CN114640152A - 充电器基础设施上的天线 - Google Patents

Abstract

在此描述的示例实施例涉及一种系统，其包括与自主载具的充电端口相邻的配置为向高吞吐量信号接收器传输信息的高吞吐量信号发送器。高吞吐量信号接收器可以位于充电装置上。此外，高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器可以进行点对点通信。最后，高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器可以以达到并包括1.5米的距离隔开。

Description

充电器基础设施上的天线

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年12月16日提交的第63/126,261号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请通过引用全文合并于此。

背景技术

除非在此另行指示，否则在这个部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因包含在这个部分中而被承认为是现有技术。

在操作期间，自主载具可以收集关于其周围环境的数据。在操作期间可以不断地收集数据。在操作期间收集的数据可以达到多个太字节。当载具操作的同时，数据可以临时存储在自主载具中。在操作之后，最终可以从自主载具卸载数据。常规的数据传输技术可以包括从自主载具的硬盘驱动器到本地数据库的硬线连接，诸如同轴电缆或以太网电缆。数据也可以从数据库上传到基于云的存储驱动器。另一种技术可以是从载具移除硬盘驱动器以在不同位置下载信息。

发明内容

本公开总体上涉及在自主载具充电的同时将数据从自主载具无线传输到基于云的存储驱动器。特别地，自主载具可以包括用于从自主载具发送和接收数据包的至少一对天线。

在一个方面，本申请描述了一种用于无线传输数据的系统。该系统可以包括与自主载具的充电端口相邻的高吞吐量信号发送器，该高吞吐量信号发送器被配置为向位于充电装置上的高吞吐量信号接收器传输信息。该系统还可以包括高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器彼此进行点对点通信。此外，该系统可以包括高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器以达到并包括1.5米的距离隔开。

在另一方面，本申请描述了一种从自主载具无线传输数据的方法。该方法可以涉及在信号接收器和自主载具的信号发送器之间建立连接。信号发送器可以与充电端口相邻定位，信号接收器可以位于充电装置上。该方法还可以涉及将信息从信号发送器传输到信号接收器。可以在自主载具的充电持续时间内执行信息传输。

在另一方面，本发明描述了一种用于操作电动载具或混合动力载具的方法。该方法可以涉及产生关于电动载具或混合动力载具的周围环境的数据，其中使用激光雷达、雷达或相机中的至少一个来产生该数据。该方法还可以包括基于所产生的数据量，将载具导航到电池充电站。该方法还可以包括为载具的电池充电。

在另一方面，本发明描述了一种用于操作电动载具或混合动力载具的方法。该方法可以涉及产生关于电动载具或混合动力载具的周围环境的数据，其中使用激光雷达、雷达或相机中的至少一个来产生该数据。此外，该方法可以包括检测载具的电池的充电水平。该方法还可以包括基于充电水平，将载具导航到具有数据信号接收器的电池充电站。该方法还可以包括将数据从载具的数据信号发送器传输到电池充电位置的数据信号接收器。

前述发明内容仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了上述说明性的方面、实施例和特征之外，另外的方面、实施例和特征将通过参照附图和以下详细描述变得明显。

附图说明

示例实施例应由结合附图描述的至少一个优选但非限制性的实施例的仅作为示例给出的以下描述变得明显。

图1是示出根据一个或更多个示例实施例的载具的功能框图。

图2A示出了根据一个或更多个示例实施例的载具的侧视图。

图2B示出了根据一个或更多个示例实施例的载具的俯视图。

图2C示出了根据一个或更多个示例实施例的载具的前视图。

图2D示出了根据一个或更多个示例实施例的载具的后视图。

图2E示出了根据一个或更多个示例实施例的载具的附加视图。

图3示出了根据一个或更多个示例实施例的用于无线传输数据的系统的透视图。

图4示出了根据一个或更多个示例实施例的充电插孔的透视图。

图5是示出根据一个或更多个示例实施例的用于无线传输数据的方法的流程图。

图6是示出根据一个或更多个示例实施例的用于操作电动载具或混合动力载具的方法的流程图。

图7是示出根据一个或更多个示例实施例的用于操作电动载具或混合动力载具的方法的流程图。

具体实施方式

在此描述了示例方法和系统。应理解，词语“示例”、“示例性”和“说明性”在此用于表示“用作示例、实例或例子”。在此描述为“示例”、“示例性”或“说明性”的任何实施方式或特征将未必被解释为相比于其它实施方式或特征是优选的或有益的。此处描述的示例实施方式并不意味着限制。将容易理解，如在此一般性地描述和在附图中示出的本公开的方面可以以多种不同的配置来布置、替换、组合、分离和设计，所有这些配置在此被明确地考虑到。此外，在本公开中，除非另外指明和/或除非特定上下文清楚地另行指示，否则术语“一”意味着至少一个，术语“所述”意味着所述至少一个。

