无人运载器和用于第一无人运载器以避免与第二无人运载器冲突的方法技术

提供了一种用于第一无人运载器UV的去中心化式方法，用于避免与第二UV冲突。该方法包括基于第一UV的当前移动计划和从第二UV接收的第二UV的当前移动计划，判定是否可能发生与第二UV冲突。如果判定可能发生与第二UV的冲突，则该方法还包括执行以下步骤的至少一次迭代：a)确定第一UV的候选移动计划，并且从第二UV接收第二UV的候选移动计划；b)使用第一成本函数确定针对第一UV的当前移动计划和候选移动计划之一与第二UV的当前移动计划和候选移动计划之一的不同组合的第一成本值；c)从第二UV接收针对该不同组合的第二成本值，其中，第二成本值由第二UV使用第二成本函数计算；d)组合第一成本值和第二成本值，以确定针对该不同组合的第三成本值；以及e)将第一UV的当前移动计划更新为在该不同组合中的表现出最佳的第三成本值的组合中包括的第一UV的移动计划。三成本值的组合中包括的第一UV的移动计划。三成本值的组合中包括的第一UV的移动计划。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无人运载器和用于第一无人运载器以避免与第二无人运载器冲突的方法


[0001]本公开涉及用于无人运载器(UV)的去中心化式移动规划。具体地，示例涉及UV和用于第一UV以避免与第二UV冲突的方法。

技术介绍

[0002]在同一空域中航行的诸如无人飞行器(UAV)之类的UV至少需要用于避免碰撞的基本技术，以避免运载器和货物的损失。具体地，期望在早期阶段而不是在危急情况即将发生时避免危急情况。
[0003]在集中式飞行规划中，无人交通管理(UTM)服务器通信地耦接到UAV并且控制UAV的飞行计划。然而，如果UAV不能与UTM服务器通信(例如，由于UTM处或服务器处的故障)，UTM服务器不能解决与另一UAV的紧急情况。即使在UAV能够与UTM服务器通信的情况下，如果UAV已经非常接近另一个UAV，等待UTM的应答也可能不是最好的解决方案。
[0004]因此，可能需要改进UV协调以避免碰撞。

