不可預測的交通工具導航的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的名稱為不可預測的交通工具導航??刂平煌üぞ?200)的移動的系統(tǒng)和方法。鑒定交通工具(200)的目前狀態(tài)(238)。目前狀態(tài)(238)包括交通工具(200)的目前位置。由處理器單元(1104)選擇交通工具(200)的下一狀態(tài)(240)。下一狀態(tài)(240)包括交通工具(200)的下一位置。隨機選擇交通工具(200)的下一狀態(tài)(240)的屬性的值??刂平煌üぞ?200)的移動以將交通工具(200)從目前狀態(tài)(238)移動至下一狀態(tài)(240)。
【專利說明】不可預測的交通工具導航【技術領域】
[0001]本公開一般地涉及控制交通工具的移動的系統(tǒng)和方法。更具體地,本公開涉及以不可預測的方式自動控制交通工具的移動。
【背景技術】
[0002]有人駕駛的和無人駕駛的航空器可用于進行多種軍事任務和其他任務。例如,可由航空器進行的一種類型的任務是監(jiān)視任務。在這種情況下,航空器可從基地飛行至接近興趣點的位置。航空器隨后可在接近興趣點的區(qū)域中飛行,同時航空器上的監(jiān)視設備對準(train)興趣點。監(jiān)視設備可包括例如在航空器上的成像系統(tǒng)和其他系統(tǒng),用于獲得關于興趣點的信息。
[0003]為航空器的監(jiān)視任務或其他任務的目標的興趣點可為靜止或移動的。例如,興趣點可為建筑物、固定的武器系統(tǒng)或另一個靜止的軍事、工業(yè)或其他興趣物體??蛇x地,興趣點可為移動的人、交通工具、交通工具的護送隊或另一個移動興趣物體。
[0004]各種約束可以限制可控制航空器在接近興趣點的區(qū)域中進行任務的方式。例如,可由航空器的能力、由航空器上用于進行任務的設備的能力、由天氣或其他環(huán)境條件、由待進行的任務的具體細節(jié)或由其他因素或因素的組合施加(impose)這些約束。
[0005]航空器的性能能力可限制任務期間航空器在接近興趣點的區(qū)域中可飛行的海拔和速度。航空器上的監(jiān)視設備或其他設備的能力可指示航空器在進行監(jiān)視任務或其他任務時可飛行的距離興趣點的最大距離。
[0006]地形、天氣或其他環(huán)境條件可限制航空器可使用進行任務的接近興趣點的區(qū)域。例如,風暴、敵人雷達定位或其他條件或條件的組合可在接近興趣點產(chǎn)生航空器不應飛行通過的“禁飛區(qū)”。進入陣位時間的限制(time on station limitations)、監(jiān)視圖像質量要求或監(jiān)視任務或其他任務的其他具體要求也可約束在任務期間航空器在接近興趣點的區(qū)域中如何飛行。
[0007]可期望當航空器在接近興趣點的區(qū)域中進行任務時,航空器不被敵軍偵查到。偵查到在接近興趣點進行任務的航空器可使得敵軍采取行動阻撓該任務。例如,響應偵查到的在接近興趣點飛行的航空器的存在,興趣物體可由敵軍移動或隱藏,企圖阻止通過航空器成功完成監(jiān)視任務。
[0008]偵查到在接近興趣點進行任務的航空器的存在可導致敵軍對航空器的襲擊。這樣的襲擊可迫使航空器放棄該任務。在最壞的情況下,這樣的襲擊可導致航空器損壞。
[0009]用于控制航空器飛行的目前的系統(tǒng)和方法可向飛行員提供很少——如果有的話——的幫助,以滿足在接近興趣點區(qū)域中進行任務的各種約束的方式控制航空器的移動。目前,自動導航系統(tǒng)可用于控制航空器從一個位置至另一個位置的飛行。在接近興趣點的區(qū)域中進行任務的背景下,自動導航系統(tǒng)可用于自動控制航空器從基地至接近興趣點的位置的飛行。然而,目前的自動導航系統(tǒng)不適于控制航空器在接近興趣點的區(qū)域中的移動,以在該區(qū)域中進行監(jiān)視任務或其他任務。特別地,用于在接近興趣點的區(qū)域中控制航空器移動的目前的系統(tǒng)和方法可能不降低航空器在該區(qū)域中進行任務時被敵軍偵查到的可能性。
[0010]因此,具有考慮以上討論的問題中的一個或多個以及可能的其他問題的方法和裝
置將是有益的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本公開的說明性實施方式提供了控制交通工具的移動的方法。鑒定交通工具的目前狀態(tài)。目前狀態(tài)包括交通工具的目前位置。交通工具的下一狀態(tài)由處理器單元選擇。所述下一狀態(tài)包括交通工具的下一位置。隨機選擇交通工具下一狀態(tài)的屬性的值??刂平煌üぞ叩囊苿右詫⒔煌üぞ邚哪壳盃顟B(tài)移動至下一狀態(tài)。
[0012]另一個說明性實施方式提供了包括處理器單元的裝置,所述處理器單元被配置以鑒定交通工具的目前狀態(tài)、選擇交通工具的下一狀態(tài)和隨機選擇交通工具的下一狀態(tài)的屬性的值。目前狀態(tài)包括交通工具的目前位置。所述下一狀態(tài)包括交通工具的下一位置。
[0013]另一個說明性實施方式提供了控制交通工具的移動的另一個方法。鑒定交通工具的目前狀態(tài)。目前狀態(tài)包括交通工具的目前位置。交通工具的可能的下一狀態(tài)由處理器單元鑒定。可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值由處理器單元鑒定。該狀態(tài)值為交通工具處于可能的下一狀態(tài)的時間(times)的函數(shù)。利用狀態(tài)值從可能的下一狀態(tài)中選擇交通工具的下一狀態(tài)。所述下一狀態(tài)包括交通工具的下一位置。
[0014]在圖和正文中,在一方面,公開了控制交通工具200的移動的方法,包括鑒定交通工具200的目前狀態(tài)238,其中目前狀態(tài)238包括交通工具200的目前位置;由處理器單元1104選擇交通工具200的下一狀態(tài)240,其中下一狀態(tài)240包括交通工具200的下一位置;隨機選擇交通工具200的下一狀態(tài)240的屬性的值;和控制交通工具200的移動,以將交通工具200從目前狀態(tài)238移動至下一狀態(tài)240。
[0015]可選地,該方法可包括其中從交通工具200的下一位置、交通工具200的海拔306、交通工具200的速度308和交通工具200的方位311中選擇交通工具200的下一狀態(tài)240的屬性。
[0016]可選地,該方法可包括其中選擇交通工具200的下一狀態(tài)240包括鑒定交通工具200的可能的下一狀態(tài);鑒定可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值253 ;和利用狀態(tài)值253從可能的下一狀態(tài)中選擇下一狀態(tài)240。
[0017]可選地,該方法可包括其中鑒定可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值253包括鑒定交通工具200處于可能的下一狀態(tài)的時間。
[0018]可選地,該方法可包括其中選擇下一狀態(tài)240包括從許多具有最佳狀態(tài)值253的可能的下一狀態(tài)中隨機選擇下一狀態(tài)240。
[0019]可選地,該方法可進一步包括響應選擇下一狀態(tài)240,改變被選擇為下一狀態(tài)240的一個可能的下一狀態(tài)的一個狀態(tài)值253。
[0020]可選地,該方法可進一步包括其中從無人駕駛的交通工具214、有人駕駛的交通工具212、航空器206、陸地交通工具208、海上交通工具210和水下交通工具211中選擇交通工具200。
[0021]在一方面,公開了包括處理器單元1104的裝置,所述處理器單元1104被配置為鑒定交通工具200的目前狀態(tài)238,其中目前狀態(tài)238包括交通工具200的目前位置;選擇交通工具200的下一狀態(tài)240,其中下一狀態(tài)240包括交通工具200的下一位置;和隨機選擇交通工具200的下一狀態(tài)240的屬性的值。
[0022]可選地,該裝置可包括其中從交通工具200的下一位置、交通工具200的海拔306、交通工具200的速度308和交通工具200的方位中選擇交通工具200的下一狀態(tài)240的屬性。
[0023]可選地,該裝置可包括其中處理器單元1104進一步被配置為:鑒定交通工具200的可能的下一狀態(tài);鑒定可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值253 ;和利用狀態(tài)值253從可能的下一狀態(tài)中選擇下一狀態(tài)240。
[0024]可選地,該裝置可包括其中處理器單元1104被配置為通過鑒定交通工具200處于可能的下一狀態(tài)的時間鑒定可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值253。
[0025]可選地,該裝置可包括其中處理器單元1104被配置為從許多具有最佳狀態(tài)值253的可能的下一狀態(tài)中隨機選擇下一狀態(tài)240。
[0026]可選地,該裝置可包括其中處理器單元1104被進一步配置為響應選擇下一狀態(tài)240,改變被選擇為下一狀態(tài)240的一個可能的下一狀態(tài)之一的一個狀態(tài)值253。
[0027]可選地,該裝置可包括其中從無人駕駛的交通工具214、有人駕駛的交通工具212、航空器206、陸地交通工具208、海上交通工具210和水下交通工具211中選擇交通工具 200。
