可展开机载传感器阵列系统和使用方法技术方案

本申请涉及一种可展开机载传感器阵列系统和使用方法。所述系统包括：被配置成联接至飞行器并从该飞行器展开的系绳，和联接至所述系绳的多个机载运载工具。所述多个机载运载工具中的每个包括不同升力特征，以形成机载运载工具的三维3D阵列。每个机载运载工具包括感测装置，该感测装置被配置成生成与目标相关联的传感器数据。所述系统还包括计算装置，该计算装置被配置成：处理从所述多个机载运载工具中的每个接收的所述传感器数据；并且基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及机载传感器(airbornesensor)，并且更具体地说，涉及可展开机载传感器阵列系统和使用方法。
技术介绍
至少一些已知空中监视和侦察系统使用联接至系绳(tether)的空中运载工具(aerialvehicle)。该系绳限定飞行空间，以使不会发生飞走。该空中运载工具可以包括用于与目标有关的监视或其它数据收集的传感器。一些系统通常仅包括处于单个空中运载工具上的单个传感器，其限制了可以收集的数据量。其它已知系统包括栓系至地面站的多个空中运载工具。这种系统在它们的操作范围和用于彼此相对地定位空中运载工具的能力方面受限。
技术实现思路
在一个方面，提供了一种可展开机载传感器阵列系统。该系统包括：被设置成联接至飞行器并从该飞行器展开的系绳，和联接至所述系绳的多个机载运载工具(airbornevehicle)。所述多个机载运载工具中的每个包括不同升力特征(liftcharacteristic)，以形成机载运载工具的三维(3D)阵列。每个机载运载工具包括感测装置，该感测装置被配置成生成与目标相关联的传感器数据。所述系统还包括计算装置，该计算装置被配置成，处理从所述多个机载运载工具中的每个接收的所述传感器数据；并且基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。在另一方面，提供了一种方法。该方法包括以下步骤：从飞行器展开系绳，该系绳包括联接至所述系绳的多个机载运载工具。所述多个机载运载工具中的每个包括不>同升力特征，以形成机载运载工具的三维(3D)阵列。每个机载运载工具包括感测装置，该感测装置被配置成生成与目标相关联的传感器数据。该方法还包括以下步骤：通过计算装置处理从所述多个机载运载工具中的每个接收的、与目标相关联的传感器数据。所述传感器数据通过联接至每个机载运载工具的感测装置生成。该方法还包括以下步骤：通过所述计算装置，基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。优选的是，所述方法还包括以下步骤：利用3D射线跟踪方法生成所述目标的3D图像，所述3D图像基于每个所述成像摄像机相对于所述目标的方位而生成。优选的是，所述方法还包括以下步骤：指令所述成像摄像机以可变时间获取所述目标的二维(2D)图像，并且基于获取每个2D图像的时间来交织(interleave)所获取的2D图像，以生成所述目标的高速视频。有利的是，所述方法还包括以下步骤：指令每个所述感测装置朝着所述目标发送射频脉冲信号，从每个所述感测装置接收射频脉冲返回信号，以及组合所接收的射频脉冲返回信号，以生成所述目标的具有增加的方位角分辨率的3D图像。有利的是，在展开系绳的方法步骤中，展开系绳的步骤还包括以下步骤：展开包括具有相对彼此不同的水平和竖直升力特征的多个机载运载工具的系绳，以使所述多个机载运载工具建立相结合地(coherently)操作的三维传感器陈列，以在某一时刻及时获取目标的三维视图。已经讨论的特征、功能以及优点可以在不同实现中独立实现，或者可以在可以参照下列描述和附图来了解进一步细节的其它实现中组合。附图说明图1是示例性可展开机载传感器阵列系统的框图。图2是可以生成目标物体的图像的示例计算装置的框图。图3是图1所示的机载运载工具的示例性实现的例示图。图4是示例性可展开传感器阵列的框图。图5是示例性可展开传感器阵列的框图。图6是可以通过图2所示的计算装置执行的、用于生成目标的超分辨率图像的处理的流程图。图7是可以通过图2所示的计算装置执行的、用于生成目标的三维(3D)图像的处理的流程图。图8是可以通过图2所示的计算装置执行的、用于生成目标的高速视频的处理的流程图。图9是可以通过图2所示的计算装置执行的、用于生成目标的具有增加的方位角分辨率的3D图像的处理的流程图。图10是示例性飞行器生产和服务方法的流程图。图11是示例性飞行器的框图。具体实施方式图1是示例性可展开机载传感器阵列系统100的框图。在该示例性实现中，系统100包括航空母机(airbornemothership)102，其被设置成，展开并拖曳联接至柔性系绳106的一个或更多个机载运载工具104。系统100还包括与每个机载运载工具104通信的计算装置108。在该示例性实现中，系绳106包括联接至航空母机102的第一端部110，和在航空母机102后面向外延伸的第二端部112。航空母机102包括用于保持并控制系绳释放量的系绳管理系统(未示出)或其它固定装置。该系绳管理系统例如可以是绞盘或任何其它机械装置，其能够拉入、放出，或以其它方式调节系绳106的张力/长度。在该示例性实现中，每个机载运载工具104包括传感器装置114，传感器装置114被配置成生成与目标物体(未示出)相关联的传感器数据。传感器装置114例如可以包括监视成像摄像机、一个或更多个麦克风、温度计、湿度计、气压计、风速计、日射强度计，或使得系统100能够如在此所述地起作用的任何其它传感器。通过机载运载工具104经由传感器装置114收集的传感器数据被实时发送至计算装置108。该传感器数据还可以发送至终端用户以供观看，或者发送至可以存储该传感器数据的计算机实现的数据库。终端用户例如可以位于航空母机102、地面站(未示出)，或者经由网络(例如，因特网)提供接入的远程位置处。该传感器数据发送可以是无线的或者有线的。当采用有线通信链路时，其可以经由嵌入系绳106中的导体来实现。在该示例性实现中，计算装置108例如可以位于航空母机102、地面站(未示出)，或者经由网络(例如，因特网)提供接入的远程位置处。计算装置108被配置成，接收并处理从机载运载工具104接收的传感器数据，并且基于该传感器数据生成该目标物体的图像，如在此更详细描述的。图2是可以生成目标物体的图像的示例计算装置200的框图。在该示例性实现中，计算装置200类似于计算装置108(图1所示)。计算装置200可以包括：总线202、处理器204、主存储器206、只读存储器(ROM)208、存储装置210、输入装置212、输出装置214，以及通信接口216。总线202可以包括准许在计算装置200的部件之间通信的路径。处理器204可以包括任何类型的常规处理器、微处理器、或解释并执行指令的处理逻辑。主存储器206可以包括随机存取存储器(RAM)或存储信息和供处理器204执行的指令的另一类型的动态存储装置。ROM208可以包括常规ROM装置或存储静态信息和由处理器204使用的指令的另一类型的静态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可展开机载传感器阵列系统，该系统包括：系绳(106)，该系绳(106)被配置成联接至飞行器(102)并从该飞行器(102)展开；联接至所述系绳的多个机载运载工具(104)，所述多个机载运载工具(104)中的每个具有不同升力特征，以形成机载运载工具(104)的三维3D阵列，每个机载运载工具包括传感器装置(114)，该传感器装置(114)被配置成生成与目标相关联的传感器数据；以及计算装置(200)，该计算装置(200)被配置成：处理从所述多个机载运载工具(104)中的每个接收的所述传感器数据；以及基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。

