支持接近机场的机场跑道的飞机的设备及方法技术

提供了一种用于支持接近机场的机场跑道的飞机的设备和方法。该设备获取飞机相对于机场跑道的当前姿态估计，并基于飞机的当前姿态估计来确定飞机的多个近似姿态。该设备从飞机的多个预期视点生成机场跑道的多个图像，并获取机场跑道的实时图像。该设备执行实时图像和多个图像的比较，以从多个图像中识别最佳匹配图像，并基于最佳匹配图像生成飞机的更新的当前姿态估计。该设备将更新的当前姿态估计输出到飞机的飞行控制计算机，以用于在最终进场中对飞机进行指导。

【技术实现步骤摘要】
支持接近机场的机场跑道的飞机的设备及方法
本公开总体上涉及飞机操作，并且具体地涉及基于计算机视觉的飞机自主或有监督自主着陆。
技术介绍
一些现有的系统和传感器可允许飞机在一个位置和另一位置之间自主导航。但是，这些现有系统和传感器可能无法以支持飞机精确着陆的足够的准确度和精度来提供最终位置和姿态确定。例如，诸如全球定位系统(GPS)的全球导航卫星系统(GNSS)可提供合理准确的位置信息。这些系统通常不提供姿态信息(例如，偏航、俯仰和摇晃)，它们的精度可变化，并且它们的信号有时可能不可用并且会受到多径反射的影响。惯性导航系统(INS)也有助于飞机导航。但是这些系统通常会随着时间累积位置误差，这对于精确确定飞机相对于机场跑道的位置可能是不可接受的。自动着陆系统(ALS)允许在有各种最低可见性要求的情况下进行有监督的自动着陆，但是出于成本和重量方面的考虑，这些系统通常仅安装在大型飞机上。仪表着陆系统(ILS)可帮助飞行员或自动驾驶仪确定通往跑道的方位和下滑道，但是ILS需要飞行员进行目视检查(例如，飞行员可能会称其为复飞(missedappro本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于支持接近机场的机场跑道的飞机(131)的设备(600)，所述设备包括处理器(601)和存储可执行指令的存储器(602)，所述可执行指令响应于所述处理器的执行而使得所述设备至少：/n获取所述飞机相对于所述机场跑道的当前姿态估计，所述当前姿态估计具有当前高度、方位和距所述机场跑道的距离；/n基于所述飞机的所述当前姿态估计，确定所述飞机的多个近似姿态，所述多个近似姿态中的每个在所述当前高度、方位和距所述机场跑道的距离的预定量的范围内具有调整的高度、调整的方位和调整的距离；/n根据所述机场的机场模型数据，从对应于所述多个近似姿态的所述飞机的多个预期视点，生成所述机场跑道的多个图像；/n从接...

【技术特征摘要】
20181220 US 16/227,1531.一种用于支持接近机场的机场跑道的飞机(131)的设备(600)，所述设备包括处理器(601)和存储可执行指令的存储器(602)，所述可执行指令响应于所述处理器的执行而使得所述设备至少：
获取所述飞机相对于所述机场跑道的当前姿态估计，所述当前姿态估计具有当前高度、方位和距所述机场跑道的距离；
基于所述飞机的所述当前姿态估计，确定所述飞机的多个近似姿态，所述多个近似姿态中的每个在所述当前高度、方位和距所述机场跑道的距离的预定量的范围内具有调整的高度、调整的方位和调整的距离；
根据所述机场的机场模型数据，从对应于所述多个近似姿态的所述飞机的多个预期视点，生成所述机场跑道的多个图像；
从接近所述机场跑道的所述飞机上的成像装置获取所述机场跑道的实时图像；
基于所述实时图像和所述多个图像中识别出的共同对象的测量，执行所述实时图像和所述多个图像的比较以从所述多个图像中识别出最佳匹配图像，所述最佳匹配图像来自与所述飞机的所述多个近似姿态中的相应一个近似姿态相对应的所述多个预期视点中的相应一个预期视点，所述多个近似姿态中的相应一个近似姿态具有相应的所述调整的高度、所述调整的方位和所述调整的距所述机场跑道的距离；
基于所述最佳匹配图像和相应的所述调整的高度、所述调整的方位以及所述调整的距所述机场跑道的距离，生成具有相应的所述调整的高度、所述调整的方位和所述调整的距所述机场跑道的距离的所述飞机的更新的当前姿态估计；并且
将所述更新的当前姿态估计输出到所述飞机的飞行控制计算机，以用于在最终进场时指导所述飞机。


2.根据权利要求1所述的设备(600)，其中，使所述设备获取所述当前姿态估计包括使所述设备：
通过飞机系统数据确定所述飞机(131)相对于所述机场跑道的初始姿态估计；和
将所述初始姿态估计设置为所述当前姿态估计。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的设备(600)，其中，使所述设备输出所述更新的当前姿态估计包括：使所述设备将所述更新的当前姿态估计输出到所述飞机(131)的所述飞行控制计算机，以用于在不使用与所述机场相关的仪表着陆系统导航数据的情况下，在最终进场时指导所述飞机。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(600)，其中，所述多个近似姿态包括许多近似姿态，并且使所述设备确定所述多个近似姿态包括在距所述机场跑道的当前距离减小时使所述设备减少确定的所述近似姿态的数量。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备(600)，其中，使所述设备执行所述比较包括使所述设备执行所述实时图像与所述多个图像的比较，以识别包括在所述实时图像和所述多个图像中识别出的共同对象的最佳匹配图像的一个或多个部分。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备(600)，其中，使所述设备执行所述比较包括：使所述设备确定所述实时图像与所述多个图像之间的相关性作为在所述实时图像和所述多个图像中识别出的共同对象的测量。


7.根据权利要求6所述的设备(600)，其中，所述实时图像与所述最佳匹配图像之间的所述相关性指示所述实时图像与所述最佳匹配图像之间的相似度水平，并且其中，所述存储器(602)存储另外的可执行指令，所述另外的可执行指令响应于所述处理器(601)的执行，使所述设备进一步产生指示所述相似度水平的指示符给用户。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·梅里尔·克朗姆布利特，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US