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自主飞行器的飞行管理的制作方法

2022-05-18 07:15:15 来源:中国专利 TAG:


1.本公开整体涉及一种飞行器,并且具体地,涉及操作自主飞行器。


背景技术:

2.自主飞行器能够包括无人机和承载乘客和货物的大型飞行器。在操作自主飞行器时,可能存在不同程度的自主性。自主飞行器能够执行从起始位置到目的地位置的任务。该任务的执行可以在不需要人类操作者的输入的情况下进行。尽管自主飞行器在执行任务时不需要来自人类操作者的指令或命令,但是人类操作者能够提供输入以改变由自主飞行器所执行的任务的参数。该输入能够做出诸如改变目的地位置、进场着陆(approach,进入目标)、或海拔的改变。
3.目前,自主飞行器由人类操作者管理。人类操作者能够执行与政府法规所要求的自主飞行器的操作有关的任务。由自主飞行器执行的一些动作需要来自人类操作者的明确输入,以使得自主飞行器执行这些动作。
4.例如,管理自主飞行器的人类操作者能够从空中交通控制器请求滑行路线。政府法规可能要求输入飞行许可。来自这些的工作负荷以及由人类操作者执行的其他作用会限制人类操作者能够管理的自主飞行器的数量。
5.因此,希望提供至少考虑了上面所讨论的一些问题以及其他可能的问题的方法和装置。例如,希望提供克服管理多个自主飞行器的任务的技术问题的方法和装置。


技术实现要素:

6.本公开的实施例提供一种自主飞行器管理系统,其包括计算机系统和计算机系统中的任务管理器。任务管理器被配置为将任务计划的副本存储在任务作业队列中,其中,任务计划位于自主飞行器中并且包括定义由自主飞行器执行的作业的任务要素。任务管理器被配置为接收任务作业队列中的任务计划的副本中的任务要素的改变,以形成任务作业队列中的任务计划的副本中的修改的任务要素。交通工具管理器被配置为确定自主飞行器能够执行包括修改的任务要素的任务计划的副本。交通工具管理器被配置为使包括修改的任务要素的任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步,以使得任务计划包括修改的任务要素。
7.本公开的另一实施例提供一种自主飞行器系统,包括位于自主飞行器中的计算机系统和位于计算机系统中的交通工具管理器。交通工具管理器被配置为执行自主飞行器的任务计划,其中,任务计划包括任务要素。交通工具管理器被配置为通过通信链路接收修改的任务要素。交通工具管理器被配置为确定能够在包括任务要素和修改的任务要素的新的任务计划中执行修改的任务要素。交通工具管理器被配置为执行新的任务计划。
8.本公开的又一实施例提供一种用于管理自主飞行器的方法。由计算机系统将任务计划的副本存储在任务作业队列中。任务计划位于自主飞行器中并且包括定义由自主飞行器执行的作业的任务要素。由计算机系统接收任务作业队列中的任务计划的副本中的任务
要素的改变,以形成任务作业队列中的任务计划的副本中的修改的任务要素。计算机系统确定自主飞行器能够执行包括修改的任务要素的任务计划的副本。由计算机系统使包括修改的任务要素的任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步,以使得任务计划包括修改的任务要素。自主飞行器执行包括修改的任务要素的任务计划。
9.本公开的又一实施例提供一种用于管理自主飞行器的计算机程序产品。计算机程序产品包括计算机可读存储介质,且计算机可读存储介质上存储有第一程序代码、第二程序代码、第三程序代码、以及第四程序代码。第一程序代码可由计算机系统执行,以致使计算机系统将任务计划的副本存储在任务作业队列中,其中,任务计划位于自主飞行器中并且包括定义由自主飞行器执行的作业的任务要素。第二程序代码可由计算机系统执行,以致使计算机系统接收任务作业队列中的任务计划的副本中的任务要素的改变,以形成任务作业队列中的任务计划的副本中的修改的任务要素。第三程序代码可由计算机系统执行,以致使计算机系统确定包括修改的任务要素的任务计划的副本可由自主飞行器执行。第四程序代码可由计算机系统执行,以致使计算机系统使包括修改的任务要素的任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步,以使得任务计划包括修改的任务要素。自主飞行器执行包括修改的任务要素的任务计划。
10.特征和功能能够在本公开的各个实施例中独立地实现或在一些其他实施例可以组合,其中进一步的细节可以通过参考以下的描述和附图看出。
附图说明
11.在所附权利要求中对视为该说明性实施例的特征的新颖特征进行了阐述。然而,通过参考结合附图阅读时本公开的说明性实施例的下列详细描述,能够对说明性实施例以及优选使用模式、其他目标及其特征最好地理解,其中:
12.图1是可以实现说明性实施例的数据处理系统的网络的图形表示;
13.图2是根据说明性实施例的自主飞行器环境的框图;
14.图3是用于使用根据说明性实施例的使用人机界面显示管理无人飞行器的信息的图形用户界面的图示;
15.图4是用于根据说明性实施例的地面站处的人类操作者使用的图形用户界面的图示;
16.图5是根据说明性实施例的图4中的任务作业队列的图示;
17.图6是根据说明性实施例的编辑窗口的图示;
18.图7是根据说明性实施例的用于起飞任务要素的编辑窗口的示例;
19.图8是根据说明性实施例的用于修改自主飞行器的任务计划的消息流程图的图示;
20.图9是根据说明性实施例的用于修改自主飞行器的任务计划的消息流程图的图示;
21.图10是根据说明性实施例的任务要素和作业项的图示;
22.图11示出根据说明性实施例的用于管理自主飞行器的过程的流程图的图示;
23.图12是根据说明性实施例的用于管理自主飞行器的过程的流程图的图示;
24.图13是示出根据说明性实施例的使任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划
同步的过程的流程图的图示;
25.图14是根据说明性实施例的使任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步的过程的流程图的另一图示;
26.图15是根据说明性实施例的使任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步的过程的流程图的又一图示;
27.图16依旧是根据说明性实施例的使任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步的过程的流程图的又一图示;
28.图17是根据说明性实施例的显示用于管理自主飞行器的图形用户界面的过程的流程图的图示;
29.图18是根据说明性实施例的显示用于管理自主飞行器的图形用户界面的过程的流程图的图示;
30.图19是根据说明性实施例的用于处理任务计划的交通工具修改的任务要素的过程的流程图的图示;
31.图20是根据说明性实施例的用于管理自主飞行器的过程的流程图的图示;
32.图21是根据说明性实施例的数据处理系统的框图的图示;
33.图22是根据说明性实施例的飞行器制造和维护方法的图示;以及
34.图23是其中可以实现说明性实施例的飞行器的框图的图示。
具体实施例
35.说明性实施例认识并且考虑了一种或多种不同的考虑因素。除需要由人类操作者采取动作的任务之外,说明性实施例认识并且考虑了不能由自主飞行器掌控而可能发生的各种(例如,不可预见)事件。说明性实施例认识并且考虑了人类操作者需要对这些类型的事件做出反应。
36.说明性实施例认识到并且考虑了由人类操作者使用地面站来管理自主飞行器。说明性实施例认识到并且考虑了自主飞行器的每个地面站能够监测飞行器仪器并且提供人类操作者所需的信息来监测并且执行与管理自主飞行器有关的动作。说明性实施例认识到并且考虑了给人类操作者的这一类型的信息的表示会限制人类操作者在不超过非期望的工作负荷的情况下能够操作的自主飞行器的数量。
37.进一步地,说明性实施例还认识到并且考虑管理自主飞行器当前需要用于在地面站与自主飞行器之间交换并且接收信息的恒定实时通信链路。
38.说明性实施例认识到并且考虑可靠的通信链路可能不是永远可用的。因此,说明性实施例提供在无需依赖于与自主飞行器有关的恒定实时数据的情况下管理自主飞行器的操作的方法、装置、系统以及计算机程序产品。在一个说明性实施例中,针对自主飞行器预设任务计划,使得即使在通信链路已经丢失的情况下,人类操作者也能够获知自主飞行器正在执行什么任务。在一个说明性实施例中,向人类操作者提供图形用户界面,图形用户界面并不依赖于显示驾驶舱仪表来监测在自主飞行器中的命令的进展。在说明性实施例中,通过增加人类操作者对于由人类操作者要执行的至少一个任务或由自主飞行器执行的任务的情形感知的方式提供信息的显示。
39.如本文中所使用的,当与一系列项一起使用时,短语“至少一个”意味着能够使用
所列出项目中的一个或多个的不同组合,并且可能仅需要列表中的各个项中的一项。换言之,“至少一个”意味着项的任意组合并且可以使用列表中的多个项,但不是列表中的所有项目都是必需的。项可能是特定的物体、事情、或类别。
40.例如,但不限于,“项a、项b、或项c中的至少一个”可能包含项a、项a和项b、或项b。该示例还可能包含项a、项b、以及项c、或项b和项c。当然,可能存在这些项的任意组合。在一些说明性示例中,例如但不限于,“至少一个”可能是两个项目a、一个项目b、以及十个项目c、四个项目b和七个项目c、或其他合适的组合。
41.因此,该说明性实施例提供用于管理自主飞行器的方法、装置、系统、以及计算机程序产品。在一个说明性示例中,一种方法管理自主飞行器。任务计划的副本由计算机系统存储在任务作业队列中。任务计划位于自主飞行器中并且包括定义自主飞行器执行的作业的任务要素。计算机系统接收任务作业队列中的任务计划的副本中的任务要素的改变,以在任务作业队列中的任务计划的副本中形成修改的任务要素。由计算机系统做出关于自主飞行器是否能够执行包括修改的任务要素的任务计划的副本的确定。计算机系统使包括修改的任务要素的任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步,以使得任务计划包括修改的任务要素。自主飞行器执行包括修改的任务要素的任务计划。
42.现参考附图,并且具体地,参考图1,描述了其中可以实施的说明性实施例的数据处理系统的网络的图形表示。网络数据处理系统100是其中可以实现说明性实施例的计算机网络。网络数据处理系统100包含网络102,即,用于提供各种设备与网络数据处理系统100内连接在一起的计算机之间的通信链路的媒介。网络102可以包括诸如有线、无线通信链路、或光纤线缆等连接。
43.在所描述的实施例中,服务器计算机104和服务器计算机106与存储单元108一起连接至网络102。此外,客户端设备110连接至网络102。如所描述的,客户端设备110包括自主飞行器(aav)112、自主飞行器(aav)114、客户端计算机116、以及自主飞行器(aav)118。例如,客户端设备110能够是计算机、工作站、网络计算机、交通工具、飞行器、自主无人飞行器、卫星、或能够处理信息的其他客户端设备。在所描述的实施例中,服务器计算机104将诸如引导文件、操作系统图像、以及应用等信息提供至客户端设备110。进一步地,客户端设备110还能够包括诸如平板电脑120和智能眼镜122等其他类型的客户端设备。在该说明性实施例中,服务器计算机104、服务器计算机106、存储单元108、以及客户端设备110是连接至网络102的网络设备,其中,网络102是用于这些网络设备的通信媒介。客户端设备110中的一些或全部可以形成物联网(iot),其中,这些物理设备能够连接至网络102并且通过网络102彼此交换信息。
44.在该示例中,客户端设备110是服务器计算机104的客户端。网络数据处理系统100可以包括额外的服务器计算机、客户端计算机、以及未示出的其他设备。客户端设备110利用有线、光纤、或无线连接中的至少一项连接至网络102。例如,当在地面或空中操作时,自主飞行器(aav)112、自主飞行器(aav)114、以及自主飞行器(aav)118能够使用无线连接连接至网络102。
45.位于网络数据处理系统100中的程序代码可以被存储在计算机可读存储介质上并且下载至数据处理系统或其他设备以供使用。例如,程序代码可以被存储在服务器计算机104的计算机可读存储介质上并且通过网络102下载至客户端设备110以在客户端设备110
上使用。
46.在所描述的示例中,网络数据处理系统100是互联网,其中网络102表示使用传输控制协议/互联网协议(tcp/ip)协议组来彼此通信的的网络和网关的全球集合。互联网的核心是由数千商业、政府、教育、以及路由数据和消息的其他计算机系统组成的主节点或主机计算机之间的高速数据通信线路的主干网。当然,网络数据处理系统100还可以使用多种不同类型的网络来实现。例如,网络102能够包括互联网、内联网、局域网(lan)、城域网(man)、或广域网(wan)中的至少一个。图1旨在作为示例,并不用作针对不同说明性实施例的架构限制。
