发明创造名称：一种无人飞行器的控制方法及装置
外观设计名称：
决定号：185709
决定日：2019-07-29
委内编号：1F270165
优先权日：
申请（专利）号：201610127255.3
申请日：2016-03-07
复审请求人：谭圆圆
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：刘楠
合议组组长：刘慧敏
参审员：孙洁君
国际分类号：G05D1/10
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求相对最接近的现有技术具有区别技术特征，该区别技术特征没有被其他对比文件公开，也没有证据表明其属于本领域公知常识，且该区别技术特征为该权利要求的技术方案带来有益效果，则该权利要求具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201610127255.3，名称为“一种无人飞行器的控制方法及装置”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请日为2016年03月07日，公开日为2016年06月15日，申请人为谭圆圆。
经实质审查，国家知识产权局专利实质审查部门于2018年12月27日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-10不具备专利法第22条第3款规定的创造性。实质审查过程中引用了如下3篇对比文件：
对比文件1：CN104155992A；公开日为：2014年11年19日；
对比文件2：CN201788592U；公开日为：2011年04年06日；
对比文件3：CN1612498A； 公开日为：2005年05年04日。
驳回决定所依据的文本为申请日提交的原始申请文件。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种无人飞行器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
接收控制台基于无人飞行器的心跳信号返回的N条响应信号，其中，N为大于等于1的正整数；
判定N条响应信号中是否存在连续的M条响应信号的信道质量参数满足预设条件；
若是，则从自动返航模式切换至悬停飞行模式，并接收控制台的手动返航控制指令；
若否，则继续监测控制台的响应信号。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在接收控制台基于无人飞行器的心跳信号返回的响应信号之前，还包括：
获取所述控制台的心跳信号；
判定所述心跳信号中表征信道通信质量的评价参数是否大于或者大于等于预设阈值；
若是，则向所述控制台发送所述无人飞行器生成的心跳信号；
若否，则继续检测所述控制台的心跳信号。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，判定N条响应信号中是否存在连续的M条响应信号的信道质量参数满足预设条件，具体为：
在接收到的响应信号时，确定出响应信号中的表征下行信道通信质量的第一评价参数以及表征上行信道通信质量的第二评价参数；
判定是否存在连续的M条响应信号的第一评价参数以及第二评价参数大于或者大于等于预设阈值。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，判定是否存在连续的M条响应信号的第一评价参数以及第二评价参数大于或者大于等于预设阈值，包括：
将所述第一评价参数中的信号强度值与第一信号强度阈值比较以及所述第二评价参数中的信号强度值与第二信号强度阈值；和/或
将所述第一评价参数中的误码率与第一误码率阈值进行比较以及所述第二 评价参数中的误码率与第二误码率阈值进行比较。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在从自动返航模式切换至悬停飞行模式之后，所述方法还包括：
获取所述无人飞行器当前的飞行状态参数；
将所述飞行状态参数发送至所述控制台，以使所述控制台展示出所述飞行状态参数。
6. 一种无人飞行器的控制装置，其特征在于，包括：
信号收发器，用于接收控制台基于无人飞行器的心跳信号返回的N条响应信号，其中，N为大于等于1的正整数；
处理器，与所述信号收发器连接，用于判定N条响应信号中是否存在连续的M条响应信号的信道质量参数满足预设条件；
飞行控制器，与所述处理器连接，用于若是，则从自动返航模式切换至悬停飞行模式，并接收控制台的手动返航控制指令；若否，则继续监测控制台的响应信号。
7. 如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述信号收发器，还用于获取所述控制台的心跳信号；
