[發(fā)明專利]在空域系統(tǒng)中支持飛行器的飛行操作

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210241448.7
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN115113641A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·耿;M·里根
• 申請（專利權(quán)）人: 極光飛行科學(xué)公司
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京三友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 王青芝;王小東

本發(fā)明涉及在空域系統(tǒng)中支持飛行器的飛行操作。提供了一種在空域系統(tǒng)中支持飛行器的飛行操作的方法。所述方法包括訪問指示描述通過空域系統(tǒng)所述飛行器被授權(quán)行進(jìn)的計(jì)劃路線的許可的飛行計(jì)劃。將所述許可應(yīng)用于機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫，以將所述許可映射到由所述飛行器遵循的程序的程序航段序列，所述程序航段序列包括定位點(diǎn)序列并且指示程序航段的航段類型。受限于所述許可和所述程序的規(guī)則和約束，根據(jù)所述程序航段序列，來確定所述飛行器的地面軌跡和豎直引導(dǎo)。根據(jù)所述地面軌跡和所述豎直引導(dǎo)來生成遵循所述計(jì)劃路線的所述飛行器的三維軌跡，并且輸出該3D軌跡以用在飛行器的引導(dǎo)、導(dǎo)航或控制中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及機(jī)器人技術(shù)，并且具體地涉及諸如自主或半自主載具的自主機(jī)器人的設(shè)計(jì)、構(gòu)造、操作和使用中的一者或更多者。

背景技術(shù)

許多現(xiàn)代機(jī)器人和其它機(jī)器被設(shè)計(jì)成以增加的自主性來操作，并且較少依賴于訓(xùn)練有素的操作者來安全地操作。這些現(xiàn)代機(jī)器人中的一些是有人操縱的，而另一些是無人操縱的。具體地，各種無人駕駛載具包括無人駕駛地面車輛(UGV)、無人駕駛飛行器(UAV)、無人駕駛水面艇(USV：unmanned surface vehicle)、無人駕駛水下航行器(UUV)、無人駕駛航天器等。近年來，無人駕駛載具的使用已經(jīng)增長，并且這些無人駕駛載具被用于廣泛的應(yīng)用中，包括軍事和民用。

機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)焦點(diǎn)是自主性的改進(jìn)，其通常包括機(jī)器人操作的多個(gè)示例。機(jī)器人操作的這些示例包括給定機(jī)器人的自動控制以支持遠(yuǎn)程人工控制。另一示例是優(yōu)化系統(tǒng)(和相關(guān)方法)，以確定對于給定的機(jī)器人或機(jī)器人組，作業(yè)應(yīng)當(dāng)如何被排序和/或分配。機(jī)器人操作的又一示例是自動、實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)處理，以及支持自動路線規(guī)劃、任務(wù)執(zhí)行和其它活動的開發(fā)。

盡管有進(jìn)步，現(xiàn)有的自主系統(tǒng)通常被配置成僅處理這些活動的一個(gè)示例，從而將其底層自主算法和軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)集中在狹窄的任務(wù)集上。這限制了現(xiàn)有自主系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，因?yàn)樗鼈儧]有很好地裝備以支持向自主系統(tǒng)添加新模塊。此外，現(xiàn)有的自主系統(tǒng)可以或可以不被構(gòu)造成通過參數(shù)化來快速適應(yīng)新平臺。

因此，期望有一種系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法考慮到些上述問題中的至少一些問題以及其它可能的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的示例實(shí)現(xiàn)方式支持機(jī)器人的飛行操作，并且特別是飛行器在由空中導(dǎo)航服務(wù)提供商(ANSP)服務(wù)的空域系統(tǒng)中的飛行操作。示例實(shí)現(xiàn)方式為飛行器生成遵循ANSP授權(quán)的計(jì)劃路線的軌跡以及在空域系統(tǒng)中時(shí)飛行器受到的規(guī)則和約束。示例實(shí)現(xiàn)方式可以接受被編碼為文本或可以從語音轉(zhuǎn)換成文本的并且采用飛行員、空中交通控制器和參與空域系統(tǒng)的其它人員可以理解的人類可讀格式的飛行計(jì)劃和類似指令。

因此，本公開包括但不限于以下示例實(shí)現(xiàn)方式。

一些實(shí)例實(shí)現(xiàn)方式提供一種在空域系統(tǒng)中支持飛行器的飛行操作的方法，所述方法包括以下步驟：訪問描述所述飛行器的建議飛行的飛行計(jì)劃，所述飛行計(jì)劃指示描述通過所述空域系統(tǒng)所述飛行器被ANSP授權(quán)行進(jìn)的計(jì)劃路線的許可(clearance)；將所述許可應(yīng)用于機(jī)載導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫，以將所述許可映射到由所述ANSP限定的程序的程序航段序列，所述程序航段序列包括定位點(diǎn)序列并且指示航段類型，所述航段類型中的每個(gè)航段類型通過飛行路徑的類型和該類型的飛行路徑的終點(diǎn)的類型來描述；受限于所述許可和所述程序的規(guī)則和約束，根據(jù)包括所述定位點(diǎn)序列和所述航段類型的所述程序航段序列，來確定所述飛行器的地面軌跡和豎直引導(dǎo)；根據(jù)所述地面軌跡和所述豎直引導(dǎo)來生成遵循所述計(jì)劃路線的所述飛行器的三維(3D)軌跡；以及輸出所述3D軌跡以用在所述飛行器的引導(dǎo)、導(dǎo)航和控制中的至少一者中。

在任一前述示例實(shí)現(xiàn)方式或任何前述示例實(shí)現(xiàn)方式的任何組合的方法的一些示例實(shí)現(xiàn)方式中，確定所述地面軌的步驟包括以下步驟：生成簡單程序航段序列，其中，航段類型包括一個(gè)或更多個(gè)轉(zhuǎn)彎的程序航段被擴(kuò)展成航段類型不包括轉(zhuǎn)彎的程序子航段序列；以及根據(jù)所述簡單程序航段序列來確定所述地面軌跡。