47.如此处所使用的,当参考项使用时,“数个”指一个或多个项目。例如,“数种不同类型的网络”指一种或多种不同类型的网络。
48.在该说明性示例中,地面站操作者(gso)130是人类操作的客户端计算机116。在该说明性示例中,地面站操作者(gso)130与客户端计算机116中的任务管理器134中的图形用户界面(gui)132交互,以管理自主飞行器(aav)112的操作。
49.在该说明性示例中,能够通过在客户端计算机116上运行的任务管理器143生成在浏览器154的图形用户界面(gui)152中所显示的信息。在该说明性示例中,主动任务计划136位于自主飞行器(aav)112中。如所描述的,主动任务计划136包括按时间排序的任务要素138。任务要素138可以由自主飞行器(aav)112执行以执行任务。
50.在该说明性示例中,主动任务计划136中的任务要素138形成完整的任务计划。换言之,主动任务计划136包括从始发位置飞行至目的地位置的全部所需操作。例如,当该任务计划包括有计划的空中交通控制畅通航路部分、飞机能够在航路计划结束时着陆的机场、以及所选择的进场过程及在机场着陆的跑道时,主动任务计划136能够被视为是完整的。
51.因此,即使在自主飞行器(aav)112的操作过程中与自主飞行器(aav)112的通信丢失的情况下,自主飞行器(aav)112也能够从始发位置飞行至目的地位置。以这种方式,即使与自主飞行器(aav)112的通信丢失,也能够始终获知自主飞行器(aav)112要执行的全部操作。
52.如所描述的,由任务管理器134管理本地任务计划140。在该说明性示例中,本地任务计划140是主动任务计划136的副本。如所描述的,任务要素142是主动任务计划136中的任务要素138的副本。
53.在该说明性示例中,由任务管理器134在图形用户界面(gui)132中显示本地任务计划140。地面站操作者(gso)130能够使用任务管理器134对自主飞行器(aav)112中的主动任务计划136进行更新或改变。
54.例如,尽管主动(active,活动的)任务计划136是完整的任务计划,但是主动任务计划136包括滑行路线的参数、着陆跑道、起飞跑道、或可能存在但未被空中交通控制器(atc)批准的其他参数。换言之,主动任务计划136可以包括这个信息,但是,信息可能未被空中交通控制器批准或认证。
55.因此,地面站操作者(gso)130能够根据需要对自主飞行器(aav)112中的任务要素138进行更新。例如,当从例如空中交通控制器(atc)接收滑行路线时,地面站操作者(gso)130能够与任务管理器134中的图形用户界面(gui)132交互,以将任务要素142中的任务要
素修改为已接收的指定滑行路线。该滑行路线可以与主动任务计划136中的任务要素138的当前滑行路线不同。以这种方式,用正确的滑行路线生成修改的任务要素144。
56.如所描述的,任务管理器134通过网络102将修改的任务要素144发送至自主飞行器(aav)112。修改的任务要素144可以替换任务要素138中的任务要素或可以是任务要素138中的额外任务要素。
57.在该说明性示例中,自主飞行器(aav)112返回指示已经接收到修改的任务要素144的响应。该确认能够用于确保哪些任务要素142已经与任务要素138同步。如果来自自主飞行器(aav)112的响应指示未收到修改的任务要素144,则不利用修改的任务要素144对本地任务计划140中的任务要素142进行更新。
58.能够基于从空中交通控制器接收的批准或信息做出其他更新。作为另一示例,与主动任务计划136中的当前目的地相比较,天气可能致使需要选择用于着陆的新目的地。这种改变能够通过改变本地任务计划140中的任务要素142中的一个任务要素的类似方式进行。
59.主动任务计划136的这种更新类型并不要求任务管理器134与自主飞行器(aav)112之间的连续实时通信。例如,如果修改的任务要素144未被自主飞行器(aav)112接收,自主飞行器(aav)112则能够继续使用具有当前任务要素的主动任务计划136进行操作。
60.进一步地,任务管理器134还能够做出关于任务要素142的改变是否有效的各种确定并且能够在将修改的任务要素发送至自主飞行器(aav)112之前做出各种确定。例如,这些确定能够包括验证或一致性检查。
61.例如,任务管理器134能够执行图2中的具有修改的任务要素144的本地任务计划140的模拟234,以确定是否能够做出任务要素142中的一任务要素的改变。在该说明性示例中,图2中的模拟234能够用于确定是否能够以所需安全水平、所需性能水平、或两者的组合中的至少一项执行对图2中的任务计划220的修改。
62.在该说明性示例中,图2中的模拟234能够在图2中的自主飞行器210的实际环境下使用具有图2中的修改任务要素232的图2中的任务计划220执行。该环境能够包括关于图2中的自主飞行器210的状态信息、图2中的自主飞行器210周围的环境条件、以及其他合适的信息。
63.能够考虑各种因素执行图2中的模拟234。例如,这些因素能够包括下列中的至少一项:自主飞行器210的性能限制、是否根据政府规定合法地执行特定的任务、由空中交通控制(atc)批准修改任务计划的可能性、不同的任务要素是否连续连接、或其他考虑。
64.例如,可以执行图2中的模拟234,以基于使用本地任务计划140中的任务要素142中的修改的任务要素144时所需的燃料确定自主飞行器(aav)112上的当前燃料是否充足。如果能够执行具有修改的任务要素144的本地任务计划140,则通过网络102将修改的任务要素144发送至自主飞行器(aav)112。
65.通过相似的方式,自主飞行器(aav)112能够执行其自身的检查来确定是否能够执行具有修改的任务要素144的主动任务计划136。如果能够执行主动任务计划136,自主飞行器(aav)112则利用修改的任务要素144对主动任务计划136进行更新并且通过其更新的形式执行主动任务计划136。如果不能执行具有修改的任务要素144的主动任务计划136,自主飞行器(aav)112则无任何改变地继续执行主动任务计划136。
66.在该说明性示例中,用于任务计划的任务要素的使用能够减少由于与自主飞行器(aav)112的通信的丢失而产生的问题。在该说明性示例中,任务管理器134进行操作来管理自主飞行器(aav)112而无需依赖于连续实时通信。
67.作为又一安全特征,当收到命令自主飞行器(aav)112执行使用修改的任务要素144的主动任务计划136的响应时,能够向自主飞行器(aav)112发送执行利用修改的任务要素144的主动任务计划136的命令。进一步地,能够从自主飞行器(aav)112接收确认正在使用修改的任务要素144执行主动任务计划136的响应。
68.此外,任务管理器134能够通过增加由地面站操作者(gso)130管理的自主飞行器的数量的方式来减少地面站操作者(gso)130的工作负荷。例如,任务管理器134能够在图形用户界面(gui)132中显示作业项146。作业项146按时间排序并且代表着由地面站操作者(gso)130执行的作业。例如,这些作业可以包括:进入滑出路线、检查跑道是否畅通、进入离开路线、改变通信频率、或其他合适的作业。
69.在该说明性示例中,能够通过指示何时由地面站操作者(gso)130执行特定的作业项的方式在图形用户界面(gui)132中显示作业项146。例如,能够沿着时间线显示作业项146以指示何时执行作业项146。作业项146还能够包括指示作业项146的作业持续时间的图形信息。
70.以这种方式,与复制自主飞行器上的仪器的当前系统相比较,地面站操作者(gso)130能够以更低的工作负荷管理多个自主飞行器。例如,除自主飞行器(aav)112之外,地面站操作者(gso)130使用任务管理器134还能够管理自主飞行器(aav)114或自主飞行器(aav)118中的至少一个。进一步地,自主飞行器(aav)112的任务要素的修改和同步减少或消除了对自主飞行器(aav)112的恒定实时通信的需求。在说明性示例中,这种类型的通信并非是必需的。
71.在另一说明性示例中,地面站操作者148能够操作平板电脑120来管理自主飞行器(aav)118的操作。在该示例中,任务管理器150位于服务器计算机104中并且在平板电脑120的浏览器154中显示图形用户界面152。
72.现参考图2,描述了根据说明性示例的自主飞行器环境的框图。在该说明性示例中,自主飞行器环境200包括能够以硬件实现的组件,诸如图1的网络数据处理系统100中所示的硬件等。
73.在该说明性示例中,自主飞行器管理系统202能够进行操作来管理诸如自主飞行器204等飞行器的操作。自主飞行器204能够在无飞行员或机载的人类操作者的情况下进行操作。换言之,自主飞行器204能够在不需要来自飞行员的输入的情况下从始发位置飞行至目的地位置。
74.自主飞行器204能够采用多种不同的形式。例如,自主飞行器204能够选自客机(pav)、垂直起飞和着陆交通工具、旋翼飞行器、无人机、或某些其他合适的形式其中的至少一个。
75.在该说明性示例中,自主飞行器管理系统202包括多个不同的组件。如所描述的,自主飞行器管理系统202包括计算机系统206和任务管理器208。任务管理器208位于计算机系统206中。
76.任务管理器208能够以软件、硬件、固件、或其组合实现。当使用软件时,由任务管
理器208执行的操作能够在被配置在硬件(诸如处理器单元)上运行的程序代码实现。当使用固件时,由任务管理器208执行的操作能够以存储在持久性存储器中以在处理器单元上运行的程序代码和数据实现。当采用硬件时,硬件能够包括操作用以执行任务管理器208中的操作的电路。
77.在说明性示例中,硬件能够采用选自于下列中的至少一种的形式:电路系统、集成电路、专用集成电路(asic)、可编程的逻辑设备、或被配置为执行多种操作的某些其他合适类型的硬件。利用可编程的逻辑设备,设备能够被配置为执行多种操作。设备能够在随后的时间被重新配置为或能够被永久地配置为执行多种操作。例如,可编程的逻辑设备包括可编程的逻辑阵列、可编程的门阵列、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列、以及其他合适的硬件设备。此外,过程能够在与无机组件集成的有机组件中实现并且能够完全包括排除人类之外的有机组件。例如,过程能够实现为有机半导体中的电路。
78.计算机系统206是指物理硬件系统并且包括一个或多个数据处理系统。当多于一个的数据处理系统存在于计算机系统206中时,这些数据处理系统使用通信介质彼此进行通信。通信介质可以是网络。数据处理系统能够选自于计算机、服务器计算机、平板计算机、或某些其他合适的数据处理系统中的至少一个。
79.在一个说明性示例中,任务管理器208能够操作以存储信息,以用于管理在任务作业队列212中的自主飞行器204中的自主飞行器210的操作。任务作业队列212能够包括诸如任务要素队列214和操作者作业队列216等队列。
80.如所描述的,任务管理器208能够将任务计划220的副本218存储在任务作业队列212的任务要素队列214中。
81.如所描述的,任务计划220位于自主飞行器210中并且包括任务要素222。任务要素是由自主飞行器210在自主飞行器210的操作过程中所执行的一个或多个作业。基于何时执行任务要素222的作业228,任务要素222按照先后顺序进行布置。在说明性示例中,先后顺序是指自主飞行器210执行任务计划220的任务要素222的时间顺序。
82.在说明性示例中,任务计划220能够在任意给定的时间包含数量为零至n个任务要素222。如果已经完成任务,则可能存在零个任务要素。每个自主飞行器能够具有任务要素队列。
83.任务要素222的顺序能够基于自主飞行器210的飞行阶段。在一个示例中,诸如滑出等任务要素能够包括滑行路线的航点次序。
84.在该说明性示例中,在由自主飞行器210执行任务计划220之前,通过通信链路224将任务计划220上传到自主飞行器210。因此,自主飞行器210能够以当前的形式执行任务计划220以从始发位置行进至目的地位置。
85.在该说明性示例中,通信链路224能够采用多种不同的形式。例如,通信链路224能够使用:卫星链路、加密的卫星链路、射频通信链路、或其他合适类型的无线通信链路中的至少一种来实现。
86.由此,任务管理器208与自主飞行器210能够依赖于具有完整任务计划的自主飞行器210。当任务计划220具有任务要素222中的足够信息、以在操作自主飞行器210时提供所需水平的安全时,任务计划220是完整的任务计划。
87.换言之,自主飞行器210并不需要用户输入或额外信息,以从始发位置行进至目的
地位置。例如,任务计划220中的任务要素222可以提供使自主飞行器210从始发机场的登机口行进至目的地机场的登机口所需的信息。
