CN113022866A - 用于模块化无人驾驶交通工具的系统和方法 - Google Patents

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CN113022866A CN202011443606.4A CN202011443606A CN113022866A CN 113022866 A CN113022866 A CN 113022866A CN 202011443606 A CN202011443606 A CN 202011443606A CN 113022866 A CN113022866 A CN 113022866A
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S·A·珀萨
A·佩格
D·温尼默
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Abstract

本发明提供了一种无人驾驶交通工具(UV)。该UV包括飞机部件、电气地且机械地耦接到飞机部件的内插器部件、以及电气地且机械地耦接到内插器部件的有效载荷部件。内插器部件包括处理器和存储指令的存储器，指令在由处理器执行时将处理器配置为从飞机部件或有效载荷部件中的一个接收通信，并且将通信发送到飞机部件或有效载荷部件中的另一个。

Description

用于模块化无人驾驶交通工具的系统和方法
技术领域
本申请要求2019年12月9日提交且标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR MODULARUNMANNED VEHICLES”的美国临时专利申请号62/945461的优先权和权益，据此以引证的方式将该申请全文并入。
本公开总体涉及无人驾驶交通工具的领域，具体涉及用于模块化无人驾驶交通工具的系统和方法。
背景技术
无人驾驶飞行器(UAV)不具有位于UAV处的人类操作员。UAV可以包括各种部件，诸如传感器以及测量和导航仪器。UAV可以携带有效载荷(例如，照相机)，该有效载荷可以被配置为执行特定职责，诸如拍摄航空照片和视频。UAV中的各种部件和/或软件的功能的进步需要更换或升级UAV的主飞机部件和/或软件。
发明内容
根据一些实施方式，提供了一种无人驾驶交通工具(UV)。UV包括飞机部件、通信地且机械地耦合到飞机部件的内插器部件、以及通信地且机械地耦合到内插器部件的有效载荷部件。内插器部件包括处理器和存储指令的存储器，指令在由处理器执行时将处理器配置为从飞机部件或有效载荷部件中的一个接收通信，并且将通信发送到飞机部件或有效载荷部件中的另一个。
根据一些实施方式，提供了一种控制UV的有效载荷的方法。UV包括飞机部件、内插器部件以及有效载荷。方法包括：在内插器部件处从飞机部件接收用于控制有效载荷的指令；以及将指令从第一内插器部件发送到有效载荷。
根据一些实施方式，提供了一种处理来自UV的数据的方法。UV包括飞机部件、内插器部件以及有效载荷。方法包括：在内插器部件处从有效载荷接收数据；以及将数据从内插器部件发送到飞机部件。
根据一些实施方式，提供了一种控制UV的方法。UV包括飞机部件、第一内插器部件以及可选的有效载荷。方法包括：在第一内插器部件处接收用于控制UV的指令；以及将指令从第一内插器部件发送到飞机部件。从通信地连接到第一内插器部件的远程装置、耦接到第一内插器部件的飞机部件或耦接到第一内插器部件的第二内插器部件中的一个接收指令。
根据一些实施方式，提供了一种处理来自UV的数据的方法。UV包括飞机部件、第一内插器部件以及有效载荷。方法包括：在第一内插器部件处接收数据；以及将数据从第一内插器部件发送到地面站。可以从耦接到第一内插器部件的有效载荷、第一内插器部件上的传感器或另一内插器部件中的至少一个接收数据。数据被发送到通信地连接到第一内插器部件的地面装置、耦接到第一内插器部件的飞机部件或耦接到第一内插器部件的第二内插器部件中的一个。第二内插器部件可以随后将数据发送到耦接到第二内插器部件的随后的内插器部件或飞机部件中的一个。随后的内插器装置可以随后将数据发送到飞机装置或通信地连接到随后的内插器部件的地面装置中的一个。飞机装置可以随后将数据发送到通信地连接到飞机装置的地面装置。
在各个另外方面，本公开提供了对应的系统和装置、以及用于实施这种系统、装置和方法的诸如机器可执行编码指令集的逻辑结构。
在这方面，在详细说明至少一个实施方式之前，应当理解，实施方式在应用方面不限于在以下描述中阐述的或在附图中例示的结构细节和部件布置。而且，应当理解，本文所用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制性的。
在阅读本公开之后，本领域技术人员将清楚关于本文所述实施方式的许多另外的特征及其组合。
附图说明
将参考附图仅通过示例的方式描述实施方式，其中在附图中：
图1例示了包括无人驾驶交通工具(UV)及其相关联的系统元件的无人驾驶系统(US)的示例；
图2A例示了根据一些实施方式的模块化UV的示例；
图2B例示了根据一些实施方式的模块化UV的另一视图；
图3A至图3E以部件图例示了根据一些实施方式的内插器的数据流的示例；
图4A和图4B例示了根据一些实施方式的飞机的示例的底部/连接器部分视图的不同透视图；
图5A和图5B例示了根据一些实施方式的内插器的示例的顶部/飞机连接器视图的不同透视图；
图5C例示了根据一些实施方式的内插器的底部/有效载荷连接器视图；
图6A和图6B例示了根据一些实施方式的有效载荷的顶部/连接器视图的示例；
