管理翱翔飛行器的飛行路線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及飛行器的飛行路線，更加具體地，由于其涉及升力，涉及翱翔飛行器的飛行路線。
【背景技術(shù)】
[0002]初始翱翔和滑翔被用于延長(zhǎng)飛行的持續(xù)時(shí)間。然而，很快飛行員便嘗試飛離發(fā)射地?？諝鈩?dòng)力學(xué)以及對(duì)天氣現(xiàn)象的理解的進(jìn)步已允許更高平均速度下的更大距離?，F(xiàn)在，使用以下任何的主要上升氣體源進(jìn)行長(zhǎng)距離飛行:山脊上升氣流、上升熱氣流和背風(fēng)波。當(dāng)條件理想時(shí)，經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員如今在返回其歸屬機(jī)場(chǎng)之前可以飛行數(shù)百千米。
[0003]滑行機(jī)用于搜救、監(jiān)測(cè)、運(yùn)輸和娛樂(lè)等任務(wù)。滑翔機(jī)依靠氣象條件來(lái)提供上升；隨后，從A到B的最佳路線通常不為直線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]公開(kāi)了一種基于細(xì)粒度天氣預(yù)報(bào)、即時(shí)預(yù)報(bào)及路線搜索進(jìn)行飛行路線計(jì)算的新型系統(tǒng)和方法?；诓粩喔碌念A(yù)報(bào)，本發(fā)明使用關(guān)于當(dāng)前和未來(lái)上升氣流位置和風(fēng)向的詳細(xì)細(xì)粒度信息來(lái)確定至目的地的路線。
[0005]在一個(gè)示例中，描述了一種用于調(diào)節(jié)飛行器的飛行路線的計(jì)算機(jī)實(shí)施方法。所述方法首先計(jì)算飛行器從起點(diǎn)至終點(diǎn)的飛行路線，這包含了預(yù)測(cè)的在不同空間點(diǎn)和時(shí)間點(diǎn)的天氣影響；將迭代循環(huán)帶入所述飛行路線。在所述迭代循環(huán)中執(zhí)行以下每個(gè)步驟。首先，從與感興趣的地理區(qū)域相關(guān)聯(lián)的細(xì)粒度天氣模型中訪問(wèn)舉升數(shù)據(jù)。所述舉升數(shù)據(jù)是用于計(jì)算與所述飛行器的重量直接相反的力的數(shù)據(jù)。此外，可以從與所述飛行器耦合的傳感器訪問(wèn)舉升數(shù)據(jù)。所述舉升數(shù)據(jù)使用了以下一種或多種數(shù)據(jù):1)由溫度導(dǎo)致空氣上升的熱氣流(thermal)數(shù)據(jù)、2)由于斜坡使空氣被迫向上的山脊上升氣流(ridge lift)數(shù)據(jù)、3)山脈產(chǎn)生駐波處的波升氣流(wave lift)數(shù)據(jù)、4)在兩個(gè)空氣團(tuán)相遇處的匯聚上升氣流(convergence lift)數(shù)據(jù)、以及5)在不同高度處風(fēng)速差處的動(dòng)態(tài)翱翔上升氣流(dynamicsoaring lift)數(shù)據(jù)。
[0006]基于來(lái)自所述細(xì)粒度天氣模型的舉升數(shù)據(jù)和來(lái)自傳感器的舉升數(shù)據(jù)以及其他天氣數(shù)據(jù)的結(jié)合計(jì)算對(duì)飛行路線的調(diào)節(jié)。在一個(gè)示例中，還使用了眾包數(shù)據(jù)(crowdsoucingdata)。這些計(jì)算可在所述飛行器、其他飛行器、地面站或其組合上執(zhí)行。同樣，還可從其他飛行器接收到對(duì)飛行路線的調(diào)節(jié)?；谝呀?jīng)計(jì)算得到的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)節(jié)所述飛行路線。在另一示例中，該飛行路線信息與其他飛行器共享。
【附圖說(shuō)明】
[0007]附圖用于進(jìn)一步示出各個(gè)實(shí)施例并且闡釋根據(jù)本發(fā)明所有的各種原理和優(yōu)點(diǎn)，其中，貫穿單獨(dú)的視圖，附圖標(biāo)記表示相同或功能相似的成分，并且附圖與以下的詳細(xì)說(shuō)明均被引入并形成本說(shuō)明書(shū)的一部分，其中:
[0008]圖1是使用上升熱氣流的翱翔飛行器的示意圖；
