无源航空器翼尖撞击检测系统和方法_2

文档序号:8499109阅读:来源:国知局
括固体物理结构以及各种物理结构。如可以容易地显而易见的那样,描绘的数字基础地图202包括被布置在开放区210内的5个物理结构 206-1 到 206-5 ο
[0022]如图2还描绘了,数字基础地图202和数字航空器结构204各自由多个单元表示。具体地,生成的数字基础地图202由多个机场单元208表示,并且生成的数字航空器结构204由多个航空器单元212表示。注意到,为了清楚,每个机场单元208和每个航空器单元212不用相关联的参考标号来图示。此外,为了易于区分,航空器单元212在其中用“X”图不O
[0023]处理器106,除了生成具有叠覆在上的数字航空器结构204的数字基础地图202之夕卜,还被配置为向每个机场单元208指派数值,并且生成具有对于每个数值的分离条目的索引计数阵列112(见图1)。处理器106指派给每个机场单元208的数值表示了与该机场单元208相关联的特定翼尖撞击威胁。将领会的是,使用的数值可以变化,但是在描绘的实施例中,零(O)被指派给与开放空间210相关联的每个机场单元208,并且非零数值被指派给与物理结构206-1到206-5相关联的每个机场单元208。相同的非零数值可以被指派给与物理结构相关联的所有机场单元208,但是在描绘的实施例中,不同的非零数值用于不同类型的物理结构。例如,与非航站楼建筑物(即,206-4)相关联的机场单元208被指派数值二(2),与航站楼建筑物(S卩,206-1、206-2、206-5)相关联的机场单元208被指派数值四
(4),并且与移动的对象(即,206-3)相关联的机场单元208被指派数值六(6)。
[0024]参照回到图1,看到索引计数阵列112包括多个条目。具体地,它至少包括对于可指派给机场单元208的每个数值的分离条目。如已经注意到的,可指派的数值可以变化。此夕卜,取决于被分类的物理结构的不同类型,可指派的数值的数量可以变化。在描绘的实施例中,分类了 3种不同类型的物理结构,并且因此索引计数阵列112包括4个分离的条目。将领会的是,索引计数阵列112可以包括比该条目数量更多或更少的条目,但是作为最小值将包括2个分离条目。索引计数阵列112的目的和功能性以及其相关联的条目将在以下进一步描述。
[0025]再一次参照图2,之前注意到处理器106生成的数字航空器结构204包括环绕航空器的保护性包封。保护性包封可以是,例如,围绕航空器的简单的圆圈(或其它几何形状)。如果实现为圆圈,则圆圈的半径优选设置为覆盖整个航空器,并且如需要或者期望的话,可以另外包括缓冲或误差预算。作为示例,如果航空器具有40米的翼展,则包封可以被设置为45米,虑及5米的缓冲。在一些实施例中,基于检测到的航空器速度,包封的尺寸可以变化。此外,包封不仅仅应用于当前航空器定位,而且沿预测的将来的航空器定位“行走”,如上所述。应当注意的是,预测的将来定位优选地包括飞行员反应时间和停止时间。
[0026]基于检索到的机场数据以及当前和将来的航空器定位、速度和定向,处理器106被配置为实现无源翼尖撞击威胁检测过程。现在将更详细描述的该检测过程是基于索引计数阵列112的内容,并且更具体地基于索引计数阵列112中的每个条目的内容。这是因为基于由航空器单元212替代的特定数值的机场单元208的数量,索引计数阵列112中的每个条目的内容变化。
[0027]现在应当参照图3,图3以流程图形式描绘了由处理器106实现的检测过程300的实施例。当处理器106从机场数据库104检索适当的机场数据,并且生成机场的至少一部分的数字基础地图202时,过程300开始,所述机场包括一个或多个特定翼尖撞击威胁206(302)。数值被指派给每个机场单元208 (304),并且生成索引计数阵列112(306)。如之前所注意到的,指派的数值表示与该机场单元208相关联的特定翼尖撞击威胁。