88.例如,如果通信链路224丢失,自主飞行器210则仍能够在无需来自人类操作者26的用户输入的情况下进行操作。如果不能将信息或数据传输至自主飞行器210,则通信链路可被视为丢失。例如,如果信息传输的误差和/或延迟大于所需误差和/或延迟,则通信链路224也可以被视为丢失。例如,传输信息的误差水平可能使得响应于不同的事件获得自主飞行器210飞行所需的信息并不可实行。在说明性示例中,事件中的一事件是湍流、沿着飞行路径的不利天气条件、雷击、受限的空间变化、以及风向的变化中的一个。
89.如所描述的,任务要素222定义由自主飞行器210执行的作业228。任务要素222中的每个任务要素能够包括一个或多个作业228。在说明性示例中,任务要素222选自于飞行前、滑出、排队、起飞、离开、航路巡航、到达、着陆、滑入、停机、或某些其他合适类型的任务要素中的至少一个。
90.如所描述的,操作者作业队列216包含作业项217。在该说明性示例中,作业项217包括要由人类操作者226执行的作业225。人类操作者226能够在自主飞行器210的自主飞行器任务过程中执行作业225。作业项217的非限制性示例可以是执行飞行前检查单、进入滑出路线、检查跑道畅通、启动起飞、进入起飞路线、提交初始飞行计划、更新飞行计划、改变频率、联系目的地,进入到达路线、发起着陆、进入滑入路线、或执行飞行后检查单、或由人类操作者226执行的某些其他合适的任务中的至少一个。
91.操作者作业队列216中的作业项217按照先后顺序排序,并且在该示例中,按照由人类操作者226执行的时间顺序排序,以支持自主飞行器210的任务。在该示例中,操作者作业队列216中可能存在零个以上的作业项217。
92.操作者作业队列216中的作业项217用于自主飞行器210。每个自主飞行器可以具有作业队列。
93.在该示例中,作业项217中的一作业项可以是或者可以不是指作业项217中的一个作业项。进一步地,作业项217中的多个作业项可以是指任务要素。在该示例中,任务计划220能够与给定的自主飞行器的操作者作业队列216具有一对一的关系。
94.任务管理器208能够接收任务作业队列212中的任务要素队列214的任务计划220的副本218中的任务要素222的改变230。如所描述的,改变230可以是副本218中的一个或多个任务要素222。
95.在该说明性示例中,能够使用人机界面(hmi)244从人类操作者226接收一个或多个任务要素222的改变230。人机界面244包括显示系统246和输入系统248。显示系统246指物理硬件系统并且包括能够在其上显示图形用户界面250的一个或多个显示设备。显示设备能够包括发光二极管(led)显示器、液晶显示器(lcd)、有机发光二极管(oled)显示器、计算机监测器、投影仪、平板显示器、头戴显示器(hud)、或能够输出信息以视觉呈现信息的某些其他合适的设备中的至少一个。
96.人类操作者226指能够通过用于计算机系统206的输入系统248生成的用户输入252而与图形用户界面250交互的人。输入系统248指物理硬件系统并且能够选自鼠标、键盘、轨迹球、触摸屏、铁笔、运动感测输入设备、姿势检测设备、网络手套、或某些其他合适类型的输入设备中的至少一个。
97.在该说明性示例中,任务管理器208可以通过人类操作者226使用人机界面244生成的用户输入252来接收改变230。人类操作者226能够在执行作业项217中的一作业项的同时生成改变230,以管理自主飞行器210。
98.在该说明性示例中,改变230能够通过多种不同的方式修改任务要素222。例如,改变230能够修改一个任务要素222。在另一说明性示例中,改变230能够将新的任务要素添加至任务要素222。在该说明性示例中,具有改变230的任务要素222形成任务作业队列212中的任务要素队列214的任务计划220的副本218中的修改的任务要素232。
99.此外,任务管理器208能够确定自主飞行器210是否能够执行包括修改的任务要素232的任务计划220的副本218。例如,在将修改的任务要素232发送至自主飞行器210之前,任务管理器208能够使用具有修改的任务要素232的任务计划220的副本218执行模拟234。模拟234能够指示特定的速度变化不能提供到达目的地机场的所需燃料效率或足够量的储存燃料。
100.可以使用除模拟234之外的其他机制做出确定。例如,修改的任务要素232可以是目的地机场的改变。能够使用除模拟234之外的机制利用一致性检查做出确定。在一个说明性示例中,,一致性检查能够是评估并且确保任务计划中的全部任务要素满足能够执行来完成任务的可行任务计划的要素之间和跨要素的所需依赖性条件的过程。
101.能够执行一致性检查来确定任务计划中是否存在冲突要素。能够使用模拟234、包含定义任务计划的要素何时被视为彼此一致的规则的策略、或其他合适的机制执行一致性检查。
102.例如,改变目标机场而不改变到目标机场的进场可能导致任务计划中的进场与目标机场之间发生冲突,其中任务计划未通过一致性检查。作为另一示例,具有选择不同的跑道着陆而并非是与任务计划中的选择的到达程序匹配的跑道的修改的任务要素可能导致具有修改的任务要素的任务计划不能通过一致性检查。在与定义为目的地机场的机场不同的机场结束任务计划也可能导致任务计划不能通过一致性检查。作为又一示例,具有与指定用于离开的跑道不同的跑道处结束滑行的任务计划也可能导致任务计划不能通过一致性检查。
103.当目的地机场改变时,能够使用包括一组规则的策略执行一致性检查,该一组规则确定任务要素222(诸如确定到机场的进场)是否是针对正确的机场。
104.在该说明性示例中,模拟234能够使用来自自主飞行器210的当前状态和性能信息、环境信息、以及其他合适的信息模拟自主飞行器210的飞行。任务管理器208能够确定使用一致性检查是否能够执行包括修改的任务要素232的任务计划220的副本218,并且当自主飞行器210不能执行包括修改的任务要素232的任务计划220的副本218时,指示存在误差。在该说明性示例中,例如,当前状态和性能信息能够包括剩余燃料量、燃料使用率、速率、海拔、天气条件、以及其他合适的信息。模拟能够用于确定使用具有任务要素222的修改的任务要素232是否能够致使自主飞行器210以所需的安全水平进行操作。模拟还能够确定自主飞行器210是否能够保持诸如所需到达时间、燃料使用率、乘客舒适度以及其他参数等性能参数。
105.在该说明性示例中,任务管理器208能够使包括修改的任务要素232的任务计划220的副本218与自主飞行器210中的任务计划220同步,以使得任务计划220包括修改的任
务要素232。
106.同步能够以多种不同的方式出现。例如,任务管理器208能够通过通信链路224将修改的任务要素232发送至自主飞行器210,以形成位于自主飞行器210中的新的任务计划236。此外,当自主飞行器210返回新的任务计划236已被自主飞行器210接收的确认240时,任务管理器208能够将命令238发送至自主飞行器210以执行新的任务计划236。
107.在另一说明性示例中,在同步副本218中,任务管理器208能够通过通信链路224将修改的任务要素232发送至自主飞行器210,以形成位于自主飞行器210中的新的任务计划236。当自主飞行器210返回新的任务计划236能够被自主飞行器210执行的确认240时,任务管理器208能够将命令238发送至自主飞行器210以执行新的任务计划236。
108.在又一说明性示例中,任务管理器208能够通过通信链路224将修改的任务要素232发送至自主飞行器210,以形成位于自主飞行器210中的新的任务计划236。任务管理器208能够接收新的任务计划236已被自主飞行器210接收的确认240,作为同步过程的一部分。
109.在同步副本218的又一说明性示例中,任务管理器208能够通过通信链路224将修改的任务要素232发送至自主飞行器210,以形成位于自主飞行器210中的新的任务计划236。任务管理器208能够生成指示修改的任务要素232尚未被接收的通知242。当超过一定时间段未收到自主飞行器210已接收新的任务计划236的确认240时,可以生成该通知。
110.接着转向图3,描述了根据说明性实施例的用于使用人机界面显示管理无人飞行器的信息的图形用户界面的图示。在说明性示例中,可以在一个以上的图中使用相同的参考标号。参考标号在不同图中的这种重复使用表示不同图中的相同元件。
111.在该说明性示例中,示出了能够在图形用户界面250中显示以管理自主飞行器210的操作的图形元素300的示例。在该示例中,图2中的人机界面244被配置为在图2中的任务管理器208的命令下操作,以在图2的显示系统246中显示图形用户界面250。
112.如所描述的,在图形用户界面250中显示任务作业队列302。如所描述的,在图形用户界面250的任务作业队列302中显示操作者作业队列304和任务要素队列306。这些不同的图形元素是指从可视地表示诸如图2中的任务作业队列212、任务要素队列214、以及操作者作业队列216等数据和数据结构的图形元素300。
113.在该说明性示例中,在操作者作业队列304中按照相对于时间线312的先后顺序显示作业项308。还在任务作业队列302中按照相对于时间线312的先后顺序显示任务要素310。换言之,作业项308和任务要素310按照其中这些项的执行顺序显示。
114.在该说明性示例中,时间线312提供用于执行这些不同项的时间的指示。进一步地,作业项308和任务要素310可以相对于时间线312彼此平行地显示。以这种方式,图2中的人类操作者226能够看出相对于执行任务要素310的时间何时执行作业项308。
115.进一步地,能够使用具有表示持续时间318的大小316的图形指示器314显示作业项308和任务要素310。例如,当时间线312在图形用户界面250中垂直延伸时,大小316能够是垂直大小。在另一示例中,当时间线312在图形用户界面250中水平延伸时,大小316能够是水平大小。
116.例如,当时间线312在图形用户界面250中垂直延伸时,当由诸如图形用户界面250中的矩形等形状表示项时,矩形的顶部边缘指示开始时间。矩形的底部边缘指示结束时间。
117.在该说明性示例中,基于应该执行或运行这些项中的每项的开始时间,将这些项与时间线312对准。在所描述的示例中,开始时间可以是开始一个项的一组作业时的最早开始时间。结束时间可以是完成一个项的一组作业时的最迟结束时间。
118.在该说明性示例中,可以从作业项308与任务要素310中彼此不同的项的相对垂直大小中估计持续时间318。进一步地,持续时间318的估计可以基于作业项308和任务要素310的大小316与时间线312的比较来确定。在该示例中,可以对时间线312进行缩放,以提供用于估计持续时间318的时间的指示。
119.在该说明性示例中,现在执行图形指示器320是图形元素300中的用于指示执行作业项308和任务要素310的时间的图形元素。在该说明性示例中,作业项308与任务要素310可以相对于现在执行图形指示器320移动。在该说明性示例中,现在执行图形指示器320采用线性的形式。在其他说明性示例中,现在执行图形指示器320也可以是指示现在执行的某项的颜色变化、文本、动画、或可以用于指示诸如应该现在执行的作业项或现在正在执行的任务要素等特定项的其他类型图形指示器中的至少一个。
120.如所描述的,图形用户界面250中所显示的用于任务作业队列302的图形元素300可以用于管理自主飞行器。这种类型的显示器用于代替当前用于管理自主飞行器所采用的仪表显示器。利用这种类型的显示器,通过观察按照相对于时间线312的先后顺序显示的作业项308,人类操作者可以更容易地确定何时并且需要执行什么作业项。进一步地,通过按照相对于时间线312的先后顺序排序的任务要素310的显示,人类操作者可以更容易地确定何时需要关注由自主飞行器正在执行的不同作业。
121.通过观察相对于任务要素310显示的作业项308可以做出确定,其中,作业项308可以指示相对于对应的任务要素需要执行的作业。作业项308还可以包括即将执行的但可能与任务要素310无关联的其他作业。
122.利用用于任务作业队列302的图形元素300,人类操作者可以管理多个自主飞行器。与自主飞行器当前使用的显示仪表相比较,可以以更低的工作负荷更容易地执行多个自主飞行器的管理。
123.图4和图5是图2和图3中的图形用户界面250的另一实现方式的示例。利用图4和图5中的图形用户界面250,位于一个或多个地面站处的一个或多个人类操作者可以同时监测、指挥以及管理多个自主飞行器。
124.首先,参考图4,描述了根据说明性实施例的由位于地面站处的人类操作者使用的图形用户界面的图示。在该描述的示例中,图形用户界面250包括状态信息400、地图视图402、以及任务作业队列404。
125.在该说明性示例中,状态信息400是图形用户界面250中向人类操作者显示自主飞行器的状态信息400的区域。例如,状态信息400可以包括关于自主飞行器和任务计划的信息。例如,该信息可以包括飞行阶段、所估计的到达时间、或其他合适的信息。
126.地图视图402是其中可以显示关于自主飞行器周围的环境的信息的区域。例如,地图视图402可以包括诸如飞行器符号、文化地图、姿态、速度、海拔、方向、路线、天气、航行通告(notam)、机场信息以及其他合适的信息等信息。
