基于运载器操作的集中协调的碰撞避免的制作方法

背景技术：

1.运载器中的碰撞避免(ca)可能涉及避免其他已知对象(例如，其他运载器、导弹、子弹或某种形式的射弹)或未知对象(例如，建筑物、固体结构或其他运载器)。这里，对象可以是包括运载器在内的任何物理对象。当前的ca技术专注于具有不同或相反轨迹的对象之间的回避，而不是处理那些具有接近平行的轨迹和速度的对象。


技术实现要素：

2.在一个示例方面，一种由集中式协调运载器引导系统执行的计算机实现的方法可以包括：获取与集中式协调运载器引导系统集中式通信或由集中式协调运载器引导系统检测的多个运载器或对象的分析数据；基于分析数据检测运载器-对象对内的碰撞事件；确定碰撞事件中涉及的运载器-对象对中的运载器的轨迹调整信息；以及输出轨迹调整信息，以使运载器修改其轨迹。
3.在另一个示例方面，一种计算机程序产品包括一种计算机可读存储介质，其中包含有程序指令。程序指令可由集中式协调运载器引导系统的计算设备执行以使得计算设备执行操作，所述操作包括：获取与集中式协调运载器引导系统集中通信或由集中式协调运载器引导系统检测的多个运载器或对象的分析数据；基于分析数据检测运载器-对象对内的碰撞事件；确定碰撞事件中涉及的运载器-对象对中的运载器的轨迹调整信息；以及输出轨迹调整信息，以使运载器修改其轨迹。
4.在另一个示例方面，一种系统包括：处理器、计算机可读存储器、与集中式协调运载器引导系统的计算设备相关联的非暂时性计算机可读存储介质以及可由计算设备执行以使得计算设备执行操作的程序指令，所述操作包括：获取与集中协调运载器引导系统集中通信或由集中协调运载器引导系统检测的多个运载器或对象的分析数据；基于分析数据检测运载器-对象对内的碰撞事件；确定轨迹调整信息对于涉及碰撞事件的运载器-对象对中的运载器；并输出轨迹调整信息，使运载器修改其轨迹。
附图说明
5.图1图示了根据本公开内容的方面的示例概览和环境。
6.图2示出了根据本公开内容的方面的碰撞避免系统(cas)的示例组件和操作。
7.图3图示了根据本公开内容的方面的使用协调且集中式运载器通信方法来识别有与其他运载器和对象碰撞的风险的运载器的过程的示例流程图。
8.图4图示了用于生成和输出用于调整有碰撞风险的运载器的轨迹的增量速度信息的过程的示例流程图。
9.图5图示了示例轨迹图，其示出了用于避免在基本上相同路线上行进的两运载器之间发生碰撞的转向路径。
10.图6图示了示例轨迹图，其示出了用于避免沿大致相反路线行进的运载器与对象之间的碰撞的狗腿路径。
11.图7图示了可以在图1的环境中使用的设备的示例组件。
具体实施方式
12.下文将参考附图描述本公开的某些示例，其中相同的附图标记表示相同的元件。然而，应当理解的是，附图仅示出了本文描述的各种实施方式，并不意味着限制本文描述的各种技术的范围。附图示出并描述了本公开的各种示例。
13.当前的碰撞避免(ca)技术侧重于避免具有不同或相反轨迹的不利对象，而不是可能具有接近平行的轨迹和速度的非不利对象之间的回避。因此，当前的ca技术可能无法充分检测到这样一种情况，其中一运载器可能会偏离航线，从而危及更运载器撞到另一运载器或对象，如可能沿相对相同方向行进的友方运载器(例如编队的飞行器组成员、航天器、卫星和/或其他运载器、航空器、道路上的运载器等)。此外，现有系统在检测涉及多个运载器的碰撞、在3维域中提供防撞引导或为航天器提供实时防撞方面存在缺陷。因此，本公开的各方面可包括将运载器和导航分析数据集中用于一组运载器的集中协调和控制的防撞系统/碰撞避免系统(cas)。以此方式，可以避免碰撞，无论运载器是否可以沿相对相同的方向行进，或者运载器沿相对相反的方向行进。此外，本公开的方面可以用于提供碰撞避免指导，其中涉及多个运载器，并且在3d域中(例如，用于航天器)。此外，本公开的方面提供实时碰撞避免(例如，用于航天器中)。
14.在一些示例中，中央任务计算机或中央协调的运载器引导系统/集中式协调运载器引导系统可以监控一组运载器中每个运载器的运载器操作和导航分析数据，预测该组中每个运载器的轨迹，确定一个或多个运载器是否根据其预计轨迹处于碰撞风险，并提供引导向量以调整一个或多个运载器的轨迹以避免碰撞。作为说明性示例，集中协调的运载器引导系统可以管理和协调航天器的导航(其可能沿相似的方向和轨迹行进)以避免碰撞(例如，与其他运载器或对象)，并且最小化行进中的中断，同时还可以最大限度地减少因调整航天器的轨迹而造成的燃料损失。
15.如本文进一步描述的，集中式协调运载器引导系统可以基于针对每个连接的运载器和/或检测到的对象的实时监控分析信息来调整运载器的轨迹。可以被监控的示例分析信息可以包括导航系统数据、位置数据、计划轨迹数据、运动学数据、燃料消耗数据、燃料水平信息等。进一步地，作为轨迹调整的一部分，集中式协调运载器引导系统可以考虑运载器运动能力、操纵能力、功率、加速度/速度、运载器燃料效率等。这样，集中式协调运载器引导系统可以集中运载器数据和操作以准确跟踪运载器的轨迹。运载器数据和运载器操作的这种集中协调可以充分提前预测潜在的碰撞。此外，中央协调运载器引导系统可以提供调整运载器的轨迹以避免碰撞的引导向量和/或控制指令。此外，可以避免沿基本相同方向行进的运载器的碰撞。
