自主包裹递送系统技术方案

本申请公开了自主包裹递送系统。本公开涉及用于实现对地面人员的无人驾驶和可选地有人驾驶的货物递送的系统和方法。例如，航空器可以用于在对地面再补给人员和机组人员两者造成不可接受风险的苛刻和不可预测的条件下向广泛分离的小单元提供快速响应货物递送。与地面交通工具一起，来自所述航空器的包裹可以被部署到处于散布的作战位置的地面人员，而不会使所述地面人员暴露于所述航空器的开放着陆区。

【技术实现步骤摘要】
自主包裹递送系统
本公开涉及用于实现无人驾驶和可选地有人驾驶的货物递送的系统和方法。
技术介绍
在危险的现场条件下，补给和伤亡人员撤离(CASEVAC)经常导致地面上和空中的人员伤亡。然而，建立有助于CASEVAC的基础设施在该领域中通常是不切实际的。因此，已经实行了多个开发方案以有助于在此类严峻条件下进行包裹递送，所述严峻条件对于各种任务集合来说是共有的，诸如人道主义救援行动、非战斗人员撤离、例行货物再补给、途中补给、非常规战争和持续性常规战斗。一种包裹递送方法是精确空投，其涉及将包裹从航空器投落到地面。例如，联合精确空投(JPAD)系统尽力将包裹递送到指定的路点。然而，JPAD系统必须在其被装载到航空器上之前被首先编程，并且一旦它被部署，它就使用GPS数据来形成到路点的滑行路径。JPAD系统可以采用空速数据并且在飞行和地形数据中进行自我调整，以避开否则会导致投落损毁或错过其路点的障碍物。另一种方法是使用无人驾驶飞行器(UAV)将包裹递送到路点。然而，这些方法中的每种方法都需要到路点的无障碍飞行路径，这通常要求路点处于无障碍物(例如，树木、山脉等)的开放区域中。然而，此类开放区域使地面人员在收集来自航空器的包裹时暴露于不期望的注意和伤害。因此，递送到被覆盖的位置可以增强地面人员的安全性。代替航空器，可以使用无人驾驶地面交通工具(UGV)将包裹运送到目的地。在实践中，人员可以使用远程控制将这些UGV从被覆盖的位置导航到被覆盖的位置。然而，UGV的局限性在于地面路径必须可用于UGV导航到路点。例如，障碍物(例如，溪流、峡谷、建筑物等)可能阻止UGV接近路点。因此，虽然UGV在地面上更加灵活，但UGV不适合长距离行进到路点，这对航空器来说是益处。此外，UGV在其接近的周围环境外的视野有限，这引入了附加的导航挑战。因此，需要用于实现对地面人员的无人驾驶和可选地有人驾驶的货物递送的系统和方法。
技术实现思路
本公开提供了用于实现对地面人员的无人驾驶和可选地有人驾驶的货物递送的系统和方法。根据第一方面，一种用于与航空器一起使用的包裹递送系统包括：陆地交通工具，其配备有可操作地与第一传感器封装和第一通信收发器联接的第一处理器，所述第一处理器被配置成至少部分地基于经由所述第一通信收发器接收的数据来沿着导航陆地路线导航所述陆地交通工具；感知系统，其具有可操作地与第二处理器和第二通信收发器联接的第二传感器封装；以及人-系统接口(HSI)装置，其用于通过一个或多个无线链路与所述陆地交通工具和所述感知系统通信，其中单独的且与所述陆地交通工具和所述感知系统中的每个分开的所述HSI装置包括第三处理器、第三通信收发器、用户输入装置和显示装置，其中所述感知系统被配置成至少部分地基于来自所述第二传感器封装的数据，经由所述第一通信收发器向所述陆地交通工具发射导航命令，并且其中所述HSI装置被配置成经由所述第三通信收发器向所述陆地交通工具发射导航命令，并从所述陆地交通工具接收由所述第一传感器封装捕获的视频馈送。在某些方面中，所述第二传感器封装包括第一光学有效载荷和第二光学有效载荷，所述第一光学有效载荷和所述第二光学有效载荷中的每个定位在所述航空器的不同位置处。在某些方面中，所述第一光学有效载荷被配置成在着陆在地理区域内的降落区之前产生所述地理区域的地形数据，其中所述第二处理器被配置成至少部分地基于所述地形数据来确定从所述降落区到现场操作者的导航陆地路线。