[發(fā)明專利]用于著陸與起飛制導的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010151124.5
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111796281A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 拜倫·伯克達爾;馬克·M·波斯
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01S13/91
• 分類號: G01S13/91;G01S13/86
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;陳嵐

本發(fā)明題為“用于著陸與起飛制導的系統(tǒng)和方法”。本發(fā)明公開了使用著陸地點的雷達回波圖像來允許配備有至少一個雷達的運載工具起飛和著陸的技術。至少一個雷達生成著陸地點的一個或多個雷達回波圖像、特別是附接到著陸地點的反射符號的一個或多個雷達回波圖像，從而允許運載工具使其自身定向到著陸地點并且提供特定于著陸地點的信息?？墒褂弥辽僖粋€雷達和制導與著陸系統(tǒng)來確定相對于著陸地點的位置和速度。使用位置和速度信息，制導與著陸系統(tǒng)可向和從著陸地點導引運載工具和/或確定障礙物是否需要使用替代著陸地點。

背景技術

新興技術允許運載工具(例如，空中的士、投遞無人機)的操作，這些運載工具在丟失諸如由全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器提供的主要位置信息的條件下，需要用于著陸和起飛的可靠、安全且精確的裝置。然而，GNSS接收器可提供準確性下降的位置信息或完全不能提供任何位置信息(例如因為GNSS信號受到結構的阻塞或受到干擾)。對于著陸或起飛過程中的運載工具，即使位置信息瞬時劣化或丟失，也會造成與著陸地點或相鄰障礙物發(fā)生碰撞。執(zhí)行起飛或著陸的運載工具需要極大的導航精度，才能在著陸地點位于城市環(huán)境中時操作。

雖然上述問題可在人類操作運載工具時發(fā)生，但該問題對于自主運載工具而言可更為嚴重。在一些情況下，自主運載工具缺少輔助系統(tǒng)(除了GNSS接收器之外)來確定其位置。此外，一些自主運載工具不能確定其GNSS接收器何時生成了不準確的位置數(shù)據(jù)(例如因為障礙物(諸如建筑物)所引起的衛(wèi)星信號的干擾或多路徑)。當運載工具在起飛和著陸期間依靠GNSS時，這尤其成問題，因為需要精度以防止與環(huán)境發(fā)生碰撞。

視覺輔助器和無源光學圖像傳感器可用于在GNSS位置信息劣化或不可用時確定運載工具的位置。光學圖像傳感器允許準確識別對象和結構，并且可提供對光學圖像傳感器相對于所述對象和結構的位置的洞察。然而，由于存在外部變量(即，影響光學成像的天氣)，光學圖像傳感器可能不可靠。因此，需要更穩(wěn)健的裝置以在起飛和著陸中協(xié)助光學圖像傳感器會受影響或僅僅依靠GNSS的運載工具制導。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種方法。該方法包括：從運載工具朝向著陸地點發(fā)射雷達信號；在運載工具處接收從著陸地點處的反射符號反射的雷達回波信號；使用反射符號的雷達回波圖像來確定相對于著陸地點的制導向量、距離和相對速度；以及使用制導向量、距離和相對速度將運載工具導引到著陸地點。

附圖說明

應當理解，附圖僅示出了一些實施方案，因此不應認為是限制本發(fā)明的范圍，將使用附圖以附加特征和細節(jié)來描述示例性實施方案，在附圖中：

圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的在接近著陸地點時具有制導與著陸系統(tǒng)的運載工具的示意圖；

圖1B是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的著陸地點的示意圖；

圖2是配備有本公開的起飛與著陸系統(tǒng)的運載工具的示例性實施方案的框圖；并且

圖3是展示使用著陸地點上的反射符號來實現(xiàn)雷達輔助的著陸和起飛的方法的示例性實施方案的流程圖。

根據(jù)慣例，所描述的各種特征未必按比例繪制，而是用于強調(diào)與示例性實施方案相關的特定特征。

具體實施方式

在以下詳細描述中，參考形成其一部分的附圖，并且其中通過圖示方式示出了特定的例示性實施方案。然而，應當理解，可利用其他實施方案，并且可進行邏輯、機械和電氣更改。

本公開的實施方案提供了系統(tǒng)和方法，其允許運載工具的基于雷達的著陸與起飛系統(tǒng)(使用反射符號)在起飛和著陸期間確定運載工具的三維位置。即，當運載工具試圖著陸在特定著陸地點上時，其使用雷達來掃描運載工具下方的區(qū)域。當運載工具在著陸地點的范圍內(nèi)時，雷達將接收與著陸地點的反射符號相對應的雷達回波信號。每個雷達可為如隨后將描述的掃描或非掃描雷達。