图7例示了根据一些实施方式的连接的模块化UV的局部内部视图；
图8A以流程图例示了根据一些实施方式的控制UV的有效载荷的方法的示例；
图8B以流程图例示了根据一些实施方式的处理UV的数据的方法的示例；
图8C以流程图例示了根据一些实施方式的控制UV的有效载荷的方法的另一示例；
图8D以流程图例示了根据一些实施方式的处理UV的数据的方法的另一示例；
图9以部件图例示了根据一些实施方式的US的示例；
图10以部件图例示了根据一些实施方式的地面站的示例；
图11以部件图例示了根据一些实施方式的内插器的示例；
图12以部件图例示了根据一些实施方式的控制站的示例；以及
图13以部件图例示了根据一些实施方式的内插器的逻辑部件的示例。
应当理解，在整个说明书和附图中，同样的特征由同样的附图标记来标识。
具体实施方式
应当理解，阐述了许多具体细节以便提供对本文所述的示例性实施方式的透彻理解。然而，本领域普通技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本文所述的实施方式。在其它情况下，没有详细描述公知的方法、过程以及部件，以便不使本文所述的实施方式模糊。此外，该描述不应被认为以任何方式限制本文所述的实施方式的范围，而是仅描述本文所述的各种示例实施方式的实施。
本文中使用术语无人驾驶交通工具(UV)并且其可以包括无人驾驶飞行器(UAV)，无人驾驶飞机(UA)，无人驾驶水上船只，无人驾驶地面车辆(UGV)以及可以是无人驾驶的、自主或半自主操作的和/或远程控制的任何其他交通工具或结构。UGV可以是远程控制的、自主的或半自主的车辆系统，该车辆系统包括主体和由主体支撑的驱动系统。在一些示例中，驱动系统包括推进系统(诸如电动机或发动机)以及一个或多个履带或车轮。本文还设想了其它布置，诸如轨道或固定轨道地面车辆，没有电动机或发动机的系绳或绳索拉动的地面车辆，使用球、雪橇或轨道的地面车辆，以及悬停但接近地形导航的地面车辆。
仅通过示例的方式，参照具有有效载荷的UAV的实施方式描述了本文示教的一些特征。然而，该描述和特征也可以一般地应用于具有中心部件、外部外围连接以及有效载荷的任何UV。
在一些实施方式中，内插器模块被安装到飞机的外部外围连接，并且另一有效载荷或模块然后可以被安装到内插器。内插器模块可以作为模块化附件安装到现有飞机，而不必购买具有集成方案的全新飞机。
图1例示了根据一些实施方式的包括无人驾驶交通工具(UV)110(诸如无人驾驶飞行器)及其相关联的系统元件的无人驾驶系统(US)100(诸如无人驾驶飞机系统)的示例。UV110可以设计为在交通工具上没有操作员(或飞行员)的情况下操作。在图1所示的实施方式中，无人驾驶系统100包括远程操作员(或飞行员)站102以及UV 110与远程操作员(或飞行员)站102之间的命令和控制链路104。命令和控制链路104可以包括用于管理UV 110的移动(例如飞行)的任何数据链路。在整个移动(例如飞行)操作或其一部分期间，UV 110可以自主操作，而无需操作员(或飞行员)介入移动(例如飞行)的管理。无人驾驶系统100还可包括在移动(例如飞行)操作期间的任何点处可能需要的其它系统元件。
在一些实施方式中，UV 110可以是如图1所示的无人驾驶飞机(UA)或UAV。
图1所示的示例UV 110可以包括本体112、从本体112延伸离开以支撑诸如螺旋桨116的部件的臂114、以及当UV 110定位在一表面上时支撑本体112的支腿118。当不使用时，螺旋桨可以处于折叠位置。应当理解，螺旋桨116在UV 110的储存期间可以处于折叠位置，而在UV 110的飞行操作期间使用打开位置。虽然在图1所示的实施方式中例示了四个臂114和四个支腿118，但是应当理解，UV 110可以包括任何其它数量的臂114和支腿118。如上所述，图1的示例仅通过示例的方式涉及UAV。其它类型的UV也可以采用本文所述的示教。本体112、臂114、螺旋桨116和支腿118、以及UV 110的其它非有效载荷部件，有时在本文中被称为UV 110的“部件”或“元件”，并且术语“飞机”有时在本文中用于指代UV 110。
在一些实施方式中，远程飞行员(或操作员)站102可以包括地面站。在其它实施方式中，远程飞行员(或操作员)站102可以包括充当控制站的客户端装置。在另一些实施方式中，远程飞行员(或操作员)站102可以包括地面站和客户端装置。
图2A例示了根据一些实施方式的模块化UV 200的示例。根据一些实施方式，UV200包括无人驾驶交通工具(UV)110、内插器部件250以及有效载荷260。UV 110可以设计为在交通工具上没有操作员(或飞行员)的情况下操作。在图2A所示的实施方式中，模块化UV系统200被示出为具有通信地和/或机械地耦接/连接到UV 110的内插器250、以及通信地和/或机械地耦接/连接到内插器250的有效载荷260。
图2B例示了根据一些实施方式的模块化UV 200的另一视图。在图2B中，UV 110、内插器250以及有效载荷260被示为分开的。
内插器部件/模块250可以包括一个或多个有效载荷和/或飞机物品，诸如传感器、无线电装置、存储器、指令等。在一个实施方案中，内插器250可以用于保持除了飞机机载无线电装置之外的不同通信无线电装置。在另一实施方案中，内插器250可以用于安装照相机以增加飞机上的视觉能力。在每种情况下，由于内插器250放置在有效载荷260与飞机110之间，因此它增加了除标准有效载荷260和飞机110之外的功能。在另一实施方案中，内插器250可以包括传感器(诸如照相机、化学传感器、感测/躲避传感器等)。
