CN116724346A - 基于收集的信息管理自主交通工具的机队 - Google Patents

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Abstract

提供了用于优化自主交通工具操作的限制区域的技术。机队管理系统接收一般限制区域的定义。机队管理系统收集与一般限制区域相关联的信息。机队管理系统基于一般限制区域的定义和收集的信息来确定特定限制区域。机队管理系统基于特定限制区域控制一个或多个自主交通工具。在一些实施例中，收集的信息包括航空影像和/或其他环境传感器数据。

Description

基于收集的信息管理自主交通工具的机队
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年1月15日提交的第17/151,057号美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及自主交通工具，特别但不排他地涉及收集和/或提供用于自主交通工具的控制的信息。
背景技术
随着自主交通工具(包括但不限于无人驾驶飞行器(unmanned aerial vehicle，UAV))变得越来越普遍，越来越期望管理自主交通工具的机队的操作。自主交通工具的一个常见管理任务是建立自主交通工具不要在其中操作的限制区域。当在大且动态的地理区域上操作自主交通工具的机队时，越来越难以掌握足够的信息来确保可以通过限制区域实现期望的保护水平，而不必在要保护的期望位置周围限制过大的区域。
发明内容
在一些实施例中，提供了一种优化自主交通工具操作的限制区域的方法。机队管理系统接收一般限制区域的定义(definition)。机队管理系统收集与一般限制区域相关联的信息。机队管理系统基于一般限制区域的定义和收集的信息来确定特定限制区域。机队管理系统基于特定限制区域控制一个或多个自主交通工具。
在一些实施例中，提供了一种非暂时性计算机可读介质。该计算机可读介质具有存储在其上的逻辑，该逻辑响应于机队管理系统的计算设备的一个或多个处理器的执行，使得机队管理系统执行包括以下的动作：由机队管理系统接收一般限制区域的定义；由机队管理系统收集与一般限制区域相关联的信息；由机队管理系统基于一般限制区域的定义和收集的信息来确定特定限制区域；以及由机队管理系统基于特定限制区域控制一个或多个自主交通工具。
附图说明
参考所附附图描述了本发明的非限制性和非穷尽性实施例，其中，除非另有说明，否则遍及各种视图，相同的参考标号表示相同的部件。并非一个元素的所有实例都必须被标记，以免在适当的时候使附图混乱。附图不一定按比例绘制，相反，重点在于说明所描述的原理。为了容易识别任何特定元素或动作的讨论，参考标号中的(一个或多个)最高有效数字是指该元素首次被引入的图号。
图1和图2示出了根据本公开各个方面的飞行器或UAV 100的非限制性示例实施例。
图3为示出了根据本公开各个方面的自主交通工具的非限制性示例实施例的框图。
图4为示出了根据本公开各个方面的机队管理系统的非限制性示例实施例的框图。
图5为示出了根据本公开各个方面的确定交通工具操作的限制区域的方法的非限制性示例实施例的流程图。
图6A-图6D为示出了根据本公开各个方面的将在其中建立限制区域的地理区域的示意图。
图7为示出了根据本公开各个方面的用于收集与一般限制区域相关联的信息的过程的非限制性示例实施例的流程图。
图8为示出了根据本公开各个方面的控制自主交通工具的方法的非限制性示例实施例的流程图。
具体实施方式
图1和图2示出了根据本公开各个方面的飞行器或UAV 100的非限制性示例实施例。所示的UAV 100的实施例是垂直起飞和着陆(vertical takeoff and landing，VTOL)无人驾驶飞行器(UAV)，其包括用于分别提供水平和垂直推进力的独立的推进单元112和推进单元108。UAV 100是固定机翼飞行器，顾名思义，其具有机翼组装件124，当由推进单元112水平推进时，机翼组装件124可以基于机翼形状和飞行器的向前空速产生升力。图1是UAV100的透视俯视图图示，而图2是UAV 100的仰视平面图图示。
所示的UAV 100的实施例包括机身120。在一个实施例中，机身120是模块化的，并且包括电池模块、航空电子模块和任务有效载荷模块。这些模块可彼此拆卸，并且可彼此机械固定，以连续形成机身120或UAV主体的至少一部分。
电池模块包括一个空腔，用于容纳一个或多个为UAV 100供电的电池。航空电子模块容纳UAV 100的飞行控制电路，其可以包括处理器和存储器、通信电子设备和天线(例如，蜂窝收发器、Wi-Fi收发器等)，以及各种传感器(例如，全球定位传感器、惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)、磁罗盘等)。任务有效载荷模块容纳与UAV 100的任务相关联的装备。例如，任务有效载荷模块可以包括有效载荷致动器，用于保持和释放外部附接的有效载荷。在另一个实施例中，任务有效载荷模块可以包括相机/传感器装备支架，用于承载相机/传感器装备(例如，相机、镜头、雷达、激光雷达(LIDAR)、污染监视传感器、天气监视传感器等)。图3示出了可以由UAV 100的一些实施例承载的其他组件。
