自主式无人驾驶飞行器决策的制作方法

本公开总体上涉及无人驾驶飞行器(unmanned aerial vehicle)，并且具体地说，涉及自主操作无人驾驶飞行器。而且更具体地说，本公开涉及用于在无人驾驶飞行器上自主执行决策以完成任务的方法和装置。

背景技术：

典型地讲，无人驾驶飞行器通过位于控制站的领航员远程操作。该控制站可以位于地面上，或者以机载方式位于不同的有人驾驶飞行器上。在某些情况下，该控制站可以位于以机载方式位于水运交通工具上，如轮船或潜艇。

无人驾驶飞行器用于执行不同类型的任务，包括但不限于，情报任务、监视任务以及侦察任务。例如，无人驾驶飞行器可以从控制站远程操作，并且流入特定环境。接合至无人驾驶飞行器的成像系统可以用于生成针对该环境的原始程序数据。该原始图像数据被发送至控制站，以供控制站处的一个或更多个人员解读(interpretation)和分析，其接着可以决定恰当的动作过程。按这种方式，对环境的感知和解读以及决策可以由控制站处的所述一个或更多个人员执行。

然而，无人驾驶飞行器的操作可以受约束于针对无人驾驶飞行器与控制站之间的通信的最大范围。作为一个示例，无人驾驶飞行器机载的一些通信系统可能需要该无人驾驶飞行器处于控制站的大约50英里内。而且，无人驾驶飞行器机载的一些通信系统可能需要该无人驾驶飞行器与控制站之间的直接视线.

针对无人驾驶飞行器的这种通信范围需求可以包含：可以通过该无人驾驶飞行器执行的任务的类型。因此，希望具有一种考虑至少一些上述讨论的问题以及其它可能问题的方法和装置。

技术实现要素：

在一个例示性实施方式中，提供了一种方法。通过以机载方式位于无人驾驶飞行器上的计算机系统接收传感器数据。当所述无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，通过所述计算机系统处理所述传感器数据，以生成与至少一个目标有关的关注信息。当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，通过所述计算机系统标识要基于与所述至少一个目标有关的所述关注信息来执行的多个动作。

在另一例示性实施方式中，提供了一种用于自主管理无人驾驶飞行器的操作的方法。通过以机载方式位于所述无人驾驶飞行器上的计算机系统接收与至少一个目标有关的信息。所述信息基于从如下各项中的至少一个接收的数据：以机载方式实现在所述无人驾驶飞行器上的多个飞行器(vehicle)系统、传感器系统、目标检测器、或者目标跟踪器。当所述无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统，利用所述信息来评估所述无人驾驶飞行器的操作和所述无人驾驶飞行器的任务的性能。当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统，来标识要基于对所述无人驾驶飞行器的所述操作和所述无人驾驶飞行器的所述任务的性能的评估而执行的多个动作。

在又一例示性实施方式中，提供了一种装置，该装置包括传感器系统和计算机系统。所述传感器系统以机载方式位于无人驾驶飞行器上，并且生成传感器数据。所述计算机系统以机载方式位于所述无人驾驶飞行器上。所述计算机系统接收所述传感器数据，当所述无人驾驶飞行器位于控制站的通信范围之外时，所述计算机系统处理所述传感器数据以生成与至少一个目标有关的关注信息，并标识要基于与所述至少一个目标有关的所述关注信息而执行的多个动作。

这些特征和功能可以在本公开的不同实施方式中独立实现，或者可以在可以参照下列描述和附图看到进一步细节的其它实施方式中组合。

附图说明

在所附权利要求书中，对例示性实施方式的新颖特征受信任特性加以阐述。然而，当结合附图阅读时，这些例示性实施方式，以及优选使用模式、进一步的目的及其特征将通过参照本公开例示性实施方式的下列详细描述而最佳地理解，其中：

图1是根据例示性实施方式的环境的例示图；

图2是根据例示性实施方式的、采用框图形式的环境的例示图；

图3是根据例示性实施方式的、采用框图形式的无人驾驶飞行器的异常管理器的更详细的例示图；

图4是根据例示性实施方式的、采用框图形式的无人驾驶飞行器的自适应传感器控制器的更详细的例示图；

图5是根据例示性实施方式的、采用框图形式的无人驾驶飞行器的任务管理器的更详细的例示图；

图6是根据例示性实施方式的、采用流程图形式的自主操作无人驾驶飞行器的处理的例示图；

图7是根据例示性实施方式的、采用流程图形式的用于在无人驾驶飞行器飞行期间自主检测一组异常的处理的例示图；

图8是根据例示性实施方式的、采用流程图形式的用于自主执行无人驾驶飞行器机载的自适应传感器控制的处理的例示图；

图9是根据例示性实施方式的、采用流程图形式的用于自主管理针对无人驾驶飞行器的任务目的的处理的例示图；

图10是根据例示性实施方式的、采用流程图形式的用于自主管理无人驾驶飞行器的飞行路径的处理的例示图；以及

图11是根据例示性实施方式的、采用框图形式的数据处理系统的例示图。

具体实施方式

该例示性实施方式认识并考虑不同事项。例如，该例示性实施方式认识并考虑到，可以希望具有这样一种用于自主操作无人驾驶飞行器的方法，即，使得传统上通过处于与该无人驾驶飞行器相对远程定位的控制站的一个或更多个人员执行的决策可以搬到该无人驾驶飞行器上。具体来说，该例示性实施方式认识并考虑到，可以希望当无人驾驶飞行器处于与该控制站的通信范围之外时，在该无人驾驶飞行器上自主执行成像数据的解读和决策。

无人驾驶飞行器的该类型自主操作可以改进反应时间和任务性能。而且，通过将这些操作搬到该无人驾驶飞行器上，放在控制站处的人员上的负担可以缩减，从而可以实现成本节省。

该例示性实施方式还认识并考虑到，无人驾驶飞行器用于在处于通信范围之外时自主操作的能力可以使得该无人驾驶飞行器能够在通信劣化或通信被拒绝环境中执行任务。由此，该例示实施方式提供了一种即使无人驾驶飞行器处于与控制站的通信范围之外，也在该无人驾驶飞行器上自主执行决策以完成任务的方法和装置。

