延遲補償?shù)闹谱鞣椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明涉及一種延遲補償?shù)南到y(tǒng)和方法。在一個實施例中，用于動態(tài)系統(tǒng)（100）中延遲補償?shù)幕谟嬎銠C的系統(tǒng)包含處理器，和被存儲在耦合至處理器（222）的有形計算機可讀介質(zhì)中的邏輯指令，其中當通過處理器（222）執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器（222）接收來自第一傳感器（120a）的至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和來自第二傳感器（120b）的第二參數(shù)數(shù)據(jù)、將至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器（140）、從至少一個輔助傳感器（122）中接收有關(guān)動態(tài)系統(tǒng)（100）的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)，在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型（126），以及使用延遲效應(yīng)模型（126）補償?shù)谝粎?shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
【專利說明】延遲補償
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文描述的主題事項涉及電子計算和基于計算機的真實世界事件建模，更具體地涉及基于計算機的系統(tǒng)中的用于延遲補償?shù)募夹g(shù)，其中該系統(tǒng)使用來自多個數(shù)據(jù)源的輸入來測量真實世界系統(tǒng)動態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]使用來自遍布系統(tǒng)的多個傳感器的輸入，可以模仿復(fù)雜的，動態(tài)系統(tǒng)。舉例來說，飛行器制造業(yè)已研制出使用不同的全球定位系統(tǒng)(GPS)的自動著陸功能。這種功能被稱為全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)著陸系統(tǒng)(GLS)。GLS已通過商業(yè)空中交通(CAT)操作的認證。一些自動著陸系統(tǒng)可合并來自多個不同傳感器的輸出，從而確定飛行器的位置和取向信息。不同傳感器的輸出可能會遭受延遲效應(yīng)，尤其是在機動過程中，這能夠使模型的結(jié)果發(fā)生偏差。
[0003]因此，可以發(fā)現(xiàn)延遲補償?shù)南到y(tǒng)和方法的實用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]公開了延遲補償?shù)南到y(tǒng)和方法。在一個實施例中，用于動態(tài)系統(tǒng)中延遲補償?shù)幕谟嬎銠C的方法包含:從第一傳感器接收至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)，以及從第二傳感器接收第二參數(shù)數(shù)據(jù)，將至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器(combining filter),從至少一個輔助傳感器中接收有關(guān)動態(tài)系統(tǒng)的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)，在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型，以及使用延遲效應(yīng)模型補償?shù)谝粎?shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
[0005]在一個實施例中，一種用于動態(tài)系統(tǒng)中延遲補償?shù)幕谟嬎銠C的系統(tǒng)，包括:處理器；以及被存儲在耦合至處理器的有形計算機可讀介質(zhì)中的邏輯指令，其中當通過所述處理器執(zhí)行邏輯指令時，配置所述處理器:接收來自第一傳感器的至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)，和來自第二傳感器的第二參數(shù)數(shù)據(jù)；將所述至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器；從至少一個輔助傳感器接收有關(guān)所述動態(tài)系統(tǒng)的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)；在所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型；以及使用所述延遲效應(yīng)模型補償所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