所述处理器，还用于判定所述心跳信号中表征信道通信质量的评价参数是否大于或者大于等于预设阈值；若是，则向所述控制台发送所述无人飞行器生成的心跳信号；若否，则继续检测所述控制台的心跳信号。
8. 如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述处理器，具体用于在接收到的响应信号时，确定出响应信号中的表征下行信道通信质量的第一评价参数以及表征上行信道通信质量的第二评价参数；判定是否存在连续的M条响应信号的第一评价参数以及第二评价参数大于或者大于等于预设阈值。
9. 如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述处理器，具体用于将所述第一评价参数中的信号强度值与第一信号强度阈值比较以及所述第二评价参数中的信号强度值与第二信号强度阈值；和/或将所述第一评价参数中的误码 率与第一误码率阈值进行比较以及所述第二评价参数中的误码率与第二误码率阈值进行比较。
10. 如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述处理器，还用于获取所述无人飞行器当前的飞行状态参数；
所述信号收发器，还用于将所述飞行状态参数发送至所述控制台”。
驳回决定主要认为：权利要求1与对比文件2的区别在于：接收控制台基于无人飞行器的心跳信号返回的N条响应信号，其中，N为大于等于1的正整数；判定N条响应信号中是否存在连续的M条响应信号的信道质量参数满足预设条件；若是，则从自动返航模式切换至悬停飞行模式，并接收控制台的手动返航控制指令；若否，则继续监测控制台的响应信号。
基于上述区别技术特征，实际解决的技术问题是：如何实现无人飞行器从自动返航模式切换到手动返航模式。
对于上述区别技术特征，对比文件2公开了机载综合信息处理单元判断接收到的基站信号强度是否能够正常通信。而具体如何判断通信质量对于本领域技术人员而言是容易想到的。此外，对比文件2给出了先行对无人机与地面监控中心间的双向通信质量进行监测以为后续某个部件工作模式的切换提供依据的技术启示。基于该技术启示，要先行确定飞行器与控制台间是否具有稳定良好的通信信道从而为对无人机的飞行控制提供良好通信时，本领域技术人员有动机将对比文件2中的机载综合信息处理单元运用到无人飞行器的控制过程中。在本领域技术人员熟知的自动返航与手动返航模式间，本领域设计人员一般会优选稳定性和安全性相对更高的手动控制模式，而手动控制的前提是良好的通信质量，具有在手动控制前准确确定控制台与无人机间通信质量的硬性技术需求。可见监测通信质量，根据通信质量切换无人飞行器返航模式对于本领域技术人员是显而易见的。因此权利要求1不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2-5的附加技术特征或已被对比文件2、3公开或为本领域技术人员容易想到的，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。权利要求6-10请求保护的无人飞行器的控制装置，是权利要求1-5相对应的产品权利要求，基于相同的理由，权利要求6-10也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人谭圆圆（下称复审请求人）对上述驳回决定不服,于2019年01月02日向国家知识产权局提出了复审请求，并未修改申请文件。
复审请求人主要认为：1.本申请权利要求的全部技术特征都未被对比文件所公开；2.从解决的技术问题、实现的技术效果来看，对比文件2是根据通信质量监测结果，切换不同的通信方式，解决定位过程中的通信可靠性问题。本申请是针对自动返航过程中的通信信号条件判断下的手工返航控制，解决在自动返航过程中的信号丢失后导致的失控问题。本申请与对比文件2完全不存在任何相关联的技术启示。3.为何在自动返航过程中启动对通信状态的监视？为何基于连续多个心跳信号的响应信号的质量参数监视通信状态？为何要转入悬停阶段，并在悬停后接受手动控制信号？没有任何对比文件或者现有技术公开上述特征，也没有现有技术提供哪怕一丁点技术启示。此外，解决上述问题具有多种技术手段，即使本领域技术人员意识到无人机控制过程中存在上述问题，也不能得到权利要求1所要求保护的技术方案。因此本申请发明点也并非显而易见的公知常识。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年02月11日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持原驳回决定，指出：（1）对比文件2公开了机载综合信息处理单元具有检测无人机与地面监控中心双向通信质量，并为机载无线移动通信单元与北斗通信单元间的切换提供可靠依据。即公开了接收控制台基于无人飞行器的信号并检测信号质量进行相应的切换；（2）对比文件2公开了实时监测无人机与地面监控中心双向通信质量，以便于在机载无线移动通信的信号不稳定、质量不好时切换到信号稳定、质量较好的北斗通信单元。