在一些实施方式中，内插器250(即，内插器部件)包括通信调制解调器和天线。通信调制解调器和天线可以被内置到内插器模块250中，这除了内置到飞机110中的机载通信硬件之外还向用户提供灵活的通信装置支持。
在一些实施方式中，内插器部件/模块250可以包括具有外壳、电子器件和/或机械部件的类型的有效载荷，以增加基础飞机(即，UV 110)的能力。如上所述，内插器250组装在有效载荷260与飞机110之间，并且利用飞机110上的现有有效载荷附接机构。
在一些实施方式中，飞机110、内插器250或有效载荷260可以系留到地面上的系统，其中该系统是操作员站102、基站或与操作员站或基站通信。
在一些实施方式中，系线可以用作系统与飞机110、内插器250和/或有效载荷260之间的通信管道/连接。
在一些实施方式中，内插器250可以包括附加的、替换的和/或扩充的传感器，无线电装置和其他通信接口，以及飞机110和/或有效载荷260的操作逻辑和存储器。在一些实施方式中，内插器250可以模块化地添加到UV 200，而不需要替换整个飞机110和/或有效载荷260。在一些实施方式中，作为安全措施，可以由与飞机110分离的内插器250收集和/或存储敏感数据。在一些实施方式中，昂贵的部件可以放置在内插器250上并且由多个UV 200按需共享，而不是各个UV 200具有其自己的一组单独安装在各个飞机110上的这种昂贵的部件。
图3A至图3E以部件图例示了根据一些实施方式的内插器250的数据流300、310、320、330、340的示例。应该理解，可以存在许多其它组合。所收集的数据可以是(但不限于)：照相机视频或图像、来自各种类型的传感器(气体、热等)的测量、位置和感测/躲避数据(雷达、激光雷达等)。在图3A到图3E的所有场景中，内插器250可以被堆叠以将多个内插器250用于各种任务，因此，数据可以在它们之间流动，从特定的一个或多个发送或存储。可以在内插器250中的元件的示例(但不限于)：通信调制解调器、照相机、化学传感器、热传感器、诸如雷达和/或激光雷达的感测和躲避传感器、以及测绘传感器。
图3A示出了由有效载荷260收集302数据，并且有效载荷260将数据馈送304到内插器250中。接着，内插器250将数据馈送306到飞机110中。然后，飞机110处理并输出308该数据。在一些实施方式中，可以存在多个堆叠的内插器250。
图3B示出了由有效载荷260收集302数据，并且有效载荷260将数据馈送304到内插器250中。接着，内插器250处理并输出316数据。内插器250还可以将数据存储在储存库中以便稍后检索。在一些实施方式中，可以存在多个堆叠的内插器250。
图3C示出了由内插器250收集302数据，并且内插器250将数据馈送306到飞机110中。然后，飞机110处理并输出308该数据。在一些实施方式中，可以存在多个堆叠的内插器。
图3D示出了由内插器250收集322数据，并且内插器250将数据馈送306到飞机110中。接着，内插器250处理并输出316数据。内插器250还可以将数据存储在储存库中以便稍后检索。在一些实施方式中，可以存在多个堆叠的内插器。
图3E示出了可以由有效载荷260收集302数据，并且有效载荷260可以将数据馈送304到第一内插器250-1中。第一内插器250-1也可以收集342数据。在一些实施方式中，可以存在多个堆叠的内插器250，其中各个内插器250可以在它们之间交换344、346数据。各个内插器250可以处理并输出316数据。各个内插器250还可以将数据存储在储存库中，以便稍后检索。连接到飞机110的最终内插器250-N可以将数据从堆叠内插器系统馈送306到飞机110中。然后，飞机110处理并输出308该数据。
现在将讨论飞机110、内插器250以及有效载荷260之间的连接。
图4A和图4B例示了根据一些实施方式的飞机110的示例的底部/连接器部分视图的不同透视图。飞机110包括飞机-有效载荷连接器405、飞机旋转闩锁410以及飞机挂钩底切420，各个元件都电气地和/或机械地连接到内插器250或直接连接到有效载荷260。
图5A和图5B例示了根据一些实施方式的内插器250的示例的顶部/飞机连接器视图的不同透视图。图5C例示了根据一些实施方式的内插器250的底部/有效载荷连接器视图。内插器250包括内插器-飞机连接器505，该内插器-飞机连接器连接到以下元件中的一个：飞机-有效载荷连接器405或另一(堆叠的)内插器250上的内插器-有效载荷连接器565。内插器250还包括内插器挂钩525，这些内插器挂钩连接到以下元件中的一个：飞机110上的飞机挂钩底切420或另一(堆叠的)内插器250的内插器挂钩底切520。内插器250还包括旋转闩锁配合几何结构515，该旋转闩锁配合几何结构连接到飞机110上的飞机旋转闩锁410或另一(堆叠的)内插器250上的内插器挂钩525。内插器250包括内插器-有效载荷连接器565，这些内插器-有效载荷连接器连接到以下元件中的一个：有效载荷260或另一(堆叠的)内插器250的内插器-飞机连接器505。
图6A和图6B例示了根据一些实施方式的有效载荷260的顶部/连接器视图的示例。有效载荷260包括有效载荷-飞机连接器605，该有效载荷-飞机连接器连接到以下元件中的一个：内插器250的内插器-有效载荷连接器505或飞机110的飞机-有效载荷连接器405。有效载荷260还包括内插器旋转闩锁配合几何结构615，该内插器旋转闩锁配合几何结构连接到内插器250上的内插器旋转闩锁510、或飞机110的飞机旋转闩锁410。有效载荷260还包括有效载荷挂钩625，这些有效载荷挂钩连接到以下元件中的一个：飞机挂钩底切420或内插器挂钩底切520。
