用于過濾翼尖傳感器信息的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于過濾翼尖傳感器信息的系統(tǒng)和方法。用于在滑行的同時為飛行器提供改善的情況認知的系統(tǒng)和方法。一種示例性方法基于在位于飛行器（20）上的收發(fā)器（26）處的相關發(fā)射來生成反射率數(shù)據(jù)。在處理器（36、50）處，如果所生成的反射率數(shù)據(jù)的一部分大于預定義閾值，則確定目標。然后，關于它們是否在動態(tài)定義的三維包絡內來確定分析的目標。該包絡基于翼尖燈模塊速度和軌道。在顯示設備（54）上，在與最近目標的相關范圍處呈現(xiàn)對該最近目標的指示。
【專利說明】用于過濾翼尖傳感器信息的系統(tǒng)和方法
【背景技術】
[0001]飛行安全基金會(FSF)估計，對于世界的航空公司來說，停機坪損壞的成本是每年$40億。對于企業(yè)機隊來說，估計損壞相關的成本是每年$10億。
[0002]目前的停機坪損壞的成本包括由于材料和與事故相關的工作而導致的直接成本以及由于飛行器沒有進行操作、損害航空公司的公眾形象、事故調查等所導致的間接成本。
[0003]從NTSB數(shù)據(jù)庫中標識了場面事故的三個主要原因:無法保持充分的視覺監(jiān)視、無法感知在機翼與障礙物之間的距離以及無法保持需要的間隙。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明提供了用于在滑行的同時為飛行器提供改善的情況認知的系統(tǒng)和方法。一種不例性方法基于在位于飛行器的一個或多個翼尖燈模塊處的收發(fā)器處的相關發(fā)射來生成反射率數(shù)據(jù)。收發(fā)器可以位于飛行器的翼尖或其他部分(例如，發(fā)動機、機身)的專用區(qū)域中。在處理器處，如果所生成的反射率數(shù)據(jù)的一部分大于基于用于計算反射率和相關確定性的算法的預定義閾值，則確定目標。然后，關于它們是否在動態(tài)定義的三維包絡內來確定分析的目標。該包絡基于翼尖燈模塊速度和軌道。在顯示設備上，在與最近目標的相關范圍處呈現(xiàn)對該最近目標的指示。
[0005]在本發(fā)明的一個方面中，如果最近的目標比距飛行器的閾值距離更遠，則生成第一范圍的頭頂(overhead)顯示。該第一范圍的頭頂顯示包括飛行器圖標以及在飛行器圖標的相應翼尖處開始的一個或多個目標錐形。如果最近的目標比距飛行器的閾值距離更遠，則生成第二范圍的頭頂顯示。該第二范圍的頭頂顯示包括飛行器圖標以及在飛行器圖標的相應翼尖處開始的一個或多個目標錐形。
[0006]在本發(fā)明的另一方面中，第一范圍的頭頂顯示的目標錐形具有比第二范圍的頭頂顯示的目標錐形更大的范圍。
[0007]在本發(fā)明的又一方面中，目標錐形包括位于距飛行器或相關翼尖中的至少一個的先前指定距離的范圍線。
[0008]在本發(fā)明的又一方面中，最近目標的指示包括與最近目標反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的突出顯示的錐形范圍線或者與最近目標反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的距離值。
[0009]在本發(fā)明的又一方面中，最近目標的指示包括至少與最近目標反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的機場結構的部分輪廓。該機場結構的輪廓基于先前存儲的機場信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]以下參考下列附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選和替代實施例:
圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例形成的示例性系統(tǒng)的示圖；
圖3是實現(xiàn)圖1和圖2中示出的系統(tǒng)的飛行器的俯視圖；
圖4-1和圖4-2是圖不圖1和圖2中不出的系統(tǒng)所執(zhí)行的不例性過程的流程圖；以及 圖5-1和圖5-2是在兩個不同范圍處的翼尖傳感器圖像。【具體實施方式】
[0011]在一個實施例中，如圖1-3中所不，不例性機場場面碰撞避免系統(tǒng)(ASCAS) 18包括燈模塊系統(tǒng)30、32以及座艙系統(tǒng)44。每個燈模塊系統(tǒng)30、32包括收發(fā)器(例如，發(fā)射器/傳感器(例如，雷達))26、一個或多個導航/定位燈34、處理器36以及通信設備38。收發(fā)器26經由通信設備38與座艙系統(tǒng)44進行(有線或無線)通信。
[0012]在一個實施例中，座艙系統(tǒng)33包括處理器50 (可選)、通信設備(有線和/或無線)52、顯示器54、用戶接口(UI)設備56、存儲器58以及定位設備60。座艙系統(tǒng)44基于傳感器得到和處理的信息來(例如，經由耳機、顯示器)提供音頻和/或視覺提示。