[0028]在一方面,公開了控制交通工具200的移動的方法,包括鑒定交通工具200的目前狀態(tài)238,其中目前狀態(tài)238包括交通工具200的目前位置;由處理器單元1104鑒定交通工具200的可能的下一狀態(tài);由處理器單元1104鑒定可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值253,其中狀態(tài)值253為交通工具200處于可能的下一狀態(tài)的時間的函數(shù);和利用狀態(tài)值253從可能的下一狀態(tài)中選擇交通工具200的下一狀態(tài)240,其中下一狀態(tài)240包括交通工具200的下一位置。
[0029]可選地,該方法可進一步包括隨機選擇交通工具200的下一狀態(tài)240的屬性的值,其中從交通工具200的下一位置、交通工具200的海拔306、交通工具200的速度308和交通工具200的方位311中選擇屬性。
[0030]可選地,該方法可進一步包括自動控制交通工具200的移動,以將交通工具200從目前狀態(tài)238移動至下一狀態(tài)240。
[0031]可選地,該方法可進一步包括其中選擇交通工具200的下一狀態(tài)240包括從許多具有最佳狀態(tài)值253的可能的下一狀態(tài)中隨機選擇下一狀態(tài)240。
[0032]可選地,該方法可進一步包括響應選擇下一狀態(tài)240,改變被選擇為下一狀態(tài)240的一個可能的下一狀態(tài)的一個狀態(tài)值253。
[0033]可選地,該方法可進一步包括其中從無人駕駛的交通工具214、有人駕駛的交通工具212、航空器206、陸地交通工具208、海上交通工具210和水下交通工具211中選擇交通工具200。
[0034]特征、功能和益處可以在本公開的不同的實施方式中獨立實現(xiàn),或可在其他實施方式中結合,其中進一步的細節(jié)參考以下說明書和附圖可見?!緦@綀D】
【附圖說明】
[0035]被認為是說明性實施方式的特性的新特征在所附權利要求中提出。然而,當結合附圖閱讀時,說明性實施方式以及其優(yōu)選使用模式、進一步的目標和優(yōu)點將通過參考以下本公開的說明性實施方式的詳述最好地進行理解,其中:
[0036]圖1為根據(jù)說明性實施方式的無人駕駛的航空器的不可預測的導航的圖示;
[0037]圖2為根據(jù)說明性實施方式的交通工具和自動導航系統(tǒng)的方塊圖的圖示;
[0038]圖3為根據(jù)說明性實施方式的交通工具的狀態(tài)的方塊圖的圖示;
[0039]圖4為根據(jù)說明性實施方式的交通工具的許多可能的狀態(tài)的圖示;
[0040]圖5為用于根據(jù)說明性實施方式鑒定交通工具的狀態(tài)值的函數(shù)的圖示;
[0041]圖6為根據(jù)說明性實施方式控制交通工具狀態(tài)的過程的流程圖的圖示;
[0042]圖7為根據(jù)說明性實施方式選擇交通工具下一狀態(tài)的過程的流程圖的圖示;
[0043]圖8為對根據(jù)說明性實施方式的交通工具的狀態(tài)選擇的海拔值的分布的圖示;
[0044]圖9為對根據(jù)說明性實施方式的交通工具的狀態(tài)選擇的速度值的分布的圖示;
[0045]圖10為根據(jù)說明性實施方式的航空器的模擬飛行路徑的圖示;和
[0046]圖11為根據(jù)說明性實施方式的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方塊圖的圖示。
[0047]發(fā)明詳述
[0048]不同的說明性實施方式理解并考慮許多不同的考慮因素。如本文參考項目所用的“許多”表示一個或多個項目。例如,“許多不同的考慮因素”表示一種或多種不同的考慮因素。
[0049]不同的說明性實施方式理解和考慮航空器可從基地移動至接近興趣點的位置,以進行監(jiān)視任務。在交通工具到達航空器上的監(jiān)視傳感器可看到興趣點的位置后,航空器可被置于在興趣點周圍的固定飛行路徑上。航空器可重復興趣點周圍的相同的飛行路徑,直到已經(jīng)收集了足夠的信息。不同的說明性實施方式理解和考慮在興趣點周圍以重復方式飛行的航空器可更有可能被敵軍偵查到。在過去,在興趣點周圍使用重復的飛行路徑已經(jīng)導致敵軍行動造成的航空器損壞。
[0050]不同的說明性實施方式也理解和考慮用于降低在接近興趣點的區(qū)域中飛行的航空器被敵軍偵查到的可能性的目前步驟是在接近興趣點航空器的飛行員手動改變交通工具的飛行路徑。然而,在連續(xù)改變和非重復的飛行路徑上駕駛航空器對飛行員產(chǎn)生操作負擔并增加飛行員疲勞。結果,對于飛行員來說,在接近興趣點的區(qū)域中進行監(jiān)視任務或其他任務期間,保持航空器的飛行路徑不重復地通過或接近相同點數(shù)次是困難的。
[0051]不同的說明性實施方式也理解和考慮在接近興趣點飛行員也可能不得不手動調節(jié)航空器的飛行路徑,以便避免禁飛區(qū)或滿足其他約束。手動調節(jié)航空器的飛行路徑以滿足這樣的約束可進一步增加飛行員疲勞。
[0052]不同的說明性實施方式也理解和考慮用于控制航空器相對于興趣點飛行的目前的系統(tǒng)和方法可假定興趣點是靜止的。用于控制航空器相對于興趣點飛行的目前的系統(tǒng)和方法可能不適于響應在興趣點上進行監(jiān)視任務或其他任務期間興趣點移動而調整航空器的飛行路徑。
[0053]不同的說明性實施方式提供了用于以降低交通工具可被敵軍偵查到的可能性的方式在接近興趣點的區(qū)域中控制交通工具諸如航空器的移動,同時也滿足各種任務約束的系統(tǒng)和方法。根據(jù)說明性實施方式,可控制交通工具,以便以不可預測的方式在接近興趣點的區(qū)域中移動。可使用算法,以最小化交通工具在接近興趣點的區(qū)域中進行任務期間顯示相同狀態(tài)的的次數(shù)的方式,自動控制交通工具的移動。例如,受控以飛行不可預測的飛行路徑的航空器可模擬自然物體,由此使航空器能夠隱藏在自然的雜亂回波(clutter)中。根據(jù)說明性實施方式,可響應在興趣點上交通工具進行任務期間興趣點的移動,自動調整交通工具在接近興趣點的區(qū)域中的移動。
[0054]首先轉到圖1,根據(jù)說明性實施方式描繪了無人駕駛的航空器的不可預測的導航的圖示。在該說明性實施例中,無人駕駛的航空器100相對于興趣點102進行監(jiān)視任務或其他任務。興趣點102可為靜止的或移動的。
[0055]無人駕駛的航空器100的移動可由操作員104控制。操作員104可為在遠程位置106上的人類飛行員或其他操作員。遠程位置106可為不在無人駕駛的航空器100上的任何位置。操作員104可在遠程位置106上使用遠程控制系統(tǒng)108,以控制無人駕駛的航空器100的移動。遠程控制系統(tǒng)108可經(jīng)通信鏈路109與無人駕駛的航空器100通信。通信鏈路109可包括用于在遠程控制系統(tǒng)108和無人駕駛的航空器100之間提供信號以控制無人駕駛的航空器100的任何合適的通信鏈路。例如,不受限制的,遠程控制系統(tǒng)108可經(jīng)包括衛(wèi)星110在內(nèi)的通信鏈路109或利用任何其他合適的通信鏈路與無人駕駛的航空器100通?目。
[0056]根據(jù)說明性實施方式,操作員104可在接近興趣點102的區(qū)域中開始(engage)和脫離(disengage)控制無人駕駛的航空器100的移動的自動導航系統(tǒng)。當開始自動導航系統(tǒng)時,可自動控制無人駕駛的航空器100,以在接近興趣點102的區(qū)域中沿不可預測的飛行路徑移動。當脫離自動導航系統(tǒng)時,操作員104可經(jīng)遠程控制系統(tǒng)108手動控制無人駕駛的航空器100的移動。
[0057]根據(jù)說明性實施方式,當在接近興趣點102的區(qū)域中進行任務時,可控制無人駕駛的航空器100,以遵循飛行路徑114。飛行路徑114可為非重復和不可預測的。例如,飛行路徑114可以由自動導航系統(tǒng)以如此方式確定,以便在興趣點102上進行任務的過程期間,無人駕駛的航空器100通過相同點或以其他方式顯示相同的移動狀態(tài)的次數(shù)最小化。遵循飛行路徑114的無人駕駛的航空器100不太可能被敵軍偵查到。
[0058]無人駕駛的航空器100的飛行路徑114也可滿足各種約束,所述約束可針對在接近興趣點102的區(qū)域中由無人駕駛的航空器100進行的任務而施加。例如,一個這樣的約束可要求無人駕駛的航空器100距興趣點102的距離不比由虛線116指示的距離更遠,并且當該任務由無人駕駛的航空器100進行時,無人駕駛的航空器100距興趣點102的距離不比由虛線118指示的距離更近。因此,在該實施例中,無人駕駛的航空器100的飛行路徑114可被自動限制為距興趣點102的距離范圍在虛線116和118之間的區(qū)域。
[0059]在該實施例中,在接近興趣點102的區(qū)域中已經(jīng)鑒定了禁飛區(qū)120。例如,沒有限制的,禁飛區(qū)120可為處于由敵軍雷達系統(tǒng)監(jiān)視下的區(qū)域、橫跨國際邊境的區(qū)域或在興趣點102上進行任務期間無人駕駛的航空器100不應通過的任何其他區(qū)域。根據(jù)說明性實施方式,可自動約束無人駕駛的航空器100的飛行路徑114以避免禁飛區(qū)120。
[0060]可在無人駕駛的航空器100被部署至接近興趣點102的區(qū)域之前鑒定可用于確定無人駕駛的航空器100的飛行路徑114的各種約束。在無人駕駛的航空器100進入陣位(on station)在興趣點102上進行任務的時間期間,也可建立或改變可用于確定無人駕駛的航空器100的飛行路徑114的各種約束。根據(jù)說明性實施方式,可自動調整無人駕駛的航空器100的飛行路徑114,以在無人駕駛的航空器100進入陣位在接近興趣點102的區(qū)域中進行任務的時間期間,滿足可被建立或改變的任何這樣的約束。