所示的UAV 100的实施例还包括位于机翼组装件124上的水平推进单元112，每个水平推进单元可以包括电机、轴、电机座和螺旋桨，用于推进UAV 100。所示的UAV 100的实施例包括固定到机翼组装件124的两个悬臂组装件106。
所示的悬臂组装件106的实施例各自包括其中置有悬臂的悬臂外壳118、垂直推进单元108、印刷电路板116和稳定器102。每个垂直推进单元108可以包括电机、轴、电机座和螺旋桨，用于提供垂直推进。垂直推进单元108可以在悬停模式期间使用，在悬停模式中UAV100下降(例如，到递送位置)或上升(例如，递送之后)。UAV 100可以包括稳定器102(或尾翼)，以在飞行期间稳定UAV的偏航(左转或右转)。在一些实施例中，UAV 100可以被配置为用作滑翔机。为此，UAV 100可以关闭其推进单元并滑翔一段时间。
在飞行期间，UAV 100可通过控制其俯仰、滚转、偏航和/或高度来控制其运动的方向和/或速度。例如，稳定器102可以包括一个或多个方向舵104，用于控制UAV的偏航，并且机翼组装件124可以包括用于控制UAV的俯仰的升降舵，和/或用于控制UAV的滚转的副机翼110。作为另一个示例，同时增加或降低所有螺旋桨的速度可以分别导致UAV 100增加或降低其高度。UAV 100还可以包括用于感测UAV 100周围环境的组件，包括但不限于音频传感器122和音频传感器114。传感器设备的进一步示例在图3中示出并在下面描述。
所示的固定机翼飞行器可能有多种变化。例如，具有更多机翼的飞行器(例如，具有四个机翼的“x翼”配置)也是可能的。尽管图1和图2示出了一个机翼组装件124、两个悬臂组装件106、两个水平推进单元112和每个悬臂组装件106六个垂直推进单元108，但是应当理解，UAV 100的其他变型可以用更多或更少的这些组件来实现。
应理解，本文对“无人驾驶”飞行器或UAV的提及同样可以适用于自主和半自主飞行器。在完全自主实现方式中，飞行器的所有功能都是自主化的；例如经由响应于来自各种传感器的输入和/或预定信息的实时计算机功能来预编程或控制。在半自主实现方式中，飞行器的一些功能可以由人类操作员控制，而其他功能则被自主地执行。此外，在一些实施例中，UAV可以被配置为允许远程操作员接管原本可以由UAV自主控制的功能。此外，给定类型的功能可以在一个抽象级别被远程控制，而在另一个抽象级别被自主执行。例如，远程操作员可以控制UAV的高级导航决策，诸如指定UAV应该从一个位置行进到另一个位置(例如，从郊区的仓库到附近城市的递送地址)，而UAV的导航系统自主控制更细粒度的导航决策，诸如在两个位置之间采取的特定路线、在导航该路线时实现该路线并避开障碍物的特定飞行控制等等。
还应理解，虽然示出了UAV 100，且本文的部分讨论涉及飞机，但在一些实施例中，可使用其他类型的自主交通工具，包括但不限于轮式乘用交通工具，诸如轿车和厢式车；轮式货运交通工具，诸如卡车；轮式无人驾驶交通工具；以及机器人。此外，虽然本文的讨论主要涉及控制一个或多个自主交通工具，但是在一些实施例中，本公开可以用于为有人驾驶交通工具以及自主交通工具建立限制区域。
图3为示出了根据本公开各个方面的自主交通工具300的非限制性示例实施例的框图。自主交通工具300被配置为从a接收路线。在一些实施例中，自主交通工具300是飞机。在其他实施例中，可以使用能够沿着路线导航的任何其他类型的自主交通工具300，诸如轮式交通工具。如图所示，自主交通工具300包括通信接口302、一个或多个传感器设备304、电源306、一个或多个处理器308、一个或多个推进设备310和计算机可读介质312。
在一些实施例中，通信接口302包括硬件和软件，以实现用于与机队管理系统通信的任何合适的通信技术。在一些实施例中，通信接口302包括多个通信接口，每个用于在适当的环境中使用。例如，通信接口302可以包括诸如4G或LTE接口的远程无线接口，或任何其他类型的远程无线接口(例如，2G、3G、5G或WiMAX)，用于在穿越路线时与机队管理系统通信。通信接口302还可以包括中程无线接口，诸如当自主交通工具300位于Wi-Fi覆盖可用的起始位置或终点附近的区域时使用的Wi-Fi接口。通信接口302还可以包括短程无线接口，诸如当自主交通工具300处于维护位置或者静止并等待被分配路线时使用的蓝牙接口。通信接口302还可以包括有线接口，诸如以太网接口或USB接口，该以太网接口或USB接口也可以在自主交通工具300处于维护位置或者静止并等待被分配路线时使用。
在一些实施例中，传感器设备304包括一个或多个交通工具状态传感器设备，这些传感器设备被配置为检测自主交通工具300的各种组件的状态，并将代表这些状态的信号传输给自主交通工具300的其他组件。这种传感器设备304的一些非限制性示例包括电池状态传感器、推进设备健康传感器、加速度计和姿态传感器。在一些实施例中，传感器设备304包括一个或多个环境传感器设备，其被配置为检测关于自主交通工具300的环境的信息。这种传感器设备304的一些非限制性示例包括可见光相机、红外相机、LIDAR传感器设备、雷达(RADAR)传感器设备、声纳(SONAR)传感器设备、温度传感器、高度计、气压计和定位传感器设备(包括但不限于全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)传感器)。