图7例示了根据一些实施方式的连接的模块化UV 700的另一示例的局部内部视图。模块化US 700包括内插器750的另一示例。飞机连接器405与内插器-飞机连接器565机械地且电气地连接，以将飞机110与内插器750连接。第一内插器内部连接器720与第二内插器内部连接器725机械地且电气地连接，以将第一内插器250-1与第二内插器250-N连接。内插器-有效载荷连接器505与有效载荷连接器605机械地且通信地(例如，经由诸如电触点或系线的电装置，或经由诸如无线电装置的无线装置)连接，以将内插器250-N与有效载荷260连接。在一些实施方式中，内部连接器720、725是可选的，并且在一些实施方案中，没有内部连接器或者粘合到印刷电路板(PCB)的柔性印刷电路(FPC)连接。在一些实施方式中，第一内插器内部连接器720的功能可以由内插器-有效载荷连接器505执行，并且第二内插器内部连接器725的功能可以由内插器-飞机连接器565执行。
图8A以流程图例示了根据一些实施方式的控制UV 200、700的有效载荷260的方法800的示例。方法800包括：在飞机部件110处接收802来自地面站的有效载荷指令。接着，内插器部件250、750从飞机部件110接收804有效载荷指令，并且将指令发送806到有效载荷部件260。如果存在多于一个内插器部件250、750，那么前一内插器部件250将有效载荷指令发送到随后的内插器部件250、750。在一些实施方式中，来自地面站的指令可以在内插器250、750处直接接收，即，替换步骤802和804。
应当理解，方法800也可以修改为控制UV 200、700本身。例如，在该方法中，有效载荷指令可以被UV指令替换和/或扩充。这样，内插器250、750可以替代、补充和/或扩充飞机110的无线电能力。例如，飞机110的无线电或其他通信能力可能变得过时或损坏。内插器250、750可以提供当前在飞机110上提供的替换、附加和/或不同的通信能力。内插器250、750可以用于替换、添加和/或补充飞机110上的传感器和其他能力。
图8B以流程图例示了根据一些实施方式的处理UV 200、700的数据的方法820的示例。方法820包括：在内插器部件250、750处从有效载荷260接收822数据；以及将数据从内插器部件250、750发送824到飞机部件110。然后，飞机部件110可以将数据发送826到地面站。如果存在多于一个内插器部件250、750，那么前一内插器部件250、750将数据发送到随后的内插器部件250、750。在一些实施方式中，到地面站的指令可以直接从内插器250、750发送，即，替换步骤824和826。
图8C以流程图例示了根据一些实施方式的控制UV 200、700的有效载荷260的方法830的另一示例。方法830包括：在第一内插器部件250-1、750-1处接收832a、832b、832c用于控制有效载荷260的指令；以及将指令从第一内插器部件250、750发送834到有效载荷260。指令可以从通信地连接到第一内插器部件250-1、750-1的远程装置(832a)、耦合到第一内插器部件250-1、750-1的飞机部件110(832b)或耦合到第一内插器部件250-1、750-1的另一内插器部件250-N、750-N(832c)中的一个接收。
图8D以流程图例示了根据一些实施方式的处理UV 200、700的数据的方法850的另一示例。方法850包括：在第一内插器部件250-1、750-1处接收852a、852b、852c数据。数据可以从以下部件中的至少一个部件接收：耦合到第一内插器部件250-1、750-1的有效载荷260(852a)，第一内插器部件250-1、750-1上的传感器(852b)或另一内插器部件250、750(852c)。数据被发送到通信地连接到第一内插器部件250-1,750-1的地面装置(858)、耦合到第一内插器部件250-1,750-1的飞机部件110(856)或耦合到第一内插器部件250-1,750-1的第二内插器部件250-N,750-N(854)中的一个。第二内插器部件250-N,750-N可以随后将数据发送到地面站(858)或飞机部件110(856)。随后的内插器部件250-N、750-N可以随后将数据发送到飞机装置110(856)或通信地连接到随后的内插器部件250-N、750-N的地面装置(858)中的一个。飞机装置110可以随后将数据发送到通信地连接到飞机装置110的地面装置(858)。
图9以部件图例示了根据一些实施方式的US 900的示例。US 900可以包括一个或多个模块化交通工具200、700、地面站1040以及一个或多个客户端装置1050。US 900可以包括多于一个地面站940。装载交通工具200、700可以包括UV 110、内插器250以及有效载荷260。地面站940可以经由空中接口930与一个或多个装载交通工具200、700通信，这可以包括站940与装载交通工具200、700之间的卫星通信或其它类型的射频通信。地面站940与US900之间的通信可以直接与UV 110或内插器250、750进行。地面站940可以通过多个通信链路和网络接口与一个或多个客户端装置950通信，通信链路和网络接口诸如是有线或无线局域网、蜂窝网络(诸如全球移动通信系统(GSM)、长期演进(LTE)、第五代(5G)或其他蜂窝网络)或者专有或私有无线电链路。
