ES2889000T3 - Métodos y sistema para controlar un objeto móvil - Google Patents

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ES2889000T3 ES17832028T ES17832028T ES2889000T3 ES 2889000 T3 ES2889000 T3 ES 2889000T3 ES 17832028 T ES17832028 T ES 17832028T ES 17832028 T ES17832028 T ES 17832028T ES 2889000 T3 ES2889000 T3 ES 2889000T3
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Liuzheng Cui
Di Wu
Wei Zhang
Jianyu Song
Renli Shi
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SZ DJI Technology Co Ltd
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Abstract

Un método implementado por ordenador para controlar un objeto controlable (104, 204, 304), que comprende: determinar un cambio en una línea de base (108) entre un objeto de control (102, 202, 302) y el objeto controlable (104, 204, 304) basándose en las mediciones de un primer sensor de localización (103) del objeto de control (102, 202, 302) y un segundo sensor de localización (105) del objeto controlable (104, 204, 304), donde el primer sensor de localización (103) y el segundo sensor de localización (105) son receptores de navegación por satélite (206, 208, 306, 308, 404), y donde las señales de satélite recibidas por los receptores de navegación por satélite se utilizan para realizar las mediciones; mapear el cambio de la línea de base (108) a un cambio de estado correspondiente (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) basado, al menos en parte, en una función de mapeo; y generar uno o más comandos de control para efectuar el cambio de estado (112) del objeto controlable (104, 204, 304); donde el método está caracterizo porque determinar el cambio de la línea de base (108) comprende: obtener mediciones de doble diferencia basadas en las mediciones del primer sensor de localización (103) y del segundo sensor de localización (105), y fijar ambigüedades de la fase portadora basadas en las mediciones de doble diferencia.

Description

DESCRIPCIÓN
Métodos y sistema para controlar un objeto móvil
Antecedentes de la invención
Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) modernos se utilizan para llevar a cabo diversas tareas, tales como la navegación, vigilancia y seguimiento, detección remota, búsqueda y rescate, investigación científica y otras similares. La capacidad de controlar los UAVs de manera precisa (por ejemplo, a un nivel centimétrico o subcentimétrico) es a menudo deseable para lograr tales tareas. Las técnicas existentes no permiten controlar los UAVs con un nivel de precisión satisfactorio.
El documento US 2016/370807 A1 divulga un dispositivo aéreo que mantiene automáticamente una posición relativa con respecto a un objetivo. El dispositivo aéreo puede establecer una posición multidimensional relativa con respecto al objetivo. El objetivo puede tener un indicador (por ejemplo, un marcador visual para el seguimiento de captura de imágenes, o un indicador de radio para el seguimiento a través de señalización) que el dispositivo aéreo lee. El dispositivo aéreo puede ajustar automáticamente su trayectoria de vuelo en respuesta al movimiento del objetivo según lo indicado por el indicador. De este modo, el dispositivo aéreo puede mantener una atadura digital, moviéndose con el objetivo para mantener sustancialmente la misma posición relativa con respecto al objetivo, siguiendo el objetivo en múltiples dimensiones.
El documento US 2010/250022 A1 direcciona los UAVs pilotados a distancia facilitando su manejo y proporcionando un sistema de posicionamiento más flexible, mejorando también la latencia de las comunicaciones y los problemas de interferencia. El UAV envía mensajes simbólicos a un público educado a través del color.
El documento EP 1868 008 A1 divulga una primera unidad de navegación de un aparato que, en un ejemplo, comprende un componente híbrido de sistema de posicionamiento global (GPS)/sistema de navegación inercial (INS). El componente híbrido GPS/INS proporciona una primera información GPS y una primera información INS para la primera unidad de navegación. La primera unidad de navegación está configurada para recibir una segunda información GPS y una segunda información INS de una segunda unidad de navegación. La segunda unidad de navegación comprende un componente GPS configurado para determinar una medición de fase portadora GPS de doble diferencia mediante el empleo de la primera información GPS y la segunda información GPS. La primera unidad de navegación comprende un filtro de Kalman relativo configurado para actualizar una estimación de error INS para una estimación de una posición relativa entre la primera y segunda unidades de navegación basada en la medición de la fase portadora GPS de doble diferencia y la primera y segunda información INS.
El documento US 2009/121932 A1 divulga un sistema GNSS de múltiples antenas y un método que proporciona soluciones de rumbo y posición GNSS con referencia a la Tierra. El sistema y el método compensan el bloqueo parcial de las antenas utilizando una inclinación u orientación conocida de la estructura, que puede ser determinada por un dispositivo de orientación o con mediciones GNSS. Opcionalmente se pueden proporcionar múltiples unidades receptoras que pueden compartir una señal de reloj común para procesar múltiples señales GNSS al unísono. El sistema puede instalarse opcionalmente en estructuras fijas o de movimiento lento, como presas y embarcaciones marinas, y en estructuras móviles como vehículos terrestres y aeronaves.
Breve descripción de la invención
La invención está definida por la reivindicación independiente 1 que define un método implementado por ordenador para controlar un objeto controlable, la reivindicación 10 que define un objeto controlador y la reivindicación 14 que define un objeto controlable. Las realizaciones de la invención reivindicada se definen en las reivindicaciones dependientes. Se proporcionan métodos, sistemas y dispositivos para controlar un objeto móvil. Según las realizaciones, se proporciona un método implementado por ordenador para controlar un objeto controlable. El método comprende la determinación de un cambio en una línea de base entre un objeto de control y el objeto controlable basado en mediciones de un primer sensor de localización del objeto de control y un segundo sensor de localización del objeto controlable, mapeando el cambio de la línea de base a un cambio de estado correspondiente para el objeto controlable basado al menos en parte en una función de mapeo, y generando uno o más comandos de control para efectuar el cambio de estado para el objeto controlable.
En algunas realizaciones, el objeto controlable es un vehículo aéreo no tripulado (UAV).
En algunas realizaciones, el objeto de control es un UAV.
En algunas realizaciones, el primer sensor de localización y el segundo sensor de localización son receptores de navegación por satélite.
En algunas realizaciones, la determinación del cambio de la línea de base comprende la determinación de una línea de base entre el objeto de control y el objeto controlable con una precisión de nivel centimétrico o subcentimétrico.
En algunas realizaciones, en las que la determinación del cambio de la línea de base comprende la obtención de mediciones de doble diferencia basadas en las mediciones del primer sensor de localización y del segundo sensor de localización; y la fijación de las ambigüedades de la fase de la portadora basadas en las mediciones de doble diferencia.
En algunas realizaciones, el cambio de estado del objeto controlable es un cambio de posición y los comandos de control son comandos de control de posición. En algunas realizaciones, el cambio de estado para el objeto controlable comprende una activación o una desactivación de una rutina predefinida del objeto controlable. En algunas realizaciones, el cambio de estado del objeto controlable comprende el cambio de una operación de un componente o de una carga útil del objeto controlable.
En algunas realizaciones, el método comprende además determinar una línea de base actualizada entre el objeto controlable y el objeto controlador después de generar uno o más comandos de control; y generar uno o más comandos de control adicionales para efectuar el cambio de estado para el objeto controlable basado en la línea de base actualizada.
De acuerdo con las realizaciones, se proporciona un terminal de control remoto. El terminal de control remoto comprende un receptor de navegación por satélite configurado para recibir señales de uno o más satélites; una memoria que almacena una o más instrucciones ejecutables por ordenador; y uno o más procesadores configurados para acceder a la memoria y ejecutar las instrucciones ejecutables por ordenador para realizar un método que comprende determinar un cambio en una línea de base entre el terminal de control remoto y un objeto controlable basado, al menos en parte, en las mediciones del receptor de navegación por satélite, mapear el cambio de la línea de base a un cambio de estado correspondiente para el objeto controlable basado, al menos en parte, en una función de mapeo, y generar uno o más comandos de control para efectuar el cambio de estado para el objeto controlable.
En algunas realizaciones, el objeto controlable es un vehículo aéreo no tripulado (UAV).
En algunas realizaciones, la determinación del cambio de la línea de base comprende la recepción de mediciones adicionales del objeto controlable, y la fijación de las ambigüedades de la fase de la portadora basadas en las mediciones del receptor de navegación por satélite y las mediciones adicionales del objeto controlable.
En algunas realizaciones, el cambio de estado del objeto controlable es un cambio de posición y los comandos de control son comandos de control de posición. En algunas realizaciones, el cambio de estado para el objeto controlable es un cambio en la velocidad y los comandos de control son comandos de control de velocidad. En algunas realizaciones, el cambio de estado del objeto controlable comprende el cambio de funcionamiento de un componente o de una carga útil del objeto controlable. En algunas realizaciones, el cambio de estado del objeto controlable comprende un cambio en un atributo de la trayectoria de navegación del objeto controlable.
En algunas realizaciones, el método comprende además determinar una línea de base actualizada entre el terminal de control remoto y el objeto controlable después de generar uno o más comandos de control; y generar uno o más comandos de control adicionales para efectuar el cambio de estado para el objeto controlable basado en la línea de base actualizada.
Según las realizaciones, se proporciona un vehículo aéreo no tripulado (UAV). El UAV comprende un receptor de navegación por satélite configurado para recibir señales de uno o más satélites; una memoria que almacena una o más instrucciones ejecutables por ordenador; y uno o más procesadores configurados para acceder a la memoria y ejecutar las instrucciones ejecutables por ordenador para realizar un método que comprende determinar un cambio en una línea de base entre un objeto controlable y el UAV basado, al menos en parte, en las mediciones del receptor de navegación por satélite; mapear el cambio de la línea de base a un cambio de estado correspondiente para el UAV basado, al menos en parte, en una función de mapeo; y generar uno o más comandos de control para efectuar el cambio de estado para el UAV.
En algunas realizaciones, la determinación del cambio de la línea de base comprende la recepción de mediciones adicionales del objeto de control; y la fijación de las ambigüedades de la fase de la portadora basadas en las mediciones del receptor de navegación por satélite y las mediciones adicionales del objeto de control.
En algunas realizaciones, el método comprende además la determinación de una línea de base actualizada entre el UAV y el objeto de control después de la ejecución de uno o más comandos de control; y la generación de uno o más comandos de control adicionales para efectuar el cambio de estado del UAV basado en la línea de base actualizada.
Según las realizaciones, se proporciona un sistema de control. El sistema de control comprende una memoria que almacena una o más instrucciones ejecutables por ordenador; y uno o más procesadores configurados para acceder a la memoria y ejecutar las instrucciones ejecutables por ordenador para realizar un método que comprende la determinación de un cambio en una línea de base entre un objeto de control y el objeto controlable basado en las mediciones de un primer sensor de localización del objeto de control y un segundo sensor de localización del objeto controlable; mapear el cambio de la línea de base a un cambio de estado correspondiente para el objeto controlable basado al menos en parte en una función de mapeo; y generar uno o más comandos de control para efectuar el cambio de estado para el objeto controlable.
Se entenderá que los diferentes aspectos de la invención pueden ser apreciados individualmente, colectivamente o en combinación con otros. Varios aspectos de la invención descritos aquí pueden aplicarse a cualquiera de las aplicaciones particulares expuestas a continuación o a la comunicación de datos entre cualquier otro tipo de objetos móviles y/o fijos.
Otros objetos y características de la presente invención se harán evidentes mediante una revisión de la descripción, las reivindicaciones y las figuras adjuntas.
Breve descripción de los dibujos
Las características novedosas de la invención se exponen con particularidad en las reivindicaciones adjuntas. Una mejor comprensión de las características y ventajas de la presente invención se obtendrá por referencia a la siguiente descripción detallada que expone realizaciones ilustrativas, en las que se utilizan los principios de la invención, y las figuras que la acompañan en las que:
La FIG. 1 ilustra un método ejemplar para controlar un objeto móvil, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 2 ilustra sistemas ejemplares para la implementación de las técnicas descritas aquí, de acuerdo con las formas de realización.
La FIG. 3 ilustra otro sistema ejemplar para implementar las técnicas descritas aquí, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 4 ilustra un objeto de control ejemplar, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 5 ilustra un proceso ejemplar para controlar un objeto, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 6 ilustra un par de receptores ejemplares, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 7 ilustra un proceso ejemplar para determinar una línea de base entre un par de receptores, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 8 ilustra métodos de control ejemplares basados en el cambio de la línea de base, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 9 ilustra otros métodos de control ejemplares basados en el cambio de la línea de base, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 10 ilustra un proceso ejemplar para controlar un estado de un objeto controlable, de acuerdo con las realizaciones.
La FIG. 11 ilustra un esquema de control ejemplar para controlar un UAV, de acuerdo con las realizaciones. La FIG. 12 ilustra un objeto móvil que incluye una portadora y una carga útil, de acuerdo con las realizaciones. La FIG. 13 es una ilustración esquemática a modo de diagrama de bloques de un sistema para controlar un objeto móvil, de acuerdo con las realizaciones.
Descripción detallada de la invención
La capacidad de proporcionar un control remoto preciso de los UAVs es muy deseable, especialmente teniendo en cuenta la disminución del tamaño de los UAVs y un entorno de despliegue más complejo. Por ejemplo, puede ser deseable poder controlar el movimiento del UAV a un nivel centimétrico o subcentimétrico, para permitir maniobras en un espacio reducido, o para realizar operaciones espacialmente sensibles.
Los métodos de control remoto existentes no permiten un control preciso de UAVs. Por ejemplo, un terminal de control remoto tradicional equipado con un joystick puede ser capaz de traducir los movimientos mecánicos del joystick en los correspondientes comandos de control remoto para cambiar una orientación o una velocidad del UAV. Un terminal de control remoto (por ejemplo, teléfonos inteligentes o tabletas) equipado con uno o más sensores (por ejemplo, giroscopios, acelerómetros) puede detectar movimientos (por ejemplo, un cambio en la orientación o la aceleración) del terminal, y traducir dichos movimientos en los correspondientes comandos de control para el UAV. Sin embargo, estos métodos se limitan normalmente a controlar la orientación o la velocidad de un UAV, y no proporcionan un control posicional preciso del UAV.
Se proporcionan sistemas, dispositivos y métodos para controlar con precisión objetos móviles (por ejemplo, UAVs) que dirigen algunos o todos los problemas mencionados anteriormente. En particular, un vector de línea de base (también denominado línea de base) entre un objeto móvil controlador (por ejemplo, un terminal de control remoto para un UAV) y un objeto móvil controlable (por ejemplo, un UAV) puede determinarse con una precisión a nivel centimétrico o subcentimétrico (por ejemplo, a nivel milimétrico). Por ejemplo, la línea de base puede determinarse utilizando técnicas cinemáticas en tiempo real (RTK) o técnicas similares basadas en las mediciones de los sensores de localización que lleva el objeto móvil controlador y/o el objeto móvil controlado. Entre los ejemplos de sensores de localización se encuentran los receptores de sistemas de navegación por satélite (también denominados receptores de navegación satelital).
Un cambio en la línea de base (también referido como un cambio en la línea de base, un cambio en el vector de la línea de base, o un vector de cambio en la línea de base) puede ser mapeado, usando una función de mapeo predeterminada, a un cambio de estado correspondiente del objeto controlable. El cambio en la línea de base puede ser el resultado del movimiento del objeto móvil controlador, del objeto móvil controlado o de ambos. El cambio de estado correspondiente del objeto controlable puede incluir un cambio de posición, un cambio de velocidad y/o aceleración, un cambio de orientación, un cambio de trayectoria de navegación, una activación o desactivación de una funcionalidad del objeto controlable, y similares. Ventajosamente, la medición precisa de la línea de base entre los objetos controladores y controlados con una precisión centimétrica o subcentimétrica permite un control preciso del objeto controlado. Estas y otras realizaciones se discuten a la luz de las figuras.
