载运器数据传输系统的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年12月6日提交的标题为“vehicledatatransfersystem”的美国临时申请no.62/776,013的权益，所述申请出于所有目的以其整体通过引用并入本文中。

背景技术：

本公开总体上涉及数据传输，并且更具体地涉及用于经由动态短范围自由空间光学发射系统向载运器提供高带宽和短距离数据发射的系统。

通常，载运器是用于运输人和/或货物的对象。随着载运器变得越来越复杂，可能存在复杂的数据依赖性来便于针对载运器的功能性的增加量。例如，一种类型的载运器可以是能够自我操纵某些驾驶功能(诸如变道、到所提供的目的地的全自动驾驶等)的自动驾驶/部分自动驾驶汽车。如可以理解的，自动驾驶功能可以是高度依赖数据的，其依赖于最新的驾驶规则的规定和/或道路状况以促进其动作。

在另一个示例中，游乐园风格的乘坐设施可以包括沿着例如由轨道限定的乘坐路径来运载乘客的乘坐载运器。在乘坐的过程中，可以派给乘坐载运器执行各种效果的工作，诸如独立于乘坐载运器的基础运输系统来致动乘坐载运器的座舱中的移动。此外，可以派给乘坐载运器触发照明、音频、视频等的呈现的工作，和/或也可以派给乘坐载运器触发其他动作的工作，诸如提供诸如电子游戏之类的交互式特征等。如可以理解的，乘坐载运器的这些功能可能大量地依赖于提供到乘坐载运器的电子数据。

不幸的是，随着载运器的依赖数据的功能性增加，载运器依赖于的数据的量可能增加。此外，用于向这些载运器提供数据的传统机制既繁重又耗时。例如，在依赖于硬接线连接(例如，通用串行总线(usb)或其他物理连接)和或机器可读介质(usb驱动器、数字视频盘(dvd)等)的系统中，数据传输可能需要复杂的机器人干预和/或人工干预，这可能是相当繁重的。此外，用于在短范围内发射数据的传统无线技术(例如，wi-fi、蓝牙等)可能缺乏足够的带宽以用于载运器的增加的数据负载要求。

技术实现要素：

下面概述了与原始要求保护的主题在范围上相称的某些实施例。这些实施例不旨在限制要求保护的主题的范围，而是这些实施例仅旨在提供主题的可能形式的简要概述。实际上，主题可以涵盖可以与下面阐述的实施例类似或不同的多种形式。

为了促进向乘坐载运器的高带宽和短距离数据发射，提供了动态短范围自由空间光学(fso)通信系统。动态短范围fso通信系统被专门设计以用于在短距离范围(例如，0-50米)内的动态移动目标中使用。在使用专门设计的发射器和/或接收器的情况下，动态短范围fso通信系统可以促进高带宽通信，同时允许若干瞄准线(lineofsight)对准选项，所述选项对于稍微不可预测的载运器移动可以是有用的。

在实施例中，有形的非暂时性机器可读介质包括机器可读指令，该机器可读指令在由短范围自由空间光学(fso)发射器的一个或多个处理器执行时使得短范围fso发射器执行以下操作：识别与fso接收器有关的定位信息。基于定位数据，发射器可以识别可适用于fso接收器的定位的一个或多个动态发射参数，并使用实现的一个或多个动态发射参数来提供fso发射。

在另一个实施例中，动态短范围自由范围光学(fso)发射器包括：范围检测电路，其识别短范围fso发射器与目标fso接收器之间的距离范围。发射器的发射调整电路基于距离范围调整一个或多个发射参数。发射生成电路根据一个或多个发射参数识别要发射到目标fso接收器的数据，以及生成并发射代表该数据的fso发射。

在又一个实施例中，动态短范围fso接收器包括多个传感器，其各自在不同方向上定向，从而实现从多个定向对来自短范围fso发射器的自由空间光学(fso)发射的接收。接收器还包括控制系统，该控制系统从短范围fso发射器接收fso发射，以及识别由fso发射表示的数据并将由fso发射表示的数据存储在有形的非暂时性机器可读介质中，该有形的非暂时性机器可读介质通信地耦合到动态短范围fso接收器。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，本公开的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，其中，贯穿附图，相同的字符表示相同的部分，在所述附图中：