[0006]在另一個實施例中，用于動態(tài)系統(tǒng)中延遲補償?shù)挠嬎銠C程序產(chǎn)品，其包含邏輯指令，邏輯指令被存儲在耦合至處理器的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器:接收來自第一傳感器的至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和來自第二傳感器的第二參數(shù)數(shù)據(jù)，將至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器，從至少一個輔助傳感器接收有關(guān)動態(tài)系統(tǒng)的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)，在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型，以及使用延遲效應(yīng)模型補償?shù)谝粎?shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
[0007]在附圖和正文中，一方面，公開用于動態(tài)系統(tǒng)100中的延遲補償?shù)姆椒?，包?從第一傳感器120a接收至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)，以及從第二傳感器120b接收第二參數(shù)數(shù)據(jù)，將至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器，從至少一個輔助傳感器122接收有關(guān)動態(tài)系統(tǒng)的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)，在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型126，以及使用延遲效應(yīng)模型126補償?shù)谝粎?shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
[0008]可選地，本發(fā)明可還包括其中使用延遲效應(yīng)模型126補償?shù)谝粎?shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異包括:計算第一參數(shù)數(shù)據(jù)或第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個的延遲補償調(diào)整參數(shù)，以及將延遲補償調(diào)整參數(shù)應(yīng)用至第一參數(shù)數(shù)據(jù)或第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個。
[0009]可選地，本方法可還包括在組合濾波器中，根據(jù)來自第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)確定組合的參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0010]可選地，本方法還包括在組合濾波器140中，確定延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估，以及將延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估作為反饋提供至延遲效應(yīng)模型126。
[0011]可選地，本方法可還包括在組合濾波器140中，產(chǎn)生相應(yīng)于組合的參數(shù)數(shù)據(jù)的輸出。
[0012]可選地，本方法可包括其中在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型126包括補償在第一傳感器120a和第二傳感器120b之間隨時間移動的基于位置的差異。
[0013]可選地，本方法可包括其中第一傳感器120a包含慣性測量系統(tǒng)、第二傳感器120b包含基于全球定位系統(tǒng)GPS的測量系統(tǒng)，以及在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型126包含補償在第一傳感器120a和第二傳感器120b之間隨時間移動的基于時間的差異。
[0014]在一個方面，公開了用于動態(tài)系統(tǒng)100中延遲補償?shù)幕谟嬎銠C的系統(tǒng)200，包括:處理器222，和被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中的邏輯指令，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222:接收來自第一傳感器120a的至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和來自第二傳感器120b的第二參數(shù)數(shù)據(jù)，將至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器140，從至少一個輔助傳感器122接收有關(guān)動態(tài)系統(tǒng)100的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)，在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型126，以及使用延遲效應(yīng)模型126補償?shù)谝粎?shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