下面，参照附图，并且具体来说，参照图1，根据例示性实施方式，描绘了环境的例示图。在环境100中，无人驾驶飞行器102可以用于执行任务。在该例示例中，无人驾驶飞行器102在执行针对关注区域104的情报、监视以及侦察。

控制站106可以相对于无人驾驶飞行器102远程定位。在该例示例中，控制站106处于第一位置108，而无人驾驶飞行器102处于第二位置110。无人驾驶飞行器102沿飞行路径111从控制站106飞往第二位置110。

无人驾驶飞行器102的第二位置110可以处于控制站106的第一位置108的通信范围112之外。具体来说，无人驾驶飞行器102可以处于控制站106处的通信系统114的通信范围112之外。然而，无人驾驶飞行器102可以被配置成，当处于通信范围112之外时，自主地执行数据处理和基于该处理的决策。

下面，参照图2，根据例示性实施方式，采用框图形式描绘了环境的例示图。在该例示例中，环境200包括无人驾驶飞行器202。图1中的环境100和无人驾驶飞行器102可以分别是用于环境200和无人驾驶飞行器202的实现的示例。

无人驾驶飞行器202用于执行有关关注区域206的任务204。在一个例示例中，任务204包括情报、监视，以及侦察(ISR)208。在一些例示例中，任务204可以包括执行其它类型任务。

如图所绘，控制站210还可以呈现在环境200内。控制站210可以位于地面上、另一飞行器上、水上交通工具上、地面交通工具上，或者某一其它类型平台上。在该例示例中，控制站210采用地面控制站212的形式。

无人驾驶飞行器202可以沿飞行路径213飞行，以在关注区域206上执行任务204。例如，控制站210可以位于第一位置214。关注区域206可以处于第二区域216。用于无人驾驶飞行器202的飞行路径213可以包括：从控制站210飞往关注区域206，接着返回控制站210。

沿着飞行路径213的任何数量的点都可以处于控制站210的最大通信范围之外。作为一个例示例，关注区域206的第二位置216可以处于控制站210的通信范围218之外。控制站210的通信范围218可以是控制站210的、诸如无人驾驶飞行器202这样的交通工具可以与控制站210通信以与控制站210交换数据的最大距离。在一些例示例中，通信范围218相对于控制站210在各个角度上都可以大致相同。然而，在其它例示例中，通信范围218相对于控制站210可以按不同角度改变。在某些情况下，处于通信范围218之外还可以被称为超出视线220。

即使当无人驾驶飞行器202处于通信范围218之外时，无人驾驶飞行器202也能够自主操作。如图所绘，无人驾驶飞行器202可以包括无人驾驶飞行器202机载的传感器系统222、计算机系统224、以及数据存储系统226。传感器系统222可以生成传感器数据228。在某些情况下，该传感器数据228可以存储在数据存储部226中。

数据存储部226根据该实现可以被实现为计算机系统224的一部分,或者与其分离。数据存储部226例如可以包括而不限于：多个数据库、存储器、其它类型的数据结构或存储装置，或其某一组合。

计算机系统224可以处理传感器数据228，以生成关注信息230。在一个例示例中，关注信息230可以涉及受关注的至少一个目标。关注信息230可以按许多不同方式涉及至少一个目标。例如，在无限制的情况下，关注信息230可以包括：有关关注目标的至少一条信息、有关要用于检测关注目标的搜索模式的信息、有关要用于检测并跟踪关注目标的飞行路径的信息、有关针对关注目标生成的数据将怎样被传送至控制站210或者另一无人驾驶飞行器或不同类型的飞行器的信息，或者某一区类型的信息。

计算机系统224接着标识要基于关注信息230执行的多个动作225。如果关注信息230涉及至少一个目标，则所标识的多个动作225也可以涉及所述至少一个目标。

计算机系统224可以利用决策信息231来处理传感器数据228，该决策信息231还可以被存储在数据存储部226中。决策信息231例如可以无限制地包括，多个规则、多个指令、安全需求、有关禁飞区的信息、地形图，或其它类型的信息。

在某些情况下，决策信息231可以包括可以据以选择多个动作225的一组预选选项。在一个例示例中，在无人驾驶飞行器202行进至控制站210的通信范围218外之前，可以从控制站210接收该组预选项。

异常管理器232、自适应传感器控制器234、任务管理器236、以及自主接口238中的至少一个可以在计算机系统224上实现。如在此使用的，当与列表项目一起使用时，短语“至少一个”意指可以使用列出项目中的一个或更多个的不同组合，并且可以需要列表中的项目中的仅一个。该项目可以是：特殊物体、事物、步骤、操作、处理、或者类别。换句话说，“…中的至少一个”意指项目的任何组合，或者项目数可以根据列表使用，但可以不需要列表中的所有项目。

例如，在无限制的情况下，“项目A、项目B或项目C中的至少一个”或者“项目A、项目B以及项目C中的至少一个”可以意指：项目A；项目A和项目B；项目B；项目A、项目B以及项目C；或者项目B和项目C。在某些情况下，“项目A、项目B或项目C中的至少一个”或者“项目A、项目B以及项目C中的至少一个”可以意指但不限于：项目A中的两个、项目B中的一个、以及项目C中的十个；项目B中的四个和项目C中的七个；或者某一其它合适组合。

异常管理器232、自适应传感器控制器234、任务管理器236以及自主接口238中的每一个可以在计算机系统224上实现，并且可以利用硬件、软件、固件或其组合来实现。当使用软件时，可以例如无限制地利用被配置成在处理器单元上运行的程序代码来实现操作。当使用固件时，可以例如无限制地利用程序代码和数据来实现该操作，该程序代码和数据被存储在持久性存储器中以在处理器单元上运行。

