[发明专利]向无人飞行器提供通信覆盖范围的方法、设备和系统

说明书

本发明提供了向无人飞行器提供通信覆盖范围的系统和方法。可以收集UAV的规划飞行路径，并且可以确定沿所述UAV的所述规划飞行的通信信号分布，诸如蜂窝信号分布。在具有较低通信信号或没有所述通信信号的位置处，可以提供中继器以改善所述通信信号的质量。所述中继器可以是地面装置或飞行器。可以在所述UAV的整个飞行路径上在所述UAV与用户终端之间提供稳定且连续的通信，并且可以扩大蜂窝信号的覆盖范围。

背景技术

已开发出诸如无人飞行器(UAV)等飞行器用于包括监视、搜救工作、勘探以及其他领域等广泛的应用。这样的UAV可以携带机载相机以捕捉静态图像和视频图像。

可以期望UAV在飞行期间具有对用户终端或网络的连续访问。用户终端可以是遥控器或地面终端。然而，UAV与用户终端之间的常规专用链路可能无法保证在整个飞行期间的稳定且连续的通信。

发明内容

提供了用于通过基于UAV的飞行计划安置中继器来向该UAV提供通信覆盖范围的系统和方法。在传统的UAV通信系统中，可以在该UAV与诸如遥控器或地面站等用户终端之间建立专用链路。然而，由于采用了未经许可的频带的事实，通过这种专用链路进行的通信的质量和安全可能无法得到保证。而且，传统的UAV通信系统可能无法从诸如4G(即，第四代移动通信技术)等蜂窝通信的快速发展中受益，因为蜂窝信号的强度在空中某一高度以上可能快速衰减，导致UAV与用户终端之间通过蜂窝网络进行的通信不稳定。因此，需要在UAV的整个飞行路径上在该UAV与用户终端之间提供稳定且连续的通信。

这些系统和方法可以收集UAV的规划飞行路径，并且确定沿该UAV的规划飞行的通信信号分布，诸如蜂窝信号分布。在具有较低蜂窝信号或没有蜂窝信号的位置处，可以提供中继器，以改善该蜂窝信号的质量。在一些实施方式中，该中继器可以包括：第一通信单元，诸如Wi-Fi单元，其能够与该UAV直接通信；以及第二通信单元，诸如蜂窝单元，其能够通过通信网络进行通信。如果该UAV配备有蜂窝单元，则在具有良好蜂窝信号的位置处，该UAV可以使用蜂窝信号与通信网络直接通信。在具有较差蜂窝信号或没有蜂窝信号的位置处，该UAV可以通过Wi-Fi与该中继器相通信，并且继而该中继器可以使用蜂窝信号将来自该UAV的通信转发至该通信网络。另一方面，如果该UAV未配备有蜂窝单元，则该UAV可以通过Wi-Fi与该中继器相通信，并且继而该中继器可以使用蜂窝信号将来自该UAV的通信转发至该通信网络。在一些实施方式中，这些中继器可以是静止中继器。备选地，这些中继器可以是可移动中继器，诸如具有Wi-Fi单元和蜂窝单元的其他UAV。利用本发明的系统和方法，可以在UAV的整个飞行路径上在该UAV与用户终端之间提供稳定且连续的通信，并且可以扩大蜂窝信号的覆盖范围。

来自UAV的通信可通过以下方式来中继：在中继器的诸如Wi-Fi单元的第一通信单元处接收直接来自该UAV的无线信号，并且继而经由该中继器的诸如蜂窝单元的第二通信单元将所接收的无线信号传输至通信网络。在一些实施方式中，该无线信号可以包含数字文件，诸如由该UAV捕捉到的多媒体信息。无论蜂窝信号的分布如何，在UAV的整个飞行路径上都可以以快速且稳定的方式从UAV接收无线信号数据并通过该通信网络传输该无线信号数据。

来自通信网络的通信可通过以下方式来中继：在中继器的诸如蜂窝单元的第二通信单元处接收来自公共网络的通信信号，并且继而经由该中继器的诸如Wi-Fi单元的第一通信单元将所接收的通信信号传输至该UAV。在一些实施方式中，该通信信号可以包含由用户通过遥控器输入的该UAV的操作命令。利用本发明的系统和方法，无论蜂窝信号的分布如何，在UAV的整个飞行路径上都能够以快速且稳定的方式通过该通信网络从遥控器接收通信信号并将其传输至该UAV。

本发明的一方面可以包括一种向无人飞行器(UAV)提供通信覆盖范围的方法，所述方法包括：收集该UAV的规划飞行路径；确定沿该UAV的该规划飞行路径的通信信号分布；以及基于该通信信号分布确定用于提供一个或多个中继器的一个或多个位置，以改善沿该UAV的该规划飞行路径的通信信号分布。