此外，附图所示的特定布置不应被视为限制性的。应理解，其它实施方式可能包括更多或更少的在给定附图中示出的每种元件。此外，可以组合或省略一些所示元件。此外，示例实施方式可以包括附图中未示出的元件。

在操作期间，自主载具频繁地使用激光雷达、雷达或相机中的至少一个来收集关于其周围环境的信息并产生关于周围环境的数据。在操作期间收集的信息可以被收集用来改善自主载具的性能，或用来对环境进行分类以备将来使用。取决于自主载具的操作时长，收集的信息量可能达到多个太字节的数据。通常，该数据从自主载具传输到中央系统进行处理。鉴于海量数据，基础设施网络可能难以高效地将数据传输到中央系统。在一些情况下，传输所有数据可能花费数小时。

一种数据传输技术可以是利用以太网电缆从自主载具传输数据。然而，使用以太网电缆从自主载具传输所有数据可能花费数小时。此外，有线端口是数据的安全风险。当前使用的另一种技术涉及在载具充电期间交换数据硬盘。当载具从操作中返回车库进行充电时，技术人员可以将使用过的硬盘驱动器换为空的硬盘驱动器。然后可以拿走使用过的硬盘驱动器以在不同位置移除数据。数据可以被卸载，然后随后存储在基于云的存储驱动器上。然而，这种数据传输方法耗时(例如，可花费长达一小时)，依赖技术人员的专业知识来执行交换，不安全，并且对于整队自主载具来说效率低下。

在此描述了可用于在载具充电期间将数据从电动自主载具或混合动力自主载具无线传输到基于云的驱动器因而节省时间的方法和系统。该系统可以包括与自主载具的充电端口相邻的高吞吐量天线。该天线可以是定向天线。该天线可以位于自主载具的充电端口上，或者位于自主载具的靠近充电端口的窗户中。高吞吐量天线可以是信号发送器，其被配置为将在自主载具的操作期间收集的数据传输到位于充电装置上的高吞吐量天线。在替代实施例中，充电装置上的高吞吐量天线可以将数据传输到与充电端口相邻的高吞吐量天线。

在充电期间，发送器和接收器可以进行点对点通信。特别地，当载具正在充电时，可以使用点对点通信(例如，60吉赫兹网络)来实现大量数据高效传输到中央系统。在替代实施例中，利用光学点对点连接来促进向中央系统的近距离数据传输。发送器和接收器也可以以达到1.5米(包括1.5米)的距离隔开。

该方法可以涉及将自主载具的充电端口与电气装置接合。电气装置可以是充电站的插头。一旦充电插头连接到载具，就可以在信号接收器和自主载具的信号发送器之间建立连接。如前所提到的，信号发送器可以与充电端口相邻定位并且信号接收器可以位于充电装置上。该方法然后可以涉及在对自主载具充电的持续时间内将信息从信号发送器传输到信号接收器。

在1米至1.5米的范围内，数据可以在高带宽、高吞吐量、60吉赫兹的网络上传输。在这个距离和频率下，可以快速传输大量数据。这种类型的数据传输还可以导致传输期间的数据丢失减少。通过使用集中且定向的方法来传输数据，多个自主载具可以在离开1.8米至3米的相邻停放处使用这种方法和系统。使用60GHz网络进行数据传输可能不会堵塞空域，因此可以一次完成多次传输而不会彼此干扰。

这种技术能实现高效的数据传输，因为传输在驾驶期间收集的数据所需的时间量可以与给自主载具再充电所需的时间量成比例。特别地，汽车行驶的时间越长，使用的电池就越多，它收集的数据就越多。同时进行充电和数据传输节省时间，减少冗余，并且提高安全性。

现在参照附图，图1是示出示例载具100的功能框图。载具100可以代表能够完全或部分地以自主模式操作的载具。更具体地，载具100可以通过从计算系统(例如，载具控制系统)接收控制指令而在没有人工交互(或减少的人工交互)的情况下以自主模式操作。作为以自主模式操作的一部分，载具100可以使用传感器(例如，传感器系统104)来检测并且有可能识别周围环境的对象，以便实现安全导航。在一些实施方式中，载具100还可以包括使驾驶员(或远程操作员)能够控制载具100的操作的子系统。

如图1所示，载具100包括各种子系统，诸如推进系统102、传感器系统104、控制系统106、一个或更多个外围设备108、电源110、计算机系统112、数据存储114和用户界面116。载具100的子系统和部件可以以各种方式(例如，有线或无线连接)互连。在其它示例中，载具100可以包括更多或更少的子系统。此外，在此描述的载具100的功能可以被分为附加的功能部件或物理部件，或者在实施方式中被组合为更少的功能部件或物理部件。

推进系统102可以包括可操作用于为载具100提供动力运动的一个或更多个部件，并且可以包括引擎/马达118、能量源119、变速器120和轮子/轮胎121及其它可能的部件。例如，引擎/马达118可以被配置为将能量源119转换成机械能，并且可以对应于内燃机、一个或更多个电动马达、蒸汽机或斯特林引擎及其它可能的选择中的一个或组合。例如，在一些实施方式中，推进系统102可以包括多种类型的引擎和/或马达，诸如汽油引擎和电动马达。