在一些实施例中，电源306可以是用于储存和/或产生电力的任何合适的设备或系统。电源306的一些非限制性示例包括一个或多个电池、一个或多个太阳能电池板、燃料箱及其组合。在一些实施例中，推进设备310可以包括用于使自主交通工具300沿着路径行进的任何合适的设备。对于飞机，推进设备310可以包括诸如(但不限于)一个或多个电机、一个或多个螺旋桨和一个或多个飞行控制面的设备。对于轮式交通工具，推进设备310可以包括诸如(但不限于)一个或多个电机、一个或多个轮子和一个或多个转向机构的设备。在一些实施例中，处理器308可以包括能够从自主交通工具300的其他组件接收信号并执行存储在计算机可读介质312上的指令的任何类型的计算机处理器。在一些实施例中，计算机可读介质312可以包括能够存储供处理器308访问的信息的一个或多个设备。在一些实施例中，计算机可读介质312可以包括硬盘驱动器、闪存驱动器、EEPROM及其组合中的一个或多个。
如图所示，计算机可读介质312上存储有路线穿越引擎318和限制检查引擎316。在一些实施例中，路线穿越引擎318被配置为使得推进设备310推进自主交通工具300通过存储在路线数据存储314中的路线。路线穿越引擎318可以使用来自传感器设备304的信号来辅助定位和导航(这对于自主交通工具300来说是典型的情况)，传感器设备304诸如是GNSS传感器设备、基于视觉的导航设备、加速度计、LIDAR设备和/或本文没有进一步示出或描述的其他设备。在一些实施例中，限制检查引擎316被配置为将自主交通工具300的当前位置或预测的未来位置与一个或多个限制区域进行比较，并且响应于确定自主交通工具300的该当前位置或预测的未来位置处于或将处于限制区域内，使自主交通工具300采取校正动作。
如本文所使用的，“引擎”是指体现在硬件或软件指令中的逻辑，其可以以一种或多种编程语言编写，包括但不限于C、C++、C#、COBOL、JAVATM、PHP、Perl、HTML、CSS、JavaScript、VBScript、ASPX、Go和Python。引擎可以被编译成可执行程序或者用解释编程语言编写。软件引擎可以从其他引擎或自身可调用。一般而言，本文描述的引擎指的是可以与其他引擎合并或者可以被分成子引擎的逻辑模块。这些引擎可以由存储在任何类型的计算机可读介质或计算机存储设备中的逻辑来实现，并且被存储在一个或多个通用计算机上并由其执行，从而创建被配置为提供引擎或其功能的专用计算机。这些引擎可以通过编程到专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或其他硬件设备中的逻辑来实现。
如本文所使用的，“数据存储”是指配置为存储供计算设备访问的数据的任何合适的设备。数据存储的一个示例是在一个或多个计算设备上执行并可通过高速网络访问的高度可靠的高速关系数据库管理系统(database management system，DBMS)。数据存储的另一个示例是键值存储。然而，可以使用能够响应于查询快速且可靠地提供存储的数据的任何其他合适的存储技术和/或设备，并且计算设备可以是本地(而不是通过网络)可访问的，或者可以作为基于云的服务来提供。数据存储还可以包括以有组织的方式存储在计算机可读存储介质上的数据，计算机可读存储介质诸如硬盘驱动器、闪存、RAM、ROM或任何其他类型的计算机可读存储介质。本领域的普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围的情况下，本文描述的分离的数据存储可以被组合成单个数据存储，和/或本文描述的单个数据存储可以被分离成多个数据存储。
图4为示出根据本公开各个方面的机队管理系统的非限制性示例实施例的框图。机队管理系统402可以包括被配置为共同提供机队管理系统402的功能的任意数量的一个或多个合适的计算设备，包括但不限于台式计算设备、膝上型计算设备、服务器计算设备和云计算系统的计算设备。在一些实施例中，机队管理系统402的计算设备中的每一个可以具有图4所示的所有组件。在一些实施例中，机队管理系统402的一些计算设备可以具有图4所示的一些(但不是全部)组件，而机队管理系统402的其他计算设备可以具有图4所示的其他组件。
如图所示，机队管理系统402包括通信接口404、一个或多个处理器406和计算机可读介质414。在一些实施例中，处理器406包括任何合适类型的通用计算机处理器。在一些实施例中，处理器406可以包括为特定计算任务优化的一个或多个专用计算机处理器或AI加速器，包括但不限于图形处理单元(graphical processing unit，GPU)、视觉处理单元(vision processing unit，VPU)和张量处理单元(tensor processing unit，TPU)。在一些实施例中，通信接口404包括适于与如上所述的机队中的自主交通工具300的通信接口302通信的硬件和/或软件。在一些实施例中，通信接口404还可以包括适于经由一种或多种任何有线或无线技术与其他计算系统通信的硬件和/或软件。
