CN105606148A - 可展开机载传感器阵列系统和使用方法 - Google Patents

可展开机载传感器阵列系统和使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105606148A
CN105606148A CN201510750461.5A CN201510750461A CN105606148A CN 105606148 A CN105606148 A CN 105606148A CN 201510750461 A CN201510750461 A CN 201510750461A CN 105606148 A CN105606148 A CN 105606148A
Authority
CN
China
Prior art keywords
delivery vehicle
airborne
target
airborne delivery
calculation element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510750461.5A
Other languages
English (en)
Inventor
K·D·洪费尔德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN105606148A publication Critical patent/CN105606148A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D3/00Aircraft adaptations to facilitate towing or being towed
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T3/00Geometric image transformations in the plane of the image
    • G06T3/40Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting
    • G06T3/4053Scaling of whole images or parts thereof, e.g. expanding or contracting based on super-resolution, i.e. the output image resolution being higher than the sensor resolution
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20Instruments for performing navigational calculations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/60Tethered aircraft
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
    • G01C23/005Flight directors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2201/00UAVs characterised by their flight controls
    • B64U2201/20Remote controls
    • B64U2201/202Remote controls using tethers for connecting to ground station
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10004Still image; Photographic image
    • G06T2207/10012Stereo images
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10Image acquisition modality
    • G06T2207/10032Satellite or aerial image; Remote sensing
    • G06T2207/10044Radar image
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30212Military
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30232Surveillance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

本申请涉及一种可展开机载传感器阵列系统和使用方法。所述系统包括:被配置成联接至飞行器并从该飞行器展开的系绳,和联接至所述系绳的多个机载运载工具。所述多个机载运载工具中的每个包括不同升力特征,以形成机载运载工具的三维3D阵列。每个机载运载工具包括感测装置,该感测装置被配置成生成与目标相关联的传感器数据。所述系统还包括计算装置,该计算装置被配置成:处理从所述多个机载运载工具中的每个接收的所述传感器数据;并且基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。

Description

可展开机载传感器阵列系统和使用方法
技术领域
本发明总体上涉及机载传感器(airbornesensor),并且更具体地说,涉及可展开机载传感器阵列系统和使用方法。
背景技术
至少一些已知空中监视和侦察系统使用联接至系绳(tether)的空中运载工具(aerialvehicle)。该系绳限定飞行空间,以使不会发生飞走。该空中运载工具可以包括用于与目标有关的监视或其它数据收集的传感器。一些系统通常仅包括处于单个空中运载工具上的单个传感器,其限制了可以收集的数据量。其它已知系统包括栓系至地面站的多个空中运载工具。这种系统在它们的操作范围和用于彼此相对地定位空中运载工具的能力方面受限。
