定位系统、交通工具控制系统及其方法与流程

文档序号:26101659发布日期:2021-07-30 18:12阅读:121来源:国知局
定位系统、交通工具控制系统及其方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请是2018年12月27日提交的美国专利申请序列号16/233,232的pct申请并要求该美国申请的优先权,该申请通过引用整体结合于此。

各方面一般涉及定位系统、交通工具控制系统及其方法,例如用于定位一个或多个交通工具(例如,一个或多个无人驾驶飞行器)的方法,例如用于控制一个或多个交通工具(例如,一个或多个无人驾驶飞行器)的方法,例如用于定位并控制一个或多个交通工具(例如,一个或多个无人驾驶飞行器)的方法。



背景技术:

无人驾驶飞行器(uav)可具有用于控制无人驾驶飞行器沿着预定义飞行路径飞行的一个或多个处理器。用于控制无人驾驶飞行器的预定义飞行的一个或多个处理器也可被称为飞行控制器或者可以是飞行控制器的一部分。预定义飞行路径可例如通过手动远程控制、航点控制、目标跟踪等来提供和/或修改。一般而言,无人驾驶飞行器的移动可基于知晓其当前位置来控制,并因此对无人驾驶飞行器的定位可以是合乎需要的。可存在可用于室内和室外定位的各种技术。一般而言,全球定位系统(gps)和对应地图可用于室外定位。然而,由于gps定位信号或许无法以足够的方式穿透建筑物或其它固体结构,因此基于gps的定位无法用于室内定位。各种定位系统可用于室内定位,其中这些定位系统可基于无线信号传输,诸如红外、wifi、蓝牙、zigbee、超声、射频标识(rfid)、超宽带(uwb),等等。

附图说明

贯穿附图,应注意,相同的附图标记用于描绘相同或类似的要素、特征和结构。这些附图不一定按比例绘制,而是一般着重于说明本公开的各方面。在以下描述中,参照下面的附图描述本公开的一些方面,其中:

图1以示意图示出根据各个方面的无人驾驶飞行器;

图2以示意图示出了根据各方面的定位系统;

图3以示意图示出了定位系统的各方面;

图4a和图4b以示意图示出了定位系统的各方面;

图5示意性地示出了根据各方面的一个或多个无人驾驶飞行器基于经由定位系统的定位来执行受控飞行;

图6以示意图示出了定位系统的一个或多个定位设备的各方面;

图7a到7c以示意图示出了根据各方面的定位系统和交通工具控制系统;

图8以示意性流程图示出了根据各方面的用于控制一个或多个交通工具的方法;

图9以示意性流程图示出了根据各方面的用于控制一个或多个交通工具的方法;

图10以示意性流程图示出了根据各方面的用于定位一个或多个交通工具的方法;

图11以示意性流程图示出了根据各方面的用于定位一个或多个交通工具的方法;

图12以示意性流程图示出了根据各方面的用于定位一个或多个交通工具的方法;

图13a到图13e示出了根据各方面的经由多个传感器来定位一个或多个跟踪器的各方面;以及

图14a和图14b以示意性流程图示出了根据各方面的用于定位一个或多个跟踪器的方法的各方面。

具体实施方式

以下详细描述中对附图进行参考,附图通过图示方式示出了可在其中实施本公开的具体细节和方面。足够详细地描述了一个或多个方面以使本领域的技术人员能实施本公开。可利用其他方面,并且可作出结构的、逻辑的和/或电气的改变,而不背离本公开的范围。本公开的各方面不一定是互斥的,因为可将一些方面与一个或多个其他方面组合以形成新的方面。结合方法描述各方面,并且结合设备描述了各方面。然而,可理解,结合方法描述的方面可被类似地应用于设备,并且反之亦然。

术语“示例性”可在本文中使用以意指“充当示例、实例或例示”。本文中被描述为“示例性”的任何方面或设计不必被解释为相比其他方面或设计是优选或有利的。

术语“至少一个”和“一个或多个”可被理解为包括大于或等于一的数量(例如,一个、两个、三个、四个、[...]等)。术语“多个(aplurality)”可被理解为包括大于或等于二的数量(例如,两个、三个、四个、五个、[...]等)。

关于一组要素的短语“……中的至少一个”在本文中可用于意指来自由这些要素组成的组的至少一个要素。例如,关于一组要素的短语“……中的至少一个”在本文中可用于意指以下中的选择:所列要素中的一个、多个的所列要素中的一个要素、多个个体所列要素、或多个所列要素中的多个。

说明书和权利要求书中的词语“复数个(plural)”和“多个(multiple)”明确地指代大于一的量。因此,任何明确地调用上述词来指代一定数量的物体的短语(例如,“多个(apluralityof)(物体)”、“多个(multiple)(物体)”)明确地指代多于一个的所述物体。说明书和权利要求书中的术语“(……的)组”、“(……的)集”、“(……的)集合”、“(……的)系列”、“(……的)序列”、“(……的)分组”等(如果存在)指代等于或大于一的量,即一个或多个。

如本文中所使用的术语“数据”可被理解为包括采用任何合适的模拟或数字形式的信息,例如,作为文件、文件的部分、文件集合、信号或流、信号或流的部分、信号或流的集合等等来提供的信息。进一步地,术语“数据”还可用于意指对信息的例如以指针的形式的引用。然而,术语“数据”不限于上述示例,并且可采取各种形式并表示如本领域中理解的任何信息。如本文描述的,任何类型的信息可以例如经由一个或多个处理器以合适的方式处理为例如数据。

例如,如本文中所使用的术语“处理器”或“控制器”可被理解为允许处置数据的任何种类的实体。可根据由处理器或控制器执行的一个或多个特定功能来处置数据。进一步地,如本文中所使用的处理器或控制器可被理解为任何种类的电路,例如任何种类的模拟或数字电路。处理器或控制器因此可以是或可包括模拟电路、数字电路、混合信号电路、逻辑电路、处理器、微处理器、中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、数字信号处理器(dsp)、现场可编程门阵列(fpga)、集成电路、专用集成电路(asic)等,或其任何组合。下文将进一步详细描述的相应功能的任何其他种类的实现方式也可被理解为处理器、控制器或逻辑电路。应理解,本文中详述的处理器、控制器或逻辑电路中的任何两个(或更多个)可被实现为具有等效功能的单个实体等等,并且相反地,本文中详述的任何单个处理器、控制器或逻辑电路可被实现为具有等效功能的两个(或更多个)分开的实体等等。

本文中详述的术语“存储器”可被理解为包括任何合适类型的存储器或存储器设备,例如,作为示例,硬盘驱动器(hdd)、固态驱动器(ssd)、闪存。

软件实现的数据处置与硬件实现的数据处置之间的差异可能模糊。本文中详述的处理器、控制器和/或电路能以软件、硬件和/或作为包括软件和硬件的混合实现方式来实现。

本文中详述的术语“系统”(例如,控制系统、定位系统、计算系统等)可被理解为交互元件的集合,其中,作为示例而非限制,这些元件可以是一个或多个机械组件、一个或多个电气组件、一条或多条指令(例如,被编码在存储介质中)、和/或一个或多个处理器等等。

关于“交通工具的位置”,“物体的位置”、“设备的位置”等等使用的术语“位置”在本文中可被用于意指二维或三维空间中的点或区域。应理解,具有相应参考点的合适坐标系被用于描述位置、距离、角度、向量、移动等。相对于“交通工具位置信息”、“物体位置信息”、“参考位置信息”、“附加位置信息”等使用的术语“位置信息”在此用于意指可用于确定(例如,计算、估计、预测)一个或多个交通工具、物体、设备等的绝对位置、相对位置、位置差异、方向等的任何类型的信息。根据各方面,(例如交通工具、物体、定位设备等的)绝对位置可参照地理坐标系(例如,以全球定位系统(gps)坐标)来确定(例如,在室外区域中)。然而,对于飞行物体,也可考虑高度(例如,地上高度)。根据各方面,(例如交通工具、物体、定位设备等的)绝对位置可参照先前建立的参考坐标系(例如,在任何合适的坐标中)来确定(例如,在室外区域中)。参考坐标系可由一个或多个(例如,三个或四个)信标来生成。经由进行距离测量或其他测量以确定要定位的一个或多个物体与一个或多个信标之间的位置关系,可以在参考坐标系中确定该一个或多个物体的绝对位置。根据各方面,参考坐标系可改变其在地理坐标系中的位置,例如一个或多个信标可以是移动的。然而,即使参考坐标系可移动,参考坐标系的特性也可保持不变。

相对于“飞行路径”、“移动路径”等使用的术语“路径”可被理解为二维或三维空间中的轨迹。多个交通工具的移动可基于移动规划来控制。相对于一个或多个无人驾驶飞行器,移动规划被称为飞行规划。移动规划可包括一个或多个交通工具应沿其行进的一条或多条预定义移动路径。预定义移动路径(或预定义轨迹)可包括交通工具已沿其行进、正沿其行进和/或预期沿其行进的一系列(例如,一系列时间分辨的)位置。交通工具的当前位置和至少一个目标位置可限定剩余移动路径。

关于二维或三维地图使用的术语“地图”可包括描述物体在二维或三维空间中的位置的任何合适的方式。根据各方面,地图可以用于以合适的数据形式存储位置信息和/或环境状况信息,从而允许基于地图来控制无人驾驶飞行器的一个或多个操作。然而,可以使用其他合适的实现方式以允许至少基于移动数据来控制无人驾驶飞行器。

无人驾驶飞行器(uav)是具有自主飞行能力的航行器。在自主飞行中,人类飞行员不在无人驾驶飞行器上并且也不控制无人驾驶飞行器。无人驾驶飞行器还可被表示为无工作人员、无人占据或无飞行员的交通工具、航空器或航空器系统、或者无人机。

本文描述的无人驾驶飞行器可以是飞机(例如,固定翼飞机)或直升机(例如,多旋翼直升机)(即,旋翼无人驾驶飞行器(例如,四旋翼无人驾驶飞行器、十六旋翼无人驾驶飞行器、八旋翼无人驾驶飞行器))的形状。本文描述的无人驾驶飞行器可包括多个旋翼(例如,三个、四个、五个、六个、七个、八个或八个以上的旋翼),也被称为螺旋桨。每一个螺旋桨具有一个或多个螺旋桨叶片。在某些方面,螺旋桨可以是固定间距螺旋桨。

无人驾驶飞行器可被配置成以各种程度的自主性进行操作:在人类操作者的远程控制下、或者完全或间歇性自主地由机载计算机操作。无人驾驶飞行器可被配置成在升空和/或着陆操作模式中自主地升空(也被称为起飞)和着陆。另选地,无人驾驶飞行器可以在升空和/或着陆时通过无线电控制(rc)来手动控制。无人驾驶飞行器可被配置成基于飞行路径来自主飞行。飞行路径可以是例如从起始点或无人驾驶飞行器的当前位置到目标位置的预定义飞行路径,或者飞行路径可以是可变的,例如跟随限定目标位置的目标。在某些方面,无人驾驶飞行器可以在安全高度或安全距离处切换到gps制导的自主模式。无人驾驶飞行器可具有一个或多个故障安全操作模式,例如,返回至起始点、立即着陆等。在一些方面,无人驾驶飞行器可例如通过在飞行期间(例如,暂时地)进行远程控制来手动控制。