[0028]还生成由多个航空器单元212表示的数字航空器结构204(308),并且用多个航空器单元212替代一部分的机场单元208 (312)。被替代的机场单元208的每个数值使其相关联的索引计数阵列条目递增(314)。更具体地,对被替代的机场单元208的每个数值进行计数来确定相关联的替代计数,并且与每个数值相关联的替代计数然后被录入到对于该数值的索引计数阵列中分离条目中。然后,基于索引计数阵列112中的替代计数,做出是否检测到一个或多个潜在航空器翼尖撞击的确定(318)。如果没有撞击被检测到,则更新航空器状态数据(322),并且重复过程的一部分(308-318)。如果检测到撞击,则生成警报(324)。
[0029]为了更清楚地说明上述过程,应当参照图4-6,其仅描绘了具有在其上布置的数字航空器结构204的数字基础地图202的一部分。为了清楚并且易于描绘和描述,描绘的数字基础地图202仅仅包括一个物理结构,在这种情况下是包括13个机场单元208的、并且由开放空间210围绕的非航站楼建筑物206-4。此外,数字航空器结构204被描绘为包括17个航空器单元212。
[0030]在图4中所图示的时间点处,所有17个航空器单元212已经仅仅替代了开放空间机场单元208 (数值O),并且没有其它类型的机场单元208 (数值2、4和6)中的任何。因此,与每个数值相关联的替代计数,以及索引计数阵列112中伴随的条目是:0:17,2:0,4:0,6:0。基于索引计数阵列中的替代计数,没有潜在航空器翼尖撞击被检测到。
[0031]当航空器沿着其实际或预测路径移动时,索引计数阵列中的条目将保持与图4中描绘的相同,直到图5中描绘的时间点为止。在该点处,16个航空器单元212已经替代了开放空间机场单元208,并且I个航空器单元212已经替代了非航站楼建筑物机场单元208之一。因此,与每个数值相关联的替代计数,以及索引计数阵列中伴随的条目是:0:16,2:1,4:0,6:0o基于索引计数阵列中的替代计数,检测到潜在航空器翼尖撞击。过程300可以在该点停止,但是如果它继续进行到图6中描绘的时间点,则14个航空器单元212已经替代了开放空间机场单元208,并且3个航空器单元212已经替代了非航站楼建筑物机场单元208中之一。因此,与每个数值相关联的替代计数,以及索引计数阵列中伴随的条目是:O:14,2:3,4:0,6:0ο
[0032]注意的是,如果只存在针对其进行保护的一种类型的威胁,则一检测到潜在航空器翼尖撞击,就可以停止过程300。如果针对多个威胁进行保护,那么整个数字航空器结构204可以呈递到数字工作地图202上。此外,无论处理器106检测到一个还是多个威胁,它将生成一个或多个警报信号。返回到图1,警报信号至少被供给至听觉警报设备108,诸如扬声器,但是可以另外或者替代地供给至视觉警报设备112,诸如灯。在一些实施例中,处理器106还可以命令显示设备114来呈递与图4-6中描绘的那些类似的图像。
[0033]本文描述的系统和方法提供一种利用作为潜在碰撞危险的航空港/机场结构的数据库或地图的无源系统。本质上,实现一种“图形”威胁检测途径,其对于机场几何结构的复杂性相对不敏感,并且消除对常规翼尖撞击传感器的需要。虽然在诸如门之类的紧密空间中可能仍需要传感器,但是本文公开的系统和方法提供了免受固定的障碍物的足够保护。
[0034]本领域技术人员将领会到,与本文公开的实施例相结合而描述的各种说明性逻辑块、模块、电路以及算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。以上按照功能和/或逻辑块组件(或模块)和各种处理步骤,描述了一些实施例和实现方式。然而,应当领会到,这样的块组件(或模块)可以由被配置成执行所指定功能的任意数量的硬件、软件和/或固件组件来实现。为了清楚说明硬件和软件的该可互换性,以上一般地按照其功能性已经描述了各种说明性的组件、块、模块、电路以及步骤。这样的功能性是实现为硬件还是软件,取决于在整体系统上施加的特定应用和
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