[發明專利]利用視覺信息進行空中碰撞威脅的檢測與評估

有效

• 申請號: 201710073371.6
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107871405B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 弗拉季斯拉夫·加夫里勒茨;威廉·T·柯克納;基思·M·艾倫;艾倫·D·吳
• 申請（專利權）人: 羅克韋爾柯林斯公司
• 主分類號: G08G5/04
• 分類號: G08G5/04
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉;婁曉丹

一種防碰撞系統，包括處理器，所述處理器被配置為分別確定在第一和第二圖像中入侵者的第一和第二位置，通過比較所述第一和第二位置來確定所述入侵者的角位置變化，基于所述角位置變化和所述第一和第二圖像之間的時間來確定從飛行器到所述入侵者的視線角的變化率，基于從所述第一圖像到所述第二圖像所述入侵者的角大小的差異以及所述第一和第二圖像之間的時間來確定所述入侵者的角大小的變化率，以及響應于所述視線角的變化率與所述入侵者的角大小的變化率之比小于閾值，向所述飛行器的操作者提供警報。

背景技術

本文公開的發明構思通常涉及入侵者的檢測和評估領域。更具體地，本文公開的發明構思的實施例涉及在不使用雷達的情況下判斷入侵者是否對飛行器造成碰撞或接近未命中(near-miss)威脅。

防碰撞系統通常使用雷達系統，并被飛行器用于警告飛行器操作者存在可能造成碰撞威脅的入侵者，例如另一飛行器。如果檢測到可能威脅，則防碰撞系統可以指示飛行器操作者采取將減小碰撞可能性的操作。當近碰撞(near collision)中涉及的兩個或多個飛行器的每個都具有防碰撞系統，或者每個飛行器都具有對每個相應飛行器的視覺視線的飛行員時，每個飛行員可以基于由防碰撞系統提供的指示或基于他們對另一個飛行器的感知進行操作以降低碰撞的風險。如果入侵者是無人駕駛飛行器(例如無人機)，或者如果飛行器和入侵者兩者都是無人機，則飛行器與入侵者碰撞的風險增加。例如無人機可以比傳統飛行器小得多，并且更難被其他飛行器的雷達系統檢測到。一些無人機太小，或者不能產生足夠的升力，而無法配備雷達系統或傳統的防碰撞系統，例如那些需要雷達系統的。此外，如果入侵者是遠程操作的無人機，則飛行器無論是遠程控制的還是由飛行器上的人駕駛的，都可能無法與入侵者通信。如果無人機變得不合作或發生故障，并且無法再由其駕駛員控制，則無人機可能進一步對飛行器造成風險。

發明內容

在一個方面，本文公開的發明構思針對飛行器防碰撞系統。該系統包括至少一個處理器，所述處理器具有存儲處理器可執行代碼的非暫態處理器可讀介質。所述處理器可執行代碼使得至少一個處理器從光學傳感器接收第一圖像數據和第二圖像數據，所述第一圖像數據與由所述光學傳感器捕獲的第一圖像相關聯，所述第二圖像數據與由所述光學傳感器捕獲的第二圖像相關聯，確定入侵者在所述第一圖像數據中的第一位置和第一角大小，確定所述入侵者在所述第二圖像數據中的第二位置和第二角大小，基于所述第一和第二位置的比較以及第一和第二角大小的比較來確定所述入侵者的角位置變化，基于所述角位置變化以及在第一和第二圖像之間經過的時間來確定從飛行器到所述入侵者的視線角的變化率，基于所述入侵者從第一圖像到第二圖像的角大小的差異以及第一和第二圖像之間經過的時間，確定入侵者的角大小的變化率，以及響應于所述視線角的變化率與所述入侵者的角大小的變化率之比小于閾值，向所述飛行器的操作者提供警報。

在另一方面，本文公開的發明構思針對一種方法。所述方法包括從光學傳感器接收第一圖像數據和第二圖像數據，所述第一圖像數據與由光學傳感器捕獲的第一圖像相關聯，所述第二圖像數據與由光學傳感器捕獲的第二圖像相關聯，確定在所述第一圖像數據中入侵者的第一位置，確定在所述第二圖像數據中所述入侵者的第二位置，基于所述第一位置與所述第二位置的比較來確定所述入侵者的角位置變化，基于所述角位置變化和捕獲所述第一圖像數據和所述第二圖像數據之間經過的時間來確定從所述飛行器到所述入侵者的視線角的變化率，基于所述入侵者從第一圖像數據到第二圖像數據的角大小的差異以及第一和第二圖像之間經過的時間來確定所述入侵者的角大小的變化率，以及響應于所述視線角的變化率與所述入侵者的角大小的變化率之比小于閾值，向所述飛行器的操作者提供警報。