装载交通工具200、700可以包括UV 110、内插器250以及有效载荷260。内插器250、750可以如上所述。有效载荷260可以包括以下内容中的一个或多个：货运包裹、照相机、测量装置、一个或多个传感器以及存储装置(例如，通用串行总线(USB)驱动器)。有效载荷260还可以包括例如用于森林火灾的阻燃剂。一般而言，有效载荷260可以是UV 110承载的对于UV 110自身的飞行、控制、移动、运输和/或导航不是必需的任何货物或设备。有效载荷260可以以多种方式附着或耦合到内插器250、750。例如，有效载荷260可以通过一个或多个接口连接到内插器250、750，接口诸如为以太网连接、控域网(CAN)总线连接、串行连接、集成电路(I2C)连接、印刷电路板(PCB)接口、USB连接、专有物理链路等。
地面站940可以被配置为与一个或多个装载交通工具200、700(或在下文中简称为“交通工具200、700”)通信。地面站940还可以与不承载任何有效载荷的UV 110通信。地面站940可以实时或接近实时地同时控制一个或多个模块化交通工具200、700、一个或多个UV110、一个或多个内插器250、750、一个或多个有效载荷260。地面站940还可以从一个或多个客户端装置950接收命令和/或数据，处理命令或数据，并且将处理后的命令或数据传输到一个或多个交通工具200、700、UV 110、内插器250、750或有效载荷260。在一些实施方式中，地面站940可以在没有客户端装置950的情况下直接在用户控制台(未示出)处接收用户输入。在一些实施方式中，客户端装置950可以是用于地面站940的用户控制台。
客户端装置950可以用于远程地控制一个或多个交通工具200、700、UV 110、内插器250、750或有效载荷260的操作。在一些实施方式中，客户端装置950还可以被称为控制站。客户端装置950可以被实施为计算装置。
诸如UV 110的所有者或操作员的用户可以使用客户端装置950来与一个或多个交通工具200,700、UAV 110、内插器250,750或有效载荷260通信并控制它们。客户端装置950可以具有被实施用于与交通工具200,700、UV 110、内插器250,750或有效载荷260通信或控制它们的应用。这种应用可以作为操作系统中的独立进程或者在互联网浏览器内启动。用户可以通过由应用提供的用户界面录入信息。另外，与交通工具200,700、UV 110、内插器250,750或有效载荷220有关或来自它们的信息可以由应用显示在客户端装置950的显示器上。客户端装置950可以通过地面站940与交通工具200,700、UV 110、内插器250,750或有效载荷260通信，或控制它们，或者在一些实施方式中，客户端装置950可以在没有地面站940的情况下直接与交通工具200,700、UV 110、内插器250,750或有效载荷260通信，或控制它们。
在一些实施方式中，客户端装置950可操作为在提供对装载交通工具、有效载荷、UV、应用、局部网络、网络资源、其他网络以及网络安全装置的访问之前注册并认证用户(例如使用登录、唯一标识符、生物特征识别信息或密码)。客户端装置950可以服务一个用户或多个用户。
在一些实施方式中，通信硬件和通信链路可以包括网络接口，该网络接口使得计算装置能够通过连接到能够承载数据的网络(或多个网络)来与其他部件通信、与其他部件交换数据、访问并连接到网络资源、服务应用、并且执行其他计算应用，所述网络包括因特网、以太网、普通老式电话服务(POTS)线路、公共交换电话网络(PSTN)、综合服务数字网络(ISDN)、数字用户线路(DSL)、同轴电缆、光纤、卫星、移动、无线(例如，Wi-Fi、WiMAX)、SS7信令网络、固定线路、局域网、广域网、以及其他网络，包括这些网络的任意组合。
地面站940和客户端装置950中的任一个或两者可以被配置为控制交通工具200,700、UV 110、内插器250,750或有效载荷260。飞行控制、导航控制、移动控制以及其它类型的命令信号可以被传输到UV 110，用于控制或导航交通工具200,700、UV 110、内插器250,750或有效载荷260中的一个或多个。移动控制和其他类型的命令信号可以被传输到内插器250,750，用于控制内插器250、750或有效载荷260中的一个或多个。命令信号可以包括执行交通工具200,700、UV 110、内插器250,750或有效载荷260中的一个或多个的飞行控制、移动控制或导航控制所需的命令数据(例如，坐标信息)。
地面站940和客户端装置950中的任一个或两者可以被配置为从交通工具200,700、UV 110、内插器250,750或有效载荷260中的一个或多个接收数据。例如，有效载荷260可以将音频、视频或照片传输到地面站940或客户端装置950。
图10以部件图例示了根据一些实施方式的地面站940的示例。地面站940可以包括：传感器子系统1002(该子系统可以包括全球定位系统(GPS)子系统)；通信模块1004，该通信模块被配置为处理接收到的数据包并准备用于通过外部射频(RF)接口1006传输的数据包；外部RF接口，该外部RF接口被配置为与UV 110或内插器250、750上的外部RF接口通信；处理器或控制器1008；有效载荷控制模块1010；UV控制模块1012；以及内插器控制模块1014。如果地面站240接近或靠近UV 110，则传感器子系统1002可以用于获取环境数据，其中环境数据可以用于控制UV 110、内插器250,750、有效载荷260或装载交通工具200,700，诸如位置数据、天气数据等。有效载荷控制模块1010可以生成用于控制有效载荷260的命令信号，UV控制模块1012可以生成用于控制UV 110的一般命令信号，并且内插器控制模块1014可以生成用于控制内插器250、750的命令信号。这两种类型的控制命令都可以由通信模块1004处理，并且经由外部RF接口1006传输到UV 110、内插器250,750以及有效载荷260。地面站940还可以包括操作员控制台(未示出)。