发明内容
在一个方面,提供了一种可展开机载传感器阵列系统。该系统包括:被设置成联接至飞行器并从该飞行器展开的系绳,和联接至所述系绳的多个机载运载工具(airbornevehicle)。所述多个机载运载工具中的每个包括不同升力特征(liftcharacteristic),以形成机载运载工具的三维(3D)阵列。每个机载运载工具包括感测装置,该感测装置被配置成生成与目标相关联的传感器数据。所述系统还包括计算装置,该计算装置被配置成,处理从所述多个机载运载工具中的每个接收的所述传感器数据;并且基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。
在另一方面,提供了一种方法。该方法包括以下步骤:从飞行器展开系绳,该系绳包括联接至所述系绳的多个机载运载工具。所述多个机载运载工具中的每个包括不同升力特征,以形成机载运载工具的三维(3D)阵列。每个机载运载工具包括感测装置,该感测装置被配置成生成与目标相关联的传感器数据。该方法还包括以下步骤:通过计算装置处理从所述多个机载运载工具中的每个接收的、与目标相关联的传感器数据。所述传感器数据通过联接至每个机载运载工具的感测装置生成。该方法还包括以下步骤:通过所述计算装置,基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。优选的是,所述方法还包括以下步骤:利用3D射线跟踪方法生成所述目标的3D图像,所述3D图像基于每个所述成像摄像机相对于所述目标的方位而生成。优选的是,所述方法还包括以下步骤:指令所述成像摄像机以可变时间获取所述目标的二维(2D)图像,并且基于获取每个2D图像的时间来交织(interleave)所获取的2D图像,以生成所述目标的高速视频。有利的是,所述方法还包括以下步骤:指令每个所述感测装置朝着所述目标发送射频脉冲信号,从每个所述感测装置接收射频脉冲返回信号,以及组合所接收的射频脉冲返回信号,以生成所述目标的具有增加的方位角分辨率的3D图像。有利的是,在展开系绳的方法步骤中,展开系绳的步骤还包括以下步骤:展开包括具有相对彼此不同的水平和竖直升力特征的多个机载运载工具的系绳,以使所述多个机载运载工具建立相结合地(coherently)操作的三维传感器陈列,以在某一时刻及时获取目标的三维视图。
已经讨论的特征、功能以及优点可以在不同实现中独立实现,或者可以在可以参照下列描述和附图来了解进一步细节的其它实现中组合。
附图说明
图1是示例性可展开机载传感器阵列系统的框图。
图2是可以生成目标物体的图像的示例计算装置的框图。
图3是图1所示的机载运载工具的示例性实现的例示图。
图4是示例性可展开传感器阵列的框图。
图5是示例性可展开传感器阵列的框图。
图6是可以通过图2所示的计算装置执行的、用于生成目标的超分辨率图像的处理的流程图。
图7是可以通过图2所示的计算装置执行的、用于生成目标的三维(3D)图像的处理的流程图。
图8是可以通过图2所示的计算装置执行的、用于生成目标的高速视频的处理的流程图。
图9是可以通过图2所示的计算装置执行的、用于生成目标的具有增加的方位角分辨率的3D图像的处理的流程图。
图10是示例性飞行器生产和服务方法的流程图。
图11是示例性飞行器的框图。
具体实施方式
图1是示例性可展开机载传感器阵列系统100的框图。在该示例性实现中,系统100包括航空母机(airbornemothership)102,其被设置成,展开并拖曳联接至柔性系绳106的一个或更多个机载运载工具104。系统100还包括与每个机载运载工具104通信的计算装置108。
在该示例性实现中,系绳106包括联接至航空母机102的第一端部110,和在航空母机102后面向外延伸的第二端部112。航空母机102包括用于保持并控制系绳释放量的系绳管理系统(未示出)或其它固定装置。该系绳管理系统例如可以是绞盘或任何其它机械装置,其能够拉入、放出,或以其它方式调节系绳106的张力/长度。
在该示例性实现中,每个机载运载工具104包括传感器装置114,传感器装置114被配置成生成与目标物体(未示出)相关联的传感器数据。传感器装置114例如可以包括监视成像摄像机、一个或更多个麦克风、温度计、湿度计、气压计、风速计、日射强度计,或使得系统100能够如在此所述地起作用的任何其它传感器。通过机载运载工具104经由传感器装置114收集的传感器数据被实时发送至计算装置108。该传感器数据还可以发送至终端用户以供观看,或者发送至可以存储该传感器数据的计算机实现的数据库。终端用户例如可以位于航空母机102、地面站(未示出),或者经由网络(例如,因特网)提供接入的远程位置处。该传感器数据发送可以是无线的或者有线的。当采用有线通信链路时,其可以经由嵌入系绳106中的导体来实现。
在该示例性实现中,计算装置108例如可以位于航空母机102、地面站(未示出),或者经由网络(例如,因特网)提供接入的远程位置处。计算装置108被配置成,接收并处理从机载运载工具104接收的传感器数据,并且基于该传感器数据生成该目标物体的图像,如在此更详细描述的。
图2是可以生成目标物体的图像的示例计算装置200的框图。在该示例性实现中,计算装置200类似于计算装置108(图1所示)。计算装置200可以包括:总线202、处理器204、主存储器206、只读存储器(ROM)208、存储装置210、输入装置212、输出装置214,以及通信接口216。总线202可以包括准许在计算装置200的部件之间通信的路径。
处理器204可以包括任何类型的常规处理器、微处理器、或解释并执行指令的处理逻辑。主存储器206可以包括随机存取存储器(RAM)或存储信息和供处理器204执行的指令的另一类型的动态存储装置。ROM208可以包括常规ROM装置或存储静态信息和由处理器204使用的指令的另一类型的静态存储装置。存储装置210可以包括磁性和/或光学记录介质及其对应驱动器。在一些实现中,存储装置210包括从一个或更多个机载运载工具104接收的风的数据。