[0013]基于來自傳感器26的信息，座艙系統(tǒng)44提供下列功能的一些或全部:檢測和跟蹤入侵物，評估和以優(yōu)先順序排列威脅，以及聲明和確定動作。一旦產生了與檢測相關聯(lián)的警報，那么就通過交通工具的操作員手動地或者由自動化系統(tǒng)(例如，自動制動器)自動地執(zhí)行碰撞避免動作(例如，停止飛行器、躲開入侵物等)的執(zhí)行。
[0014]在一個實施例中，對傳感器信息的處理的一些或全部由在傳感器級的處理器36和/或在座艙系統(tǒng)44處的處理器50來完成。
[0015]在一個實施例中，通過與廣播式自動相關監(jiān)視/廣播式交通信息服務(ADS-B/TIS-B)、關于交通工具/飛行器/障礙物的機場/航空公司信息(例如，通過WiMAX)并且與各個設備使用通信設備38、52接收到的合成視覺系統(tǒng)/電子視覺系統(tǒng)/組合視覺系統(tǒng)(SVS/EVS/CVS)進行集成來改善情況認知。
[0016]在一個實施例中，本發(fā)明通過采用存儲在存儲器58中或者經由通信設備38、52從源接收到的航班計劃和滑行間隙信息以及機場建筑/障礙物數(shù)據(jù)庫來減少假警報。
[0017]傳感器26被包括在機翼和尾部導航燈模塊30、32中，或者置于關于飛行器的其他位置處。傳感器26提供了對飛行器20的近乎完全的傳感器覆蓋。全覆蓋可以通過將傳感器置于策略上位于飛行器20上的其他燈中來獲得。
[0018]在聽覺上、視覺上和/或觸覺上向飛行員發(fā)出警報。例如，在顯示器(例如，電子飛行包(EFB)顯示器)上呈現(xiàn)的視覺警報示出了至少部分的飛行器輪廓和/或任何障礙物的突出顯示。聽覺警報例如可以是通過現(xiàn)有安裝的設備，諸如對講機或其他警告電子設備或可能是增強型近地警告系統(tǒng)(EGPWS)平臺。
[0019]圖4-1和圖4-2示出了由座艙系統(tǒng)44和/或燈模塊系統(tǒng)30、32執(zhí)行的示例性過程80。首先，在框82處，收發(fā)器26基于由其發(fā)射器發(fā)送的信號來生成基于在其傳感器處接收到的反射的數(shù)據(jù)。接下來，在框84處，處理器50基于預定義的值/參數(shù)和/或動態(tài)定義的值/參數(shù)來對傳感器數(shù)據(jù)進行過濾。然后，在框86處，處理器50輸出基于過濾的傳感器數(shù)據(jù)的目標信息。沒有包括的步驟是在燈模塊系統(tǒng)30、32和座艙系統(tǒng)44之間的信息的傳輸。
[0020]圖4-2示出了在框84處執(zhí)行的步驟的細節(jié)。首先，在框94處，處理器50基于從飛行器速度信息、燈模塊系統(tǒng)軌道信息以及預定義的垂直邊界信息計算的燈模塊系統(tǒng)(即，翼尖速度)的速度來動態(tài)地確定每個燈模塊系統(tǒng)(傳感器)的傳感器的三維包絡的大小。從定位設備60接收到的飛行器速度和軌道信息得到速度和軌道信息。
[0021]在判定框96處，處理器50確定在傳感器的三維包絡內的傳感器(反射率)數(shù)據(jù)是否具有大于預定義閾值的特定值。如果特定值不大于預定義閾值，則該傳感器數(shù)據(jù)不被標識為目標/障礙物(即，濾除)，參見框98，否則傳感器數(shù)據(jù)被標識為目標/障礙物(框100)。
[0022]在框96、98之后，處理器50確定以手動還是自動設置顯示設置(判定框102)。如果顯示設置是手動的，那么在框104處，處理器50根據(jù)框100處的標識和UI設備56的用戶設置的范圍設置來生成并且向顯示器54發(fā)送目標/障礙物。如果顯示設置是自動的，那么在框108處，如果最近目標/障礙物在閾值距離內，則處理器50把來自標識的目標/障礙物集合的目標/障礙物以第一范圍值輸出到顯示器。如果最近目標/障礙物不在閾值距離內，則處理器50以第二范圍值輸出過濾的目標/障礙物。
[0023]在一個實施例中，基于最大和最小停止距離來評估感興趣的傳感器FOV的閾值。
[0024]最大距離:
.由飛行器執(zhí)行制動動作。
.飛行器以與最大假定滑行速度相對應的16m/s的地面速度進行移動。
.飛行器在具有飛機制動系數(shù)μ B=0.3的濕差跑道上進行移動。
.飛行器產生零升力。
.假定不打滑。
[0025]最小距離:
.由飛行器執(zhí)行制動動作。
.飛行器以與向后推動的飛機速度(快速人類行走)相對應的1.4m/s的地面速度進行移動。
.飛行器在具有飛機制動系數(shù)μ B=0.3的濕差跑道上進行移動。
.飛行器產生零升力。
.假定不打滑。
[0026]下列是制動距離的示例性計算。人們可以不同地實現(xiàn)該計算。飛行器制動系數(shù)(P Β)包括總結在制動時對輪子作用的減速力的系數(shù)。在一個實施例中，μ B=Fbraking/(mg-L)。定義是=Fbraking——制動力，m——飛行器質量，L——升力，g——重力加速度。飛行器制動系數(shù)不等同于輪胎與地面的摩擦系數(shù)。該估計的飛機制動系數(shù)是包含了由于跑道表面、污染物和飛機制動系統(tǒng)(例如，防滑效率、制動磨損)而導致的效應的全包含性術語。
[0027]從功和對象能量之間的關系來得到用于執(zhí)行校正動作的得到的時間。該功被定義為:
【權利要求】
