[发明专利]无人驾驶飞行器飞行控制系统

说明书

无人驾驶飞行器飞行控制系统。一种用于控制无人驾驶飞行器(10)的飞行的机载系统，包括：飞行管理系统(40)，控制无人驾驶飞行器的飞行；任务控制模块(2)，通过向飞行管理系统发出用于引导无人驾驶飞行器执行任务的命令来管理任务；安全模块(8)，向飞行管理系统发出用于引导无人驾驶飞行器在安全模式下继续安全地飞行的命令；通信控制组件(6)，能够在任务状态(飞行管理系统接收来自任务控制模块的命令的传送)与安全状态(飞行管理系统接收来自安全模块的命令的传送)之间切换；以及监测模块(4)，确定是否存在使从任务模式到安全模式的模式改变有必要的触发条件，并且当触发条件存在时使通信控制组件从任务状态切换到安全状态。

技术领域

本文公开的技术总体上涉及无人驾驶飞行器。更具体地，本文公开的技术涉及用于确保无人驾驶飞行器的自主操作不会导致不安全状况的系统和方法。

背景技术

无人驾驶飞行器是一种有动力的、比空气重的飞行器，其不运载人类操作者或飞行员，并且其使用空气动力来使飞行器提升、其可以自主飞行或远程驾驶、可以是不可重复使用的或可重复使用的，并且可以携带致命或非致命有效载荷。

无人驾驶飞行器的自主任务可以包括，例如，导航无人驾驶飞行器以在超出控制站的无线电通信范围的已知的远距离位置处对可能的感兴趣的目标进行搜索的任务。这样的任务还可以包括对侦察成像数据进行处理以检测和识别感兴趣的目标，并且导航更靠近目标以实现拍摄图像的任务目的来查明目标的身份，或跟踪目标的移动以识别目标的方向或航向。示例性任务还可以包括一旦获取了识别目标或目标的移动方向的任务目的，就例如生成命令以将无人驾驶飞行器导航到控制站的通信范围内的位置，以将目标信息发送到控制站，或者返回并降落在无人驾驶飞行器的初始位置。

除了军事应用之外，无人驾驶飞行器在商业应用中的使用正在增加。随着无人驾驶飞行器在世界各地空域中越来越多的存在，很可能将在世界范围内实行监管。可能出现的最重要的要求是，商业空域中的无人驾驶飞行器的操作者将需要保证他们的无人驾驶飞行器将针对不安全状况或不安全操作而被持续监测，并且当检测到不安全状况或不安全操作时能够切换到安全模式。

发明内容

以下详细公开的主题涉及一种在无人驾驶飞行器上的可切换飞行控制系统，其能够针对不安全状况或不安全操作持续监测飞行器操作，并且当在执行任务期间检测到不安全状况或不安全操作时，能够将飞行器操作从任务执行模式切换到安全模式。以下详细公开的实施方式包括飞行管理系统、自主任务控制模块、安全模块和监测模块，该监测模块被配置为针对不安全状况或不安全操作监测飞行器操作，并且当检测到不安全状况或不安全操作时，输出控制信号以使通信控制组件切换到安全模式，在该安全模式下，飞行管理系统接收来自安全模块而不是任务控制模块的命令的传送。当正常操作已经恢复(其可以通过来自任务控制模块的信号指示给监测模块)时，监测模块然后使通信控制组件选择性地向飞行管理系统传送来自任务控制模块而不是安全模块的命令。

如本文所使用的，术语“模块”应当宽泛地解释为包括使用软件编程的至少一个计算机或处理器，并且其可以具有通过网络或总线通信的多个编程的计算机或处理器。如在前面的句子中所使用的，术语“计算机”和“处理器”都是指包括处理单元(例如，中央处理单元，集成电路或算术逻辑单元)的设备。两个或更多个模块可以包括可由公共硬件组件(例如，处理器或计算机)执行的相应软件应用或可由相应且分离的硬件组件执行的相应软件应用。

以下详细公开的实施方式采用验证和确认技术来确保自主无人驾驶飞行器的正确操作，并且以能够用于自主无人驾驶飞行器的认证的方式来证明。监测模块被设计为具有监测无人驾驶飞行器上的任何自主系统的执行的能力，并且然后如果系统在原始计划任务的执行期间退出其安全操作界限，则触发恢复任务动作。