CN110799385A - 具有救援无人机的车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆(1)，具有车载的、携带车辆数据的通信总线，连接至所述通信总线的用于车辆(1)的无线电通信(14)的通信模块(13)，以及可释放地锚定在车辆(1)的救援无人机(18)，其中，所述救援无人机(18)在锚定状态下连接至通信总线(9)，并且至少包括通信模块(13)，其中，救援无人机(18)构造成在释放状态下使用通信模块(13)进行自己的无线电通信(14)。

Description

具有救援无人机的车辆

技术领域

本发明涉及一种车辆，其具有车载的、携带车辆数据的通信总线，连接至通信总线的用于车辆的无线电通信的通信模块，和可释放地锚定到车辆的救援无人机。

背景技术

例如，从文件DE 10 2014 206 708 A1，WO 2016/203322 A2或DE 10 2015 008768 A1中已知用于车辆的救援无人机或UAV(无人驾驶飞行器)。救援无人机安装在车辆的车身舱室内或车顶上，并在发生事故的情况下，升起离开车辆或被从车辆上甩下车，以通过监控摄像机检测事故现场和/或通过无线电收发器向救援操作中心发送紧急呼叫。但是，已知的救援无人机昂贵且应用受限，这妨碍了在汽车工业中的广泛使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，并提供更简单且更便宜的解决方案以为车辆装备救援无人机。

该目的通过上述类型的车辆实现，其根据本发明特征在于，救援无人机在锚定状态下连接至通信总线，并且至少包括通信模块，其中救援无人机构造成在释放状态下使用通信模块进行自己的无线电通信。

根据本发明，正常车辆操作所需的车辆的通信模块，例如用于电话、交通信息的数据接收、或例如车辆制造商的维护数据等数据的发送和接收的移动无线电模块被布置在救援无人机中。在紧急情况下，如果救援无人机已从车辆上释放，则可以重复使用此通信模块(“重复使用”)，因此不需要其自己的通信模块。或者相反，救援无人机将其通信模块设置成在“正常”操作中作为通讯模块对于车辆是可用的。因此，车辆和救援无人机共享共同的通信模块，从而大大节省了成本，有利于工业使用。

在本发明的第一优选实施例中，通信模块是可展开的锚定到车辆，例如车辆的车顶或车尾的天线模块。这样的通信模块不需要包含用于生成和处理在无线电通信中传送的消息的所有电子部件，而是可以与例如处理器、导航设备、车载电子设备等其他电子部件协作；作为天线模块，所述通信模块例如仅包含无线电通信直接需要的部件，例如天线、天线放大器、变频器、接口等。

根据本发明的另一优选特征，通信模块本身被设计用于优选地根据LTE标准的移动无线电网络中的无线电通信。通信模块例如是“瘦身的”手机，其没有键盘也没有显示器。

本发明的用于车辆的特别有利的实施例，该车辆具有至少一个连接至通信总线的用于操作该车辆的传感器，其特征在于，该至少一个传感器也布置在救援无人机中，并且后者被设计成在救援无人机的释放状态下通过通信模块将传感器的测量数据发送到远程中心。以此方式，救援无人机可以使用或重复使用车辆的传感器，或者相反，车辆查看救援无人机的传感器。传感器可以是例如2D或3D摄像机、雷达或激光传感器、声音或超声波传感器、风速计、惯性测量装置或卫星导航接收器，其可以例如安装在车辆中用于驾驶员辅助系统以及布置在救援无人机中用于监视和飞行控制目的。

救援无人机可以通过电线连接到通信总线，其中，当将救援无人机从车辆上释放时，电线连接断开。救援无人机与通信总线之间的这种有线连接确保了车辆的特别不易受干扰的正常运行。

