DE112017007790T5

DE112017007790T5 - Fahrzeug-zu-fahrzeug-kommunikation unter verwendung von drohnen

Info

Publication number: DE112017007790T5
Application number: DE112017007790.7T
Authority: DE
Inventors: Perry Robinson MacNeille; Jeffrey Anthony Hamel; John Jeffrey Pfeiffer; Doug Moore
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2020-05-14
Also published as: US11190267B2; WO2019040072A1; CN111034060A; US20210126703A1

Abstract

Ein Drohnenkommunikationssystem wird beschrieben. Unter Verwendung des Systems kann ein Verfahren ausgeführt werden, das Folgendes beinhaltet: wenn sich ein Empfängerfahrzeug außerhalb der Drahtlosreichweite befindet, Übertragen einer Nachricht von einem sendenden Fahrzeug an eine Vielzahl von Drohnen, die Antennenstrahlen auf das sendende Fahrzeug fokussieren, derart dass die Vielzahl dann die Nachricht an das Empfängerfahrzeug übertragen kann, indem sie Antennenstrahlen auf dieses fokussiert.

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (Vehicle-to-Vehicle - V2V) ist unter Umständen nicht immer erfolgreich. Beispielsweise kann ein Fahrzeug versuchen eine V2V-Kommunikation herzustellen, und unter Umständen antwortet kein Empfänger, da z. B. ein beliebiger geeigneter Empfänger außerhalb der Reichweite sein kann.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, die eine Vielzahl von Drohnen zeigt, die die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen einem ersten Fahrzeug und einem zweiten Fahrzeug unterstützen.
2 ist eine schematische Darstellung einer der Vielzahl von Drohnen.
3 ist eine schematische Ansicht einer Drohnenanordnung der Vielzahl von Drohnen in Bezug auf das erste und das zweite Fahrzeug, wobei die Vielzahl von Drohnen in der Darstellung Antennenempfangsstrahlen auf das erste Fahrzeug fokussieren und in der Darstellung Antennenübertragungsstrahlen auf das zweite Fahrzeug fokussieren.
4 ist eine weitere schematische Ansicht der in 3 gezeigten Drohnenanordnung.
Die 5A-5B sind Flussdiagramme, die einen Prozess veranschaulichen, der unter Verwendung der Vielzahl von Drohnen, des ersten Fahrzeugs und des zweiten Fahrzeugs ausgeführt werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird ein Drohnenkommunikationssystem beschrieben, das eine Vielzahl von Drohnen beinhaltet, die dazu beitragen können, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V-Kommunikation) zu erleichtern. Gemäß einem veranschaulichenden Beispiel kann ein Verfahren Folgendes beinhalten: wenn sich ein Empfängerfahrzeug außerhalb der Drahtlosreichweite befindet, Übertragen einer Nachricht von einem sendenden Fahrzeug an eine Vielzahl von Drohnen, die Antennenstrahlen auf das sendende Fahrzeug fokussieren, derart dass die Vielzahl dann die Nachricht an das Empfängerfahrzeug übertragen kann, indem sie Antennenstrahlen auf dieses fokussiert.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel bilden die auf das Empfängerfahrzeug fokussierten Antennenstrahlen eine konforme Wellenfront.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel kann das Verfahren ferner Folgendes beinhalten: Empfangen einer Antwortnachricht von dem Empfängerfahrzeug am sendenden Fahrzeug über eine Vielzahl von Drohnen, die Antennenstrahlen auf das sendende Fahrzeug fokussieren.
Gemäß einem anderen veranschaulichenden Beispiel kann ein Verfahren Folgendes beinhalten: Bestimmen einer Drohnenanordnung einer Vielzahl von Drohnen in Bezug auf ein erstes Fahrzeug und ein zweites Fahrzeug; Empfangen einer Nachricht von dem ersten Fahrzeug an jeder der Vielzahl; und Übertragen der Nachricht über eine konforme Wellenfront an das zweite Fahrzeug, wobei die Wellenfront auf der Anordnung und den Phasenverzögerungen der jeweiligen Drohne basiert.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel basiert das Bestimmen der Anordnung auf dem Minimieren der Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem ersten Fahrzeug.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel basiert das Bestimmen der Anordnung auf dem Minimieren der Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel umfasst das Empfangen der Nachricht ferner das Rekonstruieren der Nachricht unter Verwendung eines ersten Satzes von Phasenverzögerungsparametern, wobei jeder Parameter einer der Vielzahl und dem ersten Fahrzeug zugeordnet ist.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel umfasst das Empfangen ferner das Fokussieren eines Antennenempfangsstrahls von jeder der Vielzahl auf das erste Fahrzeug.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel umfasst das Übertragen der Nachricht ferner das Berechnen eines zweiten Satzes von Phasenverzögerungsparametern, wobei jeder Parameter einer der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug zugeordnet ist.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel umfasst das Übertragen ferner das Fokussieren eines Antennenübertragungsstrahls von jeder der Vielzahl auf das zweite Fahrzeug.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel kann das Verfahren ferner Folgendes beinhalten: vor dem Bestimmen der Anordnung, Bestimmen, eine Drohnen-zu-Drohnen-Kommunikation unter der Vielzahl herzustellen.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel kann das Verfahren ferner Folgendes beinhalten: vor dem Bestimmen der Anordnung, Bestimmen, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug zu unterstützen.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel kann das Verfahren ferner Folgendes beinhalten: Beibehalten der Anordnung während des Empfangs und Übertragens der Nachricht und während sich das erste und das zweite Fahrzeug bewegen.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel kann das Verfahren ferner Folgendes beinhalten: vor dem Empfangen einer Antwortnachricht von dem zweiten Fahrzeug, die für das erste Fahrzeug bestimmt ist, Ändern der Anordnung, um die Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug zu minimieren.
Gemäß einem anderen veranschaulichenden Beispiel beinhaltet ein System Folgendes: eine Vielzahl von Drohnen, die jeweils einen Prozessor und einen Speicher, auf dem durch die jeweiligen Prozessoren ausführbare Anweisungen gespeichert sind, aufweisen, wobei die jeweiligen Anweisungen Folgendes umfassen: eine Drohnenanordnung der Vielzahl in Bezug auf ein erstes Fahrzeug und ein zweites Fahrzeug zu bestimmen; eine Nachricht von dem ersten Fahrzeug an jeder der Vielzahl zu empfangen; und die Nachricht über eine konforme Wellenfront an das zweite Fahrzeug zu übertragen, wobei die Wellenfront auf der Anordnung und Phasenverzögerungen der jeweiligen Drohne basiert.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel können die Anweisungen ferner Folgendes beinhalten: die Anordnung zu bestimmen, um die Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem ersten Fahrzeug, zwischen der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug oder beiden zu minimieren.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel können die Anweisungen ferner Folgendes beinhalten: während des Empfangens, einen Antennenempfangsstrahl von jeder der Vielzahl auf das erste Fahrzeug zu fokussieren; und während des Übertragens einen Antennenübertragungsstrahl von jeder der Vielzahl auf das zweite Fahrzeug zu fokussieren.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel können die Anweisungen ferner Folgendes beinhalten: vor dem Bestimmen der Anordnung, zu bestimmen, eine Drohnen-zu-Drohnen-Kommunikation unter der Vielzahl herzustellen.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel können die Anweisungen ferner Folgendes beinhalten: vor dem Bestimmen der Anordnung, zu bestimmen, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug zu unterstützen.
Gemäß dem zumindest einen vorstehend dargestellten Beispiel können die Anweisungen ferner Folgendes beinhalten: vor dem Empfangen einer Antwortnachricht von dem zweiten Fahrzeug, die für das erste Fahrzeug bestimmt ist, die Anordnung zu ändern, um die Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug zu minimieren.
Gemäß dem zumindest einen Beispiel ist ein Computer offenbart, der dazu programmiert ist, eine beliebige Kombination der vorstehend dargelegten Beispiele auszuführen.
Gemäß dem zumindest einen Beispiel ist ein Computer offenbart, der dazu programmiert ist, eine beliebige Kombination der Beispiele des bzw. der Verfahren(s) auszuführen, die vorstehend dargelegt sind.
Gemäß dem zumindest einen Beispiel ist ein Computerprogrammprodukt offenbart, das ein computerlesbares Medium beinhaltet, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die durch einen Computerprozessor ausführbar sind, wobei die Anweisungen eine beliebige Kombination der vorstehend dargelegten Anweisungsbeispiele beinhalten.
Gemäß dem zumindest einen Beispiel ist ein Computerprogrammprodukt offenbart, das ein computerlesbares Medium beinhaltet, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die durch einen Computerprozessor ausführbar sind, wobei die Anweisungen eine beliebige Kombination der Beispiele des bzw. der Verfahren(s) beinhalten, die vorstehend dargelegt sind.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile bezeichnen, ist ein Drohnenkommunikationssystem 10 gezeigt, das eine Vielzahl von Drohnen 12, 14, 16 beinhaltet, die dazu beitragen können, die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V-Kommunikation) zu erleichtern. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, können die Drohnen 12-16 jeweils ein relativ schwaches Drahtlossignal von einem ersten Zielfahrzeug 18 (z. B. einem sendenden Fahrzeug) empfangen, indem sie den Antennenstrahlempfang auf dieses fokussieren. Das Signal kann eine Nachricht für ein zweites Zielfahrzeug 20 (z. B. ein beabsichtigtes Empfängerfahrzeug) umfassen. In zumindest einigen Beispielen kann das von dem Fahrzeug 18 gesendete Drahtlossignal jedoch gedämpft werden, bevor es das Fahrzeug 20 erreicht, z. B. auf Grundlage eines Abstands zwischen den Fahrzeugen 18, 20, eines Hindernisses 21 oder dergleichen. Die Drohnen 12-16 können das ursprünglich übertragene Signal (von dem ersten Fahrzeug 18) unter Verwendung der jeweils empfangenen Signale rekonstruieren, das rekonstruierte Signal verstärken und dieses dann an das Fahrzeug 20 übertragen, z. B. indem sie ihre jeweiligen Antennenstrahlübertragungen auf dieses fokussieren. Somit kann eine drahtlose Nachrichtenkommunikation zwischen den Fahrzeugen 18 und 20 unter Umständen erreicht werden, bei denen dies sonst möglicherweise nicht machbar wäre.