16.本公开的示例可以包括处于任何可能的技术细节集成级别的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有用于使处理器执行本公开的方面的计算机可读程序指令的计算机可读存储介质(或媒介)。
17.图1示出了根据本公开的方面的示例概览和环境。如图1所示，环境100包括运载器
110-1至110-n(其中n是大于或等于2的整数)、集中式协调运载器引导系统120和网络130。
18.运载器110可以包括任何类型或种类的运载器，例如地面运载器、航天器、飞行器等。在一些示例中，每个运载器110可以包括传感器系统112、导航系统114，引导控件116和/或用于支持运载器110的操作、引导、导航和/或移动的其他计算和推进组件。在运载器110是航天器的示例中，传感器系统112可以包括对象检测传感器，运动传感器、温度传感器、燃料液位传感器、运载器操作传感器和/或任何其他种类的传感器。导航系统114可以包括为运载器110提供导航服务的一个或多个计算设备，并且可以跟踪运载器110的实际和计划通路、路线和/或轨迹。在一些示例中，导航系统114可以跟踪运载器移动信息，例如速度、加速度、位置等。引导控件116可以包括控制和/或引导运载器110的轨迹的一个或多个计算设备。在一些示例中，每个运载器110可以与集中式协调运载器引导系统120通信，用于与碰撞避免有关的运载器110的集中协调控制。如本文所述，每个运载器110可以向集中式协调运载器引导系统120提供运载器分析数据。示例运载器分析数据可以包括传感器读数、速度、加速度、位置、实际和计划轨迹、运载器规格(例如，运载器类型、运载器尺寸、机动能力、技术规格等)等。
19.集中式协调运载器引导系统120可以包括集中运载器的操作、控制和/或分析数据的一个或多个计算设备。此外，集中式协调运载器引导系统120可以监控运载器和对象分析数据以检测运载器110和/或其他对象之间的潜在碰撞。在一些示例中，集中式协调运载器引导系统120可以在运载器110中实施。另外或替代地，集中式协调运载器引导系统120可以是地基单元，也可以是地基系统、服务器和计算设备的分布式组。如图1进一步所示的，集中式协调运载器引导系统120可以包括对象分析组件121、运载器和对象状态处理器122、观察处理器124、碰撞避免系统(cas)126和引导处理器128。
20.对象分析组件121可以检测运载器110附近对象的存在。如本文所述，对象可以包括未连接到集中式协调运载器引导系统120的运载器、静止对象、空中对象、天体或类似物。在一些示例中，对象分析组件121可以获取与对象相关联的分析数据，例如对象的形状/尺寸、对象的图像、对象类型、速度、加速度、行进路线等。
21.运载器和对象状态处理器122可以包括一个或多个计算设备，其摄取运载器分析和对象分析，并且将运载器和/或对象分析数据的全部或一部分提供给观察处理器124、cas 126和/或引导处理器128。在一些示例中，运载器和对象状态处理器122可以处理、修改、修剪、裁剪和/或过滤运载器分析和/或对象分析。
22.观察处理器124可以包括识别运载器110的与其推进系统相关的视野(例如，在运载器110上实施的传感器的视野)的一个或多个计算设备。观察处理器124可以向cas 126提供观察向量，其中观察向量向cas 126指示传感器读数关联的方向和位置。观察向量允许cas 126更准确地预测潜在碰撞，并进行调整以避免碰撞。
23.cas126可以包括一个或多个计算设备，其接收观察向量(例如，来自观察处理器124)、处理后的运载器分析数据和/或处理后的对象分析数据(例如，来自运载器和对象状态处理器122)。cas126可以监控接收到的数据并检测一个或多个运载器110和/或对象之间的潜在碰撞(例如，基于预测的轨迹、速度、加速度等)。在一些示例中，cas126可以进一步基于计算零控脱靶量值和到零控脱靶量(zero-effort miss)的时间来检测潜在冲突。cas126可以确定增量速度值，引导处理器128可以将其转换为引导向量。在一些示例中，引导处理
器128可以将引导向量输出到运载器110，并且运载器110可以将引导向量转换为推进系统命令，所述命令在被执行时改变运载器110-1的轨迹以避免潜在的碰撞。
24.网络130可以包括一个或多个有线和/或无线网络。例如，网络130可以包括蜂窝网络(例如，第二代(2g)网络、第三代(3g)网络、第四代(4g)网络、第五代(5g)网络、长期演进(lte)网络、全球移动系统(gsm)网络、码分多址(cdma)网络、演进数据优化(evdo)网络等)、公共陆地移动网络(plmn)，和/或其他网络。附加地或替代地，网络130可以包括局域网(lan)、广域网(wan)、城域网(man)、公共交换电话网(pstn)、自组织网络、托管互联网协议(ip)网络、虚拟专用网络(vpn)、内联网、互联网、基于光纤的网络和/或这些或其他类型网络的组合。在示例中，网络130可以包括铜传输电缆、光传输光纤、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。