替代地或附加地，救援无人机可以经由短程无线连接来连接到通信总线。这种短程无线连接的优选实施例是所有类型的光、电容或电感连接，WLAN，LPWAN(例如，Sigfox，Weighless P，LoRa，NBIoT)，蓝牙或红外连接。结果，一方面可以节省车辆内的布线，另一方面救援无人机可以在释放状态下继续与车辆通信，例如从通信总线接收数据并通过通信模块将其发送到远程应用中心。

此外，救援无人机与车辆之间的短程无线连接的可能性还提供了从救援无人机到车辆的数据传输，以便在紧急或事故的情况下当救援无人机已被释放时，例如在救援无人机的帮助下从操作中心远程控制车辆，。因此，在本发明的另一优选实施方式中，车辆具有至少一个致动器，其连接至通信总线以用于操作车辆，救援无人机被配置为在释放状态下经由通信模块来接收控制数据以及通过短程无线连接将其发送给致动器。

这种用于操作车辆的致动器可以例如具有中央锁定系统、方向盘、加速器踏板或制动踏板的功能，从而可以在紧急情况下或在事故的情况下在救援无人机的帮助下从救援中心对车辆进行远程控制，例如对其锁定、将其引导离开危险或将其导向路肩等。安装在救援无人机中的传感器、摄像机、雷达或激光传感器等也可用于此目的。例如，可以将救援无人机或者已遇险或被撞的车辆中的环境的视频图像从救援无人机传输到操作中心，在那里，应急力量可以根据视频连接来评估紧急情况并相应地控制车辆。

此外，救援无人机还可以设计成通过通信模块接收用于其他车辆的控制数据，并通过短程无线连接将其发送到车辆附近的该其他车辆。因此，例如可以通过在其他车辆的显示器上显示用于驾驶员的相应消息或直接远程控制该其他车辆，使该其它车辆提供辅助，特别是当它停放而没有乘员的情况下，以便操纵它来操纵或牵引事故车辆。

根据本发明的其他优选特征，救援无人机可以配备一个或多个监视摄像机，照明灯和/或光信号。因此，例如在高速公路上，可以用信号通知用于其他道路使用者的事故情况，以便例如提示他们形成救援车道。

救援无人机优选可从其自己的或其他车辆或其他设施的电气系统充电，特别优选为感应充电，和/或配备有用于提供太阳能的太阳能模块。

作为救援无人机，本领域中已知的每种无人机都是合适的。优选地，救援无人机是多轴直升机，其在锚定状态下安装、特别优选地密封在车辆的外壳中或外壳上。如本领域中已知的，这样的多轴直升机可以相应地被制造得很小地并且在事故或紧急现场上方的空中占据静止位置。

救援无人机通过其可释放地锚定在车辆上的锚定装置可以是本领域已知的任何类型，例如可控的释放装置，具有弹力或爆炸物、以气动、液压方式操作的弹射排放装置。磁性锚定装置也是可能的，借助于该磁性锚定装置，通过锚定装置的磁性反转而从车辆排斥救援无人机。然而，锚定装置也可以简单地是在车辆的外壳上或外壳中的敞开的舱室，救援无人机可以从该舱室升起。救援无人机也可能与车辆的保护罩、例如圆顶或“鲨鱼鳍”一起被抛出，被点火或被吹走。

附图说明

下面根据在附图中示出的示例性实施例来更详细地阐述本发明，其中：

图1示出了根据本发明的与移动网络和操作中心相结合的、具有救援无人机的车辆的示意图；以及

图2示出了图1的具有已脱离救援无人机的车辆以及其他车辆的示意图。

具体实施方式

根据图1，车辆1在移动无线电网络2的无线电覆盖区域中移动，该移动无线电网络例如根据诸如GSM、LTE或UMTS这样的2G、3G、4G、5G移动网络标准来设计。在示出的示例中，车辆1是轿车或载重汽车，但是车辆1可以是任意的陆上交通工具、空中交通工具或水上交通工具。车辆1可以经由移动无线电网络2与各种各样的参与者通信，例如车辆制造商的遥测服务器3、交通消息中心4、紧急情况应用中心5、任何数据服务6或简单地仅是无线移动网络2的其他参与者7、8。应理解，车辆1的示例性的通信伙伴3-8可直接地或经由任何其他的电信和/或数据网络或互联网连接到移动无线电网络2。

