用于自动更新汽车路线规划的方法与流程

本发明涉及车载无人机，更具体地，涉及利用车载无人机来自动更新汽车路线规划的方法和系统。

背景技术：

如今，随着导航技术的发展和成熟，人们在驾驶汽车时已习惯使用导航系统来规划路线以及提供实时指引。这类导航系统(诸如googlemap、here、tomtom、高德地图等等)通常基于数字地图和定位技术来工作。此外，对于目前仍处于开发和测试阶段的自动驾驶汽车而言，更是必须完全依赖于数字地图来进行定位和导航。汽车路线导航基于设定的路线起点和目的地，并且路线计算可基于不同的路线规划偏好来提供不同的路线供选择，例如，可以选择最短距离优先、最短时间优先或最少拥堵等等。对于自动驾驶汽车，还可以考虑路线对自动驾驶的适合程度，例如具有最短距离的路线可能包含不适合自动驾驶的路线。

另一方面，路线规划还可以基于动态的移动性信息，例如实时交通状况、局部危险警告等。当接收到这些信息后，导航系统可以重新规划路线。对于自动驾驶汽车，更有必要在驾驶过程中考虑这些信息并重新作出路线规划。然而，这些实时交通状况并不是真正“实时”的。

例如，在汽车按照导航系统规划的路线行驶在途中时，可能会遇到拥堵的情形。有些拥堵的情况已经被导航系统知晓，并且被显示在汽车102中的导航系统的界面上，例如以黄色、橙色、红色来分别表示轻微拥堵、一般拥堵、严重拥堵等。这类被导航系统所知晓的拥堵情况可能已经在规划路线时被考虑，或者可以导航系统会根据新知晓的拥堵情况提出路线规划更新建议。然而，实时发生的拥堵的情况有时并不能及时被导航系统知晓，因为导航系统通常依赖于城市公共路况系统的信息或者由用户报告的信息，而这些信息的反馈需要一定时间。因此，经常存在导航系统上显示为畅通的路段实际上通行缓慢，而拥堵的原因和严重程度对于司机或自动驾驶汽车是未知的。等到导航系统了解了最新发生的拥堵情况，可能已经为时已晚，例如汽车已经行驶在了封闭路段(高速公路、高架道路、单行道等等)而无法及时调整路线以选择当前最合适的路线。

技术实现要素：

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步的描述一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

针对以上问题，本发明提出了一种由无人机执行的用于自动更新汽车路线规划的方法，所述方法包括：响应于执行飞行任务的决定，从相关联的汽车上起飞；在执行所述飞行任务的过程中采集与当前汽车路线规划相关的道路的地面信息；以及将所采集的地面信息发送给所述汽车。

根据本发明的又一实施例，提供了一种由汽车执行的用于自动更新汽车路线规划的方法，所述方法包括：响应于由与所述汽车相关联的无人机执行飞行任务的决定，生成与执行所述飞行任务相关的飞行参数；将所述飞行参数发送给所述无人机；从所述无人机接收采集到的地面信息；对接收的地面信息进行处理以获取与当前汽车路线规划相关的道路的地面路况信息；以及基于所获取的地面路况信息更新路线规划。

根据本发明的又一实施例，提供了一种汽车，所述汽车包括：处理单元，所述处理单元被配置成响应于由与所述汽车相关联的无人机执行飞行任务的决定，生成与执行所述飞行任务相关的飞行参数；以及通信单元，所述通信单元被配置成：将所述飞行参数发送给所述无人机；以及从所述无人机接收采集到的地面信息；所述处理单元还被进一步配置成：对接收的地面信息进行处理以获取与当前汽车路线规划相关的道路的地面路况信息；以及基于所获取的地面路况信息更新路线规划。

通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。

附图说明

为了能详细地理解本发明的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本发明的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。

图1是是根据本发明的一个实施例的利用车载无人机来自动更新汽车路线规划的系统的示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的由汽车执行的利用车载无人机来自动更新汽车路线规划的方法的流程图。

图3是根据本发明的一个实施例的由无人机执行的利用车载无人机来自动更新汽车路线规划的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明，本发明的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。

根据本发明的一个实施例，提供了利用车载无人机来自动更新汽车路线规划的系统和方法。图1是根据本发明的一个实施例的利用车载无人机来自动更新汽车路线规划的系统的示意图。作为一个非限制性示例，本发明的路线规划更新系统100可包括汽车102和车载无人机104。

在汽车102处于拥堵中但并不知晓拥堵原因和拥堵程度的情况下，根据本发明的一个实施例，汽车102上的人员(例如，司机或乘客)可判断有必要让无人机起飞去探求前方道路拥堵情况。作为另一示例，汽车102也可以基于预设条件自动作出需要无人机起飞的决定。预设条件可包括但不限于：汽车已静止或缓慢行驶达一定时间，例如10分钟，并且此时导航系统仍未能通过现有手段知晓前方路况。

