[發明專利]用于航空器的虛擬現實系統

有效

• 申請號: 201810971172.1
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109460066B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發明（設計）人: J-W·崔;J·D·帕度阿諾
• 申請（專利權）人: 極光飛行科學公司
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12;G06V20/20;G06V20/13;G06V10/25;G06T17/05
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;張穎

本公開涉及一種具有飛行器、本地無線收發器以及仿真計算機的仿真系統。飛行器可包括機載無線收發器和飛行控制器，飛行控制器與機載傳感器有效載荷可操作地耦接以感知物理環境并生成位置和姿態數據。仿真計算機可被配置成經由本地無線收發器與飛行器進行無線通信。在操作中，仿真計算機可被配置為生成一個或多個虛擬現實傳感器輸入并從飛行器接收位置和姿態數據。仿真計算機可以被配置成將一個或多個虛擬現實傳感器輸入傳輸到飛行器的飛行控制器。

交叉申請

本申請根據《美國法典》第35卷119(e)節要求于2017年8月25日提交的標題為“Virtual?Reality?System?for?Aerial?Vehicle”的美國臨時專利申請No.62/550,348的權益，該申請內容通過引入并入本文。

技術領域

本主題公開涉及飛行器、航空系統以及用于與航空系統一起使用的虛擬現實系統。

背景技術

現有的防空系統不適合防御侵入性低成本無人駕駛航空器(UAV)，諸如商購可得的UAV，其可用于攜載簡易武器和/或監視系統。例如，針對火箭、火炮和迫擊炮的傳統防御系統通常涉及防空導彈或槍支(例如，密集方陣近防武器系統，CWIS)。然而，由于與由航空威脅引起的潛在傷害相比，此類系統相對昂貴，因此此類系統通常是不切實際且成本高昂的。其它防御系統方案使用管發射小型無人機系統(UAS)。然而，尤其是由于管發射系統必須裝配在管內，這些管發射系統更慢和/或更不易操控。也就是說，尺寸要求導致設計犧牲(例如，移除某些控制表面)。

可理解，為了減輕不對稱襲擊，防空系統應該采用與給定目標飛行器或對象(例如，侵入性襲擊運載器)的成本相當的防御性運載器/飛行器。防空系統應該進一步被配置成防御大量目標飛行器，同時使用足夠快速和可操控的防御性飛行器以攔截和/或以其它方式使目標飛行器失能。為了跟蹤目標飛行器，現有的防空系統使用安裝到萬向節和/或炮塔的傳感器。雖然這些防空系統適用于位于一定距離的目標飛行器，但它們不適用于近側的(即，在附近的)快速移動的對象/飛行器。因此，防空系統應該采用在飛行期間跟蹤、成像以及瞄準近側的目標飛行器的成像系統和方法。

為了提供防空系統及其防御性飛行器的遠程控制、監視和/或測試，防空系統可進一步采用虛擬現實系統以生成航空仿真環境。通過航空仿真環境，尤其是通過減少實驗飛行小時數、降低與飛行的運載器事故相關聯的技術風險，并且通過使得能夠使用仿真來建模不同結果的概率以及基于飛行驗證針對所有可能情景的算法魯棒性來改進測試和評估結果的及時性和徹底性，可以以降低的成本開發和評估改進的自主性。

鑒于上述情況，需要改進的防空系統。也需要被配置成防范大量侵入性運載器的防空系統。另外，需要虛擬或增強現實系統以使用例如現實世界輸入和仿真輸入來生成航空仿真環境。

發明內容

本文公開了飛行器、航空系統以及用于與航空系統一起使用的虛擬現實系統。

根據第一方面，飛行器仿真系統包括：具有機載無線收發器和飛行控制器的飛行器，所述飛行控制器與機載傳感器有效載荷可操作地耦接以感知物理環境并生成位置和姿態數據，機載傳感器有效載荷包括具有預定視場的機載相機；本地無線收發器；以及被配置成經由本地無線收發器與飛行器進行無線通信的仿真計算機，其中仿真計算機被配置成生成一個或多個虛擬現實傳感器輸入，其中仿真計算機被配置成從飛行器接收飛行器相對于物理環境的描述的位置和姿態數據，并且其中仿真計算機被配置成將一個或多個虛擬現實傳感器輸入傳輸到飛行器的飛行控制器。

在某些方面，一個或多個虛擬現實傳感器輸入表示仿真的障礙物。

在某些方面，仿真的障礙物包括至少一個移動對象。

在某些方面，仿真的障礙物包括至少一個靜態對象。

在某些方面，仿真的障礙物包括至少一個人造對象。

在某些方面，仿真的障礙物包括至少一個自然對象。