[0061]例如,當無人駕駛的航空器100在接近興趣點102進入陣位時,這樣的約束可由操作員104建立或改變。例如,沒有限制的,當無人駕駛的航空器100飛行接近興趣點102時,操作員104可建立禁飛區(qū)120、改變禁飛區(qū)120的范圍或消除禁飛區(qū)120。
[0062]作為另一個實施例,這樣的約束可在無人駕駛的航空器100進入陣位在興趣點102上進行任務的時間期間自動改變。例如,沒有限制的,禁飛區(qū)120可隨時間自動改變。沒有限制的,作為一個實例,禁飛區(qū)120可與移動的天氣條件、移動的交通工具或一些其他移動的或以其他方式改變的物體或條件相關。在這種情況下,禁飛區(qū)120可自動移動或以其他方式改變形狀或大小或兩者,這是因為在無人駕駛的航空器100在接近興趣點102的區(qū)域中進行任務的時間期間,與禁飛區(qū)120相關的條件或物體移動或以其他方式改變。
[0063]如將在以下更詳細描述的,根據(jù)說明性實施方式,飛行路徑114可通過鑒定無人駕駛的航空器100的目前狀態(tài)自動確定并且隨后自動選擇可最好地滿足各種標準的無人駕駛的航空器100的下一狀態(tài)。無人駕駛的航空器100的目前狀態(tài)可包括無人駕駛的航空器100的目前位置。無人駕駛的航空器100的下一狀態(tài)可包括無人駕駛的航空器100的下一位置。隨后可控制無人駕駛的航空器100,以從第一狀態(tài)移動至第二狀態(tài)。
[0064]用于選擇無人駕駛的航空器100的下一狀態(tài)的標準可包括,例如,最小化在興趣點102上進行任務期間無人駕駛的航空器100重復處于相同狀態(tài)的可能性。滿足該標準產(chǎn)生非重復的并且因此不可預測的無人駕駛的航空器100的飛行路徑114。不可預測的飛行路徑降低了無人駕駛的航空器100在接近興趣點102的區(qū)域中進行任務期間被敵軍偵查到的可能性。
[0065]可用于選擇無人駕駛的航空器100的下一狀態(tài)的其他標準可包括與各種任務約束相關的標準。這樣的其他標準可防止無人駕駛的航空器100的下一狀態(tài)被選擇為可能違背這樣的約束的任何狀態(tài)。
[0066]在說明的實施例中,無人駕駛的航空器100處于在點122上的目前狀態(tài)。無人駕駛的航空器100的下一狀態(tài)被選擇為在點124上??勺詣涌刂茻o人駕駛的航空器100,以從點122移動至點124。當無人駕駛的航空器100移動至點124時,在點124上的無人駕駛的航空器100的狀態(tài)變?yōu)槟壳盃顟B(tài)。無人駕駛的航空器100的下一狀態(tài)隨后可被選擇為處于點126等,以形成無人駕駛的航空器100的飛行路徑114。飛行路徑114不重復地通過或接近相同點,并且因此是不可預測的。飛行路徑114也滿足保留在虛線116和118之間的區(qū)域中并且不進入禁飛區(qū)120的約束。
[0067]現(xiàn)在轉到圖2,根據(jù)說明性實施方式描繪了交通工具和自動導航系統(tǒng)的方塊圖的圖示。交通工具200可為在接近興趣點202的區(qū)域中進行任務的任何交通工具。根據(jù)說明性實施方式,自動導航系統(tǒng)204被配置為在接近興趣點202的區(qū)域中以不可預測的方式自動移動交通工具200,該不可預測的方式降低了交通工具200可被敵軍偵查到的可能性,同時也滿足用于在興趣點202上成功完成任務的任何約束。
[0068]交通工具200可為航空器206、陸地交通工具208、海上交通工具210或水下交通工具211。航空器206可為被配置為穿過空氣行進的任何交通工具。例如,航空器206可包括固定翼、螺旋槳或輕于空氣的航空飛行器。圖1中的無人駕駛的航空器100為航空器206的一個執(zhí)行的實例。陸地交通工具208可包括被配置為在陸地上行進的任何交通工具。海上交通工具210可包括被配置為在水面上行進的任何交通工具。水下交通工具211可包括被配置為在水面下行進的任何交通工具。
[0069]交通工具200可為被配置為在任何介質中或介質的不同組合中行進的任何交通工具。例如,沒有限制的,交通工具200可為被配置為在陸地和水兩者上行進的水陸交通工具。作為另一個實例,交通工具200可為被配置為穿過空氣并在外部空間中行進的航空航天交通工具。
[0070]交通工具200也可為有人駕駛的交通工具212或無人駕駛的交通工具214。有人駕駛的交通工具212可包括由位于交通工具200上的人類操作員控制的任何交通工具。無人駕駛的交通工具214可包括由不位于交通工具200上的操作員控制的任何交通工具。圖1中的無人駕駛的航空器100為無人駕駛的交通工具214的一個執(zhí)行的實例。
[0071]交通工具200可包括用于操作交通工具200的各種系統(tǒng),以在接近興趣點202的區(qū)域中進行任務。例如,沒有限制的,交通工具200可包括推進系統(tǒng)216、控制系統(tǒng)218、通信系統(tǒng)220和任務系統(tǒng)222。
[0072]推進系統(tǒng)216可包括被配置為移動交通工具200的任何系統(tǒng)。推進系統(tǒng)216可適于交通工具200的類型和在其上或通過其移動交通工具200的介質。例如,沒有限制的,對于航空器206,推進系統(tǒng)216可包括推進器、噴氣發(fā)動機或其他合適的移動交通工具200通過空氣的系統(tǒng)。
[0073]控制系統(tǒng)218可包括用于控制交通工具200的移動的任何系統(tǒng)。例如,沒有限制的,控制系統(tǒng)218可被配置為控制交通工具200的移動方向、交通工具200的移動速度、交通工具200的方位或交通工具200的移動的其他特性或特性組合??刂葡到y(tǒng)218可適于交通工具200的類型和可控制交通工具200的移動的各種方式。例如,沒有限制的,對于航空器206,控制系統(tǒng)218可包括各種可移動的飛行控制面,諸如方向舵、襟翼和副翼。
[0074]在一些例子中,推進系統(tǒng)216和控制系統(tǒng)218可完全或部分地組合。例如,沒有限制的,對于直升機或其他螺旋槳航空器,主旋翼可用于推進交通工具通過空氣并可受控以控制交通工具移動通過空氣。在該實例中,對于螺旋槳航空器,主旋翼為推進系統(tǒng)216和控制系統(tǒng)218兩者的一部分。
[0075]通信系統(tǒng)220可包括被配置為提供到達和來自交通工具200的聲音、數(shù)據(jù)或兩者的通信的任何系統(tǒng)。通信系統(tǒng)220可包括被配置為在交通工具200和任何其他交通工具或位置之間提供通信的系統(tǒng)。例如,沒有限制的,通信系統(tǒng)220可包括用于經(jīng)衛(wèi)星通信鏈路或利用任何其他通信介質和協(xié)議或任何通信設備、介質和協(xié)議的組合為交通工具200提供通信的系統(tǒng)。
[0076]任務系統(tǒng)222可包括交通工具200上的多個不同的系統(tǒng),其可用于在興趣點202上進行任務。例如,任務系統(tǒng)222可包括監(jiān)視系統(tǒng)224、武器系統(tǒng)226、其他任務系統(tǒng)228或用于在接近興趣點202的區(qū)域中進行各種任務的系統(tǒng)的不同組合。
[0077]監(jiān)視系統(tǒng)224可包括交通工具200上的進行監(jiān)視、情報或偵查任務的任何系統(tǒng)。例如,沒有限制的,監(jiān)視系統(tǒng)224可包括成像系統(tǒng),其可在任何頻率下進行操作,以獲得興趣點202上的影像。作為另一個實例,監(jiān)視系統(tǒng)224可包括雷達系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)或無源系統(tǒng),用于偵查興趣點202上的射頻信號或其他信號。
[0078]武器系統(tǒng)226可包括可從交通工具200部署或操作以在興趣點202上造成損害的任何系統(tǒng)。其他任務系統(tǒng)228可包括可對興趣點202上的某些任務特別有用的其他系統(tǒng)。例如,沒有限制的,對于搜索和救援任務,其他任務系統(tǒng)228可包括通信系統(tǒng)220,用于與在興趣點202上放下(downed)的機組人員或其他方保持無線電通信,直到額外的援助可到達。
[0079]可位于交通工具200上的具體任務系統(tǒng)222可取決于待進行的具體任務的性質和要求。由交通工具200進行的任務可具有多個目的。在這種情況下,可針對任務,在交通工具200上設置多個不同類型的任務系統(tǒng)222。例如,沒有限制的,待由交通工具200進行的任務可為獲得興趣點202上的情報(intelligence),并且取決于情報,在興趣點202上造成損害。在這種情況下,交通工具200上的任務系統(tǒng)222可包括監(jiān)視系統(tǒng)224和武器系統(tǒng)226兩者。
[0080]交通工具200在接近興趣點202的位置中進行任務的操作可由操作員230手動控制。例如,操作員230可手動控制推進系統(tǒng)216和控制系統(tǒng)218,以控制交通工具200移動到達接近興趣點202的區(qū)域并且在接近興趣點202的區(qū)域周圍移動。