如图所示，计算机可读介质414上存储有用于提供限制确定引擎410、路线规划引擎412和信息收集引擎418的逻辑。在一些实施例中，限制确定引擎410被配置为确定在其中自主交通工具300的操作不应被允许的区域，并且可以被配置为将这样的区域传输到自主交通工具300和/或可以被配置为将这样的区域存储在限制数据存储416中。在一些实施例中，路线规划引擎412被配置为规划自主交通工具300的路线，将规划的路线存储在路线数据存储408中，并将规划的路线传输给自主交通工具300。在一些实施例中，路线规划引擎412可以在规划路线时考虑存储在限制数据存储416中的限制区域。在一些实施例中，信息收集引擎418从各种来源收集信息，这些信息将至少被提供给限制确定引擎410用于在确定限制区域时使用。下面提供关于这些组件中的每一个的操作的进一步细节。
图5为示出了根据本公开各个方面的确定交通工具操作的限制区域的方法的非限制性示例实施例的流程图。在方法500中，机队管理系统402收集信息，以便将限制区域的尺寸从由用户(或另一来源)指定的一般限制区域减小到特定限制区域，该特定限制区域既实现了限制的目标，又最小程度地影响自主交通工具的机队的其他操作。
方法500从开始框前进至框502，其中机队管理系统402的限制确定引擎410接收一般限制区域的定义。一般限制区域可以被定义为任何规则或不规则的二维或三维形状，包括但不限于规则形状(诸如圆形、正方形、矩形、多边形、球形、圆柱形和棱柱形)以及所有类型的不规则形状。
在一些实施例中，一般限制区域可用于指定期望限制的大致区域，使得机队管理系统402可以在一般限制区域内创建特定限制区域，以在收集附加信息后以更定制的方式实现期望限制的目标。一般限制区域的定义可以包括一般限制区域将如何由机队管理系统402定制的规范。
例如，一般限制区域可以指定一般区域(作为非限制性示例，游乐场)，其中存在或将存在要避开的结构或其他特征(作为非限制性示例，摩天轮)。虽然要避开的结构将在一般限制区域内的某个地方，但在定义一般限制区域时，可能不知道该结构的确切位置。然后，可以收集关于一般限制区域的信息，以找到该结构的确切位置，并且可以基于收集的信息来创建特定限制区域(例如，特定限制区域可以限于该结构的实际覆盖区加上缓冲区，并且可以得到比一般限制区域小的特定限制区域)。
作为另一个示例，一般限制区域可以指定一般区域(作为非限制性示例，住宅区)，期望通过该区域的自主交通工具操作减少一定的百分比。然后，可以收集关于该一般限制区域的信息，以找到该一般限制区域的特定部分，可以对这些特定部分应用限制以最小程度地影响自主交通工具的机队的操作，并且这些特定部分可以构成特定限制区域。
在一些实施例中，限制确定引擎410可以提供任何合适类型的用户界面，该用户界面接受来自用户的输入以定义一般限制区域。在一些实施例中，用户界面可以呈现地图，并且可以接受轮廓、顶点、中心和半径的输入，或者用于在地图内定义一般限制区域的任何其他合适的输入。在一些实施例中，用户界面可以接受用于定义二维一般限制区域的输入。在一些实施例中，用户界面可以接受用于定义三维一般限制区域的输入。
图6A-图6D为示出根据本公开各个方面的将在其中建立限制区域的地理区域的示意图。在图6A中，示出了地理区域602。图6A所示的地理区域602的视图可以是在地图界面接收到一般限制区域的输入之前由限制确定引擎410提供的地图界面的示例。限制确定引擎410中可以具有指示在地理区域602中存在不应准许自主交通工具靠近的结构604的数据。然而，为了讨论的目的，假设表示结构604的确切位置的数据对于创建精确的限制区域来保护结构604不可用。在图6B中，用户已经在界面上提交了输入(诸如轻敲角落、绘制轮廓、点击并拖动或其他合适的输入)，并且在地理区域602中示出了结构604周围的一般限制区域606。
在一些实施例中，附加属性可以包括在一般限制区域的定义中。例如，一般限制区域的定义可以包括一般限制区域内的限制的开始时间和/或一般限制区域内的限制的结束时间。作为另一个示例，一般限制区域的定义可以包括在一般限制区域内是否不允许交通，或者在一般限制区域内是否仅允许某些类型的交通(例如，只有满足一个或多个尺寸、速度或机动性阈值的自主交通工具；只有服务于诸如公共安全的特定目的的自主交通工具；仅允许在一般限制区域内阈值时间量等)的规范。作为又一个示例，一般限制区域的定义可以包括如果自主交通工具无意中进入一般限制区域(或者在自主交通工具被创建时就在一般限制区域内)要采取的补救措施的指示，包括但不限于尽快着陆或者改变航线以离开一般限制区域。在一些实施例中，一般限制区域的定义可以针对一般限制区域的不同部分指定不同的补救措施，诸如针对一般限制区域的外部部分的低影响补救措施(诸如改变航线)以及针对一般限制区域的内部部分的高影响补救措施(例如尽快着陆)。