Wie nachstehend ausführlicher erläutert, kann diese unterstützte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V-Kommunikation) darauf basieren, dass jede der Drohnen 12-16 ihre relative Entfernung und Ausrichtung zueinander (z.B. eine Drohnenanordnung 22) kennt sowie ihren relativen Abstand und ihre Ausrichtung von dem ersten und dem zweiten Fahrzeug 18, 20 kennt. Darüber hinaus können, wie nachstehend ausführlicher erläutert, die Drohnen 12-16 eine optimale Drohnenanordnung, -reichweite und -ausrichtung in Bezug auf die Fahrzeuge 18, 20 bestimmen.
Zumindest zwei Drohnen können verwendet werden, um die in dieser Schrift beschriebenen Phasen- und Strahlfokussierungstechniken umzusetzen. Und obwohl drei Drohnen (12-16) gezeigt sind, können in anderen Beispielen mehr verwendet werden. Ferner können in zumindest einem Beispiel die veranschaulichten Drohnen 12-16 identisch sein; daher wird in dieser Schrift zum Zwecke der Veranschaulichung nur eine beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, kann es sich bei der Drohne 12 um ein beliebiges Luftfahrzeug handeln, das zumindest teilweise, wenn nicht vollständig, von zumindest einem Computer 26 an Bord der Drohne 12 selbst bedient und gesteuert werden kann. Nicht einschränkende Beispiele für Drohnen beinhalten ein unbemanntes Luftfahrzeug (Unmanned Aerial Vehicle - UAV), ein unbemanntes Luftfahrzeugsystem (Unmanned Aircraft System - UAS) usw. Der autonome Betrieb der Drohne 12 kann unter anderem die Drohnenflugsteuerung, Drohnenlenkung, Drohnenstabilisierung, Drohnennavigation, Drohnen-zu-Drohnen-Kommunikation, Drohnenpositionsbestimmung, Fahrzeugpositionsbestimmung und Drohnenantennensteuerung (z. B. Beamforming, Strahlschwenkung, Verstärkung usw.) beinhalten. Techniken zur autonomen Flugsteuerung, -lenkung, -stabilisierung und -navigation sind fachbekannt und werden nachstehend nicht im Detail erörtert.
Zur Verbesserung der V2V-Kommunikation kann die Drohne 12 den Computer 26 (der zumindest einen mit dem Speicher 30 gekoppelten Prozessor 28 beinhaltet), eine Telematikvorrichtung 32, eine Antennenschaltung 34 und ein Sensorsystem 36 umfassen. Bei dem Computer 26 kann es sich um einen einzelnen Computer (oder mehrere Rechenvorrichtungen, die z. B. mit anderen Fahrzeugsystemen und/oder -teilsystemen geteilt werden) handeln. Der Speicher 28 kann eine beliebige Art von Vorrichtung sein, die in der Lage ist, elektronische Anweisungen zu verarbeiten, wobei nicht einschränkende Beispiele einen Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung oder Steuerung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit - ASIC) usw. einschließen - um nur einige zu nennen. Im Allgemeinen kann der Computer 26 dazu programmiert sein, digital gespeicherte Anweisungen auszuführen, die in dem Speicher 30 gespeichert sein können, die dem Computer 26 unter anderem Folgendes ermöglichen: zu bestimmen, eine Nachricht von dem ersten Fahrzeug 18 an das zweite Fahrzeug 20 unter einer Vielzahl von Drohnen 12-16 weiterzuleiten; eine Anordnung 22 von Drohnen zu bestimmen, die zum Empfangen und Rekonstruieren eines Signals, das die Nachricht enthält, geeignet sind (z. B. auf Grundlage von Phasenverzögerungen); den Antennenempfang von jeder der Vielzahl von Drohnen 12-16 auf das erste Fahrzeug 18 zu fokussieren, um die Nachricht zu empfangen; wiederum unter Verwendung von Phasenverzögerungsparametern eine Drohnenkanordnung 22 zu bestimmen, die ebenfalls geeignet ist, die Nachricht innerhalb eines Signals, das eine konformen Wellenfront 37 aufweist(z. B. kann die Wellenfront 37 eine flache Vorderkante aufweisen) in Richtung des zweiten Fahrzeugs 20 zu übertragen, und die Antennenübertragung jeder der mehreren Drohnen 12-16 auf das zweite Fahrzeug 20 zu fokussieren, um die Nachricht an dieses zu senden.
Die Telematikvorrichtung 32 kann eine beliebige geeignete Telekommunikationsvorrichtung sein, die dazu ausgelegt ist, drahtlos mit anderen elektronischen Vorrichtungen zu kommunizieren - insbesondere drahtlos mit Zielfahrzeugen wie etwa den Fahrzeugen 18, 20 zu kommunizieren. Die Vorrichtung 32 kann einen dedizierten Mikroprozessor (nicht gezeigt), zumindest einen drahtlosen Chipsatz 38 und eine angepasste Antenne 40 umfassen, die mit dem Chipsatz 38 gekoppelt ist. Der Chipsatz 38 kann eine drahtlose Kommunikation gemäß vorgegebenen Frequenzen, Symbolraten usw. erleichtern. Unter Verwendung des Chipsatzes 38 und der Antenne 40 kann die Telematikvorrichtung 32 über eine Mobilfunkkommunikation (z. B. GSM, CDMA, LTE usw.), über drahtlose Kommunikation mit mittlerer Reichweite (z. B. Dedicated Short-Range Communication (DSRC)), über drahtlose Kommunikation mit kurzer Reichweite (z. B. Bluetooth, Wi-Fi, Wi-Fi Direct usw.), eine Kombination davon oder dergleichen kommunizieren. In zumindest einem Beispiel kommuniziert die Vorrichtung 32 über eine andere Frequenz und/oder ein anderes Protokoll als die Fahrzeuge 18, 20, wenn sie versuchen eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation herzustellen. Ein Beispiel beinhaltet die Kommunikation über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit geringer Reichweite unter Verwendung eines Protokolls wie etwa Wi-Fi Direct, Bluetooth oder eine andere geeignete Peer-to-Peer-Kommunikation. Auf diese Weise kann es weniger wahrscheinlich sein, dass die Kommunikation zwischen den Drohnen die Fahrzeug-zu-Drohnen-Kommunikation (oder Drohnen-zu-Fahrzeug-Kommunikation) stört, wie nachstehend näher erläutert.
Die Antennenschaltung 34 kann dazu verwendet werden, die Kommunikation zwischen den Fahrzeugen 18, 20 weiterzuleiten, z. B. eine Nachricht von dem Fahrzeug 18 zu empfangen und die Nachricht dann an das Fahrzeug 20 zu übertragen. Im Allgemeinen kann die Schaltung 34 eine beliebige geeignete Richtantenne umfassen. In der Veranschaulichung (2) umfasst die Schaltung 34 eine Umsetzung mit einer phasengesteuerten Gruppentenne; dies ist jedoch nur ein Beispiel. Zum Beispiel kann die Umsetzung mit einer phasengesteuerten Gruppenantenne eine Vielzahl von Antennenelementen 44, die an eine Leistungsquelle 46 (die Leistung zwischen den Antennen 44 aufteilen kann) gekoppelt sind, einen Sendeempfänger 48 (der an die Quelle 46 und den Computer 26 gekoppelt ist) und einen Phasenverschiebungstreiber 50, der mit jeder der Antennen (sowie dem Computer 26) gekoppelt ist, umfassen. Im Betrieb kann der Computer 26 die Betätigung einer oder mehrerer Antennen 44 unter Verwendung des Treibers 50 selektiv steuern. Auf diese Weise kann die Antennenschaltung 34 die Richtwirkung einer oder mehrerer der Antennen 44 unter Verwendung von Phasensteuerungstechniken, die dem Fachmann bekannt sind, steuern. Ferner kann der Computer 26 Antennen 44 selektiv zwischen einem Empfangsmodus und einem Übertragungsmodus umschalten, indem er den Sendeempfänger 48 steuert.
Wie nachstehend näher erörtert, kann der Computer 26 einen Antennenempfangsstrahl betreiben (z. B. um eine Nachricht von dem ersten Fahrzeug 18 zu empfangen) und relativ schnell auf einen Antennenübertragungsstrahl umschalten (z. B. um die Nachricht an das zweite Fahrzeug 20 zu senden). Dieses Umschalten kann nicht nur das Wechseln des Sendeempfängers 48 vom Empfangsmodus zum Übertragungsmodus umfassen, sondern auch das Ändern der Richtwirkung der Antennen 44 (z. B. von dem ersten Fahrzeug 18 zu dem zweiten Fahrzeug 20). Gemäß zumindest einem Beispiel (z. B. dem Beispiel mit der phasengesteuerten Gruppe) kann eine Strahl schwenkung (oder sogennante Strahlverschiebung) von dem ersten Fahrzeug 18 zu dem zweiten Fahrzeug 20 innerhalb ¼ Wellenlänge voneinander erfolgen. Auf diese Weise kann eine Übertragungsverzögerung, die beim Empfängerfahrzeug (z. B. Fahrzeug 20) auftritt, minimiert werden. Andere Aspekte und Techniken zur Betätigung phasengesteuerter Gruppenantennen sind dem Fachmann geläufig. Wenn mehrere Drohnen (z. B. 12-16) die Richtwirkung des Antennenempfangs oder der Antennenübertragung auf ein gemeinsames Objekt (wie z. B. Fahrzeug 18 oder 20) steuern, dann können die Drohnen 12-16, wie nachstehend näher erläutert, ihre jeweiligen Antennenstrahlen auf dieses richten, was zu längeren Übertragungsreichweiten und einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis (z. B. entweder empfangen oder übertragen) führt; auf diese Weise können die Drohnen 12-16 die V2V in Fällen erleichtern, bei denen diese andernfalls schwierig oder unmöglich sein kann (einschließlich z.B. um Hindernisse 21 herum, über größere Reichweiten usw.).