在某些方面中，所述第二光学有效载荷被配置成在所述陆地交通工具沿着所述导航陆地路线行进时从所述降落区跟踪所述陆地交通工具。在某些方面中，所述第一光学有效载荷和所述第二光学有效载荷中的每个包括LIDAR或立体视觉相机系统。在某些方面中，所述第二处理器被配置成至少部分地基于所述地形数据来确定从所述降落区到所述现场操作者的多个导航陆地路线。在某些方面中，所述HSI装置被配置成经由所述显示装置向所述现场操作者呈现所述多个导航陆地路线以供所述现场操作者通过所述用户输入装置进行选择。在某些方面中，所述感知系统被配置成实时地(1)沿着所述导航陆地路线检测障碍物，并且(2)动态地发射导航命令以在所述陆地交通工具沿着所述导航陆地路线行进时自主地对所述陆地交通工具进行导航。在某些方面中，所述HSI装置被配置成在所述显示装置上显示所述视频馈送。在某些方面中，所述HSI装置被配置成从所述感知系统接收由所述第二传感器封装捕获的第二视频馈送，并且所述HSI装置被配置成在所述显示装置上显示所述第二视频馈送。在某些方面中，来自所述HSI装置的导航命令优先于来自所述感知系统的导航命令。在某些方面中，所述用户输入装置是触摸屏并且所述HSI装置被配置成经由所述显示装置来显示远程控制器屏幕。在某些方面中，所述HSI装置被配置成经由所述显示装置来显示陆地交通工具路线屏幕。在某些方面中，所述用户输入装置是触摸屏，并且所述HSI装置被配置成经由所述显示装置同时显示所述视频馈送和一个或多个导航控制器图标。在某些方面中，所述航空器是垂直起飞和着陆的航空器。在某些方面中，所述航空器被配置成将所述陆地交通工具从远程位置运输到所述降落区。在某些方面中，所述航空器是无人驾驶飞行器。在某些方面中，所述陆地交通工具是无人驾驶的地面交通工具。根据第二方面，一种用于运输包裹递送系统中的陆地交通工具的航空器包括：通信收发器；货舱，其用于容纳所述陆地交通工具；传感器封装，其具有第一光学有效载荷和第二光学有效载荷，其中所述第一光学有效载荷被配置成在着陆在地理区域内的降落区之前产生所述地理区域的地形数据，并且所述第二光学有效载荷被配置成从所述降落区跟踪所述陆地交通工具；以及处理器，其可操作地与所述传感器封装和所述通信收发器联接，其中所述处理器被配置成(1)识别所述地理区域内的降落区，(2)自主地将所述航空器导航到所述降落区，(3)至少部分地基于所述地形数据，为所述陆地交通工具确定从所述降落区到现场操作者的导航陆地路线，以及(4)至少部分地基于来自所述第二光学有效载荷的数据，经由所述通信收发器向所述陆地交通工具发射导航命令。在某些方面中，所述第二光学有效载荷被配置成在所述陆地交通工具沿着所述导航陆地路线行进时从所述降落区观察所述陆地交通工具。在某些方面中，所述第一光学有效载荷和所述第二光学有效载荷中的每个包括LIDAR或立体视觉相机系统。在某些方面中，所述处理器被配置成至少部分地基于所述地形数据来确定从所述降落区到所述现场操作者的多个导航陆地路线。在某些方面中，所述第二光学有效载荷被配置成实时地(1)沿着所述导航陆地路线检测障碍物，并且(2)动态地发射导航命令以在所述陆地交通工具沿着所述导航陆地路线行进时自主地对所述陆地交通工具进行导航。在某些方面中，所述航空器是无人驾驶飞行器。在某些方面中，所述陆地交通工具是无人驾驶的地面交通工具。在某些方面中，所述航空器是垂直起飞和着陆的航空器。