输入装置212可以包括准许计算装置200接收来自用户的命令、指令,或其它输入的常规机构,包括可视、音频、触摸、按钮按压、针笔点击等。另外,输入装置可以接收位置信息。因此,输入装置212例如可以包括摄像机、麦克风、一个或更多个按钮、鼠标、以及/或触摸屏。输出装置214可以包括向用户输出信息的常规机构,包括显示器(包括触摸屏)和/或扬声器。通信接口216可以包括使得计算装置200能够与其它装置和/或系统通信的任何收发器类的机构。例如,通信接口216可以包括用于与一个或更多个机载运载工具104、传感器装置114,以及/或另一计算装置通信的机构。
如在此所述,计算装置200便于基于从传感器装置114接收的传感器数据来生成目标物体的图像。计算装置200可以响应于处理器204执行包含在计算机可读介质(如存储器206)中的软件指令,来执行这些及其它操作。计算机可读介质可以限定为物理或逻辑存储装置和/或载波。这种软件指令可以从另一计算机可读介质(如数据存储装置210)或者经由通信接口216而从另一装置读取到存储器206中。包含在存储器206中的软件指令可以使处理器204执行在此描述的处理。在其它实现中,可以代替地或者与软件指令组合地使用硬布线电路,来实现与在此的主旨一致的处理。由此,与在此公开的主旨的原理一致的实现不限于硬件电路和软件的任何具体组合。
图3是机载运载工具104(图1所示)的示例性实现的例示图。在该示例性实现中,机载运载工具104是无人机(UAV);然而,机载运载工具104可以是使得系统100能够如在此所述地起作用的任何类型的机载传感器运载工具。机载运载工具104包括:机头部分300、机体部分302、机尾部分304,以及联接至机体部分302的机翼306。传感器装置114联接至机载运载工具104的底部部分308,以向传感器装置114提供朝着目标物体的无障碍视线。
在该示例性实现中,每个机翼306和/或机尾部分304包括便于调节机载运载工具104的竖直升力的升降舵310。例如,水平定位升降舵310将使机载运载工具104基本上直接在母机102后面飞行。相对于水平轴向下偏置升降舵310将在机载运载工具104上产生升力,使其以比母机102更高的高度飞行。相对于水平轴向上偏置升降舵310将在机载运载工具104上产生向下力,使其以比母机102更低的高度飞行。所述多个机载运载工具104的升降舵310的角可以以相对于水平轴的不同角度来偏置,以使传感器装置114可以从相对于目标物体的可变视角收集传感器数据。
在该示例性实现中,机尾部分304包括便于调节机载运载工具104的水平升力的方向舵312。例如,在机载运载工具104后面相对于飞行方向笔直偏置方向舵312会使机载运载工具104基本上直接在母机102后面飞行。从机载运载工具104朝着母机102看的角度,将方向舵312相对于竖直轴朝着左侧偏置将产生使机载运载工具104向母机102右侧飞行的升力。另选的是,将方向舵312相对于竖直轴朝着右侧偏置将产生使机载运载工具104向母机102左侧飞行的升力。所述多个机载运载工具104的升降舵310的角度可以以相对于竖直轴的不同角度来偏置,以提供目标物体的可变视角。
在另选实现中,机载运载工具104包括推进系统(未示出),其被配置成提供推力以控制机载运载工具104的飞行。该推进系统可以是本领域已知的用于在机载运载工具上提供推力的任何类型的推进系统。
图4是示例性可展开传感器阵列400的框图。在该示例性实现中,每个机载运载工具104被设计成具有不同升力特征,以使机载运载工具104相对于母机102的方位和相对彼此的方位已知。例如,不同升力特征包括处于至少第一和第二机载运载工具402和404上的非平衡翼306,以使它们分别滑行至母机102的左侧和右侧。不同升力特征还包括分别处于至少第三和第四机载运载工具406和408上的正升力轮廓和负升力轮廓,以使它们在飞行器上方和下方滑行。该不同升力特征使得所述多个机载运载工具104建立相结合地操作的三维传感器陈列,以在某一时刻及时获取目标的三维视图。
图5是示例性可展开传感器阵列500的框图。在该示例性实现中,阵列500包括联接至第一系绳504的第一机载运载工具502。联接至第一机载运载工具502的是第二系绳506、第三系绳508、第四系绳510,以及第五系绳512。第二机载运载工具514和第三机载运载工具516联接至第二系绳506。第四机载运载工具518和第五机载运载工具520联接至第三系绳508。第六机载运载工具522和第七机载运载工具524联接至第四系绳510。第八机载运载工具526和第九机载运载工具528联接至第五系绳512。第二、第三、第四以及第五系绳506、508、510以及512覆盖并联接至第十机载运载工具530。仅设置虚线来例示机载运载工具104采用3D配置。第二和第三机载运载工具514和516被配置成,在母机102的上方并向右侧滑行。第四和第五机载运载工具518和520被配置成,在母机102的上方并向左侧滑行。第六和第七机载运载工具522和524被配置成,在母机102的下方并想右侧滑行。第八和第九机载运载工具526和528被设置成,在母机102的下方并左侧滑行。另选的是,机载运载工具104可以按任何配置定位,以使可展开传感器阵列系统100如在此所述起作用。
图6是可以通过计算装置200(图2所示)执行的、用于生成目标的超分辨率图像的处理600的流程图。最初,计算装置200的处理器204将所述多个传感器装置114瞄准(602)目标。该目标可以通过计算装置200选择或者可以通过用户输入到计算装置200中。接着,处理器204指令(604)传感器装置114获取目标的二维(2D)图像。每个传感器装置114向计算装置200发送该2D图像,作为传感器数据。计算装置200的通信接口216接收(606)来自传感器装置114的传感器数据。
在该示例性实现中,计算装置200确定(608)每个传感器装置114相对于目标的方位。每个传感器装置114相对母机102的方位已知,因而,利用全球定位系统或其它定位测量装置,可以确定母机102相对于目标的方位。利用几何学,接着,可以确定每个传感器装置114相对于目标的方位。
接着,计算装置200基于每个传感器装置114相对于目标的方位,确定(610)针对每个传感器装置114的有效像素尺寸。最后,计算装置200利用针对每个传感器装置114的所确定的有效像素尺寸,来生成(612)目标的超分辨率图像。