25.环境100中的设备和/或网络的数量不限于图1所示的数量。在实践中，环境100可以包括额外的设备和/或网络；更少的设备和/或网络；不同的设备和/或网络；或者与图1中所示不同布置的设备和/或网络。此外，在一些实施方式中，环境100的一个或多个设备可以执行描述为由环境100的另外一个或多个设备执行的一个或多个功能。环境100的设备可以通过有线连接、无线连接或有线和无线连接的组合互连。
26.图2示出了根据本公开内容的方面的碰撞避免系统(cas)的示例组件和操作。如图所示。参照图2，cas 126可包括碰撞检测组件210和碰撞避免组件220。在一些示例中，碰撞检测组件210可包括接收运载器和对象分析数据并识别(例如，与其他运载器110和/或与对象)有碰撞风险的运载器110的一个或多个计算设备。如本文所述，碰撞检测组件210可以通过使用任何合适的碰撞检测技术，例如通过计算零控脱靶量值(z)以及到零控脱靶量(tz)的时间，来确定一对运载器110和/或运载器110与对象是否有碰撞风险。例如，如果z和tz的值不满足安全阈值，则碰撞检测组件210可以检测到运载器110有碰撞风险。在一些示例中，碰撞检测组件210可以生成识别处于碰撞风险中的运载器110的碰撞事件报告。碰撞检测组件210的附加操作在本文中关于图3更详细地描述。
27.碰撞避免组件220可以包括接收碰撞事件报告(例如，来自碰撞检测组件210)并且生成碰撞避免引导数据的一个或多个计算设备。在一些示例中，碰撞避免引导数据可以包括向量、导航指令/命令等，当由运载器110接收并执行时，这些向量、导航指令/命令使运载器110调整其轨迹以避免碰撞。碰撞避免组件220的附加操作此处在本文关于图4更详细地描述。
28.如图2进一步所示，cas 126可以结合更新循环以在循环中更新碰撞避免引导数据。例如，cas 126可以继续监控运载器和对象分析数据并生成更新的碰撞避免引导数据以实时连续监控碰撞风险并向运载器110提供避免引导以实时避免碰撞。
29.图3示出了根据本公开的方面的用于使用协调且集中的运载器通信方法识别有与其他运载器和对象碰撞的风险的运载器的过程的示例流程图。例如，图3的块可以在图1的环境中实现，并且使用图1中描绘的元件的参考编号来描述。流程图图示了根据本公开的各种示例的系统、方法和计算机程序产品的可能的实现方式的架构、功能和操作。
30.如图3所示，过程300可以包括生成识别在定义的系统内的运载器-对象对的数据结构(块310)。例如，碰撞检测组件210可以生成数据结构以在定义的系统(例如，定义的边界、区域、坐标集等)内识别运载器-对象对。“运载器-对象对”包括在定义的系统内具有一
运载器和一个检测到的对象的组(例如，一对包括一运载器和另一运载器，或一对包括一运载器和另一种类型的对象)。作为示例，假设四个运载器(例如，碰撞检测组件210-1、碰撞检测组件210-2、碰撞检测组件210-3和碰撞检测组件210-4)连接到集中式协调运载器引导系统120并且在定义的系统中。给定这个假设，一个运载器-对象对包括碰撞检测组件210-1和碰撞检测组件210-2。另一个运载器-对象对包括碰撞检测组件210-1和碰撞检测组件210-2。类似地，另一个运载器-对象对包括碰撞检测组件210-1和碰撞检测组件210-3等等。碰撞检测组件210可以存储识别所有运载器-对象对的信息。
31.过程300还可包括确定运载器-对象对的分析数据(块320)。例如，碰撞检测组件210可以获得用于数据结构中识别的特定运载器-对象对的分析数据(例如，每个运载器110或对象的运载器或对象分析数据)。如前所述，示例运载器分析数据可以包括传感器读数、速度、加速度、位置、实际和计划轨迹、运载器规格(例如，运载器类型、运载器尺寸、机动能力、技术规格等)等。附加地或替代地，运载器分析数据可以包括在每个运载器-对象对之间的相对速度、位置、加速度、操纵等。示例对象分析数据可以包括对象的形状/尺寸、对象的图像、对象类型、速度、加速度、行进路线等。在一些示例中，运载器和/或对象分析数据可用于绘制或描绘运载器-对象对中的两个运载器110之间的未来预测轨迹，和/或运载器-对象对中的运载器110和一个对象之间的轨迹。如本文所述，运载器和/或对象分析数据可用于检测运载器碰撞事件，如本文更详细描述的。
32.过程300还可以包括计算零控脱靶量向量(z)和到零控脱靶量向量的时间(tz)(块330)。例如，碰撞检测组件210可以计算z和时间tz作为检测运载器-对象对内的运载器碰撞事件的一部分。在一些示例中，z可以指示当第一运载器110或对象经过第二运载器110或对象时出现的最小相对位置向量，假设第二对象的推力向量停止并且两个对象仅在重力加速度下滑行。即,z描述最近的接近点，而tz表示该点将出现的时间。z(tz)b的大小小于侵入对象的组合大小且tz的值为0或约为0表示碰撞可能即将发生，对应于运载器碰撞事件。在一些示例中，tz可以表示碰撞事件的严重性。当运载器-对象对中的运载器110和对象之间的未来预测轨迹被绘制在轨迹图上时，在轨迹图中可以将0或0左右的tz值表示为运载器110之间或运载器110和对象之间的碰撞。对象(例如，如关于图5和图6更详细地描述的)。