127.在该说明性示例中,任务作业队列404是指图2中的任务作业队列212和图3中的任务作业队列302的示例。在该示例中,任务作业队列404是指包括由人类操作者管理自主飞
行器所使用的信息的区域。在该示例中,在任意特定时间显示用于单个自主飞行器的任务作业队列404。这种类型的显示可以避免混淆或错误的指令发送至错误的自主飞行器。
128.接着转向图5,描述了根据说明性示例的图4中的任务作业队列的图示。在该图中示出了图4中任务作业队列404的一个实现方式的示例。
129.如所描述的,在任务作业队列404中彼此平行地显示作业项500和任务要素502。尽管在该示例中未图形化地示出,然而,作业项500是操作者作业队列的一部分,并且任务要素502是任务要素队列的一部分。
130.在该示例中,作业项500包括作业项504、作业项506、以及作业项508。在该描述的示例中,任务要素502包括任务要素510和任务要素512。在任务作业队列404中可以存在但尚未显示的额外的作业项和任务要素。在该示例中,这些要素可以滚动或拖拽以显示在未来时间可能执行的用于任务计划的其他作业项和任务要素。
131.随后,按照相对于时间线514的时间顺序显示作业项500和任务要素502。时间线514可以包括周期性的增量。例如,时间线514可以包括五分钟、十分钟、或一些其他时间增量。
132.如在该说明性示例中可以看出的,作业项500与任务要素502基于所预期的其开始时间相对于时间线514对准。进一步地,作业项500与任务要素502的垂直大小指出针对这些要素所计算或预期的持续时间。
133.在该说明性示例中,作业项500与任务要素502可以链接至彼此,但是可以在不同的时间执行,并且不一定必须一起执行。换言之,因为对任务要素执行作业项,所以作业项可以链接至任务要素。例如,在自主飞行器可以执行任务要素510中的滑出之前,作业项504可以请求人类操作者输入滑出路线。
134.如所描述的,现在执行线516是指示时间线514上的当前时间的图形指示器。现在执行线516可以图形化地指示应何时执行作业项500和任务要素502。在该说明性示例中,作业项500和任务要素502相对于现在执行线516在箭头518的方向上移动,在该示例中,现在执行线516是固定的。
135.在该说明性示例中,同步区域520指示任务计划的本地副本与位于自主飞行器中的说明性计划之间何时需要同步。在该说明性示例中,同步区域520可以图形化地指示何时需要同步。
136.例如,在已经对任务要素进行修改并且已经对修改的任务要素进行检查而确定可以执行机器要素之后,可能需要同步。例如,用于同步的图形指示可以是显示颜色、动画、闪烁文本、或其他合适的图形指示器。当应该执行同步时,可以选择同步区域520。同步区域520还可以显示诸如应被同步的一个或多个修改的任务要素的标识等信息。
137.接着参考图6,描述了根据说明性示例的编辑窗口的图示。在该示例中,编辑窗口600是可以响应于选择用于编辑的任务要素而在图形用户界面中显示的窗口的示例。
138.在该示例中,当选择任务要素时,显示具有任务要素标题601的编辑窗口600,以识别已经选择了哪个任务要素以用于编辑。如所描述的,编辑窗口600显示删除602和编辑604,从而可以使得人类操作者删除或编辑已被选择的特定的任务要素。
139.在该说明性示例中,状态信息606是其中显示关于选择的任务要素的状态信息的区域。状态信息606可以包括关于任务要素的持续时间、执行状态或其他合适的信息。
140.如所描述的,内容区域608被显示并且包括人类操作者可以查阅并且编辑的内容。描述性文本610是向人类操作者提供关于内容区域608的信息的编辑窗口600中的区域。描述性文本610可以包括诸如需要什么输入、可以做出什么改变或其他合适的指令等信息。
141.如所描述的,如果人类操作者键入不正确的用户输入,则可以显示或图形化地突出警告612。人类操作者可以选择取消614来取消改变或选择保存616将对任务要素做出的改变保存在编辑窗口600中。
142.现转向图7,描述了根据说明性实施例的起飞任务要素的编辑窗口的示例。在该说明性示例中,编辑窗口700是图6中总体示出的编辑窗口600的一个实现方式的示例。
143.如所描述的,编辑窗口700显示“起飞”作为选择用于编辑的任务要素的任务要素标题702。如该图中所示,编辑窗口700包括诸如删除704、编辑706、取消708、以及保存710等控制。
144.在该示例中,状态信息712是“等待输入”。换言之,该任务要素需要来自人类操作者的输入。
145.在该描述的示例中,描述性文本714包括用于控制区域716的指令:“在已经收到来自atc的起飞许可之后,键入跑道id”。内容区域716提供人类操作者可以选择的跑道id列表。
146.如所描述的,内容720的描述性文本718向人类操作者提供“检查跑道是否交通畅通并且无障碍”的指令。在该示例中,内容720是对查看来自自主飞行器的视频流的控制。内容720的选择致使由自主飞行器上的摄像机系统生成的视频流显示给人类操作者。
147.描述性文本722是“允许执行动作?”,描述性文本722请求对内容724的用户输入。在该描述的示例中,内容724包括用于接收指示可以由自主飞行器决定执行起飞的用户输入的复选框。
148.从该说明性示例中可以看出,编辑窗口中的内容可以采用多种形式。例如,编辑窗口中的内容可以请求选择或键入信息。作为另一示例,编辑窗口中的内容可以提供诸如来自自主飞行器的视频流等信息。
149.在该说明性示例中,在已经键入跑道id并且人类操作者已经确定跑道畅通并且无障碍之后,可以进行用户输入来选择保存710。如果人类操作者确定并非是跑道畅通并且无障碍,人类操作者则可以选择取消708,或等待直至跑道畅通并且无障碍以选择保存710。
150.提供图6中的编辑窗口600和图7中的编辑窗口700的图示作为其中可以对任务要素做出改变的一种方式,并且并不旨在限制其中可以实现其他说明性示例的方式。例如,除内容区域608和描述性文本610之外,可以显示多个内容和描述性文本区域。额外的区域可以显示,以简化或减少工作负荷并且修改任务要素。
151.接着参考图8,描述了根据说明性实施例的用于修改自主飞行器的任务计划的消息流程图的图示。在该说明性示例中,消息流程图包括消息流和用于对交通工具管理器800中的任务计划进行更新的步骤。在该示例中,交通工具管理器800是自主飞行器210中的计算机系统。例如,交通工具管理器800可以是自动驾驶仪、自主飞行控制器、自主飞行管理系统、或用于控制自主飞行器210的操作的一些其他合适的系统中的至少一个。
152.用于对任务计划进行更新的该消息流可以通过实现由人类操作者226、计算机系统206中的任务管理器208、以及自主飞行器210中的交通工具管理器800执行的多次检查而
提高安全性。
153.在说明性示例中,在该消息流程图中,人类操作者226与计算机系统206之间的交互使用诸如图2中的人机界面244等人机界面。人机界面244可以用于显示被发送至人类操作者226的消息并且生成诸如任务要素的消息或修改等用户输入。使用一个或多个无线通信链路进行任务管理器208与交通工具管理器800之间的消息交换。
154.在该说明性示例中,人类操作者226对计算机系统206的本地任务计划中的任务要素做出修改(消息m1)。
155.任务管理器208执行一致性检查,以确定自主飞行器210是否可以执行具有修改的任务要素的本地任务计划(步骤m2)。在步骤m2中,可以基于自主飞行器210的性能和环境数据运行一致性检查。在该说明性示例中,可以由计算机系统206中的任务管理器208运行自主飞行器210中的交通工具管理器800的本地副本,以通过在模拟任务计划时考虑实际性能和环境的方式而执行本地任务计划。可以从自主飞行器210、自主飞行器210中的传感器系统、以及其他传感器系统获得实际性能和环境数据。
156.可以执行本地任务计划的运行来确定具有修改的任务要素的任务计划是否一致、是否完成、以及是否根据安全要求而运行。安全要求还可以包括用于操作自主飞行器210的裕度。例如,裕度可以是所需燃料对比自主飞行器210上的燃料。可能需要额外的燃料作为满足用于操作自主飞行器210的安全要求的裕度。还可以在创建自主飞行器210的任务计划的过程中执行这些一致性检查。
157.如果一致性检查指示可以执行具有修改的任务要素的本地任务计划,则通过任务管理器208将响应返回至人类操作者226,响应指示具有修改的任务要素的修改本地任务计划可以与自主飞行器210同步(消息m3)。
158.然后,人类操作者226可以发送使计算机系统206中的修改的本地任务计划与自主飞行器210中的任务计划同步的命令(消息m4)。响应于接收来自人类操作者226的同步命令,任务管理器208可以将修改的任务要素发送至自主飞行器210(消息m5)。在该示例中,可以通过无线通信链路将具有修改的任务要素的消息发送至自主飞行器210。
159.在该示例中,交通工具管理器800响应于接收来自任务管理器208的修改的任务要素而执行一致性检查(步骤m6)。执行在步骤m6中所执行的一致性检查,以确定是否可以以满足安全要求的方式执行具有修改的任务要素的任务计划。
160.当已经通过一致性检查时,交通工具管理器800将修改的任务要素包括在任务计划中,以形成新的任务计划。由自主飞行器210执行新的任务计划。在该说明性示例中,可以由交通工具管理器800执行任务计划的运行。
161.如果一致性检查通过,交通工具管理器800则将响应返回至任务管理器208,响应指示自主飞行器210可以执行具有修改任务要素的自主飞行器210中的任务计划(消息m7)。以如此方式,任务管理器208可以将修改的任务要素包括在本地任务计划中。在该示例中,由任务管理器208将响应发送至人类操作者226(消息m8)。
162.当人类操作者226接收来自任务管理器208的响应时,人类操作者226可以将执行命令发送至任务管理器208,以执行已经被同步为包括修改的任务要素的新的任务计划(消息m9)。作为响应,任务管理器208将执行命令转发至交通工具管理器800(消息m10)。
163.响应于接收执行命令,交通工具管理器800用命令接收响应来答复(消息m11)。由
任务管理器208接收消息m11中的命令接收响应。任务管理器208进而将命令接收响应中继给人类操作者226(消息m12)。
164.如果交通工具管理器800未接收到执行命令,交通工具管理器800则不执行包含修改的任务要素的新任务计划。而是,交通工具管理器800通过执行无修改的任务要素的任务计划而继续操作自主飞行器210。如果自主飞行器210在地面上,则可以不采取任何动作。
165.因此,即使通信中断,自主飞行器210也可以操作。在该说明性示例中,在当通信中断存在的执行时间,在任务计划中的任务要素中指定的诸如着陆跑道等各种动作可能不被批准。然而,即使存在通信中断时,交通工具管理器800也可以使用指定的着陆跑道继续操作自主飞行器210。进一步地,该任务计划对于任务管理器208和人类操作者226也是已知的。因此,关于自主飞行器210将要执行什么动作是可预测的。动作包括:在尚未被批准的指定跑道着陆。在该示例中,可以对其他交通做出改变,以确保跑道可用于自主飞行器210的着陆。
166.交通工具管理器800执行新的任务计划(步骤m13)。当执行新的任务计划时,交通工具管理器800可以将已经开始执行任务计划的执行通知发送给任务管理器208(消息m14)。在该示例中,可以由任务管理器208将执行通知发送至人类操作者226(消息m15)。
167.利用用于使计算机系统206中的本地任务计划与自主飞行器210中的任务计划同步的多个步骤,具有不同检查的步骤可以防止人类操作者226将错误、不一致、或不完整的修改的任务要素或命令意外地发送至自主飞行器210。在该说明性示例中,仅可以在任意一个时间命令单个无人飞行器。这种类型的实现方式可以防止人类操作者226将修改的任务要素或命令发送至错误的自主飞行器。
168.转向图9,描述了根据说明性实施例的用于修改自主飞行器的任务计划的消息流程图的图示。在该说明性示例中,消息流程图包括自主飞行器210中的交通工具管理器800将修改的任务要素添加至任务计划所使用的消息流和步骤。
169.在说明性示例中,在该消息流程图中的人类操作者226与计算机系统206之间的交互使用诸如图2中的人机界面244等人机界面。使用一个或多个无线通信链路进行任务管理器208与交通工具管理器800之间的消息交换。
170.在一些说明性示例中,交通工具管理器800可以创建修改的任务要素来修改飞行过程中的任务计划。在该描述的示例中,自主飞行器210中的交通工具管理器800创建修改的任务要素(步骤o1)。例如,交通工具管理器800可以接收气象信息或指示恶劣天气的湍流的规则(regular)数据。交通工具管理器800可以修改任务模块而建议改变以避免湍流。例如,修改任务模块可以将海拔从20000英尺改变成22000英尺。作为另一示例,在恶劣天气时,交通工具管理器800可以以建议不同路线来修改任务模块以避免恶劣天气。
