本发明专利技术涉及具有完整性监测的自适应检测和规避系统。提供了用于实时检测和规避物体的装置。该装置包括收集环境数据的第一传感器和收集与装置的检测范围内的外部物体相对应的外部数据的第二传感器。该装置还包括处理器，该处理器至少部分地基于环境数据和外部数据实时计算用于规避外部物体的最小距离、监测环境数据和外部数据并基于所计算出的最小距离和所监测到的环境数据和外部数据来控制该装置规避外部物体。置规避外部物体。置规避外部物体。
【技术实现步骤摘要】
具有完整性监测的自适应检测和规避系统
[0001]本公开涉及具有完整性监测的自适应检测和规避系统。
技术介绍
[0002]检测和规避(DAA)系统取决于环境条件、其它技术系统的性能(例如，通信链路中的时延)以及运行DAA系统的载具的特性。例如，安全关键型航空系统不仅必须按照可接受的标准执行，而且还需要在出现故障、退化或无效时通知系统及其用户。当前的载具解决方案利用静态模型，并且计算基于广泛的模拟。然而，这些解决方案无法进行实时监测和更新。
技术实现思路
[0003]下面参考下面列出的附图对所公开的示例进行详细描述。提供以下概述以例示本文公开的示例或实现方式。然而，这并不意味着将所有示例限制为任何特定配置或操作顺序。
[0004]在一个实现方式中，提供了一种用于实时检测和规避物体的装置。所述装置包括收集环境数据的第一传感器和收集与所述装置的检测范围内的外部物体相对应的外部数据的第二传感器。所述装置还包括处理器，所述处理器至少部分地基于所述环境数据和所述外部数据实时计算用于规避所述外部物体的最小距离，监测所述环境数据和所述外部数据，并控制所述装置基于所计算出的最小距离以及所监测到的环境数据和所监测到的外部数据来规避所述外部物体。
[0005]从以下附图、描述和权利要求中，其它技术特征对于本领域技术人员来说是显而易见的。
附图说明
[0006]为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图的以下描述，其中，相同的附图标记表示相同的部分：
[0007]图1A和图1B例示了根据本公开的各种实现方式的检测和规避(DAA)系统的方法；
[0008]图2A例示了根据本公开的各种实现方式的Apollonius圆的几何形状；
[0009]图2B例示了根据本公开的各种实现方式的通过应用Apollonius圆的几何形状获得的检测范围的模型；
[0010]图3A例示了根据本公开的各种实现方式的计算检测范围的模型；
[0011]图3B例示了根据本公开的各种实现方式的计算检测范围的模型；
[0012]图4例示了根据本公开的各种实现方式的计算最小检测距离的模型；
[0013]图5A例示了根据本公开的各种实现方式的用于载具保持高度的剩余动作时间(TRTA)模型；
[0014]图5B例示了根据本公开的各种实现方式的用于载具上升的TRTA模型；
[0015]图5C例示了根据本公开的各种实现方式的应用载具下降的TRTA模型；
[0016]图6A例示了根据本公开的各种实现方式的当载具以比检测到的入侵者大的速度移动时的最小检测距离的模型；
[0017]图6B例示了根据本公开的各种实现方式的当载具以比检测到的入侵者小的速度移动时的最小检测距离的模型；
[0018]图7例示了根据本公开的各种实现方式的操作框图；
[0019]图8例示了根据本公开的各种实现方式的具有完整性监测的物体的自适应检测和规避的方法；
[0020]图9例示了根据本公开的各种实现方式的电子设备；
[0021]图10例示了根据本公开的各种实现方式的能够执行具有完整性监测的物体的自适应检测和规避的飞行器的示意性立体图；以及
[0022]图11例示了根据本公开的各种实现方式的飞行器生产和服务方法的框图。
[0023]对应附图标记在整个附图中指示对应部分。在图1A至图11中，系统被例示为示意图。附图可能未按比例绘制。
具体实施方式
[0024]将参考附图详细描述各种示例。在可能的情况下，将在整个附图中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。在整个本公开中对特定示例和实现方式的引用仅出于例示性目的而提供，但除非相反指示，否则并不意味着限制所有实现方式。
[0025]当结合附图阅读时，将更好地理解前述概述以及某些实现方式的以下详细描述。如本文所使用的，以单数形式列举并在词语“一”或“一个”之前的要素或步骤应理解为不一定排除该要素或该步骤的复数形式。此外，对实现方式或示例的引用不旨在被解释为排除也包含所列举的特征的附加示例的存在。此外，除非明确相反指示，否则“包括”或“具有”具有特定属性的一个或多个要素的示例可以包括不具有该属性的附加要素。
[0026]本公开的各种实现方式执行具有完整性监测的自适应检测和规避(DAA)系统。例如，本公开量化并评估DAA系统的预期性能和所需性能，以调整DAA输出(例如，交通警告和警报)来确保适当的分离保证或碰撞规避，或者，如果不能通过调整保持最低性能，则报告完整性标志以将信息通知给用户。
[0027]图1A和图1B例示了根据本公开的各种实现方式的检测和规避(DAA)系统的方法。图1A和图1B中例示的方法100的示例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下，可以使用或实现方法100的其它示例。图1B例示了图1A中例示的方法100的延续。
[0028]在一些实现方式中，方法100在载具(诸如飞行器1000)上实现，该载具包括参考图9和图10更详细地描述的电子设备900的电子部件。在一个示例中，载具是无人驾驶飞行器。在另一示例中，载具是有人驾驶飞行器。然而，各种实现方式都是可能的。实现方法100的载具可以是无人机、汽车、卡车、船、摩托车或可以检测和规避物体的任何其它载具。