在子例程框504处，机队管理系统402的信息收集引擎418收集与一般限制区域相关联的信息。在一些实施例中，一般限制区域的定义指定与一般限制区域相关联的要收集的信息的类型，并且可以使用任何合适的技术来收集信息。例如，如果要收集的信息的类型是结构的位置信息，则可以使用任何合适的技术从一般限制区域收集环境传感器数据。图6C是示出UAV 608获得一般限制区域606的环境传感器数据的示意图，根据该环境传感器数据可以确定结构604的精确位置。作为另一个示例，如果要收集的信息的类型是一般限制区域内的土地使用信息(例如，一般限制区域中的单户住宅、商业建筑、绿地、水域或其他类型的土地使用的区域)，则信息收集引擎418可以从管理相关信息的数据存储中检索与一般限制区域相关联的信息。适于在子例程框504处使用的过程的详细示例在图7中示出，并在下面进一步详细讨论。
在框506处，限制确定引擎410基于一般限制区域的定义和收集的信息确定特定限制区域。限制确定引擎410用来确定特定限制区域的技术取决于收集的信息的类型。例如，如果收集的信息是描绘一般限制区域内的结构的环境传感器数据，则限制确定引擎410可以使用摄影测量技术、三角测量技术、运动结构(structure-from-motion)技术和/或其他合适的技术来处理来自收集影像(imagery)的UAV的环境传感器数据和相关联的定位/姿态信息，以精确地确定结构的位置和/或尺寸。一旦知道了结构的精确位置和/或尺寸，则限制确定引擎410可以通过参考结构的精确位置和/或尺寸来确定特定限制区域(包括但不限于基于结构的精确位置和/或尺寸加上在一般限制区域的定义中指定的缓冲量来定义特定限制区域)。图6D是示出基于从图6C中收集的影像和/或其他环境传感器数据确定的结构604的精确位置确定的特定限制区域610的示意图。作为另一个示例，如果收集的信息包括土地使用信息和自主交通工具的机队的未来规划路线，并且一般限制区域的定义指示一般限制区域内要被限制的土地使用类型的比例，则限制确定引擎410可以选择该土地使用类型的一般限制区域的最佳部分，其对一般限制区域内的自主交通工具的机队的未来规划路线或预测的未来目的地具有最小影响。
在一些实施例中，特定限制区域可以基于结构(或一般限制区域内的其他特征)的精确位置和/或尺寸以及要控制的自主交通工具300的各个方面。也就是说，特定限制区域的尺寸和/或形状可以基于自主交通工具300的尺寸、最大速度、转弯半径和有效载荷能力中的一个或多个来确定。例如，较快且具有较大转弯半径的自主交通工具300的特定限制区域可能大于较慢且具有较小转弯半径的自主交通工具300的特定限制区域。
在框508处，限制确定引擎410将特定限制区域存储在机队管理系统402的限制数据存储416中。方法500然后前进到结束框并终止。
一旦存储在限制数据存储416中，机队管理系统402可以提供对限制区域的访问以供查询。例如，路线规划引擎412可以在它规划路线时使用存储的限制区域，使得路线可以被规划并提供给自主交通工具300，这些路线将主动避开限制区域。作为另一个示例，机队管理系统402可以从自主交通工具300接收遥测数据(telemetry)，并且可以对照限制区域检查自主交通工具300在遥测数据中报告的位置。如果机队管理系统402检测到自主交通工具300已经进入限制区域或将要进入限制区域，则机队管理系统402可以向自主交通工具300发送命令以采取校正动作。作为又一个示例，机队管理系统402可以向自主交通工具300提供限制区域，使得自主交通工具300可以自我监视，并且可以响应于确定已经进入限制区域而自主地采取校正动作。
在一些实施例中，上述技术可用于规划目的。例如，可能期望在地理区域中搭建临时结构。针对该临时结构的限制区域的尺寸可以作为特定限制区域的期望尺寸提供给机队管理系统402，并且可以将期望该临时结构的地理区域作为一般限制区域提供给机队管理系统402。方法500可用于确定最小程度上影响自主交通工具的机队的操作的临时结构的最佳放置，并且该最佳放置可以作为特定限制区域被提供。一旦临时结构搭建起来，方法500可以再次用于收集环境传感器数据，以验证临时结构的位置，并确认或校正特定限制区域的位置。
图7为示出根据本公开各个方面的用于收集与一般限制区域相关联的信息的过程的非限制性示例实施例的流程图。过程700是适用于如上所述的方法500的子例程框504的过程的非限制性示例。在过程700中，机队管理系统402发出至少一个UAV 100来收集一般限制区域的环境传感器数据。
过程700从开始框前进至框702，其中信息收集引擎418向机队管理系统402的路线规划引擎412传输请求，以获得一般限制区域的环境传感器数据。在一些实施例中，该请求可以包括期望的环境传感器数据的类型(包括但不限于一个或多个俯视影像、倾斜影像、多光谱影像、红外影像和LIDAR扫描)。在一些实施例中，该请求可以包括要感测的一般限制区域的边界。在一些实施例中，该请求可以包括期望的数据收集的其他方面(包括但不限于应当收集影像的一天中的时间或时间范围、应当收集影像的日期或日期范围、期望的分辨率和期望的颜色深度)。