[0081]任務系統(tǒng)222可自動操作或與操作員230結合。操作員230可手動控制任務系統(tǒng)222的操作。例如,沒有限制的,在接近興趣點202的區(qū)域中進行任務的過程中,操作員230可手動起動和停止(deactivate)監(jiān)視系統(tǒng)224、部署武器系統(tǒng)226、控制其他任務系統(tǒng)228或控制任務系統(tǒng)222的不同組合。
[0082]在交通工具200為無人駕駛的交通工具214的情況中,操作員230可從遠程控制系統(tǒng)232控制交通工具200的操作。遠程控制系統(tǒng)232可位于不在交通工具200上的任何位置處。遠程控制系統(tǒng)232可經(jīng)通信系統(tǒng)220與交通工具200通信。在遠程控制系統(tǒng)232上由操作員230進行的控制操作可產(chǎn)生合適的控制信號,用于控制交通工具200的操作。這些控制信號可從遠程控制系統(tǒng)232,如合適的,經(jīng)通信系統(tǒng)220,提供至交通工具200上的推進系統(tǒng)216、控制系統(tǒng)218和任務系統(tǒng)222。
[0083]在交通工具200為有人駕駛的交通工具212的情況中,操作員230可從交通工具200上控制交通工具200的操作。在這種情況中,交通工具200可在交通工具200上包括對于操作員230合適的控制界面,以便以合適的方式控制推進系統(tǒng)216、控制系統(tǒng)218和任務系統(tǒng)222,以在接近興趣點202的區(qū)域中進行任務。
[0084]根據(jù)說明性實施方式,自動導航系統(tǒng)204可被配置為自動控制交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中的移動,以進行期望的任務。自動導航系統(tǒng)204可被配置為控制交通工具200以不可預測的方式移動,以便在接近興趣點202的區(qū)域中交通工具200的移動不太可能被敵軍偵查到。自動導航系統(tǒng)204也可被配置為控制交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中以滿足與被進行的任務相關的各種約束的方式移動。
[0085]根據(jù)說明性實施方式,操作員230可開始自動導航234或脫離自動導航236。例如,沒有限制的,指示操作員230開始自動導航234或脫離自動導航236的決定的信號可從遠程控制系統(tǒng)232上經(jīng)交通工具200上的通信系統(tǒng)220提供給自動導航系統(tǒng)204。響應接收開始自動導航234的信號,自動導航系統(tǒng)204可開始自動控制交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中的移動。響應接收脫離自動導航236的信號,自動導航系統(tǒng)204可停止自動控制交通工具200的移動。因此,響應接收脫離自動導航236的信號,交通工具200的移動的控制可由自動控制返回操作員230的手動控制。
[0086]根據(jù)說明性實施方式,自動導航系統(tǒng)204可通過鑒定交通工具200的目前狀態(tài)238控制交通工具200的移動,利用合適的算法選擇交通工具200的下一狀態(tài)240,和隨后自動控制交通工具200從目前狀態(tài)238移動至下一狀態(tài)240。目前狀態(tài)238和下一狀態(tài)240是交通工具200的狀態(tài)241的實例。當交通工具200正在接近興趣點202的區(qū)域中移動以進行任務時,交通工具200的狀態(tài)241由描述交通工具200的各種屬性值限定。例如,沒有限制的,狀態(tài)241可包括交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中的位置??上薅ń煌üぞ?00的狀態(tài)241的其他屬性可包括,沒有限制的,交通工具200的速度、交通工具200的海拔、交通工具200的方位或其他屬性或這樣的屬性的不同組合。特別地,當交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中移動時可與交通工具200的可偵查性相關的交通工具200的屬性可用于限定交通工具200的狀態(tài)241。
[0087]可利用狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242鑒定交通工具200的目前狀態(tài)238。狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242可包括當交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中移動時鑒定交通工具200的各種屬性的目前值的任何設備或系統(tǒng)。例如,沒有限制的,狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242可包括基于衛(wèi)星的全球定位系統(tǒng)或鑒定交通工具200的目前位置的其他系統(tǒng)。狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242也可包括鑒定交通工具200的目前海拔的高度計。進一步地,狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242可包括鑒定限定目前狀態(tài)238的交通工具200的其他屬性的目前值的其他系統(tǒng)和設備。
[0088]限定交通工具200的目前狀態(tài)238的各種屬性的值可從狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242提供給自動導航系統(tǒng)204,用于選擇交通工具200的下一狀態(tài)240。鑒定交通工具200的目前狀態(tài)238的一些或全部信息也可從狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242提供給操作員230。例如,沒有限制的,這樣的信息可從狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242經(jīng)通信系統(tǒng)220提供給遠程控制系統(tǒng)232。這樣的信息可隨后被展示或以其他方式顯示給在遠程控制系統(tǒng)232上的操作員230。
[0089]自動導航系統(tǒng)204可包括下一狀態(tài)選擇器244。下一狀態(tài)選擇器244被配置為鑒定交通工具200的下一狀態(tài)240。根據(jù)說明性實施方式,下一狀態(tài)選擇器244被配置為基于交通工具200的目前狀態(tài)238從可能的狀態(tài)246選擇下一狀態(tài)240——如由狀態(tài)鑒定系統(tǒng)242鑒定的——和下一狀態(tài)約束248。
[0090]可能的狀態(tài)246為交通工具200可被移動進入的交通工具200的狀態(tài)??赡艿臓顟B(tài)246可由交通工具200的各種屬性250和屬性250的各種可能值252限定。例如,沒有限制的,屬性250可包括交通工具200的位置、速度和海拔。在這種情況下,值252可包括指示在接近興趣點202的區(qū)域中交通工具200的各種可能位置的值和在那些位置上交通工具200的各種可能速度和海拔??赡艿臓顟B(tài)246可包括交通工具200的其他或額外的屬性250??赡艿臓顟B(tài)246的屬性250的值252可為值的范圍。
[0091]可能的狀態(tài)246也可由狀態(tài)值253限定。狀態(tài)值253為與可能的狀態(tài)246中的每一個相關的值。狀態(tài)值253可指示為下一狀態(tài)240選擇可能的狀態(tài)246的單獨狀態(tài)的可取性。如將在以下更詳細地討論的,狀態(tài)值253可基于與可能的狀態(tài)246的屬性250相關的權重確定。該權重可指示自交通工具200處于可能的狀態(tài)246的每一個中起的時間量并反映交通工具200已經(jīng)具有與那些可能的狀態(tài)246相關的某些屬性250的值252的次數(shù)。[0092]根據(jù)說明性實施方式,下一狀態(tài)選擇器244可從可能的狀態(tài)246鑒定交通工具200的可能的下一狀態(tài)。這樣的可能的下一狀態(tài)可被鑒定為考慮各種下一狀態(tài)約束248,交通工具200從目前狀態(tài)238可移動至的可能的狀態(tài)246中的一些。由于交通工具200的操作能力,并且如可在接近興趣點202的區(qū)域中進行具體任務所要求的,下一狀態(tài)約束248可包括對交通工具200的移動的各種約束。
[0093]下一狀態(tài)約束248可包括保持交通工具200相對于興趣點202處于一定范圍的距離內(nèi)或處于另一關系中的要求。興趣點202可為靜止的262或移動的264。興趣點位置探測器266可用于鑒定興趣點202的目前位置。通過興趣點位置探測器266鑒定的興趣點202的位置可提供給下一狀態(tài)選擇器244,用于選擇滿足與興趣點202的目前位置相關的下一狀態(tài)約束248的下一狀態(tài)240。也可向操作員230提供通過興趣點位置探測器266鑒定的興趣點202的位置。例如,興趣點202的位置可經(jīng)通信系統(tǒng)220提供給遠程控制系統(tǒng)232上的操作員230。