图7是可以通过计算装置200(图2所示)执行的、用于生成目标的三维(3D)图像的处理700的流程图。最初,计算装置200的处理器204将所述多个传感器装置114瞄准(702)目标。该目标可以通过计算装置200选择,或者可以通过用户输入到计算装置200中。接着,处理器204指令(704)传感器装置114获取目标的二维(2D)图像。每个传感器装置114向计算装置200发送该2D图像,作为传感器数据。计算装置200的通信接口216接收(706)来自传感器装置114的传感器数据。
在该示例性实现中,计算装置200确定(708)每个传感器装置114相对于目标的方位。每个传感器装置114相对母机102的方位已知,因而,利用全球定位系统或其它定位测量装置,可以确定母机102相对于目标的方位。利用几何学,接着,可以确定每个传感器装置114相对于目标的方位。
在该示例性实现中,计算装置200利用3D射线跟踪方法生成(710)目标的3D图像,该3D图像基于每个传感器装置114相对于目标的方位生成。
图8是可以通过计算装置200(图2中所示)执行的、用于生成目标的高速视频的处理800的流程图。最初,计算装置200的处理器204将所述多个传感器装置114瞄准(802)目标。该目标可以通过计算装置200选择,或者可以通过用户输入到计算装置200中。接着,处理器204指令(804)传感器装置114按可变时间获取目标的二维(2D)图像。该可变时间可以通过用户指定,或者被预先编程到计算装置200中。每个传感器装置114向计算装置200发送该2D图像,作为传感器数据。计算装置200的通信接口216接收(806)来自传感器装置114的传感器数据。接着,计算装置200基于获取每个2D图像的时间而交织(808)所获取2D图像,以生成目标的高速视频。
图9是可以通过计算装置200(图2所示)执行的、用于生成目标的具有增加的方位角分辨率的3D图像的处理900的流程图。最初,计算装置200的处理器204指令(902)母机102上的或者传感器装置114上的发送器314(图1和3中所示),朝着目标发送射频(RF)脉冲信号。在该示例性实现中,传感器装置114包括无线电接收器。每个传感器装置114接收向计算装置200发送的RF脉冲返回信号。计算装置200的通信装置216接收(904)来自每个传感器装置114的射频脉冲返回信号。接着,计算装置200组合(906)所接收的射频脉冲返回信号,以生成目标的具有增加的方位角分辨率的3D图像。
在根据从RF脉冲发送器314至任何反射物体并接着从该反射物体至特定传感器装置114的路径长度所确定的时间量之后,通过该特定传感器装置114来检测该RF脉冲。来自具有从发送器314至该特定传感器装置114的相同总路径长度的任何地方的返回信号同时抵达。因为传感器装置114正相对于该场景移动,所以多普勒频移将指示返回信号分量的方位角。通过特定传感器装置114检测的返回信号的强度,作为返回的频率和时间的函数,提供用于展开二维雷达图像的数据。另一传感器装置114具有带有不同多普勒频移的不同组的方位,其具有从发送器314至接收器的等路径长度。对这些进行组合导致比通过多普勒效应或其它已知方法所提供的方位角和距离(range)分辨率更高的方位角和距离分辨率。如果传感器装置114还处于不同的高度(仰角),则计算装置200可以经由雷达生成全3D图像。组合返回信号与经由雷达生成的3D图像一起可以被用于确定传入的无线电波长信号的矢量。物体的信号返回强度随着反射方向而改变,因而,可以将不同方向的检测器用于制订并生成对该场景中的物体的更好标识。
图10是示例性飞行器生产和服务方法的流程图。图11是示例性飞行器的框图。本公开的实现可以在飞行器制造和服务方法1000(图10所示)的背景下并且经由飞行器1102(图11所示)来进行描述。在预先生产期间,在制造过程期间可以使用飞行器1002的数据(包括规格和设计1004),并且可以采购(1006)与机身相关联的其它材料。在生产期间,在飞行器1002进入其认证和交付过程1012之前,进行飞行器1002的部件和子组件制造1008以及系统集成(1010)。当机身认证成功满足并完成时,飞行器1002可以投入使用(1014)。当通过消费者使用时,飞行器1002被安排周期性的、例行的,以及计划性的维护和保养(1016),例如包括任何修改、重新配置以及/或整修。
与飞行器制造和/或服务1000相关联的每一部分和过程可以通过系统集成商、第三方以及/或操作者(例如,消费者)来执行或完成。出于本描述的目的,系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主系统分包商;第三方可以包括但不限于任何数量的厂商、分包商以及供应商;而操作者可以是航线、租赁公司、军事实体、服务机构等。
如图11所示,经由方法1000生产的飞行器1002可以包括具有多个系统1020和内部1022的机身1018。高级系统1020的示例包括以下各项中的一个或更多个:推进系统1024、电气系统1026、液压系统1028、和/或环境系统1030。可以包括任何数量的其它系统。尽管示出了飞行器示例,但本发明的原理可以应用至非航空工业,如汽车工业。
在此具体实施的系统和方法可以在方法1000的任一个或更多个阶段期间采用。例如,与部件生产过程1008相对应的部件或子组件,可以按与飞行器1002在使用中时所生产的部件或子组件类似的方式来制造或生产。而且,例如,通过大致加快飞行器1002的组装和/或缩减其组装成本,一个或更多个系统实现、方法实现或其组合可以在生产阶段1008和1010期间加以利用。类似的是,系统实现、方法实现,或其组合中的一个或更多个可以在飞行器1002保养或维护(例如并且在计划性维护和保养1016期间)时加以利用。
在此描述的方法和系统提供了使得能够向用户呈递与目标有关的更详细且准确数据的技术效果。在此描述的方法和系统的示例性技术效果包括以下各项中的至少一个:(a)从飞行器展开系绳,该系绳包括联接至该系绳的多个机载运载工具,所述多个机载运载工具中的每个机载运载工具具有不同升力特征,以形成机载运载工具的三维(3D)阵列;每个机载运载工具包括感测装置,该感测装置被配置成生成与目标相关联的传感器数据;(b)通过计算装置处理从所述多个机载运载工具中的每个机载运载工具接收的、与目标相关联的传感器数据,所述传感器数据通过联接至每个机载运载工具的感测装置生成;以及(c)通过所述计算装置,基于所述传感器数据生成所述目标的图像。