图11以部件图例示了根据一些实施方式的内插器250、750的示例。内插器2500可以包括：传感器子系统1102(该子系统可以包括全球定位系统(GPS)子系统)；通信模块1104，该通信模块被配置为处理接收到的数据包并准备用于通过接口1106传输的数据包；接口1106，该接口被配置为与UV 110、有效载荷260或地面站940上的接口通信；处理器或控制器1108；有效载荷控制模块1110；以及UV控制模块1112。传感器子系统1102可以用于获取环境数据，其中环境数据可以用于控制UV 110、内插器250,750、有效载荷260或装载交通工具200,700，诸如位置数据、天气数据等。有效载荷控制模块1110可以生成用于控制有效载荷260的命令信号，并且UV控制模块1112可以生成用于控制UV 110的命令信号。这两种类型的控制命令都可以由通信模块1104处理，并且经由接口1106传输到UV 110和有效载荷260。
图12以部件图例示了根据一些实施方式的控制站1200的示例。控制站1200可以是客户端装置950、和/或具有显示器的地面站940、和/或远程飞行员站102。在一些实施方式中，控制站1200可以在平板电脑、电话、计算机、特制控制站或其他有能力的装置或系统上实施。处理器或控制器1208可以执行存储器1212中的指令，以配置通信模块1104、有效载荷控制模块1110、UV控制模块1112以及内插器控制模块1114。处理器1208可以是例如任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理(DSP)处理器、集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、可重配置处理器或其任何组合。
存储器1212可以包括位于内部或外部的任何类型的计算机存储器的适当组合，计算机存储器诸如为随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘只读存储器(CDROM)、电光存储器、磁光存储器、可擦可编程只读存储器(EPROM)以及电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、铁电RAM(FRAM)等。存储装置1210包括存储器1212、数据库1214以及永久储存器1216。
各个I/O单元1202使得控制站1200能够与诸如键盘、鼠标、照相机、触摸屏和麦克风的一个或多个输入装置，或者诸如显示屏1202和扬声器的一个或多个输出装置互连。
各个通信单元或接口1204使得控制站1200能够通过连接到能够承载数据的网络(或多个网络)来与其他部件通信，与其他部件交换数据，访问并连接到网络资源，服务应用，并且执行其他计算应用，网络包括因特网、以太网、普通老式电话服务(POTS)线路、公共交换电话网络(PSTN)、综合服务数字网络(ISDN)、数字用户线路(DSL)、同轴电缆、光纤、卫星、移动、无线(例如，Wi-Fi、WiMAX)、SS7信令网络、固定线路、局域网、广域网、以及其他网络，包括这些网络的任意组合。例如，通信接口1206可以包括到地面站940的以太网连接、或者可操作为与地面站940通信的无线通信接口。在一些实施方式中，通信接口1204可以包括可操作为与UV 110通信的RF接口。
图13以部件图例示了根据一些实施方式的内插器1300的逻辑部件的示例。处理器或控制器1308可以执行存储器1312中的指令，以配置通信模块1304、有效载荷控制模块1210以及UV控制模块1212。处理器1308可以是例如任何类型的通用微处理器或微控制器、数字信号处理(DSP)处理器、集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、可重配置处理器或其任何组合。
存储器1312可以包括位于内部或外部的任何类型的计算机存储器的适当组合，计算机存储器诸如为随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘只读存储器(CDROM)、电光存储器、磁光存储器、可擦除可编程只读存储器(EPROM)以及电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、铁电RAM(FRAM)等。存储装置1310包括存储器1312、永久储存器1116以及可选地数据库1314。
各个I/O单元1302使得控制站1300能够与诸如远程站小键盘、触摸屏的一个或多个输入装置，或者诸如光源和/或扬声器的一个或多个输出装置互连。
各个通信单元或接口1304使得内插器1300能够通过连接到能够承载数据的网络(或多个网络)来与其他部件通信，与其他部件交换数据，访问并连接到网络资源，服务应用，并且执行其他计算应用，网络包括因特网、以太网、普通老式电话服务(POTS)线路、公共交换电话网络(PSTN)、综合服务数字网络(ISDN)、数字用户线路(DSL)、同轴电缆、光纤、卫星、移动、无线(例如，Wi-Fi、WiMAX)、SS7信令网络、固定线路、局域网、广域网、以及其他网络，包括这些网络的任意组合。例如，通信接口1306可以包括可操作为与地面站940通信的无线通信接口。在一些实施方式中，通信接口1304可以包括可操作为与UV 110和/或有效载荷260通信的有线或RF接口。