图1是图示了根据本公开的实施例的动态短范围自由空间光学(fso)系统的示意图，该系统正基于fso接收器的变化的位置来提供变化的发射；

图2是根据本公开的实施例的使用图1的短范围fso系统的乘坐系统的示意图；

图3a和3b是图示了根据本公开的实施例的对于数据的动态短范围fso发射有用的短范围fso接收器配置的示意图；

图4是图示了根据本公开的实施例的使用短范围fso系统的汽车系统的示意图；

图5是根据本公开的实施例的图4中的汽车之一的头部单元的示意图；

图6是图示了根据本公开的实施例的用于经由动态短范围fso发射器进行动态数据发射的过程的流程图；

图7是图示了根据本公开的实施例的用于动态短范围fso发射器的动态功率调整的过程的流程图；以及

图8是图示了根据本公开的实施例的用于动态短范围fso发射器的动态衰减的过程的流程图。

具体实施方式

下面将描述本公开的一个或多个特定实施例。在致力于提供这些实施例的简要描述的过程中，可能不在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解的是，在任何这样的实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多特定于实施方式的决策，以实现开发者的特定目标，诸如依照与系统有关和与业务有关的约束，其可能因实施方式而变化。此外，应当理解的是，这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言，这仍然会是设计、制作和制造的例行任务。

尽管通常在游乐园风格的乘坐设施的上下文中提供以下讨论，该游乐园风格的乘坐设施可包括多个闭环或开环滑轮系统以驱动可以固定和容纳乘坐载运器的托架的运动，但应当理解的是，本文中公开的实施例不限于这样的娱乐上下文。实际上，在这样的娱乐应用中的示例和解释的提供是要通过提供真实世界实施方式和应用的实例来促进解释。因此，应当理解的是，本文中公开的实施例在其他应用中可以是有用的，举几例来说，所述应用诸如运输系统(例如，火车系统、建筑物和底板连接系统)、电梯系统和/或其他工业、商业和/或消遣的人类运输系统。

考虑到以上内容，本实施例包括用于经由短范围自由空间光学(fso)通信将电子数据发射到载运器的系统和方法。尽管本文中已经图示和描述了所公开的实施例的仅某些特征，但是本领域技术人员将想到许多修改和改变。因此，要理解的是，所附权利要求旨在覆盖如落入本公开的真实精神内的所有这样的修改和改变。

首先转向动态短范围fso系统的部件的综述。图1是示意图，其图示了根据本公开的实施例的动态短范围自由空间光学(fso)系统100，该动态短范围自由空间光学(fso)系统100正基于fso接收器的变化的位置来提供变化的发射。动态短范围fso系统100包括发射器102，该发射器102通过经过现场线向系统100的接收器104提供光来发射数据。如所图示，接收器104可以动态地改变定位(例如，从定位106到定位108)。例如，如所图示，接收器104从具有距发射器102相对较短距离的定位106移动到具有相对较大距离的定位108。

在短范围fso发射中，发射距离是重要因素。当接收器104太靠近发射器102时，接收器可能经历光的过饱和，其使得光不可被解释为电子数据发射。相反，当接收器104太远离发射器102时，接收器104可能没有接收到足够的光以将光解释为电子数据发射。因此，发射器102可以使用所包括的范围检测电路110和发射调整电路112来减轻这些问题。

范围检测电路110可以检测距电子数据的发射(例如，接收器104)的目标的范围。例如，范围检测电路110可以包括相机和/或其他电路，其检测发射器102的发射系统114(例如，光发射器)与接收器104之间的距离和/或定位改变。例如，范围检测电路110可以检测接收器104被定位的定位106和/或定位108。距发射系统114的范围和/或位置偏差可以被计算以及被提供用于在发射调整电路112中使用。发射调整电路112可以基于由范围检测电路110识别的确定的范围来调整由发射系统114提供的发射的特性。例如，特性可以包括向发射系统114的功率提供、从发射系统114输出的光的幅值、针对所发射的光的光射束定位等。在当前实施例中，在定位108处，接收器108处于比在定位106处相对更远的距离。因此，因为接收器108处于定位108处的较远距离，因此可以由发射系统114提供附加的光的强度。在一些实施例中，这可以通过增加输入到发射系统114的功率的量来提供。在其他实施例中，可以独立于提供到发射系统114的功率来控制光强度。