La FIG. 1 ilustra un método ejemplar para controlar un objeto móvil, de acuerdo con las realizaciones. En particular, un cambio de vector de línea base 108 entre un objeto móvil de control 102 (también referido como un objeto de control, dispositivo de control o plataforma de control) y un objeto móvil controlable 104 (también referido como un objeto controlable) puede ser mapeado a un cambio de estado correspondiente 112 del objeto móvil controlable 104.
El objeto móvil de control 102 puede incluir un terminal de control remoto, un UAV o cualquier otro objeto móvil adecuado descrito aquí que esté configurado para controlar otro objeto. Un objeto móvil controlable 104 puede incluir un UAV o cualquier otro objeto móvil adecuado descrito aquí que pueda ser controlado remotamente por otro objeto. Por ejemplo, el objeto móvil de control 102 puede estar configurado para controlar el objeto móvil controlable 104. El objeto móvil controlable 104 puede o no estar configurado para moverse de forma autónoma.
Se puede medir un vector de línea de base (también denominado línea de base) entre el objeto móvil de control 102 y el objeto móvil controlable 104. El vector de línea de base puede ir desde el objeto móvil de control 102 hasta el objeto móvil controlable 104, o viceversa. El vector de línea de base puede comprender una pluralidad de componentes vectoriales a lo largo de los ejes respectivos (por ejemplo, los ejes X, Y Z) de un sistema de coordenadas adecuado, como un sistema de coordenadas global o local.
El vector de línea de base puede ser medido en una base periódica. En algunas realizaciones, el vector de línea base puede ser medido a una frecuencia de 0,1Hz, 0,5Hz, 1Hz, 5Hz, 10Hz, 20Hz, 50Hz, o cualquier otra frecuencia adecuada. La frecuencia a la que se mide el vector de línea de base puede ser configurable, por ejemplo, por un usuario o por un administrador del sistema. La frecuencia de medición puede ser constante o variar de vez en cuando, basándose en factores como la disponibilidad de recursos (por ejemplo, CPU, memoria, ancho de banda de la red), las condiciones del entorno operativo (por ejemplo, la intensidad de la señal, la interferencia, la relación señal-ruido (SNR), el clima), los comandos del usuario, y similares.
Como se ilustra en la FIG. 1, un primer vector de línea de base 106 puede ser medido en o cerca de un primer punto en el tiempo, t1, cuando el objeto móvil de control 102 está en la posición p1 116 y el objeto móvil controlable 104 está en la posición p3 120. Posteriormente, un segundo vector de línea de base 110 puede ser medido en o cerca de un segundo punto en el tiempo, t2, cuando el objeto móvil de control 102 se mueve a la posición p2118 y el objeto móvil controlable 104 está en la posición p3120. Posteriormente, un tercer vector de línea de base 114 puede ser medido en o cerca de un tercer punto en el tiempo, t3, cuando el objeto móvil de control 102 está en la posición p2118 y el objeto móvil controlable 104 se mueve a la posición p4122.
El vector de línea de base puede determinarse basándose, al menos en parte, en las mediciones de un primer sensor de localización 103 que lleva el objeto móvil de control 102 y/o en las mediciones de un segundo sensor de localización 105 que lleva el objeto móvil controlable 104. En general, la posición de un objeto móvil se considera igual a la posición de un sensor de localización del objeto móvil. Los sensores de localización pueden estar configurados para obtener información útil para determinar las localizaciones de los respectivos sensores de localización. Los ejemplos de sensores de localización incluyen receptores de navegación por satélite.
Un sistema de navegación por satélite utiliza satélites para proporcionar un posicionamiento geoespacial autónomo. Específicamente, un receptor de navegación por satélite puede ser configurado para recibir señales de satélite transmitidas por uno o más satélites, por ejemplo, por radio. Las señales de los satélites pueden ser procesadas (por ejemplo, por los circuitos del receptor de navegación por satélite o por un procesador operablemente conectado al receptor de navegación por satélite) para determinar la localización (por ejemplo, longitud, latitud y/o altitud) del receptor de navegación por satélite. Los sistemas de navegación por satélite pueden proporcionar una cobertura global o regional. Un sistema de navegación por satélite con cobertura global puede denominarse sistema global de navegación por satélite (GNSS). Algunos ejemplos de GNSS incluyen el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) NAVSTAR de Estados Unidos, GLONAs S de Rusia, el Sistema de Navegación por Satélite BeiDou (o Beidou - 2) de China y Galileo de la Unión Europea. Ejemplos de sistemas de navegación por satélite con cobertura regional son Beidou-1 de China, NAVigation with Indian Constellation o NAVegación de la Constelación India (NAVIC) de la India y Quazi-Zenith Satellite System o Sistema Satelital Quazi-Zenith (QZSS) de Japón.
Las señales de satélite recibidas por un receptor de navegación por satélite pueden incluir códigos de alcance y datos de navegación (también denominados mensajes de navegación). Los códigos de alcance pueden incluir números de ruido pseudoaleatorio (PRN) y pueden ser correlacionados por un receptor de navegación por satélite para determinar un tiempo de viaje de una señal de satélite al receptor (y por lo tanto la distancia entre el satélite y el receptor). Los números PRN pueden incluir códigos gruesos/de adquisición (C/A) para el público en general y códigos de precisión restringida (P) de uso militar. Los datos de navegación pueden incluir información detallada sobre un satélite, como información de tiempo, parámetros de sesgo del reloj, estado y salud del satélite, efemérides del satélite (por ejemplo, información orbital), datos del almanaque (por ejemplo, sinopsis de la red de satélites, corrección de errores), y similares. Los códigos de alcance y los datos de navegación pueden ser modulados en una onda portadora y transmitidos desde un satélite a un receptor de navegación por satélite. En algunas realizaciones, los códigos de alcance y/o los datos de navegación pueden transmitirse en más de una frecuencia, como por ejemplo en L1 (1575,42 MHz) y en L2 (1227,60 MHz). La transmisión de las señales del satélite de navegación por satélite en múltiples frecuencias puede proporcionar los beneficios de la redundancia, la resistencia a las interferencias y la corrección de errores. En varias realizaciones, un receptor de navegación por satélite puede estar configurado para recibir señales transmitidas en una, dos o más frecuencias.
Las señales de satélite (por ejemplo, las señales GNSS) recibidas por los receptores de navegación por satélite pueden utilizarse para realizar mediciones (también denominadas mediciones de navegación por satélite) como las relacionadas con el tiempo, la distancia, la posición y otras similares. Las mediciones de navegación por satélite pueden incluir mediciones de fase de código y mediciones de fase de portadora. Ventajosamente, el uso de mediciones de la fase portadora puede proporcionar mediciones con un nivel de precisión centimétrico o subcentimétrico (por ejemplo, un nivel milimétrico). Además, las señales de satélite recibidas desde y/o por diferentes entidades pueden diferenciarse para reducir ciertos errores de medición, utilizando cualquier técnica de procesamiento diferencial adecuada (por ejemplo, técnicas de diferenciación simple, doble o triple). Por ejemplo, las señales de satélite recibidas de diferentes satélites pueden diferenciarse para obtener mediciones diferenciadas por satélite, eliminando o mitigando los errores relacionados con el receptor (por ejemplo, errores de reloj del receptor). Adicional o alternativamente, las señales de satélite recibidas por diferentes receptores pueden diferenciarse para obtener mediciones diferenciadas por el receptor, eliminando o mitigando los errores relacionados con el satélite (por ejemplo, errores del reloj del satélite) o los errores causados por el medio de propagación (por ejemplo, la ionosfera o la troposfera).
En algunas realizaciones, la información de localización (por ejemplo, mediciones GNSS, correcciones de errores, etc.) puede ser transmitida entre el objeto móvil de control 102 y el objeto móvil controlable 104 para determinar el vector de línea de base entre el objeto móvil de control 102 y el objeto móvil controlable 104. Dicha información de localización puede ser transmitida en una comunicación unidireccional o bidireccional. En un ejemplo, el objeto móvil controlable 104 puede estar configurado para proporcionar sus mediciones de navegación por satélite al objeto móvil de control 102, que puede entonces calcular la diferencia entre sus propias mediciones y las mediciones recibidas (es decir, mediciones diferenciadas por el receptor). En otro ejemplo, el objeto móvil 102 de control puede estar configurado para proporcionar sus mediciones de navegación por satélite al objeto móvil 104 de control, que puede entonces calcular la diferencia entre sus propias mediciones y las mediciones recibidas (es decir, las mediciones diferenciadas del receptor). En otro ejemplo, el objeto móvil de control 102 y el objeto móvil controlable 104 pueden estar configurados para intercambiar información de localización que incluya mediciones de navegación por satélite en una comunicación bidireccional.
Un cambio de línea de base 108 entre el objeto móvil de control 102 y el objeto móvil controlable 104 puede ser determinado comparando un primer vector de línea de base 106 medido en o cerca de un primer punto en el tiempo, t1, y un segundo vector de línea de base 110 medido en o cerca de un segundo punto en el tiempo, t2. Para simplificar la discusión, el cambio de la línea de base 108 en la FIG. 1 se muestra como causado por un cambio de localización del objeto móvil de control 102 solo mientras el objeto móvil controlable 104 permanece quieto. Sin embargo, en general, el cambio en la línea de base 108 puede ser causado por un cambio de localización del objeto móvil de control 102, del objeto móvil controlable 104, o de ambos. El cambio en la línea de base puede ser representado por un vector que comprende una pluralidad de componentes vectoriales a lo largo de los ejes respectivos (por ejemplo, X, Y, y/o Z) de un sistema de coordenadas adecuado.
El cambio de línea de base 108 puede ser mapeado a un cambio de estado correspondiente 112 para el objeto móvil controlable 104 basado en una función de mapeo predeterminada. Un estado del objeto controlable puede estar relacionado, por ejemplo, con una posición, una orientación o un movimiento del objeto controlable. Por ejemplo, un vector de cambio de línea de base de (3 cm, 4 cm, 5 cm) a lo largo de los ejes X, Y y Z de un sistema de coordenadas puede ser mapeado a un vector de movimiento correspondiente de (30 cm, 40 cm, 50 cm) para el objeto móvil controlable 104 en el mismo sistema de coordenadas, o en un sistema de coordenadas diferente. En otro ejemplo, el cambio de la línea de base puede ser causado por un movimiento del objeto móvil controlable 104 y el cambio de estado correspondiente para el objeto móvil controlable 104 puede ser una inversión de ese movimiento, de modo que el objeto móvil controlable 104 mantiene sustancialmente la misma localización a lo largo del tiempo (por ejemplo, en un estado flotante).
Otros ejemplos de dicho cambio de estado del objeto móvil controlable 104 pueden incluir un cambio en una orientación, una dirección de movimiento, una velocidad o rapidez (lineal o angular), una aceleración (lineal o angular), una trayectoria o patrón de navegación, un modo de operación, y/o una funcionalidad del objeto móvil controlable 104. Por ejemplo, una velocidad del objeto móvil controlable 104 puede aumentar o disminuir en una cantidad que se calcula en base a la función de mapeo predefinida y al vector de cambio de la línea de base. En otro ejemplo, un rumbo del objeto móvil controlable 104 puede cambiar en un ángulo que se calcula basándose en la función de mapeo predeterminada y el vector de cambio de la línea de base. En otro ejemplo, el objeto móvil controlable 104 puede estar volando en una trayectoria de vuelo circular y un radio de la trayectoria de vuelo circular puede ser cambiado de acuerdo con el cambio del vector de línea de base. En otro ejemplo, el objeto móvil controlable 104 puede cambiar de un primer tipo de trayectoria de vuelo (por ejemplo, una trayectoria recta) a un segundo tipo de trayectoria de vuelo (por ejemplo, una trayectoria en forma de "S").
En algunos otros ejemplos, un cambio de estado del objeto móvil controlable 104 puede incluir una activación, una desactivación, o de otro modo un control de una funcionalidad o de un componente del objeto móvil controlable 104. Ejemplos de tales funcionalidades pueden incluir el aterrizaje automático, el lanzamiento automático, el sobrevuelo, el seguimiento de un objeto de interés (por ejemplo, una persona o un vehículo), la evitación de obstáculos, la captura de imágenes (por ejemplo, imágenes fijas o vídeos), la grabación de señales de audio, el ajuste de una portadora de una carga útil, y similares. Por ejemplo, cuando se determina que el cambio de la línea de base coincide con un patrón predefinido (por ejemplo, un patrón en forma de "V"), un dispositivo de imagen a bordo del objeto móvil controlable 104 puede ser controlado para capturar una o más imágenes.
El vector de cambio de línea base puede proporcionarse como entrada a una función de mapeo predeterminada para obtener, como salida, el cambio de estado correspondiente para el objeto móvil controlable. Se puede proporcionar cualquier función de mapeo adecuada dependiendo del tipo de cambio de estado deseado. Por ejemplo, la función de mapeo puede mapear un vector a un vector, un ángulo de rotación, un cambio en la velocidad, un cambio en la aceleración, o cualquier otro cambio de estado como el discutido anteriormente. En algunas realizaciones, además del vector de cambio de la línea de base, la función de mapeo también puede tomar como entrada o incorporar de otro modo consideraciones de información de contexto al proporcionar la salida. Dicha información de contexto puede incluir factores temporales y/o espaciales, características del objeto móvil controlable 102 y/o del objeto móvil controlable 104, un entorno circundante, y similares. Por ejemplo, dado el mismo cambio de línea de base como entrada, la función de mapeo puede producir un cambio de estado diferente como salida dependiendo de la hora del día (por ejemplo, de día frente a la noche), la localización del objeto de control o del objeto controlable (por ejemplo, interior frente a exterior), un estado del objeto controlable (por ejemplo, un nivel de batería), y similares.
Una o más funciones de mapeo pueden almacenarse como una o más instrucciones en una unidad de memoria. La unidad de memoria puede estar ubicada en el objeto móvil controlado 102, en el objeto móvil controlado 104 o en un dispositivo o sistema diferente (por ejemplo, una estación base o un dispositivo de computación en la nube). En algunas realizaciones, se proporciona una función de mapeo por defecto. Alternativamente, la función de mapeo puede ser seleccionada dinámicamente de entre una pluralidad de funciones de mapeo.
La selección de la función de mapeo puede basarse en cualquier criterio adecuado, como el relacionado con el tiempo y/o la localización, las características del objeto móvil de control 102 y/o el objeto móvil controlable 104, un entorno circundante u otra información de contexto. Se pueden seleccionar diferentes funciones de mapeo dado el mismo cambio de línea de base en diferentes contextos. En un ejemplo, diferentes funciones de mapeo pueden corresponder a diferentes tipos del objeto móvil de control 102 y/o del objeto móvil controlable 104. Los diferentes tipos de objetos pueden tener diferentes pesos, dimensiones, capacidades, alcances, tipos de combustible, mecanismos de propulsión y otras características. En otro ejemplo, puede seleccionarse una de una pluralidad de funciones de mapeo diferentes para el mismo objeto móvil de control 102 u objeto móvil controlable 104 dependiendo de su estado actual, como su altitud, latitud, longitud, velocidad, orientación, rumbo y/o trayectoria de vuelo actuales. El estado actual del objeto móvil de control 102 o del objeto móvil controlable 104 también puede incluir el estado de uno o más componentes del objeto móvil controlable, como su fuente de alimentación, hardware o software informático, unidades de almacenamiento, sensores, unidades de propulsión, y similares. El estado actual del objeto móvil puede determinarse basándose en los datos de uno o más sensores a bordo del objeto móvil. En otro ejemplo, se pueden seleccionar diferentes funciones de mapeo basadas en el entorno que rodea al objeto móvil de control 102 y/o al objeto móvil controlable 104. Por ejemplo, pueden seleccionarse diferentes funciones de mapeo dependiendo de las condiciones meteorológicas, de si los objetos móviles están en el interior o en el exterior, de la complejidad del entorno circundante (por ejemplo, las características del terreno, la presencia de obstáculos, la apertura), del nivel de interferencia o de la SNR, etc.