Die Antennenschaltung 34 kann dazu angepasst sein, Drahtlossignale mit einer beliebigen geeigneten Frequenz und gemäß einem beliebigen geeigneten Protokoll zu empfangen und/oder zu übertragen. Somit kann die Schaltung 34 dazu ausgelegt sein, in einem Megahertz(MHz)-Band, einem Gigahertz(GHz)-Band, einem Terahertz(THz)-Band oder einem Ultrabreit(UWB)-Band zu funktionieren, um nur einige nicht einschränkende Beispiele zu nennen. Nicht einschränkende Beispiele für Protokolle beinhalten Wi-Fi, Bluetooth, DSRC, Mobilfunk und dergleichen. Gemäß zumindest einem Beispiel ist die Antennenschaltung 34 für eine DSRC-Kommunikation ausgelegt, insbesondere um z. B. an einer Verkehrstelematikkommunikation (Intelligent Transportation System communication - ITS-Kommunikation) teilzunehmen. In einigen kommerziellen Umsetzungen nutzt DSRC das 5,9-GHz-Band (z. B. USA und Europa), das 5,8-GHz-Band (z. B. Japan), Infrarot usw.; natürlich gibt es auch weitere Beispiele. Auf diese Weise können die Drohnen 12-16 (z. B. über ihre jeweiligen Antennenschaltungen 34) eine von dem Fahrzeug 18 gesendete DSRC-Kommunikationsnachricht empfangen, die für das Fahrzeug 20 bestimmt ist, insbesondere wenn das Fahrzeug 20 sich außerhalb der Reichweite des Fahrzeugs 18 befindet.
Das bordeigene Sensorsystem 36 der Drohne 12 kann eine Positionierungsvorrichtung 52 und eine oder mehrere weitere optionale Positionsbestimmungseinheiten 54 umfassen. Gemäß einem Beispiel ist die Positionierungsvorrichtung 52 eine Rückstrahlortungsvorrichtung (Radio Detection And Ranging device - RADAR-Vorrichtung), d. h. eine Objekterfassungsvorrichtung, die Funkwellen verwenden kann, um Folgendes zu bestimmen:

eine Reichweite des Fahrzeugs 18 (und/oder 20) von der Vorrichtung 52, eine Reichweite eines Bezugspunkts (z. B. P1, P2, P3, ..., Pn) auf dem Boden 56, einen Winkel oder eine Ausrichtung des Fahrzeugs 18 (und/oder 20) von der Vorrichtung 52 und/oder eine Drehzahl oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 18 (und/oder 20) in Bezug auf die Vorrichtung 52. Die Positionierungsvorrichtung 52 kann eine oder mehrere Richtantennen oder Rundstrahlantennen umfassen, damit die Drohne 12 einen dreidimensionalen Standort oder
eine Position von Objekten um sie herum bestimmen kann. Es sind auch andere Positionierungsvorrichtungen als Radar möglich, z. B. einschließlich einer Vorrichtung 52, die eine GPS-Vorrichtung, eine Light-Detection-And-Ranging-Vorrichtung (LIDAR-Vorrichtung) oder dergleichen ist.

In zumindest einem Beispiel umfasst das Sensorsystem 36 eine Radarvorrichtung 52 und zumindest eine Positionsbestimmungseinheit 54. Nicht einschränkende Beispiele für Einheiten 54 beinhalten eine Elektronikvorrichtung, die die Position unter Verwendung eines globalen Positionsbestimmungssystems (Global Positioning System -GPS) oder eines globalen Navigationssatellitensystems (GLONASS) bestimmen kann, eine Elektronikvorrichtung, die LIDAR verwendet, eine elektronische Vorrichtung, die die Position (oder relative Position) unter Verwendung von Triangulation, Empfangssignalstärke, Einstrahlwinkel, Laufzeit, Differenzlaufzeit, einer Kombination davon usw. bestimmt. Somit kann die Drohne 12 die Radarvorrichtung 52 und die Einheit 54 verwenden, um die relative Position anderer Drohnen, des Bodens 56, der Fahrzeuge 18, 20 usw. genauer zu bestimmen.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Fahrzeuge 18, 20 sind in zumindest einem Beispiel die Fahrzeuge 18, 20 identisch. Daher wird nur eines genauer erläutert. Das Fahrzeug 18 ist als ein Personenkraftwagen gezeigt; bei dem Fahrzeug 18 kann es sich jedoch auch um einen Truck, eine Geländelimousine (Sports Utility Vehicle - SUV), ein Wohnmobil, einen Bus, einen Zug, ein Wasserfahrzeug oder dergleichen handeln, der/die/das unter Verwendung des Drohnenkommunikationssystems 10 kommuniziert.
Das Fahrzeug 18 umfasst unter anderem einen oder mehrere Computer 60, die die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V-Kommunikation) erleichtern. Gemäß einem Beispiel umfasst der Computer 60 eine Telematikvorrichtung, die der Vorrichtung 32 (von den Drohnen 12-16) ähnlich ist; dies ist jedoch nicht erforderlich (obwohl der Computer 60 z. B. einen oder mehrere Telekommunikationsdienste für das Fahrzeug 18 ausführen kann, könnte er auch andere Fahrzeuganweisungen ausführen). Gemäß einem Beispiel kann der Computer 60 einen Prozessor 62, einen Speicher 64, einen drahtlosen Chipsatz 66 und eine angepasste Antenne 68 umfassen. Der Speicher 62 kann eine beliebige Vorrichtungsart sein, die in der Lage ist, elektronische Anweisungen zu verarbeiten, wobei nicht einschränkende Beispiele einen Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung oder Steuerung, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application Specific Integrated Circuit - ASIC) usw. einschließen - um nur einige zu nennen. Im Allgemeinen kann der Computer 60 dazu programmiert sein, digital gespeicherte Anweisungen auszuführen, die in dem Speicher 64 gespeichert sein können und die dem Computer 60 unter anderem Folgendes ermöglichen: drahtlose Kommunikation unter Verwendung eines gemeinsamen Protokolls, Kanals usw. mit dem Fahrzeug 20 und den Drohnen 12-16 zu empfangen und/oder zu übertragen; zu versuchen, über den Chipsatz 66 und die Antenne 68 eine Nachricht an ein anderes Fahrzeug (wie z. B. das Fahrzeug 20) zu senden; zu bestimmen, dass die Nachricht fehlgeschlagen ist (z. B. indem keine Bestätigungsnachricht (ACK) von dem Fahrzeug 20 empfangen wurde; auf Grundlage der fehlgeschlagenen Kommunikation eine Vielzahl von Drohnen (wie z. B. der Drohnen 12-16) zu ermitteln, die bei der V2V-Kommunikation unterstützen können, und die Nachricht erneut über den Chipsatz 66 und die Antenne 68 zu übertragen, so dass die Drohnen 12-16 dann die Nachricht an das Empfängerfahrzeug (z. B. 20) senden können, indem sie die Antennenübertragungsstrahlen auf dieses fokussieren und indem die Übertragung (von mehreren Drohnen 12-16) als konforme Wellenfront 37 bereitgestellt wird. Diese Anweisungen sind nur ein Beispiel; andere Beispiele sind möglich, einschließlich an dem Fahrzeug 18 über den Chipsatz 66 und die Antenne 68 eine Antwortnachricht von dem Fahrzeug 20 über die Vielzahl von Drohnen 12-16 zu empfangen (z. B. infolgedessen, dass die Drohnen 12-16 Antennenübertragungsstrahlen auf das Fahrzeug 20 fokussieren).
Der Speicher 64 kann ein beliebiges nichttransitorisches computernutzbares oder -lesbares Medium beinhalten, das eine/n oder mehrere Speichervorrichtungen oder -artikel beinhalten kann. Zu beispielhaften nichttransitorischen computernutzbaren Speichervorrichtungen gehören RAM (Direktzugriffsspeicher; Random Access Memory), ROM (Festwertspeicher; Read Only Memory), EPROM (löschbarer programmierbarer ROM), EEPROM (elektrisch löschbarer programmierbarer ROM) von herkömmlichen Computersystemen sowie beliebige andere flüchtige oder nichtflüchtige Medien. Nichtflüchtige Medien beinhalten zum Beispiel Bild- und Magnetplatten und sonstige dauerhafte Speicher. Flüchtige Medien beinhalten dynamischen Direktzugriffsspeicher (Dynamic Random Access Memory - DRAM), der in der Regel einen Hauptspeicher darstellt. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten zum Beispiel eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das durch einen Computer ausgelesen werden kann. Wie vorstehend erläutert, können ein oder mehrere Computerprogrammprodukte, die als Software, Firmware oder dergleichen ausgeführt sein können, auf dem Speicher 64 gespeichert sein.
Da der drahtlose Chipsatz 66 und die angepasste Antenne 68 mit dem Chipsatz 38 und der Antenne 40 identisch sein können, werden diese Elemente an dieser Stelle nicht detaillierter beschrieben. In zumindest einem Beispiel sind der Chipsatz 66 und die Antenne 68 für DSRC ausgelegt; es können jedoch auch andere Kommunikationsprotokolle und -frequenzen verwendet werden. Ferner versteht es sich, dass das Fahrzeug 18 zumindest in einigen Beispielen eine Reihe von verteilten Antennen 68 aufweisen kann. Ferner ist/sind in zumindest einem Beispiel die Antenne(n) 68 rundstrahlend oder doppeltrichtend, und ist/sind sie typischerweise nicht lenkbar oder einstellbar.