车辆1具有车载通信总线9，例如CAN总线，经由通信总线9车辆部件10-12彼此通信并且从而交换车辆数据，如本领域技术中已知的。部件10-12可以是车辆1的任意传感器10、致动器11和/或计算单元12。

传感器10的示例是检测或测量车辆1的内部或周围环境的2D或3D摄像机、雷达传感器、激光传感器、声音或超声波传感器等；环境传感器，诸如温度计、气压计、湿度计或风速计；惯性测量单元(IMU)，用于检测车辆1的空间位置(“重力计”)和加速度/减速度(“加速度计”)；或卫星导航接收器，用于确定车辆1的位置，例如GPS、伽利略或格洛纳斯接收器等。

致动器11的示例是中央锁定部件、电动窗、发动机控制装置、燃料喷射泵、制动控制装置、方向盘致动器等，通常是车辆1的具有中央锁定、方向盘、加速器踏板、制动踏板、挡位选择器等功能的所有元件。

计算单元12的示例是电子发动机控制单元(ECU)、导航、信息和娱乐系统、移动电话接口、免提设备等。

连接到通信总线9的是通信模块13，经由通信模块13车辆1可以发送和接收无线电通信14，更确切地说，部件10-12可以向装置3-8发送数据或从装置3-8接收数据。

通信模块13可以是本领域中已知的任何类型，例如，用于与道路收费或停车监视系统的无线电信标进行通信的收发器、LPWAN(低功率广域网)接口、根据标准DSRC、WLAN、SigFox、LoRA、Weighless P、窄带IoT的收发器等。然而，通信模块13优选地被设计用于移动无线电网络2中的无线电通信14。

在简化的实施例中，通信模块13仅包括用于无线电通信14的实际高频组件，例如天线、天线放大器、变频器和通信总线9的接口，而无线电通信14所需的其他部件位于部件10-12的一个或多个中。

通信模块13例如直接位于车辆1的外壳15中或外壳15上，例如在外壳15的顶部或尾翼片15'中。

通信模块13经由有线连接16连接到通信总线9。代替有线连接16或除了有线连接16之外，通信模块13可以经由短程无线连接17连接到通信总线9。短程无线连接17可以以本领域中已知的任何方式来实现为，例如根据标准WLAN、蓝牙、LPWAN，SigFox、LoRA、Weighless P、窄带IoT的无线连接，或者实现为光连接，例如红外连接，其甚至可以渗入水中，并且短程无线连接17包括相应的连接部件17'、17"，该连接部件一方面在救援无人机18的通信模块13上，另一方面在通信总线9上。

如图1和2中所示，车辆1还包括救援无人机18，其可释放地锚定到车辆1，以便从锚定在车辆1上的第一位置(图1)移动到与车辆1分离的释放的第二位置(图2)。救援无人机18，即所谓的UAV(无人驾驶飞行器)，具有自给自足的飞行能力，并且例如可以在释放位置(图2)飞行或悬停在车辆1上方。救援无人机18可以特别地装备有障碍物自动躲避飞行控制器。救援无人机18可以以本领域中已知的任何方式形成，例如以表面飞机或旋翼片飞机的方式形成，例如直升飞机。优选地，救援无人机18是具有多个，例如三个、四个、六个或八个旋翼19的多轴直升机，该旋翼也可以成对冗余地或成倍地布置。

或者在紧急情况下由车辆1的驾驶员通过操作连接到通信总线9的控制器来释放救援无人机18，或者在车辆1发生事故的情况下例如通过响应连接到通信总线9或设置在救援无人机18中的碰撞传感器自动地释放救援无人机18，或者通过根据其他传感器数据计算运动状态，并使之进入飞行模式(图2)来释放救援无人机18。救援无人机18可以例如从车辆1的外壳15上或外壳15中的敞开的舱室升起，或者它与例如圆顶或翼片15'的保护罩一起被吹走。救援无人机18的其他类型的释放也是可能的，例如，从相应的锚定装置弹射、抛出等。锚定装置例如也可以是磁性的，并且可以通过磁性反转来实现弹出。