Los datos de control para efectuar el cambio de estado 112 del objeto móvil controlable 104 pueden ser generados por uno o más procesadores en el objeto móvil de control 102 y transmitidos al objeto móvil controlable 104. Alternativamente, los datos de control para efectuar el cambio de estado 112 pueden ser generados por uno o más procesadores en el objeto móvil controlable 104. En algunas realizaciones, una combinación de procesadores en el objeto móvil de control 102 y en el objeto móvil controlable 104 puede estar configurada para generar los datos de control. Ejemplos de los datos de control pueden incluir coordenadas de una posición objetivo para el objeto móvil controlable 104, vector o vectores de movimiento para el objeto móvil controlable 104, una o más velocidades lineales o angulares del objeto móvil controlable 104 con respecto a uno o más ejes, una o más aceleraciones lineales o angulares del objeto móvil controlable 104 con respecto a uno o más ejes, comandos para activar, desactivar, controlar de otra manera uno o más módulos del objeto móvil controlable 104, y similares. Otros ejemplos de datos de control pueden incluir comandos de activación, desactivación o control de una funcionalidad, una rutina, un proceso, un componente o una carga útil del objeto móvil controlable 104.
En algunas realizaciones, los datos de control pueden ser procesados o ejecutados por uno o más procesadores o controladores a bordo del objeto móvil controlable 104 para generar señales de control para uno o más módulos (por ejemplo, unidades de propulsión) del objeto móvil controlable 104 (por ejemplo, para lograr una posición y/u orientación deseada del objeto móvil controlable 104). En algunas otras realizaciones, los datos de control pueden ser procesados o ejecutados directamente en uno o más módulos a controlar (por ejemplo, unidades de propulsión, sensores).
En algunas realizaciones, los procesadores a bordo del objeto móvil controlable 104 y/o del objeto móvil de control 102 pueden implementar un mecanismo de retroalimentación de bucle de control (también denominado mecanismo de control de bucle de retroalimentación) como un controlador proporcional-integral-derivativo (PID). El mecanismo de retroalimentación del bucle de control puede utilizarse para actualizar una variable de control basada en un estado actual con el fin de lograr un efecto deseado. Por ejemplo, un controlador PID puede configurarse para calcular un valor de error como la diferencia entre un estado actual (por ejemplo, un vector de línea de base actual entre el objeto móvil de control 102 y el objeto móvil controlable 104, una posición, velocidad o aceleración actual del objeto móvil controlable) y un estado objetivo, e intenta minimizar el valor de error en el tiempo ajustando una variable de control (por ejemplo, una velocidad angular o una velocidad del objeto móvil controlable 104). Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 1, después del cambio de estado 112, el objeto móvil controlable 104 puede ser movido a la posición p4122, y un vector de línea base actual (tercero) 114 puede ser calculado de manera similar a la del primer vector de línea base 106, discutido anteriormente. El vector de línea de base actual 114 puede ser comparado con un vector de línea de base objetivo para determinar un valor de error. El vector de línea de base objetivo puede determinarse basándose en una posición objetivo o en un vector de movimiento objetivo para el objeto móvil controlable 104. La posición objetivo, el vector de movimiento objetivo o el vector de línea de base objetivo pueden determinarse basándose en la función de mapeo. Alternativamente, el vector de línea de base 114 puede utilizarse para estimar una posición actual, que se compara con la posición objetivo para obtener el valor de error.
Una variable de control (por ejemplo, una velocidad o aceleración del objeto móvil controlable 104) puede ajustarse en más de una iteración para minimizar el valor del error y así alcanzar el estado objetivo. Generalmente, cuanto más preciso sea el estado que se puede medir, más preciso será el valor del error y más preciso será el ajuste de la variable de control. Utilizando las técnicas descritas aquí, el vector de la línea de base entre el objeto móvil de control 102 y el objeto móvil controlable 104 puede medirse con un nivel de precisión centimétrico o subcentimétrico. En consecuencia, las técnicas descritas aquí pueden utilizarse para proporcionar un control a nivel centimétrico o subcentimétrico de los objetos móviles.
La FIG. 2 ilustra sistemas ejemplares para implementar las técnicas descritas aquí, de acuerdo con las realizaciones. En un sistema ejemplar 200a, una línea de base entre un objeto de control 202 y un objeto controlable 204 puede ser determinada en base a señales de satélite recibidas por un receptor de navegación por satélite 206 del objeto de control 202 y señales de satélite recibidas por un receptor de navegación por satélite 208 del objeto controlable 204. Los receptores de navegación por satélite 206 y 208 están configurados para recibir señales de satélite de uno o más satélites 210. Las señales de satélite pueden ser utilizadas, por uno o más procesadores a bordo del objeto de control 202 y/o del objeto controlable 204, para realizar mediciones de navegación por satélite tales como las relacionadas con la distancia, la posición y el tiempo. Por ejemplo, las señales de satélite pueden utilizarse para determinar (incluyendo la estimación) las localizaciones del objeto de control 202 y del objeto controlable 204. Además, las señales de satélite pueden utilizarse para determinar una línea de base entre el objeto de control 202 y el objeto controlable 204, como se describe aquí.
El objeto de control 202 y el objeto controlable 204 pueden estar configurados para comunicarse entre sí. La comunicación puede ser unidireccional o bidireccional. La comunicación puede utilizar infrarrojos, radio, WiFi, una o más de las redes de área local (LAN), redes de área amplia (WAN), redes punto a punto (P2P), redes de telecomunicaciones, comunicación en la nube, y similares. La comunicación entre el objeto de control 202 y el objeto controlable 204 puede utilizarse para obtener o mejorar las mediciones de navegación por satélite.
En algunas realizaciones, el objeto de control 202 puede estar configurado para determinar las mediciones de navegación por satélite basadas en las señales de satélite recibidas por el receptor de navegación por satélite 206 y proporcionar las mediciones de navegación por satélite al objeto controlable 204. El objeto controlable 204 puede estar configurado para determinar mediciones de navegación por satélite basadas en señales de satélite recibidas por el receptor de navegación por satélite 208. Además, el objeto controlable 204 puede estar configurado para corregir, calibrar o mejorar la precisión de sus mediciones de navegación por satélite utilizando las mediciones de navegación por satélite recibidas del objeto de control 202. Por ejemplo, las mediciones de navegación por satélite proporcionadas por el objeto de control 202 pueden incluir información de error relacionada con ciertos satélites o los medios de propagación. Dicha información de error puede ser utilizada por el objeto de control 204 para corregir sus mediciones relacionadas con dichos satélites o con los medios de propagación. En algunas otras realizaciones, el objeto de control 202 puede estar configurado para corregir, calibrar o mejorar de otro modo la precisión de sus mediciones de navegación por satélite utilizando las mediciones de navegación por satélite recibidas del objeto controlable 202.
Las mediciones de navegación por satélite pueden incluir o utilizarse para determinar una línea de base entre el objeto de control 202 y el objeto controlable 208. Un cambio en la línea de base puede asignarse a un cambio de estado para el objeto controlable 204. Se pueden generar señales de control para efectuar el cambio de estado. En varias realizaciones, la determinación de la línea de base, el mapeo y/o la generación de control pueden ser determinados por uno o más procesadores a bordo del objeto de control 202, uno o más procesadores a bordo del objeto controlable 204, o una combinación de ambos.
Por ejemplo, en una realización, el objeto de control 202 puede estar configurado para determinar la línea de base y un cambio de la misma, por ejemplo, basándose en las mediciones realizadas por el objeto de control 202 y las mediciones realizadas por el objeto controlable 204. Además, el objeto de control 202 puede estar configurado para asignar el cambio de la línea de base a un cambio de estado para el objeto controlable 204, generar comandos de control para efectuar el cambio de estado, y enviar los comandos de control al objeto controlable 204. El objeto controlable 204 puede estar configurado para ejecutar los comandos de control para lograr el cambio de estado. En algunas realizaciones, los comandos de control pueden dirigirse a cambiar una posición (comandos de control de posición), una velocidad (comandos de control de velocidad), una aceleración (comandos de control de aceleración), o una actitud (por ejemplo, un control de título o un control de orientación) o el objeto controlable 204.
En otro ejemplo, el objeto de control 202 puede estar configurado para determinar la línea de base y un cambio de la misma, mapear el cambio de la línea de base a un cambio de estado para el objeto controlable 204, y enviar el cambio de estado al objeto controlable 204. El objeto controlable 204 puede entonces generar señales de control (por ejemplo, para una o más unidades de propulsión) para efectuar el cambio de estado basado en el cambio de estado recibido.
En otro ejemplo, el objeto de control 202 puede estar configurado para determinar la línea de base y un cambio de la misma y transmitir la línea de base y/o el cambio de la línea de base al objeto controlable 204. El objeto controlable 204 puede entonces asignar el cambio de la línea de base a un cambio de estado y generar señales de control para efectuar el cambio de estado.
En otro ejemplo, el objeto controlable 204 puede estar configurado para determinar la línea de base y un cambio de la misma, por ejemplo, basándose en las mediciones realizadas por el objeto controlador 202 y las mediciones realizadas por el objeto controlable 204. Adicionalmente, el objeto controlable 204 puede ser configurado para mapear el cambio de la línea base a un cambio de estado para el objeto controlable 204 y generar señales de control para efectuar el cambio de estado.
En algunas realizaciones, las señales de control para efectuar el cambio de estado pueden ser generadas por un mecanismo de retroalimentación del bucle de control (por ejemplo, un controlador PID). El mecanismo de retroalimentación del bucle de control puede ser implementado por procesadores a bordo del objeto controlable 204, del objeto de control 202, o de ambos.
Todavía refiriéndose a la FIG. 2, en otro sistema ejemplar 200b, la línea de base entre el objeto de control 202 y un objeto controlable 204 puede ser determinada por una estación base 212. La estación base 212 puede incluir cualquier dispositivo informático (por ejemplo, un servidor principal, un ordenador de escritorio, un portátil, una tableta, un teléfono móvil) o cualquier servicio informático basado en la nube. El objeto de control 202 y el objeto controlable 204 pueden estar configurados para recibir señales de satélite desde el satélite 210, tal y como se ha comentado en el sistema 200a. Además, el objeto de control 202 y/o el objeto controlable 204 pueden estar configurados para comunicarse con la estación base 212 utilizando cualquier canal de comunicación adecuado. Por ejemplo, el objeto de control 202 y/o el objeto controlable 204 pueden configurarse para proporcionar datos de medición (por ejemplo, mediciones de navegación por satélite) a la estación base 212. La estación base 212 puede estar configurada para calcular la línea de base entre el objeto de control 202 y el objeto controlable 204 basándose en los datos de medición recibidos.
En algunas realizaciones, la estación base 212 puede estar configurada para transmitir la información de la línea de base al objeto de control 202 y/o al objeto controlable 204, que pueden estar configurados para determinar el cambio de estado correspondiente para el objeto controlable 204 utilizando una función de mapeo predeterminada. En algunas otras realizaciones, la estación base 212 puede determinar un cambio de estado correspondiente a un cambio de línea de base entre el objeto de control 202 y el objeto controlable 204, y enviar información sobre el cambio de estado al objeto de control 202 y/o al objeto controlable 204, que entonces generan las señales de control correspondientes para efectuar el cambio de estado. En algunas otras realizaciones, la estación base 212 puede estar configurada para determinar un cambio de estado correspondiente a un cambio de base entre el objeto de control 202 y el objeto controlable 204, generar comandos de control para efectuar el cambio de estado, y enviar los comandos de control al objeto controlable 204 y/o al objeto de control 202. En algunas realizaciones, la comunicación entre la estación base 212 y el objeto controlable 204 puede ser opcional (como se denota por la línea punteada en la FIG. 2).
La FIG. 3 ilustra otro sistema ejemplar 300 para implementar las técnicas descritas aquí, de acuerdo con las realizaciones. Como se ilustra, el objeto de control 302 y/o el objeto controlable 304 pueden ser configurados para comunicarse con una o más estaciones base 312. Cada una de las estaciones base 312 puede incluir al menos receptores de navegación por satélite 314 configurados para comunicarse con uno o más satélites 310. Cada una de las estaciones base 312 puede estar configurada para emitir información que incluya la localización conocida de la estación base, así como mediciones de navegación por satélite (por ejemplo, psuedoranges [pseudo-distancias]) basadas en las señales recibidas por sus receptores de navegación por satélite 314. La información transmitida puede ser recibida por objetos móviles como el objeto de control 302 y/o el objeto de control 304. La información transmitida puede ser utilizada para corregir o mejorar las mediciones de navegación por satélite obtenidas por los objetos móviles. Por ejemplo, la información transmitida puede utilizarse para corregir los errores relacionados con el satélite (por ejemplo, el sesgo del reloj del satélite, el error orbital del satélite), tener en cuenta el retraso ionosférico y/o troposférico, resolver las ambigüedades de la fase de la portadora, y similares. Cada una de las estaciones base 312 puede estar configurada para emitir dentro de un determinado rango (por ejemplo, área de servicio) y múltiples estaciones base 312 pueden formar una red de estaciones base (por ejemplo, red RTK, cinemática en tiempo real de área amplia (WARTK), red GPS diferencial (DGPS)) para proporcionar una cobertura más amplia.
El objeto de control 302 puede llevar un receptor de navegación por satélite 306 que está configurado para recibir señales de satélite de uno o más satélites 310. El objeto controlable 304 puede llevar un receptor de navegación por satélite 308 que está configurado para recibir señales de satélite de uno o más satélites 310. Las señales de satélite pueden utilizarse para determinar las mediciones de navegación por satélite. Además, las mediciones de navegación por satélite pueden ser corregidas, aumentadas, mejoradas o modificadas de alguna manera basándose en la información de difusión de una o más estaciones base 312. La comunicación entre el objeto controlable 302 y las estaciones base 312 puede ser unidireccional (por ejemplo, emitida sólo desde las estaciones base 312), o bidireccional. La comunicación entre el objeto controlable 304 y las estaciones base 312 puede ser unidireccional (por ejemplo, emitida sólo desde las estaciones base 312), o bidireccional.
El objeto de control 302 y/o el objeto controlable 304 pueden estar configurados para determinar la línea de base entre el objeto de control 302 y el objeto controlable 304 basándose en sus mediciones de navegación por satélite. Por ejemplo, en una realización, el objeto de control 302 puede estar configurado para determinar una primera línea de base entre el objeto de control 302 y una estación base 312 (por ejemplo, con una precisión de nivel centimétrico o subcentimétrico) basada en las señales de satélite así como en la información de transmisión de la estación base 312. Del mismo modo, el objeto controlable 304 puede estar configurado para determinar una segunda línea de base entre el objeto controlable 304 y una estación base 312 (por ejemplo, con una precisión de nivel centimétrico o subcentimétrico) basada en las señales de satélite así como en la información de emisión de la estación base 312. Así, la línea de base entre el objeto controlable 302 y el objeto controlable 304 puede ser determinada (por ejemplo, por uno o más procesadores a bordo del objeto controlable 302 y/o el objeto controlable 304) basándose en la primera línea de base y la segunda línea de base. Alternativamente, el objeto de control 302 y el objeto controlable 304 pueden determinar cada uno su propia localización basándose en señales de satélite e información de transmisión de la estación base. Las localizaciones del objeto de control 302 y del objeto controlable 304 pueden entonces utilizarse para determinar la línea de base entre el objeto de control 302 y el objeto controlable 304. Independientemente de cómo se determine la línea de base, los cambios en la línea de base entre el objeto de control 302 y el objeto controlable 304 pueden ser detectados y mapeados a los correspondientes cambios de estado para el objeto controlable 304 como se discute en otra parte en la presente invención.
