本公开提供了一种地面地图监测方法，该方法包括获得通信网络中通信节点的位置，从通信节点中选择发送节点和接收节点，以及测量发送节点和接收节点之间的双基地信号，以确定双基地信号的标称信号性能特征，包括反射信号时间延迟、频率偏移和功率电平。该方法还包括监测双基地信号相对于标称信号性能特征的变化。该方法使用双基地信号的标称信号性能特征和当前性能水平之间的区别量，并将区别量与性能阈值进行比较，以确定当前信号性能特征是否已经偏离其标称水平。如果双基地信号的当前性能水平的变化超过性能阈值，则广播警报信号，告知导航地图的一部分不能够用于飞行器的导航。导航地图的一部分不能够用于飞行器的导航。导航地图的一部分不能够用于飞行器的导航。
【技术实现步骤摘要】
用于基于地图的视觉导航系统的地面地图监测器
技术介绍
[0001]飞行器的基于地图的视觉导航系统通过将从基于机载视觉的传感器获取的图像中的特征与先验地图中的基于静止地面的特征相关联来计算飞行器导航解决方案。基于地图的视觉导航系统的性能取决于地图的准确性，以及地图是否正确描绘了地面特征的当前状态。使用基于地图的视觉导航系统的飞行器的示例包括无人机系统(UAS)飞行器或城市空中运输(UAM)飞行器。
[0002]真实世界地面地形/特征的任何变化都要求此类飞行器不使用具有不正确地面地形/特征位置的地图地区，也不依赖于具有不正确地面地形/特征位置的地图地区中的特征。因此，需要一种指示标记来指示地图内的特征不再能够用于导航，并且需要实时地图更新来反映真实世界的特征变化。
技术实现思路
[0003]一种地面地图监测方法，包括：从数据库获得通信网络中多个通信节点的位置；从多个通信节点中选择一个或多个发送节点和一个或多个接收节点；以及测量一个或多个发送节点和一个或多个接收节点之间的双基地信号，以确定双基地信号的标称信号性能特征，包括反射信号时间延迟、信号频率偏移和信号功率电平。该方法监测双基地信号相对于标称信号性能特征的变化。该方法使用双基地信号的标称信号性能特征和当前性能水平之间的区别量，并将区别量与性能阈值进行比较，以确定当前信号性能特征是否已经偏离其标称水平。性能阈值是用户针对反射信号时间延迟、信号频率偏移和信号功率电平选择的。该方法忽略相对于标称信号性能特征的瞬时变化，其中变化被分类为瞬时变化的时间段是用户选择的时间阈值。如果双基地信号的当前性能水平的变化超过性能阈值和时间阈值，则广播警报信号，告知导航地图的一部分不能够用于飞行器的导航。
附图说明
[0004]通过参考附图的以下描述，本专利技术的特征对于本领域的技术人员将变得显而易见。应当理解，附图仅示出了典型的实施方案，并且因此不应认为是限制本专利技术的范围，将通过使用附图以附加特征和细节来描述本专利技术，其中：
[0005]图1是根据示例性实施方案的地面地图监测系统的框图；
[0006]图2是根据示例性具体实施的地面地图监测方法的流程图；
[0007]图3A至图3C是使用5G节点网络的地面地图监测方法的流程图；
[0008]图4A和图4B是在城市环境中使用通信网络的地面地图监测系统的示例性操作的示意图；并且
[0009]图5A至图5C是示出了在城市环境中由地图监测中心检测到的性能特征的示例性观察变化的图形表示。
具体实施方式
[0010]在以下具体实施方式中，对实施方案进行了充分的描述，以使本领域的技术人员能够实践本专利技术。应当理解，在不脱离本专利技术的范围的情况下可利用其他实施方案。因此，以下详细描述不应被视为具有限制意义。
[0011]本文描述了地面地图监测器，该地面地图监测器用于基于地图的视觉导航系统，该基于地图的视觉导航系统使用来自通信网络的信号。本方法通过使用通信网络(诸如第五代(5G)网络或其他未来网络)来监测用于基于地图的视觉导航系统的地图，其中由网络节点发送和接收的信号被用作双基地雷达。在操作期间，此类双基地信号相对于标称信号条件的变化指示地面地形/特征的变化，因此地图需要更新。
[0012]地面地形/特征相对于导航地图上原有的地面地形/特征的任何改变都会严重损害安全关键应用的操作范围，诸如采用基于地图的视觉导航系统的飞行器的导航范围。本方法有助于克服这些安全问题，允许此类飞行器在预期的操作范围内安全操作。
[0013]可以使用本地面地图监测器的示例性飞行器包括先进空中运输(AAM)飞行器、无人机系统(UAS)飞行器、城市空中运输(UAM)飞行器、垂直起降(VTOL)飞行器、无人机(UAV)等。