附加地和/或可替代地，发射射束定位也可以被动态地更改。例如，在当前实施例中，当接收器104在定位108处时，其在定位104以北。发射系统114可以基于接收器104的定位来引导发射射束116。因此，当接收器104在定位108处时，接收器可以将光射束116向北引导。相反，当接收器104在定位106处时，发射系统可以将发射射束向南引导。发射特性可以在发射期间被调整。也就是说，如果接收器104在发射射束116的提供期间移动，则发射调整电路112可以在接收器104的移动期间动态地调整发射射束116。

现在转到具体实施例，图2是根据本公开的实施例的使用图1的短范围fso系统100的乘坐系统200的示意图。如所图示，动态短范围fso发射器102被加接到结构202。派给发射器102通过fso通信将乘坐载运器数据发射到乘坐载运器204a和204b的工作。乘坐载运器204a和204b中的每一个包括促进乘坐载运器204a和204b的移动的运输系统206。乘坐载运器204a和204b还包括座舱208，在乘坐期间乘坐参与者被容纳在所述座舱208中。在一些实施例中，在触发事件时，座舱208可以经由座舱效果致动装备210提供乘坐特征，诸如座舱移动。例如，在乘坐的地震特征时，座舱效果致动装备210可以使得座舱振动或移动。座舱效果致动装备210的编程(例如，条件)可以接收动态短范围fso接收器104，该动态短范围fso接收器104经由射束发射116从发射器102接收发射的数据。例如，可以通过将光射束发射116提供到接收器104来将用于对座舱效果致动装备210进行编程的数据从发射器102提供到乘坐载运器206a和206b。接收器104可以接收射束发射116并确定由射束发射116表示的电子数据。可以将电子数据存储在乘坐载运器204a和204b的控制系统214中，从而允许控制系统214自安装(self-install)电子数据。自安装的电子数据可以限定用于致动座舱效果致动装备210的特征的特定条件，诸如提供座舱移动等。在一些实施例中，发射器102可以意识到将基于座舱效果致动装备210实现的特定乘坐载运器204a和204b和/或座舱208移动。在这样的实施例中，发射器可以基于这些已知的改变来调整发射特性。例如，发射器102可以意识到座舱208将在某时间段向左倾斜5度，这可以引起接收器104的对应移动。因此，发射器102可以基于座舱移动的预先存在的了解而主动地提供射束转向以计及座舱208移动。

可以将其他数据提供给乘坐载运器204a和204b。在一些实施例中，交互式特征212(例如，视频游戏控制台/显示器)定位在乘坐载运器204a和204b内。交互式特征212编程也可以由发射器102提供。例如，当交互式特征212是视频游戏控制台/显示器时，视频游戏数据和/或视频游戏代码本身可以经由发射器102被提供到乘坐载运器204a和204b。

因为fso通信是高带宽的(例如1-10千兆比特/秒)，所以乘坐载运器数据的发射能够通过传统的无线通信技术以相对快速的方式完成。然而，如以上所提及，因为fso通信依赖于发射器102与接收器104之间的对准的瞄准线通路，所以发射器可以调整发射以计及乘坐载运器204a和204b的变化的定位，如本文中所讨论的。通过调整发射，不管乘坐载运器的定位(例如，定位106相对定位108)的变化，发射器102能够促进质量fso发射。

图3a图示了根据本公开的实施例的对于数据的动态短范围fso发射有用的第一短范围fso接收器104配置300。接收器104可以被加接到载运器，诸如图2的乘坐载运器204a和204b。在图3a的实施例中，各个传感器302a、302b、302c、302d和302e各自通信地耦合到软件控制系统304。传感器302a、302b、302c、302d和302e中的每一个包括不同的定向，从而使发射器102能够以多种不同的定向接触接收器104，这对于可能不时地动态地改变定向的载运器可以是有用的。传感器302a、302b、302c和302d以一角度定向，该角度将提供从发射器102到传感器302a、302b、302c和302d的足够的发射射束116接触。当发射器102在接收器104顶上时，传感器302e被定向用于使用。接收器104中可以使用任何数量的传感器。例如，当在发射范围中时，在预期处于有限数量的定向(例如，面向前、面向侧、面向顶或面向后定向)中的载运器中可以使用较少的传感器。在这样的场景中，在接收器104中可能仅存在可能从发射器102接收发射的传感器，而其他传感器能够被从配置300省去。

