用于控制无人飞行器的系统及其方法与流程

用于控制无人飞行器的系统及其方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年9月16日提交的韩国专利申请第10-2020-0119044号的优先权，其全部内容出于所有目的通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种用于控制无人飞行器的系统及其方法，并且更具体地，涉及一种能够在车辆的行驶路径内的阴影区域中提供平稳的通信环境的用于控制无人飞行器的系统及其方法。


背景技术：

4.已经开发了高级驾驶员辅助系统(adas)以自动化、自适应和改进车辆系统，以实现安全和更好的驾驶。
5.安全功能被设计为通过提供警告驾驶员潜在的问题、实施保护装置或通过车辆的控制防止碰撞的技术来防止碰撞和事故。
6.自适应功能可以提供自动照明，提供自适应巡航控制，自动制动，集成gps/交通警告，连接至智能电话，并且警告驾驶员其他车辆或危险对象，使驾驶员保持在正确的车道中或显示什么在盲点中。
7.然而，当车辆以上述方式行使时，难以识别和避免诸如行人突然出现在盲点中的危险情况，并且需要昂贵的车载设备和道路设施，使得通常难以商业化。
8.因此，需要开发一种在车辆行驶的同时即使没有昂贵的设备也被配置为用于识别并且避免各种危险情况的车辆行驶系统。
9.包括在该背景部分中的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，并且不可以被视为是该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的暗示。


技术实现要素：

10.本发明的各个方面涉及提供一种用于控制无人飞行器的系统及其方法，该系统被配置为当车辆在路径上行驶时、当行驶路径上存在阴影区域时在控制中心、无人飞行器以及车辆之间提供平稳的通信环境。
11.本发明构思要解决的技术问题不限于前述问题，并且本发明的各个示例性实施方式所属领域的技术人员将从以下描述中清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。
12.根据本发明的各个方面，用于控制无人飞行器的系统包括：远程信息处理服务器，该远程信息处理服务器从车辆接收出发点和目的地；将与出发点和目的地之间的阴影区域有关的信息发送至无人飞行器，以控制无人飞行器测量阴影区域中的每个海拔的通信灵敏度；基于通过无人飞行器测量的阴影区域中的每个海拔的通信灵敏度来确定阴影区域中具有相对高的通信灵敏度的最佳海拔路径；并且当车辆穿过阴影区域时，控制无人飞行器在沿着最佳海拔路径飞行的同时辅助车辆的通信功能。
13.根据本发明的各个方面，提供一种用于控制无人飞行器的系统，其中，该无人飞行器从远程信息处理服务器接收与基于车辆的出发点和目的地的阴影区域有关的信息，以测量阴影区域中的每个海拔的通信灵敏度；在将阴影区域中的每个海拔的通信灵敏度发送至远程信息处理服务器之后，从远程信息处理服务器接收阴影区域中具有相对高的通信灵敏度的最佳海拔路径；并且当车辆穿过阴影区域时，在沿着最佳海拔路径飞行的同时辅助车辆的通信功能。
14.远程信息处理服务器可以选择阴影区域的一侧上的最外点作为阴影起始点；选择阴影区域的相对侧上的最外点作为阴影结束点；控制无人飞行器在无人飞行器从阴影起始点飞行至阴影结束点的同时，通过与阴影区域周围的无线通信基站通信来测量通信灵敏度；并且通过接收通过无人飞行器测量的通信灵敏度来确定最佳海拔路径。