En otra realización, en lugar de utilizar un cambio de línea de base entre el objeto de control 302 y el objeto controlable 304 para controlar el objeto controlable 304, se puede utilizar un cambio de localización del objeto de control 302 para controlar el objeto controlable 304. En dicha realización, la comunicación entre el objeto controlable 304 y la estación base 312 puede ser opcional. El cambio de localización del objeto de control 302 puede determinarse comparando la línea de base entre el objeto de control 302 y la estación base 312 en diferentes puntos en el tiempo. Alternativamente, el cambio de localización del objeto de control 302 puede determinarse comparando las localizaciones (por ejemplo, longitud y latitud) del objeto de control 302 en diferentes momentos. Posteriormente, el cambio de localización del objeto de control 302 puede ser mapeado a un cambio de estado correspondiente para el objeto controlable 304 de manera similar al mapeo entre el cambio de línea base y el cambio de estado, como se discute en otra parte de la presente invención.
En otra realización, un cambio de localización del objeto controlable 304 puede ser utilizado para controlar el objeto controlable 304. El cambio de localización del objeto controlable 304 puede determinarse comparando la línea de base entre el objeto controlable 304 y la estación base 312 en diferentes puntos en el tiempo. Alternativamente, el cambio de localización del objeto controlable 304 puede determinarse comparando las localizaciones (por ejemplo, longitud y latitud) del objeto controlable 304 en diferentes puntos en el tiempo. Posteriormente, el cambio de localización del objeto controlable 304 puede ser mapeado a un cambio de estado correspondiente para el objeto controlable 304 de manera similar al cambio de vector, como se discute en otra parte de la presente invención.
La FIG. 4 ilustra un objeto de control ejemplar 400, de acuerdo con las realizaciones. El objeto de control puede incluir una unidad de comunicación 402, un receptor de navegación por satélite 404, uno o más procesadores 404, uno o más dispositivos de entrada/salida 408, y una memoria 410, todos interconectados a través de un bus de sistema.
La unidad de comunicación 402 puede estar configurada para transmitir y/o recibir datos de uno o más dispositivos externos (por ejemplo, un objeto controlable, o una estación base). Se puede utilizar cualquier medio de comunicación adecuado, como la comunicación por cable o la comunicación inalámbrica. Por ejemplo, el módulo de comunicación 1310 puede utilizar una o más de las redes de área local (LAN), redes de área amplia (WAN), infrarrojos, radio, WiFi, redes punto a punto (P2P), redes de telecomunicación, comunicación en la nube, y similares. Opcionalmente, se pueden utilizar estaciones de retransmisión, como torres, satélites o estaciones móviles. Las comunicaciones inalámbricas pueden ser dependientes o independientes de la proximidad. En algunos casos, la línea de visión puede o no ser necesaria para las comunicaciones. En algunos ejemplos, la unidad de comunicación 402 puede estar configurada para transmitir mediciones de navegación por satélite desde el receptor de navegación por satélite 404. En algunas realizaciones, la unidad de comunicación 402 puede estar configurada para recibir mediciones de navegación por satélite u otros datos de detección de uno o más dispositivos externos, tales como un objeto controlable y/o una estación base. La unidad de comunicación 402 también puede estar configurada para transmitir resultados de procesamiento (por ejemplo, comandos de control) producidos por el uno o más procesadores 406.
El receptor de navegación por satélite 404 puede ser configurado para adquirir y rastrear señales de satélite. Adquirir una señal es el proceso de determinar la frecuencia y la fase del código (ambas relativas al tiempo del receptor) cuando era previamente desconocida. El seguimiento es el proceso de ajustar continuamente la frecuencia y la fase estimadas para que coincidan con la señal recibida lo más cerca posible y, por lo tanto, es un bucle de bloqueo de fase. El receptor de navegación por satélite 404 puede estar configurado para procesar las señales de satélite recibidas en su antena para determinar la información relacionada con la posición, la velocidad y/o el tiempo. Por ejemplo, las señales de satélite recibidas por la antena pueden ser amplificadas, convertidas a banda base o frecuencia intermedia, filtradas (por ejemplo, para eliminar las frecuencias fuera del rango de frecuencia previsto) y digitalizadas. El orden de estos pasos puede ser diferente al mencionado anteriormente. Las señales de satélite digitalizadas pueden incluir o utilizarse para producir mediciones de navegación por satélite como las descritas aquí.
Además del receptor de navegación por satélite 404, el objeto de control 400 puede incluir opcionalmente sensores adicionales como una IMU, una brújula, un sensor de imagen, y similares. Los datos de detección de estos sensores adicionales pueden combinarse con las mediciones de navegación por satélite para controlar el objeto controlable.
El uno o más procesadores 406 pueden incluir una unidad central de procesamiento (CPU), un microprocesador, una matriz de puertas programable en campo (FPGA), un circuito integrado de aplicación específica (ASIC), y similares. Los procesadores 406 pueden estar acoplados operativamente a una memoria 410. La memoria 410 puede almacenar lógica, código y/o instrucciones de programa ejecutables por los procesadores 406 para realizar uno o más procesos discutidos aquí (por ejemplo, el proceso 500 de la FIG. 5 y el proceso 7 de la FIG.
7). La memoria puede incluir uno o más medios de almacenamiento no transitorios (por ejemplo, medios extraíbles o almacenamiento externo como una tarjeta SD o una memoria de acceso aleatorio (RAM)). La memoria también puede almacenar datos tales como datos de medición de navegación por satélite del receptor de navegación por satélite 404, resultados de procesamiento producidos por los procesadores 406, datos relacionados con una o más funciones de mapeo, datos de detección, y similares.
Los uno o más dispositivos de entrada/salida 408 pueden incluir uno o más dispositivos de entrada para recibir la entrada del usuario, como una pantalla táctil, un joystick, un botón, un teclado, un ratón, un micrófono, una cámara, un lector biométrico, y similares. Por ejemplo, los dispositivos de entrada pueden permitir a un usuario configurar los parámetros de una o más funciones de mapeo. Los dispositivos de entrada/salida 408 pueden incluir uno o más dispositivos de salida como una pantalla, un altavoz, una pantalla táctil, un joystick, un botón, un teclado, un ratón, un micrófono, y similares.
De acuerdo con las realizaciones, un objeto móvil controlable puede ser controlado en base a un cambio de línea de base entre el objeto móvil controlable y un objeto móvil de control. El objeto móvil de control puede incluir un UAV, o cualquier otro objeto móvil discutido en otra parte de la presente invención. El objeto móvil de control puede incluir un terminal de control remoto (o controlador remoto), otro UAV, un dispositivo móvil, o cualquier dispositivo de control.
La FIG. 5 ilustra un proceso ejemplar 500 para controlar un objeto, de acuerdo con las realizaciones. El objeto puede ser cualquier objeto móvil controlable (por ejemplo, un UAV) como se describe aquí. Algunos o todos los aspectos del proceso 500 (o cualquier otro proceso descrito aquí, o variaciones y/o combinaciones de los mismos) pueden ser realizados por uno o más procesadores a bordo y/o fuera de un objeto de control (por ejemplo, un terminal de control remoto, un UAV). Algunos o todos los aspectos del proceso 500 (o cualquier otro proceso descrito aquí, o variaciones y/o combinaciones de los mismos) pueden realizarse bajo el control de uno o más sistemas informáticos/de control configurados con instrucciones ejecutables y pueden implementarse como código (por ejemplo, instrucciones ejecutables, uno o más programas informáticos o una o más aplicaciones) que se ejecutan colectivamente en uno o más procesadores, por hardware o combinaciones de los mismos. El código puede almacenarse en un medio de almacenamiento legible por ordenador, por ejemplo, en forma de un programa informático que comprende una pluralidad de instrucciones ejecutables por uno o más procesadores. El medio de almacenamiento legible por ordenador puede ser no transitorio. El orden en que se describen las operaciones no pretende interpretarse como una limitación, y cualquier número de las operaciones descritas puede combinarse en cualquier orden y/o en paralelo para implementar los procesos.
En el bloque 502, un cambio en un vector de línea de base entre un objeto móvil de control y un objeto móvil controlable (también referido como un vector de cambio de línea de base, un vector de cambio de línea de base, o un cambio de línea de base) puede ser determinado. La determinación puede basarse, al menos en parte, en las mediciones de un primer sensor de localización del objeto móvil de control y de un segundo sensor de localización del objeto móvil controlable. El primer sensor de localización y el segundo sensor de localización pueden ser los receptores de navegación por satélite mencionados aquí. El cambio de línea de base puede comprender el cálculo de un vector de línea de base actual entre los objetos de control y controlables y la comparación del vector de línea de base actual con un vector de línea de base medido previamente. Por ejemplo, el vector de línea de base medido previamente puede restarse del vector de línea de base actual, o el vector de línea de base actual puede restarse del vector de línea de base medido previamente, para obtener el vector de cambio de línea de base. Una discusión más detallada de la determinación de la línea de base se proporciona en relación con las FIGS. 6-7.
En el bloque 504, el cambio de línea base determinado anteriormente puede ser mapeado a un cambio de estado correspondiente para el objeto móvil controlable basado al menos en parte en una función de mapeo predeterminada. En algunas realizaciones, la función de mapeo puede ser seleccionada de una pluralidad de funciones de mapeo basadas en un estado o una o más características del objeto de control, el objeto controlable, y/o el entorno. Una discusión más detallada con respecto a las funciones de mapeo se proporciona en relación con las FIGS. 8 -9.
En el bloque 506, uno o más comandos de control pueden ser generados para efectuar el cambio de estado del objeto móvil controlable. Los comandos de control pueden ser dirigidos a cambiar una posición (comandos de control de posición), una velocidad (comandos de control de velocidad), una aceleración (comandos de control de aceleración), o una inclinación (por ejemplo, un control de título o un control de orientación) o el objeto controlable. Los comandos de control ejemplares pueden incluir una posición deseada o una diferencia de posición, una velocidad deseada o una diferencia de velocidad, una aceleración deseada o una diferencia de aceleración, un ángulo de rotación deseado, y similares.
Opcionalmente, después de la generación y/o ejecución de los comandos de control, la línea de base actualizada entre el objeto de control y el objeto controlable puede ser medida y utilizada, por ejemplo, por un controlador de bucle de retroalimentación (por ejemplo, un controlador PID), para hacer cumplir el control preciso del estado del objeto controlable. Por ejemplo, la línea de base actualizada puede indicar una desviación del objeto controlable de una posición deseada. La posición deseada puede haber sido determinada previamente en base a la función de mapeo. Basándose en la desviación, se pueden generar señales de control adicionales para reducir la desviación. Este bucle de control de retroalimentación puede continuar iterativamente hasta que la desviación esté por debajo de un umbral predeterminado o durante un período de tiempo predeterminado.
En algunas realizaciones, el bucle de control de retroalimentación descrito aquí puede ser implementado por uno o más procesadores a bordo del objeto controlable. Es decir, el objeto controlable puede estar configurado para determinar la línea de base actualizada en base a las mediciones satelitales actualizadas de uno o ambos objetos de control y el objeto controlable (como se describe en otra parte de la presente invención), y generar señales de control adicionales para efectuar el estado deseado. En algunas otras realizaciones, el bucle de control de retroalimentación puede ser implementado al menos en parte por uno o más procesadores a bordo del objeto de control. Por ejemplo, el cálculo de la línea de base actualizada puede ser realizado por los procesadores del objeto de control basándose en las mediciones satelitales actualizadas de uno o ambos objetos de control y del objeto controlable. La línea de base actualizada puede entonces transmitirse al objeto controlable, que a su vez genera las señales de control adicionales. Alternativamente, el objeto de control puede generar las señales de control y luego transmitir las señales de control al objeto controlable. Las FIGS. 10-11 proporcionan una discusión más detallada del bucle de control de retroalimentación.
La FIG. 6 ilustra un par de receptores ejemplares, r y b, con respectivas mediciones de navegación por satélite con respecto a un par de satélites i y j, de acuerdo con las realizaciones. El receptor de navegación por satélite r y el receptor de navegación por satélite b pueden estar ubicados respectivamente en un objeto de control y en un objeto controlable, tal como se describe en las FIGS. 1-2. Alternativamente, uno de los receptores de navegación por satélite r y el receptor de navegación por satélite b pueden estar ubicados en una estación base, como se describe en la FIG. 3, y el otro receptor puede estar ubicado en un objeto de control o en un objeto controlable.
Cada receptor puede estar configurado para obtener mediciones con respecto a cada uno de una pluralidad de satélites. Las señales de satélite recibidas por los receptores de navegación por satélite pueden incluir códigos de alcance y mensajes de navegación como se describe aquí. Basándose en las señales de satélite, un receptor de navegación por satélite puede producir mediciones u observaciones de ciertos observables para un satélite dado, incluyendo una pseudo-distancia (PSR) y una medición de la fase de la portadora (por ejemplo, rango Doppler acumulado (ADR)).
Por ejemplo, como se ¡lustra en la FIG. 6, el receptor r puede proporcionar un conjunto de mediciones con
respecto al satélite i, incluida la pseudo-distancia, yPSRr , |a medición de la fase de la portadora, AD R r , entre el receptor r y el satélite i. El receptor r también puede proporcionar un conjunto de mediciones con respecto
al satélite j, incluida la pseudo-distancia, PSRr , y la medición de la fase de la portadora, AD R r , entre el receptor r y el satélite j. Asimismo, el receptor b puede proporcionar dos conjuntos de mediciones con respecto a los d c d í ADRÍ
satélites i y j, el primer conjunto de mediciones para el satélite i incluyendo y k y ™UIXb’ y el segundo p c d / a d r }
conjunto de mediciones para el satélite j incluyendo y /1'y n L A partir de las mediciones de navegación por satélite determinadas por los receptores, se puede determinar una línea de base brb entre el receptor r y el receptor b.
La FIG. 7 ilustra un proceso ejemplar 700 para determinar una línea de base entre un par de receptores, de acuerdo con las realizaciones. El par de receptores puede ser similar a los receptores de navegación por satélite r y b descritos en la FIG. 7 o en otra parte aquí. En algunas realizaciones, los aspectos del proceso 700 pueden ser implementados por uno o más procesadores a bordo de un objeto de control. Alternativamente, los aspectos del proceso 700 pueden ser implementados por un objeto controlable, una estación base, o cualquier combinación de los anteriores.
En el bloque 702, las mediciones con respecto a uno o más satélites pueden proporcionarse basándose, al menos en parte, en señales de satélite recibidas. Las mediciones pueden incluir múltiples conjuntos de mediciones de navegación por satélite, cada conjunto correspondiente a un satélite determinado. Cada conjunto de mediciones puede obtenerse después de que un receptor bloquee con éxito el satélite dado para rastrear las señales de satélite de éste. Las mediciones pueden incluir mediciones de pseudo-distancia (PSR) y mediciones de la fase de la portadora (ADR), como se explica en la FIG. 6. Por ejemplo, la PSR y la ADR pueden expresarse utilizando las siguientes ecuaciones:
PSR — R O I T + M (Stu — 5íj) ePSR ( 1 )
En las ecuaciones anteriores, es la longitud de onda de la portadora; O, I, T y M son errores causados respectivamente por la órbita, el retardo ionosférico, el retardo troposférico y los efectos de trayectoria múltiple; Stu and Sts son errores asociados al reloj del receptor y al reloj del satélite, respectivamente; N es la ambigüedad entera de la fase de la portadora; ePSR y eADR son ruidos del receptor asociados respectivamente a la medición de la pseudo-distancia y a la medición de la fase de la portadora.