[0009]圖2是使用山脊上升氣流的翱翔飛行器的示意圖；
[0010]圖3是使用匯聚上升氣流的翱翔飛行器的示意圖；
[0011]圖4是使用波升氣流的翱翔飛行器的示意圖；
[0012]圖5是使用動(dòng)態(tài)上升氣流的翱翔飛行器的示意圖；
[0013]圖6是共享來(lái)自多個(gè)源的舉升數(shù)據(jù)的三個(gè)飛行器的示意圖；
[0014]圖7是用于飛行路線處理器的主要數(shù)據(jù)輸入源的示意圖；
[0015]圖8是來(lái)自多種源、位置和時(shí)間段的舉升數(shù)據(jù)表；
[0016]圖9是處理舉升數(shù)據(jù)的流程圖；以及
[0017]圖10是可用作飛行路線處理器的信息處理系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]根據(jù)要求，在本文中公開(kāi)了詳細(xì)的實(shí)施例；然而，應(yīng)理解所公開(kāi)的實(shí)施例僅僅是示例，并且以下描述的系統(tǒng)和方法可以以多種形式具現(xiàn)化。因此，在本文中公開(kāi)的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制，相反，其僅作為權(quán)利要求書(shū)的基礎(chǔ)以及作為教導(dǎo)本領(lǐng)域的技術(shù)人員以事實(shí)上任何適當(dāng)?shù)脑敿?xì)結(jié)構(gòu)和功能多樣性地具現(xiàn)化本主旨的代表性的基礎(chǔ)。進(jìn)一步地，在本文中使用的術(shù)語(yǔ)和短語(yǔ)并非旨在限制，而是用于提供對(duì)概念的可理解說(shuō)明。
[0019]本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)已出于圖示和說(shuō)明的目的進(jìn)行了介紹，但是其并非旨在以公開(kāi)的形式窮盡或限制本發(fā)明。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，多種修改和變化將是顯而易見(jiàn)的。實(shí)施例的選擇與描述是為了更好地闡釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更好地理解本發(fā)明，具有多種修改的多種實(shí)施例適于特定的預(yù)期用途。
[0020]本發(fā)明的重要組成部分為“細(xì)粒度天氣預(yù)報(bào)”。準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)天氣是相當(dāng)難的計(jì)算問(wèn)題。預(yù)測(cè)小至一平方千米的特定位置的天氣一一以及該天氣會(huì)如何影響在該位置的人和基礎(chǔ)設(shè)施--是完全不同的問(wèn)題。這正是IBM的Deep Thunder提出的“超級(jí)本地”預(yù)報(bào)。
[0021]精準(zhǔn)天氣預(yù)測(cè)或“細(xì)粒度天氣”預(yù)報(bào)最初由IBM在1996年提出。目前，IBM技術(shù)以“Deep Thunder”著稱(chēng)。見(jiàn)在線 URL(en.wikipedia.0rg/wiki/IBM_Deep_Thunder)。DeepThunder提供為天氣敏感的特定業(yè)務(wù)操作而定制的本地、高分辨率的天氣預(yù)測(cè)。例如，其可用于提前直至84小時(shí)預(yù)測(cè)在奧運(yùn)會(huì)跳水臺(tái)上的風(fēng)矢量，或者哪里將會(huì)發(fā)洪水以及預(yù)測(cè)哪里會(huì)有可能由強(qiáng)風(fēng)暴引發(fā)的泥石流或電力線受損。與許多公司賴(lài)以規(guī)劃業(yè)務(wù)的長(zhǎng)期戰(zhàn)略天氣預(yù)報(bào)不同，De印Thunder專(zhuān)注于以非常細(xì)的時(shí)間粒度在小地理區(qū)域中進(jìn)行預(yù)測(cè)。例如，在2001年，IBM在紐約市大都會(huì)區(qū)設(shè)立了實(shí)驗(yàn)臺(tái)。設(shè)立了由數(shù)千個(gè)塊組成的3D網(wǎng)格，每個(gè)塊的大小均為一立方千米?？梢栽诰W(wǎng)格的每一個(gè)立方上進(jìn)行計(jì)算，以生成非常本地的和精確的預(yù)測(cè)。該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)始了建模、預(yù)報(bào)和數(shù)據(jù)可視化創(chuàng)新上的工作，這些可以幫助企業(yè)更快更有信心地做出更明智的后勤、規(guī)劃和經(jīng)營(yíng)決策。