33.过程300还可包括确定z和tz是否满足安全阈值。(块340)。例如，碰撞检测组件210可以确定z和tz是否满足安全阈值(例如，最近的接近点z足够大，并且到该点z的时间tz足够长)。在一些示例中，z和tz的安全阈值可以是可配置的并且可以考虑运载器和对象尺寸、安全距离以及运载器110的响应能力，以执行防撞机动。附加地或替代地，z和tz的安全阈值可以基于检测水平。例如，适当保守的检测水平可能导致较早的检测，从而降低防撞机动的中断水平并减少燃气消耗，而过于保守的检测水平可能导致不必要的防撞机动的执行。
34.例如，如果z和tz不满足安全阈值(块340-否)，则过程300还可以包括在碰撞事件报告中存储该对(例如，所讨论的运载器-对象对)处于碰撞风险的指示(块350)。在一些示例中，碰撞检测组件210可以将碰撞事件报告输出到碰撞避免组件220，其中碰撞事件报告指示有碰撞风险的运载器-对象对。在本文描述的一些示例中，碰撞避免组件220可以使用碰撞事件报告来分析每个运载器-对象对内的每个运载器的轨迹，该轨迹有碰撞风险，并且生成引导向量、速度增量信息、轨迹调整控制指令等，当被执行时，使运载器110避免碰撞。
35.如图3进一步所示，过程300可以返回到块320，由此可以为在步骤310生成的数据
结构中识别的每个运载器-对象对重复块320-350。这样，可以为每个运载器-对象对识别碰撞风险。在一些示例中，每次为运载器-对象对识别碰撞风险时，碰撞检测组件210可以添加到碰撞事件报告。此外，如果新运载器110连接到集中式协调运载器引导系统120，和/或检测到新对象，则可以更新数据结构以反映新连接和检测到的运载器110和/或对象，并且过程300可以重复。此外，如果在块340，z和tz满足安全阈值(块340-是)，则过程300可以返回到块320而不存储所讨论的对有碰撞风险的指示，因为满足安全阈值表明不存在碰撞风险。
36.图4示出了用于生成和输出用于调整有碰撞风险的运载器的轨迹的增量速度信息的过程的示例流程图。例如，图4的块可以在图1的环境中实现，并且使用图1中描绘的元件的参考编号来描述。
37.如图4所示，过程400可以包括识别有碰撞风险的参考运载器110(块410)。例如，碰撞避免组件220可以基于碰撞事件报告或运载器-对象对有碰撞风险的指示(例如，根据图3的过程300由碰撞检测组件210识别的)来识别参考运载器110有碰撞风险。在一些示例中，碰撞避免组件220可以将参考运载器110识别为运载器-对象对中的运载器110之一。
38.过程400还可包括识别有与参考运载器110碰撞的风险的所有运载器和对象(块420)。例如，碰撞避免组件220可以识别有与参考运载器110碰撞的风险的所有运载器110和对象(例如，根据碰撞事件报告)。如上所述，碰撞事件报告识别每个运载器-对象对的碰撞风险。作为说明性示例，如果参考运载器110是运载器110-1，则碰撞避免组件220可以基于从碰撞事件报告获得的信息识别运载器110-1有与运载器110-2和/或另一对象碰撞的风险。
39.过程400还可以包括确定时间使用条件(tuc)值(块430)。在一些示例中，tuc值可以描述调整参考运载器110的轨迹的紧急程度，并且可以基于tz值以及参考运载器110与有和参考运载器110碰撞的风险的运载器或对象之间的距离或范围。此外，tuc值可以基于参考运载器110避免碰撞的速度的最大容限阈值变化，这可以用于定义碰撞避免或轨迹调整路径(例如，逐渐“转向”路径，或更尖锐的“狗腿”路径。例如，如本文进一步详细描述的，速度的更大变化可能更有可能避免碰撞，而且轨迹路线/角度的偏差较小(即，参考运载器110的原始轨迹的较低的中断程度)，但以更大的燃料消耗为代价。相反，速度的较小变化可能导致燃料消耗较低，但可能需要更频繁的轨迹变化以避免碰撞(即，原始轨迹的更高的中断程度)。因此，tuc值可以考虑参考运载器110的速度的最大容限阈值变化，这可以基于燃料消耗限制、参考运载器110的能力、机动能力等。另外或替代地，tuc值可以考虑轨迹路线或角度的最大容差变化。
40.过程400还可包括基于tuc值选择轨迹调整路径(块440)。例如，碰撞避免组件220可以基于tuc值选择轨迹调整路径。在一些示例中，轨迹调整路径可以描述轨迹调整的程度或锐度(例如，逐渐或“转向路径”调整，或急剧的“狗腿路径”调整)。在一些示例中，碰撞避免组件220可以存储识别基于tuc值选择哪种调整路径的阈值。附加地或替代地，轨迹调整路径可以进一步基于附加因素，例如运载器燃料效率、机动能力、任务目标、运动学、目的地信息等。
41.通常，可以选择轨迹调整路径以在参考运载器110和有碰撞风险的运载器或对象之间产生阈值分离，其中轨迹和/或速度的变化最小(从而减少燃料消耗和参考运载器的110原始轨迹的中断)。虽然转向路径可以最小化轨迹方向的变化(从而最小化对参考运载
器110的任务目标的干扰)，但转向路径可能需要比狗腿路径大的速度变化来实现参考运载器110与有碰撞风险的运载器或对象之间的阈值分离。因此，如果使用转向路径避免碰撞(例如，产生分离)所需的速度变化低于容限阈值，则可以使用转向路径，从而最小化轨迹方向的变化，并最小化参考运载器110的轨迹中断(例如，在参考运载器110和有风险的运载器/对象沿基本相同的方向行进的情况下)。另一方面，如果使用转向路径避免碰撞所需的速度变化超过容限阈值，则可以改为选择狗腿路径(例如，在参考运载器110和有风险的运载器/对象沿基本相反的方向行进的情况下)。类似地，如果转向路径不能避免碰撞，即使在参考运载器110的最大潜在速度下，也可以选择狗腿路径。
