[發明專利]無人駕駛飛行器飛行控制系統

有效

• 申請號: 201710148923.5
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107219856B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: M·蘭加拉詹
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;楊薇

無人駕駛飛行器飛行控制系統。一種用于控制無人駕駛飛行器(10)的飛行的機載系統，包括：飛行管理系統(40)，控制無人駕駛飛行器的飛行；任務控制模塊(2)，通過向飛行管理系統發出用于引導無人駕駛飛行器執行任務的命令來管理任務；安全模塊(8)，向飛行管理系統發出用于引導無人駕駛飛行器在安全模式下繼續安全地飛行的命令；通信控制組件(6)，能夠在任務狀態(飛行管理系統接收來自任務控制模塊的命令的傳送)與安全狀態(飛行管理系統接收來自安全模塊的命令的傳送)之間切換；以及監測模塊(4)，確定是否存在使從任務模式到安全模式的模式改變有必要的觸發條件，并且當觸發條件存在時使通信控制組件從任務狀態切換到安全狀態。

技術領域

本文公開的技術總體上涉及無人駕駛飛行器。更具體地，本文公開的技術涉及用于確保無人駕駛飛行器的自主操作不會導致不安全狀況的系統和方法。

背景技術

無人駕駛飛行器是一種有動力的、比空氣重的飛行器，其不運載人類操作者或飛行員，并且其使用空氣動力來使飛行器提升、其可以自主飛行或遠程駕駛、可以是不可重復使用的或可重復使用的，并且可以攜帶致命或非致命有效載荷。

無人駕駛飛行器的自主任務可以包括，例如，導航無人駕駛飛行器以在超出控制站的無線電通信范圍的已知的遠距離位置處對可能的感興趣的目標進行搜索的任務。這樣的任務還可以包括對偵察成像數據進行處理以檢測和識別感興趣的目標，并且導航更靠近目標以實現拍攝圖像的任務目的來查明目標的身份，或跟蹤目標的移動以識別目標的方向或航向。示例性任務還可以包括一旦獲取了識別目標或目標的移動方向的任務目的，就例如生成命令以將無人駕駛飛行器導航到控制站的通信范圍內的位置，以將目標信息發送到控制站，或者返回并降落在無人駕駛飛行器的初始位置。

除了軍事應用之外，無人駕駛飛行器在商業應用中的使用正在增加。隨著無人駕駛飛行器在世界各地空域中越來越多的存在，很可能將在世界范圍內實行監管。可能出現的最重要的要求是，商業空域中的無人駕駛飛行器的操作者將需要保證他們的無人駕駛飛行器將針對不安全狀況或不安全操作而被持續監測，并且當檢測到不安全狀況或不安全操作時能夠切換到安全模式。

發明內容

以下詳細公開的主題涉及一種在無人駕駛飛行器上的可切換飛行控制系統，其能夠針對不安全狀況或不安全操作持續監測飛行器操作，并且當在執行任務期間檢測到不安全狀況或不安全操作時，能夠將飛行器操作從任務執行模式切換到安全模式。以下詳細公開的實施方式包括飛行管理系統、自主任務控制模塊、安全模塊和監測模塊，該監測模塊被配置為針對不安全狀況或不安全操作監測飛行器操作，并且當檢測到不安全狀況或不安全操作時，輸出控制信號以使通信控制組件切換到安全模式，在該安全模式下，飛行管理系統接收來自安全模塊而不是任務控制模塊的命令的傳送。當正常操作已經恢復(其可以通過來自任務控制模塊的信號指示給監測模塊)時，監測模塊然后使通信控制組件選擇性地向飛行管理系統傳送來自任務控制模塊而不是安全模塊的命令。

如本文所使用的，術語“模塊”應當寬泛地解釋為包括使用軟件編程的至少一個計算機或處理器，并且其可以具有通過網絡或總線通信的多個編程的計算機或處理器。如在前面的句子中所使用的，術語“計算機”和“處理器”都是指包括處理單元(例如，中央處理單元，集成電路或算術邏輯單元)的設備。兩個或更多個模塊可以包括可由公共硬件組件(例如，處理器或計算機)執行的相應軟件應用或可由相應且分離的硬件組件執行的相應軟件應用。

以下詳細公開的實施方式采用驗證和確認技術來確保自主無人駕駛飛行器的正確操作，并且以能夠用于自主無人駕駛飛行器的認證的方式來證明。監測模塊被設計為具有監測無人駕駛飛行器上的任何自主系統的執行的能力，并且然后如果系統在原始計劃任務的執行期間退出其安全操作界限，則觸發恢復任務動作。