[发明专利]用于无人交通航空器系统的增强飞行计划

说明书

描述了用于控制无人飞行载具（UAV）的方法。该方法包括：接收增强飞行计划，其中该增强飞行计划包括一个或多个预定义点并且这些预定义点中的每个点与条件的集合和位置的集合相关联；将一个或多个预定义点存储在UAV中；使UAV根据增强飞行计划分析；由UAV检测与存储在UAV中的一个或多个预定义点中的预定义点相关联的条件；以及由UAV自主地以及响应于检测到条件，使用与预定义点相关联并且与所检测的条件相关联的位置的集合和来调整UAV的飞行。

相关申请的交叉引用

该申请要求2017年3月31日提交的美国临时申请号62/480225的权益，其通过引用合并于此。

技术领域

本发明的实施例涉及管理无人飞行载具（UAV）的领域；并且更特别地，涉及通过向UAV的飞行计划增添预定义点来管理UAV交通管理（UTM）框架中的UAV。

背景技术

整个社会中人们对于在广泛的多种应用上使用无人飞行载具（UAV）并且特别是小型UAV（sUAV）的兴趣越来越大。示例包括送货服务、航空摄影和电影制作、农业、城市规划、土木工程的远程感测任务以及对公共安全性和救援服务的支持。这些应用全部牵涉使用在低高度并且通常高于市区区域操作的UAV。在一些情形中，UAV通过它们的操作员手动而飞行，而在其他情形中UAV可以使用一定程度的自主性来飞行，其中人类操作员监测多架航空器并且仅在出现麻烦时介入。

随着操作中有更多的航空器，可能自主飞行或从远程位置控制，监测、控制和规划空中交通变成一个重要且复杂的问题。该级别的交通管理需要空中交通控制系统，其可以（1）处理手动飞行（远程或现场控制）和自主UAV，（2）与现有的空中交通控制系统集成来确保在相同空域飞行的其他系统安全操作，（3）将相关信息分发到各方/利益相关者（stakeholder），包括使操作员知道他们在飞行的航空器周围的环境（例如，谁在哪里飞行，他们规划的路线、临时障碍物、天气情况等），以及（4）允许监管局有能力监测空域、保留或限制空域进入或完全关闭空域。

如果在处理来自UAV操作员的每个请求时必须牵涉人类空中交通管制员，则整体系统效率将变差。许多任务可以由空中交通控制计算机自动执行和验证，包括登记飞行计划、计算飞行计划、批准高度改变和一般飞行监测。随着自动化程度更高，控制交通可以被流线化并且可以分配人类管制员来处理更多的UAV飞行。

然而，当前的UAV在出现意外问题时提供很低程度的自动化。特别地，当前的UAV是用着地或中止进行中的当前任务并且返航的单个默认紧急动作来编程。紧急动作主要由于电池电量（battery level）下降或失去与UAV操作员的命令和控制（C2）连接而被触发。然而，对于中止飞行任务可以有许多其他触发（例如，气象扰乱）。因此，单个紧急动作不足以涵盖所有可能的飞行问题。此外，当任务是在一片水域上或险恶或危险地带上飞行时UAV的安全着地可能会受到质疑。此外，UAV操作员必须要注意“禁飞区”（例如，受限制空域，诸如机场或其他涉及国家安全利益的区域）。这些限制被反馈给飞行路径计算，其典型地被手动执行或由UAV交通管理（UTM）系统执行。然而，当UAV采取紧急动作时不考虑这些限制。因此，如上文描述的，当前的UAV飞行管理系统未能适当且高效地解决在UAV飞行过程期间可能出现的大量意外问题。因此，这些意外问题需要人类飞行交通管制员和/或人类UAV操作员介入。

发明内容

本文描述根据一个实施例用于控制UAV的方法。该方法包括接收增强飞行计划，其中该增强飞行计划包括：一个或多个预定义点并且这些预定义点中的每个点与条件的集合和位置的集合相关联；将该一个或多个预定义点存储在UAV中；使UAV根据增强飞行计划飞行；由UAV检测与存储在UAV中的一个或多个预定义点中的预定义点相关联的条件；以及使用与该预定义点相关联并且与所检测的条件相关联的位置的集合，由UAV自主地以及响应于检测到该条件来调整UAV的飞行。