当采用硬件时，该硬件可以包括操作以执行多个操作的一个或更多个电路。根据该实现，该硬件可以采用以下形式：电路系统、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置、或者被配置成执行任何数量操作的某一其它合适类型的硬件装置。

可编程逻辑装置可以被配置成执行特定操作。该装置可以被永久性地配置成执行这些操作或者可以被重新配置。可编程逻辑装置例如可以无限制地采取以下形式：可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列、或某一其它类型的可编程硬件装置。

自主接口238可以用于检查可靠性240。根据该实现，自主接口238可以独立实现，或者实现为任务管理器236的一部分。

下面，参照图3，根据例示性实施方式，采用框图形式，更详细描绘了根据图2的无人驾驶飞行器202的异常管理器232的例示图。如图所绘，异常管理器232可以执行飞行器评估，以标识一组异常304。

作为一个例示例，异常管理器232可以接收来自多个飞行器系统306的数据。如在此使用的，“多个(number of)”可以包括一个或更多个项目。按这种方式，多个飞行器系统306可以包括一个或更多个飞行器系统。

在这些例示例中，多个飞行器系统306例如可以无限制地包括如下各项中的至少一个：健康管理系统308、环境系统309、导航系统310、燃料系统311、某一其它类型的飞行器系统，或其某一组合。异常管理器232接收来自多个飞行器系统306的数据，并处理该数据，以执行飞行器评估302。

异常管理器232可以确定是否存在任何异常。如在此使用的，异常例如可以是用于无人驾驶飞行器202的操作或系统参数处于选定容差之外。

在一个例示例中，数据存储部226中的数据结构可以存储针对多操作参数316的容差信息314。容差信息314例如可以无限制地包括针对多个操作参数316中的每一个的容差或域值。多个操作参数316例如可以无限制地包括海拔高度、位置、重量、剩余燃料、速度、多个发动机参数、多个环境参数，或者某一其它类型的操作参数中的至少一个。

异常管理器232利用容差信息314来执行飞行器评估302，以标识任何异常。在标识一组异常304时，异常管理器232接着标识要执行的多个动作318。多个动作318例如可以无限制地包括执行针对一组参数322的一组调节320。该组参数322可以包括但不限于，速度324、海拔高度326、位置328、以及其它类型参数。在某些情况下，多个动作318可以包括停止任务204和返回至图2中的控制站210。

作为一个例示例，异常管理器232可以检测超过最大域值的发动机温度，作为一异常，并且添加至所检测的一组异常304。异常管理器232可以标识要响应于高发动机温度而采取的动作，其例如可以包括降低速度324并且降低海拔高度326。

作为另一例示例，执行飞行器评估302可以包括针对燃料量和燃料流率来评估燃料系统311。例如，在无限制的情况下，低于最小域值的燃料储备可以被检测为异常，并且添加至所检测的一组异常304。异常管理器232可以标识要响应于低燃料储备而采取的动作，其例如可以包括中断任务并且返回至基地。

下面，参照图4，根据例示性实施方式，采用框图形式，更详细描绘了根据图2的无人驾驶飞行器202的自适应传感器控制器234的例示图。自适应传感器控制器234可以用于，例如无限制地控制传感器系统222中的多个成像系统400。

多个成像系统400例如可以用于无限制地执行目标检测。在某些情况下，多个成像系统400还可以用于执行目标跟踪。

多个成像系统400可以生成成像数据402和系统数据404。成像数据402例如可以无限制地包括静止图像、视频，或两者。而且，成像数据402例如可以无限制地包括如下各项中的至少一个：光电成像数据、红外成像数据、雷达成像数据、或者某一其它类型的成像数据。

系统数据404可以包括有关多个成像系统400的操作的成像数据。例如，在无限制的情况下，系统数据404可以包括以下各项中的至少一个：针对多个成像系统400中的一成像系统的取向、针对多个成像系统400中的一成像系统的视角、针对多个成像系统400中的一成像系统的对焦设置、或者某一其它类型的系统数据。

自适应传感器控制器234可以接收并处理成像数据402和系统数据404，以执行成像系统性能评估406。作为一个例示例，自适应传感器控制器234可以通过评估针对多个成像系统400中的每一个的一组性能参数408，来执行成像系统性能评估406。该组性能参数408可以包括但不限于如下各项中的至少一个：对焦设置410、视角412、照明参数414、假检测参数416、跟踪参数418、或某一其它类型的性能参数。

自适应传感器控制器234可以标识要基于成像系统性能评估406执行的多个动作420。多个动作420可以包括一组调节422。该组调节422可以包括：针对用于多个成像系统400中的至少一个成像系统的至少一个性能参数的至少一个调节。在某些情况下，该组调节422中的一调节可以是变焦改变、光圈设置改变、检测灵敏度改变、或者某一其它类型的调节。

下面，参照图5，根据例示性实施方式，采用框图形式，更详细描绘了根据图2的无人驾驶飞行器202的任务管理器236的例示图。任务管理器236例如可以包括任务目的管理器500和飞行管理器502。

任务目的管理器500可以用于确保无人驾驶飞行器202继续任务204。例如，情报、监视以及侦察208可以包括执行目标检测和跟踪504。目标检测和跟踪504可以利用目标检测器506和目标跟踪器508来执行。目标检测器506和目标跟踪器508例如可以用于，基于图4中的成像数据402来执行目标检查和跟踪504。

在某些情况下，任务204的目的可以是检测并跟踪特殊关注目标510。目标检测器506和目标跟踪器508分别可以例如无限制地利用以下各项中的至少一个，通过处理传感器数据228来执行该检测和跟踪：图像边缘检测；物体识别；物体运动检测；物体形状检测；物理颜色识别；或者某一其它类型的检测处理、跟踪处理；或其组合。

传感器数据228可以通过可以按许多不同方式实现的传感器系统222来生成。传感器系统222例如可以无限制地包括以下各项中的至少一个：可见光传感器、红外传感器、光点传感器、激光器、紫外传感器、雷达系统、超声波成像系统、能够检测电磁辐射的一个或更多个不同带宽的传感器系统、能够检测声音的传感器系统、或者某一其它类型的传感器。