技术实现思路

[0005]通过根据独立权利要求的装置和方法来满足该需求。有利的实施方式由从属权利要求提出。
[0006]根据第一方面，本公开提供了一种用于第一UV以避免与第二UV冲突的方法。该方法包括：基于第一UV的当前移动计划和从第二UV接收的第二UV的当前移动计划，确定是否可能发生与第二UV的冲突。如果确定可能发生与第二UV的冲突，则该方法还包括执行以下步骤的至少一次迭代：a)确定第一UV的候选移动计划，并且从第二UV接收第二UV的候选移动计划；b)使用第一成本函数，确定针对第一UV的当前移动计划和候选移动计划之一与第二UV的当前移动计划和候选移动计划之一的不同组合的第一成本值；c)从第二UV接收针对该不同组合的第二成本值，其中，第二成本值由第二UV使用第二成本函数计算；d)组合第一成本值和第二成本值，以便确定针对该不同组合的第三成本值；以及e)将第一UV的当前移动计划更新为在该不同组合中表现出最佳的第三成本值的组合中包括的第一UV的移动计划。
[0007]根据第二方面，本公开提供了一种能够避免与另一UV冲突的UV。UV包括推进系统和电路，电路被配置为基于UV的当前移动计划和从另一UV接收的另一UV的当前移动计划来确定是否可能发生与另一UV的冲突。如果确定可能发生与另一UV的冲突，则该电路还被配置为执行以下步骤的至少一次迭代：a)确定UV的候选移动计划，并从另一UV接收另一UV的候选移动计划；b)使用第一成本函数确定针对UV的当前移动计划和候选移动计划之一与另一UV的当前移动计划和候选移动计划之一的不同组合的第一成本值；c)从另一UV接收针对该不同组合的第二成本值，其中第二成本值由另一UV使用第二成本函数计算；d)组合第一成本值和第二成本值，以便确定针对该不同组合的第三成本值；以及e)将UV的当前移动计
划更新为在该不同组合中表现出最佳的第三成本值的组合中包括的UV的移动计划。
[0008]本公开的各方面可以实现UV的去中心化式移动规划，以便实现通过所涉及的UV之间的直接通信而无需UTM服务器的冲突解决方案。
附图说明
[0009]下面将仅通过示例的方式并参考附图来描述装置和/或方法的示例，其中
[0010]图1示出了用于第一UV避免与第二UV冲突的方法的示例的流程图；
[0011]图2示出了飞行计划的去中心化协商的示例的流程图；以及
[0012]图3至图9示出了示例性飞行场景。
具体实施方式
[0013]因此，虽然进一步的示例能够具有各种修改和替换形式，但是其一些特定示例在附图中示出并且随后将详细描述。然而，这种详细描述并不限制进一步的示例为所描述的特定形式。进一步的示例可以覆盖落入本公开的范围内的所有修改、等同和替代。在附图的整个描述中，相同或相似的数字表示相同或相似的元件，当彼此比较时，它们可以相同或以修改的形式实现，同时提供相同或相似的功能。
[0014]应当理解，当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，这些元件可以经由一个或多个中间元件直接连接或耦接。如果两个元素A和B使用“或”组合，如果没有另外明确地或隐含地定义，则这将被理解为公开了所有可能的组合，即仅A、仅B以及A和B。相同组合的替代措辞是“A和B中至少一个”或“A和/或B”。这同样适用于两个以上元素的组合，加以必要的修改。
[0015]本文中为了描述特定实例而使用的术语并不旨在限制其它实例。无论何时使用单数形式，例如“一”、“一个”和“该”，并且仅使用单个元素既不明确也不隐含地定义为强制性的，进一步的示例也可以使用多个元素来实现相同的功能。同样，当功能随后被描述为使用多个元件来实现时，其他示例可以使用单个元件或处理实体来实现相同的功能。还应当理解，术语“由
……
组成”、“构成”、“包含”和/或“包括”在使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、过程、动作、元件、组件和/或其任何组合的存在或添加。
[0016]除非另外定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)均具有实施方式所属领域的普通含义。
[0017]图1示出了用于第一UV避免与第二UV冲突的方法100的流程图。第一UV和第二UV可以是任何类型的运载器。例如，第一UV和第二UV可以是UAV(例如，无人机)、无人地面运载器(UGV；例如，自主汽车)或无人水面船舶(USV；例如，自主船或艇)。冲突是第一UV与第二UV之间的一种严重情况，例如碰撞或以UV之间的小距离经过。UV之间的冲突可能导致UV和/或由UV运输的货物的损失或损坏。为了在早期阶段(即，在危急情况迫近前)已经避免这种危急情况，可以使用方法100。
[0018]方法100包括基于第一UV的当前移动计划和从第二UV接收的第二UV的当前移动计划来确定102是否可能发生第一UV与第二UV的冲突。第一UV的当前移动计划包括关于为第一UV的移动预留的空间区域的时间进程的信息。类似地，第二UV的当前移动计划包括关于
为第二UV的移动预留的空间区域的时间进程的信息。换而言之，UV的移动计划描述了时间—空间区域，是当UV在区(区域，地域)中航行时专门为UV预留的。例如，移动计划可以包括随时间的3D(三维)或2D(二维)位置(即，轨迹)，以及可选地包括为相应UV预留的周围空间的形状和大小。周围空间可以例如，覆盖UV范围和可选的货物范围，以及进一步可选的安全裕度，以补偿外部影响(例如，风)、UV的航行不确定性和/或UV的传感器不确定性(例如，位置传感器的不确定性)。
[0019]确定(计算)102第一UV与第二UV的冲突是否可能发生可以例如包括：确定第一UV与第二UV的碰撞或以在第一UV和第二UV之间很小距离通过是否可能。由于第一UV和第二UV的移动计划每个都包括关于为相应UV的移动预留的空间区域的时间进程的信息，所以可以高精度地确定第一UV和第二UV之间的冲突情形。
[0020]如果确定与第二UV的冲突不可能发生，则方法1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于第一无人运载器UV以避免与第二UV冲突的方法，所述方法包括：基于所述第一UV的当前移动计划和从所述第二UV接收的所述第二UV的当前移动计划，判定是否可能发生与所述第二UV的冲突；以及如果判定可能发生与所述第二UV的冲突，则执行以下步骤的至少一次迭代：a)确定所述第一UV的候选移动计划，并且从所述第二UV接收所述第二UV的候选移动计划；b)使用第一成本函数确定对于所述第一UV的所述当前移动计划和所述候选移动计划之一与所述第二UV的所述当前移动计划和所述候选移动计划之一的不同组合的第一成本值；c)从所述第二UV接收所述不同组合的第二成本值，其中，所述第二成本值由所述第二UV使用第二成本函数计算；d)组合所述第一成本值和所述第二成本值，以确定针对所述不同组合的第三成本值；以及e)将所述第一UV的所述当前移动计划更新为在所述不同组合中的表现出最佳的所述第三成本值的组合中包括的所述第一UV的移动计划。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：判定在最新的迭代中表现出最佳的所述第三成本值的组合的所述第三成本值是否满足预定质量标准；以及如果在所述最新的迭代中表现出最佳的所述第三成本值的组合的所述第三成本值不满足所述预定质量标准，则执行步骤a)到e)的另一次迭代。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：判定在最新的迭代中表现出最佳的所述第三成本值的组合的所述第三成本值是否满足第一预定质量标准；以及如果在所述最新的迭代中表现出最佳的所述第三成本值的组合的所述第三成本值满足所述第一预定质量标准，则基于在所述最新的迭代中确定的经更新的当前移动计划来控制所述第一UV的移动。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一UV的所述候选移动计划包括：基于所述第一UV的所述当前移动计划，生成针对所述第一UV的所述候选移动计划的建议；使用所述第一成本函数确定针对所述第一UV的所述候选移动计划的建议和所述第二UV的当前移动计划的第四成本值；使用所述第二成本函数估计针对所述第一UV的所述候选移动计划的建议和所述第二UV的当前移动计划的第五成本值；基于所述第四成本值和所述第五成本值确定第六成本值；以及如果所述第六成本值满足第二预定质量标准，则使用针对所述第一UV的所述候选移动计划的建议作为所述第一UV的所述候选移动计划。5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述第一UV的候选移动计划还包括：如果所述第六成本值不满足所述第二预定质量标准，则生成针对所述第一UV的所述候选移动计划的另一建议。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，生成针对所述第一UV的所述候选移动计划的建议还基于在步骤e)用于更新所述第一UV的当前移动计划的先前迭代中使用的所述第一UV的一个或多个移动计划。7.根据权利要求4所述的方法，其中，生成针对所述第一UV的所述候选移动计划的建议包括：改变所述第一UV的所述当前移动计划的一个或多个参数。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第一UV的所述当前移动计划的所述一个或多个参数包括以下至少一者：所述第一UV的海拔、所述UV的速度、所述第一UV的移动轨迹。9.根据权利要求4所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安，
申请(专利权)人：索尼集团公司，
类型：发明
国别省市：