自适应通信模式切换的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]无人驾驶运载工具(Unmanned vehicles，简称无人驾驶载具)，例如，地面交通工具、空中飞行器、水上船只、水下交通工具、太空飞船已经大范围地应用于监视、搜索及营救作业、勘察以及其他领域。在一些例子中，无人驾驶载具可装配有传感器，该传感器用于采集周围环境数据。例如，无人飞行器(unmanned aerial vehicles,UAV)通常配备有用于航拍的摄像机。
[0002]无人驾驶载具采集的感测数据能够实时地传输到一个远程用户终端。然而，目前无人驾驶载具传输数据的方式还不够理想。在一些例子中，数据传输以及其他与无人驾驶载具通信的范围受到视距(line of sight)的限制。
【发明内容】
[0003]有必要提供一种改进型的能够与可移动物体(例如无人驾驶载具)进行通信的方式。本发明提供一种用于与可移动物体进行通信的系统、方法及装置。在一些实施例中，所述系统、方法及装置提供一种根据预先定义的切换规则下的多个通信模式之间的自适应切换模式，其优点是，所述自适应通信模式切换能够扩大可移动物体传输数据的距离范围以及增加可移动物体传输数据的强度。
[0004]本发明一方面提供一种数据传输方法，该方法包括:提供多个通信模块，每一个通信模块使用不同的通信方法来传输数据；在所述多个通信模块与远程终端之间建立多个对应于各自通信模块的同步通信链路；计算每一个对应于各自通信模块的同步通信链路的一个或多个特性是否满足切换规则；根据所述切换规则从所述多个对应于各自通信模块的同步通信链路中选择至少一个用于传输数据；以及通过根据所述切换规则从所述多个对应于各自通信模块的同步通信链路中所选择的至少一个通信链路进行数据传输。
[0005]在一些实施例中，所述多个通信模块安装在一个可移动物体上，该可移动物体可以是无人飞行器。
[0006]在一些实施例中，每一个对应于各自通信模块的同步通信链路在多个通信模块中的一个与所述远程终端的多个对应的通信模块中的一个之间建立。在一些实施例中，所述不同通信方法中至少有一种通信方法的最大通信距离范围介于0.5千米与20千米之间。
[0008]在一些实施例中，所述不同通信方法中至少有一种通信方法无需在可视范围内操作。
[0009]在一些实施例中，所述不同通信方法中至少有一种通信方法包括直接通信方法，该直接通信方法可以是一种WiFi通信方法、WiMAX通信方法、或者编码正交频分复用(COFDM)通信方法。所述不同通信方法中至少有一种通信方法包括间接通信方法，该间接通信方法可通过移动电话网络进行通信，该移动电话网络可以是3G网络或4G网络，该间接通信方法可以使用前向纠错方法进行通信。
[0010]在一些实施例中，所述切换规则以至少一个通信模块所接收信号的强度为依据。[0011 ] 在一些实施例中，所述切换规则以至少一个通信模块所接收信号的质量为依据。
[0012]本发明另一方面提供一种数据传输装置，该装置包括:多个通信模块，每一个通信模块使用不同的通信方法传输数据至远程终端，其中，在所述多个通信模块与远程终端之间建立多个对应于各自通信模块的的同步通信链路；一个或多个处理器，用于(i)根据同步通信链路的一个或多个特征来判断每个所述对应于各自通信模块的同步通信链路是否满足切换规则；以及(ii)根据所述切换规则从所述多个对应于各自通信模块的同步通信链路中选择至少一个来传输数据；以及一个控制器，用于输出控制信号来控制根据切换规则从所述多个对应于各自通信模块的同步通信链路中所选择的至少一个通信链路上的数据传输。
[0013]本发明另一方面提供一种可移动物体发送图像的方法，该方法包括:提供包括第一通信模块和第二通信模块的可移动物体，所述第一通信模块使用第一通信方法发送图像数据，所述第二通信模块使用不同于第一通信方法的第二通信方法发送图像数据；通过所述可移动物体获取图像数据；根据切换规则执行计算以选择第一通信模块与第二通信模块中的至少一个来发送图像数据；以及使用所述选择的第一通信模块或第二通信模块中的至少一个来发送所述图像数据。
[0014]本发明另一方面提供一种使用终端控制可移动物体的方法，该方法包括:提供终端，该终端包括使用第一通信方法发送控制数据到可移动物体的第一通信模块和使用不同于第一通信方法的第二通信方法发送控制数据到可移动物体的第二通信模块；产生用于控制所述可移动物体状态的控制数据；根据切换规则执行计算以选择第一通信模块与第二通信模块中的至少一个来发送控制数据；以及使用所述选择的第一通信模块或第二通信模块中的至少一个来发送所述控制数据。