任务目的管理器500可以监测目标检测器506和目标跟踪器508，以确保已经检测并跟踪的任何目标的确是关注目标510。在某些情况下，基于该监测，任务目的管理器500可以标识要执行的多个动作512。多个动作512中的一动作例如可以无限制地采取以下形式：使无人驾驶飞行器202靠近关注目标510飞行、围绕关注目标510按轨道飞行、存储有关关注目标510的信息以供将来发送给控制站210、或者某一其它类型的动作。

在某些情况下，多个动作512中的一动作可以包括重新规划任务204中的至少一部分。例如，而不限于：如果目标检测器506不能够检测关注目标510达至少一选定时段，则任务目的管理器500可以生成新的搜索区域、新的搜索模式、或者某一其它类型的新指令。

飞行管理器502可以用于管理无人驾驶飞行器202的飞行路径213。例如，在飞行期间，可以执行任务性能评估514，以监测任务204的性能。根据该实现，任务目的管理器500、飞行管理器502、或两者可以执行任务性能评估514。

任务性能评估514可以基于针对飞行路径213的搜索模式516和多个航点518。作为一个例示例，飞行管理器502可以使用安全标准信息515来确定当前搜索模式516、多个航点518或两者是否不安全，或者将造成不希望的异常。飞行管理器502还可以使用有关地形的信息、有关禁飞区的信息、有关无人驾驶飞行器202的动力学的信息、以及用于评估搜索模式516和飞行路径213的其它类型信息。

在某些情况下，飞行管理器502可以确定需要生成应急飞行路径520。飞行管理器502标识用于应急飞行路径520的多个应急航点522。多个已经航点522可以替换沿原始飞行路径213的多个航点518中的一个或更多个。

根据该实现，飞行管理器502可以使用通过异常管理器232或自主接口238中的至少一个所提供的信息，来确定是否需要应急飞行路径520。例如，响应于通过异常管理器232检测到特定类型的异常，可以需要应急飞行路径520。作为一个例示例，通过异常管理器232检测到燃料储备低于最小域值，可以警告飞行管理器502需要应急飞行路径520。

自主接口238可以用于确保飞行路径213的多个航点518和多个应急航点522(若需要的话)满足针对可靠性240和安全要求的选定标准。作为一个例示例，自主接口238可以监测飞行路径213、应急飞行路径520(若生成的话)、以及多个动作514，以确保在指定时段内生成或更新航点和动作命令。例如，如果更新未落入该指定时段内，则自主接口238可以提供已知为安全和可靠的一个或更多个应急航点、一个或更多个动作命令，或两者。按这种方式，可以防止有关生成和更新航点和动作命令的不希望行为。在某些情况下，最近生成或更新的航点可以被监测，以确保这些航点在指定距离间隔内大致持续，满足诸如转弯半径这样的主动几何约束，并且位于指定飞行区域内。

飞行管理器502还可以标识要执行的多个动作524。多个动作524中的一动作可以包括调用应急飞行路径520、就地绕轨道飞行、停止并返回至图2中的控制站210、或者某一其它类型的动作。

由此，无人驾驶飞行器202的计算机系统224的各个组件(如图2-5所述)向无人驾驶飞行器202提供了这样的能力，即，即使无人驾驶飞行器202处于通信范围218之外，也自主地操作并且标识要执行的动作。例如而不限于，无人驾驶飞行器202的计算机系统224可以自主生成有关至少一个目标的关注信息230。计算机系统224接着可以使用被包括在存储在数据存储部226中的决策信息231中的多个规则，来标识要基于关注信息230执行的多个动作225。多个动作225还可以关于所述至少一个目标来加以考虑。

作为一个例示例，计算机系统224可以处理从传感器系统222、多个飞行器系统306、目标检测器506、或者目标跟踪器508中的至少一个接收的数据，以标识涉及至少一个关注目标的关注信息230。计算机系统224可以标识：关注目标已经被检测到，并且太阳在无人驾驶飞行器202的后面或者该目标相对于无人驾驶飞行器202定位。基于对应规则，计算机系统224接着可以标识要采取的动作，其可以包括规划飞行路径并飞行，该飞行路径从新的航向和偏移距离接近目标，其可以使能够在不同照明条件下观察该目标并成像。

在另一示例中，计算机系统224可以标识：关注目标已经被检测到，并且该目标被怀疑为移动目标或者该目标在移动。基于另一对应规则，计算机系统224可以标识无人驾驶飞行器202需要围绕目标绕轨道飞行达选定时段，以观察目标的任何移动，或者无人驾驶飞行器202需要规划飞行路径并飞行(给飞行路径其跟踪该移动目标达指定时段、在指定区域内跟踪该移动目标，或两者)。

在又一示例中，计算机系统224可以标识：关注目标已经被检测到，并且表示该目标的图像中的像素数量少于选定数量。基于对应规则，计算机系统224可以确定有关成像系统的变焦设置需要增加，并且无人驾驶飞行器202需要规划飞行路径并飞行，该飞行路径将目标保持在成像系统的放大视野内。

另一规则可以规定，如果计算机系统224检测到关注目标并且一个或更多个图像内的目标的对比度变得劣化或者该目标被遮蔽，则所使用的可见光成像系统需要被切换成红外成像系统，或者捕获具有不同波长范围的光的成像系统。一个规则可以规定，如果计算机系统224检测到被视为高价值目标的目标，并且无人驾驶飞行器202处于通信范围218之外，则无人驾驶飞行器202需要利用卫星通信来发送成像数据402。

在一些例示例中，规则可以指出，如果计算机系统224标识目标是噪声敏感物体，则无人驾驶飞行器202需要规划飞行路径并飞行，该飞行路径按低海拔高度并且无人驾驶飞行器202的发动机系统按缩减功率设置来接近该噪声敏感物体。在一个例示例中，规则可以指出，如果指定类型的目标已经被检测到，则无人驾驶飞行器202要运行并飞行多个飞行路径，以增加该目标的位置确定的准确度。

