用于滑行道交通警示的方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于滑行道交通警示的方法和系统。用于提供潜在碰撞警示给运载工具的机组人员的系统和方法。该警示基于推测的飞行机组人员行动和反应时间、本机速度，和与交通相交之前安全停止本机所需的距离。位于本机(18)上的示例性系统(20)包括通信装置(28)，其从地面交通接收信息；存储器装置(30)，其存储本机信息和预定义常量；以及处理装置，其基于所接收的本机信息和预定义常量，来确定在本机停在估计的完全停止位置之后，交通经过本机时，到交通的距离，基于所确定的时间点来确定到地面交通运载工具的距离，且如果所确定的距离小于预定义安全距离值，则生成潜在碰撞警示。外部照明装置(40)在潜在碰撞警示被生成后输出视觉照明。
【专利说明】用于滑行道交通警示的方法和系统
【背景技术】
[0001 ] 飞行器(或地面运载工具)和其他飞行器(或地面运载工具)之间，在机场地表上的操作期间，特别是在夜间或低能见度条件下的潜在碰撞，存在显著的问题。
[0002]当前的避撞系统，例如交通避撞系统(TCAS)仅在飞行器在空中时是有效的。而且，相对较少的大型机场配备有可监测地表交通的雷达，且即使在其可用的情况下，该雷达在机场上通常具有许多“盲点”，在那里对飞行器或运载工具的检测是不可能的。
【发明内容】
[0003]本发明包括用于给飞机或运载工具的机组人员提供即将发生的碰撞的警示的系统和方法。[0004]警示被触发的时间取决于推测的飞行机组人员行动和反应时间、本机速度，和与交通相交之前安全停止本机所需的距离。此外，本发明不使用机场地图数据。
[0005]位于本机上的示例性系统包括:通信装置，其从地面交通运载工具接收信息；存储器装置，其存储本机信息和预定义常量；以及处理装置，其基于所接收的本机信息和预定义常量来确定与本机的完全停止位置相关联的时间点，基于所确定的时间点来确定到地面交通运载工具的距离，且如果所确定的距离小于预定义安全距离值，则生成潜在碰撞警示。输出装置输出所生成的潜在碰撞警示。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面参照以下附图详细描述本发明的优选和替代实施例。
[0007]图1是根据本发明的实施例形成的示例性系统的框图；
图2是潜在碰撞条件期间一架飞行器照亮另一架飞行器的透视图；
图3是由本发明所执行的示例性过程的流程图；
图4是在交叉轨道上滑行的两架飞行器的自上而下的视图；
图5是图4中所示出的情况的图解。
【具体实施方式】
[0008]本发明在允许机组人员采取纠正行动的足够时间中识别与交通的潜在碰撞。本发明还确保了将妨碍警示或丢失警示最小化。本发明不依赖于针对机场的地图数据的可用性。
[0009]图1示出了位于本机(例如飞行器、机场地面运载工具)18上的示例性系统20，用于对本机机组人员提供潜在地面操作碰撞的足够早的警告。系统20包括与数据通信装置28信号通信的处理器24、存储器30 (即数据库)、输出装置32，导航/定位装置34 (例如GPS、INS 等)和接口(IF)装置 36。
[0010]处理器24从本机18上现有航空电子系统中接收以下数据:
?地理位置(来自定位装置34的经度和纬度)；?航向(来自航向参考系统38 (例如陀螺仪、罗盘、惯性导航系统(INS)))；
?速度(来自定位装置34);以及 ?翼展信息(来自存储器30)。
[0011]处理器24从其他飞行器或运载工具(“交通”)接收以下数据:
?地理位置(经度和纬度)；
?航向；
?速度；以及 ?尺寸类别。
[0012]数据通信装置28的示例包括自动相关监视广播(ADS-B)数据链路系统。
[0013]处理器24还从存储器30或一些外部源接收某些常量值，例如先前在各种出版物(例如RTCA D0-322)中所定义的那些常量值。常量值的示例包括:
?飞行机组人员反应时间tK (秒)-警示通知和评估的时间；
?飞行机组人员行动时间tA (秒)-做出判定和开始制动行动的时间；
?飞行器“标准”减速a (米/秒2)_遵循警示进行制动时的减速率。
[0014]使用全部或部分所接收的数据，处理器24确定是否存在碰撞警示条件。如果碰撞警示条件被确定为存在，处理器24输出警示信号到输出装置32。
[0015]图2示出了已确定了存在与第二滑行飞行器54的潜在碰撞条件的第一滑行飞行器50。响应于潜在碰撞条件确定，第一滑行飞行器50激活提供在第二滑行飞行器54的方向上的照明的灯(例如着陆灯)，从而将警示条件警示第二飞行器的飞行机组人员。
[0016]图3示出了由系统20执行的示例性过程60的流程图；首先，在判定块64处，处理器24确定本机是否在地面上。如果本机是地面运载工具，那么此条件始终为真。如果本机是飞行器，那么基于通过IF装置36从数据总线所接收的地面上指示符(例如轮上重量信号)、本机位置和海拔高度信息、机场/地理信息(即海拔高度)或某些其他标准，处理器24确定此条件为真。
[0017]在本机被确定为在地面上之后，处理器24从其他邻近的地面运载工具接收信息。然后，过程60确定本机是否正在移动，见判定块70。如果本机被确定为正在移动，那么过程60基于所接收的目标信息和本机信息来确定潜在碰撞条件是否存在，见判定块72。如果潜在碰撞条件不存在，那么过程60在延迟(块74)之后返回到判定块64。如果潜在碰撞条件存在，那么在块76处，在所估计的本机停止位置之后交通将经过本机时，确定到该交通的距离。
[0018]接着在判定块80处，确定所确定的到交通的距离是否小于或等于预定安全距离值。如果到交通的距离不小于或等于预定安全距离值，那么过程60返回到判定块64。如果到交通的距离小于或等于预定安全距离值，那么，在块82处，潜在碰撞警示条件存在，且通过照亮本机的外部灯来执行对该交通的警告。本机的照亮的外部灯向交通的飞行机组人员提供碰撞威胁存在的警告。在判定块86处，在延迟之后，过程60确定潜在碰撞警示条件是否仍存在。如果潜在碰撞警示条件仍存在，那么在块88处，改变一个或多个外部灯的照明(例如稳定到闪烁；慢闪到快闪)。如果该延迟之后潜在碰撞警示条件被确定为不存在，那么在块90处，一个或多个外部灯被熄灭。
[0019]外部灯是被指定专门用于此目的的灯，或者是本机的一个或多个现有的灯(例如着陆灯)。
[0020]在一个实施例中，一个或多个外部灯第一次被照亮，其以预定义模式被照亮。预定义模式的示例包括在各种亮度级别上稳定。预定义模式的另一个示例包括以第一速率闪烁。
[0021]当一个或多个外部灯照明被改变时，单独或组合地改变照亮一个或多个外部灯的各方面。例如，光强度改变、闪烁速率改变或如果存在一个以上的着陆灯，那么这些灯交替闪烁。如果在没有足够的分辨率的情况下，在延迟之后，潜在碰撞警示条件仍然存在，那么将可以假定，碰撞更加即将来临。在此情况下，改变外部灯照明以便对采取行动告知更直接的需求。增加一个或多个外部灯的闪烁速率或亮度是对采取行动的告知需求的示例性方式。
[0022]在一个实施例中，输出的警示包括驾驶舱地图显示器上的区域或交通的图形加亮，是被呈现在显示器上的文本消息或通过驾驶舱扬声器或耳机提供给机组人员的听觉消息。还可以使用触觉警示系统。
[0023]潜在交通碰撞检测的解决方案是建立在以下条件上的:
本机知道交通位置(例如来自交通ADS-B数据或其他源)；
本机知道交通航向(例如，来自交通ADS-B数据或其他源)；
本机知道交通速度(例如，来自交通ADS-B数据或其他源)；以及 本机知道交通尺寸类别(例如来自交通ADS-B数据或其他源)；
根据例如来自交通ADS-B数据和存储器30中存储的数据库的关于交通飞行器的尺寸类别的信息，确定交通的翼展。对于每个尺寸类别，处理器24使用存储器30中所存储的翼展范围的较高值。