[0015]可選地，本系統(tǒng)可還包括邏輯指令，其被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222計算第一參數(shù)數(shù)據(jù)或第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個的延遲補償調(diào)整參數(shù)，以及將延遲補償調(diào)整參數(shù)應(yīng)用至第一參數(shù)數(shù)據(jù)或第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個。
[0016]可選地，基于計算機的系統(tǒng)可還包括邏輯指令，其被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222，從而在組合濾波器140中，根據(jù)第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)確定組合的參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0017]可選地，基于計算機的系統(tǒng)可還包括邏輯指令，其被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222，從而在組合濾波器140中，確定延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估，以及將延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估作為反饋提供至延遲效應(yīng)模型126。
[0018]可選地，基于計算機的系統(tǒng)可還包括邏輯指令，其被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222，從而在組合濾波器140中，產(chǎn)生相應(yīng)于組合的參數(shù)數(shù)據(jù)的輸出。[0019]可選地，基于計算機的系統(tǒng)200可包括其中在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型126包含補償在第一傳感器120a和第二傳感器120b之間隨時間移動的基于位置的差異。
[0020]可選地，基于計算機的系統(tǒng)200可包括:其中第一傳感器120a包含慣性測量系統(tǒng)，第二傳感器120b包含基于全球定位系統(tǒng)GPS的測量系統(tǒng)，以及還包含邏輯指令，其被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222補償在第一傳感器120a和第二傳感器120b之間隨時間移動的基于時間的差
巳
[0021]在一方面，公開用于動態(tài)系統(tǒng)100中延遲補償?shù)挠嬎銠C程序產(chǎn)品，其包含邏輯指令，邏輯指令被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222:接收來自第一傳感器120a的至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和來自第二傳感器120b的第二參數(shù)數(shù)據(jù)，將至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器140，從至少一個輔助傳感器122接收有關(guān)動態(tài)系統(tǒng)100的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)，在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型126，以及使用延遲效應(yīng)模型126補償?shù)谝粎?shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
[0022]可選地，計算機程序產(chǎn)品還包括邏輯指令，其被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222計算第一參數(shù)數(shù)據(jù)或第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個的延遲補償調(diào)整參數(shù)，以及將延遲補償調(diào)整參數(shù)應(yīng)用至第一參數(shù)數(shù)據(jù)或第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個。
[0023]可選地，計算機程序產(chǎn)品可還包括邏輯指令，其被存儲在耦合至接收機內(nèi)的處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中接收機接收目錄流，當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222，從而在組合濾波器140中，根據(jù)第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)確定組合的參數(shù)數(shù)據(jù)。
[0024]可選地，計算機程序產(chǎn)品可還包括邏輯指令，其被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222，從而在組合濾波器140中，確定延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估，以及將延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估作為反饋提供至延遲效應(yīng)模型126。