提出了通信质量不佳会使无人机脱离掌控的问题，给出了先行对无人机与地面监控中心间的双向通信质量进行监测以为后续某个部件工作模式的切换提供依据的技术启示。（3）本领域技术人员熟知的飞行器的控制过程存在着自动返航与手动返航模式，且一般会优选稳定性和安全性相对更高的手动控制模式。但手动控制的前提是需要控制台与无人机之间的通信质量较好，这就需要在手动控制前能够准确的确定无人机与控制台间的信道质量，存在着确定控制台与无人机间通信质量的硬性技术需求。因此，在对比文件2的技术下，本领域技术人员有动机将对比文件2中的飞行器与地面监控中心的双向通信质量的机载综合信息处理单元运用到无人飞行器的控制过程中，得到权利要求1要求保护的技术方案，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。因而坚持原驳回决定。随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，依法作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
在复审程序中，复审请求人未修改申请文件，因此，本决定针对的文本是申请日2016年03月07日提交的原始申请文件。
权利要求1-10具备创造性
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求相对最接近的现有技术具有区别技术特征，该区别技术特征没有被其他对比文件公开，也没有证据表明其属于本领域公知常识，且该区别技术特征为该权利要求的技术方案带来有益效果，则该权利要求具备创造性。
权利要求1请求保护一种无人飞行器的控制方法。对比文件2公开了一种无人机实时定位监控管理系统，其中（参见说明书第17-20、27-29段，图1、3）具体公开了以下技术特征：该无人机实时定位监控管理系统包括设置于无人机的机载定位通信装置和设置于无人机地面监控中心的地面监控通信装置。机载定位通信装置包括：GPS定位单元、机载无线移动通信单元、北斗通信单元、机载综合信息处理单元。GPS定位单元用于无人机的实时定位，并将定位数据信息传给机载综合信息处理单元或接收机载综合信息处理单元传来的请求定位指令。北斗通信单元和机载无线移动通信单元均与机载综合信息处理单元电联接，通过北斗通信网络和移动通信网络与无人机地面监控中心双向通信。机载综合信息处理单元判断机载无线移动通信单元接收到的陆地上的基站信号强度是否能够正常通信，如果能够正常通信，则启动机载无线移动通信单元，由机载无线移动通信单元承担与无人机地面监控中心双向通信的功能，如果不能正常通信，则启动北斗通信单元，由北斗通信单元承担与无人机地面监控中心双向通信的功能。地面监控综合信息处理单元判断地面监控无线移动通信单元是否能够实现与特定序列号机载无线移动通信单元的连接，如果能够连接上，由地面监控无线移动通信单元承担与上述的机载定位通信装置的双向通信的功能（发送请求定位指令、接收定位数据信息等），如果不能连接，则由北斗卫星通信系统承担与上述的机载定位通信装置的双向通信的功能。该实时定位系统将GPS定位技术的实时性、北斗系统的广覆盖（主要针对移动通信信号较差的地区）、移动通信技术的高传输数据率结合起来，实现无人机全覆盖的实时定位。
将对比文件2和权利要求1相比较可知，对比文件2也公开了一种无人飞行器的控制方法，权利要求1与对比文件2的区别在于：（1）接收控制台基于无人飞行器的心跳信号返回的N条响应信号，其中，N为大于等于1的正整数；判定N条响应信号中是否存在连续的M条响应信号的信道质量参数满足预设条件；（2）若是，则从自动返航模式切换至悬停飞行模式，并接收控制台的手动返航控制指令；若否，则继续监测控制台的响应信号。
基于上述区别技术特征，本申请实际解决的技术问题是：如何监测单通道通信链路的通信质量，以及如何解决无人飞行器自动返航中稳定性较低的问题。
对比文件3公开了一种卫星广播系统的接收监控装置，其中（参见说明书第2页倒数第2行-第3页倒数第2行，图1）具体公开了以下技术特征：卫星的下行信号使用无线接收，经过高频头的变频和放大得到950MHz-2150MHz的中频信号，即卫星第一中频信号。到达本监控器的第一中频信号首先进入卫星信号检测电路中的数字解调和信号强度检测电路101进行解调，将数字调制的信号从高频载波中恢复出来，并获得信号强度参量。而后，该数字信号经过信道解码和误码率检测电路102，获得误码概率参量。卫星信号检测电路检测到的参数送到控制处理电路进行分析处理，这一控制处理电路包括微处理器104和存储电路103，当微处理器电路检测到信号失锁，信噪比、误码率、信号强度（即，信道质量参数）等参数恶化并超过了设定的门限（预设条件）时，就确认接收的信号受到干扰或发生异常，此时就立即启动报警和控制电路。