在下文中,更详细地描述无人驾驶飞行器。根据各方面,无人驾驶飞行器可以用作一个或多个定位设备(例如,gps定位设备和uwb定位设备)的载体(也被称为载体无人机)。根据各方面,无人驾驶飞行器可包括仅仅一个定位设备,例如uwb定位设备。包括仅仅一个定位设备(例如,一个uwb定位设备)的无人驾驶飞行器可以比包括不止一个定位设备(例如,gps定位设备和uwb定位设备)的无人驾驶飞行器更小和/或更轻。包括仅仅一个定位设备(例如,一个uwb定位设备)的无人驾驶飞行器可用于执行灯光秀的一部分。载体无人机可协助执行灯光秀的无人驾驶飞行器的定位。

图1以示意图例示出根据各个方面的无人驾驶飞行器100。无人驾驶飞行器100可包括多个(例如,三个或多于三个,例如四个、六个、八个等)交通工具驱动布置110。交通工具驱动布置110中的每一个可包括至少一个驱动马达110m以及耦合至该至少一个驱动马达110m的至少一个螺旋桨110p。根据各方面,无人驾驶飞行器100的一个或多个驱动马达110m可以是电驱动马达。因此,交通工具驱动布置110中的每一者也可被称为电驱动或电交通工具驱动布置。

此外,无人驾驶飞行器100可包括被配置成控制无人驾驶飞行器100的飞行或任何其它操作的一个或多个处理器102p。一个或多个处理器102p可以是飞行控制器的一部分或者可实现飞行控制器。一个或多个处理器102p可被配置成例如至少基于无人驾驶飞行器100的当前位置和无人驾驶飞行器100的目标位置来提供飞行路径。在一些方面,一个或多个处理器102p可基于地图来控制无人驾驶飞行器100。在一些方面,一个或多个处理器102p可基于接收到的控制信号来控制无人驾驶飞行器100。作为示例,飞行控制系统可以向无人驾驶飞行器100传送控制信号以使得无人驾驶飞行器100沿预定义飞行路径移动。在一些方面,一个或多个处理器102p可直接控制无人驾驶飞行器100的驱动马达110m,使得在这种情况下不使用附加的马达控制器。替代地,一个或多个处理器102p可以通过一个或多个附加马达控制器控制无人驾驶飞行器100的驱动马达110m。马达控制器可控制可被供应至相应马达的驱动功率。一个或多个处理器102p可包括或可实现适合于控制无人驾驶飞行器100的期望功能的任何类型的控制器。一个或多个处理器102p可由任何种类的一个或多个逻辑电路实现。

根据各个方面,无人驾驶飞行器100可包括一个或多个存储器102m。该一个或多个存储器102m可由任何种类的一个或多个电子存储实体(例如,一个或多个易失性存储器和/或一个或多个非易失性存储器)实现。可使用例如与一个或多个处理器102p交互的一个或多个存储器102m,以实现根据各方面的各种所需功能。

此外,无人驾驶飞行器100可包括一个或多个电源104。该一个或多个电源104可包括任何合适类型的电源,例如,直流(dc)电源。dc电源可包括一个或多个电池(例如,一个或多个可再充电电池)等。

根据各个方面,无人驾驶飞行器100可包括定位设备101。定位设备101可被配置成提供(例如,接收、发送、生成等)位置信息,该位置信息表示定位设备101相对于无人驾驶飞行器100的邻域中的一个或多个其他定位设备的位置关系。在某些方面,定位设备101可包括一个或多个无线接入点,其被配置成确定与无人驾驶飞行器100的邻域中的一个或多个其他定位设备的方向和/或距离。在某些方面,定位设备101可包括无线跟踪器,其被配置成允许确定定位设备101相对于无人驾驶飞行器100的邻域中的一个或多个其他定位设备的位置信息(例如,方向、绝对距离、相对距离等)。定位设备101可包括例如允许检测物体以及表示该物体的位置的信息的任何合适的发射机、接收机、收发机等。发射机、接收机、收发机等可基于无线信号传输,例如基于超宽带传输来操作。

在某些方面,无人驾驶飞行器100可进一步包括位置检测设备102g。位置检测设备102g可基于例如全球定位系统(gps)或任何其他可用的定位系统。位置检测设备102g可被用来例如提供无人驾驶飞行器100自身的位置和/或移动数据(包括gps坐标位置,例如飞行方向、速度、加速度等)。然而,可使用其他传感器(例如,图像传感器、磁传感器等)来提供无人驾驶飞行器100的位置和/或移动数据。在某些方面,位置检测设备102g可以是gps跟踪器。

根据各方面,一个或多个处理器102p可包括(或可通信地耦合到)至少一个收发机,该至少一个收发机被配置成提供包括数据(例如,视频或图像数据和/或命令)的无线电信号的上行链路传输和/或下行链路接收。至少一个收发机可包括射频(rf)发射机和/或射频(rf)接收机。

无人驾驶飞行器100可进一步包括(或可通信地耦合到)惯性测量单元(imu)和/或罗盘单元。惯性测量单元可允许例如无人驾驶飞行器100关于坐标系中的预定平面的校准,例如以确定无人驾驶飞行器100相对于重力向量(例如,来自地球)的滚动和俯仰角度。因此,可确定无人驾驶飞行器100在坐标系中的定向。可在无人驾驶飞行器100以飞行样式操作之前使用惯性测量单元校准无人驾驶飞行器100的定向。然而,可在一个或多个处理器102p和/或耦合至一个或多个处理器102p的附加组件中实现用于无人驾驶飞行器100的导航的任何其他合适的功能,例如,用于确定位置、速度(也被称为飞行速度)、方向(也被称为飞行方向)等。为了接收例如关于无人驾驶飞行器100的邻域中的一个或多个物体的位置信息和/或移动数据,可使用深度成像系统的信息和图像处理。此外,为了在如本文描述的无人驾驶飞行器100的地图(例如,内部地图)中存储相应信息,可使用至少一个计算资源。

无人驾驶飞行器100在本文中可被称为无人机。然而,无人机可包括其他无人驾驶交通工具,例如无人驾驶地面交通工具、水上交通工具等。以类似方式,具有基于交通工具的位置信息的一个或多个自主功能(例如,与交通工具的移动控制相关联的一个或多个自主功能)的任何交通工具可包括本文描述的功能性。

各方面涉及被配置成允许对相当小的物体进行高精度定位的定位系统。这样的小物体可包括具有小形状因子的交通工具。该交通工具可以是无人机或者具有用于基于对交通工具的定位来控制该交通工具的移动的一个或多个自主功能的任何其他交通工具。作为示例,无人机可包括包围一个或多个电子组件(例如,一个或多个处理器、一个或多个传感器、一个或多个电驱动组件、一个或多个电源组件等)的框架和/或机身。如本文中所提及的小型无人机可包括具有小于20厘米(例如小于10厘米)的最大尺寸的框架和/或机身。此外,如本文中所提及的小型无人机可具有小于250g(例如,小于100g)的最大重量。

此外,各方面涉及一种交通工具控制系统,其可用于控制多个交通工具(例如,超过20个、超过50个或超过100个交通工具)的移动。多个交通工具可根据预定义移动规划来控制,其中交通工具的精确定位可以是有益的,以使得交通工具的实际移动路径尽可能少地偏离预定义移动路径。多个小型无人机的精确定位可以有益于同时控制多个无人机的移动(说明性地作为集群)以及尽可能精确地执行预定义编排,例如以执行灯光秀或者显示预定义图像,等等。

一般而言,无人机的各种自主操作模式可能要求知晓该无人机的位置。无人机的位置可基于gps(全球定位系统)信息(例如,rtk(实时动态)gps信息)来确定。然而,出于某些原因,无人机可能无法携带允许基于gps(例如,rtk-gps)来对无人机进行精确定位的电子组件。作为示例,无人机可能太小和/或太轻以至于无法携带精确gps定位设备,或者在无人机中实现精确gps定位设备的情况下无人机可能太昂贵。

至少对于某些应用,无人驾驶飞行器可能需要尽可能是轻量的,例如,对于室内灯光秀或仓库检查的用例。另外,精确定位对于操作无人机(例如,无人驾驶飞行器)可以是具有挑战性的方面。作为示例,与无人机的低重量相组合的无人机的精确定位对于执行室内灯光秀可以是合乎需要的。

作为示例,在无人机以集群操作的情况下,例如,随着每体积无人机数量不断增加(例如每立方米不止一个无人机,例如每立方米不止五个无人机或者每立方米不止十个无人机等),可能需要与例如单个无人机(例如用于递送物品的无人机等)的操作相比更精确的定位。具有约±1米的精度的gps定位对于在100米高度飞行的无人机是可以接受的,但该精度在某些情况下可能是不可接受的,例如对于进行室内灯光秀的无人驾驶飞行器。然而,无人驾驶飞行器或任何其它无人机的精确跟踪/定位可不被限于灯光秀期间的室内使用。普遍问题可以是小型无人驾驶飞行器在室外区域中的高精度跟踪/定位。

在室内区域中,可使用多个静态传感器来跟踪一个或多个移动物体,例如基于uwb跟踪。然而,可能难以设置静态传感器,例如在定位(例如uwb)系统运行之前将传感器安装在天花板和/或墙上。在某种情况下,将uwb传感器只定位在地面上的定位的精确性和/或明确性可能是不够的。由此,在常规室内定位系统中,准备阶段通常可以是必需的以安装传感器。

本文描述的各方面可涉及一种定位系统,该定位系统被配置成使得无人驾驶飞行器或一队无人驾驶飞行器能够在室外区域中以高精度(例如,以小于50厘米(例如小于30厘米,例如小于10厘米)的定位准确度)定位其本身或被定位。根据各方面,要定位的无人驾驶飞行器可以配备有轻量uwb跟踪器和/或任何其它合适的定位设备。可使用一个或多个参考无人驾驶飞行器以用作用于定位一个或多个其它无人驾驶飞行器的uwb定位支柱(也被称为信标或接入点),而不是将传感器安装到墙壁和/或天花板。作为示例,可基于本文描述的定位系统和/或交通工具控制系统来实现微型灯光秀、无人机表演和/或要求天空中的高定位精度的任何其它任务。

在某些方面,用于定位一个或多个无人驾驶飞行器的定位设备的至少一子集可以在设置期间自动定位,以使得用于所提出的系统的准备阶段可以最少。根据各方面,移动定位设备集合可用作参考系统以使得基于该参考系统执行的任何任务可以在移动定位设备集合的移动期间被移动或执行。作为示例,灯光秀可基于预定义飞行规划来规划,其中预定义飞行规划基于参考系统,并且其中可通过移动限定参考系统的对应的无人驾驶飞行器来将参考系统移至所需位置。

根据各方面,本文描述了一种定位系统,该定位系统可用于定位该定位系统的操作区域内的一个或多个物体。操作区域的尺寸可取决于包括可用于定位的多个定位设备的无线定位设置的特性(例如,频率范围、传输功率、天线设计等)。

图2以示意图示出了根据各方面的定位系统200。定位系统200可包括例如多个定位设备202,该多个定位设备202被配置成接收表示该多个定位设备202的邻域201v内的一个或多个物体201的各自位置的位置信息211。在某些方面,位置信息211可被指派给相应物体201并且可以例如作为任何合适类型的数据被相应地存储在一个或多个存储器中。