15.远程信息处理服务器可以：当车辆到达阴影区域的时间晚于无人飞行器完成通信灵敏度的测量的时间时，选择从阴影起始点至阴影结束点的多个海拔，以在无人飞行器飞行的同时控制无人飞行器正常测量每个海拔的通信灵敏度；并且当车辆到达阴影区域的时间早于无人飞行器完成通信灵敏度的测量的时间时，选择从阴影起始点至阴影结束点的小于正常测量的预定数量的多个海拔，以在无人飞行器飞行的同时控制无人飞行器测量所选择的多个海拔中的每个海拔的通信灵敏度。
16.无人飞行器可以包括：通信装置，执行远程信息处理服务器与车辆之间的通信；传感器，通过与阴影区域周围的无线通信基站通信来测量通信灵敏度；以及飞行控制器，被配置为控制阴影区域中的飞行。
17.无人飞行器可以在从阴影起始点至阴影结束点沿着车辆的行驶路径往复运动的同时，识别最低海拔、最高海拔以及作为最低海拔与最高海拔之间的中间高度的中间海拔；并且在沿着行驶路径以最低海拔、中间海拔或最高海拔进行单向飞行的同时测量通信灵敏度。
18.当车辆到达阴影区域时，基于车辆从阴影起始点至阴影结束点的行驶距离，无人飞行器可以在以最低海拔、中间海拔或最高海拔飞行的同时充当车辆与无线通信基站之间的无线中继器。
19.根据本发明的又一方面，控制无人飞行器的方法包括：从车辆接收出发点和目的地；将与出发点和目的地之间的阴影区域有关的信息发送至无人飞行器，以控制无人飞行器测量阴影区域中的每个海拔的通信灵敏度；基于通过无人飞行器测量的阴影区域中的每个海拔的通信灵敏度来确定阴影区域中具有相对高的通信灵敏度的最佳海拔路径；并且当车辆穿过阴影区域时，控制无人飞行器在无人飞行器沿着最佳海拔路径飞行的同时辅助车辆的通信功能。
20.根据本发明的又一方面，控制无人飞行器的方法包括：从远程信息处理服务器接收与基于车辆的出发点和目的地的阴影区域有关的信息，以测量阴影区域中的每个海拔的通信灵敏度；在将阴影区域的每个海拔的通信灵敏度发送至远程信息处理服务器之后，从远程信息处理服务器接收阴影区域中具有相对高的通信灵敏度的最佳海拔路径；并且当车辆穿过阴影区域时，在沿着最佳海拔路径飞行的同时辅助车辆的通信功能。
21.该方法可以进一步包括：由远程信息处理服务器选择阴影区域的一侧上的最外点作为阴影起始点，并且选择阴影区域的相对侧上的最外点作为阴影结束点；由远程信息处
理服务器控制无人飞行器在无人飞行器从阴影起始点飞行至阴影结束点的同时，通过与阴影区域周围的无线通信基站通信来测量通信灵敏度；并且由远程信息处理服务器通过接收通过无人飞行器测量的通信灵敏度来确定最佳海拔路径。
22.该方法可以进一步包括：由远程信息处理服务器比较无人飞行器完成通信灵敏度的测量的时间与车辆到达阴影区域的时间；当车辆到达阴影区域的时间晚于无人飞行器完成通信灵敏度的测量的时间时，由远程信息处理服务器选择从阴影起始点至阴影结束点的多个海拔，以在无人飞行器飞行的同时控制无人飞行器正常测量每个海拔的通信灵敏度；并且当车辆到达阴影区域的时间早于无人飞行器完成通信灵敏度的测量的时间时，由远程信息处理服务器选择从阴影起始点至阴影结束点的小于正常测量的预定数量的多个海拔，以在无人飞行器飞行的同时控制无人飞行器测量所选择的多个海拔中的每个海拔的通信灵敏度。
23.该方法可以进一步包括：在从阴影起始点至阴影结束点沿着车辆的行驶路径往复运动的同时，由无人飞行器识别最低海拔、最高海拔以及作为最低海拔与最高海拔之间的中间高度的中间海拔；并且由无人飞行器在沿着行驶路径以最低海拔、中间海拔或最高海拔进行单向飞行的同时测量通信灵敏度。
24.该方法可以进一步包括：当车辆到达阴影区域时，基于车辆从阴影起始点至阴影结束点的行驶距离，在以最低海拔、中间海拔或最高海拔飞行的同时，由无人飞行器充当车辆与无线通信基站之间的无线中继器。
25.本发明的方法和设备具有其他特征和优点，这些特征和优点将从结合在本文的所附附图和以下详细描述中显而易见或更详细地阐述，所附附图和以下详细描述一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