可见，对比文件3给出了根据接收的无线信号的信道质量参数是否满足预设条件来判断无线通信信道的通信质量的技术启示。而在无线通信领域中，根据心跳信号和基于心跳信号返回的响应信号的情况来判断通信链路状态是本领域常用技术手段。在对比文件3的启示下，本领域技术人员很容易想到，将对比文件3公开的监控装置应用到基于心跳信号返回的响应信号的信道质量参数检测上，根据基于心跳信号返回的响应信号的信道质量参数是否满足预设条件判断通信链路质量。此外，只有连续多条响应信号质量参数满足预定条件时才认定通信链路满足预定条件是本领域常用技术手段，属于公知常识。因此，上述区别技术特征（1）部分被对比文件3公开，部分属于本领域公知常识。
然而，对于区别技术特征（2），对比文件3公开的卫星广播系统的接收监控装置应用在卫星广播信号转播领域，用于判断所接收的卫星信号是否收到干扰，其并不涉及无人机返航模式切换控制。可见，对比文件3没有公开上述区别技术特征（2），也没有给出根据通信信道监测结果切换无人机返航模式的启示。
对比文件1公开了一种实现无人机导航的方法、系统与无人机机上系统，其中（参见说明书第51-99段，图1、2）具体公开了以下技术特征：该实现无人机导航的方法包括：判断无人机机上系统是否同时接收到微波信号和移动通信信号；如果同时接收到微波信号和移动通信信号，则利用微波信号与无人机地面系统进行通信，否则，利用接收到的微波信号或移动通信信号与无人机地面系统进行通信；无人机机上系统接收无人机地面系统发送的航线信息、飞行指令和飞行姿态；根据检测出的无人机当前的位置信息、信号强度、动力能源状况与接收的航线信息、飞行指令和飞行姿态控制无人机的飞行轨迹与姿态。所述飞行指令包括继续航程和返航。所述根据检测出的无人机当前的位置信息、信号强度、动力能源状况与接收的航线信息、飞行指令和飞行姿态控制无人机的飞行轨迹与姿态的步骤包括：将所接收的微波信号的强度与设定的微波信号门限进行比较；将所接收的移动通信信号的强度与设定的移动信号门限进行比较；如果接收的微波信号的强度小于设定的微波信号门限但接收的移动通信信号的强度大于设定的移动信号门限，则生成降低飞行高度的控制指令；利用移动通信信号接收来自无人机地面系统的飞行指令和飞行姿态；利用降低飞行高度指令、接收的飞行指令和飞行姿态控制无人机的飞行轨迹和姿态；如果接收的微波信号的强度小于设定的微波信号门限且接收的移动通信信号的强度小于设定的移动信号门限，则根据无人机当前的位置信息、接收的航线信息和动力能源状况判断是继续航行还是返航；根据判断结果控制无人机的飞行轨迹；如果接收的移动通信信号的强度小于设定的移动信号门限但接收的微波信号的强度大于设定的微波信号门限，则利用微波信号接收来自无人机地面系统的飞行指令和飞行姿态；利用接收的飞行指令和飞行姿态控制无人机的飞行轨迹和姿态。
在对比文件1公开的技术方案中，无人机根据是否接收到微波信号和移动通信信号，选择相应的通信链路与地面系统通信。即对比文件1是在无人机正常飞行过程中，根据两种不同通信链路的通信连接情况，进行无线通信链路的选择，无人机地面系统通过所选择的无线通信链路向无人机发送相应的飞行指令，并不涉及在自动返航中对通信链路的质量进行检测，并根据通信质量切换返航模式。而权利要求1是在无人飞行器自动返航过程中，根据同一个通信链路里基于心跳信号的多个响应信号的信道参数是否满足预设条件，判断通信链路状态。基于通信链路的状态切换无人飞行器返航模式。因此，对比文件1和本申请通信信道监测的对象和目的均不相同。对比文件1没有公开上述区别技术特征（2），也没有给出根据通信信道监测结果切换无人飞行器返航模式的启示。
综上所述，对比文件1-3均没有公开上述区别特征（2），也没有给出将上述区别技术特征（2）应用到无人飞行器返航模式切换的技术启示。即本领域技术人员在在对比文件2的基础上结合对比文件1和3无法显而易见地得到权利要求1的技术方案，目前也没有证据表明上述区别技术特征（2）属于本领域公知常识，并且根据上述特征，本申请可以解决在自动返航过程中，容易受到环境的干扰，稳定性较低的问题。因此权利要求1相对于对比文件1-3及本领域公知常识具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性，符合专利法第22条第3款规定的创造性。
对于原审查部门关于对比文件2给出了先行对无人机与地面监控中心间的双向通信质量进行监测以为后续某个部件工作模式的切换提供依据的技术启示，以及自动返航模式切换到手动控制模式属于本领域公知常识的意见，合议组认为：将权利要求1与对比文件2相比：首先，从技术手段上看，1）对比文件2采用的技术方案设置了移动通信、北斗通信两个通信网络。而本发明具体限定了“接收控制台基于无人飞行器的心跳信号返回的N条响应信号，判定N条响应信号是否存在M条响应信号的信道质量满足预设条件”。心跳信号是互联的通信双方中的一方每隔固定时间向另一方发送的很小的数据包，通过对方回复情况判断互联的通信双方之间的通信链路是否断开。由此可知，本发明中的N条响应信号是在同一个通信链路中，接收到心跳包后控制台回复的N个响应信号，本发明所公开的技术方案只具备一个通信链路。2）对比文件2判断移动通信信号强度是否能够正常通信，若能正常通信则使用移动通信与地面监控中心通信，若不能正常通信，则使用北斗通信单元与地面监控中心通信。对比文件2是对两个通信链路进行选择。而本发明只基于一个通信链路的通信质量确定无人飞行器是否退出自动返航模式，进入悬停模式，并接收手动返航控制指令，从而对无人飞行器返航模式的切换进行控制。可见，对比文件2和本申请技术手段完全不同。