响应于手动或自动的执行飞行任务的决定，汽车102可指令车载无人机104起飞，由无人机104在目标区域上空飞行，并实时采集相关的地面信息。基于采集到的信息，汽车102可以分析得到前方路段的拥堵情况，并提供给汽车102的导航系统，导航系统可根据这一实时拥堵情况来更新规划路线。

无人机104可进一步包括用于与汽车102通信的通信模块106。通信模块106可支持各种通信技术，包括但不限于：4glte、wi-fi(2.4ghz、5.8ghz)、或者用无人机厂商自行研发的专用通信技术(诸如大疆的lightbridge)等等。

为了采集更新地图所需的相关信息，无人机104可进一步包括一个或多个传感器108。为了尽可能延长无人机的续航里程，无人机可仅装载分析地面拥堵情况所需要的传感器，以尽可能减轻无人机的重量。作为非限制性示例，传感器可包括以下传感器中的一个或多个：惯性测量单元、相机、红外测距仪、gps接收机、超声波雷达等等。当然，本领域技术人员能够理解，随着技术的发展，当无人机能够在满足续航要求的情况下携带更多负载时，无人机可以装置任何需要的传感器或其它组件以提供更多相关信息。

汽车102可进一步包括无人机起降平台。在非工作状态下，无人机104可停在汽车102的无人机起降平台上。作为一个示例，无人机起降平台可被安装在汽车的车顶上。作为另一示例，当汽车102是卡车(例如小型皮卡)时，无人机起降平台也可被安装在卡车的装货区。作为又一示例，当汽车102是两厢车或三厢车时，无人机起降平台也可被安装在后备箱中，在无人机起飞和降落时，后备箱可在汽车102的控制下自动开启。

汽车102还可进一步包括通信单元110和处理单元112。根据本发明的一个实施例，汽车的通信单元110用于与无人机104的通信。与无人机104的通信模块106相比，汽车102的通信单元110可支持相同或更多的通信技术，并且采用与无人机104的通信单元所采用的通信技术相同的通信技术来进行两者间的通信。

汽车102的处理单元112可被配置成控制无人机执行飞行任务以采集分析路面情况所需要的传感器数据。在一个实施例中，处理单元112可以是汽车102的车载控制系统的中央处理单元。替代地，处理单元112也可以被实现为一个独立的组件。作为又一实施例，处理单元112的部分或全部功能可由经由通信网络与汽车102通信地耦合的云端的服务器来执行。

在如上文中提到的，在想要利用车载无人机来探求尚未被导航系统所知晓的拥堵路况的情况下，汽车102的处理单元112可生成用于无人机104执行飞行任务的指令。以下结合附图2和3来进一步详细描述本发明的利用车载无人机来更新路线规划的过程。

图2是根据本发明的一个实施例的由汽车执行的利用车载无人机来自动更新汽车路线规划的方法200的流程图。方法300开始于步骤302，在步骤202，响应于由与汽车102相关联的无人机104执行飞行任务的决定，汽车102生成与执行飞行任务相关的飞行参数。如上文描述的，执行飞行任务的决定可由汽车102上的人员(例如，司机或乘客)手动地作出，或者可以由汽车102基于预设条件自动作出。

更具体地，根据本发明的一个实施例，飞行参数包括但不限于：飞行路线、飞行距离、飞行高度、飞行速度或者其它任何合适的与无人机执行飞行任务有关的参数。

作为一个示例，飞行路线可基于汽车102当前所行驶的由导航系统所规划的路线。例如，飞行路线可以以汽车102的当前位置为起点，沿当前行驶的规划路线向前飞行。

飞行距离可以是一个预设值，例如2km或者在无人机104的最大续航距离内的任何合适的值。另外，无人机的续航能力随着无人机的使用而变化，例如电池性能的劣化导致续航能力减弱。当预设值大于无人机当前的续航能力时，可以为无人机设定小于预设值的飞行距离值，例如设置为当前可续航距离的80％。当可设置的飞行距离小于一最小距离阈值时(例如不足500m)，则汽车102可以作出不执行飞行任务的决定。

飞行高度是另一项可被设定的参数。飞行高度的设定受地形的影响，例如所在区域有树木、路灯、建筑物、或其它可能的障碍物。因此，飞行高度可被设定为至少能够足以避免受到障碍物的影响。另一方面，合适的飞行高度有利于地面信息的采集。当飞行高度过低时，采集到的画面缺乏对地面概括的总体认识。然而，若飞行高度过高，也可能因传感器性能而导致细节的丢失，无法准确地识别地面的情况。此外，飞行高度还可以与飞行距离组合地设定。可以理解，当飞行高度较高时，因为具有良好的视野，因此无人机无需飞到目标区域的垂直上空即可判断地面情况。例如，如果需要判断汽车102所在位置前方2km的路况，则配合合适的飞行高度，无人机无需沿规划路线水平地飞行2km(例如，只需要水平飞行1.5km即足以判断地面情况)。此外，飞行距离、飞行高度也取决于规划路线的路线形状。例如，当前方2km的规划路线包含转弯时，飞行距离可能并不一定能够因飞行高度的提升而缩短。