42.在一些示例中，可以选择不同的轨迹调整路径。也就是说，轨迹调整路径可以是一个定量值，例如轨迹调整的角度或方向，由此选择角度/方向以最小化方向和速度的变化，同时仍然产生足够的间隔以避免碰撞。通常，轨迹被调整的角度和速度的变化可以被最小化，同时仍然产生足够的间隔以避免碰撞。
43.过程400还可以包括基于轨迹调整路径确定轨迹调整(块450)。例如，碰撞避免组件220可以基于轨迹调整路径来确定轨迹调整。在一些示例中，轨迹调整可以识别增量速度信息，该增量速度信息可以是负的(例如，减慢参考运载器110)或正的(例如，加速参考运载器110)。附加地或替代地，轨迹调整可以识别对应于轨迹方向和/或角度的变化的引导向量。通常，碰撞避免组件220可以在满足z和tz的安全阈值(例如，描述参考运载器110和其他运载器/对象之间的相对位置，以及到该相对位置的持续时间的阈值)的同时最小化速度和/或轨迹方向的变化。附加地或替代地，碰撞避免组件220可以优化或最小化对其他因素的改变，例如加速度、燃料消耗、轨迹中断等。在多个运载器涉及与参考运载器110潜在碰撞的情况下，碰撞避免组件220可以确定每个涉及的运载器的轨迹调整路径和增量速度。
44.过程400还可包括输出轨迹调整信息(块460)。例如，碰撞避免组件220可以输出轨迹调整信息(例如，到参考运载器110)。在一些示例中，轨迹调整信息可以是引导向量、速度/加速度的变化、推进控制指令/命令等的形式，其在被执行时使参考运载器110的轨迹发生变化以避免碰撞。
45.如图4所示，可以针对有碰撞风险的每个参考运载器110和每个运载器-对象对(例如，如在碰撞事件报告中识别的)重复过程400。以此方式，可以以最小化中断和燃料消耗的方式来调整处于碰撞风险中的每个运载器110的轨迹。此外，通过对有风险的碰撞事件中涉及的每个运载器110重复过程400，碰撞避免组件220可以确定在块460处产生的轨迹调整(例如，速度增量信息、对应的引导向量等)是否可以导致与不同的运载器相撞。因此，碰撞避免组件220可以重复过程400以进行进一步的调整以避免额外的碰撞。在一些示例中，在输出增量速度信息之前(例如，在块460)，碰撞避免组件220可以运行模拟以识别轨迹调整是否将导致所讨论的运载器-对象对中的参考运载器110之间的碰撞避免以及参考运载器110与所讨论的运载器-对象之外的不同运载器或对象之间是否可能发生碰撞。
46.如上文关于图3和图4所描述的，运载器110的操作和/或控制可以通过集中收集运载器和对象分析数据以跟踪和监控运载器和对象的相对位置来集中协调。该分析数据的集中收集在考虑连接到集中协调运载器引导系统的所有运载器110和集中式协调运载器引导系统120检测到的对象的轨迹的同时允许集中式协调运载器引导系统120监控运载器和对象轨迹，主动预测碰撞风险，并采取缓解碰撞避免动作以避免碰撞。这样，无论运载器110是
否在相对相同的方向上行进，或者运载器110是否在相对相反的方向上行进，都可以避免碰撞。此外，可以提供碰撞避免指导，其中涉及多个运载器110，并且在3d域中(例如，对于空间运载器)。此外，可以提供实时碰撞避免(例如，用于空间运载器)。
47.图5图示了示例轨迹图，其示出了用于避免在基本上相同路线上行进的两运载器之间的碰撞的转向路径。轨迹图510示出了两个运载器110(例如，“veh1”和“veh2”)的预测轨迹，其可以基于veh1和veh2中的每一个的分析数据(例如，运载器速度、加速度、运动学、导航数据等等)来确定。如轨迹图510中所示，veh1和veh2可能在类似方向上沿类似路线行进，但可能有碰撞风险(例如，如由预测轨迹、零控脱靶量值z和时间tz表示的，如上文关于过程300所述)。在这种情况下，可以执行碰撞避免程序(例如，根据过程400由碰撞避免组件220执行)。此类程序的结果可显示在轨迹图520中，其中veh2调整其轨迹路线以避免与veh1碰撞。例如，碰撞避免组件220可以向veh2输出轨迹调整信息，该轨迹调整信息调整veh2的轨迹以避免碰撞(例如，通过满足z和tz的安全阈值)同时最小化轨迹方向变化、速度变化、燃料消耗等。在图5所示的例子中，可以使用“转向”路径，因为进行轨迹调整的时间量足够而不需要更急剧的调整。
48.图6示出了示例轨迹图，其示出了用于避免沿大致相反路线行进的运载器与对象之间的碰撞的狗腿路径。轨迹图610示出了运载器110(例如，“veh”)和对象(“obj”)的预测轨迹，其可以基于veh和obj中的每一个的分析数据(例如，速度、加速度、运动学、导航数据等)来确定。如轨迹图610中所示，veh和obj可能在基本上相反的方向上沿着基本上相反的路线行进，并且可能有碰撞的风险(例如，如由预测轨迹、零控脱靶量值z和时间tz表示的，如上文关于过程300所述)。在这种情况下，可以执行碰撞避免程序(例如，由碰撞避免组件220根据过程400)。此类程序的结果可显示在轨迹图620中，其中ve调整其轨迹路线以避免与obj发生碰撞。例如，碰撞避免组件220可以向veh输出轨迹调整信息，该轨迹调整信息调整veh2的轨迹以避免碰撞(例如，通过满足z和tz的安全阈值)同时最小化轨迹方向变化、速度变化、燃料消耗量等。在图5所示的例子中，可以使用“狗腿”路径，因为进行轨迹调整的时间量相对短，因此需要比“转向”路径急剧的调整。