根据第三方面，一种人-系统接口(HSI)装置用于有助于在降落区处与陆地交通工具和安装到航空器的感知系统的双向通信，所述感知系统被配置成在所述陆地交通工具沿着所述降落区与现场操作者之间的导航陆地路线行进时跟踪所述陆地交通工具，所述人-系统接口(HSI)装置包括：处理器；显示装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与航空器(102)一起使用的包裹递送系统，所述包裹递送系统包括：陆地交通工具，其配备有可操作地与第一传感器封装和第一通信收发器(602)联接的第一处理器，所述第一处理器被配置成至少部分地基于经由所述第一通信收发器(602)接收的数据来沿着导航陆地路线(118)导航所述陆地交通工具；感知系统(814)，其具有可操作地与第二处理器和第二通信收发器(602)联接的第二传感器封装；以及人‑系统接口装置即HSI装置(514)，其用于通过一个或多个无线链路与所述陆地交通工具和所述感知系统(814)通信，其中单独的且与所述陆地交通工具和所述感知系统(814)中的每个分开的所述HSI装置(514)包括第三处理器、第三通信收发器(602)、用户输入装置和显示装置，其中所述感知系统(814)被配置成至少部分地基于来自所述第二传感器封装的数据，经由所述第一通信收发器(602)向所述陆地交通工具发射导航命令，并且其中所述HSI装置(514)被配置成经由所述第三通信收发器(602)向所述陆地交通工具发射导航命令，并且从所述陆地交通工具接收由所述第一传感器封装捕获的视频馈送。

【技术特征摘要】
2017.09.08 US 15/699,2761.一种用于与航空器(102)一起使用的包裹递送系统，所述包裹递送系统包括：陆地交通工具，其配备有可操作地与第一传感器封装和第一通信收发器(602)联接的第一处理器，所述第一处理器被配置成至少部分地基于经由所述第一通信收发器(602)接收的数据来沿着导航陆地路线(118)导航所述陆地交通工具；感知系统(814)，其具有可操作地与第二处理器和第二通信收发器(602)联接的第二传感器封装；以及人-系统接口装置即HSI装置(514)，其用于通过一个或多个无线链路与所述陆地交通工具和所述感知系统(814)通信，其中单独的且与所述陆地交通工具和所述感知系统(814)中的每个分开的所述HSI装置(514)包括第三处理器、第三通信收发器(602)、用户输入装置和显示装置，其中所述感知系统(814)被配置成至少部分地基于来自所述第二传感器封装的数据，经由所述第一通信收发器(602)向所述陆地交通工具发射导航命令，并且其中所述HSI装置(514)被配置成经由所述第三通信收发器(602)向所述陆地交通工具发射导航命令，并且从所述陆地交通工具接收由所述第一传感器封装捕获的视频馈送。2.根据权利要求1所述的包裹递送系统，其中所述第二传感器封装包括第一光学有效载荷(510)和第二光学有效载荷(510)，所述第一光学有效载荷(510)和所述第二光学有效载荷(510)中的每个定位在所述航空器(102)的不同位置处。3.根据权利要求2所述的包裹递送系统，其中所述第一光学有效载荷(510)被配置成在着陆在地理区域内的降落区(304、504)之前产生所述地理区域的地形数据，其中所述第二处理器被配置成至少部分地基于所述地形数据来确定从所述降落区(304、504)到现场操作者的所述导航陆地路线(118)。4.根据权利要求3所述的包裹递送系统，其中所述第二光学有效载荷(510)被配置成在所述陆地交通工具沿着所述导航陆地路线(118)行进时从所述降落区(304、504)跟踪所述陆地交通工具。5.根据权利要求4所述的包裹递送系统，其中所述第一光学有效载荷(510)和所述第二光学有效载荷(510)中的每个包括LIDAR(824)或立体视觉相机系统。6.根据权利要求3、权利要求4或权利要求5所述的包裹递送系统，其中所述第二处理器被配置成至少部分地基于所述地形数据来确定从所述降落区(304、...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·波茨沃斯，
申请(专利权)人：极光飞行科学公司，
类型：发明
国别省市：美国,US