26.图1和图2是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的用于控制无人飞行器的系统的示例性示图；
27.图3、图4和图5是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的通过形成用于控制无人飞行器的系统的无人飞行器测量阴影区域的过程的示图；以及
28.图6和图7是示出根据本发明的各个示例性实施方式的控制无人飞行器的方法的流程图。
29.可以理解，所附附图不必按比例绘制，呈现了说明本发明的基本原理的各个特征的略微简化的表示。本文所包括的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方位、位置和形状)将部分地由特别预期的应用和使用环境确定。
30.在附图中，贯穿附图的若干附图，参考数字是指本发明中的相同或等效部分。
具体实施方式
31.现在将详细参考本发明的各个实施方式，其示例在所附附图中示出并且在下面描述。尽管将结合本发明的示例性实施方式描述本发明，但是应当理解，本描述并不旨在将本发明限于那些示例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方式，而且还覆盖可以包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、
等同物和其他实施方式。
32.在下文中，将参考示例性附图详细描述本发明的各个示例性实施方式。在将参考数字添加至每个附图的组件时，应注意，即使相同或等效的组件在其他附图上显示，也由相同的数字表示。此外，在描述本发明的示例性实施方式时，将排除对公知特征或功能的详细描述，以免不必要地模糊本发明的要旨。
33.在描述根据本发明的各个示例性实施方式的示例性实施方式的组件时，可以使用诸如第一、第二、“a”、“b”、(a)、(b)等的术语。这些术语仅旨在区分一个组件与另一组件，并且术语并不限制组成组件的性质、顺序或次序。除非另有定义，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语或科技术语)具有与本发明的各个示例性实施方式所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。通常使用字典中所定义的这样的术语应被解释为具有与相关技术领域中的上下文含义等同的含义，并且不应被解释为具有理想的或过于正式的含义，除非本技术中明确定义为具有这样的含义。
34.在下文中，将参考图1、图2、图3、图4以及图5详细描述本发明的实施方式。
35.图1和图2是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的用于控制无人飞行器的系统的示例性示图。图3、图4和图5是示例性地示出根据本发明的各个示例性实施方式的通过形成用于控制无人飞行器的系统的无人飞行器测量阴影区域的过程的示图。
36.参考图1，根据本发明的各个示例性实施方式的用于控制无人飞行器的系统可以包括车辆100、无人飞行器(uav)300以及远程信息处理服务器500。
37.车辆100可以包括导航装置、传感器以及通信装置。
38.车辆100的驾驶员可以通过导航装置输入目的地信息，通过传感器获得与车辆100有关的状态信息、与车辆100有关的周围情况信息等，并且通过通信装置将出发信息、目的地信息、状态信息、周围情况信息等发送至无人飞行器300和远程信息处理服务器500。
39.当从车辆100接收出发信息、目的地信息、状态信息、周围情况信息等时，远程信息处理服务器500可以基于存储在独立数据库中的地图信息生成车辆100的出发点与目的地之间的路径信息，并且可以确定路径上的阴影区域“b”。