171.在该示例中,交通工具管理器800将修改的任务要素发送至计算机系统206中的任务管理器208(消息o2)。在该示例中,任务管理器208可以在接收修改的任务要素时执行一致性检查(步骤o3)。使用从自主飞行器210中的交通工具管理器800所接收的修改的任务要素对本地任务模型执行一致性检查。
172.如果可以使用交通工具修改的任务要素执行任务,任务管理器208则将作业项发生至人类操作者226以请求批准交通工具修改的任务要素(消息o4)。在消息o4中,可以在图形用户界面中所显示的任务作业队列内的操作者作业队列中显示作业项。作业项请求人类
操作者226批准或不批准自主飞行器210的交通工具修改的任务要素。在该示例中,人类操作者226可以做出决定或可以请求来自诸如空中交通控制器等另一源的批准。
173.如所描述的,当批准使用交通工具修改的任务要素来修改自主飞行器210的任务计划时,人类操作者226可以将执行命令返回至任务管理器208(消息o5)。由任务管理器208将执行命令发送至交通工具管理器800(消息o6)。
174.响应于接收执行命令,交通工具管理器800执行具有交通工具修改的任务要素的任务计划(步骤o7)。此外,交通工具管理器800将执行通知返回至任务管理器208(消息o8)。
175.响应于接收消息o8中的执行通知,任务管理器208可以将交通工具修改的任务要素添加至由任务管理器208本地存储的任务计划(步骤o9)。此外,响应于接收消息o8中的执行通知,任务管理器208将执行通知发送至人类操作者226(消息o10)。
176.图8和图9中的消息流和步骤的图示是其中本地任务计划中的修改的任务要素可以与自主飞行器中的任务计划同步的一种方式的示例。该图示并不旨在限制其中可以执行其他消息流和步骤的方式。例如,在其他说明性示例中,可以省去图8中的消息m11和消息m12中的接收响应或图8中的消息m14和消息m15中的执行通知。
177.作为另一示例,可以在图9的消息流中执行额外的步骤,其中,在将交通工具修改的任务要素发送至任务管理器208之前,交通工具管理器800也可以执行一致性检查。
178.在另一示例中,人类操作者命令自主飞行器开始执行任务计划或任务要素并且将另一消息发送至自主飞行器。自主飞行器可以对“收到消息”做出响应。如果在一定时间段内未从自主飞行器收到该消息,则可以通知人类操作者。
179.作为另一示例,当自主飞行器开始执行新的任务计划并且相应地通知人类操作者时,该通知还可以意味着自主飞行器继续原始任务计划中的下一个任务要素,其需要额外命令以发起。根据政府规定可能需要来自人类操作者的额外命令。例如,该额外命令可以是键入保持模式、离开保持模式、在短暂保持之后继续排队、或者政府或他规则或规定来源可能要求的其他类型的命令。
180.在一些情况下,在可行时,通过允许“自动执行”可以规避这种“额外的”手动命令。该动作是人类操作者可以选择的选项。
181.在自主飞行器在空中通信失效的情况下,假设由空中交通控制和人类操作者授权(clear)且发起每个步骤,自主飞行器可以继续执行任务计划。在该情形中,将通信失效通知给空中交通控制和人类操作者并且空中交通控制和人类操作者可以授权交通。当自主飞行器在通信失效过程中处于地面时,自主飞行器可以停止执行任务计划。
182.接着参考图10,描述了根据说明性示例的任务要素和作业项的图示。在该说明性示例中,图表1000示出了可以在不同的飞行阶段对特定的任务要素所执行的任务要素和作业项。
183.在该说明性示例中,图表1000包括三列:飞行阶段列1002、任务要素列1004、以及作业项列1006。图表1000中的条目的行之间不存在一对一的关系。一列的行中的条目可能与另一列的行中的一个或多个条目相关联。
184.例如,飞行阶段列1002中的出发1008与任务要素列1004中的起飞1010和离开(sid)1012相关联。在该示例中,起飞1010与启动起飞1014相关联,并且离开(sid)1012与作业项列1006中的进入离开路线1016相关联。
185.作为另一示例,飞行阶段列1002中的巡航1018与任务要素列1004中的航路巡航1020相关联。在该特定的示例中,航路巡航1020与作业项列1006中的下列作业项相关联:提交初始飞行计划1022、更新飞行计划1024、以及改变频率1026。
186.因此,一个或多个说明性示例克服了管理多个自主飞行器的任务的问题。因此,在一个或多个说明性示例中,可以为多个自主飞行器的任务分配人类操作者。与当前技术相比较,在说明性示例中,一个或多个说明性示例可以通过并不要求与自主飞行器连续通信的方式来命令无人飞行器。进一步地,一个或多个说明性示例可以减少人类操作者管理自主飞行器的任务的工作负荷。与用于自主飞行器的显示仪器的当前技术相比较,一个或多个说明性示例可以通过减少人类操作者的工作负荷的方式而提供显示信息的图形用户界面。
187.图2以及图8和图9中的计算机系统206可以被配置为执行使用软件、硬件、固件、或其组合在不同的说明性示例中所描述的步骤、操作、或动作中的至少一项。因此,计算机系统206操作为专用计算机系统,其中,图2以及图8和图9的计算机系统206中的任务管理器208可以管理自主飞行器。特别地,与并不具有任务管理器208的当前可用的通用计算机系统相比较,任务管理器208将计算机系统206转换成专用计算机系统。
188.图2至图10中的自主飞行器环境200及自主飞行器环境200中的不同组件的图示并不意味着暗示对其中可以实现说明性示例的方式的物理或架构限制。可以使用除或代替所示出的组件之外的其他组件。一些组件可能是不必要的。此外,呈现框图以示出一些功能组件。当在说明性示例中实现时,这些框图中的一个或多个框图可以组合、分割、或组合并且分割成不同的框图。
189.例如,在一些说明性示例中,改变230可以修改多于一个的任务要素。例如,改变230可以修改任务要素222中的一个或多个任务要素。在其他说明性示例中,改变230可以从任务要素222中移动或删除一个任务要素。可以做出这些及其他类型的改变并且通信至自主飞行器210,以形成自主飞行器210的新任务计划。
190.进一步地,可以使用具有各种自主水平的自主飞行器204实现说明性示例。可以由自主飞行器执行的任意一个或多个飞行阶段这一过程,而无需用户输入。
191.例如,可以使用自主飞行器管理系统202来管理自主飞行器210的飞行阶段的巡航部分。在另一示例中,可以管理任务中的离开、巡航、以及到达部分、而非任务的滑出和滑入部分。这种自主性的减少可能是自主飞行器210的能力、政府规定、规则、或对自主飞行器210执行全自主任务中的一些其他约束中的至少一个的结果。
192.作为另一示例,可以由自主飞行器210的操作者或所有者操作任务管理器208中的不同过程。在一些说明性示例中,可以将任务管理器208作为服务提供给自主飞行器210的操作者或所有者。
193.接着转向图11,描述了根据说明性示例的用于管理自主飞行器的过程的流程图的图示。图11中的过程可以在硬件、软件、或两者中实现。当以软件实现时,过程可以采用由位于一个或多个计算机系统的一个或多个硬件设备中的一个或多个处理器单元运行程序代码的形式。例如,可以在图2的计算机系统206的任务管理器208中实现过程。
194.过程开始于将任务计划的副本存储在任务作业队列中,其中,任务计划位于自主飞行器中并且包括定义由自主飞行器执行的作业的任务要素(操作1100)。过程接收任务作
业队列中的任务计划的副本中的任务要素的改变,以形成任务作业队列中的任务计划的副本中的修改的任务要素(操作1102)。
195.过程确定自主飞行器是否可以执行包括修改的任务要素的任务计划的副本(操作1104)。过程使包括修改的任务要素的任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步,以使得任务计划包括修改的任务要素(操作1106)。随后过程终止。自主飞行器执行包括修改的任务要素的任务计划。
196.参考图12,描述了根据说明性示例的用于管理自主飞行器的过程的流程图的图示。图12中的流程图描述了可以利用图11中的操作执行的操作。
197.在由自主飞行器执行任务计划之前,过程通过通信链路将任务计划上传到自主飞行器(操作1200)。之后,过程终止。
198.转向图13,描述了根据说明性示例的用于使任务计划的副本与自主飞行器的任务计划同步的过程的流程图的图示。该流程图中所示出的过程是图11中的操作1106的一个实现方式的示例。
199.过程开始于通过通信链路将修改的任务要素发送至自主飞行器,以形成位于自主飞行器中的新的任务计划(操作1300)。当自主飞行器返回新的任务计划已被自主飞行器接收的确认时,过程向自主飞行器发送执行新的任务计划的命令(操作1302)。之后,过程终止。
200.现参考图14,描述了根据说明性示例的用于使任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步的过程的流程图的图示。该流程图中所示出的过程是图11中的操作1106的实现方式的另一示例。
201.过程开始于通过通信链路将修改的任务要素发送至自主飞行器,以形成位于自主飞行器中的新的任务计划(操作1400)。当自主飞行器返回新的任务计划可以被自主飞行器执行的确认时,过程向自主飞行器发送执行新的任务计划的命令(操作1402)。之后,过程终止。
202.接着转向图15,描述了根据说明性示例的用于使任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步的过程的流程图的图示。该流程图中所示出的过程是图11中的操作1106的实现方式的另一示例。
203.过程开始于通过通信链路将修改的任务要素发送至自主飞行器,以形成位于自主飞行器中的新的任务计划(操作1500)。过程接收修改的任务要素已被自主飞行器接收的确认(操作1502)。之后,过程序终止。
204.在图16中,描述了根据说明性示例的用于使任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步的过程的流程图的图示。该流程图中所示出的过程是图11中的操作1106的实现方式的又一示例。该流程图示出了何时出现同步失败。
205.过程开始于通过通信链路将修改的任务要素发送至自主飞行器,以形成位于自主飞行器中的新的任务计划(操作1600)。当超过一定时间段未收到修改的任务要素已被自主飞行器接收的确认时,过程生成修改的任务要素未被接收的通知(操作1602)。之后,过程终止。
206.转向图17,描述了根据说明性示例的用于显示管理自主飞行器时所使用的图形用户界面的过程的流程图的图示。可以在硬件、软件、或两者中实现图17中的过程。当在软件
中实现时,过程可以采用由位于一个或多个计算机系统的一个或多个硬件设备中的一个或多个处理器单元运行的程序代码的形式。例如,可以在计算机系统206的任务管理器208中实现过程,以在图2的人机界面244的显示系统246中显示图形用户界面250。
207.过程开始于显示图形用户界面(操作1700)。过程在图形用户界面中显示任务作业队列(操作1702)。过程按照相对于时间线的先后顺序显示任务作业队列中的任务要素(操作1704)。
208.过程按照相对于时间线的先后顺序显示任务作业队列中人类操作者要执行的作业项(操作1706)。之后,过程终止。
209.在操作1704和操作1706中,任务要素和作业项可以使用具有表示持续时间的垂直大小的图形指示器显示并且基于开始时间与时间线对准。此外,相对于时间线并行地显示任务要素和作业项。
210.转向图18,描述了根据说明性示例的用于显示管理自主飞行器时所使用的图形用户界面的过程的流程图的图示。该流程图中的过程示出了伴随图17的流程图中所描述的过程中的操作可以执行的额外操作。
211.过程显示指示何时执行任务要素和作业项的现在执行图形指示器,其中,任务要素和作业项相对于现在执行图形指示器移动(操作1800)。之后,过程终止。
212.转向图19,描述了根据说明性示例的用于处理任务计划的交通工具修改的任务要素的过程的流程图的图示。可以在硬件、软件、或两者中实现图19中的过程。当在软件中实现时,过程可以采用由位于一个或多个计算机系统的一个或多个硬件设备中的一个或多个处理器单元运行的程序代码的形式。例如,可以在图2的计算机系统206的任务管理器208中实现过程。
213.过程开始于从自主飞行器接收任务计划的交通工具修改的任务要素,(操作1900)。过程按照相对于任务作业队列的时间线的先后顺序显示任务作业队列中位于作业项内的一定位置的新的作业项,其中,新的作业项的位置基于交通工具修改的任务要素的重要性,并且其中,新的作业项是作业中的用于确定是否批准使用交通工具修改的任务要素的作业(操作1902)。在操作1902中,可以在执行一致性检查之后执行显示,并且结果指示可以利用交通工具修改的任务要素执行任务计划。在该示例中,可以由交通工具管理器和任务管理器中的一者或两者进行这些一致性检查。
214.当交通工具修改的任务要素被批准时,过程向自主飞行器发送执行具有交通工具修改的任务要素的任务计划的命令(操作1904)。当自主飞行器已经接收确认时,过程在任务作业队列中显示交通工具修改的任务要素(操作1906)。之后,过程终止。