能量源119代表可以全部或部分地为载具100的一个或更多个系统(例如，引擎/马达118)提供动力的能量的来源。例如，能量源119可以对应于汽油、柴油、其它基于石油的燃料、丙烷、其它基于压缩气体的燃料、乙醇、太阳能面板、电池和/或电力的其它来源。在一些实施方式中，能量源119可以包括燃料箱、电池、电容器和/或飞轮的组合。

变速器120可以将机械动力从引擎/马达118传递到轮子/轮胎121和/或载具100的其它可能的系统。这样，变速器120可以包括齿轮箱、离合器、差速器和驱动轴及其它可能的部件。驱动轴可以包括连接到一个或更多个轮子/轮胎121的轮轴。

在示例实施方式中，载具100的轮子/轮胎121可以具有各种配置。例如，载具100可以以独轮车、自行车/摩托车、三轮车或汽车/卡车四轮形式及其它可能的配置存在。这样，轮子/轮胎121可以以各种方式连接到载具100，并且可以以不同的材料(诸如金属和橡胶)存在。

传感器系统104可以包括各种类型的传感器，诸如全球定位系统(GPS)122、惯性测量单元(IMU)124、一个或更多个雷达单元126、激光测距仪/激光雷达单元128、相机130、转向传感器123和节气门/制动传感器125及其它可能的传感器。在一些实施方式中，传感器系统104还可以包括配置为监测载具100的内部系统的传感器(例如，O2监测器、燃料表、引擎油温、制动器状况)。

GPS 122可以包括收发器，其可操作用于提供有关载具100相对于地球的位置的信息。IMU 124可以具有使用一个或更多个加速度计和/或陀螺仪的配置，并且可以基于惯性加速度来感测载具100的位置和方向变化。例如，当载具100静止或运动时，IMU 124可以检测载具100的俯仰和偏航。

雷达单元126可以代表配置为使用无线电信号来感测载具100的局部环境内的对象(例如，雷达信号)(包括对象的速度和航向)的一个或更多个系统。这样，雷达单元126可以包括配备有一个或更多个天线的一个或更多个雷达单元，所述一个或更多个天线被配置为如上所讨论地那样发送和接收雷达信号。在一些实施方式中，雷达单元126可以对应于配置为获得载具100的周围环境的测量值的可安装雷达系统。例如，雷达单元126可以包括配置为耦合到载具底座的一个或更多个雷达单元。

激光测距仪/激光雷达128可以包括一个或更多个激光源、激光扫描仪和一个或更多个检测器及其它系统部件，并且可以以相干模式(例如，使用外差检测)或以非相干检测模式来操作。相机130可以包括配置为捕获载具100的环境的图像的一个或更多个设备(例如，静态相机或视频相机)。

转向传感器123可以感测载具100的转向角，这可以涉及测量方向盘的角度或测量代表方向盘角度的电信号。在一些实施方式中，转向传感器123可以测量载具100的轮子的角度，诸如检测轮子相对于载具100的前向轴线的角度。转向传感器123还可以被配置为测量以下组合(或子集)：方向盘的角度、代表方向盘角度的电信号和载具100的轮子的角度。

节气门/制动传感器125可以检测载具100的节气门位置或制动位置的位置。例如，节气门/制动传感器125可以测量油门踏板(节气门)和制动踏板两者的角度，或者可以测量电信号，该电信号可以代表例如油门踏板(节气门)的角度和/或制动踏板的角度。节气门/制动传感器125还可以测量载具100的节气门主体的角度，该节气门主体可以包括向引擎/马达118提供能量源119的调制的物理机构的一部分(例如，蝶阀或汽化器)。此外，节气门/制动传感器125可以测量载具100的转子上的一个或更多个制动垫的压力或以下组合(或子集)：油门踏板(节气门)和制动踏板的角度、代表油门踏板(节气门)和制动踏板的角度的电信号、节气门主体的角度和至少一个制动垫施加到载具100的转子的压力。在其它实施例中，节气门/制动传感器125可以被配置为测量施加到载具的踏板(诸如节气门踏板或制动踏板)的压力。

控制系统106可以包括配置为帮助为载具100导航的部件，诸如转向单元132、节气门134、制动单元136、传感器融合算法138、计算机视觉系统140、导航/寻路系统142和避障系统144。更具体地，转向单元132可以可操作用于调节载具100的航向，节气门134可以控制引擎/马达118的操作速度以控制载具100的加速度。制动单元136可以使载具100减速，这可以涉及使用摩擦来使轮子/轮胎121减速。在一些实施方式中，制动单元136可以将轮子/轮胎121的动能转换为电流以供载具100的一个或多个系统随后使用。

传感器融合算法138可以包括卡尔曼滤波器、贝叶斯网络或可处理来自传感器系统104的数据的其它算法。在一些实施方式中，传感器融合算法138可以提供基于传入传感器数据的评估，诸如对各个对象和/或特征的评估、对特定情形的评估和/或对给定情形内的潜在影响的评估。