[0014]双基地雷达已被用于多种应用，但尚未与通信网络(诸如5G网络)一起使用以验证导航地图中地面地形/特征的位置。实时地图验证是认证导航系统的准入门槛之一，并且地图特征的实时监测将有助于使这些导航系统能够用于安全关键应用，诸如用于空中出租车的UAM飞行器和用于货物运输的UAS。
[0015]在使用5G网络的地面地图监测器的一种示例性方法中，在导航地图上建立各种5G节点位置，并且还建立各种5G发送和接收节点。在地图验证时间段内进行双基地5G信号的重复测量，以建立标称性能信号特征，包括反射信号时间延迟、信号频率偏移和信号功率电平。然后监测双基地反射信号相对于标称性能信号特征的变化。
[0016]地面地图监测器使用标称信号性能水平和当前信号性能水平之间的区别量，并将这些区别量与阈值进行比较，以确定当前信号性能特征是否已经偏离其标称水平。阈值可以是用户针对反射信号时间延迟、信号频率偏移和信号功率电平选择的。地面地图监测器忽略相对于标称信号性能特征的瞬时变化，其中变化被分类为瞬时变化的时间段可以是用户指定的阈值。针对超过其性能阈值和时间阈值的反射信号特征的变化，5G网络向本地用户/操作者、地面站点或无人驾驶飞机系统交通管理(UTM)系统广播警报，告知导航地图的一部分不能够用于导航。
[0017]与本专利技术系统和方法相关的进一步细节参考附图描述如下。
[0018]图1示出了根据示例性实施方案的地面地图监测系统100。可以使用通信节点网络(诸如5G节点网络)来实现地面地图监测系统100。如下文更详细描述的，节点被配置成使用反射信号来监测地面特征变化。地面地图监测系统100可以由具有基于地图的视觉导航系统的各种飞行器(诸如UAM飞行器和UAS飞行器)使用。
[0019]如图1所示，地面地图监测系统100包括地图监测中心110，该地图监测中心可以位于能够访问地图指定的地区内的网络信号的任何节点处，或者位于能够访问所有网络信号的中央位置处。地图监测中心110执行各种功能，包括选择用于监测一个或多个导航地图的发送和接收节点(框111)，以及指示接收节点计算平均信号度量(框112)。地图监测中心110
还向节点发送监测统计数据(框113)。
[0020]在图1所示的示例中，地图监测中心110已经选择了发送节点120(诸如发送5G节点)和接收节点130和132(诸如接收5G节点)。来自发送节点120的发送信号122a在反射物体140处被接收，该反射物体将信号124a反射到接收节点130。类似地，来自发送节点120的发送信号122b在反射物体142处被接收，该反射物体将信号124b反射到接收节点132。此外，发送节点120可以向接收节点130广播直接直线对传信号122c，并向接收节点132广播直接直线对传信号122d。
[0021]反射信号124a和/或直线对传信号122c由接收节点130接收，该接收节点计算三个平均信号度量，包括信号时间延迟、信号频率偏移和信号功率电平。然后，信号度量从接收节点130广播到地图监测中心110，以用于进一步处理。同样，反射信号124b和/或直线对传信号122d由接收节点132接收，该接收节点计算三个平均信号度量(时间延迟、频率偏移和功率电平)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种方法，包括：从数据库获得通信网络中多个通信节点的位置；从所述多个通信节点中选择一个或多个发送节点和一个或多个接收节点；测量所述一个或多个发送节点和所述一个或多个接收节点之间的双基地信号，以确定所述双基地信号的标称信号性能特征，包括反射信号时间延迟、信号频率偏移和信号功率电平；监测所述双基地信号相对于所述标称信号性能特征的变化；使用所述双基地信号的所述标称信号性能特征和当前性能水平之间的区别量，并将所述区别量与性能阈值进行比较，以确定当前信号性能特征是否已经偏离其标称水平，其中所述性能阈值是用户针对所述反射信号时间延迟、信号频率偏移和信号功率电平来选择的；忽略相对于所述标称信号性能特征的瞬时变化，其中变化被分类为瞬时变化的时间段是用户选择的时间阈值；并且如果所述双基地信号的所述当前性能水平的变化超过所述性能阈值和所述时间阈值，则广播警报...
【专利技术属性】
技术研发人员：维博尔，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：
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