根据各方面,多个定位设备202可包括定位设备202的第一集合202r以及定位设备202的第二集合202a。定位设备202的第一集合202r中的定位设备可用作用于定位一个或多个其它(例如,附加)定位设备202和/或定位一个或多个物体201的参考。根据各方面,定位设备202的第一集合202r中的(例如,参考)定位设备可用于定位定位设备202的第二集合202a中的一个或多个(例如,附加)定位设备。说明性地,第一集合202r中的定位设备可提供参考系统200r(也被称为基础系统),并且第二集合202a中的定位设备可经由参考系统200r被附加地集成到定位系统200中。作为示例,参考系统200r可包括至少三个定位设备202(也被称为参考定位设备或基础定位设备)。与参考系统200r相结合,一个或多个附加定位设备202可用于例如增强参考系统200r的定位精度。

根据各方面,定位系统200可包括一个或多个处理器204(例如,作为控制系统的一部分)。一个或多个处理器204可被配置成接收或确定表示定位设备202的第一集合202r中的每一个定位设备的相应位置213的参考位置信息213r。根据各方面,参考位置信息213r可表示定位设备202的第一集合202r中的定位设备相对于彼此的位置关系。在某些方面,一个或多个处理器204可被进一步配置成确定表示定位设备202的第二集合202a中的每一个定位设备的相应位置213的附加位置信息213a。附加位置信息213a可表示定位设备202的第二集合202a中的每一个定位设备相对于定位设备202的第一集合202r中的定位设备的位置关系。在某些方面,可使用定位设备202的第一集合202r中的定位设备来建立参考坐标系,并且附加位置信息213a可表示定位设备202的第二集合202a中的每一个定位设备相对于参考坐标系的位置关系。

在某些方面,附加位置信息213a可经由定位设备202的第一集合202r来确定。作为示例,定位设备202的第一集合202r可用于定位第二集合202a中的每一个定位设备202。在某些方面,一个或多个处理器204可被进一步配置成基于接收到的参考位置信息213r来确定参考坐标系(参见例如图3)。

根据各方面,一个或多个处理器204可被进一步配置成基于由多个定位设备202接收到的位置信息211并基于参考位置信息213r和附加位置信息213a来确定一个或多个物体201中的每一者的当前位置223。作为示例,可确定对应于一个或多个物体201中的第一物体201a的第一位置223a,并且可确定对应于一个或多个物体201中的第二物体201b的第二位置223b。

图3以示意图示出了根据各方面的定位系统200的各种功能。定位系统200的一个或多个处理器204可被配置成基于接收到的参考位置信息213r来确定(例如,计算、估计、预测等)参考坐标系313。

作为示例,定位设备202的第一集合202r可包括第一位置213-1处的第一定位设备202-1、第二位置213-2处的第二定位设备202-2、以及第三位置213-3处的第三定位设备202-3。第一位置213-1可限定参考坐标系313的原点(0,0,0),第一位置213-1和第二位置213-2可限定参考坐标系313的第一轴x,第一位置213-1和第三位置213-3可限定参考坐标系313的第二轴y,并且第一轴x和第二轴y可限定参考坐标系313的第三轴z。根据各方面,这三个位置213-1、213-2、213-3可限定参考平面(也被称为基础平面)。参考平面可限定参考坐标系313的xy平面;换言之,参考坐标系313的第一轴x和第二轴y位于该参考平面内。

根据各方面,参考坐标系313可用于确定第二集合202a中的每一个定位设备202的位置213。作为示例,可以在参考坐标系313内确定多个定位设备202中的每一个定位设备的相应位置。说明性地,在知晓多个定位设备202中的每一者(例如,在参考坐标系313内)的位置的情况下,包括定位设备202的第一集合202r以及定位设备202的第二集合202a的多个定位设备202可用于确定一个或多个物体201中的每一者的位置213。在某些方面,一个或多个物体201中的每一者的位置213可通过距离测量和基础数学计算来确定。

根据各方面,多个定位设备202可经由一个或多个处理器和/或经由定位设备的一个或多个专用处理器来操作。在定位设备202中的一者或多者被安装到交通工具(例如,地面交通工具、无人驾驶飞行器等)的情况下,该交通工具的一个或多个处理器可部分地或完全操作相应的定位设备202。

根据各方面,定位设备202可被配置成基于无线信号传输来彼此通信。在某些方面,一个或多个定位设备202可被配置成定位其自身和/或附加定位设备。此外,当多个定位设备202的当前位置是已知的时候,多个定位设备或其至少一子集可用于定位一个或多个物体201。

根据各方面,经由多个定位设备202的定位可包括以下各方面中的至少一方面:确定两个定位设备202之间的绝对距离;确定第一定位设备202和第二定位设备202之间的第一距离与该第一定位设备和该第二定位设备之间的第二距离之间的距离差;确定从第一定位设备202到第二定位设备202的第一方向与从第一定位设备202到第三定位设备202的第二方向之间的角度。

根据各方面,经由多个定位设备202的定位可包括一个或多个飞行时间(tof)确定、一个或多个到达时间差(tdoa)确定、一个或多个到达方向(doa)确定、一个或多个到达角(aoa)确定、三角测量、多角测量、三边测量、多边测量(mlat),等等。可使用任何合适的算法来确定物体相对于参考点集的位置。根据各方面,参考点集可由定位设备202的第一集合202r中的定位设备的当前位置来限定。在某些方面,参考点集可以在参考坐标系内限定。

根据各方面,经由多个定位设备202的定位可基于超宽带(uwb)信号传输。作为示例,定位设备202的第一集合202r以及定位设备202的第二集合202a中的每一个定位设备可包括或可以是超宽带定位设备。在此情况下,要定位的一个或多个物体201中的每一者也可包括超宽带定位设备。在某些方面,要定位的一个或多个物体201中的每一者可包括超宽带跟踪器。因此,定位设备202的第一集合202r以及定位设备202的第二集合202a中的每一个定位设备可包括超宽带接入点(也被称为uwb接入点、uwb传感器或uwb信标)。在某些方面,tdoa确定可用于定位超宽带跟踪器。uwb信号从uwb跟踪器到每一个uwb接入点的传播时间可用于确定uwb跟踪器与每一个uwb接入点之间的距离。为了在三维空间中进行定位,可使用至少四个uwb接入点来基于tdoa确定定位uwb跟踪器。为了对一个或多个uwb跟踪器进行tdoa定位,uwb接入点可以彼此同步。此外,aoa确定可用于定位uwb跟踪器。因此,天线阵列可用于:对于从uwb跟踪器传送的信号可经由该信号在天线阵列中的各天线处的相应接收时间来确定到达角。为了在三维空间中进行定位,可使用至少两个uwb接入点来基于aoa确定定位uwb跟踪器。

根据各方面,定位设备202(例如,uwb收发机)可通过传送一个或多个信号并接收从一个或多个其他定位设备202(例如,从多个其他uwb收发机)返回的一个或多个信号来确定其自己的位置。在某些方面,定位系统200的定位设备202可以按双向测距设置来配置。在另一方面,定位系统200的定位设备202可以按单向测距设置来配置。在单向测距设置中,uwb接入点可被同步。

根据各方面,如本文描述的超宽带定位设备可被配置成用超过500mhz或者对应算术中心频率的20%的信号带宽来发送和/或接收一个或多个信号。根据各方面,如本文描述的超宽带定位设备可被配置成在从约3.1ghz到约10.6ghz的频率范围内发送和/或接收一个或多个信号。

一个或多个物体201的定位在本文中在某些方面是基于uwb信号传输来描述的。然而,任何其他合适类型的信号、信号带宽和信号频率范围等可以按相同或相似方式使用。

根据各方面,定位系统200可被配置成在预定义时间确定附加位置信息213a。附加位置信息213a的确定可以在超过1hz的重复率下执行。这允许补偿定位系统200的一个或多个附加定位设备202的移动。作为示例,第二集合202a中的一个或多个定位设备可由交通工具,例如由地面移动机器人、由无人驾驶飞行器等来携带。在定位系统200的一个或多个附加定位设备202是移动的且不管其移动性经由第一集合202r中的定位设备202被容易地包括到深度成像系统200中的情况下,定位设备200的设置甚至在困难区域中也可只需很短时间。

根据各方面,一个或多个物体201中的每一者的位置223的确定可以在预定义时间执行。一个或多个物体201中的每一者的位置223的确定可以在超过1hz的重复率下执行。在某些方面,这允许例如在一个或多个物体201可以是灯光秀中的无人机的情况下控制该一个或多个物体201。此外,灯光秀中的无人机可基于实时定位来控制,这可使得能够在高无人机密度(例如,相当大的每立方米无人机数)下控制无人机集群。

根据各方面,定位系统200可被配置成实时确定附加定位设备202(例如,第二集合202a中的定位设备202)的位置。根据各方面,定位系统200可被配置成实时确定定位系统200的所有定位设备的位置。这允许补偿定位系统200的一个或多个定位设备202的移动,同时确定一个或多个物体201的位置223。

图4a示出了根据各方面的定位系统200,该定位系统200包括被配置成携带定位设备的第二集合202a中的一个或多个定位设备202的至少一个无人驾驶飞行器402。仅仅作为示例,定位设备的第一集合202r可包括定位系统200的第一定位设备202-1、第二定位设备202-2和第三定位设备202-3。第一集合202r中的各个定位设备在操作定位系统200以定位一个或多个物体201期间可以是静态的(说明性地是不移动的)。第一集合202r中的定位设备可以例如被布置在固定位置213-1、213-2、213-3,例如地面上。固定位置213-1、213-2、213-3可以在定位系统200的初始设置期间确定并用于确定参考坐标系313。第四定位设备202-4(例如,附加定位设备,例如定位设备的第二集合202a中的定位设备)可由无人驾驶飞行器402来携带。无人驾驶飞行器402可被控制成悬停在预定义位置(例如,由预定义gps坐标和可选的预定义高度来限定)和/或沿预定义飞行路径飞行。第四定位设备202-4(并因此是无人驾驶飞行器402)的当前位置213-4可由定位系统200使用定位设备的第一集合202r来确定。基于第四定位设备202-4的已知当前位置213-4,定位系统200可使用全部四个定位设备202-1、202-2、202-3、202-4来定位物体201。由于第四定位设备202-4可以在定位系统200运行期间改变其位置213-4,因此第四定位设备202的当前位置213-4可以在预定义时间确定(说明性地是更新)。

以相同或相似方式,两个或更多个附加定位设备202可基于定位设备的第一集合202r来被集成到定位系统200中。以相同或相似方式,第一集合202r可包括四个或更多个定位设备202,以确定第四定位设备202-4的当前位置213-4。

图4b示出了根据各方面的定位系统200,该定位系统200包括被配置成携带第一集合202r中的第一定位设备202-1、第一集合202r中的第二定位设备202-2以及第一集合202r中的第三定位设备202-3的多个无人驾驶飞行器402。以相似方式,一个或多个地面交通工具(例如,地面机器人)可被配置成携带定位设备的第一集合203中的一个或多个定位设备202。可以理解,以相似方式,第一集合202r中的仅仅一个或两个定位设备可由相应交通工具携带,或者第一集合202r中的不止三个定位设备可由相应交通工具携带。