在另一例示例中，规则可以规定，如果指定类型的移动目标被检测到，则无人驾驶飞行器202要减小针对成像系统的变焦设置，以使该目标周围的环境可以拍摄。例如，根据目标的类型，希望拍摄目标周围环境中的道路、轨迹、建筑物以及其它类型的特征。

按这种方式，即使无人驾驶飞行器202处于控制站210的通信范围218之外，也可以通过无人驾驶飞行器202自主生成不同类型的关注信息230。而且，可以将不同类型的规则以机载方式存储在无人驾驶飞行器202上，以供在提供用于标识要基于关注信息230而采取的动作的一组预选选项方面使用。

根据该实现，一旦无人驾驶飞行器202处于控制站210的通信范围218内部或之内，无人驾驶飞行器202就可以随后向控制站210传送所获取的目标信息和其它类型的关注信息230。在某些情况下，当无人驾驶飞行器202处于通信范围218之外时，无人驾驶飞行器202可以向其它无人驾驶飞行器传送所获取的目标信息和其它类型的关注信息230。

按这种方式，即使多个无人驾驶飞行器中的每一个都处于通信范围218之外，所述多个无人驾驶飞行器也能够获取传感器数据228并处理传感器数据228，以生成针对一个关注目标或者多个关注目标的关注信息230。虽然所述多个无人驾驶飞行器中的特定无人驾驶飞行器处于通信范围218之外，但可以存储关注信息230和其它类型信息，以供将来一旦无人驾驶飞行器进入控制站210的通信范围218，就发送至控制装置210。在一些例示例中，处于控制站210的通信范围218之外的选定无人驾驶飞行器能够向处于该选定无人驾驶飞行器和控制站210两者的通信范围218之内的另一无人驾驶飞行器，发送关注信息230或其它类型信息。按这种方式，可以创建通信中继。

在其它例示例中，当诸如一群无人驾驶飞行器这样的多个无人驾驶飞行器处于控制站210的通信范围218之外的有争议空域，或者以其它方式限制的空域中时，无人驾驶飞行器202的计算机系统224可以使得所述多个无人驾驶飞行器能够自主操作。所述多个无人驾驶飞行器可以自主操作，直到所述多个无人驾驶飞行器在控制站210的通信范围218内飞行为止。按这种方式，由控制站210向多个自主交通工具提供的控制、处理、决策以及通信的范围，可以延伸超出控制站210的范围，以使可以同时跟踪一个或更多个搜索有争议或以其它方式限制的区域中的一个或更多个关注目标。

具体来说，计算机系统224使得无人驾驶飞行器202能够执行：用于响应系统异常的机上决策、对用于获取更可靠且更高质量信息的传感器的机上自适应控制、对用于辨别操作信息的传感器数据的机上解读、用于扩展操作范围的机上推理和飞行引导、以及对用于保证安全的引导航点的机上验证。

图2-5中对无人驾驶飞行器202的例示不是意指暗示针对可以实现例示性实施方式的方式的物理或结构性限制。除了所示组件以外或者代替所示组件地，还可以使用其它组件。一些组件可以是可选的。而且，呈现框图来例示一些功能组件。当在例示性实施方式中实现时，这些框中的一个或更多个可以组合、划分，或者组合和划分成不同框。

在某些情况下，目标检测器506和目标跟踪器508可以被共同实现为目标检测器和跟踪器。在其它例示例中，异常管理器232可以在任务管理器236内实现。

下面，参照图6，根据例示性实施方式，采用流程图形式描绘了自主操作无人驾驶飞行器的处理的例示图。图6所示的处理可以用于操作根据图2-5的无人驾驶飞行器202。

该处理通过利用以机载方式位于无人驾驶飞行器上的计算机系统，接收来自以机载方式位于该无人驾驶飞行器上的传感器系统的传感器数据而开始(操作600)。当无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，通过该计算机系统处理该传感器数据，以生成有关至少一个目标的关注信息(操作602)。该计算机系统接着标识要基于如下各项来执行的多个动作：与所述至少一个目标有关的关注信息，和存储在该计算机系统上的多个规则(操作604)，此后，该处理终止。

下面，参照图7，根据例示性实施方式，采用流程图形式描绘了用于在无人驾驶飞行器飞行期间自主检测一组异常的处理的例示图。图7所示处理可以例如利用图2-5所述的计算机系统224来实现。具体来说，该处理的至少一部分可以利用图2、3，以及5所述异常管理器232来实现。

该处理可以这样开始，即，当无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，在该无人驾驶飞行器飞行期间自主执行对该无人驾驶飞行器的飞行器评估(操作700)。操作700可以通过如下方式来执行：评估并处理从无人驾驶飞行器机载的多个飞行器系统接收的数据、从该无人驾驶飞行器机载的传感器系统接收的传感器数据，或其它类型信息中的至少一个。

可以基于针对无人驾驶飞行器的飞行器评估和容差信息，来进行与是否检测到一组异常有关的确定(操作702)。如果未检测到异常，则该处理返回至上述操作700。在某些情况下，该处理可以在返回至操作700之前等待事件发生。例如，该事件可以是计时器的递减、接收特定值的一条传感器数据，或者某一其它类型事件。

再次，参照操作702，如果检测到一组异常，则当无人驾驶飞行器仍处于控制站的通信范围之外时，自主标识要响应于该组异常而采取的多个动作(操作704)。当无人驾驶飞行器仍处于控制站的通信范围之外时，可以自主生成用于执行所述多个动作的多个命令(操作706)，该处理接着返回至上述操作700。根据该实现，该处理可以立即返回至操作700，或者在返回至操作700之前等待事件发生。

在某些情况下，用于执行动作的命令可以在执行了一个或更多个选定动作之后，仅发送至无人驾驶飞行器机载的对应系统。根据该实现，命令可以是用于在无人驾驶飞行器返回控制站的通信范围内之后执行动作。例如，一旦无人驾驶飞行器返回控制站的通信范围之内，就可以生成用于向控制站发送与所检测的一组异常的关注信息有关的命令。