49.图7图示了可以在图1的环境100内使用的设备700的示例组件。设备700可以对应于运载器110和集中式协调运载器引导系统120。运载器110和集中式协调运载器引导系统120中的每一个可以包括一个或多个设备700和/或设备700的一个或多个组件。
50.如图7所示，设备700可以包括总线705、处理器710、主存储器715、只读存储器(rom)720、存储设备725、输入设备770、输出设备775和通信接口740。
51.总线705可以包括允许设备700的组件之间进行通信的路线。处理器710可以包括处理器、微处理器、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或解释和执行指令的另一种类型的处理器。主存储器715可以包括随机存取存储器(ram)或另一种类型的动态存储设备，其存储由处理器710执行的信息或指令。rom 720可以包括rom设备或另一种类型的存储供处理器710使用的静态信息或指令的静态存储设备。存储设备725可以包括磁存储介质，例如硬盘驱动器，或可移动存储器，例如闪存。
52.输入设备770可以包括允许操作者向设备700输入信息的组件，例如控制按钮、键盘、小键盘或其他类型的输入设备。输出设备775可以包括向操作员输出信息的组件，例如发光二极管(led)、显示器或其他类型的输出设备。通信接口740可以包括使设备700能够与
其他设备或网络通信的任何类似收发器的组件。在一些实施方式中，通信接口740可以包括无线接口、有线接口或无线接口和有线接口的组合。在示例中，通信接口740可以从网络接收计算机可读程序指令并且可以转发计算机可读程序指令，用于存储在计算机可读存储介质(例如，存储设备725)中。
53.设备700可以执行某些操作，如下文详细描述的。设备700可以响应于处理器710执行包含在诸如主存储器715之类的计算机可读介质中的软件指令来执行这些操作。计算机可读介质可以被定义为非暂时性存储设备并且不应被解释为本身是瞬态信号，例如无线电波或其他自由传播的电磁波，通过波导或其他传输介质传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)，或通过电线传输的电信号。存储设备包括单个物理存储设备内的存储空间或跨多个物理存储设备的存储空间。
54.软件指令可以从另一个计算机可读介质(例如存储设备725)或从另一个设备经由通信接口740读入主存储器715。主存储器715中包含的软件指令可以指示处理器710执行将在此更详细地描述的过程。或者，可以使用硬连线电路代替软件指令或与软件指令结合使用以实现这里描述的过程。因此，本文描述的实施不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
55.在一些实施中，设备700可以包括与图7中所示相比的附加组件、更少组件、不同组件或不同布置的组件。
56.在此参考根据本公开的示例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图来描述本公开的方面。应当理解，流程图和/或框图的每个块，以及流程图和/或框图中的块的组合可以由计算机可读程序指令来实现。
57.这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以生产机器，使得通过计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现在流程图和/或框图块中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令也可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以引导计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式运行，使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括制造物品，其包括实现流程图和/或框图块或多个块中指定的功能/动作的方面的指令。
58.图中的流程图和框图图示了根据本公开的各种示例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每一块可表示模块、段或指令的一部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，块中标注的功能可以不按照图中标注的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行这些块。还将注意，框图和/或流程图说明的每个块，以及框图和/或流程图说明中的块的组合，可以由执行指定功能或动作或执行专用硬件和计算机指令的组合的基于专用硬件的系统来实现。