作为示例,定位设备的第一集合202r可包括第一定位设备202-1、第二定位设备202-2和第三定位设备202-3。第一集合202r中的各个定位设备202-1、202-2、202-3可以是移动的,例如被安装到交通工具。在此情况下,第一集合202r中的各个定位设备202-1、202-2、202-3的当前位置可以在定位系统200运行期间改变。因此,在定位设备202的第一集合202r可用于对物体201进行任何定位之前,可以确定第一集合202r中的各个定位设备202-1、202-2、202-3至少相对于彼此的当前位置。作为示例,参考坐标系313可以在以下情况下生成:从第一定位设备202-1到第二定位设备202-2以及从第一定位设备202-1到第三定位设备202-3的至少两个方向是已知的。携带第一集合202r中的各个定位设备202-1、202-2、202-3的无人驾驶飞行器402可被控制成悬停在预定义位置(例如,由预定义gps坐标以及可选的预定义高度来限定)和/或沿预定义飞行路径飞行。在某些方面,携带第一集合202r中的各个定位设备202-1、202-2、202-3的无人驾驶飞行器402可被控制成以基本上相同的高度悬停或飞行。因此,由第一集合202r中的各个定位设备202-1、202-2、202-3限定的参考平面可以基本上水平地对齐。

在某些方面,将要经由定位系统200确定其相应的当前位置213的一个或多个物体201可包括或者可以是一个或多个无人驾驶飞行器。图5以示意图示出了根据各方面的一个或多个无人驾驶飞行器501的受控飞行。根据各方面,一个或多个处理器504可被配置成基于预定义飞行规划510来控制514一个或多个无人驾驶飞行器501的飞行。一个或多个处理器504可以是定位系统200的一部分,例如参照定位系统200描述的。替代地,包括一个或多个处理器504的任何其它计算系统可以通信地耦合到定位系统200并且被配置成控制514一个或多个无人驾驶飞行器501的飞行。控制数据514d可经由无线链路514t传送至一个或多个无人驾驶飞行器501。可使用任何合适的无线通信系统514s来将控制数据514d从一个或多个处理器504传送至一个或多个无人驾驶飞行器501。

预定义飞行规划510可包括表示一个或多个无人驾驶飞行器501中的每一者在参考坐标系313内的一个或多个预定义飞行轨迹的数据。预定义飞行轨迹可包括一系列目标位置。在某些方面,多个无人驾驶飞行器501的飞行可被控制以执行预定义编排(例如,用于灯光秀)。在此情况下,每一个预定义飞行轨迹可具有时间分辨的一系列目标位置,并且多个无人驾驶飞行器501的预定义飞行轨迹彼此同步。

参考坐标系313可由如本文描述的定位系统200来限定。此外,一个或多个无人驾驶飞行器501中的每一者的当前位置211可经由定位系统200相对于如本文描述的参考坐标系313来确定。说明性地,可经由定位系统200确定一个或多个无人驾驶飞行器501中的每一者在参考坐标系313内的当前位置211,并且可接收一个或多个无人驾驶飞行器501中的每一者在参考坐标系313内的对应目标位置(例如,作为预定义飞行规划510的一部分),并且以此为基础,可控制该一个或多个无人驾驶飞行器501从各自当前位置211到各自目标位置的移动。

根据各方面,一个或多个无人驾驶飞行器501的当前位置511以及一个或多个无人驾驶飞行器501中的每一者的目标位置可相对于参考坐标系313确定。因此,参考坐标系313的实际位置可由定位系统200的定位设备202的对应的第一集合202r的实际位置来限定。定位设备202的第一集合202r的移动可导致参考坐标系313的移动。然而,多个无人驾驶飞行器501相对于彼此的飞行可以不受参考坐标系313的移动的影响。因此,预定义编排可独立于参考坐标系313的位置而执行,但预定义编排的总体位置可通过在三维空间中相应地定位定位设备202的第一集合202r来控制。

根据各方面,一个或多个交通工具(例如,图5所示的一个或多个无人驾驶飞行器501)的受控飞行可经由交通工具控制系统570来获得。交通工具控制系统570可包括参考定位设备(例如图2中的定位设备202的第一集合202r、例如图3、4a和4b中的第一定位设备202-1、第二定位设备202-2和第三定位设备202-3),参考定位设备被配置成提供表示参考定位设备相对于彼此的位置关系的参考位置信息。交通工具控制系统570可被配置成基于由参考定位设备提供的参考位置信息来确定参考坐标系313,确定一个或多个交通工具中的每一者在参考坐标系313内的当前位置,接收一个或多个交通工具501中的每一者在参考坐标系313内的目标位置,并控制514一个或多个交通工具501从各自当前位置到各自目标位置的移动。

根据各方面,一个或多个交通工具(例如,图5所示的一个或多个无人驾驶飞行器501)的受控飞行可经由交通工具控制系统570来获得。交通工具控制系统570可包括多个参考定位设备(例如图2中的定位设备202的第一集合202r、例如图3、4a和4b中的第一定位设备202-1、第二定位设备202-2和第三定位设备202-3)。交通工具控制系统570可被配置成(例如,经由一个或多个处理器)确定多个参考定位设备相对于彼此的位置关系,基于所确定的位置关系来确定参考坐标系,确定一个或多个交通工具中的每一者在参考坐标系内的当前位置,接收表示一个或多个交通工具中的每一者在参考坐标系内的目标位置的数据,并控制一个或多个交通工具中的每一者从各自当前位置到各自目标位置的移动。

图6示例性地示出了根据各方面的限定参考坐标系313的定位设备202的第一集合202r。定位设备202的第一集合202r可包括第一位置213-1处的第一定位设备202-1、第二位置213-2处的第二定位设备202-2、以及第三位置213-3处的第三定位设备202-3。如上所述,定位设备202-1、202-2、202-3的位置213-1、213-2、213-3可限定参考坐标系313的原点313(0,0,0)以及三个轴x、y、z。必须注意的是,参考坐标系313可以是笛卡尔坐标系;然而,可以按类似方式使用其他坐标系(例如,球面坐标系、柱面坐标系等)。

在某些方面,这三个定位设备202可以是移动的,例如每一个定位设备被安装到无人驾驶飞行器。因此,定位设备202-1、202-2、202-3的当前位置213-1、213-2、213-3可被确定以考虑定位设备202-1、202-2、202-3在定位系统200运行期间的可能移动。

根据各方面,一个或多个附加定位设备602可被指派给定位设备202的第一集合202r中的一个或多个定位设备以确定参考位置信息213r的至少一部分。

根据各方面,该一个或多个附加定位设备602可具有与第一集合202r和第二集合202a中的定位设备202不同的定位原理。在某些方面,该一个或多个附加定位设备602可被配置成以比定位设备202-1、202-2、202-3更大的最大定位范围操作。作为示例,附加定位设备602可包括或可以是gps(全球定位系统)跟踪器。根据各方面,第一集合202r和第二集合202a中的定位设备202的最大定位范围可以在从约100米到约500米的范围内。第一集合202r和第二集合202a中的定位设备202的最大定位范围越小,定位精度越高。因此,定位系统200可实现两方面:可以在第一定位范围内实现第一定位精度并且可以在比第一定位范围更大的第二定位范围内使用比第一定位精度更小的第二定位精度。说明性地,限定室外区域中的参考坐标系313的定位设备202-1、202-2、202-3的位置可基于经由一个或多个附加定位设备602的定位(以第二定位精度,例如小于约5米,例如小于约1米)来控制,并且一个或多个无人驾驶飞行器501(参见例如图5)的位置可基于经由第一集合202r和第二集合202a中的定位设备202的定位(以第一定位精度,例如小于约1米,例如小于约50厘米)来控制。

定位系统和/或交通工具控制系统的各方面在下文中(例如参照图7a到7c)基于uwb定位系统来示例性地描述,该uwb定位系统用于定位(换言之,确定位置)多个无人驾驶飞行器。然而,可以理解,与无人驾驶飞行器不同的其他交通工具可以按相同或相似方式定位和/或控制。此外,可以理解,可以按相同或相似方式使用任何其它定位系统,而不是uwb定位系统。

根据各方面,提供了uwb定位系统,例如供在基于无人驾驶飞行器飞行的室内或室外灯光秀中使用。图7a以示意图示出了根据各方面的uwb定位系统700。

根据各方面,uwb定位系统700可包括三个uwb传感器702-1、702-2、702-3。这三个uwb传感器702-1、702-2、702-3可限定uwb坐标框架713(也被称为参考坐标系或坐标框架)。在某些方面,这三个uwb传感器702-1、702-2、702-3可位于地面上,如图7a所示。然而,这三个uwb传感器702-1、702-2、702-3中的一个、多个或全部可被安装在对应交通工具处,例如无人驾驶飞行器上(参见例如图7b和/或图7c)。第一uwb传感器702-1可限定坐标框架713的原点。从第一uwb传感器702-1到第二uwb传感器702-2的线可限定x轴的向量。从第一uwb传感器702-1到第三uwb传感器702-3的线可限定y轴的向量。由这两个向量构建的平面可限定xy平面。由此,第三传感器702-3可以不一定非得在相对于x轴恰好垂直的线上。z轴的向量可由xy平面来限定,例如垂直于xy平面(通过右手法则确定)。说明性地,这三个uwb传感器702-1、702-2、702-3可限定参考系统,例如,如以上参照定位系统200描述的参考系统200。除了这三个(参考)uwb传感器702-1、702-2、702-3之外,附加uwb传感器702-4、702-5、702-6的集合可位于三维空间中的某个地方。附加uwb传感器702-4、702-5、702-6的集合中的每一个附加uwb传感器可位于由坐标框架713限定的平面(例如,xy平面、xz平面和yz平面)之外。根据各方面,附加uwb传感器702-4、702-5、702-6可用于(例如,与三个参考uwb传感器702-1、702-2、702-3一起)准确定位计算。

根据各方面,uwb定位系统700可被配置成允许确定(例如,测量)uwb传感器702-1、702-2、702-3、702-4、702-5、702-6中的每一者之间的距离。由于使用由对应的三个uwb传感器702-1、702-2、702-3限定的坐标框架713,因此所有附加uwb传感器702-4、702-5、702-6的位置并非必须先前知晓且并非必须是固定的。根据各方面,uwb定位系统700中的所有uwb传感器(以及跟踪器)的位置可以实时确定(例如,估计)。

通过对所有uwb传感器和uwb跟踪器的位置的持续估计的能力,不要求uwb传感器必须被布置在固定位置。根据某些方面,附加uwb传感器702-4、702-5、702-6可被安装在移动系统处(例如,在对应的无人驾驶飞行器712-4、712-5、712-6处)并且实现有效uwb定位设置。在某些方面,在使用uwb定位系统700之前安装附加传感器/跟踪器可以不再是必需的。此外,uwb定位系统700可以在没有天花板和/或墙壁可供安装附加传感器/跟踪器的位置(例如,室外),例如在大型公园、停车场和/或草地使用。根据各方面,uwb定位系统700中的uwb传感器数量可以实质上限定定位准确度,即定位准确度可随着所使用的uwb传感器的数量的增加而提高。

根据各方面,uwb定位系统700可用于确定(换言之,定位715)多个无人驾驶飞行器701的位置。这允许根据预定义飞行规划来精确地控制多个无人驾驶飞行器701的飞行。