下面，参照图8，根据例示性实施方式，采用流程图形式来描绘了用于自主执行无人驾驶飞行器机载的自适应传感器控制的处理的例示图。图8所示的处理可以例如利用图2-5所述的计算机系统224来实现。具体来说，该处理的至少一部分可以利用图2和图3所述的自适应传感器控制器234来实现。

可以通过接收来自无人驾驶飞行器机载的多个成像系统的成像数据和系统数据而开始该处理(操作800)。在操作800，当无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，可以生成成像数据和系统数据的至少一部分。该成像数据例如可以无限制地包括光电成像数据、红外成像数据、雷达成像数据、或者某一其它类型的成像数据中的至少一个。该系统数据例如可以无限制地包括如下各项中的至少一个：针对成像系统的取向、针对成像系统的视角、针对成像系统的对焦设置、或者某一其它类型的系统数据。

接下来，可以在无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，利用该成像数据和系统数据以机载方式在该无人驾驶飞行器上自主执行成像系统性能评估(操作802)。在操作802，可以针对多个成像系统中的每一个来评估一组性能参数。针对一个成像系统评估的该组性能参数可以和针对另一成像系统评估的该组性能参数相同或不同。

接着，可以针对用于多个成像系统中的每一个的一组性能参数，进行与所述多个成像系统是否如所希望地在执行有关的确定(操作804)。如果所述多个成像系统如所希望地在执行，则该处理返回至上述操作800。另外，当无人驾驶飞行器仍处于控制站的通信范围之外时，自主标识响应于多个成像系统未如所希望地执行而要采取的多个动作(操作806)。当无人驾驶飞行器仍处于控制站的通信范围之外时，自主生成用于执行所述多个动作的多个命令(操作808)，该处理接着返回至上述操作800。

下面，参照图9，根据例示性实施方式，采用流程图形式来描绘了用于自主管理针对无人驾驶飞行器的任务目的的处理的例示图。图9所示的处理可以例如利用图2-5所述的计算机系统224来实现。具体来说，该处理的至少一部分可以利用图2和图5所述的任务管理器236来实现。

可以通过接收来自目标检测器和目标跟踪器的数据而开始该处理，该目标检测器和目标跟踪器以机载方式在无人驾驶飞行器上实现，并且被配置成同时检测并跟踪相应多个关注目标(操作900)。可以从无人驾驶飞行器机载的传感器系统接收传感器数据(操作902)。可以基于从目标检测器接收的数据、从目标跟踪器接收的数据、或者传感器数据中的至少一个，进行与目标检测器和目标跟踪器是否如所希望地在执行有关的确定(操作904)。可以在无人驾驶飞行器仍处于控制站的通信范围之外时，执行操作904。

例如，在无限制的情况下，在操作904，如果所检测并跟踪的目标的确是关注目标，则可以将目标检测器和目标跟踪器视为如所希望地在操作。换句话说，可以执行操作904，以确定目标检测器和目标跟踪器是否在以希望的准确级和效率操作。

参照操作904，如果目标检测器和目标跟踪器如所希望地在执行，则该处理返回至上述操作900。另外，如果目标检测器和目标跟踪器中的至少一个未如所希望地在执行，则当无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，自主标识响应于目标检测器或目标跟踪器中的至少一个未如所希望地执行而要采取的多个动作(操作906)。当无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，自主生成用于执行所述多个动作的多个命令(操作908)，该处理接着返回至上述操作900。

下面，参照图10，根据例示性实施方式，采用流程图形式来描绘了用于自主管理无人驾驶飞行器的飞行路径的处理的例示图。可以例如利用图2-5所述的计算机系统224来实现图10所示的处理。具体来说，该处理的至少一部分可以利用图2和图5所述的任务管理器236、图2、图3以及图5所述的异常管理器232，或者图2和图5所述的自主接口238中的至少一个来实现。

该处理可以通过标识与无人驾驶飞行器的当前状态有关的信息而开始，该信息用于针对无人驾驶飞行器的当前飞行路径的剩余部分，来评估该无人驾驶飞行器的任务性能(操作1000)。在操作1000，所标识的信息例如可以无限制地包括以下中的至少一个：安全标准信息、与检测可以影响无人驾驶飞行器的安全的任何异常有关的信息、与当前下面地形和稍后将处于无人驾驶飞行器下面的地形有关的信息、与禁飞区有关的信息、与无人驾驶飞行器的动力学有关的信息、天气信息、与无人驾驶飞行器的当前位置附近的其它飞行器有关的信息，或者其它类型信息。

接下来，当无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，可以基于所标识的信息，针对该无人驾驶飞行器的当前飞行路径而自主执行任务性能评估(操作1002)。可以进行与当前飞行路径是否需要修改有关的确定(操作1004)。

如果当前飞行路径不需要修改，则该处理返回至上述操作1000。另外，如果当前飞行路径需要修改，则在无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，针对该无人驾驶飞行器自主生成应急飞行路径(contingency flight path)(操作1006)。在操作1006，该应急飞行路径可以具有一个或更多个应急航点，其可以添加至当前飞行路径的航点、替换当前飞行路径的一个或更多个航点，或两者。

接下来，可以进行与该应急飞行路径是否满足安全和可靠性要求有关的确定(操作1008)。如果该应急飞行路径不满足安全和可靠性要求，则针对该应急飞行路径进行多个修改(操作1010)，并且，处理返回至上述操作1008。另外，如果该应急飞行路径满足安全和可靠性要求，则该处理返回至上述操作1000。

虽然图6-10所述的处理参照单一无人驾驶飞行器进行了描述，但这些处理可以针对多个无人驾驶飞行器来执行。作为一个例示例，处于控制站的通信范围之外的主无人驾驶飞行器机载的计算机系统，可以接收并处理来自全部还可以处于该控制站的通信范围之外的多个无人驾驶飞行器的数据。该计算机系统可以评估根据针对这些无人驾驶飞行器中的每一个的飞行路径所执行的操作及其性能，并且确定动作是否需要命令。当所有无人驾驶飞行器仍处于控制站的通信范围之外时，该计算机系统可以自主生成用于执行这些动作的命令，并发送给各个无人驾驶飞行器。