Die 3 und 4 veranschaulichen vereinfachte Beispiele einer Drohnenanordnung 22 von Drohnen 12-16. Dieses Diagramm ist lediglich zu Erläuterungszwecken gedacht und soll nicht einschränkend sein (insbesondere erzeugen z. B. unterschiedliche Anordnungen der Drohnenanordnung Strahlen mit unterschiedlichen Eigenschaften, aber im Allgemeinen ist die Drohnenanordnung willkürlich). In den Figuren fahren die Fahrzeuge 18, 20 mit einer Geschwindigkeit v₁₈ bzw. v₂₀ auf einer Fahrbahn 70 entlang. Hier bewegen sich die Fahrzeuge 18, 20 in eine gemeinsame Richtung, dies ist jedoch nicht erforderlich. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben, kann das Fahrzeug 20, wenn das Fahrzeug 18 eine Nachricht überträgt, die für das Fahrzeug 20 bestimmt ist (z. B. gemäß DSRC), weit genug von dem Fahrzeug 18 beabstandet sein, dass es sich außerhalb der Drahtlosreichweite befindet. Oder zum Beispiel kann ein natürliches oder künstliches Hindernis, wie etwa das in 1 gezeigte Hindernis 21, dazu führen, dass die Nachricht das Fahrzeug 20 nicht erreicht (oder eine derartig verschlechterte Stärke und/oder Qualität aufweist, dass das Fahrzeug 20 die Nachricht nicht vom Signalrauschen auflösen kann). Nicht einschränkende Beispiele für Hindernisse beinhalten Berge, Fahrbahnkrümmungen, Gebäude, Tunnel, eine Kombination davon usw.
Die Drohnen 12-16 können die V2V-Kommunikation unterstützen, indem sie sich bereits in der Anordnung 22 befinden (oder zu dieser wechseln). 3 veranschaulicht eine Anordnung 22 der Drohnen 12-16, bei der sie entlang einer Y-Achse voneinander beabstandet sind (wobei die Fahrzeuge 18, 20 entlang einer X-Achse beabstandet sind, und die Drohne 14, die zwischen den Drohnen 12, 16 angeordnet ist, sich entlang einer Z-Achse befindet (z. B. vertikal in Bezug auf den Boden 56)). Wie nachstehend ausführlicher erörtert, kann es zum Zeitpunkt der V2V-Kommunikationsunterstützung zwischen den Fahrzeugen 18, 20 eine wünschenswerte (oder z. B. sogar optimale) Anordnung 22 geben, die Phasenverzögerungen zwischen jedem Fahrzeug 18, 20 und den Drohnen 12-16 minimieren kann. Da sich die Fahrzeuge 18, 20 unter Umständen bewegen (und unterschiedliche Geschwindigkeiten aufweisen können), da sich das umgebende Gelände (und mögliche Hindernisse 21) ändern können (in Bezug auf die Fahrzeuge 18, 20), und da sich die Form, Richtung, und/oder Neigung der Fahrbahn 70 ändern können, kann sich natürlich auch eine optimale Anordnung der Drohnen 12-16 ändern. Somit veranschaulichen die 3-4 nur ein Beispiel.
3 veranschaulicht zudem das Fokussieren der Strahlen zwischen jeder der Drohnen 12-16 und jedem jeweiligen Fahrzeug 18, 20. Die Drohne 12 kann einen Antennenstrahl 72 mit einem Divergenzwinkel α₁₈ in Richtung des Fahrzeugs 18 fokussieren und/oder sie kann einen Antennenstrahl 74 mit einem Divergenzwinkel α₂₀ in Richtung des Fahrzeugs 20 fokussieren; abhängig von dem Modus des jeweiligen Sendeempfängers 48 kann jeder der Strahlen 72, 74 ein Antennenempfangs- oder ein Antennenübertragungsstrahl sein. Die Drohne 14 kann einen Antennenstrahl 76 mit einem Divergenzwinkel β₁₈ in Richtung des Fahrzeugs 18 fokussieren und/oder sie kann einen Antennenstrahl 78 mit einem Divergenzwinkel β₂₀ in Richtung des Fahrzeugs 20 fokussieren; wiederum abhängig von dem Modus des jeweiligen Sendeempfängers 48 kann jeder der Strahlen 76, 78 ein Antennenempfangs- oder ein Antennenübertragungsstrahl sein. Und die Drohne 16 kann einen Antennenstrahl 80 mit einem Divergenzwinkel γ₁₈ in Richtung des Fahrzeugs 18 fokussieren und/oder sie kann einen Antennenstrahl 82 mit einem Divergenzwinkel γ₂₀ in Richtung des Fahrzeugs 20 fokussieren; wiederum abhängig von dem Modus des jeweiligen Sendeempfängers 48 kann jeder der Strahlen 80, 82 ein Antennenempfangs- oder ein Antennenübertragungsstrahl sein. Die Winkel α₁₈ , α₂₀ , β₁₈ , β₂₀ , γ₁₈ und γ₂₀ können die gleiche Größe aufweisen und/oder sich voneinander unterscheiden. In zumindest einem Beispiel bestimmt jede der Drohnen 12-16 die Form des jeweiligen Strahls auf Grundlage der jeweiligen und relativen Sichtreichweiten (Line-Of-Sight range - LOS-Reichweiten) r_12,18 , r_12,20 , r_14,18 , r_14,20 , r_16,18 und r_16,20 (4) und passt diese an, wie nachstehend ausführlicher erläutert wird. 4 veranschaulicht ein Diagramm, das 3 ähnelt, außer dass die Strahlen 72-82 nicht gezeigt und stattdessen die Reichweiten r_12,18 , r_12,20 , r_14,18 , r_14,20 , r_16,18 und r_16,20 gezeigt werden.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 5A-5B, ist ein Prozess 500 gezeigt, wobei Teile von diesem unter Verwendung des Drohnenkommunikationssystems 10 oder eines der Fahrzeuge 18, 20 ausgeführt werden können. Der Prozess beginnt bei Block 502, in dem die Drohnen 12-16 unter Verwendung jeweiliger Computer 26 eine Drohnen-zu-Drohnen-Kommunikation herstellen (z. B. ein drahtloses Drohnenkommunikationsnetzwerk 90 herstellen). Zumindest einige der nachfolgend beschriebenen Anweisungen können von einer oder mehreren Drohnen 12-16 ausgeführt werden, z. B. unter Verwendung jeweiliger Computer 26. Beispielsweise kann eine einzelne Drohne (z. B. die Drohne 12) die Anweisungen ausführen, indem sie die restlichen Drohnen steuert (z. B. wie in einer Master-Slave-Beziehung); oder jede Drohne 12-16 kann dazu programmiert sein, zumindest einige der Anweisungen auszuführen, z. B. durch das Funktionieren gemäß einem vorgegebenen Satz von Protokollen und Prioritäten, wobei keine einzelne Drohne die restlichen Drohnen steuert. Dies sind nur zwei Beispiele für den Drohnenbetrieb; es gibt noch weitere.
Gemäß einem Beispiel für Block 502 stellen die Drohnen 12-16 unter Verwendung ihrer jeweiligen Telematikvorrichtungen 32 die Kommunikation über Mobilfunk, Bluetooth, Wi-Fi, Wi-Fi Direct oder eine andere geeignete drahtlose Kommunikation mit geringer, mittlerer oder großer Reichweite her. In zumindest einem Beispiel stellen die Drohnen 12-16 die Kommunikation über ein Peer-to-Peer-Protokoll wie Bluetooth her. Wie vorstehend erörtert können wiederum mehr oder weniger als drei Drohnen verwendet werden. Ferner können weitere Drohnen fallweise zu dem Netzwerk 90 hinzugefügt oder von diesem entfernt werden, z. B. wenn verfügbare Drohnen in die Nähe einer Gruppe von vernetzten Drohnen kommen (oder diese verlassen), die die Erleichterung der V2V-Kommunikation unterstützen.
Ein Block 504 kann sich anschließen. Hier können die Drohnen 12-16 unter Verwendung jeweiliger Computer 26 bestimmen, eine V2V-Unterstützung zwischen zwei Zielfahrzeugen (z. B. den Fahrzeugen 18, 20) durchzuführen. Diese Bestimmung kann auf eine beliebige geeignete Weise erfolgen. Gemäß einem Beispiel funktionieren die Drohnen 12-16 in einem passiven Modus, in dem sie z. B. nicht mit den Fahrzeugen 18, 20 interagieren, bis dies angefordert wird. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 18 (über den Chipsatz 66) eine Nachricht übertragen, die für das Fahrzeug 20 bestimmt ist, und das Fahrzeug 18 kann z. B. auf der Grundlage des Nichtempfangs einer Bestätigungsnachricht (ACK) von dem Fahrzeug 20 auf einen Fehler schließen. Auf Grundlage von diesem gefolgerten Fehler kann das Fahrzeug 18 über DSRC mit dem Drohnennetzwerk 90 kommunizieren - z. B. eine V2V-Unterstützung anfordern.
Es gibt weitere Beispiele für Block 504. Zum Beispiel kann/können eine oder mehrere Drohnen 12-16 bestimmen, dass die Fahrzeuge 18, 20 erfolglos versuchen zu kommunizieren, und kann/können eingreifen. Es gibt zudem noch weitere Beispiele.
Bei dem anschließenden Block 506 kann gemäß einem Beispiel jede der Drohnen 12-16 ihren relativen Standort und ihre relative Ausrichtung in Bezug auf jedes der Zielfahrzeuge 18, 20 bestimmen. Jeder jeweilige Computer 26 kann zum Beispiel sein bordeigenes Sensorsystem 36 (z. B. RADAR, GPS und/oder dergleichen) verwenden, um relative Positions- und Ausrichtungsparameter zu bestimmen. Gemäß einem Beispiel ermittelt jede Drohne 12-16 ihre aktuelle Position und entsprechende Standorte der Zielfahrzeuge 18, 20 (z. B. in Bezug auf diese). In einigen Fällen kann jede Drohne diese Standort- und Ausrichtungsdaten zudem unter Verwendung eines Bezugspunkts (z. B. P1, P2, P3, ..., Pn) auf dem Boden 56 ermitteln, damit die Drohnen 12-16 z. B. über ein gemeinsames Bezugssystem verfügen können. In diesem Fall kann jede der Drohnen 12-16 denselben oder dieselben mehreren aktuellen Bezugspunkte verwenden; es versteht sich, dass sich der/die Bezugspunkt(e) während der V2V-Kommunikationsunterstützung von Zeit zu Zeit ändern kann/können, da sich die Fahrzeuge 18, 20 (und die Drohnen 12-16) bewegen können.