根据各方面,uwb定位系统700可以是交通工具控制系统的一部分。作为示例,交通工具控制系统770可包括定位设备(例如,uwb传感器)702-1、702-2、702-3、702-4、702-5、702-6的集合,该集合包括至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3以及至少一个附加定位设备702-4、702-5、702-6。至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3可被配置成提供表示至少一个附加定位设备702-4、702-5、702-6相对于至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3的位置关系的参考位置信息,并且定位设备702-1、702-2、702-3、702-4、702-5、702-6的集合中的一个或多个(例如,全部)定位设备被配置成提供表示一个或多个交通工具701相对于定位设备702-1、702-2、702-3、702-4、702-5、702-6的集合中一个或多个定位设备的位置关系的交通工具位置信息。

根据各个方面,交通工具控制系统770可包括一个或多个处理器704,该一个或多个处理器704被配置成:基于由至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3提供的参考位置信息来确定参考坐标系713,基于由定位设备702-1、702-2、702-3、702-4、702-5、702-6的集合中的一个或多个定位设备提供的交通工具位置信息来确定一个或多个交通工具701中的每一者在参考坐标系713内的当前位置,接收一个或多个交通工具701中的每一者在参考坐标系713内的目标位置,以及控制一个或多个交通工具701从各自当前位置到各自目标位置的移动(参见例如图5)。

根据各方面,基于使用如本文描述的uwb坐标框架713,三个参考uwb传感器702-1、702-2、702-3可以不被安装在固定位置。作为示例,这三个参考uwb传感器702-1、702-2、702-3可由对应交通工具携带。例如在图7b中示出的,这三个uwb传感器702-1、702-2、702-3中的每一者可由对应的无人驾驶飞行器712-1、712-2、712-3携带。这三个(参考)无人驾驶飞行器712-1、712-2、712-3可被控制以便在天空中的对应位置飞行和/或悬停,并且uwb坐标框架713可以随这三个对应的无人驾驶飞行器712-1、712-2、712-3移动和/或定位。

如在图7a和图7b中示例性地示出的,交通工具控制系统770可包括定位设备702-1、702-2、702-3、702-4、702-5、702-6的集合,该集合包括至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3。该至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3可被配置成提供表示该至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3相对于彼此的位置关系的参考位置信息。此外,定位设备702-1、702-2、702-3、702-4、702-5、702-6的集合中的一个或多个定位设备可被配置成提供表示一个或多个交通工具701相对于定位设备702-1、702-2、702-3、702-4、702-5、702-6的集合中的该一个或多个定位设备的位置关系的交通工具位置信息。根据各方面,交通工具控制系统770的一个或多个处理器704可被配置成基于由该至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3提供的参考位置信息来确定参考坐标系713。参考位置信息可表示该至少三个参考定位设备702-1、702-2、702-3中的每一者的位置。根据各方面,该一个或多个处理器704可被进一步配置成基于由该定位设备集合中的该一个或多个定位设备提供的交通工具位置信息来确定一个或多个交通工具701中的每一者在参考坐标系713内的当前位置。根据各方面,一个或多个处理器704可被进一步配置成接收该一个或多个交通工具701中的每一者在参考坐标系713内的目标位置。根据各方面,该一个或多个处理器704可被进一步配置成控制该一个或多个交通工具701例如从各自当前位置到各自目标位置的移动。

应注意,坐标框架713的稳定性仅仅与携带(参考)uwb传感器702-1、702-2、702-3的无人驾驶飞行器的位置一样稳定。如果无人驾驶飞行器712-1、712-2、712-3移动或摇摆(例如在±1m内),则坐标框架713将跟随这一移动或摇摆。但将由uwb定位系统700定位和/或由交通工具控制系统770控制的无人驾驶飞行器701的位置将仍然在uwb坐标框架713内的uwb精度内(参见例如图7c)。

图7c示出了根据各方面的三维空间中的uwb坐标框架713的gps控制的定位。根据各方面,gps定位可用于确定uwb坐标框架713在gps坐标中的位置。uwb坐标框架713可随时间从第一位置733-1移至第二位置733-2。这可被认为是由于gps定位限制和/或由于将uwb坐标框架713保持在固定位置的能力限制而导致的uwb坐标框架713的位置误差。然而,由于对无人驾驶飞行器701的定位和/或控制可相对于uwb坐标框架713实现,因此无人驾驶飞行器701仍可根据用于无人驾驶飞行器701的总飞行规划来精确地控制。

作为示例,灯光秀可包括经由如本文描述的交通工具控制系统770或经由类似控制系统来控制的无人驾驶飞行器701。执行用于灯光秀的预定义编排的无人驾驶飞行器701可以例如经由包括基于本文中示例性地描述的定位系统200或uwb定位系统700的精确定位的任何合适的控制系统来控制。在预定义场景(例如,开心面部)应由无人驾驶飞行器701以各个无人驾驶飞行器的小于0.1米的位置误差(例如,以高准确度)显示并且用于定位携带限定uwb坐标框架713的uwb定位设备的(例如三个)参考无人驾驶飞行器的gps准确度可能是低(例如仅仅5米)的情况下,uwb准确度保持如预期那样并且该场景(例如,开心面部)将可能在±5米内摇摆,但该场景的显示将仍然如所期望的那样。

说明性地,灯光秀中的一个无人驾驶飞行器701与另一个无人驾驶飞行器701的位置误差可由uwb的精度来限定,该uwb的精度可高于gps定位的精度。

根据各方面,本文描述的定位系统可将uwb定位的使用延伸至任何室外情形。在天空中移动的无人机灯光秀可以用轻量无人机来显示高度详细且精确的形状。轻量无人机可以只携带用于定位这些无人机的uwb跟踪器。

根据各方面,附加uwb传感器可以是与(基础)坐标框架713的限定无关的任何uwb传感器。uwb传感器可以是作为被配置成定位uwb跟踪器的uwb跟踪系统的一部分的任何定位设备。根据各方面,第一类型的无人驾驶飞行器可携带uwb传感器(例如,第一集合202r和第二集合202a中的定位设备,例如uwb参考传感器702-1、702-2、702-3以及附加uwb传感器702-4、702-5、702-6)并且第二类型的无人驾驶飞行器701(例如,将要控制的无人驾驶飞行器)可携带uwb跟踪器。

根据各方面,uwb跟踪器的功能以及uwb传感器(也被称为uwb接入点)的功能可使用相同的定位设备来实现。定位设备的操作可被执行以实现有效uwb定位设置。

图8示出了根据各方面的用于控制一个或多个交通工具(例如,一个或多个无人驾驶飞行器)的方法800的流程图。方法800可包括:在810中确定表示定位设备集合中的至少三个参考定位设备相对于彼此的位置关系的参考位置信息;在820中确定表示一个或多个交通工具相对于定位设备集合中的一个或多个定位设备的位置关系的交通工具位置信息;在830中基于由该至少三个参考定位设备提供的参考位置信息来确定参考坐标系;在840中基于由该定位设备集合中的该一个或多个的定位设备提供的交通工具位置信息来确定该一个或多个交通工具中的每一者在参考坐标系内的当前位置;在850中确定该一个或多个交通工具中的每一者在参考坐标系内的目标位置;以及在860中控制该一个或多个交通工具从各自当前位置到各自目标位置的移动。

图9示出了根据各方面的用于控制一个或多个交通工具(例如,一个或多个无人驾驶飞行器)的方法900的流程图。方法900可包括:在910中确定表示定位设备集合中的至少三个参考定位设备相对于彼此的位置关系的参考位置信息;在920中确定表示该定位设备集合中的至少一个附加定位设备相对于该至少三个参考定位设备的位置关系的参考位置信息;在930中确定表示一个或多个交通工具相对于该定位设备集合的位置关系的交通工具位置信息;在940中基于由该至少三个参考定位设备提供的参考位置信息来确定参考坐标系;在950中基于该交通工具位置信息来确定该一个或多个交通工具中的每一者在该参考坐标系内的当前位置;在960中确定该一个或多个交通工具中的每一者在该参考坐标系内的目标位置;以及在970中控制该一个或多个交通工具从各自当前位置到各自目标位置的移动。

图10示出了根据各方面的用于定位一个或多个交通工具(例如,一个或多个无人驾驶飞行器)的方法1000的流程图。方法1000可包括:在1010中确定多个参考定位设备中的每一个参考定位设备的参考位置,其中该多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备被安装在一个或多个无人驾驶飞行器处;在1020中基于所确定的参考位置来确定参考坐标系;在1030中确定一个或多个交通工具在该参考坐标系中的当前位置。

图11示出了根据各方面的用于定位一个或多个交通工具(例如,一个或多个无人驾驶飞行器)的方法1100的流程图。方法1100可包括:在1110中控制多个无人驾驶飞行器的飞行,该多个无人驾驶飞行器中的每一者包括定位设备;在1120中经由定位设备确定表示定位设备相对于彼此的当前位置关系的参考位置信息;以及在1130中经由定位设备基于所确定的参考位置信息来确定该一个或多个交通工具相对于定位设备的当前位置。

根据各方面,参考位置信息可以在预定义时间确定,并且一个或多个物体中的每一者的当前位置可以在预定义时间确定。

图12示出了根据各方面的用于定位一个或多个交通工具(例如,一个或多个无人驾驶飞行器)的方法1200的流程图。方法1200可包括:在1210中控制一个或多个无人驾驶飞行器的飞行,该一个或多个无人驾驶飞行器中的每一者包括附加定位设备;在1220中经由参考定位设备集合确定参考坐标系以及表示该一个或多个附加定位设备相对于该参考定位设备集合的当前位置关系的位置信息;以及在1230中经由参考定位设备和附加定位设备确定该一个或多个交通工具在该参考坐标系内的当前位置。

根据各方面,位置信息可以在预定义时间确定。此外,一个或多个物体中的每一者的当前位置可以在预定义时间确定。根据各方面,如此处所使用的位置信息(例如,参考位置信息、交通工具位置信息等)可包括表示一个或多个距离、一个或多个角度、一个或多个距离差等的任何类型的信息。

图13a到图13e以示意图示出了定位一个或多个物体的各方面。根据各方面,可提供定位算法1300。定位算法1300可以在任何合适的定位系统(例如,本文描述的定位系统200)或控制系统(例如,本文描述的交通工具控制系统570、770)中实现。

在下文中,参照基于超宽带(uwb)的位置估计描述一个或多个方面。然而,应注意,任何其它合适的位置估计可以按相似方式或相同方式使用。根据各方面,uwb定位系统可被配置成作为独立定位系统操作。物体可通过传感器网格内的跟踪器(一个跟踪器可被指派给一个物体)来跟踪。传感器网格可由定位设备集合(例如,uwb传感器集合)来形成。从技术背景来讲,跟踪器和传感器可由相同的硬件(也被称为定位设备)来构建并且可以在相同的软件轨道上运行。术语“传感器”和“跟踪器”可由其各自的主要功能来定义。然而,传感器也可由其他传感器跟踪和/或跟踪器可用作传感器。

在一方面,uwb定位可包括通过发送一个或多个信号并测量一个或多个信号飞行时间(tof)来计算从一个定位设备到另一个定位设备的距离。发送一个或多个信号或计算距离的设备是传感器还是跟踪器和/或在总体设置中完成计算的地方可以是因实现而异的。

