用于调整相对导航系统的方法技术方案

本发明专利技术名称为“用于调整相对导航系统的方法”。一种相对导航系统，从网格生成器(10)投影网格(20、30)到空间中，并且如无人机(18)的目标可使用投影的网格(20、30)来辅助目标着陆。调整投影的网格的方法包括稳定投影的网格(20、30)和相对地面定向网格生成器(10)。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
无人机(UAV)是指没有机载驾驶员而进行飞行的飞行器。它们在其起飞、飞行和着陆期间依靠完全或部分自动化的控制。UAV的应用日益增长，但UAV控制的逻辑复杂度使其使用十分烦累。UAV着陆通常在具有传统着陆辅助的位点(location)完成，传统着陆辅助例如仪表着陆系统(ILS)、甚高频全方位接收器(VOR)、距离测量设备(DME)、微波着陆系统(MLS)、RADAR等，它们协助远程驾驶员让飞行器着陆和/或提供自动化着陆。然而，经常需要在用于传统着陆辅助的基础设施不可用的位点让UAV起飞和着陆，这限制了 UAV的灵活性。另外，会发射射频能量的着陆辅助还具有容易成为目标的缺点。当UAV在移动结构(例如船只、运载工具(vehicle)或飞行器)上着陆时，着陆问题恶化，因为现有着陆辅助意在用于固定结构上并且不会对UAV着陆在其上的运载工具或结构的移动进行补偿。
技术实现思路
在一个实施例中，一种稳定从网格生成器投影的网格的方法，包括从网格生成器反复投影定义网格的多条线到空间中，这些线使用配置成识别网格上的预定点的网格数据编码，确定网格生成器的参考系相对先前网格投影的变化，以及更改后续网格投影的网格数据以使得后续网格投影相对先前网格投影显现得稳定。在另一个实施例中，一种用于相对导航系统的、相对地面定向网格生成器的方法，包括调平网格生成器，相对参考方向确定网格生成器的示向(heading)，以及沿预定示向从网格生成器投影定义网格的多条线。附图说明在附图中: 图1是按照本专利技术实施例的UAV和网格生成器的透视图。图2是安装在颠簸的船和图1的UAV上的图1的网格生成器的示意图。图3是可由图2的网格生成器形成的两个网格投影的示意图。图4是图3的两个网格投影的示意图。图5是安装图1的网格投影仪在其上的运载工具的重心以及图1的UAV和投影到空间的网格的不意图。图6是用于稳定投影的网格的方法的实施例的流程图。图7是可根据本专利技术的又一个实施例定向的网格生成器的侧视图。具体实施例方式本专利技术的实施例涉及用于调整来自相对导航系统的网格生成器的投影的网格的方法和设备，其可用于让任何类型的飞行器着陆并且特别适合让UAV着陆。图1示出网格生成器10的实施例，它可将网格12(例如多条交线)投影到的传输场14内的空间。如何投影网格12的一般细节是本领域已知的，本领域包括2010年3月23日授权的名为“用于再加燃料的光学追踪系统(Optical Tracking System For Refueling) ” 的 US 7, 681, 839以及2011年6月23日发布的名为“相对导航系统(Relative Navigation System) ”的US2011/0153205中的公开，这两个申请通过引用结合到本文中。因此，本申请中将不会完整说明网格生成的一般细节。如图所示，投影的网格包括交线。在离网格生成器10 —定距离的位置，这些交线被视作空间中的网格，网格大小随着远离网格生成器10而增大。由网格生成器10在空间生成的网格可由可移动目标的检测器模块16检测，然后移动目标可根据检测的网格操纵自身。为了便于本讨论，可移动目标将描述为具有检测器模块16的UAV 18。对于网格生成器10与UAV 18之间的相对导航,假设UAV 18的检测器模块16位于网格生成器10的传输场内，使检测器模块16能“看到”网格。为了说明的目的，网格生成器10可视作基本在坐标系的y方向中投影交线。如果要在距网格生成器10 —定距离R2处观察X-Z平面中的交线投影，则将观察到第一网格20。如果要在大于第一距离R2的距离R3处观察x-z平面中的相同交线投影，则将显现比第一网格20相对更大的第二网格30。距网格生成器10距离R2处的第一网格20在水平方向以第一垂直线22和第二垂直线24为空间界限。在第一垂直线22和第二垂直线24之间存在多条空间地和时间地生成的垂直线。距网格生成器10距离R2处的第一网格20在垂直方向以第一水平线26和第二水平线28为空间界限。在第一水平线26和第二水平线28之间存在多条空间地和时间地生成的水平线。距离R2可以是网格20与网格生成器10之间的任何距离。距网格生成器10距离R3处的第二网格30出于所有实践目的与第一网格20相同，但距离网格生成器10比第一网格20更远。网格30在水平方向以第二网格30的第一垂直线32和第二网格30的第二垂直线34为空间界限。在第二网格的第一垂直线32和第二网格的第二垂直线34之间存在多条空间地和时间地生成的垂直线。距网格生成器10距离R3处的第二网格30在垂直方向以第二网格30的第一水平线36和第二网格30的第二水平线38为空间界限。