La medición de pseudo-distancia mide un rango o distancia entre el receptor de navegación por satélite y un satélite. La medición de pseudo-distancia puede determinarse basándose en una correlación del código transportado en una onda portadora modulada recibida de un satélite con una réplica de ese mismo código generada en el receptor de navegación por satélite. La medición de la fase de la portadora mide el alcance entre un satélite y el receptor de navegación por satélite, pero se expresa en unidades de ciclos de la frecuencia de la portadora. La medición de la pseudo-distancia se realiza normalmente con una precisión menor (por ejemplo, del orden de los metros) que la medición de la fase portadora, que puede realizarse con una precisión mayor (por ejemplo, del orden de los milímetros). Sin embargo, el número entero de ciclos o longitudes de onda (por ejemplo, N en la ecuación anterior (2)) entre un satélite y un receptor, o las ambigüedades de la fase de la portadora, no es medible y, por tanto, se desconoce. Por lo tanto, las ambigüedades de la fase de la portadora deben ser fijadas o resueltas utilizando cualquier técnica adecuada de resolución de ambigüedades, como la que se describe a continuación.
Las mediciones de navegación por satélite también pueden incluir errores de cualquiera de las siguientes categorías: (1) errores relacionados con el satélite, por ejemplo, errores orbitales, errores del reloj del satélite, etc.; (2) errores relacionados con la propagación de la señal, por ejemplo, retardo ionosférico, retardo tropológico y efectos de trayectoria múltiple; y (3) errores relacionados con el receptor, por ejemplo, errores del reloj del receptor, ruido de medición del receptor, etc. Algunos de estos errores, o todos ellos, pueden eliminarse mediante las técnicas de doble diferenciación que se comentan a continuación.
En el bloque 704, las mediciones de doble diferencia pueden ser obtenidas basándose en las mediciones de múltiples receptores. Por ejemplo, un objeto de control puede ser configurado para recibir mediciones de un objeto controlable, o de una estación base. O bien, un objeto controlable puede configurarse para recibir mediciones de un objeto controlable, o de una estación base. O bien, una estación base puede estar configurada para recibir mediciones de un par de receptores de navegación por satélite situados respectivamente en un objeto de control y en un objeto controlable.
Opcionalmente, cada receptor de navegación por satélite puede ser configurado para determinar su localización basándose en sus propias mediciones (posicionamiento de punto único). Por ejemplo, la posición del satélite puede ser calculada en base a la información de tiempo y efemérides (por ejemplo, parámetros orbitales). La posición del receptor puede calcularse basándose en la posición del satélite y la pseudo-distancia. En algunas realizaciones, las mediciones de un receptor con respecto a múltiples satélites se pueden utilizar para derivar las mediciones diferenciadas por satélite (con una sola diferencia). Por ejemplo, utilizando cuatro posiciones de satélite y sus correspondientes pseudo-distancias, la posición de un receptor puede determinarse utilizando mínimos cuadrados iterativos ponderados no lineales. Aunque los errores en las mediciones de pseudo-distancia (por ejemplo, la ecuación (1)) pueden ser parcialmente compensados utilizando modelos de error, la precisión del posicionamiento de un solo punto, inclusive con las mediciones compensadas por error, es típicamente en o alrededor de 10 metros o menos, todavía demasiado bajo para proporcionar un control preciso de los objetos controlables con resultados satisfactorios.
En general, las mediciones pueden diferenciarse para eliminar o cancelar errores o ambigüedades. Por ejemplo, las mediciones pueden ser doblemente diferenciadas para obtener mediciones de doble diferencia. Es decir, las mediciones de múltiples satélites pueden ser diferenciadas para obtener mediciones diferenciadas por satélite (mediciones de diferencia simple) con el fin de reducir o eliminar los sesgos o errores relacionados con el receptor. Del mismo modo, las mediciones de múltiples receptores (por ejemplo, del objeto de control y de los objetos controlables) pueden diferenciarse para obtener mediciones diferenciadas del receptor (mediciones diferenciadas simples) con el fin de reducir o eliminar los errores relacionados con el satélite o con la propagación de la señal. La diferenciación por satélite y la diferenciación por receptor descritas anteriormente pueden combinarse para obtener mediciones con doble diferenciación. Por ejemplo, las mediciones diferenciadas por satélite pueden ser diferenciadas por el receptor para obtener mediciones con doble diferencia. Alternativamente, las mediciones diferenciadas por el receptor pueden ser diferenciadas por el satélite para obtener mediciones de doble diferencia. En algunas otras realizaciones, las mediciones pueden ser diferenciadas más de dos veces (por ejemplo, triplemente diferenciadas).
En un ejemplo, las mediciones diferenciadas en el receptor (con una sola diferencia) para la pseudo-distancia y el ADR con respecto al satélite i pueden expresarse utilizando las siguientes ecuaciones (3) y (4), respectivamente.
P SRrb = P-rb + C dtu r + £PSR = - ¡ r ^ - ^ r b + c 8 tur SPSR (3)
Figure imgf000014_0001
p(0
En las ecuaciones anteriores (3) y (4), R rb es una distancia geométrica diferenciada entre las antenas del receptor y del satélite, c es la velocidad de la luz, es la longitud de onda, f es la frecuencia de la portadora, Stur es un error de reloj diferenciado simple de los receptores, sPSR y sADR son el ruido de los receptores de PSR y r(0
iu(0 rCO ADR, respectivamente, iVr& es el entero de las ambigüedades diferenciadas simples, ' r es el vector observado entre el receptor r y el satélite i, y brb es el vector de línea de base entre el receptor r y el receptor b.
Las mediciones de doble diferencia, pseudo-distancia y ADR, con respecto al satélite i y al satélite j pueden expresarse utilizando las siguientes ecuaciones (5) y (6), respectivamente.
Figure imgf000015_0001
dcd® A D R ®
En las ecuaciones anteriores (5) y (6), rb y n " n rb son el PSR y el ADR doblemente
nW)
diferenciados, respectivamente, n rb es la distancia geométrica doblemente diferenciada entre las antenas del receptor y del satélite, y N r ^ b es el número entero de ambigüedades doblemente diferenciadas.
En el bloque 706, las ambigüedades de la fase de la portadora pueden fijarse basándose en las mediciones de doble diferencia. Las mediciones de la fase de la portadora proporcionan un mayor nivel de precisión (por ejemplo, a nivel de centímetros o milímetros) que las mediciones de pseudo-distancia. Sin embargo, la existencia de ambigüedades en las mediciones de la fase portadora impide el uso de dichas mediciones para el posicionamiento de un solo punto. Las ambigüedades de la fase portadora pueden resolverse o fijarse utilizando mediciones con doble diferencia (por ejemplo, con diferencia de receptor y diferencia de satélite) entre pares de receptores y satélites, con el fin de cancelar la parte fraccional de las ambigüedades.
Puede utilizarse cualquier técnica adecuada de fijación de ambigüedades. En una realización, se puede estimar una solución de punto flotante de las ambigüedades de una sola diferencia basándose en las mediciones de una sola diferencia, utilizando una técnica de filtro de Kalman o similar. A continuación, las ambigüedades simples se convierten en ambigüedades dobles (por ejemplo, lvrb en las ecuaciones (5) y (6) anteriores) utilizando una matriz de conversión de diferencia simple a diferencia doble, como la D que se muestra a continuación:
Figure imgf000015_0002
En el bloque 708, se puede determinar una línea de base entre un par de receptores basándose al menos en parte en las ambigüedades de fase de la portadora fija. Por ejemplo, las ecuaciones anteriores (5) y (6) pueden resolverse para determinar la línea de base brb, dado el número entero fijo de ambigüedades doblemente diferenciadas (por iw(0)
ejemplo, ÍVrb ) que se determina en el bloque 706. Ventajosamente, se puede proporcionar una precisión de nivel centimétrico o subcentimétrico utilizando las mediciones de fase de portadora doblemente diferenciadas. Una vez que se determina una línea de base entre un par de receptores (por ejemplo, ubicados respectivamente en un objeto controlador y un objeto controlable), puede ser comparada con una línea de base previamente determinada para determinar un cambio de línea de base. El cambio de línea base puede ser mapeado a un control de estado correspondiente para el objeto controlable basado al menos en parte en una función de mapeo predeterminada. Las FIGs .8-9 ilustran métodos ejemplares para controlar un objeto controlable basado al menos en parte en un cambio de línea de base entre el objeto controlable y un objeto de control, de acuerdo con las realizaciones. Aunque las FIGS. 8-9 ilustran el objeto de control como un controlador remoto, se entiende que el objeto de control puede incluir cualquier objeto capaz de controlar otro objeto. Por ejemplo, el objeto de control puede ser un UAV. Asimismo, aunque las FIGS. 8 -9 ilustran el objeto controlable como un UAV, se entiende que un objeto controlable puede incluir cualquier objeto móvil discutido aquí que sea capaz de ser controlado por un dispositivo externo.
En algunas realizaciones, el cambio de la línea de base puede ser utilizado para implementar un control de posición tridimensional (3D) preciso. Por ejemplo, la función de mapeo puede mapear un cambio de línea base a uno o más comandos de control de posición correspondientes para mover el objeto controlable a lo largo de uno, dos o tres ejes. Por ejemplo, un cambio en la línea de base de 3 cm, 4 cm, 5 cm a lo largo de los ejes X, Y Z de un sistema de coordenadas puede asignarse a un vector de movimiento correspondiente de 30 cm, 40 cm, 50 cm para el objeto controlable en el mismo sistema de coordenadas o en otro diferente. En otro ejemplo, el cambio de la línea de base puede ser causado por un movimiento del objeto controlable y el cambio de estado correspondiente para el objeto controlable puede ser una inversión de ese movimiento, de modo que el objeto controlable mantiene sustancialmente la misma localización a lo largo del tiempo (por ejemplo, en un estado flotante).
La FIG. 8 ilustra métodos de control ejemplares basados en un cambio de línea base, de acuerdo con las realizaciones. Como se ilustra, los métodos de control pueden ser utilizados para mantener una relación espacial predeterminada (por ejemplo, un vector de línea de base constante) entre un objeto controlable y un objeto de control.
Como se muestra en el escenario 800a, cuando un objeto de control se mueve de la posición bi a la posición b2, y el objeto controlable permanece en la posición n, la línea base entre el objeto de control y el objeto controlable cambia de h a b, resultando en un cambio de línea base, Al = l2 - /1. Para mantener el vector de línea de base constante entre los objetos, el cambio de línea de base, Al, puede ser proporcionado a un mecanismo de retroalimentación de bucle de control como el ilustrado en las FIGS. 10-11. El mecanismo de retroalimentación del lazo de control puede emitir un comando de control Pcmd basado en una función de mapeo f. La entrada a f puede ser Al o -Al. La salida de f puede ser un cambio de estado correspondiente a la entrada o un comando de control para lograr el cambio de estado. En un ejemplo, la función de mapeo es f(x) = x. Así, Pcmd = f(-Al) = -Al. En otro ejemplo, la función de mapeo es f(x) = -x. Por lo tanto, Pcmd = f(A/) = -A/.. El comando de control puede ser ejecutado por un sistema de propulsión del objeto controlable, haciendo que el objeto controlable se mueva de la posición n a la r2, de tal manera que la línea de base resultante, l3, entre el objeto controlable y el objeto controlable es sustancialmente la misma que la línea de base original h antes del cambio de línea de base. En consecuencia, el objeto controlable puede ser controlado para seguir al objeto de control con alta precisión.
Como se muestra en el escenario 800b, el objeto de control puede permanecer en la posición b1, mientras que el objeto de control se mueve de la posición n a la posición r2, causando que la línea base cambie de l1 a l2, con un cambio de línea base de, Al = l2 - l1. En algunos casos, el movimiento del objeto de control puede ser involuntario. Por ejemplo, el movimiento puede ser causado por un factor externo (por ejemplo, el viento) o un factor interno (por ejemplo, un error del sensor). Para mantener el vector de línea de base constante entre los objetos, el cambio de línea de base, Al, puede ser proporcionado a un mecanismo de retroalimentación del bucle de control como el ilustrado en las FIGS. 10-11, y mapeado a un comando de control correspondiente basado en la misma función f que en el escenario 700a: Pcmd = f(-Al l) = -All. En otro ejemplo, la función de mapeo es f(x) = -x. Así, Pcmd = f(Al) = -Al. El mecanismo de retroalimentación del bucle de control puede emitir una orden de control Pcmd a un sistema de propulsión del objeto controlable, haciendo que el objeto controlable se mueva desde la posición r2 de vuelta a la posición n. En consecuencia, cuando el objeto de control permanece sustancialmente quieto, el objeto controlable puede ser controlado para mantener sustancialmente una posición (por ejemplo, en un estado de flotación) con alta precisión, mientras se mejora la capacidad del objeto controlable para resistir la interferencia externa y/o interna.
La FIG. 9 ilustra otros métodos de control ejemplares basados en el cambio de la línea de base, de acuerdo con las realizaciones. El mapeo ilustrado entre el cambio de línea de base entre el objeto de control y el objeto controlable y el correspondiente cambio de estado del objeto controlable puede ser más complejo que los discutidos en la FIG. 8.
Como se ilustra en el escenario 900a, cuando el objeto de control se mueve de la posición bi a la posición b2, la línea de base entre el objeto de control y el objeto controlable cambia de h a l2, resultando en un cambio de línea de base, Alb = A/2 - Ah. La función de mapeo f puede ser aplicada para causar un cambio posicional correspondiente, Air, para el objeto controlable. Por ejemplo, la función de asignación puede ser: f(x) = Ax, donde A es un escalar predeterminado. La función de mapeo puede ser utilizada para generar el comando de control para el cambio posicional: Pcmd = f(-Al) o Pcmd = fAl), de tal manera que cuando la orden de control es ejecutada por el objeto controlable, éste se desplaza de la posición n a la r2, resultando una nueva línea de base, b3, entre el objeto controlable y el objeto de control.
En algunos ejemplos, como el ilustrado, el objeto de control puede moverse a lo largo de una ruta de navegación (por ejemplo, una forma o patrón geométrico, un número, un alfabeto) con un conjunto de características o atributos (por ejemplo, radio). El movimiento del objeto de control puede ser mapeado a un movimiento correspondiente del objeto controlable a través de la función de mapeo predeterminada de tal manera que el objeto controlable se mueve con un conjunto correspondiente de características (por ejemplo, el radio).
Por ejemplo, en el escenario ilustrado 900a, el objeto de control se mueve a lo largo de un círculo con un radio r desde un centro en el punto Ob. El cambio posicional del objeto controlable, AJb, es mapeado a través de la función de mapeo f(x) = Ax, a un cambio posicional correspondiente Air, donde el | Air | = | AAlb |. Por lo tanto, el objeto controlable puede ser controlado para que se mueva a lo largo de una trayectoria sustancialmente similar (por ejemplo, un círculo centrado en Or) con un conjunto diferente de características, como un radio mayor R = |A|r. El centro Or puede o no estar en o cerca de la localización del objeto de control.
En otros ejemplos, un cambio de estado del objeto controlable puede incluir un cambio en una orientación, una dirección de movimiento, una velocidad (lineal o angular), una aceleración (lineal o angular), y similares. Por ejemplo, una velocidad del objeto controlable puede aumentar o disminuir en una cantidad o a una tasa que se calcula en base a la función de mapeo predeterminada y al cambio de la línea base. En otro ejemplo, una dirección del objeto controlable o un ángulo de rotación de un dispositivo de imagen puede cambiar en un ángulo o a una tasa que se calcula basándose en la función de mapeo predeterminada y el cambio de la línea de base.