图3b图示了根据本公开的实施例的对于数据的动态短范围fso发射有用的第二短范围fso接收器配置350。在此实施例中，传感器352a、352b、352c、352d和352e全部结合在一起，并且是公共接收器104的部分。公共接收器104可以定位在从所有期望的定向由发射器102可见的载运器的一部分上。类似于图3a的接收器104，传感器352a、352b、352c、352d和352e中的每一个包括不同的定向，从而使发射器102能够以多种不同的定向接触接收器104，这对于可能不时地动态地改变定向的载运器可以是有用的。传感器352a、352b、352c和352d以一角度定向，该角度将提供从发射器102到传感器352a、352b、352c和352d的足够的发射射束116接触。当发射器102在接收器104顶上时，传感器352e被定向用于使用。接收器104中可以使用任何数量的传感器。例如，当在发射范围中时，在预期处于有限数量的定向(例如，面向前、面向侧、面向顶或面向后定向)中的载运器中可以使用较少的传感器。在这样的场景中，在接收器104中可能仅存在可能从发射器102接收发射的传感器，而其他传感器能够被排除在配置300之外。如图3b中所图示，与图3a的传感器不同，传感器352a、352b、352c、352d和352e中的每一个是公共传感器装置354的部分。在一些实例中，放置公共传感器装置354可能比如在图3a的实施例中所完成的那样放置各个传感器容易。

如所提及，动态短范围fso发射可用于将数据发射到动态移动的目标。为了进一步的讨论，图4是示意图，其图示了根据本公开的实施例的使用短范围fso发射器402来将数据发射到汽车404a、404b和404c的汽车系统400。如所图示，动态短范围fso发射器402定位在基部406上，这使发射器能够具有与各个汽车404a、404b和404c的动态短范围fso接收器408a、408b和408c的瞄准线接触。如所图示，汽车404a是面向后的，这意味着汽车404a已经回到指定地点(例如，停车地点)中。由于动态短范围fso发射器402和/或接收器408a的定位，发射器402能够维持与接收器408a的现场线，并且因此能够提供数据发射410a。汽车404b是面向前的，这意味着其首先停靠(pullinto)为指定地点(例如，停车地点)的朝向。此外，接收器408b定位在汽车404b的前面。因此，发射器402能够将发射数据410b提供给接收器408b。如以上关于图3a和3b所讨论的，在一些实例中，接收器可以利用多个传感器。例如，载运器404c具有使用面向前传感器412和面向后传感器414的接收器408c。在这样的实例中，发射器402可以从由接收器408c使用的传感器的集合中识别最合适的传感器。例如，最合适的传感器可以是与发射器402最靠近的传感器、具有相对最大的没有阻挡的表面区域的传感器等。在当前的实施例中，选择传感器412，因为该传感器既最靠近发射器402，又具有两个传感器412和414中的发射器402的最高可见表面区域。因此，发射器可以将发射数据410c提供给接收器408c的传感器412。

发射器402可以机械地或以其他方式调整发射射束。例如，发射器402内的马达可以使射束源朝向目标传感器/接收器定向。在一些实施例中，可以存在多个射束源。多个射束源可以被不同地定位和/或被不同地定向(例如，以不同的角度)。发射器402可以选择最适合用于生成朝向目标传感器/接收器定向的射束的多个射束源中的一个或多个。目标接收器可以由识别出载运器传感器/接收器的发射器402的光学识别电路416(例如，处理器和相机)来识别。附加地和/或可替代地，发射器402可以包括控制器418，其可以通信地耦合到一个或多个载运器(例如，汽车408c)，以从一个或多个载运器接收对于选择目标传感器/接收器有用的信息。例如，汽车408c可以通过诸如蓝牙或wi-fi之类的无线通信技术通信地耦合到控制器418。通过该通信耦合，汽车408c可以提供汽车408c的诸如定位、定向等的信息，从而使发射器402能够选择传感器412以用于短范围fso通信。在一些实施例中，汽车408c可以简单地向发射器402提供指示，该指示识别到传感器412应该被发射器402作为短范围fso通信的目标。

现在转向由动态短范围fos通信发射的数据的讨论，图5是根据本公开的实施例的图4中的汽车之一的头部单元发展500的示意图。如以上所提及，可以由短范围fso通信来传输许多不同类型的数据。例如，在一个实施例中，可以将载运器软件更新(例如，固件、全球定位系统地图等)传输到载运器，使得可以将软件更新应用于载运器的计算系统。在头部单元发展500中，第一阶段502图示了通知504，该通知504指示已经与图4的发射器402建立了fso链路。通知504还提供fso链路正促进新软件的下载的指示。在第二阶段506，在下载并应用软件更新之后，呈现新的通知508，其指示软件已经被更新。