[0025]可選地，計算機程序產(chǎn)品可還包括邏輯指令，其被存儲在耦合至接收機內(nèi)的處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中接收機接收目錄流，當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222，從而在組合濾波器140中，產(chǎn)生相應(yīng)于組合的參數(shù)數(shù)據(jù)的輸出。
[0026]可選地，計算機程序產(chǎn)品可還包括其中在第一參數(shù)數(shù)據(jù)和第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型126包括補償在第一傳感器120a和第二傳感器120b之間隨時間移動的基于位置的差異。
[0027]可選地，計算機程序產(chǎn)品包括其中第一傳感器120a包含慣性測量系統(tǒng)，第二傳感器120b包含基于全球定位系統(tǒng)GPS的測量系統(tǒng)，以及還包含邏輯指令，其被存儲在耦合至處理器222的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過處理器222執(zhí)行邏輯指令時，配置處理器222補償在第一傳感器120a和第二傳感器120b之間隨時間移動的基于時間的差異。
[0028]根據(jù)本文所提供的描述將明白其他適用范圍。應(yīng)理解地是描述和具體例子僅要用于說明，不是要限制本公開的范圍?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0029]如下參考下列附圖，將詳細描述根據(jù)本公開教導(dǎo)的方法、系統(tǒng)、和計算機程序產(chǎn)品的實施例。
[0030]圖1為根據(jù)一實施例的用于實施延遲補償?shù)南到y(tǒng)示意圖。
[0031]圖2為根據(jù)一些實施例的可適于實施延遲補償?shù)南到y(tǒng)和方法的計算裝置示意圖。
[0032]圖3為示出根據(jù)實施例的延遲補償?shù)姆椒ㄖ械牟僮鞯牧鞒虉D。
【具體實施方式】
[0033]本文公開了延遲補償?shù)南到y(tǒng)和方法。在下列描述和附圖中提出確定實施例的具體細節(jié)，從而提供該實施例的透徹理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白在下列描述中，在沒有若干細節(jié)的情況下可實行替代實施例。
[0034]通常，本文所描述的主題涉及用于補償系統(tǒng)延遲的技術(shù)，其通過組合來自多個傳感器的輸入，模仿真實世界事件，其中傳感器測量不同的參數(shù)。在一些實施例中，在濾波器中傳感器參數(shù)可被組合，例如互補濾波器或卡爾曼濾波器(Kalman filter)。在許多應(yīng)用中，這樣的濾波器被設(shè)計用于形成測量誤差的評估，數(shù)據(jù)源中的一個上的相對偏置評估，其可被用作測量誤差的修正，例如偏置。各種事件可引入由不同傳感器感測的參數(shù)之間的延遲。相對于這種濾波器的輸入數(shù)據(jù)源的延遲差異會造成不希望的濾波器輸出的擾動，其將惡化由濾波器產(chǎn)生的相對偏置評估。
[0035]如本文所述，通過在各種傳感器上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型，以及使用模型計算至少一個參數(shù)的延遲補償值，可以補償延遲。然后，延遲補償值可被應(yīng)用至(多于一個)參數(shù)，從而補償多個傳感器之間的延遲差異。在一些實施例中，延遲補償系統(tǒng)可接收延遲評估形式的反饋，其被可用于更新模型，以便模型在真實世界中使用一段時間后可被改進。
[0036]可在飛行器的自動著陸系統(tǒng)的背景下實施各種實施例。舉例來說，一些飛行器包括自動駕駛系統(tǒng)，其包括互補濾波器，互補濾波器混合了位于飛行器內(nèi)的基于GPS的傳感器和基于陀螺儀或慣性傳感器的位置輸入。當飛行器以直線飛行時，這些傳感器的輸出大體上相一致。然而，當飛行器機動延遲可被引入一個或更多傳感器的輸出，例如，由于空中飛行器上的傳感器中的位置差異，或由于采樣速率的時間差異。本文描述的系統(tǒng)和方法能夠使自駕系統(tǒng)補償由傳感器中的延遲所引入的誤差。在其他實施例中，可在將GPS位置數(shù)據(jù)和慣性數(shù)據(jù)混合的慣性導(dǎo)航單元或多模式接收機中，實施本文所描述的系統(tǒng)和方法。
[0037]圖1為根據(jù)實施例的延遲補償(latency compensation)的系統(tǒng)100示意圖。參考圖1，在一個實施例的簡要概述，受到觀察的系統(tǒng)110可包括多個傳感器，此類傳感器包括第一傳感器120a和第二傳感器120b，其檢測與相同特性有關(guān)的不同參數(shù)。此外，受到觀察的系統(tǒng)110可包括輔助傳感器122，其檢測與不同特性有關(guān)的不同參數(shù)。
[0038]舉例來說，在一些實施例中，受到觀察的系統(tǒng)110可以是飛行器。在該實施例中，第一傳感器120a可以是基于GPS的傳感器，第二傳感器120b可以是基于慣性的傳感器。傳感器120a和120b可以是自動飛行系統(tǒng)的組件，例如基于GPS的著陸系統(tǒng)，其通過Krogh等人的U.S.專利N0.7，962，255所描述的慣性參考裝置增強，其公開內(nèi)容在此通過引用以其整體并入。輔助傳感器122可包括檢測飛行器其他參數(shù)，例如地面速度、取向、交叉跑道速度等等的傳感器。