在此公开的实现提供了用于生成目标图像的可展开传感器阵列系统。该阵列包括具有不同升力特征的多个机载运载工具,以使它们形成3D阵列。每个机载运载工具包括用于收集与目标有关的传感器数据的传感器装置。因为传感器装置被形成到3D阵列中,所以传感器数据可以被形成到多类图像中。而且,传感器阵列系统可以从单个母机发射并回收。
本领域技术人员应当明白的是,信息和信号可以利用多种不同工艺和技术中的任一种来表示(例如,数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号以及线性调频脉冲(chirp)可以通过电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光学粒子或其任何组合来表示)。同样地,在此描述的各种例示性逻辑框、模块、电路以及算法步骤可以根据应用和功能,而实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。而且,在此描述的各种逻辑框、模块以及电路可以利用被设计成执行在此描述的功能的通用处理器(例如,微处理器、常规处理器、控制器、微控制器、状态机或计算装置的组合)、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路(“ASIC”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件,或其任何组合来实现或执行。类似的是,在此描述的方法步骤或过程可以直接采用硬件、采用通过处理器执行的软件模块、或者采用这两者的组合来具体实施。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪速存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器,寄存器、硬盘、可去除盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。尽管已经对本公开的优选实现进行了详细描述,但本领域技术人员应当明白,在不脱离如所附权利要求书中所阐述的本公开的范围的情况下,可以在本公开中进行各种修改。
如在此描述的控制器、计算装置、或计算机(包括板载和板外BPL调制解调器)可以包括至少一个或更多个处理器或处理单元和系统存储器。控制器通常还包括至少某一形式的计算机可读介质。通过示例而非限制的方式,计算机可读介质可以包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质可以包括按任何方法或技术实现的、使得能够存储信息(如计算机可读指令、数据结构、程序模块、或其它数据)的易失性和非易失性、可去除和非可去除介质。通信介质通常可以具体实施计算机可读指令、数据结构、程序模块、或调制数据信号中的其它数据(如载波或其它传输机制),并且包括任何信息递送介质。本领域技术人员应当熟悉调制数据信号,其具有按有关在该信号中的编码信息的这种方式设置或改变的多个特征中的一个或更多个特征。上述任何组合也被包括在计算机可读介质的范围内。
本书面描述使用实施例来公开包括最佳模式的各个实现,以使本领域任何技术人员能够具体实践那些实现,包括制造和使用任何装置或系统,并且执行任何并入方法。可专利化的范围通过权利要求书来限定,并且可以包括本领域技术人员想到的其它实施例。如果这种其它实施例具有没有与本权利要求书的字面语言不同的结结构性部件,或者它们包括与本权利要求书的字面语言无实质差异的等同结构性部件,则该其他实施例旨在落入本权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种可展开机载传感器阵列系统,该系统包括:
系绳(106),该系绳(106)被配置成联接至飞行器(102)并从该飞行器(102)展开;
联接至所述系绳的多个机载运载工具(104),所述多个机载运载工具(104)中的每个具有不同升力特征,以形成机载运载工具(104)的三维3D阵列,每个机载运载工具包括传感器装置(114),该传感器装置(114)被配置成生成与目标相关联的传感器数据;以及
计算装置(200),该计算装置(200)被配置成:
处理从所述多个机载运载工具(104)中的每个接收的所述传感器数据;以及
基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述系绳(106)包括系绳网络,该系绳网络具有多个系绳,所述多个系绳将所述多个机载运载工具(104)中的一个或更多个联接在一起。
3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述不同升力特征包括处于至少第一机载运载工具和第二机载运载工具(402、404)上的非平衡翼(306),所述非平衡翼(306)使所述第一机载运载工具和所述第二机载运载工具(402、404)分别滑行至所述飞行器(102)的左侧和右侧;并且所述不同升力特征包括还包括处于至少第三机载运载工具和第四机载运载工具(406、408)上的正升力轮廓和负升力轮廓,所述正升力轮廓和所述负升力轮廓使所述第三机载运载工具和所述第四机载运载工具(406、408)分别在所述飞行器(102)的上方和下方滑行,使得所述多个机载运载工具(402、404、406、408)建立相结合地操作的传感器(114)的三维陈列,以在某一时刻获取目标的三维视图。
4.根据权利要求3所述的系统,其中,每个传感器装置(114)包括成像摄像机,并且所述计算装置(200)还被配置成:
将多个所述成像摄像机瞄准所述目标;以及
指令所述成像摄像机获取所述目标的二维2D图像。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述计算装置(200)还被配置成确定每个所述成像摄像机相对于所述目标的方位。
6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述计算装置(200)还被配置成:
基于每个所述成像摄像机相对于所述目标的所述方位,来确定针对每个所述成像摄像机的有效像素尺寸;以及
利用针对每个所述成像摄像机的所述有效像素尺寸,来生成所述目标的超分辨率图像。
7.根据权利要求5所述的系统,其中,所述计算装置(200)还被配置成利用3D射线跟踪方法生成所述目标的3D图像,所述3D图像基于每个所述成像摄像机相对于所述目标的所述方位而生成。
8.根据权利要求4所述的系统,其中,所述计算装置(200)还被配置成:
指令所述成像摄像机以多个变化的时间获取所述目标的二维2D图像;以及
基于获取每个2D图像的时间来交织所获取的2D图像,以生成所述目标的高速视频。
9.根据权利要求1所述的系统,其中,所述计算装置(200)还被配置成:
指令每个所述传感器装置(114)朝着所述目标发送射频脉冲信号;
从每个所述传感器装置(114)接收射频脉冲返回信号;以及
组合所接收的射频脉冲返回信号,以生成所述目标的具有增加的方位角和距离分辨率的图像。
10.根据权利要求9所述的系统,其中,所述图像是3D图像。
11.一种方法,该方法包括以下步骤:
从飞行器(102)展开系绳(106),该系绳(106)包括联接至所述系绳(106)的多个机载运载工具(104),所述多个机载运载工具(104)中的每个具有不同升力特征,以形成机载运载工具(104)的三维3D阵列;每个机载运载工具(104)包括感测装置(114),该感测装置(114)被配置成生成与目标相关联的传感器数据;以及
通过计算装置(200)处理从所述多个机载运载工具(104)中的每个接收的、与目标相关联的传感器数据,所述传感器数据通过联接至每个机载运载工具(104)的感测装置(114)生成;以及
通过所述计算装置(200),基于所述传感器数据来生成所述目标的图像。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,展开系绳(106)的步骤还包括以下步骤:
展开系绳网络,该系绳网络包括多个系绳,所述多个系绳将所述多个机载运载工具(104)中的一个或更多个联接在一起。
13.根据权利要求11所述的方法,其中,每个传感器装置(114)包括成像摄像机,所述方法还包括以下步骤:
将多个所述成像摄像机瞄准所述目标;以及
指令所述成像摄像机获取所述目标的二维2D图像。
14.根据权利要求13所述的方法,所述方法还包括以下步骤:
确定每个所述成像摄像机相对于所述目标的方位。
15.根据权利要求14所述的方法,所述方法还包括以下步骤:
基于每个所述成像摄像机相对于所述目标的所述方位,来确定针对每个所述成像摄像机的有效像素尺寸;以及
利用针对每个所述成像摄像机的所述有效像素尺寸,来生成所述目标的超分辨率图像。
CN201510750461.5A 2014-11-13 2015-11-06 可展开机载传感器阵列系统和使用方法 Pending CN105606148A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/540,408 2014-11-13
US14/540,408 US11341610B2 (en) 2014-11-13 2014-11-13 Deployable airborne sensor array system and method of use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105606148A true CN105606148A (zh) 2016-05-25

Family

ID=54704968

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510750461.5A Pending CN105606148A (zh) 2014-11-13 2015-11-06 可展开机载传感器阵列系统和使用方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11341610B2 (zh)
EP (1) EP3020634B1 (zh)
JP (1) JP6706041B2 (zh)
CN (1) CN105606148A (zh)
BR (1) BR102015027736B1 (zh)
CA (1) CA2905887C (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109415124A (zh) * 2016-06-30 2019-03-01 以色列航空工业有限公司 可部署的紧急态势感知支持系统
CN110998235A (zh) * 2017-07-28 2020-04-10 高通股份有限公司 在机器人式运载工具中的图像输出调整

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014018857B4 (de) * 2014-12-15 2017-10-05 Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung Aerodynamisch geformter, aktiver Schleppkörper
US10917579B2 (en) 2018-05-31 2021-02-09 American Robotics, Inc. Methods and systems for data collection by drone aircraft
US10641891B2 (en) 2018-06-12 2020-05-05 The Boeing Company Solar enabled aerial deployed radio antenna system
CN109229403B (zh) * 2018-10-23 2021-08-10 西北工业大学 一种空中悬浮式无人机快速回收系统
CN109540204A (zh) * 2018-11-12 2019-03-29 中国飞行试验研究院 一种进气道流场畸变实时处理装置