图6是图示根据本公开的实施例的用于经由动态短范围fso发射器进行动态数据发射的过程600的流程图。如以上所提及，确定fos接收器/传感器的位置(框602)。这能够使用如以上关于图4所讨论的光学识别电路和/或控制器来完成。例如，光学识别电路可以使用相机和处理器来识别出用于作为目标的接收器。接收器可以包括专门识别特点，这使它们相对容易来识别出。例如，接收器可以是高反射性的和/或可以利用能够由光学识别电路认出的颜色着色。此外，在一些实施例中，控制器可以(例如，从载运器本身)接收提供帮助选择被作为目标的接收器的数据的数据。例如，可以由载运器向控制器提供要被作为目标特定接收器/传感器的位置的明确指示。

一旦识别了目标接收器/传感器，就识别了可应用于接收器的位置的发射参数(框604)。例如，取决于发射器和接收器之间的范围，发射更改可能是有益的。如以上所提及，如果发射射束太强，则过强的射束可能使接收器饱和。相比之下，如果发射射束太弱，则接收器可能难以解释该射束以获得由该射束表示的结果数据。为了调整发射射束，可以应用发射源功率调整和/或特定的发射滤波器。这些调整可以针对特定位置/范围校准发射射束。例如，减小的发射源功率可以导致减小的发射射束。图7是图示了根据本公开的实施例的用于动态短范围fso发射器的动态功率调整的过程700的流程图。如前所提及，发射器和接收器之间的范围/距离被识别(框702)。基于所识别的范围/距离，确定功率调整选择(框704)。例如，可以基于范围/距离对数据表进行索引。数据表中的附加数据可以指示针对对应范围/距离要使用的特定发射源功率设置。一旦确定了功率调整选择，就可以使用识别的功率调整来发送发射(框706)。

返回到图6，在一些实施例中，滤波器可以使发射射束的一部分衰减，使得在所确定的位置处，接收器不被发射射束饱和。附加地和/或可替代地，可以调整发射射束转向以引导射束(例如，以特定角度)来传到接收器。图8是图示根据本公开的实施例的用于动态短范围fso发射器的动态衰减的过程800的流程图。如以上所提及，识别发射器和接收器之间的范围/距离(框802)。基于所识别的范围/距离，确定衰减调整选择(框804)。例如，可以基于范围/距离对数据表进行索引。数据表中的附加数据可以指示针对对应范围/距离要使用的多个可用滤波器中的特定滤波器。一旦确定了衰减调整选择，就可以使用所识别的衰减调整来发送发射(框806)。

一旦识别发射参数，发射器就可以基于所识别的参数来生成/修改发射(框606)。例如，发射器可以将源功率调整到适用于接收器相对于发射器的位置的所识别幅值。在一些实施例中，衰减滤波器可以被选择并应用于发射源以更改发射射束的强度。此外，如以上所提及，可以通过选择具有适当定向的多个源之一和/或经由发射射束源和/或发射射束本身的机械致动来应用发射射束转向。

一旦利用所识别参数设置了发射器，就可以经由从发射器到接收器的短范围fso发射将数据提供给接收器(框608)。例如，发射器(或其他部件)可以生成代表数据的光射束并将该光射束提供给接收器。

如可以理解的，当前技术为到接收器的短范围数据发射提供了广泛的益处，所述接收器不维持静止定位。通过提供专用的fso发射系统和/或接收器系统，可以将高质量和高带宽数据发射提供给非静止设备，诸如载运器。通过基于接收器的特性调整发射设置，可以在数据发射期间经历少得多的发射错误。发射流对特定接收器被定制，并且接收器本身促进其接收。

本文中呈现和要求保护的技术被引用和应用于材料对象和实际性质的具体示例，其可论证地改进了本技术领域，并且因此不是抽象的、无形的或纯粹理论的。此外，如果附到本说明书结尾的任何权利要求包含一个或多个被指定为“用于[执行]……[功能]的装置”或者“用于[执行]……[功能]的步骤”的元件，则旨在要根据35u.s.c.112(f)来解释这样的元件。然而，对于包含以任何其他方式指定的元件的任何权利要求，旨在不要根据35u.s.c.112(f)来解释这样的元件。