通航飞机机载监控器的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于航空电子领域，具体涉及一种通航飞机机载监控器。本新型安装在飞机驾驶舱内，不仅可采集驾驶舱图像数据、驾驶舱语音数据，还可以采集飞机航姿信息数据，并能将这些数据存入数据存储单元。本实用新型采用可拆卸存储单元，使用方便，便于统一管理和查看。通过对存储的飞行数据进行分析，可以发现飞行中存在的安全隐患；在事故发生后，也能够提供音频、图像及航姿数据，有助于快速定位问题，找到事故原因。通航飞机监控器的安装使用，能够促进通用航空的安全运行、安全监管以及提高通航事故调查技术。
【专利说明】
通航飞机机载监控器
技术领域
[0001]本发明属于航空电子领域，具体涉及一种通航飞机机载监控器。
【背景技术】
[0002]通用航空，是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动。随着中国经济实力增长，通航飞行将逐渐从奢侈消费变成大众需求。中国通航市场还刚刚起步，但增长速度惊人，国内通航飞机每年数量增长超过20%。通用航空的市场潜力显然已被关注，从2008年国务院交通管制委员会推动低空空域管理改革试点开始，种种利好政策使通航产业蓄势待发。
[0003]目前通用航空飞机上很少装有类似于运输大飞机一样的飞行记录器(黑匣子)，事故后很难获取失事前的飞行数据，如果能够提供一款通航飞机监控器，将其安装在飞机驾驶舱内，在飞行过程中，能够实时记录航姿、音视频信息，并能将这些数据存入数据存储单元中。通过对所存储的飞行数据进行分析，可以发现在飞行中存在的安全隐患;在事故发生时，也能够提供包括音频、视频、飞机状态在内的飞行数据信息，这些宝贵的信息将有助于快速定位问题，找到事故原因。通航飞机监控器的安装使用，能够促进通用航空的安全运行、安全监管以及提高通航事故调查技术。
[0004]经研究发现，现有技术中存在的问题为:
[0005]目前通用航空小飞机中很少装有黑匣子，急切在通航飞机上加装能记录飞行状态的设备，便于安全监管及事故调查。
【发明内容】
[0006]根据通航飞机监控器的技术要求，通航飞机机载监控器安装在飞机舱内，在飞行过程中，能够实时记录音频、视频及航姿信息，并能将这些数据存入数据存储单元中。在需要时可以很容易的获取通航飞机的航姿等信息，供相关分析使用。
[0007]本发明提供一种通航飞机机载监控器，包括:视频采集单元、音频采集单元、航姿数据采集单元、数据处理及中转单元、数据存储单元，所述视频采集单元用于驾驶舱内视频信息的采集，在驾驶舱顶板上加装摄像头，记录飞机驾驶舱仪表以及驾驶员的动作;所述音频采集单元包括三路音频数据采集，分别记录正、副驾驶员的耳机及区域麦克风音频输入；所述航姿数据采集单元完成通航飞机的飞行姿态、状态等飞行数据的采集，记录飞机的飞行状态，能够准确的定位和测量飞机的位置、姿态信息，其包含航向、俯仰角、滚转角、垂直加速度、横向加速度、经度、玮度、高度在内的一系列参数的记录;所述数据处理及中转单元完成对视频采集单元、音频采集单元、航姿数据采集单元所接收数据信息的统一，根据时间命名视频音频及航姿数据文件，然后再传输给数据存储单元，便于未来统一管理;所述数据存储单元包括两路，一路为可插拔存储，另一路为坠毁防护性存储。
[0008]进一步的，所述视频采集单元中通过摄像头记录飞机驾驶舱仪表面板及记录驾驶员的动作。
[0009]进一步的，所述视频采集单元采集后数据通过自带视频压缩功能进行压缩，输出的影像信息为数字信息可保证在一定存储空间情况下采集影像的连续性。
[0010]进一步的，所述音频采集单元包括音频降噪装置，对所采集的音频数据进行降噪处理，确保音频信号清晰可辨，采集后的音频数据采用数字方式输入通航飞机机载监控器中的后续模块处理。
[0011 ]进一步的，所述航姿数据采集单元包括MEMS微机械陀螺和加速度计，用于通过卡尔曼滤波对三轴陀螺、三轴加计、三轴磁场计、GPS、气压高度的信息进行融合，从而得到航姿数据。
[0012]进一步的，所述的可插拔存储可拆卸后统一保存。
[0013]与现有技术比，本发明的有益效果为:
[0014]—是本发明安装在飞机舱内，不仅可提供飞机航姿信息以及驾驶舱语音信息，还可提供驾驶舱的图像数据，对于安全监管及事故调查有很大帮助。
[0015]本发明采取独立的数据采集传感器，通过自身的传感器采集所需的数据，不与飞机的系统交联，不从飞机采集系统数据，对飞机系统没有影响，独立性好，便于加装。
[0016]在飞行过程中，本发明能够实时记录音频、视频以及航姿数据，并能将这些数据存入数据存储单元中。通过对所存储的数据进行分析，可以发现在飞行中存在的安全隐患;在事故发生时，通过对坠毁防护性存储数据的译码和分析，能重现事发时的飞行状态，以便快速找到事故原因。通航飞机监控器的安装使用，能够促进通用航空的安全运行、安全监管以及提高通航事故调查技术。
[0017]二是本发明采用可拆卸存储单元，使用更方便，并且便于统一管理和查看。
【附图说明】
[0018]图1是本发明的通航飞机机载监控器硬件框图；