En algunas realizaciones, tales como las ilustradas en el escenario 900b, el cambio de la línea de base puede ser utilizado para disparar, activar, desactivar, o controlar de alguna manera una operación del objeto controlable. El control de la operación puede estar relacionado con una funcionalidad, una rutina, un proceso, un componente o una carga útil del objeto controlable. En una realización, el cambio de la línea de base puede ser procesado para determinar un patrón de movimiento del objeto controlable. Por ejemplo, cuando el objeto controlable se mueve de la posición bi a la posición b2, y luego de la posición b2 a la posición b3, los cambios en la línea de base de h a b2 a l3 pueden ser analizados por uno o más procesadores a bordo del objeto controlable y/o del objeto de control para determinar un patrón de movimiento en forma de "V". En algunos casos, la determinación del patrón de movimiento puede incluir la comparación de los cambios en la línea de base con los atributos de las plantillas o patrones de movimiento prealmacenados para determinar si hay una coincidencia. La coincidencia puede determinarse basándose en cualquier técnica adecuada de reconocimiento de patrones, análisis estadístico y/o aprendizaje automático. El patrón de movimiento coincidente puede utilizarse entonces para determinar o seleccionar una operación correspondiente para el objeto controlable o un componente del mismo. Por ejemplo, un patrón de movimiento en forma de "V" puede corresponder a una orden para capturar una o más imágenes (por ejemplo, una imagen fija o un vídeo) mediante un dispositivo de imagen que lleva el objeto controlable (por ejemplo, una orden de disparo). Como otro ejemplo, cuando un usuario dibuja las letras "ir a casa" usando el objeto controlable, una rutina autónoma predefinida de ir a casa puede ser activada en el objeto controlable, causando que el objeto controlable navegue autónomamente a una localización predeterminada (por ejemplo, una localización de despegue).
Ejemplos adicionales de tal cambio de estado del objeto controlable pueden incluir un cambio en una trayectoria o patrón de navegación, un modo de operación, y/o una funcionalidad del objeto controlable. Por ejemplo, el objeto controlable puede ser controlado para cambiar de un primer tipo de trayectoria de vuelo (por ejemplo, una trayectoria recta) a un segundo tipo de trayectoria de vuelo (por ejemplo, una trayectoria en forma de "S" o una trayectoria circular) basado en el cambio de la línea base. Ejemplos adicionales de funcionalidades que pueden ser activadas o desactivadas pueden incluir el aterrizaje automático, el lanzamiento automático, el sobrevuelo, el seguimiento de un objeto de interés (por ejemplo, una persona o un vehículo), la evitación de obstáculos, la grabación de señales de audio, el ajuste de una portadora de una carga útil, y similares. Los componentes ejemplares que pueden ser controlados pueden incluir unidades de propulsión, sensores, unidades de energía (baterías), controladores de vuelo, unidades de comunicación, y similares. Se puede considerar que la función de mapeo discutida aquí incluye generalmente cualquier mapeo entre un cambio de línea base y un cambio de estado correspondiente del objeto controlable, tal como se describe aquí.
En algunas realizaciones, cada uno de los métodos de control descritos anteriormente corresponde a un modo de control y más de un modo de control puede ser implementado por el objeto de control y/o el objeto controlable. Por ejemplo, los modos de control pueden incluir un modo de control de rastreo/seguimiento como el discutido en la FIG. 8, un modo de control posicional como el discutido en 900a de la FIG. 9, y un modo de control basado en patrones como el discutido en 900b de la FIG. 9. Un usuario puede cambiar entre los diferentes modos de control utilizando un dispositivo de entrada proporcionado por el objeto de control, u otro terminal adecuado. El dispositivo de entrada puede incluir una pantalla táctil, un joystick, un botón, un micrófono, una cámara, y similares. En algunos casos, el objeto controlable y/o el objeto de control pueden cambiar automáticamente de un modo a otro en función de un estado actual del objeto controlable y/o del objeto de control (por ejemplo, posición, orientación, altitud, velocidad, aceleración) o de un componente del mismo (por ejemplo, estado de la batería, estado del sistema de propulsión). En algunos casos, el cambio de modo puede basarse en una condición del entorno circundante (por ejemplo, el clima, los obstáculos, la interferencia).
En algunas realizaciones, algunos aspectos del mapeo de la línea de base descrito anteriormente pueden ser configurables por un usuario o administrador. Por ejemplo, un usuario puede ser capaz de introducir, editar o cambiar de otra manera una función de mapeo (incluyendo varios parámetros de la misma) utilizando un dispositivo de entrada proporcionado por el objeto de control, u otro terminal adecuado. Por ejemplo, el dispositivo de entrada puede permitir al usuario cambiar el valor del escalar A discutido en conexión con 900a de la FIG. 9. En otro ejemplo, el dispositivo de entrada puede permitir al usuario asociar diferentes funciones de mapeo con diferentes situaciones (por ejemplo, diferentes cambios en la línea base, diferentes estados del UAV, diferentes factores ambientales, etc.).
En algunas realizaciones, las funciones de mapeo pueden ser precargadas en una memoria del objeto de control y/o del objeto controlable antes de que el objeto controlable esté en operación (por ejemplo, cuando está aterrizado). En otras realizaciones, las actualizaciones de las funciones de mapeo pueden aplicarse dinámicamente en tiempo real o casi real cuando el objeto controlable está en funcionamiento (por ejemplo, cuando está en el aire).
De acuerdo con las realizaciones, las mediciones de la línea de base entre un objeto de control y un objeto controlable pueden ser utilizadas por un controlador de bucle de retroalimentación para controlar un estado (por ejemplo, una posición) del objeto controlable. La FIG. 10 ilustra un proceso ejemplar 1000 para controlar un estado de un objeto controlable 1002, de acuerdo con las realizaciones. Aspectos del proceso 1000 pueden ser implementados por uno o más procesadores a bordo del objeto controlable, el objeto de control, o ambos. En algunas realizaciones, el proceso 1000 puede utilizarse para controlar una posición del objeto controlable con una precisión de nivel centimétrico o subcentimétrico. Por ejemplo, una posición deseada del objeto controlable puede ser determinada basada en un cambio de línea base y una función de mapeo usando el proceso 500 de la FIG. 5. Posteriormente, la línea de base puede ser medida y la posición del objeto controlable puede ser ajustada en frecuencias predeterminadas para mantener la posición deseada usando el proceso 1000.
Como se ilustra en la FIG. 10, un estado estimado 1006 del objeto controlable 1002 puede ser estimado basado en la línea base medida 1004 entre el objeto controlable 1002 y el objeto de control (no mostrado). Por ejemplo, una posición estimada del objeto controlable 1002 puede ser determinada en base a la línea de base y a una posición previamente estimada. Las mediciones de la línea de base pueden obtenerse utilizando las técnicas descritas aquí con una precisión de nivel centimétrico o subcentimétrico. Las mediciones de la línea de base 1004 pueden ser obtenidas en frecuencias predeterminadas.
El estado estimado 1006 puede ser comparado con un estado deseado o de referencia 1008 para determinar una diferencia de estado o error 1010. En algunas realizaciones, el estado deseado 1008 puede determinarse basándose en una función de mapeo tal como se describe aquí. La diferencia de estado 1010 puede ser utilizada por un controlador, tal como un controlador PID, para generar señales de control para ajustar el estado del objeto controlable 1002, con el fin de reducir la diferencia de estado 1010. Después del ajuste, pueden obtenerse mediciones de referencia actualizadas, utilizando el estado de salida 1012 del objeto controlable 1002. La medición actualizada de la línea de base puede utilizarse entonces para generar otros controles para el objeto controlable, como se ha descrito anteriormente. Este proceso de bucle de control de retroalimentación 1000 puede funcionar durante muchas iteraciones. En algunas realizaciones, los aspectos del proceso 1000 pueden ser implementados por procesadores a bordo del objeto controlable 1002. Alternativamente, los aspectos del proceso 1000 pueden ser implementados por procesadores a bordo de un dispositivo remoto (por ejemplo, el objeto de control, una estación base).
La FIG. 11 ilustra un esquema de control ejemplar 1100 para controlar un objeto controlable tal como un UAV, de acuerdo con las realizaciones. Como se muestra en la figura 11, un UAV 1101 puede emplear un esquema de control 1100 que incluye un componente de control de posición 1103, un componente de control de velocidad 1104, un componente de control de inclinación 1105, y un componente de control de orientación 1106. Algunos de los componentes anteriores pueden ser opcionales en algunas realizaciones.
De acuerdo con varias realizaciones, un sistema de detección en el UAV 1101 puede medir el estado del UAV 1101. Adicionalmente, el sistema puede obtener el estado de vuelo estimado basado en varias técnicas de fusión de datos 1102. El sistema de detección puede obtener la posición, la velocidad, la orientación, la inclinación y/o la velocidad angular del UAV. Por ejemplo, un sensor GPS puede obtener la posición estimada del UAV 1101, una IMU, que puede incluir un giroscopio, un acelerómetro y un magnetómetro puede obtener la aceleración y la velocidad angular estimadas del uAv 1101, así como la orientación estimada del UAV 1101.
De acuerdo con varias realizaciones, el esquema de control 1100 puede ser ajustado para controlar el UAV 1101 en diferentes circunstancias. Por ejemplo, para mantener el UAV 1101 flotando en una posición fija o viajando a lo largo de una trayectoria deseada, el componente de control de posición 1103 puede generar una velocidad deseada 1122 para contrarrestar cualquier movimiento de deriva del UAV 1101 lejos de su posición deseada 1121. Además, el componente de control de velocidad 1104 puede generar una inclinación deseada 1123 para lograr la velocidad deseada 1122. Entonces, el componente de control de inclinación 1105 puede generar señales de control de motor para lograr la inclinación deseada 1123 basado en la inclinación estimada 1114 y la velocidad angular estimada 1115. Dichas señales de control del motor pueden ser utilizadas para controlar los diversos mecanismos de movimiento 1131-1133 asociados con el UAV 1101.
Como se muestra en la Figura 11, un componente de control de posición 1103 puede obtener una velocidad deseada 1122 basada en la diferencia de la posición deseada 1121 y la posición estimada 1111. En algunas realizaciones, los componentes de control de posición 1103 pueden ser configurados para recibir la diferencia entre la posición deseada y la posición estimada (por ejemplo, desde un controlador remoto). También, un componente de control de velocidad 1104 puede obtener la inclinación deseada 1123 basado en la diferencia entre la velocidad deseada 1122 y la velocidad estimada 1112. Adicionalmente, un componente de control de título 1105 puede calcular las señales de control del motor basadas en la velocidad angular estimada 1115 y la diferencia entre la inclinación deseada 1123 y la inclinación estimada 1114.
Además, el UAV 1101 puede mantener una orientación fija o una orientación deseada, el componente de control de orientación puede generar señales de control del motor para generar una fuerza que pueda contrarrestar cualquier deriva de la orientación del UAV. T ambién como se muestra en la figura 11, un componente de control de orientación 1106 puede generar las señales de control del motor basadas en la diferencia entre la orientación deseada 1124 y la orientación estimada 1113. Por lo tanto, las señales de control del motor combinadas o integradas pueden ser utilizadas para controlar los diversos mecanismos de movimiento 1131-1133 asociados con el UAV 1101, cuyas características de movimiento pueden ser medidas y pueden ser utilizadas para generar otras señales de control para controlar el UAV 1101 en tiempo real.
Los sistemas, dispositivos y métodos aquí descritos pueden aplicarse a una amplia variedad de objetos móviles. Como se mencionó anteriormente, cualquier descripción aquí de un vehículo aéreo, tal como un UAV, puede aplicarse y utilizarse para cualquier objeto móvil. Cualquier descripción de un vehículo aéreo puede aplicarse específicamente a los UAVs. Un objeto móvil de la presente invención puede configurarse para moverse en cualquier entorno adecuado, como en el aire (por ejemplo, una aeronave de ala fija, una aeronave de ala rotatoria, o una aeronave que no tenga ni alas fijas ni alas rotatorias), en el agua (por ejemplo, un barco o un submarino), en tierra (por ejemplo, un vehículo de motor, como un coche, un camión, un autobús, una furgoneta, una motocicleta, una bicicleta; una estructura o un armazón móvil, como un palo, una caña de pescar; o un tren), bajo tierra (por ejemplo, un metro), en el espacio (por ejemplo, un avión espacial, un satélite o una sonda), o cualquier combinación de estos entornos. El objeto móvil puede ser un vehículo, como los descritos aquí. En algunas realizaciones, el objeto móvil puede ser transportado por un sujeto vivo, o despegar de un sujeto vivo, como un humano o un animal. Los animales adecuados pueden incluir avinos/aves, caninos, felinos, equinos, bovinos, ovinos, porcinos, delfines, roedores o insectos.
El objeto móvil puede ser capaz de moverse libremente dentro del entorno con respecto a seis grados de libertad (por ejemplo, tres grados de libertad en traslación y tres grados de libertad en rotación). Alternativamente, el movimiento del objeto móvil puede ser restringido con respecto a uno o más grados de libertad, como por ejemplo por una trayectoria, pista u orientación predeterminada. El movimiento puede ser accionado por cualquier mecanismo de actuación adecuado, como un motor. El mecanismo de accionamiento del objeto móvil puede ser alimentado por cualquier fuente de energía adecuada, como la energía eléctrica, la energía magnética, la energía solar, la energía eólica, la energía gravitacional, la energía química, la energía nuclear, o cualquier combinación adecuada de las mismas. El objeto móvil puede ser autopropulsado mediante un sistema de propulsión, como se describe aquí. El sistema de propulsión puede funcionar opcionalmente con una fuente de energía, como la energía eléctrica, la energía magnética, la energía solar, la energía eólica, la energía gravitatoria, la energía química, la energía nuclear o cualquier combinación adecuada de las mismas. Alternativamente, el objeto móvil puede ser transportado por un ser vivo.
En algunos casos, el objeto móvil puede ser un vehículo aéreo. Por ejemplo, los vehículos aéreos pueden ser aeronaves de ala fija (por ejemplo, aviones, planeadores), aeronaves de ala rotatoria (por ejemplo, helicópteros, helicópteros), aeronaves que tienen tanto alas fijas como alas rotatorias, o aeronaves que no tienen ninguna (por ejemplo, dirigibles, globos aerostáticos). Un vehículo aéreo puede ser autopropulsado, por ejemplo, autopropulsado por el aire. Un vehículo aéreo autopropulsado puede utilizar un sistema de propulsión, como por ejemplo un sistema de propulsión que incluya uno o más motores, ruedas, ejes, imanes, rotores, hélices, palas, toberas, o cualquier combinación adecuada de los mismos. En algunos casos, el sistema de propulsión se puede utilizar para permitir que el objeto móvil despegue de una superficie, aterrice en una superficie, mantenga su posición y/u orientación actual (por ejemplo, se quede suspendido), cambie de orientación y/o cambie de posición.
El objeto móvil puede ser controlado remotamente por un usuario o controlado localmente por un ocupante dentro o sobre el objeto móvil. El objeto móvil puede ser controlado remotamente a través de un ocupante dentro de un vehículo separado. En algunas realizaciones, el objeto móvil es un objeto móvil no tripulado, como un UAV. Un objeto móvil no tripulado, como un UAV, puede no tener un ocupante a bordo del objeto móvil. El objeto móvil puede ser controlado por un ser humano o un sistema de control autónomo (por ejemplo, un sistema de control por ordenador), o cualquier combinación adecuada de los mismos. El objeto móvil puede ser un robot autónomo o semiautónomo, como un robot configurado con una inteligencia artificial.