按这种方式，通常在控制站处执行的控制、管理以及决策可以利用主无人驾驶飞行器延伸超出控制站的通信范围。在一些例示例中，处于控制站的通信范围之外的多个无人驾驶飞行器可以在它们之间形成通信网络，其可以用于接收和发送数据。按这种方式，所述多个无人驾驶飞行器可以协作地一起工作，以针对它们的集体任务进行自主控制、管理以及决策。

不同地描绘的实施方式中的流程图和框图在例示性实施方式中例示了装置和方法的一些可能实现的架构、功能以及操作。在这点上，流程图或框图中的每一个框都可以表示模块、区段、功能和/或操作或步骤的一部分。

在例示性实施方式的一些另选实现中，这些框中提到的该功能或多个功能可以出现在图所提到的次序之外。例如，在某些情况下，根据所涉及功能，接连示出的两个框可以大致同时执行，或者这些框有时可以按逆序执行。而且，除了流程图或框图中的所示框以外，还可以添加其它框。

下面转至图11，根据例示性实施方式，采用框图形式来描绘了数据处理系统的例示图。数据处理系统1100可以用于实现图2中的计算机系统224。如图所绘，数据处理系统1100包括通信框架1102，其提供处理器单元1104、存储装置1106、通信单元1108、输入/输出单元1110以及显示器1112之间的通信。在某些情况下，通信框架1102可以实现为总线系统。

处理器单元1104被配置成执行针对用于执行许多操作的软件的指令。根据该特定实现，处理器单元1104可以包括许多处理器、多处理器核心和/或某一其它类型的处理器。在某些情况下，处理器单元1104可以采取以下形式：诸如电路系统这样的硬件单元、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置、或者某一其它合适类型的硬件单元。

通过处理器单元1104运行的用于操作系统、应用和/或程序的指令可以位于存储装置1106中。存储装置1106可以通过通信框架1102与处理器单元1104通信。如在此使用的，还被称为计算机可读存储装置的存储装置是能够基于临时和/或永久性来存储信息的任何硬件。该信息可以包括但不限于：数据、程序代码，以及/或其它信息，

存储器1114和持久性存储部1116是存储装置1106的示例。存储器1114例如可以采取随机存取存储器或某一类型的易失性或非易失性存储装置的形式。持久性存储部1116可以包括任何数量的组件或装置。例如，持久性存储部1116可以包括：硬盘、闪速存储器、可重写光盘、可重写磁带，或者上述的某一组合。由持久性存储部1116使用的介质可以去除或不能去除。

通信单元1108允许数据处理系统1100与其它数据处理系统和/或装置通信。通信单元1108可以利用物理和/或无线通信链路来通信。

输入/输出单元1110允许：从连接至数据处理系统1100的其它装置接收输入，和向连接至数据处理系统800的其它装置发送输出。例如，输入/输出单元1110可以允许通过键盘、鼠标器、和/或某一其它类型的输入装置来接收用户输入。作为另一示例，输入/输出单元1110可以允许向连接至数据处理系统1100的打印机发送输出。

显示器1112被配置成向用户显示信息。显示器1112例如可以包括而不限于：监视器，触摸屏、激光显示器、全息显示器、虚拟显示装置、和/或某一其它类型的显示装置。

在该例示例中，不同例示性实施方式的处理可以利用计算机实现指令，通过处理器单元1104来执行。这些指令可以被称为程序代码、计算机可用程序代码，或计算机可读程序代码，并且可以通过处理器单元1104中的一个或更多个处理器来读取和执行。

在这些示例中，程序代码1118按功能形式位于可选择去除的计算机可读介质1120中，并且可以加载到或传递到数据处理系统1100，以供处理器单元1104执行。程序代码1118和计算机可读介质1120一起形成计算机程序产品1122。在该例示例中，计算机可读介质1120可以是计算机可读存储介质1124或计算机可读信号介质1126。

计算机可读存储介质1124是为存储程序代码1118而使用的物理或有形存储装置，而非传播或发送程序代码1118的介质。计算机可读存储介质1124例如可以包括而不限于：连接至数据处理系统1100的光盘或磁盘或持久性存储装置。

另选的是，程序代码1118可以利用计算机可读信号介质1126传递至数据处理系统1100。计算机可读信号介质1126例如可以是包含程序代码1118的传播数据信号。该数据信号可以是电磁信号、光学信号、和/或可以通过物理和/或无线通信链路发送的某一其它类型的信号。

图11的数据处理系统1100的例示图不意指提供针对可以实现该例示性实施方式的方式的结构性限制。该不同例示性实施方式可以在包括除了针对数据处理系统1100例示的那些组件以外或代替那些组件的其它组件的数据处理系统中实现。而且，图11所示组件可以根据所示的例示例改变。

而且，本公开包括根据下列条款的实施方式：

条款1、一种方法，该方法包括以下步骤：

通过以机载方式位于无人驾驶飞行器上的计算机系统接收传感器数据；

当所述无人驾驶飞行器处于控制站的通信范围之外时，通过所述计算机系统处理所述传感器数据，以生成与至少一个目标有关的关注信息；以及

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，通过所述计算机系统标识要基于与所述至少一个目标有关的所述关注信息执行的多个动作。

条款2、根据条款1所述的方法，其中，处理所述传感器数据的步骤包括以下步骤：

自主地通过所述计算机系统利用所述传感器数据来执行评估，其中，所述传感器数据包括根据多个成像系统生成的成像数据。

条款3、根据条款2所述的方法，其中，标识所述多个动作的步骤包括以下步骤：

自主地通过所述计算机系统标识要基于包括所述成像数据的所述传感器数据执行的所述多个动作。

条款4、根据条款1所述的方法，其中，处理所述传感器数据的步骤包括以下步骤：

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统利用所述传感器数据、从在无人驾驶飞行器上机载的多个飞行器系统接收的数据、以及针对用于所述无人驾驶飞行器的多个操作参数的容差信息，来执行针对所述无人驾驶飞行器的飞行器评估。