计算机视觉系统140可以包括可操作用于处理和分析图像以努力确定对象、环境对象(例如，停车灯、道路边界等)和障碍物的硬件和软件。这样，计算机视觉系统140可以使用例如对象识别、运动恢复结构(SFM)、视频跟踪和计算机视觉中使用的其它算法来识别对象、映射环境、跟踪对象、估计对象的速度等。

导航/寻路系统142可以确定载具100的驾驶路径，这可以涉及在操作期间动态地调节导航。这样，导航/寻路系统142可以使用来自传感器融合算法138、GPS 122和地图及其它来源的数据来为载具100导航。避障系统144可以基于传感器数据来评估潜在的障碍物，并使载具100的系统避开或以其它方式通过潜在的障碍物。

如图1所示，载具100还可以包括外围设备108，诸如无线通信系统146、触摸屏148、麦克风150和/或扬声器152。外围设备108可以提供控件或其它元件供用户与用户界面116交互。例如，触摸屏148可以向载具100的用户提供信息。用户界面116还可以经由触摸屏148接受来自用户的输入。外围设备108还可以使载具100能够与诸如其它载具设备的设备通信。

无线通信系统146可以直接或经由通信网络与一个或更多个设备进行无线通信。例如，无线通信系统146可以使用3G蜂窝通信(诸如CDMA、EVDO、GSM/GPRS)或4G蜂窝通信(诸如WiMAX或LTE)。或者，无线通信系统146可以使用WiFi或其它可能的连接与无线局域网(WLAN)进行通信。例如，无线通信系统146还可以使用红外链路、蓝牙或紫蜂(ZigBee)直接与设备进行通信。在本公开的上下文中，诸如各种载具通信系统的其它无线协议也是可以的。例如，无线通信系统146可以包括一个或更多个专用短距离通信(DSRC)设备，其可以包括载具和/或路边站之间的公共和/或私人数据通信。

载具100可以包括用于为部件供电的电源110。在一些实施方式中，电源110可以包括可再充电的锂离子电池或铅酸电池。例如，电源110可以包括配置为提供电力的一个或更多个电池。载具100还可以使用其它类型的电源。在一示例实施方式中，电源110和能量源119可以集成到单个能量源中。

载具100还可以包括计算机系统112以执行操作，诸如在此描述的操作。这样，计算机系统112可以包括至少一个处理器113(其可以包括至少一个微处理器)，其可操作用于运行存储在诸如数据存储114的非暂时性计算机可读介质中的指令115。在一些实施方式中，计算机系统112可以代表多个计算设备，所述多个计算设备可以用于以分布式方式控制载具100的各个部件或子系统。

在一些实施方式中，数据存储114可以包含可由处理器113运行以执行载具100的各种功能(包括以上结合图1描述的那些)的指令115(例如，程序逻辑)。数据存储114也可以包含附加指令，包括以下指令：向推进系统102、传感器系统104、控制系统106和外围设备108中的一个或更多个传输数据，从推进系统102、传感器系统104、控制系统106和外围设备108中的一个或更多个接收数据，与推进系统102、传感器系统104、控制系统106和外围设备108中的一个或更多个交互和/或控制推进系统102、传感器系统104、控制系统106和外围设备108中的一个或更多个。

除了指令115之外，数据存储114可以存储数据，诸如道路地图、路径信息及其它信息。在载具100以自主、半自主和/或手动模式操作期间，载具100和计算机系统112可以使用此类信息。

载具100可以包括用户界面116以用于向载具100的用户提供信息或从载具100的用户接收输入。用户界面116可以控制可显示在触摸屏148上的内容和/或交互式图像的布局，或实现对可显示在触摸屏148上的内容和/或交互式图像的布局的控制。此外，用户界面116可以包括一组外围设备108中的一个或更多个输入/输出设备，诸如无线通信系统146、触摸屏148、麦克风150和扬声器152。

计算机系统112可以基于从各种子系统(例如，推进系统102、传感器系统104和控制系统106)以及从用户界面116接收的输入来控制载具100的功能。例如，计算机系统112可以利用来自传感器系统104的输入，以便估计由推进系统102和控制系统106产生的输出。取决于实施例，计算机系统112可以可操作用于监测载具100及其子系统的许多方面。在一些实施例中，计算机系统112可以基于从传感器系统104接收的信号来禁用载具100的一些或所有功能。

载具100的部件可以被配置为与其各自系统之内或之外的其它部件以互连方式工作。例如，在一示例实施例中，相机130可以捕获多个图像，所述多个图像可以代表关于以自主模式操作的载具100的环境状态的信息。环境状态可以包括载具在其上操作的道路的参数。例如，计算机视觉系统140可以能够基于道路的所述多个图像来识别坡度(倾斜度)或其它特征。此外，GPS 122和由计算机视觉系统140识别的特征的组合可以与存储在数据存储114中的地图数据一起使用以确定特定道路参数。此外，雷达单元126还可以提供关于载具的周围环境的信息。