59.本公开的示例可以包括处于任何可能的技术细节集成级别的系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有计算机可读程序指令的计算机可读存储介质，用于使处理器执行或实行本公开的方面和/或过程。
60.在示例中，计算机可读程序指令可以是汇编器指令、指令集架构(isa)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、集成电路的配置数据、或以一种或
多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，包括面向对象的编程语言，例如smalltalk、c 等以及过程编程语言，例如“c”编程语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全在用户计算机上、部分在用户计算机上、作为独立软件包、部分在用户计算机上和部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。
61.在一些示例中，包括例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来执行计算机可读程序指令以个性化电子电路，以便执行本公开的方面。
62.计算机可读程序指令也可以被加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以导致在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的过程，使得在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行的指令实现流程图和/或框图块中指定的功能/动作。
63.在示例中，服务提供商可以提供执行本文描述的过程。在这种情况下，服务提供商可以创建、维护、部署、支持等计算机基础设施，其为一个或多个客户执行本公开的过程步骤。例如，这些客户可能是任何使用技术的企业。作为回报，服务提供商可以根据订阅和/或费用协议从客户那里接收付款和/或服务提供商可以从向一个或多个第三方出售广告内容来接收付款。
64.前述描述提供了说明和描述，但并非旨在穷举或将可能的实施方式限制为所公开的精确形式。根据上述公开内容可以进行修改和变化，或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。
65.显然，以上提供的描述的不同示例可以在图中所示的实施方式中以许多不同形式的软件、固件和硬件来实施。用于实现这些示例的实际软件代码或专用控制硬件不限制这些实现。因此，在没有参考特定软件代码的情况下描述了这些示例的操作和行为——应当理解，软件和控制硬件可以被设计为基于本文的描述来实现这些示例。
66.尽管在权利要求中陈述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制可能实施方式的公开。事实上，这些特征中的许多特征可以以权利要求中未具体记载和/或说明书中未公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接依赖于一个其他权利要求，但可能实现方式的公开包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。
67.虽然已经关于有限数量的示例公开了本公开内容，但是受益于本公开的本领域技术人员将理解从中的许多修改和变化。所附权利要求旨在涵盖落入本公开的真实精神和范围内的此类修改和变化。
68.虽然保护范围由所附权利要求确定，但可以通过多种方式实现本公开内容，包括但不限于根据以下条款的方式：
69.条款1.一种由集中式协调运载器引导系统(120)执行的计算机实施的方法，包括：
70.获得与集中式协调运载器引导系统(120)集中通信或集中式协调运载器引导系统(120)检测的多个运载器(110、110-1)或对象的分析数据；
71.基于分析数据检测运载器对象对内的碰撞事件；
72.确定碰撞事件中涉及的运载器对象对中的运载器的轨迹调整信息；和
73.输出轨迹调整信息，使运载器修改其轨迹。
74.条款2.根据条款1所述的方法，其中确定所述碰撞事件包括计算零控脱靶量值和到所述零控脱靶量值的时间值；和
75.确定零控脱靶量值或时间值不满足安全阈值。
76.条款3.根据条款1或2所述的方法，还包括基于时间使用条件值选择轨迹调整路径，其中确定轨迹调整是基于所选择的轨迹调整路径。
77.条款4.根据条款1-3中任一项所述的方法，其中运载器-对象对中的运载器在基本相同的方向上行进。
78.条款5.如条款1-4中任一项所述的方法，还包括：
79.生成数据结构，所述数据结构识别针对连接到集中式协调运载器引导系统或由集中式协调运载器引导系统检测到的运载器和对象的多个运载器-对象对；和
80.检测在数据结构中识别的多个运载器-对象对中的每一个内的碰撞事件；
81.为多个运载器-对象对中的每一个中的相应运载器确定相应的轨迹调整；和