[0094]下一狀態(tài)約束248可在交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中開始任務前建立。當交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中操作時,也可改變下一狀態(tài)約束248的一些或全部。例如,沒有限制的,下一狀態(tài)約束248可在接近興趣點202的區(qū)域中操作交通工具200期間由操作員230改變。這樣的對下一狀態(tài)約束248的改變可由操作員230從遠程控制系統(tǒng)232經(jīng)通信系統(tǒng)220提供給自動導航系統(tǒng)204。例如,沒有限制的,下一狀態(tài)約束248可包括在進行任務時交通工具200不應移動通過的禁飛區(qū)。在這種情況中,當交通工具200進入位置在接近興趣點202進行任務時,可由操作員230建立、改變或取消禁飛區(qū)。
[0095]作為另一個實例,當交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中操作時,可自動改變下一狀態(tài)約束248中的一些或全部。例如,沒有限制的,下一狀態(tài)約束248可包括與惡劣天氣的區(qū)域或可被自動追蹤的另一個移動的或以其他方式改變的條件相關的禁飛區(qū)。在這種情況中,當交通工具200響應在禁飛區(qū)基于的潛在條件中探測的改變進行操作時,可自動改變禁飛區(qū)。
[0096]下一狀態(tài)選擇器244可鑒定滿足下一狀態(tài)約束248并且具有最佳狀態(tài)值253的可能的狀態(tài)246中的一個或多個。在這種情況中,最佳狀態(tài)值253指示為下一狀態(tài)240的最佳選擇的可能的狀態(tài)246。鑒定滿足下一狀態(tài)約束248并且享有最佳狀態(tài)值253的可能的狀態(tài)246中的一個或多個的列表可暫時由下一狀態(tài)選擇器244存儲為最佳下一狀態(tài)的列表254。包括在最佳下一狀態(tài)的列表254中的可能的狀態(tài)246的狀態(tài)值253可暫時由下一狀態(tài)選擇器244存儲為最佳下一狀態(tài)的值256。
[0097]如果最佳下一狀態(tài)的列表254僅鑒定了具有最佳下一狀態(tài)的值256的一個可能的狀態(tài)246,則由下一狀態(tài)選擇器244選擇該一個可能的狀態(tài)246為下一狀態(tài)240。然而,如果最佳下一狀態(tài)的列表254鑒定多于一個具有相同的最佳下一狀態(tài)的值256的可能的狀態(tài)246,下一狀態(tài)選擇器244可隨機選擇在最佳下一狀態(tài)的列表254中鑒定的一個可能的狀態(tài)246為下一狀態(tài)240。下一狀態(tài)選擇器244可包括隨機性發(fā)生器258,用于隨機選擇在最佳下一狀態(tài)的列表254中鑒定的一個可能的狀態(tài)246為下一狀態(tài)240。例如,沒有限制的,隨機性發(fā)生器258可包括偽隨機數(shù)字產(chǎn)生器。
[0098]可能的狀態(tài)246的屬性250的值252可被鑒定為值的范圍。根據(jù)說明性實施方式,下一狀態(tài)選擇器244可從為選擇為下一狀態(tài)240的一個可能的狀態(tài)246的屬性250提供的值252的范圍中隨機選擇下一狀態(tài)240的屬性的具體值。例如,沒有限制的,下一狀態(tài)選擇器244可使用隨機性發(fā)生器258,以從值252的范圍中選擇下一狀態(tài)240的屬性的具體值。
[0099]在選擇下一狀態(tài)240后,可從自動導航系統(tǒng)204產(chǎn)生合適的控制信號,并提供給推進系統(tǒng)216和控制系統(tǒng)218,以自動控制交通工具200從目前狀態(tài)238移動至下一狀態(tài)240??蛇x地,下一狀態(tài)240可從自動導航系統(tǒng)204作為推薦提供給操作員230。例如,沒有限制的,鑒定下一狀態(tài)240的各種屬性的值的信息可從自動導航系統(tǒng)204經(jīng)通信系統(tǒng)220提供給操作員230。在這種情況中,操作員230可手動控制交通工具200從目前狀態(tài)238移動至下一狀態(tài)240。
[0100]在鑒定下一狀態(tài)240后,下一狀態(tài)選擇器244可觸發(fā)狀態(tài)值更新器260,以更新與選擇為下一狀態(tài)240的一個可能的狀態(tài)246相關的一個狀態(tài)值253。例如,狀態(tài)值更新器260可被配置為通過改變與選擇為下一狀態(tài)240的一個可能的狀態(tài)246的各種屬性250相關的權重,更新一個狀態(tài)值253。在任何情況中,可更新與選擇為下一狀態(tài)240的一個可能的狀態(tài)246相關的一個狀態(tài)值253,以便以如此方式改變一個狀態(tài)值253,使得選擇為下一狀態(tài)240的一個可能的狀態(tài)246不太可能由下一狀態(tài)選擇器244再次選擇為下一狀態(tài)240。因此,狀態(tài)值更新器260可以以如此方式更新可能的狀態(tài)246的狀態(tài)值253,使得自動導航系統(tǒng)204可以以非重復的方式控制交通工具200的移動。
[0101]當交通工具200在接近興趣點202的區(qū)域中進行任務時,可多次開始和脫離自動導航系統(tǒng)204。根據(jù)說明性實施方式,在自動導航系統(tǒng)204以如此方式被重新開始——以便當在脫離自動導航系統(tǒng)204前,由自動導航系統(tǒng)204控制的交通工具200的移動方式的任何部分都不太可能重復一后,自動導航系統(tǒng)204可控制交通工具200的移動。例如,沒有限制的,對于在接近興趣點202的區(qū)域中的任何具體的任務,在操作員230采取行動開始自動導航234后確定的狀態(tài)值253,可當操作員230采取行動脫離自動導航236時保持在它們的目前值。如上所述,當操作員230采取行動再次開始自動導航234時,以該方式保持在它們的目前值的狀態(tài)值253可再次由下一狀態(tài)選擇器244使用和由狀態(tài)值更新器260更新。作為另一個實例,操作員230可在任何時間下能夠重設可能的狀態(tài)246的狀態(tài)值253為初始值。
[0102]圖2的圖示不表示對可執(zhí)行不同的說明性實施方式的方式暗示物理或系統(tǒng)結構限制。除了說明的這些、代替說明的這些,或同時除了說明的這些和代替說明的這些,還可使用其他部件。在一些說明性實施方式中,一些部件可為不必要的。同樣地,顯示方塊以圖解一些功能部件。當在不同的說明性實施方式中執(zhí)行時,這些方塊中的一個或多個可被組合或分成不同的方塊。
[0103]例如,如本文描述的自動導航系統(tǒng)204和遠程控制系統(tǒng)232的各種功能可在許多數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中執(zhí)行。這些數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可位于交通工具200上、不位于交通工具200上但經(jīng)通信系統(tǒng)220與交通工具200通信或兩者。如本文描述的自動導航系統(tǒng)204和遠程控制系統(tǒng)232的各種功能因此可以以不同組合在交通工具200上實施、不在交通工具200上實施或在交通工具200上實施和不在交通工具200上實施兩者。
[0104]現(xiàn)在轉到圖3,根據(jù)說明性實施方式描繪了交通工具狀態(tài)的方塊圖的圖示。在該實施例中,狀態(tài)300為圖2中一個可能的狀態(tài)246的例子。
[0105]狀態(tài)300可由各種屬性302限定。屬性302可包括可與交通工具在接近興趣點的區(qū)域中的移動相關的交通工具的各種特性。例如,沒有限制的,屬性302可包括位置304、海拔306、速度308、訪問時間310、方位311、雷達橫截面312、IR特征314、聲學特征316、視覺輪廓(visual profile) 318、其他屬性320或屬性的不同組合。
[0106]位置304可以根據(jù)緯度322和經(jīng)度324或以另一個合適的方式表示。作為另一個實例,位置304可表示為位移,例如,交通工具距興趣點的距離和方向。訪問時間310可包括上一次狀態(tài)300為交通工具的目前狀態(tài)的指示。方位311可指的是二維或三維空間中交通工具的方位。例如,沒有限制的,對于航空器,方位311可包括俯仰、側滾(roll)和偏轉。雷達橫截面312、IR特征314、聲學特征316、視覺輪廓318和其他屬性320可與在興趣點上或接近興趣點或在另一個位置上的觀察者有關。
[0107]屬性302的一些可為屬性302的其他一些的函數(shù)。例如,沒有限制的,雷達橫截面312、IR特征314、聲學特征316、視覺輪廓318和其他屬性320可為方位311或屬性302的其他一些或屬性302的不同組合的函數(shù)。
[0108]可以為與狀態(tài)300相關的屬性302中的每一個規(guī)定屬性值325。屬性值325可為具體的值或可被表達為值的范圍326或兩者。例如,沒有限制的,位置304可通過限定具體點位置周圍的區(qū)域的值的范圍326限定。
[0109]屬性權重327也可與屬性302相關。當狀態(tài)300被選擇為交通工具的下一狀態(tài)時,屬性權重327可指示對于狀態(tài)300的屬性302,多久屬性值325中的一些被選擇一次。每次狀態(tài)300被選擇成為交通工具的下一狀態(tài)時,可更新屬性權重327。
