具有冗余计算机的用于交通工具的系统的制作方法_2

文档序号:9234721阅读:来源:国知局
算机可处理来自第一传感器的数据,和/或可生成与第一传感器相关联的促动器的控制命令,且第二交通工具管理计算机可处理来自第二传感器的数据,和/或可生成与第二传感器相关联的促动器的控制命令。
[0023]从第一交通工具管理计算机中的第一系统传感器接收到的数据可由第一交通工具管理计算机传输至第二交通工具管理计算机。例如,当由第一交通工具管理计算机生成的故障控制命令检测到时,第二交通工具管理计算机接管第一交通工具管理计算机的作用,且可生成第一促动器的控制命令。
[0024]根据本发明的实施例,系统包括(刚好)两个、三个、四个或更多交通工具管理计算机。各个交通工具管理计算机均可提供系统的通道。以此方式,系统可为二重的、三重的或四重的冗余系统,或可具有更高的冗余。冗余构件可为相似的(即,相同设计的)或不相似的(即,不同设计的)。
[0025]根据本发明的一个实施例,第一系统传感器和第二系统传感器适于获得与特定系统作用器和/或操纵促动器相关联的数据。为了提供相对于系统作用器和/或操纵促动器的控制功能的冗余,一个以上的传感器可与特定促动器相关联。
[0026]第一系统传感器可连接到第一交通工具管理计算机上,且第二系统传感器可连接到第二交通工具管理计算机上。以此方式,即使在交通工具管理计算机完全故障的情况下,相应的促动器可由其它交通工具管理计算机控制。
[0027]根据本发明的实施例,各个促动器控制计算机通过单独的数据链与促动器控制计算机彼此互连。类似于交通工具管理计算机,这可提供促动器控制计算机之间的故障安全数据通信。
[0028]根据本发明的实施例,促动器控制计算机适用于从至少一个其它促动器控制计算机接收操纵命令和/或控制命令,且适用于比较来自不同的促动器控制计算机的操纵命令和/或控制命令,以确定促动器控制计算机或操纵促动器的误差。在此情况下,一个促动器控制计算机检测故障命令,和/或检测其它促动器控制计算机中的一个中的故障,其可接管相应的促动器控制计算机的作用。例如,一个或所有促动器控制计算机可执行经由数据链传输的数据之间的比较以确定故障数据。
[0029]类似于交通工具管理计算机,促动器控制计算机可基于故障来执行重整,以确定控制表面即使在故障存在时也移动至正确位置。取决于功能中涉及的通道/传感器的数目,故障安全、故障操作/故障安全或故障操作/故障操作行为可针对相应的功能实现。
[0030]根据本发明的一个实施例,系统包括两个、三个或四个冗余的促动器控制计算机。
[0031]根据本发明的实施例,至少一个冗余计算机包括具有不同关键性的至少两个处理单元。交通工具管理计算机和/或促动器控制计算机可包括存储器、处理器和软件。它们可实施为具有多个分离的处理单元的计算机,使得不同水平的关键功能可在一个计算机内分呙。
[0032]根据本发明的实施例,系统还包括与交通工具的另一个控制计算机的至少一个通信接口,其中通信接口直接地连接到不同的交通工具管理计算机上。这还可在一个交通工具管理计算机失效的情况下提供冗余。例如,另一个控制计算机可连接到两个通信接口上。作为实例,对于有人的交通工具,飞行员的输入可经由至少两个独立通道提供至冗余交通工具管理计算机。作为另一个实例,对于无人交通工具,飞行员的命令可由两个独立的通信链路提供至冗余交通工具管理计算机。
[0033]根据本发明的实施例,另一个控制计算机为适用于命令系统自动地执行任务相关的操纵的任务管理系统,例如,遵循识别的目标或以搜索和救援模式飞行。
[0034]根据本发明的实施例,控制计算机为允许远程飞行员控制和/或监测交通工具的通信系统。
[0035]本发明的另一个方面涉及无人飞行器,包括前述权利要求中的一项的系统。无人飞行器可为没有机载的驾驶员的飞行器(如,飞机或直升机)。
[0036]本发明的这些及其它方面将从下文所述的实施例清楚且参照下文所述的实施例阐明。
【附图说明】
[0037]在下文中,本发明的实施例参照附图来更详细描述。
[0038]图1示意性地示出了根据本发明的实施例的无人飞行器。
[0039]图2示意性地示出了根据本发明的实施例的控制和管理系统。
[0040]原则上,相同的部分在附图中设有相同的参考标号。
[0041]参考标号:
10无人飞行器 12翼
14控制表面 14a副翼 14b升降舵 14c舵 14d扰流板 16系统
18,18a, 18b, 18c交通工具管理计算机 20, 20a, 20b, 20c 数据链 22传感器
22a, 22b, 22c系统传感器
22d, 22e, 22f, 22g操纵传感器
24, 24a, 24b, 24c远程接口单元
24d,24e,24f远程接口单元
26,26a, 26b, 26c (系统)作用器
26d, 26e, 26f, 26g (系统)作用器
27交通工具的内部构件
28,28a, 28b, 28c促动器控制计算机
29, 29a, 29b, 29c 数据链
30,30a, 30b, 30c (操纵)促动器
32,32a, 32b 通信接口
34任务管理系统
36通信系统
38公共接口
40地面控制计算机。
【具体实施方式】
[0042]图1示出了无人飞行器10,其适于自动地飞行较长距离,且执行任务而没有来自基站的连续支持。在所示的实例中,无人交通工具10为具有两个翼12的飞机。无人飞行器10的飞行使用一组主控制表面14操纵。通常,这些表面包括翼12上的一对副翼14a来用于横侧控制、尾部上的一对升降舵14b或单个升降舵来用于俯仰控制,以及尾部上的舵14c来用于偏航控制。此外,一组扰流板14d可附接到翼上来用于速度和横侧控制。
[0043]无人飞行器10和控制表面14由将参照图2阐释的控制和管理系统16控制。以下描述集中于无人飞行器10内的应用,但这并未排除其它交通工具类型。例如,系统16还可包括用于控制和管理街道交通工具或船舶。
[0044]系统16包括至少两个(这里是三个)交通工具管理计算机18,18a, 18b, 18c。交通工具管理计算机18控制交通工具管理功能,如,系统模式、发动机控制、飞行管理、自动驾驶、自动油门、飞行控制规则、大气数据系统集成、导航系统集成和健康监测。此外,交通工具管理计算机18还控制系统服务功能,如,电力电源、环境控制、燃料系统控制、火灾检测控制、冰检测和保护控制。
[0045]各个交通工具管理计算机18可实施为单处理器计算机或作为多处理器计算机。当使用多处理器计算机且处理器之间的清楚的硬件分离存在时,则各种功能可根据其在飞行器上的效果(功能的故障导致灾难性的、危险的、较大的或较小的事件)分配给不同的处理器,因此简化了验证过程,且减少了开发成本。
[0046]交通工具管理计算机18利用可称为交叉通道数据链的数字数据链20,20a, 20b, 20c连接到彼此上来用于数据交换。交叉通道数据链可设计成使得它们排除电子故障传播。数据链20可经由数据总线实施。
[0047]交通工具10中的交通工具管理计算机18的位置可选择成使得交通工具管理计算机18中由于单个事件引起多个故障的概率减小。
[0048]必须理解的是,图2的图表中的所有连续线可为物理数据链,其利用电线实施,例如,通过数据总线实施。类似地,由连续线互连的矩形是可在不同地点安装到交通工具10上的系统的物理构件。
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