40.路径信息可以包括诸如存在于出发点与目的地之间的隧道、立交桥、地下通道、障碍物、上坡路、下坡路、连接道路的入口和出口、道路的曲率等的信息、距离信息等。
41.与阴影区域“b”有关的信息可以包括通信的发送/接收灵敏度相对低的诸如路径内的多路径区段、衰落区段(fading section)等的区段。
42.远程信息处理服务器500可以将出发点与目的地之间的路径信息和阴影区域“b”信息分别发送至车辆100和无人飞行器300，并且可以将用于允许无人飞行器300在阴影区域“b”中飞行的同时测量阴影区域“b”中的每个海拔的通信灵敏度的控制命令提供至无人飞行器300。
43.无人飞行器300可以包括通信装置310、传感器330、飞行控制器350以及控制器370。
44.被配置为用于执行远程信息处理服务器500与车辆100之间的通信的通信装置310可以从车辆100接收当前位置等，并且从远程信息处理服务器500接收车辆100的出发点和目的地、路径信息、阴影区域“b”信息等。
45.传感器330可以通过与车辆100的出发点和目的地之间的路径上的阴影区域“b”周
围的无线通信基站通信来测量阴影区域“b”中的每个海拔的通信灵敏度。
46.飞行控制器350可以对应于从远程信息处理服务器500提供的控制命令控制允许无人飞行器300飞行的各个装置。
47.控制器370可以从远程信息处理服务器500接收飞行路径信息，通过飞行控制器350控制飞行，并且通过传感器330控制测量通信灵敏度。
48.无人飞行器300可以是包括旋翼飞行器的诸如被配置为用于执行垂直起飞和降落以及飞行的双旋翼飞行器、三旋翼飞行器、四旋翼飞行器、八旋翼飞行器等的多旋翼飞行器。无人飞行器300不限于上述旋翼飞行器，并且可以包括各种无人飞行装置。
49.参考图3，远程信息处理服务器500可以选择阴影区域“b”中的一个最外点作为阴影起始点“s”，并且可以选择阴影区域“b”中的相对最外点作为阴影结束点“d”。
50.阴影起始点“s”可以是接近车辆100的出发点的点，并且阴影结束点“d”可以是接近车辆100的目的地的点。
51.远程信息处理服务器500可以基于从阴影起始点“s”至阴影结束点“d”的路径距离、无人飞行器300的最大速度等确定无人飞行器300测量阴影区域“b”中的通信灵敏度所需的时间。
52.当车辆100从出发点出发并且到达阴影区域“b”时的估计到达时间晚于完成阴影区域“b”的通信灵敏度的测量时的估计完成时间时，即，预期能够在车辆100到达阴影区域“b”之前通过无人飞行器300完成阴影区域“b”的通信灵敏度的测量，远程信息处理服务器500可以控制无人飞行器300执行正常测量。
53.参考图4，在正常测量中，无人飞行器300可以在预先沿着车辆100的行驶路径从阴影起始点“s”至阴影结束点“d”来回飞行的同时，收集与飞行路径有关的信息，诸如最低可飞行海拔、最高可飞行海拔等。
54.在收集与阴影区域“b”中的飞行路径有关的信息之后，无人飞行器300可以在通过将海拔值从最低海拔改变到最高海拔来沿着车辆100的行驶路径从阴影起始点“s”至阴影结束点“d”来回飞行的同时，基于附近的无线通信基站和视线(los)来测量诸如信噪比(snr)的通信灵敏度。
55.例如，当最低海拔是300米并且最高海拔是400米时，无人飞行器300可以在从阴影起始点“s”朝向阴影结束点“d”以300米的海拔进行单向飞行的同时测量主要通信灵敏度t1，在从阴影结束点“d”至阴影起始点“s”以350米的海拔(即，中间海拔)进行单向飞行的同时测量次要通信灵敏度t2，并且在从阴影起始点“s”朝向阴影结束点“d”以400米的海拔进行单向飞行的同时测量第三通信灵敏度t3。