[0022]本發(fā)明提供了一種基于細(xì)粒度天氣預(yù)報(bào)、即時(shí)預(yù)報(bào)和路線搜索進(jìn)行飛行路線計(jì)算的新型系統(tǒng)和方法?；诓粩喔碌念A(yù)報(bào)，我們能夠使用當(dāng)前和未來(lái)上升氣流位置和風(fēng)向的詳細(xì)細(xì)粒度信息來(lái)確定至目的地的路線。
[0023]非限制性定義
[0024]在此使用的術(shù)語(yǔ)僅出于描述特定實(shí)施例之目的，并非旨在限制本發(fā)明。除非上下文另有明確指示，否則，如在本文中使用單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“該”的意圖同樣包括復(fù)數(shù)。
[0025]術(shù)語(yǔ)“飛行器”是一種能夠通過(guò)獲得空氣的支持而飛行的機(jī)器。飛行器包括無(wú)動(dòng)力滑翔機(jī)、汽球、飛船和風(fēng)箏。飛行器還包括具有一個(gè)或多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)以產(chǎn)生推力的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)固定翼式設(shè)計(jì)。所述發(fā)動(dòng)機(jī)可以依靠燃油或電池驅(qū)動(dòng)。飛行器還包括動(dòng)力驅(qū)動(dòng)旋翼飛機(jī)，包括直升飛機(jī)。
[0026]術(shù)語(yǔ)“包括(comprises) ”和/或“包含(comprising) ”指存在指定特征、步驟、操作、元件和/或部件，但是并不排除存在或另有一個(gè)或多個(gè)其他的特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合。
[0027]術(shù)語(yǔ)“眾包數(shù)據(jù)”是指來(lái)自通常被選出的為特定飛行路線共享數(shù)據(jù)的個(gè)體組的數(shù)據(jù)。
[0028]術(shù)語(yǔ)“細(xì)粒度天氣模型”還稱(chēng)為“微尺度氣象”或“超本地預(yù)報(bào)”，指的是一種天氣模型，是一種在即時(shí)時(shí)間段內(nèi)能夠?yàn)樾〉奶囟ǖ乩韰^(qū)域(即，少于I千米)預(yù)報(bào)天氣的模型。通常為幾秒到幾天的時(shí)間段。該模型以合理的準(zhǔn)確度預(yù)報(bào)更小的特征，諸如，獨(dú)立的(individual)陣雨和雷雨，以及其他微尺度現(xiàn)象。細(xì)粒度天氣模型具有兩個(gè)重要的特征:明確的地理區(qū)域和明確的時(shí)間段。來(lái)自在線URL (http://en.wikipedia.0rg/wiki/Microscale_meteorology)- “Microscale meteorology is the study of short-livedatmospheric phenomena smaller than mesoscale, about Ikm or less.These twobranches of meteorology are sometimes grouped together as “mesoscale andmicroscale meteorology，，(MMM)and together study all phenomena smaller thansynoptic scale ；that is they study features generally too small to be depictedon a weather map.These include small and generally fleeting cloud “pufTs，，andother small cloud features.Microscale meteorology controls the most importantmixing and dilut1n processes in the atmosphere.1mporta