根据各方面,uwb定位系统可包括三个初始传感器,以计算基础平面1311并限定该平面中的局部坐标系ref局部(也被称为其基础坐标系),如参照图13a到13e描述的。这三个初始传感器在下文中被称为s1、s2和s3。初始传感器在此可被称为参考定位设备。为了消除跟踪器上的模糊位置估计,uwb定位系统可包括定位在基础平面1311以外的至少一个传感器。定位在基础平面1311以外的至少一个传感器在此可被称为至少一个附加传感器或者至少一个附加定位设备。根据某些方面,可能需要在可执行对一个或多个物体的定位之前知晓该至少一个附加传感器被定位在基础平面1311的上侧还是下侧。出于冗余性、误差消除和/或更高的估计质量的缘故,在基础平面1311之外使用不止一个附加传感器。由此,该一个或多个附加传感器在本文的下文中可被称为s4*。使用仅仅一个还是不止一个附加传感器的决策可以是因实现而异的。根据各方面,如此处使用的术语定位可包括位置估计。

根据各方面,对传感器sx和/或跟踪器ty的位置的算术估计可以按顺序执行或者以不同的合并方法执行。根据各方面,除了gps或差分gps定位之外,还可使用uwb定位或任何其它类似的算术定位。

根据各方面,uwb定位可包括:

·估计局部坐标系ref局部(也被称为基础坐标系、基础坐标框架和/或参考坐标系)相对于全局坐标系ref全局(地理坐标系,例如基于gps或差分gps定位)的位置;

·估计一个或多个附加传感器s4*相对于局部坐标系ref局部的位置;以及

·估计一个或多个跟踪器ty相对于局部坐标系ref局部的位置。

根据各方面,三个初始传感器s1到s3可用于估计局部坐标系ref局部的位置。根据各方面,三个初始传感器s1到s3可用于估计一个或多个附加传感器s4*相对于局部坐标系ref局部的位置。根据各方面,三个初始传感器s1到s3以及一个或多个附加传感器s4*可用于估计一个或多个跟踪器ty相对于局部坐标系ref局部的位置。

根据各方面,一种定位系统可包括被配置成经由三个初始传感器s1、s2、s3来限定基础平面1311的一个或多个处理器,例如在图13a和图13b中示出的。这三个初始传感器s1、s2、s3可被定位在例如三维空间中的预定义位置(例如,每一个传感器可被安装到对应交通工具)。根据各方面,这三个初始传感器s1、s2、s3可被定位以基本上形成直角三角形。根据各方面,局部坐标系ref局部的基础平面1311可以例如通过测量每一对初始传感器之间的距离d1到d3并应用基础数学来确定(例如,可计算限定基础平面1311的固定三角形)。

根据各方面,一种定位系统可包括被配置成限定局部坐标系ref局部的一个或多个处理器,例如在图13c中示出的。根据各方面,笛卡尔坐标系可用作局部坐标系ref局部。作为示例,应用右手法则,开始于点p局部(0,0,0)处的第一初始传感器s1,可限定局部坐标系ref局部。x轴x可指向第二初始传感器s2且y轴y可指向第三初始传感器s3。注意,y轴y可垂直于x轴x并且可位于基础平面1311中。由此,y轴y可以不必穿过第三初始传感器s3。然而,局部坐标系ref局部可由第三初始传感器s3来限定,其中z轴z可垂直于x轴x和y轴y。

根据各方面,一种定位系统可包括被配置成消除物体相对于局部坐标系ref局部的位置的模糊性的一个或多个处理器,例如在图13d中示出的。按照定义,可知晓附加传感器s4*在基础平面1311上侧还是下侧,并由此知晓在局部坐标系ref局部的xy平面的上侧还是下侧。由此,根据各方面,附加传感器s4*的位置可经由三个初始传感器s1、s2、s3来确定。结果,所有其他传感器和跟踪器的位置可以在局部坐标系ref局部中明确地估计。

根据各方面,一种定位系统可包括被配置成在局部坐标系ref局部内定位(例如,估计其位置)一个或多个物体(例如,跟踪器ty)的一个或多个处理器,例如在图13e中示出的。根据各方面,可相对于局部坐标系ref局部来估计每一跟踪器ty的位置,例如通过计算到其他传感器和/或跟踪器的距离。根据各方面,可确定一个或多个其它位置关系(例如,角度),而不是确定用于定位一个或多个跟踪器ty的一个或多个距离。

根据各方面,该定位系统中的传感器s1、s2、s3、s4中的一者或多者可被指派给gps设备以允许确定传感器s1、s2、s3、s4中的每一者在gps坐标(例如,在局部坐标系ref局部)中的位置。因此,对静态uwb传感器的一个或多个约束被移除。

根据各方面,至少一个附加传感器s4*可以并非静态安装,而是可经由对应的载体无人机来定位。该载体无人机可以不一定需要gps,但可以在基础平面的预定义侧(上侧或下侧)定位。藉此,可以更快地安装系统设置,因为不需要升降机或类似装置。只有携带一个或多个附加传感器s4*的一个或多个载体无人机可以在要定位的其他无人机之前(例如,在安装有跟踪器的那些无人机之前)变为在空中(例如,几秒)。

根据各方面,三个初始传感器s1、s2、s3或所有传感器s1、s2、s3、s4*可被安装在配备gps的载体无人机上。藉此,整个uwb基础平面1311可位于空间中的任何地方且在任何时间移动。

图14a和图14b分别示出了根据各方面的用于定位一个或多个跟踪器ty的方法1400a、1400b的示意性流程图。该方法可由定位系统执行。

根据各方面,用于定位一个或多个跟踪器ty的方法1400a、1400b可任选地包括例如1410中的设备初始化。设备初始化可包括定位并激活三个初始传感器s1、s2、s3以及至少一个附加传感器s4*。各个传感器s1、s2、s3、s4*的定位可包括控制携带传感器s1、s2、s3、s4*的载体无人机的飞行。载体无人机的飞行可基于gps来控制,即各个传感器s1、s2、s3、s4*的定位可基于gps来执行。在某些方面,可确定相应载体无人机的高度(例如,地上高度)。这可以例如允许确定至少一个附加传感器s4*位于由三个初始传感器s1、s2、s3限定的平面的上侧还是下侧。

根据各方面,用于定位一个或多个跟踪器ty的方法1400a、1400b可包括例如在1420中确定基础坐标系(也被称为局部坐标系ref局部)。基础坐标系的确定可被执行,例如参照图13a到13c描述的。

根据各方面,用于定位一个或多个跟踪器ty的方法1400a、1400b可包括例如在1430中消除由于经由三个初始传感器s1、s2、s3的定位而导致的模糊性。作为示例,对于基于三维距离的定位,可使用至少四个参考位置(由三个初始传感器s1、s2、s3以及至少一个附加传感器s4*来限定)。可消除模糊性,例如参照图13a到13d描述的。

根据各方面,用于定位一个或多个跟踪器ty的方法1400a、1400b可包括例如在1440中确定该一个或多个跟踪器ty与各个传感器s1、s2、s3、s4*之间的距离。距离可以例如基于如上所述的任何合适类型的位置信息来确定。

根据各方面,用于定位一个或多个跟踪器ty的方法1400a、1400b可包括例如在1450中确定该一个或多个跟踪器ty中的每一者相对于基础坐标系的位置。距离可以例如基于如上所述的所确定的距离或者任何其他合适的位置信息来确定。

根据各方面,至少一个附加传感器s4*的当前位置(例如,在全局坐标系ref全局中)可以在定位期间改变,例如对应的载体无人机可移动。因此,可执行闭环序列1401a,包括例如方法1400a中的模糊性的消除(1430中)、到跟踪器的距离的确定(1440中)以及跟踪器在基础坐标系中的位置的确定(1450)。

根据各方面,至少三个初始传感器s1、s2、s3(以及可选地还有至少一个附加传感器s4*)的当前位置(例如,在全局坐标系ref全局中)可以在定位期间改变,例如对应的载体无人机可移动。根据各方面,可执行闭环序列1401b,包括例如方法1400b中的基础坐标系的确定(1420)、模糊性的消除(1430中)、到跟踪器的距离的确定(1440中)以及跟踪器在基础坐标系中的位置的确定(1450)。

在下文中,描述了可参照本文描述的一个或多个方面(例如,参照图1到14b描述的深度成像系统和/或碰撞规避系统的一个或多个方面)的各示例。

示例1是一种交通工具控制系统,包括:定位设备集合,包括至少三个参考定位设备以及至少一个附加定位设备,其中所述至少三个参考定位设备被配置成提供表示所述至少一个附加定位设备相对于所述至少三个参考定位设备的位置关系的位置信息,并且其中所述定位设备集合中的一个或多个定位设备被进一步配置成提供表示一个或多个交通工具相对于所述定位设备集合中的所述一个或多个定位设备的位置关系的交通工具位置信息。所述交通工具控制系统可进一步包括一个或多个处理器,其被配置成基于表示所述至少三个参考定位设备相对于彼此的位置关系的参考位置信息来确定参考坐标系;基于由所述定位设备集合中的所述一个或多个定位设备提供的所述交通工具位置信息来确定所述一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的当前位置;接收所述一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的目标位置;以及控制所述一个或多个交通工具从各自当前位置到各自目标位置的移动。

在示例2中,示例1的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述至少三个参考定位设备包括第一参考定位设备、第二参考定位设备、以及第三参考定位设备。此外,所述参考位置信息可表示所述第二参考定位设备相对于所述第一参考定位设备的第一位置关系以及所述第三参考定位设备相对于所述第一参考定位设备的第二位置关系。

在示例3中,示例2的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述第一参考定位设备的位置限定所述参考坐标系的原点。此外,所述第一位置关系可限定所述参考坐标系的第一轴。此外,所述第二位置关系可限定所述参考坐标系的第二轴。此外,所述第一轴和所述第二轴可限定所述参考坐标系的第三轴。

在示例4中,示例1到3中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述定位设备集合中的每一个定位设备包括超宽带定位设备。此外,所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)中的每一者可包括超宽带定位设备。所述超宽带定位设备可以是超宽带定位跟踪器和/或超宽带定位接入点。超宽带定位设备可包括这两个功能并且可用作跟踪器和接入点这两者。

在示例5中,示例1到4中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)中的每一者包括超宽带跟踪器。此外,所述定位设备集合中的每一个定位设备可包括或者可以是超宽带定位接入点。

在示例6中,示例4或5的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述超宽带定位设备被配置成用超过500mhz或者对应算术中心频率的20%的信号带宽来发送和/或接收一个或多个信号。

在示例7中,示例4到6中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述超宽带定位设备被配置成在从约3.1ghz到约10.6ghz的频率范围内发送和/或接收一个或多个信号。

在示例8中,示例1到7中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被进一步配置成接收所述至少三个参考定位设备中的至少一个定位设备在地理坐标系内的位置。

在示例9中,示例1到8中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被进一步配置成接收表示所述至少三个参考定位设备中的至少一个定位设备的当前全球定位系统(gps)坐标的数据;接收表示所述至少一个参考定位设备的目标全球定位系统(gps)坐标的数据;以及控制所述至少一个参考定位设备从所述当前全球定位系统(gps)坐标到所述目标全球定位系统(gps)坐标的移动。