【技术特征摘要】
2014.11.13 US 14/540,4081.一种可展开机载传感器阵列系统，该系统包括：
系绳(106)，该系绳(106)被配置成联接至飞行器(102)并从该飞行器(102)
展开；
联接至所述系绳的多个机载运载工具(104)，所述多个机载运载工具(104)中
的每个具有不同升力特征，以形成机载运载工具(104)的三维3D阵列，每个机载运
载工具包括传感器装置(114)，该传感器装置(114)被配置成生成与目标相关联的
传感器数据；以及
计算装置(200)，该计算装置(200)被配置成：
处理从所述多个机载运载工具(104)中的每个接收的所述传感器数据；以及
基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系绳(106)包括系绳网络，该系绳
网络具有多个系绳，所述多个系绳将所述多个机载运载工具(104)中的一个或更多
个联接在一起。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述不同升力特征包括处于至少第一机载
运载工具和第二机载运载工具(402、404)上的非平衡翼(306)，所述非平衡翼(306)
使所述第一机载运载工具和所述第二机载运载工具(402、404)分别滑行至所述飞行
器(102)的左侧和右侧；并且所述不同升力特征包括还包括处于至少第三机载运载
工具和第四机载运载工具(406、408)上的正升力轮廓和负升力轮廓，所述正升力轮
廓和所述负升力轮廓使所述第三机载运载工具和所述第四机载运载工具(406、408)
分别在所述飞行器(102)的上方和下方滑行，使得所述多个机载运载工具(402、404、
406、408)建立相结合地操作的传感器(114)的三维陈列，以在某一时刻获取目标
的三维视图。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，每个传感器装置(114)包括成像摄像机，
并且所述计算装置(200)还被配置成：
将多个所述成像摄像机瞄准所述目标；以及
指令所述成像摄像机获取所述目标的二维2D图像。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述计算装置(200)还被配置成确定每

\t个所述成像摄像机相对于所述目标的方位。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述计算装置(200)还被配置成：
基于每个所述成像摄像机相对于所述目标的所述方位，来确定针对每个所述成像
摄像机的有效像素尺寸；以及
利用针对每个所述成像摄像机的所述有效像素尺寸，来生成所述目标的超分辨率
图像。
7.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·D·洪费尔德，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US