具有高度控制和风数据的气球的相对定位制造技术

气球的通信网络(例如高空气球的网状网络)中的气球的位置可被相对于彼此调整以便尝试维持期望的网络拓扑。在一种方案中，可以相对于一个或多个邻居气球来调整每个气球的位置。例如，可以确定目标气球和一个或多个邻居气球的位置。随后可以基于相对于目标气球的位置的一个或多个邻居气球的位置来确定目标气球的期望移动。可以基于期望移动来控制目标气球。在一些实施例中，可以控制目标气球的高度以便将目标气球暴露于能够产生目标气球的期望移动的环境风。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高度控制和风数据的气球的相对定位
技术介绍
除非本文另有指示，否则本部分中描述的材料并不是本申请中的权利要求的现有技术，并且并不因为被包括在本部分中就被承认为是现有技术。诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话和无数类型的具备联网能力的设备之类的计算设备在现代生活的许多方面中正越来越普遍。这样，对于经由因特网、蜂窝数据网络和其它这种网络的数据连通性的需求正在增长。然而，在世界的许多区域中，数据连通性仍是不可得的，或者如果可得，则是不可靠的和/或成本高昂的。因此，期望有额外的网络基础设施。
技术实现思路
在第一方面中，提供了一种方法。该方法包括确定目标气球的位置并且确定相对于目标气球的位置的一个或多个邻居气球的位置。目标气球包括可操作用于与一个或多个邻居气球中的至少一个的数据通信的通信系统。该方法还包括基于相对于目标气球的位置的一个或多个邻居气球的位置来确定目标气球的期望移动，并且基于目标气球的期望移动来控制目标气球。在第二方面中，提供了一种非暂态计算机可读介质。该非暂态计算机可读介质中存储有指令，所述指令可被计算设备运行来使得该计算设备执行功能。所述功能包括：(a)确定目标气球的位置；(b)确定相对于目标气球的位置的一个或多个邻居气球的位置；(c)基于相对于目标气球的位置的一个或多个邻居气球的位置来确定目标气球的期望移动；以及(d)基于目标气球的期望移动来控制目标气球。在第三方面中，提供了一种气球。该气球包括可操作用于与气球的网状网络中的一个或多个其它气球的数据通信。该气球还包括耦合到通信系统的控制器。该控制器被配置为：(a)确定气球的位置；(b)确定相对于气球的位置的一个或多个邻居气球的位置，其中一个或多个邻居气球在气球的网状网络中；以及(c)基于相对于气球的位置的一个或多个邻居气球的位置来确定气球的期望移动。在第四方面中，提供了一种方法。该方法包括对于高空气球网络中的给定气球识别多个优度因素，并且对于给定气球确定多个优度得分。每个优度得分与多个优度因素中的相应优度因素相关。该方法还包括确定作为给定气球的多个优度得分的函数的给定气球的当前总体优度。该方法还包括识别给定气球能够采取的多个动作，并且对于每个动作，确定由该动作导致的相应总体优度。此外，该方法包括从多个动作之中选择导致了高于当前总体优度的总体优度的动作，并且控制给定气球进行所选动作。在第五方面中，提供了一种非暂态计算机可读介质。该非暂态计算机可读介质中存储有指令，所述指令可被计算设备运行来使得该计算设备执行功能。所述功能包括：(a)对于高空气球网络中的给定气球识别多个优度因素；(b)对于给定气球确定多个优度得分，其中每个优度得分与多个优度因素中的相应优度因素相关；(c)确定作为给定气球的多个优度得分的函数的给定气球的当前总体优度；(d)识别给定气球能够采取的多个动作；(e)对于每个动作，确定由该动作导致的相应总体优度；(f)从多个动作之中选择导致了高于所述当前总体优度的总体优度的动作；以及(g)控制给定气球进行所选动作。本领域普通技术人员通过阅读以下详细描述并在适当时参考附图，将清楚这些以及其它方面、优点和替换。附图说明图1是根据示例实施例图示出气球网络的简化框图。图2是根据示例实施例图示出气球网络控制系统的框图。图3是根据示例实施例图示出高空气球的简化框图。图4是根据示例实施例图示出包括超节点和子节点的气球网络的简化框图。图5根据示例实施例图示出基于四个邻居气球的位置来确定目标气球的期望移动的场景。图6是根据示例实施例图示出方法的流程图。具体实施方式本文描述了示例方法和系统。本文描述的任何示例实施例或特征不一定要被理解为比其它实施例或特征更优选或有利。本文描述的示例实施例不欲进行限定。将容易理解，所公开的系统和方法的某些方面可按许多种不同的配置来布置和组合，所有这些在本文都被设想到。另外，附图中示出的特定布置不应当被视为限制性的。应当理解，其它实施例可包括更多或更少的给定附图中所示的每种元素。另外，图示的元素中的一些可被组合或省略。此外，示例实施例可包括附图中没有图示的元素。1.概述示例实施例帮助提供了包括多个气球(balloon)的数据网络；例如，由部署在平流层(stratosphere)中的高空气球(high-altitudeballoon)形成的网状网络(meshnetwork)。因为平流层中的风可以以差动的方式影响气球的位置，所以示例网络中的每个气球可被配置为通过调整其垂直位置(即，高度)来改变其水平位置。例如，通过调整其高度，气球可能够找到将把它水平地(例如在纬度上和/或经度上)运载到期望的水平位置的风。另外，在示例气球网络中，气球可利用自由空间光通信来与彼此通信。例如，气球可被配置用于使用超亮LED(也可称为“高功率”或“高输出”LED)的光通信。在一些场合中，取代LED或者除了LED之外可以使用激光器，虽然对于激光通信的规章可限制激光器的使用。此外，气球可利用射频(radio-frequency，RF)通信与(一个或多个)陆基台站(ground-basedstation)通信。在一些实施例中，高空气球网络可以是同质的。也就是说，高空气球网络中的气球可以按一种或多种方式与彼此基本相似。更具体而言，在同质高空气球网络中，每个气球被配置为经由自由空间光链路与一个或多个其它气球通信。另外，这种网络中的气球中的一些或全部可额外地被配置为利用RF和/或光通信与(一个或多个)陆基台站和/或基于卫星的台站通信。