在第二网格的第一水平线36和第二网格的第二水平线38之间存在多条空间地和时间地生成的水平线。网格20和30的相似性在投影的网格线的情况下变得明显，其中网格30由形成网格20的相同线形成，只是网格30在距网格生成器10更远的距离观察，使得网格30显现得比网格20更大。在这个意义上，网格30是由网格生成器在距离R3处生成的网格线的外观，而网格20是在距离R2处的网格线的外观。网格20和30可以是任何数量的线。如图所示，它们由十条垂直线乘十条水平线组成。与由更少数量交线组成的网格相比，由更多数量交线组成的网格可导致对固定传输场14和距检测器模块16的距离的改进的检测。网格20和30描绘为方形，但这不是要求。网格可以是任何形状，包括矩形、椭圆形或圆形。此外，网格20和30的交线描绘为正交，但这不是要求。在网格的不同部分，交线之间的角度可以是直角、锐角或钝角。垂直线和水平线可由网格生成器10以任何适当方式形成。例如，所有线可连续形成或全部一次性形成。垂直线或水平线中的任一条可在另一条之前形成。网格生成器可在垂直线与水平线之间交替。在网格生成器10使用扫描激光形成网格时，激光将连续形成所有垂直线和水平线之一，然后连续形成垂直线和水平线中的另一个。为了实践目的，连续形成线的速度可以快到好像所有网格线同时形成。多条投影线的辐射源可以是相干或不相干辐射源。例如，在辐射源为相干源时，它可以是以近紫外线范围的波长发射辐射的固态激光。另外，辐射频率和/或强度可以选择，或通过使用滤光器衰减以减少损伤眼睛的风险。相交投影线的网格可通过光栅扫描每条线或通过投影和扫描延长的辐射束来生成。用于生成交线的任何适当方法和设备均可使用。虽然所示示例使用笛卡尔坐标，但对网格生成和网格检测两者可使用任何适当的坐标系，包括极坐标系、圆柱坐标系或球面坐标系。例如，为了形成顺从极坐标表示的网格，可通过网格生成器将一系列同心圆以及从这些圆中心向外辐射的线投影到空间中。网格数据可在网格的一个或多个位点编码。网格数据是指提供可由检测器模块16读取或检测的数据或信息的网格结构或特性。在一个实施例中，包含系列投影交线的投影线进一步使用不同网格区域中的不同网格数据编码以指示交线网格内的区域。在使用激光形成网格的情况下，编码网格数据的一种方式是调制射束。调制通过变更射束的强度和/或按照某种周期阻挡射束来实现。这种网格数据可包括数字并且预期每条网格线可包括数字，它向UAV 18的检测器模块16识别网格线。预期上述网格生成器10可位于移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定从相对导航系统的网格生成器投影的网格的方法，其中所述网格生成器定义参考系，所述方法包括：从所述网格生成器将定义网格的多条线反复投影到空间中，其中所述线使用配置成识别所述网格上的预定点的网格数据进行编码；在所述反复网格投影的先前网格投影与后续网格投影之间，确定所述网格生成器的参考系相对所述先前网格投影的变化；以及基于所确定的变化更改所述后续网格投影的网格数据，以使得所述后续网格投影相对所述先前网格投影呈现稳定。

【技术特征摘要】
2011.11.01 US 13/286,7101.一种稳定从相对导航系统的网格生成器投影的网格的方法，其中所述网格生成器定义参考系，所述方法包括: 从所述网格生成器将定义网格的多条线反复投影到空间中，其中所述线使用配置成识别所述网格上的预定点的网格数据进行编码； 在所述反复网格投影的先前网格投影与后续网格投影之间，确定所述网格生成器的参考系相对所述先前网格投影的变化；以及 基于所确定的变化更改所述后续网格投影的网格数据，以使得所述后续网格投影相对所述先前网格投影呈现稳定。2.按权利要求1所述的方法，其中，所述更改的所述网格数据包括所述后续网格投影的网格数据，其指示所述数据与同所述先前网格投影的空间上最接近的网格点相同。3.按权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述变化包括确定所述参考系在翻滚、俯仰和偏航中的角度变化，并且所述更改所述网格数据包括将翻滚、俯仰和偏航中的所述角度变化转换成网格线调整。4.按权利要求1所述的方法，其中，所述点中的一个是参考点，围绕它稳定所述网格。5.按权利要求4所述的方法，其中，所述参考点是所述网格的中心。6.按权利要求4所述的方法，其中，所述确定变化包括确定相对所述参考点的所述参考系的变化。7.按权利要求6所述的方法，其中，所述确定所述变化包括确定从所述参考系到用于所述先前网格投影的参考点的矢量；确定所述参考系在翻滚、俯仰和偏航中的角度变化；经由所述翻滚、俯仰和偏航旋转所述矢量；从所述矢量的所述旋转确定所述参考系...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS费尔德曼，F萨吉奥三世，JR瓦什伯恩，
申请(专利权)人：通用电气航空系统有限责任公司，
类型：发明
国别省市：