通信模块13布置在救援无人机18中，并因此在释放救援无人机18(图2)时与车辆1断开，从而分离可能存在的有线连接16。因此，车辆1和救援无人机18共享单个通信模块13。

在图2的释放状态下，救援无人机18通过通信模块13本身与部件3-8中的一个或多个通信。救援无人机18可以例如将布置在救援无人机18中的监视摄像机20的监视图像发送到操作中心5中的终端21，向应用中心5或用户终端7、8等发送紧急呼叫。由于救援无人机18先前已连接至通信总线9(图1)，因此其随后还可以经由通信模块13将已记录并存储在通信总线9(图2)上的数据发送至装置3-8。

车辆1和救援无人机18不仅可以共享通信模块13，而且可以共享一个或多个传感器10或计算单元12。例如，诸如2D或3D摄像机、雷达传感器、激光传感器、声音或超声波传感器、风速计、惯性测量装置或卫星导航接收器这样的传感器10可以被布置在救援无人机18中，并且在它们与车辆1分离之后，被救援无人机18自身使用，例如用于监视目的或用于飞行姿态控制。传感器10还可以用于实时检测车辆1的运动状态，从而推断出救援无人机18的点火起飞的必要性，并向救援无人机18提供传感器数据，使得救援无人机18可以计算和预测例如它们的轨迹的弹道参数。

传感器10的测量数据也可以从处于在其释放状态(图2)的救援无人机18中经由通信模块13发送到装置3-8，例如发送到应用中心5的终端21。

如果救援无人机18，替代有线连接16或除了有线连接16之外，还通过短程无线连接17连接到通信总线9，则即使在救援无人机18已经分离之后，无线连接17也可以继续使用。例如经由有线连接17可连续地从通信总线9，例如从传感器10和计算单元12，接收信号并且经由通信模块13发送到装置3-8。

此外，无线连接17还可以用于沿反方向、即从装置3-8到车辆1发送数据。这尤其可以用于远程开动连接到通信总线9的车辆1的致动器11。因此，在发生事故或紧急情况下，可以使用救援无人机18来远程控制车辆1。例如，可以在应用中心5中设置用于诸如车辆1的方向盘位置、加速器踏板位置、制动踏板位置等这样的控制数据24的输入装置23，控制数据24经由移动无线电网络2被发送给救援无人机18的通信模块13，并从那里经由短程无线连接17被发送到通信总线9以及相应的致动器11和/或计算单元12。

救援无人机18还可以用于经由通信模块13接收用于可能的其他车辆25(“车至车”，C2C)或静态装置(“车至万物”，C2X)的控制数据24并且经由短程无线连接17发送到其他车辆25或发送到这些装置。其他车辆25可以是例如救护车辆或仅是停在路边的车辆，其被设计用于构造无线连接17并且可以经由无线连接17进行远程控制。因此，其他车辆25可以例如通过输入装置23以这种方式移动到事故或陷入故障的车辆1，以便例如将其从危险区域移走，牵引或推到路边。为此目的，其他车辆25可以具有可远程控制的牵引装置26。如果其他车辆25是有人驾驶的车辆，则救援无人机18还可以经由短程无线连接17将信息发送到其他车辆25中的显示装置27，以指示驾驶员辅助操作。

救援无人机18可以配备一个或多个照明灯，以照亮车辆1的事故现场。另外，救援无人机18可以具有例如一个或多个光信号28，利用光信号28可以在高速公路上将事故情况告知其他的道路使用者，以便提示他们例如形成救援车道。