换言之，各种传感器(其可以被称为输入指示和输出指示传感器)和计算机系统112的组合可以相互作用以提供被提供用于控制载具的输入的指示或载具的周围环境的指示。

在一些实施例中，计算机系统112可以基于由除无线电系统以外的系统提供的数据来确定各种对象。例如，载具100可以具有配置为感测载具的视场中的对象的激光器或其它光学传感器。计算机系统112可以使用来自各种传感器的输出来确定关于载具的视场中的对象的信息，并且可以确定相对于各种对象的距离和方向信息。计算机系统112还可以基于来自各种传感器的输出来确定对象是合意的还是不合意的。

尽管图1将载具100的各种部件(即无线通信系统146、计算机系统112、数据存储114和用户界面116)示出为集成到载具100中，但是这些部件中的一个或更多个可以与载具100分开地安装或与载具100分开地关联。例如，数据存储114可以部分或全部地与载具100分开存在。因此，可以以可分开或一起安置的设备元件的形式来提供载具100。组成载具100的设备元件可以以有线和/或无线方式通信地耦合在一起。

图2A、图2B、图2C、图2D和图2E示出了载具100的物理配置的不同视图。包括各种视图以绘出载具100上的示例传感器位置202、204、206、208、210。在其它示例中，传感器可以具有载具100上的不同位置。尽管载具100在图2A-2E中被绘出为面包车，但是载具100在示例中可以具有其它配置，诸如卡车、汽车、半挂卡车、摩托车、公共汽车、接驳车、高尔夫球车、越野车、机器人设备或农用载具及其它可能的示例。

如上所讨论的，载具100可以包括联接在各种外部位置(诸如传感器位置202-210)处的传感器。载具传感器包括一种或更多种类型的传感器，其中每个传感器被配置为从周围环境捕获信息或执行其它操作(例如，通信链接、获得整体定位信息)。例如，传感器位置202-210可以用作一个或更多个相机、雷达、激光雷达、测距仪、无线电设备(例如，蓝牙和/或802.11)和声学传感器及其它可能类型的传感器的任何组合的位置。

当联接在图2A-2E所示的示例传感器位置202-210处时，可以使用各种机械紧固件，包括永久性或非永久性紧固件。例如，可以使用螺栓、螺钉、夹子、闩锁、铆钉、锚固件和其它类型的紧固件。在一些示例中，传感器可以使用粘合剂联接到载具。在另外的示例中，传感器可以被设计和构建为载具部件的部分(例如，载具后视镜的部分)。

在一些实施方式中，一个或更多个传感器可以使用可操作用于调节一个或更多个传感器的取向的可移动安装架定位在传感器位置202-210处。可移动安装架可以包括旋转平台，该旋转平台可以使传感器旋转以从载具100周围的多个方向获得信息。例如，位于传感器位置202的传感器可以使用能够在角度和/或方位角的特定范围内旋转和扫描的可移动安装架。这样，载具100可以包括使一个或更多个传感器能够安装在载具100的顶部上的机械结构。此外，在示例中，其它安装位置也是可以的。

在一示例实施例中，数据发送器和接收器也可以位于载具100上或周围。例如，如前所讨论的，载具可以包括位于载具的充电端口附近的高吞吐量信号发送器和位于充电装置附近的高吞吐量信号接收器。高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器可以用于从自主载具传输数据。数据可以在自主载具的操作期间由自主载具上的传感器收集。发送器和接收器可以位于用于充电的部件上或附近，使得数据传输可以在充电期间进行。

图3示出了根据一个或更多个实施例的用于无线数据传输的系统300的透视图。如上所讨论的，系统300可以包括与自主载具100的充电端口304相邻的高吞吐量信号发送器302。高吞吐量信号发送器302可以是能无线传输大量数据的任何发送器。例如，高吞吐量信号发送器302可以是任何种类的无线电发送器、或任何种类的光学发送器。高吞吐量信号发送器302可以被配置为向高吞吐量信号接收器306传输信息。高吞吐量信号接收器306可以位于充电装置308上。将高吞吐量信号接收器和发送器定位在充电部件附近可以允许数据传输可在自主载具100的充电期间进行。此外，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306可以进行点对点通信以促进数据传输。为了提高数据传输的速度和准确性并促进无线频谱重用，高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器可以在近距离内。例如，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306可以被定位成使得它们以达到并包括1.5米的距离隔开。

如图3所示，高吞吐量信号发送器302可以位于载具的充电端口304上或附近。高吞吐量信号发送器可以例如位于自主载具的窗户处。或者，高吞吐量信号发送器可以位于在载具100的主体上或位于充电端口304上。当充电装置308在充电端口304附近时，高吞吐量信号发送器302可以开始向高吞吐量信号接收器306传输数据。