在框704处，路线规划引擎412为至少一个UAV 100规划至少一条路线，该至少一条路线将该至少一个UAV 100定位成获得一般限制区域的环境传感器数据。在一些实施例中，路线规划引擎412可以确定用于在期望的时间范围或日期范围内收集期望的环境传感器数据的UAV 100的数量。在一些实施例中，路线规划引擎412可以基于UAV 100的能力(包括但不限于相机分辨率、速度、操作高度、存储器容量和电池容量)来确定用于覆盖整个一般限制区域的UAV 100的数量。在一些实施例中，规划该至少一条路线来避开其他限制区域，并允许一个或多个UAV 100获得期望的环境传感器数据。
在一些实施例中，路线可以包括一个或多个UAV 100从基地过境到一般限制区域的阶段、一个或多个UAV 100收集环境传感器数据的阶段和一个或多个UAV 100过境回基地的阶段。在一个或多个UAV 100收集环境传感器数据的阶段期间，路线可以使一个或多个UAV 100以跑道模式、之字形模式、随机模式、遵循一般限制区域的形状的模式或任何其他合适的模式操作。在一些实施例中，路线可以包括用于当前正在过境先前路线、将被改变路线以从一般限制区域收集环境传感器数据的UAV 100的至少一条路线。
在框706处，路线规划引擎412向至少一个UAV 100提供至少一条路线。可以使用任何合适的技术向至少一个UAV 100提供路线。例如，如果UAV 100在基地并且耦合到有线或无线LAN，则路线规划引擎412可以经由LAN将路线传输给UAV 100。同样，如果UAV 100经由另一种短程通信技术(包括但不限于蓝牙或USB)耦合到机队管理系统402，则路线规划引擎412可以经由该短程通信技术将路线传输给UAV 100。作为另一个示例，路线规划引擎412可以将路线存储在诸如闪存驱动器的可移动计算机可读介质上，并且可以经由该可移动计算机可读介质向UAV 100提供路线。作为又一个示例，如果UAV 100当前正在过境一条路线并且要被改变路线，则路线规划引擎412可以经由诸如4G网络、5G网络或基于卫星的网络的远程无线网络向UAV 100传输路线。
在框708处，至少一个UAV 100穿越至少一条路线，并获得一般限制区域的环境传感器数据。在一些实施例中，至少一个UAV 100可以完全自主地穿越至少一条路线并收集环境传感器数据。在一些实施例中，至少一个UAV 100可以自主地穿越该路线的一部分，并且可以针对该路线的一部分由操作员远程控制。
在框710处，至少一个UAV 100将环境传感器数据传输给信息收集引擎418。在一些实施例中，至少一个UAV 100可以在穿越路线时经由远程无线网络将环境传感器数据传输给信息收集引擎418。在一些实施例中，至少一个UAV 100可以在完成路线并经由有线LAN、无线LAN或另一种短程通信技术连接到机队管理系统402之后，将环境传感器数据传输给信息收集引擎418；或者通过交换至少一个UAV 100在其上存储环境传感器数据的可移动计算机可读介质来将环境传感器数据传输给信息收集引擎418。
然后，过程700前进至结束框并终止。
将认识到，图7所示的过程700仅是用于收集与一般限制区域相关联的信息的技术的示例，本公开的一些实施例可以使用不同的技术。例如，为了收集一般限制区域的环境传感器数据，信息收集引擎418可以查询数据存储以检索先前已经收集的一般限制区域的航空影像或其他环境传感器数据。此外，如上所讨论的，可以从其他类型的数据存储中检索其他类型的信息。
图8为示出了根据本公开各个方面的控制自主交通工具的方法的非限制性示例实施例的流程图。在方法800中，检测自主交通工具对限制区域的当前或即将发生的违反，并采取校正动作。
方法800从开始框前进至框802，其中机队管理系统402的路线规划引擎412基于存储在机队管理系统402的限制数据存储416中的一个或多个限制区域确定自主交通工具300的路线。限制区域可以以任何合适的方式被确定，包括但不限于使用上面讨论的方法500。在框804处，路线规划引擎412向自主交通工具300传输路线。如上面所讨论的，路线可以经由有线或无线LAN或其他短程通信技术、经由远程无线通信技术、经由可移动计算机可读介质或经由任何其他合适的技术被传输给自主交通工具300。
在可选框806处，路线规划引擎412向自主交通工具300传输一个或多个限制区域。如同路线一样，限制区域可以经由短程通信技术、远程无线通信技术、可移动计算机可读介质或任何其他合适的技术被传输给自主交通工具300。可选框806的动作是可选的，因为在一些实施例中，自主交通工具300可以不是自主地监视对限制区域的遵从情况，而是可以在机队管理系统402基于从自主交通工具300接收的遥测数据确定限制区域被违反时，从机队管理系统402接收命令或通知。
在框808处，自主交通工具300将从机队管理系统402接收的信息(路线，以及可选地限制区域)存储在自主交通工具的路线数据存储314中。在框810处，自主交通工具300的路线穿越引擎318开动自主交通工具300的一个或多个推进设备310，以使自主交通工具300穿越路线。自主交通工具300可以使用自主交通工具300的一个或多个传感器设备304来导航通过路线。
