生成支持区域、国内和国际无人机系统的基于网络云系统的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一个生成支持区域、国内和国际无人机系统的基于网络云的系统及方法。所述系统包括一较高层次服务器，多个与所述较高层次服务器直接通信连接的较低层次服务器，及一个或多个与所述较低层次服务器直接通信连接的控制站。每个控制站被构形用以：控制一个无人机的飞行操作；获得所述无人机的飞行信息和位置信息；及为所述较低层次服务器提供关于无人机飞行信息和位置信息的更新。每个较低层次服务器被构形用以：处理收到的来自所述控制站的飞行信息和位置信息；及为所述较高层次服务器提供关于来自所述控制站的飞行信息和位置信息的更新。信息的更新。信息的更新。

【技术实现步骤摘要】
生成支持区域、国内和国际无人机系统的基于网络云系统的系统及方法
[0001]交叉引用相关专利申请本申请涉及美国专利申请No.13/792,259，申请日为2013年03月11日，名称为“与小型无人机系统(sUAS)的操作人员进行实时数据通信及信息传递的系统及方法”，在此引入其全部内容作为参考。
[0002]本申请也涉及美国专利申请No.14/318,569，申请日为2014年7年27日，名称为“无人载具任务规划、协调及合作”，在此引入其全部内容作为参考。
[0003]本申请还涉及美国专利申请No.14/612,273，申请日为2015年02月02日，名称为“为提高态势感知使用本地、可获得的广播式自动相关监视(ADS
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B)信息米增加其它来源“认识”的由无人驾驶飞行器地面控制站处理的本地飞行器位置信息”，在此引入其全部内容作为参考。


[0004]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种生成支持区域、国内和国际无人机系统的基于网络云系统的系统及方法。

技术介绍

[0005]术语“无人驾驶飞行器”(UAVs)一般指没有人在机内的飞行载具。术语“无人机系统”(UASs)一般指的是一类UAVs，通常指的是作为遥控飞机和/或遥控飞行器(RPVs)，可以像传统的飞机一样，通过飞行操作控制飞行从起飞到收回和/或着陆。这些UASs的控制系统可以是远程控制台的操作人员通过与特定的UAS不断进行沟通获得的实时或近实时的飞行简况的控制，或者，所述UASs的控制系统也可以是执行预先计划和预编程序飞行计划，这些计划可以通过特定的UAS独立自主执行。所述控制计划也可以是上述两种控制系统的集合，这样可以使一个航班既包括远程操作控制时段又包括预编程控制时段。
[0006]关于UASs(通常为UAVs)的操作信息时常不是现成的或者其它某一相关部分是未知的，来自空中交通指挥员、国家航空当局(例如：美国境内的联邦航空管理局，或FAA)、及其它类似于UASs飞行器(人工操作或无人驾驶)操作人员的操作。UASs操作信息的缺乏可能会导致无法想象的后果。这就是需要改进的所在。