本文所述的装置、系统以及过程的实施方式可以以硬件和软件的组合来实施。这些实施方式可以在可编程计算机上实施，各个计算机包括至少一个处理器、数据存储系统(包括易失性存储器或非易失性存储器或其他数据存储元件或其组合)以及至少一个通信接口。
程序代码应用于输入数据，以执行本文所述的功能并生成输出信息。输出信息应用于一个或多个输出装置。在一些实施方式中，通信接口可以是网络通信接口。在可以组合元件的实施方式中，通信接口可以是软件通信接口，诸如用于进程间通信的那些接口。在另一些实施方式中，可以存在被实施为硬件、软件及其组合的通信接口的组合。
在整个前述讨论中，可以关于控制和计算装置进行许多参考。应当理解，这种术语的使用可以表示具有至少一个处理器的一个或多个计算装置，该至少一个处理器被配置为执行存储在计算机可读有形非暂时性介质上的软件指令。
前述讨论提供了许多示例实施方式。尽管各个实施方式表示发明元素的单个组合，但是其它示例可以包括所公开元素的所有可能组合。由此，如果一个实施方式包括元素A、B和C，并且第二实施方式包括元素B和D，则也可以使用A、B、C或D的其它剩余组合。
术语“连接”或“耦合到”可以包括直接耦合(其中彼此耦合的两个元件彼此接触)和间接耦合(其中至少一个附加元件位于两个元件之间)。
实施方式的技术方案可以是指示物理操作的软件产品的形式，物理操作诸如为控制UV 110的移动和/或内插器250、750和/或有效载荷260的操作。软件产品可以存储在非易失性或非暂时性存储介质中，该存储介质可以是光盘只读存储器(CD-ROM)、USB闪存盘或可移动硬盘。软件产品包括使得计算机装置(个人计算机、服务器或网络装置)能够执行由实施方式提供的过程的多个指令。
本文所述的实施方式由物理计算机硬件实施，该物理计算机硬件包括计算装置、服务器、接收器、发送器、处理器、存储器、显示器以及网络。本文所述的实施方式提供了有用的物理机器和特别配置的计算机硬件布置。本文所述的实施方式涉及电子机器和由电子机器实施的过程，电子机器适于处理和变换表示各种类型的信息的电磁信号。本文所述的实施方式普遍地且整体地涉及机器及其用途；并且本文所述的实施方式除了它们与计算机硬件、机器和各种硬件部件一起使用之外没有任何意义或实际适用性。使用例如思维步骤用特别配置为实施各种动作的物理硬件代替非物理硬件，可以实质上影响实施方式工作的方式。这种计算机硬件限制显然是本文所述的实施方式的基本元素，并且它们不能被省略或替代思维手段而对本文所述的实施方式的操作和结构没有实际影响。计算机硬件对于实施本文所述的各种实施方式是必要的，并且不仅仅用于迅速地并且以有效的方式执行步骤。
处理器或控制器1208、1308、地面站940或内插器250,750可以被实施为具有至少一个处理器、数据存储装置(包括易失性存储器或非易失性存储器或其他数据存储元件或其组合)和至少一个通信接口的计算装置。计算装置部件可以以各种方式连接，包括直接耦合、经由网络间接耦合、以及分布在广阔的地理区域上并经由网络连接(这可以被称为“云计算”)。
例如，但不限于，计算装置可以是服务器、网络装置、微机电系统(MEMS)或微型机械装置、机顶盒、嵌入式装置、计算机扩展模块、个人计算机、膝上型电脑、个人数据助理、蜂窝电话、智能电话装置、UMPC平板电脑、视频显示终端、游戏控制台、电子阅读装置以及无线超媒体装置或能够被配置为执行本文所述的过程的任何其他计算装置。
处理器可以是例如通用微处理器或微控制器、数字信号处理(DSP)处理器、集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、可重配置处理器、可编程只读存储器(PROM)或其任何组合。
数据存储装置可以包括位于内部或外部的任何类型的计算机存储器的适当组合，计算机存储器诸如为随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、光盘只读存储器(CDROM)、电光存储器、磁光存储器、可擦除可编程只读存储器(EPROM)以及电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、铁电RAM(FRAM)等。
计算装置可以包括I/O接口，该I/O接口使得计算装置能够与诸如键盘、鼠标、照相机、触摸屏和麦克风的一个或多个输入装置，或者诸如显示屏和扬声器的一个或多个输出装置互连。
尽管已经详细描述了实施方式，但是应当理解，在不背离所附权利要求限定的范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
而且，本申请的范围不旨在限于说明书中描述的进程、机器、制造、物质组成、装置、过程和步骤的特定实施方式。如本领域普通技术人员从本发明的公开内容中将容易理解的，可以利用目前存在的或以后将开发的、执行与本文所述的对应实施方式基本相同的功能或实现与本文所述的对应实施方式基本相同的结果的进程、机器、制造、物质组成、装置、过程或步骤。因此，所附权利要求旨在将这种进程、机器、制造、物质组成、装置、过程或步骤包括在其范围内。
可以理解，上述和所例示的示例仅是示例性的。范围由所附权利要求来指示。

Claims (17)

1.一种无人驾驶交通工具(UV)，该无人驾驶交通工具包括：
飞机部件；
内插器部件，该内插器部件通信地且机械地耦接到所述飞机部件；以及
有效载荷部件，该有效载荷部件通信地且机械地耦接到所述内插器部件；
其特征在于，所述内插器部件包括：
处理器；和