[0110]屬性權重327可用于鑒定狀態(tài)300的狀態(tài)值328。狀態(tài)值328指示選擇狀態(tài)300為交通工具的下一狀態(tài)的可取性。例如,沒有限制的,當以降低狀態(tài)300被再次選擇為交通工具的下一狀態(tài)的可能性的方式選擇狀態(tài)300為交通工具的下一狀態(tài)時,可改變狀態(tài)值328??赏ㄟ^根據(jù)說明性實施方式的自動導航系統(tǒng)使用狀態(tài)值328,以便以如此方式選擇交通工具的下一狀態(tài),使得交通工具可在接近興趣位置的區(qū)域中以非重復的方式自動移動。
[0111]現(xiàn)在轉到圖4,根據(jù)說明性實施方式描繪了交通工具的許多可能的狀態(tài)的圖示。在該實施例中,可能的狀態(tài)400為圖2中可能的狀態(tài)246的一個執(zhí)行的實例的表示。
[0112]在該實施例中,可能的狀態(tài)400表示交通工具在接近興趣點的區(qū)域中的可能的位置??赡艿臓顟B(tài)400可通過將接近興趣點的區(qū)域分成二維方格進行鑒定。方格的每個部分的大小可例如基于交通工具的操作能力進行選擇。因此,方格的每個部分表示交通工具在接近興趣點的區(qū)域中的可能的狀態(tài)。
[0113]在該實施例中,可能的狀態(tài)400的位置屬性的屬性值為在方格的每個部分中心上的位置周圍的值的范圍。例如,中心點402周圍的陰影區(qū)域404限定一個可能的狀態(tài)400的位置屬性的屬性值。因此,當這一個可能的狀態(tài)400被選擇為交通工具的下一狀態(tài)時,交通工具將被移動至下一狀態(tài)的位置屬性的具體值可從陰影區(qū)域404內(nèi)的任何位置中進行隨機選擇。
[0114]現(xiàn)在轉到圖5,根據(jù)說明性實施方式描繪了用于鑒定交通工具的狀態(tài)值的函數(shù)的圖示。在該實施例中,函數(shù)500為鑒定圖2中的可能的狀態(tài)246的狀態(tài)值253的函數(shù)的一個執(zhí)行的實例。
[0115]根據(jù)說明性實施方式,使用狀態(tài)值鑒定選擇該狀態(tài)為交通工具的下一狀態(tài)的可取性。在該實施例中,狀態(tài)值可為分配給狀態(tài)的各種屬性的權重的函數(shù)。例如,狀態(tài)值可被確定為與狀態(tài)的海拔屬性相關的權重504、506和508的總和502的函數(shù)500、與狀態(tài)的速度屬性相關的權重512、514和516的總和510的函數(shù)500、與自交通工具處于該狀態(tài)的上一次起的時間相關的權重520、522和524的狄拉克δ函數(shù)526和與狀態(tài)的其他屬性相關的權重的函數(shù)528??梢砸匀绱朔绞竭x擇和改變權重504、506、508、512、514、516、520、522和524,使得由函數(shù)500確定的狀態(tài)值每次都改變,該狀態(tài)被選擇為交通工具的下一狀態(tài),以指示該狀態(tài)不太期望被再次選擇為交通工具的下一狀態(tài)。與由圖5中的實施例顯示的和通過本文的實施例描述的那些相比,函數(shù)500可為更多、更少或不同權重的函數(shù)和那些權重的函數(shù)。
[0116]例如,沒有限制的,較低的狀態(tài)值可指示狀態(tài)更期望被選擇為交通工具的下一狀態(tài)。在該實施例中,當與那些權重相關的相應屬性被選擇為交通工具的下一狀態(tài)的屬性時,權重504、506、508、512、514和516中合適的一些的值可增加選擇的量。
[0117]在該實施例中,狄拉克δ函數(shù)526的值可為與自交通工具處于該狀態(tài)的上一次起的時間相關的權重520、522和524之一的值??山o予權重520第一值,并與第一時間范圍相關。例如,沒有限制的,可給予權重520為5的值或另一個合適的值,并可與大約1-10秒的時間范圍或另一個時間范圍相關??山o予權重522小于權重520的第一值的第二值,并可與長于與權重520相關的第一時間范圍的第二時間范圍相關。例如,沒有限制的,可給予權重522為3的值或另一個合適的值,并可與大約10-60秒的時間范圍或另一個時間范圍相關??山o予權重524小于權重522的第二值的第三值,并可與長于與權重522相關的第二時間范圍的第三時間范圍相關。例如,沒有限制的,可給予權重524為I的值或另一個合適的值,并與超過60秒的時間范圍或另一個時間范圍相關。在這種情況中,如果自交通工具處于該狀態(tài)的上一次起的時間為11秒,則用于確定目前時間的函數(shù)500的值的狄拉克δ函數(shù)526的值將為3,權重522的值。
[0118]通過以所述方式選擇和調整權重504、506、508、512、514、516、520、522和524,每次當狀態(tài)被選擇成為交通工具的下一狀態(tài),由函數(shù)500鑒定的該狀態(tài)的值都增加,由此使該狀態(tài)再次被選擇成為交通工具的下一狀態(tài)是不太可能的。因此,利用函數(shù)500鑒定的狀態(tài)值可用于控制交通工具以不可預測的方式在接近興趣點的區(qū)域中移動,其中交通工具被控制以相同的狀態(tài)重復移動的可能性被降低。
[0119]現(xiàn)在轉到圖6,根據(jù)說明性實施方式描繪了控制交通工具狀態(tài)的過程的流程圖的圖示。圖6的過程可在例如在圖2中的自動導航系統(tǒng)204中執(zhí)行。
[0120]該過程通過鑒定交通工具的目前狀態(tài)開始(操作602)。例如,操作602可包括鑒定交通工具的目前位置和其他屬性。鑒定交通工具的所有可能的下一狀態(tài)(操作604)。例如,操作604可包括從交通工具的所有可能的狀態(tài)中鑒定交通工具的所有可能的下一狀態(tài)。所有可能的下一狀態(tài)可包括交通工具可從目前狀態(tài)移動至的滿足任何下一狀態(tài)約束的所有可能的狀態(tài)的子集。
[0121]交通工具的下一狀態(tài)從鑒定的可能的下一狀態(tài)中進行選擇(操作606)。操作606可包括利用可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值,其指示選擇可能的下一狀態(tài)為交通工具的下一狀態(tài)的可取性。選擇為下一狀態(tài)的狀態(tài)的屬性值可提供為值的范圍。在這種情況中,下一狀態(tài)的具體屬性值可從提供的值的范圍中隨機選擇(操作608)??筛逻x擇為下一狀態(tài)的狀態(tài)的狀態(tài)值(操作610)。例如,操作610可包括改變與選擇為下一狀態(tài)的狀態(tài)的各種屬性相關的權重。交通工具隨后可被自動控制,以從目前狀態(tài)移動至選擇的下一狀態(tài)(操作612),該過程此后終止。
[0122]現(xiàn)在轉到圖7,根據(jù)說明性實施方式描繪了選擇交通工具的下一狀態(tài)的過程的流程圖的圖示。在該實施例中,圖7中圖解的該過程為進行圖6中的操作606的過程的實例。
[0123]該過程通過從已經(jīng)被鑒定的所有可能的下一狀態(tài)中選擇可能的下一狀態(tài)開始(操作700)。隨后可確定下一狀態(tài)是否為死端(操作702)。操作702可包括先行操作(look-ahead operation),用于確定考慮中的可能的下一狀態(tài)是否為交通工具的如此下一狀態(tài),從該下一狀態(tài)交通工具不可被移動至任何隨后的下一狀態(tài)。操作702可包括查看一個或多個步驟的未來,以確定考慮中的可能的下一狀態(tài)是否可最終導致交通工具的死端狀態(tài),從該死端狀態(tài)交通工具不可移動至任何隨后的下一狀態(tài)。
[0124]如果考慮中的可能的下一狀態(tài)不為死端,則可確定考慮中的可能的下一狀態(tài)是否滿足各種下一狀態(tài)約束(操作704)。如果確定考慮中的可能的下一狀態(tài)確實滿足下一狀態(tài)約束,則鑒定考慮中的可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值(操作706)。該狀態(tài)值可指示選擇考慮中的可能的下一狀態(tài)為交通工具的下一狀態(tài)的可取性。
[0125]隨后確定考慮中的可能的下一狀態(tài)的鑒定的狀態(tài)值是否比目前最佳值更好(操作708)。如果確定考慮中的可能的下一狀態(tài)的值比目前最佳值更好,則該最佳狀態(tài)值被重設為考慮中的可能的下一狀態(tài)的鑒定的值(操作710),清除最佳下一狀態(tài)的列表(操作712),和將考慮中的可能的下一狀態(tài)添加至最佳下一狀態(tài)的列表(操作714)。隨后可確定是否有任何更多可能的下一狀態(tài)待被考慮(操作716)。
[0126]再次參考操作708,如果確定考慮中的可能的下一狀態(tài)的鑒定的狀態(tài)值不比目前最佳值更好,則可確定考慮中的可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值是否等于目前最佳狀態(tài)值(操作724)。如果確定考慮中的可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值等于目前最佳狀態(tài)值,則該過程前進至操作714,其中將考慮中的可能的下一狀態(tài)添加至最佳下一狀態(tài)的列表。隨后可確定是否有任何更多可能的下一狀態(tài)待被考慮(操作716)。
[0127]返回操作702、704和724,如果確定考慮中的可能的下一狀態(tài)為死端,則考慮中的可能的下一狀態(tài)不滿足下一狀態(tài)約束或考慮中的可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值不比目前最佳狀態(tài)值更好或等于目前最佳狀態(tài)值,則考慮中的可能的下一狀態(tài)不可被選擇為交通工具的下一狀態(tài)。在這些例子中,該過程直接前進至操作716,以確定是否有任何更多可能的下一狀態(tài)待被考慮。