56.无人飞行器300可以将在阴影区域“b”中测量的通信灵敏度信息发送至远程信息处理服务器500，并且远程信息处理服务器500可以基于从无人飞行器300接收的通信灵敏度信息来确定阴影区域“b”中的最佳海拔路径“t”。
57.最佳海拔路径“t”可以表示根据阴影起始点“s”与阴影结束点“d”之间的车辆100的行驶路径中的距离具有相对高的通信灵敏度的飞行海拔。
58.例如，参考图5，可以理解，在第一区段s1中，在400米的高度处通信灵敏度相对高，在第二区段s2中，在350米的高度处通信灵敏度相对高，在第三区段s3中，在400米的高度处通信灵敏度相对高，并且在第四区段s4中，在300米的高度处通信灵敏度相对高。
59.远程信息处理服务器500可以将所确定的最佳海拔路径“t”发送至无人飞行器300。
60.无人飞行器300可以从远程信息处理服务器500接收最佳海拔路径“t”。当车辆100到达阴影区域“b”时，无人飞行器300可以在与车辆100一起从阴影起始点“s”移动至阴影结束点“d”并且基于车辆100的行驶距离沿着最佳海拔路径“t”飞行的同时执行车辆100与无线通信基站之间的无线中继器的功能。
61.即，当车辆100在第一区段s1中行驶时，无人飞行器300可以在以400米的高度飞行的同时执行无线中继器的功能。当车辆100在第二区段s2中行驶时，无人飞行器300可以在以350米的高度飞行的同时执行无线中继器的功能。当车辆100在第三区段s3中行驶时，无人飞行器300可以在以400米的高度飞行的同时执行无线中继器的功能。当车辆100在第四区段s4中行驶时，无人飞行器300可以在以300米的高度飞行的同时执行无线中继器的功能。
62.同时，当车辆100从出发点出发并且到达阴影区域“b”时的估计到达时间早于完成阴影区域“b”的通信灵敏度的测量时的估计完成时间时，即，预期车辆100在通过无人飞行器300完成阴影区域“b”的通信灵敏度的测量之前到达阴影区域“b”，远程信息处理服务器500可以控制无人飞行器300执行缩短的测量。
63.在缩短的测量中，测量的数量可以选择为小于从阴影起始点“s”至阴影结束点“d”的正常海拔测量的数量，使得通过允许无人飞行器300在每个海拔飞行的同时测量通信灵敏度来缩短测量完成时间。
64.例如，在正常测量中，在以最低海拔、中间海拔和最高海拔中的每个海拔飞行的同时测量通信灵敏度，在缩短的测量中，在飞行的同时，可以从最低海拔、中间海拔或最高海拔中选择一个或两个海拔来测量通信灵敏度，从而缩短测量完成时间。因此，在车辆100到达阴影区域“b”之前，可以完成阴影区域“b”中的通信灵敏度的测量。
65.在下文中，将参考图6和图7详细描述根据本发明的各个示例性实施方式的控制无人飞行器的方法。
66.图6和图7是示出根据本发明的各个示例性实施方式的控制无人飞行器的方法的流程图。
67.在下文中，假设图1的用于控制无人飞行器的系统执行图6和图7的过程。
68.首先，在s101中，远程信息处理服务器500可以从车辆100接收出发点、中途停留点和目的地。
69.因此，在s102中，远程信息处理服务器500可以将出发点与目的地之间的路径信息和阴影区域“b”信息发送至无人飞行器300。在s103中，远程信息处理服务器500可以选择阴影区域“b”的一侧上的最外点作为阴影起始点“s”，并且选择阴影区域“b”的相对侧上的最外点作为阴影结束点“d”。
70.因此，在s104中，无人飞行器300可以确定完成阴影区域“b”中的通信灵敏度的测量所需的时间。
71.因此，在s105中，可以将无人飞行器300完成通信灵敏度的测量时的估计完成时间与车辆100到达阴影区域“b”时的估计到达时间进行比较。在s106中，当车辆100到达阴影区域“b”时的估计到达时间晚于无人飞行器300完成通信灵敏度的测量时的估计完成时间时，