215.接着转向图20,描述了用于管理根据说明性示例的自主飞行器的过程的流程图的图示。可以在硬件、软件、或两者中实现图20中的过程。当在软件中实现时,过程可以采用由位于一个或多个计算机系统的一个或多个硬件设备中的一个或多个处理器单元运行的程序代码的形式。例如,可以在图2的计算机系统206的任务管理器208以及图8和图9的的自主飞行器210的交通工具管理器800中实现过程。在该示例中,可以通过使用图2中的人机界面244在人类操作者226与任务管理器208之间进行交互,来完成由人类操作者226执行的不同操作。
216.过程开始于创建或编辑本地任务计划的人类操作者(操作2000)。人类操作者保存
本地任务计划(操作2002)。
217.任务管理器对所保存的本地任务计划执行一致性检查(操作2004)。由任务管理器做出关于是否可以执行本地任务计划的确定(操作2006)。如果不能执行本地任务计划,过程则返回至人类操作者对本地任务计划进行编辑的操作2000。
218.否则,过程使本地任务计划与自主飞行器同步(操作2008)。在操作2008中,由位于地面站的任务管理器和自主飞行器中的交通工具管理器执行同步。任务管理器保存位于自主飞行器中的任务计划的副本。
219.自主飞行器中的交通工具管理器执行一致性检查(操作2010)。操作2010中的一致性检查为创建和更新自主飞行器的任务计划提供增强的安全性。
220.由交通工具管理器做出关于是否可以执行任务计划的确定(操作2012)。如果不能执行任务计划,交通工具管理器则拒绝任务计划并且将通知发送给人类操作者(操作2014)。例如,如果对目的地机场做出改变并且进场不再与目的地机场匹配,则缺少一致性。在这种情况下,不能执行并且拒绝任务计划。以这种方式,飞行器中的交通工具管理器可以使用其自身的数据源对一致性做出相似性检查。然后,过程返回至操作2000,以允许人类操作者对任务计划进行编辑。
221.否则,交通工具管理器接受任务计划并且将通知发送给人类操作者(操作2016)。人类操作者命令无人飞行器执行同步任务计划(操作2018)。在操作2018中,通过任务管理器将命令与无人飞行器相关。
222.做出关于是否需要启动命令以执行任务计划的确定(操作2020)。如果不需要启动命令,交通工具管理器则执行任务计划来操作自主飞行器(操作2022)。之后,过程终止。
223.再次参考操作2020,如果需要额外的启动命令,人类操作者则发送额外启动命令以执行任务计划(操作2024)。然后,过程进行至操作2022。
224.所描述的不同示例中的流程图和框图示出了说明性示例中的装置与方法的一些可能实现方式的架构、功能、以及操作。鉴于此,流程图或框图中的每个框图可以代表模块、部段、功能、或操作或步骤的一部分中的至少一个。例如,一个或多个框图可以实现为程序代码、硬件、或程序代码与硬件的组合。例如,当在硬件中实现时,硬件可以采用被制造或被配置为执行流程图或框图中的一个或多个操作的集成电路的形式。当实现为程序代码与硬件的组合时,实现可以采用固件的形式。可以使用执行不同操作的专用硬件系统或专用硬件与由专用硬件运行的程序代码的组合实现流程图或框图中的每个框图。
225.在说明性示例的一些可替代的实现方式中,框图中所标注的一个或多个功能可以不按照图中标注的顺序。例如,在一些情况下,根据所涉及的功能,可以大致同时地执行连续示出的两个框图,或有时可以按照相反的顺序执行框图。此外,除流程图或框图中的示出框图之外,可以添加其他框图。
226.现转向图21,描述了根据说明性示例的数据处理系统的框图的图示。可以使用数据处理系统2100实现图1中的服务器计算机104、服务器计算机106、以及客户端设备110。还可以使用数据处理系统2100实现图2中的计算机系统206和自主飞行器204。在该说明性示例中,数据处理系统2100包括通信架构2102,通信架构2102提供处理器单元2104、内存2106、永久性存储器2108、通信单元2110、输入/输出(i/o)单元2112、以及显示器2114之间的通信。在该示例中,通信架构2102采用总线系统的形式。
227.处理器单元2104用于执行加载到内存2106中的软件指令。处理器单元2104包括一个或多个处理器。例如,处理器单元2104可以选自于多核处理器、中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、物理处理单元(ppu)、数字信号处理器(dsp)、网络处理器、或一些其他合适类型的处理器中的至少一者。进一步地,处理器单元2104可以使用一个或多个异构处理器系统实现,在异构处理器系统中,主处理器与次处理器存在于单一芯片上。作为另一说明性示例,处理器单元2104可以是包含位于单一芯片上的同一类型的多个处理器的对称多处理器系统。
228.内存2106与永久性存储器2108是存储设备2116的示例。存储设备是可以存储信息的任意硬件,信息诸如例如但不限于,数据、函数形式的程序代码、或基于临时、永久性、或基于临时和永久性的其他合适信息中的至少一种。在这些说明性示例中,存储设备2116还可以被称为计算机可读存储设备。在这些示例中,例如,内存2106可以是随机访问存储器或任意其他合适的易失性或非易失性存储设备。根据特定的实现方式,永久性存储器2108可以采用多种形式。
229.例如,永久性存储器2108可以包含一个或多个组件或设备。例如,永久性存储器2108可以是硬驱动、固态驱动(ssd)、闪存存储器、可重写光盘、可重写磁带、或上述某种组合。永久性存储器2108所使用的介质也可以是可移除的。例如,可移除硬驱动可以用于永久性存储器2108。
230.在这些说明性示例中,通信单元2110提供与其他数据处理系统或设备的通信。在这些说明性示例中,通信单元2110是网络接口卡。
231.输入/输出单元2112允许对可以连接至数据处理系统2100的其他设备输入和输出数据。例如,输入/输出单元2112可以通过键盘、鼠标、或一些其他合适的输入设备中的至少一种为用户输入提供连接。进一步地,输入/输出单元2112可以将输出发送至打印机。显示器2114提供将信息显示给用户的机构。
232.可以将关于操作系统、应用、或程序中的至少一个的指令定位在存储设备2116中,存储设备2116通过通信架构2102与处理器单元2104通信。处理器单元2104可以使用位于诸如内存2106等存储器中的计算机实现指令执行不同示例的过程。
233.这些指令被称为可以由处理器单元2104中的处理器读取并且执行的程序代码、计算机可用程序代码、或计算机可读程序代码。不同示例中的程序代码可以体现在不同的物理或计算机可读存储介质,诸如内存2106或永久性存储器2108等。
234.程序代码2118以函数形式位于计算机可读介质2120上,计算机可读介质2120是可选择地移除的,并且程序代码2118可以被加载到或转移到数据处理系统2100以由处理器单元2104执行。在这些说明性示例中,程序代码2118与计算机可读介质2120构成计算机程序产品2122。在说明性示例中,计算机可读介质2120是计算机可读存储介质2124。
235.在这些说明性示例中,计算机可读存储介质2114是用于存储程序代码2118的物理或有形存储设备,而非传播或传输程序代码2118的介质。如此处使用的,计算机可读存储介质2114不应被视为瞬态信号本身,诸如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如,穿过光纤线缆的光脉冲),或通过电线传输的电信号等,或者如此处使用的,不应被视为瞬态信号本身,诸如无线电波或其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如,穿过光纤线缆的光脉冲)、或通过电线传输的电
信号等。
236.可替代地,可以使用计算机可读信号介质将程序代码2118传输至数据处理系统2100。例如,计算机可读信号介质可以是包含程序代码2118的传播数据信号。例如,计算机可读信号介质可以是电磁信号、光学信号、或任意其他合适类型的信号中的至少一种。可以通过诸如无线连接、光纤电缆、同轴电缆、电线、或任意其他合适类型的连接等连接传输这些信号。
237.进一步地,如此处使用的,“计算机可读介质2120”可以是单数或复数。例如,程序代码2118可以位于单一存储设备或系统形式的计算机可读介质2120中。在另一示例中,程序代码2118可以位于分布在多个数据处理系统上的计算机可读介质2120中。换言之,程序代码2118中的某些指令可以位于一个数据处理系统中,而程序代码2118中的其他指令可以位于一个数据处理系统中。例如,程序代码2118的一部分可以位于服务器计算机的计算机可读介质2120中,而程序代码2118的另一部分可以位于一组客户端计算机上的计算机可读介质2120中。
238.针对数据处理系统2100示出的不同组件并不意味着对其中可以实现不同示例的方式提供架构限制。在一些说明性示例中,一个或多个组件可以被整合于或者以另外的形成另一组件的一部分。例如,在一些说明性示例中,内存2106或其一部分可以被整合在处理器单元2104中。可以在包括除或代替针对数据处理系统2100示出的这些组件之外的组件的数据处理系统中实现不同的说明性示例。图21中示出的其他组件可能与所示的说明性示例不同。可以使用能运行程序代码2118的任意硬件设备或系统实现不同的示例。
239.可以在图22中所示的飞行器制造和维护方法2200以及图23中所示的飞行器2300的上下文中描述本公开的说明性示例。首先转向图22,描述了根据说明性示例的飞行器制造和维护方法的图示。在预生产过程中,飞行器制造和维护方法2200可以包括图23中的飞行器2300的规格和设计2202以及材料采购2204。
240.在生产过程中,进行图23中的飞行器2300的组件与子组件制造2206以及系统集成2208。之后,图23中的飞行器2300可以进入认证和交付2210,以投入使用2212。在客户投入使用2212时,安排图23中的飞行器2300进行例行维护和维修2214,可以包括翻新、再配置、整修、以及其他维护和维修。
241.通过系统集成商、第三方、运营商、或其某种组合可以执行或完成飞行器制造和维护方法2200的各个过程。在这些示例中,运营商可以是客户。出于该描述的目的,系统集成商可以包括但不限于任意数目的飞行器制造商和主系统分包商;第三方可以包括但不限于任意数量的零售商、分包商、以及供应商;并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事企业、服务组织等。
242.现参考图23,描述了其中可以实现说明性示例的飞行器的图示。在该示例中,飞行器2300是由图22中的飞行器制造和维护方法2200生产的自主飞行器并且可以包括具有多个系统2304和内部2306的机身2302。系统2304的示例包括一个或多个推进系统2308、电气系统2310、液压系统2312、以及环境系统2314。可以包括任意数量的其他系统。尽管示出了航空示例,然而,不同的说明性示例可以应用于诸如汽车工业等其他行业。
243.在图22的飞行器制造和维护方法2200的至少一个阶段过程中可以采用此处示出的装置和方法。
244.在一个说明性示例中,可以通过与图22中的飞行器2300投入使用2212时所生产的组件或子组件相似的方式制造或制作图22中的组件与子组件制造2206中所生产的组件或子组件。作为又一示例,可以在诸如图22中的组件和子组件制造2206及系统集成2208的生产阶段,利用一个或多个装置实施例、方法实施例、或其组合。在飞行器2300投入使用2212时、在图22的维护和维修2214的过程中、或两者,可以利用一个或多个装置示例、方法示例、或其组合。使用多个不同的说明性示例可以充分加快飞行器2300的组装、减少飞行器2300的成本、或既加快飞行器2300的组装并且又减少飞行器2300的成本。
245.例如,在系统集成2208或维护和维修2214的至少一个的过程中,可以实现飞行器2300中的软件和硬件组件。在飞行器2300的运行2212的过程中,可以使用这些组件,以可以使得地面站处的人类操作者减少工作负荷。这种工作负荷的减少还可以增加由一个或多个人类操作者管理的自主飞行器的数量。
246.因此,说明性示例提供了用于管理自主飞行器的方法、装置、系统、以及计算机程序产品。在一个说明性示例中,一种方法管理自主飞行器。由计算机系统将任务计划的副本存储在任务作业队列中。任务计划位于自主飞行器中并且包括定义由自主飞行器执行的作业的任务要素。可以由计算机系统接收任务作业队列中的任务计划的副本中的任务要素的改变,以形成任务作业队列中的任务计划的副本中的修改的任务要素。计算机系统可以确定自主飞行器可以执行包括修改的任务要素的任务计划的副本。计算机系统可以使得包括修改的任务要素的任务计划的副本与自主飞行器中的任务计划同步,以使得任务计划包括修改的任务要素。自主飞行器可以执行包括修改的任务要素的任务计划。