在框812处，自主交通工具300的限制检查引擎316检测自主交通工具300对限制区域的当前或即将发生的违反。在一些实施例中，限制检查引擎316可以将由传感器设备304中的定位传感器获得的自主交通工具300的位置与存储在路线数据存储314中的限制区域的边界进行比较，并且当自主交通工具300的位置在限制区域的边界之一内时，可以检测对限制区域的当前违反。在一些实施例中，限制检查引擎316可以使用由定位传感器获得的自主交通工具300的当前位置、由传感器设备304之一获得的自主交通工具300的当前速度以及由传感器设备304之一获得的自主交通工具300的当前行进方向来确定自主交通工具300的当前轨迹是否被预测为导致自主交通工具300穿过限制区域的边界(即将发生的违反)。
在框814处，响应于对限制区域的当前或即将发生的违反，路线穿越引擎318使自主交通工具300采取校正动作。在一些实施例中，校正动作(例如，改变航线以离开限制区域；尽快着陆)可以由限制区域的定义来定义。在一些实施例中，校正动作可以由自主交通工具300选择。
方法800然后前进至结束框并终止。
方法800描述了自主交通工具300独立检测其正在违反限制区域的示例。在一些实施例中，机队管理系统402可以基于从自主交通工具300接收的遥测数据检测自主交通工具300正在违反限制区域，并且可以向自主交通工具300传输命令以采取特定的校正动作。因此，在一些实施例中，可以使用机队管理系统402来创建新的限制区域，以便使得命令被传输到当前在限制区域内的任何自主交通工具300以采取校正动作，诸如着陆、返回基地、从限制区域改道或任何其他适当的校正动作。除了采取校正动作之外，类似的技术可用于向经由上述技术指定的区域内的自主交通工具300传输其他类型的命令，包括但不限于仅允许限制区域内的自主交通工具300接受某些类型的新的自主任务(例如，灾难区域内的自主交通工具300仅接受灾难恢复相关的任务)。
在前面的描述中，阐述了许多具体细节，以提供对本公开各种实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文描述的技术可以在没有一个或多个具体细节的情况下被实践，或者利用其他方法、组件、材料等被实践。在其他情况下，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以避免模糊某些方面。
遍及本说明书对“一个实施例”或“实施例”的提及是指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在实施例中”遍及本说明书各处的出现不一定都指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性可以以任何合适的方式组合。
每个方法流程图中部分或全部框的出现顺序不应视为限制性的。相反，受益于本公开的本领域普通技术人员将理解，与一些框相关联的动作可以以未示出的各种顺序执行，或者甚至并行执行。
上述过程根据计算机软件和硬件进行描述。所描述的技术可以构成体现在有形或非暂时性机器(例如，计算机)可读存储介质内的机器可执行指令，当由机器执行时，这些指令将使机器执行所描述的操作。此外，这些过程可以体现在硬件(诸如专用集成电路(“ASIC”)或其他)内。
所示的本发明的实施例的上述描述，包括摘要中描述的内容，并非旨在穷举或将本发明限制为公开的精确形式。虽然为了说明的目的，本文描述了本发明的特定实施例和示例，但是相关领域的技术人员将会认识到，在本发明的范围内各种修改是可能的。
根据上面的具体实施方式，可对本发明进行这些修改。所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的特定实施例。相反，本发明的范围将完全由所附权利要求来确定，这些权利要求将根据权利要求解释的既定原则来解释。

Claims (20)

1.一种优化自主交通工具操作的限制区域的方法，所述方法包括：
由机队管理系统接收一般限制区域的定义；
由所述机队管理系统收集与所述一般限制区域相关联的信息；
由所述机队管理系统基于所述一般限制区域的定义和收集的信息来确定特定限制区域；以及
由所述机队管理系统基于所述特定限制区域来控制一个或多个自主交通工具。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，与所述一般限制区域相关联的信息包括所述一般限制区域的环境传感器数据，并且其中，基于所述一般限制区域的定义和收集的信息来确定所述特定限制区域包括：
分析所述一般限制区域的环境传感器数据，以检测所述一般限制区域内的至少一个特征；以及
基于所述至少一个特征的尺寸和位置中的至少一个来确定所述特定限制区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，收集信息以优化限制区域包括：
向一个或多个自主交通工具传输指令以收集所述一般限制区域的环境传感器数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一般限制区域的定义包括要保留的所述一般限制区域的目标量；以及