从而，在一些实施例中，气球就每个气球被配置用于与其它气球的自由空间光通信而言可以是同质的，但对于与陆基台站的RF通信则是异质的。在其它实施例中，高空气球网络可以是异质的，从而可包括两种或更多种不同类型的气球。例如，异质网络中的一些气球可被配置为超节点(super-node)，而其它气球可被配置为子节点(sub-node)。还有可能异质网络中的一些气球可被配置为既充当超节点又充当子节点。这种气球在特定的时间可充当超节点或者子节点，或者，可替换地，取决于情境可同时用作这两者。例如，示例气球可聚集第一类型的搜索请求以发送到陆基台站。示例气球还可将第二类型的搜索请求发送到另一气球，该另一气球在那个情境下可用作超节点。另外，在示例实施例中可以是超节点的一些气球可被配置为经由光链路与陆基台站和/或卫星通信。在示例配置中，超节点气球可被配置为经由自由空间光链路与附近的超节点气球通信。然而，子节点气球可不被配置用于自由空间光通信，而是可被配置用于某种其它类型的通信，例如RF通信。在那种情况下，超节点还可被配置为利用RF通信与子节点通信。从而，子节点可利用RF通信在超节点与一个或多个陆基台站之间中继通信。这样，超节点可以总体上充当气球网络的回程(backhaul)，而子节点起到将通信从超节点中继到陆基台站的功能。在异质气球网络中的气球之间可存在其它差异。本公开描述了一般可操作来基于相对于目标气球的位置的一个或多个邻居气球的位置来确定目标气球的期望移动并且基于期望移动来控制目标气球的装置、方法和计算机可读介质可运行的功能的各种示例实施例。在一些实施例中，可以定义势能函数，该势能函数根据一个或多个邻居气球的位置和目标气球的位置来向目标气球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：确定目标气球的位置；确定相对于所述目标气球的所确定位置的一个或多个邻居气球的位置，其中所述目标气球包括可操作用于与所述一个或多个邻居气球中的至少一个的数据通信的通信系统；基于相对于所述目标气球的所确定位置的所述一个或多个邻居气球的所确定位置来确定所述目标气球的期望移动；以及基于所述目标气球的期望移动来控制所述目标气球。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.09 US 13/346,6371.一种控制目标气球的方法，包括：确定目标气球的位置；确定相对于所述目标气球的所确定位置的一个或多个邻居气球的位置，其中所述目标气球包括可操作用于与所述一个或多个邻居气球中的至少一个的数据通信的通信系统；基于相对于所述目标气球的所确定位置的所述一个或多个邻居气球的所确定位置来确定所述目标气球的期望移动，其中，所述目标气球的期望移动包括所述目标气球的期望水平移动；以及基于所述目标气球的期望移动来控制所述目标气球，其中，基于所述目标气球的期望移动来控制所述目标气球包括基于所述目标气球的期望水平移动来控制所述目标气球的高度。2.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述目标气球的期望水平移动来控制所述目标气球的高度包括：确定所述目标气球的期望水平移动能够通过使所述目标气球暴露于已知速度的环境风来实现；确定在已知高度可得到所述已知速度的环境风；以及调整所述目标气球的高度以达到所述已知高度。3.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标气球和一个或多个邻居气球是高空气球。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标气球和一个或多个邻居气球是气球的网状网络的一部分。5.如权利要求4所述的方法，还包括：识别所述一个或多个邻居气球。6.如权利要求5所述的方法，其中，识别所述一个或多个邻居气球包括将所述网状网络中的预定数目的最近气球识别为所述一个或多个邻居气球。7.如权利要求5所述的方法，其中，识别所述一个或多个邻居气球包括将所述网状网络中的在离所述目标气球的预定距离内的任何气球识别为所述一个或多个邻居气球。8.如权利要求5所述的方法，其中，识别所述一个或多个邻居气球包括将所述网状网络中的在所述目标气球的通信系统的通信范围内的任何气球识别为所述一个或多个邻居气球。9.如权利要求1所述的方法，其中，基于相对于所述目标气球的所确定位置的一个或多个邻居气球的所确定位置来确定所述目标气球的期望移动包括：定义根据所述一个或多个邻居气球的所确定位置和所述目标气球的所确定位置来向所述目标气球赋予势能的势能函数；确定所述势能函数的梯度；以及基于所述势能函数的梯度来确定所述目标气球的期望移动。10.如权利要求9所述的方法，其中，基于所述梯度来确定所述目标气球的期望移动包括：确定所述梯度的方向；以及基于所述梯度的方向来确定所述目标气球的期望移动的方向。11.如权利要求9所述的方法，其中，基于所述梯度来确定所述目标气球的期望移动包括：确定所述梯度的幅值；以及基于所述梯度的幅值来确定所述目标气球的期望移动的幅值。12.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标气球的期望移动包括期望的移动方向。13.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标气球的期望移动包括期望的速度。14.如权利要求1所述的方法，其中，所述目标气球的期望移动包括期望方向上的期望行进距离。15.如权利要求1所述的方法，其中，所述通信系统包括自由空间光通信系统。16.如权利要求1所述的方法，其中，所述通信系统包括射频(RF)通信系统。17.如权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：RW德沃尔，E特勒，CL比弗尔，J韦弗，D皮波尼，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国;US