在示例10中,示例1到9中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述至少三个参考定位设备被配置成在预定义时间提供所述参考位置信息。作为示例,所述一个或多个交通工具的定位可以实时执行。

在示例11中,示例1到10中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述至少三个参考定位设备被配置成以超过1hz的重复率提供所述参考位置信息。

在示例12中,示例1到11中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述参考坐标系的确定是在预定义时间执行的。

在示例13中,示例1到12中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述参考坐标系的确定是以超过1hz的重复率执行的。

在示例14中,示例1到13中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)中的每一者的当前位置的确定是在预定义时间执行的。

在示例15中,示例1到14中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)中的每一者的当前位置的确定是以超过1hz的重复率执行的。

在示例16中,示例1到15中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述定位设备集合中的一个或多个定位设备的一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例17中,示例1到16中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述至少三个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例18中,示例1到17中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述至少一个附加定位设备的至少一个无人驾驶飞行器。

在示例19中,示例1到18中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述定位设备集合中的一个或多个定位设备的一个或多个地面交通工具。

在示例20中,示例1到19中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述至少三个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的一个或多个地面交通工具。

在示例21中,示例1到20中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)包括一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例22中,示例1到21中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被指派给所述至少三个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的一个或多个附加定位设备。所述一个或多个附加定位设备可被配置成提供表示所述至少三个参考定位设备中的所述一个或多个参考定位设备的位置的附加参考位置信息。

在示例23中,示例1到22中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备被配置成以比所述至少三个参考定位设备更大的最大定位范围操作。

在示例24中,示例1到23中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备中的每一者包括被配置成提供所述一个或多个附加定位设备的全球定位系统(gps)坐标的全球定位系统(gps)跟踪器。

示例25是一种交通工具控制系统,包括多个参考定位设备;以及一个或多个处理器,其被配置成:确定所述多个参考定位设备相对于彼此的位置关系;基于所确定的位置关系来确定参考坐标系;确定一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的当前位置;接收表示所述一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的目标位置的数据;以及控制所述一个或多个交通工具中的每一者从各自当前位置到各自目标位置的移动。

在示例26中,示例25的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述多个参考定位设备包括第一参考定位设备、第二参考定位设备、以及第三参考定位设备。

在示例27中,示例26的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述位置关系表示从所述第一参考定位设备到所述第二参考定位设备的第一方向以及从所述第一参考定位设备到所述第三参考定位设备的第二方向。

在示例28中,示例27的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述第一参考定位设备的第一位置限定所述参考坐标系的原点。此外,所述第一方向可限定所述参考坐标系的第一轴。此外,所述第二方向可限定所述参考坐标系的第二轴。此外,所述第一轴和所述第二轴可限定所述参考坐标系的第三轴。

在示例29中,示例25到28中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述多个参考定位设备中的每一个参考定位设备包括超宽带定位设备。

在示例30中,示例29的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述超宽带定位设备是超宽带传感器。

在示例31中,示例25到30中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)中的每一者包括超宽带定位设备。所述一个或多个交通工具中的每一者的所述超宽带定位设备可以是超宽带跟踪器。

在示例32中,示例29到31中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述超宽带定位设备被配置成用超过500mhz或者对应算术中心频率的20%的信号带宽来发送和/或接收一个或多个信号。

在示例33中,示例29到32中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述超宽带定位设备被配置成在从约3.1ghz到约10.6ghz的频率范围内发送和/或接收一个或多个信号。

在示例34中,示例25到33中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被进一步配置成接收表示所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备在地理坐标系内的位置的位置数据。

在示例35中,示例25到34中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被进一步配置成接收表示所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的当前全球定位系统坐标的数据。所述一个或多个处理器可被进一步配置成接收表示所述多个参考定位设备中的所述一个或多个参考定位设备的目标全球定位系统坐标的数据。所述一个或多个处理器可被进一步配置成控制所述一个或多个参考定位设备从所述当前全球定位系统坐标到所述目标全球定位系统坐标的移动。

在示例36中,示例25到35中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备被配置成在预定义时间提供表示所述位置关系的参考位置信息。所述位置关系的确定可基于所提供的参考位置信息。

在示例37中,示例36的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述参考位置信息是以大于1hz的重复率提供的。

在示例38中,示例25到37中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被配置成在预定义时间确定所述参考坐标系。

在示例39中,示例25到38中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被配置成以大于1hz的重复率确定所述参考坐标系。

在示例40中,示例25到39中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被配置成在预定义时间确定所述一个或多个交通工具中的每一者的当前位置。

在示例41中,示例25到40中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被配置成以大于1hz的重复率确定所述一个或多个交通工具中的每一者的当前位置。

在示例42中,示例25到41中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例43中,示例25到42中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括用于所述多个参考定位设备中的每一者的无人驾驶飞行器,其中所述无人驾驶飞行器被配置成携带所述多个参考定位设备中的相应参考定位设备。

在示例44中,示例25到43中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括一个或多个附加定位设备,其中所述一个或多个处理器被进一步配置成确定所述一个或多个附加定位设备中的每一个附加定位设备在所述参考坐标系内的位置。所述一个或多个处理器可被进一步配置成经由所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备来确定所述一个或多个附加定位设备中的每一个附加定位设备的相应位置。

在示例45中,示例44的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备被配置成提供表示所述一个或多个交通工具相对于所述一个或多个附加定位设备的位置关系的交通工具位置信息。所述一个或多个交通工具中的每一者的当前位置的确定可基于所提供的交通工具位置信息。

在示例46中,示例44或45的交通工具控制系统可任选地进一步包括被配置成携带所述一个或多个附加定位设备的一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例47中,示例25到46中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备被配置成提供表示所述一个或多个交通工具相对于所述一个或多个参考定位设备的位置关系的交通工具位置信息。所述一个或多个交通工具中的每一者的当前位置的确定可基于所提供的交通工具位置信息。

在示例48中,示例25到47中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的一个或多个地面交通工具。

在示例49中,示例25到48中的任一项的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)包括一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例50中,示例25到49中的任一项的交通工具控制系统可任选地进一步包括:被指派给所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的一个或多个附加定位设备。所述一个或多个附加定位设备可被配置成提供表示所述多个参考定位设备中的所述一个或多个参考定位设备的位置的参考位置信息。所述多个参考定位设备的位置关系的确定可基于所提供的参考位置信息。

在示例51中,示例50的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备被配置成以比所述多个参考定位设备中的参考定位设备更大的最大定位范围操作。

在示例52中,示例50或51的交通工具控制系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备中的每一者包括被配置成提供所述一个或多个附加定位设备的全球定位系统(gps)坐标的全球定位系统(gps)跟踪器。

示例53是一种交通工具控制系统,包括:多个定位设备,其被配置成接收表示位于所述多个定位设备的邻域中的一个或多个交通工具的位置的交通工具位置信息,所述多个定位设备包括第一定位设备集合和第二定位设备集合,其中所述第一定位设备集合被配置成接收表示所述第二定位设备集合中的一个或多个定位设备的位置的附加位置信息;以及一个或多个处理器,其被配置成接收表示所述第一定位设备集合中的定位设备相对于彼此的位置关系的参考位置信息;基于所述交通工具位置信息、所述参考位置信息以及所述附加位置信息来确定所述一个或多个交通工具中的每一者的当前位置;接收表示所述一个或多个交通工具中的每一者的目标位置的目标位置信息;以及控制所述一个或多个交通工具从各自当前位置到各自目标位置的移动。作为示例,所述第一定位设备集合可包括第一参考定位设备、第二参考定位设备和第三参考定位设备,并且所述参考位置信息可表示所述第二参考定位设备相对于所述第一参考定位设备的第一位置关系以及所述第三参考定位设备相对于所述第一参考定位设备的第二位置关系。第一集合中的定位设备(例如,三个参考定位设备)例如可以如示例1到23中参照所述至少三个参考定位设备描述的那样配置。

示例61是一种定位系统,包括:多个定位设备,其被配置成接收所述多个定位设备的邻域内的一个或多个物体(例如,将由所述定位系统定位的一个或多个物体)的位置信息,所述多个定位设备包括第一定位设备集合和第二定位设备集合;一个或多个处理器,其被配置成接收表示所述第一定位设备集合中的每一个定位设备的位置的参考位置信息;经由所述第一定位设备集合来确定表示所述第二定位设备集合中的每一个定位设备的位置的附加位置信息;以及基于所述多个定位设备接收到的所述位置信息并基于所述参考位置信息和所述附加位置信息来确定所述一个或多个物体中的每一者的位置。

在示例62中,示例61的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被进一步配置成基于接收到的参考位置信息来确定参考坐标系。

在示例63中,示例61或62的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述第一定位设备集合包括第一位置处的第一定位设备、第二位置处的第二定位设备以及第三位置处的第三定位设备。

在示例64中,示例62和63的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述第一位置限定所述参考坐标系的原点。所述第一位置和所述第二位置可限定所述参考坐标系的第一轴。所述第一位置和所述第三位置可限定所述参考坐标系的第二轴。所述第一轴和所述第二轴可限定所述参考坐标系的第三轴。

在示例65中,示例61到64中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被配置成确定所述一个或多个物体(将由所述定位系统定位)中的每一者在所述参考坐标系内的位置。

在示例66中,示例61到65中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述第一定位设备集合和所述第二定位设备集合中的每一个定位设备包括超宽带定位设备,并且其中所述一个或多个物体(将由所述定位系统定位)中的每一者包括超宽带定位设备。

在示例67中,示例61到66中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述第一定位设备集合和所述第二定位设备集合中的每一个定位设备包括超宽带定位接入点。此外,所述一个或多个物体(将由所述定位系统定位)中的每一者可包括超宽带跟踪器。

在示例68中,示例66或67的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述第一定位设备集合和所述第二定位设备集合中的每一个超宽带定位设备被配置成用超过500mhz或对应算术中心频率的20%的信号带宽来发送和/或接收一个或多个信号。

在示例69中,示例66到68中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述第一定位设备集合和所述第二定位设备集合中的每一个超宽带定位设备被配置成在从约3.1ghz到约10.6ghz的频率范围内发送和/或接收一个或多个信号。

在示例70中,示例61到69中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述附加位置信息的确定是在预定义时间执行的。

在示例71中,示例61到70中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述附加位置信息的确定是以超过1hz的重复率执行的。

在示例72中,示例61到71中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个物体(将由所述定位系统定位)中的每一者的位置的确定是在预定义时间执行的。

在示例73中,示例61到72中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述位置信息的确定是以超过1hz的重复率执行的。

在示例74中,示例61到73中的任一项的定位系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述第二定位设备集合中的一个或多个定位设备的一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例75中,示例61到74中的任一项的定位系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述第一定位设备集合中的一个或多个定位设备的一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例76中,示例61到75中的任一项的定位系统可任选地进一步包括:被配置成携带所述第一定位设备集合中的一个或多个定位设备的一个或多个地面机器人。

在示例77中,示例61到76中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个物体(将由所述定位系统定位)包括一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例78中,示例77的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个处理器被进一步配置成基于预定义飞行规划来控制所述一个或多个无人驾驶飞行器的飞行。所述预定义飞行规划可包括所述一个或多个无人驾驶飞行器中的每一者相对于示例62中的所述参考坐标系的一个或多个飞行轨迹。