条款5、根据条款4所述的方法，其中，处理所述传感器数据的步骤还包括以下步骤：

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统基于所述飞行器评估来检测的一组异常。

条款6、根据条款5所述的方法，其中，标识所述多个动作的步骤包括以下步骤：

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统来标识要基于所述一组异常执行的所述多个动作。

条款7、根据条款1到3中的任一项所述的方法，其中，标识所述多个动作的步骤包括以下步骤：

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外的受限空域中时，自主地通过所述计算机系统来标识要基于与所述至少一个目标有关的所述关注信息执行的所述多个动作，其中，所述关注信息包括与跟踪所述至少一个目标有关的信息，并且所述多个动作包括存储与所述至少一个目标有关的信息，以供将来发送给所述控制站。

条款8、根据条款1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

在所述无人驾驶飞行器行进至所述控制站的所述通信范围之外之前，从所述控制站接收一组预选选项，要从所述一组预选选项选择所述多个动作中的至少一个动作。

条款9、根据条款1所述的方法，其中，处理所述传感器数据的步骤包括以下步骤：

自主地通过所述计算机系统执行针对所述无人驾驶飞行器的、与所述无人驾驶飞行器的当前飞行路径有关的任务性能评估。

条款10、根据条款9所述的方法，其中，执行所述任务性能评估的步骤包括以下步骤：

自主地通过所述计算机系统，利用以下各项中的至少一个来执行所述任务性能评估：安全标准信息、与检测影响所述无人驾驶飞行器的安全的任何异常有关的信息、与地形有关的信息、与禁飞区有关的信息、与所述无人驾驶飞行器的动力学有关的信息、天气信息、或者与所述无人驾驶飞行器的当前位置附近的其它飞行器有关的信息。

条款11、根据条款9所述的方法，其中，标识所述多个动作的步骤包括以下步骤：

自主地通过所述计算机系统，基于所述任务性能评估来确定是否需要应急飞行路径；以及

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统生成所述应急飞行路径。

条款12、根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

通过以机载方式位于所述无人驾驶飞行器上的计算机系统来标识与至少一个目标有关的信息，其中，所述信息基于从如下各项中的至少一个接收的数据：以机载方式实现在所述无人驾驶飞行器上的传感器系统、目标检测器、目标跟踪器或者多个飞行器系统；

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统(224)，利用所述信息，来评估所述无人驾驶飞行器的操作和所述无人驾驶飞行器的任务的性能；以及

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统，来标识要基于对所述无人驾驶飞行器的所述操作和所述无人驾驶飞行器的所述任务的性能的评估而执行的多个动作。

条款13、根据条款12所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

当所述无人驾驶飞行器处于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地通过所述计算机系统，来生成用于执行所述多个动作的多个命令。

条款14、根据条款7所述的方法，所述方法还包括以下步骤：

当所述无人驾驶飞行器进入所述控制站的所述通信范围之内时，自主地通过所述计算机系统向所述控制站发送针对所述至少一个目标存储的信息或者包括与跟踪所述至少一个目标有关的信息的关注信息中的至少一个，其中，所述无人驾驶飞行器延伸超出控制站的范围，使得能够跟踪受限空域中的至少一个目标。

条款15、一种装置，该装置包括：

传感器系统，该传感器系统以机载方式位于无人驾驶飞行器上，并且生成传感器数据；和

计算机系统，该计算机系统以机载方式位于所述无人驾驶飞行器上并且接收所述传感器数据，当所述无人驾驶飞行器位于控制站的通信范围之外时，该计算机系统处理所述传感器数据以生成与至少一个目标有关的关注信息，并标识要基于与所述至少一个目标有关的所述关注信息而执行的多个动作。

条款16、根据条款15所述的装置，所述装置还包括：

所述无人驾驶飞行器。

条款17、根据条款15所述的装置，其中，所述计算机系统被配置成，当所述无人驾驶飞行器位于所述控制站的所述通信范围之外时，自主地处理所述传感器数据并且自主地标识要执行的所述多个动作，要执行的所述多个动作包括存储与所述至少一个目标有关的信息以供将来发送给控制站(210)。

条款18、根据条款17所述的装置，其中，所述计算机系统还包括：

通信网络，当所述无人驾驶飞行器进入所述控制站(210)的所述通信范围(218)之内时，该通信网络向所述控制站(210)发送针对所述至少一个目标存储的信息或者包括与跟踪所述至少一个目标有关的信息的关注信息(230)中的一个，其中，所述无人驾驶飞行器(202)延伸超出控制站(210)的范围，使得能够跟踪受限空域中的至少一个目标。

条款19、根据条款15所述的装置，其中，所述计算机系统包括：

异常管理器，该异常管理器自主地执行针对所述无人驾驶飞行器的飞行器评估，基于所述飞行器评估来标识一组异常，以及标识要基于所标识的该组异常而执行的所述多个动作。

条款20、根据条款15所述的装置，其中，所述传感器系统包括多个成像系统，并且其中，所述计算机系统包括：

自适应传感器控制器，该自适应传感器控制器自主执行针对所述多个成像系统的成像系统性能评估，并且标识要基于所述成像系统性能评估而执行的多个动作；以及

任务管理器，该任务管理器自主地执行任务性能评估，并且基于所述任务性能评估来标识针对所述无人驾驶飞行器的应急飞行路径。

已经出于例示和描述的目的而呈现不同例示性实施方式的描述，而非旨在排它或限制于所公开形式的实施方式。本领域普通技术人员应当清楚许多修改例和变型例。而且，与其它希望实施方式相比，不同的例示性实施方式可以提供不同的特征。选择并描述该实施方式或多个实施方式，以便最佳地说明这些实施方式的原理、实践应用，并且使得本领域普通技术人员能够针对具有如适于预期特定用途的各种修改例的各种实施方式来理解本公开。