In zumindest einem Beispiel erfolgt der Block 508 zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Block 506. Bei Block 508 können die jeweiligen Computer 26 der Drohnen 12-16 eine anfängliche Drohnenanordnung 22 der Drohnen bestimmen. Im vorliegenden Zusammenhang definiert eine Drohnenanordnung den relativen Standort einer Drohne in dem Drohnenkommunikationsnetzwerk 90 in Bezug auf zumindest eine andere Drohne, die das Drohnenkommunikationsnetzwerk 90 darstellt, und wenn sich die Drohnen in der Anordnung 22 befinden, bewegen sich alle der Drohnen als eine Einheit zusammen und behalten dadurch ihre relativen Positionen und Ausrichtungen in Bezug aufeinander bei (z. B. innerhalb einer vorgegebenen Toleranz). Bei Block 508 kann/können die Drohne(n) 12-16 somit ihre aktuelle Anordnung 22 bestimmen (z. B. zum Zeitpunkt von Block 504 - wenn die Drohnen 12-16 bestimmt haben, V2V zu unterstützen). In zumindest einem Beispiel ist das Netzwerk 90 ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk mit geringer Reichweite (wie z. B. Bluetooth), und die Größe der Anordnung 22 ist durch die relativen Positionen der Drohnen 12-16 und jeweilige Bluetooth-Dämpfungsbereiche zwischen diesen begrenzt.
Bei dem anschließenden Block 510 kann zumindest einer der jeweiligen Computer 26 der Drohnen 12-16 bestimmen, die Anordnung 22 zu verändern. Wenn die Drohne(n) 12-16 bestimmt/bestimmen, die Anordnung 22 zu ändern oder neu auszulegen, dann geht der Prozess 500 zu Block 520 über. Wenn die Drohnen etwas Anderes bestimmen, geht der Prozess zu Block 530 über.
Der Block 520 kann die Blöcke 522, 524 und 526 umfassen; es versteht sich, dass der Block 520 mehrfach wiederholt werden kann, um die Drift zwischen den Drohnen aufgrund von Wind, Wetter usw. zu kompensieren. Somit kann der Prozess 500 von Block 510 zu Block 522 übergehen. Bei Block 522 kann/können der/die jeweilige(n) Computer 26 der Drohnen 12-16 eine optimale oder wünschenswertere Anordnung bestimmen. In zumindest einem Beispiel gleicht die wünschenswertere Drohnenanordnung Kommunikationsverzögerungen zwischen den Drohnen 12-16 und dem jeweiligen Fahrzeug 18 (oder 20) aus und/oder minimiert diese. Die wünschenswertere Anordnung 22 kann auch die Bildung einer konformen Wellenfront 37 erleichtern, z. B. wenn die Drohnen 12-16 das Drahtlossignal von dem Fahrzeug 18 an das Fahrzeug 20 weiterleiten, wie nachstehend beschrieben. Beispielsweise kann das Fahrzeug 18 einen Rundstrahlsender (z. B. mit einer gekrümmten Wellenfront) aufweisen. Wenn sich die Drohnen 12-16 in einem Empfangsmodus befinden, bildet die Drohnenanordnung 22 ein Raumfilter, das mit einer a-priori-Annahme über die Wellenfrontkrümmung abgestimmt ist. Gemäß einem Beispiel kann diese Annahme sein, dass die konforme Wellenfront 37 flach ist, dies ist jedoch nur ein Beispiel. Andere konforme Formen sind ebenfalls möglich. (Gleichermaßen kann die Wellenfront der Drohnen 12-16 in einem Übertragungsmodus (z. B. in Richtung des Fahrzeugs 20) gekrümmt sein, um der Antenne des Fahrzeugs 20 zu entsprechen, bei der es sich um einen Kugelstrahler handeln kann; die konforme Wellenfront 37 kann jedoch im Übertragungsmodus auch flach sein (z. B. der Einfachheit halber).
Im vorliegenden Zusammenhang ist eine konforme Wellenfront 37 eine Wellenfront im Empfangs- oder Übertragungsmodus, die der Form der jeweiligen sendenden oder empfangenden Fahrzeugantenne entspricht. Gemäß einem Beispiel kann die konforme Wellenfront 37 einen mittleren Abschnitt 91 umfassen, der flach ist und äußere Bereiche 93, 95 aufweisen (die sich vom mittleren Abschnitt 91 nach außen erstrecken), die dies nicht sind.
Der mittlere Abschnitt 91 kann zumindest so groß sein wie ein Fahrgastraum 97 des Fahrzeugs 18 oder 20. Um zum Beispiel eine flache Wellenfront zu bilden, müssen die Position und Ausrichtung der Drohnen 12-16 auf einer gemeinsamen Achse und Richtung entlang dieser Achse liegen; z. B. kann zumindest eine Komponente der Übertragung der Drohnen 12-16, unter Verwendung der Figuren zur Veranschaulichung, entlang der positiven X-Achse liegen, obwohl sich Komponenten entlang der Y- und Z-Achse unterscheiden können. Andere Aspekte des Bildens der konformen Wellenfront 37 nutzen Phasenverzögerungsparameter (z. B. τ_12,20 , τ_14,20 , τ_16,20 ), die nachstehend beschrieben werden.
In einem weiteren Beispiel kann das Bestimmen der wünschenswerteren Anordnung 22 das Bestimmen beinhalten, eine oder mehrere der Drohnen 12-16 innerhalb einer Drahtlosreichweite der Fahrzeuge 18, 20 neu zu positionieren. Zur Veranschaulichung wird z. B. eine gerade Strecke der Fahrbahn 70 betrachtet (z. B. in dem vereinfachten Beispiel der 3-4 dargestellt); wenn sich die Drohne 12 wesentlich weiter von der Drohne 14 entfernt befindet als die Drohne 16 (z. B. wenn r_12,18 >> r_16,18 und r_12,.20 >> r_16,20) kann eine wünschenswertere Drohnenanordnung darin bestehen, die Drohne 12 näher an die Drohnen 14, 16 heranzubewegen (derart dass z. B. r_12,18 ≈ r_16,18 und r_12,20 ≈ r_16,20). In diesem vereinfachten Beispiel könnte die Drohne 12 dadurch innerhalb der Drahtlosreichweite der Fahrzeuge 18 und 20 positioniert werden und auch die Phasenverzögerung zwischen der Drohne 12 und dem Fahrzeug 18 sowie der Drohne 12 und dem Fahrzeug 20 minimiert werden.
Im vorliegenden Zusammenhang bezieht sich eine Phasenverzögerung auf eine differentielle Zeitverzögerung bei der drahtlosen Übertragung zwischen einem Fahrzeug und zumindest zwei Drohnen, und im vorliegenden Zusammenhang bezieht sich ein Phasenverzögerungsparameter auf einen Wert einer derartigen differentiellen Zeitverzögerung. Wenn das Fahrzeug 18 beispielsweise ein DSRC-Signal überträgt, kann es von jeder der Drohnen 12, 14 und 16 zu unterschiedlichen Zeiten empfangen werden; wenn die Reichweiten r_12,18 , r_16,18 zu den Drohnen 12, 16 z. B. länger als die Reichweite r_14,18 zu der Drohne 14 sind, dann kann ein Phasenverzögerungsparameter (τ_14,18 ), der dem Fahrzeug 18 und der Drohne 14 zugeordnet ist, null sein, aber die Phasenverzögerungsparameter (τ_12,18 , τ_16,18 ) der Drohnen 12, 16 (in Bezug auf das Fahrzeug 18) können größer als null sein. Natürlich könnte sich der Phasenverzögerungsparameter τ_12,18 der Drohne 12 auch genauso von dem Phasenverzögerungsparameter τ_16,18 der Drohne 16 unterscheiden. Wenn jede der Drohnen 12, 14, 16 gleichzeitig ein Signal an das Fahrzeug 20 überträgt, könnte gleichermaßen das Signal aufgrund von Phasenverzögerungen zu drei verschiedenen Zeitpunkten an dem Fahrzeug 20 empfangen werden (z. B. könnten sich die Werte τ_12,20 , τ_14,20 , τ_16,20 unterscheiden). Somit kann/können der/die Computer 26 der Drohnen 12-16 in Block 520 eine neue Anordnung 22 zumindest teilweise auf Grundlage der Minimierung von Gesamtphasenverzögerungen (z. B. τ_12,18 , τ_14,18 , τ_16,18 , τ_12,20 , τ_14,20 , τ_16,20 ) innerhalb des Drohnennetzwerks 90 bestimmen.
Bei Block 524, der zumindest teilweise gleichzeitig mit dem Block 522 erfolgen kann, kann/können der/die Computer 26 der Drohnen 12-16 einen ersten Satz von Phasenverzögerungsparametern bestimmen (z. B. τ_12,18 , τ_14,18 , τ_16,18 ) (z. B. in diesem Fall in Bezug auf den Empfang) und einen zweiten Satz von Phasenverzögerungsparametern (z. B. τ_12,20 , τ_14,20 , τ_16,20 ) (z. B. in diesem Fall in Bezug auf die Übertragung). Der erste Satz von Phasenverzögerungsparametern kann den relativen Positionen und/oder Ausrichtungen der Drohnen 12-16 in Bezug auf das Fahrzeug 18 zugeordnet sein. Und der zweite Satz von Phasenverzögerungsparametern kann den relativen Positionen und/oder Ausrichtungen der Drohnen 12-16 in Bezug auf das Fahrzeug 20 zugeordnet sein. Im vorliegenden Zusammenhang besteht ein erster Satz (oder ein zweiter Satz) von Phasenverzögerungsparametern aus zwei oder mehr Phasenverzögerungswerten, einem für jede Drohne in der Anordnung 22. Wie vorstehend veranschaulicht, kann ein Phasenverzögerungswert von zumindest einer der Drohnen gleich null (0) sein; dies ist jedoch nicht erforderlich. Gemäß zumindest einem nicht einschränkenden Beispiel kann es wünschenswert sein, dass der größte Wert eines Phasenverzögerungsparameters in einem Satz nicht mehr als zehnmal größer ist als ein kleinerer Wert eines anderen Phasenverzögerungsparameters in dem jeweiligen Satz; dies ist jedoch nur ein Beispiel, und es gibt weitere.