在一示例实施例中，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306之间的点对点通信可以是无线电通信。数据可以通过无线电波通信从高吞吐量信号发送器302传输到高吞吐量信号接收器306。数据可以在一系列频率上传输。具体地，信号发送器302和信号接收器306可以在从3GHz至100GHz的频率上操作。通过使用微波至毫米范围内的频率，该数据传输可以是短程(short haul)高带宽和高吞吐量的传输。具体地，该数据传输可以不干扰其它数据传输。在一示例实施例中，无线电通信可以借助于60GHz网络。

此外，在一示例实施例中，用于无线电通信的高吞吐量信号发送器可以是贴片天线310。贴片天线310可以能够通过60GHz网络传输数据。此外，贴片天线可以包括定向能力。贴片天线310可以将数据引导到与其相关联的特定高吞吐量信号接收器306从而不干扰其它数据传输。为了帮助引导数据，系统300可以包括与贴片天线310和高吞吐量信号接收器306通信的多个波束控制天线。波束控制天线可以靠近贴片天线310位于载具上，或位于充电装置308上。例如，在充电装置308上，波束控制天线可以位于充电装置308的最靠近载具的部分上。波束控制天线也可以位于充电装置的绳312上。

在系统300中，在操作期间收集的数据可以存储在硬盘驱动器上。硬盘驱动器可以位于载具100中。为了传输数据，可以将数据传输给无线电，并且为了准备以供传输的数据，可以将其转换为模拟信号。无线电也可以位于载具100中。无线电可以通过低损耗电缆链接到贴片天线310。在另一实施例中，无线电可以与天线模块搭配，该天线模块与贴片天线310相关联。或者，无线电可以在1GHz至1000GHz的网络频率上向贴片天线310传输数据。在一示例实施例中，它可以在3GHz至100GHz范围内的未授权频带上传输。

在一替代的示例实施例中，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306之间的点对点通信可以是学通信。因此，数据可以以光学形式传输。在一光学通信实施例中，光学收发器可以位于载具100的窗户内。此外，对于光学通信，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306应彼此对准。因此，该系统可以包括用于高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306的自动对准设备。光学通信也可以是短程的，从而不干扰附近发生的其它数据传输。

在一示例实施例中，高吞吐量信号接收器306可以连接到云网络。例如，信号接收器306可以直接硬连线到云网络。或者，信号接收器可以硬连线到与云通信的服务器。又或者，接收器可以将数据无线传输到云网络。

图4示出了根据一个或更多个示例实施例的充电装置308的透视图。充电装置308可以包括附接到插头部分316的把手部分314。插头部分316可以在充电期间插入到载具100中。把手部分314也可以连接到绳312。绳312可以从充电装置308延伸到充电座。此外，高吞吐量信号接收器306可以位于充电装置上。图4示出了高吞吐量信号接收器306可以位于把手部分314上。或者，高吞吐量信号接收器306也可以位于插头部分316上或位于绳312上。高吞吐量信号接收器306还可以包括从高吞吐量信号接收器306延伸并行进穿过绳312的连接线318。连接线318可以帮助将在数据传输期间接收的数据传送到云。

如前所讨论的，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306可以彼此相隔较短距离。通过将高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306相隔较短距离放置，并且通过使用60GHZ网络，数据可以不干扰空中电波。这样，多个数据传输可以彼此相邻进行。在一示例实施例中，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306之间的距离在0.9米和1.5米之间。此外，近距离可以提高大数据传输的效率。在一示例实施例中，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量接收器306传输至少1太字节的数据。为了进一步提高数据传输的效率，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306可以彼此对准。当对准时，高吞吐量信号发送器302和高吞吐量信号接收器306可以彼此面对，并且可以在其间具有短距离直线路径。高吞吐量信号发送器302还可以包括定向天线。如前所讨论地，波束控制天线还可以帮助引导数据，从而不干扰附近的其它数据传输。

图5示出了根据一个或更多个示例实施例的与无线传输数据相关的操作的流程图。这些操作可以与设备100或300中的任何一个一起使用。这些操作可以由例如控制器或配置为执行这些操作的电路来执行。

一旦载具从现场操作返回，它可以传输在操作期间收集的数据，并且它还可以被充电。块502可以涉及在信号接收器和自主载具的信号发送器之间建立连接，其中信号发送器与充电端口相邻定位并且信号接收器位于充电装置上。在载具到达充电站时，一旦信号发送器和信号接收器彼此处于阈值距离内，连接就可以自动建立。或者，可以在充电装置插入到充电端口中之后建立连接。又或者，可以在充电装置插入到自主载具的充电端口中之后建立连接。

块504可以涉及将信息从信号发送器传输到信号接收器。传输信息也可以自动发生。在充电装置和充电端口之间已经建立连接之后可以开始传输。具体地，一旦开始充电，就可以开始数据传输。在另一实施例中，可以在不对载具充电的情况下传输数据。