CA3142927A1 (en) * 2019-06-07 2020-12-10 Kyte Dynamics, Inc. Suspended aerial vehicle system with thruster stabilization
CN111077904B (zh) * 2019-12-26 2024-08-09 国网宁夏电力有限公司固原供电公司 基于单线激光雷达多旋翼无人机精细化自主巡检方法及装置
CN113815909B (zh) * 2021-09-09 2023-10-27 中国人民解放军63920部队 对等模式组合构型航天器的上行链路确定方法及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231480A (en) * 1990-10-24 1993-07-27 Kaman Aerospace Corporation Airborne imaging lidar system employing towed receiver or transmitter
US20020145554A1 (en) * 1999-11-30 2002-10-10 Lloyd Peter Gregory Autonomous off-board defensive aids system
US20030068981A1 (en) * 2001-10-05 2003-04-10 Duthie Joseph S. Wireless communicator link from towed/surrogate decoy transmitter to the host aircraft
CN102114914A (zh) * 2011-01-21 2011-07-06 文杰 分布式动力多旋翼垂直起降飞行器及其控制方法
US20130062464A1 (en) * 2011-09-12 2013-03-14 Thomas E. Speer Towed sensor array maneuvering system and methods
CN103868498A (zh) * 2012-12-12 2014-06-18 波音公司 树木测量系统
CN104062933A (zh) * 2014-06-12 2014-09-24 天津大学 基于dsp和fpga的无人直升机飞行控制系统及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2400400A (en) 1942-12-14 1946-05-14 Pennsylvania Railroad Co Towing system for aircraft
JP2000180100A (ja) 1998-12-17 2000-06-30 Nec Corp 夜間用無人偵察装置
US7556219B2 (en) 2004-02-24 2009-07-07 Swift Engineering, Inc. Unmanned aerial vehicle and launch assembly
US7418320B1 (en) 2005-01-24 2008-08-26 International Business Machines Corporation Navigating a UAV having an on-board digital camera to capture desired geographic area
JP2009017322A (ja) 2007-07-06 2009-01-22 Yasuo Kizaki ビデオ映像の立体視化法
US7900866B2 (en) 2007-10-18 2011-03-08 The Boeing Company System and methods for airborne launch and recovery of aircraft
US20130233964A1 (en) 2012-03-07 2013-09-12 Aurora Flight Sciences Corporation Tethered aerial system for data gathering
JP5956922B2 (ja) 2012-12-26 2016-07-27 川崎重工業株式会社 中継機を用いたレーザ照射システム

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5231480A (en) * 1990-10-24 1993-07-27 Kaman Aerospace Corporation Airborne imaging lidar system employing towed receiver or transmitter
US20020145554A1 (en) * 1999-11-30 2002-10-10 Lloyd Peter Gregory Autonomous off-board defensive aids system
US20030068981A1 (en) * 2001-10-05 2003-04-10 Duthie Joseph S. Wireless communicator link from towed/surrogate decoy transmitter to the host aircraft
CN102114914A (zh) * 2011-01-21 2011-07-06 文杰 分布式动力多旋翼垂直起降飞行器及其控制方法
US20130062464A1 (en) * 2011-09-12 2013-03-14 Thomas E. Speer Towed sensor array maneuvering system and methods
CN103868498A (zh) * 2012-12-12 2014-06-18 波音公司 树木测量系统
CN104062933A (zh) * 2014-06-12 2014-09-24 天津大学 基于dsp和fpga的无人直升机飞行控制系统及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109415124A (zh) * 2016-06-30 2019-03-01 以色列航空工业有限公司 可部署的紧急态势感知支持系统
