实践。

Claims (18)

1.一种用于车辆的系统，其包括计算机，所述计算机被编程为：
致动多个无人机以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆提供跨接起动，包括致动由所述多个无人机中的第一无人机支撑的机械臂，以将所述第一无人机与所述多个无人机中的第二无人机连接。
2.如权利要求1所述的系统，所述计算机还被编程为从所述多个无人机中指派主无人机和从无人机。
3.如权利要求1所述的系统，所述计算机还被编程为响应于接收到包括跨接起动参数的跨接起动请求来致动所述多个无人机。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述跨接起动参数包括电压和电流强度中的一者。
5.一种用于车辆的系统，其包括用于第一无人机的计算机，所述用于第一无人机的计算机被编程为：
致动由第一无人机支撑的机械臂以在第一无人机和第二无人机之间建立电连接，然后向车辆提供跨接起动。
6.如权利要求5所述的系统，所述用于第一无人机的计算机还被编程为将指定连接顺序的指令传输到所述第二无人机。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述连接顺序是串联和并联中的一者。
8.如权利要求5所述的系统，所述用于第一无人机的计算机还被编程为基于由所述第一无人机的所述机械臂支撑的一对摄像头捕获的一对图像来确定由所述第二无人机支撑的导电末端执行器在三维空间中的位置，其中致动所述机械臂以建立所述第一无人机和所述第二无人机之间的电连接是基于所述三维空间中的位置。
9.如权利要求5所述的系统，其中所述机械臂是支撑电连接到第一无人机电源的导电末端执行器的伸缩式机械臂。
10.如权利要求5所述的系统，其中所述机械臂支撑摄像头和电连接到第一无人机电源的导电末端执行器。
11.如权利要求5所述的系统，其中所述机械臂支撑末端执行器，所述末端执行器包括锥形的公电连接器和母电连接器中的一者。
12.如权利要求5所述的系统，其还包括服务器计算机，所述服务器计算机被编程为与所述第一无人机计算机通信，以致动所述第一无人机来建立所述电连接。
13.一种用于车辆的方法，其包括：
致动多个无人机以首先在其间建立一个或多个电连接，然后向车辆提供跨接起动，包括致动由所述多个无人机中的第一无人机支撑的机械臂，以将所述第一无人机与所述多个无人机中的第二无人机连接。
14.如权利要求13所述的方法，其还包括从所述多个无人机中指派主无人机和从无人机。
15.如权利要求14所述的方法，其还包括将指定所述无人机的连接顺序的指令从所述主无人机传输到所述从无人机。
16.如权利要求13所述的方法，其还包括在致动所述多个无人机之前接收包括跨接起动参数的跨接起动请求。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述跨接起动参数包括电压和电流强度中的一者。
18.如权利要求13所述的方法，其还包括基于由所述第一无人机的所述机械臂支撑的一对摄像头捕获的一对图像来确定由所述第二无人机支撑的导电末端执行器中的一个在三维空间中的位置，其中基于所述三维空间中的位置来致动所述第一无人机的所述机械臂以连接到所述第二无人机。
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