El objeto móvil puede tener cualquier tamaño y/o dimensiones adecuadas. En algunas realizaciones, el objeto móvil puede tener un tamaño y/o dimensiones para tener un ocupante humano dentro o sobre el vehículo. Alternativamente, el objeto movible puede ser de tamaño y/o dimensiones más pequeñas que el capaz de tener un ocupante humano dentro o sobre el vehículo. El objeto móvil puede tener un tamaño y/o dimensiones adecuados para ser levantado o transportado por un ser humano. Alternativamente, el objeto móvil puede ser más grande que un tamaño y/o dimensiones adecuadas para ser levantado o transportado por un humano. En algunos casos, el objeto móvil puede tener una dimensión máxima (por ejemplo, longitud, anchura, altura, diámetro, diagonal) menor o igual a aproximadamente: 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m, o 10 m. La dimensión máxima puede ser mayor o igual a aproximadamente: 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m, o 10 m. Por ejemplo, la distancia entre ejes de rotores opuestos del objeto móvil puede ser menor o igual a aproximadamente: 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m o 10 m. Alternativamente, la distancia entre ejes de rotores opuestos puede ser mayor o igual a aproximadamente: 2 cm, 5 cm, 10 cm, 50 cm, 1 m, 2 m, 5 m o 10 m.
En algunas realizaciones, el objeto móvil puede tener un volumen inferior a 100 cm x 100 cm x 100 cm, inferior a 50 cm x 50 cm x 30 cm, o inferior a 5 cm x 5 cm x 3 cm. El volumen total del objeto móvil puede ser inferior o igual a aproximadamente 1 cm3, 2 cm3, 5 cm3, 10 cm3, 20 cm3, 30 cm3, 40 cm3, 50 cm3, 60 cm3, 70 cm3, 80 cm3, 90 cm3, 100 cm3, 150 cm3, 200 cm3, 300 cm3, 500 cm3, 750 cm3, 1000 cm3, 5000 cm3, 10.000 cm3, 100.000 cm3, 1 m3 o 10 m3. A la inversa, el volumen total del objeto móvil puede ser mayor o igual a 1 cm3, 2 cm3, 5 cm3, 10 cm3, 20 cm3, 30 cm3, 40 cm3, 50 cm3, 60 cm3, 70 cm3, 80 cm3, 90 cm3, 100 cm3, 150 cm3, 200 cm3, 300 cm3, 500 cm3, 750 cm3, 1000 cm3, 5000 cm3, 10,000 cm3, 100,000 cm3, 1 m3 o 10 m3.
En algunas realizaciones, el objeto móvil puede tener una huella (que puede referirse al área de sección transversal lateral abarcada por el objeto móvil) menor o igual a aproximadamente: 32.000 cm2, 20.000 cm2, 10.000 cm2, 1.000 cm2, 500 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 10 cm2, o 5 cm2. Por el contrario, la huella puede ser mayor 0 igual a 32.000 cm2, 20.000 cm2, 10.000 cm2, 1.000 cm2, 500 cm2, 100 cm2, 50 cm2, 10 cm2, o 5 cm2.
En algunos casos, el objeto móvil puede pesar no más de 1000 kg. El peso del objeto móvil puede ser menor o igual a 1000 kg, 750 kg, 500 kg, 200 kg, 150 kg, 100 kg, 80 kg, 70 kg, 60 kg, 50 kg, 45 kg, 40 kg, 35 kg, 30 kg, 25 kg, 20 kg, 15 kg, 12 kg, 10 kg, 9 kg, 8 kg, 7 kg, 6 kg, 5 kg, 4 kg, 3 kg, 2 kg, 1 kg, 0,5 kg, 0,1 kg, 0,05 kg o 0,01 kg. Por el contrario, el peso puede ser mayor o igual a 1000 kg, 750 kg, 500 kg, 200 kg, 150 kg, 100 kg, 80 kg, 70 kg, 60 kg, 50 kg, 45 kg, 40 kg, 35 kg, 30 kg, 25 kg, 20 kg, 15 kg, 12 kg, 10 kg, 9 kg, 8 kg, 7 kg, 6 kg, 5 kg, 4 kg, 3 kg, 2 kg, 1 kg, 0,5 kg, 0,1 kg, 0,05 kg o 0,01 kg.
En algunas realizaciones, un objeto móvil puede ser pequeño en relación con una carga transportada por el objeto móvil. La carga puede incluir una carga útil y/o una portadora, como se describe con más detalle aquí. En algunos ejemplos, la relación entre el peso del objeto móvil y el peso de la carga puede ser mayor, menor o igual a aproximadamente 1:1. En algunos casos, la relación entre el peso del objeto móvil y el peso de la carga puede ser mayor, menor o igual a aproximadamente 1:1. Opcionalmente, la relación entre el peso de la portadora y el peso de la carga puede ser mayor, menor o igual a aproximadamente 1:1. Si se desea, la relación entre el peso del objeto móvil y el peso de la carga puede ser menor o igual a 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:10, o incluso menos. A la inversa, la relación entre el peso de un objeto móvil y el peso de la carga también puede ser mayor o igual a: 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 10:1, o incluso mayor.
En algunas realizaciones, el objeto móvil puede tener un bajo consumo de energía. Por ejemplo, el objeto móvil puede consumir menos de aproximadamente: 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h, o menos. En algunos casos, una portadora del objeto móvil puede tener un bajo consumo de energía. Por ejemplo, la portadora puede utilizar menos de aproximadamente: 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h, o menos. Opcionalmente, una carga útil del objeto móvil puede tener un bajo consumo de energía, como por ejemplo menos de aproximadamente: 5 W/h, 4 W/h, 3 W/h, 2 W/h, 1 W/h, o menos.
El UAV puede incluir un sistema de propulsión con cuatro rotores. Se puede proporcionar cualquier número de rotores (por ejemplo, uno, dos, tres, cuatro, cinco, seis o más). Los rotores, los conjuntos de rotores u otros sistemas de propulsión del vehículo aéreo no tripulado pueden permitir al vehículo aéreo no tripulado flotar/mantener su posición, cambiar de orientación y/o cambiar de localización. La distancia entre los ejes de los rotores opuestos puede ser de cualquier longitud adecuada. Por ejemplo, la longitud puede ser menor o igual a 2 m, o menor que igual a 5 m. En algunas realizaciones, la longitud puede estar dentro de un rango de 40 cm a 1 m, de 10 cm a 2 m, o de 5 cm a 5 m. Cualquier descripción aquí de un UAV puede aplicarse a un objeto móvil, como un objeto móvil de un tipo diferente, y viceversa.
En algunas realizaciones, el objeto móvil puede estar configurado para llevar una carga. La carga puede incluir uno o más de los pasajeros, la carga, el equipo, los instrumentos, y los similares. La carga puede ser proporcionada dentro de una carcasa. La carcasa puede estar separada de la carcasa del objeto móvil, o formar parte de la carcasa del objeto móvil. Alternativamente, la carga puede estar provista de una carcasa mientras que el objeto móvil no tiene carcasa. Alternativamente, partes de la carga o toda la carga pueden estar provistas de una carcasa. La carga puede estar rígidamente fijada en relación con el objeto móvil. Opcionalmente, la carga puede ser móvil en relación con el objeto móvil (por ejemplo, trasladable o giratoria en relación con el objeto móvil). La carga puede incluir una carga útil y/o una portadora, como se describe aquí.
En algunas realizaciones, el movimiento del objeto móvil, la portadora y la carga útil en relación con un marco de referencia fijo (por ejemplo, el entorno circundante) y/o entre sí, puede ser controlado por un terminal. El terminal puede ser un dispositivo de control remoto en una localización distante del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil. El terminal puede estar situado en una plataforma de soporte o fijado a ella. Alternativamente, el terminal puede ser un dispositivo de mano o portátil. Por ejemplo, el terminal puede incluir un teléfono inteligente, una tableta, un ordenador portátil, unas gafas, unos guantes, un casco, un micrófono o una combinación adecuada de los mismos. El terminal puede incluir una interfaz de usuario, como un teclado, un ratón, un joystick, una pantalla táctil o una pantalla. Se puede utilizar cualquier entrada de usuario adecuada para interactuar con el terminal, como comandos introducidos manualmente, control por voz, control por gestos o control de posición (por ejemplo, mediante un movimiento, localización o inclinación del terminal).
El terminal puede utilizarse para controlar cualquier estado adecuado del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil. Por ejemplo, el terminal puede utilizarse para controlar la posición y/o la orientación del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil en relación con una referencia fija desde y/o entre sí. En algunas realizaciones, el terminal puede utilizarse para controlar elementos individuales del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil, como el conjunto de accionamiento de la portadora, un sensor de la carga útil o un emisor de la carga útil. El terminal puede incluir un dispositivo de comunicación inalámbrica adaptado para comunicarse con uno o más de los objetos móviles, la portadora o la carga útil.
El terminal puede incluir una unidad de visualización adecuada para ver la información del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil. Por ejemplo, el terminal puede estar configurado para mostrar información del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil con respecto a la posición, la velocidad de traslación, la aceleración de traslación, la orientación, la velocidad angular, la aceleración angular o cualquier combinación adecuada de las mismas. En algunas realizaciones, el terminal puede mostrar información proporcionada por la carga útil, como los datos proporcionados por una carga útil funcional (por ejemplo, imágenes grabadas por una cámara u otro dispositivo de captura de imágenes).
Opcionalmente, el mismo terminal puede controlar el objeto móvil, la portadora y/o la carga útil, o un estado del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil, así como recibir y/o mostrar información del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil. Por ejemplo, un terminal puede controlar el posicionamiento de la carga útil en relación con un entorno, al tiempo que muestra los datos de imagen capturados por la carga útil, o información sobre la posición de la carga útil. Alternativamente, diferentes terminales pueden ser utilizados para diferentes funciones. Por ejemplo, un primer terminal puede controlar el movimiento o el estado del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil, mientras que un segundo terminal puede recibir y/o mostrar información del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil. Por ejemplo, un primer terminal puede utilizarse para controlar el posicionamiento de la carga útil en relación con un entorno, mientras que un segundo terminal muestra los datos de imagen capturados por la carga útil. Pueden utilizarse varios modos de comunicación entre un objeto móvil y un terminal integrado que controla el objeto móvil y recibe datos, o entre el objeto móvil y múltiples terminales que controlan el objeto móvil y reciben datos. Por ejemplo, pueden formarse al menos dos modos de comunicación diferentes entre el objeto móvil y el terminal que controla el objeto móvil y recibe datos del objeto móvil.
La FIG. 12 ilustra un objeto móvil 1200 que incluye una portadora 1202 y una carga útil 1204, de acuerdo con las realizaciones. Aunque el objeto móvil 1200 es representado como una aeronave, esta representación no pretende ser limitante, y cualquier tipo adecuado de objeto móvil puede ser utilizado, como se describió previamente aquí. Un experto en la materia apreciaría que cualquiera de las realizaciones descritas aquí en el contexto de los sistemas de aeronaves puede aplicarse a cualquier objeto móvil adecuado (por ejemplo, un UAV). En algunos casos, la carga útil 1204 puede ser proporcionada en el objeto móvil 1200 sin requerir la portadora 1202. El objeto móvil 1200 puede incluir mecanismos de propulsión 1206, un sistema de detección 1208 y un sistema de comunicación 1210.
Los mecanismos de propulsión 1206 pueden incluir uno o más de los rotores, hélices, palas, motores, ruedas, ejes, imanes o boquillas, como se ha descrito anteriormente. El objeto móvil puede tener uno o más, dos o más, tres o más, o cuatro o más mecanismos de propulsión. Los mecanismos de propulsión pueden ser todos del mismo tipo. Alternativamente, uno o más mecanismos de propulsión pueden ser de diferentes tipos de mecanismos de propulsión. Los mecanismos de propulsión 1206 pueden montarse en el objeto móvil 1200 utilizando cualquier medio adecuado, como un elemento de soporte (por ejemplo, un eje de transmisión) como se describe en otra parte de la presente invención. Los mecanismos de propulsión 1206 pueden ser montados en cualquier porción adecuada del objeto móvil 1200, tal como en la parte superior, inferior, frontal, posterior, lateral, o combinaciones adecuadas de los mismos.
En algunas realizaciones, los mecanismos de propulsión 1206 pueden permitir que el objeto móvil 1200 despegue verticalmente desde una superficie o aterrice verticalmente en una superficie sin requerir ningún movimiento horizontal del objeto móvil 1200 (por ejemplo, sin viajar por una pista de aterrizaje). Opcionalmente, los mecanismos de propulsión 1206 pueden ser operables para permitir que el objeto móvil 1200 se mantenga en el aire en una posición y/u orientación específica. Uno o más de los mecanismos de propulsión 1200 pueden ser controlados independientemente de los otros mecanismos de propulsión. Alternativamente, los mecanismos de propulsión 1200 pueden ser configurados para ser controlados simultáneamente. Por ejemplo, el objeto móvil 1200 puede tener múltiples rotores orientados horizontalmente que pueden proporcionar elevación y/o empuje al objeto móvil. Los múltiples rotores orientados horizontalmente pueden ser accionados para proporcionar capacidades de despegue vertical, aterrizaje vertical, y de vuelo estacionario al objeto móvil 1200. En algunas realizaciones, uno o más de los rotores orientados horizontalmente pueden girar en el sentido de las agujas del reloj, mientras que uno o más de los rotores orientados horizontalmente pueden girar en el sentido contrario. Por ejemplo, el número de rotores en el sentido de las agujas del reloj puede ser igual al número de rotores en sentido contrario. La velocidad de rotación de cada uno de los rotores orientados horizontalmente puede variarse de forma independiente para controlar la elevación y/o el empuje producido por cada rotor, y así ajustar la disposición espacial, la velocidad y/o la aceleración del objeto móvil 1200 (por ejemplo, con respecto a hasta tres grados de traslación y hasta tres grados de rotación).
El sistema de detección 1208 puede incluir uno o más sensores que pueden detectar la disposición espacial, la velocidad y/o la aceleración del objeto móvil 1200 (por ejemplo, con respecto a hasta tres grados de traslación y hasta tres grados de rotación). Los uno o más sensores pueden incluir sensores del sistema de posicionamiento global (GPS), sensores de movimiento, sensores inerciales, sensores de proximidad o sensores de imagen. Los datos de detección proporcionados por el sistema de detección 1208 pueden utilizarse para controlar la disposición espacial, la velocidad y/o la orientación del objeto móvil 1200 (por ejemplo, utilizando una unidad de procesamiento y/o un módulo de control adecuados, como se describe a continuación). Alternativamente, el sistema de detección 1208 puede utilizarse para proporcionar datos relativos al entorno que rodea al objeto móvil, tales como las condiciones meteorológicas, la proximidad a posibles obstáculos, la localización de características geográficas, la localización de estructuras hechas por el hombre, y similares.
El sistema de comunicación 1210 permite la comunicación con el terminal 1212 que tiene un sistema de comunicación 1214 a través de señales inalámbricas 1216. Los sistemas de comunicación 1210, 1214 pueden incluir cualquier número de transmisores, receptores y/o transceptores adecuados para la comunicación inalámbrica. La comunicación puede ser unidireccional; de tal manera que los datos pueden ser transmitidos en una sola dirección. Por ejemplo, la comunicación unidireccional puede implicar que sólo el objeto móvil 1200 transmita datos al terminal 1212, o viceversa. Los datos pueden ser transmitidos desde uno o más transmisores del sistema de comunicación 1210 a uno o más receptores del sistema de comunicación 1212, o viceversa. Alternativamente, la comunicación puede ser bidireccional, de manera que los datos pueden ser transmitidos en ambas direcciones entre el objeto móvil 1200 y el terminal 1212. La comunicación bidireccional puede implicar la transmisión de datos desde uno o más transmisores del sistema de comunicación 1210 a uno o más receptores del sistema de comunicación 1214, y viceversa.