[0128]如果在操作716確定有更多可能的下一狀態(tài)待被考慮,則該過程返回操作700,和選擇可能的下一狀態(tài)中的另一個進行考慮。否則,如果確定不具有任何更多可能的下一狀態(tài)待被考慮,則可確定在最佳下一狀態(tài)的列表上是否具有多于一種的狀態(tài)(操作718)。如果在最佳下一狀態(tài)的列表上沒有多于一種的狀態(tài),則列表上的唯一狀態(tài)被選擇為下一狀態(tài)(操作720),該過程隨后終止。再次參考操作718,如果確定在最佳下一狀態(tài)的列表上具有多于一種的狀態(tài),則交通工具的下一狀態(tài)可從在最佳下一狀態(tài)的列表上的該許多狀態(tài)中隨機選擇(操作722),該過程隨后終止。
[0129]現(xiàn)在轉到圖8,根據(jù)說明性實施方式描繪了為交通工具的狀態(tài)選擇的海拔值的分布的圖示。圖8的圖示顯示了通過模擬根據(jù)說明性實施方式的自動導航系統(tǒng)為具體狀態(tài)中的航空器選擇各種海拔的許多時間。在該實施例中,交通工具的狀態(tài)的海拔屬性的屬性值被提供為從7000英尺增長至8000英尺的大約1000英尺的海拔范圍。在該狀態(tài)中的交通工具的具體海拔從提供的海拔值的范圍中隨機選擇。結果,在該狀態(tài)中的交通工具的具體海拔是不可預測的。
[0130]現(xiàn)在轉到圖9,根據(jù)說明性實施方式描繪了為交通工具的狀態(tài)選擇的速度值的分布的圖示。圖9的圖示顯示了通過模擬根據(jù)說明性實施方式的自動導航系統(tǒng)為具體狀態(tài)中的航空器選擇各種速度的許多時間。在該實施例中,交通工具的狀態(tài)的速度屬性的屬性值被提供為從55節(jié)增長至65節(jié)的大約5節(jié)的速度范圍。在該狀態(tài)中的交通工具的具體速度從提供的速度值的范圍中隨機選擇。結果,在該狀態(tài)中的交通工具的具體速度是不可預測的。
[0131]現(xiàn)在轉到圖10,根據(jù)說明性實施方式描繪了航空器的模擬飛行路徑的圖示。在該實施例中,飛行路徑1000說明了在接近興趣點的區(qū)域中進行任務的航空器的飛行路徑,如通過模擬根據(jù)說明性實施方式的自動導航系統(tǒng)產(chǎn)生的。
[0132]可以理解,在海拔和位置約束內(nèi)限制飛行路徑1000,可對于由航空器進行的具體任務限定所述海拔和位置約束。然而,在這些約束內(nèi),飛行路徑是變化的且不可預測的。與在興趣點周圍以重復的和更可預測的飛行路徑移動的航空器相比,遵循飛行路徑1000的航空器更不可能被敵軍偵查到。
[0133]現(xiàn)在轉到圖11,根據(jù)說明性實施方式描繪了數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的方塊圖的圖示。在該實施例中,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100為執(zhí)行圖2中的自動導航系統(tǒng)204的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的一個執(zhí)行的實例。
[0134]在該說明性實施例中,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100包括通信構架(communicationfabric) 1102。通信構架1102在處理器單元1104、內(nèi)存1106、永久性存儲器1108、通信單元1110、輸入/輸出(I/O)單元1112和顯示器1114之間提供通信。內(nèi)存1106、永久性存儲器1108、通信單元1110、輸入/輸出(I/O)單元1112和顯示器1114為處理器單元1104經(jīng)通信構造1102可訪問的資源的實例。
[0135]處理器單元1104用于運行可載入內(nèi)存1106的軟件的指令。處理器單元1104可為許多處理器、多處理器核或一些其他類型的處理器,這取決于具體的執(zhí)行。進一步地,處理器單元1104可利用許多多樣化處理器系統(tǒng)執(zhí)行,其中主處理器在單片機上與次級處理器一起存在。作為另一個說明性實例,處理器單元1104可為包含相同類型的多處理器的對稱的多處理器系統(tǒng)。
[0136]內(nèi)存1106和永久性存儲器1108為存儲設備1116的實例。例如,存儲設備為能夠存儲信息的任何片的硬件,所述信息諸如,沒有限制的,數(shù)據(jù)、以函數(shù)形式的程序代碼和在臨時基礎或永久基礎上的其他合適的信息。在這些實施例中,存儲設備1116也可被稱為計算機可讀的存儲設備。在這些實施例中,存儲器1106可為例如隨機存取的存儲器或任何其他合適的易失性或永久性存儲設備。永久性存儲器1108可采用各種形式,這取決于具體的執(zhí)行。
[0137]例如,永久性存儲器1108可包含一個或多個部件或設備。例如,永久性存儲器1108可為硬盤、閃存、可寫光盤、可寫磁帶或上述的一些組合。由永久性存儲器1108使用的介質也可為可拆卸的。例如,可移動硬盤可用于永久性存儲器1108。
[0138]在這些實施例中,通信單元1110提供了與其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或設備的通信。在這些實施例中,通信單元1110為網(wǎng)絡接口卡。通信單元1110可通過使用物理和無線通信鏈路中的一種或兩者提供通信。
[0139]輸入/輸出單元1112允許利用可被連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100的其他設備輸入和輸出數(shù)據(jù)。例如,輸入/輸出單元1112可通過鍵盤、鼠標和/或一些其他合適的輸入設備為用戶輸入提供連接。進一步地,輸入/輸出單元1112可發(fā)送輸出至打印機。顯示器1114提供向用戶顯示信息的機構。
[0140]操作系統(tǒng)、應用和/或程序的指令可位于存儲設備1116中,其與處理器單元1104通過通信構造1102通信。在這些說明性實施例中,該指令以函數(shù)形式處于永久性存儲器1108上。這些指令可載入內(nèi)存1106,用于處理器單元1104執(zhí)行。不同的實施方式的過程可利用可位于存儲器諸如內(nèi)存1106中的計算機-執(zhí)行的指令由處理器單元1104實施。
[0141]這些指令被稱為程序指令、程序代碼、計算機可用程序代碼或計算機可讀程序代碼,其可由處理器單元1104中的處理器讀取和執(zhí)行。在不同實施方式中的程序代碼可在不同的物理或計算機可讀存儲介質諸如內(nèi)存1106或永久性存儲器1108上體現(xiàn)。
[0142]程序代碼1118以函數(shù)形式位于計算機可讀介質1120上,計算機可讀介質1120為選擇性可拆除的并可被載入或轉移至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100,用于處理器單元1104執(zhí)行。在這些實施例中,程序代碼1118和計算機可讀介質1120形成計算機程序產(chǎn)品1122。在一個實施例中,計算機可讀介質1120可為計算機可讀存儲介質1124或計算機可讀信號介質1126。
[0143]計算機可讀存儲介質1124可包括例如被插入或放入為永久性存儲器1108的一部分的驅動器或其他設備的光盤或磁盤,用于轉移到為永久性存儲器1108的一部分的存儲設備,諸如硬盤。計算機可讀存儲介質1124也可采用永久性存儲器的形式,諸如硬盤、拇指驅動器或閃存,其被連接至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100。在一些例子中,計算機可讀存儲介質1124不可從數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100中拆除。
[0144]在這些實施例中,計算機可讀存儲介質1124為用于存儲程序代碼1118的物理或有形存儲設備,而不是傳播或傳送程序代碼1118的介質。計算機可讀存儲介質1124也被稱為計算機可讀有形存儲設備或計算機可讀物理存儲設備。換言之,計算機可讀存儲介質1124為可由人接觸的介質。
[0145]可選地,可利用計算機可讀信號介質1126將程序代碼1118轉移至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100。計算機可讀信號介質1126可為例如包含程序代碼1118的傳播的數(shù)據(jù)信號。例如,計算機可讀信號介質1126可為電磁信號、光學信號和/或任何其他合適類型的信號。這些信號可通過通信鏈路諸如無線通信鏈路、光纖電纜、同軸電纜、電線和/或任何其他合適類型的通信鏈路傳送。換言之,在說明性實施例中,通信鏈路和/或該連接可為物理或無線的。
[0146]在一些說明性實施方式中,程序代碼1118可通過網(wǎng)絡從另一個設備或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100內(nèi)使用的計算機可讀信號介質1126下載至永久性存儲器1108。例如,存儲在服務器數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的計算機可讀存儲介質中的程序代碼可通過網(wǎng)絡從服務器下載至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100。提供程序代碼1118的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可為服務器計算機、客戶端計算機或能夠存儲和傳送程序代碼1118的一些其他設備。