[0039]系統(tǒng)100還包括延遲效應(yīng)模型126，延遲補償計算器128、組合濾波器140、和延遲評估更新器142。組合濾波器140可被實施為互補濾波器、卡爾曼濾波器、維納濾波器(Wiener filter)、最大似然評估器(maximum likelihood estimator)或其他數(shù)據(jù)融合或評估算法；組合濾波器產(chǎn)生被濾波的參數(shù)輸出150和傳感器誤差評估152。在一些實施例中，組合濾波器可被實施為離散邏輯組件，如Anderson等人的U.S.專利N0.6，549，829中所描述的，其公開內(nèi)容在此通過引用以其整體并入。在其他實施例中，延遲補償計算器128和加法器130可被并入卡爾曼濾波器，其中延遲量并入作為卡爾曼狀態(tài)。
[0040]在替代的實施例中，系統(tǒng)100的一個或更多組件可被實施為邏輯指令，其被存儲在可在計算機系統(tǒng)環(huán)境中實施的有形計算機可讀介質(zhì)中。圖2為計算裝置的示意圖，其中計算裝置可適于實施根據(jù)一些實施例的延遲補償?shù)南到y(tǒng)和方法。在一個實施例中，系統(tǒng)200可包括一個或更多伴隨的輸入/輸出裝置，其包括具有屏幕204的顯示器202、一個或更多揚聲器206、鍵盤210、一個或更多其他I/O裝置212、以及鼠標214。其他I/O裝置212可包括觸摸屏、聲控輸入裝置、跟蹤球、以及允許系統(tǒng)200自用戶接收輸入的任何其他裝置。
[0041]計算系統(tǒng)200包括系統(tǒng)硬件200和存儲器230，其可被實施為隨機存取存儲器和/或只讀存儲器。文件存儲280可通信地耦合至系統(tǒng)200。文件存儲280可以在計算系統(tǒng)200的內(nèi)部，例如一個或更多硬盤驅(qū)動器、⑶-ROM驅(qū)動器、DVD-ROM驅(qū)動器、或存儲裝置的其他類型。文件存儲280還可以在計算機系統(tǒng)200的外部，例如一個或更多外部硬盤驅(qū)動器、網(wǎng)絡(luò)附加存儲器、或單獨的存儲網(wǎng)絡(luò)。
[0042]系統(tǒng)硬件220可包括一個或更多處理器222、一個或更多圖形處理器224、網(wǎng)絡(luò)接口 226、以及總線結(jié)構(gòu)228。如本文所使用的，術(shù)語“處理器”意為計算單元的任何類型，例如但不限于微處理器、微控制器、復(fù)雜指令集計算(CISC)微處理器、簡化指令集(RISC)微處理器、超長指令字(VLIW)微處理器、或處理器或處理電路的任何其他類型。
[0043]圖形處理器224可起到副處理器的功能，其中副處理器用來管理圖形和/或視頻操作。圖形處理器224可被集成到計算系統(tǒng)200的母板或可經(jīng)母板上的擴展槽被耦合。
[0044]在一個實施例中，網(wǎng)絡(luò)接口 226能夠是有線接口，例如以太接口(參看，例如電氣和電子工程師協(xié)會/IEEE802.3-2002 (Institute of Electrical and ElectronicsEngineers/IEEE802.3-2002))或無線接口，例如 IEEE802.lla、b 或 g-兼容接口(參看，例如LAN/MAN系統(tǒng)之間的IT-通信和信息交流的IEEE標準-第二部分:無線LAN介質(zhì)訪問控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范修訂4:2.4GHz頻帶的進一步較高數(shù)據(jù)速率擴展，802.11G-2003(IEEE Standard for IT-Telecommunications and information exchange betweensystems LAN/MAN—Part I1:ffireless LAN Medium Access Control(MAC)and PhysicalLayer(PHY)specifications Amendments::Further Higher Data Rate Extension inthe 2.4GHz Band, 802.11G-2003))。無線接口的另一個例子是通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)接口(參看，例如GPRS聽筒需求的指南、移動通信/GSM全球系統(tǒng)協(xié)會，版本3.0.1，2002年 12 月(Guidelines on GPRS Handset Requirements, Global System for MobileCommunications/GSM Association, Ver.3.0.1, December2002)o
[0045]總線結(jié)構(gòu)228連接系統(tǒng)硬件228的各種組件。在一個實施例中，總線結(jié)構(gòu)228可以是一個或更多若干類型的總線結(jié)構(gòu)，其包括存儲器總線、外圍總線或外部總線和/或局部總線，其使用任何各種的可用總線架構(gòu)，其包括，但不限于11-位總線、工業(yè)標準結(jié)構(gòu)(ISA)、微通道架構(gòu)(MSA)、擴展的ISA (EISA)、智能驅(qū)動電子設(shè)備(IDE)、VESA局部總線(VLB )、外圍組件互連(PCI)、通用串行總線(USB )、高級圖形端口( AGP )、個人計算機存儲卡國際協(xié)會總線(PCMCIA)、以及小型計算機系統(tǒng)接口(SCSI)。