可以从阴影起始点“s”至阴影结束点“d”选择多个海拔，并且控制无人飞行器在每个海拔飞行的同时正常测量通信灵敏度。
72.无人飞行器300在s201中从远程信息处理服务器500接收基于车辆100的出发点和目的地的路径信息和阴影区域“b”信息，并且在s202中，接收阴影起始点“s”和阴影结束点“d”。
73.在s203中，无人飞行器300可以在从阴影起始点“s”至阴影结束点“d”飞行的同时通过与阴影区域“b”周围的无线通信基站通信接收正常测量通信灵敏度的控制命令，在s204中，无人飞行器300可以执行正常测量，在s206中，无人飞行器300可以正常测量阴影区域“b”中的每个海拔的通信灵敏度，并且在s207中，无人飞行器300可以将在阴影区域“b”中测量的值发送至远程信息处理服务器500。
74.因此，在s109中，远程信息处理服务器500可以基于在s108中通过无人飞行器300发送的阴影区域“b”中的每个海拔的通信灵敏度来确定阴影区域“b”中的通信灵敏度相对高的最佳海拔路径“t”。
75.在s208中，无人飞行器300可以从远程信息处理服务器500接收最佳海拔路径“t”。在s209中，当车辆100穿过阴影区域“b”时，在s210中，无人飞行器300可以在沿着最佳海拔路径“t”飞行的同时辅助车辆100的通信功能。
76.同时，在s105中，当车辆100到达阴影区域“b”时的估计到达时间早于无人飞行器300完成通信灵敏度的测量时的估计完成时间时，在s107中，可以从阴影起始点“s”至阴影结束点“d”选择小于正常测量的数量的多个海拔，并且在s205中，可以控制无人飞行器300在每个海拔飞行的同时测量所选择的多个海拔中的每个海拔的通信灵敏度，从而执行缩短的测量。
77.如上所述，根据本发明的各个示例性实施方式，当沿着车辆行驶的行驶路径上存在阴影区域时，可以在控制中心、无人飞行器以及车辆之间提供平稳的通信环境。此外，在没有配置用于无人飞行器的独立导航装置的情况下，可以自动操作无人飞行器，并且可以通过无人飞行器覆盖由于阴影区域而无法进行车辆通信的区域。
78.此外，因为通过使用无人飞行器飞行环境(离地面300m以上)可以容易地确保与附近的无线通信基站的视线(los)，周围的通信干扰和障碍物较少，并且无人飞行器可以在空中在与车辆保持指定距离的同时飞行，因此可以提供比周围基础设施更有利于无线通信的环境。
79.当沿着车辆行驶的行驶路径上存在阴影区域时，本技术可以在控制中心、无人飞行器以及车辆之间提供平稳的通信环境。
80.此外，可以提供通过本发明直接或间接理解的各种效果。
81.以上描述是本发明的技术精神的简单示例，并且在不脱离本发明的基本特征的情况下，本发明的各个示例性实施方式所属领域的技术人员可以对本发明进行各种修正和修改。
82.为了便于在所附权利要求中进行解释和准确定义，术语“在
…
上部”、“在
…
下部”、“内”、“外”、“在
…
上”、“在
…
下”、“向上”、“向下”、“前面”、“后面”、“背面”、“在
…
里面”、“在
…
外面”、“向内”、“向外”、“在
…
内部”、“在
…
外部”、“内部”、“外部”、“向前”以及“向后”用于参考附图中所显示的这样的特征的位置来描述示例性实施方式的特征。将进一步理
解，术语“连接”或其派生词是指直接连接和间接连接两者。
83.出于说明和描述的目的，已经呈现了本发明的具体示例性实施方式的前述描述。它们并不旨在是穷尽的或将本发明限于所公开的精确形式，并且鉴于以上教导，显而易见许多修改和变化是可能的。选择并描述示例性实施方式以解释本发明的特定原理及其实际应用，以使得本领域技术人员能够做出并且利用本发明的各个示例性实施方式及其各种替代和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。