块506可以涉及在自主载具的充电持续时间内执行的信息传输。具体地，传输数据所需的时间量与为自主载具再充电所需的时间量可以成正比。例如，自主载具行驶的时间越长，它使用的电池就越多，收集的数据就越多。同时进行充电和数据传输节省时间并减少冗余。在一些实施例中，从自主载具传输的信息包括在自主载具的操作期间收集的信息。

此外，在一些实施例中，在自主载具的操作期间收集的信息可以是价值多个太字节的数据。先前公开的系统可以试图提高大数据传输的速率。因此，在一些实施例中，传输在操作期间收集的信息可以在自主载具的充电期间完成。

在一些实施例中，如前所提到的，一旦自主载具的充电开始，就建立信号接收器和自主载具的信号发送器之间的连接。等待信号发送器和信号接收器之间的连接直到载具已经连接到充电站并且正在充电再建立可以使数据传输过程更加安全。

一些实施例可以涉及将自主载具的充电端口与充电装置接合。技术人员可以将充电装置插入到载具中。在一些实施例中，将自主载具的充电端口与充电装置接合还包括将信号发送器和信号接收器对准。技术人员可以将信号发送器和信号接收器对准。或者，信号发送器和信号接收器可以通过自动对准软件进行对准。

在一些实施例中，将在操作期间收集的信息从信号发送器传输到信号接收器包括定向方面，例如定向波束控制。波束控制可以通过防止信息在传输期间丢失来提高信息传输的效率。波束控制还可以提高接收器处的信噪比并减少到达附近其它接收器的杂散功率。具体地，多个信息传输可以在相距约1.8米至3米的相邻载具停放处进行。因此，信息传输的变窄的方向可以允许并行数据传输同时发生而不彼此干扰。

在一些实施例中，信号发送器和信号接收器之间的距离在0.3米和1.5米之间。这意味着信息传输可能不必跨越超过1.5米。具体地，在一些实施例中，通过空气传输信息的范围可能不超过3米。这种短程信息传输可以试图防止空中电波被可能彼此干扰的信号阻塞。

图6示出了根据一个或更多个示例实施例的与操作电动载具或混合动力载具相关的操作的流程图。这些操作可以与设备100或300中的任何一个一起使用。这些操作可以由例如控制器或配置为执行这些操作的电路来执行。

块602可以涉及产生关于电动载具或混合动力载具的周围环境的数据，其中使用激光雷达、雷达或相机中的至少一个来产生该数据。可以在现场使用电动载具或混合动力载具的同时产生该数据。例如，该数据可以关于电动载具的周围环境中的对象。作为一示例，周围环境可以包括内部环境或外部环境，诸如建筑物内部或建筑物外部。附加地或替代地，周围环境可以包括载具的内部环境。附加地或替代地，周围环境可以包括道路周围和/或道路上的附近区域。周围环境中的对象的示例包括但不限于其它载具、交通标志、行人、路面、建筑物、地形等。

块604可以涉及基于产生的数据量，将载具导航到电池充电站。在一示例实施例中，一旦数据量已经达到数据阈值，载具就可以导航到电池充电站。阈值可以是多个太字节的任何值。在一替代的实施例中，规划算法可以考虑载具在哪里、运输需求在哪里以及载具的起始位置在哪里以进行动态优化，以便确定何时导航到电池充电站。

块606可以涉及在电池充电站为载具的电池充电。如前所述，充电可以包括将自主载具的充电端口与充电装置接合。在一示例实施例中，载具可以为电池充电而不传输数据。然而，一替代的实施例可以包括将数据从载具的数据信号发送器传输到电池充电站的数据信号接收器。可以在电池充电的同时传输数据。例如，传输数据和为载具充电可以花费相同的时间量。或者，无论载具的电池充满电花费多长时间，都可以传输数据，并且一旦载具完成充电，剩余数据就可以被存储以供稍后传输。

图7示出了根据一个或更多个示例实施例的与操作电动载具或混合动力载具相关的操作的流程图。这些操作可以与设备100或300中的任何一个一起使用。这些操作可以由例如控制器或配置为执行这些操作的电路来执行。

块702可以涉及产生关于电动载具或混合动力载具的周围环境的数据，其中使用激光雷达、雷达或相机中的至少一个来产生该数据。可以以先前在块602中讨论的方式来产生该数据。特别地，该数据可以关于电动载具的周围环境中的对象。

块704可以包括检测载具的电池的充电水平。当载具在野外操作时，电池的充电水平会降低。载具可以监测载具的电池上的充电水平。

块706可以包括基于充电水平，将载具导航到具有数据信号接收器的电池充电站。在一示例实施例中，当载具确定充电水平低于充电阈值时，载具可以导航到具有数据信号接收器的电池充电站。阈值可以取决于离电池充电站的距离而变化。例如，载具离电池充电站越近，在载具应导航回到电池充电站之前阈值可以越低。然而，载具离电池充电站越远，阈值必须越高以便使载具成功回到电池充电站。阈值还可以取决于载具的外部温度而变化。例如，在极低和极高的温度下，电池可能更快地失去电量。因此，充电阈值可以更高以用于将载具导航到充电站。