82.输出相应的轨迹调整，导致相应的运载器修改轨迹。
83.条款6.根据条款5所述的方法，还包括将关于检测到的碰撞事件的信息存储在碰撞事件报告中，其中检测碰撞事件是基于碰撞事件报告的。
84.条款7.根据条款1-6中任一项所述的方法，其中所述分析数据包括以下至少一项：
85.运载器传感器读数；
86.运载器速度；
87.运载器加速度；
88.运载器位置；
89.运载器实际和计划轨迹；
90.运载器规格；
91.运载器机动能力；
92.对象形状；
93.对象尺寸；
94.对象图像数据；
95.对象类型；
96.对象速度；
97.对象加速度；和
98.对象行进路线。
99.条款8.根据条款1-7中任一项所述的方法，其中所述轨迹调整信息包括以下至少一项：
100.运载器速度的变化；
101.运载器行进方向的改变；
102.引导向量；
103.导航数据；和
104.运载器推进控制指令。
105.条款9.一种计算机程序产品，包括具有程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令可由集中式协调运载器引导系统(120)的计算设备(700)执行以使计算设备(700)执行
操作，所述操作包括：
106.获得与集中式协调运载器引导系统(120)集中通信或集中式协调运载器引导系统(120)检测的多个运载器或对象的分析数据；
107.基于分析数据检测运载器-对象对内的碰撞事件；
108.确定碰撞事件中涉及的运载器-对象对中的运载器的轨迹调整信息；和
109.输出轨迹调整信息，使运载器修改其轨迹。
110.条款10.根据条款9所述的计算机程序产品，其中所述碰撞事件的确定包括计算零控脱靶量值和到所述零控脱靶量值的时间值；和
111.确定零控脱靶量值或时间值不满足安全阈值。
112.条款11.根据条款9或10所述的计算机程序产品，其中所述操作还包括基于时间使用条件值选择轨迹调整路径，其中确定所述轨迹调整是基于所选择的轨迹调整路径。
113.条款12.根据条款9-11中任一项所述的计算机程序产品，其中运载器-对象对中的运载器在基本相同的方向上行进。
114.条款13.根据条款9-12中任一项所述的计算机程序产品，其中所述操作还包括：
115.生成数据结构，所述数据结构针对连接到集中式协调运载器引导系统或由集中式协调运载器引导系统检测到的运载器和对象识别多个运载器-对象对；和
116.检测在数据结构中识别的多个运载器-对象对中的每一个内的碰撞事件；
117.为多个运载器-对象对中的每一个中的相应运载器确定相应轨迹调整；和
118.输出相应轨迹调整使相应运载器修改轨迹。
119.条款14.根据条款13所述的计算机程序产品，其中所述操作还包括将关于检测到的碰撞事件的信息存储在碰撞事件报告中。
120.第15条.根据条款9-14中的任一项所述的计算机程序产品，其中所述分析数据包括以下至少一项：
121.运载器传感器读数；
122.运载器速度；
123.运载器加速；
124.运载器位置；
125.运载器实际和计划轨迹；
126.运载器规格；
127.运载器机动能力；
128.对象形状；
129.对象尺寸；
130.对象图像数据；
131.对象类型；
132.对象速度；
133.对象加速度；和
134.对象行进路线。
135.条款16.根据条款9-15中任一项所述的计算机程序产品，其中所述轨迹调整信息包括以下至少一项：
136.运载器速度的变化；
137.运载器行进方向的改变；
138.引导向量；
139.导航数据；和
140.运载器推进控制指令。
141.条款17.一种系统，包括：
142.处理器(710)、计算机可读存储器、与集中式协调运载器引导系统(120)的计算设备(700)相关联的非暂时性计算机可读存储介质以及可由计算设备(700)执行以导致计算设备(700)执行操作的程序指令，所述操作包括：
143.获得与集中式协调运载器引导系统(120)集中通信或集中式协调运载器引导系统(120)检测的多个运载器或对象的分析数据；
144.基于分析数据检测运载器-对象对内的碰撞事件；
145.确定碰撞事件中涉及的运载器-对象对中的运载器的轨迹调整信息；和
146.输出轨迹调整信息，使运载器修改其轨迹。
147.条款18.根据条款17所述的系统，其中确定所述碰撞事件包括计算零控脱靶量值和到所述零控脱靶量值的时间值；和
148.确定零控脱靶量值或时间值不满足安全阈值。
149.条款19.根据条款17或18所述的系统，其中所述操作还包括基于时间使用条件值选择轨迹调整路径，其中确定轨迹调整是基于所选择的轨迹调整路径。
150.条款20.根据条款17-19中任一项的系统，其中运载器-对象对中的运载器在基本相同的方向上行进。
151.除非明确说明，否则本技术中使用的任何元素、动作或指令均不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所用，冠词“a”旨在包括一个或多个项目并且可以与“一个或多个”互换使用。如果仅打算使用一项，则使用术语“一个”或类似的语言。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分基于”。