救援无人机18还优选地配备有可充电电池，该可充电电池在锚定位置(图1)可以通过电线或感应地从车辆1的电气系统充电。替代地或附加地，救援无人机18可以配备有用于向其所有部件供应太阳能的太阳能模块(未示出)。

救援无人机18例如可以可释放地锚定在例如车辆1的外壳15的凹部中，例如部分地沉没在车顶中，使得其旋翼19基本上与外壳15和车顶齐平，而翼片15'突出，该翼片容纳通信模块13和任何传感器10。借助于密封件，救援无人机18，特别是其旋翼19和用作通信模块13的壳体的翼片15'在锚定状态下被密封在外壳15中。

锚定装置可以例如包括两个磁性元件29、30，其中至少一个是可逆电磁体，从而通过将极性反转来释放锚定装置29、30，并且救援无人机18被车辆1排斥。

本发明不限于所举例说明的实施例，而是包括落入所附权利要求书范围内的所有变型、修改和组合。

Claims (16)

1.一种车辆(1)，具有车载的、携带车辆数据的通信总线(9)，连接至所述通信总线的用于所述车辆(1)的无线电通信(14)的通信模块(13)，以及可释放地锚定到所述车辆(1)的救援无人机(18)，其特征在于，所述救援无人机(18)在锚定状态下连接至所述通信总线(9)，并且至少包括所述通信模块(13)，其中，所述救援无人机(18)构造成在释放状态下使用所述通信模块(13)进行自己的无线电通信(14)。

2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述通信模块(13)是可展开地锚定到所述车辆的天线模块。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其特征在于，所述通信模块(13)被设计用于优选地根据LTE标准的移动无线电网络(2)中的无线电通信。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆，具有至少一个连接至所述通信总线(9)的用于操作所述车辆(1)的传感器，其特征在于，所述传感器(10)布置在所述救援无人机(18)中，并且被设计成在所述释放状态下经由所述通信模块(13)将所述传感器(10)的测量数据发送到远程中心(5)。

5.根据权利要求4所述的车辆，其特征在于，所述至少一个传感器(10)是2D或3D摄像机、雷达传感器、激光传感器、风速计、惯性测量装置或卫星导航接收器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆，其特征在于，所述救援无人机(13)通过电线连接到所述通信总线(9)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆，其特征在于，所述救援无人机(18)经由短程无线连接(17)连接到所述通信总线(9)。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述短程无线连接(17)是WLAN、LPWAN、蓝牙或红外连接。

9.根据权利要求7或8所述的车辆，具有至少一个致动器(11)，其连接至所述通信总线(9)用于操作所述车辆(1)，其特征在于，所述救援无人机(18)被配置为在所述释放状态下经由所述通信模块(13)来接收控制数据(24)以及经由所述短程无线连接(17)将其发送给所述致动器(11)。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，用于操作所述车辆(1)的所述至少一个致动器具有中央锁定系统、方向盘、加速器踏板或制动踏板的功能。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的车辆，其特征在于，所述救援无人机(18)被设计成经由所述通信模块(13)接收用于其他车辆(25)的控制数据(24)，并经由所述短程无线连接(17)将其发送到在所述车辆(1)附近的这样的其他车辆(25)。

12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于，所述控制数据(24)指示所述其他车辆(25)牵引所述车辆(1)。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的车辆，其特征在于，所述救援无人机(18)配备有监视摄像机(10、20)、照明灯和/或光信号(28)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的车辆，其特征在于，所述救援无人机(18)优选从所述车辆(1)的电气系统感应地充电和/或配备有太阳能模块。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的车辆，其特征在于，所述救援无人机(18)是多轴直升机，其优选地在所述锚定状态下密封在所述车辆(1)的外壳(15)中或所述外壳上。

16.根据权利要求1至15中任一项所述的车辆，其特征在于，所述救援无人机(18)通过磁性锚定装置(29、30)锚定到所述车辆(1)并且能够通过所述锚定装置(29、30)的磁性反转被从所述车辆(1)排斥。

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