CN109415124B (zh) * 2016-06-30 2022-05-17 以色列宇航工业有限公司 可部署装置及操作方法、收集态势感知数据的系统和飞行器
CN110998235A (zh) * 2017-07-28 2020-04-10 高通股份有限公司 在机器人式运载工具中的图像输出调整
CN110998235B (zh) * 2017-07-28 2024-03-01 高通股份有限公司 在机器人式运载工具中的图像输出调整

Also Published As

Publication number Publication date
CA2905887A1 (en) 2016-05-13
US11341610B2 (en) 2022-05-24
JP6706041B2 (ja) 2020-06-03
US20170024854A1 (en) 2017-01-26
BR102015027736B1 (pt) 2021-10-05
CA2905887C (en) 2020-03-31
JP2017007636A (ja) 2017-01-12
EP3020634A1 (en) 2016-05-18
EP3020634B1 (en) 2020-02-12
BR102015027736A2 (pt) 2016-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105606148A (zh) 可展开机载传感器阵列系统和使用方法
US11987250B2 (en) Data fusion method and related device
CN108419446B (zh) 用于激光深度图取样的系统及方法
US11016496B2 (en) Transferring synthetic LiDAR system data to real world domain for autonomous vehicle training applications
CN109154647B (zh) 距离传感器及由包括距离传感器的设备和系统执行的校准方法
JP7500187B2 (ja) 拡張モデルを用いた拡張現実システム
US20190236380A1 (en) Image generation system, program and method, and simulation system, program and method
US20200402303A1 (en) Point cloud data compression in an autonomous vehicle
US20200012756A1 (en) Vision simulation system for simulating operations of a movable platform
JP6300485B2 (ja) 無線ネットワーク置局設計装置及び無線ネットワーク置局設計システム
CN111638536B (zh) 用于情境感知众包稀疏高清晰度地图的方法和装置
US11922583B2 (en) Interactive method and system of movable platform, movable platform, and storage medium
CN111678488A (zh) 测距方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备
CN208751479U (zh) 一种同步空间扫描系统
EP4206977A1 (en) Electronic device and control method of electronic device
EP3842757B1 (en) Verification method and device for modeling route, unmanned vehicle, and storage medium
CN114550120A (zh) 一种对象识别方法、装置及存储介质
EP3754466A1 (en) System and method for virtually attaching applications to and enabling interactions with dynamic objects
US11327490B2 (en) Dynamic control and configuration of autonomous navigation systems
Tu et al. Method of Using RealSense Camera to Estimate the Depth Map of Any Monocular Camera
KR101611789B1 (ko) 주행영상의 모션 파라미터 추출을 통한 자동화된 주행도로 노면의 시각화 방법
US12061263B2 (en) Systems and methods for a configurable sensor system
US20220163644A1 (en) Systems and methods for filtering underestimated distance measurements from periodic pulse-modulated time-of-flight sensors
Ekstrand Application development of 3D LiDAR sensor for display computers
US20160156824A1 (en) Image processing system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160525

RJ01 Rejection of invention patent application after publication