[0019]其中，1-视频采集单元，2-音频采集单元，3-航姿数据采集单元，4-数据处理及中转单元，5-数据存储单元。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0021 ]本发明提供一种通航飞机机载监控器，包括视频采集单元1、音频采集单元2、航姿数据采集单元3、数据处理及中转单元4、数据存储单元5。所述视频采集单元1、音频采集单元2、航姿数据采集单元3作为输入均接入数据处理及中转单元4，由数据处理及中转单元4进行简单的数据格式统一后发送到数据存储单元5进行统一的存储。
[0022]所述视频采集单元I用于驾驶舱内视频信息的采集，主要包括装在驾驶舱顶部的摄像头，用于记录飞机驾驶舱仪表以及驾驶员的动作。视频采集装置采集后数据通过自带视频压缩功能进行简单压缩，输出的影像信息为数字信息，且为最小化容量，可保证在一定存储空间情况下采集影像的连续性。摄像机需要清晰记录下仪表上的文字信息，所以对摄像机的分辨率有要求。若要在视频中能看清驾驶舱仪表盘的读数，则分辨率的标准要更加严格。实验表明，若要看清一个的文字，至少需要十个像素。因此摄像头采用高清摄像头。
[0023]所述音频采集单元2包括三路音频数据采集，分别记录正、副驾驶员的耳机及区域麦克风音频输入。并且包含音频降噪装置，对所采集的音频数据进行降噪处理，确保音频信号清晰可辨。采集后的音频数据会采用数字方式输出给通航飞机机载监控器中的后续模块处理。
[0024]所述航姿数据采集单元3完成通航飞机的飞机姿态、状态等飞行数据的采集，记录了每一个时间段飞机的飞行状态，能够准确的定位和测量飞机的位置、姿态信息。主要包含航向、俯仰角、滚转角、垂直加速度、横向加速度、经度、玮度、高度等一系列参数的记录。采用MEMS微机械陀螺和加速度计等传感器，通过卡尔曼滤波对三轴陀螺、三轴加计、三轴磁场计、GPS、气压高度的信息进行融合，使其同时具有INS的高带宽和GPS高精度的优点，从而得到较为精确的航姿数据。该航姿数据单元将采用成型的航姿数据采集模块。该模块可以采集信息包括:航向(磁航向或真航向)、俯仰角、滚转角、垂直加速度、纵向加速度、横向加速度、经度、玮度、高度、时间、地速;并且还能够测量解算偏航率、俯仰变化率、滚转角变化率、外部静压、气温等参数，并能够输出卫星定位系统的时间用于同步视频、音频以及其他数据，该模块可以工作在-40°-70°C的温度范围内，能抗电磁干扰，抗振动，满足机载设备的环境测试要求。
[0025]所述数据处理及中转单元4主要完成对视频采集单元、音频采集单元、航姿数据采集单元所接收数据信息的统一，根据时间给视频音频及航姿数据进行文件命名，然后再传输给数据存储单元，便于统一管理。
[0026]所述数据存储单元5包括一般存储和坠毁防护性存储，其中一般存储采用可插拔存储，可插拔存储可采用带固定装置的工业U盘。按照作业流程的设计，每隔一段时间更换存储单元，并将拆卸的可插拔存储统一编号并保存，以备后续查看，坠毁性存储用于循环记录最后两小时内的飞行数据，便于事故调查使用。
【主权项】
1.一种通航飞机机载监控器，其特征在于，包括视频采集单元、音频采集单元、航姿数据采集单元、数据处理及中转单元、数据存储单元，所述视频采集单元用于驾驶舱内视频信息的采集，在驾驶舱顶板上加装摄像头，记录飞机驾驶舱仪表以及驾驶员的动作;所述音频采集单元包括三路音频数据采集，分别记录正、副驾驶员的耳机及区域麦克风音频输入;所述航姿数据采集单元完成通航飞机的飞行姿态、状态等飞行数据的采集，记录飞机的飞行状态，能够准确的定位和测量飞机的位置、姿态信息，其包含航向、俯仰角、滚转角、垂直加速度、横向加速度、经度、玮度、高度在内的一系列参数的记录;所述数据处理及中转单元完成对视频采集单元、音频采集单元、航姿数据采集单元所接收数据信息的统一，根据时间命名视频音频及航姿数据文件，然后再传输给数据存储单元，便于未来统一管理;所述数据存储单元包括两路，一路为可插拔存储，另一路为坠毁防护性存储。2.根据权利要求1所述的通航飞机机载监控器，其特征在于:所述视频采集单元中通过摄像头记录飞机驾驶舱仪表面板及记录驾驶员的动作。3.根据权利要求1所述的通航飞机机载监控器，其特征在于:所述视频采集单元采集后数据通过自带视频压缩功能进行压缩，输出的影像信息为数字信息可保证在一定存储空间情况下采集影像的连续性。4.根据权利要求1所述的通航飞机机载监控器，其特征在于，所述音频采集单元包括音频降噪装置，对所采集的音频数据进行降噪处理，确保音频信号清晰可辨，采集后的音频数据采用数字方式输入通航飞机机载监控器中的后续模块处理。5.根据权利要求1所述的通航飞机机载监控器，其特征在于，所述航姿数据采集单元包括MEMS微机械陀螺和加速度计，用于通过卡尔曼滤波对三轴陀螺、三轴加计、三轴磁场计、GPS、气压高度的信息进行融合，从而得到航姿数据。6.根据权利要求1所述的通航飞机机载监控器，其特征在于，所述的可插拔存储可拆卸后统一保存。
【文档编号】G07C5/08GK205427977SQ201521015527
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年12月9日
【发明人】吴文才, 黄毅峰, 陈鹏德, 谢孜楠, 李勇
【申请人】中国民航科学技术研究院