其中，基于所述一般限制区域的定义和收集的信息来确定所述特定限制区域包括：确定所述一般限制区域的满足所述目标量并且对自主交通工具的机队具有最小影响的部分。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，收集与所述一般限制区域相关联的信息包括收集关于所述自主交通工具的机队的先前规划路线的信息；以及
其中，所述一般限制区域的满足所述目标量并且对自主交通工具的机队具有最小影响的所述部分影响最小数量的先前规划路线。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，收集与所述一般限制区域相关联的信息包括收集关于所述一般限制区域内的所述自主交通工具的机队的潜在未来目的地的信息；以及
其中，所述一般限制区域的满足所述目标量并且对自主交通工具的机队具有最小影响的所述部分影响最小数量的潜在未来目的地。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述特定限制区域还基于自主交通工具的尺寸、最大速度、转弯半径和有效载荷能力中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述特定限制区域控制一个或多个自主交通工具包括：更新一个或多个自主交通工具的一条或多条规划路线以避开所述特定限制区域。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个自主交通工具包括飞机。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，基于所述特定限制区域控制一个或多个自主交通工具包括：响应于检测到所述飞机在所述特定限制区域内而使所述飞机着陆。
11.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有逻辑，所述逻辑响应于机队管理系统的计算设备的一个或多个处理器的执行，使得所述机队管理系统执行动作，所述动作包括：
由所述机队管理系统接收一般限制区域的定义；
由所述机队管理系统收集与所述一般限制区域相关联的信息；
由所述机队管理系统基于所述一般限制区域的定义和收集的信息来确定特定限制区域；以及
由所述机队管理系统基于所述特定限制区域来控制一个或多个自主交通工具。
12.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，与所述一般限制区域相关联的信息包括所述一般限制区域的环境传感器数据，并且其中，基于所述一般限制区域的所述定义和收集的信息来确定所述特定限制区域包括：
分析所述一般限制区域的环境传感器数据，以检测所述一般限制区域内的至少一个特征；以及
基于所述至少一个特征的尺寸和位置中的至少一个来确定所述特定限制区域。
13.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中，收集信息以优化限制区域包括：
向一个或多个自主交通工具传输指令以收集所述一般限制区域的环境传感器数据。
14.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，所述一般限制区域的定义包括要保留的所述一般限制区域的目标量；以及
其中，基于所述一般限制区域的定义和收集的信息来确定所述特定限制区域包括：确定所述一般限制区域的满足所述目标量并且对自主交通工具的机队具有最小影响的部分。
15.根据权利要求14所述的计算机可读介质，其中，收集与所述一般限制区域相关联的信息包括收集关于所述自主交通工具的机队的先前规划路线的信息；以及
其中，所述一般限制区域的满足所述目标量并且对所述自主交通工具的机队具有最小影响的所述部分影响最小数量的先前规划路线。
16.根据权利要求14所述的计算机可读介质，其中，收集与所述一般限制区域相关联的信息包括收集关于所述一般限制区域内的自主交通工具的机队的潜在未来目的地的信息；以及
其中，所述一般限制区域的满足所述目标量并且对所述自主交通工具的机队具有最小影响的所述部分影响最小数量的潜在未来目的地。
17.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，确定所述特定限制区域还基于自主交通工具的尺寸、最大速度、转弯半径和有效载荷能力中的至少一个。
18.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，基于所述特定限制区域控制一个或多个自主交通工具包括：更新一个或多个自主交通工具的一条或多条规划路线以避开所述特定限制区域。
19.根据权利要求11所述的计算机可读介质，其中，所述一个或多个自主交通工具包括飞机。
20.根据权利要求19所述的计算机可读介质，其中，基于所述特定限制区域控制一个或多个自主交通工具包括：响应于检测到所述飞机在所述特定限制区域内而使所述飞机着陆。
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