存储器，该存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时将所述处理器配置为：
从所述飞机部件或所述有效载荷部件中的一个接收通信；并且
将所述通信发送到所述飞机部件或所述有效载荷部件中的另一个。
2.根据权利要求1所述的无人驾驶交通工具，其特征在于，所述飞机部件、所述内插器部件以及所述有效载荷部件通过以下项中的至少一项通信地耦接：
电触点连接；
系线连接；或
无线的无线电连接。
3.根据权利要求1所述的无人驾驶交通工具，其特征在于，所述无人驾驶交通工具或所述内插器中的一个经由电系线连接来通信地耦接到地面站。
4.根据权利要求1所述的无人驾驶交通工具，其特征在于，
所述飞机部件包括飞机-有效载荷连接器；
所述内插器部件包括内插器-飞机连接器；并且
其中，所述飞机部件经由所述飞机-有效载荷连接器与所述内插器-飞机连接器之间的连接来机械地耦接到所述内插器部件。
5.根据权利要求1所述的无人驾驶交通工具，其特征在于，
所述内插器部件包括内插器-有效载荷连接器；
所述有效载荷部件包括有效载荷-飞机连接器；并且
其中，所述内插器部件经由所述内插器-有效载荷连接器与所述有效载荷-飞机连接器之间的连接来机械地耦接到所述有效载荷部件。
6.根据权利要求1所述的无人驾驶交通工具，包括多个内插器部件，其特征在于，
所述多个内插器部件中的第一内插器部件机械地耦接到所述飞机部件；
随后的内插器部件经由前面的内插器部件的所述内插器-有效载荷连接器与随后的内插器部件的所述内插器-飞机连接器之间的机械连接来耦接到前面的内插器部件；并且
所述多个内插器部件中的最后一个内插器部件机械地耦接到所述有效载荷部件。
7.根据权利要求1所述的无人驾驶交通工具，包括多个内插器部件，其特征在于，
所述多个内插器部件中的第一内插器部件机械地耦接到所述飞机部件；
随后的内插器部件经由前面的内插器部件的第一内插器-内插器连接器与随后的内插器部件的第二内插器-内插器连接器之间的机械连接来耦接到前面的内插器部件；并且
所述多个内插器部件中的最后一个内插器部件机械地耦接到所述有效载荷部件。
8.根据权利要求1所述的无人驾驶交通工具，其特征在于，所述有效载荷部件由所述内插器部件经由以下项中的一项来控制：
所述内插器部件与所述有效载荷部件之间的电触点连接；或
所述内插器部件与所述有效载荷部件之间的无线传输连接。
9.根据权利要求1所述的无人驾驶交通工具，其特征在于，所述飞机部件由所述内插器部件经由以下项中的一项来控制：
所述内插器部件与所述飞机部件之间的电触点连接；
所述内插器部件与所述飞机部件之间的电系线连接；或者
所述内插器部件与所述飞机部件之间的无线传输连接。
10.一种控制如权利要求1所述的无人驾驶交通工具的有效载荷部件的方法，所述方法包括：
在所述内插器部件处从所述飞机部件接收用于控制所述有效载荷部件的指令；以及
将所述指令从所述第一内插器部件发送到所述有效载荷部件。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括在随后的内插器部件处从前面的内插器部件接收所述指令。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括将所述指令从前面的内插器部件发送到随后的内插器部件。
13.一种处理来自如权利要求1所述的无人驾驶交通工具的数据的方法，所述方法包括：
在所述内插器部件处从所述有效载荷部件接收数据；以及
将所述数据从所述内插器部件发送到所述飞机部件。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括在随后的内插器部件处接收来自前面的内插器部件的所述数据。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法包括将所述数据从前面的内插器部件发送到随后的内插器部件。
16.一种控制无人驾驶交通工具的方法，所述无人驾驶交通工具包括飞机部件、第一内插器部件以及有效载荷，其特征在于，所述方法包括：
在所述第一内插器部件处从以下项中的一项接收用于控制所述无人驾驶交通工具的指令：
通信地连接到所述第一内插器部件的远程装置；
耦接到所述第一内插器部件的所述飞机部件；或
耦接到所述第一内插器部件的第二内插器部件；以及
将所述指令从所述第一内插器部件发送到所述飞机部件。
17.一种处理来自无人驾驶交通工具的数据的方法，所述无人驾驶交通工具包括飞机部件、第一内插器部件以及有效载荷，其特征在于，所述方法包括：
从以下项中的至少一项接收所述数据：
耦接到所述第一内插器部件的所述有效载荷；
所述第一内插器部件上的传感器；或
另一内插器部件；
将所述数据发送到以下项中的一项：
通信地连接到所述第一内插器部件的地面装置；
飞机部件，该飞机部件耦接到所述第一内插器部件，使得飞机装置能够随后将所述数据发送到通信地连接到所述飞机装置的所述地面装置；或
第二内插器部件，该第二内插器部件耦接到所述第一通信部件，使得所述第二内插器部件能够随后将所述数据发送到以下项中的一项：
随后的内插器部件，该随后的内插器部件耦接到所述第二内插器部件，使得随后的内插器部件能够随后将所述数据发送到以下项中的一项：
所述飞机装置；或
通信地连接到所述随后的内插器部件的所述地面装置；或者
飞机装置，该飞机装置耦接到所述第二内插器部件，使得飞机装置能够随后将所述数据发送到通信地连接到所述飞机装置的所述地面装置。
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