Bei Block 526 kann/können sich eine oder mehrere der Drohnen 12-16 gemäß der neu bestimmten Drohnenanordnung 22 (z. B. gemäß der Bestimmung in Block 522) bewegen und neu positionieren. Es versteht sich, dass die bei Block 522 bestimmte Anordnung 22 zeitweilig sein kann, weil sich z. B. die Umstände auf der Grundlage einer sich ändernden Geschwindigkeit und/oder Richtung der Fahrzeuge 18, 20 auf Grundlage von Geländeveränderungen, auf Grundlage verschiedener Hindernisse usw. wiederholt verändern.
In zumindest einem Beispiel für Block 520 kann die Anordnung 22 der Drohnen 12-16 (aus Block 526) die Positionen und/oder Ausrichtungen der Drohnen in Bezug auf eines oder beide der Fahrzeuge 18, 20 verändern. Beispielsweise kann sich die Anordnung 22 als eine einzelne Einheit in Bezug auf das Fahrzeug 18, das Fahrzeug 20 oder beide bewegen. Im Anschluss an Block 526 kann der Prozess 500 zu Block 528 übergehen.
Bei Block 528 können die Drohnen 12-16 diese Anordnung 22 zumindest zeitweilig beibehalten. Zum Beispiel können die Drohnen 12-16 die Anordnung 22 zumindest beibehalten, bis die Drohnen 12-16 ein Drahtlossignal von dem Fahrzeug 18 empfangen (das z. B. eine für das Fahrzeug 20 bestimmte Nachricht umfasst). Diese Anordnung 22 kann ferner beibehalten werden, bis die Nachricht von den Drohnen 12-16 an das Fahrzeug 20 übertragen wurde, wie in den nachstehend erörterten Blöcken beschrieben. Im Anschluss an Block 528 kann der Prozess 500 zu Block 540 übergehen.
Bei Rückkehr zu Block 530 (der auf den Block 510 folgen kann, wenn die Drohne(n) 12-16 bestimmt/bestimmen, die in Block 508 bestimmte anfängliche Anordnung 22 nicht zu verändern) kann/können eine oder mehrere Drohnen 12-16 in Block 530 einen jeweiligen ersten Satz von Phasenverzögerungsparametern (z. B. τ_12,18, τ_14,18, τ_16,18) und einen jeweiligen zweiten Satz von Phasenverzögerungsparametern (z. B. τ_12,20, τ_14,20, τ_16,20) bestimmen. Diese Anweisung, die von dem/den Computer(n) 26 ausgeführt wird, kann identisch oder ähnlich Block 524 sein (außer dass sie sich auf andere Reichweiten r_12,18 , r_12,20 , r_14,18 , r_14,20 , r_16,18 und r_16,20 bezieht); daher wird sie nicht ausführlicher beschrieben. Auf den Block 530 kann der Block 528 (Beibehalten der Anordnung 22 - in diesem Fall der in Block 508 bestimmten anfänglichen Anordnung) folgen. Im Anschluss an Block 530 geht der Prozess wiederum zu Block 540 über.
Bei Block 540 können die Drohnen 12-16 jeweils einen Antennenempfangsstrahl auf das erste Zielfahrzeug 18 fokussieren. In dem folgenden Beispiel werden die Antennen 44 als phasengesteuerte Antennengruppe beschrieben; dies dient jedoch nur zu Beispielzwecken und soll nicht einschränkend sein. Beispielsweise kann jeder jeweilige Computer 26 der Drohnen 12-16 den Sendeempfänger 48 in den Empfangsmodus versetzen und der Fokus der phasengesteuerten Gruppe von Antennen 44 kann in Richtung des Fahrzeugs 18 gerichtet werden. Der Fokus der Antennen 44 kann die Divergenzwinkel (α₁₈ , β₁₈ , γ₁₈ ) der jeweiligen phasengesteuerten Gruppenantennen der Drohnen 12-16 steuern. Zum Beispiel veranschaulicht 3 (vorstehend erörtert), dass sich der Fokus jedes Strahls 72, 76, 80 auf Grundlage der Position und Ausrichtung der jeweiligen Drohne (12, 14, 16) in Bezug auf das Fahrzeug 18 unterscheiden kann.
Bei Block 542 kann jede der Drohnen 12-16 über die fokussierten Strahlen 72, 76, 80 ein Drahtlossignal empfangen, das eine Nachricht von dem Fahrzeug 18 enthält (und für das Fahrzeug 20 bestimmt ist). Da sich die Reichweiten r_12,18 , r_14,18 , r_16,18 unterscheiden können, können diese Drahtlossignale zu unterschiedlichen Zeiten empfangen werden. Ferner können zumindest in einigen Beispielen eines oder mehrere der jeweils empfangenen Drahtlossignale relativ schwach sein; z. B. kann das SNR 10-15 Dezibel (dB) betragen.
Bei Block 544 kann/können die Drohne(n) 12-16 das von dem Computer 60 des Fahrzeugs 18 übertragene ursprüngliche Drahtlossignal rekonstruieren. Gemäß einem Beispiel kann/können die Drohne(n) 12-16 über (einen) entsprechende(n) Computer 26 die tatsächlichen Phasenverzögerungsparameter mit den berechneten Parametern (z.B. aus Block 522) vergleichen, und sofern die berechneten und tatsächlichen Werte innerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegen, bestimmt/bestimmen die Drohne(n) 12-16 den Empfang der Nachricht als erfolgreich. Unabhängig davon, ob der/die Computer 26 bei Block 544 eine Vergleichsanweisung unter Verwendung der Phasenverzögerungsparameter τ_12,18 , τ_14,18 , τ_16,18 ausführt/ausführen, kann/können der/die Computer 26 die empfangenen Drahtlossignale korrelieren, die Signale kombinieren und die ursprüngliche Übertragung von dem Fahrzeug 18 rekonstruieren.
Bei Block 546 können die Drohnen 12-16 den Sendeempfänger 48 ihrer jeweiligen Antennenschaltungen 34 in den Übertragungsmodus umschalten und auch ihre jeweiligen phasengesteuerten Gruppenantennen 44 in Richtung des zweiten Zielfahrzeugs 20 lenken. Ähnlich der vorstehenden Erörterungen kann der Fokus der Antennen 44 die Divergenzwinkel (α₂₀ , β₂₀ , γ₂₀ ) der jeweiligen phasengesteuerten Gruppenantennen der Drohnen 12-16 steuern. Zum Beispiel veranschaulicht 3 (vorstehend erörtert), dass sich der Fokus jedes Strahls 74, 78, 82 auf Grundlage der Position und Ausrichtung der jeweiligen Drohne (12, 14, 16) in Bezug auf das Fahrzeug 20 unterscheiden kann. Block 546 kann auch Beispiele für Nichtzeitbereichsmultiplexing beinhalten. Zum Beispiel kann jede der Drohnen 12-16 mehrere Antennen oder einzelne Antennen umfassen, die unterteilt sind. Und unter Verwendung mehrerer Antennen oder z. B. zwei Halbduplexkanälen kann die Anordnung 22 bidirektional kommunizieren (z. B. anstatt das Umschalten zwischen Übertragungs- und Empfangsmodus zu erfordern).
Bei dem folgenden Block 548 können die Computer 26 der jeweiligen Drohnen 12-16 das rekonstruierte Signal (aus Block 544) an den jeweiligen Computer 60 des Fahrzeugs 20 übertragen. Gemäß einem Beispiel kann die Drohne, die die größte Reichweite hat, zuerst übertragen, nacheinander gefolgt von der jeweils nächstnäheren Drohne gemäß ihren jeweiligen berechneten Phasenverzögerungsparametern (z. B. kleinster bis größter). Unter Verwendung der Figuren zur Veranschaulichung kann die Reichweite r_14,20 der Drohne 14 die kleinste sein und kann die Reichweite r_16,20 der Drohne 16 die größte sein. In einem derartigen Beispiel kann der Phasenverzögerungsparameter τ_16,20 null (0) sein, kann der Phasenverzögerungsparameter τ_12,20 größer als der Phasenverzögerungsparameter τ_16,20 sein und kann der Phasenverzögerungsparameter τ_14,20 größer als der Phasenverzögerungsparameter τ_12,20 sein. Somit kann die Drohne 16 im Betrieb die Übertragung des rekonstruierten Drahtlossignals einleiten (zu einem Zeitpunkt (t) = 0), die Drohne 12 kann das rekonstruierte Signal zu einem späteren Zeitpunkt (t = τ_12,20) übertragen, und dann kann die Drohne 14 das rekonstruierte Signal zuletzt (zu einem späteren Zeitpunkt (t = τ_14,20)) gemäß der vorstehend angegebenen Anordnung 22 übertragen. Auf diese Weise kann der mittlere Abschnitt 91 der Wellenfronten 37 (der z. B. auf das Fahrzeug 20 gerichtet ist und von diesem empfangen wird) flach sein, und das fokussierte Signal kann von dem Computer 60 auflösbar sein, obwohl z. B. der Abstand zwischen den Drohnen 12-16 und dem Fahrzeug 20 größer sein kann als die typische Drahtlosreichweite unter Verwendung des Protokolls. Und wenn diese einzelnen Drahtlossignale der Drohne als konforme Wellenfronten 37 empfangen werden (z. B. konstruktiv interferierend), kann das Fahrzeug 20 diese mehreren Signale als ein einziges Drahtlossignal oder eine einzige Übertragung wahrnehmen.