[0147]數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100圖解的不同部件不表示對可執(zhí)行不同實施方式的方式提供結構限制。不同的說明性實施方式可在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中執(zhí)行,所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括除了和/或取代數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100圖解的那些的部件。圖11顯示的其他部件可根據(jù)顯示的說明性實施例而變化。不同的實施方式可利用能夠運行程序代碼的任何硬件設備或系統(tǒng)執(zhí)行。作為一個實施例,數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)1100可包括與無機部件整合的有機部件和/或可全部由除人類以外的有機部件組成。例如,存儲設備可由有機半導體組成。
[0148]在另一個說明性實施例中,處理器單元1104可采用硬件單元的形式,所述硬件單元具有針對具體使用制造的或配置的電路。該類型的硬件可進行操作,而不需要將程序代碼從被配置為進行所述操作的存儲設備載入內(nèi)存。
[0149]例如,當處理器單元1104采用硬件單元的形式時,處理器單元1104可為電路系統(tǒng)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯設備或被配置以進行許多操作的一些其他合適類型的硬件。利用可編程邏輯設備,該設備被配置為進行該許多操作。該設備可在隨后的時間中被重新配置或可永久配置為進行該許多操作??删幊踢壿嬙O備的例子包括例如可編程邏輯陣列、可編程陣列邏輯、現(xiàn)場可編程邏輯陣列、現(xiàn)場可編程門陣列和其他合適的硬件設備。利用該類型的執(zhí)行,可省略程序代碼1118,因為不同實施方式的過程以硬件單元執(zhí)行。
[0150]還在另一個說明性實施例中,處理器單元1104可利用計算機中可見的處理器和硬件單元的組合執(zhí)行。處理器單元1104可具有被配置為運行程序代碼1118的多個硬件單元和多個處理器。利用該描繪的實施例,一些過程可在該多個硬件單元中執(zhí)行,而其他過程可在該多個處理器中執(zhí)行。
[0151]在另一個實施例中,總線系統(tǒng)可用于執(zhí)行通信構架1102并可由一種或多種總線諸如系統(tǒng)總線或輸入/輸出總線組成。當然,所述總線系統(tǒng)可利用任何合適類型的在附接至總線系統(tǒng)的不同部件或設備之間提供數(shù)據(jù)轉移的構造執(zhí)行。
[0152]另外,通信單元1110可包括多個傳送數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)或傳送和接收數(shù)據(jù)兩者的設備。通信單元1110可為例如調制解調器或網(wǎng)絡適配器、兩個網(wǎng)絡適配器或其一些組合。進一步地,存儲器可為例如內(nèi)存1106或高速緩沖存儲器,諸如在可存在于通信構架1102中的界面和存儲器控制器集線器中發(fā)現(xiàn)的。
[0153]本文描述的流程圖和方塊圖說明了根據(jù)各種說明性實施方式的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能執(zhí)行的構造、功能性和操作。在這點上,流程圖或方塊圖中的每個方塊可表示代碼的模塊、段或部分,其包括執(zhí)行規(guī)定的一個或多個邏輯函數(shù)的一個或多個可執(zhí)行的指令。也應當注意到,在一些可選執(zhí)行中,方塊中記錄的功能可不按圖中記錄的順序發(fā)生。例如,連續(xù)顯示的兩個方塊的功能可基本上同時執(zhí)行,或方塊的功能可有時以反向順序執(zhí)行,這取決于所涉及的功能性。
[0154]為了圖解和說明的目的,已經(jīng)提供了不同的說明性實施方式的描述,并且不打算是窮盡性的或限于公開形式的實施方式。許多修改和變型對于本領域普通技術人員是顯而易見的。進一步,與其他說明性實施方式相比較,不同的說明性實施方式可提供不同的益處。選擇并描述一種或多種所選擇的實施方式以便最佳解釋實施方式的原理、實踐應用并使得本領域普通技術人員能夠理解各種實施方式的公開,各種修飾適合所考慮的具體應用。
【權利要求】
1.控制交通工具(200)的移動的方法,包括: 鑒定所述交通工具(200)的目前狀態(tài)(238),其中所述目前狀態(tài)(238)包括所述交通工具(200)的目前位置; 由處理器單元(1104)選擇所述交通工具(200)的下一狀態(tài)(240),其中所述下一狀態(tài)(240)包括所述交通工具(200)的下一位置; 隨機選擇所述交通工具(200)的所述下一狀態(tài)(240)的屬性的值;和 控制所述交通工具(200)的移動,以將所述交通工具(200)從所述目前狀態(tài)(238)移動至所述下一狀態(tài)(240)。
2.權利要求1的所述的方法,其中所述交通工具(200)的所述下一狀態(tài)(240)的所述屬性從所述交通工具(200)的所述下一位置、所述交通工具(200)的海拔(306)、所述交通工具(200)的速度(308)和所述交通工具(200)的方位(311)選擇。
3.權利要求1或2中任一所述的方法,其中選擇所述交通工具(200)的所述下一狀態(tài)(240)包括: 鑒定所述交通工具(200)的可能的下一狀態(tài); 鑒定所述可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值(253);和 利用所述狀態(tài)值(253)從所述可能的下一狀態(tài)選擇所述下一狀態(tài)(240)。
4.權利要求3所述的方法,其中鑒定所述可能的下一狀態(tài)的所述狀態(tài)值(253)包括鑒定所述交通工具(200)處于所述可能的下一狀態(tài)中的時間。
5.權利要求3所述的方法,其中選擇所述下一狀態(tài)(240)包括: 從具有最佳狀態(tài)值(253)的許多所述可能的下一狀態(tài)中隨機選擇所述下一狀態(tài)(240)。
6.權利要求3所述的方法進一步包括: 響應選擇所述下一狀態(tài)(240),改變被選擇為所述下一狀態(tài)(240)的一個所述可能的下一狀態(tài)的一個所述狀態(tài)值(253)。
7.權利要求1-6中任一所述的方法,其中所述交通工具(200)從無人駕駛的交通工具(214)、有人駕駛的交通工具(212)、航空器(206)、陸地交通工具(208)、海上交通工具(210)和水下交通工具(211)中選擇。
8.裝置,包括: 處理器單元(1104),其被配置為: 鑒定交通工具(200)的目前狀態(tài)(238),其中所述目前狀態(tài)(238)包括所述交通工具(200)的目前位置; 選擇所述交通工具(200)的下一狀態(tài)(240),其中所述下一狀態(tài)(240)包括所述交通工具(200)的下一位置;和 隨機選擇所述交通工具(200)的所述下一狀態(tài)(240)的屬性的值。
9.權利要求8所述的裝置,其中所述交通工具(200)的所述下一狀態(tài)(240)的所述屬性從所述交通工具(200)的所述下一位置、所述交通工具(200)的海拔(306)、所述交通工具(200)的速度(308)和所述交通工具(200)的方位中選擇。
10.權利要求8或9中任一所述的裝置,其中所述處理器單元(1104)進一步被配置為: 鑒定所述交通工具(200)的可能的下一狀態(tài);鑒定所述可能的下一狀態(tài)的狀態(tài)值(253);和 利用所述狀態(tài)值(253)從所述可能的下一狀態(tài)中選擇所述下一狀態(tài)(240)。
11.權利要求10所述的裝置,其中所述處理器單元(1104)被配置為通過鑒定所述交通工具(200)處于所述可能的下一狀態(tài)中的時間鑒定所述可能的下一狀態(tài)的所述狀態(tài)值(253)。
12.權利要求10所述的裝置,其中所述處理器單元(1104)被配置以從具有最佳狀態(tài)值(253)的一些所述可能的下一狀態(tài)中隨機選擇所述下一狀態(tài)(240)。
13.權利要求10所述的裝置,其中所述處理器單元(1104)進一步被配置為響應選擇所述下一狀態(tài)(240),改變被選擇為所述下一狀態(tài)(240)的一個所述可能的下一狀態(tài)的一個所述狀態(tài)值(253)。
14.權利要求8-13中任一所述的裝置,其中所述交通工具(200)從無人駕駛的交通工具(214)、有人駕駛的交通工具(212)、航空器(206)、陸地交通工具(208)、海上交通工具(210)和水下交通工具(211)中選擇。
15.所述權利要求8-1 4中任一所述的裝置,其根據(jù)所述方法1-7中的任一個進行控制。
【文檔編號】G05D1/00GK103513654SQ201310255102
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權日:2012年6月25日
【發(fā)明者】K·馬赫, R·P·盧特爾, T·L·奧爾森 申請人:波音公司