在一替代的实施例中，需求规划算法可以考虑温度、载具在哪里、运输需求在哪里以及载具起始位置在哪里以进行动态优化，以便确定何时导航到具有数据信号接收器的电池充电站。例如，如果载具在山的一侧，并且它需要爬山来到达具有数据信号接收器的充电站，则载具可能需要比其它次更多的电量。可以以这种方式动态地设置阈值。

方法700的另一实施例可以包括确定载具的电池是否已经在未传输数据的情况下充电超过阈值次数、以及将载具导航到具有数据信号接收器的电池充电站。例如，载具可以在没有数据信号接收器的电池充电站充电。然而，载具将继续收集和存储数据，而没有机会卸载该数据。因此，一旦载具已经在未传输数据的情况下充电了阈值次数，它就将导航到具有数据信号接收器的电池充电站。

块708可以涉及将数据从载具的数据信号发送器传输到电池充电位置的数据信号接收器。如前所提到的，可以在将数据从发送器传输到接收器的同时使用波束控制。在一示例实施例中，可以在不为载具的电池充电的情况下传输数据。具体地，载具可以在仅优化数据的传输站传输数据。或者，该方法可以包括为载具的电池充电。具体地，可以在为载具的电池充电的同时，将数据从载具的数据信号发送器传输到电池充电站的数据信号接收器。或者，无论载具的电池充满电花费多长时间，都可以传输数据，并且一旦载具完成充电，剩余数据就可以被存储以供稍后传输。

以上详细描述参照附图描述了所公开的系统、设备和方法的各种特征和功能。虽然已经在此公开了各个方面和实施例，但其它方面和实施例将是明显的。在此公开的各个方面和实施例是出于说明的目的而不旨在进行限制，真实范围由所附权利要求指示。

应理解，在此描述的布置仅出于示例的目的。这样，本领域技术人员将理解，可以替代地使用其它布置和其它元件(例如，机器、装置、接口、功能、顺序和功能分组等)，并且可以根据期望的结果一起省略一些元件。此外，所描述的许多元件是可以任何合适的组合和位置实现为离散部件或分布式部件或结合其它部件实现的功能实体。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

高吞吐量信号发送器，与自主载具的充电端口相邻并配置为向高吞吐量信号接收器传输信息；

位于充电装置上的高吞吐量信号接收器；

其中高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器进行点对点通信；以及

其中高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器以达到并包括1.5米的距离隔开。

2.根据权利要求1所述的系统，其中高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器之间的点对点通信是无线电通信。

3.根据权利要求2所述的系统，其中无线电通信借助于60GHz网络。

4.根据权利要求2所述的系统，其中用于无线电通信的高吞吐量信号发送器包括贴片天线。

5.根据权利要求4所述的系统，其中贴片天线通过低损耗电缆链接到无线电。

6.根据权利要求4所述的系统，还包括与贴片天线和接收器通信的多个波束控制天线。

7.根据权利要求1所述的系统，其中高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器之间的点对点通信是光学通信。

8.根据权利要求1所述的系统，其中高吞吐量信号发送器位于自主载具的窗户处。

9.根据权利要求1所述的系统，其中高吞吐量信号接收器连接到云网络。

10.根据权利要求1所述的系统，其中高吞吐量信号发送器和高吞吐量信号接收器之间的距离在0.3米和1.5米之间。

11.根据权利要求1所述的系统，其中高吞吐量信号发送器和高吞吐量接收器至少传输太字节的数据。

12.一种用于操作电动载具或混合动力载具的方法，包括：

产生关于电动载具或混合动力载具的周围环境的数据，其中使用激光雷达、雷达或相机中的至少一个来产生数据；

基于所产生的数据量，将载具导航到电池充电站；以及

为载具的电池充电。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

将数据从载具的数据信号发送器传输到电池充电站的数据信号接收器。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括：

在将数据从载具的数据信号发送器传输到电池充电站的数据信号接收器的同时，为载具的电池充电。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，基于所产生的数据量，将载具导航到电池充电站包括确定所产生的数据量已经达到数据阈值。

16.一种用于操作电动载具或混合动力载具的方法，包括：

产生关于电动载具或混合动力载具的周围环境的数据，其中使用激光雷达、雷达或相机中的至少一个来产生数据；

检测载具的电池的充电水平；

基于充电水平，将载具导航到具有数据信号接收器的电池充电站；以及

将数据从载具的数据信号发送器传输到电池充电位置的数据信号接收器。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括为载具的电池充电。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括在为载具的电池充电的同时，将数据从载具的数据信号发送器传输到电池充电位置的数据信号接收器。

19.根据权利要求16所述的方法，其中基于充电水平，将载具导航到具有数据信号接收器的电池充电站包括确定充电水平低于充电阈值。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括：

确定载具的电池已经在未传输数据的情况下充电超过阈值次数；以及

将载具导航到具有数据信号接收器的电池充电站。

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