[0046]存儲器230可包括用于管理計算裝置208操作的操作系統(tǒng)240。在一個實施例中，操作系統(tǒng)240包括將接口提供至系統(tǒng)硬件220的硬件接口模塊254。另外，操作系統(tǒng)240可包括文件系統(tǒng)250，其管理在計算裝置208操作中使用的文件，以及過程控制子系統(tǒng)252，其管理在計算裝置208上執(zhí)行的過程。
[0047]操作系統(tǒng)240可包括(或管理)一個或更多通信接口，其可與系統(tǒng)硬件220 —起操作，從而自遠程源收發(fā)數(shù)據(jù)包和/或數(shù)據(jù)流。操作系統(tǒng)240可還包括系統(tǒng)調(diào)用接口模塊242，其提供了操作系統(tǒng)240和在存儲器230內(nèi)的一個或更多應(yīng)用模塊之間的接口。操作系統(tǒng)240可被體現(xiàn)為Windows ?品牌操作系統(tǒng)或UNIX操作系統(tǒng)或其中任何衍生物(例如,Linux、Solaris等等),或其他操作系統(tǒng)。
[0048]在一個實施例中，存儲器230包括評估模塊260，其可包括被編碼在有形計算機可讀介質(zhì)中的邏輯指令，其中在由處理器222執(zhí)行邏輯指令時，處理器222實施評估操作。類似地，延遲補償模塊262可包括邏輯指令，其被編碼在有形計算機可讀介質(zhì)中，其中在由處理器222執(zhí)行邏輯指令時，使得處理器222實施延遲補償操作。返回參考圖1，在一些實施例中，評估模塊260相應(yīng)于被指示為評估模塊的虛線框中的組件，而延遲補償模塊262可相應(yīng)于被指示為延遲補償模塊的虛線框內(nèi)的組件。實際中，兩模塊可以是獨立的或可被合并為單個、集成的軟件塊。
[0049]圖3為流程圖，其示出根據(jù)實施例的延遲補償?shù)姆椒ㄖ械牟僮?。參考圖3，在操作310處，自傳感器120a、120b、和輔助傳感器122接收輸入。在一些實施例中，來自傳感器120a的輸入可相應(yīng)于基于GPS的位置信號，同時來自傳感器120b的輸入可相應(yīng)于來自慣性參考單元的輸入。在操作315處，自輔助傳感器122接收輔助的系統(tǒng)狀態(tài)輸入。如上所述，在一些實施例中，輔助的輸入可包括飛行器的其他參數(shù)，例如地面速度、取向、交叉跑道速度(cross-runway velocity)等等。
[0050]在操作320處，延遲模型被用于為來自傳感器120a或120b的至少一個輸出計算延遲補償值。簡略地參考圖1，在一些實施例中，來自輔助傳感器122的輸出被輸入延遲效應(yīng)模型126中，其進而輸入給延遲補償計算器128。在一個實施例中，延遲效應(yīng)模型126和延遲補償計算器128可實施這樣的操作，S卩，其確定用于交叉跑道速度的延遲補償因素。可以通過方程(I) EQ[I]為交叉跑道速度建模:
[0051]EQ[1]Vel_xrwy=Vgnd*sin(psi_int)
[0052]其中，Vel_xrwy=交叉跑道速度，Vgnd=地面速度，以及其中psi_int為截獲角度(intercept angle);也就是,飛行器地面軌跡角和跑道方向之間的差異。
[0053]如果飛行器以恒定的地面速度按照直線飛行，velxrwy不會隨著時間變化。如果在GPS的延遲和慣性信息之間僅存在小的差異，組合濾波器140還能夠執(zhí)行其預(yù)定功能。湍流中的vel_xrwy的值將會波動,但是該波動將會隨時間最終平衡。
[0054]然而,情況在捕獲機動(capture maneuver)的過程中發(fā)生變化,在捕獲機動中，飛行器自截獲航向轉(zhuǎn)至沿著跑道中心線的擴展。在轉(zhuǎn)動過程中，交叉跑道速度在較長時間內(nèi)趨向于零。例如，如果GPS數(shù)據(jù)具有比慣性信息要大的延遲，在從兩個來源獲得的交叉跑道速度之間將存在明顯差異。組合濾波器140錯誤地將該差異翻譯成速度偏置或便宜(bias)。
[0055]在轉(zhuǎn)彎過程中，該明顯的偏置隨著截獲角度的變化而變化。明顯偏置隨著轉(zhuǎn)彎完成和捕獲中心線而消失，其要求濾波器140在轉(zhuǎn)彎早期時取消其明顯的速度偏置的評估。
[0056]在捕獲機動過程中，能夠通過方程【2】EQ[2]評估明顯的速度偏置的大小，如下:
[0057]EQ [2] ve l_xrwy_b i as=de I ay_kt*ve l_xrwy_do t
[0058]其中delay_kt=相對延遲大小,vel_xrwy_dot為交叉跑道速度變化的速率。微分方程【I】產(chǎn)生方程【3】，如下:
[0059]EQ[3]VeI_xrwy_dot=Vgnd_dot*sin(psi_int)+Vgnd*psi_int_dot*cos (psi_int)
[0060]將vel_xrwy_dot 從[3]代入[2]產(chǎn)生方程[4]EQ[4],如下:
[0061 ] EQ[4]vel_xrwy_b i as=deIay_kt*[Vgnd_dot*sin(psi_int)
[0062]+Vgnd*psi_int_dot*cos(psi_int)]
[0063]在一些實施例 中，延遲補償計算器計算方程【4】的結(jié)果，并且通過加法器130，將作為延遲補償?shù)慕Y(jié)果應(yīng)用(操作325)至組合濾波器140上游的慣性交叉跑道速度。在操作330處，來自傳感器120a、120b的輸入被應(yīng)用至組合濾波器140。延遲補償因素允許組合濾波器140通過飛行器的轉(zhuǎn)彎，執(zhí)行其預(yù)定功能，而沒有對其輸出的干擾或惡化其速度偏置評估。
[0064]在操作335處，延遲評估被更新并且作為反饋被提供至延遲效應(yīng)模型126。因此，在延遲補償模塊將組合濾波器140的當前狀態(tài)合并至模型126中的意義上，延遲補償模塊是自適應(yīng)的。