Es versteht sich, dass eine konkave oder konvexe Wellenfront am Fahrzeug 20 empfangen werden könnte, wenn Drohnenübertragungen nicht auf diese Weise synchronisiert würden. Beispielsweise könnten konkave Wellenfronten entstehen, wenn die Drohnen 12, 14, 16 gleichzeitig übertragen (z. B. nicht gemäß den im vorstehenden Beispiel erörterten Phasenverzögerungsparametern). Oder zum Beispiel könnten konvexe Wellenfronten entstehen, wenn die Übertragung der Drohne 14 der Übertragung durch die Drohnen 12, 16 nacheilt. Unabhängig von der Form kann das Fahrzeug 20 möglicherweise nicht in der Lage sein, nicht flache Wellenfronten oder andere nicht fokussierte Übertragungen aufzulösen, da die Signalstärke und/oder die Qualität möglicherweise zu stark beeinträchtigt sind. In einigen Fällen können die Drahtlossignale anstelle konstruktiver Interferenzen sogar destruktiv zusammenwirken.
Unter Verwendung von Strahl schwenkung der jeweiligen Antennen 44 der Drohnen 12-16 und des Konstruierens von konformen Wellenfronten 37 unter Verwendung von Phasenverzögerungstechniken, kann unter Umständen nur der beabsichtigte Empfänger das Signal empfangen. Beispielsweise können auf der Fahrbahn 70 zahlreiche andere Fahrzeuge vorhanden sein, die die Drahtlossignale abfangen könnten (wie z. B. das Fahrzeug 92 in 1). Unter Verwendung der vorstehend genannten Anweisungen kann/können der/die Computer 26 die Kommunikationssicherheit erhöhen, indem sie Empfänger minimieren, die das übertragene Signal empfangen, potenzielle Lauschangriffe umgehen und dergleichen. In einigen Beispielen kann nur der beabsichtigte Empfänger (z. B. Fahrzeug 20) die Drahtlossignale empfangen.
Somit kann das Fahrzeug 20 (über den Chipsatz 66 und die Antenne 68) die vom Fahrzeug 18 gesendete Nachricht empfangen, obwohl die direkte Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation nicht durchführbar oder erfolglos war. Darüber hinaus kann die Drahtlosreichweite unter Verwendung von Phasenverzögerungstechniken erweitert werden. Gemäß einem nicht einschränkenden Beispiel kann die maximale DSRC-Reichweite ungefähr 300 Meter betragen; unter Verwendung der fokussierten Antennenstrahlen 74, 78, 82 und durch Bilden von konformen Wellenfronten 37 kann die Übertragung jedoch auf bis zu 20 Kilometer erweitert werden. Als Reaktion auf das Empfangen des rekonstruierten Signals kann das Fahrzeug 20, wie nachstehend ausführlicher beschrieben, eine Antwortnachricht senden.
Im Anschluss an Block 548 kann der Prozess 500 zu Block 550 übergehen (z.B. erneut bestimmen, ob die Anordnung 22 geändert werden soll). Block 550 kann Block 510 ähneln oder identisch mit diesem sein, daher wird er nicht im Detail beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass sich die Fahrzeuge 18, 20 mit den Geschwindigkeiten v₁₈ bzw. v₂₀ bewegen können. In einigen Beispielen können die Geschwindigkeiten v₁₈ und v₂₀ den gleichen Wert aufweisen und die Fahrbahn 70 kann gerade sein; folglich kann/können der/die Computer 26 der Drohnen 12-16 bestimmen, die Anordnung 22 nicht zu ändern, und der Prozess 500 kann zu Block 554 übergehen. In anderen Beispielen können sich die Geschwindigkeiten v₁₈ und v₂₀ jedoch unterscheiden, die Fahrbahn 70 kann möglicherweise nicht gerade sein, die Fahrzeuge 18, 20 können sich unterschiedlichen Hindernissen 21 oder dergleichen nähern. Folglich können sich die Umstände geändert haben, so dass es wünschenswert (oder z. B. sogar optimaler) ist, die Anordnung 22 zu aktualisieren, bevor fortgefahren wird. In diesem letzteren Fall kann der Prozess 500 zuerst zu Block 552 übergehen.
Block 552 kann identisch mit Block 520 sein, deshalb wird dies hier nicht erneut erörtert. Infolge des Blocks 552 können einer oder mehrere der Drohnencomputer 26 neue Phasenverzögerungsparameter speichern, eine neue Anordnung beibehalten, eine neue Position und Ausrichtung in Bezug auf das Fahrzeug 18 und/oder 20 aufweisen usw. Im Anschluss an Block 552 geht der Prozess zu Block 554 über.
Bei Block 554 kann/können der/die Computer 26 der Drohnen 12-16 bestimmen, ein Weiterleiten einer Antwortnachricht von dem Fahrzeug 20 an das Fahrzeug 18 zu erleichtern. Bei Block 554 kann/können der/die Computer 26 der Drohnen 12-16 den Sendeempfänger 48 wieder in den Empfangsmodus umschalten und die Antennenstrahlen 74, 78, 82 auf das Fahrzeug 20 fokussieren.
Und bei Block 556 kann jede der Drohnen 12-16 über den/die Computer 26 ein Drahtlossignal empfangen, das die Antwortnachricht von dem Fahrzeug 20 enthält. Dieses Signal kann gemäß Anweisungen (z.B. unter Verwendung jeweiliger Computer 26) ähnlich den vorstehend erörterten rekonstruiert werden, so dass die Nachricht dem Fahrzeug 18 bereitgestellt werden kann (z. B. unter Verwendung bestimmter Phasenverzögerungsparameter, konformer Wellenfronten usw.). Zumindest in einigen Beispielen können somit die Drohnen 12-16 wiederholt verwendet werden, um Kommunikationen zwischen den Fahrzeugen 18, 20 hin und her zu senden. Danach kann der Prozess 500 enden.
Dementsprechend versteht es sich, dass der Betrieb der Drohnen 12-16 mit einer Gruppenantenne mit einer sogenannten synthetischen Apertur korreliert sein kann - wobei jede eine andere dreidimensionale Position und Ausrichtung aufweist und sich jede in Bezug auf einen Bezugsrahmen, der die Punkte P1, P2 usw. auf dem Boden 56 beinhaltet, bewegt. Ähnlich wie bei Gruppenantennen mit synthetischer Apertur ist die Stärke und/oder Qualität des rekonstruierten Signals umso höher, und ist auch die Stärke und/oder Qualität des von dem Empfängerfahrzeug empfangenen Signals umso höher, je mehr Drohnen in der vorstehend erörterten Anordnung 22 verwendet werden.
Andere Beispiele sind ebenfalls vorhanden. Gemäß einem Beispiel könnte der Block 550 zwischen den Blöcken 544 und 546 erfolgen; d. h. die Drohnen könnten die Anordnung 22 ändern, nachdem sie die Drahtlossignale von dem Fahrzeug 18 empfangen haben, aber bevor sie das rekonstruierte Signal an das Fahrzeug 20 übertragen.
In einem anderen Beispiel könnten ein oder mehrere zusätzliche Sätze von Drohnen verwendet werden, um die Reichweite zwischen den Fahrzeugen 18 und 20 zu vergrößern. Beispielsweise kann ein erster Satz von Drohnen eine Anordnung bestimmen, das Drahtlossignal von dem Fahrzeug 18 empfangen und dann ein rekonstruiertes Signal an einen zweiten Satz von Drohnen senden. Der zweite Satz, der seine eigene Anordnung aufweist, könnte das rekonstruierte Drahtlossignal empfangen und an das Fahrzeug 20 übertragen. Natürlich könnten ein oder mehrere dazwischenliegende Sätze von Drohnen auch zwischen dem ersten und dem zweiten Satz angeordnet sein (z. B. um die Drahtlosreichweite weiter zu erweitern).
Somit wurde ein Drohnenkommunikationssystem beschrieben, das für die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V-Kommunikation) zwischen zwei Fahrzeugen verwendet werden kann. Unter Verwendung des Systems können die Fahrzeuge kommunizieren, wenn die Reichweite und/oder Hindernisse die drahtlose Kommunikation andernfalls stören könnten.
Im Allgemeinen können die beschriebenen Rechensysteme und/oder -vorrichtungen ein beliebiges aus einer Reihe von Computerbetriebssystemen einsetzen, einschließlich unter anderem Versionen und/oder Varianten der SYNC®-Anwendung von Ford, AppLink/Smart Device Link Middleware, der Betriebssysteme Microsoft® Automotive, Microsoft Windows®, Unix (z. B. das Betriebssystem Solaris®, vertrieben durch die Oracle Corporation in Redwood Shores, Kalifornien), AIX UNIX, vertrieben durch International Business Machines in Armonk, New York, Linux, Mac OSX und iOS, vertrieben durch die Apple Inc. in Cupertino, Kalifornien, BlackBerry OS, vertrieben durch Blackberry Ltd. in Waterloo, Kanada, und Android, entwickelt von Google Inc. und der Open Handset Alliance, oder der Plattform QNX® CAR für Infotainment, angeboten von QNX Software Systems. Beispiele für Rechenvorrichtungen beinhalten unter anderem einen bordeigenen Fahrzeugcomputer, einen Arbeitsplatzcomputer, einen Server, einen Schreibtisch-, einen Notebook-, einen Laptop- oder Handcomputer oder ein anderes Rechensystem und/oder eine andere Rechenvorrichtung.
