[发明专利]无人机在应急场景下的着陆

说明书

本发明涉及无人机在应急场景下的着陆。提供了一种用于使得无人机(UAV)执行应急着陆程序的设备。该设备包括存储器和处理电路，该处理电路被配置为使得设备至少确定在UAV的估计的当前范围内的候选安全着陆区(SLZ)。生成用于使UAV在相应候选SLZ中着陆的轨迹。计算风险值，所述风险值量化与UAV沿着相应轨迹到相应候选SLZ的操作关联的第三方风险。计算飞行终止风险值，该飞行终止风险值量化与UAV立即在当前位置着陆关联的第三方风险。将最低风险值与飞行终止风险值进行比较，并且执行序列以操作UAV沿着轨迹到所选一个候选SLZ，或者使UAV立即着陆。

技术领域

本公开总体上涉及无人机，具体地，涉及无人机在应急场景下的着陆。

背景技术

飞行器，特别是轻型飞行器和无人机(UAV)常常由于内部故障或外部环境的意外改变而遇到意外状况，这给实现任务目标带来障碍。例如，失去通信链接或导航能力是在UAV操作期间可能发生的意外状况，是驱使在一些应急情况下做出决策的场景。失去通信链接可能使UAV无法与可远程控制UAV的地面控制站(GCS)通信。失去导航能力可能使UAV无法遵循命令的航路点或轨迹，需要GCS处的远程指挥飞行员的手动控制。

应急场景可能需要UAV在其预期着陆点以外的位置着陆，但是对于飞越一些地形的UAV，这可带来相对大的挑战。当前UAV在应急场景下着陆的技术包括：简单的“返航”(RTH)功能，其使UAV在指定高度以上沿直线路径返回其起飞位置；该RTH功能的替代着陆点，使用最近着陆点而非起飞位置(也称为“集结点”)；或者所谓的“回溯”，其中UAV遵循其先前飞行路径或其部分以到达起飞位置或替代着陆点，仅遵循先前飞过的路径。然而，这些解决方案没有考虑第三方风险(给第三方带来的风险)，例如对UAV的空间环境中的人、道路交通、飞行器、结构等的风险。因此，在某些环境(例如，城市和近郊环境)中现有解决方案常常不如期望。

因此，将可取的是有一种考虑了上面所讨论的至少一些问题以及其它可能问题的系统和方法。

发明内容

本公开的示例实现方式涉及一种用于无人机(UAV)在应急场景下着陆的改进的技术。示例实现方式提供了一种用于UAV的应急管理系统和程序，其可通过允许在应急情况下自动着陆来相对带给空中和地面上的第三方的风险改进操作安全性。

一些示例实现方式中的程序可遵循基于分层量化风险评估的系统方法，分层量化风险评估通过分析涵盖影响风险的因素的数据来进行。这可允许在处理意外状况时使用数据驱动的风险评估。作为避免在计划的任务无法继续的情况下飞行终止或着陆在不安全的区域的手段，可引入安全着陆区(SLZ)作为可选的着陆点。

因此，本公开包括(不限于)以下示例实现方式。

一些示例实现方式提供了一种针对无人机(UAV)执行应急着陆程序的方法，该方法包括：确定从当前位置在UAV的估计的当前范围内的候选安全着陆区(SLZ)；基于影响UAV从当前位置到相应候选SLZ的飞行的环境和操作因素来生成用于UAV在相应候选SLZ中着陆的轨迹；计算风险值，所述风险值量化与UAV沿着相应轨迹到相应候选SLZ的操作关联的第三方风险，最低风险值与从当前位置到所选一个候选SLZ的轨迹关联；计算飞行终止风险值，该飞行终止风险值量化与UAV立即在当前位置着陆关联的第三方风险；执行最低风险值与飞行终止风险值的比较；以及基于比较，执行序列以操作UAV沿着轨迹到达所选一个候选SLZ，或者使UAV立即在当前位置着陆。

在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，UAV是无人空中系统的一部分，该系统还包括地面控制站(GCS)，该方法在UAV上执行，该序列自主地执行而无需来自GCS的输入。

在任何前述示例实现方式或任何前述示例实现方式的任何组合的方法的一些示例实现方式中，UAV是无人空中系统的一部分，该系统还包括地面控制站(GCS)，该方法在GCS处执行，该序列通过从GCS对UAV进行远程控制来执行。