247.一个或多个说明性示例克服了管理多个自主飞行器的任务的问题。因此,在一个或多个说明性示例中,人类操作者可以管理多个自主飞行器的任务。与当前技术相比较,在说明性示例中,一个或多个说明性示例可以通过不要求与自主飞行器连续通信的方式而命令无人飞行器。进一步地,一个或多个说明性示例可以减少人类操作者管理自主飞行器的任务的工作负荷。与用于自主飞行器的显示仪器的当前技术相比较,一个或多个说明性示例可以通过减少人类操作者的工作负荷的这种方式提供显示信息的图形用户界面。
248.描述包括根据下列项的说明性示例:
249.第1项.一种自主飞行器管理系统(202),包括:
250.计算机系统(206);和
251.任务管理器(134,150,208),位于计算机系统(206)中,其中,任务管理器(134,150,208)被配置为:
252.将任务计划(220)的副本(218)存储在任务作业队列(212、302、404)中,其中,任务计划(220)位于自主飞行器(112,114,118,210)中并且包括定义由自主飞行器(112,114,118,210)执行的作业(225,228)的任务要素(138,142,222,310,502);
253.接收任务作业队列(212,302,404)中的任务计划(220)的副本(218)中的任务要素(138,142,222,310,502)的改变(230),以形成任务作业队列(212,302,404)中的任务计划(220)的副本(218)中的修改的任务要素(144,232);
254.确定自主飞行器(112,114,118,210)是否可以执行包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218);并且
255.使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器
(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步,以使得任务计划(220)包括修改的任务要素(144,232)。
256.第2项.根据第1项的自主飞行器管理系统(202),其中,任务管理器(134,150,208)被配置为:
257.在由自主飞行器(112,114,118,210)执行任务计划(220)之前,通过通信链路(224)将任务计划(220)上传到自主飞行器(112,114,118,210)。
258.第3项.根据第1项或第2项的自主飞行器管理系统(202),其中,在使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步时,任务管理器(134,150,208)被配置为:
259.通过通信链路(224)将修改的任务要素(144,232)发送至自主飞行器(112,114,118,210),以形成位于自主飞行器(112,114,118,210)中的新的任务计划(236);并且
260.当自主飞行器(112,114,118,210)返回修改的任务要素(144,232)已经被自主飞行器(112,114,118,210)接收的确认(240)时,向自主飞行器(112,114,118,210)发送执行新的任务计划(236)的命令(238)。
261.第4项.根据第1项至第3项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,在使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步时,任务管理器(134,150,208)被配置为:
262.通过通信链路(224)将修改的任务要素(144,232)发送至自主飞行器(112,114,118,210),以形成位于自主飞行器(112,114,118,210)中的新的任务计划(236);并且
263.当自主飞行器(112,114,118,210)返回新的任务计划(236)可以被自主飞行器(112,114,118,210)执行的确认(240)时,将执行新的任务计划(236)的命令(238)发送至自主飞行器(112,114,118,210)。
264.第5项.根据第1项至第4项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,在使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步时,任务管理器(134,150,208)被配置为:
265.通过通信链路(224)将修改的任务要素(144,232)发送至自主飞行器(112,114,118,210),以形成位于自主飞行器(112,114,118,210)中的新的任务计划(236);并且
266.接收修改的任务要素(144,232)已经被自主飞行器(112,114,118,210)接收的确认(240)。
267.第6项.根据第1项至第5项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,在使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步时,任务管理器(134,150,208)被配置为:
268.通过通信链路(224)将修改的任务要素(144,232)发送至自主飞行器(112,114,118,210),以形成位于自主飞行器(112,114,118,210)中的新的任务计划(236);并且
269.当超过一定时间段未收到自主飞行器(112,114,118,210)已接收修改的任务要素(144,232)的确认(240)时,生成修改的任务要素(144,232)未被接收的通知(242)。
270.第7项.根据第1项至第6项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,在确定包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)是否可以被自主飞行器(112,114,118,210)执行时,任务管理器(134,150,208)被配置为:
271.对包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)执行一致性检查,以确定包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)是否可以被自主飞行器(112,114,118,210)执行;并且
272.其中,任务管理器(134,150,208)被配置为:
273.当包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)不能被自主飞行器(112,114,118,210)执行时,指示错误。
274.第8项.根据第1项至第7项中任一项的自主飞行器管理系统(202),进一步包括:
275.人机界面(244),被配置为:
276.显示图形用户界面(132,152,250);
277.在图形用户界面(132,152,250)中显示任务作业队列(212,302,404);
278.按照相对于时间线(312,514)的先后顺序显示任务作业队列(212,302,404)中的任务要素(138,142,222,310,502);并且
279.按照相对于时间线(312,514)的先后顺序在任务作业队列(212,302,404)中显示人类操作者要执行的作业项(146,217,308,500)。
280.第9项.根据第8项的自主飞行器管理系统(202),其中,相对于时间线(312,514)平行地显示任务要素(138,142,222,310,502)和作业项(146,217,308,500)。
281.第10项.根据第8项或第9项的自主飞行器管理系统(202),其中,使用具有表示持续时间的垂直大小的图形指示器(314)显示作业项(146,217,308,500)和任务要素(138,142,222,310,502)并且基于开始时间使作业项(146,217,308,500)和任务要素(138,142,222,310,502)与时间线(312,514)对准。
282.第11项.根据第8项至第10项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,人机界面(244)被配置为:
283.显示指示执行任务要素(138,142,222,310,502)和作业项(146,217,308,500)的时间的现在执行图形指示器(320),其中,任务要素(138,142,222,310,502)与作业项(146,217,308,500)相对于现在执行图形指示器(320)移动。
284.第12项.根据第8项至第11项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,任务管理器(134,150,208)被配置为:
285.从自主飞行器(112,114,118,210)接收任务计划(220)的交通工具修改的任务要素;
286.按照相对于任务作业队列(212,302,404)中的时间线(312,514)的先后顺序显示任务作业队列(212,302,404)中处于作业项(146,217,308,500)内的一定位置的新的作业项,其中,新的作业项的位置基于交通工具修改的任务要素的重要性,并且其中,新的作业项指作业中用于确定是否批准使用交通工具修改的任务要素的作业,
287.当使用交通工具修改的任务要素被批准时,将确认(240)发送至自主飞行器(112,114,118,210),以执行具有交通工具修改的任务要素的任务计划(220);并且
288.当自主飞行器(112,114,118,210)已经接收确认(240)时,显示任务作业队列(212,302,404)中的交通工具修改的任务要素。
289.第13项.根据第1项至第12项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,从执行作业项来管理自主飞行器(112,114,118,210)的人类操作者(226)接收任务作业队列(212,
302,404)中的任务计划(220)的副本(218)中的任务要素(138,142,222,310,502)的改变(230)作为用户输入(252)。
290.第14项.根据第8项至第12项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,作业项(146,217,308,500)选自以下中的至少一项:执行飞行前检查单、进入滑出路线、检查跑道畅通、启动起飞、进入起飞路线、提交初始飞行计划、更新飞行计划、改变频率、联系目的地,进入到达路线、发起着陆、进入滑入路线、或执行飞行后检查单。
291.第15项.根据第1项至第14项中任一项的自主飞行器管理系统(202),其中,从飞行前、滑出、排队、起飞、离开、航路巡航、到达、着陆、滑入、或停机的至少一项中选择任务要素(138,142,222,310,502)。
292.第16项.一种自主飞行器(112,114,118,210)系统,包括:
293.计算机系统(206),位于自主飞行器(112,114,118,210)中;和
294.交通工具管理器(800),位于计算机系统(206)中,其中,交通工具管理器(800)被配置为:
295.执行针对自主飞行器(112,114,118,210)的任务计划(220),其中,任务计划(220)包括任务要素(138,142,222,310,502);
296.通过通信链路(224)接收修改的任务要素(144,232);
297.确定是否可以执行包括任务要素(138,142,222,310,502)和修改的任务要素(144,232)的新的任务计划(236)中的修改的任务要素(144,232);并且
298.执行新的任务计划(236)。
299.第17项.根据第16项的自主飞行器(112,114,118,210)系统,其中,交通工具管理器(800)被配置为:
300.当不能执行新的任务计划(236)中的修改的任务要素(144,232)时,继续执行具有任务要素(138,142,222,310,502)的任务计划(220)。
301.第18项.根据第16项或第17项的自主飞行器(112,114,118,210)系统,其中,在执行新的任务计划(236)时,交通工具管理器(800)被配置为:
302.接收执行新的任务计划(236)的命令(238);并且
303.当接收到命令(238)时,执行新的任务计划(236)。
304.第19项.根据第16项至第18项中任一项的自主飞行器(112,114,118,210)系统,其中,交通工具管理器(800)被配置为:
305.当发生事件时,生成可以与任务计划(220)中的任务要素(138,142,222,310,502)一起执行的交通工具修改的任务要素;
306.将交通工具修改的任务要素发送至地面站;并且
