[发明专利]主动运载工具控制系统和方法

说明书

运载工具可以包括传感器和主动运载工具控制器，主动运载工具控制器能够响应于检测到由将施加在运载工具的机架上的环境事件引起的力而主动地改变一个或多个运载工具操作参数。传感器具有包括运载工具的行进方向的视场。传感器可以检测视场中的物体，并且至少部分地基于视场中的物体的行为，预测由环境事件施加在该物体上的力。基于预测出的力，主动运载工具控制器主动调整一个或多个运载工具操作参数，以便最小化将由环境事件施加在该运载工具上的力的影响。

技术领域

本公开涉及用于运载工具的自主控制系统。

背景技术

数量迅速增加的自主和/或远程操作的运载工具(诸如空中无人机)重新强调了严格控制这种运载工具的需要，以避免与诸如人、建筑物和其他静止物体之类的物体发生碰撞。这样的运载工具目前广泛用于商业应用，诸如摄影、电影摄影和远程交付货物。这些运载工具通常是电池操作的并且具有有限的充电量，这限制了该运载工具的货物承载能力。另外，该运载工具通常由塑料或其他轻质材料构成，以改善航程并减少仅仅为了将该运载工具返回到起始点而施加在蓄电设备(例如，电池、超级电容器、超电容器)上的负荷。遗憾的是，这样的轻质结构使运载工具处于易于因随机、可变和偶尔破坏性的大气或环境条件(诸如电活动、风、风切变和降水)而受损的状态。因此，具有检测这样的环境条件并主动调节一个或多个运载工具操作参数和/或运载工具路线以便改善运载工具操作安全性和/或运载工具航程的能力是有益的。

附图说明

所要求保护的主题的各个实施例的特征和优点将随着以下具体实施方式进行并且在参照附图时变得明显，其中，类似数字指代类似部件，并且在附图中：

图1提供了根据本公开的至少一个实施例的说明性自主式主动运载工具控制系统的示意图；

图2提供了根据本公开的至少一个实施例的与空中无人机一起使用的说明性自主式主动运载工具控制系统的示意图；

图3提供了根据本公开的至少一个实施例的其中可以实现自主式主动运载工具控制系统的说明性基于处理器的设备的框图；

图4提供了根据本公开的至少一个实施例的说明性自主式主动运载工具控制方法的高级流程图；以及

图5提供了根据本公开的至少一个实施例的另一个说明性自主式主动运载工具控制方法的高级流程图。

尽管以下具体实施方式将参照说明性实施例进行，但是其许多替代方案、修改和变化将对本领域的技术人员而言是明显的。

具体实施方式

许多运载工具承载许多传感器和许多控制器，这些传感器和控制器提供关于围绕该运载工具的外部或周围环境的信息。这样的外部环境信息通常是实时收集的，但仅限于指示靠近运载工具的区域中的局部环境条件的信息。如果将这样的信息用于改变或调整运载工具的操作参数，则倾向于在环境条件已经开始影响该运载工具的一个或多个操作方面(例如，高度、速率(speed)、方向)之后在反应环境中提供这样的调整。环境力对无人操控、自主驾驶或遥控运载工具(诸如空中无人机)的影响可能特别严苛，导致运载工具在人或自主反应系统能够补偿该运载工具上的环境力的快速、通常是意外的强加之前丢失。

这里公开的自主式主动运载工具控制系统和方法使用从运载工具传感器获得的数据来检测沿着运载工具行进方向发生的即将到来的环境事件。诸如风和降水之类的环境事件可以至少部分地基于各自对各种物体(诸如树叶、旗帜、废纸等)的影响来检测。例如，可以使用三维相机来获得包括具有多个叶子的树的多个静止图像或一系列静止图像。基于叶子的移动速率和移动方向，图像分析电路可以识别叶子并使用与该叶子逻辑相关联的一个或多个物理特性来预测接近该树的预期风速和风向。这可以在运载工具到达树附近之前，即在风在运载工具上施加力之前发生。通过预测预期的环境力，可以自主地改变或调整一个或多个运载工具操作参数以便使预测出的预期环境力对运载工具的影响最小化。在极端条件下，可以自主调整运载工具路线以减轻或避免环境力对运载工具的影响。