Rechenvorrichtungen beinhalten im Allgemeinen computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorstehend aufgeführten, ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder ausgewertet werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt wurden, einschließlich unter anderem und entweder für sich oder in Kombination Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. Einige dieser Anwendungen können auf einer virtuellen Maschine zusammengestellt und ausgeführt werden, wie etwa der Java Virtual Machine, der Dalvik Virtual Machine oder dergleichen. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse durchführt, darunter einen oder mehrere der hierin beschriebenen Prozesse. Derartige Anweisungen und anderen Daten können unter Verwendung einer Vielfalt von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden.
Ein computerlesbares Medium (auch als vom Prozessor lesbares Medium bezeichnet) schließt ein beliebiges nichtflüchtiges (z. B. materielles) Medium ein, das an der Bereitstellung von Daten (z. B. Anweisungen) beteiligt ist, die von einem Computer (z. B. von einem Prozessor eines Computers) gelesen werden können. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich unter anderem nichtflüchtiger Medien und flüchtiger Medien. Zu nichtflüchtigen Medien können zum Beispiel Bild- und Magnetplatten und sonstige dauerhafte Speicher gehören. Flüchtige Medien können zum Beispiel dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM) beinhalten, der in der Regel einen Hauptspeicher darstellt. Derartige Anweisungen können durch ein oder mehrere Übertragungsmedien übertragen werden, einschließlich Koaxialkabeln, Kupferdraht und Glasfaser, einschließlich der Drähte, die einen an einen Prozessor eines Computers gekoppelten Systembus umfassen. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten zum Beispiel eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, ein beliebiges anderes magnetisches Medium, eine CD-ROM, eine DVD, ein beliebiges anderes optisches Medium, Lochkarten, Lochstreifen, ein beliebiges anderes physisches Medium mit Lochmustern, einen RAM, einen PROM, einen EPROM, einen FLASH-EEPROM, einen beliebigen anderen Speicherchip oder eine beliebige andere Speicherkassette oder ein beliebiges anderes Medium, das durch einen Computer ausgelesen werden kann.
Datenbanken, Datenbestände oder sonstige Datenspeicher, die in dieser Schrift beschrieben sind, können verschiedene Arten von Mechanismen zum Speichern von, Zugreifen auf und Abrufen von verschiedenen Arten von Daten beinhalten, einschließlich einer hierarchischen Datenbank, eines Satzes von Dateien in einem Dateisystem, einer Anwendungsdatenbank in einem anwendereigenen Format, eines relationalen Datenbankverwaltungssystems (Relational Database Management System - RDBMS) usw. Jeder dieser Datenspeicher ist im Allgemeinen innerhalb einer Rechenvorrichtung enthalten, die ein Computerbetriebssystem verwendet, wie etwa eines der vorstehend erwähnten, und es wird auf eine oder mehrere von vielfältigen Weisen über ein Netz darauf zugegriffen. Auf ein Dateisystem kann von einem Computerbetriebssystem zugegriffen werden und es kann in verschiedenen Formaten gespeicherte Dateien beinhalten. Ein RDBMS setzt im Allgemeinen die Computersprache Structured Query Language (SQL) zusätzlich zu einer Sprache zum Erzeugen, Speichern, Editieren und Ausführen gespeicherter Prozeduren ein, wie etwa die vorstehend erwähnte Sprache PL/SQL.
In einigen Beispielen können Systemelemente als computerlesbare Anweisungen (z. B. Software) auf einer oder mehreren Rechenvorrichtungen (z. B. Servern, PCs usw.) umgesetzt sein, die auf computerlesbaren Speichermedien in Zusammenhang damit (z. B. Platten, Speichern usw.) gespeichert sind. Ein Computerprogrammprodukt kann derartige Anweisungen umfassen, die zum Ausführen der in dieser Schrift beschriebenen Funktionen auf computerlesbaren Medien gespeichert sind.
Der Prozessor ist über Schaltungen, Chips oder eine andere elektronische Komponente umgesetzt und kann einen oder mehrere Mikrocontroller, einen oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays (Field Programmable Gate Array - FPGA), eine oder mehrere anwendungsspezifische Schaltungen (Application Specific Circuit - ASIC), einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren (DSP), eine oder mehrere kundenspezifisch integrierte Schaltungen usw. beinhalten. Der Prozessor kann zur Verarbeitung von Sensordaten programmiert sein. Das Verarbeiten der Daten kann das Verarbeiten der Videoeingabe oder eines anderen Datenstroms beinhalten, der durch die Sensoren erfasst wird, um die Fahrbahnspur des Host-Fahrzeugs und das Vorhandensein von Zielfahrzeugen zu bestimmen. Wie nachstehend beschrieben, weist der Prozessor die Fahrzeugkomponenten an, gemäß den Sensordaten betätigt zu werden. Der Prozessor kann in eine Steuerung, z. B. eine Steuerung für einen autonomen Modus, integriert sein.
Der Speicher (oder die Datenspeichervorrichtung) wird über Schaltkreise, Chips oder andere elektronische Komponenten umgesetzt und kann eine(n) oder mehrere von einem Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), Flash-Speicher, elektrisch programmierbarem Festspeicher (EPROM), elektrisch programmierbarem und löschbarem Festspeicher (EEPROM), einer eingebetteten Multimediakarte (embedded MultiMediaCard - eMMC), einer Festplatte, oder beliebigen flüchtigen oder nichtflüchtigen Medien usw. beinhalten. Der Speicher kann von den Sensoren gesammelte Daten speichern.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie vielmehr der Beschreibung als der Einschränkung dienen soll. In Anbetracht der vorstehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: wenn sich ein Empfängerfahrzeug außerhalb der Drahtlosreichweite befindet, Übertragen einer Nachricht von einem sendenden Fahrzeug an eine Vielzahl von Drohnen, die Antennenstrahlen auf das sendende Fahrzeug fokussieren, derart dass die Vielzahl dann die Nachricht an das Empfängerfahrzeug übertragen kann, indem sie Antennenstrahlen auf dieses fokussiert.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die auf das Empfängerfahrzeug fokussierten Antennenstrahlen eine konforme Wellenfront bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Empfangen einer Antwortnachricht von dem Empfängerfahrzeug am sendenden Fahrzeug über eine Vielzahl von Drohnen, die Antennenstrahlen auf das sendende Fahrzeug fokussieren.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Bestimmen einer Drohnenanordnung einer Vielzahl von Drohnen in Bezug auf ein erstes Fahrzeug und ein zweites Fahrzeug; Empfangen einer Nachricht von dem ersten Fahrzeug an jedem der Vielzahl; und Übertragen der Nachricht über eine konforme Wellenfront an das zweite Fahrzeug, wobei die Wellenfront auf der Anordnung und Phasenverzögerungen der jeweiligen Drohne basiert.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bestimmen der Anordnung auf dem Minimieren der Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem ersten Fahrzeug basiert.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Bestimmen der Anordnung auf dem Minimieren der Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug basiert.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Empfangen der Nachricht ferner das Rekonstruieren der Nachricht unter Verwendung eines ersten Satzes von Phasenverzögerungsparametern umfasst, wobei jeder Parameter einer der Vielzahl und dem ersten Fahrzeug zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Empfangen ferner das Fokussieren eines Antennenempfangsstrahls von jeder der Vielzahl auf das erste Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Übertragen der Nachricht ferner das Berechnen eines zweiten Satzes von Phasenverzögerungsparametern umfasst, wobei jeder Parameter einer der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Übertragen ferner das Fokussieren eines Antennenübertragungsstrahls von jeder der Vielzahl auf das zweite Fahrzeug umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, das vor dem Bestimmen der Anordnung, das Bestimmen, eine Drohnen-zu-Drohnen-Kommunikation unter der Vielzahl herzustellen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, das vor dem Bestimmen der Anordnung, ferner das Bestimmen, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug zu unterstützen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner das Beibehalten der Anordnung, während des Empfangens und Übertragens der Nachricht und während sich das erste und das zweite Fahrzeug bewegen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner vor dem Empfangen einer Antwortnachricht von dem zweiten Fahrzeug, die für das erste Fahrzeug bestimmt ist, das Ändern der Anordnung, um die Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug zu minimieren, umfasst.
System, das Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Drohnen, die jeweils einen Prozessor und einen Speicher, auf dem durch die jeweiligen Prozessoren ausführbare Anweisungen gespeichert sind, aufweisen, wobei die jeweiligen Anweisungen Folgendes umfassen: eine Drohnenanordnung der Vielzahl in Bezug auf ein erstes Fahrzeug und ein zweites Fahrzeug zu bestimmen; eine Nachricht von dem ersten Fahrzeug an jedem der Vielzahl zu empfangen; und die Nachricht über eine konforme Wellenfront an das zweite Fahrzeug zu übertragen, wobei die Wellenfront auf der Anordnung und Phasenverzögerungen der jeweiligen Drohne basiert.
System nach Anspruch 15, wobei die Anweisungen ferner das Bestimmen der Anordnung umfassen, um die Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem ersten Fahrzeug, zwischen der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug oder beiden zu minimieren.
System nach Anspruch 15, wobei die Anweisungen ferner Folgendes umfassen: während des Empfangens, einen Antennenempfangsstrahl von jeder der Vielzahl auf das erste Fahrzeug zu fokussieren; und während des Übertragens einen Antennenübertragungsstrahl von jeder der Vielzahl auf das zweite Fahrzeug zu fokussieren.
System nach Anspruch 15, wobei die Anweisungen ferner Folgendes umfassen: vor dem Bestimmen der Anordnung, zu bestimmen, eine Drohnen-zu-Drohnen-Kommunikation unter der Vielzahl herzustellen.
System nach Anspruch 15, wobei die Anweisungen ferner Folgendes umfassen: vor dem Bestimmen der Anordnung, zu bestimmen, eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Fahrzeug zu unterstützen.
System nach Anspruch 15, wobei die Anweisungen ferner Folgendes umfassen: vor dem Empfangen einer Antwortnachricht von dem zweiten Fahrzeug, die für das erste Fahrzeug bestimmt ist, die Anordnung zu ändern, um die Phasenverzögerung zwischen der Vielzahl und dem zweiten Fahrzeug zu minimieren.