其次，从解决的技术问题，达到的技术效果看，对比文件2通过在无人飞行器上集成移动通信和北斗通信两种通信网络，当移动通信网络信号强度不足以正常通信时，切换到北斗通信网络传输数据。其结合了移动通信网络和北斗通信网络的优点，解决了无人飞行器实时定位的技术问题，达到对无人飞行器进行实时全覆盖定位检测的技术效果。本发明通过监测无人飞行器返航过程中当前通信链路的通信质量，在满足预定条件时，控制无人飞行器退出自动返航模式，进入悬停模式，接收手动返航控制指令。其解决自动返航稳定性低的技术问题，达到对无人飞行器进行更平稳更精准控制的技术效果。可见，对比文件2和本发明解决的技术问题，达到的技术效果也截然不同。
综上所述，对比文件2根据无线信号的强度是否满足通信条件切换通信链路，而本发明根据自动返航过程中通信链路质量是否满足条件，切换无人机返航模式。基于对比文件2公开的内容，对比文件2给出的启示应当是设置备份的通信链路（即北斗移动通信单元），当默认通信链路（即无线移动通信）通信质量不高时，切换到备份通信链路，从而保持与地面通信畅通。另外，对比文件2仅记载了无人飞行器和地面监控中心通信链路的选择方法，不涉及后续某种工作部件的工作模式切换控制。具体而言，对比文件2公开的技术方案并未涉及无人飞行器的返航模式切换控制，因而也无法给出根据通信链路质量切换无人飞行器自动/手动返航模式的技术启示。本领域技术人员在面对比文件2时，不容易想到实时监测自动返航过程中的通信信道质量参数，若信道质量参数满足预设条件，则从自动返航模式切换至悬停飞行模式，并接收控制台的手动返航控制指令。
还有，虽然对本领域技术人员来说，在无人飞行器飞行控制过程中，手动控制模式和自动控制模块可以切换，手动控制模式稳定性和安全性较高，以及当无人机和控制台通信质量不佳时自动返航都属于本领域的公知常识，但对比文件1、2公开的是实时无人飞行器飞行过程中对比两条通信链路的通信质量，并选择通信质量高的通信方式，对比文件3公开的是具体如何判断信道质量的方法。对比文件1-3都没有给出在执行无人飞行器自动返航过程中，还继续判断无人飞行器与控制台之间的通信质量，当通信质量满足条件时，将自动返航模式切换到悬停飞行模式，然后再切换到稳定性和安全性相对较高的手动控制模式的技术启示。
2.独立权利要求6请求保护一种无人飞信器的控制装置。如上所述，对比文件2公开了一种无人机实时定位监控管理系统，根据前述对比文件2公开的内容可知，权利要求6与对比文件2的区别在于：（1）包括信号收发器，用于接收控制台基于无人飞行器的心跳信号返回的N条响应信号，其中，N为大于等于1的正整数；处理器，与所述信号收发器连接，用于判定N条响应信号中是否存在连续的M条响应信号的信道质量参数满足预设条件；（2）飞行控制器，与所述处理器连接，用于若是，则从自动返航模式切换至悬停飞行模式，并接收控制台的手动返航控制指令；若否，则继续监测控制台的响应信号。
上述权利要求6与对比文件2的区别技术特征，与权利要求1与对比文件2的区别技术特征相对应。基于上文针对权利要求1相同的理由，本领域技术人员在在对比文件2的基础上结合对比文件1和3无法显而易见地得到权利要求6的技术方案，目前也没有证据表明上述区别技术特征（2）属于本领域公知常识，并且根据上述特征，本申请可以解决在自动返航过程中，容易受到环境的干扰，稳定性较低的问题。因此权利要求6相对于对比文件1-3及本领域公知常识具有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性，符合专利法第22条第3款规定的创造性。
3.从属权利要求2-5,7-10分别直接引用权利要求1、6，由于权利要求1、6具备创造性，因此，权利要求2-5,7-10也具备创造性，符合专利法第22条第3款的规定。
根据上述事实和理由，合议组做出如下决定。
三、决定
撤销国家知识产权局于2018年12月27日对本申请作出的驳回决定。由国家知识产权局原审查部门以申请日提交的原始申请文件为基础对本申请继续进行审查。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,请求人自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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