[0065]在操作340處，組合濾波器140產(chǎn)生來自組合參數(shù)的輸出。輸出可被提供至控制系統(tǒng)，例如，飛行器的自動駕駛系統(tǒng)，其可實施基于輸出的一個或更多控制程序。在操作345處，組合濾波器140產(chǎn)生一個或更多傳感器誤差特性的評估。
[0066]因此，圖1-2所示的結(jié)構(gòu)和圖3所示的操作使得能夠在控制系統(tǒng)內(nèi)實施延遲補償，其中控制系統(tǒng)使用組合濾波器組合來自不同傳感器的輸入。例如，飛行器的自動控制系統(tǒng)中，可發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)和方法的實用性。
[0067]在上述描述中，已描述了示例性程序的特定實施，然而，應(yīng)理解地是在可選實施中，某些動作無需按上述順序執(zhí)行。在可選實施例中，可以按不同順序執(zhí)行來更改，或可以完全省略一些動作，這視情況而定。此外，在各種可選實施中，所描述的動作可通過計算機、控制器、處理器、可編程裝置、固件、或任何其他合適的裝置實施，并且可基于被存儲在一個或更多計算機可讀介質(zhì)或以其他方式被存儲的指令或被編程進這些裝置(例如，包括將計算機可讀指令傳輸至這些裝置)中。在軟件的上下文中，上述動作可代表在被一個或更多處理器執(zhí)行時，執(zhí)行所例舉操作的計算機指令。在使用計算機可讀介質(zhì)的情況中，計算機可讀介質(zhì)能夠是任何能夠被裝置訪問的可用介質(zhì)，以便實施被存儲在其上的指令。
[0068]盡管已描述了各種實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認識到在不背離本公開的情況下，可做出修正或變更。例子用于說明各種實施例，并非要限制本公開。因此，應(yīng)當按照文意地解釋本描述和權(quán)利要求，該限制僅在考慮有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)時是必要的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于動態(tài)系統(tǒng)(100)內(nèi)的延遲補償?shù)姆椒?，包? 自第一傳感器(120a)接收至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)，并且從第二傳感器(120b)接收第二參數(shù)數(shù)據(jù)； 將所述至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器； 從至少一個輔助傳感器(122)接收有關(guān)所述動態(tài)系統(tǒng)的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)； 在所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型(126 );以及使用所述延遲效應(yīng)模型(126 )補償所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用所述延遲效應(yīng)模型(126)補償所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異包含: 計算所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)或所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個的延遲補償調(diào)整參數(shù)；以及 將所述延遲補償調(diào)整參數(shù)應(yīng)用至所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)或所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，還包含: 在所述組合濾波器(140)中，根據(jù) 所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)確定組合的參數(shù)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述方法，還包含: 在所述組合濾波器(140)中，確定所述延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估；以及 將所述延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估作為反饋提供至所述延遲效應(yīng)模型(126)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述方法，還包含在所述組合濾波器(140)中，產(chǎn)生對應(yīng)于所述組合的參數(shù)數(shù)據(jù)的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述方法，其中在所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型(126)，包含補償在所述第一傳感器(120a)和所述第二傳感器(120b)之間隨時間移動的基于位置的差異。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述方法，其中: 所述第一傳感器(120a)包含慣性測量系統(tǒng)； 所述第二傳感器(120b)包含基于全球定位系統(tǒng)GPS的測量系統(tǒng)；以及在所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型(126)，包含補償在所述第一傳感器(120a)和所述第二傳感器(120b)之間隨時間移動的基于位置的差異。