[0015]在一些实施例中，所述可移动物体是无人飞行器。
[0016]在一些实施例中，所述第一通信方法或第二通信方法中的至少一个通信方法不需要在视线范围内运作。
[0017]在一些实施例中，所述第一通信方法的最大通信距离小于第二通信方法的最大通信距离。
[0018]在一些实施例中，所述第一通信方法可包括直接通信方法，该直接通信方法是一种WiFi通信方法、WiMAX通信方法、或者编码正交频分复用(COFDM)通信方法。所述第二通信方法包括间接通信方法，该间接通信方法包括通过移动电话网络进行的通信，该移动电话网络是3G网络或4G网络，所述间接通信方法可以使用前向纠错方法进行通信。
[0019]在一些实施例中，所述切换规则以所述第一通信模块或第二通信模块中的至少一个通信模块所接收信号的强度为依据。
[0020]在一些实施例中，所述切换规则以所述第一通信模块或第二通信模块中的至少一个通信模块所接收信号的质量为依据。
[0021 ] 在一些实施例中，所述图像数据从所述可移动物体远程传输至终端。
[0022]在一些实施例中，所述可移动物体包括一个或多个图像传感器，所述图像数据由所述一个或多个图像传感器产生。
[0023]在一些实施例中，所述图像数据可以由独立于所述可移动物体提供的一个或多个图像传感器来产生。
[0024]在一些实施例中，所述控制数据包括用于控制可移动物体的高度、玮度或经度中一个或多个的指令。
[0025]在一些实施例中，所述控制数据包括用于控制可移动物体的滚转角度、俯仰角或偏航角度中一个或多个的指令。
[0026]在一些实施例中，所述控制数据可以根据用户的输入来产生。
[0027]本发明另一方面提供一种数据传输的可移动物体，该可移动物体包括:使用第一通信方法传输图像数据的第一通信模块和使用不同于第一通信方法的第二通信方法传输图像数据的第二通信模块；一个或多个处理器，用于根据一种切换规则执行计算以选择第一通信模块与第二通信模块中的至少一个来传输图像数据；以及控制器，用于输出控制信号，所述控制信号用于控制根据所述切换规则所选择的第一通信模块或第二通信模块的至少一个来传输图像数据。
[0028]本发明另一方面提供一种计算机可读介质，该计算机可读介质存储有用于传输数据至可移动物体的程序指令。该计算机可读介质包括:终端的程序指令，该终端包括使用第一通信方法传输控制数据到可移动物体的第一通信模块和使用不同于第一通信方法的第二通信方法传输控制数据到可移动物体的第二通信模块，其中，所述终端的程序指令能够使终端执行如下操作:产生用于控制所述移动物体状态的控制数据；根据一种切换规则来执行计算以选择第一通信模块与第二通信模块中的至少一个来传输控制数据；以及使用根据所述切换规则所选择的所述第一通信模块或第二通信模块中的至少一个来传输所述控制数据。
[0029]可以理解的是，本发明不同方面的实施例能够独立存在、共同存在、或者相互结合。本发明的各种实施例适合以下任何特殊的应用或者任何类型的可移动物体。本发明中任何有关无人飞行载具的描述可适用于任何移动物体，例如任何无人驾驶交通工具。另外，本发明描述的用于航空飞行动作的系统、设备和方法也适合其它类型的动作，例如地面运动、水上运动、水下运动、或太空飞行等动作。
[0030]本发明其它目的及技术特征将在如下说明书、权利要求和附图作详细阐述。
参考文献
[0031]本案说明书所提到的任何出版物、专利、专利申请都全文列入本文作为参考。
【附图说明】
[0032]为了更好地了解本发明的特征及有益效果，以下参照附图对本发明的各个实施例进行详细描述，该描述并非限制性的，其中，所述附图中:
[0033]图1为本发明实施例中的可移动物体与远程终端进行通信的示意图。
[0034]图2为本发明另一实施例的可移动物体与远程终端进行通信的示意图。
[0035]图3为本发明实施例中自适应通信模式切换方法的示意方块图。
[0036]图4为本发明实施例中用于自适应通信模式切换的可移动物体的示意图。
[0037]图5为本发明实施例中用于自适应通信模式切换的可移动物体的图像数据传输的示意图。
[0038]图6是本发明实施例中自适应通信模式切换方法的图像数据传输的流程图。
[0039]图7是本发明实施例中数据传输的前向纠错(FEC)方法的流程图。
[0040]图8是本发明实施例中无人飞行器的示意图。
[0041]图9是本发明实施例中可移动物体的示意图。
[0042]图10为本发明实施例的一种可移动物体控制系统的方块图。
【具体实施方式】
