[发明专利]自主控制系统及自主控制方法

摘要

本发明涉及自主控制系统及自主控制方法。本文中所描述的主题包括用于集成来自多个异类传感器的有噪声的测量结果、并用于实时地为自主飞行提供对位置平滑的和全局上一致的估算值的模块化的以及可扩展的方法，该多个异类传感器以不同的和变化的时间间隔产生绝对观测结果或相对观测结果。我们描述了对用于装备有IMU、激光扫描仪、立体摄像机、气压测高计、磁力计、以及GPS接收器的新的1.9kg MAV平台的算法和软件架构的开发，其中，在Intel NUC第三代i3处理器上机上执行状态估算和控制。我们例示了我们的框架在大规模的、室内‑室外自主空中航行实验中的稳健性，该实验涉及在进入和退出建筑物的同时以1.5m/s的平均速度以及大约10mph的风速横越超过440米。

主权项

1.一种实现航空载具在室内和室外环境中的自主控制的系统，所述系统包括：传感器融合模块，所述传感器融合模块用于对来自不同模态的多个传感器的测量结果进行组合以鉴于来自所述传感器的当前测量结果和先前测量结果以及所述航空载具的先前估算状态来估算所述航空载具的当前状态，其中，所述传感器融合模块被配置为在以下情况下保持在对所述航空载具的状态估算方面的平滑性：一个或多个传感器提供不准确的信息；全球定位系统(GPS)测量结果在一段时间可用之后变得不可用；或者GPS测量结果在一段时间不可用之后变得可用，其中，所述传感器包括惯性测量单元(IMU)、激光扫描仪、以及摄像机，并且其中，所述传感器融合模块将由所述激光扫描仪和所述摄像机生成的相对测量结果转换成取决于增广状态的测量结果；以及轨迹生成器，所述轨迹生成器用于基于所估算的当前状态以及由用户或较高级的规划装置所提供的目标或航路点输入，来生成用于控制所述航空载具的轨迹的规划方案。