[0024]当确定全部停止位置时，处理器24使用以下常量:飞行机组人员反应时间(tK(秒))；飞行机组人员行动时间(tA (秒))；以及飞行器减速度(a ('s2))。
[0025]基于本机(OS)的速度，从以下公式计算出到全部停止(Tstot)的制动距离(dBMke)和时间:
【权利要求】
1.一种由位于本机(18)上的系统(20)所执行的方法,该方法包括: 在处理装置(24)处， a.从地面交通运载工具接收信息； b.接收本机信息； c.基于所接收的本机信息和一个或多个预定义常量，来确定在本机的所估计的完全停止位置之后，地面交通运载工具将经过本机的距离；以及 d.如果所确定的距离小于预定义安全距离值，则生成潜在碰撞警示；以及 在外部照明装置(32)处，在潜在碰撞警示的生成之后，提供朝向地面交通运载工具的照明。
2.根据权利要求1的方法，其中来自地面交通运载工具的所接收的信息包括用于地面交通运载工具的速度、航向、位置和尺寸信息，进一步包括，在处理装置处，基于用于本机的尺寸信息和翼展信息，从本地存储器装置(30)检索用于地面交通运载工具的翼展信息，其中所述预定义的安全距离值是基于本机和地面交通运载工具的翼展信息的，其中所述一个或多个预定义常量包括机组人员反应时间常量、机组人员行动时间常量和本机减速率值。
3.根据权利要求1的方法，在处理装置处，改变由外部照明装置所提供的照明，其中改变包括改变亮度或闪光速率。
4.根据权利要求1的方法，其中所述外部照明装置包括两个或更多个灯，其中照明包括改变两个或更多个灯之间的照明。
5.根据权利要求1的方法，`进一步包括: 在处理装置处， 在a-d)之前，基于用于本机和地面交通运载工具的当前速度和航向信息，来确定所述本机和地面交通运载工具之间的最小距离； 基于所确定的最小距离来确定潜在碰撞条件是否存在；以及 如果潜在碰撞条件未被确定为存在，则暂停a-d)的操作。
6.—种位于本机上的系统(20),该系统包括: 通信装置(28)，其被配置为从地面交通运载工具接收信息； 存储器装置(30)，其被配置为存储本机信息和一个或多个预定义常量； 处理装置(24)，其与通信装置和存储器装置信号通信，该处理装置被配置为: 基于所接收的本机信息和一个或多个预定义常量来确定在本机的估计的完全停止位置之后，地面交通运载工具将经过本机的距离，其中所述一个或多个预定义常量包括机组人员反应时间常量、机组人员行动时间常量或本机减速率值；以及 如果所确定的距离小于预定义安全距离值，则生成潜在碰撞警示；以及外部照明装置(40)，其被配置为在潜在碰撞警示的生成之后，提供朝向地面交通运载工具的照明。
7.根据权利要求6的系统，其中来自地面交通运载工具的所接收的信息包括用于地面交通运载工具的速度、航向、位置和尺寸信息，其中所述存储器装置包括用于本机和各种尺寸的运载工具的翼展信息，其中所述处理器基于尺寸信息从所述存储器装置中检索用于地面交通运载工具的翼展信息，其中所述预定义的安全距离值是基于本机和地面交通运载工具的翼展信息的。
8.根据权利要求6的系统，其中所述处理装置改变亮度或闪光速率。
9.根据权利要求6的系统，其中所述外部照明装置包括两个或更多个灯，其中所述照明包括改变两个或更多个灯之间的照明，其中所述外部照明装置包括至少一个降落灯。
10.根据权利要求7的系统，其中所述处理装置被进一步配置为: 基于用于本机和地面交通运载工具的当前速度和航向信息，来确定所述本机和地面交通运载工具之间的最小距离； 基于所确定的最小距离来确定潜在碰撞条件是否存在；以及 如果潜在碰撞条件未被确定为存在，则暂停潜在碰撞警示操作的生成。
【文档编号】G08G7/02GK103514760SQ201310254655
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年6月26日
【发明者】T.卡布尔特, T.马茨, J.H.格拉弗, M.杜西 申请人:霍尼韦尔国际公司