En algunas realizaciones, el terminal 1212 puede proporcionar datos de control a uno o más del objeto móvil 1200, la portadora 1202, y la carga útil 1204 y recibir información de uno o más del objeto móvil 1200, la portadora 1202, y la carga útil 1204 (por ejemplo, información de posición y/o movimiento del objeto móvil, la portadora o la carga útil; datos detectados por la carga útil tales como datos de imagen capturados por una cámara de carga útil). En algunos casos, los datos de control del terminal pueden incluir instrucciones para posiciones relativas, movimientos, actuaciones o controles del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil. Por ejemplo, los datos de control pueden dar lugar a una modificación de la localización y/u orientación del objeto móvil (por ejemplo, mediante el control de los mecanismos de propulsión 1206), o a un movimiento de la carga útil con respecto al objeto móvil (por ejemplo, mediante el control de la portadora 1202). Los datos de control procedentes del terminal pueden dar lugar al control de la carga útil, como el control del funcionamiento de una cámara u otro dispositivo de captura de imágenes (por ejemplo, la toma de imágenes fijas o en movimiento, el acercamiento o alejamiento, el encendido o apagado, el cambio de los modos de imagen, el cambio de la resolución de la imagen, el cambio del enfoque, el cambio de la profundidad de campo, el cambio del tiempo de exposición, el cambio del ángulo de visión o del campo de visión). En algunos casos, las comunicaciones del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil pueden incluir información de uno o más sensores (por ejemplo, del sistema de detección 1208 o de la carga útil 1204). Las comunicaciones pueden incluir información detectada de uno o más tipos diferentes de sensores (por ejemplo, sensores GPS, sensores de movimiento, sensor inercial, sensores de proximidad o sensores de imagen). Dicha información puede referirse a la posición (por ejemplo, la localización, la orientación), el movimiento o la aceleración del objeto móvil, la portadora y/o la carga útil. Dicha información de una carga útil puede incluir datos capturados por la carga útil o un estado detectado de la carga útil. Los datos de control proporcionados transmitidos por el terminal 1212 pueden ser configurados para controlar un estado de uno o más del objeto móvil 1200, la portadora 1202, o la carga útil 1204. Alternativamente o en combinación, la portadora 1202 y la carga útil 1204 también pueden incluir cada uno un módulo de comunicación configurado para comunicarse con el terminal 1212, de tal manera que el terminal puede comunicarse con y controlar cada uno de los objetos móviles 1200, la portadora 1202 y la carga útil 1204 independientemente.
En algunas realizaciones, el objeto móvil 1200 puede ser configurado para comunicarse con otro dispositivo remoto además del terminal 1212, o en lugar del terminal 1212. El terminal 1212 también puede estar configurado para comunicarse con otro dispositivo remoto así como con el objeto móvil 1200. Por ejemplo, el objeto móvil 1200 y/o el terminal 1212 pueden comunicarse con otro objeto móvil, o con una portadora o carga útil de otro objeto móvil. Cuando se desee, el dispositivo remoto puede ser un segundo terminal u otro dispositivo informático (por ejemplo, un ordenador, un portátil, una tableta, un teléfono inteligente u otro dispositivo móvil). El dispositivo remoto puede estar configurado para transmitir datos al objeto móvil 1200, recibir datos del objeto móvil 1200, transmitir datos al terminal 1212, y/o recibir datos del terminal 1212. Opcionalmente, el dispositivo remoto puede estar conectado a Internet o a otra red de telecomunicaciones, de manera que los datos recibidos del objeto móvil 1200 y/o del terminal 1212 puedan cargarse en un sitio web o en un servidor.
La FIG. 13 es una ilustración esquemática a modo de diagrama de bloques de un sistema 1300 para controlar un objeto móvil, de acuerdo con las realizaciones. El sistema 1300 puede ser utilizado en combinación con cualquier realización adecuada de los sistemas, dispositivos y métodos divulgados aquí. El sistema 1300 puede incluir un módulo de detección 1302, una unidad de procesamiento 1304, un medio legible por ordenador no transitorio 1306, un módulo de control 1308 y un módulo de comunicación 1310.
El módulo de detección 1302 puede utilizar diferentes tipos de sensores que recogen información relacionada con los objetos móviles de diferentes maneras. Los diferentes tipos de sensores pueden detectar diferentes tipos de señales o señales de diferentes fuentes. Por ejemplo, los sensores pueden incluir sensores inerciales, sensores GPS, sensores de proximidad (por ejemplo, lidar), o sensores de visión/imagen (por ejemplo, una cámara). El módulo de detección 1302 puede estar acoplado operativamente a una unidad de procesamiento 1304 que tiene una pluralidad de procesadores. En algunas realizaciones, el módulo de detección puede estar acoplado operativamente a un módulo de transmisión 1312 (por ejemplo, un módulo de transmisión de imágenes Wi-Fi) configurado para transmitir directamente los datos de detección a un dispositivo o sistema externo adecuado. Por ejemplo, el módulo de transmisión 1312 puede utilizarse para transmitir imágenes capturadas por una cámara del módulo de detección 1302 a un terminal remoto.
La unidad de procesamiento 1304 puede tener uno o más procesadores, tales como un procesador programable o no programable (por ejemplo, una unidad central de procesamiento (CPU), un microprocesador, una FPGA, un circuito integrado de aplicación específica (ASIC)). La unidad de procesamiento 1304 puede estar acoplada operativamente a un medio legible por ordenador no transitorio 1306. El medio legible por ordenador no transitorio 1306 puede almacenar lógica, código y/o instrucciones de programa ejecutables por la unidad de procesamiento 1304 para realizar uno o más pasos. El medio legible por ordenador no transitorio puede incluir una o más unidades de memoria (por ejemplo, medios extraíbles o almacenamiento externo, como una tarjeta SD o una memoria de acceso aleatorio (RAM)). En algunas realizaciones, los datos del módulo de detección 1302 pueden transmitirse directamente a las unidades de memoria del medio legible por ordenador no transitorio 1306 y almacenarse en ellas. Las unidades de memoria del medio legible por ordenador no transitorio 1306 pueden almacenar lógica, código y/o instrucciones de programa ejecutables por la unidad de procesamiento 1304 para realizar cualquier realización adecuada de los métodos descritos aquí. Las unidades de memoria pueden almacenar datos de detección del módulo de detección para ser procesados por la unidad de procesamiento 1304. En algunas realizaciones, las unidades de memoria del medio legible por ordenador no transitorio 1306 pueden utilizarse para almacenar los resultados de procesamiento producidos por la unidad de procesamiento 1304.
En algunas realizaciones, la unidad de procesamiento 1304 puede estar acoplada operativamente a un módulo de control 1308 configurado para controlar un estado del objeto móvil. Por ejemplo, el módulo de control 1308 puede estar configurado para controlar los mecanismos de propulsión del objeto móvil para ajustar la disposición espacial, la velocidad, y/o la aceleración del objeto móvil con respecto a seis grados de libertad. Alternativamente o en combinación, el módulo de control 1308 puede controlar uno o más de un estado de una portadora, carga útil, o módulo de detección.
La unidad de procesamiento 1304 puede estar operativamente acoplada a un módulo de comunicación 1310 configurado para transmitir y/o recibir datos de uno o más dispositivos externos (por ejemplo, un terminal, dispositivo de visualización u otro controlador remoto). Puede utilizarse cualquier medio de comunicación adecuado, como la comunicación por cable o la comunicación inalámbrica. Por ejemplo, el módulo de comunicación 1310 puede utilizar una o más de las redes de área local (LAN), redes de área amplia (WAN), infrarrojos, radio, WiFi, redes punto a punto (P2P), redes de telecomunicaciones, comunicación en la nube, y similares. Opcionalmente, pueden utilizarse estaciones de retransmisión, como torres, satélites o estaciones móviles. Las comunicaciones inalámbricas pueden ser dependientes o independientes de la proximidad. En algunas realizaciones, la línea de visión puede o no ser necesaria para las comunicaciones. El módulo de comunicación 1310 puede transmitir y/o recibir uno o más datos de detección del módulo de detección 1302, resultados de procesamiento producidos por la unidad de procesamiento 1304, datos de control predeterminados, comandos de usuario de un terminal o controlador remoto, y similares.
Los componentes del sistema 1300 pueden disponerse en cualquier configuración adecuada. Por ejemplo, uno o más de los componentes del sistema 1300 pueden estar ubicados en el objeto móvil, portadora, carga útil, terminal, sistema de detección, o un dispositivo externo adicional en comunicación con uno o más de los anteriores. Adicionalmente, aunque la FIG. 13 representa una única unidad de procesamiento 1304 y un único medio legible por ordenador no transitorio 1306, un experto en la materia apreciaría que esto no pretende ser limitante, y que el sistema 1300 puede incluir una pluralidad de unidades de procesamiento y/o medios legibles por ordenador no transitorios. En algunas realizaciones, una o más de la pluralidad de unidades de procesamiento y/o medios legibles por ordenador no transitorios pueden estar situados en diferentes localizaciones, tales como en el objeto móvil, la portadora, la carga útil, el terminal, el módulo de detección, el dispositivo externo adicional en comunicación con uno o más de los anteriores, o combinaciones adecuadas de los mismos, de manera que cualquier aspecto adecuado de las funciones de procesamiento y/o memoria realizadas por el sistema 1300 puede ocurrir en una o más de las localizaciones mencionadas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un método implementado por ordenador para controlar un objeto controlable (104, 204, 304), que comprende:
determinar un cambio en una línea de base (108) entre un objeto de control (102, 202, 302) y el objeto controlable (104, 204, 304) basándose en las mediciones de un primer sensor de localización (103) del objeto de control (102, 202, 302) y un segundo sensor de localización (105) del objeto controlable (104, 204, 304), donde el primer sensor de localización (103) y el segundo sensor de localización (105) son receptores de navegación por satélite (206, 208, 306, 308, 404), y donde las señales de satélite recibidas por los receptores de navegación por satélite se utilizan para realizar las mediciones;
mapear el cambio de la línea de base (108) a un cambio de estado correspondiente (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) basado, al menos en parte, en una función de mapeo; y
generar uno o más comandos de control para efectuar el cambio de estado (112) del objeto controlable (104, 204, 304);
donde el método está caracterizo porque determinar el cambio de la línea de base (108) comprende:
obtener mediciones de doble diferencia basadas en las mediciones del primer sensor de localización (103) y del segundo sensor de localización (105), y
fijar ambigüedades de la fase portadora basadas en las mediciones de doble diferencia.
2. El método de la reivindicación 1, donde el objeto controlable (104, 204, 304) o el objeto de control (102, 202, 302) es un vehículo aéreo no tripulado (UAV).
3. El método de la reivindicación 1, donde determinar el cambio de la línea de base (108) comprende: determinar una línea de base (106, 110, 114) entre el objeto de control (102, 202, 302) y el objeto controlable (104, 204, 304) utilizando mediciones de fase portadora.
4. El método de la reivindicación 1, donde las mediciones del primer sensor de localización (103) se reciben de múltiples satélites (210, 310); las mediciones del segundo sensor de localización (105) se reciben de los múltiples satélites (210, 310); donde la obtención de medidas de doble diferencia comprende:
realizar una doble diferenciación en las mediciones del primer sensor de localización (103) y del segundo sensor de localización (105), comprendiendo la realización de la doble diferenciación:
realizar una diferenciación por satélite sobre las mediciones procedentes de los distintos satélites (210, 310) para obtener mediciones diferenciadas por satélite para el primer sensor de localización (103) y el segundo sensor de localización (105) y realizar una diferenciación por receptor sobre las mediciones diferenciadas por satélite de distintos del primer sensor de localización (103) y el segundo sensor de localización (105) para obtener las mediciones de doble diferencia, o
realizar la diferenciación por receptor en las mediciones que provienen de diferentes del primer sensor de localización (103) y del segundo sensor de localización (105) para obtener mediciones diferenciadas por receptor para los múltiples satélites (210, 310) y realizar la diferenciación por satélite en las mediciones diferenciadas por receptor de diferentes de los múltiples satélites (210, 310) para obtener las mediciones de doble diferencia.
5. El método de la reivindicación 1, donde la determinación del cambio de la línea de base (108) comprende además: triple diferenciación de las mediciones del primer sensor de localización (103) y del segundo sensor de localización (105).
6. El método de la reivindicación 1, donde el cambio de estado (112) del objeto controlable (104, 204, 304) es un cambio de posición y los comandos de control son comandos de control de posición.
7. El método de la reivindicación 1, donde el cambio de estado (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) comprende una activación o una desactivación de una rutina predefinida del objeto controlable (104, 204, 304).
8. El método de la reivindicación 1, donde el cambio de estado (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) comprende cambiar una operación de un componente o una carga útil del objeto controlable (104, 204, 304).
9. El método de la reivindicación 1, que comprende además:
determinar una línea de base actualizada entre el objeto controlable (104, 204, 304) y el objeto de control (102, 202, 302) después de generar el uno o más comandos de control; y
generar uno o más comandos de control adicionales para efectuar el cambio de estado (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) basado en la línea de base actualizada.
10. Un objeto de control, que comprende:
un receptor de navegación por satélite (206, 208, 306, 308, 404) configurado para recibir señales de uno o más satélites (210, 310);
una memoria (410) que almacena una o más instrucciones ejecutables por ordenador; y
uno o más procesadores (406) configurados para acceder a la memoria (410) y ejecutar las instrucciones ejecutables por ordenador para realizar un método que comprende:
determinar un cambio en una línea de base (108) entre el objeto de control (102, 202, 302) y un objeto controlable (104, 204, 304) basado, al menos en parte, en mediciones del receptor de navegación por satélite (206, 208, 306, 308, 404),
mapear el cambio de la línea de base (108) a un cambio de estado correspondiente (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) basado, al menos en parte, en una función de mapeo, y generar uno o más comandos de control para efectuar el cambio de estado (112) del objeto controlable (104, 204, 304);donde el objeto de control está caracterizado porque determinar el cambio de la línea de base (108) comprende:
recibir mediciones adicionales del objeto controlable (104, 204, 304), y
fijar las ambigüedades de la fase de la portadora a partir de las mediciones del receptor de navegación por satélite (206, 208, 306, 308, 404) y las mediciones adicionales del objeto controlable (104, 204, 304).
11. El objeto de control de la reivindicación 10, donde el objeto controlable (104, 204, 304) es un vehículo aéreo no tripulado (UaV).
12. El objeto de control de la reivindicación 10, donde el cambio de estado (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) es un cambio de velocidad y los comandos de control son comandos de control de velocidad.
13. El objeto de control de la reivindicación 10, donde el cambio de estado (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) comprende un cambio en un atributo de una trayectoria de navegación del objeto controlable (104, 204, 304).
14. Un objeto controlable (104, 204, 304), que comprende:
un receptor de navegación por satélite (206, 208, 306, 308, 404) configurado para recibir señales de uno o más satélites (210, 310);
una memoria (410) que almacena una o más instrucciones ejecutables por ordenador;
uno o más procesadores (406) configurados para acceder a la memoria (410) y ejecutar las instrucciones ejecutables por ordenador para realizar un método que comprende:
determinar un cambio en una línea de base (108) entre un objeto de control (102, 202, 302) y el objeto controlable (104, 204, 304) basado, al menos en parte, en las mediciones del receptor de navegación por satélite (206, 208, 306, 308, 404),
mapear el cambio de la línea de base (108) a un cambio de estado correspondiente (112) para el objeto controlable (104, 204, 304) basado, al menos en parte, en una función de mapeo, y generar uno o más comandos de control para efectuar el cambio de estado (112) del objeto controlable (104, 204, 304);
donde el objeto controlable (104, 204, 304) está caracterizado porque la determinación del cambio de la línea de base (108) comprende: la recepción de mediciones adicionales del objeto de control (102, 202, 302), y la fijación de las ambigüedades de la fase de la portadora basadas en las mediciones del receptor de navegación por satélite (206, 208, 306, 308, 404) y las mediciones adicionales del objeto de control (102, 202, 302).
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