8.一種用于動態(tài)系統(tǒng)(100)中延遲補償?shù)幕谟嬎銠C的系統(tǒng)(200)，包括: 處理器(222);以及 被存儲在耦合至所述處理器(222)的有形計算機可讀介質(zhì)中的邏輯指令，其中當通過所述處理器(222)執(zhí)行所述邏輯指令時，配置所述處理器(222): 接收來自第一傳感器(120a)的至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)，和來自第二傳感器(120b)的第二參數(shù)數(shù)據(jù)； 將所述至少第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)引導(dǎo)至組合濾波器(140); 從至少一個輔助傳感器(122)接收有關(guān)所述動態(tài)系統(tǒng)(100)的輔助的參數(shù)數(shù)據(jù)； 在所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型(126);以及 使用所述延遲效應(yīng)模型(126)補償所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的基于延遲的差異。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，還包含被存儲在耦合至所述處理器(222)的有形計算機可讀介質(zhì)中的邏輯指令，其中當通過所述處理器(222 )執(zhí)行邏輯指令時，配置所述處理器(222):計算所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)或所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個的延遲補償調(diào)整參數(shù)；以及 將所述延遲補償調(diào)整參數(shù)應(yīng)用至所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)或所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)中的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9任一項所述基于計算機的系統(tǒng)，還包含邏輯指令，其被存儲在耦合至所述處理器(222)的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過所述處理器(222)執(zhí)行邏輯指令時，配置所述處理器(222)，從而在所述組合濾波器(140)中，根據(jù)所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)確定組合的參數(shù)數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于計算機的系統(tǒng)，還包含被存儲在耦合至所述處理器(222)的有形計算機可讀介質(zhì)中的邏輯指令，其中當通過所述處理器(222)執(zhí)行邏輯指令時，配置所述處理器(222): 在所述組合濾波器(140)中，確定延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估；以及 將所述延遲補償調(diào)整參數(shù)的評估作為反饋提供至所述延遲效應(yīng)模型(126)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基于計算機的系統(tǒng)，還包含邏輯指令，其被存儲在耦合至所述處理器(222)的有形計算機可讀介質(zhì)中，當通過所述處理器(222)執(zhí)行邏輯指令時，配置所述處理器(222)，從而在所述組合濾波器(140)中，產(chǎn)生對應(yīng)于組合的參數(shù)數(shù)據(jù)的輸出。
13.根據(jù)權(quán)利要求8-12中任一項所述的基于計算機系統(tǒng)(200)，其中在所述第一參數(shù)數(shù)據(jù)和所述第二參數(shù)數(shù)據(jù)上構(gòu)建延遲效應(yīng)模型(126)，包含補償在所述第一傳感器(120a)和所述第二傳感器(120b)之間隨時間移動的基于位置的差異。
14.根據(jù)權(quán)利要求8-13中任一項所述的基于計算機系統(tǒng)(200)，其中: 所述第一傳感器(120a)包含慣性測量系統(tǒng)； 所述第二傳感器(120b)包含基于全球定位系統(tǒng)GPS的測量系統(tǒng)；以及 還包含邏輯指令，其被存儲在耦合至所述處理器(222)的有形計算機可讀介質(zhì)中，其中當通過所述處理器(222)執(zhí)行邏輯指令時，配置所述處理器(222)補償在所述第一傳感器(120a)和所述第二傳感器(120b)之間隨時間移動的基于時間的差異。
【文檔編號】G06F17/50GK103514316SQ201310237374
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月15日
【發(fā)明者】S·B·克羅赫 申請人:波音公司