在示例79中,示例61到78中的任一项的定位系统可任选地进一步包括一个或多个附加定位设备,所述一个或多个附加定位设备被指派给所述第一定位设备集合中的一个或多个定位设备以确定所述参考位置信息的至少一部分。

在示例80中,示例79的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备被配置成以比所述多个定位设备更大的最大定位范围操作。

在示例81中,示例79或80的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备中的每一者包括全球定位系统(gps)跟踪器。

在示例82中,示例61到81中的任一项的定位系统的特征可任选地进一步包括:所述第一定位设备集合中的所述一个或多个定位设备被配置成确定所述第一定位设备集合中的一个或多个定位设备的位置以生成所述参考位置信息的至少一部分。

示例83是一种交通工具控制系统,包括:参考交通工具集,包括至少三个参考交通工具,所述至少三个参考交通工具中的每一者包括定位设备,其中所述至少三个参考交通工具的所述定位设备被配置成提供表示所述至少三个参考交通工具的所述定位设备相对于彼此的位置关系的参考位置信息,并且提供表示一个或多个交通工具相对于所述至少三个参考交通工具的所述定位设备的位置关系的交通工具位置信息;一个或多个处理器,其被配置成基于由所述至少三个参考交通工具的所述定位设备提供的所述参考位置信息来确定参考坐标系;基于由所述至少三个参考交通工具的所述定位设备提供的所述交通工具位置信息来确定所述一个或多个交通工具在所述参考坐标系内的当前位置;接收所述一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的目标位置;以及控制所述一个或多个交通工具从所述当前位置到各自目标位置的移动。

示例84是一种用于控制一个或多个交通工具的方法,所述方法包括:确定表示定位设备集合中的至少三个参考定位设备相对于彼此的位置关系的参考位置信息;确定表示所述定位设备集合中的至少一个附加定位设备相对于所述至少三个参考定位设备的位置关系的参考位置信息;确定表示一个或多个交通工具相对于所述定位设备集合的位置关系的交通工具位置信息;基于由所述至少三个参考定位设备提供的所述参考位置信息来确定参考坐标系;基于所述交通工具位置信息来确定所述一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的当前位置;接收所述一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的目标位置;以及控制所述一个或多个交通工具从各自当前位置到各自目标位置的移动。

在示例85中,示例84中的所述参考位置信息的确定可包括示例2到7的一个或多个方面。

在示例86中,示例84或85的方法可任选地进一步包括:接收所述至少三个参考定位设备中的至少一个定位设备在地理坐标系内的位置。

在示例87中,示例84到86中的任一项的方法可任选地进一步包括:接收所述至少三个参考定位设备中的至少一个定位设备的当前全球定位系统(gps)坐标;接收所述至少一个参考定位设备的目标全球定位系统(gps)坐标;以及控制所述至少一个参考定位设备从所述当前全球定位系统(gps)坐标到所述目标全球定位系统(gps)坐标的移动。

在示例88中,示例84到87中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述参考位置信息由所述至少三个参考定位设备在预定义时间确定。

在示例89中,示例84到88中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述参考位置信息是以超过1hz的重复率确定的。

在示例90中,示例84到89中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述参考坐标系是在预定义时间确定的。

在示例91中,示例84到90中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述参考坐标系是以超过1hz的重复率确定的。

在示例92中,示例84到91中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)中的每一者的当前位置是在预定义时间确定的。

在示例93中,示例84到92中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)中的每一者的当前位置是以大于1hz的重复率确定的。

在示例94中,示例84到93中的任一项的方法可任选地进一步包括控制一个或多个无人驾驶飞行器的飞行,所述一个或多个无人驾驶飞行器携带所述定位设备集合中的一个或多个定位设备。

在示例95中,示例84到94中的任一项的方法可任选地进一步包括控制一个或多个无人驾驶飞行器的飞行,所述一个或多个无人驾驶飞行器携带所述至少三个参考定位设备中的一个或多个定位设备。

在示例96中,示例84到95中的任一项的方法可任选地进一步包括控制至少一个无人驾驶飞行器的飞行,所述至少一个无人驾驶飞行器携带所述至少一个附加定位设备。

在示例97中,示例84到96中的任一项的方法可任选地进一步包括控制一个或多个地面交通工具的移动,所述一个或多个地面交通工具携带所述定位设备集合中的一个或多个定位设备。

在示例98中,示例84到97中的任一项的方法可任选地进一步包括控制一个或多个地面交通工具的移动,所述一个或多个地面交通工具携带所述至少三个参考定位设备中的一个或多个定位设备。

在示例99中,示例84到98中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将由所述交通工具控制系统控制)包括一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例100中,示例84到99中的任一项的方法可任选地进一步包括:由一个或多个附加定位设备来确定表示所述至少三个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的位置的附加参考位置信息。所述一个或多个附加定位设备可以按比所述至少三个参考定位设备更大的最大定位范围操作。所述一个或多个附加定位设备中的每一者可包括gps跟踪器以提供所述一个或多个附加定位设备的gps坐标。

示例101是一种用于控制一个或多个交通工具的方法,所述方法包括:确定表示定位设备集合中的至少三个参考定位设备相对于彼此的位置关系的参考位置信息;确定表示一个或多个交通工具相对于所述定位设备集合中的一个或多个定位设备的位置关系的交通工具位置信息;基于由所述至少三个参考定位设备提供的所述参考位置信息来确定参考坐标系;基于由所述定位设备集合中的所述一个或多个定位设备提供的所述交通工具位置信息来确定所述一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的当前位置;接收所述一个或多个交通工具中的每一者在所述参考坐标系内的目标位置;以及控制所述一个或多个交通工具从各自当前位置到各自目标位置的移动。

在示例102中,示例101的方法的特征可任选地进一步包括:所述至少三个参考定位设备包括第一参考定位设备、第二参考定位设备和第三参考定位设备,并且其中所述参考位置信息表示所述第二参考定位设备相对于所述第一参考定位设备的第一位置关系以及所述第三参考定位设备相对于所述第一参考定位设备的第二位置关系。

在示例103中,示例102的方法的特征可任选地进一步包括:所述第一参考定位设备的位置限定所述参考坐标系的原点,所述第一位置关系限定所述参考坐标系的第一轴,所述第二位置关系限定所述参考坐标系的第二轴,并且其中所述第一轴和所述第二轴限定所述参考坐标系的第三轴。

在示例104中,示例101到103中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述定位设备集合中的每一个定位设备包括超宽带定位设备,并且其中所述一个或多个交通工具(将被控制)中的每一者包括超宽带定位设备。

在示例105中,示例101到104中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将被控制)中的每一者包括超宽带跟踪器。

在示例106中,示例104或105的方法的特征可任选地进一步包括:所述超宽带定位设备被配置成用超过500mhz或者对应算术中心频率的20%的信号带宽来发送和/或接收一个或多个信号。

在示例107中,示例104到106中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述超宽带定位设备被配置成在从约3.1ghz到约10.6ghz的频率范围内发送和/或接收一个或多个信号。

在示例108中,示例101到107中的任一项的方法可任选地进一步包括:接收所述至少三个参考定位设备中的至少一个定位设备在地理坐标系内的位置。

在示例109中,示例101到108中的任一项的方法可任选地进一步包括:接收所述至少三个参考定位设备中的至少一个定位设备的当前全球定位系统(gps)坐标;接收所述至少一个参考定位设备的目标全球定位系统(gps)坐标;以及控制所述至少一个参考定位设备从所述当前全球定位系统(gps)坐标到所述目标全球定位系统(gps)坐标的移动。

在示例110中,示例101到109中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述参考位置信息(例如,由所述至少三个参考定位设备)在预定义时间确定。

在示例111中,示例101到110中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述参考位置信息是以超过1hz的重复率确定的。

在示例112中,示例101到111中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述参考坐标系是在预定义时间确定的。

在示例113中,示例101到112中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述参考坐标系是以超过1hz的重复率确定的。

在示例114中,示例101到113中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将被控制)中的每一者的当前位置是在预定义时间确定的。

在示例115中,示例101到114中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将被控制)中的每一者的当前位置是以大于1hz的重复率确定的。

在示例116中,示例101到115中的任一项的方法可任选地进一步包括控制一个或多个无人驾驶飞行器的飞行,所述一个或多个无人驾驶飞行器携带所述定位设备集合中的一个或多个定位设备。

在示例117中,示例101到116中的任一项的方法可任选地进一步包括控制一个或多个无人驾驶飞行器的飞行,所述一个或多个无人驾驶飞行器携带所述至少三个参考定位设备中的一个或多个定位设备。

在示例118中,示例101到117中的任一项的方法可任选地进一步包括:确定表示所述定位设备集合中的至少一个附加定位设备相对于所述至少三个参考定位设备的位置关系的附加位置信息。

在示例119中,示例101到118中的任一项的方法可任选地进一步包括:确定表示所述一个或多个交通工具相对于所述至少一个附加定位设备的附加位置关系的附加交通工具位置信息,其中所述一个或多个交通工具中的每一者的当前位置的确定基于所述附加交通工具位置信息。

在示例120中,示例118或119的方法可任选地进一步包括控制至少一个无人驾驶飞行器的飞行,所述至少一个无人驾驶飞行器携带所述至少一个附加定位设备。

在示例121中,示例101到120中的任一项的方法可任选地进一步包括控制一个或多个地面交通工具的移动,所述一个或多个地面交通工具携带所述定位设备集合中的一个或多个定位设备。

在示例122中,示例101到121中的任一项的方法可任选地进一步包括控制一个或多个地面交通工具的移动,所述一个或多个地面交通工具携带所述至少三个参考定位设备中的一个或多个定位设备。

在示例123中,示例101到122中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个交通工具(将被控制)包括一个或多个无人驾驶飞行器。

在示例124中,示例101到123中的任一项的方法可任选地进一步包括:由一个或多个附加定位设备来确定表示所述至少三个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备的位置的附加参考位置信息。

在示例125中,示例101到124中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备以比所述至少三个参考定位设备更大的最大定位范围操作。

在示例126中,示例101到125中的任一项的方法的特征可任选地进一步包括:所述一个或多个附加定位设备中的每一者包括用于提供所述一个或多个附加定位设备的全球定位系统(gps)坐标的全球定位系统(gps)跟踪器。

示例127是一种用于定位一个或多个交通工具的方法,所述方法包括:确定多个参考定位设备中的每一个参考定位设备的参考位置,其中所述多个参考定位设备中的一个或多个参考定位设备被安装在无人驾驶飞行器处;基于所确定的参考位置来确定参考坐标系;确定一个或多个交通工具在所述参考坐标系中的当前位置。

示例127的用于定位一个或多个交通工具的方法可包括先前示例的一个或多个方面。

在某些方面,本文描述的任何方法可以部分地或完全被实现为具有程序指令的非瞬态计算机可读介质,这些程序指令在被执行时使得一个或多个处理器执行该方法的至少一部分或全部。

虽然已经参照具体方面具体地示出和描述了本公开,但本领域技术人员应当理解,可对本发明作出形式上和细节上的各种变化而不背离如所附权利要求所限定的本公开的精神和范围。因此,本公开的范围由所附权利要求表示并且因此旨在涵盖落在权利要求的等效含义和范围内的所有变化。

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