技术实现思路

[0007]一方面，本专利技术所公开的实施例涉及一种支持无人机操作的分层系统。所述系统包括一较高层次服务器，一与所述较高层次服务器直接通信连接的较低层次服务器，及一与所述较低层次服务器直接通信连接的控制站。所述控制站可以被构形用以：控制一无人机的飞行操作；获得所述无人机的飞行信息和位置信息；及为所述较低层次服务器提供关于所述无人机的飞行信息和位置信息的更新。所述较低层次服务器可以被构形用以：处理收到的来自所述控制站的飞行信息和位置信息；及为所述较高层次服务器提供关于从所述
控制站接收的飞行信息和位置信息的更新。
[0008]再一方面，本专利技术所公开的实施例涉及一种支持无人机操作的分层系统。所述系统包括一较高层次服务器及分别与所述较高层次服务器直接通信连接的多个较低层次服务器。其中所述多个较低层次服务器中的每个较低层次服务器被构形用以：接收米自至少一个控制站的有关由所述至少一个控制站控制的至少一个无人机的信息飞行信息和位置信息的更新；合并从所述至少一个控制站接收的所述飞行信息和位置信息；以及为所述较高层次服务器提供合并的飞行信息和位置信息。
[0009]另一方面，本专利技术所公开的实施例涉及一种支持无人机操作的方法，所述方法可以包括：定义一较高层次服务器；定义分别与所述较高层次服务器直接通信连接的多个较低层次服务器，形成一分层网络服务器；及构形所述多个较低层次服务器中的每个较低层次服务器用以从至少一个控制站接收关于至少一个无人机的飞行信息和位置信息的更新；合并自所述至少一个控制站接收的飞行信息和位置信息；及提供合并的飞行信息和位置信息给所述较高层次服务器。
[0010]应当理解，以上概述及以下详述仅为本专利技术的示范和解释，并不用以限制本专利技术，附图被纳入并构成说明书的一部分，与说明书共同解释本专利技术的实施例，说明本专利技术的原理。
附图说明
[0011]通过参考下列附图，本领域技术人员可更好理解本专利技术的多个优点：图1为根据本专利技术一个典型实施例所述的一地面控制站与一区域性的无人机系统(UAS)服务器通信连接，形成第一层基于网络云分层系统的示意图；图2为根据本专利技术一个典型实施例所述的多个区域性UAS服务器与一国家UAS服务器建立通信，形成第二层基于网络云分层系统的示意图；图3为根据本专利技术一个典型实施例所述的多个接入点被构形用以促进与UAS服务器通信连接的示意图；图4为根据本专利技术一个典型实施例所述的基于网络云分层系统提供一综合态势感知解决方案的示意图；图5为根据本专利技术一个典型实施例所述的一地面控制站与一区域性UAS服务器通信连接，一区域性UAS服务器与一国家UAS服务器通信连接，形成一分层系统的框图；和图6为根据本专利技术一个典型实施例所述的支持无人机操作的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
[0012]详细参考在此公开的本
技术实现思路
的示例性实施例，其中的例子已在附图进行说明。
[0013]注意到各种系统和方法已经被开发用于提供无人机系统(UASs)的态势感知。例如，美国专利No.8,886,459，名称为“小型无人机系统的定位跟踪及获得任务数据的系统及方法”(在此引入其全部内容作为参考)，公开了与一个或多个控制站通信连接的飞机信息服务器被构形用以提供用来对UAS操作进行控制与追踪的接口。其它的一些技术，例如在以
下文件中公开的：“与小型无人机系统(sUAS)的操作人员进行实时数据通信及信息传递的系统及方法”的美国专利申请文件No.13/792,259，“无人载具的任务规划、协调及合作”的美国专利申请文件No.14/318,569，及“为提高态势感知使用本地的、可获得的广播式自动相关监视(ADS
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B)信息来增加其它来源“认识”的由无人驾驶飞行器地面控制站处理的本地飞行器位置信息”的美国专利申请文件No.14/612,273，这些技术已经被开发用于支持各种通信线路和/或协议的应用，以促进信息共享及提高UASs的态势感知。
[0014]根据本专利技术实施例所公开的进一步提高上述系统及方法米建立基于网络云的分层体系结构，可以为大量用户提供服务及综合的态势感知解决方案，这些用户包括UAS的运营商、空中交通管理指挥员、国家航空当局，也包括其它运营商，例如国家空域系统(NAS)运营商等等。术语“网络云”指的是计算机基础设施，可以通过私人或公共网络建立和管理。术语“分层体系”指的是一种实施，其通过位于多个层次上的不同组件来共同形成计算机基础设施。基于网络云的分层体系结构被构形用以为本专利技术所述的UASs(为了简化呈文可以将其称为“C
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UAS”系统)提供服务及态势感知解决方案，因此所述分层体系结构可以适用于本地、区域、国内、国际层次的操作及提供服务。
[0015]图1中描述说明了地面控制站102与区域性UAS服务器104通信连接，所述区域性UAS服务器驻留在C...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于支持无人机操作的分层系统，所述系统包括：较高层次服务器；与所述较高层次服务器直接通信的较低层次服务器；及与所述较低层次服务器直接通信的控制站，其中所述控制站被配置用以：控制无人机的飞行操作；获取所述无人机的飞行信息和位置信息；及提供关于所述无人机的所述飞行信息和位置信息的更新给所述较低层次服务器，及其中所述较低层次服务器被配置用以：处理从所述控制站接收的所述飞行信息和位置信息；及提供从所述控制站接收的关于所述飞行信息和位置信息的更新给所述较高层次服务器，其中所述较低层次服务器是第一较低层次服务器，并且其中所述系统进一步包括至少一个附加的较低层次服务器，其中所述较高层次服务器被配置用以促进在较低层次服务器之间的通信，从而形成共享飞行信息和位置信息的服务器网络。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述无人机为第一无人机，并且所述控制站为第一控制站，及其中所述系统进一步包括至少一个与所述较低层次服务器直接通信的附加控制站，其中所述至少一个附加控制站被配置用以：控制第二无人机的飞行操作；获取所述第二无人机的飞行信息和位置信息；及提供关于所述第二无人机的所述飞行信息和位置信息的定期更新给所述较低层次服务器。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述较低层次服务器进一步被配置用以在给所述较高层次服务器提供所述定期更新之前合并由所述第一控制站提供的关于所述第一无人机的所述飞行信息和位置信息和由所述第二控制站提供的关于所述第二无人机的所述飞行信息和位置信息。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述较低层次服务器被配置用以提供服务给所述控制站，以及其中所述服务包括以下至少一个：天气报告服务、交通警报服务、飞行计划服务、地图服务及导航服务。5.根据权利要求4所述的系统，其中所述较低层次服务器被进一步配置用以向所述较高层次服务器请求提供所述服务。6.根据权利要求1所述的系统，其中服务器网络使得第一较低层次服务器能够用作所述至少一个附加较低层次服务器之一的代理服务器。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述较高层次服务器进一步被配置用以建立与载人飞机的态势感知信息系统的接口，共同地提供用于载人飞机和无人机两者的综合态势感知信息系统。8.根据权利要求7所述的系统，其中服务器网络使得第一较低层次服务器能够用作所述至少一个附加较低层次服务器之一的代理服务器。
9.根据权利要求7所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治，
申请(专利权)人：罗克韦尔柯林斯公司，
类型：发明
国别省市：