在另一示例中，除了沿当前行驶的规划路线飞行外，飞行路线还可以包括与前方道路相交的道路。与当前规划路线类似的，在未知拥堵发生的情况下，这些周边道路是否受到拥堵影响对于导航系统而言也是未知的。因此，包含这些道路的飞行路线可以在确定规划路线的拥堵情况的同时，也了解周边道路的拥堵情况，从而为更新路线规划提供参考。在一次飞行中完成当前道路和周边道路的探测可提高无人机执行飞行任务的效率。当然，本领域技术人员可以理解，在周边道路上飞行多长距离可灵活设定。例如，可以仅在这些相交道路上飞行数十米，也可以仅仅是停在岔路口通过无人机镜头转向来进行简单查看。

飞行速度是另一个可被设定的参数。飞行速度除了会影响对无人机电池的消耗，主要是会影响传感器(例如相机)数据的清晰度。因此，可至少基于传感器的性能(诸如相机的快门速度)来设定合适的飞行速度，以避免过快的飞行所导致的拍摄画面模糊，同时也避免过慢导致额外的电量消耗以及较长的任务执行时间。另外，可以理解，飞行高度也对飞行速度产生影响，飞行高度越高，地面对象在无人机的传感器视野内的移动速度就越慢，同样可有效避免运动模糊。因此，飞行高度和飞行速度的设定可相互配合。

总得来说，在无人机104采集的传感器数据能够满足汽车102分析前方路况的要求的情况下，可采用最有利于节省无人机电池电量消耗的方式来设定各飞行参数，以及无人机的传感器参数。

在无人机的飞行参数被生成之后，在步骤204，飞行参数可经由汽车102的通信单元110发送给无人机104。

图3是根据本发明的一个实施例的由无人机执行的利用车载无人机来自动更新汽车路线规划的方法300的流程图。方法300开始于步骤302，在步骤202，响应于执行飞行任务的决定，无人机104可从相关联的汽车102的无人机起降平台起飞。执行飞行任务的决定与由汽车102确定的飞行参数一起被发送给无人机104。无人机104随后基于收到的指令中所包含的各项与执行飞行任务有关的信息，从汽车102的无人机起降平台上起飞，并沿着所确定的飞行路线以所确定的飞行高度和飞行速度执行飞行任务。

接着，在步骤304，在执行飞行任务的过程中，无人机104可采集与当前汽车路径规划相关的道路的地面信息。在一个实施例中，无人机104所采集的地面信息包括但不限于道路的图像、音频、以及视频。之后，在步骤306，无人机104可将所采集的地面信息经由通信模块106发送给汽车102。在完成飞行任务之后，无人机104可返回汽车102的无人机起降平台。

回到图2，在步骤206，汽车102可经由通信单元110从无人机104接收其采集到的地面信息。随后，在步骤208，汽车102可对接收的地面信息进行处理以获取与当前汽车路径规划相关的道路的地面路况信息。所述地面路况信息包括但不限于：道路拥堵原因；道路拥堵长度；以及拥堵道路上的车流速度。对于无人机采集到的传感器数据的处理可采用现有技术中已知的各种图像、视频识别技术。例如，可通过图像识别技术标识出道路中的交通事故、路政施工等事件，作为道路拥堵原因；通过无人机位置、高度等参数来计算道路拥堵长度；通过视频分析技术能够检测道路上的车流速度等等。

在步骤210，基于所获取的地面路况信息更新路线规划。根据本发明的一个实施例，通过分析获得的诸如道路拥堵原因、道路拥堵长度、以及拥堵道路上的车流速度等信息可以被提交给汽车102上的导航系统，导航系统基于这些实时信息，可以基于用户偏好重新规划路线。可选地，分析得到的实时信息还可被报告给远端的服务器或附近的其它车辆。

可选地，方法200还可包括根据所获取的地面路况信息调整飞行参数。根据一个示例，无人机104采集到的信息可实时传送回汽车102。汽车102可基于这些信息即时地进行分析。基于得出的分析结论，汽车102可调整无人机104的飞行参数。例如，无人机104最初被设定为飞到前方2km处再返航，但是当汽车102分析无人机104传回的数据后发现拥堵长度为1km，则汽车102可调整无人机104的飞行参数，指令其立即返航，从而节省无人机的电量消耗。另外，在无人机104飞行过程中，汽车102可能仍会缓慢前行。因此，无人机104返回后降落的位置随汽车102的实时位置而改变，这同样由汽车102不断地发送指令给无人机104来调整。

以上描述了本发明的利用车载无人机来更新路线规划的方法和系统的非限制性实施方式。通过所描述的方法和系统，能够及时了解最新的路况信息，使导航系统及时更新路线规划。

以上所已经描述的内容包括所要求保护主题的各方面的示例。当然，出于描绘所要求保护主题的目的而描述每一个可以想到的组件或方法的组合是不可能的，但本领域内的普通技术人员应该认识到，所要求保护主题的许多进一步的组合和排列都是可能的。从而，所公开的主题旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有这样的变更、修改和变化。