[0029]在操作110，计算最小检测范围(MDR)R
LOS
。MDR是动态地或自适应地计算的。换句话说，MDR是由载具实时在线计算的。在一些实现方式中，MDR在载具移动时以规则间隔动态地计算，诸如每秒、每两秒或每五秒等。为了计算MDR，载具考虑各种测量结果111和数据121。测量结果111可以包括但不限于交通飞行器的状态和特性的测量结果112、通信系统时延
113、在载具是无人驾驶的实现方式中远程飞行员的认知状态114、载具的状态115、与使用中的特定传感器相关的环境条件116以及空域分类和特性117。
[0030]数据121可以包括先验数据123，诸如但不限于存储在载具的存储器(诸如存储器920)中的数据。先验数据123的示例包括载具的速度、交通对(诸如载具和检测到的要规避的物体)的速度比、远离(well clear)容积参数、空中碰撞容积参数、规避检测到的物体所需的最小转弯率、载具和/或载具操作员的反应时间和处理器时延。
[0031]远离容积参数是指预计载具将保持“远离”物体的容积的三维(3D)参数。空中碰撞容积参数是指可能发生空中碰撞的容积的3D参数。MDR是根据载具相对于检测到的物体的速度、方向和位置来计算的。例如，图2A至图3B例示了计算MDR的方法的各种示例，但是在不脱离本公开的范围的情况下可以使用其它方法。
[0032]尽管为了简单起见本文将MDR计算描述为飞行器1000正前方的范围，但可以针对飞行器1000在飞行器1000周围的球面范围内的任何方向计算MDR。换句话说，可以相对于飞行器1000的侧面、飞行器1000的上方、飞行器1000的下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于规避的装置(900)，所述装置(900)包括：第一传感器(942)，所述第一传感器被配置为收集环境数据；第二传感器(944)，所述第二传感器被配置为收集与在所述装置(900)的检测范围内的外部物体(945)相对应的外部数据；以及处理器(905)，所述处理器被配置为实时地进行以下操作：至少部分地基于所述环境数据和所述外部数据，计算用于规避所述外部物体(945)的最小距离，监测所述环境数据和所述外部数据，以及基于所计算出的最小距离以及所监测到的环境数据和外部数据，控制所述装置(900)规避所述外部物体(945)。2.根据权利要求1所述的装置(900)，其中，所述处理器(905)还被配置为进行以下操作：监测所述环境数据和所述外部数据，使用动态模型实时评估所述第一传感器(942)的输出和所述第二传感器(944)的输出，确定所述第一传感器(942)和所述第二传感器(944)中的至少一者的输出低于性能阈值，并且响应于确定所述第一传感器(942)和所述第二传感器(944)中的所述至少一者的输出低于所述性能阈值，对所述第一传感器(942)和所述第二传感器(944)中的所述至少一者的输出进行调整。3.根据权利要求2所述的装置(900)，其中，所述处理器(905)还被配置为进行以下操作：在对所述第一传感器(942)和所述第二传感器(944)中的所述至少一者的输出进行调整之后，确定所述输出保持低于所述性能阈值，并且基于所述输出保持低于所述性能阈值，向接口(935)输出警报。4.根据权利要求2所述的装置(900)，其中，所述处理器(905)还被配置为进行以下操作：响应于所述第一传感器(942)和所述第二传感器(944)中的所述至少一者的经调整的输出，更新所计算出的用于规避所述外部物体(945)的最小距离。5.根据权利要求1所述的装置(900)，其中，所述处理器(905)被配置为进行以下操作：使用由所述第二传感器(944)收集的所述外部数据执行Harris角部检测器算法；基于所述Harris角部检测器算法的所述执行，输出品质因数；以及响应于输出品质因数，更新所计算出的用于规避所述外部物体(945)的最小距离。6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(900)，其中，所述环境数据包括通信时延(113)、所述处理器的时延(905)、所述装置(900)的决策时间、所述装置(900)的响应时间、所述装置(900)的速度、所述装置(900)的转弯率限制、所述装置(900)周围的天气以及保护容积要求中的至少一者。7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(900)，其中，所述装置(900)位于飞行器(1000)上；所述处理器(905)还被配置为进行以下操作：至少部分地基于所述飞行器(1000)的转弯半径，计算用于规避所述外部物体(945)的所述最小距离；
所述检测范围是围绕所述装置(900)的球面范围；并且所述处理器(905)还被配置为进行以下操作：计算用于规避所述外部物体(945)的所述最小距离，并监测所述环境数据和飞行中的外部数据。8.一种用于规避的方法(800)，所述方法(800)包括以下步骤：经由第一传感器(942)收集(801)环境数据；经由第二传感器(944)收集(803)与检测范围内的外部物体(945)相对应的外部数据；至少部分地基于所述环境数据和所述外部数据，实时计算(805)用于规避所述外部物体(945...
【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：
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