1.一種方法，包括: 在位于飛行器(20)上的收發(fā)器(26)處， 基于相關發(fā)射來生成反射率數(shù)據(jù)； 在處理器(36、50)處， 如果所生成的反射率數(shù)據(jù)的一部分大于預定義閾值，則確定目標； 確定所確定的目標是否 在動態(tài)定義的三維包絡內，其中，所述包絡基于翼尖燈模塊速度和軌道；以及 在顯示設備(54)上， 在與最近目標的相關范圍處呈現(xiàn)對最近目標的指示， 其中，呈現(xiàn)包括: 生成第一范圍的頭頂顯示，所述第一范圍的頭頂顯示包括飛行器圖標以及在所述飛行器圖標的相應翼尖處開始的一個或多個目標錐形，其中，所述第一范圍的頭頂顯示基于所述最近目標是否比距所述飛行器的閾值距離更遠；并且 生成第二范圍的頭頂顯示，所述第二范圍的頭頂顯示包括飛行器圖標以及在所述飛行器圖標的相應翼尖處開始的一個或多個目標錐形，其中，所述第二范圍的頭頂顯示基于所述最近目標是否比距所述飛行器的閾值距離更遠。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一范圍的頭頂顯示的所述目標錐形具有比所述第二范圍的頭頂顯示的所述目標錐形更大的范圍， 其中，所述目標錐形包括位于距所述飛行器或所述相關翼尖中的至少一個的先前指定距離的一個或多個范圍線。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，所述最近目標的指示包括: 突出顯示與包括所述最近目標的反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的所述一個或多個錐形的范圍線.突出顯示與標識所述最近目標的所述反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的距離值；或者呈現(xiàn)與標識所述最近目標的所述反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的機場結構的至少部分輪廓，其中，所述機場結構的輪廓基于先前存儲的機場信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述收發(fā)器位于所述飛行器的一個或多個翼尖燈模塊。
5.—種位于飛行器上的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括: 收發(fā)器，所述收發(fā)器被配置成基于相關發(fā)射來生成反射率數(shù)據(jù)； 處理器，所述處理器被配置成， 如果所生成的反射率數(shù)據(jù)的一部分大于預定義閾值，則確定目標； 確定所確定的目標是否在動態(tài)定義的三維包絡內，其中，所述包絡基于翼尖燈模塊速度和軌道；以及 顯示設備，所述顯示設備被配置成在與最近目標的相關范圍處呈現(xiàn)對所述最近目標的指示， 其中，在所述顯示設備上的呈現(xiàn)進一步包括: 呈現(xiàn)第一范圍的頭頂顯示，所述第一范圍的頭頂顯示包括飛行器圖標以及在所述飛行器圖標的相應翼尖處開始的一個或多個目標錐形，其中，所述第一范圍的頭頂顯示基于所述最近目標是否比距所述飛行器的閾值距離更遠；并且 呈現(xiàn)第二范圍的頭頂顯示，所述第二范圍的頭頂顯示包括飛行器圖標以及在所述飛行器圖標的相應翼尖處開始的一個或多個目標錐形，其中，所述第二范圍的頭頂顯示基于所述最近目標是否比距所述飛行器的閾值距離更遠。
6.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述第一范圍的頭頂顯示的所述目標錐形具有比所述第二范圍的頭頂顯示的所述目標錐形更大的范圍，其中，所述目標錐形包括位于距所述飛行器或所述相關翼尖中的至少一個的先前指定距離的一個或多個范圍線。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述最近目標的指示包括:突出顯示與包括所述最近目標的反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的所述一個或多個錐形的范圍線。
8.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述最近目標的指示包括:突出顯示與標識所述最近目標的所述反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的距離值。
9.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述最近目標的指示包括:呈現(xiàn)與標識所述最近目標的所述反射率數(shù)據(jù)相關聯(lián)的機場結構的至少部分輪廓，其中，所述機場結構的輪廓基于先前存儲的機場信息。
10.根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)， 進一步包括一個或多個翼尖燈模塊，其中，每個翼尖燈模塊被配置成包含所述收發(fā)器。
【文檔編號】B64D45/08GK103708041SQ201310205987
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年5月29日 優(yōu)先權日:2012年5月30日
【發(fā)明者】J.瓦塞克, P.科爾凱爾克, O.奧洛芬博巴 申請人:霍尼韋爾國際公司