[0043]本发明的系统、方法和装置提供一种改进型的能够与可移动物体进行的通信方式，例如，一种自力推进的可移动物体(例如，无人飞行器(unmanned aerialvehicle, UAV))。在一些实施例中，所述可移动物体使用多种不同通信方法来传输数据至远程终端。本发明所提供的系统、方法和装置能够根据预先定义的切换规则在不同的通信方法之间进行自适应切换，来优化通信的速度、延迟时间、通信带宽、信号质量、和\或数据传输范围。应当可以理解，本发明不同方面的实施例能够独立存在、共同存在、或者相互结合。本发明描述的各种实施例可以适用于任何一些提及的特殊应用或者适用于任何类型的可移动物体。
[0044]例如，本发明可用于用于航拍的无人飞行器上。所述无人飞行器安装有一个图像传感器(例如摄像机)，用于获取图像数据。为了提供实时空中监控、视觉导航或者其它合适的应用，所述图像数据需要从无人飞行器传输至远程终端。现有的从无人飞行器发送图像数据的方法通常是使用直接或者点对点通信链路，其受限于相对较短距离的通信范围和视线要求。本发明提供的系统、方法和装置能够在多个通信链路之间相互切换来进行图像数据传输，所述通信链路包括直接通信链路和间接通信链路。所述间接通信链路比直接通信链路具有更长的通信距离，并且可在非视线范围内适用。因此，通过在不同的通信链路之间作自适应切换，即使在较长的通信距离或者视线受到干扰时都能够持续传输图像数据。
[0045]在一方面，本发明提供一种数据传输方法，包括如下一个或多个步骤。在本实施例中，所述数据传输方法包括:提供多个通信模块，每一个通信模块使用不同的通信方法来传输数据；在所述多个通信模块与远程终端之间建立多个对应于各自通信模块的同步通信链路；计算每个所述对应于各自通信模块的同步通信链路的一个或多个特性是否满足切换规则；根据所述切换规则从所述多个对应于各自通信模块的同步通信链路中选择至少一个用于传输数据；以及通过根据所述切换规则从所述多个对应于各自通信模块的同步通信链路中所选择的至少一个通信链路进行数据传输。
[0046]本发明所述通信模块能够搭载在可移动物体上，所述可移动物体能够与远程终端进行通信。例如，远程终端可以将控制数据传送到可移动物体上，而可移动物体收集的数据(例如监视数据)可以回传至所述远程终端。可移动物体中的每一个通信模块可以通过对应的通信链路与远程终端中一个对应的通信模块进行通信，每一个通信模块使用不同的通信方法进行通信。在一些实施例中，所述通信方法比其它数据传输具有更优化的通信性能，例如传输速度、通信带宽、通信延迟、通信范围、通信质量、通信成本以及其它特性。因此，当几个通信链路同时可用时，可以通过合适的切换规则选择一个或多个通信链路来提供最优化的数据传输。例如，执行计算来判断每一个同步通信链路的特性是否符合所述切换规则设置的数据传输标准。在一些例子中，所述通信方法不再适用当前的数据通信时，所述合适的切换规则可以用于侦测这种情况，以便选择另外一条通信链路。通过在多个通信链路之间做自适应切换，本发明能够提供无缝的数据传输来提高通信质量和通信稳定性。
[0047]在另外一个实施例中，本发明提供一种从可移动物体发送图像的方法，该方法包括:提供一个包括第一通信模块和第二通信模块的可移动物体，所述第一通信模块使用第一通信方法发送图像数据，所述第二通信模块使用不同于第一通信方法的第二通信方法发送图像数据；通过所述可移动物体获取图像数据；根据切换规则执行计算以选择第一通信模块或第二通信模块中的至少一个来发送图像数据；使用所述选择的第一通信模块或第二通信模块中的至少一个来发送所述图像数据。
[0048]在本实施例中，所述可移动物体具有如前述所述多个通信模块。根据需要，所述可移动物体可以包括一个或多个图像传感器(例如摄像机)。所述图像传感器用于产生图像数据，该图像数据包括可移动物体周围环境的照片或者视频。优选地，所述图像数据由独立于可移动物体提供的图像传感器(例如一个能够与可移动物体进行通信的图像设备中的图像传感器)来产生。所述可移动物体可以通过根据切换规则所选择的通信模块将图像数据传输到远程终端。因此，这种方法能够实现将可移动物体收集的图像数据进行无缝传输。
[0049]在另外一个实施例中，本发明提供了一种使用终端控制可移动物体的方法。该方法包括:提供终端，包括使用第一通信方法发送控制数据到可移动物体的第一通信模块和使用不同于第一通信方法的第二通信方法发送控制数据到可移动物体的第二通信模块；产生用于控制所述移动物体状态的控制数据；执行计算来根据切换规则以选择第一通信模块或第二通信模块中的至少一个用于发送控制数据；以及使用所述选择的第一通信模块或第二通信模块中的至少一个来发送所述控制数据。
[0050]所述终端和可移动物体已经如上所描述可适用于这个实施例。根据需要，所述终端可包括多个用于传输控制数据到可移动物体的通信模块。所述控制数据用于