307.当从地面站接收批准交通工具修改的任务要素的响应时,将任务计划(220)修改为包括交通工具修改的任务要素,以形成新的任务计划(236),其中,自主飞行器(112,114,118,210)执行新的任务计划(236)。
308.第20项.根据第19项的自主飞行器(112,114,118,210)系统,其中,事件是指湍流、沿着飞行路径的不利天气条件、雷击、受限的空间变化、以及风向的变化中的一种。
309.第21项.根据第16项至第19项中任一项的自主飞行器(112,114,118,210)系统,其中,从自动驾驶仪、自主飞行控制器、或自主飞行管理系统的至少一者中选择计算机系统
(206)。
310.第22项.一种用于管理自主飞行器(112,114,118,210)的方法,方法包括:
311.由计算机系统(206)将任务计划(220)的副本(218)存储(1100)在任务作业队列(212、302、404)中,其中,任务计划(220)位于自主飞行器(112,114,118,210)中并且包括定义由自主飞行器(112,114,118,210)执行的作业(225,228)的任务要素(138,142,222,310,502);
312.由计算机系统(206)接收(1102)任务作业队列(212,302,404)中的任务计划(220)的副本(218)中的任务要素(138,142,222,310,502)的改变(230),以形成任务作业队列(212,302,404)中的任务计划(220)的副本(218)中的修改的任务要素(144,232);
313.由计算机系统(206)确定(1104)自主飞行器(112,114,118,210)是否可以执行包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218);并且
314.由计算机系统(206)使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步(1106),以使得任务计划(220)包括修改的任务要素(144,232),其中,自主飞行器(112,114,118,210)执行包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)。
315.第23项.根据第22项的方法,进一步包括:
316.在由自主飞行器(112,114,118,210)执行任务计划(220)之前,由计算机系统(206)通过通信链路(224)将任务计划(220)上传(1200)到自主飞行器(112,114,118,210)。
317.第24项.根据第22项或第23项的方法,其中,由计算机系统(206)使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步包括:
318.由计算机系统(206)通过通信链路(224)将修改的任务要素(144,232)发送(1300)至自主飞行器(112,114,118,210),以形成位于自主飞行器(112,114,118,210)中的新的任务计划(236);并且
319.当自主飞行器(112,114,118,210)返回修改的任务要素(144,232)已经被自主飞行器(112,114,118,210)接收的确认(240)时,由计算机系统(206)将执行新的任务计划(236)的命令(238)发送(1302)至自主飞行器(112,114,118,210)。
320.第25项.根据第22项或第23项的方法,其中,使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步包括:
321.由计算机系统(206)通过通信链路(224)将修改的任务要素(144,232)发送(1400)至自主飞行器(112,114,118,210),以形成位于自主飞行器(112,114,118,210)中的新的任务计划(236);并且
322.当自主飞行器(112,114,118,210)返回新的任务计划(236)可以被自主飞行器(112,114,118,210)执行的确认(240)时,由计算机系统(206)将执行新的任务计划(236)的命令(238)发送(1402)至自主飞行器(112,114,118,210)。
323.第26项.根据第22项或第23项的方法,其中,使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步包括:
324.由计算机系统(206)通过通信链路(224)将修改的任务要素(144,232)发送(1500)至自主飞行器(112,114,118,210),以形成位于自主飞行器(112,114,118,210)中的新的任务计划(236);并且
325.由计算机系统(206)接收(1502)修改的任务要素(144,232)已经被自主飞行器(112,114,118,210)接收的确认(240)。
326.第27项.根据第22项或第23项的方法,其中,使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步包括:
327.由计算机系统(206)通过通信链路(224)将修改的任务要素(144,232)发送(1600)至自主飞行器(112,114,118,210),以形成位于自主飞行器(112,114,118,210)中的新的任务计划(236);并且
328.当超过一定时间段未收到修改的任务要素(144,232)已经被自主飞行器(112,114,118,210)接收的确认(240)时,由计算机系统(206)生成(1602)修改的任务要素(144,232)未被接收的通知(242)。
329.第28项.根据第22项至第27项中任一项的方法,进一步包括:
330.当包括修改的任务要素(144,232)的任务计划的副本(218)不能被自主飞行器(112,114,118,210)执行时,由计算机系统(206)指示错误。
331.第29项.根据第22项至第28项中任一项的方法,进一步包括:
332.由计算机系统(206)显示(1700)图形用户界面(132,152,250);
333.由计算机系统(206)在图形用户界面(132,152,250)中显示(1702)任务作业队列(212,302,404);
334.由计算机系统(206)按照相对于时间线(312,514)的先后顺序显示(1704)任务作业队列(212,302,404)中的任务要素(138,142,222,310,502);并且
335.由计算机系统(206)按照相对于时间线(312,514)的先后顺序显示(1706)任务作业队列(212,302,404)中人类操作者(226)要执行的作业项(146,217,308,500)。
336.第30项.根据第29项的方法,其中,相对于时间线(312,514)平行地显示任务要素(138,142,222,310,502)和作业项(146,217,308,500)。
337.第31项.根据第29项或第30项的方法,其中,使用具有表示持续时间的垂直大小的图形指示器(314)显示任务要素(138,142,222,310,502)和作业项(146,217,308,500)并且基于开始时间与时间线(312,514)对准。
338.第32项.根据第29项至第31项中任一项的方法,进一步包括:
339.由计算机系统(206)显示(1800)指示执行任务要素(138,142,222,310,502)和作业项(146,217,308,500)的时间时现在执行图形指示器(320),其中,任务要素(138,142,222,310,502)与作业项(146,217,308,500)相对于现在执行图形指示器(320)移动。
340.第33项.根据第29项至第32项中任一项的方法,进一步包括:
341.由计算机系统(206)从自主飞行器(112,114,118,210)接收(1900)任务计划(220)的交通工具修改的任务要素;
342.由计算机系统(206)按照相对于任务作业队列(212,302,404)的时间线(312,514)的先后顺序显示(1902)任务作业队列(212,302,404)中处于作业项(146,217,308,500)内
的一定位置的新的作业项,其中,新的作业项的位置基于交通工具修改的任务要素的重要性,并且其中,新的作业项是指作业中(225,228)用于确定是否批准使用交通工具修改的任务要素的一作业;
343.当交通工具修改的任务要素被批准时,由计算机系统(206)向自主飞行器(112,114,118,210)发送(1904)执行具有交通工具修改的任务要素的任务计划(220)的命令;并且
344.当自主飞行器(112,114,118,210)已经接收确认(240)时,由计算机系统(206)显示(1906)任务作业队列(212,302,404)中的交通工具修改的任务要素。
345.第34项.根据第22项的方法,其中,从执行作业项来管理自主飞行器(112,114,118,210)的人类操作者(226)接收任务作业队列(212,302,404)中的任务计划(220)的副本(218)中的任务要素(138,142,222,310,502)的改变(230)作为用户输入(252)。
346.第35项.根据第29项的方法,其中,从执行飞行前检查单、进入滑出路线、检查跑道畅通、启动起飞、进入起飞路线、提交初始飞行计划、更新飞行计划、改变频率、联系目的地,进入到达路线、发起着陆、进入滑入路线、或执行飞行后检查单的至少一项中选择作业项(146,217,308,500)。
347.第36项.根据第22项的方法,其中,从飞行前、滑出、排队、起飞、离开、航路巡航、到达、着陆、滑入、或停机的至少一种中选择任务要素(138,142,222,310,502)。
348.第37项.一种用于管理自主飞行器(112,114,118,210)的计算机程序产品(2122),计算机程序产品(2122)包括:
349.计算机可读存储介质(2124);
350.第一程序代码,存储在计算机可读存储介质(2124)上,可由计算机系统(206)执行,以致使计算机系统(206)将任务计划(220)的副本(218)存储在任务作业队列(212,302,404)中,其中,任务计划(220)位于自主飞行器(112,114,118,210)中并且包括定义由自主飞行器(112,114,118,210)执行的作业(225,228)的任务要素(138,142,222,310,502);
351.第二程序代码,存储在计算机可读存储介质(2124)上,可由计算机系统(206)执行,以致使计算机系统(206)接收任务作业队列(212,302,404)中的任务计划(220)的副本(218)中的任务要素(138,142,222,310,502)的改变(230),以形成任务作业队列(212,302,404)中的任务计划(220)的副本(218)中的修改的任务要素(144,232);
352.第三程序代码,存储在计算机可读存储介质(2124)上,可由计算机系统(206)执行,以致使计算机系统(206)确定自主飞行器(112,114,118,210)是否可以执行包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218);以及
353.第四程序代码,存储在计算机可读存储介质(2124)上,可由计算机系统(206)执行,以致使计算机系统(206)使包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)的副本(218)与自主飞行器(112,114,118,210)中的任务计划(220)同步,以使得任务计划(220)包括修改的任务要素(144,232),其中,自主飞行器(112,114,118,210)执行包括修改的任务要素(144,232)的任务计划(220)。
354.已经出于示出和描述的目的呈现了对不同的说明性实施例的描述并且该描述并不旨在详尽或局限于所公开的形式的实施例。不同的说明性示例描述了执行动作或操作的部件。在示出的实施例中,部件可以被配置为执行所描述的动作或操作。例如,部件可以具
有这样的结构的配置或设计,即,为部件提供执行在由部件执行的说明性示例中所描述的动作或操作的能力。进一步地,在此处使用的术语“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有”、“包含”、以及其变形的范围内,该术语旨在包括与术语“包括(comprises)”相似的形式作为开放式过渡词语,而不排除任意额外或其他的元件。
355.许多改造与变形对本领域普通技术人员显而易见。进一步地,与其他所希望的实施例相比较,不同的说明性实施例可以提供不同的特征。所选择的一个或多个示例被选定并且描述为对示例的原理、实际应用进行最好的任务,并且对于适合于所设想的特定使用的各种改造的各个实施例,可以使得本领域普通技术人员理解本公开。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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